電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱性故障研究

摘要：電力行業(yè)不斷發(fā)展，電力已成為生活中重要能源，對電力系統(tǒng)中涉及的繼電保護(hù)提出了更高的要求。而繼電保護(hù)裝置中常發(fā)生隱性故障，故分析繼電保護(hù)裝置對于電力系統(tǒng)的作用、繼電保護(hù)隱性故障產(chǎn)生的原因和危害，并對其隱性故障處理措施進(jìn)行研究，包括改進(jìn)工作流程、提高隱性故障評估、加強(qiáng)隱性故障控制以及母線繼電保護(hù)、定值調(diào)整，以供參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱性故障研究

中圖分類號：TM73

ResearchonHiddenFaultsinPowerSystemRelayProtection

ZONGWenting

StateGridJiangsuElectricPowerCo.，Ltd.NanjingPowerSupplyBranch，Nanjing，JiangsuProvince，210019China

SzP4JHeWBiywKfuvuFkAIg==Abstract：Withthecontinuousdevelopmentofthepowerindustry，electricityhasbecomeanimportantenergysourceindailylife，andhigherrequirementshavebeenputforwardfortherelayprotectioninvolvedinthepowersystem.However，&nbsWgJVCJPn789uKOuPkuySHg==p;hiddenfaultsoftenoccurinrelayprotectiondevices.Therefore，thisarticleanalyzestheroleofrelayprotectiondevicesinthepowersystem，thecausesandhazardsofhiddenfaultsinrelayprotection，andstudiesthemeasurestodealwithhiddenfaults，includingimprovingworkflow，enhancinghiddenfaultevaluation，strengtheninghiddenfaultcontrol，busrelayprotection，andsettingadjustment，forreference.

KeyWords：Powersystem;Relayprotection;Implicit;Faultresearch

目前，隨著經(jīng)濟(jì)和科技飛速發(fā)展，人們生活水平顯著提高，對能源利用需求增加，其中，電力能源作為重要能源，常出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行現(xiàn)象，易引起電力系統(tǒng)故障，繼電保護(hù)裝置作為電力系統(tǒng)中核心裝置，若電力系統(tǒng)發(fā)生故障，繼電保護(hù)可及時觀察電網(wǎng)異常狀況，并對異常情況針對性展開處理，快速切除故障，以此保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

1電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置作用

電力系統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)行中，繼電保護(hù)有著重要作用，其安全性及其穩(wěn)定性特性一定程度上保護(hù)了電網(wǎng)運(yùn)行安全。繼電保護(hù)系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)核心組成部分，此系統(tǒng)配置的繼電保護(hù)裝置功能強(qiáng)大，當(dāng)電力運(yùn)行中電器部分發(fā)生故障，繼電保護(hù)可對故障快速診斷，實(shí)施相應(yīng)的處理措施。由于在電力系統(tǒng)自動化控制中，重點(diǎn)保護(hù)整體運(yùn)行電氣設(shè)備是繼電保護(hù)裝置的主要工作，故對繼電保護(hù)裝置自身安全性、穩(wěn)定性提出更高要求，進(jìn)一步維持電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。同時，繼電保護(hù)裝置繼電器設(shè)備具有靈活性和快捷性兩方面特性，通過電源自動控制系統(tǒng)和繼電器設(shè)備能夠快速掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行故障，結(jié)合實(shí)時運(yùn)行工況，針對性提出處理方案。其中，繼電器設(shè)備靈活性、靈敏度高可依據(jù)工作實(shí)況、設(shè)定判據(jù)，合理分析當(dāng)前系統(tǒng)狀況，進(jìn)而快速獲取有效信息，以便故障分析工作便捷、快速。除此之外，電力系統(tǒng)工作中，由于其電力設(shè)備長時間應(yīng)用，故部分電力設(shè)備易發(fā)生缺陷，而繼電保護(hù)利用自身選擇性特性，可對缺陷部件選擇性保護(hù)，以此縮短故障發(fā)生時斷電范圍，使其無故障區(qū)域電力能源正常供應(yīng)，降低維修過程中不確定性因素沖擊以及電網(wǎng)故障事件引起的社會沖擊。對繼電保護(hù)進(jìn)行性能分析和選型，從多方面特性展開工作，可在電力系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)揮重要作用[1]。

2繼電保護(hù)裝置隱性故障原因及其危害

繼電保護(hù)的隱性故障，主要指電力系統(tǒng)常規(guī)運(yùn)行下，存在的不確定因素故障，通常情況下對電力系統(tǒng)事故影響較小，當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行發(fā)生異常狀況或故障時，隱性故障對系統(tǒng)安全運(yùn)行有著嚴(yán)重危害。繼電保護(hù)中包含連接器、電力電壓和互感器等多個通道元件以及繼電器，此設(shè)備均存在隱性故障。繼電器設(shè)備及其質(zhì)量并不會產(chǎn)生隱性故障，而是設(shè)備運(yùn)行參數(shù)校準(zhǔn)不合格，在系統(tǒng)或其他因素干擾下，引導(dǎo)控制部件和多項(xiàng)繼電器設(shè)備發(fā)出錯誤指令，進(jìn)而被檢測。當(dāng)故障出現(xiàn)時或出現(xiàn)后，呈現(xiàn)低電壓和超負(fù)荷，此時電力系統(tǒng)處于較大壓力狀態(tài)，繼電保護(hù)隱性故障發(fā)生，很大程度上影響電力系統(tǒng)[2]。

2.1隱性故障原因

2.1.1電力系統(tǒng)設(shè)備故障

電力系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障涉及軟件設(shè)備與硬件設(shè)備，通常軟件設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，開發(fā)與應(yīng)用過程中，隱蔽性能高且在測試工作中涉及眾多內(nèi)容。若發(fā)生故障，無法通過自行操作排除故障，故引發(fā)繼電保護(hù)隱性故障。而電力系統(tǒng)硬件設(shè)備發(fā)生故障通常是受到環(huán)境因素影響，致使硬件設(shè)備無法展開穩(wěn)定運(yùn)行。同時，電力系統(tǒng)硬件設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中會發(fā)生磨損，若不采取處理措施，很大程度上影響電力系統(tǒng)運(yùn)行。

2.1.2繼電保護(hù)裝置失靈

繼電保護(hù)裝置主要工作是在電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中清除故障，實(shí)施保衛(wèi)電力系統(tǒng)能力，可有效避免故障損壞其他部件。若繼電保護(hù)裝置失靈，會導(dǎo)致電能無法供應(yīng)，進(jìn)而引起隱性故障。電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，若無法對故障元件采取有針對性的措施，會引發(fā)連鎖故障，造成設(shè)備大面積癱瘓[3]。

2.1.3人為因素及保護(hù)定值錯誤

電力系統(tǒng)運(yùn)行時，若工作人員不參考標(biāo)準(zhǔn)流程展開操作，對整定參數(shù)、工作邏輯以及互感器變化參數(shù)設(shè)置錯誤時，容易引起隱性故障。電力設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)人員以及設(shè)備廠家的設(shè)計(jì)人員都是保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的工作人員，故無論隱性故障發(fā)生于出廠前或出廠后，工作人員的狀態(tài)、業(yè)務(wù)水平不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)亦會導(dǎo)致隱性故障。

保護(hù)定值錯誤會出現(xiàn)隱性故障，電力系統(tǒng)工作中若保護(hù)定值設(shè)定錯誤，會導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)潮流產(chǎn)生較大變化時，呈現(xiàn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和保護(hù)定值之間不適配狀況，增加隱性故障發(fā)生概率。

2.2隱性故障危害

電力系統(tǒng)運(yùn)行中，繼電保護(hù)隱性故障，對電力系統(tǒng)有著極大影響。當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)由于隱性故障無法對其系統(tǒng)進(jìn)行有效保護(hù)和實(shí)時判斷，故擴(kuò)大故障損害面積，致使工作人員對系統(tǒng)進(jìn)行維修時，擴(kuò)大停電面積。繼電保護(hù)系統(tǒng)主要作用是利用有效處理措施，對電力系統(tǒng)現(xiàn)存故障和運(yùn)行中故障展開保護(hù)。當(dāng)繼電系統(tǒng)無法對電力系統(tǒng)展開保護(hù)，電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，其自身電流、電壓會產(chǎn)生劇烈變化，針對故障區(qū)域設(shè)備，若自身無法承擔(dān)電流、電壓帶動的超負(fù)荷能量，則會破壞設(shè)備自身質(zhì)量，導(dǎo)致部分軟硬件設(shè)備受到影響。同時，電力系統(tǒng)故障時，繼電保護(hù)可及時關(guān)閉故障區(qū)域電力供應(yīng)，減少由故障電壓引起的人身危害。繼電保護(hù)能夠?qū)Ω鱾€電力設(shè)備的電氣量實(shí)施監(jiān)測，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)。同理，若繼電保護(hù)發(fā)生隱性故障，降低對電力系統(tǒng)故障的保護(hù)性，亦會導(dǎo)致工作人員以及維修人員受到傷害，威脅人身安全[4]。

3繼電保護(hù)裝置隱性故障處理措施

3.1改進(jìn)工作流程

依據(jù)上文已知，繼電保護(hù)工作存在靈敏度高以及選擇性特性，為切實(shí)保障繼電保護(hù)的隱性故障處理實(shí)效，需結(jié)合電力系統(tǒng)工作特點(diǎn)，優(yōu)化故障處理措施，提高電力系統(tǒng)故障處理效果。首先，對隱性故障展開處理工作前，操作人員需具有專業(yè)的繼電保護(hù)設(shè)備維修知識，秉持嚴(yán)肅、認(rèn)真的專業(yè)態(tài)度，并掌握隱性故障的處理特點(diǎn)，設(shè)計(jì)完善的處理方案。其次，為提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性能，完善電力系統(tǒng)檢查工作重中之重。以電力系統(tǒng)檢查工作為核心，對電力系統(tǒng)生產(chǎn)、電力供應(yīng)和配置多方面展開安排，進(jìn)行電力檢查，不僅可以保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，還能夠?yàn)楹笃诠ぷ鞯於ɑA(chǔ)。最后，電力供應(yīng)期間，其輸電環(huán)節(jié)會由于多方因素出現(xiàn)故障，操作人員須快速落實(shí)檢查工作，對發(fā)生的故障展開針對性研究，提出相應(yīng)的處理措施。檢查電阻時，工作人員需對故障區(qū)域的短路類型和短路點(diǎn)全面掌握，以便采取有效的處理措施，并制訂針對性方案預(yù)防潛在故障[5]。

3.2提高隱性故障評估

電力系統(tǒng)中，由于自動化系統(tǒng)規(guī)模較大，故涉及的電力裝置種類也較多，導(dǎo)致繼電保護(hù)運(yùn)行復(fù)雜性變高。隨著建設(shè)水平提高，電網(wǎng)建設(shè)不斷擴(kuò)大，使其隱性故障維修工作量變大，故需提高隱性故障風(fēng)險(xiǎn)評估，可從兩方面展開：第一，加大操作人員對于繼電保護(hù)隱性故障的全面梳理，深度分析發(fā)生繼電保護(hù)隱性故障原因，并了解掌握隱性故障對繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生的沖擊，將各種隱性故障做好分級處理，提高風(fēng)險(xiǎn)評估合理性，以此增強(qiáng)繼電保護(hù)裝置維修可行性。第二，加強(qiáng)監(jiān)控和防護(hù)，利用信息化設(shè)備或監(jiān)控，對容易產(chǎn)生隱性故障的部件實(shí)時監(jiān)控，并統(tǒng)計(jì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，分析繼電保護(hù)部件損壞概率，以此增強(qiáng)隱性故障控制效果，并減少故障重復(fù)出現(xiàn)現(xiàn)象。工作人員可結(jié)合繼電保護(hù)設(shè)備工作實(shí)況，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)評估體系，制訂維修方案，確保繼電保護(hù)裝置維修環(huán)境安全，維修進(jìn)度快速。

3.3加強(qiáng)隱性故障控制

針對不同隱性故障，產(chǎn)生的電力系統(tǒng)危害各不相同，只有做好科學(xué)的預(yù)防措施才可減少隱性故障發(fā)生率，控制電力系統(tǒng)受損范圍，針對二次回路隱性故障展開科學(xué)管控，首先，適當(dāng)選用配置了自測功能的繼電保護(hù)部件替換傳統(tǒng)保護(hù)部件。采用具有自測功能的繼電保護(hù)部件可對電路異常運(yùn)行實(shí)時檢測，監(jiān)督電力系統(tǒng)中部分電力設(shè)備運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)預(yù)防監(jiān)測失效。其次，加強(qiáng)工作人員專業(yè)維修技能與工作態(tài)度，令工作人員按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)展開維修操作及其管理，并明確各崗位工作人員職責(zé)，避免人為因素引發(fā)隱性故障。同時，電力企業(yè)需強(qiáng)化維修人員技能培訓(xùn)，并增強(qiáng)維修人員實(shí)操能力，有效解決隱性故障。最后，工作人員可結(jié)合繼電保護(hù)實(shí)際運(yùn)行設(shè)計(jì)維修計(jì)劃，詳細(xì)記錄電力設(shè)備和繼電保護(hù)運(yùn)行中細(xì)微變化，對其隱性故障隱患展開排查，避免故障范圍擴(kuò)大，以此維護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行[6]。

3.4母線繼電保護(hù)

實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)輸送的橋梁線即母線，作為電力運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)體系重要架構(gòu)，若母線于電力供應(yīng)中發(fā)生故障，會引發(fā)電力系統(tǒng)整體運(yùn)轉(zhuǎn)不良，致使母線繼電保護(hù)一定時間內(nèi)處于邊緣位置，易提高斷電事故概率，增加電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失。故電力企業(yè)需選擇科學(xué)合理的方法，加強(qiáng)母線繼電保護(hù)，可利用分布式模式，以此分散母線承受的壓力，不僅可以降低電力企業(yè)資金投入，還能夠有效提高設(shè)備運(yùn)行實(shí)效。同時，實(shí)踐過程中，針對電力系統(tǒng)運(yùn)行周邊環(huán)境，工作人員需對其充分考察，統(tǒng)計(jì)設(shè)備運(yùn)行故障隱患，針對性選用繼電保護(hù)部件，可選用單套配置的保護(hù)部件，節(jié)省施工空間。需要注意的是，母線相較于普通線路，兩者涉及的繼電保護(hù)區(qū)別較小，因此，工作人員可選用普通線路繼電保護(hù)方案，加強(qiáng)母線保護(hù)工作，實(shí)現(xiàn)施工便捷。另外，母線自身保護(hù)裝置可實(shí)現(xiàn)智能終端連接，故可自行判斷系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)生的故障，發(fā)生不正常運(yùn)行，傳感器第一時間收集信息，傳輸至中央處理器上。

3.5定值調(diào)整

傳統(tǒng)型繼電保護(hù)設(shè)定保護(hù)定值后，需以固態(tài)定值運(yùn)行，若電力系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生變化，便具有一定局限性，工作人員可利用智能控制算法，配置實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)開關(guān)保護(hù)定值，以便有效避免由于人為因素引發(fā)隱性故障，進(jìn)一步增強(qiáng)電力系統(tǒng)電力供應(yīng)可靠性。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)研發(fā)多年，已取得一定成果，可依照標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行方式展開跟蹤，以此調(diào)節(jié)初始定值；再結(jié)合故障數(shù)據(jù)信息，調(diào)節(jié)整定參數(shù)，故而實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置自適應(yīng)調(diào)整；同時，可結(jié)合制動系數(shù)的概念，實(shí)施電流幅值比的參數(shù)調(diào)節(jié)，可進(jìn)一步加強(qiáng)電流差自適應(yīng)控制。

4結(jié)語

綜上所述，繼電保護(hù)對電力系統(tǒng)運(yùn)行有著極大影響，其多方面特性可有效保護(hù)電力系統(tǒng)，但繼電保護(hù)裝置存在隱性故障可能性，一定程度上威脅電力系統(tǒng)運(yùn)行，本文從電力系統(tǒng)設(shè)備、繼電保護(hù)自身以及人為因素三方面分析故障原因，對其故障危害進(jìn)行闡述，并提出多項(xiàng)隱性故障處理措施，降低故障發(fā)生率，保障電力系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定，為生活中電力能源供應(yīng)奠定基礎(chǔ)。

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