電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱性故障分析

摘 要：近年來我國加大了電網(wǎng)改擴(kuò)建的步伐，電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運行對于社會和經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展具有直接的。繼電保護(hù)作為電網(wǎng)安全運行的第一道防線，一旦繼電保護(hù)自身運行異常或是發(fā)生故障，則會引起保護(hù)誤動或是拒動，給電力系統(tǒng)正常的運行帶來較大的影響。文中從繼電保護(hù)系統(tǒng)隱性故障入手，分析了繼電保護(hù)隱性故障產(chǎn)生的原因，同時針對隱性故障重要性評價及隱性故障監(jiān)測等工作進(jìn)行了闡明，并進(jìn)一步對電網(wǎng)發(fā)展對繼電保護(hù)隱性故障的影響了進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；隱性故障；評價；監(jiān)測；影響

前言

隨著我國電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性變得越發(fā)重要，這也對繼電保護(hù)提出更高的要求。在繼電保護(hù)運行過程中，一些隱性故障往往無法避免，不僅會對電力系統(tǒng)正常的運行帶來較大的影響，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致系統(tǒng)大面積故障發(fā)生，帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此需要針對繼電保護(hù)隱性故障進(jìn)行深入分析，做好故障監(jiān)測工作，有效的提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)安全運行的能力。

1 繼電保護(hù)系統(tǒng)隱性故障定義

繼電保護(hù)隱性故障作為繼電保護(hù)系統(tǒng)永久性的缺陷，其故障的存在不會使保護(hù)系統(tǒng)直接動作，而且在電網(wǎng)正常運行時繼電保護(hù)隱性故障很難被發(fā)現(xiàn)，只有系統(tǒng)發(fā)生故障時，隱患故障才會顯示出來，導(dǎo)致繼電保護(hù)不能正確或是適當(dāng)?shù)那谐娐吩瑥亩绊戨娏ο到y(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。當(dāng)電網(wǎng)處于正常運行狀態(tài)時，繼電保護(hù)隱性故障通常都不會對電網(wǎng)的運行帶來影響，只在電網(wǎng)發(fā)生故障或是負(fù)荷出現(xiàn)變化時，才可能觸發(fā)隱性故障，從而導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)保護(hù)拒動或是誤動，從而引發(fā)一系列的連鎖故障發(fā)生。

2 繼電保護(hù)隱性故障產(chǎn)生原因

2.1 由于不正確的整定引起的隱性故障

當(dāng)出現(xiàn)保護(hù)定值整定不當(dāng)問題時，多是由于人為因素及保護(hù)定值不具備適應(yīng)能力而導(dǎo)致的。由于操作人員自身技術(shù)水平及工作中缺乏責(zé)任心，從而出現(xiàn)高誤整定、誤管理及誤設(shè)置問題發(fā)生，引發(fā)保護(hù)定值不當(dāng)產(chǎn)生。另外，當(dāng)保護(hù)定值無法與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及運行方式的改變適應(yīng)時，一旦電網(wǎng)潮流發(fā)生較大的變化時，保護(hù)定值無法及時隨之進(jìn)行調(diào)整，從而導(dǎo)致事故發(fā)生，造成繼電保護(hù)隱性故障。

2.2 由于設(shè)備故障引起的隱性故障

設(shè)備故障主要以軟件故障和硬件故障為主。軟件系統(tǒng)在開發(fā)設(shè)計、測試、維護(hù)和使用時都可能引發(fā)隱性故障，這些隱性故障的存在不僅關(guān)系到生產(chǎn)廠商，而且還與使用用戶息息相關(guān)。因此需要生產(chǎn)廠商嚴(yán)格把好生產(chǎn)質(zhì)量關(guān)，使用用戶也需要對軟件系統(tǒng)給予充分的重視，并在日常工作中做好軟件系統(tǒng)的維護(hù)和管理工作。硬件故障可以由環(huán)境因素及外部偶然事件所引發(fā)，從而導(dǎo)致硬件磨損嚴(yán)重、材料老化或是操作不當(dāng)而直接導(dǎo)致硬件出現(xiàn)不同程度的損毀，從而導(dǎo)致硬件隱患故障產(chǎn)生。

3 隱性故障重要性的評價

由于繼電保護(hù)隱性故障不僅具有較強(qiáng)的隱蔽性，而且還會帶來較大的危害。在正常運行時隱性故障通常都不會顯示出來，只有在系統(tǒng)其他部位出現(xiàn)一些變化時隱性故障才會顯現(xiàn)出來，并對電力系統(tǒng)正常的運行帶來較大的影響。但并不是所有隱性故障都是會對電力系統(tǒng)帶來相同的危害，不同的隱性故障其范圍也會有所不同，通常情況下只有在其范圍內(nèi)的故障發(fā)生才會導(dǎo)致隱性故障被觸發(fā)，因此隱性故障的危害程度也會有所不同，一般情況下衡量隱性故障的危害程度都會采用脆弱性區(qū)域或是隱性故障嚴(yán)重性來描述。

當(dāng)隱性故障發(fā)生位置不同時，其對電力系統(tǒng)所產(chǎn)生的危害大小也會有所差異。一旦電力系統(tǒng)某個區(qū)域內(nèi)發(fā)生故障，則會導(dǎo)致繼電保護(hù)隱性故障被觸發(fā)，從而使保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動或是拒動，通常情況下將故障發(fā)生區(qū)域稱為隱性故障脆弱性區(qū)域。脆弱性區(qū)域只是對隱性故障發(fā)生的概率進(jìn)行了考慮，在對隱性故障重要性進(jìn)行分析時，通常會用脆弱性指數(shù)來進(jìn)行表示。只有基于對脆弱性區(qū)域和脆弱性指數(shù)進(jìn)行綜合分析，才能得出隱性故障對電力系統(tǒng)的重要性，同時判斷出可能引發(fā)大規(guī)模嚴(yán)重事故的可能性。

4 隱性故障監(jiān)測

在得到繼電保護(hù)隱性故障的脆弱性區(qū)域和脆弱性指數(shù)后，可以知道危害性較大的保護(hù)裝置，從而對這些裝置進(jìn)行重點監(jiān)測以降低故障發(fā)生率。

目前的監(jiān)控系統(tǒng)主要有微機(jī)保護(hù)中的一些簡單的自檢系統(tǒng)和定期的計劃檢修，但是不管是裝置的自檢功能還是系統(tǒng)的定期計劃檢修都屬于是離線式檢測。而繼電保護(hù)隱性故障只有在系統(tǒng)出現(xiàn)壓力的情況下才會出現(xiàn)，即隱性故障只有在系統(tǒng)運行中才會暴露出來。因此，這些傳統(tǒng)的離線式檢測方法并沒有考慮裝置在運行中的具體情況，并不適合于監(jiān)測隱性故障?？紤]隱性故障的存在特征，完善的檢測方法應(yīng)該做到對保護(hù)裝置進(jìn)行在線監(jiān)測，才能在系統(tǒng)暴露隱性故障時，實時地發(fā)現(xiàn)其中的動作傾向，才能及時阻止保護(hù)誤動作或者拒動。

5 電網(wǎng)發(fā)展對隱性故障的影響

5.1 數(shù)字變電站對隱性故障的影響

數(shù)字變電站主要是依托于智能化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來對變電站內(nèi)部的電氣設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)代化控制，確保了信息共享和互操作的實現(xiàn)。在數(shù)字化變電站內(nèi)，隱性故障表現(xiàn)會有所不同，出現(xiàn)了一些新的特點，特別是數(shù)字化變電站內(nèi)電子裝置和網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備的增加，這不可避免的導(dǎo)致隱性故障增加。為了有效的降低數(shù)字變電站隱性故障發(fā)生的概率，通常可以在數(shù)字變電站內(nèi)采集大量的數(shù)據(jù)信息，對各種異常狀況進(jìn)行有效監(jiān)督，有效的提高數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)的可靠性及檢修狀態(tài)，從而降低隱性故障發(fā)生的可能性。

5.2 分布式發(fā)電對隱性故障的影響

在當(dāng)前智能電網(wǎng)快速發(fā)展的新形勢下，分布式發(fā)電形式開始不斷的接入到系統(tǒng)中，有效的改變了系統(tǒng)的運行方式。但由于繼電保護(hù)定值缺乏有效的自適應(yīng)能力，從而導(dǎo)致隱性故障增加。應(yīng)用在線定值預(yù)警方法，可以有效的克服定值導(dǎo)致的隱性故障。

5.3 廣域保護(hù)對隱性故障的影響

廣域保護(hù)是未來電力系統(tǒng)的重點發(fā)展方向。由于廣域保護(hù)具有更加豐富的保護(hù)功能，進(jìn)一步擴(kuò)展了軟件和硬件的范圍，在廣域保護(hù)中軟件、硬件及定值保護(hù)都會發(fā)生變化，這也導(dǎo)致隱性故障類型及發(fā)生概率都會有所增加，隱性故障所造成的后果也會更加嚴(yán)重。廣域保護(hù)在保護(hù)和控制功能上十分強(qiáng)大，而且在各類算法和邏輯方面都具有復(fù)雜性，這也導(dǎo)致隱性故障出現(xiàn)的概率會不斷增加。在這種情況下，可以充分的利用廣域信息來進(jìn)一步將保護(hù)裝置主保護(hù)和后備保護(hù)間配合時間縮短，這樣能夠在一定程度上緩解后備保護(hù)整定計算壓力，降低定值隱性故障發(fā)生的機(jī)率。

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，隱性故障的類型和特點也會發(fā)生變化，要深入研究隱性故障特點，開發(fā)在線監(jiān)測系統(tǒng)，以便降低隱性故障發(fā)生概率。

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