電力系統繼電保護隱性故障分析

摘 要：近年來我國加大了電網改擴建的步伐，電網安全穩定的運行對于社會和經濟的健康發展具有直接的。繼電保護作為電網安全運行的第一道防線，一旦繼電保護自身運行異常或是發生故障，則會引起保護誤動或是拒動，給電力系統正常的運行帶來較大的影響。文中從繼電保護系統隱性故障入手，分析了繼電保護隱性故障產生的原因，同時針對隱性故障重要性評價及隱性故障監測等工作進行了闡明，并進一步對電網發展對繼電保護隱性故障的影響了進行了具體的闡述。

關鍵詞：電力系統；繼電保護；隱性故障；評價；監測；影響

前言

隨著我國電力系統的快速發展，電力系統運行的安全性和穩定性變得越發重要，這也對繼電保護提出更高的要求。在繼電保護運行過程中，一些隱性故障往往無法避免，不僅會對電力系統正常的運行帶來較大的影響，嚴重時還會導致系統大面積故障發生，帶來嚴重的經濟損失。因此需要針對繼電保護隱性故障進行深入分析，做好故障監測工作，有效的提高電力系統繼電保護安全運行的能力。

1 繼電保護系統隱性故障定義

繼電保護隱性故障作為繼電保護系統永久性的缺陷，其故障的存在不會使保護系統直接動作，而且在電網正常運行時繼電保護隱性故障很難被發現，只有系統發生故障時，隱患故障才會顯示出來，導致繼電保護不能正確或是適當的切除電路元件，從而影響電力系統運行的安全性和穩定性。當電網處于正常運行狀態時，繼電保護隱性故障通常都不會對電網的運行帶來影響，只在電網發生故障或是負荷出現變化時，才可能觸發隱性故障，從而導致繼電保護系統出現保護拒動或是誤動，從而引發一系列的連鎖故障發生。

2 繼電保護隱性故障產生原因

2.1 由于不正確的整定引起的隱性故障

當出現保護定值整定不當問題時，多是由于人為因素及保護定值不具備適應能力而導致的。由于操作人員自身技術水平及工作中缺乏責任心，從而出現高誤整定、誤管理及誤設置問題發生，引發保護定值不當產生。另外，當保護定值無法與電網結構及運行方式的改變適應時，一旦電網潮流發生較大的變化時，保護定值無法及時隨之進行調整，從而導致事故發生，造成繼電保護隱性故障。

2.2 由于設備故障引起的隱性故障

設備故障主要以軟件故障和硬件故障為主。軟件系統在開發設計、測試、維護和使用時都可能引發隱性故障，這些隱性故障的存在不僅關系到生產廠商，而且還與使用用戶息息相關。因此需要生產廠商嚴格把好生產質量關，使用用戶也需要對軟件系統給予充分的重視，并在日常工作中做好軟件系統的維護和管理工作。硬件故障可以由環境因素及外部偶然事件所引發，從而導致硬件磨損嚴重、材料老化或是操作不當而直接導致硬件出現不同程度的損毀，從而導致硬件隱患故障產生。

3 隱性故障重要性的評價

由于繼電保護隱性故障不僅具有較強的隱蔽性，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，只有在系統其他部位出現一些變化時隱性故障才會顯現出來，并對電力系統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的故障發生才會導致隱性故障被觸發，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域或是隱性故障嚴重性來描述。

當隱性故障發生位置不同時，其對電力系統所產生的危害大小也會有所差異。一旦電力系統某個區域內發生故障，則會導致繼電保護隱性故障被觸發，從而使保護裝置出現誤動或是拒動，通常情況下將故障發生區域稱為隱性故障脆弱性區域。脆弱性區域只是對隱性故障發生的概率進行了考慮，在對隱性故障重要性進行分析時，通常會用脆弱性指數來進行表示。只有基于對脆弱性區域和脆弱性指數進行綜合分析，才能得出隱性故障對電力系統的重要性，同時判斷出可能引發大規模嚴重事故的可能性。

4 隱性故障監測

在得到繼電保護隱性故障的脆弱性區域和脆弱性指數后，可以知道危害性較大的保護裝置，從而對這些裝置進行重點監測以降低故障發生率。

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

5 電網發展對隱性故障的影響

5.1 數字變電站對隱性故障的影響

數字變電站主要是依托于智能化技術和網絡技術來對變電站內部的電氣設備進行現代化控制，確保了信息共享和互操作的實現。在數字化變電站內，隱性故障表現會有所不同，出現了一些新的特點，特別是數字化變電站內電子裝置和網絡化設備的增加，這不可避免的導致隱性故障增加。為了有效的降低數字變電站隱性故障發生的概率，通常可以在數字變電站內采集大量的數據信息，對各種異常狀況進行有效監督，有效的提高數字化保護系統的可靠性及檢修狀態，從而降低隱性故障發生的可能性。

5.2 分布式發電對隱性故障的影響

在當前智能電網快速發展的新形勢下，分布式發電形式開始不斷的接入到系統中，有效的改變了系統的運行方式。但由于繼電保護定值缺乏有效的自適應能力，從而導致隱性故障增加。應用在線定值預警方法，可以有效的克服定值導致的隱性故障。

5.3 廣域保護對隱性故障的影響

廣域保護是未來電力系統的重點發展方向。由于廣域保護具有更加豐富的保護功能，進一步擴展了軟件和硬件的范圍，在廣域保護中軟件、硬件及定值保護都會發生變化，這也導致隱性故障類型及發生概率都會有所增加，隱性故障所造成的后果也會更加嚴重。廣域保護在保護和控制功能上十分強大，而且在各類算法和邏輯方面都具有復雜性，這也導致隱性故障出現的概率會不斷增加。在這種情況下，可以充分的利用廣域信息來進一步將保護裝置主保護和后備保護間配合時間縮短，這樣能夠在一定程度上緩解后備保護整定計算壓力，降低定值隱性故障發生的機率。

隨著智能電網的發展，隱性故障的類型和特點也會發生變化，要深入研究隱性故障特點，開發在線監測系統，以便降低隱性故障發生概率。

參考文獻

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