淺析繼電保護系統中的隱形故障

孫世賢

摘 要：電力系統正常運行管理之下沒有對系統產生不良影響的故障屬于隱形故障，但一旦系統的運行狀況出現問題，隱形故障就會發揮作用，使得系統不能正常運行或者嚴重癱瘓，電力系統繼電保護裝置的正常運行對于系統而言十分重要，但繼電保護系統時常會出現隱形故障，為系統埋下安全隱患，本文主要就繼電保護系統中的隱形故障進行簡單地分析。

關鍵詞：繼電保護系統；隱形故障；處理對策

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A

繼電保護系統是電力系統的重要組成部分，但保護裝置長時間運行必然會出現各種故障，這些故障有些為顯性有些為隱形。顯性故障能夠通過監控系統觀察到，但隱形故障監控系統卻難以及時的監控，會為電力系統埋下安全隱患，因此，電力系統維護管理人員在實際的工作過程中必須要重視隱形故障的檢測分析，做好故障排查工作，為電力系統奠定良好的基礎。

一、繼電保護系統隱形故障的危害以及導致隱形故障出現的原因

繼電保護系統主要指快速切除電力系統故障的繼電保護裝置集合，實現電力系統第一道安全防線的系統。繼電保護裝置主要由測量、執行以及邏輯3部分組成，如圖1所示，3部分相互配合，完成繼電保護動作。系統工作過程中，能夠共享電力系統各保護單元的系統故障信息以及運行數據，通過對這些數據信息的分析，協調各部分的動作，最終保證電力系統的運行的安全性、穩定性。但繼電保護系統在實際的運行之中，會出現各種故障，一般情況下主要可以分為隱形故障和顯性故障兩種。

與顯性故障存在明顯的區別，繼電保護系統的隱形故障在系統正常運行時不會對系統產生任何的影響，但一旦系統中某一電氣設備出現質量問題隱形故障就會顯現出來，導致系統無法正常運行，嚴重時會導致整個系統癱瘓。因此，電力系統正常運行狀態下，電力監控系統無法及時的檢查到故障，電力繼電保護器的主要工作性質就是提前感知系統的運行狀態，為電力系統提供高效的保護措施，保證系統的運行安全，一旦繼電保護系統出現隱形故障，會為整個系統埋下安全隱患。其次，繼電器出現隱形故障后，繼電保護裝置會逐漸被損傷，保護裝置的性能必然會受到影響，無法及時地感知電力系統中各種設備的運行狀態，導致部分設備出現比較嚴重的運行極限問題，進而影響到電容器的正常運行，為廣大電力用戶帶來用電困難的問題。最后，電力系統主要通過繼電保護裝置保障整個電網的正常運行，確保電網功能的順利發揮，隱藏故障會導致繼電保護裝置出現運行障礙，將整個電網分割成為獨立的發電區，在一定程度上削弱了電網的能力，造成了電力資源的浪費。

二、繼電保護裝置隱形故障的監測及控制

（一）做好狀態檢修工作

狀態檢修對于繼電保護系統隱形故障的監測控制十分重要。狀態檢修過程中，電力系統維護檢修人員必須要對繼電保護裝置的運行特點有充分的認識，在此基礎上開展工作。狀態檢修一般包括設備信息收集、狀態評價、風險評估、設備檢修、績效評估等工作流程。傳統的故障檢修及定期檢修方法陪修率高、陪試率低，會增加電力部門的系統維護管理的成本，且頻繁地檢修反而會對設備帶來一些不必要的影響，因此，現階段越來越多的電力企業開始實施狀態檢修的管理模式。繼電保護裝置的狀態檢修是相對于技術層面的，技術人員需要結合自身的工作經驗以及系統實際的運行情況等信息，判斷繼電保護裝置是否存在問題。如果設備存在危險狀態，需要隨時觀察設備運行數據，分析設備出現故障的可能性；如果設備的可靠性狀態下降，則需要根據狀態信息分析設備隱患可能的原因。如果狀態檢測結果表明僅有個別數據存在問題，需要根據設備資料是否完整、實驗數據是否正常判斷繼電保護裝置是否存在安全隱患。

（二）利用隱形故障監測系統對繼電器進行監控

各種隱性故障的危害各不相同，他們的脆弱性區域存在很大的差別，脆弱性區域內系統出現非正常事件，隱形故障會暴露出來，導致系統不正常運行或者癱瘓。繼電器隱形故障的脆弱性區域確定之后，還需要對各個區域的相對重要性進行分析，一般情況下根據隱形故障影響的重要性劃分區域相對重要性，并用脆弱性指數進行表示。繼電保護裝置監測控制的重要任務之一就是分析隱形故障的脆弱性區域以及脆弱性指數。一般情況下，繼電保護裝置的脆弱性指數主要通過設備負載、電壓崩潰、暫態穩定性等性能進行描述。

通過分析隱形故障的脆弱性區域以及脆弱性指數，可以得知各種故障的危害性，進而采取對應的措施加以預防，減少故障發生率。隱形故障監測系統能夠復制具有高脆弱性指數的繼電器的算法以及功能，接收到的信號與該繼電器接收到的信號相同。將隱形故障監測系統的輸出與繼電器的輸出用一定的邏輯形式聯系起來，可以監督繼電器的輸出，如果二者決策不同，不允許繼電器跳閘。比如過電流繼電器運行過程中，可能出現的隱形故障之一就是繼電器方向性問題，此時，監測控制系統同樣能夠接收到繼電器的極化及運行信號，經過方向計算后，將自身輸出與繼電器的輸出相串聯。繼電器系統監測控制中，并不需要對系統所有的繼電器進行監控，只需要就那些可能對系統可靠性危害較大的線路及母線進行鑒別，然后將相關的繼電器納入到數字裝置中進行監控即可。

通常情況下，繼電器隱形故障分析都是在離線狀態下進行的，得到的所有的分析結構都建立在可查詢表中，不需要考慮系統負荷以及操作變化等情況，大多數情況下，分析結果都是有效的。

（三）提高電力系統維修人員的專業素質

做好檢修維護工作能夠有效地提高設備的運行效率，降低隱形故障出現的概率，但是必須要保證不會因人為原因出現各種失誤。當前部分電力企業的維護檢修人員的專業水平較低，在具體的設備檢修過程中可能會將隱形故障忽略，從而為電力系統埋下安全隱患。因此，為了能夠降低隱形故障發生概率，除了要做好上述工作之外，還需要提高檢修人員的專業水平。電力企業要定期開展專業技術培訓，加強對繼電保護人員的教育，提高其工作能力，確保維修人員在較多時間內能夠迅速查找出隱形故障脆弱區，保證電力系統的安全。

結語

繼電器隱形故障是不可避免、無法消除的，隱形故障可能會導致電力系統出現大面積的癱瘓問題，實際的電力系統維護管理過程中必須要加強隱形故障的監測控制。本文主要就繼電保護系統隱形故障的危害以及導致隱形故障出現的原因進行了簡單地分析，從狀態檢修以及隱形故障監測系統就繼電器隱形故障的控制進行了討論研究。除此之外，電力系統相關工作人員在系統運行過程中還需要加強日常檢查，確保系統所有部位完好無損，全部的設備開關機指示燈都靈敏，接線端完好，從而保證繼電保護系統的正常運行。

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