考慮隱性故障的繼電保護系統可靠性分析及評估

單華

摘 要：隨著電力系統的快速發展，因繼電保護系統隱性故障導致的電力安全事故頻繁發生，對社會主義的和諧構建造成了嚴重不利影響。本文就基于此，對隱性故障的繼電保護系統可靠性進行分析，采用直流潮流方式全面預測及評估繼電保護系統內隱性風險，構建起更加完善的風險控制方案，從根本上提升繼電保護系統運行效率及安全性。

關鍵詞：隱性故障；繼電保護系統；可靠性分析；評估

1 繼電保護系統隱性故障理論分析

繼電保護系統是電力系統的重要組成部分，對保障電力運輸安全、降低因過大電能荷載、過電壓等問題發生幾率具有重要意義。在繼電保護系統實際運行過程中，可通過保護裝置對故障進行快速的分析及解決[1]。但由于繼電保護系統故障產生原因具有多樣化特征，部分故障在繼電保護系統中無法顯現出來，導致繼電保護系統中自保功能難以對該故障進行察覺。一旦繼電保護系統中的隱性故障愈加嚴重，不僅對會整個電力系統造成嚴重不利影響，更會引起電力連鎖事故。

2 繼電保護系統隱性故障模型

2.1線路潮流下隱性故障概率模型

為更好的對繼電保護系統隱性故障進行分析，相關工作人員需結合計算軟件，構建起線路潮流下的隱性故障概率模型。具體而言，在繼電保護系統線路有功潮不斷變化的情況下，系統隱性故障發生概率則會受到設備運行環境等影響劃分成可修復隱性故障、老化隱性故障、惡劣運行環境故障等。其中，可修復故障主要是由繼電保護系統中的定制不合理等問題造成的，修復難度小[2]；老化隱性故障屬于不可修復故障，將繼電保護系統元件的壽命盆谷處于損耗期時，可能會引發設備老化故障。此故障與元件運行時間具有直接關系，并可通過統計處于運行階段繼電保護系統計算出來；惡劣運行環境故障主要就是指繼電保護系統長時間處于雨雪天氣下而引發的故障。由于天氣及自然災害的發生概率及影響范圍無法在前期進行準確的預測，因此尚未形成精準的隱性故障分析模型。下圖為繼電保護系統線路潮流越限時保護的隱性故障特點。

2.2繼電保護系統故障線路集

在繼電保護系統中，隱性故障在系統正常運行時不會表現出來，當故障問題嚴重或電力系統出現壓力的情況下才會被發現。因此為有效降低繼電保護系統隱性故障發生幾率，相關工作人員也要做好構建繼電保護系統故障線路集工作，Q其中，線路集主要是由當線路故障發生后，故障線路相連母線及潮流越限線路共同組成，可更好的判斷出故障線路所處區域，并為分析繼電保護系統故障發生路徑提供了重要的理論依據。

3 隱性故障的繼電保護系統可靠性分析

在繼電保護系統運行過程中，可能會產生隱性故障的因素為：第一，繼電保護系統定值出現誤差，無法滿足系統實際運行環境要求；第二，繼電保護系統中硬件設備存在質量問題，如元件老化或接觸不良等。不僅如此，導致繼電保護系統出現隱性故障還與人為因素有關[3]。因此在考慮隱性故障的繼電保護系統可靠性分析過程中，相關工作人員就應對電力系統的運行安全性進行全方位考量，并構建起具有針對性的措施避免此些故障問題再次發生。

3.1繼電保護系統可靠性分析方式

分析隱性故障繼電保護系統可靠性的方式有很多，包括概率分析法、故障樹分析法等，此些分析法大多以繼電保護系統可靠性評估指標為主，并具有一部分可對繼電保護系統可靠性進行精準分析的內容，可基于此建立起考慮隱性故障的繼電保護系統可靠性分析模型。就目前來看，在隱性故障的繼電保護系統可靠性分析中，應用范圍較廣的模型為馬爾可夫可靠分析模型。該模型不僅可適用與可修復隱性故障的電力系統中，更能夠在指行可靠性分析命令的過程中不干擾到電力系統正常運行。

3.2提升繼電保護系統可靠性的具體對策

為從根本上提升隱性故障下繼電保護系統可靠性分析質量，需明確系統可靠性分析核心內容及注意事項。具體而言，考慮繼電保護系統隱形故障可能發生情況，對構建單一保護系統的空間模型進行觀察與分析。在考慮隱性故障繼電保護系統可靠性的分析過程發現，帶有隱性故障的繼電保護系統運行風險很高，當系統處于正常運行的情況下，隱性故障發生概率也會隨之發生變化，需依據繼電保護系統設計運行狀態判斷出故障發生概率。

4 隱性故障的繼電保護系統可靠性評估

隨著計算機網絡技術的快速發展，在對考慮隱性故障的繼電保護系統可靠性進行分析時，也可借助先進的科技手段，構建電網智能監控故障體系，切實提升電力運輸時的經濟效益、社會效益及服務效益。

4.1對繼電保護系統自身可靠性進行評估

在對隱性故障繼電保護系統可靠性進行評估時，可將兩套主變保護裝置與備用保護系統在統一模型中進行評估。將評估結果利用概率法計算出繼電保護系統的可靠性能[4]。同時，相關工作人員也可通過搭建超高壓線繼電保護系統的方式繼續評估，以減少評估流程，提升評估數據的完善性及精準度，為繼電保護系統的不斷優化奠定堅實的技術基礎。

4.2繼電保護系統可靠性評估結論

繼電保護系統可靠性評估時，應考慮到隱性故障因素，并對繼電保護系統總體能效進行衡量。其中，在分析繼電保護系統靠性模型的過程中，也可借助概率模型計算法，讓繼電保護系統通過自檢處發現隱性故障。同時，增加繼電保護系統隱性故障預警功能，從根本上降低隱性故障發生幾率。

5 總結

總而言之，隨著科技技術的快速發展，繼電保護系統隱性故障的研究工作取得了更多喜人成果，如構建起考慮隱性故障及繼電保護系統運行變化的狀態空間模型等。為更好的提升繼電保護系統運行效率，相關工作人員還應積極引進先進繼電保護系統檢測技術，及時找尋到繼電保護系統隱性故障發生區域及規律，更好的制定出具有高度可行性的繼電保護系統運維方案。

參考文獻

[1]李博通，李永麗，姚創，李仲青.繼電保護系統隱性故障研究綜述[J].電力系統及其自動化學報，2014，26（07）：34-39.

[2]趙麗莉，李雪明，倪明，程雅夢.繼電保護與安全穩定控制系統隱性故障研究綜述及展望[J].電力系統自動化，2014，38（22）：128-135.

[3]李偉迪.計及隱性故障的變電站主設備保護可靠性建模及評估[D].華北電力大學，2014.

[4]李仲青，高翔，李永麗，胡炎，姜憲國.考慮繼電保護隱性故障的風險評估技術研究[J].中國電機工程學報，2016，36（S1）：29-35.