電力系統繼電保護不穩定所產生原因及措施分析

王 濤

(大唐三門峽電力有限責任公司，河南 三門峽 472143)

0 引 言

智能電網建設發展對發輸配電工作提出了新的要求，需要電力系統相關工作人員在保證操作安全穩定的前提下，實現更高效的能源調度工作。當今電力系統的發展目標是能構建起現代化、智能化以及安全化的電力網絡，然而智能電力系統的構建則需要新型的軟硬件設施、結構等來確保整個電力系統的人性化和智能化運行。其中繼電保護則是構建智能電力系統的基本部件之一，繼電保護工作的好壞是確保電力系統的安全化和功能多樣化的重要因素。由于繼電保護工作中使用的硬件和軟件的復雜性以及現代智能電力系統的結構，這使其在現實的電力系統運行時難免會受到多種內部和外部因襲的干擾，復雜的干擾體系可能會造成繼電保護運行出現各種不穩定性，甚至會引起整個電力系統的紊亂或癱瘓。因此，在電力系統的保護中，應該了解現代電力系統運維及建設中電力系統繼電保護的穩定性。為了充分發揮目前電力系統保護裝置的功能和意義，要求我們在實際電力系統繼電保護工作中客觀地分析電力系統繼電保護運行中不穩定的內在和外在原因。通過主客觀正確判斷處理和標準化規范操作，逐步提升電力系統繼電保護裝置的事故處理效率以及自動裝置穩定性。在建設安全高效的智能電力系統發、輸、配環節中繼電保護將發揮重要作用。

1 電力系統繼電保護出現不穩定的原因分析

1.1 硬件方面的問題

繼電保護中的硬件問題可能導致不穩定。繼電保護裝置包括許多硬件設備，例如數據模塊、通信設備、斷路器和絕緣設備。如果數據模塊在繼電保護系統正常運行期間出現任何技術或數據上的問題，那么電力系統中數據信息的傳輸將受到嚴重影響，甚至會引起整個電力系統數據信息傳輸出現技術性錯誤，造成嚴重后果。如果數據信息傳輸錯誤失真，繼電保護裝置可能被誤導，其動作準確及時性將無法保證。這導致繼電保護拒動誤動并影響電力系統的正常運行。由于裝置設備導致電力系統繼電保護動作不可靠的原因主要有如下三個。

(1)各種轉換檢測計算動作裝置，可以在發生故障時從電力系統中自動退出受保護的組件模塊，確保其余組件繼續正常運行的設備。由各種模塊(如：數字輸入和輸出模塊、數據轉換模塊、電源組件、CPU計算模塊和各類型數據檢測轉換輸入模塊都會影響繼電保護動作正確及時性。

(2)除了繼電保護設備組件外，在繼電保護中還包括一些輔助設備組件，如繼電器盒和交流電壓開關盒等也容易出現故障，所有輔助設備的合理使用也是保障繼電保護工作穩定運行的重要舉措。

(3)除了繼電保護輔助設備組件原因外，繼電保護失效的原因很多。其中，二次回路絕緣老化或裸露是最常見的原因之一。

(4)通過文獻綜述和經驗總結，各種硬件設備的通信接口和信道傳輸也是影響繼電保護正常穩定運行的關鍵因素。諸如高頻保護收發器、光纖通信接口等易于阻塞通信。

1.2 軟件方面的問題

隨著現代計算機技術的飛速發展和大數據與人工智能技術的不斷創新，電力系統的信息化及智能化發展獲得各種機會，同時這種軟件實力的增加逐漸滲入電力公司的管理和企業發展中，而且其生命力變得越來越強。計算機和高速互聯網技術等軟件的開發不僅提升電力系統精細化管理程度，而且還提升了繼電保護自動化工作發展所需的技術優勢，優化了繼電保護設備，使得繼電保護軟硬件設備與網絡程序融為一體，真正實現電力系統的現代化和智能化。這些軟件技術的集成在指導和管理中繼設備的健康運行方面發揮著重要作用。

但是，目前的時代背景下繼電保護裝置相關的軟件開發和應用仍處于初始階段，不同完全實現軟硬件設備的同步，可能會存在實際設備使用壽命較短的問題。軟件程序邏輯中也存在不可避免的信息編碼、邏輯計算或編程錯誤。在長期的開發使用中一旦這些隱藏的問題被暴露出來，就會影響繼電保護系統運行不穩定，數據分析不全面，甚至會出現編碼錯誤等現象。

1.3 人為方面的問題

安裝人員未能根據設計要求或布線的極性錯誤進行正確布線，并且許多電網都出現了維護和操作人員的誤操作問題。對于電力保護工作者來說，由于不同人員之間的專業素養不平衡，一些技術人員在解決實際問題時不可避免地缺乏專業技能，在設計安裝調試繼電保護裝置時容易引起各種異常。線路接線錯誤和其他問題，容易造成繼電保護裝置運行中發生異常問題。

2 電力系統繼電保護不穩定事故現象的解決措施探討

2.1 針對硬件問題的解決措施

對于電力系統繼電保護工作中出現的設備硬件問題，常見的故障排除方法如下：

(1)對二次回路進行拆除

通常，在繼電保護各種故障中環路故障較為常見。在電力系統裝置保護的故障篩選排查、檢測和故障排除中，如果故障確實存在但無法準確確認具體故障點，常用做法是拆除電力系統中的控制保護弱電回路并重

新組裝，以便于更準確地定位故障點。在按順序安裝設備組件之前，找到適當的故障點。

(2)運用置換方法進行故障處理

所謂的置換方法是指：檢查繼電保護裝置時，如果發現設備有缺陷，將使用相同類型的設備進行更換，以確保所使用的設備處于良好的工作狀態，以便確定可疑故障部件是否確實有故障。

(3)參照對比方法進行故障處理

參考相同型號和規格的技術參數的數據檢驗報告，這是比較方法的主要技術基礎。此外參照比較法還會將性能較差的設備與普通性設備進行技術參數和運行效果比較。如果發現實際對比結論不一致，則說明系統保護裝置存在相關故障。

2.2 針對軟件問題的解決措施

在電力系統中，計算機或人工智能等軟件系統的應用使得工作人員可以根據故障情況的相關記錄分析計算機上的監控圖形，例如：設備過載情況，跳閘時間，故障記錄波形和其他參數用于確定和分析事故原因。為了能夠正確分析原因，即使在計算機軟件保護邏輯失敗的情況下也是如此。還可以盡量地確保分析結論的準確性。三個主要步驟：(1)絕緣檢測；(2)保護性能檢查和外部檢查；(3)固定值檢查。

2.3 針對人為因素(問題)的解決措施

通常繼電保護工作中事故的發生受到很多因素的影響，除了一些軟硬件設備或者技術上的影響外，一些人為的疏忽或者失誤等也是導致繼電保護事故發在不可小覷的因素。通常，如果保護裝置出現異常，可以依靠相關計算機的智能檢測異常故障系統來排除一些并不復雜的異常。雖然計算機系統可以為運維人員解決一些問題提供幫助，但通過繼電保護專業技術人員的現場參與，相關工作往往更好開展。當遇到計算機系統無法機械排除的故障時，這就要求相應的技術人員具備一定的技術經驗，消除疑難雜癥，在此過程中，可以借鑒以往專業技術人員實際問題積累經驗，并采用切實可行的檢驗方法對設備的實際工況進行全面排查和評估。繼電保護裝置的實時參數變化趨勢由計算機實時監控系統存檔和監控。通過這種方式，我們可以更有效地應對失敗并制定合理的解決方案。

2.4 采用正確的故障檢查方法

在電力系統中，順序檢查方法，反向檢查方法和整個測試方法是三種最常用的檢查和故障排除方法。三種方法詳細運用的技術比較參見表1。

表1 保護裝置故障的常見檢查方法

3 結束語

本文首先從電力系統設備硬件、系統軟件和各種人為原因三個層次分析了電力系統繼電保護工作不穩定的常見原因。然后，基于這三個原因，分析了電力系統保護裝置不穩定性的解決辦法。概述了比較常見的故障判斷檢測和確認異常、故障排除方法以及提高電力系統保護裝置動作穩定性和可靠性的措施。當電力系統繼電保護系統受到一些外部因素的影響時，將極大地干擾系統的穩定運行，阻礙電網的擴展。為此，電力系統運維中繼電保護異常的原因需要我們認真深入分析，并采取行之有效的措施，確保電力系統安全高效穩定可靠運行。