電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱性故障分析

施惟 楊舒婷 陳志恒

摘? 要：改革后，我國(guó)的電力行業(yè)隨著社會(huì)發(fā)展不斷進(jìn)步。目前，電網(wǎng)正因繼電保護(hù)隱性故障面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)，亟需針對(duì)隱性故障提出辨識(shí)方法，增強(qiáng)電網(wǎng)故障辨識(shí)能力。鑒于此，根據(jù)繼電保護(hù)隱性故障特點(diǎn)，從變電站角度，對(duì)變電站采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，利用同源數(shù)據(jù)比對(duì)，進(jìn)行隱性故障辨識(shí);從系統(tǒng)角度，分析、挖掘所投繼電保護(hù)裝置歷史數(shù)據(jù)，按不同維度將信息分類，進(jìn)行隱性故障辨識(shí)，以加強(qiáng)電網(wǎng)隱性故障辨識(shí)能力。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護(hù);隱性故障

引言

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展使得電力系統(tǒng)的建設(shè)范圍在擴(kuò)大，為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的用電需求，必須對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)與管理，減少用電安全事故的發(fā)生，要求管理人員必須加大對(duì)電力系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)力度。當(dāng)前，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中雖然很大程度上解決了人們用電不安全的問(wèn)題，但是使用的過(guò)程中仍然潛在很多風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，不利于電力企業(yè)的持續(xù)發(fā)展，因此必須加大對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱形故障的分析力度，降低隱性故障對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

1繼電保護(hù)隱性故障概述

電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)，本質(zhì)來(lái)講是一種能夠識(shí)別故障并處理的措施，是保護(hù)系統(tǒng)免受干擾的重要防線。近些年來(lái)，大型停電事故發(fā)生，多是由于繼電保護(hù)導(dǎo)致的隱性故障。根據(jù)研究表明，多數(shù)電力事故是由于繼電保護(hù)不當(dāng)導(dǎo)致。隱性故障起初的定義是永久性缺陷，進(jìn)而導(dǎo)致保護(hù)不正確動(dòng)作，對(duì)電力系統(tǒng)裝置造成影響，從而觸發(fā)永久性缺陷。并且隱性故障通常不會(huì)直接被發(fā)現(xiàn)，是在系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題后才能被察覺，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成更大的影響。

2繼電保護(hù)隱性故障原因及分類

繼電保護(hù)裝置在判別電力系統(tǒng)是否發(fā)生區(qū)內(nèi)外故障時(shí)，先通過(guò)測(cè)量元件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，再基于采集數(shù)據(jù)，結(jié)合繼電保護(hù)判據(jù)，進(jìn)行邏輯判斷，最后將判斷結(jié)果執(zhí)行輸出。隱性故障易在上述保護(hù)裝置故障判別流程中存在。根據(jù)判別流程，致使隱性故障存在的原因如下：對(duì)于測(cè)量元件，當(dāng)電力系統(tǒng)因某些原因采集量主頻率出現(xiàn)頻率偏移時(shí)，若需采用工頻量的信息進(jìn)行判斷，測(cè)量元件則會(huì)因其提取工頻量的傅式算法存在問(wèn)題，出現(xiàn)不同程度的誤差;其次也需考慮CT飽和、電壓互感器斷線甚至測(cè)量元件內(nèi)部老化等問(wèn)題;對(duì)于邏輯判斷方面，當(dāng)所需信息成功提取后，傳輸至邏輯判斷，若繼電保護(hù)整定值選取不當(dāng)，則該環(huán)節(jié)易使主保護(hù)出現(xiàn)拒動(dòng)、誤動(dòng)的情況，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致后備保護(hù)動(dòng)作，擴(kuò)大事故范圍，甚至使得電網(wǎng)電壓、電流波動(dòng)明顯，有功、無(wú)功缺額嚴(yán)重，只能通過(guò)削減負(fù)荷等手段進(jìn)行調(diào)頻，穩(wěn)定電能質(zhì)量，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。除此以外，還需考慮主保護(hù)、后備保護(hù)及控制策略之間的邏輯關(guān)系，在保護(hù)判別時(shí)間與控制策略投入沖突時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)的可靠性存在嚴(yán)重問(wèn)題。對(duì)于執(zhí)行輸出環(huán)節(jié)，隱性故障產(chǎn)生原因以其內(nèi)部元件存在問(wèn)題為主。目前，對(duì)保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作分析主要基于保信系統(tǒng)所獲取的保護(hù)動(dòng)作的各類信息，動(dòng)作分析不夠全面，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的動(dòng)作在線分析。對(duì)保護(hù)設(shè)備的故障診斷主要依靠現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行及檢修人員處理，在發(fā)現(xiàn)保護(hù)設(shè)備的隱性缺陷和隱性故障方面手段較少，因此，可以針對(duì)系統(tǒng)獲取的各類信息進(jìn)行分類，用于隱性故障辨識(shí)技術(shù)的研究。

3繼電保護(hù)隱性故障的處理措施

3.1對(duì)繼電保護(hù)隱性故障進(jìn)行科學(xué)、恰當(dāng)、有效的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作

電力系統(tǒng)的規(guī)模比較大，并且電力系統(tǒng)工程的復(fù)雜程度比較高，隨著電力系統(tǒng)覆蓋面積的不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境也在不斷改變，增加了環(huán)境的復(fù)雜程度。這種情況下，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的可能性會(huì)大大增加，并且故障的種類也比較多。當(dāng)繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障以及異常以后，整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行就會(huì)受到嚴(yán)重的影響，基于此，電力企業(yè)必須采取科學(xué)合理的方式加大對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)體系運(yùn)行的監(jiān)督與保護(hù)力度，做好控制和監(jiān)測(cè)工作，將隱性故障帶來(lái)的損失降到最低。第一、運(yùn)維管理工作人員應(yīng)該做好繼電保護(hù)因性故障的分析與整理，針對(duì)導(dǎo)致隱性故障出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，充分認(rèn)識(shí)隱性故障帶來(lái)的不利影響。同時(shí)，從全局出發(fā)對(duì)隱性故障進(jìn)行充分的考量和理解，然后從電力企業(yè)運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)出發(fā)，加大對(duì)繼電保護(hù)裝置隱性故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估力度，確保繼電保護(hù)工作能夠順利進(jìn)行。第二、針對(duì)繼電保護(hù)裝置容易出現(xiàn)隱性故障的區(qū)域，運(yùn)維管理人員必須制定重點(diǎn)保護(hù)計(jì)劃，對(duì)故障出現(xiàn)后受損位置進(jìn)行明確，并且分析受損的概率，加大研究和分析力度，將隱性故障帶來(lái)的影響降到最低。不同工作環(huán)境下繼電保護(hù)裝置發(fā)揮的作用不同，工作人員應(yīng)該加大研究與分析力度，最大限度提高對(duì)繼電保護(hù)裝置的維護(hù)力度，保證繼電保護(hù)裝置能夠順利運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2故障模型與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

由于隱性故障會(huì)導(dǎo)致連鎖故障發(fā)生，因此，針對(duì)連鎖故障傳播路徑進(jìn)行研究，基于分析獲取實(shí)際結(jié)果。假設(shè)負(fù)荷超出一定比例后，系統(tǒng)崩潰，根據(jù)輸電線路的運(yùn)行情況，對(duì)隱性故障的低頻情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，并建立模型：選擇初始故障線路，對(duì)故障支路進(jìn)行判斷，結(jié)合故障線路動(dòng)作，保證支路正確切除，當(dāng)故障線路出現(xiàn)拒動(dòng)，則保證其相鄰線路動(dòng)作。判斷相鄰支路是否發(fā)生誤動(dòng)，并作出處理。修改系統(tǒng)后，結(jié)合系統(tǒng)對(duì)線路進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定情況，需要通過(guò)甩負(fù)荷的方式保證系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，需要結(jié)合故障造成事故的嚴(yán)重性進(jìn)行判斷。故障出現(xiàn)的概率，根據(jù)不同的影響因素，有效的反映出事故的嚴(yán)重性指標(biāo)。通過(guò)層次分析法，對(duì)多個(gè)指標(biāo)結(jié)果進(jìn)行排序，比較各項(xiàng)指標(biāo)引發(fā)事故的影響程度。通過(guò)對(duì)比，能夠更準(zhǔn)確的分析出隱性故障對(duì)系統(tǒng)的危害，為預(yù)防故障發(fā)生奠定基礎(chǔ)。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，電力系統(tǒng)的覆蓋范圍在不斷地?cái)U(kuò)大，電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的過(guò)程中存在的隱性故障比較多，這就要求電力系統(tǒng)繼電保護(hù)運(yùn)維管理人員必須綜合分析導(dǎo)致隱性故障出現(xiàn)的原因，采取有針對(duì)性的措施解決問(wèn)題，降低隱性故障出現(xiàn)的概率，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，保證人們用電的安全。

參考文獻(xiàn)

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