繼電保護隱藏故障監測及風險探究

杜曉蕾

蘭州西固熱電有限責任公司，甘肅蘭州 730060

隨著電網規模的不斷擴大，電網的安全運行也越來越重要。繼電保護是確保電力系統安全運行的重要保護裝置，其出現故障會對電力系統造成很大的影響。繼電保護隱藏故障是繼電保護故障中很多故障的一種，但是，電力系統故障導致停電的現象大部分都是由繼電保護隱藏故障造成的，繼電保護隱藏故障是威脅電網安全運行的主要隱患之一。由此可見，繼電保護的隱藏故障對電力系統造成的影響是很大的，所以，對繼電保護隱藏故障的監測就顯得更為重要。

1 繼電保護隱藏故障的概述

繼電保護主要是指在電力系統發生故障或是出現異常情況的時候對其進行檢測，并根據相應的檢測情況發出報警信號或是直接進行處理的一種電力保護措施。繼電保護的主要作用就是在電力系統出現自然的、人為的或是設備故障等故障的時候能夠及時、準確的將故障切斷，以保護電力系統的安全運行，最大限度的降低損失。繼電保護系統主要包括有繼電保護裝置、通訊通道、電壓電流互感器以及斷路器，其中任何一個部分出現故障都會造成繼電保護系統的故障。繼電保護系統隱藏故障主要是指繼電保護系統內部元件存在著的一種永久缺陷，這種缺陷在系統正常運行的情況下是不會對系統造成影響的，而在系統不正常運行的狀態下這種缺陷就會表現出來，并導致一連串的故障發生，最為直接的后果就是導致被保護的元件出現錯誤斷開的情況。雖然繼電保護隱藏故障造成大面積停電的機率很小，但是其危害卻是極大的，這樣的事故一旦發生就會引起一連串的連鎖反應，甚至可能使電網崩潰。

2 繼電保護隱藏故障的監測

由于繼電保護的隱藏故障在電力系統正常運行的情況下是不會表現不來的，而只有在系統運行狀態不正常的時候還會顯現，也就是說，繼電保護隱藏故障只有在系統運行的時候才會顯露出來，所以，檢測繼電保護的隱藏故障采用傳統的離線檢測方式是不適合的。由此可見，對繼電保護隱藏故障的監測需要的是在線監控系統，可是目前并沒有專門的監控系統對繼電保護隱藏故障進行保護，而只能依靠微機保護中的自檢功能來保證系統的安全運行。早在1996 年，一些國際著名的保護權威專家就指出致使電網發生聯鎖故障的最主要原因之一就是保護裝置與系統中的隱藏故障，并進行了詳細的研究，針對繼電保護隱藏故障提出了監測和控制的技術方案。該系統主要是為了對電網中存在高脆弱性指數的保護裝置進行監測與控制，系統首先會對輸入繼電器內部的信號進行分析診斷，事實上就是對該保護的算法與功能進行復制，最后將系統的輸出結果和處于運行中的繼電保護裝置的輸出結果進行相應的邏輯關系的對比分析，兩者的輸出結果若是相同，那么就會允許執行保護跳閘命令；而若是兩者的輸出結果不同，那么跳閘命令就會被禁止執行，這時，該系統就相當于起到了閉鎖的作用。但是從二十世紀九十年代至今，微機保護裝置自身的軟、硬件技術和變電站的綜合自動化成為了繼電保護技術與變電站自動化發展中的重點，而對繼電保護隱藏故障的監測與控制方面的研究卻處于停滯狀態。從而也就形成了目前仍然是采用微機保護的自檢功能來確保系統的安全運行的現狀。

3 繼電保護隱藏故障的風險

從對繼電保護隱藏故障的分析中我們就能看出，繼電保護隱藏故障和常規故障之間的區別就在于隱藏故障不會立刻引發系統故障，而是要在系統處于不正常運行的情況下才會出現，這也是繼電保護隱藏故障最危險的一點。繼電保護隱藏故障的發生機制主要是在電力系統故障時或是故障后瞬間的非正常狀態之下，但是初次之外，電力系統中的任何一個元件都可能出現隱藏故障。相關資料表明，電網中出現大規模的擾動事件有四分之三都和繼電保護中的隱藏故障有關，而它們也存在著一個顯著的特點就是：所存在的缺陷與隱患是不能被檢測出來的，只有在相鄰的事故發生后才會表現出來，并使事故進一步惡化。

繼電保護隱藏故障發生的位置不同，其對電力系統所造成的危害程度也不相同，其主要是取決于隱藏故障的發生位置。為了對隱藏故障的風險進行評估，有的學者就提出了應用風險理論建立隱藏故障的風險評估的方案。繼電保護隱藏故障風險評估的基本思想就是利用隱藏故障的概率，根據系統的拓撲結構對建立的連鎖故障的模型進行仿真計算，其主要是對繼電保護中所有隱藏的故障均進行風險評估，然后根據評估結果找出電力系統的薄弱環節，并采取相應的預防措施。

4 結論

繼電保護的隱藏故障對電力系統的影響是非常大的，而且在電力系統正常運行的情況下，隱藏故障是不能被發現的。因此，隱藏故障的監測不僅重要而且是存在著一定難度的。在很早之前有研究者提出了隱藏故障的監測與控制系統，但是在其后的電力自動化的研究中重點研究的則是微機保護自身的軟、硬件技術以及變電站的自動化技術，在隱藏故障的監測與控制方面的研究一直處于停滯狀態。近年來，繼電保護的隱藏故障的監測與控制的研究也逐漸的發展起來。

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