探討繼電保護與安全穩定控制系統的隱性故障

付赟江

摘 要：隨著我國經濟的飛速發展，人們的生活水平不斷提高，對用電的需求也逐漸增多，但是所有事會出現用電不通暢的情況，主要是因為電廠中的繼電保護體系與控制安全穩定的系統之間經常會出現一定的故障，這會影響用電狀況，給人們的生產生活帶來一定的影響。本文主要是對繼電保護與安全控制系統的隱性故障進行分析，對隱性故障進行分類，通過研究影響電網的因素對故障進行檢測，并且提出故障研究的方向。

關鍵詞：繼電保護；控制系統；隱性故障

中圖分類號： TM588 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）18-177-2

0 引言

電力系統出現大范圍內的停電，通常情況下都是由于繼電保護與控制安全系統之間出現隱性故障引起的。出現的隱性故障實際上就是指存在的故障具有一定的隱蔽性，主要是兩個方面的原因造成的，一方面是裝置設備本身的缺陷引起的；另一方面是人為的原因，在操作上出現了一定的失誤。出現隱性故障會帶來很大的影響，造成國家經濟的損失，所以隱性故障造成的停電現象不容忽視，因此必須要加強對繼電保護系統和安全控制系統的管理。

本文主要研究故障出現的現象，根據安全系統的特點，分析出隱性故障的原因，通過對故障問題以及對隱性故障原因進行分析，二次設備運行的管理等方面提出一定的要求，為電力正常運行提供一定的保障，采取有效措施對電網的運轉路徑進行調控，這樣可以提供有效的規避隱性故障。

1 繼電保護隱性故障的分析

一般情況下，即使繼電保護系統存在一定的故障問題，在正常的運行中是不會帶來任何的影響，不會造成大規模停電的情況，但是如果繼電保護系統運行時非常吃力，出現裝置不運行的現象，或者在斷開某電路元件的方式不正確時，才會導致繼電保護裝置失靈，會出現大面積停電的事故。繼電保護系統出現隱性故障的原因主要有幾個方面導致的，裝置設備出現一些缺陷，也有可能是因為軟件版本出現的錯誤，保護的定值設置的不合理，天氣情況也會造成隱性故障，除此之外也有認為操作導致隱性故障。繼電保護裝置存在的一些缺陷造成很多隱性故障問題的出現，除了人為的損壞，還有一部分原因是硬件或者軟件不能適應電網的運行方式。

2 隱性故障的影響和研究方法

一般情況下，電力系統中會設置三道防線，第一道防線是繼電保護系統，所以必須要具備一定的可靠性，同時要保障電網處于正常的運行狀態，如果一旦出現問題就會導致繼電保護系統出現一些隱性故障，就會存在一定的風險。對繼電保護系統中出現的問題進行分析，根據相關的風險評估的方法，與現代的技術和分析方法相結合，通過對繼電系統進行分析研究隱性故障出現的原因。繼電保護系統中的裝置對電力的正常運行也有一定的影響，應該加強辨識在系統中起到關鍵的作用的裝置，提高繼電保護系統的安全性和可靠性。

繼電保護系統中出現的隱性故障對系統也會造成一定的影響。通過借助仿真的工具，運用仿真的方法，模擬電力系統的正常運行狀態。對隱性故障進行監控是預防保護系統發生故障的重要的方法。在篩選事故時，有時會暴露出諸如系統連鎖故障等隱患問題，針對這種情況可以給對脆弱的路線進行保護，有效地控制隱性故障的出現。

3 安全控制裝置隱性故障分析

安控裝置主要是保障電力系統的安全性和可靠性，同時安全控制系統是電力系統中的第二道防線，安控裝置的運行狀態直接影響電網的安全，所以必須要對安控裝置的運行狀態進行及時檢測。要根據電網的出現故障進行研究，一般情況下，安控裝置的隱性故障主要出現在策略、通信、定值、測量方面以及表決的模式上，因此，我們要逐一進行探究。

3.1 在測量方面

安控裝置在測量方面主要是電壓互感器斷線事故，這就會造成了隱性故障。也會因為測量回路芯片失效，導致測量時測量值出現誤差，這也是造成故障誤判的原因之一。

3.2 在策略方面

安控裝置起到一個載體的作用，實現策略控制主要是通過兩種方式來實現，一種是在線決策的方式，另一種方式是離線決策的方式。如果安控裝置不能適應電網的運行方式，就會導致在安控裝置出過切、欠切甚至誤切的現象，這會造成故障的進一步擴大。

3.3 在定值方面

安控裝置中的定值必須要保持正確，如果裝置的定值錯誤，則安控裝置不能有效的發揮作用，并且直接影響到故障檢測的及時性。

3.4 在通信方面

一般情況下，安控裝置需要系統的規劃，實現的功能，以及控制范圍方面進行配置，可以實現大范圍內的操控。電力系統會采取把多個電廠的安控裝置的通信通道連接到一起工作，這樣可以使區域內電力系統的安全得到有效控制。如果在通信中出現了誤碼的現象，就會出現通信通道在傳輸時不穩定現象，以及信息傳送不及時的情況，這會影響命令的接受和執行。如果通信中出現命令不及時的情況，就會導致錯過最佳的執行時間，安控裝置就會出現拒動或者誤動，引起更嚴重的故障。

3.5 表決模式

安控系統在設計方面采取了冗余的設計方式，主要是為了提高安控裝置的安全性和可靠性。安控系統在冗余設計過程中，必須要考慮到表決模式的類型。表決模包括以下幾種模式，集體的分析，首先是三取二的模式，實際上就是指在三套裝置中至少要有兩套動作，這種情況可以防止因單套裝置性的原因造成的安控裝置的拒動或者誤動。這種模式的成本比較高，接線方面也比較復雜，在運行和維護方面也比較困難，所以這中模式很少被采用。其次是二取二的模式，就是指把兩套安控裝置出口連接起來，只有在兩套裝置都運行的情況下，才能跳閘出口，這種模式使安控裝置的安全性和可靠性大大提高。如果其中一個裝置出現了問題，就可以避免因裝置故障而使另一個裝置也拒動。最后是二取一的模式，這種模式被廣泛地運用。

4 繼電保護和安控系統配合隱患分析

出現大規模的停電現象，主要是因為繼電保護系統之間、安控系統等配合的不協調，以及設置的參數不匹配，這些都會成為影響系統安全的隱患問題。

4.1 繼電保護之間的配合隱患問題的分析

繼電保護間的安控系統出現不協調的原因主要是因為定值的配合不合理，選擇的主保護與后備保護支架配合的的不夠協調。除此之外，繼電保護之間的隱患問題出現在設計方面，比如安控裝置中的母聯保護與母差保護之間的保護邏輯設計不合理，并且具有一定的缺陷，如果電網出現單一的故障時不會暴露。

4.2 安控系統之間的配合存在的隱患問題

一般情況下安控系統常常局限在一定的而范圍內，在局域網內運行。在一定范圍內設立一定數量的裝置對局域網進行控制，并且每一個安控系統都有對應的預防方式。但是這種方式有一定的不利影響，局域網之間可能會互相干擾，因此，應該重視安控系統區域之間的協調與配合。

5 結論與展望

通過對繼電保護系統與安控系統的故障的研究與分析，在未來可以從以下幾個方面來研究和改善故障現象。

首先，是對隱性故障的建模上分析，對繼電進行保護避免出現隱性故障的建模主要是通過距離保護和過流保護為主要研究對象進行分析和研究。安控系統的隱性故障是研究的主要內容，不同的隱性故障引發的后果也不相同。

其次，在隱性故障的風險評估方面，可以把繼電保護系統和安控裝置系統作為二次設備，這也是電網運行風險來源的之一。可以把二次裝備作為風險評估因子，參與評估計算結果，對二次系統的監控要做好記錄，通過對一定的風險評估進行研究。

再次，是主要針對繼電保護和安控系統中存在的隱患問題，要重視區域之間的協調問題，除此之外，還應該注意安控系統、繼電保護系統與電網設置參數的匹配問題，這也是影響電網正常運行的原因，因此，必須要加強管理。

最后，是對二次設備運行的管理，針對繼電保護與安全控制系統支架出現的隱性故障的問題進行分析，也有一定的原因是人為的原因。所以電網的管理人員在操作時應該遵循電力管理規章制度，減少不必要的安全隱患問題。根據電網運行的狀況來判定繼電保護系統與安控裝置系統的數據是否正確，根據呈現出來的數據來判斷故障的原因。

參 考 文 獻

[1] 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，2014，22：128-135.

[2] 吳智杰.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].科技展望，2015，36：84.

[3] 楊紹卓.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].中小企業管理與科技（下旬刊），2016，01：287.

[4] 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.