繼電保護與安全穩定控制系統隱性故障研究綜述及展望

楊紹卓

摘 要：隨著我國社會經濟的快速發展，城鎮化進程的日益加快，我國用電需求也越來越多，為了保障我國用電安全，需要對電力系統中繼電保護隱性故障進行研究分析，因為多數的大停電事故多是因為繼電保護與安全穩定控制系統存在的隱性故障所導致的，所以，本文針對繼電保護的隱性故障進行了研究分析，從隱性故障的分類、對電網的影響分析方法和檢測措施等方面進行了詳細的介紹，提出了安全穩定控制系統在測量、定值和通信中存在的隱性故障，指出了以后隱性故障研究方向包括了安全控制系統配合隱患問題以及二次設備運行管理等方面。

關鍵詞：繼電保護；安全穩定控制；隱性故障；停電事故

1 概述

電力系統大規模停電事故多由繼電保護隱性故障及安全控制裝置的隱性故障所引起，所謂隱性故障，顧名思義，指的是具有一定隱蔽性的故障，通常由裝置自身缺陷或者人為的操作失誤導致的隱患，從而影響了電力系統的正常運行，例如接地短路、電壓大幅跌落、惡劣的環境等，這些都會導致安控裝置、電源誤切或者控制措施不當，致使電力系統的大面積停電，造成了國家經濟的損失，盡管發生以上概率事件比較小，不過只要發生一次，那么所造成的社會影響和破壞是極大的，因此，對于隱性故障的監控不容忽視。

2 繼電保護隱性故障分析

繼電保護隱性故障作為繼電保護系統的固有缺陷，其在正常運行過程中，不會對系統帶來任何影響，只有當系統處于非正常壓力時，裝置拒動或者不正確的斷開某電路元件，這樣才會導致繼電保護的失靈，造成大面積的停電事故。

繼電保護的隱性故障原因主要有以下幾個方面，裝置元件損壞等硬件故障；軟件版本錯誤、保護邏輯錯誤等軟件系統錯誤；保護定值不合理；暴風雪等惡劣環境造成的隱性故障；人為操作引發的隱性故障。

致使繼電保護設備隱性缺陷的因素有很多，除了人為的操作失誤、設備自身的原因外，還有一些是軟硬件系統無法適應當時電網的運行方式。

3 隱性故障造成的影響及研究方法

在電力系統三道防線中，繼電保護屬于第一道，所以一定要有一定的可靠性，如果電網的運行狀態存在問題，容易導致繼電保護隱性故障的發生，這樣會導致系統的無法運行，甚至是整個系統失穩等，對于隱性故障存在的風險，應該對這些造成的風險影響因素進行深入研究，提出相關的風險評估方法，結合現有的技術及分析方法，對繼電保護系統的可靠性綜合評估，通過故障樹分析法分析繼電保護隱性故障所產生的連鎖反應，此外，可以通過元件重要度分析法來分析系統的可靠性，辨識出系統中的關鍵元件，有針對的提高系統的總體可靠性。

針對保護隱性故障對系統造成的影響，還可以通過仿真分析的方法，借助仿真分析工具，模擬電力系統的運行狀態，通常適用于不經常發生的事件頻率和概率。在保證均值不變的情況下采用比原始概率大的概率值進行仿真，從而增大連鎖故障發生的可能性。

隱性故障的監控也是防范保護系統隱性故障發生的重要方法之一，通過影響隱性故障的關鍵線路辨識，采取相應的抑制故障措施，減少大規模停電發生的概率。

在篩選事故時，可能會暴露出系統連鎖故障的隱患，針對系統中的脆弱線路進行找出來給予辨識并且給予關鍵保護，這樣可以控制回路的隱性故障。

4 安控裝置隱性故障分析

結合日常多年的工作經驗，安控裝置隱性故障主要表現在以下幾個環節：分別是測量、策略、定值、通信和表決模式等。

4.1 測量

在對安控裝置進行測量過程中容易發生電壓互感器斷線事故，致使隱性故障的發生，此外，測量誤差和回路芯片失效也會導致裝置誤動作。

4.2 策略

安控裝置的策略主要有“離線決策方式”和“在線預決策方式”，如果該測量無法適應電網的實際運行方式將會造成安控裝置誤動作，從而造成故障的進一步擴大。

4.3 定值

裝置的定值決定了裝置的功效，和被監控對象是否快速識別故障類型有著密切聯系，如果定值不合理，將影響安控裝置的安全和電力系統的穩定。

4.4 通信

安控裝置的構架通常應集合系統的規劃及控制的范圍來給予功能的配置，對多個廠站的通信通道及接口設備進行協同工作，從而實現區域的安全控制，如果通信存在故障，將會導致信息無法傳送等問題，致使安裝裝置的誤動。

4.5 表決模式

安控系統的設計采用了冗余設計法，這樣可以提高安控系統的可靠性及安全性。表決模式的選擇直接影響著安控系統防誤動和防拒動的特性，冗余設計過程中應充分的考慮安控系統控制出口邏輯的表決模式類型。

5 結束語

綜上所述，通過對繼電保護和安裝系統隱性故障的研究分析，繼電保護和安控裝置作為二次設備，是電網運行風險的重要來源，需要對繼電保護隱性故障進行風險評估，通過建模等方法找出風險因素，對測試人員進行培訓，提高他們的綜合素養，嚴格按照相關的電力規章制度來進行操作，加強系統的維護工作，避免安全隱患的發生。

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