基于語義網的智能站繼電保護隱性故障辨識診斷技術研究

孫國忠

摘 要：繼電保護隱性故障與顯性故障相比危害性更大，因為在不受外界干擾的情況下，繼電保護隱性故障不會影響系統的運行，但是一旦有干擾，隱性故障就會馬上變成顯性故障，影響系統的正常運行，進而出現了連鎖故障，造成了更大嚴重的損失。本文首先介紹了引起故障的因素，進而概述了繼電保護隱性故障的危害，最后探討了其規避方法，以供相關人士參考借鑒。

關鍵詞：繼電保護;隱性故障;電力系統;連鎖故障

前言

電力系統一旦發生連鎖故障，損失將十分嚴重，不僅設備會受到嚴重的破壞，甚至會危及到人員的安全，而盡可能降低故障發生概率的措施也有很多，其中最重要的就是做好繼電保護的日常維護工作，定期檢查，如果裝置老化要馬上更換，避免因為裝置的自身故障而導致故障發生。

1 繼電保護隱形故障的定義及原因

1.1 定義

作為繼電保護新系統中永久性的缺陷，隱形故障在電網正常運行過程中很難被發現，其不會直接作用于電力保護系統，也不會對電網的運行帶來直接影響。但電網的負荷發生波動或者出現故障時，隱性故障才會顯現出來，導致繼電保護系統不能正常工作，無法正確或者適當地將電路元件切除，致使繼電保護系統出現保護故障，發生連鎖故障反應，無法保證電力系統安全穩定的運行。

1.2 故障原因

由于整定設置不當引起的隱性故障多數是由于人為因素導致的。操作人員在設定過程中可能由于技術水平問題或者是缺乏工作責任心，出現保護定值操作錯誤或過失的現象，導致出現管理和設置的問題，使保護定值無法正常工作而引起的繼電保護故障。另一方面可能由于保護定值無法跟隨電網運行方式或者電網結構的改變而相應做出調整，當發生電網潮流出現較大波動時，沒有及時調整保護定值而導致電力系統故障。

電力系統設備不僅包括硬件設備同時還包含軟件系統。硬件設備出現故障一般是由于環境因素造成的。外部偶然事件的發生可能造成硬件的嚴重磨損，隨著設備使用時間造成材料的老化現象和人為操作不當造成的硬件的損毀，在一定程度上都有可能引發硬件隱患故障。而軟件系統就更為隱蔽和復雜，在軟件系統的開發設計、測試、使用和維護等各個環節都有可能引發隱性故障。軟件系統的隱性故障跟生產廠商的設定有關系，同時也跟用戶使用的操作有關。這就要求廠商在生產中嚴格保障質量因素，同時使用用戶也需要注意對系統的正常使用和維護管理，這樣才能避免設備隱性故障的發生。

1.3 重要性評估

繼電保護隱性故障在電力系統運行正常情況下很難被發現，只有在系統出現峰值變化或者突發狀況時才會被發現，給系統帶來極大的破壞，對電力系統的正常運營帶來較大的影響。但不能對隱性故障一概而論，不同區域和方式的隱性故障對于系統的危害程度和范圍是不同的，所以，繼電保護隱形故障具有一定的區域性特點。

2 預防電力系統繼電保護隱性故障的方法

2.1 隱性故障的檢測

繼電保護隱性故障只在電力系統出現峰值波動是才會發生，處于系統運行狀態下的不確定故障，即便目前常規使用的自檢系統還是定期的計劃檢修，都使離線式檢測無法真正地對隱性故障進行實時監控。只有得到繼電保護隱性故障的存在特性后，才能對保護裝置進行監控，對脆弱性區和脆弱性指數進行監控，在確定需要監控和保護的裝置，這樣才能降低隱性故障的發生率。

可以在變電站中應用監控系統，重點監控容易出現故障的繼電器。將監控設備的接收信號設置的與繼電器接收的信號一致，當隱性故障監控系統輸出信號與傳統繼電器進行匹配，就能監控繼電器的工作情況，將監控信號與設備性能進行科學合理的分析，根據實際情況增加一定數量的數字設備，就能鑒別系統中隱性故障發生的概率和精確的設備位置，這就起到了繼電器監控的作用，降低隱形故障發生概率。

2.2 隱性故障的預防措施

隱性故障的發生對電力系統產生對的危害各不相同，優質制定相應的預防措施才能有效地防止隱性故障的發生。目前對于故障發生的危害程度和形式進行分類和管理，實現對隱性故障管理的科學化和合理化。通過我國大部分電網的故障實際數據進行風險評估發現，二次回路的隱性故障完全可以通過科學的監控和管理方法進行預防，只需要相關人員在繼電保護過程中采取一下幾個方法的操作。

（1）在電力系統中盡量使用帶有保護設備中包含自診檢測功能的先進保護設備。這些設備可以實施監控整個線路中的異常情況，實施監控繼電保護系統中元器件的運轉情況和系統運行狀態，起到預防和監控的作用。

（2）在繼電保護中工作人員嚴格按照規章制度進行操作，加強設備的管理和相關設備的技術要素學習，健全管理責任制度，避免由于人為因素造成繼電保護隱性故障的發生。

（3）維修人員工作到位，定時或不定時地對設備進行維修和保養，將設備細微的變化進行記錄和分析，對細微的變化原因進行排查，確保隱性問題的及時發現和維修，避免故障的發展和擴大，保護電網系統的安全運行。

（4）一般情況下采用隱性故障的嚴重程度和脆弱性區域來衡量隱性故障的危害程度，根據繼電保護工作的經驗和教訓，需要制定隱性故障應急措施，同時對高危地區進行實時監控。一旦故障發生，相關人員執行應急方案，避免事故對電力系統和電氣設備造成嚴重的破壞。

3 隱性故障受電網發展的影響

3.1 分布式變電站的影響

隨著職能電網的應用，系統中逐漸接入分布式發電形式，將系統原有的運行方式進行了改變。由于繼電保護的自適應能力的缺失，分布式發電的接入會導致隱形故障發生概率的增加。采用在線定制監控制度，設置定值的預警方案，可以有效地克服由于定值問題導致的隱性故障。

3.2 廣域保護的影響

未來電力系統的發展重點將為廣域保護，因為其有更加完善的保護功能，將硬件和軟件的范圍得到進一步擴展，相應的軟件和硬件，包括定值保護也會隨之發生變化，這樣就增加隱形故障的類型，其發生概率也會相應增加，同樣隱性故障的破壞程度更加嚴重。廣域保護有著十分強大的保護和控制功能，復雜的邏輯和算法增加了隱性故障的監控和維護難度，只有通過縮短保護裝置主保護和后備保護的配合時長，才可以緩解系統整定計算壓力，緩解電力系統繼電保護的隱性故障發生概率。

3.3 數字變電站的影響

數字變電站能夠實現電氣設備的現代化控制，能夠實現信息的共享和交互操作功能，以智能化網絡技術為平臺實現變電站內部管理。數字化變電站不同于傳統變電站的隱性故障，其具有一些新的特點和特征，特別是隨著網絡設備和電子裝置的增加，其發生隱性故障的概率也隨之增加。通常是通過采集大量數字變電站內數據進行分析，同時有效監督各種異常狀況，提高數字化變電站的保護系統的完善性，確保設備的安全高效使用。

4 結語

繼電保護中存在的隱性故障會對電力系統造成一定程度的危害，需要采取有效的管理措施進行維護和控制。只有提出有效的檢測和預防隱性故障的方法，才能降低由于隱性故障造成系統破壞發生概率，保護電力設備安全。隨著現代化電力設備的應用和發展，很多設備對隱性故障都具有檢測和控制功能，避免電力系統大規模事故的發生，保證電力系統的正常高效運行，保護整個電力系統的安全。

參考文獻：

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