電力系統繼電保護隱性故障的研究

李夢天

（河北大唐國際張家口熱電有限責任公司，河北 張家口 075000）

繼電保護系統能夠及時有效地發現電網中的異常情況，并針對其異常情況提出有效的解決措施，繼電保護是一項能夠確保電力系統安全平穩的運行的技術手段，當電力系統出現安全隱患時，繼電保護系統會及時響應并且采取最有效的方法對其進行隔離。繼電保護系統能及時清除電力系統的安全隱患，還能進一步避免故障擴大，是一種有效的隱性故障防護手段。

1.簡述繼電保護系統隱性故障

繼電保護隱性故障指的是保護電路系統本身具有隱蔽性缺陷，這種永久性的繼電缺陷不僅會直接造成系統繼電保護不能正常工作，還可能會對保護電路中的元件信號進行屏蔽，甚至有可能直接導致其繼電保護裝置陸續中斷（如圖1），使電路保護系統發生故障報警，最終將可能導致發生大面積線路因停電而引發安全事故。隱性網絡故障診斷和一般的網絡故障診斷有很大的差別，它是為了診斷網絡系統中極易發生的安全隱患的區域漏電問題，我國用電系統存在的隱性故障不易被相關人員發現，如果在一些電網重要的區域存在網絡系統隱性故障可能會將給我國電力系統安全和網絡穩定性發展帶來的巨大危害。

圖1 繼電保護裝置

2.繼電保護隱性故障的具體表現

繼電保護故障具有一定的隱蔽性，隱性電力故障的經濟危害性主要表現在以下幾個方面例如：每當故障信號產生時間其電壓將會發生瞬時幅度下降或迅速升高，超出規定用電系統負荷量，隱形電力故障將完全顯露無疑，也將給整個電力系統自身帶來極其嚴重的經濟危害。另外，雖然每一個隱性系統故障可能都會在一定的影響范圍之內發生，但是隱性功能故障的具體危害性又不相同，研究發現可能產生隱性技術故障的區域位置與隱性技術故障可能造成的技術危害風險等級之間具有直接因果關系，所以電力系統維修人員應該特別注意隱性故障可能發生的危險區域。

圖2 電力故障危險區域

3.繼電保護隱性故障產生原因

3.1 錯誤的整定導致隱性故障

軟件錯誤會導致保護參數值不穩定，而且由于操作管理人員的自身專業技術水平培養不到位，操作過程中人員責任心意識不強都可能導致大量錯誤問題的產生。例如參數調試錯誤、保護管理不到位和其他錯誤保護設置等，這些基本錯誤就可能會直接造成錯誤保護的設定值不當。除此之外，一旦當前電網使用潮流條件發生較大的溫度變化時，保護的額定值就可能會隨之發生調整，不能與當前電網整體構造、運轉處理方式相適應，造成各類電力系統安全事故的頻發，最終出現電網繼電保護隱性漏電的故障問題。

3.2 設備故障導致隱性故障的出現

設備經常發生的主機故障主要指的是主機軟件以及主機硬件發生的故障，在企業軟件安全系統設計過程和研發過程中電力主機在設計、測試和實際使用時容易產生隱性安全故障，這不僅與軟件生產者和廠商有關，還與軟件使用者和用戶密不可分。所以為了能避免這些隱形硬件的故障，相關硬件廠商需要最大限度地提高應用設備的硬件產品質量，使電力系統的用戶能十分放心地使用硬件廠商的產品，此外軟件安裝人員應確保應用系統的正確安裝，并對軟件的應用系統進行積極的安裝維護和日常管理工作。

4.繼電保護隱性故障帶來的危害

4.1 導致大范圍故障事故

隱性停機故障一般在一個電力系統再次出現故障時被觸動，當隱性故障出現時電力系統的輸出電流將自動進行再次重新分配，這也可能會造成一些電網系統隱性停機故障或電力繼電器發生系統的死機故障等問題，同時其他故障保護電力系統也可能會同時產生一些隱性停機故障，如果所有的隱性故障都在同一時間被觸發，電力系統的故障問題最終將嚴重影響整個中國電力系統的用電全網運行的穩定性，將給電網帶來較大區域范圍的用電系統故障，更嚴重地將直接導致整個中國電力系統全面出現癱瘓。

4.2 發電設備遭到損毀

隱性電力故障可以導致各種電力系統大規模范圍故障出現停電，電網的隱性故障的危害非常嚴重卻通常需要很長時間才能被解決，一般通常情況下在隱性電機故障沒有發生前，電力系統電機都會同時發生一些類似偶然性的隱形故障，從而造成整個電力系統電機無法正常地繼續運行，甚至使電力系統中大量電力設備的運行操作狀態直接崩潰。目前我國電網對電力系統隱性故障的實時進行監測的電力設備的功能欠完備，對于異常的設備運行操作狀態很難保持有足夠敏銳地視覺感知，所以如果一個電網中出現隱性電網故障，整個電力系統本身都會直接面臨電網癱瘓，電力系統也將被直接劃分成幾個單獨的過電壓發電負荷區域和幾個超負荷發電區域，如果一個超負荷發電區域發生電網故障，大部分范圍內就會出現線路停電停水事故，一些線路的電子元器件甚至發生短路或燒毀等問題，電網其他區域的發電設備元器件也將嚴重破損，對電力設備造成巨大的破壞，甚至產生不堪設想的后果。

5.電力系統繼電保護隱性故障的具體預防措施

由于每一種隱性繼電保護隱性繼電故障對整個電力系統本身造成的直接危害嚴重程度參差不等，所以為了及時研究制定和提出更有效的故障預防措施和應急管理制度，電力事業管理行政部門首先應該針對隱性繼電故障的主要處理方式和其造成危害的嚴重程度分別進行及時科學化的分類，從而有效完成對隱性繼電故障的及時科學化預防管理。隨著現代信息網絡技術的不斷發展，我國絕大多數的隱性電網故障管理都能夠針對大量的隱性電網故障及其帶來的嚴重性，同時廣泛運用了隱性電網故障的系統風險評估以及仿真分析算法，通過大量應用實踐證明，在現在這個工業大數據發展時代，隱性電網故障風險評估系統是一個可以有效預防一次繼電保護和二次繼電回路的隱性漏電故障。合理地預防能有效減少繼電保護的隱性技術故障，所以相關技術人員務必按照以下的技術標準要求進行日常操作。

第一，在系統繼電保護裝置工作系統進行監測過程中，相關技術人員可恰當地選擇運用當今國內最為技術領先的一種具有繼電自診診斷功能的繼電保護監測設備，在線跟蹤監測系統安裝保護設置運行過程中可能出現的一些不正常工作現象，要實時跟蹤并監測電力系統繼電保護系統的運行情況，并根據其具體的運行工作狀態判斷系統繼電元件是否正常工作，切實做好繼電預防保護工作，以備在繼電故障可能發生時及時采取有效應對保護措施。

第二，繼電保護管理工作的一個關鍵任務就是對應地加強繼電設備保護管理，工作人員不僅需要一絲不茍地嚴格執行國家有關規章制度，還要在現有電力企業的設備管理系統中設計一些安全的程序，并建立實施一套完整的繼電設備保護基礎管理體系。

第三，檢查工作人員必須按時進行維護和定期檢修極易發生隱性故障的設備，并對極其設備的一些微小性能變化情況進行詳實檢查記錄，仔細檢查對比綜合分析這些微小變化，探究出其中可能存在的隱性設備問題，運用恰當的管理方法加以科學進行處理，防止隱性設備故障不斷加劇發展并通過輻射波及到企業全網，能有效地將設備損害程度控制在最小損害范圍內。

第四，繼電保護措施工作人員需要最大盡量限度地降低電力設備的隱性連鎖故障對其造成的直接危害，因此在整個電力系統連續發生隱性故障的關鍵時候，相關維護人員一定應及時組織運用規范的繼電檢修保護措施，實時主動監控隱性連鎖故障極易連續發生的重點區域，防止整個電力系統連續發生再次大規模的隱性連鎖斷電事故。此外加強對隱形裝置故障的重點檢測也將會大大降低隱形故障的異常發生率，所以找到那些需要重點進行監測的故障裝置就因此顯得尤為重要，電力系統的保護工作人員常常需要精確計算這些繼電保護隱性設備故障的主要脆弱性范圍區域和脆弱性區域數值，從而準確找到那些危害性相對大的繼電保護裝置等并進行重點保護監測。

6.結語

近幾年，我國電力系統的儀器設備更加復雜，在使用的過程中常常出現故障問題，為了保障整個電力系統的安全運行，相應的繼電保護裝置也應存于在電力系統中，相關部門要全力以赴地處理繼電保護隱性故障問題，最大程度上減少電力系統的隱性故障問題的發生?，F階段我國重點運用實時監測隱性故障的電力系統，一些電力企業著重提升維修和檢測人員的專業素質和工作效率，希望能最大程度地減少甚至避免電力系統繼電保護隱性故障的發生，從而有效減輕隱形故障對整個電力系統帶來的危害。