繼電保護與安全穩定控制系統隱性故障研究

宋洋

（內蒙古新正產業管理公司，內蒙古 呼和浩特 010010）

社會經濟迅速改善，導致我們整個社會的城市化進程。電力越來越成為城市正常運作的必要能源，社會對電力的需求也呈上升趨勢。從這個角度來看，確保電源安全至關重要，其中最有效的是分析和研究電源系統中繼電保護的隱患。因為大部分停電都與繼電保護和安全穩定控制系統的隱患有關。

一、隱性故障防控的重要意義

為了確保供電系統的穩定和可靠性，必須采用安全穩定的控制系統，保護繼電器的基本價值在于預防和控制系統故障，以消除潛在的隱患。因此，保護繼電器能夠與安全和穩定控制密切合作，以確保整個電力系統正常運行。從本質上講，電力系統本身的特點是相當復雜，其中的每一個組成部分不是相互隔離的，而是緊密結合在一起的。

二、繼電保護隱性故障分析

通常情況下，繼電保護的隱性故障與系統結構的合理性和科學性有一定的關系，這是系統固有的缺陷。當系統處于正常工作狀態時，隱藏的故障不會有明顯的影響。但在一些客觀因素的影響下，系統的壓力狀態會出現異常，從而導致繼電保護失靈，主要體現在內部結構裝置拒動時間選擇不合理、部分重要電路元件誤動、繼電保護系統運行效率下降等方面。這些問題的存在會導致大規模停電。因此，技術人員可以通過必要的技術手段建立可靠的參考模型，并結合故障樹的分析方法，為系統隱藏故障的順利排除提供必要的參考信息。根據故障原因，繼電保護的隱性故障可分為以下幾類:1.硬件隱性故障；2.相關保護軟件系統運行中出現問題導致的隱藏故障，如軟件版本不符合實際工作要求，軟件使用中邏輯程序錯誤；3.保護定值偏差引起的隱性故障，如人為誤操作、定值整定誤差大；4.各種客觀自然因素造成的斷層。根據繼電保護的工作狀態，隱性故障可分為靜態特征故障和動態特征故障。繼電保護靜態特性故障主要是指系統的保護裝置只判斷某些數據的采集，而不考慮后續的邏輯工作環節，如變壓器測量回路和采樣值的有效計算，這些都是繼電保護的隱性故障。繼電保護動態特性故障主要是指在保護裝置完全滿足特定的啟動條件后，在測量故障量時，需要對邏輯保護方式進行比較，檢查閉鎖信號。這些操作中產生的故障都是動態故障。

三、繼電保護和安全穩定控制系統的隱患問題

（一）對繼電保護和安全穩定控制系統中隱藏的缺陷認識不足

繼電器保護和安全穩定控制系統是電力系統正常運行的兩條防線。首先，有必要澄清繼電保護裝置是否正常運行，是否能夠對保護部件的故障做出功能判斷，這是繼電保護的最基本定義。安全穩定控制系統是電力系統的第二防線，由輸入、輸出、通信、測量、故障判別、控制策略等組成。它能穩定大幅度波動干擾時的綜合控制設備，其可靠性直接關系到電網的安全。無論是忽視繼電保護還是在安全穩定控制系統中出錯，都會造成隱患。

（二）忽略繼電保護互聯造成的隱藏缺陷

電源系統中的繼電器保護不僅僅是一個裝置。繼電保護裝置由測量件、邏輯部分和執行部分組成，它們之間具有一定的邏輯關系，在繼電保護裝置中起著不同的作用。此外，設備之間的距離調整經常存在缺陷，調整值之間的協調不合理。主保護和備用保護之間的協調以及上級保護和下級保護之間的協調不合理，這也是隱藏缺陷的重要原因。由于復雜的電網故障也是隱蔽故障的原因之一，因此無法準確判斷故障的原因，從而導致重大事故的發生，后果難以想象。

（三）繼電保護與安全穩定控制系統之間缺乏協調造成的隱患

繼電保護與安全穩定控制系統之間缺乏協調合作是電力系統失靈的一個重要原因，其表現是電網參數調整不當。此外，在當今科學和技術越來越現代化的時代，新能源的開發也對安全和穩定控制系統產生影響，導致繼電保護系統和安全和穩定控制系統失靈，導致了隱蔽的缺陷。

四、繼電系統故障的研究

（一）繼電器系統故障的影響

在目前的供電系統中，通常有三條防線，中繼系統是第一條最關鍵的防線，因此提高中繼系統的安全性和可靠性是保證供電系統安全穩定運行的重要保障。如果電力網操作系統出現問題，很容易導致繼電器系統出現相應的故障，從而使整個電力系統無法正常運行，甚至使整個系統失去穩定性。必須注意潛在的不當行為風險，并深入分析和研究造成這種風險的原因。在此基礎上，找到相應的風險評估方法和一些技術分析方法，以便有效和合理地評估繼電保護系統的可靠性，從而發現風險問題并有針對性地提高系統的可靠性。

（二）分析缺陷影響的方法

對于繼電保護系統的缺陷，我們可以找到并研究這些缺陷在一定程度上造成的影響。首先，我們可以通過故障樹分析發現故障引起的連鎖反應同時，可以通過分析組件的重要性來確定系統的可靠性，以便找到系統的關鍵組件。此外，還可以使用某些仿真方法進行分析，并可以使用某些仿真工具來仿真相應電力系統的運行狀況，從而找出系統中的任何缺陷。

五、發電廠繼電保護故障處理的有效策略

（一）采用高質量的繼電器保護和自動裝置

高質量的繼電器保護和自動裝置可以有效地保證電力系統的正常運行。相反，一旦劣質產品進入系統，會造成各種隱患隱藏在電力系統中，容易導致電力系統的連鎖故障。因此，電力公司在購買繼電器保護裝置和自動裝置時，必須選擇高質量、在系統中運行良好的產品，不要過于貪婪，忽視產品質量。對于一些接近其使用壽命的繼電器和自動保護裝置，必須及時更新和改造，以避免因設備老化而造成的隱患。

（二）及時更新電源組件

在電網管理過程中，相關繼電保護人員應根據專業責任和相關政策，定期維護和修訂配電系統中不同類型的電力組件，以確保電力系統正常穩定地運行。如果某個組件在電源系統中出現故障，則必須盡快修復該組件，以保持電源系統正常運行。更換電源系統中有問題的組件時，中繼人員必須首先檢查組件的功能和質量，并使用安全的安裝措施安裝這些組件。可以看出，在解決繼電保護過程中的問題時，通過更新組件，電力系統故障所造成的損失可以大大減少甚至消除，繼電保護過程中的故障可以盡早發現。

（三）加強故障排除

一般情況下，安全穩定檢查很難完全避免各種隱患，但實質上，如果能進行一般故障排除，我們可以根據當地情況排除潛在故障的可能性。根據當前情況，隱藏故障的根源在于過熱電流、空氣濕度高或電路過流等。如果電壓處于恒定狀態，一旦存在較大的過流，就會產生較小的阻力，從而掩蓋短路的隱患。在過渡狀態下，導線可能承受超過最大電流負載。在特定空間，如果水汽接近飽和，則設備的隔熱性能會降低，從而防止泄漏的質量相對較差。除上述因素外，電路過流很容易導致隱藏故障；在串聯電路或平行電路中，電流強度會不斷變化。在一段時間內，如果系統電壓過高，超過整個系統的額定電流，則相應的短路風險會很高。因此，隱藏的缺陷與電路過流之間存在著不可分割的關系。如果可以準確地檢查錯誤的根本原因，則可以使用適當的措施來消除錯誤

（四）確保能源系統的協調

在每次檢查的原則下，應準確搜索所有數據，然后優化繼電保護所涉及的所有過程，具體處理隱患如圖2 所示。

圖2 隱性故障的具體處理

通過使用優化和協調措施，可以在所有方向上避免隱藏的缺陷。從安全性和穩定性控制的角度來看，需要在一個或多個系統上多次運行。在這一過程中，我們應特別注意潛在的細微缺陷。如果整個系統達到更協調的運行狀態，則可以最大限度地提高繼電保護的總體效果。

六、總結與展望

（一）建立模型

在設計缺陷模型的過程中，建模主要采用電流保護和距離保護作為對象。對安全控制系統中隱藏缺陷的分析和研究仍處于初步階段，建立隱藏缺陷概率模型是研究的核心。與繼電保護相比，電網系統安全控制系統的原理更加復雜。需要考慮設備丟棄和故障對組件的負面影響，并在建模時注意系統中隱藏的缺陷對其責任區的影響，建模過程將變得非常復雜。如果存在不同的問題和隱藏的缺陷，過失造成損害的可能性和程度就大不相同。在實踐中，應根據影響對其進行客觀評估，評估結果應用于輔助設備的建模。

（二）評估的風險

繼電保護和安全控制是二級設備系統的主要風險來源。目前，我國繼電保護隱患對電網和電網影響程度的評估是以風險視角為基礎的。實際上，我們可以把閃電故障等基本風險評估過程作為一個新的風險評估因素，將二次設備故障輸入系統，使它們能夠參與功率計算和安全分析。同時也是今后繼電保護隱患的主導研究方向。從實際出發，在繼電保護和安全控制系統中隱藏的缺陷建模和分析過程中，不能避免大量數據作為支撐；但是，現有信息和數據類型不完整，專業知識模糊不清。因此，有必要對二級系統進行統一監測和記錄，注意事故樣本的積累，并在缺乏數據信息的情況下，積極探索風險評估方法和隱蔽的不當行為問題措施。

（三）配合隱藏問題和缺陷的研究和應用

在實踐中，我們可以看到，雖然保護協調受到廣泛關注，但研究深度不夠，而且缺乏研究成果。發電廠與電網分離后，繼電保護、安全控制系統和電網相關參數的協調變得越來越重要，成為我國電網建設發展的主要障礙。與此同時，我們也應注意深入研究和應用隱蔽的不當行為研究結果應豐富預期事故和預先決策系統，有助于及時預防和控制、發現和定位電網系統合作的潛在危險。對于系統中的各種薄弱環節，應及時采取有效措施加以預防和控制，以提高電網運行的安全性和可靠性。

結語：總之，繼電保護及安全穩定控制系統的隱患是造成大規模停電的重要原因，繼電保護、多種安全穩定控制系統之間缺乏協調，因此，有必要全面改善兩個主要影響因素之間的協調，以有效避免潛在的不當行為，確保電網安全穩定運行。