電力系統繼電保護隱性故障研究

摘要：電力行業不斷發展，電力已成為生活中重要能源，對電力系統中涉及的繼電保護提出了更高的要求。而繼電保護裝置中常發生隱性故障，故分析繼電保護裝置對于電力系統的作用、繼電保護隱性故障產生的原因和危害，并對其隱性故障處理措施進行研究，包括改進工作流程、提高隱性故障評估、加強隱性故障控制以及母線繼電保護、定值調整，以供參考。

關鍵詞：電力系統繼電保護隱性故障研究

中圖分類號：TM73

ResearchonHiddenFaultsinPowerSystemRelayProtection

ZONGWenting

StateGridJiangsuElectricPowerCo.，Ltd.NanjingPowerSupplyBranch，Nanjing，JiangsuProvince，210019China

SzP4JHeWBiywKfuvuFkAIg==Abstract：Withthecontinuousdevelopmentofthepowerindustry，electricityhasbecomeanimportantenergysourceindailylife，andhigherrequirementshavebeenputforwardfortherelayprotectioninvolvedinthepowersystem.However，&nbsWgJVCJPn789uKOuPkuySHg==p;hiddenfaultsoftenoccurinrelayprotectiondevices.Therefore，thisarticleanalyzestheroleofrelayprotectiondevicesinthepowersystem，thecausesandhazardsofhiddenfaultsinrelayprotection，andstudiesthemeasurestodealwithhiddenfaults，includingimprovingworkflow，enhancinghiddenfaultevaluation，strengtheninghiddenfaultcontrol，busrelayprotection，andsettingadjustment，forreference.

KeyWords：Powersystem;Relayprotection;Implicit;Faultresearch

目前，隨著經濟和科技飛速發展，人們生活水平顯著提高，對能源利用需求增加，其中，電力能源作為重要能源，常出現超負荷運行現象，易引起電力系統故障，繼電保護裝置作為電力系統中核心裝置，若電力系統發生故障，繼電保護可及時觀察電網異常狀況，并對異常情況針對性展開處理，快速切除故障，以此保證系統運行穩定。

1電力系統的繼電保護裝置作用

電力系統電網運行中，繼電保護有著重要作用，其安全性及其穩定性特性一定程度上保護了電網運行安全。繼電保護系統作為電力系統核心組成部分，此系統配置的繼電保護裝置功能強大，當電力運行中電器部分發生故障，繼電保護可對故障快速診斷，實施相應的處理措施。由于在電力系統自動化控制中，重點保護整體運行電氣設備是繼電保護裝置的主要工作，故對繼電保護裝置自身安全性、穩定性提出更高要求，進一步維持電力系統安全運行。同時，繼電保護裝置繼電器設備具有靈活性和快捷性兩方面特性，通過電源自動控制系統和繼電器設備能夠快速掌握電力系統運行故障，結合實時運行工況，針對性提出處理方案。其中，繼電器設備靈活性、靈敏度高可依據工作實況、設定判據，合理分析當前系統狀況，進而快速獲取有效信息，以便故障分析工作便捷、快速。除此之外，電力系統工作中，由于其電力設備長時間應用，故部分電力設備易發生缺陷，而繼電保護利用自身選擇性特性，可對缺陷部件選擇性保護，以此縮短故障發生時斷電范圍，使其無故障區域電力能源正常供應，降低維修過程中不確定性因素沖擊以及電網故障事件引起的社會沖擊。對繼電保護進行性能分析和選型，從多方面特性展開工作，可在電力系統運行中發揮重要作用[1]。

2繼電保護裝置隱性故障原因及其危害

繼電保護的隱性故障，主要指電力系統常規運行下，存在的不確定因素故障，通常情況下對電力系統事故影響較小，當電力系統運行發生異常狀況或故障時，隱性故障對系統安全運行有著嚴重危害。繼電保護中包含連接器、電力電壓和互感器等多個通道元件以及繼電器，此設備均存在隱性故障。繼電器設備及其質量并不會產生隱性故障，而是設備運行參數校準不合格，在系統或其他因素干擾下，引導控制部件和多項繼電器設備發出錯誤指令，進而被檢測。當故障出現時或出現后，呈現低電壓和超負荷，此時電力系統處于較大壓力狀態，繼電保護隱性故障發生，很大程度上影響電力系統[2]。

2.1隱性故障原因

2.1.1電力系統設備故障

電力系統設備出現故障涉及軟件設備與硬件設備，通常軟件設備結構較為復雜，開發與應用過程中，隱蔽性能高且在測試工作中涉及眾多內容。若發生故障，無法通過自行操作排除故障，故引發繼電保護隱性故障。而電力系統硬件設備發生故障通常是受到環境因素影響，致使硬件設備無法展開穩定運行。同時，電力系統硬件設備在實際應用中會發生磨損，若不采取處理措施，很大程度上影響電力系統運行。

2.1.2繼電保護裝置失靈

繼電保護裝置主要工作是在電網系統運行中清除故障，實施保衛電力系統能力，可有效避免故障損壞其他部件。若繼電保護裝置失靈，會導致電能無法供應，進而引起隱性故障。電力系統發生故障時，若無法對故障元件采取有針對性的措施，會引發連鎖故障，造成設備大面積癱瘓[3]。

2.1.3人為因素及保護定值錯誤

電力系統運行時，若工作人員不參考標準流程展開操作，對整定參數、工作邏輯以及互感器變化參數設置錯誤時，容易引起隱性故障。電力設備運行、維護人員以及設備廠家的設計人員都是保障電力系統正常運行的工作人員，故無論隱性故障發生于出廠前或出廠后，工作人員的狀態、業務水平不符合相關標準亦會導致隱性故障。

保護定值錯誤會出現隱性故障，電力系統工作中若保護定值設定錯誤，會導致電網出現潮流產生較大變化時，呈現電網結構和保護定值之間不適配狀況，增加隱性故障發生概率。

2.2隱性故障危害

電力系統運行中，繼電保護隱性故障，對電力系統有著極大影響。當電力系統運行出現故障，繼電保護由于隱性故障無法對其系統進行有效保護和實時判斷，故擴大故障損害面積，致使工作人員對系統進行維修時，擴大停電面積。繼電保護系統主要作用是利用有效處理措施，對電力系統現存故障和運行中故障展開保護。當繼電系統無法對電力系統展開保護，電力系統發生故障時，其自身電流、電壓會產生劇烈變化，針對故障區域設備，若自身無法承擔電流、電壓帶動的超負荷能量，則會破壞設備自身質量，導致部分軟硬件設備受到影響。同時，電力系統故障時，繼電保護可及時關閉故障區域電力供應，減少由故障電壓引起的人身危害。繼電保護能夠對各個電力設備的電氣量實施監測，確保電力系統運行呈現穩定狀態。同理，若繼電保護發生隱性故障，降低對電力系統故障的保護性，亦會導致工作人員以及維修人員受到傷害，威脅人身安全[4]。

3繼電保護裝置隱性故障處理措施

3.1改進工作流程

依據上文已知，繼電保護工作存在靈敏度高以及選擇性特性，為切實保障繼電保護的隱性故障處理實效，需結合電力系統工作特點，優化故障處理措施，提高電力系統故障處理效果。首先，對隱性故障展開處理工作前，操作人員需具有專業的繼電保護設備維修知識，秉持嚴肅、認真的專業態度，并掌握隱性故障的處理特點，設計完善的處理方案。其次，為提高電力系統穩定性能，完善電力系統檢查工作重中之重。以電力系統檢查工作為核心，對電力系統生產、電力供應和配置多方面展開安排，進行電力檢查，不僅可以保障電力系統穩定運行，還能夠為后期工作奠定基礎。最后，電力供應期間，其輸電環節會由于多方因素出現故障，操作人員須快速落實檢查工作，對發生的故障展開針對性研究，提出相應的處理措施。檢查電阻時，工作人員需對故障區域的短路類型和短路點全面掌握，以便采取有效的處理措施，并制訂針對性方案預防潛在故障[5]。

3.2提高隱性故障評估

電力系統中，由于自動化系統規模較大，故涉及的電力裝置種類也較多，導致繼電保護運行復雜性變高。隨著建設水平提高，電網建設不斷擴大，使其隱性故障維修工作量變大，故需提高隱性故障風險評估，可從兩方面展開：第一，加大操作人員對于繼電保護隱性故障的全面梳理，深度分析發生繼電保護隱性故障原因，并了解掌握隱性故障對繼電保護裝置產生的沖擊，將各種隱性故障做好分級處理，提高風險評估合理性，以此增強繼電保護裝置維修可行性。第二，加強監控和防護，利用信息化設備或監控，對容易產生隱性故障的部件實時監控，并統計監控數據，以數據作為基礎，分析繼電保護部件損壞概率，以此增強隱性故障控制效果，并減少故障重復出現現象。工作人員可結合繼電保護設備工作實況，構建風險評估體系，制訂維修方案，確保繼電保護裝置維修環境安全，維修進度快速。

3.3加強隱性故障控制

針對不同隱性故障，產生的電力系統危害各不相同，只有做好科學的預防措施才可減少隱性故障發生率，控制電力系統受損范圍，針對二次回路隱性故障展開科學管控，首先，適當選用配置了自測功能的繼電保護部件替換傳統保護部件。采用具有自測功能的繼電保護部件可對電路異常運行實時檢測，監督電力系統中部分電力設備運行情況，實現預防監測失效。其次，加強工作人員專業維修技能與工作態度，令工作人員按照相關標準展開維修操作及其管理，并明確各崗位工作人員職責，避免人為因素引發隱性故障。同時，電力企業需強化維修人員技能培訓，并增強維修人員實操能力，有效解決隱性故障。最后，工作人員可結合繼電保護實際運行設計維修計劃，詳細記錄電力設備和繼電保護運行中細微變化，對其隱性故障隱患展開排查，避免故障范圍擴大，以此維護電力系統穩定運行[6]。

3.4母線繼電保護

實現電力系統輸送的橋梁線即母線，作為電力運輸網絡體系重要架構，若母線于電力供應中發生故障，會引發電力系統整體運轉不良，致使母線繼電保護一定時間內處于邊緣位置，易提高斷電事故概率，增加電力企業經濟損失。故電力企業需選擇科學合理的方法，加強母線繼電保護，可利用分布式模式，以此分散母線承受的壓力，不僅可以降低電力企業資金投入，還能夠有效提高設備運行實效。同時，實踐過程中，針對電力系統運行周邊環境，工作人員需對其充分考察，統計設備運行故障隱患，針對性選用繼電保護部件，可選用單套配置的保護部件，節省施工空間。需要注意的是，母線相較于普通線路，兩者涉及的繼電保護區別較小，因此，工作人員可選用普通線路繼電保護方案，加強母線保護工作，實現施工便捷。另外，母線自身保護裝置可實現智能終端連接，故可自行判斷系統運行中發生的故障，發生不正常運行，傳感器第一時間收集信息，傳輸至中央處理器上。

3.5定值調整

傳統型繼電保護設定保護定值后，需以固態定值運行，若電力系統運行產生變化，便具有一定局限性，工作人員可利用智能控制算法，配置實時監控系統，實時調節電力系統開關保護定值，以便有效避免由于人為因素引發隱性故障，進一步增強電力系統電力供應可靠性。電力系統繼電保護研發多年，已取得一定成果，可依照標準運行方式展開跟蹤，以此調節初始定值；再結合故障數據信息，調節整定參數，故而實現繼電保護裝置自適應調整；同時，可結合制動系數的概念，實施電流幅值比的參數調節，可進一步加強電流差自適應控制。

4結語

綜上所述，繼電保護對電力系統運行有著極大影響，其多方面特性可有效保護電力系統，但繼電保護裝置存在隱性故障可能性，一定程度上威脅電力系統運行，本文從電力系統設備、繼電保護自身以及人為因素三方面分析故障原因，對其故障危害進行闡述，并提出多項隱性故障處理措施，降低故障發生率，保障電力系統運行安全穩定，為生活中電力能源供應奠定基礎。

參考文獻

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[2]徐現昊.永磁偏置型故障限流器對電力系統暫態運行特性的影響研究[D].濟南：山東大學，2023.

[3]譚金龍，熊小伏，陳軍，等.基于改進孿生支持向量機的新型電力系統繼電保護故障診斷模型[J].沈陽工業大學學報，2023，45（6）：631-636.

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[6]李少巖，張友好，顧雪平.計及短路故障影響的含風電電力系統恢復決策優化方法[J].中國電機工程學報，2023，43（20）：7827-7842.