試析繼電保護的隱藏故障

李哲光

摘 要：繼電保護系統(tǒng)是否安全可靠是電力系統(tǒng)安全運行的一個指標。伴著電力系統(tǒng)日益規(guī)模化以及復(fù)雜化的更新發(fā)展，繼電保護裝置也有了新的機遇與挑戰(zhàn)。繼電保護的隱藏故障可以帶來規(guī)模連鎖停電，因而該文對隱藏故障的研究具有很重要的現(xiàn)實與實踐意義。

關(guān)鍵詞：繼電保護 隱藏故障 危害性 監(jiān)測

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（b）-0089-01

1 繼電保護隱藏故障的概述

作為電網(wǎng)安全運行的三道防線之一的繼電保護在保障電力系統(tǒng)安全中具有不可替代的地位。伴著電力系統(tǒng)日益規(guī)?；约皬?fù)雜化的更新發(fā)展，繼電保護裝置也有了新的機遇與挑戰(zhàn)。但隨著系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模提升及電壓等級的增強，電網(wǎng)的安全問題日益提上日程。繼電保護的隱藏故障可以帶來規(guī)模連鎖停電，近年來，世界范圍內(nèi)連續(xù)發(fā)生很多大規(guī)模停電事故，且隨著近年電網(wǎng)規(guī)模的不斷提升，呈現(xiàn)愈來愈多的趨勢，如2007 年的紐約大停電及西歐大停電事故等都給電網(wǎng)造成了不可估量的損失。

而它們在大規(guī)模停電事故發(fā)生之前，都有一個通性，即電網(wǎng)中某一元件由于故障而停止運轉(zhuǎn)，隨著該元件的罷工，事故進而向著更壞的方向發(fā)展，從而引起連鎖反應(yīng)：其他元件也陸續(xù)退出運行，使得原本局部地區(qū)的小范圍事故擴展到大范圍地區(qū)的停電事故，并最終引發(fā)大面積停電。這類事故顯要的特性是由某一原件的故障發(fā)展成大范圍連鎖停電事故。而這一問題的產(chǎn)生的經(jīng)專家研究表明，造成這些大規(guī)模停電事故的元兇就是繼電保護系統(tǒng)的隱藏故障。

繼電保護裝置中存在一種永久性的缺陷，被人們稱之為繼電保護系統(tǒng)的隱藏故障，這種故障平時不會出現(xiàn)，只有當系統(tǒng)發(fā)生不正常運行狀態(tài)的故障是才會表現(xiàn)出來，這將直接導(dǎo)致被保護的元件錯誤的斷開。即使由于這種隱藏故障引起的大規(guī)模停電故障出現(xiàn)的幾率不多，但影響和危害不容小覷，甚至會造成電網(wǎng)的連鎖反應(yīng)，最終導(dǎo)致整個電網(wǎng)崩潰，給人們帶來毀滅性的惡果?；诖?，我們應(yīng)該對繼電保護隱藏故障有足夠的重視，并做到實時進行監(jiān)測，以此來保證電網(wǎng)的可靠、安全、健康和持續(xù)運行。

2 繼電保護隱藏故障的危害性

隱藏故障并非統(tǒng)統(tǒng)具有一樣的危害性，其對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的危害輕重程度取決于隱藏故障爆發(fā)的位置。各個隱藏故障都有一定的隱患范圍，只有在隱患范圍內(nèi)故障產(chǎn)生了隱藏故障才有爆發(fā)的條件。隱藏故障的危害程度往往以脆弱性區(qū)域和隱藏故障嚴重性來形容。如在一個電網(wǎng)中，沿著保護裝置正方向的屬于脆弱性區(qū)域，保護裝置具有隱藏性質(zhì)故障，若正好在此脆弱性區(qū)域內(nèi)故障產(chǎn)生，那么保護裝置的隱藏故障即將被激發(fā)，從而使得保護裝置誤動。此時一切牽涉到此區(qū)域的故障都為隱藏故障的脆弱性區(qū)域。此區(qū)域只是對隱藏故障產(chǎn)生的概率大小進行了估量，但沒有考慮到隱藏故障影響的嚴重性，因此今后的研討中亟需對各個脆弱性區(qū)域進行級別分類。通過對脆弱性的區(qū)域以及其級別的考量，來對可能產(chǎn)生大規(guī)模嚴重事故的概率進行估計，并預(yù)測其產(chǎn)生后對系統(tǒng)可能引起的損害以及危害性進行級別劃分，從而對可能帶來大范圍的隱藏故障以及高脆弱的重點監(jiān)測。進一步分析各種可能性對系統(tǒng)的影響，對隱藏故障的危害性進行排序，就可以按對系統(tǒng)的嚴重影響程度來劃分隱藏故障的級別。對于影響范圍大、脆弱性指數(shù)高的隱藏故障實施重點監(jiān)測。從而更加快速有效地做好預(yù)防監(jiān)測工作。

3 繼電保護隱藏故障的監(jiān)測

對繼電保護的隱藏故障進行區(qū)域脆弱性程度及爆發(fā)范圍進行認定后，我們就能夠比較準確的認定何為危害性比較大的隱藏故障，從而對此隱藏故障重點監(jiān)測來減少故障的產(chǎn)生幾率。實踐中可以發(fā)現(xiàn)，繼電保護的隱藏故障在平時運行中根本不會有所表現(xiàn)，只有在系統(tǒng)出現(xiàn)負擔的狀態(tài)下才會表現(xiàn)出，即隱藏故障僅僅會暴露于系統(tǒng)的運行中，因此，很多方法如離線式檢測在監(jiān)測隱藏故障方面根本不適用，當前還沒有專門用來監(jiān)測繼電保護系統(tǒng)運行中有沒有隱藏故障的監(jiān)測系統(tǒng)，仍僅憑借計算機系統(tǒng)中的簡單的自檢功能來保障保護系統(tǒng)的運行。它們都沒有涉及到繼電保護系統(tǒng)運行中是否有故障的問題，它們都不是十分可靠的監(jiān)測方法，因此我們必須針對性的研發(fā)對繼電保護隱藏故障有效的實時監(jiān)測系統(tǒng)。這樣可以對保護裝置進行實時監(jiān)測，可以比較及時的發(fā)現(xiàn)問題，可以在系統(tǒng)運行中暴露出隱藏故障的第一時間發(fā)現(xiàn)其中的故障動作傾向，然后人們可以針對性的對存在隱藏故障的保護裝置實施動作閉鎖或者使運行提前終止，從而避免由于保護裝置的隱藏故障而引起的保護誤動作的行為。

參考文獻

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