王凡

（國網(wǎng)重慶開縣供電有限責(zé)任公司，重慶 405499）

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱性故障探討

王凡

（國網(wǎng)重慶開縣供電有限責(zé)任公司，重慶 405499）

就繼電保護(hù)隱性故障的定義、產(chǎn)生進(jìn)行探討，并與保護(hù)裝置也許擁有隱性故障相互結(jié)合，其隱性故障主要表現(xiàn)在硬件、軟件故障和保護(hù)整定值不合理等方面。最后指出，在解決繼電保護(hù)隱性故障時應(yīng)該注意技術(shù)手段和管理手段相結(jié)合。

繼電保護(hù)；隱性故障；智能電網(wǎng)

引言

繼電保護(hù)是電網(wǎng)安全運(yùn)行的第一道防線，其自身的異?；蛘吖收峡赡軙?dǎo)致電網(wǎng)一次系統(tǒng)錯誤運(yùn)行，從而致使保護(hù)誤動或是拒動，對電力系統(tǒng)產(chǎn)生了一定影響。甚至造成大區(qū)域連鎖停電事故。例如，1994年12月和7月美國西部WSCC電網(wǎng)相繼發(fā)生大面積停電事故，2003年8月美、加大停電事故是有史以來最大的停電事故，2005年美國洛杉磯的“9.12”特大停電事故以及2007年紐約大停電事故等都給電網(wǎng)造成了巨大的損失，而這些事故都是繼電保護(hù)系統(tǒng)隱性故障造成的。

直至2020年，我國將全部實現(xiàn)互聯(lián)電網(wǎng)，主要地區(qū)分布在北部、中部、南部等。為了防范和減少因繼電保護(hù)隱性故障造成的損失，很有必要對其進(jìn)行深入的研究。

1　繼電保護(hù)系統(tǒng)隱性故障的定義

繼電保護(hù)隱性故障是保護(hù)系統(tǒng)的缺陷，而這種缺陷的期限是永恒存在的，它會引起繼電保護(hù)出現(xiàn)問題，不可正確和適當(dāng)?shù)厝サ綦娐吩苍S會導(dǎo)致保護(hù)裝置陸續(xù)的錯誤動作，從而引起連續(xù)停電事故。用一種思維方式去想，隱性故障是保護(hù)系統(tǒng)也許擁有的缺陷，但此類的缺陷不會讓保護(hù)系統(tǒng)去直接動作，對于如何去發(fā)現(xiàn)它何時對電力系統(tǒng)安全和穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響，事實表明，它顯示的時間只在系統(tǒng)故障發(fā)生時。電網(wǎng)正常運(yùn)行時，電網(wǎng)不受隱性故障的干擾，一旦電網(wǎng)某些部分發(fā)生變化，電網(wǎng)出現(xiàn)故障或者負(fù)荷等情況，此時，隱性故障一觸即發(fā)，引起了系統(tǒng)保護(hù)誤動或是拒動，這樣便會出現(xiàn)連鎖故障［1］。

2　繼電保護(hù)隱性故障的產(chǎn)生

隱性故障可能由很多原因引起的，但通常有兩種情況產(chǎn)生：

1）由于不正確地整定引起的隱性故障。目前使用的繼電保護(hù)皆屬于“事先整定、實時動作”。定值整定不當(dāng)將導(dǎo)致保護(hù)誤動或者拒動。保護(hù)定值整定不當(dāng)?shù)脑蛑饕校赫`整定、誤管理和誤設(shè)置等人為因素造成的保護(hù)定值不當(dāng)；保護(hù)定值沒有自適應(yīng)能力，對于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行方式的變化不能夠接受。如果電網(wǎng)潮流是因為故障或其他原因發(fā)生大的轉(zhuǎn)變，保護(hù)定值不會很快地調(diào)整，特別是后備保護(hù)，這樣就會使事故惡化，成為隱性故障。

2）設(shè)備故障觸所發(fā)生的隱性故障，一是軟件故障，二是硬件故障。比如PT、CT、各種繼電器等。軟件系統(tǒng)潛在的故障成為軟件故障，例如程序邏輯錯誤、軟件版本錯誤等方面，它與生產(chǎn)廠商和使用用戶單位之間都存在著關(guān)系，涉及軟件的開發(fā)、測試、維護(hù)和使用等。這既需要廠商嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，也需要用戶單位提高重視、做好日常維護(hù)和管理工作。硬件故障是指因為環(huán)境因素，如水解、氧化、熱解等原因使設(shè)備持續(xù)不斷地受到損壞致使硬件磨損、材料老化，或是由于外部因素突然發(fā)生變化所導(dǎo)致，如果操作人員操作不當(dāng)、惡劣氣候或環(huán)境等造成的硬件故障。

3　隱性故障重要性的評價

繼電保護(hù)隱性故障具有兩方面：一是具有隱蔽性，二是危害性，。所以一般在其運(yùn)作時不會被輕易地被知道，只有在系統(tǒng)發(fā)生其他事件才呈現(xiàn)。但是，故障并不都具有相同的危害性，其對電力系統(tǒng)的重要性也不同。每個隱性故障都有其范圍，一般只有在其范圍內(nèi)的故障發(fā)生時才會觸發(fā)隱性故障，一般用兩方面來講隱性故障危害的嚴(yán)重與否，第一是脆弱性區(qū)域，第二是隱性故障嚴(yán)重性。隱性故障與電力系統(tǒng)之間存在著一定的聯(lián)系，比如其危害與出現(xiàn)的地方。只有當(dāng)電力系統(tǒng)在某個范圍內(nèi)發(fā)生故障，才會觸發(fā)繼電保護(hù)隱性故障，導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動。而隱性故障的脆弱性區(qū)域就是出現(xiàn)在故障中的區(qū)域。

綜合脆弱性區(qū)域和脆弱性指數(shù)可以分析得出隱性故障對電力系統(tǒng)的重要性以及引起大范圍嚴(yán)重事故的可能性，進(jìn)而分析其對系統(tǒng)產(chǎn)生的問題。并且可以依據(jù)這些列出隱性故障的重要性，劃分級別，對最嚴(yán)重的隱性故障實施單獨(dú)的監(jiān)測和控制。

4　隱性故障的監(jiān)測

在得到繼電保護(hù)隱性故障的脆弱性區(qū)域和脆弱性指數(shù)后，能夠明確危害性相對大的保護(hù)裝置，進(jìn)而利用裝置施行監(jiān)測，減少故障發(fā)生次數(shù)。

當(dāng)下的監(jiān)控系統(tǒng)重點(diǎn)是微機(jī)保護(hù)中的基礎(chǔ)自檢系統(tǒng)與定期檢修，無論裝置自檢功能或是系統(tǒng)定期檢修，它們皆是離線式檢測。對于繼電保護(hù)隱性故障的問題，它存在系統(tǒng)發(fā)生壓力時。由此可知，傳統(tǒng)離線式檢測方法未顧慮運(yùn)作的實際情況，與監(jiān)測隱性故障并不相稱。為了考量到其他因素，需要健全檢測方法，使其可以讓保護(hù)裝置在線監(jiān)測，只有這樣，方可在系統(tǒng)出現(xiàn)隱性故障的一瞬，知曉其動作傾向，能夠很好的防止誤動作或拒動［2］。

5　電網(wǎng)發(fā)展對隱性故障的影響

數(shù)字化變電站有三層：一是智能化開關(guān)，二是智能化一次設(shè)備，三是網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備。它是現(xiàn)代化變電站，有兩方面的意義，第一是可以進(jìn)行變電站的內(nèi)部電氣設(shè)備信息共享，第二是可以相互操作。數(shù)字化變電站中隱性故障會出現(xiàn)一些新的特點(diǎn)，如數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)中必然會增加電子裝置和網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備。減少隱性故障出現(xiàn)的次數(shù)，只有在數(shù)字化變電站中會收到很多數(shù)據(jù)信息，可以對其不正常的情況進(jìn)行監(jiān)測。數(shù)字化變電站能夠從兩方面降低隱性故障發(fā)生率，一是增強(qiáng)其可靠性，二是增加其檢修狀態(tài)。

智能電網(wǎng)在不斷的發(fā)展，相應(yīng)地也將增加系統(tǒng)分布式發(fā)電的接入，從而讓系統(tǒng)運(yùn)作形式與潮流不停地變化。由于繼電保護(hù)在定值方面少了些自適應(yīng)能力，會直接導(dǎo)致隱性故障的增多。對于系統(tǒng)增加方向元件的電流保護(hù)、距離保護(hù)等，這些方面會導(dǎo)致其復(fù)雜化，使其隱性故障類型與出現(xiàn)的次數(shù)會相應(yīng)增多。

以后電力系統(tǒng)將如何發(fā)展，主要表現(xiàn)在其廣域保護(hù)方面，隱性故障類型與出現(xiàn)的次數(shù)會出現(xiàn)變化，是因為其軟件、硬件以及定值保護(hù)等都出現(xiàn)改變。一旦擴(kuò)大廣域保護(hù)功能，相應(yīng)的軟硬件的范圍也將增大，隱性故障導(dǎo)致的結(jié)果也將加重。廣域保護(hù)實現(xiàn)的保護(hù)和控制功能強(qiáng)大而復(fù)雜，遇上的難題通過軟件解決的瞬間，會給軟件開發(fā)等帶來巨大的困難和挑戰(zhàn)，伴隨著隱性故障出現(xiàn)的概率將提高。廣域保護(hù)能通過廣域信息，減少保護(hù)裝置主保護(hù)與后備保護(hù)兩個的適應(yīng)時長，降低了后備保護(hù)的整定計算壓力，在某個程度里可以降低定值隱性故障出現(xiàn)的頻率。

6　結(jié)語

對隱性故障的研究不僅僅是技術(shù)研究，還包括管理系統(tǒng)。要形成一種組織良好、管理嚴(yán)密、各個部門分工協(xié)調(diào)的組織，才能共同完成繼電保護(hù)相關(guān)的工作，減少事故發(fā)生。

［1］李再華，白曉民，丁劍，等.西歐大停電事故分析［J］.電力系統(tǒng)自動化，2007（1）：31-32.

［2］李莉華，高凱，遲峰.美國紐約7·17停電事故調(diào)查與分析［J］.中國電力，2007（5）：78-79.

（編輯：苗運(yùn)平）

Hidden Failures of Power System Protection

Wang Fan
（State Grid Power Supply Co.，Ltd.of Kai County，Chongqing 405499）

This paper analyzes the definition of relay hidden failures， resulting， and bonds to each other with the protective device may have hidden faults， its hidden failures mainly in hardware， software and fault protection setting value of unreasonable， etc.， Finally， in addressing the hidden fault relay it should be noted that the technical means and management tools combined.

protection； hidden fault； smart grid

TM771

A

2095-0748（2016）15-0037-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.15.15

2016-06-16

王凡（1971—），男，重慶開縣人，大學(xué)?？?，電氣工程師，主要研究方向：電力企業(yè)運(yùn)檢管理。