论文部分内容阅读
【摘 要】 随着电力系统的不断扩大，对于电力系统继电保护的要求也愈来愈高.继电保护系统中存在着隐形故障现象，并且它的存在是不可避免的.然而隐形故障的存在对电力系统的影响却很大，容易导致系统发生重大事故。本文介绍了电力系统继电保护中存在的隐形故障问题。通过介绍隐形故障的概念和特点，说明了隐形故障的危害性，在此基础上介绍了评价隐形故障危害性的方法，通过采取对隐形故障进行监测和控制的方法来减少隐形故障的發生，从而也就降低了系统发生大面积故障的可能性。最后还介绍了目前电力系统中对于隐形故障分析的应用情况。本课题就继电保护中的隐形故障产生的原因、防范措施展开分析。
【关键词】 隐形故障；继电保护
1.课题研究背景
目前随着人们生活水平的不断提高，对用电的需要也日益增加，同时就要求供电质量也要越来越高。因此，对电力系统继电保护而言，其稳定性十分重要。鉴于继电保护系统中存在着隐形故障现象，并且它的存在是不可避免的，因而如何避免由于隐形故障导致系统发生重大事故，是广大电力工作者一直探讨的课题。笔者在查阅了相关技术文件的基础上，结合自身工作经验，就继电保护隐形故障的成因、危害及如何应对，作以下探讨与分析，以期为同行提供有益的参考与借鉴。
2. 继电保护隐形故障的形成原因及危害
继电保护装置中内部的隐形故障。这种内部的隐形故障不是设计缺陷，它和一般故障是有差别的，这种缺陷不会使保护装置立即动作，而是当系统发生一些事件时才能够被发现。隐形故障可能是设备原因引起的，这类隐形故障的产生是由于保护装置内部元器件问题，或者环境原因，又或者人为的不正确操作所引起，这类隐形故障在任何设备上都可能会发生，所以我们要定期检修，对发现的这类隐形故障进行修理，但是总是修理仍然会导致隐形故障的发生，更换新的设备又会提高成本。还有一种原因是由于错误的整定引起的隐形故障，这类隐形故障是由于定值的错误计算或录入，又或者是整定值不适合系统的主要运行方式才引起的。由于增加负荷或者更改运行方式使系统与最早定值计算时已经很不一样，而整定值却一直没有变，此时继电保护装置虽然正常，可是定值已经不合适，并不适合当前的运行状态，产生了隐形故障，当然这种隐形故障是可以由继电保护人员通过定期检查时发现。隐形故障的存在对电力系统的影响很大，尤其是继电保护系统中的隐形故障，容易导致重大事故的发生，甚至可能引发大面积故障。继电保护有四性：快速性，选择性，可靠性和灵敏性。其目的就是要可靠快速的切除故障，但是为了保证切除故障的可靠性，有时候保护必然会发生误动作。所以我们从隐形故障的发生过程来了解其可能带来的危害。电力系统发生大面积故障一般是有一个发展过程的。首先，电力系统因为一些事件处于非正常的状态，假如此时很多设备都已经达到运行极限，无功也不够用，或各类可能的不正常状态。但是由于实时监测设备的原因或者运行人员个人业务能力水平的原因，此时运行人员对系统运行情况估计错误。这种情形下，如果系统某处发生了一个小故障则由于隐形故障的存在，很有可能会引起使故障扩大。只是一些偶然的，不重要的小事件，最后却发展成为越级跳闸造成大面积停电的大事件。
3. 继电保护隐形故障的评价与处理措施
由于继电保护系统存在隐形故障，当系统内发生了故障，有些保护装置并不是保护故障发生那部分区域的，但是由于存在隐形故障，这些保护装置仍然动作，产生了误动。当有故障发生，有故障的线路会跳闸，然后带有隐形故障的保护装置被触发，把没有故障的线路跳开，这样本来一个事故可是跳闸两次，成了两个事故，保护装置发生了误动作。隐形故障也是分等级的，有的比较灵敏，而有的就不灵敏。有的会导致比较大的事故，有的不会构成大威胁。但是一些隐形故障会让运行人员对系统产生错误的判断，从事导致错误的操作。比如发生了错误的报警，像过负荷，这就会让运行人员产生错误的判断，可能会对系统进行有载调压。又或者错误报警显示系统频率降低，导致运行人员就有可能对系统进行去负荷以提高电压质量。对于一般的隐形故障，我们可以通过工作人员定期检查或在线监测来发现，对于严重的隐形故障则需要进行单独的监测和控制。
通过上述的分析不难发现，隐形故障往往都是由于设备或人为因素引起的 所以说，在实际工作中，工作人员必须认真贯彻和落实各项规章制度，养成优良的工作习惯和高度负责的工作作风，加强对电气设备的校验和检修，尽量消除可能会引发事故的因素，确保电力系统稳定安全地运行。
4.继电保护中的隐形故障防范措施
电力系统继电保护及二次回路中所存在的隐形故障问题是不可避免的，也是无法消除的，但是完全可以预防。我们可以使用目前国内比较先进的保护设备，利用其具有的自诊断功能，对装置的一些异常情况进行在线监测和预防。若想解决问题关键是要做到以下几点[3]：
（1）必须加强设备管理，制定相关的规章制度，并严格执行，加强基础设施的完善，将各项设备的检修和维护工作做到位，准确记录各项设备的运行情况观察其细微变化，便于进行对比分析，尽早发现问题， 解决问题，降低设备发生隐性故障的可能性。
（2）为防止电力系统和电气设备大规模故障的出现，在使用静态保护措施时，首先满足保护装置内在需求，然后可以在二次回路内部采取以下干扰手段：在敷设电缆过程中可以充分利用自然屏蔽物，必要时可设置与保护电缆平行的专用屏蔽线，采用屏蔽电缆或铠装铅包电缆时，屏蔽物层要确保两端接地，弱电和强电回路不能共用同一根电缆。也可使用其他防范措施，如电力电缆与保护用电缆进行分层铺设，在铺设的过程中，保护用电缆的铺设路径要尽量远离高压母线及高频暂态电流的入地点，如避雷针和避雷器的接地点。
（3）通过对继电保护及二次回路特点的分析，我们知道二次回路网络具有“ 0”“ 1” 的开关特性，所以我们可以用开关网络的方法对继电保护进行描述，将继电保护二次回路抽象为由逻辑对象组成的图，进而形成以继电器元件为核心的逻辑元件组成的开关网络， 由此，拓扑不但能够自动形成，而且维数也会相应降低，当故障发生时，我们可以使用开关网络中继电器元件对象的路径乘积表达其二次回路的核心逻辑，从而实现整个继电保护二次回路的启动 ，动作逻辑， 出口整个过程的逻辑抽象，建立适合继电保护二次系统分析的完整模型和算法。
（4）通过建立有效的继电保护故障信息分析与处理系统，可以实现故障信息及保护装置动作的完整报告在各级继电保护部门之间的快速传递，尤其能够保证调度人员及时掌握电网的运行情况和可能发生的故障情况，这就不仅大大提高了电力故障分析与处理水平，还提高了工作效率，实现了对全网微型机的保护和录波装置运行状况的实时、动态监测，极大的提高了电力系统保护装置的可靠运行水平。
5.结束语
综上所述，从电力系统运行的实践来看，继电保护隐形故障的存在是不可避免的。隐形故障的存在可能给电力系统的稳定运行带来安全威胁，所以我们必须要有方法来应对。目前，在许多系统中，已经要求对隐形故障进行监测和控制。随着继电保护技术的发展，各种监测技术、新设备的研发，将有利于对隐形故障的防范与处理，从而保障电力系统的稳定、安全运行。
参考文献：
[1] 李涛，代学信， 康萍， 吴金民，浅谈电力系统继电保护隐形故障[J]，中国科技信息，2011（3）
[2] 刘金花， 继电保护及二次回路中隐形故障的分析[J]，中小企业管理与科技（上旬刊），2010（3）
[3] 斯鹰，继电保护及二次回路中隐性故障分析与对策[J]， 机电信息，2011（30）：25-26
【关键词】 隐形故障；继电保护
1.课题研究背景
目前随着人们生活水平的不断提高，对用电的需要也日益增加，同时就要求供电质量也要越来越高。因此，对电力系统继电保护而言，其稳定性十分重要。鉴于继电保护系统中存在着隐形故障现象，并且它的存在是不可避免的，因而如何避免由于隐形故障导致系统发生重大事故，是广大电力工作者一直探讨的课题。笔者在查阅了相关技术文件的基础上，结合自身工作经验，就继电保护隐形故障的成因、危害及如何应对，作以下探讨与分析，以期为同行提供有益的参考与借鉴。
2. 继电保护隐形故障的形成原因及危害
继电保护装置中内部的隐形故障。这种内部的隐形故障不是设计缺陷，它和一般故障是有差别的，这种缺陷不会使保护装置立即动作，而是当系统发生一些事件时才能够被发现。隐形故障可能是设备原因引起的，这类隐形故障的产生是由于保护装置内部元器件问题，或者环境原因，又或者人为的不正确操作所引起，这类隐形故障在任何设备上都可能会发生，所以我们要定期检修，对发现的这类隐形故障进行修理，但是总是修理仍然会导致隐形故障的发生，更换新的设备又会提高成本。还有一种原因是由于错误的整定引起的隐形故障，这类隐形故障是由于定值的错误计算或录入，又或者是整定值不适合系统的主要运行方式才引起的。由于增加负荷或者更改运行方式使系统与最早定值计算时已经很不一样，而整定值却一直没有变，此时继电保护装置虽然正常，可是定值已经不合适，并不适合当前的运行状态，产生了隐形故障，当然这种隐形故障是可以由继电保护人员通过定期检查时发现。隐形故障的存在对电力系统的影响很大，尤其是继电保护系统中的隐形故障，容易导致重大事故的发生，甚至可能引发大面积故障。继电保护有四性：快速性，选择性，可靠性和灵敏性。其目的就是要可靠快速的切除故障，但是为了保证切除故障的可靠性，有时候保护必然会发生误动作。所以我们从隐形故障的发生过程来了解其可能带来的危害。电力系统发生大面积故障一般是有一个发展过程的。首先，电力系统因为一些事件处于非正常的状态，假如此时很多设备都已经达到运行极限，无功也不够用，或各类可能的不正常状态。但是由于实时监测设备的原因或者运行人员个人业务能力水平的原因，此时运行人员对系统运行情况估计错误。这种情形下，如果系统某处发生了一个小故障则由于隐形故障的存在，很有可能会引起使故障扩大。只是一些偶然的，不重要的小事件，最后却发展成为越级跳闸造成大面积停电的大事件。
3. 继电保护隐形故障的评价与处理措施
由于继电保护系统存在隐形故障，当系统内发生了故障，有些保护装置并不是保护故障发生那部分区域的，但是由于存在隐形故障，这些保护装置仍然动作，产生了误动。当有故障发生，有故障的线路会跳闸，然后带有隐形故障的保护装置被触发，把没有故障的线路跳开，这样本来一个事故可是跳闸两次，成了两个事故，保护装置发生了误动作。隐形故障也是分等级的，有的比较灵敏，而有的就不灵敏。有的会导致比较大的事故，有的不会构成大威胁。但是一些隐形故障会让运行人员对系统产生错误的判断，从事导致错误的操作。比如发生了错误的报警，像过负荷，这就会让运行人员产生错误的判断，可能会对系统进行有载调压。又或者错误报警显示系统频率降低，导致运行人员就有可能对系统进行去负荷以提高电压质量。对于一般的隐形故障，我们可以通过工作人员定期检查或在线监测来发现，对于严重的隐形故障则需要进行单独的监测和控制。
通过上述的分析不难发现，隐形故障往往都是由于设备或人为因素引起的 所以说，在实际工作中，工作人员必须认真贯彻和落实各项规章制度，养成优良的工作习惯和高度负责的工作作风，加强对电气设备的校验和检修，尽量消除可能会引发事故的因素，确保电力系统稳定安全地运行。
4.继电保护中的隐形故障防范措施
电力系统继电保护及二次回路中所存在的隐形故障问题是不可避免的，也是无法消除的，但是完全可以预防。我们可以使用目前国内比较先进的保护设备，利用其具有的自诊断功能，对装置的一些异常情况进行在线监测和预防。若想解决问题关键是要做到以下几点[3]：
（1）必须加强设备管理，制定相关的规章制度，并严格执行，加强基础设施的完善，将各项设备的检修和维护工作做到位，准确记录各项设备的运行情况观察其细微变化，便于进行对比分析，尽早发现问题， 解决问题，降低设备发生隐性故障的可能性。
（2）为防止电力系统和电气设备大规模故障的出现，在使用静态保护措施时，首先满足保护装置内在需求，然后可以在二次回路内部采取以下干扰手段：在敷设电缆过程中可以充分利用自然屏蔽物，必要时可设置与保护电缆平行的专用屏蔽线，采用屏蔽电缆或铠装铅包电缆时，屏蔽物层要确保两端接地，弱电和强电回路不能共用同一根电缆。也可使用其他防范措施，如电力电缆与保护用电缆进行分层铺设，在铺设的过程中，保护用电缆的铺设路径要尽量远离高压母线及高频暂态电流的入地点，如避雷针和避雷器的接地点。
（3）通过对继电保护及二次回路特点的分析，我们知道二次回路网络具有“ 0”“ 1” 的开关特性，所以我们可以用开关网络的方法对继电保护进行描述，将继电保护二次回路抽象为由逻辑对象组成的图，进而形成以继电器元件为核心的逻辑元件组成的开关网络， 由此，拓扑不但能够自动形成，而且维数也会相应降低，当故障发生时，我们可以使用开关网络中继电器元件对象的路径乘积表达其二次回路的核心逻辑，从而实现整个继电保护二次回路的启动 ，动作逻辑， 出口整个过程的逻辑抽象，建立适合继电保护二次系统分析的完整模型和算法。
（4）通过建立有效的继电保护故障信息分析与处理系统，可以实现故障信息及保护装置动作的完整报告在各级继电保护部门之间的快速传递，尤其能够保证调度人员及时掌握电网的运行情况和可能发生的故障情况，这就不仅大大提高了电力故障分析与处理水平，还提高了工作效率，实现了对全网微型机的保护和录波装置运行状况的实时、动态监测，极大的提高了电力系统保护装置的可靠运行水平。
5.结束语
综上所述，从电力系统运行的实践来看，继电保护隐形故障的存在是不可避免的。隐形故障的存在可能给电力系统的稳定运行带来安全威胁，所以我们必须要有方法来应对。目前，在许多系统中，已经要求对隐形故障进行监测和控制。随着继电保护技术的发展，各种监测技术、新设备的研发，将有利于对隐形故障的防范与处理，从而保障电力系统的稳定、安全运行。
参考文献：
[1] 李涛，代学信， 康萍， 吴金民，浅谈电力系统继电保护隐形故障[J]，中国科技信息，2011（3）
[2] 刘金花， 继电保护及二次回路中隐形故障的分析[J]，中小企业管理与科技（上旬刊），2010（3）
[3] 斯鹰，继电保护及二次回路中隐性故障分析与对策[J]， 机电信息，2011（30）：25-26