继电保护系统隐性故障研究综述

继电保护系统隐性故障研究综述

(国网河北电力公司沧州供电公司)

摘要:随着我国经济发展对电力需求的与日剧增,电力系统规模不断扩大,电网复杂程度越来越高,在带来明显经济效益的同时也对电网安全稳定运行提出了严峻挑战。目前继电保护系统在原理和技术上都取得了很大进步,继电保护装置也已经发展到相对成熟阶段,但是,由于保护系统中定值整定错误、元件老化、操作失误、环境影响等因素使保护装置不可避免地存在不同类型的隐性故障。本文介绍了电力系统中继电保护隐性故障基本概述,分析了电力系统中继电保护隐性故障控制措施。

关键词:电力系统;继电保护;隐性故障

随着用电需求的不断加大,电力系统工作负荷压力与日俱增。电力系统的安全稳定运行离不开继电保护。继电保护通过对电力系统运行情况的实时监控,根据电网中的异常情况及时作出针对性反应,比如发出警报或直接切断异常电路,从而消除电网运行安全隐患,避免事故发生或将事故影响控制在一定范围之内,确保电力系统的安全稳定运行。需要注意的是,当电力系统处于正常状态时,继电保护装置一般是处于待机状态的,装置本身是否存在隐性故障难以判断。因此,为保障电力系统运转安全,就必须加强继电保护装置隐性故障的分析及控制,确保继电保护装置长期处于正常的工作状态。

一、电力系统中继电保护隐性故障基本概述

继电保护装置工作条件严苛,长期工作下难免发生故障。但由于继电保护装置通常处于待机状态,只有电力系统发生异常情况下才会投入工作,但那时发现问题已为时已晚,继电保护装置不能正常启动,势必导致电力系统异常情况的扩大,甚至引发安全事故。继电保护这种系统正常情况下难以发现的故障称之为隐性故障。隐性故障具有隐蔽性高、危害性强的特点,一般的检修作业难以发现,也就无法予以排除。一旦电力系统发生故障,继电保护不能正常启动就会造成较为严重的后果,甚至危害到整个电力系统的正常稳定运转。加强电力系统继电保护装置隐性故障的分析与排除,是充分发挥继电保护应有作用,提高电网运行安全水平的必要措施,也是电力企业日常工作的重要内容。

二、继电保护隐性故障产生

1、由于不正确的整定引起的隐性故障。保护定值整定不当的原因主要有:由于人为因素所造成的误整定、误管理和误设置等情况从而引起保护定值的不当;当电网由于故障或是其他一些原因所导致的发生较大变化或转移时,保护定值由于没有很好的适应能力,从而在电网结构和运行方式发生改变时不能及时做出调整,从而使保护失效,使事故向严重化发展,造成隐性故障。

2、由于设备故障引起的隐性故障,包括软件故障和硬件故障。软件故障是指软件系统隐含的故障,如程序逻辑错误、软件版本错误、使用人员理解错误等,软件故障的产生不仅与生产厂商有关,而且跟使用用户单位关系也很大,软件生产厂家如果在软件生产过程中没有把好质量关,软件很容易存在隐性故障,同样,软件在使用过程中,如果使用单位在使用和维护时不当,也极易导致隐性故障的发生,所以要想避免软件隐性故障的发生,则需要生产厂商把好质量关,同时使用单位做好维护和管理工作。在环境因素及外部因素下都极易导致硬件故障的发生,当环境因素发生改变时,设备可能受到损坏或是磨损,也可因为操作人员操作失误所导致故障发生的可能性。

三、隐性故障重要性的评价

当继电保护中存在隐性故障时,其危害性是非常大的,这些故障在系统正常运行时不会显现出来,一旦系统运行过程中有其他事情发生时,这些隐性故障则会显现出来,从而产生一定的危害性,不同的隐性故障所导致的危害性也各不相同,所以其对电力系统的影响也各异。任何一个隐性故障都会有其固定的范围,只要在此范围内所发生的事件才会导致隐性故障显现出来,所以对于隐性故障的危害性强弱的判断通常是以脆弱性区域和隐性故障严重性来进行判别的。隐性故障的存在,对电力系统的危害性是不同的,其危害程度的大小与隐性故障发生的位置是有直接关系的,隐性故障的发生,与该区域内发生故障是有密切关系的,当在这个区域内发生故障时则会触发隐性故障的发生,从而使继电保护发生误动,而这个区域则为称之这脆弱性区域。对于脆弱性区域的研究往往只考虑其隐性故障发生的概率,而没有对其故障影响的重要性进行分析,所以应该对脆弱性区域影响的重要性分析后才能确定其优先级及灵敏性,这样对于脆弱性区域的管理是十分有利的,在管理中通常以脆弱性指数来进行表示。对于电力系统运行过程中其隐性故障所导致的事故发生的可能性进行分析,通常以综合脆弱性区域和脆弱性指数为准,通过这二个方面可以有效的确定隐性故障所引发的事故对系统的影响,同时还可以根据分析的结果来为隐性故障所产生的影响的重要性进行级别的划分,从而对于级别较高的进行重点监控。

四、电力系统中继电保护隐性故障控制措施

1、根据继电保护实际工作环境,开展针对性的继电保护隐性故障风险评估电力系统运行环境复杂,导致继电保护故障发生的原因有很多,继电保护装置发生故障后导致的后果也各有不同。要做好继电保护隐性故障控制,首先要对故障的形成原因和产生的后果有个清晰全面的认识和把握。因此,要从继电保护实际工作环境出发,对继电保护隐性故障开展风险评估工作。明确各个继电保护系统的易损区域和易损指数,也就是继电保护系统故障的多发区域和故障发生可能性等,然后在确认故障后果严重性的基础上对容易发生隐性故障的部分采取相应的控制措施。

(1)继电保护易损指数分析。易损指数是继电保护系统故障分析工作中的一个难点。继电保护复杂的工作环境使得确定易损指数的难度很高。经过长期实践摸索,电力企业总结出了一套确定继电保护易损指数的方法,该方法利用统计学的原理,通过对频繁发生的小概率事件的模拟和分析,实现对隐性故障的级别划分,进而得出易损指数。

(2)继电保护易损区域分析。易损区域分析定位是整个隐性故障风险评估中的核心部分,做好继电保护易损区域分析,对于继电保护隐性故障控制具有至关重要的影响。进行易损区域定位分析,需要对系统内各个部分的继电保护装置的失误操作予以密切的关注。只要某个部位的继电保护装置发生误操作,就可以认为该部分属于继电保护易损区域。但不同的易损区域其易损指数是不同的。在进行继电保护隐性故障风险分析时,要对各个易损区域的易损指数进行测算,并以此为依据划分等级,为继电保护控制的实施提供参考。

2、完善继电保护隐性故障监控体系,开展隐性故障实时监控在继电保护隐性故障风险评估的基础上,要根据实际需要和风险评估的结果对易损区域的装置进行实时监控,监控装置和继电保护易损装置使用相同输入信号,再通过对比二者输出信号,就可以实现对易损装置工作状态的实时监控。继电保护装置对电流、电压的判断及对距离的测量等情况都可以作为判断继电保护装置正常与否的标准。

3、建立继电保护隐性故障预防体系

在继电保护隐性事故控制方面,要坚持“安全第一,预防为主”的原则,与其发生事故后再予以解决,不如直接做好安全防范,杜绝事故的发生,从而在系统安全和经济效益两个方面实现最大化。建立继电保护隐性故障预防体系,主要包括以下几项内容:提高电力系统继电保护装置性能水平。通过吸收引进国外先进技术,丰富继电保护装置功能,提高装置的性能水平。当前,国外先进的继电保护装置基本具有自检、自诊功能,能够实现装置本身异常状况的检测和维修,降低事故发生的可能性;强化继电保护装置管护工作力度。电力企业要根据企业实际情况,制定完善的继电保护管护制度,继电保护工作人员要按照工作规范,认真履行继电保障装置的日常维护和检测工作,及时发现并排除存在的故障,并做好相关记录;制定继电保护隐性事故应急预案。电力企业要加强应急事故演练,提高工作人员实战水平,当事故真正发生时,工作人员可以立即采取适当措施,将损失控制到最小范围内。

加强继电保护隐性故障的分析与防范,确保继电保护装置正常工作,是电力系统安全稳定运行的重要保障。通过系统的分析,将继电保护隐性故障控制在一个可以接受的范围内,避免事故影响进一步扩大,保障系统其它部分的正常运行,不仅有利于电力系统安全水平的提高,还是电力系统实现经济效益最大化的有效手段,在我国国民经济发展中具有十分重要的积极意义。

参考文献:

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