关于继电保护系统隐性故障研究

发表时间:2021/6/24   来源:《中国电业》2021年6期   作者:曾伟薇
[导读] 在我国电力系统的快速发展的背景下,电力系统运行的安全性和稳定性变得越发重要
        曾伟薇
        国网福建省电力有限公司泉州供电公司, 福建 泉州 362000
        摘要:在我国电力系统的快速发展的背景下,电力系统运行的安全性和稳定性变得越发重要,这也对继电保护提出更高的要求。在继电保护运行过程中,一些隐性故障往往无法避免,不仅会对电力系统正常的运行带来较大的影响,严重时还会导致系统大面积故障发生,带来严重的经济损失。因此需要针对继电保护隐性故障进行深入分析,做好故障监测工作,有效的提高电力系统继电保护安全运行的能力。
                关键词:继电保护;隐性故障;原因;预防措施
引言
        继电保护系统隐性故障是引起大电网连锁故障乃至解列的重要原因之一,其研究内容涉及保护系统及电网运行状态等多个方面。文章从继电保护系统可靠性入手,对继电保护隐性故障进行分析,结合电力系统可靠性标准,对继电保护隐性故障提出科学的处理方案。
1 继电保护隐性故障的概述
         继电保护隐性故障,指的是电力系统在处于正常运行的状态,对电力系统没有被发现和暂时还不能产生较大影响的事故,只有在电力系统出现异常和故障时,隐性故障才会对电力系统的安全运行产生严重危害。即使隐性故障短时间内不会对电力系统产生危害,还是久而久之,对电力系统造成巨大危害的可能性还是无法避免的。
         继电保护系统中包含的有连接器与接线片、电压和电流互感器等等,很多种继电器和通信通道元件,这些都会存在隐形的继电故障。隐性故障不是说继电器的设计与质量有问题,而是校准不对,就是说系统是因为一些干扰,引发了继电器和控制元件出现了错误指示,最后才会被监测出来。如果在出现故障的时候,或者故障出现后低电压或者超负荷,电力系统就会呈现出一种压力状态,隐性的故障就是在此时显现出来,并且对电力系统产生巨大影响。
2 继电保护隐性故障产生的危害
        2.1 造成大面积的故障事故
         一旦隐性故障被触发,就会在电力系统出现故障的时候,或者正确切除继电器后,电力系统的潮流会出现重新分配,此时有隐性故障的继电器出现错误操作或者拒动现象,加上其他保护系统也会存在某些隐性故障,最终整个电力系统的稳定性会受到威胁,导致发生大面积的故障或者整个电力系统崩溃,造成十分严重的后果。
        2.2 损害发电设备
         隐性故障在引发电力系统的大面积故障都会经过一定的发展过程,隐形故障发生前期,电力系统会有某些无法预知事件,致使其在非正常状态中工作。系统内的很多设备都会达到运行的极限,但是由于实时监测设备的不完备,无法察觉这种非正常运行状态。因此,一旦系统的某处出现故障,就会引起一系列的连锁反应,将电力网分割为几个独立的过发电区及过负荷区,使得发电设备被损坏,甚至会引发大面积停电事故。
3 继电保护隐性故障分类
        3.1 故障发生原因
(1)硬件故障。由硬件本身质量问题造成的隐性故障,主要有设备装置元件有缺陷、装置元件收到损坏等方面。
(2)软件故障。装置保护软件系统上的错误而造成的隐性故障,主要有软件系统版本错误、更新不及时以及保护逻辑上存在的错误等。
(3)定值问题。装置设定保护定值上造成的隐性故障,主要有认为设置定值错误、设置不合理等。
(4)环境问题。装置在外界自然环境不稳定情况下引发的隐性故障。主要有雷雨天气、冰雹、暴风雪等恶劣气候条件。
(5)人为故障。人工操作过程中的误操作、违规操作以及维护问题造成的隐性故障。


         3.2针对继电保护装置特性的动态、静态特点分为动态隐性故障和静态隐性故障。动态隐性故障是指在装置根据设定达到启动条件时,对设备元件故障进行测量以及保护逻辑比较,在测量计算和闭锁信号检验等环节的隐性故障。静态隐性故障是指根据装置已设定指数的情况下,未达到启动条件时电气量测量计算或者数据采集以及启动判断环节的隐性故障,其不涉及到后续逻辑比较和跳闸出口环节,应用到硬件设备包括连接电缆、继电保护前置处理电路、采样计算以及互感器测量回路等。
4预防电力系统继电保护隐性故障的方法
4.1对隐性故障实施风险评估
继电保护系统隐性故障的产生原因有很多,同时由于隐性故障所导致的后果也不尽相同。因此,要想有效控制继电保护系统的隐性故障,就应对隐性故障进行全面认识。而要做到这一点,就应着眼于继电保护系统的实际工作环境,对继电保护系统隐性故障实施风险评估,明确各系统的易损指数及易损区域,然后依不同区域的危害程度采取相应措施进行控制。
(1)明确易损指数。因继电保护系统的工作环境非常复杂,易损指数的明确也存在较高难度。经长期实践和摸索,当前我国火力发电企业已总结出一套行而有效的明确易损指数的方法。此方法以统计学原理为基础,通过模拟和分析频繁发生的小概率事件,对隐性故障进行级别划分,从而得出易损指数。
(2)明确易损区域。明确易损区域既是整个继电保护系统隐性故障风险评估的重要环节,也是对隐性故障进行有效控制的关键。通常而言,易损区域的明确主通过关注此区域继电保护装置的失误操作而实现的,某一区域的继电保护系统任一环节发生失误,即可判定此区域属继电保护易损区域。但不同区域的易损指数不同,因此,在对隐性故障进行风险评估时,还应测定各易损区域的易损值,并依此划分等级,以为继电保护控制提供数据参考。
        4.2 增强对继电保护系统的重视
        对解决电力系统继电保护隐性故障的思路进行分析时,除了以上两点以外,最重要的就是要增强对继电保护系统的重视,保证在发生电力故障时,继电保护系统能够正常发挥作用,从而保证电力系统的安全稳定运行。
        比如,在对解决电力系统继电保护隐性故障的思路进行分析时,还可以通过增强对继电保护系统重视的方式,进而保证在发生电力故障时,继电保护系统能够正常发挥作用,从而促进电力系统的安全稳定运行。在实际操作过程中可以使用参照法和分段处理法相结合的方式,进而促进电力系统的安全稳定运行。如以分段处理法为例,可以对继电保护系统中的装置和设备进行详细的划分,在划分过程中,可以彩照科学的划分顺序进行划分,如高频保护的收发信机进行检查,时,就可以对对通道设备以及收发信机进行划分,进而有效保证故障信息的接收和处理,从而保证电力系统的安全稳定运行。
        4.3 按时进行电力系统的设备维护与保养
        电力系统作为现阶段电力能源应用中的重要环节,在相关设备与继电保护等方面需要制定相应的保养日期与维护日期。在以往的继电保护工作中,通常没有对电力系统的运行情况与相关设备的运行进行定期保养。经过长时间的设备运行,机电系统容易在内部组件方面逐步形成质量上的风险,出于电力系统的稳定性运行要求,在后续的继电保护工作的开展过程中需要结合实际情况制定电力系统的运行维护方案,通过定期保养与维护的方式,使电力系统能够在运行上获得较好保障。
5 结语
        在继电保护隐形故障的处理中,需要技术人员有着比较专业的技术,同时也需要建立比较完善的管理制度,最终提高管理质量,减少电网安全事故的发生。建立继电保护隐性故障模型,并对其进行专门研究,已经成为当前电力行业发展的重要工作之一。只有对其进行良好的分析,才能够找到更加科学的应对办法,提高整个电力系统的运行状况,实现社会经济的安全发展。
参考文献:
[1]胡乐德,马美君,赵明学,等.电力系统继电保护隐性故障分析[J].科技创新与应用,2016(13):182-182.
[2]陈秋梁,任玉涛.电力系统继电保护隐性故障的研究[J].科研,2015(45).
[3]于朝辉.电力系统继电保护隐性故障中的相关问题[J].黑龙江科学,2015(10):33-33.
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