基于继电保护隐性故障的电力系统连锁故障分析白玉明

基于继电保护隐性故障的电力系统连锁故障分析白玉明

白玉明

国网忻州供电公司，山西省忻州市034000

摘要：电力工业是支撑国民经济和社会发展的重要基础性产业和公用事业。它不仅能满足人民生活水平的不断提高，还为工业、农业、现代科学技术和国防提供了必不可少的动力。我国电力建设在逐步的完善和加强，但是在这一进程中还存在各种缺陷，论文就电力系统中的继电保护隐性障碍进行故障分析。

关键词：继电保护隐形障碍；电力系统；连锁故障分析

引言

改革开放以来我国经济乘上了高速向前的列车，而经济发展离不开能源供应，能源供应的主要来源之一便是电力，因此对电力资源的需求也是与日俱增。这是经济高速发展中难以避免的纰漏就暴露出来了，增大电力资源供应的同时却没有及时对电力系统进行更新换代、扩大设备量来分担高产出量造成的运转压力。

1电力系统的发展

电力的发现源自世界第二次工业革命，法拉第的电磁感应定律从本质上解释了电与磁的密切联系，为电力系统的形成奠定了根本的基础。第二次工业革命的产物是基于电力的各种产品，三相异步电动机、三相变压器的问世建立了影响至今的三相交流输电系统，也为当代输电技术奠定坚实的基础。三相电流的出现，以及人们和工业发展对电力需求的日益增加，使电力系统的容量越来越大、输电电压越来越高、输送功率也越来越大。目前，世界上最高线路电压已达1150千伏。随着输电距离的不断增加及工业生产的迫切需求，电力系统的的供需量问题尤为重要，直流电和交流电的使用特别是交流电在三相异步电动机上的运用使得技术人员对电力系统的设备改进有很大作用。

长期以来，我国电网建设以各省电网和各大区跨省电网建设为重点，在20世纪80年代末形成东北、华北、华东、西北、南方电网六大跨省区域电网，福建、山东、川渝、海南、新疆、西藏电网独立。我国一直大力加强跨区电网的规划和建设，全国联网进程不断加快。随着跨区、跨省电力系统的建设，交易电量正逐年提高。2009年，全国跨区交易电量达2043亿千瓦小时，电网的能源资源优化配置能力得到巨大的提升，这也增强了电网应对严重自然灾害和突发事件的能力。电力系统在整个技术环节和经济效益上都有很大的优势性，电力系统能够实现远距离的长途输电且输电的容量相当大。通过改进电力系统输电或产电过程中的不必要能量损耗，帮助减少系统的燃料消耗。

2继电保护对电力系统的重要性

电能的生产、输送、分配和使用同时进行。目前不能大量地、廉价地储存电能。发电厂发出的电能还不能做到恰好等于用户所需要的电能和输送分配过程中的电能损耗。当电力系统负荷变化或发生故障使平衡有所破坏时，电力系统会自动调整或人工干预调整到新的平衡。所以电能的产生、输送、分配和使用必须同时进行，要求统一调度。协调生产，保证整个系统的连续性。这所有的进程都需要继电器发挥其强大的多功能作用。倘若整个电力系统要想实现正常、高效地运转，必须借助继电器的辅助作用。继电器对整个电力系统各个相关设备的运转信号收集，并将这多个信号传输到显示屏上方便操作者的实时监测和调控，只要其中一个环节出现小小的错误，继电器都能将信号发送到终端显示器上。继电器贯穿电力系统所有的中间设备，不仅可以将信号传递给终端设备，其功能性远不止于此。

继电器的另一重要功能是保护整个电力系统的传输设备，防止设备因电压过高而被击穿，保护整个电力系统的设备正常运行。电力的输配要求输电安全可靠，必须执行“安全第一，预防为主”的方针，没有安全，就没有生产。可靠的供电就是满足电能生产的连续性，电力系统供电的中断将使生活停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备的安全，会造成严重的后果。电力系统为了保持高的可靠性，必须具有足够的电源容量和合理的布局，电网结构必须合理，使得在某一线路、电气设备因故障或检修而退出运行时，不影响或不严重影响对用户的供电。对电力系统可靠性威胁最大的就是系统失去平衡，必须有保护投入和恢复平衡的措施。我国最常用的便是利用继电器对整个电力系统隐形地保护，称为继电保护电力系统。

3继电保护隐性故障的电力系统连锁故障分析

3.1引起故障的因素

电力系统中某些设备工作失灵，牵一发而动全身，被诱发的隐性故障很快就会一发而不可收拾成为破坏力不容小觑的显性故障。这时候就是继电保护的主场了，它就象是赶走外侵者的卫士，负责手起刀落、斩断病根，维持整个电力系统的“安全”。只不过电力系统的运转是以打破旧顺序洗牌重组为前提的，这个过程稍有不慎便会出岔子，干扰性因素防不胜防。还有可能是人为因素，比如操作系统时的参数设定马虎致误等等。操作人员在设定参数时，出现了误差，进而使得电力故障出现了误差。于是像多米诺骨牌一样，一环套一环，进而造成电力系统的大面积瘫痪。这也是继电保护装置的隐性故障尤其在电力系统运转时高发的原因。（1）电力系统设备失灵——牵一发而动全身。继电保护作为保卫整个电力系统的重要卫兵，一旦出现难以预防的隐性故障进而发展致整个系统大面积瘫痪是一大主要祸头，其中最主要的原因就是电力系统设备问题。由于近年来对电力资源的需求量不断增加，供电设备没有相应扩充，导致有限的电力设备一直高负荷运转造成了物理性磨损，加之使用年限已久而伴随的设备老化现象，难以承受如此巨大的负荷量，导致了电力系统出现“带不动”的失灵问题。

（2）继电保护装置的“失职”。前文已经提到，继电保护装置在整个电力系统中就是清除故障、保卫系统正常运行的角色，防止故障进一步扩大牵连其他正常元件。在这一情况解决不了的时候，继电保护装置还有另外一套应对方案，利用电力系统中的自动化装置通过一定组合，来尽可能减少失灵造成的电能无法供应的时间。所以一旦继电保护由于隐性故障而难以在系统中出现故障元件时及时治理，便会放任故障连坐，导致一连串设备相继波连，大面积瘫痪也就难以避免了。

（3）操作电力系统的工作人员出现失误。第三个原因就是操作电力系统的工作人员出现失误，比如对于电力系统的维护与检查不到位，没有及时觉察到系统出现问题或者做好安全防范准备，所以一旦继电保护出现隐性故障继而引起整个电力系统大面积瘫痪时往往破坏力严重，难以挽回。

3.2继电保护隐性故障对电力系统的危害

虽然电力保护系统装置对于每电力系统都象是筷子与碗一般的存在，不可或缺。并且，对于每个电力企业基本上都要求采取全面仔细、不容马虎的层层核查，排除各元件、设备、环节无误。但问题总是变化得比解决方案快，这是任何系统、任何当前技术最完善的检查与保护都杜绝不了的。继电保护的隐形故障会触发保护装置错误响应比如一股脑将正常、不正常的元件全部切除，或者拒绝反应。直接失灵，大面积系统瘫痪就是这么产生的。更严重的情况，就是整个电网被破坏，设备烧毁，无法供电。

结束语

电力系统的根本任务是：最大限度地为用户提供安全、可靠、优质、价廉的电能。电力生产满足各个行业及人民生活不断增长的用电需求，并且电力的发展制约国民经济的发展。电能生产的规模很大，因此需要耗费大量的一次能源，能源的大量需求是当前我国面临的重大挑战，提高电力的经济性运行显得极为重要。对电力设备保护就是其中一个节省资金浪费的有效途径之一。

参考文献

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