继电保护隐性故障辨识技术研究

继电保护隐性故障辨识技术研究

董雪 ,王锦博 ,谢丹

国网河南省电力公司平顶山供电公司 河南 平顶山 462500

摘要：近年来，社会进步迅速，继电保护隐性故障是指在正常运行时对系统不产生影响，但当某些部分运行状态改变时（如发生故障、线路潮流增大、母线电压降低等非正常事件发生时），才可能会被触发的一种永久性缺陷。其隐蔽性和不确定性增加了分析、识别的难度，往往会造成事故扩大。随着电力系统规模的逐渐扩大和电力需求的日益增长，网架结构也日趋复杂，电网安全稳定运行也愈发重要。

关键词：继电保护；隐性故障；辨识技术研究

引言

电网正因继电保护隐性故障面临严峻考验，亟需针对隐性故障提出辨识方法，增强电网故障辨识能力。鉴于此，根据继电保护隐性故障特点，从变电站角度，对变电站采集数据进行分类，利用同源数据比对，进行隐性故障辨识；从系统角度，分析、挖掘所投继电保护装置历史数据，按不同维度将信息分类，进行隐性故障辨识，以加强电网隐性故障辨识能力。

1隐性故障的危害

在电网未发生故障时，继电保护隐性故障对电网无影响，且检测不出此类故障。但在电网发生故障时，电网各个环节的状态采集量与正常状态不同，隐性故障存在触发的可能性，一旦触发该故障，轻则使电网出现联锁故障，重则使得故障发生范围扩大，造成电网有功、无功缺额，影响电网电能质量，甚至导致电网出现解列风险。继电保护装置在判别电力系统是否发生区内外故障时，先通过测量元件进行数据采集，再基于采集数据，结合继电保护判据，进行逻辑判断，最后将判断结果执行输出。隐性故障易在上述保护装置故障判别流程中存在。根据判别流程，致使隐性故障存在的原因如下：对于测量元件，当电力系统因某些原因采集量主频率出现频率偏移时，若需采用工频量的信息进行判断，测量元件则会因其提取工频量的傅式算法存在问题，出现不同程度的误差；其次也需考虑CT饱和、电压互感器断线甚至测量元件内部老化等问题；对于逻辑判断方面，当所需信息成功提取后，传输至逻辑判断，若继电保护整定值选取不当，则该环节易使主保护出现拒动、误动的情况，严重时会导致后备保护动作，扩大事故范围，甚至使得电网电压、电流波动明显，有功、无功缺额严重，只能通过削减负荷等手段进行调频，稳定电能质量，保证电网安全稳定运行。除此以外，还需考虑主保护、后备保护及控制策略之间的逻辑关系，在保护判别时间与控制策略投入冲突时，也会导致继电保护的可靠性存在严重问题。对于执行输出环节，隐性故障产生原因以其内部元件存在问题为主。目前，对保护设备的动作分析主要基于保信系统所获取的保护动作的各类信息，动作分析不够全面，无法实现远程的动作在线分析。对保护设备的故障诊断主要依靠现场运行及检修人员处理，在发现保护设备的隐性缺陷和隐性故障方面手段较少，因此，可以针对系统获取的各类信息进行分类，用于隐性故障辨识技术的研究。

2继电保护隐性故障的维修对策

2.1注重电力系统专业化维修培训，提高人才综合素养

为提高电力系统整体工作效率，企业必须充分重视人才培养，全面提高电力系统故障维管人员综合素质。通过对电力系统故障检修展开规范化培训，使电力专业技术人才的专业技能、知识水平和职业储备水平得到大幅提升，形成一支技能过硬的电力系统队伍，为后续电力系统维护工作的顺利进行提供充足的人力支持。在组织培训前，必须深入基层，全面了解电力系统隐性故障维修人员的实际工作需要，提高培训内容针对性。电力系统构成培训时，培训人员应将电力系统主体结构的主要电源，如升压变电所变压器输电线路结构告知工人。通过聘请高专业技术人员，对各种构成细节进行延伸培训，使一线员工知识结构更加健全，有效应对日常工作中的挑战。在电力系统运行培训中，专业培训人员需要对电力系统的整体工作内容有一个全面了解，同时也要提醒员工充分关注电力生产、分配、传输等各个环节的工作状态和细节。在实际的继电保护工作中，自动化装置通过对采集到的电力系统信息进行综合分析，并根据可能存在的潜在故障，制定相应的解决方案。

2.2优化作业流程

继电保护工作具有灵敏度高、选择性强等特点。为提高隐性故障处理效果，必须充分考虑电力系统实际运行特点，不断优化隐性故障处理流程，提高故障处理效果。例如，工作者在启动隐性故障处理工作之前，能够掌握健全的继电保护隐性故障处理特点，结合继电保护工作状态，为后续方案制定提供数据支持。继电保护选择性是指在线路短路后及时将故障设备或线路切除。当整个系统发生故障时，可查找故障点，发出故障报警信息。电力系统检查是保证电力系统正常运行的基础工作。依托电力系统的检查结构，员工能够合理安排生产、供电配置等工作。合理开展电力检查，确保电力系统正常运行，是保证后续工作有序进行的先决条件。此外，还需对发电机电压、线路状态、故障反应等进行及时检测，同时还要对电力系统自动化和职业信息进行动态交流，以便及时掌握电力系统继电保护运行状态。电力系统中存在的继电保护隐性故障，需不断地调整故障处理方式，以保证故障处理质量和效率。在电力系统运行过程中，输电环节存在潜在故障的可能性很大。为保证电力系统正常运行，相关人员应及时进行检查，发现问题及时处理。在对电阻进行检查时，必须掌握短路点位置、短路类型等情况，制定完善的电阻维检方案，针对潜在故障制定相应的预防措施。维护完成后，工人应及时处理出现的故障，并尝试用自动化装置有效解决电力系统故障，为后续工作顺利开展奠定坚实基础。

2.3完善监控系统，有效整合隐性故障保护

为优化电力系统继电保护性能，及时发现和消除潜在故障，工作人员必须对继电保护工作状态进行有效调整，结合故障位置，制定科学完善的隐性故障监管体系，确保故障维管工作顺利进行。具体措施如下：首先，要总结和分析继电保护隐性故障，科学合理地区分故障成因，为制定维管方案提供数据支持。其次，有效整合继电保护隐性故障特点和常见问题。例如，当电流增加时，会超过系统约定负荷值，电压持续下降而不能及时发现；电流和电压负载会引发阻抗角变化。通过强化隐性故障总结和整合，为制定完善的监控系统维管方案提供信息支持，同时也为继电保护隐性故障检查提供便利。在实际的维管工作中，工作人员可以把重点放在电流和电压细微变化上。借助自动化装置，有效检测隐性故障具体类型或潜在故障。在监督管理环节中，要合理观察电流与地线之间的相位角，若相位角为20°，则可判断系统运行状态较为稳定；若电流电压相位角为60°～85°，则可判断为三相反向短路故障。通过及时有效监控相位角，对电力系统运行状态进行有效判断，并确定是否需要实施隐性故障维管操作，或制定何种维管方案。

结语

本文基于隐性故障原因及工程实际数据采集现状，提出了立足于变电站的隐性故障辨识法及立足于系统的隐性故障辨识法。前者综合考虑数据较小情况下的零漂影响，结合一二次系统运行方式的一致性校验，采用积分算法对变电站同源冗余数据进行差异比对，对隐性故障进行辨识；后者基于整个电力系统继电保护设备历史信息，对设备按不同指标进行分类统计及信息挖掘，进行隐性故障辨识。将立足于变电站的隐性故障辨识法与立足于系统的隐性故障辨识法相结合，可以增强电网隐性故障辨识能力及安全稳定运行能力。

参考文献

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