试析继电保护的隐藏故障

李哲光

摘 要：继电保护系统是否安全可靠是电力系统安全运行的一个指标。伴着电力系统日益规模化以及复杂化的更新发展，继电保护装置也有了新的机遇与挑战。继电保护的隐藏故障可以带来规模连锁停电，因而该文对隐藏故障的研究具有很重要的现实与实践意义。

关键词：继电保护 隐藏故障 危害性 监测

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（b）-0089-01

1 继电保护隐藏故障的概述

作为电网安全运行的三道防线之一的继电保护在保障电力系统安全中具有不可替代的地位。伴着电力系统日益规模化以及复杂化的更新发展，继电保护装置也有了新的机遇与挑战。但随着系统网络规模提升及电压等级的增强，电网的安全问题日益提上日程。继电保护的隐藏故障可以带来规模连锁停电，近年来，世界范围内连续发生很多大规模停电事故，且随着近年电网规模的不断提升，呈现愈来愈多的趋势，如2007 年的纽约大停电及西欧大停电事故等都给电网造成了不可估量的损失。

而它们在大规模停电事故发生之前，都有一个通性，即电网中某一元件由于故障而停止运转，随着该元件的罢工，事故进而向着更坏的方向发展，从而引起连锁反应：其他元件也陆续退出运行，使得原本局部地区的小范围事故扩展到大范围地区的停电事故，并最终引发大面积停电。这类事故显要的特性是由某一原件的故障发展成大范围连锁停电事故。而这一问题的产生的经专家研究表明，造成这些大规模停电事故的元凶就是继电保护系统的隐藏故障。

继电保护装置中存在一种永久性的缺陷，被人们称之为继电保护系统的隐藏故障，这种故障平时不会出现，只有当系统发生不正常运行状态的故障是才会表现出来，这将直接导致被保护的元件错误的断开。即使由于这种隐藏故障引起的大规模停电故障出现的几率不多，但影响和危害不容小觑，甚至会造成电网的连锁反应，最终导致整个电网崩溃，给人们带来毁灭性的恶果。基于此，我们应该对继电保护隐藏故障有足够的重视，并做到实时进行监测，以此来保证电网的可靠、安全、健康和持续运行。

2 继电保护隐藏故障的危害性

隐藏故障并非统统具有一样的危害性，其对电力系统产生的危害轻重程度取决于隐藏故障爆发的位置。各个隐藏故障都有一定的隐患范围，只有在隐患范围内故障产生了隐藏故障才有爆发的条件。隐藏故障的危害程度往往以脆弱性区域和隐藏故障严重性来形容。如在一个电网中，沿着保护装置正方向的属于脆弱性区域，保护装置具有隐藏性质故障，若正好在此脆弱性区域内故障产生，那么保护装置的隐藏故障即将被激发，从而使得保护装置误动。此时一切牵涉到此区域的故障都为隐藏故障的脆弱性区域。此区域只是对隐藏故障产生的概率大小进行了估量，但没有考虑到隐藏故障影响的严重性，因此今后的研讨中亟需对各个脆弱性区域进行级别分类。通过对脆弱性的区域以及其级别的考量，来对可能产生大规模严重事故的概率进行估计，并预测其产生后对系统可能引起的损害以及危害性进行级别划分，从而对可能带来大范围的隐藏故障以及高脆弱的重点监测。进一步分析各种可能性对系统的影响，对隐藏故障的危害性进行排序，就可以按对系统的严重影响程度来划分隐藏故障的级别。对于影响范围大、脆弱性指数高的隐藏故障实施重点监测。从而更加快速有效地做好预防监测工作。

3 继电保护隐藏故障的监测

对继电保护的隐藏故障进行区域脆弱性程度及爆发范围进行认定后，我们就能够比较准确的认定何为危害性比较大的隐藏故障，从而对此隐藏故障重点监测来减少故障的产生几率。实践中可以发现，继电保护的隐藏故障在平时运行中根本不会有所表现，只有在系统出现负担的状态下才会表现出，即隐藏故障仅仅会暴露于系统的运行中，因此，很多方法如离线式检测在监测隐藏故障方面根本不适用，当前还没有专门用来监测继电保护系统运行中有没有隐藏故障的监测系统，仍仅凭借计算机系统中的简单的自检功能来保障保护系统的运行。它们都没有涉及到继电保护系统运行中是否有故障的问题，它们都不是十分可靠的监测方法，因此我们必须针对性的研发对继电保护隐藏故障有效的实时监测系统。这样可以对保护装置进行实时监测，可以比较及时的发现问题，可以在系统运行中暴露出隐藏故障的第一时间发现其中的故障动作倾向，然后人们可以针对性的对存在隐藏故障的保护装置实施动作闭锁或者使运行提前终止，从而避免由于保护装置的隐藏故障而引起的保护误动作的行为。

参考文献

[1] 王渊.基于Web的继电保护信息管理系统的设计[J].电工技术，2008（4）.

[2] 刘华，田芳，白义传，等.继电保护故障信息管理系统实用化改进方案[J].电力系统保护与控制，2008（19）：18-20，24.

[3] J.Huang，“Adaptive wide area protection of power system[D].Iowa State University，Ames，Iowa，2004.endprint