电力系统继电保护隐藏故障诊断方法研究

【摘 要】分析电力系统继电保护隐藏故障的诊断方法，可以提高继电保护的可靠性和稳定性，对电力系统安全运行具有重要的意义。本文主要阐述电力系统继电保护隐藏故障的概念、特征和原因，主要研究基于继电保护测量值相关性原理的继电保护隐藏故障诊断方法。

【关键词】电力系统；继电保护；隐藏故障；诊断；研究

继电保护的基本任务是在电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号提示值班人员及时处理，消除事故隐患。电力系统对继电保护的基本要求是具有快速性、选择性、灵敏性和可靠性。研究电力系统继电保护隐藏故障的诊断方法，可以提高继电保护的可靠性和稳定性，对电力系统安全运行具有重要的意义。

1继电保护隐藏故障的概念

在电力系统中，继电保护隐藏故障是指在正常运行时继电保护的故障现象并不是很明显，也没有故障信号的告警，一般很难被发现，但是，若电力系统发生故障或者事故时，由于继电保护系统存在隐藏故障，可能导致系统不能正确地切除故障或者事故的电路元件，造成事故扩大。继电保护的隐藏故障是保护装置的永久缺陷，必须及时发现和处理，否则会严重威胁电力系统的安全运行。

2继电保护隐藏故障的特征

电力系统继电保护装置的硬件装置和软件系统都可能存在隐藏故障，例如硬件装置CT、PT、各类继电器、信号电缆等；软件系统中的参数设置错误、程序运行混乱等。由于隐形故障的存在，保护装置可能拒动，造成电力系统事故扩大。在电力系统正常运行时，隐藏故障也可能会造成误发告警信号或者继电保护系统在正常工况下的误动。所以说，继电保护隐藏故障具有隐蔽性，随时威胁电力系统安全运行，必须及时发现并处理，保证继电保护系统的安全性、可靠性和稳定性。

3继电保护隐藏故障的原因

隐藏故障主要存在继电保护系统的硬件装置和软件系统，所以，主要原因分为两类：

3.1继电保护软件系统的原因。电力系统软件系统一般在安装时经过调试都在正常参数下运行，但是如果继电保护装置的整定值存在调整错误或者软件系统长期运行时，由于各种原因造成软件系统运行混乱，不能正确地反映电力系统的运行状态时，就会影响到继电保护装置的正常运行。

3.2继电保护硬件装置的原因。主要是由于继电保护的设备和保护元件故障导致的隐藏故障，例如：CT、PT年久失修绝缘老化，出现轻微放电和绝缘降低等故障；继电器触点粘连；保护测量装置存在漂移现象等。这些故障在平时的检查中很难被发现，只有通过定期检修和测试才能被发现。

4继电保护隐藏故障的诊断方法

根据继电保护的工作原理，利用保护装置的动态特性和静态特性对保护系统隐藏故障进行诊斷，通过保护装置的动态特性和静态特性测量的数据，分析出保护装置是否存在异常情况，实现对电力系统继电保护装置隐藏故障的具体诊断。

4.1基于保护测量值相关性的动态隐藏故障监测方法

4.1.1基于保护测量值相关性的保护动态测量环节的隐藏故障诊断方法

在电力系统继电保护系统中，电气接线中相邻元件间的保护装置在功能上是互相补充的，各保护装置根据自身获取的测量值信息做出逻辑判断，根据自身获取故障信息的差异，从而做出不同的动作结果，保证了保护动作的选择性。

4.1.2保护启动时测量值的相关性原理

对于同一故障信息，线路保护装置的测量值之间具有相关性，这种相关性与继电保护装置的保护原理有关，也与不同保护装置之间的电路结构有关，因此它能够对保护的隐藏故障进行诊断。

4.1.3保护起动时计算测量环节的隐藏故障分析

电力系统继电保护中的计算测量环节是指将继电保护装置所采集的各类故障数据进行综合分析处理，这些数据所涉及的元件是继电保护装置中的测量计算元件以及测量回路等，重点对这些元件进行测量可以避免出现隐藏故障，保证继电保护装置正常运行。

4.2基于保护测量值相关性的静态隐藏故障监测方法

4.2.1静态隐藏故障监测方法

电力系统继电保护装置输入的数据采样值具有很强的相关性，应用继电保护装置数据的相关性可以分析出保护装置是否存在隐藏故障。保护测量值相关性的静态隐藏故障测量方法，要求在测量数据时，必须是同步实时数据，以确保保护定值和各类输入数据的准确性。

4.2.2继电保护装置测量回路的隐藏故障分析

继电保护装置的测量回路一般由CT、PT、电缆、变送器、端线、采样保持电路、模拟低通滤波器、模/数转换电路和多路模拟开关等组成。任何一个元件出现故障，都可以使继电保护装置不能正确获取电网运行信息，引起继电保护装置出现错误判断，导致保护装置误动。

4.3不同地点继电保护测量值的相关性

电力系统在正常运行时，如果电网出现任何扰动，继电保护装置不能正常启动，说明继电保护装置只计算电气设备的电流、电压的数值以及相位，不进行任何电气量的计算。如果电力系统出现不稳定现象时，这些隐藏故障将被激活，容易导致继电保护误动或者拒动现象，为了避免此类故障的发生，应注意对此类隐藏故障的监测。

5结束语

综上所述，通过分析继电保护装置的静态特性，提出针对保护装置测量回路异常的诊断判据及诊断方法。在分析保护动态特性的基础上，提出保护启动时计算测量环节的动态隐藏故障诊断判据。分析电力系统继电保护隐藏故障的原因，结合继电保护工作特性与保护整定值的分支系数是否合理分别展开对继电保护隐藏故障的探讨。通过研究电力系统继电保护隐藏故障的诊断方法，可以有效地提高继电保护故障的处理能力，保证电力系统稳定运行。

参考文献：

[1]陈启卷、南海鹏.水电厂自动运行[M].中国水利水电出版社.2009

[2]许正亚.发电厂继电保护整定计算及其运行技术[M].中国水利水电出版社.2009

[3]国家电力调度通信中心.国家电网公司继电保护培训教材[M].中国电力出版社.2009

作者简介：

张光磊，男，（1978.6.30— ），大学本科学历，工程师职称，工作单位：黑龙江省电力有限公司牡丹江水力发电总厂，职务：值长，研究方向：水电厂运行管理。