水电厂继电保护隐藏故障诊断方法研究

李亮

【摘 要】随着我国经济的发展进步，人们的生活质量也跟着迈上了一个新的台阶，各工业企业和人们的日常生活都对电力企业的运营发展提出了更高的要求。而水电厂作为电力系统实现调峰调频的重要部门，其继电保护隐藏故障将会直接导致电力系統的瘫痪，甚至引发相关的安全事故。基于此，下文就水电厂继电保护隐藏故障概述、继电保护隐藏故障的原因、电厂继电保护隐藏故障的静态、动态诊断方法以及不同地点继电保护测量值的相关性做了简单分析，希望对保证我国电力系统的正常运营方面有所启示和帮助。

【关键词】水电厂;继电保护;隐藏故障;诊断方法

【中图分类号】TM622   【文献标识码】A

1.引言

水电厂是我国电网的重要组成部分，其主要任务是实现电力的调峰调频，因此，保障水电厂的正常工作对于实现电网的顺利运行，满足我国工业企业和人们的供电需求等方面都有着十分重要的现实意义。水电厂的正常运营主要依赖于各种机组设备，而继电保护系统则是保证水电厂机电设备安全、可靠运行的重要前提。一旦水电厂的继电保护系统存在问题，就会直接造成水电厂机电设备的运行故障。因此，我国各水电厂应该积极研究继电保护系统的构成，分析其产生故障的原因，从而研究出相关的解决措施，来保障企业的正常工作，为企业的经济效益和社会效益保驾护航。

2.水电厂继电保护隐藏故障的简单概述

2.1水电厂继电保护隐藏故障的概念

水电厂继电保护隐藏故障也被称为继电保护隐形故障，从概念上可以理解为是继电保护系统中的永久性缺陷，这样的永久性缺陷会导致继电保护系统本身无法正确或者适当地对电路元件进行切除，从而造成切除错误的现象。【1】因为这些缺陷本身有具有很强的隐形特征，工作人员在进行正常的巡检工作时，通常难以发现。因此，一旦继电保护系统开始工作以后，受到继电保护设备的内部变化，这些隐性的缺陷就会爆发出来，然后会引发一系列的连锁反映，给水电厂造成严重的经济损失，甚至是人员的伤亡。由此可见，其引发的后果非常严重。

2.2继电保护系统的构成

水电厂的继电保护系统的构成主要包含硬件和软件两个部分，从构成上来讲，硬件和软件也可能存在着一定的隐性故障，比如PT、CT、继电器、通信通道以及软件设置错误等。同时，继电保护系统隐性故障虽然会对继电器本身的正常运作造成一定的影响，但是要特别注意的一点是这并不代表继电器本身在设计方面就一定存在问题，并且也不能说明是继电器的使用过程出现了问题。继电器故障出现的原因与其所处的环境和继电器的性质都有着直接的联系，而如何区分是隐性故障还是显性故障，这就需要相关工作人员明确一点，在出现隐性故障时，继电器并不会在第一时间内停止工作，而是随着时间的推移在其它系统出现问题时才会引发继电器停止工作。相关人员在不断的实践研究中也逐渐发现，继电器隐性故障只有在继电系统处于压力状态时才会被触发，这里的压力状态指的是在继电器隐性故障发生了一段时间以后，系统出现的低电压、过负荷或者其他事件等。

3.继电保护隐藏故障的原因

3.1定值整定不合理引起的隐藏故障

继电保护系统隐性故障的最主要的原因就是由于定值整定的不合理或者是在校准的时候发生错误，再或者是由于定值的整合不能满足水电厂的正常工作，最终导致了继电保护隐性故障。另外，值得特别注意的一点是如果水电厂接线或者机组容量发生变化时，而保护系统的定值整合却没有做出任何的改动，这个时候，虽然水电厂的继电器还处于正常工作的状态，但是，在实际的继电保护系统中已然存在了一定的隐藏故障。

3.2设备或元件故障引起的隐藏故障

在一定程度上，如果继电设备的元件失灵、磨损或者是所处的环境恶劣和不正当的人为干涉情况等，都会造成继电保护隐性故障。另外，相关工作人员要明确的是由于设备或元件故障引起的隐藏故障在很大程度上是可以通过定期的检修来实现有效避免的，但是要想从根本上杜绝此类隐性故障的产生，却几乎是不可能实现的。【2】

4.保护测量值相关性的静态隐藏故障监测方法

4.1静态隐藏故障监测方法

水电厂在实际的工作过程中，继电保护设备在采样信息的输入上通常都很重视信息的相关性。因此，相关工作人员在检测继电保护静态隐藏故障上就可以合理利用这种相关性来判断继电保护设备的测量回路是否存在着隐藏故障。同时，对于变压器的电气量的保护来说，一般都具有相关的电流信息的保护设备，各保护装置输入的电流信息也具有一定的相关性。故而，水电厂要想迅速的得出诊断静态隐藏故障的诊断信息，也需要在这些相关性的数据上下功夫，保证定值的准确性。

4.2继电保护装置测量回路的隐藏故障分析

水电厂的继电保护装置的测量回路从构成上来讲包含互感器、连接电缆、端线、变换器、模拟低通滤波器、采样保持电路、多路模拟开关、模/数转换电路等组成，工作人员在进行隐藏故障分析时，只要这其中的任何一个构件出现了问题，都可能造成继电保护装置测量回路的隐藏故障。

5.保护测量值相关性的动态隐藏故障监测方法

5.1动态隐藏故障监测方法

关于水电厂的继电保护系统，在继电设备电气的连接中相邻元件间的保护装置从功能上来讲是相辅相成的，因此，工作人员在进行动态隐藏故障的检测时，应该结合各保护装置根据自身获取的测量值信息做出逻辑判断，再根据自身获取故障信息的差异，作出相对应的动作结果，最大程度的保证动作的选择性。总而言之，保护装置的故障测量值正确与继电保护正确动作直接相关。

5.2关于保护启动时测量值的相关性原理

工作人员在进行继电保护隐性故障的检测上，要注意对于相同的故障诊断信息，其线路保护装置的测量值之间也具有一定的相关性，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，在一定程度上能够为分析保护性能提供依据。

5.3保护起动时的计算测量环节的隐藏故障分析

计算测量环节是把采集的故障数据进行集中处理，所涉及的元件主要是测量回路和测量计算元件等，是对这些元件进行隐藏故障的监测是避免该环节出现隐藏故障的关键。

6.不同地点继电保护测量值的相关性

水电厂机组在正常运行时，受到电力系统的惊扰，保护装置不启动，其测量环节仅计算电流、电压的幅值和相位，甚至仅做数据采集和起动判断而并不计算任何电气量。静态特性是指继电保护装置在未满足启动条件时，仅进行测量计算而不进行逻辑比较和跳闸出口环节，此环节涉及的硬件设备有互感器测量回路、连接电缆、端线、继电保护前置处理电路、采样及采样值计算等。正常运行时，存在于该环节的隐藏故障可能并不会马上表现出来，也不会造成保护误动作，但系统运行压力变大时，此类隐藏故障将被激活。【3】

7.结束语

综上所述，随着社会各企业和国民对于供电需求的增多，我国水电厂也逐渐的开始注重继电保护隐藏故障的诊断工作。要想最大程度的降低继电保护的隐性故障率，水电厂需要加强对继电保护系统的研究，熟悉其构成和隐性故障产生的原因，并通过对保护测量值相关性的静态以及动态隐藏故障监测方法的研究，最大限度的增加继电器的使用寿命，确保水电厂机组安全、稳定、可靠的运行，最终实现电力企业的长久发展。

【参考文献】

【1】邓礼彬.水电厂继电保护隐藏故障诊断方法[J].通讯界，2017（16）：198-199.

【2】刘冬.关于水电厂的继电保护隐藏故障诊断分析[J].通讯世界，2017（06）：159-160.

【3】李易.水电厂继电保护的故障诊断研究[J].科技与创新，2015（05）：85+88.