水力发电厂继电保护隐性故障诊断方法探究

王成业 陈杰 宣松领

摘 要：水力发电厂在实际发电过程中必须要设置继电保护装置，用以保护发电设备的运行安全。通常情况下，为了保证继电保护装置的正常安全稳定运行，发电厂都会安排专业班组定期进行设备的维修、保养工作，排查设备的故障问题。结合工作经验来看，常见的故障问题主要有显性故障和隐性故障两种情况。本文主要讨论的是继电保护隐性故障的常见类型及具体原因，并结合技术的发展前景研究优化故障诊断方法的可行措施，从而有效消除发电设备在运行过程中的风险问题。

关键词：水力发电厂;继电保护;隐性故障问题;诊断方法

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）01-0152-02

0 引言

电能是我国的基本能源，人们日常生活都离不开对电能的使用。为了保证电力能源充足，目前新能源发电方式是国家主推的发电方式，而水力发电是新能源发电的重要组成部分。而水力发电工作的安全性和稳定性就成为了人们普遍关心的重点问题，据统计，世界上大约有70%的电力事故是因为继电保护隐性故障引发的。因此，如何解决继电保护隐性故障的问题就是现阶段水力发电厂的基本工作任务之一。

1 常见的继电保护隐性故障问题及原因分析

想要解决继电保護的隐性故障问题，首先就需要科学的分析出常见的问题有哪些，并结合实际情况找到出现问题的根本原因。

1.1 常见的故障问题

继电保护隐性故障是水力发电厂继电保护系统中的一种常见故障，由于这种隐性故障具备隐蔽性的特点，一般很难在日常的设备的检修过程中发现，就会错过最佳的修复时期，进而导致故障问题更加严重。从城市的发电工作方面来看，由于人们日常生活当中对于电能的需求量比较大，供电工作通常都是全天不间断的操作，因此，很容易引发设备运行故障问题，而出现安全隐患。常见的故障类型有：继电保护设备的软件及硬件故障，通信故障，以及继电保护装置开出接点误动等问题。这些故障问题都会对继电保护系统安全稳定运行造成不良影响，需要及时采取处理措施。

1.2 出现故障的原因

在针对故障问题进行诊断时，技术人员发现，继电保护装置出现隐性故障的主要原因有：设备超出使用年限，内部许多零部件老化，回路接触不良及寄生回路的存在造成继电保护装置出现故障，无法满足日常高强度的运行工况需求。同时，这也与工作人员在定期进行设备的检查、维修及保养工作时未认真对装置健康状况进行评估或未认真核查回路有一定的关系，需要相关工作人员引起重视。此外，如果工作人员在继电保护设备定值整定时整定不合理，也容易导致设备运行过程中出现隐性的故障问题。这些都是水力发电厂在新时期的发展过程中，需要解决的主要问题。

2 有效诊断出继电保护隐性故障问题的可行方法

基于信息技术的发展进步，新时期的水力发电厂在诊断继电保护装置是否存在隐性故障的过程中，主要使用的诊断方法有两种，分别是测距诊断分析和实时信息状态分析。不同的方式在应用过程中有一定的应用优势和注意事项，需要水力发电厂引起重视，并积极结合实际问题选择合适的方法。

2.1 测距诊断分析

基于城市建设规模不断扩大，水力发电厂在进行发电及供电传输时，想要满足人们的实际用电需求，就需要加大资金技术投入引进相应的供电设备。而这就给员工的日常设备安全管理工作增添了一定的压力，基于我国已经进入信息化时代，在水力发电工作中，设备的运行状态都是通过计算机设备来识别和控制的。而隐性故障可能会导致通信通道故障，增加问题的处理难度。针对这个问题，目前技术人员使用的故障诊断方法主要是距离诊断，具体应用原理是：以距离为基础，当继电保护系统存在隐性故障时，则系统实际测试数据和设定的参数会存在明显的差异性。工作人员结合具体的差异性问题，利用相关计算公式可以全面的分析出继电保护装置当中是否存在隐性故障，以及故障的具体内容。新时期，技术人员正在研究如何确定隐性故障位置的方法，并通过信息技术智能化的处理相应的问题[1]。以此来保证水力发电工作的安全性和稳定性，满足城市人们的基本用电需求。

2.2 实时信息状态分析

继电保护装置出现隐性故障时，一般不会在设备运行过程中发现异常问题，只有当设备出现一些显性故障时，才会诱发隐性故障，严重时可以导致设备瘫痪，无法使用。但是，技术人员在应用计算机技术进行管理工作时发现，从正常状态下设备的运行数据当中可以总结一定的规律，如果设备运行时的数据发生变化，超出了这个规律，则表示设备存在隐性故障，应当对故障问题进行全面的排查。这就涉及到对统计分析法的应用，与传统的人工统计方式不同，利用先进的信息技术手段来操作可以保证数据的真实性，提高统计工作的效率和质量[1]。目前，继电保护系统运用实时信息状态统计的装置有继电保护信息子站及PMU系统。这两个系统可以根据故障时的状态量进行分析判断故障类型，维护人员根据装置生成的波形特点进行分析就可以找出隐性故障问题。

3 优化水力发电厂继电保护功能的具体措施

想要解决隐性故障，还需要重点关注于如何优化继电保护功能的问题，具体可以通过加强监督管理工作的力度，规范员工的工作行为，制定科学合理工作策略来进行优化，并且，应当研究如何提高隐性故障的诊断效率，以此来推动水力发电厂各项工作的稳步运行。

3.1 继电保护系统的优化

继电保护装置可以在电力系统的运行过程中实时检测出内部系统结构是否存在故障问题，比如电流异常增大现象，就可以被保护装置及时检测出来，然后自动通知工作人员进行处理，同时进行断电操作，保护供电设备及供电网络的安全。针对于现存的水力发电厂继电保护隐性故障的问题，工作人员应当积极研究继电保护系统的优化方法。首先，从硬件设备的角度来分析，想要充分发挥继电保护系统的使用功能，避免出现继电保护误动或者在遇到问题时拒动的现象，就必须要关注于系统配置的合理性问题。选择合适的继电保护装置类型及型号，并加大资金投入引进相应的计算机硬件系统，配备可视化的电子显示屏幕，通过操作计算机设备开展智能化的继电保护工作[2]。其次，就是对计算机软件系统的优化，由于我国的智能化继电保护技术还有待进一步优化和完善，水力发电厂应当积极探索智能化继电保护设备建设，消除继电保护工作的安全隐患。

3.2 优化监测及检修流程

现阶段，影响继电保护工作效果的关键问题就是隐性故障，在日常工作过程中，水力发电厂通常会设置继电保护的监测机制，安排专业的工作人员定期进行故障排查。但是，传统的排查工作无法及时有效的发现隐性故障，这还需要发电厂对监测的方法及操作流程进行优化。在隐性故障监测工作中，主要分为两种方式，一种是静态监测，一种是动态监测。静态监测主要指的是继电保护系统在没有运作的状态下，对电路回路的设置情况、线路老化情况等内容的监测，而动态监测指的是在系统运行的过程中下，检查设备的运作状态是否存在异常现象[3]。动静结合的监测方式能够更全面的发现设备的故障问题，在实际监测及维修工作中，水力发电厂必须要保证工作人员具备专业的技术操作能力，可以通过定期开展技术培训工作来完成。此外，为了保证工作人员能够按照规定的流程稳步开展检修工作，发电厂还应当设置内部的监督管理机制，通过管理制度来约束员工的工作行为。在管理机制的设置方面，应当充分结合国家相关管理条例，确保管理工作的科学性和合理性。还可以设置人才引进机制，吸引社会上的人才参与到继电保护装置的监测及检修工作当中来。

3.3 技术的优化创新环节

针对于现阶段隐性故障的诊断工作实际情况来看，水力发电厂应当引入电力电子技术以及自动化控制技术，研究新兴故障检测技术，提高继电保护装置的智能化水平。在这个过程中，想要优化继电保护功能，就必须要保证工作人员具备创新意识及能力。并且，水力发电厂还应当在日常运维管理工作中做好继电保护隐性故障的总结与分析工作，结合继电保护运行工况，明确技术优化创新的方向，减少故障的发生。目前，继电保护技术的优化研究工作重点主要落实在如何精准分析出隐性故障的问题上，目的是降低水力发电工作过程中的安全风险，促进发电工作的可持续健康发展。

近年来，许多城市的水力发电厂都开始引入广域量测系统，来提高电力系统继电保护系统的性能。这个系统主要应用于非故障情况下的继电保护动作特征逼近报警[4]。同时，可以防止重负荷时测量阻抗流入到动作区造成误动。在实际应用过程中，技术人员发现，引入该系统可以有效提高隐性故障的检测效果，第一时间找到故障问题的位置，从而实现故障的快速隔离。因此，该技术在现阶段有着广阔的应用场景，但是，相应的操作流程及步骤还有待进一步优化和完善。

4 相关注意事项

在具体的优化研究过程中，还有一些注意事项需要遵守，首先，就是故障诊断工作涉及到对计算机设备的引进，如何在提高诊断效果的同时降低成本投入，就是水力发电厂需要解决的根本问题，这是提高发电厂经济效益的关键环节，需要制定出科学的工作方案，做好经济预算工作。其次，出现隐性故障问题的原因除了有设备长期运行的因素，也与人为操作因素有一定的关系，想要对员工进行科学的管理，单独依靠管理制度的约束是行不通的，还需要在运行设备配置其他监控装置，全面保证设备运行的安全。

5 结语

水力发电厂继电保护的隐性故障类型有很多，造成故障的根本原因就是由于设备经常处于连续运作的状态，这极大的降低了设备的使用寿命。再加上工作人员的检修工作不到位，就容易引发故障。由于隐性故障无法通过常规的诊断工作检查出来，目前，技术人员正在研究应用信息技术手段来收集设备运行数据的方法，从数据的细微变化中分析出设备是否存在隐性故障。这还需要技术人员具备专业的操作能力及创新意识，能够不断总结个人工作经验，明确故障诊断工作的重要性。然后有针对性的优化技术操作方法及流程，推动水力发電工作的顺利开展。

参考文献

[1] 庞蕾.水电厂继电保护隐藏故障诊断方法[J].中国科技信息，2014（22）：164-165.

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

[3] 赵悠斐.浅析继电保护系统隐藏故障监测方法[J].科学与信息化，2017（29）：72-73.

[4] 王全亮.计及继电保护状态评估的电网故障诊断方法研究[J].计算机与数字工程，2018，46（1）：12-15.