继电保护与安全稳定控制系统隐性故障研究综述及展望周丽军

继电保护与安全稳定控制系统隐性故障研究综述及展望周丽军

(江西省送变电工程有限公司江西南昌330200)

摘要:由于电力系统的故障而导致的停电,大多数时候都是因为继电保护和安全控制系统当中产生了一些隐性故障而导致的。其中,隐性故障主要指的是不易被发现的故障问题。一旦发生隐性故障就会造成十分大的影响,因此,相关人员必须要提高对隐性故障的重视,加强对继电保护以及安全控制系统的管理。

关键词:继电保护;安全稳定控制系统;隐性故障

1引言

隐性故障会导致保护误动或拒动,甚至引起电网连锁故障。其类型包括由保护装置硬件故障导致的保护误动,通信通道故障导致的保护拒动或误动等。目前的研究大多针对隐性故障造成的电网连锁故障风险,其主要靠检修人员收集现场数据,通过后台和保护装置信息进行定位。由于智能变电站信息与逻辑繁杂,因此这种处理方式远远达不到实际运行的要求。为了提高电网运行的可靠性,对保护装置中的隐性故障进行检测并及时处理是十分必要的。

2继电保护隐性故障分析

隐性故障保护过程中,需从多个视角进行综合考虑,具体分类如下:以造成故障的主要原因为标准进行分类,主要有硬件故障型隐性故障,常见的有设备元件损坏、缺陷等;因保护软件系统出现错误而导致的隐性故障,多见于保护逻辑或者软件版本等出现错误等;因保护定值而造成的隐性故障问题,比如定值不合理或者人为因素造成的设置错误等;因外界自然条件和因素造成的故障,比如暴风雨或者其他恶劣气候条件等;人为操作有误或者维护不良等,导致继电保护隐性故障。以保护元件自身的功能缺陷为标准,主要包括硬件故障型隐性故障、人为失误以及保护设施型隐性故障问题。以继电保护设备的动静态特性为依据,可以将故障分成两种,一种是动态的隐性故障问题,另一种是静态的隐性故障问题。其中,设施的静态特性主要是在保护装置没有满足启动要求时仅测量和计算电气量,或者只是采集数据信息以及作为启动判断,与后续逻辑比较、跳闸出口等相关环节无关联。其中,硬件设备主要有互感器测量回路、端子、连接电缆、前置电路以及采样与计算等,这属于静态的隐性故障问题。继电保护满足启动要求时,对故障量测量并逻辑比较,其中涉及测量计算以及闭锁信号检验,即动态隐性故障。虽然上述几种类型的隐性故障问题分类角度不同,但是均从硬、软件两个层面对故障分类,并在此基础上又分成了装置与人为性隐性故障问题。

3隐性故障造成的影响及研究方法

在电力系统三道防线中,继电保护属于第一道,所以一定要有一定的可靠性,如果电网的运行状态存在问题,容易导致继电保护隐性故障的发生,这样会导致系统的无法运行,甚至是整个系统失稳等,对于隐性故障存在的风险,应该对这些造成的风险影响因素进行深入研究,提出相关的风险评估方法,结合现有的技术及分析方法,对继电保护系统的可靠性综合评估,通过故障树分析法分析继电保护隐性故障所产生的连锁反应,此外,可以通过元件重要度分析法来分析系统的可靠性,辨识出系统中的关键元件,有针对的提高系统的总体可靠性。针对保护隐性故障对系统造成的影响,还可以通过仿真分析的方法,借助仿真分析工具,模拟电力系统的运行状态,通常适用于不经常发生的事件频率和概率。在保证均值不变的情况下采用比原始概率大的概率值进行仿真,从而增大连锁故障发生的可能性。隐性故障的监控也是防范保护系统隐性故障发生的重要方法之一,通过影响隐性故障的关键线路辨识,采取相应的抑制故障措施,减少大规模停电发生的概率。在筛选事故时,可能会暴露出系统连锁故障的隐患,针对系统中的脆弱线路进行找出来给予辨识并且给予关键保护,这样可以控制回路的隐性故障。

4继电保护与安全稳定控制系统隐性故障处理

4.1采用高质量继电保护和自动装置

质量好的继电保护和自动装置能够有效保证电力系统的正常运行,反之,质量差的产品一旦进入系统中运行,将会造成电力系统中出现各类隐患问题,容易造成电力系统连锁故障的发生。因此,电力企业在采购继电保护和自动装置时一定要选用质量过硬,在系统内运行情况良好的产品,切不可贪便宜而忽视产品的质量。对一些临近使用寿命的继电保护和自动装置,要及时进行更新改造,避免因设备老化而出现隐性故障。

4.2排查故障根源

一般情况下,安全稳定控制都很难彻底避免多样化的隐性故障存在。然而实质上,对此如果能开展全方位的故障排查,就能因地制宜消除潜在的故障可能性。从目前的现状来看,隐性故障根源就在于电流过热、空气湿度较大或者电路过流等。在整个的电力系统中,如果电压表现为恒定的状态,那么一旦出现了较大的过电流则会引发较小的电阻,进而埋下了短路的隐患。在瞬时的状态下,电线很可能承受了超出最大限度的电流负荷。在特定的空间中,如果水汽已经接近了饱和状态,那么将会削减装置本身的绝缘性,因此表现为相对较差的漏电保护质量。除了上述要素之外,电路过流也容易引发隐性故障。在串联电路或者并联电路中,电流强度都处在不停变化的状态中。在某个时间段里,系统如果表现为过大的电压,以至于超出了整个系统的额定电流,那么与之相应的短路风险就会变得很高。因此,隐性故障与电路过流之间也具有密不可分的联系。如果能够精确排查故障根源,就能运用适当的措施来消除故障。

4.3及时更新电力元件

在管理电力网络的过程中,相关的继电保护工作人员要在岗位职责和有关政策的基础之上,定期对变配电系统中不同种类的电力元件进行维护和检修,以确保电力系统正常稳定的运行。假如在电力系统中某一个元件发生了故障,必须要尽快予以解决,以维护电力系统的有序进行。在替换电力系统中有问题的元件的时候,继电人员首先就要对元件的功能和质量进行检验,同时使用安全的安装措施进行安装。由此可以看出,在解决继电保护过程出现的问题的时候,采用更新元件的方式可以大大减轻甚至消除电力系统故障带来的损失,也可以尽快发现继电保护过程中的故障。

4.4密切结合安全稳定控制与继电保护

经过分析可知,安全稳定控制系统与继电保护二者具有不可割裂的内在联系。由此可见,防控隐性故障的关键应当落实于继电保护以及系统安全稳定控制,确保全面提升整个系统具备的安全性能。在具体操作时,技术人员有必要关注各个时间段的运行状态,借助智能化与信息化的手段来收集与之有关的运行信息。在开展合理论证的前提下,就能从根源上减轻故障威胁并且增强了协调性,进而避免电力企业承受过高的风险或者损失。有关部门及其人员有必要运用多样化的措施来普及隐性故障的基本常识,确保更多人都能意识到隐性故障带来的危害,从而自觉防控上述故障的产生。

5结束语

综上所述,通过对继电保护和安装系统隐性故障的研究分析,继电保护和安控装置作为二次设备,是电网运行风险的重要来源,需要对继电保护隐性故障进行风险评估,通过建模等方法找出风险因素,对测试人员进行培训,提高他们的综合素养,严格按照相关的电力规章制度来进行操作,加强系统的维护工作,避免安全隐患的发生。

参考文献:

[1]赵丽莉,李雪明,倪明,程雅梦.继电保护与安全稳定控制系统隐性故障研究综述及展望[J].电力系统自动化,2014,v.38;No.54822:128-135.

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[3]杨绍卓.继电保护与安全稳定控制系统隐性故障研究综述及展望[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2016,01:287.

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