电力系统继电保护隐性故障探讨

王凡

（国网重庆开县供电有限责任公司，重庆 405499）

电力系统继电保护隐性故障探讨

王凡

（国网重庆开县供电有限责任公司，重庆 405499）

就继电保护隐性故障的定义、产生进行探讨，并与保护装置也许拥有隐性故障相互结合，其隐性故障主要表现在硬件、软件故障和保护整定值不合理等方面。最后指出，在解决继电保护隐性故障时应该注意技术手段和管理手段相结合。

继电保护；隐性故障；智能电网

引言

继电保护是电网安全运行的第一道防线，其自身的异常或者故障可能会导致电网一次系统错误运行，从而致使保护误动或是拒动，对电力系统产生了一定影响。甚至造成大区域连锁停电事故。例如，1994年12月和7月美国西部WSCC电网相继发生大面积停电事故，2003年8月美、加大停电事故是有史以来最大的停电事故，2005年美国洛杉矶的“9.12”特大停电事故以及2007年纽约大停电事故等都给电网造成了巨大的损失，而这些事故都是继电保护系统隐性故障造成的。

直至2020年，我国将全部实现互联电网，主要地区分布在北部、中部、南部等。为了防范和减少因继电保护隐性故障造成的损失，很有必要对其进行深入的研究。

1　继电保护系统隐性故障的定义

继电保护隐性故障是保护系统的缺陷，而这种缺陷的期限是永恒存在的，它会引起继电保护出现问题，不可正确和适当地去掉电路元件，也许会导致保护装置陆续的错误动作，从而引起连续停电事故。用一种思维方式去想，隐性故障是保护系统也许拥有的缺陷，但此类的缺陷不会让保护系统去直接动作，对于如何去发现它何时对电力系统安全和稳定性产生的影响，事实表明，它显示的时间只在系统故障发生时。电网正常运行时，电网不受隐性故障的干扰，一旦电网某些部分发生变化，电网出现故障或者负荷等情况，此时，隐性故障一触即发，引起了系统保护误动或是拒动，这样便会出现连锁故障［1］。

2　继电保护隐性故障的产生

隐性故障可能由很多原因引起的，但通常有两种情况产生：

1）由于不正确地整定引起的隐性故障。目前使用的继电保护皆属于“事先整定、实时动作”。定值整定不当将导致保护误动或者拒动。保护定值整定不当的原因主要有：误整定、误管理和误设置等人为因素造成的保护定值不当；保护定值没有自适应能力，对于电网结构与运行方式的变化不能够接受。如果电网潮流是因为故障或其他原因发生大的转变，保护定值不会很快地调整，特别是后备保护，这样就会使事故恶化，成为隐性故障。

2）设备故障触所发生的隐性故障，一是软件故障，二是硬件故障。比如PT、CT、各种继电器等。软件系统潜在的故障成为软件故障，例如程序逻辑错误、软件版本错误等方面，它与生产厂商和使用用户单位之间都存在着关系，涉及软件的开发、测试、维护和使用等。这既需要厂商严把质量关，也需要用户单位提高重视、做好日常维护和管理工作。硬件故障是指因为环境因素，如水解、氧化、热解等原因使设备持续不断地受到损坏致使硬件磨损、材料老化，或是由于外部因素突然发生变化所导致，如果操作人员操作不当、恶劣气候或环境等造成的硬件故障。

3　隐性故障重要性的评价

继电保护隐性故障具有两方面：一是具有隐蔽性，二是危害性，。所以一般在其运作时不会被轻易地被知道，只有在系统发生其他事件才呈现。但是，故障并不都具有相同的危害性，其对电力系统的重要性也不同。每个隐性故障都有其范围，一般只有在其范围内的故障发生时才会触发隐性故障，一般用两方面来讲隐性故障危害的严重与否，第一是脆弱性区域，第二是隐性故障严重性。隐性故障与电力系统之间存在着一定的联系，比如其危害与出现的地方。只有当电力系统在某个范围内发生故障，才会触发继电保护隐性故障，导致保护装置误动。而隐性故障的脆弱性区域就是出现在故障中的区域。

综合脆弱性区域和脆弱性指数可以分析得出隐性故障对电力系统的重要性以及引起大范围严重事故的可能性，进而分析其对系统产生的问题。并且可以依据这些列出隐性故障的重要性，划分级别，对最严重的隐性故障实施单独的监测和控制。

4　隐性故障的监测

在得到继电保护隐性故障的脆弱性区域和脆弱性指数后，能够明确危害性相对大的保护装置，进而利用装置施行监测，减少故障发生次数。

当下的监控系统重点是微机保护中的基础自检系统与定期检修，无论装置自检功能或是系统定期检修，它们皆是离线式检测。对于继电保护隐性故障的问题，它存在系统发生压力时。由此可知，传统离线式检测方法未顾虑运作的实际情况，与监测隐性故障并不相称。为了考量到其他因素，需要健全检测方法，使其可以让保护装置在线监测，只有这样，方可在系统出现隐性故障的一瞬，知晓其动作倾向，能够很好的防止误动作或拒动［2］。

5　电网发展对隐性故障的影响

数字化变电站有三层：一是智能化开关，二是智能化一次设备，三是网络化二次设备。它是现代化变电站，有两方面的意义，第一是可以进行变电站的内部电气设备信息共享，第二是可以相互操作。数字化变电站中隐性故障会出现一些新的特点，如数字化保护系统中必然会增加电子装置和网络化设备。减少隐性故障出现的次数，只有在数字化变电站中会收到很多数据信息，可以对其不正常的情况进行监测。数字化变电站能够从两方面降低隐性故障发生率，一是增强其可靠性，二是增加其检修状态。

智能电网在不断的发展，相应地也将增加系统分布式发电的接入，从而让系统运作形式与潮流不停地变化。由于继电保护在定值方面少了些自适应能力，会直接导致隐性故障的增多。对于系统增加方向元件的电流保护、距离保护等，这些方面会导致其复杂化，使其隐性故障类型与出现的次数会相应增多。

以后电力系统将如何发展，主要表现在其广域保护方面，隐性故障类型与出现的次数会出现变化，是因为其软件、硬件以及定值保护等都出现改变。一旦扩大广域保护功能，相应的软硬件的范围也将增大，隐性故障导致的结果也将加重。广域保护实现的保护和控制功能强大而复杂，遇上的难题通过软件解决的瞬间，会给软件开发等带来巨大的困难和挑战，伴随着隐性故障出现的概率将提高。广域保护能通过广域信息，减少保护装置主保护与后备保护两个的适应时长，降低了后备保护的整定计算压力，在某个程度里可以降低定值隐性故障出现的频率。

6　结语

对隐性故障的研究不仅仅是技术研究，还包括管理系统。要形成一种组织良好、管理严密、各个部门分工协调的组织，才能共同完成继电保护相关的工作，减少事故发生。

［1］李再华，白晓民，丁剑，等.西欧大停电事故分析［J］.电力系统自动化，2007（1）：31-32.

［2］李莉华，高凯，迟峰.美国纽约7·17停电事故调查与分析［J］.中国电力，2007（5）：78-79.

（编辑：苗运平）

Hidden Failures of Power System Protection

Wang Fan
（State Grid Power Supply Co.，Ltd.of Kai County，Chongqing 405499）

This paper analyzes the definition of relay hidden failures， resulting， and bonds to each other with the protective device may have hidden faults， its hidden failures mainly in hardware， software and fault protection setting value of unreasonable， etc.， Finally， in addressing the hidden fault relay it should be noted that the technical means and management tools combined.

protection； hidden fault； smart grid

TM771

A

2095-0748（2016）15-0037-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.15.15

2016-06-16

王凡（1971—），男，重庆开县人，大学专科，电气工程师，主要研究方向：电力企业运检管理。