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摘要：本文筆者根據(jù)自己的工作經(jīng)驗(yàn)，闡述了繼電保護(hù)隱藏故障的概念、特征和機(jī)理，分析了繼電保護(hù)自檢與隱藏故障，探討了繼電保護(hù)隱藏故障的監(jiān)測(cè)。具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；隱藏故障

引言

繼電保護(hù)作為電網(wǎng)安全運(yùn)行的三道防線之一，其在保障電力系統(tǒng)安全中的地位是不可忽視的。繼電保護(hù)系統(tǒng)自身的異?；蚬收嫌锌赡軙?huì)導(dǎo)致電網(wǎng)一次系統(tǒng)錯(cuò)誤運(yùn)行，從而給電力系統(tǒng)帶來(lái)?yè)p失。繼電保護(hù)系統(tǒng)的隱藏故障能夠引起保護(hù)誤動(dòng)或者拒動(dòng)，造成電力系統(tǒng)擾動(dòng)或者大區(qū)域連鎖停電事故的發(fā)生。因此極有必要對(duì)其進(jìn)行深入的研究。本章將對(duì)繼電保護(hù)隱藏故障的概念、特征與機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)的分析，并介紹了目前隱藏故障的監(jiān)測(cè)方法。

一、繼電保護(hù)隱藏故障的概念和特征

繼電保護(hù)隱藏故障被定義為保護(hù)系統(tǒng)中的永久缺陷，此缺陷將導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)不正確或不適當(dāng)?shù)那谐娐吩⒂锌赡茉斐善渌Ｗo(hù)裝置相繼錯(cuò)誤動(dòng)作，造成連鎖停電事故。隱藏故障在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)故障征兆并不明顯，很難被發(fā)現(xiàn)。但是一旦外部有故障發(fā)生，繼電器正確切除故障后，電力系統(tǒng)潮流重新分配，在這樣的運(yùn)行狀態(tài)下就可能會(huì)使含有隱藏故障的保護(hù)裝置發(fā)生誤動(dòng)。

繼電保護(hù)隱藏故障在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)表現(xiàn)出來(lái)，而在電網(wǎng)運(yùn)行條件出現(xiàn)變化時(shí)則顯現(xiàn)出來(lái)，對(duì)電力系統(tǒng)危害極大。在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，隱藏故障并不會(huì)使系統(tǒng)表現(xiàn)出異常，對(duì)電網(wǎng)兒乎沒(méi)有影響。然而，當(dāng)電網(wǎng)某些部分發(fā)生變化，如電網(wǎng)出現(xiàn)故障或過(guò)負(fù)荷等情況，隱藏故障就會(huì)被觸發(fā)從而導(dǎo)致保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)，更有甚者造成連鎖故障的發(fā)生。

繼電保護(hù)系統(tǒng)中的硬件與軟件都有可能存在隱藏故障，例如PT，CT、各種繼電器、通信通道及軟件設(shè)置錯(cuò)誤等等。由于隱藏故障直接造成繼電器錯(cuò)誤動(dòng)作，但是并不表示繼電器自身的設(shè)計(jì)有問(wèn)題或者繼電器應(yīng)用的不對(duì)，也不表示繼電器的校準(zhǔn)有錯(cuò)誤，它與繼電器的工藝特性及工作環(huán)境有關(guān)。隱藏故障和一般的顯性故障的差別就在于它不會(huì)使繼電器立刻動(dòng)作，而是當(dāng)其它系統(tǒng)發(fā)生一些事件時(shí)才能夠被觸發(fā)。隱藏故障的最人特點(diǎn)，也是它最危險(xiǎn)的地方就是它們對(duì)于系統(tǒng)的影響只有在電力系統(tǒng)處于壓力狀態(tài)時(shí)才能顯現(xiàn)出來(lái)，比如在故障發(fā)生時(shí)或者故障發(fā)生后瞬間、低電壓、過(guò)負(fù)荷以及其他開(kāi)關(guān)事件發(fā)生后。

隱藏故障可能由很多原因引起，但通常有兩種情況：

1、設(shè)備或元件故障引起的隱藏故障。如元件失靈、磨損或者因?yàn)榄h(huán)境和不正確的人為干涉引起的元件損壞等。這類故障可通過(guò)人為檢修發(fā)現(xiàn)，通過(guò)定期檢修可以減少該類隱藏故障的發(fā)生，但要杜絕此類故障的發(fā)生卻非常難。

2、定值整定不合理引起的隱藏故障。這種隱藏故障可能是由于整定值和校準(zhǔn)的錯(cuò)誤，或者整定不能滿足電網(wǎng)的全部運(yùn)行方式引起的。尤其是當(dāng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或者容量經(jīng)過(guò)改變后，而保護(hù)的整定值卻沒(méi)有做相應(yīng)的修改，此時(shí)雖然繼電保護(hù)裝置能夠正常運(yùn)行，但是由于不正確的整定仍然會(huì)存在隱藏故障。另外，由于保護(hù)定值離線整定的方法的局限性，很難保證所有運(yùn)行方式下整定值的合理性。

二、繼電保護(hù)隱藏故障的動(dòng)作機(jī)理

繼電保護(hù)隱藏故障在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)并不突顯出來(lái)，而只有在電力系統(tǒng)處于壓力狀態(tài)時(shí)才顯示其隱藏缺陷，比如在故障時(shí)或者故障后瞬間、低壓、過(guò)載狀態(tài)或系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生轉(zhuǎn)移后。

以常見(jiàn)的三段式線路距離保護(hù)為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明隱藏故障的動(dòng)作機(jī)理。如圖1所示，若時(shí)間元件T2在正常條件下出現(xiàn)閉合的缺陷，在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，該缺陷不會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，而當(dāng)在相鄰線路的保護(hù)I段發(fā)生故障時(shí)，由于時(shí)間元件T2閉合的緣故，此時(shí)會(huì)導(dǎo)致保護(hù)II段誤動(dòng)作。依定義T2元件缺陷的故障即屬于隱藏故障。此類故障顯然與T2常開(kāi)僅Zl閉合、Z2和Z3未動(dòng)不同，后者則屬于保護(hù)誤動(dòng)，而非隱藏故障。

三、繼電保護(hù)自檢與隱藏故障

電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置的依賴程度很高，微機(jī)保護(hù)裝置應(yīng)具有高可靠性的優(yōu)點(diǎn)，能夠經(jīng)受得住來(lái)自強(qiáng)電部分的干擾，任何由于元件損壞可能導(dǎo)致的拒動(dòng)和誤動(dòng)行為都是微機(jī)保護(hù)裝置不能接受的。事實(shí)上，由于電子元器件的老化、高電壓的沖擊等多方面的因素，微機(jī)保護(hù)裝置的硬件要做到永遠(yuǎn)不損壞幾乎是不可能的，這就要求微機(jī)保護(hù)裝置具有硬件自檢功能。通過(guò)微機(jī)保護(hù)裝置自身的檢測(cè)，能夠在微機(jī)保護(hù)裝置的調(diào)試和運(yùn)行過(guò)程中，保護(hù)裝置能夠發(fā)現(xiàn)自身的問(wèn)題所在，并及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便在最短的時(shí)問(wèn)內(nèi)采取措施予以修復(fù)。微機(jī)保護(hù)裝置的硬件自檢包括故障發(fā)現(xiàn)和故障定位，通常主要的檢測(cè)內(nèi)容包括CPU、存儲(chǔ)器（EPROM，RAM）、輸入通道（A/D轉(zhuǎn)換回路、開(kāi)關(guān)量輸入）、輸出通道（開(kāi)關(guān)量輸出）、開(kāi)關(guān)及插件的接觸情況等。

圖1：繼電保護(hù)隱藏故障的動(dòng)作機(jī)理

微機(jī)保護(hù)裝置的自檢功能并不能完全檢測(cè)出保護(hù)裝置的隱藏故障。微機(jī)保護(hù)裝置的自檢功能能對(duì)一些顯形故障進(jìn)行診斷，如微機(jī)故障、通信故障、出口通道故障等，也能發(fā)現(xiàn)如圖1所示的隱藏故障，但是裝置的自檢功能并不能對(duì)軟件故障、定值整定不合理及元件的先天性缺陷進(jìn)行正確的檢測(cè)。如WXB-11型微機(jī)保護(hù)裝置的自檢功能，能夠通過(guò)對(duì)三相電壓求和，來(lái)檢測(cè)電壓互感器是否有失壓或者無(wú)電壓情況，因此可以檢測(cè)二次斷線故障，但對(duì)于電壓互感器輸出值是否正常卻無(wú)能為力。保護(hù)裝置的定值設(shè)置是否合理也是自檢功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

四、繼電保護(hù)隱藏故障的監(jiān)測(cè)

由繼電保護(hù)隱藏故障的定義可知，繼電保護(hù)裝置的隱藏故障在正常運(yùn)行時(shí)并不表現(xiàn)出來(lái)，而在系統(tǒng)出現(xiàn)壓力的情況下才顯現(xiàn)，也就是說(shuō)隱藏故障只會(huì)在系統(tǒng)運(yùn)行中暴露出來(lái)，因此，傳統(tǒng)的離線式檢測(cè)方法并不適合用來(lái)監(jiān)測(cè)隱藏故障，必須研究針對(duì)繼電保護(hù)裝置隱藏故障的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。目前尚無(wú)專門(mén)的監(jiān)控系統(tǒng)用以檢測(cè)運(yùn)行中的繼電保護(hù)系統(tǒng)是否存在隱藏故障，而是僅依靠微機(jī)保護(hù)中一些簡(jiǎn)單的自檢功能來(lái)保障保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行。不管是保護(hù)系統(tǒng)的定期計(jì)劃?rùn)z修還是保護(hù)裝置自檢功能，都屬于離線式的檢測(cè)方法，均沒(méi)有考慮裝置現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中的情況，因此，這些目前廣泛采用的離線檢測(cè)方式都不是可以信賴的檢測(cè)方案，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)于繼電保護(hù)隱藏故障的檢測(cè)。

目前廣泛采用的常規(guī)檢測(cè)方法往往是在保護(hù)裝置離線情況下進(jìn)行的，由于隱藏故障是在運(yùn)行過(guò)程中才爆發(fā)，因此傳統(tǒng)的檢測(cè)方法并不能對(duì)隱藏故障進(jìn)行全面的檢測(cè)?？紤]到隱藏故障存在的特點(diǎn)，完善的檢測(cè)方法應(yīng)做到對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，這樣才能夠在系統(tǒng)暴露出隱藏故障時(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的錯(cuò)誤動(dòng)作傾向，對(duì)存在隱藏故障的保護(hù)裝置進(jìn)行動(dòng)作閉鎖或者使其退出運(yùn)行，阻止由于保護(hù)裝置的隱藏故障而造成保護(hù)誤動(dòng)作的行為。

結(jié)語(yǔ)

隨著電力系統(tǒng)朝著大規(guī)?；蛷?fù)雜化方向不斷發(fā)展，繼電保護(hù)裝置迎來(lái)了挑戰(zhàn)。繼電保護(hù)系統(tǒng)的隱藏故障是造成大規(guī)模連鎖停電的主要原因之一，在本文中筆者探討了繼電保護(hù)隱藏故障，對(duì)提升繼電保護(hù)可靠性具有很重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆勇，孫瑩瑩.地調(diào)繼電保護(hù)信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究[J].電力信息化，2009，（4）：63-66.

[2]熊小伏，蔡偉賢，周家啟，等.繼電保護(hù)隱藏故障造成輸電線路連鎖跳閘的概率模型[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2008，（13）：6-10.

[3]王淵.基于Web的繼電保護(hù)信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電力技術(shù)，2008，（4）：14-16