劉旭偉

（山西潞安清潔能源有限公司 山西省長治市 046000）

繼電保護對于電力系統(tǒng)的重要性是毋庸置疑的。如果電力系統(tǒng)突然出現(xiàn)了故障，此時繼電保護裝置就會突然斷開，避免故障線路處于工作狀態(tài)，從而保證其他線路的正常運作，避免大面積停電的情況發(fā)生，把停電對生產(chǎn)生活的影響降到最低限度。本文首先對繼電保護進行闡述，然后對繼電保護故障進行分析，最后論述繼電保護的檢測方法。

1 智能變電站繼電保護系統(tǒng)模型概述

1.1 智能變電站

將網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)作為變電站的二次系統(tǒng)控制，對變電站進行數(shù)據(jù)采集、控制和檢測，進一步將電網(wǎng)數(shù)字化、智能化與自動化，即為變電站的智能化運行模式。智能變電站的主題模塊主要為高級設(shè)備維護模塊、數(shù)字信息采集模塊、集成信息應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)信息交互模塊等。智能變電站的網(wǎng)絡(luò)模式對繼電保護系統(tǒng)進行控制，對繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性具有很大影響。使用網(wǎng)絡(luò)控制跳閘方式的智能變電站，具有較長的控制路徑，并且硬件較多，連接方式復(fù)雜，這就需要使用通過設(shè)備少、結(jié)構(gòu)相對簡單的控制方式來提高繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1.2 智能變電站與繼電保護

智能變電站（Intelligent Substation）是一種具有高等級功能的變電站，是電力系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分之一，其最為突出的特點是能夠提升一次設(shè)備的智能化水平。智能變電站的結(jié)構(gòu)如圖1 所示。繼電保護（Relay Protection）是對變電站中的故障或是異常情況進行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果發(fā)出報警信號，或是對線路中故障進行隔離、切除，確保其它線路的正常運行。作為一種保護措施，繼電保護具有不可替代的作用，是確保智能變電站穩(wěn)定、可靠運行的關(guān)鍵，所以要做好繼電保護設(shè)備的運維工作。繼電保護作為一種保護措施，合理的配置是其作用充分發(fā)揮的關(guān)鍵。根據(jù)智能變電站的情況，可按照圖 2 對繼電保護進行配置。

圖1：智能變電站的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2：智能變電站繼電保護配置原理示意圖

在配置繼電保護裝置的過程中，可將一次設(shè)備作為主要依據(jù)，當(dāng)變電站內(nèi)被保護的一次設(shè)備為智能設(shè)備時，可將繼電保護設(shè)置在過程層中。若是被保護的一次設(shè)備為常規(guī)設(shè)備，則可將繼電保護裝置設(shè)置在距離一次設(shè)備最近的控制柜中。采用這樣的配置方法，能夠使繼電保護系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)變得更加簡單，不僅可以提升運行穩(wěn)定性，而且還能給維護提供便利。

2 繼電保護的隱性故障

隱性故障是電力系統(tǒng)運行過程中難以發(fā)現(xiàn)的一種故障，同時也是繼電保護裝置中的永久性缺陷，它雖然不會對電力保護系統(tǒng)和電網(wǎng)運行產(chǎn)生直接的影響，但一旦電網(wǎng)出現(xiàn)運行故障或負(fù)荷發(fā)生一定的波動，隱性故障便會暴露出來，繼而導(dǎo)致繼電保護系統(tǒng)無法進行正常的工作。在這種情況下，若不能在短時間內(nèi)找到故障原因，將發(fā)生故障的電路元件進行及時的切斷，不僅會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)保護障礙，也有可能產(chǎn)生一系列的連鎖故障反應(yīng)，進而阻礙電力的持續(xù)供應(yīng)。當(dāng)電力系統(tǒng)處于正常的運行狀態(tài)時，繼電保護隱性故障很難得到及時的發(fā)現(xiàn)，只有在系統(tǒng)發(fā)生某些突發(fā)狀況或出現(xiàn)峰值變化的情況下，這種故障才能被快速的發(fā)現(xiàn)，這時隱性故障將會為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行埋下較大的安全隱患，甚至破壞多個電路元件?？陀^來分析，由于隱性故障的發(fā)生區(qū)域和方式有所不同，所以不同的隱性故障對系統(tǒng)所造成的危害程度及范圍也有比較明顯的差異，從這方面來講，繼電保護隱性故障具備一定的區(qū)域性特征，而在實際的故障排查和故障檢修的工作中也應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合理的解決辦法。

3 繼電保護隱性故障的處理措施

3.1 進行對隱性故障的科學(xué)檢測

結(jié)合上文可以得知，繼電保護隱性故障具有較強的不確定性，只有在電力系統(tǒng)出現(xiàn)一定的峰值波動時才會比較明顯的表現(xiàn)出來，這意味著僅采用常規(guī)化的監(jiān)測手段很難有效的檢測出這種故障，即便使用離線式檢測也很難實現(xiàn)對隱性故障的實時監(jiān)控。在這種情況下，要等到隱性故障真正暴露出存在特性之后，再采取切實可行的技術(shù)措施對繼電保護系統(tǒng)進行監(jiān)控，尤其要注重對脆弱性區(qū)域和脆弱性指數(shù)的觀察，從而達到降低故障發(fā)生幾率的目的。在具體的工作中，可在變電站內(nèi)安設(shè)智能化監(jiān)控系統(tǒng)，要對容易出現(xiàn)隱性故障的位置進行重點的監(jiān)控，期間需要合理的調(diào)節(jié)監(jiān)控設(shè)備的接收信號和繼電器接收信號，確保兩者保持較高的一致性，這樣才能幫助工作人員全方位的監(jiān)控到繼電器的運行情況。通過深入的分析所得出的監(jiān)控信號和設(shè)備的各項性能，根據(jù)分析結(jié)果對系統(tǒng)中設(shè)備的數(shù)量做出合理化的調(diào)整，據(jù)此來鑒別隱性故障的發(fā)生幾率或發(fā)生位置，從而提高故障檢測的精準(zhǔn)性，爭取做到防患于未然。

3.2 加強對隱性故障的嚴(yán)格控制

不同的隱性故障對電力系統(tǒng)所造成的危害程度也不盡相同，制定好科學(xué)合理的預(yù)防措施能有效降低隱性故障的發(fā)生幾率，同時也有利于將損失控制在最小范圍內(nèi)。通過對電網(wǎng)故障數(shù)據(jù)進行全面的風(fēng)險評估，從中發(fā)現(xiàn)二次回路的隱性故障基本可以在科學(xué)管控措施的支持下得到預(yù)防，具體應(yīng)著手于以下幾個方面：

（1）應(yīng)利用帶有自診檢測功能的保護設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電保護設(shè)備，這些先進的保護設(shè)備能夠精準(zhǔn)檢測到電路的異常情況，并對整個電路中的器件運行情況進行實時的監(jiān)督，起到良好的監(jiān)測預(yù)防的效果。

（2）必須對工作人員的專業(yè)能力和責(zé)任態(tài)度做出更嚴(yán)格的要求，督促工作人員按照相關(guān)的規(guī)定進行規(guī)范化的操作和管理，同時明確各部門及其各個工作人員所應(yīng)承擔(dān)的職責(zé)義務(wù)，以防由于人為原因?qū)е吕^電保護隱性故障的發(fā)生。在此期間，企業(yè)要加強對檢修人員的專業(yè)技能培訓(xùn)，不斷提高檢修人員的實操能力和專業(yè)素質(zhì)，從而確保繼電保護隱性故障能夠得到快速的解決。

（3）要結(jié)合繼電保護系統(tǒng)的實際狀態(tài)來制定檢修維護計劃，要求工作人員對設(shè)備在運行階段的一些細(xì)微變化詳細(xì)記錄下來，并做出進一步的排查，以便在第一時間發(fā)現(xiàn)隱性故障的隱患，以防故障范圍再次擴大，維護電網(wǎng)的運行安全。

（4）應(yīng)根據(jù)繼電保護隱性故障的風(fēng)險等級和脆弱性區(qū)域來判定這種故障對電力系統(tǒng)所造成的危害程度，不斷從中總結(jié)寶貴的工作經(jīng)驗，據(jù)此來完善應(yīng)急處理措施，尤其要對高危區(qū)域進行重點的監(jiān)控和預(yù)防。一旦發(fā)生隱性故障，必須根據(jù)應(yīng)急方案做出合理的安排，避免出現(xiàn)更嚴(yán)重的電力安全事故，盡可能提升電力系統(tǒng)運行的安全性。

3.3 母線的繼電保護

母線是電力輸送的橋梁和紐帶，也是構(gòu)成電力運輸網(wǎng)絡(luò)的重要基礎(chǔ)，如果母線在運行中出現(xiàn)了故障，那么，就會導(dǎo)致整個變電系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)不良，造成嚴(yán)重的安全事故。而且，在很長一段時間內(nèi)，母線的繼電保護始終處于邊緣化的位置，這就在很大程度上提高了斷電事故發(fā)生的概率，給電力企業(yè)也帶來了不可估量的經(jīng)濟損失。在這種情況下，電力企業(yè)要采取有效的辦法，對母線進行繼電保護，要采用分布式的形式，降低母線運行的壓力和負(fù)擔(dān)，降低成本的投資，提高運行的效率。在具體實踐的過程中，操作人員應(yīng)當(dāng)先考察某電運行的周邊環(huán)境，要總結(jié)出運行中可能出現(xiàn)的問題，由此來確定繼電保護的配置要件，操作人員可以直接配置單套的繼電保護設(shè)備，這樣不僅可以節(jié)省許多空間，而且也可以省略不必要的施工步驟，降低了施工的難度。同時，值得注意的是，母線和普通線路的繼電保護并不存在本質(zhì)上的區(qū)別，所以操作人員也可以采用普通線路的繼電保護措施，來強化母線的防護工作，這樣可以簡化施工的結(jié)構(gòu)。另外，母線的保護裝置本身就可以把智能終端與合并單元連接到一起，所以，也能夠自動識別系統(tǒng)運行的故障和問題，一旦發(fā)現(xiàn)不正常的現(xiàn)象，傳感器可以及時收集信息，并發(fā)送到中央處理器上。

4 結(jié)語

在電網(wǎng)的運行過程中，離不開繼電保護。如今的電網(wǎng)系統(tǒng)繼電保護裝置已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，在維護電網(wǎng)安全運行方面發(fā)揮著重要作用。但在實際操作中，繼電保護裝置也經(jīng)常會出現(xiàn)故障，因此及時檢測繼電保護故障并進行排除，對確保電網(wǎng)安全運行意義非同尋常。持續(xù)性推動變電運行繼電保護的發(fā)展是合理且必要的舉動，這是提高電力企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益的應(yīng)有之策，也是維護電力系統(tǒng)安全和穩(wěn)定的有效措施。