北京吉北電力工程咨詢(xún)有限公司 程建峰
當(dāng)前,電力企業(yè)在電力系統(tǒng)運(yùn)維管理工作中,需要重點(diǎn)管控繼電裝置運(yùn)行效率,在此期間相關(guān)技術(shù)人員需要結(jié)合精細(xì)化、精益化的管控手段、管控措施,從多個(gè)層面提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性,并且相關(guān)技術(shù)人員在配置繼電保護(hù)裝置的過(guò)程中,也需要完成對(duì)相關(guān)設(shè)備型號(hào)的合理選用,并且借助人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)隱性故障實(shí)時(shí)高效地分析評(píng)估,提高運(yùn)維管理效率[1]。
在電力系統(tǒng)中涉及較多的設(shè)備,而設(shè)備之間能夠?qū)崿F(xiàn)相互協(xié)調(diào)運(yùn)作需要依托相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置,其作為連接樞紐以及溝通橋梁能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備精細(xì)化地控制。然而,在系統(tǒng)以及設(shè)備運(yùn)行期間,出現(xiàn)繼電保護(hù)隱性故障問(wèn)題也相對(duì)較為常見(jiàn),同時(shí)對(duì)相關(guān)隱性故障的處理也具備較大的工作難度[2],而所謂隱性故障是指在整個(gè)系統(tǒng)中所產(chǎn)生的隱性缺陷,不會(huì)直接作用于電力系統(tǒng)的運(yùn)作,但是隨著時(shí)間的不斷推移,相應(yīng)的隱性故障進(jìn)一步增多會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性受到影響,其作為一類(lèi)動(dòng)態(tài)化的影響因素會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響,比如出現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)情況[3]。
除此之外,在特定的工況下,部分隱性故障也會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)轱@性故障,從而進(jìn)一步給電力系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的干擾,若繼電器在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)相應(yīng)的故障問(wèn)題,相關(guān)工作管理人員需要在第一時(shí)間鎖定故障源,并且對(duì)故障具體區(qū)域位置進(jìn)行分析識(shí)別,制定出行之有效的電路故障處理管控計(jì)劃、管控方案及時(shí)處理故障模塊,避免故障影響范圍進(jìn)一步擴(kuò)大給其他設(shè)備帶來(lái)相應(yīng)的損害[4]。一般情況下,技術(shù)人員通過(guò)常規(guī)技術(shù)很難發(fā)現(xiàn)在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中潛在的隱性故障問(wèn)題,而繼電器保護(hù)的隱性故障一般在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行峰值時(shí)顯現(xiàn)出來(lái),從而給電路安全穩(wěn)定地運(yùn)行造成較大的隱患。
在電力系統(tǒng)中涉及較多的機(jī)電設(shè)備,同時(shí)目前電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域結(jié)合繼電保護(hù)裝置的使用相對(duì)較為常見(jiàn),而繼電保護(hù)裝置作為一類(lèi)硬件系統(tǒng),要想發(fā)揮出繼電保護(hù)裝置的實(shí)際價(jià)值和作用,工程人員也需要設(shè)定相應(yīng)的軟件系統(tǒng),來(lái)驅(qū)動(dòng)硬件部分更加高效地運(yùn)轉(zhuǎn),如果在設(shè)定軟件的過(guò)程中存在定制錯(cuò)誤的情況,則會(huì)導(dǎo)致保護(hù)原理以及保護(hù)邏輯出現(xiàn)異常,比如出現(xiàn)繼電保護(hù)裝置拒動(dòng)、誤動(dòng)的情況,從而導(dǎo)致保護(hù)機(jī)制徹底喪失相應(yīng)的作用。除此之外,繼電保護(hù)裝置的部分集成電路存在短路缺陷的問(wèn)題,雖然不影響繼電保護(hù)裝置在正常工況下的運(yùn)作,但是也會(huì)引發(fā)一系列的隱性故障問(wèn)題,工程人員需要從軟件以及硬件層面出發(fā)對(duì)繼電保護(hù)裝置對(duì)隱性故障進(jìn)行識(shí)別分析[5]。
2.2.1 硬件的隱性故障
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)器的硬件隱性故障相對(duì)較為常見(jiàn),而繼電保護(hù)裝置的硬件類(lèi)隱性故障與硬件設(shè)備,以及各元件的運(yùn)行工況存在相應(yīng)的關(guān)聯(lián),而出現(xiàn)此類(lèi)故障的原因多數(shù)是在于相關(guān)工作人員未嚴(yán)格參照繼電保護(hù)裝置運(yùn)維管理的需求,來(lái)開(kāi)展對(duì)設(shè)備的質(zhì)檢以及全面核查管控,由于繼電保護(hù)具備較多保護(hù)裝置,在設(shè)備運(yùn)行期間若相關(guān)裝置存在質(zhì)量問(wèn)題,則會(huì)導(dǎo)致隱性故障進(jìn)一步顯現(xiàn)出,如出現(xiàn)設(shè)備老化、運(yùn)行不良,會(huì)給繼電保護(hù)裝置的運(yùn)作帶來(lái)相應(yīng)的影響。
另外,繼電保護(hù)器也需要合理借用通信模塊、通信系統(tǒng)來(lái)發(fā)揮出應(yīng)有的作用,實(shí)現(xiàn)信息高效傳遞。但在當(dāng)前電力系統(tǒng)、電力線(xiàn)路的空間布局方面,通常采用縱聯(lián)的方式,其中還存在嚴(yán)重的通信線(xiàn)路干擾問(wèn)題,從而導(dǎo)致繼電裝置的運(yùn)作受到相應(yīng)的影響;并且在隱性故障問(wèn)題中還包含直流回路故障,其中潛在接線(xiàn)不良、斷線(xiàn)的問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行受到嚴(yán)重的影響;同時(shí)繼電器的故障也會(huì)導(dǎo)致元件燒毀,出現(xiàn)直流電流異常的情況。而在測(cè)量回路故障中,由于其中涉及不同形式的測(cè)量回路,如果其中存在接觸不良或接線(xiàn)錯(cuò)誤以及設(shè)計(jì)缺陷,均會(huì)導(dǎo)致硬件的隱性故障出現(xiàn)。
2.2.2 軟件的隱性故障
軟件類(lèi)隱性故障也涉及多個(gè)層面,首先在對(duì)軟件進(jìn)行檢測(cè)管理過(guò)程中如果未進(jìn)行高質(zhì)量、高效率的自檢管控,則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)連鎖故障,如在其中出現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)、電壓溢出的狀況均是由于軟件處理不到位而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)拒動(dòng)、誤動(dòng)。同時(shí),在拆動(dòng)保護(hù)裝置中存在插件平衡系統(tǒng)設(shè)置不合理也會(huì)出現(xiàn)繼電保護(hù)器誤動(dòng)的情況。此外,在繼電保護(hù)中軟件的隱性故障還涉及繼電保護(hù)裝置靈敏度,以及定值整定等相關(guān)問(wèn)題,一般情況下,繼電保護(hù)器定值設(shè)定需參照電網(wǎng)運(yùn)行的需求來(lái)進(jìn)行,當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行期間相應(yīng)的定值無(wú)法得到及時(shí)更新會(huì)導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作出現(xiàn)相應(yīng)的差異。
在繼電保護(hù)裝置靈敏度問(wèn)題中也涉及兩個(gè)層面,如靈敏度過(guò)高會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng),靈敏度過(guò)低會(huì)出現(xiàn)拒動(dòng),在此期間相應(yīng)的電壓元件靈敏度會(huì)影響整個(gè)繼電保護(hù)裝置的工作狀況。除此之外,在繼電保護(hù)裝置運(yùn)行過(guò)程中相關(guān)技術(shù)人員也需要設(shè)定一系列的保護(hù)機(jī)制,配合設(shè)備運(yùn)行,確保設(shè)備和線(xiàn)路之間能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行,避免出現(xiàn)保護(hù)拒動(dòng)的現(xiàn)象。
電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣問(wèn)題,因此相關(guān)繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行過(guò)程中需要具備較高的可靠性和穩(wěn)定性,工程師以及相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要對(duì)繼電保護(hù)裝置的功能進(jìn)行革新、優(yōu)化、完善,相關(guān)運(yùn)維人員需要落實(shí)高質(zhì)量、高效率的系統(tǒng)維護(hù)分工,對(duì)繼電保護(hù)裝置存在的問(wèn)題進(jìn)行有效管控。隨著繼電保護(hù)裝置功能得到不斷優(yōu)化完善,相關(guān)運(yùn)營(yíng)人員也需要落實(shí)高效率的系統(tǒng)運(yùn)維作業(yè),分析在當(dāng)前繼電保護(hù)裝置中存在的問(wèn)題點(diǎn),并且采取繼電保護(hù)裝置保護(hù)技術(shù),同時(shí)借助優(yōu)秀的管理技術(shù)、管理知識(shí)對(duì)現(xiàn)有的運(yùn)維管理技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新、優(yōu)化、調(diào)整,以此來(lái)減少故障發(fā)生的概率。除此之外,工程師以及相關(guān)技術(shù)人員也需要借助先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)手段,對(duì)繼電保護(hù)裝置以及相關(guān)管理系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督管控,及時(shí)減少其中潛在的問(wèn)題點(diǎn),確保繼電保護(hù)裝置能夠正常穩(wěn)定地運(yùn)行。
由于繼電保護(hù)裝置的隱性故障存在相應(yīng)的不確定性,運(yùn)維人員在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,需要重點(diǎn)管控在峰值階段的隱性故障問(wèn)題,在此環(huán)節(jié),各類(lèi)隱性故障問(wèn)題便會(huì)進(jìn)一步顯現(xiàn),相關(guān)管理人員需要采取有針對(duì)性的管控措施,結(jié)合離線(xiàn)式檢測(cè)技術(shù),對(duì)現(xiàn)有的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析,同時(shí)管理人員也需要參考繼電故障的特征,選取有效的保護(hù)措施,提高對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)督管控力度,降低故障發(fā)生概率。除此之外,在對(duì)繼電保護(hù)隱性故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理的過(guò)程中,工程師以及相關(guān)技術(shù)人員也需要參照實(shí)際工況以及常見(jiàn)的隱性故障問(wèn)題,對(duì)故障隱患區(qū)域進(jìn)行監(jiān)督管理,以此來(lái)減少故障出現(xiàn)的次數(shù)。而為了實(shí)現(xiàn)對(duì)隱性故障的識(shí)別管控,運(yùn)維人員還需要對(duì)現(xiàn)有的監(jiān)控設(shè)備,以及信號(hào)接收裝備進(jìn)行合理調(diào)整,增強(qiáng)繼電器接收信號(hào)的能力。
由于電力系統(tǒng)具備較大的規(guī)模,要想高效地管控電力系統(tǒng)中的故障還具備較大的工作難度,隨著當(dāng)前電力系統(tǒng)的覆蓋范圍進(jìn)一步拓寬,系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境也得到了進(jìn)一步優(yōu)化完善,但是外部環(huán)境的復(fù)雜度也在進(jìn)一步提高,在此情況下繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)隱性故障的概率則會(huì)進(jìn)一步加大,同時(shí)隱性故障的類(lèi)型也會(huì)進(jìn)一步增多,當(dāng)繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)相應(yīng)的故障隱患問(wèn)題時(shí),整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性會(huì)受到嚴(yán)重的影響,在此過(guò)程中,企業(yè)需要采取科學(xué)合理的管控方式,加大對(duì)繼電保護(hù)體系監(jiān)督管控力度,同時(shí)結(jié)合行之有效的管控措施,做好控制以及監(jiān)測(cè)管理工作,以此來(lái)將相應(yīng)的隱性故障所帶來(lái)的損失有效降低。
首先,相關(guān)技術(shù)人員需要對(duì)繼電保護(hù)隱性故障的成因進(jìn)行分析整理,制定相應(yīng)的故障檢修日志,快速鎖定隱性故障源,同時(shí)評(píng)估隱性故障潛在的危害和不良影響,并且技術(shù)人員還需要從全局出發(fā),對(duì)隱性故障問(wèn)題進(jìn)行考量和評(píng)估,加大對(duì)隱性故障風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估管控力度,確保繼電保護(hù)工作能夠正常高效地開(kāi)展。除此之外,相關(guān)技術(shù)人員還需要對(duì)繼電保護(hù)裝置常見(jiàn)的故障問(wèn)題進(jìn)行總結(jié),快速鎖定受損位置,并且借助風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型,對(duì)相關(guān)位置的受損概率進(jìn)行分析,并且及時(shí)采取相同的管控措施,以此來(lái)減少故障帶來(lái)的不良影響。工作人員還需要加大研究分析力度,加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)裝置的維護(hù)管理工作,確保相關(guān)設(shè)備能夠正常穩(wěn)定地運(yùn)行。
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行過(guò)程中需要得到精細(xì)化的管控,運(yùn)維人員應(yīng)當(dāng)側(cè)重提高設(shè)備運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性以及協(xié)調(diào)性,分析電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)源,并且對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行全面掌控提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全系數(shù)。在此過(guò)程中,運(yùn)維人員需要對(duì)隱性故障處理的理論知識(shí)進(jìn)行細(xì)致、高效地學(xué)習(xí),并且加大運(yùn)維監(jiān)督管理力度,借助人工智能技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù),實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力系統(tǒng)安全、協(xié)調(diào)、穩(wěn)定的運(yùn)作。
對(duì)繼電器隱性故障的管理涉及較多的內(nèi)容,比如在對(duì)連鎖故障進(jìn)行分析管控的過(guò)程中,工程師以及技術(shù)人員也需要借助相應(yīng)的故障分析模型,有效管控在隱性故障中潛在的連鎖故障隱患問(wèn)題,比如當(dāng)負(fù)荷超出相應(yīng)的比例之后,整個(gè)電力系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)崩潰的情況,此時(shí)可根據(jù)輸電線(xiàn)路的運(yùn)行態(tài)勢(shì),對(duì)隱性故障低頻情況進(jìn)行合理調(diào)節(jié),同時(shí)建立起相應(yīng)的評(píng)估模型。
在此過(guò)程中,相關(guān)技術(shù)人員需要選取初始故障線(xiàn)路,對(duì)故障支路進(jìn)行有效判別和管控,分析故障線(xiàn)路所產(chǎn)生的動(dòng)作,將相關(guān)支路正常切除,而當(dāng)線(xiàn)路出現(xiàn)拒動(dòng)的情況時(shí),相關(guān)技術(shù)人員則應(yīng)當(dāng)保證相鄰線(xiàn)路動(dòng)作能夠得到有效管控,判斷相鄰支路是否存在誤動(dòng)的情況,并且采取相應(yīng)的管控措施,在完成對(duì)系統(tǒng)的修正之后,相關(guān)技術(shù)人員則需要對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行高質(zhì)量、高效率的檢測(cè),及時(shí)評(píng)估其中存在的不穩(wěn)定狀況,結(jié)合甩負(fù)荷的方式,保證整個(gè)體系維持在穩(wěn)定的狀態(tài)。
而在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過(guò)程中,相關(guān)技術(shù)人員則需要對(duì)故障隱患問(wèn)題所造成的嚴(yán)重性、危害性進(jìn)行評(píng)估,評(píng)判故障發(fā)生的概率,參考不同的影響因素,對(duì)故障嚴(yán)重性指標(biāo)進(jìn)行有效掌控,通過(guò)層次分析法,對(duì)多個(gè)結(jié)果進(jìn)行排序分析,以此來(lái)評(píng)估各指標(biāo)可能潛在的危害程度、影響程度,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)故障隱患問(wèn)題的有效防范。
繼電保護(hù)工作在電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中要具備靈敏性、可靠性、速動(dòng)性的特征,因此為了提高對(duì)繼電隱性故障的處理效率,相關(guān)技術(shù)人員需要嚴(yán)格參照電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,制定出科學(xué)合理的工作管理流程、管理機(jī)制,以此提高工作管控效率。比如在當(dāng)前電力系統(tǒng)工作管理期間,相關(guān)技術(shù)人員需要參照整體工作開(kāi)展的情況,對(duì)繼電保護(hù)工作狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估、總結(jié),充分發(fā)揮繼電保護(hù)所具備的選擇性功能,確保將故障線(xiàn)路以及故障設(shè)備從當(dāng)前電力體系中切除掉。其次,在整體管控過(guò)程中也需要制定一系列的警報(bào)機(jī)制,及時(shí)發(fā)現(xiàn)在繼電保護(hù)工作中潛在的故障隱患點(diǎn),防止設(shè)備在不正當(dāng)?shù)碾娏麟妷汗r下運(yùn)作,減少設(shè)備受損的概率。
除此之外,相關(guān)技術(shù)人員還需要落實(shí)相應(yīng)的電力調(diào)整,并且完善電力配置,實(shí)現(xiàn)資源配置,從工作開(kāi)展的初始階段創(chuàng)造良好的條件,同時(shí)需要對(duì)系統(tǒng)中的母線(xiàn)電壓、發(fā)電機(jī)以及中低電壓線(xiàn)路的狀態(tài)進(jìn)行定期檢驗(yàn),結(jié)合當(dāng)前工作開(kāi)展的實(shí)際情況,進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)化的信息交流,確保參與到運(yùn)維管理的作業(yè)人員能夠了解到繼電保護(hù)的狀態(tài),同時(shí)在檢測(cè)繼電器的過(guò)程中,相關(guān)技術(shù)人員還需要重點(diǎn)管控變電環(huán)節(jié),及時(shí)對(duì)其中的電阻值進(jìn)行查看分析,重點(diǎn)關(guān)注短路點(diǎn)位置,對(duì)短路類(lèi)型以及相關(guān)區(qū)域的電阻情況進(jìn)行評(píng)判,相關(guān)技術(shù)人員需要嘗試從不同的維度、不同的方向?qū)ο到y(tǒng)的電阻值進(jìn)行評(píng)估,及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的隱性故障(見(jiàn)表1)。
表1 短路電流分析
為了提高繼電保護(hù)隱性故障處理管控效率,企業(yè)需要在日常工作管理過(guò)程中制定行之有效的電力系統(tǒng)事故處理應(yīng)急預(yù)案,嚴(yán)格參照各項(xiàng)管理?xiàng)l例、管理制度,對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行精細(xì)化管控,以此來(lái)降低故障發(fā)生的概率,同時(shí)也進(jìn)一步縮小故障影響范圍。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)加大檢修保護(hù)力度,對(duì)常見(jiàn)的隱性故障區(qū)域進(jìn)行全過(guò)程、全時(shí)段的監(jiān)測(cè)管控,以此來(lái)減少故障發(fā)生的概率,同時(shí)電力企業(yè)還需要及時(shí)組織員工開(kāi)展常態(tài)化的應(yīng)急演練,確保相關(guān)運(yùn)營(yíng)人員在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障期間能夠快速鎖定故障源。
在電力輸送過(guò)程中,母線(xiàn)發(fā)揮著中間橋梁的作用,其作為電力系統(tǒng)中的重要結(jié)構(gòu)部分,若母線(xiàn)出現(xiàn)相應(yīng)的故障隱患問(wèn)題,則會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性受到嚴(yán)重影響,從而影響到人們的用電安全。落實(shí)對(duì)母線(xiàn)的繼電保護(hù)需要從多個(gè)方面來(lái)進(jìn)行,電力企業(yè)在該過(guò)程中需要分析母線(xiàn)運(yùn)行的周邊環(huán)境條件,做好現(xiàn)場(chǎng)勘察記錄,之后合理分配相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置,并且嚴(yán)格參照繼電保護(hù)規(guī)章制度、管理?xiàng)l例,做好對(duì)設(shè)備的防護(hù)管理。除此之外,母線(xiàn)有別于傳統(tǒng)線(xiàn)路,在對(duì)其進(jìn)行保護(hù)管理的過(guò)程中需簡(jiǎn)化相應(yīng)的管理流程降低管理成本,并且工程師還需要將母線(xiàn)與智能終端進(jìn)行有效連接,起到對(duì)故障穩(wěn)定高效識(shí)別的管控功效,一旦發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的故障隱患問(wèn)題,借助傳感器可指導(dǎo)技術(shù)人員完成對(duì)終端設(shè)備高效的管控。
總體來(lái)說(shuō),在對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)隱性故障分析過(guò)程中,相關(guān)技術(shù)人員需要結(jié)合行之有效的管理措施、管理規(guī)劃,對(duì)設(shè)備進(jìn)行定向化地管控,并且要評(píng)估當(dāng)前相關(guān)工作開(kāi)展的實(shí)際需求,結(jié)合精細(xì)化的管理措施,提高運(yùn)維管理效率,確保整個(gè)系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行。