摘要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进人们用电需求的不断增加。在水电厂实际运行的过程中，经常会因为外界因素而出现故障。这时，如果继电保护系统不能及时、准确地切除故障电路元件，就很有可能会使得其他保护装置出现错误动作，扩大故障影响范围，降低电网的运行安全性和可靠性。本文就电厂继点保护故障诊断与现场处理方案展开探讨。
关键词：水电厂；继电保护装置；故障
据相关部门统计,世界大约有70%的电力事故是因为继电保护隐藏故障引发的。随着科学技术的发展，使得各类继电保护装置被广泛的应用，虽然起到了不错的效果，但是仍旧存在漏洞问题。基于此，加强继电保护隐藏故障的研究，探索有效的诊断方法，以减少电力事故的发生，有着必要性。
1继电保护隐藏故障分析
继电保护隐藏故障(HF)也被称之为隐性故障，其是相对于显性故障而言的，具体是指保护系统当中的永久性缺陷，这种缺陷的存在会造成继电保护系统本身无法正确或适当地对电路元件进行切除，由此会导致其它错误切除的情况发生。由于缺陷具有隐性特征，很难在巡视检查的过程中发现，致使保护系统的隐藏故障也不易被发现，当某些条件发生变化时，就会触发保护系统隐藏故障，从而形成一系列的连锁反应，后果极其严重。业内的专家在不断的研究中发现，继电保护隐藏故障是造成系统崩溃最为主要的原因之一。继电保护系统主要是由硬件和软件两部分组成，这两个部分均有可能存在隐藏故障，如PT、CT、继电器、通信通道以及软件设置错误等。由于保护系统隐藏故障会直接导致继电器误动作，但继电器本身的设计却不一定存在缺陷，也不能证明继电器的应用不正确或是校准有问题，这种故障与继电器的工艺特性及运行环境关系密切。隐藏故障与显性故障最大的差别是前者不会导致继电器立刻动作，而是在其它系统出现问题时才会被触发。保护系统隐藏故障最为显著的特点是它的影响只有在系统处于压力状态时才会显现，这里所指的压力状态包括故障发生时、低电压、过负荷及其他事件等等。大体上可将引起保护系统隐藏故障的原因归纳为以下几个方面:其一，设备或是元件故障。如元器件严重磨损、失灵或是由于环境问题导致元器件损坏等。此类故障问题一般能够通过检修发现，换言之，定期对继电保护系统进行检修能够降低隐藏故障的发生几率，但想要从根本上杜绝这类故障是非常困难的。其二，定值整定不合理。由于整定值和校准错误或是整定后的值无法满足系统运行要求而引起的故障。特别是在系统结构或容量发生改变后，却并未对整定值做出相应调整的情况下，继电保护系统虽然也能够保持正常运行，但由于整定不正确，所以会存在隐藏故障。
2继电保护隐藏故障的特征
在水电厂机组正常运行时，隐藏故障并不会使机组表现出异常，对水电厂机组几乎没有影响。但是，由于水电厂机组出力发生变化或者电力系统出现故障时，如电网出现故障或过负荷等情况，隐藏故障就会被触发从而导致保护系统误动，更有甚者造成连锁故障的发生。继电保护系统中的硬件与软件都有可能存在隐藏故障，例如PT、CT、各种继电器、通信通道及软件设置错误等，就会威胁到水电厂机组的安全运行。
3继电保护故障诊断方式分析
3.1以距离为基础的隐藏故障诊断
水电厂继电保护隐藏故障诊断与处理难度较大，故障定位不易，可能会发生在系统硬件或者软件上，包括通信通道与通道采样PT，要经过故障诊断分析后，才能够发现故障，进行故障处理。以距离为基础的诊断方法，是当继电保护系统存在隐藏故障时，则系统实际测试数据和设定的参数会存在着明显的差异性，。基于此，可以依据距离的异常数据检测算法，来测算数据均值，进行继电保护故障诊断以及分析。诊断流程如下：①计算本组PMU与保护测量值的均值。利用公式
来计算均值。②利用
计算各测量值对均值的差值，找出d1的最大值，再找出相对应的采样值剔除，利用
公式，计算测量值均值。③假设
是隐藏故障报警限值，判断隐藏故障报警限值和连续多组采样值的大小，要满足公式
也就是当隐藏故障报警限值小时，可以确定异常测量值对应的PMU装置或者继电保护装置回路异常。
3.2以统计为基础的故障诊断
诊断水电厂机组继电保护隐藏故障时，所有用来比较的数据全部都来自不同装置对相同电气量的测量、计算结果。如果在不考虑测量过程中存在误差和错误的情况下，则最后的测量结果应该全部相同。但是，在实际操作过程中，受各种因素的影响，难免会存在测量误差。而这样最终得到的各测量结构也并不完全相同，从整体上来看，存在的差异也不会太大。如果其中一个装置存在故障，从测量数据中还是可以发现明显差异的。其中，在检测隐藏故障时，即便出现隐藏故障的保护装置，其工作特性也不会发生太大的变化，并不能引起保护装置动作。基于此特点，可以选择利用以统计为基础，检测异常数据的手段来完成对所存故障保护装置的诊断。具体的诊断步骤如下。第一步，狄克逊法。这种故障诊断方式是将本组PMU和保护测量值xi按照由小到大的顺序排列，然后按照n的大小来安称检验统计量D和D’的计算。按照检出水平a＝5%计算，找出相关临界值表中所对应的n，则a的临界值为
.当D＞D’（D’＞
）时，则可以断定xn为临界值；当D＜D’（D’＞
）时，则可以断定x1为异常值。如果在这两种情况下检测结果都不成立，则可以断定该保护装置中无异常值，即不存在故障。第二步，格拉布斯法。这种故障诊断方式是将本组PMU和保护测量值xi按照从小到大的顺序排列，即x1≤x2≤⋯≤xn，计算排列顺序后样本均值x和方差s为：
第三步，按照样本均值和方差完成统计量Gn与Gn’的计算验证：
第四步，按照检出水平a＝5%，找出相关临界值表中所对应的n，则a/2的临界值为
.其中，当Gn＞Gn’（Gn＞
）时，则可以断定xn为临界值；当Gn＜Gn’（Gn’＞
）时，则可以断定x1为异常值。如果这种情况不成立，则可以判断被检测保护装置不存在异常数据。另外，如果发现某数据异常，则可以判断与该数据相对应的保护装置是否存在异常情况，进而完成隐藏故障的诊断。
4提升继电保护隐藏故障诊断效率的策略
（1）加大继电保护技术研究力度。针对水电厂继电保护隐藏故障，需要加强诊断方法的研究。引入电力电子技术以及自动化控制技术等，研究新兴故障检测技术，提高继电保护装置的智能化与微观化水平，制作新型保护装置，以提升电力系统运行的安全性。在日常运维管理工作中需要做好继电保护隐藏故障总结与分析工作，结合继电保护运行工况，探索便捷高效的诊断方法，以减少故障的发生。（2）加强继电保护状态检修。水电厂继电保护隐藏故障诊断工作的有效开展，需要做好日常状态检修工作，搜集大量的数据资料，以便于后期故障诊断，确保故障诊断的快速性与真实性。将继电保护状态检修日常化，譬如：某水电厂开展继电保护状态检修，进行微机保护装置故障分析，利用故障缺陷统计表，例如表1所示，微机保护运行的稳定
性较强，利用在线监测功能进行自检，可以及时发现缺陷，微机保护故障多发生在电源与主机等部分，利用SEL逻辑功能，进行信号在线监测，可以实时监测继电保护装置故障。
结语
总而言之，水电厂继电保护隐藏故障是一种无法从根本上消除的问题，为了进一步减少这种故障的发生，除了要加强对继电保护系统的检修之外，还必须采用合理可行的故障诊断方法，这也是解决继电保护隐藏故障最为有效的途径之一。在未来一段时期，应当重点加大对继电保护隐藏故障诊断方法的研究力度，并在现有技术方法的基础上进行不断改进和完善，使其能够更好地为隐藏故障诊断工作服务，这不但有利于延长继电保护系统的使用寿命，而且还能确保水电厂机组安全、稳定、可靠运行。
参考文献
[1]庞蕾.水电厂继电保护隐藏故障诊断方法[J].中国科技信息，2017（22）：164~165.
[2]张溪溪.继电保护隐藏故障监测方法研究[J].企业技术开发，2016（06）：82~83.
论文作者:王学荣,徐立国
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/4/22
标签：故障论文; 继电保护论文; 水电厂论文; 系统论文; 故障诊断论文; 保护装置论文; 测量论文; 《电力设备》2018年第31期论文;