电力系统继电保护隐藏故障诊断方法研究论文_陈健 冒永成 杨超

电力系统继电保护隐藏故障诊断方法研究论文_陈健 冒永成 杨超

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摘要:现如今随着电网规模的不断扩大,电网的安全运行也越来越重要,在电力系统中,继电保护系统是保证电力系统安全运行的一个重要的组成部分,如果继电保护系统出现故障将会对电力系统带来较为严重的影响。继电保护系统中隐藏的故障是继电保护众多故障类型中比较多的一种,由电力系统故障导致停电事故很多时候都是由继电保护的隐藏故障所导致的。因此可以看出,继电保护的隐藏故障对于电力系统所带来的影响也是比较大的,所以针对继电保护的隐藏故障监测便显得尤为的重要。

关键词:电力系统;继电保护;隐藏故障;诊断方法

继电保护系统隐藏故障对于电力系统所带来的影响是比较大的,同时在电力系统正常稳定运行的时候,所存在着的隐藏故障并不容易被发现出来,所以对于电力保护系统存在着隐藏故障来说,虽然存在着一定的难度,但进行监测却十分的重要。很早之前便有研究人员提出了隐藏故障监测及控制系统,但在日后的电力自动化研究过程中,其重点的内容主要是微机保护的自身软件技术和硬件技术以及变电站的自动化技术,并且在对隐藏故障监测的和控制的过程中,研究的工作则是一直停滞不前,在最近的几年来,继电保护的隐藏故障监测和控制的研究工作才逐渐地发展起来。

1继电保护隐藏故障的内涵和特点

继电保护隐藏故障,其指的是继电保护系统当中可能会存在着缺陷,在继电保护装置正常运行时,这种缺陷并不会对系统的运行产生干扰;当电网出现运行异常或保护装置的内部组件出现变化时,就会触发这种缺陷,因而引发大范围的故障。但是,隐藏故障的存在并不代表继电保护装置自身的设计存在缺陷,也不代表校准存在错误,而是如继电器、连接器、连线片、CT和PT等组件存在隐形的故障。对于继电保护隐藏故障而言,其最为明显的特点就是不具有外边特征,具有较强的隐蔽性,这同时也是隐藏故障最为危险之所在。

2继电保护隐藏故障的识别与诊断

2.1继电保护隐藏故障的概率分析

概率分析是继电保护隐藏故障识别的主要方法之一。现阶段,应用较为广泛的隐藏故障概率模型主要是用于分析距离保护隐藏故障的概率模型,其认为距离保护当中所发生的隐藏故障的概率和继电保护装置的测量阻抗之间具有十分紧密的联系,如下图1所示,当测量阻抗小于三倍距离保护Ⅲ段整定值时,此时的隐藏故障的概率为常数;当测量阻抗大于三倍距离保护Ⅲ段整定值时,隐藏故障发生的概率就会按照一定的指数规律迅速减小。概率分析这种继电保护隐藏故障的识别方法的优势在于能够根据历史统计数据或者是相似原理的仿真给出量化的风险程度,进而对相关的规划、调度和检修等工作的开展起到一定的宏观指导作用。

2.2继电保护装置自检与外部监测

继电保护装置自检是微机保护最为显着的优势之所在,对输入输出回路、采样数据规格、保护定值完整性、电源状态、执行回路可靠性以及数据通信正确性等方面进行功能上的自检,对于继电保护隐藏故障能够实现较好的排查;相关研究发现,通过装置自检对于硬件损坏、系统异常和保护无法复位等问题能够实现准确的反映。另外,在自检无法保证系统可靠性的前提下,还需要借助外部的监测技术,例如对交流回路中电流回路的监测,当在没有零序电压的情况下产生了零序电流,则说明电流回路中出现了异常。外部监测方法主要用于线路充电时或负荷下的三相电压的失却监测以及单相或两相电压的失却监测。

2.3基于扰动的隐藏故障数据获取

通常来看,故障的切除时间是小于0.1s的,在短路发生到断路器动作的时间范围当中,其它线路的后备保护已经完成了对电流大小的判别,处于延时等待的状态,没有发生动作;在后备保护的运算流程当中,结果会对保护装置的健康情况予以反映,一定程度上为隐藏故障的识别与诊断提供了可能。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当线路中出现扰动的时候,线路的保护装置会做出反应,同时相邻线路上的保护装置也会启动部分功能,不管其中是否存在隐藏故障,DSP(数字信号处理器)都会进行逻辑运算和数字滤波等过程,从而获取电流有效值和测量阻抗。扰动后所产生的实时数据,能够对继电保护的静态和动态特性予以诊断,其数据的正确性与保护性能息息相关,在隐藏故障的识别与诊断中发挥出了较大的作用。

除此之外,利用软件传感器对继电保护隐藏故障进行识别与诊断也较为广泛应用,将软件传感器作为一种构件插入到保护、测控等IED(智能电子设备)相应的代码段当中,从而构成了内嵌软件传感器的功能构件,然后通过对间隔层IED中间数据的抽取,进而获取保护装置的过程量。

3继电保护隐藏故障的维护对策

3.1提高监测力度与定值在线预警

继电保护隐藏故障的维护首先要切实提高监测力度和定值在线预警。监测评价工作是减少继电保护隐藏故障的有效方式之一,应不断提高监测评价工作的力度和质量,特别是计算机信息技术实现不断发展的现阶段,将网络通信技术应用到电力系统继电保护的电能质量监测工作中,从而提高工作的自动化、信息化和智能化水平。

在电力系统的运行出现异常现象时,继电保护定值是无法实现相应的调整的,进而会造成继电保护装置误动的后果。因此,继电保护隐藏故障之一就是不恰当的定值,需要采取定值在线预警的方式对其予以解决,定值在线预警是按照定值检测和定值来实现对保护装置定值的在线修改,从而保证各级继电保护装置的定值配合具有较高的准确性。

3.2定期开展继电保护维修工作

继电保护隐藏故障的维护还应该定期开展继电保护的维修工作,进一步加大对输电线路和供电设备等日常的检查和维修工作,并做好继电保护装置的检修计划,对于可能出现的问题需要做好事故预案,从而保证继电保护装置的可靠性,实现系统的安全可靠运行。对于继电保护隐藏故障,其会对整个电力系统构成严重的威胁,因此要对继电保护系统开展定期的维护工作,对于老化破损的线路要进行及时的更换,对于潜在的风险因素要实现全面的把握,从而降低隐藏故障的发生概率。

3.3提高维护工作人员的综合素质

通过正确的维修能够有效的降低因设备故障而导致的继电保护隐藏故障,因此对于维修人员的综合素质提出了越来越高的要求。当维修工作人员的技能水平较低,在实际工作中会对一些隐藏故障无法实现准确的辨析,为电力系统的稳定可靠运行埋下安全隐患,因此需要切实提高维护人员的综合素质水平,可以采取对其进行培训教育,同时加强相应的激励机制予以完善,从而提高人员的工作积极性,使得其能够在最短的时间当中准确的找出继电保护隐藏故障的脆弱区。

结论

综上所述,继电保护隐藏故障是导致电力系统出现连锁事故的主要原因,对于电网的运行会产生直接的影响,其实际上指的是电力系统中可能存在的故障,对其进行及时准确的识别和维护是电力工作中亟待解决的实际问题。以上对继电保护隐藏故障的识别进行了简述,主要从概率分析、继电保护装置自检与外部监测、基于扰动的隐藏故障数据获取三方面进行了介绍,并提出了提高监测力度与定值在线预警、定期开展继电保护维修工作、提高维护工作人员的综合素质等维护对策,以此来保证电网的安全、可靠、稳定和持续运行。

参考文献

[1]姜臻.基于马尔可夫小概率事件统计模型的继电保护隐藏故障分析[J].机电信息,2018(36).

[2]商赤民.继电保护系统维修管理过程中的隐藏故障分析[J].经营管理者,2018(10).

[3]陈星田.智能变电站继电保护隐藏故障诊断与系统重构方法[D].重庆大学,2018

论文作者:陈健 冒永成 杨超

论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第8期

论文发表时间:2019/9/19

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