继电保护与安全稳定控制系统隐性故障研究综述及展望论文_许克飞

继电保护与安全稳定控制系统隐性故障研究综述及展望论文_许克飞

国电库车发电有限公司 新疆维吾尔自治区阿克苏地区 842000

摘要:结合现阶段电力企业整体的发展现状可知,其中的继电保护和安全稳定控制系统运行中存在着隐性故障,从而对社会各行业的正常用电产生了不利影响。因此,需要对这些隐性故障产生的原因进行必要的分析,提高电力系统运行的安全性和稳定性。主要对继电保护与安全稳定控制系统的隐性故障进行了研究,并对其进行了展望。

关键词:继电保护;安全稳定控制系统;隐性故障;安全隐患

一、概述

电力系统大规模停电事故多由继电保护隐性故障及安全控制装置的隐性故障所引起,所谓隐性故障,顾名思义,指的是具有一定隐蔽性的故障,通常由装置自身缺陷或者人为的操作失误导致的隐患,从而影响了电力系统的正常运行,例如接地短路、电压大幅跌落、恶劣的环境等,这些都会导致安控装置、电源误切或者控制措施不当,致使电力系统的大面积停电,造成了国家经济的损失,尽管发生以上概率事件比较小,不过只要发生一次,那么所造成的社会影响和破坏是极大的,因此,对于隐性故障的监控不容忽视。

二、安全控制隐性故障研究

作为保护电力系统运行的重要防线,安全控制装置在实际的应用中产生了良好的作用效果,在一定程度上减少了大面积停电事故的发生。但是,安全控制装置在长期的使用过程中也会出现隐性故障,主要体现在以下4方面。

2.1测量环节

在安全保护装置工作的过程中,测量环节方面容易出现隐性故障,主要表现为互感器工作中线路被切断,无法继续正常的工作;在长期的使用过程中,测量回路芯片的安全性能下降,测量中得到的数据出现较大的偏差。这些问题的存在对安全控制装置的正常工作产生了较大的影响。

2.2策略方面

安全控制装置的存在保证了各项控制措施的顺利实施,其中的控制策略主要包括有线控制策略和无线控制策略。当这些控制策略在实际应用中无法满足电网的实际要求时,也会导致安全控制装置的误操作,进而影响系统整体运行的安全性和可靠性。

2.3定值设置方面

安全控制装置的定值与被监控对象判断故障类型的反应速率有着紧密的联系。当定值设置不合理时,安全控制装置的工作效率将会逐渐下降,给电力系统的正常运行埋下较大的安全隐患,对系统运行的稳定性造成一定的影响。当安全控制装置中的定值设置出现较大偏差时,容易产生其他装置拒动的现象,进而扩大电力事故的影响范围。

2.4通信方面

各种通信通道和通信接口的有效构建,对安全控制装置的合理布设起着重要的保障作用。当通信过程中出现误码现象时,容易造成通信通道信号传输中不稳定现象的出现,对信息传递效率造成较大的影响。当通信模块中存在一定的缺陷时,也会加大误码率,造成安全控制装置拒动的现象。

三、隐性故障造成的影响及研究方法

在电力系统三道防线中,继电保护属于第一道,所以一定要有一定的可靠性,如果电网的运行状态存在问题,容易导致继电保护隐性故障的发生,这样会导致系统的无法运行,甚至是整个系统失稳等,对于隐性故障存在的风险,应该对这些造成的风险影响因素进行深入研究,提出相关的风险评估方法,结合现有的技术及分析方法,对继电保护系统的可靠性综合评估,通过故障树分析法分析继电保护隐性故障所产生的连锁反应,此外,可以通过元件重要度分析法来分析系统的可靠性,辨识出系统中的关键元件,有针对的提高系统的总体可靠性。

针对保护隐性故障对系统造成的影响,还可以通过仿真分析的方法,借助仿真分析工具,模拟电力系统的运行状态,通常适用于不经常发生的事件频率和概率。在保证均值不变的情况下采用比原始概率大的概率值进行仿真,从而增大连锁故障发生的可能性。

隐性故障的监控也是防范保护系统隐性故障发生的重要方法之一,通过影响隐性故障的关键线路辨识,采取相应的抑制故障措施,减少大规模停电发生的概率。

在筛选事故时,可能会暴露出系统连锁故障的隐患,针对系统中的脆弱线路进行找出来给予辨识并且给予关键保护,这样可以控制回路的隐性故障。

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四、隐性故障研究展望

为了有效地消除系统运行中的隐性故障,相关技术人员需要对这些故障产生的原因进行必要的分析,为今后研究工作的顺利开展提供必要的参考信息。继电保护与安全稳定控制系统未来的研究方向为:①构建可靠的参考模型。在智能化技术的支持下,技术人员可以对继电保护和安全控制系统结构进行必要的优化,结合故障类型构建可靠的参考模型,从而将隐性故障评估过程中的具体数值输入到参考模型中,提高故障排除的工作效率。②完善必要的评估机制。为了减少继电保护和安全控制装置中存在的安全隐患,降低隐性故障的发生率,需要完善必要的评估机制,在运算流程中加入新因子,增强系统数据处理的有效性。③注重研究工作的适用性。在探析隐性故障的过程中,技术人员应增强不同时段的防控意识,及时找出系统运行中存在的潜在风险,将重要的研究成果运用到实际中,提高系统实际工作的安全性和可靠性。

五、继电保护隐性故障分析

继电保护隐性故障作为继电保护系统的固有缺陷,其在正常运行过程中,不会对系统带来任何影响,只有当系统处于非正常压力时,装置拒动或者不正确的断开某电路元件,这样才会导致继电保护的失灵,造成大面积的停电事故。

继电保护的隐性故障原因主要有以下几个方面,装置元件损坏等硬件故障;软件版本错误、保护逻辑错误等软件系统错误;保护定值不合理;暴风雪等恶劣环境造成的隐性故障;人为操作引发的隐性故障。

致使继电保护设备隐性缺陷的因素有很多,除了人为的操作失误、设备自身的原因外,还有一些是软硬件系统无法适应当时电网的运行方式。

六、安控装置隐性故障分析

结合日常多年的工作经验,安控装置隐性故障主要表现在以下几个环节:分别是测量、策略、定值、通信和表决模式等。

6.1测量

在对安控装置进行测量过程中容易发生电压互感器断线事故,致使隐性故障的发生,此外,测量误差和回路芯片失效也会导致装置误动作。

6.2策略

安控装置的策略主要有“离线决策方式”和“在线预决策方式”,如果该测量无法适应电网的实际运行方式将会造成安控装置误动作,从而造成故障的进一步扩大。

6.3定值

装置的定值决定了装置的功效,和被监控对象是否快速识别故障类型有着密切联系,如果定值不合理,将影响安控装置的安全和电力系统的稳定。

6.4通信

安控装置的构架通常应集合系统的规划及控制的范围来给予功能的配置,对多个厂站的通信通道及接口设备进行协同工作,从而实现区域的安全控制,如果通信存在故障,将会导致信息无法传送等问题,致使安装装置的误动。

6.5表决模式

安控系统的设计采用了冗余设计法,这样可以提高安控系统的可靠性及安全性。表决模式的选择直接影响着安控系统防误动和防拒动的特性,冗余设计过程中应充分的考虑安控系统控制出口逻辑的表决模式类型。

结束语

继电保护和安全控制装置系统隐性故障的存在,对电力系统实际工作效率的提高产生了较大的影响。因此,技术人员需要对系统中隐性故障产生的原因进行必要的分析,并采取有效措施消除这些故障带来的不利影响。总之,做好继电保护与安全控制系统隐性故障的研究工作具有重要的现实参考意义。

参考文献:

[1]戴志辉.继电保护可靠性及其风险评估研究[D].北京:华北电力大学,2018(3).

[2]张晶晶.保护系统的隐性故障相关问题研究[D].合肥:合肥工业大学,2017(5).

[3]张立晓.继电保护可靠性及状态检修的研究[D].太原:太原理工大学,2017(6).

[4]靳涛.浅谈电力系统中继电保护隐性故障分析与改进措施[J].科技创新与应用,2016(20).

论文作者:许克飞

论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期

论文发表时间:2019/9/16

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