继电保护的隐形故障分析及其应用

继电保护的隐形故障分析及其应用

【摘要】随着电力系统的不断扩大，对于电力系统继电保护的要求也愈来愈高.继电保护系统中存在着隐形故障现象，并且它的存在是不可避免的.然而隐形故障的存在对电力系统的影响却很大，容易导致系统发生重大事故。本文介绍了电力系统继电保护中存在的隐形故障问题。通过介绍隐形故障的概念和特点，说明了隐形故障的危害性，在此基础上介绍了评价隐形故障危害性的方法，通过采取对隐形故障进行监测和控制的方法来减少隐形故障的发生，从而也就降低了系统发生大面积故障的可能性。最后还介绍了目前电力系统中对于隐形故障分析的应用情况。

【关键词】电力系统；继电保护；隐形故障；监测和控制；应用

1.隐形故障

1.1 隐形故障的危害性

电力系统发生大面积故障一般都有一定的发展过程：首先，电力系统因为一些无法预知的事件而处于非正常的压力状态下，此时系统中许多设备可能都处于运行极限，发电储备容量已经耗尽，而无功电力也处于短缺状态。由于缺乏实时监测设备或者运行人员对系统运行状况估计错误等原因，运行人员就可能对目前的运行状态仍然一无所知。在这种情况下，如果某处发生故障则有可能引起连锁反应，使故障扩大可能危及整个电网安全稳定运行。一般来说，故障是由所在保护段的继电器或者通过后备继电器延时切除的，但是由于别的保护系统可能存在隐形故障而会导致保护的误跳，这样，系统就会更加不稳定，从而进一步削弱了电网安全水平。因此，有必要对继电保护系统的隐形故障进行研究和分析。

1.2 隐形故障简介

隐形故障是指一种在系统正常运行时对系统没有影响的故障，而当系统某些部分发生变化时，这种故障就会被触发从而导致大面积故障的发生。隐形故障在系统正常运行时是无法发现的，但是一旦有故障发生，继电器正确切除故障后，电力系统潮流重新分配，这样的非典型运行方式下就可能会使带有隐形故障的保护系统误动作。继电保护系统中的元件都有可能存在隐形故障，例如TV、TA、接线片、连接器、各种继电器、通信通道等等。隐形故障的存在并不表示继电器本身的设计有问题或者继电器应用的不对，也不表示校准有错误。它和一般故障的差别就在于这些缺陷不会使继电器立刻动作，而是当系统发生其它一些事件时才能够被监测到。隐形故障的最大特点，也是它最危险的地方就是它们对于系统的影响只有在电力系统处于压力状态时才能显现出来，比如在故障发生时或者故障发生后瞬间、低电压、过负荷以及其他开关事件发生后。

经常提到的隐形故障的例子就是方向比较闭锁方案。故障检测器或者通信连接的失灵，都有可能导致在相邻线路故障时继电器触发断路器错误地跳开。如图1 所示，只要正向有故障发生，那么载波电路中的隐形故障都会使线路跳开。

图l 方向比较闭锁方案

隐形故障可能是由很多原因引起的，但通常有两种情况：

（1）由不正确的整定引起的隐形故障。这种隐形故障可能是由于整定和校准的错误，或者整定对于系统的主要运行方式不匹配所引起的。特别是当系统运行方式经过多次的改变，而整定值却没有修改，此时即使继电器正常运行，但是由于不正确的整定仍然会存在隐形故障。当然这种隐形故障可以由继电保护人员