电力系统继电保护隐藏故障诊断方法研究

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1、电力系统继电保护隐藏故障诊断方法研究　　摘要：在电力系统中，继电保护隐藏故障将导致继电保护系统不正确的切除电路元件，并有可能造成其它保护装置相继错误动作，造成连锁停电事故。本文主要阐述继电保护隐藏故障的概念、特征和原因，并研究基于继电保护测量值相关性原理的继电保护隐藏故障诊断方法。　　关键词：电力系统；继电保护；隐藏故障　　中图分类号：TD611+.2文献标识码：A　　随着电力系统的快速发展，对继电保护装置的要求也越来越高。继电保护系统的隐藏故障是造成大规模连锁停电的主要原因之一，隐藏故障的诊断以及继电保护的运

2、行状态监视受到了广泛的关注，现有保护装置的自检技术仅能发现装置自身的部分硬件失效，不能完全解决保护装置的隐藏故障问题，也不能发现继电保护系统的原理缺陷。因此，研究继电保护隐藏故障的诊断方法，对提升继电保护可靠性具有很重要的意义。　　1继电保护隐藏故障的概念　　继电保护隐藏故障被定义为保护系统中的永久缺陷，此缺陷将导致继电保护系统不正确的切除电路元件，并有可能造成其它保护装置相继错误动作，造成连锁停电事故。隐藏故障在系统正常运行时故障现象并不明显，很难被发现。但是一旦外部有故障发生，继电器正确切除故障，电力系统潮

3、流重新分配，在这样的运行状态下就可能会使含有隐藏故障的保护装置发生误动。5　　2继电保护隐藏故障的特征　　在电网正常运行时，隐藏故障并不会使系统表现出异常，对电网几乎没有影响。但是，由于电网某些部分发生变化，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。　　3继电保护隐藏故障的原因　　隐藏故障可能由很多原因引起，主要有两类原因：　　3.1设备或元件故障引起的

4、隐藏故障。如元件失灵、磨损或者因为环境和不正确的人为干涉引起的元件损坏等。这类故障可通过人为检修发现，通过定期检修可以减少该类隐藏故障的发生，但要杜绝此类故障的发生却非常难。　　3.2定值整定不合理引起的隐藏故障。这种隐藏故障可能是由于整定值和校准的错误，或者整定不能满足电网的全部运行方式引起的。尤其是系统结构或者容量经过改变时，而保护的整定值却没有做相应的修改，此时虽然继电保护装置能够正常运行，但是由于不正确的整定仍然会存在隐藏故障。　　4　基于继电保护测量值相关性原理的继电保护隐藏故障诊断方法　　根据继电保

5、护的工作原理，研究对保护装置的静态特性和动态特性进行隐藏故障的诊断方法。重点研究静态测量环节、动态测量环节及保护定值的分支系数合理性，利用继电保护提供的丰富的信息，辨识出异常的测量信息，最终实现对保护装置隐藏故障的诊断。5　　4.1不同地点继电保护测量值的相关性　　由微机继电保护的工作原理可知，电力系统出现扰动前，保护装置不启动，其测量环节仅计算电流、电压的幅值和相位，甚至仅做数据采集和起动判断而并不计算任何电气量。静态特性是指继电保护装置在未满足启动条件时，仅进行测量计算而不进行逻辑比较和跳闸出口环节，此环节

6、涉及的硬件设备有互感器测量回路、连接电缆、端线、继电保护前置处理电路、采样及采样值计算等。正常运行时，存在于该环节的隐藏故障可能并不会马上表现出来，也不会造成保护误动作，但系统运行压力变大时，如一次电流增大或保护区外故障，此类隐藏故障将被激活，导致继电保护误动或者拒动。因此，为避免此类故障的发生，应注意此类隐藏故障的监测，其中保护装置测量回路正常工作与否是保护装置静态特性好坏的关键。　　4.2　基于保护测量值相关性的静态隐藏故障监测方法　　4.2.1继电保护装置测量回路的隐藏故障分析　　继电保护装置测量回路由互

7、感器、连接电缆、端线、变换器、模拟低通滤波器，采样保持电路、多路模拟开关、模/数转换电路等组成。若测量回路中任何一个环节出现故障，都将使保护装置获取不到正确的电网运行信息，有可能导致保护装置做出错误的判断。　　4.2.2静态隐藏故障监测方法5　　各保护装置输入的采样值信息都具有很强的相关性，利用这种相关性可以鉴别出保护装置测量回路是否存在隐藏故障。对于变压器的电气量保护而言，通常都配备有基于电流信息的主保护，各保护装置输入的电流信息具有相关性。所以，诊断系统要求能够获得各保护装置的实时采样数据，并要求这些采样数

8、据在时间上具有同步性。　　4.3基于保护测量值相关性的动态隐藏故障监测方法　　4.4.1　保护起动时的计算测量环节的隐藏故障分析　　计算测量环节是把采集的故障数据进行集中处理，所涉及的元件主要是测量回路和测量计算元件等，是对这些元件进行隐藏故障的监测是避免该环节出现隐藏故障的关键。　　4.4.2　基于保护测量值相关性的保护动态测量环节的隐藏故障诊断方法　　在保护系统中，电网中相邻元件间