电力系统继电保护隐藏故障诊断分析.pdf
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1、2023 年 11 月电力系统继电保护隐藏故障诊断分析许飞(国网福建省电力有限公司超高压分公司,福建 福州 350011)【摘要】为提升电网运行质量袁保障电力系统的正常运行袁简要概述继电保护隐藏故障的基本类型袁探究继电保护隐藏故障的诊断方法袁包括基于相邻线路拓扑关系的诊断方法和基于扰动激励反应原理的诊断方法袁以期为相关人员开展继电保护维护工作提供参考遥【关键词】电力系统曰继电保护曰隐藏故障【中图分类号】TM774【文献标识码】A【文章编号】1006-4222(2023)11-0121-030 引言随着社会的不断发展,人们对电能的需求日益增长,需要不断扩大电网规模来合理配置电力资源,为用户持续供
2、电。新时期,信息、通信、自动化等技术的出现和应用,虽然进一步提高了电网的自动化水平,扩大了其规模,增强了其资源配置能力,但也存在一定的运行风险。因此,深入研究电力系统继电保护隐藏故障诊断非常有必要,对增强继电保护效果、保障电网安全运行具有积极意义。1 继电保护隐藏故障的基本类型1.1 继电保护装置的隐藏故障现阶段,继电保护装置常见的隐藏故障主要有以下两种:淤硬件故障。硬件故障主要集中于继电保护装置本身,或者与继电保护装置相连的支流回路所用设备,这些设备因生产工艺不良、运行环境恶劣、超出运行年限等容易发生故障1。在继电保护装置中,由于二次回路敷设范围较大,普遍存在自检装置不足的情况,增加了隐藏故
3、障的检测难度。于软件故障。软件故障是指继电保护装置的模块和程序在运行中产生的故障,当程序发生病毒入侵、数据采集误判等故障时,可以应用常规手段进行监测。在此过程中,部件腐蚀老化、测量值异常等均可作为继电保护装置隐藏故障的诊断依据。1.2 继电保护装置测量回路的隐藏故障继电保护装置测量回路的隐藏故障主要围绕互感器以及二次回路产生。在互感器以及二次回路运行性能下降的情况下,继电保护装置测量回路的静态特性会受到隐藏故障影响,导致二次回路采集的模拟信号结果出现偏差,进而使继电保护装置对这一情况产生误判2。因此,在日常检测工作中需要提高对该种隐藏故障的重视。1.3 继电保护装置整定过程的隐藏故障继电保护装
4、置整定过程的隐藏故障主要表现在以下两个方面:淤整定值错误。由于继电保护装置的运行方式较为特殊,且网络较为复杂,实际计算得到的分支系数与标准系数相差较大,整定值难以达到相应标准,影响继电保护装置的正常使用3。因此,在依据整定规程计算分支系数后,应当重新调试或更换继电保护装置,优化调整装置的运行方式,避免出现误动作。于出口压板错误。在整定值计算正确的情况下,如果缺少相应的运行管理装置,则难以及时发现出口压板错误,形成隐藏故障,导致电力系统瘫痪,给人们生产生活带来严重损失。2 继电保护隐藏故障的诊断方法为预防和诊断继电保护隐藏故障,本文尝试引入先进技术来增强隐藏故障的诊断效果,并基于电力线路运行原理
5、,从以下两个方面探讨合理的诊断方法。2.1 基于相邻线路拓扑关系的诊断方法为了确保电网安全运行,电力系统需要安装一定数量的继电保护装置,且这些装置之间大多具有一定的关联性,如果扰动过大,则会导致继电保护装置发生故障,对电力系统的正常运行造成不良影响。当电力线路某一位置发生故障时,相邻继电保护装置会自动获取故障检测值,而其他继电保护装置则以等待动作为主。基于这一扰动触发机制,在电力系统跳闸之后,通过获取相邻继电保护装置的过程量,诊断电力线路的静态特性,确定线路故障位置4。线路保护如图 1 所示,当 BC 线路发生故障时,距离保护装置会自动测量这一部分的阻抗,而靠近 AB 线路电力信息121202
6、3 年 11 月互感器类型准确级电流误差/%相位差电流互感器5P依1依60忆10P依3电压互感器3P依3依120忆6P依6依240忆表 1 电流互感器和电压互感器有关误差限值的规定标准的继电保护装置则自动激发距离保护装置的功能。在此过程中,BC 方向 B 侧的距离保护测量值与 AB方向 A 侧的距离保护测量值,应满足以下关系:ZA=ZAB+ZB。(1)式中:ZACB1处继电保护装置测量得到的阻抗值;ZBCB2处继电保护装置测量得到的阻抗值;ZAB两套距离保护装置相互关系的线路阻抗。基于以上原理,在继电保护装置之间存在关联的前提下,电力系统中相邻线路构建的拓扑网络也会对其运行状态造成影响。例如,
7、如果线路附近出现开关变位或短路故障等情况,则一次回路的电流和电压会因拓扑关系变化而变化。而在计算继电保护装置的测量阻抗时,线路存在故障问题也会导致二次电流和电压以及继电保护装置的测量阻抗发生变化,如图 2 所示。在这种情况下,隐藏故障的存在会使继电保护装置的测量值发生显著变化,很难满足正常情况下的网络约束关系要求。电力系统包括含有助增支路和含有外汲支路两种形式,在分析故障下继电保护装置测量阻抗之间的关系时,应分为以下两种情况。(1)含有助增支路的电力系统如图 3 所示,B 母线上的助增支路 DB 网络拓扑为复杂网络,应结合助增支路作用,分析 CB1与 CB2保护之间的约束关系。具体而言,在分析
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