继电保护中的隐秘故障诊断分析

继电保护中的隐秘故障诊断分析

袁华钦

国家电投集团江西电力工程有限公司    江西省南昌市    330117

摘要：随着电网规模的扩大，电网元件受到各种故障影响越来越多。继电保护系统对维持电网稳定至关重要，需诊断分析其故障。

关键词：继电保护；隐秘故障；诊断

继电保护技术的使用能有效避免电网故障，提高电网运行效率及供电质量，还能实时监测电网运行状况，及时处理隐藏故障，确保设备正常使用，促进电网健康发展。基于此，本文详细论述了继电保护中的隐秘故障诊断方式。

一、继电保护装置的重要性

继电保护装置是指通过电力系统电流、电压等电气量的异常变化形成继电保护工作。继电保护装置的应用对保障供电系统的安全性有重要意义，能为电力系统监控人员提供基础性好、准确性高的电力运行数据信息，还能在电力系统故障发生后在较短时间内做出相应应对策略，自动将故障部分切出系统，防止故障出现更大危害，减少故障损失率。此外，继电保护装置做出相应的动作后并未停止工作，而是及时发出报警信号给值班监控人员警示，使工作人员及时采取相应措施，确保整个电力系统稳定性。简而言之，加强对继电保护装置重要性的了解和把握，有助于提升电力企业继电保护装置保护和维修水平，还能促使企业加强对继电保护养护及维修方面知识的认识，促使企业维修水平全面提升。

二、电厂继电保护隐藏故障概述

继电保护隐藏故障是继电保护中一种永久性故障，一旦发生故障，会带来重大经济损失，还会产生重大影响。隐藏故障会使继电保护在运行中难以正确切断故障线路，严重影响电路元件稳定性，这些缺陷大多具有隐性特性，技术人员很难在检修中及时发现。在电厂继电保护系统中，其工作环境改变会导致更多隐性故障，引发连锁效应，从而影响发电厂运营效益。从目前继电保护应用情况来看，继电保护系统的软硬件有很强应用价值，但这两方面存在许多隐藏问题，将对系统安全性产生重大影响。

三、继电保护故障诊断方式

一般来说，电厂运行系统正常运行时，隐藏故障对机组运行影响小，但当运行系统发生故障时，如负荷运行或电网故障等，会在短时间内触发隐藏故障，导致电厂安全保护系统发生故障，严重时造成连锁效应，导致机组无法正常工作，甚至造成更大损失。继电保护故障诊断和处理困难，可能发生在通信通道、PT、CT等系统软硬件中，需专门诊断方法处理。

1、基于距离的故障诊断。由于电厂继电保护故障诊断困难，传统诊断分析方法难以实现，因而相关人员应根据电厂实际操作和隐藏诊断特点，选择有效合理诊断方法。通常，工作人员可通过比较不同资料来判断继电故障。诊断时需注意，若只有一套数量保护系统，则一组数据会接近，比较时发现，若有一组或多组数据与其它数据差异大时，表明这组数据所在的继电保护系统存在问题，以分析继电隐藏故障真实位置。操作员若使用这种方法进行故障诊断分析，则若一组继电保护系统出现隐藏故障，并且其测量结果与比较资料有显著差异，则可用距离异常数据检测原理对每组平均数据进行特定检测，以实现继电保护故障诊断及分析。

2、基于数学模型的故障诊断。在故障诊断中，使用计算机软件建立故障设备的相关模型，能监测设备工作状态，并将其参数变化与理论值比较，找出故障部位，确定故障种类。通过这种诊断，能实时掌握仪器工作状态，快速诊断故障。①对已出现故障发电装置，通过建立多级流数学模型，对其分析，确定原因。②分析电厂运行状况，提出一种基于状态数据的机组故障诊断模型，实现了在线诊断。这两种模型只能诊断具体仪器和故障，存在一定局限性。③使用无参建模法，将设备正常工作状态及正在工作状态产生的数据比较分析，找出故障，准确性取决于参数，仅适用于参量较小机组。结果表明，该方法精确度主要取决于数学模型。

3、专家系统。①建立数据库。资料库功能是存储，包括描述内容、推理过程、中间结果等，并实时传输检测到的数据。②基础知识。知识库还存储了大量知识，包括推理机制、因果关系、规则、相关经验等。③人机界面。其作用就像一座桥梁，将维修人员与专家系统连接起来。④推理器。根据知识库中存储的知识及专家经验分析问题，按既定流程操作，得出结论。⑤解说员。及时分析诊断程序和结果，包括选择原因、候选方案等。⑥信息收集机制。负责收集与故障诊断相关知识，并将其加入知识库。专家系统完全模仿业内专家思维模式，对各种隐藏故障进行全面分析，并进行一系列推理，最终找出问题根源。

4、基于统计的故障诊断。在电厂继电保护故障诊断中，一组用于对比资料通常由多台设备进行比较，但其测量值是同一电量时结果，若忽略测量误差，同一电量值下数据应完全一致。然而，在实际运行中，由于各种约束，系统测量误差常发生，因此这些测试结果并不完全一致。然而，从理论上讲，这些数据间差异并不显著，所以某个具有隐藏故障的系统，其实测值与总值间往往存在显著差异。在电厂继电保护隐藏故障诊断及检测中，一些有故障的安全装置可进行正常继电保护操作，与无故障情况下无显著差异。基于上述讨论，工作人员可将数据统计作为检验依据，并根据数据统计结果分析故障防护设备的操作情况。

5、模糊逻辑。在电厂继电保护发生故障前，总会有一些迹象，但继电保护结构复杂，不能用任何迹象判断故障原因，只能看作是一种模糊状态，在处理这类故障时，出现了模糊故障诊断法。当使用模糊故障诊断法时，故障总数及预兆可用集合形式表达，步骤为：模糊规则库及模糊推理相结合，可对故障原因Y及征兆X进行模糊矩阵运算。Y=RX，R是反映诊断专家经验及知识的模糊关系矩阵，这类故障诊断核心是模糊矩阵的确定，需参考大量经验及实验数据，而且需更高特征值，若在选取中出错，将导致准确性下降，造成诊断失误。

四、电厂继电保护策略

1、继电保护技术网络化。网络防护是今后电厂继电保护发展趋势，由于能自动采集和传送设备上各种信息，使系统更方便和智能化，减少隐藏故障。现场总线技术的灵活应用保证了设备产品网络化，现场总线控制系统(FCS)是控制系统主要组成部分，该保护设备采用光纤、PLC、互联网，能在不同地点浏览及交流。通过网络，能及时提供隐藏故障信息，对保护设备错误做出正确判断，更新软件等。在升压站内，可利用智能网络技术的继电保护装置在后台实时监测各种数据，帮助操作人员对线路中故障和异常现象做出正确判断，以便及时开展停电检查及维护。

2、线路的继电保护。在电厂生产中，线路烧损、短路等故障较常见，若某系统部件发生故障，将对机组正常运行产生重大影响，导致发电效率下降。为确保电网安全，提高发电效率，引入继电保护装置，在发生故障时避免出现故障线路，从而确保电网安全。当电网发生故障时，继电保护系统将自动启动并分析系统所能承受最大负载电流，以确保线路正常运行，还能确保相邻线路正常运行，充分发挥其后备保护功能。同时，在电厂生产中，由于线路的复杂性，易发生单相故障，严重影响电力系统安全运行。继电保护系统可根据电网实际工作状况进行调节，以确保其正常工作。

3、继电保护技术一体化。在继电保护中，继电保护集成是一种真正的智能终端，能将继电工作、故障、各种被保护元件各种信息和资料传输到任何网络控制终端，使其能与继电保护技术相结合。因此，继电保护技术的整合能适应当前要求，克服传统继电保护技术受各种因素的制约，其优势突出。

总之，在继电保护中，保护电力系统的性能不受损害，是保证电力系统正常运行的重要条件。实际继电保护往往存在一些隐藏故障，影响到电网正常运行。因此，要科学合理分析继电保护存在的隐藏故障，制定相应诊断方法，维护电网正常运行。

参考文献：

[1]刘冬.关于电厂的继电保护隐藏故障诊断分析[J].通讯世界,2017(06):159-160.