水电厂继电保护隐藏故障诊断方法

水电厂继电保护隐藏故障诊断方法
发表时间：2018-03-09T10:47:00.910Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：土面
[导读] 摘要：随着经济的快速增长，我国用电需求量逐渐提高，为了满足社会发展的要求，国家加大了对水电厂的投资，人民用电得到了进一步保障。

（西藏旁多水利发电有限责任公司西藏拉萨 850000）
摘要：随着经济的快速增长，我国用电需求量逐渐提高，为了满足社会发展的要求，国家加大了对水电厂的投资，人民用电得到了进一步保障。

水电厂是我国电力事业发展中必不可少的一部分，其利用继电保护系统有效规避系统故障，能够提高电力系统运行效率，提高电力服务水平。

同时，继电保护系统能够根据电力系统的实际运行情况进行全程监控，及时排除电力故障，保障设备的正常工作，促进我国电力事业的健康发展。

关键词：水电厂；继电保护；隐藏故障；诊断分析
一、继电保护隐藏故障诊断工作的重要性
随着我国社会主义现代化建设工作的不断深入，在经济发展建设中，对于电力的需求也越来越大，电力企业发挥着十分重要的作用。

但是在实际情况中我们发现，随着在我国在电力供应量与社会发展中电力需求量这两者之间不平衡的现场的不断加剧，我国在电力供应领域中逐渐出现了供应不足的现象。

一方面社会经济发展带来用电需求量的不断增加，为我国水力发电企业的发展提供了良好的发展空间，但是另一方面不断增加的供电压力也对我国水力发电企业电网系统相关配电设备的正常运转提出了更好的要求。

因此，在目前的时代背景之下，就需要重视起水力发电企业电网继电保护隐藏故障诊断工作的实施。

电网系统配电设备的良好运转一方面由系统自身设备的质量所决定，在实际情况中我国水力发电企业配电设备的应用范围往往都比较广泛、所处的工作环境往往也比较复杂恶劣，因此在长时间的运转过程中就很容易由于长期的供电压力与恶劣工作环境的影响而导致设备老化迅速，设备易故障的现象。

这就给我国经济发展建设中的供电安全带了极大的挑战。

二、继电保护隐藏故障诊断方法
2.1以距离为基础的故障诊断
由于继电保护故障在水电厂继电保护系统中的诊断难度相对较大，利用常规的诊断分析方法往往很难达到故障诊断目标，因此，有关工作人员必须根据水电厂实际的运行情况，结合继电保护隐藏诊断的特征进行判断，选择高效、合理的诊断方式。

通常情况下，工作人员可以对比一组数据之间存在的差异性，以此分析继电保护系统中是否存在故障。

需要指出的是，在仅具备一套数量保护系统的情况下，一组数据几乎相近，通过比较，若存在其中一个或者一个以上与其他数据存在较大的差异，则表明该组数据所处的继电保护系统可能存在问题，以此小范围分析继电保护隐藏故障所处的实际位置。

工作人员若选择该方式进行故障诊断分析，当一套继电保护系统中存在隐藏故障时，其实际测试数据与其他数据存在显著差异性，在此背景下，就可以根据距离的异常数据检测算法原则，具体测量各数据均值的实际情况，进一步完成继电保护故障的诊断与分析。

2.2继电保护装置自检与外部监测
继电保护装置自检是微机保护最为显著的优势之所在，对输入输出回路、采样数据规格、保护定值完整性、电源状态、执行回路可靠性以及数据通信正确性等方面进行功能上的自检，对于继电保护隐藏故障能够实现较好的排查；相关研究发现，通过装置自检对于硬件损坏、系统异常和保护无法复位等问题能够实现准确的反映。

另外，在自检无法保证系统可靠性的前提下，还需要借助外部的监测技术，例如对交流回路中电流回路的监测，当在没有零序电压的情况下产生了零序电流，则说明电流回路中出现了异常。

外部监测方法主要用于线路充电时或负荷下的三相电压的失去监测以及单相或两相电压的失去监测。

2.3基于扰动的隐藏故障数据获取
通常来看，故障的切除时间是小于0.1s的，在短路发生到断路器动作的时间范围当中，其他线路的后备保护已经完成了对电流大小的判别，处于延时等待的状态，没有发生动作；在后备保护的运算流程当中，结果会对保护装置的健康情况予以反映，一定程度上为隐藏故障的识别与诊断提供了可能。

当线路中出现扰动的时候，线路的保护装置会做出反应，同时相邻线路上的保护装置也会启动部分功能，不管其中是否存在隐藏故障，DSP都会进行逻辑运算和数字滤波等过程，从而获取电流有效值和测量阻抗。

扰动后所产生的实时数据，能够对继电保护的静态和动态特性予以诊断，其数据的正确性与保护性能息息相关，在隐藏故障的识别与诊断中发挥出了较大的作用。

三、水电厂的继电保护应用
3.1线路的继电保护
在水电厂运行过程中，线路烧坏、短路等故障十分常见，一旦某单一系统元件出现故障，很有可能影响整个机组的正常运行，降低发电效率。

为了提高发电效率，保障电力系统的正常运行，水电厂引进了继电保护系统，在线路出现故障的情况下，继电保护系统可以避开故障线路，以此保障电力系统的顺利工作。

另外，在电力系统出现故障的情况下，继电保护装置能够自动启动，并自动分析系统能够承受的最大负荷电流，在保障本线路正常工作的情况下，也能保障相邻线路的正常工作，发挥其后备保护的作用。

3.2继电保护系统的调试
在水电厂的运行过程中，继电保护系统对于整个电力系统的重要性意义不言而喻，因此，继电保护的安全性也应得到相应保障。

继电保护系统是维持电力系统正常运行的基础，随着科学技术的进步，为了进一步改善电力系统运行的安全性与可靠性，工作人员应当根据系统潮流运行的实际情况选择有效的继电保护系统配置，提高电力系统运行的有效性。

制造电力系统网络或者系统元件，比如断路器、变压器、发电机等出现故障而影响电力系统的正常运行，在此情况下，系统能够及时发挥警报，保障系统供电的持续性。

3.3故障的诊断
水电厂的安全运行受到多个因素的限制，故障发生率较高，一旦其中一个设备出现故障，很容易造成整个机组的瘫痪。

使用继电保护系统与电力系统二者连接，在系统出现故障的情况下，继电保护系统可以在较短时间内自动切除故障，保障整个系统的正常运行。

同时，继电保护系统的自动预警能够提示工作人员及时发现故障并进行系统维修，避免因系统故障造成的断电。

另外，继电保护系统具备全方位监控功能，并将常规变电站的定期检修改为状态检修，这在一定程度上节约大量检修成本的同时，增加了经济效益。

四、结语
为提高我国供电服务的质量水平，进一步促进电力事业的快速发展，近年来，国家加大了对水电厂的重视，同时加大了相关建设投资成本。

但是就目前来说，由于我国人民综合素质不高，加之科学技术水平不发达，导致在电力系统的实际运行过程中依然存在较大的安全隐患。

为了满足社会发展要求，水电厂应当进一步提高自身运行的安全性以及可靠性，保障电力系统的正常运行，以此促进我国电力事业的进步，为社会的稳定发展奠定基础。

参考文献：
[1]孙光，陈金富，陈志光，曾耿晖，李一泉，邱建.计及继电保护系统多模式隐藏故障的电网N-k风险分析[J].电力系统自动化，2014，15：37-43.
[2]孙光.继电保护系统隐藏故障的风险评估研究[D].华中科技大学，2014.
作者介绍：
土面，性别：男；籍贯：四川稻城；民族：藏族；学历：本科；职称：工程师；职务：电气工程师；从事工作：电气二次设备和自动化设备检修、维护工作；单位：西藏旁多水利发电有限责任公司；。