探讨继电保护系统中的隐形故障

摘 要：设备运行状态量中的非电量包括机械量信号及各种化学信号等。设备缺陷导致设备异常运行，通过对异常运行的测量分析，可以揭露设备内部隐形缺陷的存在和发展情况，有利于及时检修防止缺陷蔓延与发展。文章通过继电保护系统中隐形故障的危害和解决措施、隐形故障的监测与控制等方面探究继电保护系统中的隐形故障。

关键词：继电保护 隐形故障 措施

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（c）-0112-01

在发电厂安全生产过程中，继电保护装置长时间运行，保护装置可能出现故障。在这些故障中，有些为显性，能通过监控系统看到告警信息；有些故障却不会产生任何告警信息，同时又影响保护装置正常工作，对设备安全运行埋下了隐患。设备运行状态量中的非电量包括机械量信号及各种化学信号等。机械量信号有：（1）与安全生产无直接关系的信号，如声音、设备温度等。（2）与安全生产有直接关系的信号，如继电保护信号等。化学信号视具体的设备和故障情况不同，如绝缘油含烃量、油酸阶等。

1 继电保护系统中的隐形故障的危害和解决措施

1.1 重合闸的隐形故障

2009年夏天雷雨季节，两跨省联络线因雷击导致两侧同时跳闸，重合闸不成功。事后检查保护装置回路接线正确，故障录波图和故障事件记录均表明为单相接地且为对角线的相。在平行双非故障线路可能由于零序互感的原因产生纵向互感零序电势，如果故障点与隐形故障线路电气距离较远，故障点产生的横向零序电势不足以抵消互感零序电势的影响，其综合作用与线路单相跳闸后非全相运行的情况类似，此时，隐形故障线路两侧的零序方向均为正方向，零序方向纵联保护是否误动取决于零序动作电流。多会有零序互感关联的线路发生接地故障时，非故障线路零序方向保护可能误动作。由于在线路换位对称的条件下，正、负序无互感，同时，也只有在“强磁弱电”的条件下，隐形故障线路才可能误动，这两种情况下，负序电压、电流与零序电压、电流的比值均很小。可以采用电流电压负序分量闭锁零序方向纵联保护的方式，来防止非故障线路零序方向保护误动作，采用此方法后，原来电压二次回路连接不规范，存在附加电压影响零序电压相位，导致零序方向元件误动的问题也得到解决。

1.2 电动机的隐形故障

电动机带有一台离心风机（110 kW，201 A 380 V，四极三角形连接）采用ABB公司塑壳断路器S3H250 R250 TM 10Ith 3P空载情况下直接全压启动电动机，接触器吸合瞬间，断路器立即脱扣，更换较大容量断路器后，电动机可以启动，通过电气柜门上的仪表读到启动电流为1600 A左右，约8.0 xIe，用户认为ABB提供的断路器保护特性不合格。笼型异步电动机全压启动的电流波形图和三相对称短路电流波形类似，启动瞬间的第一个周波，电流尖峰值最大，约为稳态启动电流的2～2.3倍，之后逐渐衰减，约4，5个周波后回到稳态启动电流。S3H250 10Ith断路器的磁脱扣值允许范围为2000～3000 A，尖峰电流值在这个范围内时，S3H250 10Ith瞬时脱扣是合理的。问题在于电机整定值设置不当造成。

2 隐形故障的监测与控制

2.1 状态检修

状态检修工作基本流程包括：设备信息收集、设备状态评价、风险评估、检修策略、检修计划、检修实施及绩效评估七个环节。传统的故障检修和定期检修方式主要缺点是陪试率低和陪修率高，增加了不必要的生产成本，且给设备带来负面影响。随着技术进步和电网快速发展，传统的检修方式已经难以适应当前电网发展和公司发展的需要。状态检修管理模式减轻了劳动强度，提高了工作效率，为提高设备运行可靠性提供了保障。检修人员的定期试验和测量工作大大减少，节省了大量的备品经费。降低了设备因定期检修引起故障的可能性。

2.2 电厂热故障在线监测

当由于各种原因破坏了铁心绝缘而造成片间局部短路时，短路的局部区域将产生较大的涡流而发热，进一步破坏相邻部分的片间绝缘而使故障扩大。当环流增大到一定程度时，将使硅钢片熔化、局部高温同时将破坏绕组（线圈）绝缘造成电气事故。根据实际需要灵活设置自动巡检方案、巡检方案启动时间及启动频率，在巡检过程中，根据设置的自动诊断规则，自动分析诊断热故障，并通过短信等方式报警信息，包括单区域温度报警、多区域温度报警、多区域（多相）之间温差报警。根据热故障监测实际需要设置的监测点，系统自动采集红外图谱，并自动采集与之配套的可见光图像，通过红外热像图重新解读与再分析模块、符合规程的辅助诊断模块、图形检索和对比模块、图库分类管理和查询模块、检验报告管理模块对设备的健康状况进行监测，以便分析诊断。

3 结语

电力系统继电保护原理中的接触问题存在着，是不可避免的，但也无法彻底消除。触点故障是导致大过失的主要因素之一，我们必须采取切实有效的措施将其控制。目前，在很多系统中已经呼吁采用接触式故障监测和控制方式。伴随着计算机技术及人工智能的发展，会出现更多的方法来减少隐形故障对运行设备的影响，从而避免大规模电力事故的发生。

参考文献

[1] 施莉，赵东成，杨明玉，等.关于继电保护系统中隐形故障的探讨[J].继电器，2004，32（5）：66-69.

[2] 曹宇鹏.继电保护系统中隐形故障的监测与控制[J].中小企业管理与科技，2010，（36）：275.

[3] 蔡洪亮.继电保护系统典型隐形故障的监测与预防[D].大庆石油学院，2006.