继电保护及二次回路中隐形故障的分析

1 概述
随着电力系统的不断扩大和发展，大容量、高参数机组在电网中的不断投运，电力系统的稳定和发电设备安全运行对继电保护及自动装置的要求越来越高，它不但要求继电保护装置具有良好的可靠性，同时也要求继电保护装置具有较好的稳定性。然而，继电保护及二次回路系统中存在的隐性故障对电网和电力设备的影响不容忽视；当电网系统或发电设备发生故障时，隐形故障很容易造成系统重大事故或使事故扩大，加剧对设备的损坏和破坏电网系统的稳定运行；而电气设备中隐性故障的存在又是不可避免的。继电保护在发电厂和电力系统中起着十分重要的作用，一些扰动开始时只是一些独立偶然的事件，当继电保护及二次回路中的隐形故障导致保护装置的误动、拒动时，极有可能扩大事故，使系统的稳定遭到严重破坏。


电气设备事故的发生一般都要经过一定的发展过程；一些无法预知的事件而使设备处于非正常的运行状态，如电气设备的局部发热、绕组轻微匝间短路等；由于缺乏实时的监控设备或运行人员对系统运行状况估计错误和对运行状态了解不深等原因，当设备某处发生故障或异常时，则有可能引起一系列的连锁反应。从理论上来说，不论是系统发生故障还是局部的电气设备故障，都是由故障设备所在段的继电保护装置（自动装置）或者通过后备保护延时切除故障。由于保护装置及二次回路中存在的隐性故障，在发生故障时保护装置可能出现误跳、拒动、越级跳闸等情况。这样，系统就会更加不稳定，从而进一步削弱电力系统的稳定性与安全性。电网有可能被分割成独立的几个小系统，最终导致电网的崩溃瓦解，造成大面积的停电和设备的损坏。


隐形故障是指一种在系统正常运行时对系统没有影响的故障，当系统和设备的某些部分发生变化时，这种故障就会被触发而导致系统大面积故障的发生。隐形故障在设备正常运行时是无法发现的，电力系统和电气设备一旦发生故障，继电保护正确动作切除故障后，系统潮流分配发生改变，在新的运行状态下，有可能会使带有隐形故障的保护装置及二次回路系统发生误动。隐形故障最危险的是它对系统的影响只有在系统处于压力的情况下才暴露出来，如系统或电气设备发生故障和故障后瞬间低电压、过电压、系统振荡及其他相关的异常情况发生后。


2 隐形故障原因分析


继电保护装置及二次回路元件都有可能存在隐形故障。如PT、CT本体、保护出口压板、保护装置插件连接处、二次回路接线各端子、关纤通道等。造成隐形故障的原因有很多，通常有以下几种情况：


不正确的整定计算定值、定值的配合不合理。


装置的一些隐形故障，如元件老化失效、元件损坏、各插件接触不良等。


二次接线错误。


二次接线端子松动，接触不良。


检修人员、运行人员误碰、误动保护设备。


保护装置未严格按校验规程校验。


二次回路的寄生回路。


保护设备运行环境差，检修、运行人员对设备维护不到位。


3隐形故障防范措施


通过对上述8种情况的分析，继电保护及二次回路隐形故障完全可以预防的。宣威公司使用的主保护装置是目前国内比较先进的保护设备，主保护装置具有自诊断功能，对于装置的一些异常情况都能进行在线监测。关键的问题是必须加强设备管理，严格执行规章制度，建立健全设备的基础技术台帐。作到设备维护、检修到位，人员工作到位，将设备的一些细微变化记录在案，对运行设备的变化情况进行对比分析，找出存在的问题，有针对性的进行处理。尽量降低设备隐形故障的危害，使系统和电气设备避免大规模的事故。


2004年美国、澳大利亚等国家发生的大面积停电事故和2005年俄罗斯发生的停电事故，从资料分析，都是电网系统局部发生故障时，由于继电保护和自动装置误动、拒动造成事故扩大，电网系统崩溃，导致大面积停电，对人们的生产、生活及社会稳定造成了较大的影响。以此为鉴，在现场工作中，必须严格执行规章制度，以良好的工作作风，认真的工作态度，不放过一丝蛛丝马迹。只有这样，将设备存在的异常情况消灭在萌芽之中，才能确保设备的健康、稳定运行。