電力保護(hù)系統(tǒng)運行過程中表現(xiàn)出不正常的運行狀態(tài)大部分是由繼電保護(hù)的隱藏故障造成的，由此可見，繼電保護(hù)作為確保電力系統(tǒng)安全運行的重要手段，其對電力系統(tǒng)的影響是非常大的。因此，繼電保護(hù)的隱藏故障監(jiān)測是非常重要的一種確保電力系統(tǒng)安全運行的重要方法。本文將對繼電保護(hù)的隱藏故障檢測及其風(fēng)險進(jìn)行分析與探討。
所謂繼電保護(hù)是指對電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進(jìn)行檢測，針對相應(yīng)的檢測情況來發(fā)出相應(yīng)的報警信號，或者直接將系統(tǒng)中的故障部分進(jìn)行相關(guān)隔離和切除的一種重要措施。當(dāng)電力系統(tǒng)中由于自然的、人為的或設(shè)備故障等因素發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置必須能夠及時快速的把系統(tǒng)故障進(jìn)行有效切除，從而來保證電力系統(tǒng)的安全運行穩(wěn)定，最大限度的降低故障引起的人生傷害和財產(chǎn)損失。
繼電保護(hù)系統(tǒng)的隱藏故障是指繼電保護(hù)裝置中存在的一種永久缺陷，這種缺陷只有在系統(tǒng)發(fā)生故障等不正常運行狀態(tài)時才會表現(xiàn)出來，其直接后果是導(dǎo)致被保護(hù)元件的錯誤斷開。多次大停電事故的分析結(jié)論表明，這種由于繼電保護(hù)裝置的隱藏故障引起的大停電事故發(fā)生概率雖然很小，但危害極大，這類事故一旦發(fā)生將會引起電網(wǎng)的連鎖反應(yīng)，事故并會迅速蔓延導(dǎo)致電網(wǎng)崩潰，給電網(wǎng)帶來災(zāi)難性的后果。
隨著電網(wǎng)發(fā)展規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)的安全運行顯得尤為重要，隱藏故障依然是威脅電網(wǎng)安全的主要隱患之一。因此開展對繼電保護(hù)隱藏故障的研究具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
1 繼電保護(hù)隱藏故障的概述
繼電保護(hù)主要是指在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或是出現(xiàn)異常情況的時候?qū)ζ溥M(jìn)行檢測，并根據(jù)相應(yīng)的檢測情況發(fā)出報警信號或是直接進(jìn)行處理的一種電力保護(hù)措施。繼電保護(hù)的主要作用就是在電力系統(tǒng)出現(xiàn)自然的、人為的或是設(shè)備故障等故障的時候能夠及時、準(zhǔn)確的將故障切斷，以保護(hù)電力系統(tǒng)的安全運行，最大限度的降低損失。繼電保護(hù)系統(tǒng)主要包括有繼電保護(hù)裝置、通訊通道、電壓電流互感器以及斷路器，其中任何一個部分出現(xiàn)故障都會造成繼電保護(hù)系統(tǒng)的故障。繼電保護(hù)系統(tǒng)隱藏故障主要是指繼電保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)部元件存在著的一種永久缺陷，這種缺陷在系統(tǒng)正常運行的情況下是不會對系統(tǒng)造成影響的，而在系統(tǒng)不正常運行的狀態(tài)下這種缺陷就會表現(xiàn)出來，并導(dǎo)致一連串的故障發(fā)生，最為直接的后果就是導(dǎo)致被保護(hù)的元件出現(xiàn)錯誤斷開的情況。雖然繼電保護(hù)隱藏故障造成大面積停電的機(jī)率很小，但是其危害卻是極大的，這樣的事故一旦發(fā)生就會引起一連串的連鎖反應(yīng)，甚至可能使電網(wǎng)崩潰。
2 繼電保護(hù)隱藏故障的監(jiān)測
由于繼電保護(hù)的隱藏故障在電力系統(tǒng)正常運行的情況下是不會表現(xiàn)不來的，而只有在系統(tǒng)運行狀態(tài)不正常的時候還會顯現(xiàn)，也就是說，繼電保護(hù)隱藏故障只有在系統(tǒng)運行的時候才會顯露出來，所以，檢測繼電保護(hù)的隱藏故障采用傳統(tǒng)的離線檢測方式是不適合的。由此可見，對繼電保護(hù)隱藏故障的監(jiān)測需要的是在線監(jiān)控系統(tǒng)，可是目前并沒有專門的監(jiān)控系統(tǒng)對繼電保護(hù)隱藏故障進(jìn)行保護(hù)，而只能依靠微機(jī)保護(hù)中的自檢功能來保證系統(tǒng)的安全運行。早在1996年，一些國際著名的保護(hù)權(quán)威專家就指出致使電網(wǎng)發(fā)生聯(lián)鎖故障的最主要原因之一就是保護(hù)裝置與系統(tǒng)中的隱藏故障，并進(jìn)行了詳細(xì)的研究，針對繼電保護(hù)隱藏故障提出了監(jiān)測和控制的技術(shù)方案。該系統(tǒng)主要是為了對電網(wǎng)中存在高脆弱性指數(shù)的保護(hù)裝置進(jìn)行監(jiān)測與控制，系統(tǒng)首先會對輸入繼電器內(nèi)部的信號進(jìn)行分析診斷，事實上就是對該保護(hù)的算法與功能進(jìn)行復(fù)制，最后將系統(tǒng)的輸出結(jié)果和處于運行中的繼電保護(hù)裝置的輸出結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的邏輯關(guān)系的對比分析，兩者的輸出結(jié)果若是相同，那么就會允許執(zhí)行保護(hù)跳閘命令；而若是兩者的輸出結(jié)果不同，那么跳閘命令就會被禁止執(zhí)行，這時，該系統(tǒng)就相當(dāng)于起到了閉鎖的作用。但是從二十世紀(jì)九十年代至今，微機(jī)保護(hù)裝置自身的軟、硬件技術(shù)和變電站的綜合自動化成為了繼電保護(hù)技術(shù)與變電站自動化發(fā)展中的重點，而對繼電保護(hù)隱藏故障的監(jiān)測與控制方面的研究卻處于停滯狀態(tài)。從而也就形成了目前仍然是采用微機(jī)保護(hù)的自檢功能來確保系統(tǒng)的安全運行的現(xiàn)狀。
3 繼電保護(hù)隱藏故障的風(fēng)險
從對繼電保護(hù)隱藏故障的分析中我們就能看出，繼電保護(hù)隱藏故障和常規(guī)故障之間的區(qū)別就在于隱藏故障不會立刻引發(fā)系統(tǒng)故障，而是要在系統(tǒng)處于不正常運行的情況下才會出現(xiàn)，這也是繼電保護(hù)隱藏故障最危險的一點。繼電保護(hù)隱藏故障的發(fā)生機(jī)制主要是在電力系統(tǒng)故障時或是故障后瞬間的非正常狀態(tài)之下，但是初次之外，電力系統(tǒng)中的任何一個元件都可能出現(xiàn)隱藏故障。相關(guān)資料表明，電網(wǎng)中出現(xiàn)大規(guī)模的擾動事件有四分之三都和繼電保護(hù)中的隱藏故障有關(guān)，而它們也存在著一個顯著的特點就是：所存在的缺陷與隱患是不能被檢測出來的，只有在相鄰的事故發(fā)生后才會表現(xiàn)出來，并使事故進(jìn)一步惡化。
繼電保護(hù)隱藏故障發(fā)生的位置不同，其對電力系統(tǒng)所造成的危害程度也不相同，其主要是取決于隱藏故障的發(fā)生位置。為了對隱藏故障的風(fēng)險進(jìn)行評估，有的學(xué)者就提出了應(yīng)用風(fēng)險理論建立隱藏故障的風(fēng)險評估的方案。繼電保護(hù)隱藏故障風(fēng)險評估的基本思想就是利用隱藏故障的概率，根據(jù)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對建立的連鎖故障的模型進(jìn)行仿真計算，其主要是對繼電保護(hù)中所有隱藏的故障均進(jìn)行風(fēng)險評估，然后根據(jù)評估結(jié)果找出電力系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施。
4繼電保護(hù)隱藏故障監(jiān)測方法
由繼電保護(hù)隱藏故障的定義可知，繼電保護(hù)裝置的隱藏故障在正常運行時并不表現(xiàn)出來，而在系統(tǒng)出現(xiàn)壓力的情況下才顯現(xiàn)，也就是說隱藏故障只會在系統(tǒng)運行中暴露出來，因此，傳統(tǒng)的離線式檢測方法并不適合用來監(jiān)測隱藏故障，必須研究針對繼電保護(hù)裝置隱藏故障的在線監(jiān)測系統(tǒng)。目前尚無專門的監(jiān)控系統(tǒng)用以檢測運行中的繼電保護(hù)系統(tǒng)是否存在隱藏故障，而是僅依靠微機(jī)保護(hù)中一些簡單的自檢功能來保障保護(hù)系統(tǒng)的運行。不管是保護(hù)系統(tǒng)的定期計劃檢修還是保護(hù)裝置自檢功能，都屬于離線式的檢測方法，均沒有考慮裝置現(xiàn)場運行中的情況，因此，這些目
前廣泛采用的離線檢測方式都不是可以信賴的檢測方案，無法實現(xiàn)對于繼電保護(hù)隱藏故障的檢測。
目前廣泛采用的常規(guī)檢測方法往往是在保護(hù)裝置離線情況下進(jìn)行的，由于隱藏故障是在運行過程中才爆發(fā)，因此傳統(tǒng)的檢測方法并不能對隱藏故障進(jìn)行全面的檢測?？紤]到隱藏故障存在的特點，完善的檢測方法應(yīng)做到對保護(hù)裝置進(jìn)行在線監(jiān)測，這樣才能夠在系統(tǒng)暴露出隱藏故障時，及時發(fā)現(xiàn)其中的錯誤動作傾向，對存在隱藏故障的保護(hù)裝置進(jìn)行動作閉鎖或者使其退出運行，阻止由于保護(hù)裝置的隱藏故障而造成保護(hù)誤動作的行為。
對隱藏故障而言，當(dāng)系統(tǒng)在正常運行的時候，該故障一般不會表現(xiàn)出來；但是，當(dāng)系統(tǒng)工作不正常時，往往暗示存在其中的隱藏故障已經(jīng)達(dá)到了承受極限。當(dāng)系統(tǒng)運行狀況超過這個極限，保護(hù)裝置就會出現(xiàn)誤動或拒動的錯誤行為，因此，保護(hù)裝置的狀態(tài)經(jīng)歷了一個從正常到故障的動態(tài)過程
繼電保護(hù)的隱藏故障對電力系統(tǒng)的影響是非常大的，而且在電力系統(tǒng)正常運行的情況下，隱藏故障是不能被發(fā)現(xiàn)的。因此，隱藏故障的監(jiān)測不僅重要而且是存在著一定難度的。在很早之前有研究者提出了隱藏故障的監(jiān)測與控制系統(tǒng)，但是在其后的電力自動化的研究中重點研究的則是微機(jī)保護(hù)自身的軟、硬件技術(shù)以及變電站的自動化技術(shù)，在隱藏故障的監(jiān)測與控制方面的研究一直處于停滯狀態(tài)。近年來，繼電保護(hù)的隱藏故障的監(jiān)測與控制的研究也逐漸的發(fā)展起來。
