前言
继电保护系统的主要功能是保障电力系统和重要电力设施的安全、平稳工作。在供电系统中发生问题和故障时，继电保护系统可以对所检测的电力系统信息进行一定的算法处理，加以逻辑功能设计，然后输出动作指令，从而实现实时监测、预先告警、切除故障设备等功能。继电保护系统可以保障电力系统的正常运行，对此，相关部门工作人员需要掌握各种继电保护技术，准确掌握当前电力系统的管理实施及安全运行情况，分析统计电力系统运行过程中生产的一系列数据信息，在风险预警发生之前，给相关工作人员提供安全警报。
1继电保护隐形故障概述
在电力系统的电力元件或系统本身发生故障危及电力系统安全运行时，其继电保护装置应该及时向运维人员发出告警信号或动作于断路器跳闸以终止故障事件的发展。在此基础上，近些年来一系列停电事故的发生，大部分可归因于继电保护隐形故障。继电保护的隐形故障是指在电力系统正常运行时不会产生负面影响，但当电力系统出现某种故障时，就会使电力系统出现大范围跳闸的故障，主要包括电压、电流二次回路中的中性点断线及两点接地。当电力系统正常运行时，如果发生隐形故障，那么继电保护装置往往无法将其识别，导致隐形故障持续存在。这样当电力系统某处出现故障时，由于隐形故障的存在，继电保护装置可能会判断失误，导致更大面积的停电事故。隐形故障的表现形式为继电保护装置动作于断路器跳闸，在结合现场实际工作经验经过初步检查后，在保护范围内未发现相关一次设备故障痕迹。这说明保护范围外发生的故障，但是由于隐形故障，导致保护装置误动。
2隐形故障的特点及危害
2.1电压回路中性线断线
当电力系统中发生电压回路中性线断线后，系统正常运行时三相工频分量正好互相抵消，零序电压仍为零。当系统发生不对称接地故障时，由各相电压波形的幅频特性分析可知，三相相电压波形中均包含有工频分量和大量三次谐波分量。由于三相工频分量互相抵消，零序电压波形无工频分量，而三相各相电压的三次谐波分量相等。因此，在发生电压回路中性线断线时，零序电压为三相的三次谐波分量叠加构成。在电压回路中性线断线，且一次系统正常工作时，此故障对系统正常运行没有影响。但是当一次系统出现故障时，可能因零序电压中包含的大量三次谐波引起电压测量不准确，最终导致保护误动或拒动。
2.2电压回路中性线两点接地
如果有两点接地或多点接地，当系统发生接地故障，且接地网各点间有电压差时，将会有电流从2个接地点间流过，在电压互感器二次回路产生电压压降，该电压压降将各相的相电压在零电位基础上增加该压降值，严重时可导致零序电压U0产生翻转，影响保护装置判断故障点方向的准确性。
2.3电流回路中性线断线
当电力系统发生接地故障时，接地相电流互感器的零序分量的幅值远大于其他两相，将会造成该相电流互感器饱和。由于电流互感器饱和，二次电流波形产生畸变，故障相一次电流的零序分量无法正常传到二次侧的保护装置，将造成纵联差动保护的区内拒动和区外误动，对于零序过流保护和接地距离保护也会拒动。零序电流启动元件可能会无法正常启动。同时，在故障发生瞬间到该相电流互感器发生饱和之间的这段时间内，零序电流过大，将在中性线断口处两侧产生过电压。
2.4电流回路两点接地
《国家电网有限公司十八项电网重大反事故措施》中规定：电流互感器的二次回路，均必须且只能有1个接地点。正常运行时，进入保护装置的A、B、C相电流矢量和为零，即零序电流为零。若回路相线发生任一点接地，则流入保护装置的该相电流会被接地点分流，此时保护装置会采集到的差流和零序电流，可能导致保护误动。当中性线存在两点或多点接地时，如果接地网不同点间存在电位差，将有地电流从两点间通过，造成零序电流变化，这将影响保护装置的正确动作。
3继电保护系统的故障监测与排查方法
导致继电保护系统故障的因素较多，比较常见的有内部设备及其元件质量和安装接线遗留隐患、环境温度过高及设备超负荷运行、外部系统故障的影响等。如果不能严格控制、规范应用，继电保护系统就不能充分发挥应用的保护功能，甚至造成各种事故或问题的爆发，使整体动力系统的正常安全运行受到损害。专业技术人员要掌握故障的监测与排查策略，才能更加迅速、精确地寻找到故障地点。
3.1综合推算法
综合推算法适用于电力系统发生故障跳闸后，在未发现实际高压电气设备故障点或故障现象未达到预定的启动跳闸条件的情况，以及继电保护系统出口动作后而造成的非正常停电事故。针对此类故障，应根据实际设备的运行方式直接推算分析继电保护系统动作的正确性。（1）参考故障电气设备的接线方式、系统运行方式、潮流方向，分析继电保护系统装置与其对应关系是否正确。（2）排查高压设备电气参数与继电保护系统动作值的对应关系，主要包括一次设备的额定电气参数、电流互感器变比等。（3）核对继电保护系统装置的整定值设置情况，综合推算分析引起保护动作的条件。
3.2回路验证法
经综合推算后，如果仍无法发现造成非正常停电事故的继电保护系统的故障原因，需要应用回路验证法对相关继电保护系统设备及回路进行逐一检查，验证其功能的正确性，从而复现故障现象。（1）检查电流、电压采样回路是否存在虚接、短路等造成误动作风险的情况。（2）检查继电保护系统的电源、CPU的工作状态，排除保护装置死机、内部故障等引起不正常工作状态的可能。（3）校验并核对继电保护系统功能逻辑的正确性。（4）检查、测试继电保护系统出口继电器的动作值及跳、合闸二次回路的接线可靠性。
3.3外因排除法
外因排除法可以把一些电气设备外部出现的问题放到一起加以比较分析，查找引起继电保护系统故障的原因。（1）调取变电所内的故障录波信息，排查故障发生期间出现的各类开关量变位、模拟量突变信息。（2）排查环境影响因素，如雷电入侵、环境温度过高、环境湿度过大、设备超负荷运行等情况。（3）排查下级供电负荷故障因素，如大功率电机多台叠加连续启动、零序电流接地保护选择性未投入等。（4）排查上级电网供电质量因素，如外部电源短路故障引起的穿越电流影响、长距离高压电缆输电容升现象等。
结束语
电力系统继电保护可以应用在电力一类电气设备，具备监视、自动检测和维护的功能。当出现供电系统故障后，继电保护系统和故障检查能够准确、高效地提供跳闸命令，这些命令具有选择性，一方面能有效切除故障，另一方面能产生故障警报，这将进一步减少故障给整个供电系统的运营造成的恶劣影响。
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