電力系統(tǒng)的運(yùn)行及故障分析

陳海學(xué)

摘 要：電力系統(tǒng)已經(jīng)成了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系，電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行保障著人們的日常生活的有序進(jìn)行，電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行與工業(yè)、農(nóng)業(yè)發(fā)展以及人們?nèi)粘Ｉ疃济芮邢嚓P(guān)。文章分析了電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性以及系統(tǒng)運(yùn)行的故障，最后對解決故障的方法進(jìn)行探究，希望能夠?yàn)榻鉀Q電力運(yùn)行故障提供一些有力的科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)運(yùn)行；可靠性；故障分析

中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）32-0101-02

電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行保障著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，也和人們的日常生活息息相關(guān)，在我國南方，工礦企業(yè)較多，對電力的需求，在日常的生產(chǎn)生活中更是意義重大。因此對電力系統(tǒng)運(yùn)行的故障要及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)解決，對保障我國南方居民和生產(chǎn)具有重要的作用。以我國南方電網(wǎng)為例，根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行中故障出現(xiàn)的原因采取必要的措施，以預(yù)防故障的再發(fā)生。電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行對南方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要的促進(jìn)作用。

1 電力系統(tǒng)的運(yùn)行故障分類及產(chǎn)生的原因分析

1.1 系統(tǒng)的正常運(yùn)行

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，作為能源之一的電力，成為工業(yè)企業(yè)發(fā)展的必需資源之一，作為提供能源的電力系統(tǒng)，其是否能夠持續(xù)、穩(wěn)定的提供電能，是保證地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵。充分保證電力系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，是保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)。為了保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，對電力系統(tǒng)中的各個(gè)元件、設(shè)備要進(jìn)行必要的定期檢測與更新?；?yàn)榱吮ＷC電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要保證電力系統(tǒng)的基本運(yùn)行，只有電力系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，電力系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定與可靠，才能夠滿足電力的基本需要。目前在我國福建電網(wǎng)與華東電網(wǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)，形成了一個(gè)更加穩(wěn)定、更加可靠和更經(jīng)濟(jì)的電力運(yùn)行系統(tǒng)。

1.2 電力系統(tǒng)故障產(chǎn)生原因

由于我國的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)龐大，且南方電力系統(tǒng)由于地域及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的原因，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)密度較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且逐年呈現(xiàn)擴(kuò)大的趨勢。在逐漸發(fā)展擴(kuò)大的南方電力系統(tǒng)中，一些不足及運(yùn)行中的故障也時(shí)有發(fā)生，且呈現(xiàn)上升的趨勢。由于電力設(shè)備絕緣材料的老化或外皮受損，就可能引起電力故障。在運(yùn)行的過程中，一些操作人員的誤操作也會(huì)引起一些故障。這些情況都給龐大的電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來了新問題。例如，在運(yùn)行過程中，由于供電點(diǎn)密集，供電量過大，時(shí)常出現(xiàn)電壓不穩(wěn)的現(xiàn)象，久而久之，就有可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障。變電所中有著不同電壓的配電裝置——電力變壓器，這些環(huán)節(jié)的任何一個(gè)失誤都會(huì)引起電力故障的發(fā)生。

1.3 常見的電力系統(tǒng)故障

龐大的電力系統(tǒng)中，由于眾多因素，從而導(dǎo)致了發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障，以及輸電線路的故障，因而引起全廠、全所停電的現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生。電力系統(tǒng)故障常見的有發(fā)電機(jī)組故障以及輸電線路故障。其中發(fā)電機(jī)組故障還包括電壓表無指示、振動(dòng)大等故障；輸電線路故障主要有輸電線路運(yùn)行的故障，如雷擊跳閘事件、外力破壞導(dǎo)致的線路斷開、鳥類長期棲息糞便堆積導(dǎo)致線路損害事件、線路覆冰以及輸電導(dǎo)線日久出現(xiàn)的斷股、損傷現(xiàn)象導(dǎo)致的故障等。在電力系統(tǒng)中，變電所是集變換電壓、功率以及匯集、分配電能的主要場所，變電所作為電力系統(tǒng)管理的分支單位，分布在各個(gè)區(qū)局。變電所故障還包括直流系統(tǒng)接地故障以及電容器的故障等，還容易出現(xiàn)斷路器故障、避雷器故障。其中最為嚴(yán)重的故障是母線故障，一旦母線出現(xiàn)故障，容易引起全廠或者全所停止供電，同時(shí)還會(huì)破壞電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

2 電力系統(tǒng)故障特征及解決措施

2.1 電力系統(tǒng)故障的基本特征

電力系統(tǒng)出現(xiàn)的基本故障有電流增大，即連接短路點(diǎn)與電源電氣設(shè)備中的電流增大，電壓下降，而且距故障點(diǎn)的電氣距離越近，電壓下降越嚴(yán)重，甚至降為零。在處理電力系統(tǒng)故障時(shí)主要從系統(tǒng)確定故障區(qū)域開始分析，從被分析區(qū)域的某些檢測量中得到故障征兆信息，通過對這些信息的分析處理來確定故障的具體位置，隔離查找出故障元件網(wǎng)絡(luò)，和沒有出現(xiàn)故障的元件網(wǎng)絡(luò)，通過對故障前后的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)差異來區(qū)分，可以辨別出一些簡單故障或者是的出發(fā)生故障的元件。

2.2 故障處理的一般原則

電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，值班人員要及時(shí)準(zhǔn)確地查明原因，并且迅速上報(bào)和做出記錄，得到指示后正確執(zhí)行調(diào)令，在處理故障時(shí)要迅速查找并排除故障，解除事故對人身和設(shè)備的威脅，盡量保持設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行，不會(huì)引起停電。在事故控制室只能是與排除故障相關(guān)的領(lǐng)導(dǎo)人員和工作人員，清醒冷靜的處理故障，并且與上級調(diào)度隨時(shí)保持聯(lián)系。事故完結(jié)后要總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，記錄事故發(fā)生的原因，處理過程及處理結(jié)果。以供其它調(diào)度人員學(xué)習(xí)，出現(xiàn)此類似狀況時(shí)可以采取同樣的方法。

3 電力系統(tǒng)可靠性運(yùn)行的措施

3.1 運(yùn)用繼電器保護(hù)

為了有效控制與避免電力系統(tǒng)的異常斷電和故障，在電力系統(tǒng)中安裝了繼電器，主要作用是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，繼電器保護(hù)系統(tǒng)能夠及時(shí)減少或避免由于瞬間停電引起的損失。繼電保護(hù)系統(tǒng)裝置是一種近年來保證供電系統(tǒng)持續(xù)供電的一種自動(dòng)化的裝置，作用類似于防衛(wèi)兵，能夠有效持續(xù)地為暫時(shí)停電轉(zhuǎn)換供電途徑，并緊急報(bào)警，還能夠及時(shí)提供故障信息以及故障區(qū)域信息。

3.2 保證電力系統(tǒng)直流電源可靠性

在工作過程中，電力系統(tǒng)的高頻開關(guān)電源主要具有安全可靠性，且能夠抗干擾抑制電磁。為了應(yīng)急，在供電系統(tǒng)中還需要加強(qiáng)對蓄電池的使用及管理工作。適宜選用那些不滲漏酸液，或者是密封較好、封閉嚴(yán)密程度高的閥控式的鉛酸蓄電池。為了保證電力系統(tǒng)直流電源的持續(xù)穩(wěn)定高效的供電，要堅(jiān)持維護(hù)蓄電池，每年要定期進(jìn)行蓄電池的保養(yǎng)與維護(hù)，定期進(jìn)行檢查測試。提高直流電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

4 電力系統(tǒng)故障分析方法的探究

隨著電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化水平的不斷提高，通過對電力系統(tǒng)故障的深入研究，也可能使各種報(bào)警信息通過各變電所的遠(yuǎn)程終端裝置（RTU），傳送到各級電網(wǎng)調(diào)度中心，利用這些信息就能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)故障進(jìn)行診斷。電力系統(tǒng)故障的仿真系統(tǒng)模擬如圖1所示，以及分析和模擬培訓(xùn)，提高調(diào)度人員對技術(shù)水平，也可以使調(diào)度人員及時(shí)對電力系統(tǒng)故障做出迅速準(zhǔn)確的判斷。

4.1 專家系統(tǒng)

利用專家推理方法的計(jì)算機(jī)模型來解決問題，專家系統(tǒng)是一個(gè)具有大量專門知識和經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，通過在線監(jiān)測并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、存貯，然后傳送到診斷運(yùn)行中心，通過專家系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理和分析診斷，診斷后的結(jié)果會(huì)通過自動(dòng)化系統(tǒng)轉(zhuǎn)戰(zhàn)回復(fù)給故障現(xiàn)場，現(xiàn)場根據(jù)回復(fù)的信息及時(shí)對故障進(jìn)行處理。

4.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是通過模擬人類神經(jīng)系統(tǒng)對信息的傳輸和處理的方式，對電力自動(dòng)化系統(tǒng)收集到的信息進(jìn)行處理的一種人工智能技術(shù)。對電力系統(tǒng)中的故障采用不同的故障組合，通過對樣本的分析，用神經(jīng)元來對變電站故障分析的方法，和專家系統(tǒng)故障診斷相比，不用面臨知識庫構(gòu)造等難題，只要有了完備的樣本，就能診斷。

4.3 遺傳算法

合理采用信息，運(yùn)用遺傳算法進(jìn)行分層信息故障分析。這是一種新發(fā)展起來的優(yōu)化算法，是目前解決高難度問題時(shí)常使用的新方法，是一種新思路，模擬了達(dá)爾文的遺傳選擇和自然淘汰的生物進(jìn)化過程的進(jìn)化規(guī)則，運(yùn)用到對電力系統(tǒng)故障的分析上來，用遺傳算法的概率能推算全局的方式，用較少的時(shí)間就能分析出系統(tǒng)的故障。

5 結(jié) 語

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有了更高的要求，如何保證供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，保證工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的正常發(fā)展不受電力故障的影響，這就要求不斷總結(jié)電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，對電力系統(tǒng)要建立相關(guān)的嚴(yán)格制度，及時(shí)有效的排查安全隱患，解決出現(xiàn)的電力故障。對于電力系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的故障要事先采取措施預(yù)防，在實(shí)際工作中運(yùn)用多種檢測方法，準(zhǔn)確地對故障進(jìn)行分析定位，盡量避免故障的發(fā)生，保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，也保障著社會(huì)各行業(yè)的工作順利進(jìn)行。促進(jìn)社會(huì)工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為人們的日常生活提供有力的保障。

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