電力故障波形重現技術及其關鍵問題分析

熊順芳

摘 要：隨著我國電力事業的快速發展，電網的規模不斷增大，在發展的過程中也碰到了各種各樣的技術難題。電力故障波形重現技術就是在傳統技術無法滿足電力發展的情況下研究出來并進行推廣應用的一種新型的檢測技術手段，通過將電力故障波形重現技術和繼電保護技術等進行綜合應用可以對保證電網設備的安全、穩定運行起到非常重要的作用。

關鍵詞：電力故障；波形重現；關鍵問題

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）20-0029-02

在我國智能電網的保護系統中，繼電保護技術是對電網安全進行全面保障的第一道保護防線。當電網系統出現不穩定情況或者故障的時候，如果反應足夠可靠迅速，繼電保護技術可以有效地遏制電網系統運行進一步惡化的情況，對故障進行第一時間的排出，為電網系統正常運行提供了安全保障，也給電網維護人員進行維護工作提供了非常大的便利，對整個電網系統正常、穩定、安全的運行起到了非常重要的作用。但是隨著我國城鎮化進程的不斷加快，城鎮用電量持續快速增長，電網的規模不斷增大，雖然繼電保護技術的應用不斷改善、成熟，動作正確率比以往有了很大的提高，仍然滿足不了電網運行的安全需求。在這種情況下，電力故障波形重現技術被研發并被推廣應用，對電力系統的正常運行起到了重要的作用。

1 繼電保護不足

隨著科技的快速發展，設備自動化水平得到不斷提高，這些使得繼電保護及其自動設備有了越來越好的表現，但是仍然滿足不了當前電力系統的要求，一些比較成熟的繼電保護及其自動設備因為一些不足面臨著被淘汰的局面。

①沒有軟件進行支持純硬件的系統。該系統主要包括動模系統、靜模系統的網絡分析機以及高壓直流輸電系統仿真器等。沒有軟件進行支持純硬件的系統因其實時性非常高，所以在一些領域得到了應用，但是該系統本身也存在有不少的弊端，比如它只能對時間上的一些物理規律進行模擬，空間現象則無法進行模擬，并且該系統構造相對復雜，系統需要占據較大的空間，所需的成本支出與其他系統相比也偏高。因此該系統的應用范圍相對來說偏小，僅能進行部分電網系統的模擬和檢測。

②初級數模混合的系統，這種系統有軟件進行支持，但沒有仿真功能，與上文所介紹的沒有軟件進行支持純硬件的系統相比，其整體性能更好。這種系統最為突出的優勢是具有較快的反應速度，成本支出也相對比較少，是沒有軟件進行支持純硬件的系統不能達到的。然而因為這種系統并沒有仿真功能，因此在這一系統中，閉環檢測就無法進行，所顯示出的波形相對來說也比較簡單。無法對發生故障的時候應該出現的波形進行形象逼真的模擬。并且在實際的應用中，一些廠家對其生產的產品進行夸大描述，本來沒有達到相應標準規范的產品被描述成能夠滿足需求的合格產品，對用戶的正常使用產生了不小的潛在威脅。

③有軟件進行支持，并且能夠進行仿真模擬的數模混合系統。這種系統主要有兩種仿真器，一種是電力系統的仿真器，另一種是動態測試的仿真器。這種系統能夠對規模巨大的網絡進行實時的監測和分析，是其最突出的優勢。但是因為這種系統所需的整體花費比較大，系統也需要占據比較大的空間，所以并不適合普通用戶，應用普及程度較低。因此通過對這種系統進行簡化，產生了一種簡易裝置，在具備系統優勢的前提下對系統設備進行了優化重組，但仍然不能對實際波形進行逼真的模擬。

④除了以上介紹的幾種系統之外，還有一種微機型的繼電保護裝置具有一定的電力故障波形重現功能，能夠在一些科學試驗中用作諧波功率的來源，比如說用在現場數字故障錄波裝置調試中，對其錄波啟動的判據是否科學可靠進行檢驗；也可以被用在故障測距設備的調試上，對其故障定位的精度進行確認。

2 電力故障波形重現技術簡介

相比繼電保護技術及設備系統對故障波形不能進行正確的顯示，電力故障波形重現技術在波形重現上具有非常優越的性能。

①檢測更加嚴謹。只要數據足夠充足，電力故障波形重現技術對故障波形進行的模擬就能夠非常形象，就可以在電網系統的運行中設備發生故障的時候，對設備動作是否符合用戶預期的標準進行確認。

②模擬更加逼真、形象。電力故障波形重現技術所采集的數據是直接來源于現場設備的反饋，因此對發生故障的原因就可以進行更加真實、可靠的還原，可以對故障波形進行真實性更高的仿真，最后的出的檢測結果也就更加貼近故障現場的實際情況。

③其具有更加全面的功能。通過把電力故障波形重現技術和其他技術設備進行綜合應用就可以對故障位置的動作是不是符合相關標準進行確認，為今后設備的升級換代提供了詳實可靠的數據參考，有利于促進提高系統的整體性能。

④判斷結果更加直觀。當對以往發生的故障實行解析的時候，電力故障波形重現技術可以提供相關的證據，對哪個部門的檢測結果更加準確進行更加直觀的展現，是非常重要的一種判斷方法。

以上介紹的電力故障波形重現技術的多種性能優勢使得電力故障波形重現技術具有非常巨大的應用價值。電力故障波形重現技術在電力系統故障的診斷、分析、追憶甚至是預測上都具有十分重要的作用，也對提升繼電保護系統的檢測質量和調試效率起到了非常重要的促進作用。

3 關鍵問題

3.1 在硬件系統上的性能要求

在通常情況下額定電壓會比故障電壓高，但有的時候會出現比較反常的現象，比如在一些過程中會發生過電壓的現象，為避免出現反常現象，輸出電壓動態范圍應該適當進行擴大；輸出波形的路數較多。根據實踐經驗的總結可以知道，當對一個故障進行還原的時候所需數據會比較多，電壓、電流較多，有的時候為了能夠達到更高的要求會增加一定的路數電壓；各路之間輸出應該進行相互的隔離。當電氣設備收到獨立的命令進行運行的時候，各路之間不會相互產生影響。輸出相互隔離可以使故障的檢測維修人員在進行故障的排查時更加快捷方便。

3.2 對波形數據進行預處理

在進行預處理時經常使用以下幾種辦法：

①將不同數據輸入進去，對輸出波形進行觀察，這種辦法可以記載波形出現的重復次數，為今后進行審查的時候提供非常重要的數據支持。

②通過統一格式對數據進行選取，假如頻率一致則可以繼續進行使用，假如頻率不一致則根據具體情況進行相應的改變。

③為避免發生因為故障檢測裝置出現意外導致誤差較大的現象，對之前已記錄的數據實行重組分析，當故障發生的時候使損失降到最低，可以對系統的有效數據進行保留，這樣，系統在出現故障的時候能夠盡早恢復正常運行。

4 結 語

電力故障波形重現技術是對傳統技術不能滿足如今電網需求的彌補。隨著科技的不斷發展，電力故障波形重現技術通過在實踐中得到不斷的應用和改善，必將會發揮越來越重要的作用。

參考文獻：

[1] 孫曉明，高孟平，劉滌塵，等.電力故障波形重現技術及其關鍵問題[J].電力自動化設備，2012，（3）.

[2] 李成霞，范興強.故障錄波分析裝置在電力系統中的應用[J].煤，2013，（4）.