電力系統繼電保護與故障檢測方法分析

歐志利

摘 要：隨著現階段社會的飛速發展和進步，電力作為新型的清潔能源逐漸被大范圍使用。目前，電力系統的安全運行受到了人們的廣泛關注。其中，電力系統的繼電保護和故障檢測的方法一直是電力系統維護和發展的重要手段，其對提高電力系統的穩定性意義重大。因此，能否確保電力系統在通道中的安全、穩定運行，是電力企業進步和提高的關鍵。

關鍵詞：電力系統；繼電保護；故障檢測；人工智能

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.159

繼電保護和故障檢測是電力系統自動檢測、保護的關鍵，是在電力系統運行中實現線路障礙查找的核心，是在線路短路時或局部電網出現故障時，為了評價電力系統對電纜的承受力和故障的嚴重程度，并有選擇地對局部電網進行減壓和斷電的手段，是切實保障電力系統平穩運行的關鍵。

1 電力系統繼電故障的檢測作用

1.1 保護電力的安全運行

安全、穩定是電力系統運行中最關鍵的內容。在被保護的設備或元件出現問題時，要及時采用繼電保護裝置準確地向故障電路發出跳閘命令，從而使其及時脫離電力系統，最大限度地降低對電力系統的破壞，并實現對歷史數據的存儲和對計算機信息數據的管理。隨著計算機技術的不斷進步，相應電力企業的信息化程度也在不斷提高。目前，信息管理系統的存儲容量在不斷增大、運算速度在不斷提高，且已能在故障發生時及時恢復正常運行。

1.2 實時監控電力系統的運行

設置電力系統的實時監控設備是為了保障電力系統的高速、平穩運行。電力系統中的繼電保護裝置可在無人值班時對不同設備的運行情況、溫度狀況進行分析和處理，自動對無人檢測的設備進行相應調整，有選擇性地對可能引發事故的設備進行一次切除。因此，只有保證電力系統繼電保護設備的安全性和靈敏度，才能保證電力系統及各種設備的安全運行。

1.3 自動分析設備的運行情況

對于非正常狀態下運行的電力設備，繼電保護裝置可根據設備運行時的表面溫度進行硬件維護，并報告異常情況，提醒值班人員應對與運行異常方面的數據進行及時的處理或停機檢修。

2 基于小電流接地系統的故障檢測方法

2.1 小電流接地系統的數據分析

在小電流接地系統的數據分析中，先對正常支路和故障支路的5條配電線進行了故障點探測，將設定和探測得出的正常支路參數設為I，進而得到故障零路電容性的超前序電壓。如果故障設備的各線路零序電壓功率不足，則零序電容的功率為負數。

2.2 配電線路的磁場數據

在不考慮線路基礎和線路之間相互影響的情況下，三相電壓和電流的三體性不可替代對配線線路及周圍磁場的模擬地點的探索結論，而電場和磁場分別具有可替代性的結論。此外，還可以五次震波的電壓作為檢測電場和磁場的主要信號，從而實現對故障點和電磁場探測故障方式的可行性分析。

2.3 識別故障支路接地的方法

當小電流接地系統出現單方面的接地問題時，會產生一個暫態的過程。因此，可建立一個包含諸多明顯特征的小電流仿態數據結構，由此檢測系統中各支路的復合電壓，并對故障發生時的波形畸變進行全面研究和分析。當故障支路完好，且與健全支路的三相電流的能量相匹配時，會生成能量積分的小規模接地反應。直接通過電纜電線的傳播、積累能量，可實現負電荷的積累過程，即可在系統正常運行中識別、判斷故障支路和故障接地面積。

小波的變化規律總體上可與神經網絡、模糊識別專家系統等人工智能方法相配合。對于較為復雜的系統檢測故障，難以通過人工檢測定位故障。此時，必須通過電力系統中的繼電保護裝置的開關運行設備。

2.4 故障信息數據分析

電力系統能及時、準確地為相關技術人員提供故障信息、開關跳閘時的信息和保護動作的信息，并快速反饋繼電保護的動作。因故障而造成的電壓變化對保護裝置的影響是比較大的。電力系統的繼電保護可同步運行故障記錄波形儀器，能為站內的監控人員提供故障發生的原因和地點，并為技術人員的后期維護和故障排查提供有效的數據，可實現在不同數據環境下的準確計算，從而使電力系統能安全、高效地進行網上數據的傳輸工作。此外，電力系統的繼電保護還具有故障的集中處理和信息數據的實時共享等綜合性功能和數據處理的能力。

3 結束語

繼電保護開關的故障檢測對保障電力系統的運行安全和人們生命財產安全具有較大的意義。目前，小電流的接地方式、空間電磁故障處理支路以及故障接地等多種故障檢測的新方法層出不窮，且網絡數據具有自動化、網絡化的發展趨勢，數字化變電站也越來越多。繼電保護的開關和故障檢測逐步進入了自動化控制檢測的人工智能時代，電力網絡也獲得了飛速發展。此外，電力數據的測量、保護及大網絡環境下的數據通訊一體化的出現，無不預示著我國未來的社會經濟發展前景非常廣闊。

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〔編輯：張思楠〕