繼電保護故障分析處理系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：目前，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷增大，其中發(fā)生的復(fù)雜故障，開關(guān)、保護的誤動、拒動以及由于通信問題而導(dǎo)致的信息數(shù)據(jù)丟失等問題也逐漸增多。這就要求在繼電保護的故障處理分析方面引進新的技術(shù)，從而保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。繼電保護故障分析處理系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，對電力系統(tǒng)中故障信息的診斷和處理提供了良好的基礎(chǔ)，文章分別闡述了繼電保護的基本原理和故障分析處理系統(tǒng)的應(yīng)用價值，然后提出了繼電保護故障分析處理系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用措施。

關(guān)鍵詞：繼電保護；故障分析系統(tǒng)；應(yīng)用

對于維持電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行而言，繼電保護裝置起著關(guān)鍵性的作用。電力系統(tǒng)是個整體，在其運行過程中，會受到天氣氣候，人為操作以及突發(fā)災(zāi)難等的影響，從而給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來一定的挑戰(zhàn)。繼電保護系統(tǒng)的正常運行，能夠在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的時候及時切除故障，從而控制故障范圍的延伸，減小故障帶來的損失。所以，繼電保護裝置已經(jīng)成為保障現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定不可缺少的設(shè)備。

1 繼電保護基本原理

繼電保護是一種電力系統(tǒng)自動保護裝置，它由三部分組成，分別是測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分。其中測量部分是指將被保護對象的輸入信號和設(shè)定的整定值進行比較，從而使保護裝置能夠?qū)崿F(xiàn)一定的邏輯功能，并確定相應(yīng)的保護動作行為。再通過執(zhí)行部位進行跳閘或者發(fā)出報警信號。基本原理如圖1。

為了能夠使得繼電保護裝置更好的工作，確保電力系統(tǒng)安全運行。所以，繼電保護裝置需要明確區(qū)分電力系統(tǒng)中的故障情況和非故障情況。從而要求繼電保護的輸入信號一定是故障時和正常時明顯不同的電氣量和物理量。比如突然增大的電壓或者電流信號，負序和零序的電壓和電流以及功率等電氣量。再比如變壓器的油壓，溫度以及發(fā)電機軸溫等物理量。

根據(jù)不同的角度，可將繼電保護裝置分為以下幾類：（1）根據(jù)繼電器不同的制造工藝可分為機電型、整流型、晶體管型、集成電路型以及微機型。（2）根據(jù)繼電器的邏輯判斷原理不同可分為電流型、電壓型、阻抗型、功率型以及差動型。無論選擇哪種類型的繼電保護裝置，都應(yīng)該滿足可靠性、選擇性以及快速性和靈敏性的要求。從而確保繼電保護裝置在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的時候正常動作，進而保證正常的故障檢測以及切除，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

2 故障分析處理系統(tǒng)

隨著我國電子科技的發(fā)展，微機繼電保護裝置得到廣泛的應(yīng)用，使得我國電力系統(tǒng)的保護更加智能化與高效化。目前，由于很多微機繼電保護裝置大多是對原先裝置進行簡單的替換，使其并沒有和電網(wǎng)很好的結(jié)合，導(dǎo)致采集的大量數(shù)據(jù)信息不能夠很好的被應(yīng)用，沒有充分發(fā)揮微機繼電保護裝置的優(yōu)點。

繼電保護故障分析處理系統(tǒng)是一種綜合自動化系統(tǒng)，它能夠利用智能設(shè)備采集到的電網(wǎng)信息進行計算分析，從而調(diào)整繼電保護裝置的工作狀態(tài)，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。首先，故障分析系統(tǒng)能夠使繼電保護裝置對系統(tǒng)的運行實現(xiàn)自適應(yīng)狀態(tài)，智能的根據(jù)電網(wǎng)運行的變化進行合理的調(diào)整。其次，能夠準(zhǔn)確定位電網(wǎng)運行過程中發(fā)生的復(fù)雜故障，從而及時的完成事故的分析和運算，對繼電保護裝備起到?jīng)Q策作用。第三，能夠?qū)^電保護裝置的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，從而進行裝備運行可靠性的分析。第四，能夠自動根據(jù)電網(wǎng)的實際運行情況對線路參數(shù)進行修正，從而提高電網(wǎng)運行效率，減少電網(wǎng)運行故障的發(fā)生。

繼電保護故障分析處理系統(tǒng)的應(yīng)用，使得繼電保護的相關(guān)部門能夠得到電力系統(tǒng)發(fā)生故障后的完整保護裝置動作報告和錄波報告，從而使相關(guān)的工作人員能夠?qū)收锨闆r進行及時掌握，提高了故障分析和處理的效率以及水平。并且，能夠使工作人員對電網(wǎng)運行過程中的繼電保護裝置和錄波裝置的運行狀況進行實時監(jiān)測，極大地提高繼電保護裝置的運行能力。故障分析處理系統(tǒng)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)中出現(xiàn)的復(fù)雜故障進行系統(tǒng)全面的分析，加強了工作人員對故障的處理能力與效率，在確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的同時能夠極大的提高電力系統(tǒng)的運行效率。

3 繼電保護故障分析處理系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

3.1 故障分析處理系統(tǒng)中繼電保護故障診斷的仿真模擬

繼電保護故障診斷的仿真模擬的目的是為了能夠使工作人員更加真實的了解繼電保護裝置的參數(shù)設(shè)置情況，從而更加科學(xué)合理的設(shè)置繼電保護設(shè)備參數(shù)，提高其工作性能。繼電保護故障診斷的仿真模擬首先應(yīng)該保證仿真的真實性，也就是說，在仿真過程中要根據(jù)真實系統(tǒng)的設(shè)置來建立各種繼電保護裝置的仿真模型，使得模擬故障后的行為具有真實的效果。其次，保護動作跳閘后的各類信息要顯示出來，并保證仿真提示與現(xiàn)實結(jié)果的一致性。再次，仿真模擬要具有靈活性，即能夠隨時查看和改變保護模擬裝置的參數(shù)設(shè)置情況。最后，仿真模擬過程要多樣化，在各種運行方式的情況下設(shè)置多種故障，確保仿真的實用性。由于電力系統(tǒng)中故障種類繁多，發(fā)生故障的原因也相對復(fù)雜，繼電保護裝置的保護方式也就各種各樣，為了能夠使仿真過程更加逼真，仿真結(jié)果更加科學(xué)，在仿真過程中應(yīng)該相應(yīng)的進行合理的假設(shè)。比如利用典型的保護類型代表各種繼電保護裝置，從而更加適應(yīng)繼電保護裝置不斷發(fā)展的趨勢。

3.2 繼電保護故障分析處理系統(tǒng)的軟件構(gòu)成

繼電保護故障診斷的程序主要是利用計算機對電力系統(tǒng)中各種故障進行模擬，通過故障量的分析檢測進行保護動作行為，同時輸出系統(tǒng)內(nèi)的保護動作情況。其組成部分主要分為兩部分，分別是程序和數(shù)據(jù)庫。其中數(shù)據(jù)庫有電網(wǎng)一次系統(tǒng)圖、原件參數(shù)和繼電保護定值庫。程序部分主要包括模擬故障計算程序、保護動作行為判斷以及報告輸出等。繼電保護故障分析處理系統(tǒng)的軟件構(gòu)成中，模擬故障計算程序作為仿真系統(tǒng)的核心，主要擔(dān)任各種故障的模擬以及對系統(tǒng)內(nèi)每條線的保護測量值進行計算。而模擬計算出的結(jié)果通過與繼電保護定值比較，進而判斷保護的動作行為。例如對阻抗、電壓和電流的判斷，系統(tǒng)需要進行分段判斷，從第一段開始，如果第一段出現(xiàn)保護動作，則終止下一段的判斷，反之則繼續(xù)下一段的判斷，并以此類推。最后的輸出報告需要在電網(wǎng)的一次結(jié)構(gòu)圖上標(biāo)明保護動作的具體情況，從而使工作人員對電網(wǎng)的故障點，故障類型以及保護動作的時間、類型能夠更加詳細的了解。

3.3 建立繼電保護故障分析處理系統(tǒng)的硬件平臺設(shè)計模型

電網(wǎng)硬件平臺結(jié)構(gòu)知識是故障信息分析處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。專家系統(tǒng)的工作效率和通用性能直接受到硬件表示方法的影響，有效的設(shè)計電網(wǎng)硬件平臺結(jié)構(gòu)，能夠促進繼電保護故障分析處理系統(tǒng)的開發(fā)和利用，開發(fā)人員根據(jù)多層次的框架結(jié)構(gòu)，使得復(fù)雜的內(nèi)容清晰化，從而更加有利于相關(guān)工作人員對電網(wǎng)運行過程中出現(xiàn)的復(fù)雜故障的處理。電力系統(tǒng)具有明顯的層次性，即發(fā)電系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)以及用電系統(tǒng)共同組成了電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層拓撲關(guān)系。所以，在對電網(wǎng)故障點進行測量、分析、保護的過程中，必須遵守電力系統(tǒng)的層次性關(guān)系，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)層拓撲關(guān)系知識、廠站層拓撲關(guān)系知識以及設(shè)備的屬性知識等進行有效的故障診斷和恢復(fù)處理，使繼電保護系統(tǒng)更加智能化與一體化。

4 結(jié)束語

繼電保護故障分析處理系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，使得電力系統(tǒng)的故障分析和處理更加的智能化，確保了繼電保護的有效性。使得繼電保護能夠根據(jù)電網(wǎng)的實際運行情況進行實時的檢測，一旦發(fā)生故障，能夠迅速做出反應(yīng)，進行故障切除，降低電網(wǎng)損失。目前，隨著科技的發(fā)展，應(yīng)該加大繼電保護故障分析處理系統(tǒng)的研發(fā)，使之不斷升級，從而滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需求。

參考文獻

[1]胡居浩.芻議繼電保護故障信息智能分析方案及應(yīng)用[J].電子世界，2013（22）：36+37.