電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及故障檢測(cè)分析

宋浩銓

國(guó)網(wǎng)商丘供電公司

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及故障檢測(cè)分析

宋浩銓

國(guó)網(wǎng)商丘供電公司

電力系統(tǒng)規(guī)模不斷加大，目前全國(guó)將近有兩萬(wàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)相應(yīng)變電站或發(fā)電廠。這么龐大的系統(tǒng)安全穩(wěn)定性及運(yùn)行質(zhì)量特別重要，繼電保護(hù)就是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的裝置。電力系統(tǒng)容易發(fā)生故障，最常見的故障為單相短路故障，其次還有兩相短路、三相短路、短路、過(guò)電壓、過(guò)負(fù)荷等。繼電保護(hù)裝置和檢測(cè)系統(tǒng)能夠確定故障類型，并自動(dòng)進(jìn)行故障切除或給運(yùn)行人員發(fā)出警告，對(duì)電力系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行有效保護(hù)，不至于因某處發(fā)生故障而影響其他線路的可靠運(yùn)行，從而保證了電力系統(tǒng)供電的持續(xù)性。

電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；故障檢測(cè)

在新時(shí)代的電力系統(tǒng)中，除技術(shù)工作之外最主要的工作就是電力系統(tǒng)的管理工作，而管理工作中最主要的是電力系統(tǒng)運(yùn)行安全問(wèn)題的管理，繼電保護(hù)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的最重要保障之一，而對(duì)于繼電保護(hù)系統(tǒng)中所存在的故障解析以及處理則成為了當(dāng)前電力系統(tǒng)安全管理中的主要工作。

1 繼電保護(hù)原理及作用

繼電保護(hù)的基本原理是：通過(guò)PT、CT等設(shè)備在故障時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)(電流、電壓、相角等)，與保護(hù)設(shè)定時(shí)的參數(shù)進(jìn)行比較，根據(jù)它們之間的差值，按照邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行判別，進(jìn)而發(fā)出警告信號(hào)或通過(guò)控制回路跳開相應(yīng)斷路器。繼電保護(hù)系統(tǒng)可以起到自動(dòng)、快速、選擇地將故障設(shè)備、線路切除的作用，保證其他非故障線路的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，減少對(duì)事故設(shè)備及線路的損害，遏制不安全事故的發(fā)生。

2 電力繼電保護(hù)故障的檢測(cè)

2.1 識(shí)別故障支路和故障接地

小電流接地故障發(fā)生后，將會(huì)出現(xiàn)一段比較明顯的暫態(tài)過(guò)程，可通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型獲得故障發(fā)生一段時(shí)間內(nèi)的電流或電壓波形，并測(cè)量出電流的畸變量，然后對(duì)接地點(diǎn)的電壓或電流信號(hào)進(jìn)行小波變換，從而得到頻譜圖像；最后分析出電流特征量和故障頻帶特征值，從而在不影響電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，對(duì)故障線路和故障點(diǎn)進(jìn)行確定。小波變化方法有一定局限性，實(shí)際應(yīng)用中可以與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、蟻群算法等結(jié)合，以保證故障檢測(cè)的高效性，從而準(zhǔn)確地確定故障類型。

2.2 綜合故障分析系統(tǒng)的繼電保護(hù)和檢測(cè)方法

將危機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化，使得繼電保護(hù)之中關(guān)鍵裝置的每一點(diǎn)均可以實(shí)行縱聯(lián)串聯(lián)及差動(dòng)保護(hù)，且還得給系統(tǒng)之中的主站進(jìn)行相應(yīng)的協(xié)調(diào)管理提供一個(gè)數(shù)據(jù)處理、上傳及通訊等通信的支持。且還得要依據(jù)繼電保護(hù)裝置反應(yīng)的保護(hù)安裝處的電氣量，實(shí)施檢測(cè)可以及時(shí)的將故障的位置、性質(zhì)、原因及相應(yīng)的參數(shù)找出來(lái)，立即的向系統(tǒng)之中的保護(hù)裝置發(fā)出命令，精確的將出現(xiàn)故障的設(shè)備及元件查找出來(lái)，最大限度之上降低發(fā)生故障時(shí)候的經(jīng)濟(jì)損失，充分的加大系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性及可靠性。

3 繼電保護(hù)故障維修技術(shù)

3.1 替換法

顧名思義，替換法就是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的可替換元件出現(xiàn)故障或損壞時(shí)，可利用同樣的正常元件將故障元件替換下來(lái)，并故障查找范圍縮小的同時(shí)也能夠保證該系統(tǒng)的正常運(yùn)行。該方法是在對(duì)自動(dòng)化保護(hù)裝置內(nèi)部故障處理及排除時(shí)常見的、最簡(jiǎn)單的維修方法。

3.2 對(duì)照法

對(duì)照法將非正常的設(shè)備與正常設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行分析對(duì)照，從不同的地方找出異常設(shè)備的故障源。對(duì)照法主要應(yīng)用于對(duì)已認(rèn)為的接線錯(cuò)誤進(jìn)行排查，但在校驗(yàn)定值時(shí)出現(xiàn)預(yù)想值與測(cè)試值的對(duì)比出入過(guò)大，從而無(wú)法準(zhǔn)確斷定出現(xiàn)故障的原因。此外，在進(jìn)行設(shè)備更換與回路改造后，出現(xiàn)二次接線不能及時(shí)并正確恢復(fù)時(shí)，可以對(duì)同類的接線設(shè)備進(jìn)行參照，可以通過(guò)同一只表計(jì)測(cè)量在其他回路繼電器中的應(yīng)用來(lái)進(jìn)行比較。

3.3 短接法

短接法是指故障檢測(cè)人員利用短接線將電路中的某一段回路采用短接形式，將故障范圍鎖定后進(jìn)行排除。如果故障不在該短接范圍內(nèi)，則依舊采用該方法在其他回路短使用，通過(guò)進(jìn)一步縮小范圍來(lái)準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)的具體位置，最終達(dá)到清楚故障的目的。由于短接法受到電路條件的限制，因此方法主要用于對(duì)繼電器切換不運(yùn)作等故障的排除。

3.4 逐項(xiàng)拆除法

逐項(xiàng)排除法是指通過(guò)將聯(lián)合在一塊的二次回路按照順序一一進(jìn)行脫開，接著再依次放回，如果此時(shí)出現(xiàn)故障，則說(shuō)明了故障的具體位置。這種方法常用于直流接地的排查，還用于交流電源其熔絲無(wú)法放置等一些故障中。以直流接地的故障為例，可以先通過(guò)拉路法，依照電源負(fù)荷的主要特性，將直流屏供應(yīng)的直流負(fù)荷中的各個(gè)回路進(jìn)行短時(shí)拉開，尤其注意切斷的時(shí)間不能超過(guò)3s，當(dāng)某一回路被切除且故障也消失時(shí)，則表明該回路是出現(xiàn)故障的根源。此外，再通過(guò)對(duì)拉路法的進(jìn)一步運(yùn)用，準(zhǔn)確判定故障的支路，最后分別拆開接地支路電源端的端子，直至找出故障點(diǎn)為止。

4 提高電力系統(tǒng)繼電保護(hù)穩(wěn)定性的措施

4.1 提高相關(guān)人員綜合素質(zhì)

相關(guān)人員的綜合素質(zhì)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著直接影響，電力企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該要提高自身安全意識(shí)，積極為繼電保護(hù)工作人員創(chuàng)造更多學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，可以組織培訓(xùn)、講座等，也可以派遣相關(guān)工作人員外出學(xué)習(xí)，切實(shí)提高員工自身專業(yè)水平。此外，工作人員要對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本原理進(jìn)行深入了解，掌握基本的故障處理方法，保證能夠在第一時(shí)間應(yīng)對(duì)故障，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

4.2 嚴(yán)格把好產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)

產(chǎn)品的質(zhì)量對(duì)于繼電保護(hù)工作十分重要，在采購(gòu)相關(guān)裝置時(shí)，要對(duì)其使用范圍、壽命等進(jìn)行綜合考慮，以保證能夠有效提高繼電保護(hù)的效率。此外，繼電保護(hù)裝置通常會(huì)采用微電子技術(shù)，在此過(guò)程中不免會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，而其產(chǎn)生的電磁波會(huì)對(duì)整個(gè)裝置甚至是電力系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，因此，要在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，科學(xué)合理地對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，消除其內(nèi)部干擾，使其能夠在常規(guī)條件下正常工作。

綜上所述，繼電保護(hù)已涉及到電力系統(tǒng)的各主要環(huán)節(jié)。發(fā)電、輸電、變電、配電、小到設(shè)備的元件保護(hù)、達(dá)到設(shè)備以及輸電線路保護(hù)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度的不斷發(fā)展和提高，給繼電保護(hù)提出更加嚴(yán)峻的目標(biāo)和要求。繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要組成部分。具有十分重要的地位，是電力系統(tǒng)三防中重要防線之一，是保證系統(tǒng)安全、可靠穩(wěn)定運(yùn)行的堅(jiān)強(qiáng)后盾。

[1]于炳其.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障分析及故障點(diǎn)查找方法[J].科技展望，2016，(25)：94.

[2]馮磊.淺析電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及故障檢測(cè)[J].電子測(cè)試，2016，(12)：134+142.