電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及故障檢測方法研究

徐權(quán)章

【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市規(guī)模也逐漸增大，各地區(qū)電力系統(tǒng)規(guī)模也日益增大，導(dǎo)致電力系統(tǒng)所需要處理的故障問題也逐漸增多，難以確保電力系統(tǒng)正常運行。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與故障檢測主要指針對電力系統(tǒng)進(jìn)行自動監(jiān)測，同時做好對電力系統(tǒng)的控制與保護(hù)，屬于電力系統(tǒng)安全性保護(hù)的重要系統(tǒng)設(shè)施。繼電保護(hù)及故障檢測能夠針對多類故障問題發(fā)出報警信號，并做出跳閘處理，確保降低故障對電力系統(tǒng)造成的損害，以提高電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng) 繼電保護(hù) 故障檢測方法

一、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)常見故障

繼電保護(hù)裝置通過測量線路中電壓、電流等電氣量的變化來選擇故障處理指令。繼電保護(hù)設(shè)備的電流、電壓信息可以為監(jiān)測系統(tǒng)提供一定的指導(dǎo)和幫助。通常情況下，為了避免故障的擴(kuò)大、降低故障帶來的損失，需要在故障發(fā)生時就進(jìn)行保護(hù)。電力系統(tǒng)中常見的故障有：

（1）繼電保護(hù)元件質(zhì)量問題引發(fā)的故障。系統(tǒng)出現(xiàn)故障的次數(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量有很大關(guān)系，其材料和元件的精度、質(zhì)量如果不能滿足要求，那么就會經(jīng)常出現(xiàn)誤動作，元件中晶體管、電阻性能差將會導(dǎo)致設(shè)備跳閘。

（2）高溫引起設(shè)備故障。繼電保護(hù)設(shè)備在運行中有時會出現(xiàn)高溫問題，如電壓互感器二次側(cè)故障將引起局部發(fā)熱。

（3）繼電器保護(hù)設(shè)備發(fā)生隱形故障。在一些比較重要的線路中發(fā)生大范圍的停電或故障問題，可能與繼電器隱藏的故障相關(guān)，有關(guān)方面應(yīng)注重對脫口設(shè)備的操作，防止隱形故障發(fā)生，從而保證電力系統(tǒng)安全可靠運行。

二、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)常見故障檢測方法

（一）利用空間的電磁場來探測單相接地故障的支路方法

在小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障的時候，接地點的無故障支路、后向支路及其前向支路的零序電流以及電壓所表現(xiàn)出來的特征是不同的。那么在這個時候周邊的電磁分布不會不同。所以，可以有效的利用零序電場及磁場來查找接地故障點。

（二）區(qū)別故障支路和故障相的方法

在小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障的時候，會發(fā)生一個涵蓋故障特征的顯現(xiàn)出來暫態(tài)的情況。且相應(yīng)的還得建立一個小電流接地系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，可以仿真在出現(xiàn)故障之前幾個周波的具體波形，那么就可以得到電力系統(tǒng)之中符合電流發(fā)生的瞬時畸變波形，再就是發(fā)生接地故障的時候，所出現(xiàn)時刻電流暫態(tài)信號進(jìn)行小波分解，最終得到故障之路三相電流能量時譜。之后就可以在出現(xiàn)故障之后，一個周波內(nèi)能量的小波能量在接地的過程之中選線選相判斷的根據(jù)。且可以直接性的通過查找故障時候的頻帶特征量以及負(fù)電荷電流提取的瞬時性特征，那么就可以實現(xiàn)系統(tǒng)在沒有故障干擾的時候，精確的查找并識別出來故障相機(jī)故障支路。

（三）綜合故障分析系統(tǒng)的繼電保護(hù)和檢測方法

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)鍵裝置的每一點均可以實行縱聯(lián)串聯(lián)及差動保護(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，實施檢測可以及時的將故障的位置、性質(zhì)、原因及相應(yīng)的參數(shù)找出來，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，最大限度之上降低發(fā)生故障時候的經(jīng)濟(jì)損失，充分的加大系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性及可靠性。

三、綜合故障分析系統(tǒng)

（一）系統(tǒng)功能

故障檢測系統(tǒng)可使保護(hù)設(shè)備及故障錄波設(shè)備時鐘同步，從而為監(jiān)控設(shè)備提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，經(jīng)過智能化處理，實現(xiàn)設(shè)備間數(shù)據(jù)的安全傳輸。為了保證測距的準(zhǔn)確度可采用雙端故障測距方法，提供數(shù)據(jù)交換接口，確保數(shù)據(jù)靈活、可靠。繼電保護(hù)裝置檢查標(biāo)準(zhǔn)：屏、盤、箱、柜等裝置上的各種電器、儀表、信號等元器件完整齊全，安裝端正；二次設(shè)備的接地端應(yīng)可靠接地；裝置及周圍地面干凈、整潔，無雜物；電氣設(shè)備在運行中不得解除繼電保護(hù)。

（二）繼電保護(hù)與檢測方法

（1）網(wǎng)絡(luò)化繼電保護(hù)與故障檢測方法。繼電保護(hù)裝置是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要設(shè)備，為了確保繼電保護(hù)個主要設(shè)備的保護(hù)裝置的可靠性，可以實施微機(jī)保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)化，實現(xiàn)對保護(hù)裝置的差動和縱聯(lián)串聯(lián)保護(hù)。微機(jī)保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)化主要是由主站進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)和管理，如提供數(shù)據(jù)通信與處理等支持，同時還能夠保護(hù)繼電保護(hù)裝置安裝處的電氣量，判斷出故障位置、故障參數(shù)、故障性質(zhì)和故障原因等，繼而快速準(zhǔn)確的切除故障元件，提高電力系統(tǒng)和繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全性和可靠性。

（2）自適應(yīng)控制繼電保護(hù)與故障檢測方法。采用自適應(yīng)控制保護(hù)系統(tǒng)，主要是針對電力系統(tǒng)的運行方式變化和故障狀態(tài)變化等進(jìn)行檢測，同時可以根據(jù)實時變化狀態(tài)自動改變保護(hù)性能，確保能夠適應(yīng)電力系統(tǒng)各種轉(zhuǎn)臺變化，提高輸電線路距離保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)等電力系統(tǒng)響應(yīng)與繼電保護(hù)系統(tǒng)的系能，實現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性。

（3）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)與故障檢測方法。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有自組織、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)等能力，且還能夠?qū)崿F(xiàn)分布式信息存儲和并行處理，同時還能夠明確判斷出電力系統(tǒng)中發(fā)故障的方向，判斷出故障的類型，同時檢測出故障的距離，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)各個設(shè)備的保護(hù)。

（4）變電站綜合自動化繼電保護(hù)與故障檢測方法。變電站綜合自動化繼電保護(hù)與故障檢測措施主要是將自動控制系統(tǒng)、計算機(jī)信息采集系統(tǒng)和處理、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)等多個技術(shù)綜合在一起進(jìn)行電力系統(tǒng)保護(hù)，包含測量功能、信號功能、保護(hù)功能、控制功能、計費功能、繼電保護(hù)功能、緊急控制功能、故障錄波功能、RTU功能、維修狀態(tài)信息處理功能等，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的綜合化管理。變電站綜合自動化計算機(jī)系統(tǒng)能夠替代工作人員實現(xiàn)對數(shù)字化變電站的監(jiān)測，包含監(jiān)視、控制、操作、測量、記錄和統(tǒng)計分析，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)對故障狀態(tài)的監(jiān)視，針對故障問題及時發(fā)出報警信號，且能夠針對故障按照順序進(jìn)行記錄。實現(xiàn)利用通信網(wǎng)絡(luò)針對變電站整體協(xié)調(diào)問題和功能單一問題等進(jìn)行處理，將其分割成各個獨立的裝置，同時滿足資源共享、遠(yuǎn)方控制與信息共享等變電站集成自動化。

四、結(jié)語

為了保證電力系統(tǒng)供電的可靠性和持續(xù)性，必須樹立以檢測預(yù)防為主體、維修為輔的理念，對各種檢測方法進(jìn)行創(chuàng)新研究，還需要熟悉繼電保護(hù)的要點，并強(qiáng)化檢測和保護(hù)的管理，及時采取有效方法，盡快排除系統(tǒng)故障。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷曉光.綜述電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及故障檢測的方法[J].科技與企業(yè)，2013.