電力系統繼電保護及故障檢測方法

武改萍

【摘?要】目前，在我國社會城市發展中，現代化建設水平不斷提高，人們對電力能源的使用要求和使用量逐漸提高。為了保證電力系統運行的穩定性，需要加強繼電保護裝置的穩定運行和故障檢測，從而提高整個系統的運行效率。基于此，主要介紹了我國電力系統中繼電保護，分析了常見的故障問題，從而提出有效的創新檢測方法。

【關鍵詞】電力系統;繼電保護;參照法;分段法

引言

在電力系統運行的過程中經常容易發生的故障，就是單相線路的短路，而兩相線路和三相線路在運行的過程中也會經常發生短路的故障，在發生短路故障的時候，電力系統中的繼電保護就可以很好的保證電力系統的穩定運行，而故障檢測則可以準確的判斷出短路故障的發生位置，從而及時的進行維修處理，恢復電力系統的運行。

1電力系統繼電保護分析

1.1電力系統繼電保護的概念

在我國城市發展和運行過程中電力系統十分重要，確保電力系統穩定使用的關鍵是繼電保護裝置功能的實現。在電力系統中使用繼電保護裝置，可以在短時間內找到故障的具體位置和原因，還能對障礙做出有效的處理措施。當系統發生故障時，可以向工作人員發出指令信號，從而為技術人員的障礙處理提供重要幫助。

1.2繼電保護原理

繼電保護裝置在電力系統中可以為系統的穩定運行和安全使用提供重要保證。繼電保護裝置主要包括數據的測量、邏輯的判斷、執行模塊。這幾部分在這整個系統中具有重要的作用，相互之間需要協調配合，從而保證系統的運行安全性和可靠性。測量就是收集設備運行中的大量數據和資料，之后實現信號的轉換。邏輯功能就是對收集的數據信息進行處理，通過對應的機損和分析，根據固定的原理將其按照邏輯框圖的組成進行分析。其中，主要涉及到電流、電壓與斷路器等相關裝置，滿足邏輯的思維之后，就可以實現保護裝置的使用。執行模塊作為整個系統的保護出口。在發生保護動作之后會及時發出跳閘、和開關等指令，從而確保控制故障，防止出現更加嚴重的系統障礙問題。

1.3繼電保護的重要性

在電力系統運行的過程中安全與穩定是系統運行的主要原則，但是電力系統在實際運行的過程中有外界的影響和設備的損耗，系統中不同電力設備安全性能就會產生一定的下降，從而給電力系統的運行埋下安全隱患。在設備出現性能故障的時候，電力系統中的繼電保護裝置就可以發揮作用，根據設備發生故障的線路，快速的斷開有關的設備連接，從而避免其他的電力設備受到一定的影響，將電力設備的故障影響范圍控制到最小，并且很好的保障了電力系統的運行安全。在繼電保護與故障檢測工作開展中，不僅可以對常規的電力設備進行保護與檢測，并且可以對濾波設備進行重復的檢測，從而有效的保障了不同電力設備的運行安全。在設備出現故障之后，電力系統中的檢測系統會快速的檢測出故障性質和位置，提高維修人員的工作效率。

2電力系統中繼電保護的故障分析

2.1繼電保護元件的問題

在繼電保護設備工作的過程中自身也會出很多的故障，其中繼電設備的組成元件質量對繼電保護裝置的運行會產生較大的影響。比如說保護元件的制作精度、元件的性能、晶體管的質量和電阻的性能等，在實際運行的過程中由于沒有達到電力系統的標準要求，從而導致跳閘情況的出現。

2.2高溫產生的故障

在繼電保護設備運行的過程中經常由于一些設備的高溫，從而導致繼電元件發生了損壞。比如說繼電保護設備中的電壓互感器二次側故障，就是由于局部的電路發生了溫度過高，導致了該故障的發生。

2.3隱形故障

在電力系統運行的過程中一旦出現了大面積的停電，或者很多處線路出現了電力故障，而繼電保護設備卻沒有及時的跳閘。

3電力系統中常見故障的檢測研究

在電力系統發生了單相短路故障的時候，由于短路造成了電力回路的電阻值降低，并且短路位置的前支路與后支路，之間的電流、電壓都會產生很大的變化，并且有回路發生了一定的變化，因此該短路位置周邊的電力磁場也會產生一定的變化。在短路位置檢測確定的過程中就可以利用電場和磁場的變化進行判斷。

3.1小電流接地檢測

我們以常用的10kV電力系統為例，對五處的支路進行短路故障的檢測。在檢測之前首先需要測量到正常的電場與磁場的數據信息，并且建立正常運行的標準數據。然后在檢測故障位置數據信息，將故障點的數據信息記錄下來。沒有發生故障的線路中容性電流于電壓產生一定的差距，并且零序的功率是負值。在檢測發生故障線路的時候，發現了短路之前的零序電壓落后電流一定的數值，而短路之后的零序電壓超出了電流一定的數值。從而我們就可以基本判斷出故障點，并對發生短路故障的線路進行及時的處理，保障電力系統的運行安全。

3.2磁場與電場的檢測

在電力線路中一旦發生了單相斷路的故障，那么在短路的位置就會產生不一樣的電池與磁場，在不考慮電場與磁場之間發生互感的情況下，要對發生短路故障的位置進行確定，就可以利用相關的設備對線路周邊的磁場進行探測，在探測的過程中利用諧波電流作為檢測信號，從而快速的確定出故障發生的位置，及時有效的進行故障的排除。

4電力系統繼電保護與檢測方法的創新應用研究

4.1網絡化的故障檢測與繼電保護分析

隨著信息技術的快速發展，建設智能自動化的電力系統，已經成為了電網發展的必然趨勢。在電力系統運行保護的過程中可以建立網絡化檢測保護平臺，就是說將繼電保護設備中的主要設備利用串聯或者是并聯的方式進行差動連接，最后統一的接入到主站進行管理。在故障信息檢測和處理的過程中可以為其構建信息的上傳、處理和通信，從而很好的提高故障檢測工作的質量與效率。

4.2人工神經網絡的技術應用

人工神經網絡是目前一種先進的網絡處理技術，將其應用到電力系統的繼電保護與故障檢測中，可以通過人工神經網絡系統的學習、適應、總結等優勢的發揮，從而將電力系統中的經常出現了電力故障和發生故障的位置原因，進行數據的收集整理，最后形成一個故障預判的預警體系。在人工神經網絡使用的過程中可以對三相短路、兩相短路、單相短路、隱形故障等進行準確的判斷，并進行及時的處理。

4.3自適應的控制系統構建

所謂的自適應繼電保護與古扎檢測，就是說可以對電力系統的實施運行狀態進行一個自動適應的管理控制。隨著電力系統的運行峰值的變化，自適應系統可以及時的調整繼電保護的范圍，以及對應區域內故障的檢測，從而不斷的提高電力系統的運行可靠性。

5結束語

綜上所述，電力系統在運行期間，很容易受到客觀因素影響出現安全隱患，破壞電力設備安全的同時，影響到供電質量。在現代化技術支持下，通過電力系統繼電保護及故障檢測方法可以及時挖掘故障隱患，推動電力系統繼電保護及故障檢測技術自動化、數字化和智能化發展，選擇網絡化管理法、自適應法和人工神經網絡法，可以及時排除故障，確保電力系統安全穩定運行。

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（作者單位：國網太原供電公司）