電力系統(tǒng)繼電保護及故障檢測方法研究

徐權章

【摘要】隨著我國經濟的快速發(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)繼電保護與故障檢測主要指針對電力系統(tǒng)進行自動監(jiān)測，同時做好對電力系統(tǒng)的控制與保護，屬于電力系統(tǒng)安全性保護的重要系統(tǒng)設施。繼電保護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。

【關鍵詞】電力系統(tǒng) 繼電保護 故障檢測方法

一、電力系統(tǒng)繼電保護常見故障

繼電保護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。繼電保護設備的電流、電壓信息可以為監(jiān)測系統(tǒng)提供一定的指導和幫助。通常情況下，為了避免故障的擴大、降低故障帶來的損失，需要在故障發(fā)生時就進行保護。電力系統(tǒng)中常見的故障有：

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

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

（3）繼電器保護設備發(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，有關方面應注重對脫口設備的操作，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。且相應的還得建立一個小電流接地系統(tǒng)的數(shù)學模型，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故障支路。

（三）綜合故障分析系統(tǒng)的繼電保護和檢測方法

將危機保護裝置進行網絡化，使得繼電保護之中關鍵裝置的每一點均可以實行縱聯(lián)串聯(lián)及差動保護，且還得給系統(tǒng)之中的主站進行相應的協(xié)調管理提供一個數(shù)據(jù)處理、上傳及通訊等通信的支持。且還得要依據(jù)繼電保護裝置反應的保護安裝處的電氣量，實施檢測可以及時的將故障的位置、性質、原因及相應的參數(shù)找出來，立即的向系統(tǒng)之中的保護裝置發(fā)出命令，精確的將出現(xiàn)故障的設備及元件查找出來，最大限度之上降低發(fā)生故障時候的經濟損失，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)可使保護設備及故障錄波設備時鐘同步，從而為監(jiān)控設備提供準確的數(shù)據(jù)，經過智能化處理，實現(xiàn)設備間數(shù)據(jù)的安全傳輸。為了保證測距的準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。繼電保護裝置檢查標準：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；二次設備的接地端應可靠接地；裝置及周圍地面干凈、整潔，無雜物；電氣設備在運行中不得解除繼電保護。

（二）繼電保護與檢測方法

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

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

（3）人工神經網絡繼電保護與故障檢測方法。人工神經網絡技術具有自組織、自學習、自適應等能力，且還能夠實現(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)各個設備的保護。

（4）變電站綜合自動化繼電保護與故障檢測方法。變電站綜合自動化繼電保護與故障檢測措施主要是將自動控制系統(tǒng)、計算機信息采集系統(tǒng)和處理、網絡通信系統(tǒng)等多個技術綜合在一起進行電力系統(tǒng)保護，包含測量功能、信號功能、保護功能、控制功能、計費功能、繼電保護功能、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，同時還能夠實現(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行記錄。實現(xiàn)利用通信網絡針對變電站整體協(xié)調問題和功能單一問題等進行處理，將其分割成各個獨立的裝置，同時滿足資源共享、遠方控制與信息共享等變電站集成自動化。

四、結語

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

參考文獻：

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