電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及故障檢測方法

武改萍

【摘?要】目前，在我國社會城市發(fā)展中，現(xiàn)代化建設(shè)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(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，需要加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行和故障檢測，從而提高整個系統(tǒng)的運(yùn)行效率?；诖耍饕榻B了我國電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)，分析了常見的故障問題，從而提出有效的創(chuàng)新檢測方法。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);繼電保護(hù);參照法;分段法

引言

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中經(jīng)常容易發(fā)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(yùn)行的過程中也會經(jīng)常發(fā)生短路的故障，在發(fā)生短路故障的時候，電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)就可以很好的保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，而故障檢測則可以準(zhǔn)確的判斷出短路故障的發(fā)生位置，從而及時的進(jìn)行維修處理，恢復(fù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行。

1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)分析

1.1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念

在我國城市發(fā)展和運(yùn)行過程中電力系統(tǒng)十分重要，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定使用的關(guān)鍵是繼電保護(hù)裝置功能的實(shí)現(xiàn)。在電力系統(tǒng)中使用繼電保護(hù)裝置，可以在短時間內(nèi)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(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，可以向工作人員發(fā)出指令信號，從而為技術(shù)人員的障礙處理提供重要幫助。

1.2繼電保護(hù)原理

繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中可以為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和安全使用提供重要保證。繼電保護(hù)裝置主要包括數(shù)據(jù)的測量、邏輯的判斷、執(zhí)行模塊。這幾部分在這整個系統(tǒng)中具有重要的作用，相互之間需要協(xié)調(diào)配合，從而保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全性和可靠性。測量就是收集設(shè)備運(yùn)行中的大量數(shù)據(jù)和資料，之后實(shí)現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換。邏輯功能就是對收集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，通過對應(yīng)的機(jī)損和分析，根據(jù)固定的原理將其按照邏輯框圖的組成進(jìn)行分析。其中，主要涉及到電流、電壓與斷路器等相關(guān)裝置，滿足邏輯的思維之后，就可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的使用。執(zhí)行模塊作為整個系統(tǒng)的保護(hù)出口。在發(fā)生保護(hù)動作之后會及時發(fā)出跳閘、和開關(guān)等指令，從而確?？刂乒收?，防止出現(xiàn)更加嚴(yán)重的系統(tǒng)障礙問題。

1.3繼電保護(hù)的重要性

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中安全與穩(wěn)定是系統(tǒng)運(yùn)行的主要原則，但是電力系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行的過程中有外界的影響和設(shè)備的損耗，系統(tǒng)中不同電力設(shè)備安全性能就會產(chǎn)生一定的下降，從而給電力系統(tǒng)的運(yùn)行埋下安全隱患。在設(shè)備出現(xiàn)性能故障的時候，電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置就可以發(fā)揮作用，根據(jù)設(shè)備發(fā)生故障的線路，快速的斷開有關(guān)的設(shè)備連接，從而避免其他的電力設(shè)備受到一定的影響，將電力設(shè)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(tǒng)的運(yùn)行安全。在繼電保護(hù)與故障檢測工作開展中，不僅可以對常規(guī)的電力設(shè)備進(jìn)行保護(hù)與檢測，并且可以對濾波設(shè)備進(jìn)行重復(fù)的檢測，從而有效的保障了不同電力設(shè)備的運(yùn)行安全。在設(shè)備出現(xiàn)故障之后，電力系統(tǒng)中的檢測系統(tǒng)會快速的檢測出故障性質(zhì)和位置，提高維修人員的工作效率。

2電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的故障分析

2.1繼電保護(hù)元件的問題

在繼電保護(hù)設(shè)備工作的過程中自身也會出很多的故障，其中繼電設(shè)備的組成元件質(zhì)量對繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行會產(chǎn)生較大的影響。比如說保護(hù)元件的制作精度、元件的性能、晶體管的質(zhì)量和電阻的性能等，在實(shí)際運(yùn)行的過程中由于沒有達(dá)到電力系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，從而導(dǎo)致跳閘情況的出現(xiàn)。

2.2高溫產(chǎn)生的故障

在繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行的過程中經(jīng)常由于一些設(shè)備的高溫，從而導(dǎo)致繼電元件發(fā)生了損壞。比如說繼電保護(hù)設(shè)備中的電壓互感器二次側(cè)故障，就是由于局部的電路發(fā)生了溫度過高，導(dǎo)致了該故障的發(fā)生。

2.3隱形故障

在電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中一旦出現(xiàn)了大面積的停電，或者很多處線路出現(xiàn)了電力故障，而繼電保護(hù)設(shè)備卻沒有及時的跳閘。

3電力系統(tǒng)中常見故障的檢測研究

在電力系統(tǒng)發(fā)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(chǎn)生很大的變化，并且有回路發(fā)生了一定的變化，因此該短路位置周邊的電力磁場也會產(chǎn)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(jìn)行判斷。

3.1小電流接地檢測

我們以常用的10kV電力系統(tǒng)為例，對五處的支路進(jìn)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(shù)據(jù)信息，并且建立正常運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。然后在檢測故障位置數(shù)據(jù)信息，將故障點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息記錄下來。沒有發(fā)生故障的線路中容性電流于電壓產(chǎn)生一定的差距，并且零序的功率是負(fù)值。在檢測發(fā)生故障線路的時候，發(fā)現(xiàn)了短路之前的零序電壓落后電流一定的數(shù)值，而短路之后的零序電壓超出了電流一定的數(shù)值。從而我們就可以基本判斷出故障點(diǎn)，并對發(fā)生短路故障的線路進(jìn)行及時的處理，保障電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

3.2磁場與電場的檢測

在電力線路中一旦發(fā)生了單相斷路的故障，那么在短路的位置就會產(chǎn)生不一樣的電池與磁場，在不考慮電場與磁場之間發(fā)生互感的情況下，要對發(fā)生短路故障的位置進(jìn)行確定，就可以利用相關(guān)的設(shè)備對線路周邊的磁場進(jìn)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(fā)生的位置，及時有效的進(jìn)行故障的排除。

4電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與檢測方法的創(chuàng)新應(yīng)用研究

4.1網(wǎng)絡(luò)化的故障檢測與繼電保護(hù)分析

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，建設(shè)智能自動化的電力系統(tǒng)，已經(jīng)成為了電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。在電力系統(tǒng)運(yùn)行保護(hù)的過程中可以建立網(wǎng)絡(luò)化檢測保護(hù)平臺，就是說將繼電保護(hù)設(shè)備中的主要設(shè)備利用串聯(lián)或者是并聯(lián)的方式進(jìn)行差動連接，最后統(tǒng)一的接入到主站進(jìn)行管理。在故障信息檢測和處理的過程中可以為其構(gòu)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(zhì)量與效率。

4.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)應(yīng)用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是目前一種先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)處理技術(shù)，將其應(yīng)用到電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)與故障檢測中，可以通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)、適應(yīng)、總結(jié)等優(yōu)勢的發(fā)揮，從而將電力系統(tǒng)中的經(jīng)常出現(xiàn)了電力故障和發(fā)生故障的位置原因，進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集整理，最后形成一個故障預(yù)判的預(yù)警體系。在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，并進(jìn)行及時的處理。

4.3自適應(yīng)的控制系統(tǒng)構(gòu)建

所謂的自適應(yīng)繼電保護(hù)與古扎檢測，就是說可以對電力系統(tǒng)的實(shí)施運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行一個自動適應(yīng)的管理控制。隨著電力系統(tǒng)的運(yùn)行峰值的變化，自適應(yīng)系統(tǒng)可以及時的調(diào)整繼電保護(hù)的范圍，以及對應(yīng)區(qū)域內(nèi)故障的檢測，從而不斷的提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。

5結(jié)束語

綜上所述，電力系統(tǒng)在運(yùn)行期間，很容易受到客觀因素影響出現(xiàn)安全隱患，破壞電力設(shè)備安全的同時，影響到供電質(zhì)量。在現(xiàn)代化技術(shù)支持下，通過電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及故障檢測方法可以及時挖掘故障隱患，推動電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及故障檢測技術(shù)自動化、數(shù)字化和智能化發(fā)展，選擇網(wǎng)絡(luò)化管理法、自適應(yīng)法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，可以及時排除故障，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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（作者單位：國網(wǎng)太原供電公司）