電力系統(tǒng)的運行及故障分析

陳海學

摘 要：電力系統(tǒng)已經(jīng)成了一個網(wǎng)絡體系，電力系統(tǒng)的正常運行保障著人們的日常生活的有序進行，電力系統(tǒng)的正常運行與工業(yè)、農(nóng)業(yè)發(fā)展以及人們?nèi)粘Ｉ疃济芮邢嚓P。文章分析了電力系統(tǒng)運行的可靠性以及系統(tǒng)運行的故障，最后對解決故障的方法進行探究，希望能夠為解決電力運行故障提供一些有力的科學依據(jù)。

關鍵詞：電力系統(tǒng)運行；可靠性；故障分析

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）32-0101-02

電力系統(tǒng)的正常運行保障著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，也和人們的日常生活息息相關，在我國南方，工礦企業(yè)較多，對電力的需求，在日常的生產(chǎn)生活中更是意義重大。因此對電力系統(tǒng)運行的故障要及時發(fā)現(xiàn)及時解決，對保障我國南方居民和生產(chǎn)具有重要的作用。以我國南方電網(wǎng)為例，根據(jù)電網(wǎng)運行中故障出現(xiàn)的原因采取必要的措施，以預防故障的再發(fā)生。電力系統(tǒng)的安全可靠運行對南方經(jīng)濟的發(fā)展起著重要的促進作用。

1 電力系統(tǒng)的運行故障分類及產(chǎn)生的原因分析

1.1 系統(tǒng)的正常運行

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，作為能源之一的電力，成為工業(yè)企業(yè)發(fā)展的必需資源之一，作為提供能源的電力系統(tǒng)，其是否能夠持續(xù)、穩(wěn)定的提供電能，是保證地方經(jīng)濟發(fā)展的關鍵。充分保證電力系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運行，是保證經(jīng)濟發(fā)展的重點。為了保證電力系統(tǒng)運行的可靠性，對電力系統(tǒng)中的各個元件、設備要進行必要的定期檢測與更新?；驗榱吮ＷC電力系統(tǒng)的正常運行，需要保證電力系統(tǒng)的基本運行，只有電力系統(tǒng)能夠正常運行，電力系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定與可靠，才能夠滿足電力的基本需要。目前在我國福建電網(wǎng)與華東電網(wǎng)已經(jīng)實現(xiàn)了互聯(lián)，形成了一個更加穩(wěn)定、更加可靠和更經(jīng)濟的電力運行系統(tǒng)。

1.2 電力系統(tǒng)故障產(chǎn)生原因

由于我國的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡龐大，且南方電力系統(tǒng)由于地域及經(jīng)濟發(fā)展的原因，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)密度較大，結(jié)構(gòu)復雜，并且逐年呈現(xiàn)擴大的趨勢。在逐漸發(fā)展擴大的南方電力系統(tǒng)中，一些不足及運行中的故障也時有發(fā)生，且呈現(xiàn)上升的趨勢。由于電力設備絕緣材料的老化或外皮受損，就可能引起電力故障。在運行的過程中，一些操作人員的誤操作也會引起一些故障。這些情況都給龐大的電力系統(tǒng)的安全運行帶來了新問題。例如，在運行過程中，由于供電點密集，供電量過大，時常出現(xiàn)電壓不穩(wěn)的現(xiàn)象，久而久之，就有可能導致發(fā)電機組發(fā)生故障。變電所中有著不同電壓的配電裝置——電力變壓器，這些環(huán)節(jié)的任何一個失誤都會引起電力故障的發(fā)生。

1.3 常見的電力系統(tǒng)故障

龐大的電力系統(tǒng)中，由于眾多因素，從而導致了發(fā)電機組發(fā)生故障，以及輸電線路的故障，因而引起全廠、全所停電的現(xiàn)象也時有發(fā)生。電力系統(tǒng)故障常見的有發(fā)電機組故障以及輸電線路故障。其中發(fā)電機組故障還包括電壓表無指示、振動大等故障；輸電線路故障主要有輸電線路運行的故障，如雷擊跳閘事件、外力破壞導致的線路斷開、鳥類長期棲息糞便堆積導致線路損害事件、線路覆冰以及輸電導線日久出現(xiàn)的斷股、損傷現(xiàn)象導致的故障等。在電力系統(tǒng)中，變電所是集變換電壓、功率以及匯集、分配電能的主要場所，變電所作為電力系統(tǒng)管理的分支單位，分布在各個區(qū)局。變電所故障還包括直流系統(tǒng)接地故障以及電容器的故障等，還容易出現(xiàn)斷路器故障、避雷器故障。其中最為嚴重的故障是母線故障，一旦母線出現(xiàn)故障，容易引起全廠或者全所停止供電，同時還會破壞電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。

2 電力系統(tǒng)故障特征及解決措施

2.1 電力系統(tǒng)故障的基本特征

電力系統(tǒng)出現(xiàn)的基本故障有電流增大，即連接短路點與電源電氣設備中的電流增大，電壓下降，而且距故障點的電氣距離越近，電壓下降越嚴重，甚至降為零。在處理電力系統(tǒng)故障時主要從系統(tǒng)確定故障區(qū)域開始分析，從被分析區(qū)域的某些檢測量中得到故障征兆信息，通過對這些信息的分析處理來確定故障的具體位置，隔離查找出故障元件網(wǎng)絡，和沒有出現(xiàn)故障的元件網(wǎng)絡，通過對故障前后的系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)差異來區(qū)分，可以辨別出一些簡單故障或者是的出發(fā)生故障的元件。

2.2 故障處理的一般原則

電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，值班人員要及時準確地查明原因，并且迅速上報和做出記錄，得到指示后正確執(zhí)行調(diào)令，在處理故障時要迅速查找并排除故障，解除事故對人身和設備的威脅，盡量保持設備繼續(xù)運行，不會引起停電。在事故控制室只能是與排除故障相關的領導人員和工作人員，清醒冷靜的處理故障，并且與上級調(diào)度隨時保持聯(lián)系。事故完結(jié)后要總結(jié)經(jīng)驗，記錄事故發(fā)生的原因，處理過程及處理結(jié)果。以供其它調(diào)度人員學習，出現(xiàn)此類似狀況時可以采取同樣的方法。

3 電力系統(tǒng)可靠性運行的措施

3.1 運用繼電器保護

為了有效控制與避免電力系統(tǒng)的異常斷電和故障，在電力系統(tǒng)中安裝了繼電器，主要作用是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，繼電器保護系統(tǒng)能夠及時減少或避免由于瞬間停電引起的損失。繼電保護系統(tǒng)裝置是一種近年來保證供電系統(tǒng)持續(xù)供電的一種自動化的裝置，作用類似于防衛(wèi)兵，能夠有效持續(xù)地為暫時停電轉(zhuǎn)換供電途徑，并緊急報警，還能夠及時提供故障信息以及故障區(qū)域信息。

3.2 保證電力系統(tǒng)直流電源可靠性

在工作過程中，電力系統(tǒng)的高頻開關電源主要具有安全可靠性，且能夠抗干擾抑制電磁。為了應急，在供電系統(tǒng)中還需要加強對蓄電池的使用及管理工作。適宜選用那些不滲漏酸液，或者是密封較好、封閉嚴密程度高的閥控式的鉛酸蓄電池。為了保證電力系統(tǒng)直流電源的持續(xù)穩(wěn)定高效的供電，要堅持維護蓄電池，每年要定期進行蓄電池的保養(yǎng)與維護，定期進行檢查測試。提高直流電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行。

4 電力系統(tǒng)故障分析方法的探究

隨著電力系統(tǒng)調(diào)度自動化水平的不斷提高，通過對電力系統(tǒng)故障的深入研究，也可能使各種報警信息通過各變電所的遠程終端裝置（RTU），傳送到各級電網(wǎng)調(diào)度中心，利用這些信息就能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)故障進行診斷。電力系統(tǒng)故障的仿真系統(tǒng)模擬如圖1所示，以及分析和模擬培訓，提高調(diào)度人員對技術水平，也可以使調(diào)度人員及時對電力系統(tǒng)故障做出迅速準確的判斷。

4.1 專家系統(tǒng)

利用專家推理方法的計算機模型來解決問題，專家系統(tǒng)是一個具有大量專門知識和經(jīng)驗的計算機程序系統(tǒng)，通過在線監(jiān)測并進行數(shù)據(jù)采集、存貯，然后傳送到診斷運行中心，通過專家系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理和分析診斷，診斷后的結(jié)果會通過自動化系統(tǒng)轉(zhuǎn)戰(zhàn)回復給故障現(xiàn)場，現(xiàn)場根據(jù)回復的信息及時對故障進行處理。

4.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡

人工神經(jīng)網(wǎng)絡是通過模擬人類神經(jīng)系統(tǒng)對信息的傳輸和處理的方式，對電力自動化系統(tǒng)收集到的信息進行處理的一種人工智能技術。對電力系統(tǒng)中的故障采用不同的故障組合，通過對樣本的分析，用神經(jīng)元來對變電站故障分析的方法，和專家系統(tǒng)故障診斷相比，不用面臨知識庫構(gòu)造等難題，只要有了完備的樣本，就能診斷。

4.3 遺傳算法

合理采用信息，運用遺傳算法進行分層信息故障分析。這是一種新發(fā)展起來的優(yōu)化算法，是目前解決高難度問題時常使用的新方法，是一種新思路，模擬了達爾文的遺傳選擇和自然淘汰的生物進化過程的進化規(guī)則，運用到對電力系統(tǒng)故障的分析上來，用遺傳算法的概率能推算全局的方式，用較少的時間就能分析出系統(tǒng)的故障。

5 結(jié) 語

經(jīng)濟的發(fā)展對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有了更高的要求，如何保證供電系統(tǒng)的安全運行，保證工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的正常發(fā)展不受電力故障的影響，這就要求不斷總結(jié)電力系統(tǒng)運行的經(jīng)驗，對電力系統(tǒng)要建立相關的嚴格制度，及時有效的排查安全隱患，解決出現(xiàn)的電力故障。對于電力系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的故障要事先采取措施預防，在實際工作中運用多種檢測方法，準確地對故障進行分析定位，盡量避免故障的發(fā)生，保障電力系統(tǒng)的安全運行，也保障著社會各行業(yè)的工作順利進行。促進社會工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，為人們的日常生活提供有力的保障。

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