電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)及其關(guān)鍵問題分析

熊順芳

摘 要：隨著我國電力事業(yè)的快速發(fā)展，電網(wǎng)的規(guī)模不斷增大，在發(fā)展的過程中也碰到了各種各樣的技術(shù)難題。電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)就是在傳統(tǒng)技術(shù)無法滿足電力發(fā)展的情況下研究出來并進行推廣應(yīng)用的一種新型的檢測技術(shù)手段，通過將電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)和繼電保護技術(shù)等進行綜合應(yīng)用可以對保證電網(wǎng)設(shè)備的安全、穩(wěn)定運行起到非常重要的作用。

關(guān)鍵詞：電力故障；波形重現(xiàn)；關(guān)鍵問題

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）20-0029-02

在我國智能電網(wǎng)的保護系統(tǒng)中，繼電保護技術(shù)是對電網(wǎng)安全進行全面保障的第一道保護防線。當電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定情況或者故障的時候，如果反應(yīng)足夠可靠迅速，繼電保護技術(shù)可以有效地遏制電網(wǎng)系統(tǒng)運行進一步惡化的情況，對故障進行第一時間的排出，為電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行提供了安全保障，也給電網(wǎng)維護人員進行維護工作提供了非常大的便利，對整個電網(wǎng)系統(tǒng)正常、穩(wěn)定、安全的運行起到了非常重要的作用。但是隨著我國城鎮(zhèn)化進程的不斷加快，城鎮(zhèn)用電量持續(xù)快速增長，電網(wǎng)的規(guī)模不斷增大，雖然繼電保護技術(shù)的應(yīng)用不斷改善、成熟，動作正確率比以往有了很大的提高，仍然滿足不了電網(wǎng)運行的安全需求。在這種情況下，電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)被研發(fā)并被推廣應(yīng)用，對電力系統(tǒng)的正常運行起到了重要的作用。

1 繼電保護不足

隨著科技的快速發(fā)展，設(shè)備自動化水平得到不斷提高，這些使得繼電保護及其自動設(shè)備有了越來越好的表現(xiàn)，但是仍然滿足不了當前電力系統(tǒng)的要求，一些比較成熟的繼電保護及其自動設(shè)備因為一些不足面臨著被淘汰的局面。

①沒有軟件進行支持純硬件的系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括動模系統(tǒng)、靜模系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分析機以及高壓直流輸電系統(tǒng)仿真器等。沒有軟件進行支持純硬件的系統(tǒng)因其實時性非常高，所以在一些領(lǐng)域得到了應(yīng)用，但是該系統(tǒng)本身也存在有不少的弊端，比如它只能對時間上的一些物理規(guī)律進行模擬，空間現(xiàn)象則無法進行模擬，并且該系統(tǒng)構(gòu)造相對復雜，系統(tǒng)需要占據(jù)較大的空間，所需的成本支出與其他系統(tǒng)相比也偏高。因此該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍相對來說偏小，僅能進行部分電網(wǎng)系統(tǒng)的模擬和檢測。

②初級數(shù)?；旌系南到y(tǒng)，這種系統(tǒng)有軟件進行支持，但沒有仿真功能，與上文所介紹的沒有軟件進行支持純硬件的系統(tǒng)相比，其整體性能更好。這種系統(tǒng)最為突出的優(yōu)勢是具有較快的反應(yīng)速度，成本支出也相對比較少，是沒有軟件進行支持純硬件的系統(tǒng)不能達到的。然而因為這種系統(tǒng)并沒有仿真功能，因此在這一系統(tǒng)中，閉環(huán)檢測就無法進行，所顯示出的波形相對來說也比較簡單。無法對發(fā)生故障的時候應(yīng)該出現(xiàn)的波形進行形象逼真的模擬。并且在實際的應(yīng)用中，一些廠家對其生產(chǎn)的產(chǎn)品進行夸大描述，本來沒有達到相應(yīng)標準規(guī)范的產(chǎn)品被描述成能夠滿足需求的合格產(chǎn)品，對用戶的正常使用產(chǎn)生了不小的潛在威脅。

③有軟件進行支持，并且能夠進行仿真模擬的數(shù)?；旌舷到y(tǒng)。這種系統(tǒng)主要有兩種仿真器，一種是電力系統(tǒng)的仿真器，另一種是動態(tài)測試的仿真器。這種系統(tǒng)能夠?qū)σ?guī)模巨大的網(wǎng)絡(luò)進行實時的監(jiān)測和分析，是其最突出的優(yōu)勢。但是因為這種系統(tǒng)所需的整體花費比較大，系統(tǒng)也需要占據(jù)比較大的空間，所以并不適合普通用戶，應(yīng)用普及程度較低。因此通過對這種系統(tǒng)進行簡化，產(chǎn)生了一種簡易裝置，在具備系統(tǒng)優(yōu)勢的前提下對系統(tǒng)設(shè)備進行了優(yōu)化重組，但仍然不能對實際波形進行逼真的模擬。

④除了以上介紹的幾種系統(tǒng)之外，還有一種微機型的繼電保護裝置具有一定的電力故障波形重現(xiàn)功能，能夠在一些科學試驗中用作諧波功率的來源，比如說用在現(xiàn)場數(shù)字故障錄波裝置調(diào)試中，對其錄波啟動的判據(jù)是否科學可靠進行檢驗；也可以被用在故障測距設(shè)備的調(diào)試上，對其故障定位的精度進行確認。

2 電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)簡介

相比繼電保護技術(shù)及設(shè)備系統(tǒng)對故障波形不能進行正確的顯示，電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)在波形重現(xiàn)上具有非常優(yōu)越的性能。

①檢測更加嚴謹。只要數(shù)據(jù)足夠充足，電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)對故障波形進行的模擬就能夠非常形象，就可以在電網(wǎng)系統(tǒng)的運行中設(shè)備發(fā)生故障的時候，對設(shè)備動作是否符合用戶預(yù)期的標準進行確認。

②模擬更加逼真、形象。電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)所采集的數(shù)據(jù)是直接來源于現(xiàn)場設(shè)備的反饋，因此對發(fā)生故障的原因就可以進行更加真實、可靠的還原，可以對故障波形進行真實性更高的仿真，最后的出的檢測結(jié)果也就更加貼近故障現(xiàn)場的實際情況。

③其具有更加全面的功能。通過把電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)和其他技術(shù)設(shè)備進行綜合應(yīng)用就可以對故障位置的動作是不是符合相關(guān)標準進行確認，為今后設(shè)備的升級換代提供了詳實可靠的數(shù)據(jù)參考，有利于促進提高系統(tǒng)的整體性能。

④判斷結(jié)果更加直觀。當對以往發(fā)生的故障實行解析的時候，電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)可以提供相關(guān)的證據(jù)，對哪個部門的檢測結(jié)果更加準確進行更加直觀的展現(xiàn)，是非常重要的一種判斷方法。

以上介紹的電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)的多種性能優(yōu)勢使得電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)具有非常巨大的應(yīng)用價值。電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)在電力系統(tǒng)故障的診斷、分析、追憶甚至是預(yù)測上都具有十分重要的作用，也對提升繼電保護系統(tǒng)的檢測質(zhì)量和調(diào)試效率起到了非常重要的促進作用。

3 關(guān)鍵問題

3.1 在硬件系統(tǒng)上的性能要求

在通常情況下額定電壓會比故障電壓高，但有的時候會出現(xiàn)比較反常的現(xiàn)象，比如在一些過程中會發(fā)生過電壓的現(xiàn)象，為避免出現(xiàn)反?，F(xiàn)象，輸出電壓動態(tài)范圍應(yīng)該適當進行擴大；輸出波形的路數(shù)較多。根據(jù)實踐經(jīng)驗的總結(jié)可以知道，當對一個故障進行還原的時候所需數(shù)據(jù)會比較多，電壓、電流較多，有的時候為了能夠達到更高的要求會增加一定的路數(shù)電壓；各路之間輸出應(yīng)該進行相互的隔離。當電氣設(shè)備收到獨立的命令進行運行的時候，各路之間不會相互產(chǎn)生影響。輸出相互隔離可以使故障的檢測維修人員在進行故障的排查時更加快捷方便。

3.2 對波形數(shù)據(jù)進行預(yù)處理

在進行預(yù)處理時經(jīng)常使用以下幾種辦法：

①將不同數(shù)據(jù)輸入進去，對輸出波形進行觀察，這種辦法可以記載波形出現(xiàn)的重復次數(shù)，為今后進行審查的時候提供非常重要的數(shù)據(jù)支持。

②通過統(tǒng)一格式對數(shù)據(jù)進行選取，假如頻率一致則可以繼續(xù)進行使用，假如頻率不一致則根據(jù)具體情況進行相應(yīng)的改變。

③為避免發(fā)生因為故障檢測裝置出現(xiàn)意外導致誤差較大的現(xiàn)象，對之前已記錄的數(shù)據(jù)實行重組分析，當故障發(fā)生的時候使損失降到最低，可以對系統(tǒng)的有效數(shù)據(jù)進行保留，這樣，系統(tǒng)在出現(xiàn)故障的時候能夠盡早恢復正常運行。

4 結(jié) 語

電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)是對傳統(tǒng)技術(shù)不能滿足如今電網(wǎng)需求的彌補。隨著科技的不斷發(fā)展，電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)通過在實踐中得到不斷的應(yīng)用和改善，必將會發(fā)揮越來越重要的作用。

參考文獻：

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