電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)的關(guān)鍵問題分析

劉聰

摘 要：在我國社會高速發(fā)展的過程中，電力行業(yè)也獲得了很大的發(fā)展，在規(guī)模上也不斷增大，這使得電網(wǎng)在運行當(dāng)中常常會出現(xiàn)很多故障，需要對其進(jìn)行檢測，及時排除故障保持電網(wǎng)正常穩(wěn)定的運行。在故障檢測時常常會使用到保護(hù)裝置，但是從當(dāng)前所使用到的裝置來看，其本身在技術(shù)上還存在著很多缺陷，對故障的排查產(chǎn)生了消極的影響。此時，電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)出現(xiàn)和應(yīng)用，能夠有效改善在原本裝置中的漏洞，但要想充分發(fā)揮該項技術(shù)的功能，還需要對其本身所存在的關(guān)鍵問題進(jìn)行分析，并采取有效措施來應(yīng)對，從而促使電力故障檢測水平的不斷提升。

關(guān)鍵詞：電力故障；波形重現(xiàn)技術(shù)；關(guān)鍵問題

中圖分類號：TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）19-0120-02

在電力系統(tǒng)正常運行當(dāng)中，繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用能夠保障系統(tǒng)安全的運行，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時可以對其進(jìn)行有效的判斷、分析和處理，其在整個系統(tǒng)當(dāng)中能夠發(fā)揮十分重要的作用。然而，伴隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模越來越大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也變得十分復(fù)雜，保護(hù)裝置在故障判斷上的準(zhǔn)確性也在不斷降低，無法充分發(fā)揮其本身所具有的重要作用。此時，需要應(yīng)用新的技術(shù)來滿足系統(tǒng)在故障檢測上的要求，而波形重現(xiàn)技術(shù)則能夠得到良好的應(yīng)用，下面筆者就針對于相關(guān)技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行闡述。

1 繼電保護(hù)的相關(guān)內(nèi)容

繼電保護(hù)在電網(wǎng)中應(yīng)用的范圍十分普遍，尤其在最近幾年，國內(nèi)外在繼電保護(hù)上的研究越來越多，所投入的研究力度也在不斷擴(kuò)大，使得其在保護(hù)動作的準(zhǔn)確率上也得到了明顯的提升，但從總體來看這種準(zhǔn)確率還不能夠滿足電網(wǎng)的實際需求[1]。針對當(dāng)前在電網(wǎng)當(dāng)中所使用的繼電保護(hù)設(shè)備，其雖然產(chǎn)生了一定保護(hù)效果，但是本身還存在很多技術(shù)難點沒有被攻克，其主要表現(xiàn)在的以下幾個方面。

1.1 硬件系統(tǒng)內(nèi)部軟件的缺失

所謂硬件系統(tǒng)的缺乏主要是指沒有軟件提供支持的硬件，其中主要包含分析器、仿真器以及動模系統(tǒng)等，其本身雖然在實時性上具有一定的優(yōu)勢，但是很多方面上依然存在較為明顯的缺點，例如其本身的運營成本相對較高，體積也相對較大等，而且在物理上所實現(xiàn)的只是時間相似，并不能夠在空間上也做到相似，另外其在應(yīng)用范圍上也十分狹窄，只能夠應(yīng)用在相關(guān)模擬工作當(dāng)中。

1.2 數(shù)?；旌舷到y(tǒng)功能的不健全

該系統(tǒng)雖然擁有軟件作為支撐，但其卻不具備仿真功能，其和上述硬件系統(tǒng)相比較也有一定的優(yōu)點，在其內(nèi)部使用了采用的新型的發(fā)生器來替代傳統(tǒng)保護(hù)裝置，和硬件系統(tǒng)相比較在雖然在使用和操作上十分便捷，性價比上也很高，但卻沒有仿真功能，其在實際應(yīng)用當(dāng)中只能夠?qū)⑵鋺?yīng)用在一些簡單的測試中。該系統(tǒng)的使用在輸出波形也顯得較為單一，無法對故障信號進(jìn)行模擬，并且還有一些裝置和產(chǎn)品在生產(chǎn)當(dāng)中沒有以我國國家所制定的標(biāo)準(zhǔn)作為產(chǎn)品生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，使得其在應(yīng)用過程中存在嚴(yán)重的安全隱患，將對系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生一定影響。

1.3 功能健全的數(shù)模系統(tǒng)

在一些數(shù)模系統(tǒng)當(dāng)中，不僅具有良好的仿真功能，還擁有軟件來給予其一定的支持，其內(nèi)部包括了的電力系統(tǒng)、動態(tài)測試和控制仿真器，網(wǎng)絡(luò)分析器以及繼電保護(hù)系統(tǒng)等裝置，其能夠?qū)σ恍┮?guī)模較大的電力網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)快速實時解算。然而，雖然該系統(tǒng)具有較為完全的功能，但是其在硬件和軟件上的投入成本相對較高，再加上內(nèi)部裝置相對較多，使得其自身體積規(guī)模十分龐大，難以對其進(jìn)行推廣和使用。相關(guān)研究人員發(fā)現(xiàn)了其在體積上所存在的缺陷，對其進(jìn)行了不斷的改裝，研究出了新的便攜裝置，不斷在體積上得到了非常大的縮減，在重量上也變得更加輕便，而且具有仿真功能，但其最終所產(chǎn)生的仿真效果較差，無法準(zhǔn)確呈現(xiàn)出故障的實際波形[2]。

除了上述三種系統(tǒng)以外，還存在一種繼電裝置具有類似的功能，其在一些科學(xué)實驗當(dāng)中能夠當(dāng)作是諧波功率的重要來源，例如對故障濾波裝置所進(jìn)行的調(diào)試，在判斷其濾波啟動是否合理上能夠發(fā)揮非常重要的作用。該系統(tǒng)還能夠用在測量故障距離的相關(guān)裝置上，能夠使故障具體的測量變得更加準(zhǔn)確。

2 電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)在實際應(yīng)用中的優(yōu)勢

該技術(shù)的出現(xiàn)改善了以往在繼電保護(hù)當(dāng)中所存在的問題，能使自動裝置和繼電保護(hù)設(shè)備之間保持良好的配合，有效改善其原本所存在的不足，同以往所使用的裝置相比較，其具有較大優(yōu)勢和特點，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 仿真模擬更加逼真

在該技術(shù)中，其在數(shù)據(jù)采集上所使用的方法主要是在故障發(fā)生的現(xiàn)場，通過使用錄波裝置來對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行記錄。該技術(shù)本身的應(yīng)用特性使其在具有應(yīng)用當(dāng)中，能夠?qū)ο到y(tǒng)所產(chǎn)生故障做出最為逼真的模擬，其測試所得出的結(jié)果也應(yīng)當(dāng)變得更加真實，能夠幫助相關(guān)工作人員做出最為準(zhǔn)確的判斷。

2.2 功能更加完善

將該技術(shù)與繼電保護(hù)裝置、錄波裝置融合在一起形成一個新的系統(tǒng)，該系統(tǒng)在故障檢測上將變得更加準(zhǔn)確，并且還能夠?qū)λ鶛z測到的故障進(jìn)行預(yù)演，以此來有效提高對故障檢測和分析的準(zhǔn)確性。其在該部分所具有的功能和傳統(tǒng)所使用過的設(shè)備相比較，在功能上變得更加健全，能夠?qū)收线M(jìn)行更為精準(zhǔn)的判斷。

2.3 測試結(jié)果具有較高的可信度

在該技術(shù)中，其構(gòu)建出較為完善的數(shù)據(jù)庫，在故障檢測過程中能夠變得更具有針對性的，所得出的結(jié)果也會更加令人信服[3]。測試結(jié)果是否真實可靠以及在可信度上所存在的問題，是以往所使用的裝置最為普遍的問題，由于結(jié)果無法達(dá)到令人信服的效果，使得裝置所做出的工作獲得的成效相對較低，對相關(guān)工人員也擁有更多的考驗，非常不利于工作人員在故障上開展相關(guān)工作。

2.4 評價較為客觀

在對電網(wǎng)中有可能發(fā)生的事故所進(jìn)行的分析，都是基于此項技術(shù)所展開的，當(dāng)面對各個部門之間所得出的不同測試結(jié)果，通過該技術(shù)能夠得出更為公平、客觀的結(jié)果。因為該項技術(shù)有著非常多的優(yōu)點，人們開始不斷將此項技術(shù)應(yīng)用在故障的診斷與分析當(dāng)中，以此來得出非常良好和有效的應(yīng)用效果，進(jìn)而幫助相關(guān)工作人員能夠?qū)收献龀鲎顬闇?zhǔn)確的判斷，然后以此為基礎(chǔ)來對故障進(jìn)行分析，并制定有效的應(yīng)對措施來對故障進(jìn)行解決，以此來獲得良好的解決效果。endprint

3 電力故障波形重現(xiàn)技術(shù)在應(yīng)用中所存在的關(guān)鍵問題

3.1 在硬件系統(tǒng)方面上的要求

將此項技術(shù)應(yīng)用在硬件系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)滿足下面幾點要求：首先，在輸出波形上需要至少六路的檢測結(jié)果。該技術(shù)的實際應(yīng)用是對故障自身狀態(tài)進(jìn)行分析，但要想能夠準(zhǔn)確描述出故障，則需要有三相電流和電壓作為支撐，尤其是在一些較為特殊的電路當(dāng)中，為了能夠有效實現(xiàn)智能化合閘，在這六路的波形之外還需要多測量一路的電壓。其次，不同電路之間的輸出應(yīng)當(dāng)保持一定的獨立。在該層面所表達(dá)獨立主要是指電氣之間的隔離，從另一個角度來說便是每一電路都能夠在單獨應(yīng)用，不會受到其他電路的影響[4]。在這種電路輸出設(shè)置下，其在后續(xù)對故障進(jìn)行檢測的工作當(dāng)中具有非常積極的作用和意義。最后，輸出電壓應(yīng)當(dāng)具有非常寬的動態(tài)范圍。一般情形下，電壓將會存在于暫態(tài)當(dāng)中，為了能夠進(jìn)一步提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，人們可以對輸出電壓進(jìn)行調(diào)整，將其范圍設(shè)置在0到200V之間，能夠最大程度保障最后檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。只有當(dāng)硬件系統(tǒng)滿足該技術(shù)在實際應(yīng)用中的要求，那么其相較于以往所使用的故障檢測裝置具有更加良好的檢測效果，而且在最終檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和權(quán)威性也更加具有說服力，應(yīng)對硬件進(jìn)行改善來滿足此技術(shù)的需求，從而全面發(fā)揮出其本身所具有的重要作用[5]。

3.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

當(dāng)收集到電力故障相關(guān)數(shù)據(jù)以后，需要對其進(jìn)行預(yù)處理工作，在對該工作過程中通常擁有三種處理形式，其主要表現(xiàn)為：首先，對錄波所使用的記錄格式進(jìn)行規(guī)范，當(dāng)發(fā)現(xiàn)所獲得數(shù)據(jù)有重復(fù)的情況時還需要根據(jù)實際情況對其進(jìn)行適當(dāng)截取，如果進(jìn)行處理時發(fā)現(xiàn)在不同時間段所獲得頻率存在不同時，那么則應(yīng)當(dāng)適當(dāng)調(diào)整這些重現(xiàn)頻率。其次，提高波形精度。要想有效提高波形精度應(yīng)當(dāng)選用插值法，該方法使用最為主要的功能便是將所記錄得到的頻率盡量轉(zhuǎn)變成最大重現(xiàn)頻率。最后，為了能夠有效避免因錄波裝置所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息誤差較大的情況，應(yīng)使用記錄當(dāng)中有效的數(shù)據(jù)來對存在誤差的地方進(jìn)行修復(fù)，以此來保障數(shù)據(jù)具有較強準(zhǔn)確性。在具體操作過程中，需要先對故障所產(chǎn)生的波形構(gòu)建模式，該模型的構(gòu)建對于在不同時期內(nèi)各類故障波形進(jìn)行較為有效的處理，使其能夠分別向正、負(fù)兩個方向進(jìn)行延拓，這使得最終所的得出的數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)[6]。

4 結(jié)語

總之，在電力系統(tǒng)規(guī)模不斷增大、結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜的情況下，以往所使用的故障檢查裝置和保護(hù)裝置在工作準(zhǔn)確性上變得越來越低，已經(jīng)無法滿足當(dāng)前工作人員對于設(shè)備功能的要求。基于這種情況下，文章對電力故障波形重現(xiàn)此項技術(shù)進(jìn)行了分析和說明，使人們對該項技術(shù)有更加深入的了解，充分展現(xiàn)該項技術(shù)所具有的重要作用。為了能夠最大程度發(fā)揮該項技術(shù)的作用，文章對其在應(yīng)用當(dāng)中的關(guān)鍵問題進(jìn)行了說明，在使用中注意此類問題便能夠發(fā)揮良好的作用，有利于對故障的排查和解決。

參考文獻(xiàn)

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