電力系統(tǒng)繼電保護及故障檢測方法的創(chuàng)新

馮一帆

（大唐南京發(fā)電廠，江蘇 南京 210000）

當今信息化時代背景下，科學技術(shù)發(fā)展迅速，且更新?lián)Q代的速度不斷加快，給產(chǎn)業(yè)升級、行業(yè)轉(zhuǎn)型提供了技術(shù)支持與保障，對電力行業(yè)來說，創(chuàng)新已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的內(nèi)在驅(qū)動力。電力系統(tǒng)運行中，通過有效的繼電保護措施，并采取科學的故障檢測手段，控制安全隱患，避免電力系統(tǒng)中相關(guān)元件的損傷，也可以在發(fā)現(xiàn)異常時自動切斷連接，同時發(fā)出預(yù)警信號，以便于故障的及時排除，從而保障電力系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行，為人們提供優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。

一、電力系統(tǒng)繼電保護及故障檢測方法

繼電保護、故障檢測是確保電力系統(tǒng)高效、穩(wěn)定、安全運行的主要手段。電力系統(tǒng)的規(guī)模較大、比較復雜，單純采取人工檢測、排除故障的難度較大，且效率較低，消耗大量的人力、物力、財力，但效果并不理想。通過應(yīng)用繼電保護裝置，并聯(lián)合應(yīng)用故障檢測技術(shù)，便能避免人工檢測故障的缺陷、彌補人工檢測故障的不足，一旦電力系統(tǒng)中的設(shè)備、元件出現(xiàn)故障問題，便可以向斷路器發(fā)出指令，將電力設(shè)備或元件故障及時切斷，避免對電力系統(tǒng)的進一步破壞，減少損失。若是沒有繼電保護裝置，故障出現(xiàn)后，便無法及時隔離故障點，從而給電力系統(tǒng)帶來嚴重的安全隱患。同時，應(yīng)用繼電保護裝置及故障檢測技術(shù)，還可以自動檢測電力系統(tǒng)中各設(shè)備的實際運行情況，并充分發(fā)揮繼電保護設(shè)備的高靈敏度特征，準確判斷故障發(fā)生的范圍、故障點位置，并分析故障性質(zhì)、故障原因，從而及時排除故障。若電氣設(shè)備出現(xiàn)異常，則可根據(jù)實際情況，及時發(fā)出預(yù)警信號，通知相關(guān)人員及時檢修、維修，從而保障電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。

二、電力系統(tǒng)的繼電保護故障類型

電力系統(tǒng)中，繼電保護占據(jù)著重要地位，其主要由邏輯、測量、執(zhí)行三個部分組成。一旦電力線路、電力設(shè)備發(fā)生故障，其電氣量便會出現(xiàn)改變，將這一特點作為根據(jù)，便可以判斷電力線路、電力設(shè)備是否存在故障。繼電保護系統(tǒng)便是通過對故障發(fā)生前后設(shè)備放入電氣量變化進行對比分析，借助繼電保護裝置，實現(xiàn)對電力線路、電力設(shè)備的保護。

目前，電力系統(tǒng)中比較常見的繼電保護故障可以分為以下幾種：

（一）繼電保護系統(tǒng)故障。指的是因為繼電保護元件存在質(zhì)量問題而導致的故障，如機械型繼電器、電磁型繼電器的零件存在質(zhì)量問題，或者是元件質(zhì)量不符合電力系統(tǒng)的實際使用要求而容易出現(xiàn)誤動，進而增加了故障問題的發(fā)生率。

（二）電力系統(tǒng)運行故障。指的是電力系統(tǒng)運行過程中受到外界因素影響而導致的故障，如運行中周圍溫度升高等。

（三）電力系統(tǒng)隱性故障。指的是電力系統(tǒng)可以正常運行，且運行過程中未出現(xiàn)故障問題，但是若是電力系統(tǒng)部分出現(xiàn)改變，便會觸發(fā)故障。

三、電力系統(tǒng)繼電保護的創(chuàng)新

（一）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

在電力系統(tǒng)繼電保護系統(tǒng)中應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，主要是將生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模糊邏輯集合為一體，，借助人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分布式存儲優(yōu)勢以及智能化特點，迅速、準確判斷故障出現(xiàn)的位置、故障類型，并采取有針對性的措施，及時排除故障。

（二）網(wǎng)絡(luò)化管理

在電力系統(tǒng)繼電保護系統(tǒng)中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化管理方法，有利于及時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)故障問題，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。實現(xiàn)電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化管理，在電力系統(tǒng)管理的各個環(huán)節(jié)突出繼電保護的重要地位，有機結(jié)合傳感器、繼電保護系統(tǒng)，將系統(tǒng)運行中的數(shù)據(jù)信息傳輸至電網(wǎng)控制中心，從而迅速判斷故障點，并隔離、排除故障，從而保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運行。

（三）自適應(yīng)控制法

在電力系統(tǒng)繼電保護系統(tǒng)中應(yīng)用自適應(yīng)控制法，應(yīng)提高控制元件的敏感度，從而在設(shè)備發(fā)生故障問題的時候，才能及時發(fā)出預(yù)警信息。為確保繼電保護系統(tǒng)的效果，應(yīng)選擇敏感度較高的控制元件，如變換器、繼電器、互感器等。需要注意的是，不同地區(qū)，電力系統(tǒng)的情況也有一定的差異，對控制元件的要求也有所不同。因此，應(yīng)根據(jù)實際情況，合理選擇控制元件的類型、設(shè)定敏感度，以充分發(fā)揮控制元件的作用，保障電力系統(tǒng)的安全運行。

四、電力系統(tǒng)故障檢測方法的創(chuàng)新

諸多研究指出，以小電流接地系統(tǒng)為基礎(chǔ)的電力系統(tǒng)故障檢測方法具有良好的應(yīng)用效果。其主要從以下兩個方面來實現(xiàn)故障檢測：

（一）通過建立數(shù)學模型，對電流、電壓進行計算，并以此為根據(jù)，評估電流畸變量，對接地點的電流、電壓信號實施小波變換處理，得到頻譜圖像，從而確定故障特征，并在此基礎(chǔ)上確定故障的發(fā)生位置。

（二）可以借助空間電磁場對單相接地故障支路進行探測。電力系統(tǒng)中出現(xiàn)單相接地故障后，電氣量便會產(chǎn)生明顯的改變，若是永久性接地，那么電壓表三相值存在很大的差異，接地相電壓大幅度下降；若是間歇式接地，那么電壓表指針便會產(chǎn)生較大波動。若是接地點周圍的磁場出現(xiàn)改變，單相接地故障多是前向、后向支路異常，非故障支路也會產(chǎn)生異常，零序電壓支路發(fā)生改變。對磁場分布情況、零序電場進行觀察，便可以確定故障的發(fā)生位置，及時采取措施予以解決。

結(jié)語：

綜上，新時期，應(yīng)加快電力系統(tǒng)繼電保護及故障檢測方法的智能化、自動化、數(shù)字化發(fā)展，采取人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)化管理、自適應(yīng)控制法及以小電流接地系統(tǒng)為基礎(chǔ)的電力系統(tǒng)故障檢測方法，及時、準確地判斷故障位置并排除故障，保障電力系統(tǒng)的安全運行。