電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及故障檢測(cè)方法研究

孟琳

摘要：本文主要分析了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及故障檢測(cè)的作用，闡述了基于小電流接地系統(tǒng)的故障檢測(cè)方法，并針對(duì)綜合故障分析系統(tǒng)的功能、繼電保護(hù)與故障檢測(cè)方法進(jìn)行了研究和探討。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護(hù);故障檢測(cè)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與故障檢測(cè)主要指針對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，同時(shí)做好對(duì)電力系統(tǒng)的控制與保護(hù)，屬于電力系統(tǒng)安全性保護(hù)的重要系統(tǒng)設(shè)施[1]。繼電保護(hù)及故障檢測(cè)能夠針對(duì)多類故障問(wèn)題發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并作出跳閘處理，確保降低故障對(duì)電力系統(tǒng)造成的損害，以提高電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

一、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及故障檢測(cè)的作用

繼電保護(hù)及故障檢測(cè)的主要作用是保證電力系統(tǒng)的安全性，如果電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的設(shè)備和元件出現(xiàn)故障問(wèn)題，則此時(shí)繼電保護(hù)裝置能夠體現(xiàn)出選擇性、靈敏性、速動(dòng)性和可靠性特征，向存在故障的設(shè)備和元件最近的斷路器發(fā)出切斷指令，確保故障能夠被切斷，避免故障問(wèn)題的擴(kuò)散，降低故障設(shè)備和元件對(duì)電力系統(tǒng)的破壞程度，提高電力系統(tǒng)的安全性。電力系統(tǒng)中設(shè)備出現(xiàn)故障或處于異常工作狀態(tài)時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和異常工作情況進(jìn)行提示，即通過(guò)發(fā)出報(bào)警信號(hào)的方式，確保工作人員能夠及時(shí)了解到電力系統(tǒng)中存在異常運(yùn)行情況，同時(shí)能夠以最快的速度進(jìn)行處理，保證設(shè)備的安全性。如果設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有工作人員，則繼電保護(hù)裝置能夠直接針對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行處理，如切斷故障電氣設(shè)備，以確保電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

二、基于小電流接地系統(tǒng)的故障檢測(cè)方法

空間電磁場(chǎng)探測(cè)單相接地故障支路方法

如果電力系統(tǒng)中小電流接地系統(tǒng)存在單相接地問(wèn)題，此時(shí)接地點(diǎn)的前向支路、后向支路等會(huì)出現(xiàn)不同的特征，而且周圍電場(chǎng)和磁場(chǎng)也會(huì)出現(xiàn)變化。技術(shù)人員采用小電流接地系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析，能夠針對(duì)正常支路和故障支路的五條配電線支路進(jìn)行故障點(diǎn)探測(cè)試驗(yàn)，然后根據(jù)探測(cè)結(jié)果，獲得正常支路參數(shù)、故障支路參數(shù)。故障參數(shù)就系統(tǒng)參數(shù)等，隨后針對(duì)該類參數(shù)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析，獲得故障穩(wěn)態(tài)條件下，配電系統(tǒng)支路零序容性電流及零序容性功率的特征[2]。

識(shí)別故障支路與故障接地相的方法

在電力系統(tǒng)中如果小電流接地系統(tǒng)存在單相接地故障，則此時(shí)會(huì)出現(xiàn)多故障特征暫態(tài)情況。針對(duì)該種情況，技術(shù)人員可以通過(guò)建立仿真模型，獲得故障發(fā)生前幾個(gè)周波的暫態(tài)信號(hào)波形，繼而可以判斷出支路符合電流出現(xiàn)波形瞬時(shí)畸變，得出故障支路與健全支路的三相電流能量時(shí)譜，從而實(shí)現(xiàn)獲得故障后小波能量接地選線選相判據(jù)，達(dá)到在系統(tǒng)還沒(méi)有收到故障較大影響的情況下，判斷出故障支路和故障接地相[3]。

三、綜合故障分析系統(tǒng)的功能

綜合故障分析系統(tǒng)的主要作用是為電力系統(tǒng)工作人員快速提供簡(jiǎn)要的故障信息，包含故障的準(zhǔn)確位置、開關(guān)跳閘情況以及保護(hù)動(dòng)作行為等，以確保能夠使工作人員以最高效率做出系統(tǒng)恢復(fù)決策，同時(shí)該能夠提供各個(gè)保護(hù)裝置故障過(guò)程的詳細(xì)信息、故障電壓電流變化信息及故障分量對(duì)保護(hù)裝置的影響等，具有信息量詳細(xì)且龐大的特征。

綜合故障分析系統(tǒng)主要功能為能夠針對(duì)就地站保護(hù)與故障錄波器時(shí)鐘同步，同時(shí)為站內(nèi)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)提高重要數(shù)據(jù)，針對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化處理，確保能夠滿足不同設(shè)備間數(shù)據(jù)傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換，達(dá)到不同工作對(duì)象工作需求標(biāo)準(zhǔn)。綜合故障分析系統(tǒng)能夠有效提高測(cè)距準(zhǔn)確性，主要是利用雙短故障測(cè)距進(jìn)行計(jì)算，且實(shí)現(xiàn)與MIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)交換，提高數(shù)據(jù)上網(wǎng)靈活性。

四、綜合故障分析系統(tǒng)的繼電保護(hù)與故障檢測(cè)方法

網(wǎng)絡(luò)化繼電保護(hù)與故障檢測(cè)方法

繼電保護(hù)裝置是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要設(shè)備，為了確保繼電保護(hù)個(gè)主要設(shè)備的保護(hù)裝置的可靠性，可以采用網(wǎng)絡(luò)化繼電保護(hù)與故障檢測(cè)，即實(shí)施微機(jī)保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)裝置的差動(dòng)和縱聯(lián)串聯(lián)保護(hù)。

自適應(yīng)控制繼電保護(hù)與故障檢測(cè)方法

采用自適應(yīng)控制保護(hù)系統(tǒng)，主要是針對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式變化和故障狀態(tài)變化等進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)可以根據(jù)實(shí)時(shí)變化狀態(tài)自動(dòng)改變保護(hù)性能，確保能夠適應(yīng)電力系統(tǒng)各種轉(zhuǎn)臺(tái)變化，提高輸電線路距離保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)等電力系統(tǒng)響應(yīng)與繼電保護(hù)系統(tǒng)的系能，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)與故障檢測(cè)方法

采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)與故障檢測(cè)，主要是依據(jù)生物神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、遺傳算法等，將其應(yīng)用在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中，以期提高繼電保護(hù)的作用。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有自組織、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)等能力，且還能夠?qū)崿F(xiàn)分布式信息存儲(chǔ)和并行處理。

變電站綜合自動(dòng)化繼電保護(hù)與故障檢測(cè)方法

變電站綜合自動(dòng)化繼電保護(hù)與故障檢測(cè)措施主要是將自動(dòng)控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)信息采集系統(tǒng)和處理、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)等多個(gè)技術(shù)綜合在一起進(jìn)行電力系統(tǒng)保護(hù)，包含測(cè)量功能、信號(hào)功能、保護(hù)功能、控制功能、計(jì)費(fèi)功能、繼電保護(hù)功能、緊急控制功能、故障錄波功能、RTU功能、維修狀態(tài)信息處理功能等。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性能夠直接影響人們的正常通電，因此電力企業(yè)需要加強(qiáng)機(jī)電保護(hù)與故障檢測(cè)。為了提高繼電保護(hù)與故障檢測(cè)質(zhì)量，需要注重應(yīng)用全新的故障檢測(cè)方法，并推動(dòng)電力系統(tǒng)和繼電保護(hù)系統(tǒng)向自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展，以提高電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧盛平.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及故障信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[J].中國(guó)電力教育，2013，20：207-208.

[2]王悅研.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與故障檢測(cè)新方法研究[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2014，09：232.

[3]鄒蔭升.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的故障分析及處理措施[A].中國(guó)武漢決策信息研究開發(fā)中心、決策與信息雜志社、北京大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院.“決策論壇——區(qū)域發(fā)展與公共政策研究學(xué)術(shù)研討會(huì)”論文集（下）[C]，2016：1.