繼電保護(hù)故障分析處理系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：目前，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷增大，其中發(fā)生的復(fù)雜故障，開關(guān)、保護(hù)的誤動(dòng)、拒動(dòng)以及由于通信問題而導(dǎo)致的信息數(shù)據(jù)丟失等問題也逐漸增多。這就要求在繼電保護(hù)的故障處理分析方面引進(jìn)新的技術(shù)，從而保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。繼電保護(hù)故障分析處理系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，對(duì)電力系統(tǒng)中故障信息的診斷和處理提供了良好的基礎(chǔ)，文章分別闡述了繼電保護(hù)的基本原理和故障分析處理系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，然后提出了繼電保護(hù)故障分析處理系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用措施。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；故障分析系統(tǒng)；應(yīng)用

對(duì)于維持電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行而言，繼電保護(hù)裝置起著關(guān)鍵性的作用。電力系統(tǒng)是個(gè)整體，在其運(yùn)行過程中，會(huì)受到天氣氣候，人為操作以及突發(fā)災(zāi)難等的影響，從而給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來一定的挑戰(zhàn)。繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，能夠在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的時(shí)候及時(shí)切除故障，從而控制故障范圍的延伸，減小故障帶來的損失。所以，繼電保護(hù)裝置已經(jīng)成為保障現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定不可缺少的設(shè)備。

1 繼電保護(hù)基本原理

繼電保護(hù)是一種電力系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)裝置，它由三部分組成，分別是測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分。其中測量部分是指將被保護(hù)對(duì)象的輸入信號(hào)和設(shè)定的整定值進(jìn)行比較，從而使保護(hù)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)一定的邏輯功能，并確定相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作行為。再通過執(zhí)行部位進(jìn)行跳閘或者發(fā)出報(bào)警信號(hào)。基本原理如圖1。

為了能夠使得繼電保護(hù)裝置更好的工作，確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。所以，繼電保護(hù)裝置需要明確區(qū)分電力系統(tǒng)中的故障情況和非故障情況。從而要求繼電保護(hù)的輸入信號(hào)一定是故障時(shí)和正常時(shí)明顯不同的電氣量和物理量。比如突然增大的電壓或者電流信號(hào)，負(fù)序和零序的電壓和電流以及功率等電氣量。再比如變壓器的油壓，溫度以及發(fā)電機(jī)軸溫等物理量。

根據(jù)不同的角度，可將繼電保護(hù)裝置分為以下幾類：（1）根據(jù)繼電器不同的制造工藝可分為機(jī)電型、整流型、晶體管型、集成電路型以及微機(jī)型。（2）根據(jù)繼電器的邏輯判斷原理不同可分為電流型、電壓型、阻抗型、功率型以及差動(dòng)型。無論選擇哪種類型的繼電保護(hù)裝置，都應(yīng)該滿足可靠性、選擇性以及快速性和靈敏性的要求。從而確保繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的時(shí)候正常動(dòng)作，進(jìn)而保證正常的故障檢測以及切除，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

2 故障分析處理系統(tǒng)

隨著我國電子科技的發(fā)展，微機(jī)繼電保護(hù)裝置得到廣泛的應(yīng)用，使得我國電力系統(tǒng)的保護(hù)更加智能化與高效化。目前，由于很多微機(jī)繼電保護(hù)裝置大多是對(duì)原先裝置進(jìn)行簡單的替換，使其并沒有和電網(wǎng)很好的結(jié)合，導(dǎo)致采集的大量數(shù)據(jù)信息不能夠很好的被應(yīng)用，沒有充分發(fā)揮微機(jī)繼電保護(hù)裝置的優(yōu)點(diǎn)。

繼電保護(hù)故障分析處理系統(tǒng)是一種綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，它能夠利用智能設(shè)備采集到的電網(wǎng)信息進(jìn)行計(jì)算分析，從而調(diào)整繼電保護(hù)裝置的工作狀態(tài)，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。首先，故障分析系統(tǒng)能夠使繼電保護(hù)裝置對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)狀態(tài)，智能的根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行的變化進(jìn)行合理的調(diào)整。其次，能夠準(zhǔn)確定位電網(wǎng)運(yùn)行過程中發(fā)生的復(fù)雜故障，從而及時(shí)的完成事故的分析和運(yùn)算，對(duì)繼電保護(hù)裝備起到?jīng)Q策作用。第三，能夠?qū)^電保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，從而進(jìn)行裝備運(yùn)行可靠性的分析。第四，能夠自動(dòng)根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)線路參數(shù)進(jìn)行修正，從而提高電網(wǎng)運(yùn)行效率，減少電網(wǎng)運(yùn)行故障的發(fā)生。

繼電保護(hù)故障分析處理系統(tǒng)的應(yīng)用，使得繼電保護(hù)的相關(guān)部門能夠得到電力系統(tǒng)發(fā)生故障后的完整保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)告和錄波報(bào)告，從而使相關(guān)的工作人員能夠?qū)收锨闆r進(jìn)行及時(shí)掌握，提高了故障分析和處理的效率以及水平。并且，能夠使工作人員對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行過程中的繼電保護(hù)裝置和錄波裝置的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，極大地提高繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行能力。故障分析處理系統(tǒng)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)中出現(xiàn)的復(fù)雜故障進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析，加強(qiáng)了工作人員對(duì)故障的處理能力與效率，在確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的同時(shí)能夠極大的提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

3 繼電保護(hù)故障分析處理系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

3.1 故障分析處理系統(tǒng)中繼電保護(hù)故障診斷的仿真模擬

繼電保護(hù)故障診斷的仿真模擬的目的是為了能夠使工作人員更加真實(shí)的了解繼電保護(hù)裝置的參數(shù)設(shè)置情況，從而更加科學(xué)合理的設(shè)置繼電保護(hù)設(shè)備參數(shù)，提高其工作性能。繼電保護(hù)故障診斷的仿真模擬首先應(yīng)該保證仿真的真實(shí)性，也就是說，在仿真過程中要根據(jù)真實(shí)系統(tǒng)的設(shè)置來建立各種繼電保護(hù)裝置的仿真模型，使得模擬故障后的行為具有真實(shí)的效果。其次，保護(hù)動(dòng)作跳閘后的各類信息要顯示出來，并保證仿真提示與現(xiàn)實(shí)結(jié)果的一致性。再次，仿真模擬要具有靈活性，即能夠隨時(shí)查看和改變保護(hù)模擬裝置的參數(shù)設(shè)置情況。最后，仿真模擬過程要多樣化，在各種運(yùn)行方式的情況下設(shè)置多種故障，確保仿真的實(shí)用性。由于電力系統(tǒng)中故障種類繁多，發(fā)生故障的原因也相對(duì)復(fù)雜，繼電保護(hù)裝置的保護(hù)方式也就各種各樣，為了能夠使仿真過程更加逼真，仿真結(jié)果更加科學(xué)，在仿真過程中應(yīng)該相應(yīng)的進(jìn)行合理的假設(shè)。比如利用典型的保護(hù)類型代表各種繼電保護(hù)裝置，從而更加適應(yīng)繼電保護(hù)裝置不斷發(fā)展的趨勢(shì)。

3.2 繼電保護(hù)故障分析處理系統(tǒng)的軟件構(gòu)成

繼電保護(hù)故障診斷的程序主要是利用計(jì)算機(jī)對(duì)電力系統(tǒng)中各種故障進(jìn)行模擬，通過故障量的分析檢測進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作行為，同時(shí)輸出系統(tǒng)內(nèi)的保護(hù)動(dòng)作情況。其組成部分主要分為兩部分，分別是程序和數(shù)據(jù)庫。其中數(shù)據(jù)庫有電網(wǎng)一次系統(tǒng)圖、原件參數(shù)和繼電保護(hù)定值庫。程序部分主要包括模擬故障計(jì)算程序、保護(hù)動(dòng)作行為判斷以及報(bào)告輸出等。繼電保護(hù)故障分析處理系統(tǒng)的軟件構(gòu)成中，模擬故障計(jì)算程序作為仿真系統(tǒng)的核心，主要擔(dān)任各種故障的模擬以及對(duì)系統(tǒng)內(nèi)每條線的保護(hù)測量值進(jìn)行計(jì)算。而模擬計(jì)算出的結(jié)果通過與繼電保護(hù)定值比較，進(jìn)而判斷保護(hù)的動(dòng)作行為。例如對(duì)阻抗、電壓和電流的判斷，系統(tǒng)需要進(jìn)行分段判斷，從第一段開始，如果第一段出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作，則終止下一段的判斷，反之則繼續(xù)下一段的判斷，并以此類推。最后的輸出報(bào)告需要在電網(wǎng)的一次結(jié)構(gòu)圖上標(biāo)明保護(hù)動(dòng)作的具體情況，從而使工作人員對(duì)電網(wǎng)的故障點(diǎn)，故障類型以及保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間、類型能夠更加詳細(xì)的了解。

3.3 建立繼電保護(hù)故障分析處理系統(tǒng)的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)模型

電網(wǎng)硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)知識(shí)是故障信息分析處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。專家系統(tǒng)的工作效率和通用性能直接受到硬件表示方法的影響，有效的設(shè)計(jì)電網(wǎng)硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)，能夠促進(jìn)繼電保護(hù)故障分析處理系統(tǒng)的開發(fā)和利用，開發(fā)人員根據(jù)多層次的框架結(jié)構(gòu)，使得復(fù)雜的內(nèi)容清晰化，從而更加有利于相關(guān)工作人員對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的復(fù)雜故障的處理。電力系統(tǒng)具有明顯的層次性，即發(fā)電系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)以及用電系統(tǒng)共同組成了電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層拓?fù)潢P(guān)系。所以，在對(duì)電網(wǎng)故障點(diǎn)進(jìn)行測量、分析、保護(hù)的過程中，必須遵守電力系統(tǒng)的層次性關(guān)系，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)層拓?fù)潢P(guān)系知識(shí)、廠站層拓?fù)潢P(guān)系知識(shí)以及設(shè)備的屬性知識(shí)等進(jìn)行有效的故障診斷和恢復(fù)處理，使繼電保護(hù)系統(tǒng)更加智能化與一體化。

4 結(jié)束語

繼電保護(hù)故障分析處理系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，使得電力系統(tǒng)的故障分析和處理更加的智能化，確保了繼電保護(hù)的有效性。使得繼電保護(hù)能夠根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測，一旦發(fā)生故障，能夠迅速做出反應(yīng)，進(jìn)行故障切除，降低電網(wǎng)損失。目前，隨著科技的發(fā)展，應(yīng)該加大繼電保護(hù)故障分析處理系統(tǒng)的研發(fā)，使之不斷升級(jí)，從而滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]胡居浩.芻議繼電保護(hù)故障信息智能分析方案及應(yīng)用[J].電子世界，2013（22）：36+37.