電力系統(tǒng)繼電保護及故障檢測方法

武改萍

【摘?要】目前，在我國社會城市發(fā)展中，現(xiàn)代化建設水平不斷提高，人們對電力能源的使用要求和使用量逐漸提高。為了保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，需要加強繼電保護裝置的穩(wěn)定運行和故障檢測，從而提高整個系統(tǒng)的運行效率。基于此，主要介紹了我國電力系統(tǒng)中繼電保護，分析了常見的故障問題，從而提出有效的創(chuàng)新檢測方法。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);繼電保護;參照法;分段法

引言

在電力系統(tǒng)運行的過程中經(jīng)常容易發(fā)生的故障，就是單相線路的短路，而兩相線路和三相線路在運行的過程中也會經(jīng)常發(fā)生短路的故障，在發(fā)生短路故障的時候，電力系統(tǒng)中的繼電保護就可以很好的保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，而故障檢測則可以準確的判斷出短路故障的發(fā)生位置，從而及時的進行維修處理，恢復電力系統(tǒng)的運行。

1電力系統(tǒng)繼電保護分析

1.1電力系統(tǒng)繼電保護的概念

在我國城市發(fā)展和運行過程中電力系統(tǒng)十分重要，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定使用的關(guān)鍵是繼電保護裝置功能的實現(xiàn)。在電力系統(tǒng)中使用繼電保護裝置，可以在短時間內(nèi)找到故障的具體位置和原因，還能對障礙做出有效的處理措施。當系統(tǒng)發(fā)生故障時，可以向工作人員發(fā)出指令信號，從而為技術(shù)人員的障礙處理提供重要幫助。

1.2繼電保護原理

繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中可以為系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和安全使用提供重要保證。繼電保護裝置主要包括數(shù)據(jù)的測量、邏輯的判斷、執(zhí)行模塊。這幾部分在這整個系統(tǒng)中具有重要的作用，相互之間需要協(xié)調(diào)配合，從而保證系統(tǒng)的運行安全性和可靠性。測量就是收集設備運行中的大量數(shù)據(jù)和資料，之后實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換。邏輯功能就是對收集的數(shù)據(jù)信息進行處理，通過對應的機損和分析，根據(jù)固定的原理將其按照邏輯框圖的組成進行分析。其中，主要涉及到電流、電壓與斷路器等相關(guān)裝置，滿足邏輯的思維之后，就可以實現(xiàn)保護裝置的使用。執(zhí)行模塊作為整個系統(tǒng)的保護出口。在發(fā)生保護動作之后會及時發(fā)出跳閘、和開關(guān)等指令，從而確保控制故障，防止出現(xiàn)更加嚴重的系統(tǒng)障礙問題。

1.3繼電保護的重要性

在電力系統(tǒng)運行的過程中安全與穩(wěn)定是系統(tǒng)運行的主要原則，但是電力系統(tǒng)在實際運行的過程中有外界的影響和設備的損耗，系統(tǒng)中不同電力設備安全性能就會產(chǎn)生一定的下降，從而給電力系統(tǒng)的運行埋下安全隱患。在設備出現(xiàn)性能故障的時候，電力系統(tǒng)中的繼電保護裝置就可以發(fā)揮作用，根據(jù)設備發(fā)生故障的線路，快速的斷開有關(guān)的設備連接，從而避免其他的電力設備受到一定的影響，將電力設備的故障影響范圍控制到最小，并且很好的保障了電力系統(tǒng)的運行安全。在繼電保護與故障檢測工作開展中，不僅可以對常規(guī)的電力設備進行保護與檢測，并且可以對濾波設備進行重復的檢測，從而有效的保障了不同電力設備的運行安全。在設備出現(xiàn)故障之后，電力系統(tǒng)中的檢測系統(tǒng)會快速的檢測出故障性質(zhì)和位置，提高維修人員的工作效率。

2電力系統(tǒng)中繼電保護的故障分析

2.1繼電保護元件的問題

在繼電保護設備工作的過程中自身也會出很多的故障，其中繼電設備的組成元件質(zhì)量對繼電保護裝置的運行會產(chǎn)生較大的影響。比如說保護元件的制作精度、元件的性能、晶體管的質(zhì)量和電阻的性能等，在實際運行的過程中由于沒有達到電力系統(tǒng)的標準要求，從而導致跳閘情況的出現(xiàn)。

2.2高溫產(chǎn)生的故障

在繼電保護設備運行的過程中經(jīng)常由于一些設備的高溫，從而導致繼電元件發(fā)生了損壞。比如說繼電保護設備中的電壓互感器二次側(cè)故障，就是由于局部的電路發(fā)生了溫度過高，導致了該故障的發(fā)生。

2.3隱形故障

在電力系統(tǒng)運行的過程中一旦出現(xiàn)了大面積的停電，或者很多處線路出現(xiàn)了電力故障，而繼電保護設備卻沒有及時的跳閘。

3電力系統(tǒng)中常見故障的檢測研究

在電力系統(tǒng)發(fā)生了單相短路故障的時候，由于短路造成了電力回路的電阻值降低，并且短路位置的前支路與后支路，之間的電流、電壓都會產(chǎn)生很大的變化，并且有回路發(fā)生了一定的變化，因此該短路位置周邊的電力磁場也會產(chǎn)生一定的變化。在短路位置檢測確定的過程中就可以利用電場和磁場的變化進行判斷。

3.1小電流接地檢測

我們以常用的10kV電力系統(tǒng)為例，對五處的支路進行短路故障的檢測。在檢測之前首先需要測量到正常的電場與磁場的數(shù)據(jù)信息，并且建立正常運行的標準數(shù)據(jù)。然后在檢測故障位置數(shù)據(jù)信息，將故障點的數(shù)據(jù)信息記錄下來。沒有發(fā)生故障的線路中容性電流于電壓產(chǎn)生一定的差距，并且零序的功率是負值。在檢測發(fā)生故障線路的時候，發(fā)現(xiàn)了短路之前的零序電壓落后電流一定的數(shù)值，而短路之后的零序電壓超出了電流一定的數(shù)值。從而我們就可以基本判斷出故障點，并對發(fā)生短路故障的線路進行及時的處理，保障電力系統(tǒng)的運行安全。

3.2磁場與電場的檢測

在電力線路中一旦發(fā)生了單相斷路的故障，那么在短路的位置就會產(chǎn)生不一樣的電池與磁場，在不考慮電場與磁場之間發(fā)生互感的情況下，要對發(fā)生短路故障的位置進行確定，就可以利用相關(guān)的設備對線路周邊的磁場進行探測，在探測的過程中利用諧波電流作為檢測信號，從而快速的確定出故障發(fā)生的位置，及時有效的進行故障的排除。

4電力系統(tǒng)繼電保護與檢測方法的創(chuàng)新應用研究

4.1網(wǎng)絡化的故障檢測與繼電保護分析

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，建設智能自動化的電力系統(tǒng)，已經(jīng)成為了電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。在電力系統(tǒng)運行保護的過程中可以建立網(wǎng)絡化檢測保護平臺，就是說將繼電保護設備中的主要設備利用串聯(lián)或者是并聯(lián)的方式進行差動連接，最后統(tǒng)一的接入到主站進行管理。在故障信息檢測和處理的過程中可以為其構(gòu)建信息的上傳、處理和通信，從而很好的提高故障檢測工作的質(zhì)量與效率。

4.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡的技術(shù)應用

人工神經(jīng)網(wǎng)絡是目前一種先進的網(wǎng)絡處理技術(shù)，將其應用到電力系統(tǒng)的繼電保護與故障檢測中，可以通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)的學習、適應、總結(jié)等優(yōu)勢的發(fā)揮，從而將電力系統(tǒng)中的經(jīng)常出現(xiàn)了電力故障和發(fā)生故障的位置原因，進行數(shù)據(jù)的收集整理，最后形成一個故障預判的預警體系。在人工神經(jīng)網(wǎng)絡使用的過程中可以對三相短路、兩相短路、單相短路、隱形故障等進行準確的判斷，并進行及時的處理。

4.3自適應的控制系統(tǒng)構(gòu)建

所謂的自適應繼電保護與古扎檢測，就是說可以對電力系統(tǒng)的實施運行狀態(tài)進行一個自動適應的管理控制。隨著電力系統(tǒng)的運行峰值的變化，自適應系統(tǒng)可以及時的調(diào)整繼電保護的范圍，以及對應區(qū)域內(nèi)故障的檢測，從而不斷的提高電力系統(tǒng)的運行可靠性。

5結(jié)束語

綜上所述，電力系統(tǒng)在運行期間，很容易受到客觀因素影響出現(xiàn)安全隱患，破壞電力設備安全的同時，影響到供電質(zhì)量。在現(xiàn)代化技術(shù)支持下，通過電力系統(tǒng)繼電保護及故障檢測方法可以及時挖掘故障隱患，推動電力系統(tǒng)繼電保護及故障檢測技術(shù)自動化、數(shù)字化和智能化發(fā)展，選擇網(wǎng)絡化管理法、自適應法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡法，可以及時排除故障，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

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（作者單位：國網(wǎng)太原供電公司）