電力系統繼電保護及故障檢測方法的創新

馮一帆

（大唐南京發電廠，江蘇 南京 210000）

當今信息化時代背景下，科學技術發展迅速，且更新換代的速度不斷加快，給產業升級、行業轉型提供了技術支持與保障，對電力行業來說，創新已經成為行業發展的內在驅動力。電力系統運行中，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，避免電力系統中相關元件的損傷，也可以在發現異常時自動切斷連接，同時發出預警信號，以便于故障的及時排除，從而保障電力系統的長期穩定運行，為人們提供優質的電力服務。

一、電力系統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高效、穩定、安全運行的主要手段。電力系統的規模較大、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。通過應用繼電保護裝置，并聯合應用故障檢測技術，便能避免人工檢測故障的缺陷、彌補人工檢測故障的不足，一旦電力系統中的設備、元件出現故障問題，便可以向斷路器發出指令，將電力設備或元件故障及時切斷，避免對電力系統的進一步破壞，減少損失。若是沒有繼電保護裝置，故障出現后，便無法及時隔離故障點，從而給電力系統帶來嚴重的安全隱患。同時，應用繼電保護裝置及故障檢測技術，還可以自動檢測電力系統中各設備的實際運行情況，并充分發揮繼電保護設備的高靈敏度特征，準確判斷故障發生的范圍、故障點位置，并分析故障性質、故障原因，從而及時排除故障。若電氣設備出現異常，則可根據實際情況，及時發出預警信號，通知相關人員及時檢修、維修，從而保障電力系統的安全、穩定運行。

二、電力系統的繼電保護故障類型

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

目前，電力系統中比較常見的繼電保護故障可以分為以下幾種：

（一）繼電保護系統故障。指的是因為繼電保護元件存在質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量問題，或者是元件質量不符合電力系統的實際使用要求而容易出現誤動，進而增加了故障問題的發生率。

（二）電力系統運行故障。指的是電力系統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）電力系統隱性故障。指的是電力系統可以正常運行，且運行過程中未出現故障問題，但是若是電力系統部分出現改變，便會觸發故障。

三、電力系統繼電保護的創新

（一）人工神經網絡

在電力系統繼電保護系統中應用人工神經網絡，主要是將生物神經網絡、遺傳算法、模糊邏輯集合為一體，，借助人工神經網絡的分布式存儲優勢以及智能化特點，迅速、準確判斷故障出現的位置、故障類型，并采取有針對性的措施，及時排除故障。

（二）網絡化管理

在電力系統繼電保護系統中應用網絡化管理方法，有利于及時發現電力系統故障問題，確保電力系統的穩定運行。實現電力系統的網絡化管理，在電力系統管理的各個環節突出繼電保護的重要地位，有機結合傳感器、繼電保護系統，將系統運行中的數據信息傳輸至電網控制中心，從而迅速判斷故障點，并隔離、排除故障，從而保障電力系統的穩定、安全運行。

（三）自適應控制法

在電力系統繼電保護系統中應用自適應控制法，應提高控制元件的敏感度，從而在設備發生故障問題的時候，才能及時發出預警信息。為確保繼電保護系統的效果，應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，電力系統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，應根據實際情況，合理選擇控制元件的類型、設定敏感度，以充分發揮控制元件的作用，保障電力系統的安全運行。

四、電力系統故障檢測方法的創新

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

（一）通過建立數學模型，對電流、電壓進行計算，并以此為根據，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，并在此基礎上確定故障的發生位置。

（二）可以借助空間電磁場對單相接地故障支路進行探測。電力系統中出現單相接地故障后，電氣量便會產生明顯的改變，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生較大波動。若是接地點周圍的磁場出現改變，單相接地故障多是前向、后向支路異常，非故障支路也會產生異常，零序電壓支路發生改變。對磁場分布情況、零序電場進行觀察，便可以確定故障的發生位置，及時采取措施予以解決。

結語：

綜上，新時期，應加快電力系統繼電保護及故障檢測方法的智能化、自動化、數字化發展，采取人工神經網絡、網絡化管理、自適應控制法及以小電流接地系統為基礎的電力系統故障檢測方法，及時、準確地判斷故障位置并排除故障，保障電力系統的安全運行。