電力系統(tǒng)繼電保護及故障檢測方法研究

孟琳

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

關鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護;故障檢測

電力系統(tǒng)繼電保護與故障檢測主要指針對電力系統(tǒng)進行自動監(jiān)測，同時做好對電力系統(tǒng)的控制與保護，屬于電力系統(tǒng)安全性保護的重要系統(tǒng)設施[1]。繼電保護及故障檢測能夠針對多類故障問題發(fā)出報警信號，并作出跳閘處理，確保降低故障對電力系統(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)繼電保護及故障檢測的作用

繼電保護及故障檢測的主要作用是保證電力系統(tǒng)的安全性，如果電力系統(tǒng)中繼電保護的設備和元件出現(xiàn)故障問題，則此時繼電保護裝置能夠體現(xiàn)出選擇性、靈敏性、速動性和可靠性特征，向存在故障的設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，避免故障問題的擴散，降低故障設備和元件對電力系統(tǒng)的破壞程度，提高電力系統(tǒng)的安全性。電力系統(tǒng)中設備出現(xiàn)故障或處于異常工作狀態(tài)時，繼電保護裝置能夠根據(jù)設備的運行維護標準和異常工作情況進行提示，即通過發(fā)出報警信號的方式，確保工作人員能夠及時了解到電力系統(tǒng)中存在異常運行情況，同時能夠以最快的速度進行處理，保證設備的安全性。如果設備出現(xiàn)故障時，現(xiàn)場沒有工作人員，則繼電保護裝置能夠直接針對系統(tǒng)進行處理，如切斷故障電氣設備，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)的故障檢測方法

空間電磁場探測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)存在單相接地問題，此時接地點的前向支路、后向支路等會出現(xiàn)不同的特征，而且周圍電場和磁場也會出現(xiàn)變化。技術人員采用小電流接地系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析，能夠針對正常支路和故障支路的五條配電線支路進行故障點探測試驗，然后根據(jù)探測結(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，隨后針對該類參數(shù)進行穩(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，則此時會出現(xiàn)多故障特征暫態(tài)情況。針對該種情況，技術人員可以通過建立仿真模型，獲得故障發(fā)生前幾個周波的暫態(tài)信號波形，繼而可以判斷出支路符合電流出現(xiàn)波形瞬時畸變，得出故障支路與健全支路的三相電流能量時譜，從而實現(xiàn)獲得故障后小波能量接地選線選相判據(jù)，達到在系統(tǒng)還沒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要的故障信息，包含故障的準確位置、開關跳閘情況以及保護動作行為等，以確保能夠使工作人員以最高效率做出系統(tǒng)恢復決策，同時該能夠提供各個保護裝置故障過程的詳細信息、故障電壓電流變化信息及故障分量對保護裝置的影響等，具有信息量詳細且龐大的特征。

綜合故障分析系統(tǒng)主要功能為能夠針對就地站保護與故障錄波器時鐘同步，同時為站內(nèi)自動化監(jiān)控系統(tǒng)提高重要數(shù)據(jù)，針對數(shù)據(jù)進行智能化處理，確保能夠滿足不同設備間數(shù)據(jù)傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換，達到不同工作對象工作需求標準。綜合故障分析系統(tǒng)能夠有效提高測距準確性，主要是利用雙短故障測距進行計算，且實現(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)的繼電保護與故障檢測方法

網(wǎng)絡化繼電保護與故障檢測方法

繼電保護裝置是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要設備，為了確保繼電保護個主要設備的保護裝置的可靠性，可以采用網(wǎng)絡化繼電保護與故障檢測，即實施微機保護裝置網(wǎng)絡化，實現(xiàn)對保護裝置的差動和縱聯(lián)串聯(lián)保護。

自適應控制繼電保護與故障檢測方法

采用自適應控制保護系統(tǒng)，主要是針對電力系統(tǒng)的運行方式變化和故障狀態(tài)變化等進行檢測，同時可以根據(jù)實時變化狀態(tài)自動改變保護性能，確保能夠適應電力系統(tǒng)各種轉(zhuǎn)臺變化，提高輸電線路距離保護、發(fā)電機保護、變壓器保護等電力系統(tǒng)響應與繼電保護系統(tǒng)的系能，實現(xiàn)繼電保護系統(tǒng)可靠性。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡繼電保護與故障檢測方法

采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡繼電保護與故障檢測，主要是依據(jù)生物神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊邏輯、遺傳算法等，將其應用在電力系統(tǒng)繼電保護中，以期提高繼電保護的作用。人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術具有自組織、自學習、自適應等能力，且還能夠?qū)崿F(xiàn)分布式信息存儲和并行處理。

變電站綜合自動化繼電保護與故障檢測方法

變電站綜合自動化繼電保護與故障檢測措施主要是將自動控制系統(tǒng)、計算機信息采集系統(tǒng)和處理、網(wǎng)絡通信系統(tǒng)等多個技術綜合在一起進行電力系統(tǒng)保護，包含測量功能、信號功能、保護功能、控制功能、計費功能、繼電保護功能、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

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)需要加強機電保護與故障檢測。為了提高繼電保護與故障檢測質(zhì)量，需要注重應用全新的故障檢測方法，并推動電力系統(tǒng)和繼電保護系統(tǒng)向自動化、智能化、網(wǎng)絡化等方向發(fā)展，以提高電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。

參考文獻：

[1]盧盛平.電力系統(tǒng)繼電保護及故障信息系統(tǒng)的設計與研究[J].中國電力教育，2013，20：207-208.

[2]王悅研.電力系統(tǒng)繼電保護與故障檢測新方法研究[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)繼電保護的故障分析及處理措施[A].中國武漢決策信息研究開發(fā)中心、決策與信息雜志社、北京大學經(jīng)濟管理學院.“決策論壇——區(qū)域發(fā)展與公共政策研究學術研討會”論文集（下）[C]，2016：1.