電力系統(tǒng)繼電保護及故障檢測方法研究

王嘉昊，陸昊鵬

貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司貴安供電局，貴州 貴陽 550000

0 引言

在當(dāng)前的電網(wǎng)建設(shè)中，開展繼電保護是電網(wǎng)運行管理中的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)電力系統(tǒng)在運行期間出現(xiàn)故障，有效的繼電保護會斷開其運行狀態(tài)，防止故障線路影響整個電力系統(tǒng)的運行情況。與此同時，這就需要相關(guān)人員定期開展繼電保護的故障檢測工作，適時了解其可能出現(xiàn)的故障，并采用有效措施來預(yù)防故障的出現(xiàn)，進而確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1 電力系統(tǒng)開展繼電保護的條件

1.1 開關(guān)保護

在正常的電力系統(tǒng)運行中，該體系內(nèi)會因多種機制的觸碰而產(chǎn)生繼電保護。簡單來說，繼電保護開關(guān)主要應(yīng)用在電力子系統(tǒng)內(nèi)部的有序調(diào)度，并為其輸送電流。若電力子系統(tǒng)內(nèi)部沒能安裝繼電保護，相關(guān)人員需開展一定的人工操作，在具體工作中，雖然多數(shù)工作人員會盡職盡責(zé)地完成相關(guān)工作，并嚴格遵照此前設(shè)定的操作流程來執(zhí)行，但仍有部分工作人員受自身能力與工作責(zé)任心影響，為縮減安裝步驟，將組合器與復(fù)合開關(guān)共同連接到變壓器內(nèi)部的出口線柜中。由于不符合對應(yīng)的技術(shù)操作流程，極易給電力系統(tǒng)帶去故障，引發(fā)嚴重問題并觸發(fā)繼電保護機制。

1.2 故障保護

一方面，當(dāng)遭遇絕緣性故障或外界干擾等問題時，電力系統(tǒng)應(yīng)開展繼電保護機制。基于電力系統(tǒng)中部分材料的絕緣性特質(zhì)，若遭受外界干擾，極易給系統(tǒng)運行帶來極大破壞，其繼電保護也喪失了其內(nèi)部的保護作用，使電力系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度的故障。因而，在觸發(fā)繼電保護機制時，需及時觀察電力系統(tǒng)內(nèi)部的干擾度與絕緣性故障問題。另一方面，繼電保護系統(tǒng)在運行期間還會受靜電影響。一般來講，電力系統(tǒng)在運行期間會生成不同程度的靜電塵埃，若沒有及時處理，則會給相關(guān)保護裝置帶來極大的安全隱患[1]。

2 電力系統(tǒng)繼電保護的故障檢測流程

2.1 綜合分析電力故障

電力系統(tǒng)在進行繼電保護期間，相關(guān)人員應(yīng)嚴格執(zhí)行繼電保護流程，對其可能出現(xiàn)的電力故障進行綜合分析。具體來看，電力系統(tǒng)工作人員應(yīng)適時設(shè)置故障分析體系，利用該體系來詳盡探究系統(tǒng)內(nèi)部的故障信息、跳閘開關(guān)、保護動作的具體狀況、故障位置等，為系統(tǒng)調(diào)度人員提供更為精準的決策數(shù)據(jù)，在開展繼電保護時也會更具針對性。在分析電力系統(tǒng)內(nèi)部故障期間，相關(guān)人員應(yīng)全面探討不同保護裝置下其內(nèi)部故障的各項詳盡行為動作，并深入研究相關(guān)故障對保護裝置可能產(chǎn)生的影響與威脅，適時掌握在該類故障內(nèi)其具體的電流與電壓變化。借用故障分析體系，還能完成故障錄波器與就地站保護的同步操作，有效實現(xiàn)對該項裝置的監(jiān)控與管理。智能化處理故障錄波器與就地站保護的內(nèi)部數(shù)據(jù)，借用適宜的智能化處理高效實現(xiàn)各設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸，不同工作對象間也可實現(xiàn)適宜的現(xiàn)實需求。技術(shù)人員在利用故障分析系統(tǒng)了解到繼電保護裝置中的數(shù)據(jù)信息后，還需借用雙端故障的距離測試來掌握相關(guān)測距工作的精準度，并為此后的繼電保護裝置提供適宜的數(shù)據(jù)接口與數(shù)據(jù)交換，利用該項舉措來增進數(shù)據(jù)傳輸?shù)目茖W(xué)性、靈活性。

2.2 采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

在完成電力系統(tǒng)內(nèi)部的故障分析后，相關(guān)人員應(yīng)采用必要的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來進行繼電保護與故障檢測。在當(dāng)前的電力系統(tǒng)中，若想增強其運行的科學(xué)性，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的滲入變得較為關(guān)鍵，其能對電力系統(tǒng)的運行形成更為廣泛的支持。相關(guān)人員在使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的過程中，能對電力系統(tǒng)繼電保護裝置的各環(huán)節(jié)進行差動保護與縱聯(lián)串聯(lián)，網(wǎng)絡(luò)保護系統(tǒng)內(nèi)的主站會開展統(tǒng)一管控，并對數(shù)據(jù)的處理與傳輸實行無差別保護，對繼電保護裝置中的電氣量進行有效聯(lián)系，對可能產(chǎn)生的故障位置實行精準的檢測與判斷，及時掌握該類故障下的各項參數(shù)、引發(fā)故障的原因、故障的具體位置與相關(guān)性質(zhì)等，向保護裝置發(fā)送適宜的命令指示，并快速切除其內(nèi)部的故障元件，適時縮減相關(guān)故障的影響范圍[2]。

2.3 強化故障檢測效果

通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來完成繼電保護裝置內(nèi)部故障的檢測后，相關(guān)人員需采取有效措施來進行相關(guān)故障的防治，適時強化故障檢測效果。具體來看，為提高相關(guān)故障檢測工作的精準度與繼電保護的高效性，相關(guān)人員應(yīng)使用必要的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。針對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來說，其在開展故障檢測時會依托生物神經(jīng)科學(xué)，并利用多項智能化手段，如進化規(guī)劃、遺傳算法與模糊邏輯等來對電力系統(tǒng)實行科學(xué)保護。在處理電力系統(tǒng)的內(nèi)部故障時還要與自組織、自學(xué)習(xí)與自適應(yīng)相結(jié)合，精準人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的模式識別功能來找出其存儲的分布類信息，再借助該項網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)故障類型、故障距離的精準判斷，并真正確認主設(shè)備的保護方向與設(shè)備保護方案。例如，在某電力系統(tǒng)繼電保護的故障檢測中，相關(guān)人員可采用BP模型，利用該模型內(nèi)部的高效技術(shù)準確判斷繼電的保護方向與可能產(chǎn)生的故障類型，對其附近的高壓輸電線路進行針對性保護，提升故障測試與繼電保護的針對性。

3 優(yōu)化電力系統(tǒng)繼電保護裝置故障檢測方式

3.1 合理運用參照法

在開展電力系統(tǒng)內(nèi)部繼電保護裝置的故障檢測時，相關(guān)人員應(yīng)合理采用參照法。具體來看，在運用參照法期間，工作人員可科學(xué)測試繼電保護中的各項故障，若繼電保護裝置內(nèi)產(chǎn)生故障，其內(nèi)部生成的數(shù)據(jù)信息將與標準數(shù)據(jù)存有較大不同。在采用參照法時要全面比對當(dāng)前的故障數(shù)據(jù)與此前的標準數(shù)據(jù)，借用對該類數(shù)據(jù)的比對分析，可精準找出相關(guān)故障的具體位置，適時排除與找尋引發(fā)該類故障的各項原因，給此后故障的排除打下適宜基礎(chǔ)。一般來講，電力系統(tǒng)在運行期間，若產(chǎn)生不同形態(tài)的接線問題，工作人員需借助參照法檢測對應(yīng)性故障，以最快速度來完成故障排除工作[3]。在改造電力系統(tǒng)期間，其主要工作任務(wù)為更換繼電保護裝置，在運行的過程中，其會產(chǎn)生不同程度的接線問題，如同路接線困難，在該類情況下若想精準找出該類接線引發(fā)的故障問題，需采用參照法來及時排除與處理各項故障。在進行故障檢測時，若繼電保護裝置內(nèi)的標準數(shù)值與檢測后數(shù)值的差距較大，難以完成繼電保護裝置內(nèi)部問題的精準判斷，不應(yīng)常規(guī)調(diào)整相關(guān)設(shè)備的指示刻度，相關(guān)人員應(yīng)及時分析與檢測繼電保護裝置中的其他元件，在排除其引發(fā)的問題后，確認引發(fā)該故障的具體元件。

3.2 科學(xué)執(zhí)行分段法

在進行電力系統(tǒng)繼電保護裝置的日常維護時，相關(guān)人員還需科學(xué)執(zhí)行分段法。一般來講，在采用分段法前需詳盡劃分系統(tǒng)內(nèi)部的繼電保護裝置，依照此前設(shè)定的順序詳盡檢測每個設(shè)備，并對設(shè)備內(nèi)部的各項零部件實行科學(xué)檢測。在該類檢測期間，相關(guān)人員需仔細檢測帶有高頻性質(zhì)的保護類收發(fā)機，通過對其運行情況與接收信號的檢測，在開展相關(guān)測試時應(yīng)適時采用分段法。應(yīng)用分段法進行故障檢測的優(yōu)勢在于可科學(xué)劃分相關(guān)裝置的檢測范圍，能精準了解大型設(shè)備與收發(fā)機的具體運行情況，將大型設(shè)備與收發(fā)機實行分段檢測為分段法的實質(zhì)。在運用分段法的過程中，相關(guān)人員應(yīng)采用適宜措施來保障各項設(shè)備通道的內(nèi)部暢通性，若通道暢通可進行相應(yīng)的負載接入，在完成該類工作后還要與繼電保護裝置內(nèi)部故障相結(jié)合，對其生成的具體故障實行初步判斷，并精準找出該故障的具體位置，利用合理措施來完成相關(guān)故障的處理工作，增進電網(wǎng)運行的安全。

3.3 完善替換法

一方面，在檢測繼電保護裝置期間，相關(guān)人員可采用替換法，該類方式在使用時帶有簡單、易懂的特征。若繼電保護裝置內(nèi)的某個零部件產(chǎn)生故障，可運用同性質(zhì)的元件來替代它，并及時檢測更換后相關(guān)元件的使用情況。一般來講，在完成元件更換后，若繼電保護裝置的運轉(zhuǎn)重新恢復(fù)到正常狀態(tài)，可將該故障問題看在此前遭到更換的零部件上；當(dāng)元件完成替換后在該裝置內(nèi)部仍存有故障，可發(fā)現(xiàn)引發(fā)故障的原因并非元件，相關(guān)人員仍要繼續(xù)找尋繼電保護裝置產(chǎn)生故障的原因與位置[4]。另一方面，電力系統(tǒng)管理者需明確替換法的優(yōu)勢與不足，如與參照法、分段法相比，替換法的優(yōu)勢在于操作簡單，在實際工作與生活中的運用較廣泛，而劣勢在于其技術(shù)含量一般，在具體操作時會耗費較多時間，嚴重減低該項檢測工作的基礎(chǔ)效率，且難以精準找出引發(fā)繼電保護裝置運行故障的原因。因此，相關(guān)人員需合理挑選繼電保護裝置問題的檢測方式，促進繼電保護裝置的運行質(zhì)量。

4 總結(jié)

綜上所述，在電網(wǎng)運行期間，若是離開繼電保護會給其運行效率帶去極大影響。在當(dāng)前的電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)，繼電保護裝置的運用較為廣泛，其能有效維護電網(wǎng)的運行安全，相關(guān)人員在日常工作中需及時排除繼電保護裝置中的故障，促進電網(wǎng)整體的運行安全。