电力系统继电保护与故障检测方法分析

电力系统继电保护与故障检测方法分析

朱伟陈洁

（江苏省送变电公司211102）

摘要：继电保护系统是保证电力系统正常运行的关键所在，继电保护系统的故障信息分析处理的运用与开发也是继电保护系统的核心所在。对电力系统继电保护故障进行分析，利用科学、合理的方法快速、准确的找出故障点，并进行有效的解决，发挥继电保护装置的正常性能，是提高供电质量的有效措施，对我国电力事业的发展具有重要意义，因此进一步加强对其的研究非常有必要。基于此本文分析了电力系统继电保护与故障检测方法。

关键词：电力系统；继电保护；故障检测方法

1、电力系统继电保护及故障检测的意义

1.1、保证电力系统的安全运行

继电保护是利用相关保护装置，对电气设备的运行状态进行保护，当电气设备发生故障的时候，保护装置会做出保护动作，对线路发出跳闸指令，切断线路通电，将电力故障点从电力系统运行中脱离出来，对故障进行迅速、有效的控制，防止故障所带来的影响进一步扩大，降低电网损失，提高电力系统运行的安全性，然后再利用没有发生故障的线路，继续进行正常的供电，保证用户所需用电的可靠性。

1.2、对电力系统的运行情况进行监控

利用继电保护装置，能够实现对电网二次装置的监控，当发现电网运行出现故障的时候，能够做出快速反应，及时找出故障发生点，对故障性质进行判断，为电力系统维修人员提供准确的参考信息，能够使维修人员迅速制定合理的解决方案，提高了故障排除效率，能够尽快恢复正常供电。

2、电力系统继电保护常见故障

2.1、继电保护系统中设备的故障

电力系统中的继电保护工作是一项细致的工作，其中对于继电保护装置设备的要求特别严格，而继电保护装置中的设备问题往往出现在设备中构件的质量方面，从继电保护系统的工作原理来说几乎没有什么太大的问题，所有的继电保护系统对于电力系统运行时的故障检测方法都是一样的，而不同的电力系统中存在着不同的工作负荷，而继电保护设备也对电力系统的电流电压负荷有着不同的要求，所以在继电保护装置安装时要结合电力系统的工作负荷以及工作强度进行考虑，对于电力系统来说要选择合适的继电保护设施，争取继电装置中的每一个系统都要符合电力系统的实际标准，如果某一个部位的构件出现了问题将会影响整个继电保护装置的检测中的数据准确率甚至影响其运行，当继电保护系统出现设备问题时则会使其继电保护动作失控，甚至出现拒动或者误动的问题，影响电力系统的运行功能和电力系统整体的稳定。

2.2、继电保护系统的开关设备故障

继电保护系统中出现的开关设备的故障主要是由于继电保护系统与电力系统不匹配的原因造成的，首先在进行机电保护装置的选择是对于电力系统的工作强度是有科学的规定的，而电力系统中初始的继电保护设备往往是与之工作负荷较为匹配的，但是随着工作强度的加大或者继电保护系统使用时间的增多，继电保护装置也应该随之更新，否则如果发生继电保护装置老化或者超负荷的情况，会导致继电保护系统开关设备出现负荷密集，由于开关设备不能适应符合实际而出现继电保护开关设备的稳定性与准确性的问题，毕竟继电保护系统不能胜任电力系统的检测工作，电力系统的正常运行。

2.3、继电器触点故障

其故障的主要表现为金属电积、触点焊接、触点磨损、触点电阻快速增加等，这些故障的发生在很大程度上会影响继电器接触的可靠性，继而会影响整个电力系统的安全运行，而针对继电器触点的故障排除而言，随着不断的实践摸索，也存在着很多办法，如对其触点材料进行定时的检查与更新，对期经过的电流严格按照负荷值进行控制、对其磨损的程度进行定级的方式检测等，保证继电器触点的正常使用就是保证继电系统的正常运行，也就是保障电力系统的安全运行。

3、电力继电保护故障的检测

3.1、利用空间的电磁场来探测单相接地故障的支路方法

在小电流接地系统发生单相接地故障的时候，接地点的无故障支路、后向支路及其前向支路的零序电流以及电压所表现出来的特征是不同的。那么在这个时候周边的电磁分布不会不同。所以，可以有效的利用零序电场及磁场来查找接地故障点。

3.2、区别故障支路和故障相的方法

在小电流接地系统发生单相接地故障的时候，会发生一个涵盖故障特征的显现出来暂态的情况。且相应的还得建立一个小电流接地系统的数学模型，可以仿真在出现故障之前几个周波的具体波形，那么就可以得到电力系统之中符合电流发生的瞬时畸变波形，再就是发生接地故障的时候，所出现时刻电流暂态信号进行小波分解，最终得到故障之路三相电流能量时谱。之后就可以在出现故障之后，一个周波内能量的小波能量在接地的过程之中选线选相判断的根据。且可以直接性的通过查找故障时候的频带特征量以及负电荷电流提取的瞬时性特征，那么就可以实现系统在没有故障干扰的时候，精确的查找并识别出来故障相机故障支路。

3.3、借助人工神经网络进行继电保护与故障检测

借助人工神经网络进行继电保护与故障检测，主要原理是通过生物神经系统的智能性来进行规划、算法以及逻辑性的具体应用。人工神经网络可以自行组织、学习和适应自动识别继电保护发生的数据和信息进行分布式的存储和处理。而电力系统的继电保护可以利用人工神经网络来判断故障发生的类型和方向。

3.4、实现变电站的综合性自动化

实现变电站的综合性自动化就是将计算机信息采集和处理以及网络通信等技术与自动控制系统相结合，对电力系统继电保护装置进行测量、控制和保护，同时记录和处理故障并对其进行维修，实现电力系统的综合自动化，代替人工检测和控制，也可以在没有人值班的情况下及时对电力系统进行操作和控制，记录下详细的数据和信息来进行分析，实现资源共享和信息共享，最终实现自动化操作。

4、维修方法

4.1、排查法

排查法和短路法相似，适用于对整个电力系统回路障碍的检查，实际操作是拆分电网中并联形式的二次回路，之后根据原来连接的顺序，依次把所拆分设备重新连入回路之中，并认真观察电网回路运行状况，如果回路再次出现障碍，则可确定出刚刚接入设备存有障碍。接便可采用上述直接法，拆开设备，以检测装置内部零件障碍和问题。

4.2、替代法

当考虑电网回路发生障碍是因某个装置或内部零件所引起时，一般会采取替代法来实施检测与维修，即通过一个正常工作元件来替代疑似出现障碍的装置接入回路中，之后观察回路工作状况，若回路仍可以正常运行，则障碍消除，那么说明被替代设备存有障碍；而如果障碍未消除，则重复上述的操作，以替代其他设备，直到发现障碍设备为止

4.3、参照法

通过把正常技术装置和非正常技术装置运行参数进行对照，可从不同方向来找出设备故障点，该技术通常用于查找接线故障和定值校验的故障等。如在定值检验继电保护时，如果发现其中某个继电器测试值和其整体的校定值间存在较大差异，这不能轻易的判定出继电器存有问题，而是应使用相同表计，以对其他的相同回路同类继电器实施定值检验。

总之，继电保护和故障检测是电力系统自动检测、保护的关键，是在电力系统运行中实现线路障碍查找的核心，是切实保障电力系统平稳运行的关键，因此需要重点加强研究。

参考文献：

[1]刘韵.电力系统继电保护输电线路故障检测与研究[D].沈阳工业大学，2016.

[2]王剑.电力系统继电保护故障分析与检测技术[J].企业技术开发，2015，03:89-90.

[3]关明江.电力系统继电保护故障原因分析及处理技术[J].中国新技术新产品，2013，09:160.