电力系统继电保护与故障检测方法分析

欧志利

摘 要：随着现阶段社会的飞速发展和进步，电力作为新型的清洁能源逐渐被大范围使用。目前，电力系统的安全运行受到了人们的广泛关注。其中，电力系统的继电保护和故障检测的方法一直是电力系统维护和发展的重要手段，其对提高电力系统的稳定性意义重大。因此，能否确保电力系统在通道中的安全、稳定运行，是电力企业进步和提高的关键。

关键词：电力系统；继电保护；故障检测；人工智能

中图分类号：TM774 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.159

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，是在线路短路时或局部电网出现故障时，为了评价电力系统对电缆的承受力和故障的严重程度，并有选择地对局部电网进行减压和断电的手段，是切实保障电力系统平稳运行的关键。

1 电力系统继电故障的检测作用

1.1 保护电力的安全运行

安全、稳定是电力系统运行中最关键的内容。在被保护的设备或元件出现问题时，要及时采用继电保护装置准确地向故障电路发出跳闸命令，从而使其及时脱离电力系统，最大限度地降低对电力系统的破坏，并实现对历史数据的存储和对计算机信息数据的管理。随着计算机技术的不断进步，相应电力企业的信息化程度也在不断提高。目前，信息管理系统的存储容量在不断增大、运算速度在不断提高，且已能在故障发生时及时恢复正常运行。

1.2 实时监控电力系统的运行

设置电力系统的实时监控设备是为了保障电力系统的高速、平稳运行。电力系统中的继电保护装置可在无人值班时对不同设备的运行情况、温度状况进行分析和处理，自动对无人检测的设备进行相应调整，有选择性地对可能引发事故的设备进行一次切除。因此，只有保证电力系统继电保护设备的安全性和灵敏度，才能保证电力系统及各种设备的安全运行。

1.3 自动分析设备的运行情况

对于非正常状态下运行的电力设备，继电保护装置可根据设备运行时的表面温度进行硬件维护，并报告异常情况，提醒值班人员应对与运行异常方面的数据进行及时的处理或停机检修。

2 基于小电流接地系统的故障检测方法

2.1 小电流接地系统的数据分析

在小电流接地系统的数据分析中，先对正常支路和故障支路的5条配电线进行了故障点探测，将设定和探测得出的正常支路参数设为I，进而得到故障零路电容性的超前序电压。如果故障设备的各线路零序电压功率不足，则零序电容的功率为负数。

2.2 配电线路的磁场数据

在不考虑线路基础和线路之间相互影响的情况下，三相电压和电流的三体性不可替代对配线线路及周围磁场的模拟地点的探索结论，而电场和磁场分别具有可替代性的结论。此外，还可以五次震波的电压作为检测电场和磁场的主要信号，从而实现对故障点和电磁场探测故障方式的可行性分析。

2.3 识别故障支路接地的方法

当小电流接地系统出现单方面的接地问题时，会产生一个暂态的过程。因此，可建立一个包含诸多明显特征的小电流仿态数据结构，由此检测系统中各支路的复合电压，并对故障发生时的波形畸变进行全面研究和分析。当故障支路完好，且与健全支路的三相电流的能量相匹配时，会生成能量积分的小规模接地反应。直接通过电缆电线的传播、积累能量，可实现负电荷的积累过程，即可在系统正常运行中识别、判断故障支路和故障接地面积。

小波的变化规律总体上可与神经网络、模糊识别专家系统等人工智能方法相配合。对于较为复杂的系统检测故障，难以通过人工检测定位故障。此时，必须通过电力系统中的继电保护装置的开关运行设备。

2.4 故障信息数据分析

电力系统能及时、准确地为相关技术人员提供故障信息、开关跳闸时的信息和保护动作的信息，并快速反馈继电保护的动作。因故障而造成的电压变化对保护装置的影响是比较大的。电力系统的继电保护可同步运行故障记录波形仪器，能为站内的监控人员提供故障发生的原因和地点，并为技术人员的后期维护和故障排查提供有效的数据，可实现在不同数据环境下的准确计算，从而使电力系统能安全、高效地进行网上数据的传输工作。此外，电力系统的继电保护还具有故障的集中处理和信息数据的实时共享等综合性功能和数据处理的能力。

3 结束语

继电保护开关的故障检测对保障电力系统的运行安全和人们生命财产安全具有较大的意义。目前，小电流的接地方式、空间电磁故障处理支路以及故障接地等多种故障检测的新方法层出不穷，且网络数据具有自动化、网络化的发展趋势，数字化变电站也越来越多。继电保护的开关和故障检测逐步进入了自动化控制检测的人工智能时代，电力网络也获得了飞速发展。此外，电力数据的测量、保护及大网络环境下的数据通讯一体化的出现，无不预示着我国未来的社会经济发展前景非常广阔。

参考文献

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〔编辑：张思楠〕