电力系统继电保护及故障检测方法研究

徐权章

【摘要】随着我国经济的快速发展，城市规模也逐渐增大，各地区电力系统规模也日益增大，导致电力系统所需要处理的故障问题也逐渐增多，难以确保电力系统正常运行。电力系统继电保护与故障检测主要指针对电力系统进行自动监测，同时做好对电力系统的控制与保护，属于电力系统安全性保护的重要系统设施。继电保护及故障检测能够针对多类故障问题发出报警信号，并做出跳闸处理，确保降低故障对电力系统造成的损害，以提高电力系统的安全性和稳定性。

【关键词】电力系统 继电保护 故障检测方法

一、电力系统继电保护常见故障

继电保护装置通过测量线路中电压、电流等电气量的变化来选择故障处理指令。继电保护设备的电流、电压信息可以为监测系统提供一定的指导和帮助。通常情况下，为了避免故障的扩大、降低故障带来的损失，需要在故障发生时就进行保护。电力系统中常见的故障有：

（1）继电保护元件质量问题引发的故障。系统出现故障的次数与产品质量有很大关系，其材料和元件的精度、质量如果不能满足要求，那么就会经常出现误动作，元件中晶体管、电阻性能差将会导致设备跳闸。

（2）高温引起设备故障。继电保护设备在运行中有时会出现高温问题，如电压互感器二次侧故障将引起局部发热。

（3）继电器保护设备发生隐形故障。在一些比较重要的线路中发生大范围的停电或故障问题，可能与继电器隐藏的故障相关，有关方面应注重对脱口设备的操作，防止隐形故障发生，从而保证电力系统安全可靠运行。

二、电力系统继电保护常见故障检测方法

（一）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。

（二）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時性特征，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。

（三）综合故障分析系统的继电保护和检测方法

将危机保护装置进行网络化，使得继电保护之中关键装置的每一点均可以实行纵联串联及差动保护，且还得给系统之中的主站进行相应的协调管理提供一个数据处理、上传及通讯等通信的支持。且还得要依据继电保护装置反应的保护安装处的电气量，实施检测可以及时的将故障的位置、性质、原因及相应的参数找出来，立即的向系统之中的保护装置发出命令，精确的将出现故障的设备及元件查找出来，最大限度之上降低发生故障时候的经济损失，充分的加大系统的安全稳定性及可靠性。

三、综合故障分析系统

（一）系统功能

故障检测系统可使保护设备及故障录波设备时钟同步，从而为监控设备提供准确的数据，经过智能化处理，实现设备间数据的安全传输。为了保证测距的准确度可采用双端故障测距方法，提供数据交换接口，确保数据灵活、可靠。继电保护装置检查标准：屏、盘、箱、柜等装置上的各种电器、仪表、信号等元器件完整齐全，安装端正；二次设备的接地端应可靠接地；装置及周围地面干净、整洁，无杂物；电气设备在运行中不得解除继电保护。

（二）继电保护与检测方法

（1）网络化继电保护与故障检测方法。继电保护装置是保证电力系统安全稳定运行的重要设备，为了确保继电保护个主要设备的保护装置的可靠性，可以实施微机保护装置网络化，实现对保护装置的差动和纵联串联保护。微机保护装置网络化主要是由主站进行统一协调和管理，如提供数据通信与处理等支持，同时还能够保护继电保护装置安装处的电气量，判断出故障位置、故障参数、故障性质和故障原因等，继而快速准确的切除故障元件，提高电力系统和继电保护系统的安全性和可靠性。

（2）自适应控制继电保护与故障检测方法。采用自适应控制保护系统，主要是针对电力系统的运行方式变化和故障状态变化等进行检测，同时可以根据实时变化状态自动改变保护性能，确保能够适应电力系统各种转台变化，提高输电线路距离保护、发电机保护、变压器保护等电力系统响应与继电保护系统的系能，实现继电保护系统可靠性。

（3）人工神经网络继电保护与故障检测方法。人工神经网络技术具有自组织、自学习、自适应等能力，且还能够实现分布式信息存储和并行处理，同时还能够明确判断出电力系统中发故障的方向，判断出故障的类型，同时检测出故障的距离，实现对电力系统各个设备的保护。

（4）变电站综合自动化继电保护与故障检测方法。变电站综合自动化继电保护与故障检测措施主要是将自动控制系统、计算机信息采集系统和处理、网络通信系统等多个技术综合在一起进行电力系统保护，包含测量功能、信号功能、保护功能、控制功能、计费功能、继电保护功能、紧急控制功能、故障录波功能、RTU功能、维修状态信息处理功能等，实现对电力系统的综合化管理。变电站综合自动化计算机系统能够替代工作人员实现对数字化变电站的监测，包含监视、控制、操作、测量、记录和统计分析，同时还能够实现对故障状态的监视，针对故障问题及时发出报警信号，且能够针对故障按照顺序进行记录。实现利用通信网络针对变电站整体协调问题和功能单一问题等进行处理，将其分割成各个独立的装置，同时满足资源共享、远方控制与信息共享等变电站集成自动化。

四、结语

为了保证电力系统供电的可靠性和持续性，必须树立以检测预防为主体、维修为辅的理念，对各种检测方法进行创新研究，还需要熟悉继电保护的要点，并强化检测和保护的管理，及时采取有效方法，尽快排除系统故障。

参考文献：

[1]雷晓光.综述电力系统继电保护及故障检测的方法[J].科技与企业，2013.