基于继电保护状态分析的电网故障诊断探讨

李军

【摘要】伴随着国家经济及科学技术的不断发展和进步，电力系统在国民经济生活中发挥了越来越重要的作用。继电保护装置实现对电力系统的保护和故障检测方法以及装置自身的故障诊断属于专业性比较强的工作，这其中涉及到的事项较为复杂，故障诊断与检测方法是最为复杂的环节，全世界都投入了大量的研究成本，以期能够有效地降低设备的故障发生率，延长设备的使用年限，提高电力系统的可靠性和稳定性，提高电力企业的经济效益。本文分析基于继电保护状态分析的电网故障诊断进行了探讨，希望能促进本项研究的进步。

【关键词】继电保护;状态分析;电网;故障诊断

继电保护装置设备在电力系统的运行中起着重要的不可替代的作用，其运行状态的稳定与否对整个电力系统的正常运转有着重要的影响，所谓的状态检修主要就是指通过电力设备的运行状态进行判断其是否需要检修。它主要起到对设备故障的预防性作用，这也是保证电力系统正常运行的一种主要手段。使用这种方式不仅可以减少发生设备故障的几率，同时也能够提高设备的可靠性和延长设备的使用寿命，提高企业的声场效率，进而增加其经济效益。继电保护状态的检修是属于对二次设备进行的检修，二次设备是对一次设备健康有序运转提供的一种保护，而开展继電保护状态检修最重要的目的也就是在保证二次设备健康发展的基础上满足整个电力设备发展的需要。

1故障诊断技术发展方向

故障诊断始于机械设备故障诊断，其全名是状态监测与故障诊断。故障诊断的技术手段是采用智能诊断方法和人工智能。用计算机去做原来只有人才能做的智能任务是智能诊断方法和人工智能的目的。实现人工智能的重要形式是专家系统。智能诊断方法中的新兴方法之一是基于案例分析的诊断方法。另外基于输入输出的数学诊断方法包括：基于概率统计的时序模型诊断方法、基于线性和非线性判别函数的模式识别方法、基于距离判据的故障诊断方法、基于模糊数学的诊断方法、基于可靠性分析和故障树分析的诊断方法、小波分析法以及混沌分析与分形几何法、灰色系统诊断方法人工神经网络等。诊断技术结合人工智能的应用随着计算机等新技术的采用得到了迅猛的发展。它不仅可以大大减少出错的可能的同时节省人力，还可以吸收多位专家的专业知识与经验，形成完善的知识库，实现知识与经验共享。

2继电保护状态分析的电网故障诊断

2.1电网故障诊断模型

当电网出现故障时，断电设备运转行为出现变化，利用互联网远程上传断电区域，故障诊断区域主要集中在断电区域，可假设断电区域周边电网的断路元件运转行为具有一致性。继电保护状态分析采用完全动态分析手段评价电网保护设备运行数据，将所取得的逻辑动态变量输入电网故障诊断模型，得到模型表达式：

Fp，Fc，F，H：集群P，C，A，U的继电保护状态分析参数，依次表示保护行为分析参数、断路行为分析参数、错误行为分析参数以及逻辑状态限制参数。在模型中，继电保护状态分析不但要辅助进行故障假说的构建，其分析结果也可直接作为疑似故障数据输出。但由于继电保护状态分析不存在相关约束条件，所得结果不够全面，因此将故障假说的分析结果与继电保护状态分析结果合并、去重，作为构建电网故障关联树的依据。设置关联树迭代条件，当迭代停止，以迭代结果作为基于继电保护状态分析的电网故障诊断方法的最终诊断结果。

2.2电网状态诊断策略

电网状态诊断策略为第i个电网保护设备设定两个故障置信参数，Fmi和Fri分别对应行为与断路的电网故障置信参数。按照置信度的函数定义，电网故障校准项目ami和ari的函数式可以表示为：

式中置信度参数ba的释义如表1所示。 2.3保护行为诊断策略

保护行为诊断包含整体保护、后备保护和断路元件失效保护，函数期望值分别表示如下：

整体保护诊断疑似电网故障设备保护行为中的故障，存在故障时第一个公式成立。后备保护诊断分为近后备与远后备，在整体保护诊断之后进行。 是集群P的算术非值，I表示电网保护设备的瞬时电流，存在故障时第二个公式成立。断路元件失效保护策略的提出是为了避免断路元件产生拒动状态， 是集群C的算术非值，如果ch存在拒动，电网保护设备应该保护ph行为，第三个公式成立。

结语

总之，继电保护装置设备在电力系统的运行中起着重要的不可替代的作用，其运行状态的稳定与否对整个电力系统的正常运转有着重要的影响。

参考文献

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