电力系统继电保护及故障检测方法

文/冯小萍 王晓飞 崔大林 南东亮 苏奎

科学技术是第一生产力，在科学技术不断发展和完善下，面对社会不断增长的电力需求，如何保证电力系统成为当前首要任务。通过继电保护，选择合理的故障检测方法来预防和控制故障，确保电力系统相关元件不受损害，如果发现异常情况可以自动化切断连接，并发出预警信号，确保电力系统安全稳定运行，提供优质供电服务。通过电力系统继电保护及故障检测方法相关研究分析，有助于推动技术和手段创新，为后续相关研究提供依据。

1 电力系统继电保护及故障检测概述

继电保护系统是电力系统中重要组成部分，其中包括逻辑部分、测量部分和执行部分，通过对比设备故障前后的电气量变化情况，依托于继电保护装置来保护电气设备和线路。一旦线路和设备出现故障，电气量随之变化，以此为依据来判断故障是否发生，启动继电保护装置来保护电气设备。

就继电保护故障问题来看，主要表现在以下几点：

（1）运行故障。在长期运行中设备温度升高，受到外界条件影响出现设备故障。

（2）继电保护系统故障，由于继电保护元件质量诱发故障，如电磁型、机械型继电器零件缺陷，如果电力系统元件质量不符合要求，可能出现误动，加剧电力系统故障几率。

（3）隐性故障。主要是指电力系统正常运行，并未出现明显的故障，但是系统部分发生变化后，将会触发故障，增加故障几率。

2 电力系统继电保护及故障检测作用

电力系统继电保护及故障检测可以保证电力系统稳定运行，对于电力系统运行中出现的故障，仅仅依靠人工检测故障和排除故障难度较高，不仅无法满足实际工作需要，还会带来不同程度上的人力、物力和财力损失。通过继电保护及故障检测技术可以改善这一问题，如果电力设备出现故障，可以及时向断路器发布控制指令，切断电力元件和电力设备故障，将会更进一步破坏电力系统。如果缺少继电保护装置的支持，无法及时隔离电力系统故障点，为电力系统埋下一系列安全隐患。除此之外，依托于继电保护及故障检测方法可以自动化判断设备运行情况，发挥继电保护设备灵敏度优势，判断故障点和故障范围，结合故障性质来及时切断故障。如果电气设备发生异常情况，结合实际情况发出预警信息，通知相关人员寻求合理措施及时维修设备，为电力系统稳定运行提供保障。

3 故障检测方法分析

以小电流接地系统为基础的故障检测方法实际效果突出，主要从以下两点实现：

（1）空间电磁场探测单相接地故障支路，一旦发现单相接地故障，电气量会出现明显变化，如果是永久性的接地，电压表三相值不同，接地相电压明显下降；间歇式接地，电压表的指针会明显波动。如果是接地点周围磁场变化，单相接地故障则表现为前向、后向支路异常，非故障支路同样存在异常，零序电压支路随之变化。通过零序电场和磁场分布情况调查，确定故障点位置，寻求合理措施及时改进。

（2）故障支路识别和故障接地相，小电流接地系统单相接地下，可能出现多故障暂态问题。建立数学模型来计算电压、电流，预测电流畸变量，接地点的电压、电流信号进行小波变换处理，最终获取频谱图像，确定电流故障特征基础上确定故障位置。

4 电力系统继电保护及故障检测方法

4.1 网络化管理方法

电力系统继电保护及故障检测中，选择网络化管理是电力系统现代化管理的必然选择，有助于及时发现和解决电力系统故障问题，保证电力系统安全稳定运行。推行网络化管理，突出继电保护与故障检测系统主体地位，具体到各个环节，以便于实现继电保护系统和传感器有机整合在一起，将系统运行数据信息传输到电网控制中心，精准、快速的判断故障问题，及时隔离和解决故障。网络化管理，电气设备纵联差动保护优势较为突出，快速判断故障位置和原因，及时做出应对来保证电力系统稳定运行。

4.2 自适应控制法

自适应控制法在实际应用中，主要是强调控制元件具备更强的敏感度，以便于设备出现故障时可以技术发出预警信号。通过继电保护与故障检测系统，选择敏感度更高的元件，如互感器、继电器和变换器等装置。不同地区的电网情况有所差别，而控制元件需求量较高，所以需要保证控制元件敏感度一致。结合实际情况发挥主元件适应性，根据实际情况设定敏感度，保护电力系统稳定运行的同时，快速、精准检测电力设备故障问题，确保继电保护灵敏性符合要求。

4.3 人工神经网络法

人工神经网络法应用在继电保护及故障检测中，主要是集合了模糊逻辑、遗传算法和生物神经网络于一体，在电力系统继电保护中应用。凭借人工神经网络的信息分布式存储特点，智能化水平较高，在电力系统继电保护中应用，可以快速、精准判断故障类型、故障点，寻求针对性措施来排除故障。

5 结论

综上所述，电力系统在运行期间，很容易受到客观因素影响出现安全隐患，破坏电力设备安全的同时，影响到供电质量。在现代化技术支持下，通过电力系统继电保护及故障检测方法可以及时挖掘故障隐患，推动电力系统继电保护及故障检测技术自动化、数字化和智能化发展，选择网络化管理法、自适应法和人工神经网络法，可以及时排除故障，确保电力系统安全稳定运行。