电力系统继电保护及故障检测方法的创新

2019-12-18冯一帆

魅力中国 2019年3期

冯一帆

（大唐南京发电厂，江苏南京 210000）

当今信息化时代背景下，科学技术发展迅速，且更新换代的速度不断加快，给产业升级、行业转型提供了技术支持与保障，对电力行业来说，创新已经成为行业发展的内在驱动力。电力系统运行中，通过有效的继电保护措施，并采取科学的故障检测手段，控制安全隐患，避免电力系统中相关元件的损伤，也可以在发现异常时自动切断连接，同时发出预警信号，以便于故障的及时排除，从而保障电力系统的长期稳定运行，为人们提供优质的电力服务。

一、电力系统继电保护及故障检测方法

继电保护、故障检测是确保电力系统高效、稳定、安全运行的主要手段。电力系统的规模较大、比较复杂，单纯采取人工检测、排除故障的难度较大，且效率较低，消耗大量的人力、物力、财力，但效果并不理想。通过应用继电保护装置，并联合应用故障检测技术，便能避免人工检测故障的缺陷、弥补人工检测故障的不足，一旦电力系统中的设备、元件出现故障问题，便可以向断路器发出指令，将电力设备或元件故障及时切断，避免对电力系统的进一步破坏，减少损失。若是没有继电保护装置，故障出现后，便无法及时隔离故障点，从而给电力系统带来严重的安全隐患。同时，应用继电保护装置及故障检测技术，还可以自动检测电力系统中各设备的实际运行情况，并充分发挥继电保护设备的高灵敏度特征，准确判断故障发生的范围、故障点位置，并分析故障性质、故障原因，从而及时排除故障。若电气设备出现异常，则可根据实际情况，及时发出预警信号，通知相关人员及时检修、维修，从而保障电力系统的安全、稳定运行。

二、电力系统的继电保护故障类型

电力系统中，继电保护占据着重要地位，其主要由逻辑、测量、执行三个部分组成。一旦电力线路、电力设备发生故障，其电气量便会出现改变，将这一特点作为根据，便可以判断电力线路、电力设备是否存在故障。继电保护系统便是通过对故障发生前后设备放入电气量变化进行对比分析，借助继电保护装置，实现对电力线路、电力设备的保护。

目前，电力系统中比较常见的继电保护故障可以分为以下几种：

（一）继电保护系统故障。指的是因为继电保护元件存在质量问题而导致的故障，如机械型继电器、电磁型继电器的零件存在质量问题，或者是元件质量不符合电力系统的实际使用要求而容易出现误动，进而增加了故障问题的发生率。

（二）电力系统运行故障。指的是电力系统运行过程中受到外界因素影响而导致的故障，如运行中周围温度升高等。

（三）电力系统隐性故障。指的是电力系统可以正常运行，且运行过程中未出现故障问题，但是若是电力系统部分出现改变，便会触发故障。

三、电力系统继电保护的创新

（一）人工神经网络

在电力系统继电保护系统中应用人工神经网络，主要是将生物神经网络、遗传算法、模糊逻辑集合为一体，，借助人工神经网络的分布式存储优势以及智能化特点，迅速、准确判断故障出现的位置、故障类型，并采取有针对性的措施，及时排除故障。

（二）网络化管理

在电力系统继电保护系统中应用网络化管理方法，有利于及时发现电力系统故障问题，确保电力系统的稳定运行。实现电力系统的网络化管理，在电力系统管理的各个环节突出继电保护的重要地位，有机结合传感器、继电保护系统，将系统运行中的数据信息传输至电网控制中心，从而迅速判断故障点，并隔离、排除故障，从而保障电力系统的稳定、安全运行。

（三）自适应控制法

在电力系统继电保护系统中应用自适应控制法，应提高控制元件的敏感度，从而在设备发生故障问题的时候，才能及时发出预警信息。为确保继电保护系统的效果，应选择敏感度较高的控制元件，如变换器、继电器、互感器等。需要注意的是，不同地区，电力系统的情况也有一定的差异，对控制元件的要求也有所不同。因此，应根据实际情况，合理选择控制元件的类型、设定敏感度，以充分发挥控制元件的作用，保障电力系统的安全运行。

四、电力系统故障检测方法的创新

诸多研究指出，以小电流接地系统为基础的电力系统故障检测方法具有良好的应用效果。其主要从以下两个方面来实现故障检测：

（一）通过建立数学模型，对电流、电压进行计算，并以此为根据，评估电流畸变量，对接地点的电流、电压信号实施小波变换处理，得到频谱图像，从而确定故障特征，并在此基础上确定故障的发生位置。

（二）可以借助空间电磁场对单相接地故障支路进行探测。电力系统中出现单相接地故障后，电气量便会产生明显的改变，若是永久性接地，那么电压表三相值存在很大的差异，接地相电压大幅度下降；若是间歇式接地，那么电压表指针便会产生较大波动。若是接地点周围的磁场出现改变，单相接地故障多是前向、后向支路异常，非故障支路也会产生异常，零序电压支路发生改变。对磁场分布情况、零序电场进行观察，便可以确定故障的发生位置，及时采取措施予以解决。