电力系统继电保护及故障检测方法王晨语

电力系统继电保护及故障检测方法王晨语

王晨语

（国网冀北电力有限公司唐山供电公司河北唐山063000）

摘要：随着电力系统规模的日益增大，电力系统面临的故障日益严重。使电力系统的运行效率及运行质量得到有效的保障，是继电保护工作技术人员需要解决的技术问题，而继电保护与故障检测是对电力系统进行自动检测、控制与保护的装置。继电保护及故障检测能够在电力系统运行发生，如两相短路、三相短路、单相接地等故障和出现如过负荷、过电压、低电压、低周波、控制与测量回路断线等异常时，迅速而有选择性地发出跳闸指令，切除故障或发出报警，以减少故障造成的电气设备损坏和整个电力系统运行安全的影响，保证电力系统持续稳定运行。

关键词：电力系统；继电保护；故障检测；方法

1前言

继电保护与故障检测是对电力系统进行自动检测、控制与保护的装置。继电保护及故障检测能够在电力系统运行发生，如两相短路、三相短路、单相接地等故障和出现如过负荷、过电压、低电压、低周波、控制与测量回路断线等异常时，迅速而有选择性地发出跳闸指令，切除故障或发出报警，以减少故障造成的电气设备损坏和整个电力系统运行安全的影响，保证电力系统持续稳定运行。

2电力系统继电保护组成及故障原因分析

为了避免电力系统的运行过程中出现失败，其相关操作必须使用保护装置对其进行检测和监测，这种保护装置就是由继电器和其附属设备构成的，被称为继电保护。同时继电保护装置主要包括以下三个部分：所构成的测量元件；元器件之间的逻辑联系，执行输出的系统。电力系统的继电保护是根据电力系统出现的故障按照一定的逻辑关系来进行逻辑保护，从而确定故障处理指令，进而按照指令执行输出部分，进而确定保护任务的完成。另外，电力系统的继电保护应满足选择性、快速性、灵敏性和可靠性等要求。通过对电力系统的电压和电流等电气量的异常变化进行分析，电力系统继电保护工作中继电保护装置对于保证供电系统的安全具有十分重要的意义。同时，电力运行的继电保护装置的数据信息能为电力系统监测准确提供依据，也可以在电力系统发生故障时进行相应的保护动作，以避免故障的进一步扩大，进而减少故障造成的损失。

对于电力系统的继电保护常见的故障进行分析，可以发现主要有以下几个方面，一是继电保护元器件质量所引起的故障。继电保护装置的产品质量将直接影响电力系统发生故障的频率，如机电式、电磁式继电保护装置在精度和材料使用方面，如果不符合要求，就会容易出现故障，甚至严重时可导致继电保护装置不能正常发挥作用，并且其他元器件整体质量和晶体管如果产品性能差，或者设备操作不当，也会导致设备故障跳闸。二是故障温度过高导致的故障。如果继电保护设备运行过程中出现局部温度过高也会导致继电保护装置出现故障，比如在系统运行过程中，会受到电压互感器二次显著的影响，电压回路电压互感器在运行中的故障是普遍存在的，这是最常见的故障之一。三是运行过程中的隐形故障。大规模的停电或电气系统故障很可能会和继电保护的隐藏故障有关。因此，一些重要的输电线路，应高度重视脱扣装置的操作，以避免隐形故障事件的发生。

3电力系统继电保护与故障检测的作用

3.1在电力运行过程中起到保护作用

电力系统的运行过程必须保持稳定、安全，从而确保电力系统的整体运作效率高、持续性好。继电保护装置在电力系统的运行是常态化的，也就是一直是运行的，故障时自动切除故障，从而切实有效地防止故障电路扩大而影响整个电力系统，最大限度地避免电力系统受破坏严重化，同时做好存储历史数据以及计算机的信息数据。在计算机信息技术不断更新与进步的发展下，电力企业相关的信息化程度也随之不断提高与强化。就目前的形势来看，电力系统的信息管理程序不断升级，存储容量大大地扩增，同时其运算的速度也不断加快，电力系统信息化进一步强化，使得电力运行过程中出现问题时能快速恢复正常，保持运行稳定。

3.2对电力系统的运行状态进行实时监控

在电力系统中装置实时监控设备，使得电力系统维持高速与平稳运行得到有效的保障。在无人值班时，电力系统中的实时监控保护装置可自动分析与处理各种设备的温度情况、运行状态，并合理调整工作人员未检测到的相关设备，对具有引发事故潜在性的设备进行有针对性、选择性地切除。由此可知，电力系统继电保护的实时监控设备对故障的处理具有很大的作用，工作人员需定期维护，保持继电保护装置的安全性与灵敏性，从而有效地维持电力系统中所有相关设备的运行安全与稳定。

3.3对运行设备的情况进行自动化分析

电力系统中有一些设备会出现非正常运行状态，对于这种情况，继电保护设备能自动分析电力设备在运行过程中的表面温度，并以此为依据实行硬件维护，同时能及时将异常情况发出报警信号，如系统设备中出现故障的区域、性质等，此时工作人员根据收到的异常运行数据，实施相应的处理措施或是采取停机检修处理，从而确保电力系统整体良好性。

4电力系统继电保护常见故障检测方法

4.1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。

4.2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间性特征，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。

4.3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。

4.4继电保护与故障检测的变电站综合自动化方法

变电站综合自动化主要是将综合计算机信息的采集系统与处理系统、自动控制系统以及网络通信系统等技术集于一体，包括信号、测量、计费、紧急控制与故障录波以及维修状态信息处理等功能，综合管理电力系统。变电站综合自动化计算机系统能对数字化变电站的记录、统计分析、监视操作与故障状态等进行检测，当系统出现故障时立即进行报警并将按照顺序记录故障情况，由此减少工作人员出现疏忽等差错，并及时发出信号处理故障，确保电力系统的安全与稳定。

5结束语

继电保护与故障检测对电力系统安全、可靠、稳定运行发挥着极其重要的作用。小电流接地系统的空间电磁场探测故障支路与故障点和多分辨分析小波接地选线识别故障支路与故障接地相等故障检测新方法，是实现快速检测和识别小电流接地系统故障支路、故障点及故障接地相提高电网设备管理维护的继电保护和故障检测分析水平的可行方法。随着电力系统向微机化、数字化、自动化和网络化发展和数字化变电站、无人值班变电站及特高压电网的建设运行，继电保护及故障检测也需逐步向控制、测量、保护、智能、网络、数据通信一体化发展。

参考文献

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