歐志利

摘 要：隨著現(xiàn)階段社會的飛速發(fā)展和進(jìn)步，電力作為新型的清潔能源逐漸被大范圍使用。目前，電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行受到了人們的廣泛關(guān)注。其中，電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)和故障檢測的方法一直是電力系統(tǒng)維護(hù)和發(fā)展的重要手段，其對提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性意義重大。因此，能否確保電力系統(tǒng)在通道中的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，是電力企業(yè)進(jìn)步和提高的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；故障檢測；人工智能

中圖分類號：TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.159

繼電保護(hù)和故障檢測是電力系統(tǒng)自動檢測、保護(hù)的關(guān)鍵，是在電力系統(tǒng)運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)線路障礙查找的核心，是在線路短路時(shí)或局部電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，為了評價(jià)電力系統(tǒng)對電纜的承受力和故障的嚴(yán)重程度，并有選擇地對局部電網(wǎng)進(jìn)行減壓和斷電的手段，是切實(shí)保障電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵。

1 電力系統(tǒng)繼電故障的檢測作用

1.1 保護(hù)電力的安全運(yùn)行

安全、穩(wěn)定是電力系統(tǒng)運(yùn)行中最關(guān)鍵的內(nèi)容。在被保護(hù)的設(shè)備或元件出現(xiàn)問題時(shí)，要及時(shí)采用繼電保護(hù)裝置準(zhǔn)確地向故障電路發(fā)出跳閘命令，從而使其及時(shí)脫離電力系統(tǒng)，最大限度地降低對電力系統(tǒng)的破壞，并實(shí)現(xiàn)對歷史數(shù)據(jù)的存儲和對計(jì)算機(jī)信息數(shù)據(jù)的管理。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，相應(yīng)電力企業(yè)的信息化程度也在不斷提高。目前，信息管理系統(tǒng)的存儲容量在不斷增大、運(yùn)算速度在不斷提高，且已能在故障發(fā)生時(shí)及時(shí)恢復(fù)正常運(yùn)行。

1.2 實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)的運(yùn)行

設(shè)置電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備是為了保障電力系統(tǒng)的高速、平穩(wěn)運(yùn)行。電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置可在無人值班時(shí)對不同設(shè)備的運(yùn)行情況、溫度狀況進(jìn)行分析和處理，自動對無人檢測的設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，有選擇性地對可能引發(fā)事故的設(shè)備進(jìn)行一次切除。因此，只有保證電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備的安全性和靈敏度，才能保證電力系統(tǒng)及各種設(shè)備的安全運(yùn)行。

1.3 自動分析設(shè)備的運(yùn)行情況

對于非正常狀態(tài)下運(yùn)行的電力設(shè)備，繼電保護(hù)裝置可根據(jù)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的表面溫度進(jìn)行硬件維護(hù)，并報(bào)告異常情況，提醒值班人員應(yīng)對與運(yùn)行異常方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的處理或停機(jī)檢修。

2 基于小電流接地系統(tǒng)的故障檢測方法

2.1 小電流接地系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析

在小電流接地系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析中，先對正常支路和故障支路的5條配電線進(jìn)行了故障點(diǎn)探測，將設(shè)定和探測得出的正常支路參數(shù)設(shè)為I，進(jìn)而得到故障零路電容性的超前序電壓。如果故障設(shè)備的各線路零序電壓功率不足，則零序電容的功率為負(fù)數(shù)。

2.2 配電線路的磁場數(shù)據(jù)

在不考慮線路基礎(chǔ)和線路之間相互影響的情況下，三相電壓和電流的三體性不可替代對配線線路及周圍磁場的模擬地點(diǎn)的探索結(jié)論，而電場和磁場分別具有可替代性的結(jié)論。此外，還可以五次震波的電壓作為檢測電場和磁場的主要信號，從而實(shí)現(xiàn)對故障點(diǎn)和電磁場探測故障方式的可行性分析。

2.3 識別故障支路接地的方法

當(dāng)小電流接地系統(tǒng)出現(xiàn)單方面的接地問題時(shí)，會產(chǎn)生一個(gè)暫態(tài)的過程。因此，可建立一個(gè)包含諸多明顯特征的小電流仿態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，由此檢測系統(tǒng)中各支路的復(fù)合電壓，并對故障發(fā)生時(shí)的波形畸變進(jìn)行全面研究和分析。當(dāng)故障支路完好，且與健全支路的三相電流的能量相匹配時(shí)，會生成能量積分的小規(guī)模接地反應(yīng)。直接通過電纜電線的傳播、積累能量，可實(shí)現(xiàn)負(fù)電荷的積累過程，即可在系統(tǒng)正常運(yùn)行中識別、判斷故障支路和故障接地面積。

小波的變化規(guī)律總體上可與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊識別專家系統(tǒng)等人工智能方法相配合。對于較為復(fù)雜的系統(tǒng)檢測故障，難以通過人工檢測定位故障。此時(shí)，必須通過電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置的開關(guān)運(yùn)行設(shè)備。

2.4 故障信息數(shù)據(jù)分析

電力系統(tǒng)能及時(shí)、準(zhǔn)確地為相關(guān)技術(shù)人員提供故障信息、開關(guān)跳閘時(shí)的信息和保護(hù)動作的信息，并快速反饋繼電保護(hù)的動作。因故障而造成的電壓變化對保護(hù)裝置的影響是比較大的。電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)可同步運(yùn)行故障記錄波形儀器，能為站內(nèi)的監(jiān)控人員提供故障發(fā)生的原因和地點(diǎn)，并為技術(shù)人員的后期維護(hù)和故障排查提供有效的數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)在不同數(shù)據(jù)環(huán)境下的準(zhǔn)確計(jì)算，從而使電力系統(tǒng)能安全、高效地進(jìn)行網(wǎng)上數(shù)據(jù)的傳輸工作。此外，電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)還具有故障的集中處理和信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享等綜合性功能和數(shù)據(jù)處理的能力。

3 結(jié)束語

繼電保護(hù)開關(guān)的故障檢測對保障電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全和人們生命財(cái)產(chǎn)安全具有較大的意義。目前，小電流的接地方式、空間電磁故障處理支路以及故障接地等多種故障檢測的新方法層出不窮，且網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)具有自動化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢，數(shù)字化變電站也越來越多。繼電保護(hù)的開關(guān)和故障檢測逐步進(jìn)入了自動化控制檢測的人工智能時(shí)代，電力網(wǎng)絡(luò)也獲得了飛速發(fā)展。此外，電力數(shù)據(jù)的測量、保護(hù)及大網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)據(jù)通訊一體化的出現(xiàn)，無不預(yù)示著我國未來的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展前景非常廣闊。

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〔編輯：張思楠〕