电力系统继电保护及故障检测方法分析

发表时间:2021/1/28   来源:《中国电业》2020年第28期   作者:孙浩 霍永天
[导读] 目前,随着人们生活水平的提高,对电力的要求也越来越高。
        孙浩 霍永天
        国网河北省电力有限公司高阳县供电分公司,河北 保定 071500
        摘要:目前,随着人们生活水平的提高,对电力的要求也越来越高。电力是社会不可或缺的能源之一,电力系统在其中发挥着关键作用,由于电网运行方式较为复杂,其处于频繁变化的状态之中,因此为保障电力系统运行的安全可靠,必须加强在日常使用中的维护,而继电保护装置便是其中的关键所在。继电保护装置的应用,可避免电力系统故障所造成的风险,维护电网设备的安全。但由于受各种因素的影响,继电保护装置本身也面临着故障风险,一旦发生故障将无法发挥保障功能,影响电力系统的安全运行。鉴于此,本文基于电力系统保护视角,探讨继电保护装置的常见故障及预防,以其全面发挥其功能优势,预防电力系统运行事故的发生。
        关键词:电力系统;继电保护;故障检测方法分析
引言
目前,电力设备向高功率、高可靠性、高智能化方向发展,增加了日常运维与检测的难度。在变电站无人值守的趋势下,传统的保护装置设备越来越难以满足复杂设备诊断的需求。建立广域范围的设备状态监测网络以及远程继电保护控制系统,对保证所有设备正常运行、提高生产效率,节约维修费用有着重大意义,因此有必要对电力系统继电保护的可靠性进行分析研究。
        1电力系统中继电保护装置的重要性
以我国目前的电力消耗而言,已经占据了极大的比重,更成为最重要的电力能源市场。与此同时,国家在“十三五规划”中强调加强电力能源保障,相继加大了电网基础设施地投入,逐步形成了更加庞大的电力网络。事实上,电力系统的应用与保障,不仅体现在宏观层面上,从微观的继电保护装置应用中,同样需要加强关注与研究。继电保护装置主要应用于电力末端节点,避免因电压不稳、浪涌、短路等问题导致的设备损坏,通过对电力环境地监测及时进行保护,维护末端电力设备地安全运行。并且,依托对继电保护装置数据的收集,可以对电力系统故障实现快速定位、分类及排除,实现电力系统管理的自动化、智能化。
        2继电保护可靠性的影响因素
在供电系统正常运行中,其运行状况的监测工作都是又继电保护装置来完成的,在继电保护装置正常运行过程中,导致其鼓掌发生的原因众多,但是其中最为重要的一个因素即使继电保护装置中的微机保护装置部位存在的问题。(1)微机保护装置质量不合格。导致微机保护装置不合格的原因也是多方面的,比如在生产过程中没有严格执行相关的质量控制标准;出厂时也没有进行相关的质量检测等等,上述这些因素的存在都是导致不合格微机保护装置在市场上销售的关键;(2)缺乏一个整洁的安装环境。微机保护装置由于是一个精密仪器,所以对安装环境有较为严格的要求。但是,在实际的安装环境中,往往没有严格按照微机保护装置的使用和维护说明来具体的操作。这样,一旦空气中出现大量的灰尘、杂质、潮湿等情况时候,就会使得微机保护装置零部件发生损害及腐蚀的情况,影响微机保护装置正常功能的发挥,使得其无法正常的运行,(3)安全检查不合格。微机保护在日常运行过程中,需要定期的对继电保护设备进行安全检查,如果检修人员能够在故障初期及时的发现并进行处理,这就会有效的保证微机保护装置的可靠性。


        3分析系统故障检测和继电保护
        3.1综合故障分析系统
相关分析系统可以帮助调度人员快速获取准确、精细化的故障位置、保护动作状况、开关跳闸、简要故障信息,从而助力快速提出系统恢复决策,同时还可以为相关专业继电保护技术人员提供各种有效的参考信息,包括不同保护装置故障中的详细行为动作、故障分量对保护装置的威胁影响以及故障中的电压和电流变化等专业信息。系统可以促进就地站保护和故障录波器时钟之间实现同步操作,同时还可以帮助站内实现自动化监控提供基础参考信息,借助故障录波器以及地站保护针对相关数据信息实施智能化处理,促进不同设备彼此数据传输顺利实践规约转换,充分满足不同工作对象现实需求。还可以借助双端故障测距优化测距准确性,可以为MIS系统提供相应的数据交换和数据接口,保证系统数据传输的灵活性。
        3.2继电保护和故障检测
综合故障分析系统的故障检测和继电保护主要可以分为以下几点内容:第一是网络化故障检测和继电保护,微机保护装置实现网络化发展,能够支持电力系统针对继电保护中关键设备各环节保护装置实施纵联串联和差动保护,主站负责进行统一管理,提供数据传输、处理等通信服务。能够联系继电保护装置相关电气量,针对故障位置进行快速判断和检测,掌握故障参数、形成原因、性质以及具体位置等信息,朝相关保护装置传输命令,将其中故障元件进行快速切除,降低故障覆盖范围。第二是自适应控制下的继电保护和故障检测。自适应继电保护可以针对电力系统运行中所形成的故障特征和运行方式变化进行实时检测,同时能够联系具体变化对保护特性、定值和保护性能进行自动化改变,从而更好适应电力系统所出现的不同变化,有效改善输电线路距离保护、变压器保护、发电机保护、自动重合闸以及变压器保护等系统保护性能和系统响应。第三是人工神经网络下的故障检测和继电保护,人工神经网络相关继电保护以及故障检测主要是以生物神经科学为基础诞生的。人工神经网络进行故障检测主要是以生物神经系统为基础,借助模糊逻辑、遗传算法、进化规划相关智能化技术手段,针对电力系统进行合理保护。结合其自适应、自学习、自组织以及并行处理、模式识别功能和分布式信息存储等特征,借助人工神经网络针对故障距离、故障类型进行准确判断,从明确主设备保护以及相应的保护方向。比如借助BP模型针对方向保护进行准确判断,从而对故障所处方向进行准确、快速判断,做好高压输电线路相关方向保护工作。
        3.3参照法在故障处理中的应用
顾名思义,参照法主要是依托于数据值的比较,以寻找异常数据信息,如将继电保护装置的正常参数与异常参数实施对比,判断故障的产生因素及故障点。主要包括如下方面:(1)回路改造或者更换设备后,实施二次连接但仍无法恢复时,可以依据故障特点对同类型设备进行接线参照,如故障排除则表示接线错误所致。因此在继电保护装置的接线中,可以适时采取参照接线方式,避免二次接线错误问题,并在此过程中对线头进行分类编码,以减少后续维护的压力。(2)在继电保护装置定值校验中,若存在设定值与实际值差距较大时,应优先对刻度值实施调整,而非是判定继电器性能好坏,通过调整和测量以发现问题,并及时更换。(3)保护带负荷试验中的数据难以确认时,可以参照同类型设备的数据进行读取,通过微机所显示信息进行比较,以缩小故障判断的范围。
        结语
在我国电力系统事业不断发展与进步的进程中,对于继电保护技术的要求也越来越高。我们只有不断的对继电保护技术和继电保护设备进行探索,并结合最新的科学技术对继电保护设备进行创新与完善,使得其不断满足我国电力系统的发展要求,这样才能将电力系统中存在的故障进行有效的遏制,从而全面的提高继电保护的运行可靠性,进而推动我国电力事业的进一步提高。
参考文献
[1]杨飞.基于多维混合量的电力系统继电保护故障检测方法研究[J].自动化应用,2019(11):98-99.
[2]李煜磊,江渊.电力系统继电保护不稳定的原因分析及事故解决方法分析[J].中国设备工程,2019(04):111-113.
[3]王莹华,高辉.电力系统继电保护及故障检测方法的创新[J].山东工业技术,2018(24):209.
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