摘要：电力系统规模不断加大，目前全国将近有两万多个节点，每个节点对应相应变电站或发电厂。这么庞大的系统安全稳定性及运行质量特别重要，继电保护就是保证电力系统安全运行的装置。电力系统容易发生故障，最常见的故障为单相短路故障，其次还有两相短路、三相短路、短路、过电压、过负荷等。继电保护装置和检测系统能够确定故障类型，并自动进行故障切除或给运行人员发出警告，对电力系统中的设备进行有效保护，不至于因某处发生故障而影响其他线路的可靠运行，从而保证了电力系统供电的持续性。本文通过对电力系统继电保护动作中故障的了解，重点探讨了其故障检测的方法。
关键词：电力系统；继电保护；故障检测
在新时代的电力系统中，除技术工作之外最主要的工作就是电力系统的管理工作，而管理工作中最主要的是电力系统运行安全问题的管理，继电保护系统是电力系统安全运行的最重要保障之一，而对于继电保护系统中所存在的故障解析以及处理则成为了当前电力系统安全管理中的主要工作。
1电力系统继电保护常见故障
1.1运行故障
在继电保护装置生命周期中，运行时间长达8-10年，电力行业内一般是8年。如果超出了这个期限，电气运行安全隐患将会大增。继电保护装置的使用方式，决定了其需要长时间的通电运行，由于受现场的高温、湿度以及粉尘等因素影响，其内部元器件会加速老化。运行过程出现故障是经常发生的故障方式，并且其存在一定的危害。举例而言：电源退化、接线处的老化生锈等都是常见方式，该障碍容易导致开关拒合等情况。
1.2继电保护系统中设备的故障
电力系统中的继电保护工作是一项细致的工作，其中对于继电保护装置设备的要求特别严格，而继电保护装置中的设备问题往往出现在设备中构件的质量方面，从继电保护系统的工作原理来说几乎没有什么太大的问题，所有的继电保护系统对于电力系统运行时的故障检测方法都是一样的，而不同的电力系统中存在着不同的工作负荷，而继电保护设备也对电力系统的电流电压负荷有着不同的要求，所以在继电保护装置安装时要结合电力系统的工作负荷以及工作强度进行考虑，对于电力系统来说要选择合适的继电保护设施，争取继电装置中的每一个系统都要符合电力系统的实际标准，如果某一个部位的构件出现了问题将会影响整个继电保护装置的检测中的数据准确率甚至影响其运行，当继电保护系统出现设备问题时则会使其继电保护动作失控，甚至出现拒动或者误动的问题，影响电力系统的运行功能和电力系统整体的稳定。
1.3继电器保护设备发生隐形故障
在一些比较重要的线路中发生大范围的停电或故障问题，可能与继电器隐藏的故障相关，有关方面应注重对脱口设备的操作，防止隐形故障发生，从而保证电力系统安全可靠运行。
1.4产源故障
继电保护装置由三个部分的单元模块所组成，每个单元模块制造工艺及材质的好坏与保护装置故障的频率密切相关，如印刷电路板焊接质量差，会使故障的发生概率大大提高，有时候甚至会造成整个继电保护装置死机，功能失效。
2电力系统继电保护常见故障检测方法
2.1直观法
一般而言，采用直观法来检修是因为在维护继电时，存在许多无法用先进设备来检修的具体故障，又或者是相关插件出现故障却没有同款备用产品可供选择。目前，国内的相关继电设计师在维护设备的时候，运用这种方法把相关的开关分别进行拒分或者拒合等相应处理，设计师发布相关命令后，如果在闭闸状态下，一切指数正常，就可以确定设备的故障存在在设备内部。除此之外，判断故障与否的另外一个重要标志是观察继电器的颜色以及气味，当继电相关部位发黄或是有焦味从该部位散发出来时，就可以确定故障就在该处，运用这一办法更为直观的观测设备故障，有利于对继电故障的直接处理。
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2.2逐项拆除法
逐项拆除法，具体而言就是按照一定的顺序将电路脱开之前的并联，进行相关的二次回路，然后再将线路一一放回，在经过检测后确定出发生故障的部位。运用这种方法一般运来检验直、交流电源出现的相关具体问题。比如，当电路出现直流接地的相关故障时，运用拉路法，可以把相关负荷运用回路进行拉断，在拉断的过程中，如果其中一段使故障消失，那么，故障就存在于这一回路当中。当然，在此时只是确定了故障回路，要确定回路确定点，就必须结合其他方法找出具体的故障点。
2.3利用空间电磁场探测单相接地故障支路
当电力系统发生单项短路故障后，在短路点处前支路和后支路的零序电流及零序电压会有很大不同，其周围电场及磁场的分布也会不同，因此，可以依据零序电场和磁场来确定故障点的位置。判断依据：
2.3.1小电流接地系统稳定性
以典型的10kV线路为例，对五条支路进行故障点实验，首先确定正常支路的参数，然后与待检测故障线路进行对比分析，并将故障线路零序电流、电压等数据记录下来。没有故障的线路容性电流要超前电压90°，且零序功率为负值；发生故障的线路在短路位置之前零序电压落后电流90°，功率仍为负数，而短路之后零序电压超前电流90°，功率为正值。以此便可以判定出故障点位置，从而为电力系统及时排除故障保证稳定可靠运行奠定基础。
2.3.2配电线路磁场与电场的分布
一旦电力系统中某条线路发生故障就会引起线路周围磁场的变动，在不考虑互感的条件下，可对配电网中各接地点进行磁场探测，从而得出电压与电流磁场的分布，利用五次谐波电流作为检测信号，进而达到确定故障点的目的。
2.4识别故障支路和故障接地相
小电流接地故障发生后，将会出现一段比较明显的暂态过程，可通过建立数学模型获得故障发生一段时间内的电流或电压波形，并测量出电流的畸变量，然后对接地点的电压或电流信号进行小波变换，从而得到频谱图像；最后分析出电流特征量和故障频带特征值，从而在不影响电力系统正常运行的情况下，对故障线路和故障点进行确定。小波变化方法有一定局限性，实际应用中可以与神经网络、蚁群算法等结合，以保证故障检测的高效性，从而准确地确定故障类型。
2.5短接法
短接法是指在怀疑某部分线路出现问题时，人为地将疑似故障的电路进行短接回路，这一方法又被称为短接断开法。使用这一办法可以快速检测电流回路、电磁锁失灵等相关的连接点是否正常。在一般电路检修中，通常选用这种方法。
2.6参照法
所谓参照法，就是将正常和非正常的两种参数进行比对，找出不同点，以此来发现相关设备故障的具体地方。这种方法被用来检查线路的链接是否出现故障；一般情况下，如果进行相关的定值检验，在发现误差却找不到相关故障，再进行反复实验对比，依旧找不到故障源的时候，一般就要使用参照法进行比对。而在相关的继电器定值检验中，在多次调试依旧发现测试值和预期差别较大时，就可以选用同款继电器作为参照，从而找出故障源。运用参照法，可以快速锁定设备故障源，为实验节省时间，省去许多不必要的麻烦。
3结语
为了保证电力系统供电的可靠性和持续性，必须树立以检测预防为主体、维修为辅的理念，对各种检测方法进行创新研究，还需要熟悉继电保护的要点，并强化检测和保护的管理，及时采取有效方法，尽快排除系统故障。
参考文献
[1]张佳.浅析某220kV变电站母线相继故障的继电保护动作[J].价值工程，2014.
[2]严丹.电力系统继电保护隐性故障的研究[J].数字技术与应用，2015.
论文作者:李梦妍,付晓达,王禹嘉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/25
标签：故障论文; 电力系统论文; 电流论文; 继电保护论文; 继电论文; 线路论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第12期论文;