摘要：电力系统是如今社会中人们生产生活中的核心元素，而电力系统中电力的安全问题又成为了其中最为重要的问题，而电力系统的继电保护装置则是电力安全的重要保障措施之一，但是随着电力系统的不断升级，继电保护在运行当中也产生了各种各样的故障，本文通过对电力系统继电保护中故障的了解，探讨了其故障检测的新方法。
关键词：电力系统；继电保护；故障检测
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。
1电力系统继电保护及故障检测的作用
继电保护及故障检测的主要作用是保证电力系统的安全性，如果电力系统中继电保护的设备和元件出现故障问题，则此时继电保护装置能够体现出选择性、灵敏性、速动性和可靠性特征，向存在故障的设备和元件最近的断路器发出切断指令，确保故障能够被切断，避免故障问题的扩散，降低故障设备和元件对电力系统的破坏程度，提高电力系统的安全性。继电保护装置及故障检测还能够针对电力系统中的保护设备和滤波设备等二次装置进行实时监控，确保电力系统安全稳定运行。同时继电保护装置及故障检测还能够实现对电力系统异常情况的自动分析，且具有快速性和准确性，能够高效诊断出故障发生位置和故障性质。
电力系统中设备出现故障或处于异常工作状态时，继电保护装置能够根据设备的运行维护标准和异常工作情况进行提示，即通过发出报警信号的方式，确保工作人员能够及时了解到电力系统中存在异常运行情况，同时能够以最快的速度进行处理，保证设备的安全性。如果设备出现故障时，现场没有工作人员，则继电保护装置能够直接针对系统进行处理，如切断故障电气设备，以确保电力系统的安全性和稳定性。
2继电保护系统存在的主要故障
2.1开关设备存在的故障
在电力系统运行的过程当中，完成供电时，操作者一般会采用调控开关站的方式，而在机电的自动化保护还没有实现之前，相关的人员一般使用采用的往往是符合卡管或者是开关以及熔断器设置保护装置。
2.2运行中出现的故障
在继电保护系统的运行过程中也会出现一定的故障，电压互感器常常会因为接触状况不良好而直接导致了电力设备承载的电压大大增加，这也使得在运行的过程中出现了拒动的问题。零序电压的比值抄表会使得短路和断路的现象出现，回路的负荷一直处于降低的过程当中，这往往也导致了电流互感器会出现短路的现象。
2.3微机继电装置的故障
微机继电装置出现故障主要如下几种因素的影响。
2.3.1电源故障
电源对于微机继电装置来说相当关键，它对于其运行状态的有着重要的作用和影响。如果电源部分达不到正常的标准要求，就会导致输出的电压值有明显的下降，而在这过程中如果下降的数值过大就会使得基准值的稳定性大大降低等问题出现。这样就使得微机继电装置的保护功能得不到有效的保障，甚至会直接导致装置的逻辑判断出现差错。
2.3.2静电因素
当前的电力系统当中设备元件的工艺都在不断的完善发展，而在长期的运行之中，微机继电装置往往会有大量的静电尘埃产生，而这些静电尘埃的存在也往往会直接导致导电通道出现短路的现象，从而也使得继电保护装置的运转受到一定的阻碍。
2.3.3绝缘以及干扰的问题。
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由于微机继电装置自身的抗干扰能力较低且自身的设备往往具有一定的绝缘性，而设备的周围也往往存在着各种干扰因素，这带来的后果便是元件运行的水平大大降低，装置的性能也得不到有效且充分的展示。
3电力系统继电保护常见故障检测方法
3.1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：
3.1.1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。
3.1.2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。
3.2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。
3.3制定继电保护装置管理和检测体系
制定科学合理的故障管理体系能够确保系统故障后得到及时处理，延长供电持续时间。在满足继电器保护精度要求的前提下，完善保护和检测系统将有助于发挥继电保护的功能。对电力系统的每项操作都做详细的记录，可以为继电保护排除故障提供一定的参考，健全各项管理制度和维护制度，并对运行的每个阶段进行详细分析，可有效提升继电保护的效果。
4结语
综上所述，在我国科技与经济飞快进步的背景下，社会化发展的进程不断加快，同时对电力的需求量不断提高，电力系统继电保护与故障检测也成为人们的关注点，然而就目前电力系统继电保护与故障检测的形势来看，还需不断研究，紧跟上社会发展的步伐。电力系统继电保护与故障检测能起到保护电力运行、实时监控运行状态、自动分析运行设备情况等作用，应不断更新先进的继电保护与检测方法，例如采用网络化方法、自适应控制方法与人工神经网络方法以及变电站综合自动化方法等，从而有效地维持电力系统运行的安全与稳定。
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论文作者:曾繁均1,冯晓蕾2,李菲2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/17
标签：故障论文; 电力系统论文; 继电保护论文; 电流论文; 继电论文; 电压论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第16期论文;