摘 要: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继电保护
对电力系统中各种元器件故障状态下的电气量变化信息进行实时地接收是继电保护装置的主要功能,相应的继电保护动作需要不同程度的实施,有效地保护了电力系统。当故障出现时,相关人员会接收到继电保护装置及时发出告警信号或者发送跳闸指令给辖下的断路器,有效预防和迅速终止电力故障的出现。在电力系统中具有重要作用的是继电保护。
2常见电力系统继电保护装置的故障
2.1继电保护运行故障
引起继电保护运行故障的原因有很多,长期的电力系统继电保护的超负荷运行,电力系统继电保护的过高的温度导致保护失灵。较为常见的是继电保护中二次电压贿赂和保护开关的故障,这是运行的关键也是薄弱的环节。这种故障往往造成的影响是大面积的、深层次的。
2.2继电保护设备故障
继电保护设备故障主要出现在设备和元器件的质量未达标,在一个元器件和部位上出现了问题,就会导致整个继电保护装置性能问题的出现,导致继电保护动作的失控,误动和拒动问题就会频现,对于整个系统的稳定和继电保护功能的影响也是极大的。
电力系统设计中开关设备问题主要出现在选择上,当高负荷运行时,继电保护开关就会出现负荷密集的情况,开关设备的负荷实际是影响到继电保护开关的稳定性和准确性。继电保护重点关注对象是电压互感器,影响着整个二次系统的好坏,其产生的影响重大。PT二次电压贿赂故障导致的问题是保护误动,也有可能会导致拒动,具体体现在:异常是在PT开口三角电压回路;错误的PT二次中性点接地方式;二次失压,主要导致的原因是设备性能缺陷的断开。
继电器的触点故障。继电器最关键的组成部分是继电器触点,性能受制于大气环境、负载类型、触点材料、工作频率、所加电压及电流值、触电配置及跳动。当预计值无法进行满足的时候,各种不良问题就会频频出现,比如急剧升高的触点之间的金属电积、磨损以及触电电阻。这些问题将会导致继电器的工作性能明显降低,这就给电力系统的安全隐患埋下伏笔。电磁系统锍装件变形。完成锍装之后,零件会或多或少地产生扭斜或者弯曲,对下一步的工序装配操作产生了直接影响,严重时还会使零件直接报废。导致锍装件变形的主要原因是模具的设计规格或者装配存在一定的偏差;被锍的零件不合标准;锍装零件安装位置不确切;零件不准确的安装位置。这是一种常见的故障,一方面对于继电保护装置的正常工作产生严重影响;另一方面对于电力系统的安全系数也严重地降低。
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
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。
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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综合故障分析系统
4.1系统功能
综合故障分析系统能够为从事调度人员、继电保护人员等提供准确的故障信息、故障位置,以便使系统快速地恢复,还可为技术人员提供完整的故障电流和电压的情况,对系统中各设备提供保护。故障检测系统可使保护设备及故障录波设备时钟同步,从而为监控设备提供准确的数据,经过智能化处理,实现设备间数据的安全传输。为了保证测距的准确度可采用双端故障测距方法,提供数据交换接口,确保数据灵活、可靠。继电保护装置检查标准:屏、盘、箱、柜等装置上的各种电器、仪表、信号等元器件完整齐全,安装端正;二次设备的接地端应可靠接地;装置及周围地面干净、整洁,无杂物;电气设备在运行中不得解除继电保护。
4.2继电保护与检测方法
4.2.1故障检测与继电保护网格化
对电力系统中各重要设备采用差动保护,并利用主站统一处理数据,根据继电保护装置提供的电流或电压信息,实时测量故障位置及类型,最后将测量数据汇总向保护装置发指令,达到快速切除故障设备的目的,从而保证电力系统安全、可靠。
4.2.2继电保护和检测自动控制
自适应保护可动态检测系统运行模式,并根据故障类型不同自动设定保护数值,从而更好地满足电力系统运行要求,对改善线路保护、变压器保护等有很大帮助。
4.2.3将各种智能算法应用于继电保护和检测系统中目前,最常用的人工智能检测算法是人工神经网络,另外还有BCC算法、遗传算法等高级算法,它们可以自主学习、自组织,并对一些数据信息进行存储和处理。经过多年的发展,人工智能算法应用在继电保护中已经可以实现保护方向自动识别、故障自处理等功能,为继电保护和故障检测人员减轻了工作负担。在该领域,智能算法的应用还处于研究阶段,但具有光明的发展前景。
5结语
继电保护系统是保证电力系统正常运行的关键所在,继电保护系统的故障信息分析处理的运用与开发也是继电保护系统的核心所在,其为电力系统的故障进行准确的分析并且提供及时的处理,让电力系统在安全的环境下得以正常运行,只有迅速消除继电保护系统中本身所存在的故障,保证继电保护系统设备的正常运行,才能充分发挥保护装置对于电网的稳定作用,提高供电系统的可靠性。
参考文献
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论文作者:余涛
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第5期
论文发表时间:2017/7/17
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