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。
关键词：电力系统；继电保护；故障检测；方法
引言：
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 电力继电保护的基本特性
1.1 电力继电保护具有较强的灵敏性
继电保护装置所具有的灵敏性主要表现为在继电保护的范围内，电力系统如果出现故障，继电保护能够快速、智能的判断出短路的位置及其类型，短路点是否存在过渡电阻等。 电力继电保护的这种智能保护反应涵盖的范围是比较广泛的，不管是电力系统的大负荷运行状态下的三相短路，还是电力系统在小功率下的电流流经过渡电阻产生双相、 单相短路现象，继电保护均能够对其采取相应措施来进行应对。
1.2 电力继电保护工作具有良好的稳定性
现代社会用电量的不断增加，促使各地电网不断扩容以此来满足人民群众日益增长的用电需求，但是，这也在很大程度上对电力系统的正常稳定运行产生极大的挑战。 继电保护装置在电力系统中能够在某种程度上使电网系统的正常运行带来十分重要的作用，如果继电保护装置出现故障，那么势必会对电力系统的正常运行产生不利影响，严重的，甚至会使继电保护装置无法正常工作，进而使整个电网系统处于无保护的状态，造成整个电力系统出现瘫痪。
2 基于小电流接地系统的故障检测方法
2.1 小电流接地系统的数据分析
在小电流接地系统的数据分析中，先对正常支路和故障支路的 5 条配电线进行了故障点探测，将设定和探测得出的正常支路参数设为 I，进而得到故障零路电容性的超前序电压。如果故障设备的各线路零序电压功率不足，则零序电容的功率为负数。
2.2 配电线路的磁场数据
在不考虑线路基础和线路之间相互影响的情况下，三相电压和电流的三体性不可替代对配线线路及周围磁场的模拟地点的探索结论，而电场和磁场分别具有可替代性的结论。此外，还可以五次震波的电压作为检测电场和磁场的主要信号，从而实现对故障点和电磁场探测故障方式的可行性分析。
2.3 识别故障支路接地的方法
当小电流接地系统出现单方面的接地问题时，会产生一个暂态的过程。因此，可建立一个包含诸多明显特征的小电流仿态数据结构，由此检测系统中各支路的复合电压，并对故障发生时的波形畸变进行全面研究和分析。当故障支路完好，且与健全支路的三相电流的能量相匹配时，会生成能量积分的小规模接地反应。直接通过电缆电线的传播、积累能量，可实现负电荷的积累过程，即可在系统正常运行中识别、判断故障支路和故障接地面积。小波的变化规律总体上可与神经网络、模糊识别专家系统等人工智能方法相配合。对于较为复杂的系统检测故障，难以通过人工检测定位故障。此时，必须通过电力系统中的继电保护装置的开关运行设备。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3电力系统继电保护常见故障检测方法
3.1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：
（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）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。
结束语：
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] 林晓峰. 电力继电保护的故障及维修技术要点解析[J]. 电子技术与软件工程. 2015（06）
[2] 陶国. 电力继电保护故障检测及维修探析[J]. 电子技术与软件工程. 2015（02）
[3] 王剑. 电力系统继电保护故障分析与检测技术[J]. 企业技术开发. 2015（03）
论文作者:陆慧慧,耿大伟,张涛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/1
标签：故障论文; 电力系统论文; 电流论文; 支路论文; 继电保护论文; 电压论文; 线路论文; 《电力设备》2017年第22期论文;