浅析电力系统继电保护及故障检测刘志未

浅析电力系统继电保护及故障检测刘志未

刘志未张明玲洪阳

（国网河南省电力公司延津县供电公司453200）

摘要：随着我国社会经济的快速发展和电力这种清洁能源的大范围使用，电力系统的安全运行得到了人们广泛的关注，在其中电力系统继电保与故障检测方法一直是电力系统维护和检测的重要手段，对于提高电力系统的稳定性与可靠性，保证电力系统的安全稳定运行，促进电力企业的可持续发展具有重要的现实意义。

关键词：电力系统；继电保护；故障检测

引言：

继电保护与故障检测是对电力系统进行自动检测、控制与保护的装置。继电保护和故障检测能够在电力系统运行中发生，能够在当两三相短路、单相接地等故障时，或者局部电网出现超负荷、过电压、低电压的异常时，对电力系统的综合承受能力和故障的严重程度进行评估，有选择的对部电网实施减压和断电手段，减少故障对连接的电气设备的损害和对整个电力系统的破坏，保障电力系统持续稳定运行。

1电力系统中继电保护和故障检测的具体作用

1.1保障电力系统的安全性

当被保护的设备或者元件出现故障时，继电保护装置能够迅速准确地向距离故障设备最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并在其他无故障部分的支持下，迅速恢复正常运行。

1.2实时监控电力系统运行状况

对电力系统进行实时监控并且控制电力网络中的保护设备，维持电力系统正常稳定运行。

1.3自动分析电力系统异常状况

当系统出现异常状况时，能够及时、准确的分析出故障区域、故障点、故障性质。

1.4提示电力系统异常状况

当系统中出现异常状况或者系统设备处于不正常工作状态时，能够根据设备的具体情况及时发出信号，提示现场值班人员对出现故障区域进行处理。同时继电保护装置还能在无值班人员的情况下，及时切除那些造成系统故障的设备。电力系统继电保护装置必须同时具备可靠性、选择性、灵敏性、快速性，这样才能使继电保护装置在电力系统中充分发挥作用。

2电力系统继电保护常见故障

2.1电力系统继电保护运行故障

电力系统继电保护运行故障是指保护装置失去正常使用性能，无法发挥出保

护装置的作用，不能对电力系统的运行情况进行监测，当电力系统出现运行故障的时候，继电保护装置不会做出保护反应，故障得不到有效的控制，对整个电网造成严重影响，很容易造成重大的经济损失，甚至引发安全事故。有很多因素都会引发继电保护运行故障，其中保护装置超负荷运载会缩短其使用寿命，对其使用性能造成严重影响，最容易引发继电保护运行故障。对于电力系统来说，二次回路以及保护开关等环节运行的关键，但是这些环节也是继电保护运行故障频发环节，必须加强这些环节的管理工作，在降低继电保护运行故障发生概率方面具有重要作用。

2.1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，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。

2.2继电保护系统的开关设备故障

继电保护系统中出现的开关设备的故障主要是由于继电保护系统与电力系统不匹配的原因造成的，首先在进行机电保护装置的选择是对于电力系统的工作强度是有科学的规定的，而电力系统中初始的继电保护设备往往是与之工作负荷较为匹配的，但是随着工作强度的加大或者继电保护系统使用时间的增多，继电保护装置也应该随之更新，否则如果发生继电保护装置老化或者超负荷的情况，会导致继电保护系统开关设备出现负荷密集，由于开关设备不能适应符合实际而出现继电保护开关设备的稳定性与准确性的问题，毕竟继电保护系统不能胜任电力系统的检测工作，电力系统的正常运行也会因此而受到影响，对于故障不能及时的排除，甚至发生电力事故。

2.3电流互感饱和故障

由于继电保护设备终端的负荷不断增大，电力系统的运行过程中可能产生的短路现象中的电流也会不断增强，而继电保护装置受到来自电流互感器饱和的影响也会慢慢增强，当短路的现象发生在靠近电力系统终端设备的位置上时，因为短路所产生的电流就会超过电流互感器单次规定电流的一百倍之多，而电流互感器的误差则是与短路电流倍数成正比例关系的，则继电保护系统检测到电力系统故障时所发出的阻止命令也会随着电流的过大而发生灵敏度降低的情况，这就意味着在电力系统运行中即使发生了故障，继电保护系统也不能及时的发现并且做阻断工作，而这时继电保护系统中的定时限制通过电流装置也会由于电流的短路而发生故障，过流保护装置拒绝工作时其限制电流的程度几乎为零，电力系统依旧可以运行，但是却少了继电保护系统中的故障检测的安全保障。

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

当电力系统发生单相短路故障后，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。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。

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。

结束语：

继电保护装置和故障检测在电力系统中具有举足轻重的地位，能够保证电力系统稳定、可靠、安全的运行。小电流接地系统的空间电磁场探测故障支路与故障点和多分辨分析小波的接地选线来识别故障支路与故障相的故障检测新方法，是未来快速检测和识别小电流接地系统故障点、故障支路与故障接地相和提高电网设备继电保护、故障检测分析水平的可行性方法。

参考文献：

[1]许文彬.浅谈电力系统继电保护维护措施[J].中国科技信息.2012（02）

[2]宁建宇.电力系统继电保护技术发展探析[J].中国科技信息.2012（05）

[3]满威.浅谈电力系统继电保护技术的应用与维护[J].中国新技术新产品.2012（02）