电力系统继电保护自动化故障分析与发展

摘要：为持续提升电力网络的整体运行质量，确保电力系统的稳定运转，不仅要学会排查并确认一些基础的故障类型，同时，还要通过科学的诊断方式为维护管理人员的工作开展提供有效的数据支持。本文主要分析了电力系统继电保护的故障诊断与分析，并且就电力系统继电保护自动化的发展趋势进行了探究，希望能够为电力网络维护工作的开展提供参考意见。

关键词：电力系统；继电保护；故障分析；自动化发展

随着行业的进步，人们在日常生产生活中对于电力能源的需求量正在与日俱增，目前的电力网络规模持续加大，而在大规模电网运行的模式下，想要确保为用户持续稳定的供电显然面临着新的挑战。在自动化技术、数字分析技术不断融入电力网络管理工作的背景下，电网的自动化管理水平也正在持续提升，资源配置的能力更加优越，但其中也显然存在着新的运行风险。因此，进一步探究电力系统的继电保护故障问题更显得意义重大。

一、继电保护的故障类型

（一）装置本身的故障问题

第一，硬件故障。硬件故障主要针对继电保护器本身，设备可能会由于生产技术水平或受到运行环境的影响，在长期运行的条件下，发生了故障问题。第二，软件故障。软件故障主要是指继电保护装置模块在运行过程中的操作程序，比如程序发生病毒入侵、数据泄露等现象都属于软件故障问题。

（二）测量回路的故障问题

漏电保护装置的测量回路故障主要是针对互感器以及二次回路产生的故障问题。在互感器和二次回路运行性能不足的条件下，继电保护装置的测量回路特性将会受到这些故障所带来的影响，此时二次回路所采集的模拟数据信号出现较大的偏差，从而导致继电保护装置出现误动的情况。

（三）整定过程的故障问题

第一，整定值的误差。考虑到继电保护装置运行的指令较为特殊，且电力网络的构造十分复杂，如果实际计算得到的相关系数与标准系数存在的差值较大，此时整定值很难达到标准范围，也会影响到继电保护装置的操作。第二，出口压板误差。出口压板误差也是基于整定值的计算偏差所引发的，在整定值计算结果不精确的情况下，如果缺乏相应的运行管理程序或装置，很难在第一时间排查出口压板的错误，严重的情况下，还可能会导致电力系统运行瘫痪问题。

二、继电保护装置的故障诊断

（一）拓扑关系下的故障诊断方式

为了确保电力网络的整体运行稳定性，电力系统在运作的过程中需要安装相应的继电保护装置，但这些装置之间相互关联，互相之间的干扰和影响，也会导致发生误差操作。比如，当电力线路的某一位置已经发生故障问题时，相邻的继电保护装置都能够快速地获取到故障检测值，但其他的继电保护装置则处在待操作的情况下。这种相邻继电保护装置扰动的触发机制，在电力系统经过跳闸之后，会通过获取相邻继电保护装置测量到的相关过程量，了解电力线路目前的静态情况，从而确认故障问题的具体位置。这也意味着，不同的继电保护装置之间存在着关联性，其中，相邻的线路所构建的拓扑网络就会影响到继电保护装置的运行状态。因此，在诊断继电保护装置的一些隐藏故障问题时，可以针对相邻继电保护装置的电流互感器以及电压互感器检测到的误差值进行判断。如果测量到的抗阻值始终处在较为稳定的情况下，则证明测量区域并没有发生故障问题，但抗阻值如果偏大或偏小，就可以根据抗阻值的误差分析故障原因，并快速确认故障位置。

（二）激励反应原理下的诊断方式

为了有效地避免外界或故障问题所引发的继电保护装置误动现象，应当在检测工作中加强对于非故障元件继电保护装置的分析力度，从继电保护装置的抗干扰性能入手，以扰动激励反应原理，来寻找潜藏的故障问题。比如，在电力系统正常运行的状态下，继电保护装置大致可以划分为正常运行区域、故障运行区域、故障启动区域和故障恢复区域。而基于扰动激励反应原理下的继电保护故障识别，则可以更精确地反馈出这四个区域状态下计量保护装置的运行情况，从而让继电保护装置的误差监测与分析工作变得更加简化[1]。

三、电力系统继电保护自动化的趋势

（一）智能化趋势

随着人工智能技术在电力系统工作中的融入和实践应用，电力系统对于一些故障问题和相关参数的计算速度变得更快，并且基于人工智能神经网络采用了一种非线性的映射方式，能反馈出更多较为复杂的非线性问题。比如，在人工智能计算模式下的遗法算法、模糊逻辑算法以及进程规划等计算模式，都是参考了非线性的人类思维方式，寻求解决复杂问题的切入点，从而更快速地找到一些常规性的继电保护问题根源，为继电保护工作的故障问题提供了可解决的方式与参考依据。

（二）网络化趋势

计算机网络在不同行业和领域中的融入，让通信手段带领电力行业正式步入了新的平台。目前，计算机网络正深刻地影响着不同的工业发展领域，而在电力网络中，继电保护装置的主要作用就集中在预防故障问题、切除障碍端口、规避故障损失这几个方面。但考虑到目前我国电力网络的构建规模正在持续地扩大，继电保护装置在接收故障信息并实现对信息分析的过程中，数据量正在持续地增加，而有限的继电保护装置对于故障问题的性质、故障所处的具体位置、故障问题的判断很难精准确认，因此，一般非系统保护下的继电保护装置即使能够切断故障源头，但所获取的维护管理数据却是极为有限的。而在网络化发展的进程中，继电保护装置则可以根据网络系统的运行模式以及故障数据的深度分析，自动判断故障数据背后生成的规律，通过总结经验，实现保护装置的自适应模式，以提升保护装置在运行过程中的可靠性以及数据获取的精确性。除此之外，一些危机设备的网络化发展也能够有效地提升继电保护装置的可靠性。这种危机保护的模式，能够将整个电力网络系统上不同设备的保护装置与PC端之间直接实现网络衔接，从而利用网络端口访问设备获取的数据信息，实现故障信息的共享与对比分析，从而完成全网络下继电保护装置的自动化监管和控制[2]。

（三）通信一体化趋势

所谓通信一体化趋势，主要是指将继电保护、电力网络的控制、数据的测量与通信都集中在同一个计算机装置上，并安装在机电保护设备周边，从而让继电保护设备中实现对全过程数据信息的动态分析与总结。这种模式下的计算机网络可以将获取到的数据信息直接传送到后台主控制室，动态地针对系统目前的运行故障、故障数据、故障位置进行分析。这种一体化模式下的继电保护装置相当于一套多功能且高性能处理的PC机，可以实现对于整个电力系统运行的终端智能控制，也能确保每一个保护装置直接从网络上利用信息共享平台获取到系统中的故障信息。从而持续提升继电保护装置的整体运行效率，这种一体化的模式也成为了今后我国继电保护装置与构架发展的主要方向[3]。

结语：

综上所述，随着电力网络的建设规模持续地扩大，继电保护设备的更新与技术的发展，更成为了推动我国电力事业稳定运行的关键切入点。而面对更加复杂多变的自动化继电保护设备故障问题，更应当通过选择应用激励反应原理、拓扑关系及时发现继电保护装置存在的故障问题。在未来，电力网络中的继电保护系统将会持续朝着智能化、网络化以及通信一体化的方向发展，为更好地推动电力事业的前行保驾护航。

参考文献：

[1]许云鹏，刘凯.继电保护自动化技术在电力系统中的应用研究[J].产品可靠性报告，2024，（08）：106-107.

[2]郭兆琪.继电保护自动化装置的故障检修与改进措施研究[J].城市建设理论研究（电子版），2024，（18）：7-9.

[3]刘美希.继电保护自动化技术在电力系统中的应用研究[J].光源与照明，2024，（03）：201-203.