电力保障论文篇（1）

 

0 引言

随着我国电力工业和电力系统的快速发展，对发电厂、变电站的安全、经济运行要求越来越高。另外，因电子、计算机和通信系统的快速发展，也使得发电厂、变电站监控系统的自动化水平不断提高。微机继电保护和安全自动装置也成为了电网安全稳定运行和可靠供电的重要保障。

1 继电保护发展现状

上世纪60年代到80年代是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护，运行于葛洲坝500kV线路上,结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。在20世纪70年代中，基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列，逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产和应用仍处于主导地位，这是集成电路保护时代。免费论文，维护。我国从20世纪70年代末即已开始了计算机继电保护的研究，1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全且工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。

2继电保护的维护管理

2.1 微机保护装置要采取电磁干扰防护措施

变电站改造中，电磁型保护更换成微机型保护时，必须采取防电磁干扰的技术措施，即严格执行微机保护装置的安装条件，安装带有屏蔽层的电缆，而且两端的屏蔽层必须接地。防止由于线路较长，一端接地时，另一端会由于电磁干扰产生电压、电流，造成微机保护的拒动或误动。为减少保护装置故障和错误出现的几率，微机保护装置必须优化设计、合理制造工艺以及元、器件的高质量。同时还要采用屏蔽和隔离等技术来保证装置的可靠性，从而提高抗干扰的能力。

2.2 微机保护装置的接地要严格按规定执行

微机保护装置内部是电子电路，容易受到强电场、强磁场的十扰，外壳的接地屏蔽有利于改善微机保护装置的运行环境；微机保护提高可靠性，应以抑制干扰源、阻塞耦合通道、提高敏感回路抗干扰能力入手，并运用自动检测技术及容错设计来保证微机保护装置的可靠性；容错即容忍错误，即使出现局部错误也不会导致保护装置的误动或拒动。免费论文，维护。容错设计则是利用冗余的设备在线运行，以保证保护装置的不间断运行。采用容错技术设计是为了换取常规设计所不能得到的高可靠性，确保微机保护装置的可靠运行。

2.3 防误措施

微机保护的一些定值设定以及重要参数修改在硬件设计上设置操作锁，操作时必须正确输入操作员的密码和监护人的密码时，方可进行正常操作，并将操作人和监护人的姓名等信息予以记录和保存。

2.4 继电保护装置的日常维护

（1）当班运行人员定时对继电保护装里进行巡视和检查，对运行情况要做好运行记录。

（2）建立岗位责任制，做到人人有岗，每岗有人。

（3）做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行，防止误碰运行设备，注惫与带电设备保持安全距离，避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。

（4）对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次。

（5）每月对微机保护的打印机进行检查并打印。免费论文，维护。

3 继电保护故障处理要点

继电保护工作是一项技术性很强的工作。如果只想学会对设备的调试并不难,只要经过一段时间的培训,按照调试大纲依次进行就可实现。而一旦出现异常现象,想处理它并非易事。它要求工作人员有扎实的理论基础,更要有解决处理故障的有效方法。一个合适的方法,在工作中能帮你少走弯路,提高效率。可以说继电保护技术性很大程度上体现在故障处理的能力上。因此,如何用最快最有效的方法去处理故障,体现技术水平,成为广大继电保护工作者所共同要探讨的课题。下面是常用的几种故障处理方法。

3.1 直观法

处理一些无法用仪器逐点测试,或某一插件故障一时无备品更换,而又想将故障排除的情况。比如10KV开关柜分或拒合故障处理。在操作命令下发后,观察到合闸接触器或跳闸线圈能动作,说明电气回路正常,故障存在机构内部。到现场如直接观察到继电器内部明显发黄,或哪个元器件发出浓烈的焦味等便可快速确认故障所在,更换损坏的元件即可。

3.2 掉换法

用好的或认为正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件,来判断它的好坏,可快速地缩小查找故障范围。免费论文，维护。这是处理综合自动化保护装置内部故障最常用方法。当一些微机保护故障,或一些内部回路复杂的单元继电器,可用附近备用或暂时处于检修的插件、继电器取代它。如故障消失,说明故障在换下来的元件内,否则还得继续在其它地方查故障。

如一条110 kV旁路L FP-941A微机保护运行指示灯忽闪忽灭,并不打印任何故障报告,很难判断为何故障。正好附近有备用间隔,取各插件相应对换,查出故障在CPU插件上。用此项方法,要特别注意插件内的跳线、程序及定值芯片是否一样,确认无误方可掉换,并根据情况模拟传动。

3.3 逐项拆除法

将并联在一起的二次回路顺序脱开，然后再依次放回，一旦故障出现，就表明故障存在哪路。再在这一路内用同样方法查找更小的分支路，直至找到故障点。此法主要用于查直流接地，交流电源熔丝放不上等故障。如直流接地故障。先通过拉路法，根据负荷的重要性，分别短时拉开直流屏所供直流负荷各回路，切断时间不得超过3秒，当切除某一回路故障消失，则说明故障就在该回路之内，再进一步运用拉路法，确定故障所在支路。再将接地支路的电源端端子分别拆开，直至查到故障点。如电压互感器二次熔丝熔断，回路存在短路故障，或二次交流电压互串等，可从电压互感器二次短路相的总引出处将端子分离，此时故障消除。免费论文，维护。然后逐个恢复，直至故障出现，再分支路依次排查。如整套装置的保护熔丝熔断或电源空气开关合不上，则可通过各块插件的拔插排查，并结合观察熔丝熔断情况变化来缩小故障范围。免费论文，维护。

4 结语

继电保护是电力系统安全正常运行的重要保障，目前已经得到了广泛的应用，随着科学技术的不断进步，继电保护技术日益呈现出向微机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展的趋势。

参考文献：

[1]罗钰玲.电力系统微机继电保护[M].北京:人民邮电出版社.

电力保障论文篇（2）

作者简介：杨朝兵（1982-），男，河北邢台人，国网河北省电力公司邢台供电分公司，工程师；付学文（1983-），男，河北邢台人，国网河北省电力公司邢台供电分公司。（河北 邢台 054001）

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）06-0238-03

近年来，随着社会对电力需求的日益增加，电网呈现出高电压、远距离、大容量的发展趋势，高压输电线路特别是超高压输电线路在电力网中所占的地位也越来越重要。超高压输电线路既担负着传送大功率的任务，还作为联合电力系统运行的联络线使用，其运行可靠性影响着整个电力系统的供电可靠性。[1-2]由于高压输电线路工作环境恶劣，故障时极难查找，在电力系统中又是发生故障最多的地方，随着现代大电网的结构和运行方式复杂多变，故障类型越来越复杂，对保护的要求也越来越高。因此，准确而迅速地排除故障不仅满足继电保护的速动性，缩短系统恢复供电时间，而且还能提高电力系统的稳定性，降低运行成本。而准确区分故障相是高压输电线路保护的重要前提，所以探索新的故障选相原理和方法、提高继电保护的性能是超高输电线路故障检测中的一个重要课题。

一、背景和意义

当输电线路发生故障的初始瞬间，通常都有一个既包含直流分量又包含高频暂态分量的暂态故障信号，其所包含的信息是继电保护动作的依据，所以需要先对采样的故障信号进行处理以便获得有意义的特征量。但高压输电线路的距离比较长，输电线路之间存在互感耦合，只有在故障发生的初始瞬间故障信号不容易识别等特点；而电力系统本身又是一个容易受环境干扰的动态系统，因此要准确地对故障进行检测与分类，并防止故障进一步发生是非常困难的。所以借助现代各种数字信号处理工具和方法准确地对故障信息的特征进行提取与分类就显得十分必要，特别是近年来基于暂态量原理的保护更需要快速、可靠的故障类型识别元件。[2-4]

随着小波分析技术的引入，电力系统暂态信号特征量提取及分类技术得到了迅速发展。但是，由于小波变换结果中包含了大量的分解信息和数据，通常的检测方法都少不了对特定工况的假设或对特征提取的人工干预。而分类方法中，由于小波分解信息量比较大，使得一些智能判别系统（如模糊理论与神经网络等）变得比较庞大。因此对于小波分析还需研究合适的信息提取方法，给新型继电保护原理、系统故障判断与预测提供有效的依据。这些信息提取方法中最有效的是提供一个或系列描述系统的普适量，用这些普适量来检测、分类电力系统的故障。[4]

信息熵是对系统不确定性程度的一种描述，若把一个信源当做物质系统，可能输出的消息越多，信源的随机性越大，越紊乱，熵值也越大，所以信息熵可以被看做是系统紊乱程度的量度。[5-7]小波分析和熵理论相结合，在生物医学领域和机械故障诊断领域已经得了很好的应用。[8-9]它结合了小波变换多分辨分析的特点和信息熵对信息具有较强的表征能力的优点，成功地分析了各种突变信号。所以，在暂态信号特征提取方面表现出独特优点的小波熵，在电力系统故障检测与分析中具有很好的应用前景。本文给出了小波包能量熵的定义及其应用领域，旨在探讨小波包能量熵在输电线路故障检测中应用的可能性，对于小波包能量熵在电力系统暂态信号分析中的应用研究具有重要意义。

二、故障类型识别的研究现状

传统的故障选相元件主要采用突变量与稳态量相结合，以工频量为基础。在多数情况下这些选相元件对于简单故障能正确地选择故障相，但其选相速度不够快，且易受系统的运行方式及故障接地电阻的影响，结果往往不理想。因此，新型快速的故障选相方法成为众多学者研究的方向。[10]

新型的故障选相方法主要有：基于行波故障的选相元件和基于故障暂态量的选相元件。基于行波的选相元件[11-14]主要是利用故障时信号的行波波头所包含的信息进行故障选相。虽然基于行波的选相元件能在故障发生的第一时间捕获故障信息，与传统的选相方法相比具有灵敏度高、识别率好等优点，且对波头进行处理的方法也有很多。但基于行波的故障选相方法存在一些缺点，如初始行波受初始角、反射波、故障电弧等因素的影响。基于行波的选相元件由于计算量大，对处理器的运算能力要求也比较高，费用相对也就比较高，在嵌入式系统中难以做到实时性，这使得基于行波的故障选相方法具有很大局限性。

基于故障暂态量的选相[15-16]是利用输电线路发生故障时所产生的故障暂态信号实现故障选相，故障暂态信号与线路参数、故障情况等有关，不受系统运行方式、过渡电阻、电流互感器饱和、系统振荡、长线分布电容等的影响。近年来又随着硬件条件的实现和小波变换等信号处理工具的发展，使得大量、准确、实时地获取故障时产生的暂态电压和电流信号，并使对其作进一步的处理成为现实。这些丰富的故障暂态信号蕴涵了大量的故障特征信息，其频率成分贯穿于整个频谱中，如果能充分利用这些信息就能快速地对故障相作出判断。因此，基于故障暂态量的选相方法具有很大的发展前景，使得越来越多的学者从事电力系统暂态信号的研究。

目前用于电力系统故障类型识别的方法有很多，如小波分析、神经网络和模糊理论等智能算法、数学形态学等。

1.小波分析

文献[15]利用小波对暂态电流的模分量进行分析，并通过比较各相暂态电流的能量和各模分量的大小进行故障相判断。文献[16]利用小波提取故障暂态电流信号的特征，通过计算提取的信号特征沿尺度分布的权重得到暂态电流信号的小波熵权，进而构造故障选相判据。文献[17]对线路两端模量方向行波之差进行小波变换，通过比较其幅值大小来判别故障类型，但对两相接地故障的具体类型区分不明确。文献[12-13，18]通过比较（零、线）模量电流行波的幅值之间的大小关系从不同角度进行故障选相。但是，由于零模量的严重衰减导致保护装置不能正确反映故障点处零模与线模的大小关系，当输电线路远端发生单相接地或两相接地故障时可能出现误判。文献[19]将小波奇异熵应用于识别高压输电线路的故障相，提出了一种基于暂态电压的选相方案。通过取各相的小波奇异熵相对比值反映故障相和非故障相间的相对差异，构成高压输电线路故障选相的依据。

2.神经网络和模糊理论等智能算法

文献[20-21]利用提升小波变换对故障信号进行处理，并作为神经网络的输入构造了一种新型的小波神经网络模型来识别输电线路故障。文献[22-23]通过小波包将故障电压和故障电流分解后分别获得分解后的故障暂态量的能量值和熵值，并将能量值与熵值分别对神经网络进行训练，对输电线路进行故障分类和定位。文献[24]在暂态信号多尺度的基础上定义了小波能量熵，并与模糊逻辑系统相结合形成故障类型识别方法。

3.数学形态学

文献[25]在分析EHV线路发生故障后电流模分量的基础上，利用数学形态学梯度提取暂态信号波头能量，构成故障选相方案。文献[26]提出了一种基于数学形态谱和神经网络相结合的识别接地短路故障类型的新方案。该方法对三相电流进行相模变换后，用数学形态学颗粒对电流各模量分析并提取模电流的形态谱，将各形态谱作为神经网络的输入，进而判断出接地故障的类型。

三、小波分析在电力系统暂态处理中的应用

20世纪80年代初Morlet等人第一次提出了小波变换的概念。它可以根据处理信号频率的高低自行调整窗口的大小，确保捕捉到有用的信息，可以对信号奇异点作多尺度分析。小波变换有以下特点：在高频范围内时间分辨率高；在低频范围内频率分辨率高；既适合于分析平稳信号及非平稳信号；有快速算法——Matlab算法；利用离散小波变换可以将信号分解到各个尺度（频带）上。

由于小波变换有以上优点，所以它在各个应用领域中都得到了广泛应用，比如生物医学工程、机械故障诊断、非线性动力系统、量子物理、模式识别、参数辨识、CT成像、数据压缩等。近几年小波变换技术在分析和处理电力系统暂态信号方面也显示了其优越性和良好的应用前景，主要应用领域包括电力信号去噪[6，27-28]、数据压缩、电力设备故障诊断、电能质量信号分析、故障定位等。文献[28]指出db6小波对电压暂升、暂降、闪变信号均能获得较好的去噪效果。文献[29]提出了一种小波包去噪算法，用以消除暂态扰动检测中噪声的影响，为在噪声环境中检测和定位暂态扰动提供了依据。电能质量信号分析方面：文献[31]将小波包用于对谐波的检测，并与IEC推荐的谐波检测方法进行了对比，仿真结果证明了基于小波包的检测方法对非整次谐波与间小波的检测要优于IEC推荐的方法。电力设备诊断方面：文献[30]通过对基于Shannon熵的最优小波包基的快速搜索算法的探讨，提出了基于最优小波包基小波包方法。

在输电线路故障定位方面：

（1）故障选线。文献[31]提出了基于单相电流行波的故障选线原理。文献[32]利用小波变换与电弧故障产生的突变相结合而进行故障选相。文献[33]提出用小波变换提取电流故障分量的暂态能量，并且以三相间暂态能量的大小及其相对关系来识别故障类型和判断故障相的新方案。文献[34]利用小波变换提取故障后电流行波的线、零模量，根据提取出的电流行波波前1/8周期的能量进行故障选相。文献[35]通过小波变换利用故障电流行波幅值及极性逻辑关系相结合的故障类型识别方法，并设计出了故障类型识别的实用算法。该方法可以提高以往行波故障选相方案中利用零、线模量之间幅值关系判别单相接地或两相接地故障时的可靠性。总的来说，目前基于暂态信号，利用小波变换工具进行选相的方法得到了很好的研究，但在实际应用时仍需进行相应的分析论证。文献[36]对电力系统暂态信号提取小波能量熵及能量熵权，并将其分别对神经网络进行训练，提出了小波能量熵与神经网络相结合的故障分类方法。

（2）故障测距。电力系统要求及时、准确地得知线路故障位置，以便用最短的时间清楚故障，尽快恢复供电，现已有可用于解决实际问题的各种故障测距方法。小波变换可以很好地表征输电线路故障行波信号的突变点，故很多文献提出用小波变换来进行行波故障测距。[37-41]主体思路是：运用小波变换对故障信号进行分解，并用小波变换模极大值表示故障信息，揭示了行波信号奇异、瞬时信号与小波变换模极大值的关系，运用小波对奇异点检测的原理，确定两次行波波头达到检测点的时间间隔及故障发生的时刻，推算出故障位置，以达到故障定位的目的。

四、熵理论的应用现状

1948年Shannon把通信过程中信源讯号的平均信息量定义成为熵，这就是信息熵。小波熵是小波变换和信息熵的结合，它具有小波变换和信息熵的特点，对动态系统参数的微小变化具有独特的敏感性，反映了暂态信号在时-频域空间的能量分布情况，随着小波熵理论的不断发展与完善，它被应用机械、生物、电力系统等众多领域。

生物领域中，文献[42]运用小波熵分析心跳信号，并识别其变化规律；文献[43-44]将小波熵应用于EEG等非平稳信号的分析，体现出小波熵区别非平稳信号复杂度的特点，又有其反映微状态信号快速变化的优点。在机械故障诊断领域里，文献[45]将小波包与特征熵结合提出了一种诊断高压断路器机械故障的新方法，并给出了切实可行的诊断步骤和分析。

这几年小波熵理论在电力系统中的应用才刚刚开始，所以这方面的文献较少。文献[46]提出采用离散小波变换和神经网络相结合的方法，对输电线路故障进行分类和定位，虽然训练好的神经网络可以准确地对故障进行分类和定位，但存在计算量大、运算费用高的缺点。文献[47]提出一种基于小波熵权和支持向量机相结合的故障识别方法。该方法识别速度快，有较好的通用和实用价值。文献[48]虽采用了小波分析理论与信息熵理论，但并没有对小波熵进行一个完整的、系统的定义。文献[49]综合阐述了小波熵在电力系统中各方面应用的可行性，表明了其在电力系统中具有良好的发展空间。文献[5-6，50-51]探讨了小波熵在电力系统故障检测征提取的应用机理，通过仿真一些输电线路故障检测对文中给出的几种小波熵进行了验证，仿真分析结果表明小波熵测度在暂态信号检测与分类中有望得到较好的发展。小波熵作为近年来才发展的一种新理论在电力系统故障检测中的应用具有广阔前景。所以，在电力系统暂态信号的检测和分类中运用小波熵理论具有重要的研究意义。

五、结束语

电力系统故障类型识别的研究为暂态信号检测分析开辟了新的道路，为暂态信号特征提取理论奠定了新的基础，进行了不同变换空间内信号特征和复杂程度的定量描述方法，建立了适合于电力系统暂态信号分析的小波熵理论。

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电力保障论文篇（3）

 

0 引言

电力作为当今社会的主要能源，对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。论文参考，电力系统。现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统。论文参考，电力系统。电力系统的飞速发展对电力系统的继电保护不断提出新的要求，近年来，由于电子技术及计算机通信技术的飞速发展，继电保护技术已然进入了微机保护的时代。如何确保微机继电保护装置的安全运行，正确应用继电保护技术来遏制电气故障，提高电力系统的运行效率及运行质量已成为迫切需要解决的技术问题。

1 继电保护装置的任务及可靠性分析

1.1 继电保护装置的任务

继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时电气量（电流、电压、功率等）的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于：在供电系统运行正常时，安全地、完整地监视各种设备的运行状况，为值班人员提供可靠的运行依据；供电系统发生故障时，自动地、迅速地、并有选择地借助断路器跳闸将故障设备切除，保证非故障部分继续运行；当供电系统中出现异常运行工作状况时，它应能及时、准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理。

1.2 继电保护可靠性分析

继电保护装置的可靠性主要是指解决装置的拒动作和误动作两大问题。继电保护是电力系统的重要组成部分。是保证电网安全稳定运行的重要技术手段，电力系统的事故速度快，涉及面广，会给国民经济和人民生活造成很大影响。影响继电保护可靠性的因素主要有以下四个方面：

（1）继电保护系统软件因素。软件出错将导致保护装置误动或拒动。目前影响微机保护软件可靠性的因素有：需求分析定义不够准确、软件结构设计失误；编码有误；测试不规范；定值输入出错等。

（2）继电保护系统硬件装置因素。论文参考，电力系统。继电保护装置、二次回路、继电保护辅助装置、装置的通信、通道及接口、断路器。这些电力网络的重要元件，其可靠性不仅关系到继电保护的可靠性，还关系到电力系统主接线的可靠性。继电保护系统硬件的质量和可靠性直接影响了系统保护的可靠性。

（3）人为因素。安装人员不按设计要求接线或者误接线问题和检修、运行人员的误操作问题在不少电网中都曾发生过。

2 配电系统继电保护存在的问题

2.1 电流互感器饱和

随着供电系统规模的不断扩大，很多低压配电系统短路电流会随着变大，当变、配电所出口处发生短路时，短路电流往往很大，甚至可以达到电流互感器一次侧额定电流的几百倍。在稳态短路情况下，一次短路电流倍数越大，电流互感器变比的误差也越大，使灵敏度低的电流速断保护就可能拒绝动作。在线路短路时，由于电流互感器饱和，感应到二次侧的电流会很小或接近于零，造成定时限过流保护装置拒动。若是在变电所出线故障则要靠母联断路器或主变压器后备保护来切除，延长了故障时间，使故障范围扩大；而若是在配电所的出线过流保护拒动，则将使整个配电所全停。

2.2 二次设备及二次回路老化

现在我国很多配电系统的继电器是20世纪七八十年代的老式继电器，节点氧化尘太多，压力不够，也会造成保护误动，出口不可靠。我们知道，二次回路分直流和交流两个部分，如果交流回路实验端子老化，锈蚀，接触电阻过大，严重时会引起开路，引起保护误动或拒动。论文参考，电力系统。直流部分在系统失电和系统严重低电压时可靠性难以保证，事故情况下更难以保证可靠动作，会导致越级跳闸，扩大事故范围。

2.3 环网供电无保护

目前我国环状配电网基本采用负荷开关为主，目前不设断路器，也没有保护。若装设断路器，由于运行方式变化，负荷转移等因素，继电保护选择性无法协调。目前环网运行方式是开口运行，故障时，故障环网全部停电，绝大部分网络是用人工操作对网络重构来恢复供电。

3 电力系统继电保护的安全管理要点

3.1 强化人员理念，建立岗位责任制

做到每个设备均有值班人员负责，做到人人有岗、每岗有人。值班人员对保护装置的操作，一般只允许接通或断开压板，切换开关及卸装熔丝等工作，并严格遵守电业安全工作规定。同时要对维护人员进行继电保护专业知识的培训，以提高运行其继电保护专业水平。

3.2 完善环网结构的配套建设

目前环网结构是电缆网络采用的主要形式，目前还没有性能颇为理想的继电保护装置，为快速隔离故障、恢复供电，可以考虑结合配电自动化系统的建设，继电保护与自动化系统相互配合使用。论文参考，电力系统。

3.3 增加投入，更新设备

及时更新保护校验设备，完善供电网络建设，在不影响正常安全生产的情况下，确保各回路均有足够保护整定时间，使保护装置校验做到应校必校，不漏项，不简化。论文参考，电力系统。

3.4 超前预防，安全生产

通过故障管理，对掌握的故障数据，在其未酿成事故之前，就要及时分析，制定对策。

对能立刻消除的故障，立刻组织安排人员消缺；对不能立刻消除的故障，进行再次分析，制定补救措施，并认真做好事故预想。

3.5 实现责任追溯

对未按照规定日期安排或完成消除故障者，对同一故障出现多次消缺者，对出现的故障不按规定汇报而引起严重后果者等，通过故障信息管理，可以实现责任追溯，追究有关管理人员、工作人员的责任。明确了各方应承担的责任后，要从中吸取教训，能激励大家共同努力、相互协作的精神，把所管辖的设备及电网的安全稳定运行工作做得更好。

4 结语

继电保护是电力系统的安全卫士，是保证电力系统安全、稳定运行的有利手段，只有对继电保护装置进行定期检查和维护，按时巡检其运行状况，及时发现故障并做好处理，才能保证系统无故障设备正常运行，提高供电可靠性。

参考文献：

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[2]张国锋,梁文丽,李玉龙.电力系统继电保护技术的未来发展[J].中国科技信息,2005(2).

电力保障论文篇（4）

中图分类号：TM588 文章编号：1009-2374（2017）05-0190-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.05.092

近几年来，大部分火灾都是由电路问题产生，例如2015年内哈尔滨相继发生的几场火灾，都是由于对继电保护与安全稳定控制系统的疏忽所造成。继电保护安全稳定控制系统就是为电力系统提供可靠的安全性、稳定性。隐性故障顾名思义，就是在日常生活与工作中隐藏的安全问题。在系统进行正常运转时因人为原因造成的事故少之又少，但也是造成隐性事故的因素之一。各位对用电知识及造成电火原因缺乏理解，虽然当今科学技术发达，但对继电保护与安全稳定控制系统存在的隐性故障仍存有严重的隐患问题，必将对经济建设产生影响。

1 继电保护与安全稳定控制系统隐性故障存在的问题

1.1 缺乏对继电保护与安全稳定控制系统隐性故障理解

继电保护与安全稳定控制系统是保证电力系统正常运转的两道防线，首先要明确继电保护装置是否处于正常运行状态，是否能够对保护元件的故障进行功能性的判断，这是对继电保护最基本的定义概念。而安全稳定控制系统处于电力系统的第二道防线，它是由输入、输出、通信、测量、故障判别、控制策略等部分组成，能够在出现大波动干扰时对内置的控制设备起到稳定作用，它具有的可靠性直接关系到电网安全。无论是疏忽了对继电保护，还是在安全稳定控制系统环节中出现纰漏都会引发隐性故障。

1.2 忽视继电保护相互间联系引发的隐性故障

电力系统的继电保护之间并不是单独的个体，继电保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分组成，它们相互存在一定逻辑关系，在继电保护装置中发挥着不同作用，并且在各装置间距离设置也常常出现纰漏，定值间配合不合理，如距离2段或3段定值不满足选择性，主保护与后备保护之间、上下级保护间配合不协调，也是导致隐性故障的重要原因。而当今趋势对继电保护间的配合意识不强，面对复杂的电网故障突发时，不能够准确判断故障原因所在，这也是隐性故障产生原因之一，因此发生重大事故，后果不堪设想。

1.3 多个安全稳定控制系统间配合不协调出现的隐性故障

特高压交直流输电网架的形成，加大了电网区域间的强电气产生，这对各区域的安全稳定控制系统都会产生一定影响。特高压交直流输电网架的发展关系着区域电网的安全，如忽略安全稳定控制系统间的相互配合，将会造成隐性故障发生，例如，2013年6月4日吉林省德惠市米沙子鸡场发生的火灾，就是因为对安全稳定控制系统间配合的不重视酿成的大祸。

1.4 继电保护与安全稳定控制系统间缺乏协调产生的隐性故障

继电保护与安全稳定控制系统之间配合不协调是造成电力系统故障的重要原因，其表现在电网参数设置不合理。另外，在当今科技日益更新的时代，新能源开发对安全稳定控制系统也造成影响，从而导致继电保护与安全稳定控制系统装置失去作用，引发隐性故障，给国家利益带来影响。

2 继电保护与安全稳定控制系统隐性故障的策略

2.1 排查继电保护与安全控制稳定系统隐性故障原因

2.1.1 电流过热。根据定理公式，电压一定时时，电阻越小，其过电流越大（参考表1），如电流发生短路，电线所产生的巨大电流将超出电线所承受的负荷范围。

2.1.2 空气湿度。空气湿度也是产生继电保护与安全控制稳定系统引发隐性故障的一个重要原因，在空气中水汽距离饱和程度越近，导电越大，继电保护装置绝缘性低，漏电保护器质量差，都会引发隐性故障。这与电力系统电压功率都有一定关系（参考表2），电压与电流成正比。

2.1.3 电路过流。电路当中包括并联和串联，这是电力系统中最基本的电路体系，也是继电保护与安全稳定控制系统运行的前提，但无论是并联还是串联，都会有电流产生，在电力系统中电流与电压成正比，都存有额定电流，当电压过大时，超过额定电流，电压产生负荷就会产生短路现象（如2015年1月2日哈尔滨市太古头道街北方南勋陶瓷大市场因使用电暖气超负荷而引起的火灾），不同线路组织有不同的电压和电流关系（参考表3），这就是电路过流，而电路过流也是引发隐性故障的原因。

2.2 加强继电保护相互间协调

对继电保护逐一进行筛查，通过查找可靠数据进行分析，对每一环节进行优化整顿，降低隐性故障发生，此外在继电保护工作开展前进行多次实验磨合，从实验中寻求不足继而减少在实践中隐性故障发生。

2.3 协调安全稳定控制系统间关系

安全稳定控制系统就是对电力系统的各个区域进行安全性、稳定性的控制，它的使用非常广泛，既可以对多个区域进行控制也可运用于个体当中，当在多个区域运用时，就要多个安全稳定控制系统间相互配合。随着国家电力事业不断发展，安全稳定控制系统应进行改革更新，对每一区域的安全进行安全分析与安排，注重过程细小环节，将理论与实践相结合，减少隐性故障发生，为电力系统排除安全稳定控制系统隐患。

2.4 增强继电保护与安全稳定控制系统之间协调性

继电保护与安全稳定控制系统相辅相成、缺一不可，二者为电力系统提供有利的安全防线。在系统进行正常运转之前，通过对两者装置进行数据方面对比、查找，并进行科学、合理的论证，来增进两者g协调性，从而减轻隐性故障发生，保证电力系统安全有效的工作，降低经济损失，为社会经济建设提供保障。

2.5 进行继电保护与安全稳定控制系统隐性故障知识科普

无论在生活中还是工厂发生隐性故障，人们疏忽也是一个因素，应提高人们对继电保护与安全稳定控制系统的认识。通过网络手段、书籍查阅等不同方法了解继电保护、安全稳定控制系统、隐性故障的概念。当隐性故障发生时，及时区别所发生事故的程度性，提高自我对电力系统安全防范意识。

3 结语

继电保护和安全稳定控制系统是电力系统的两道防线，也是引发隐性故障的重要原因。本文虽从不同角度对继电保护与安全稳定控制系统进行了分析，但安全隐患依然存在，解决隐性故障问题不是一朝一夕的，是电力系统长期存在的问题，需要从继电保护与安全稳定系统等多个方面预防，并全面提升相互之间协调性，电力系统才能安全稳定运行。保障电网正常运转，稳定社会秩序，也为国家经济发展提供保障。

参考文献

[1] 赵丽莉，李雪明，倪明，程雅梦.继电保护与安全稳定控制系统隐性故障研究综述及展望[J].电力系统自动化，2014，33（22）.

电力保障论文篇（5）

 

0 .引言

未来信息化条件下作战，数量繁多、构成复杂的信息化装备产生的各种电磁信号，与自然电磁环境和民用电子设备形成的电磁环境相互交织，形成了一个综合复杂、快速流动、爆炸式增长的“复杂电磁环境”。开展复杂电磁环境下装备维修保障训练，加速提高我军信息化条件下主战装备维修保障能力，是各级装备部门面临的极其紧迫而又现实的任务[1]。

1. 装备维修保障面临的电磁环境

研究复杂电磁环境下装备维修保障训练，必须先清楚现代装备维修保障中面临的复杂战场电磁环境。目前，装备维修保障遇到的电子对抗威胁主要来自敌方的电子干扰及我军的电磁自扰。。以美军为作战对象，其基本情况如下：其现役战术飞机的机载干扰机，工作频率500~20000MHz，有效辐射功率10kW，可干扰目标数量16~32个，响应时间0.1~0.25s。。专用电子战飞机或战略轰炸机机载干扰机的工作频率60~20000MHz，有效辐射功率30kW，可干扰目标数量达上百个，响应时间0.1s。舰载干扰机的工作频率3000~20000MHz，有效辐射功率上兆瓦，可干扰目标数量80个，响应时间0.2~3s。[2]因此，美军可对工作于0.06~40GHz的保障装备实施干扰，其中对工作于0.5~20GHz的保障装备可实施有效干扰，对工作于2~18GHz的保障装备可实施强干扰。无源干扰对维修保障的影响不大。

2 . 复杂电磁环境对装备维修保障的影响分析

2.1 装备维修保障

装备维修保障训练是部队形成装备保障力的主要环节，对“两成两立”建设有重要意义。其基本任务是，掌握武器装备维修的知识、技能，演练现代作战装备维修方法，开展装备维修训练学术研究，提高官兵对装备的维修保障能力以及整体作战能力。装备维修训练一般采取集中训练、结合训练、连贯训练、专题训练等多种形式，分层制定计划，按级组织训练，将首长机关训练贯穿于年度装备维修训练始终，确保大纲训练内容和量化指标的落实。以野战装备抢修训练为例，由于运输装备过程中受到电磁干扰主要是通讯部分，在此不予考虑。

2.2 复杂电磁环境对装备维修保障的影响

按照上述流程图中的维修环节和要素，复杂电磁环境对装备维修影响可从以下三个阶段做一浅析。

2.2.1故障检测阶段

在检测装备故障过程中，需要运用大量的电子检测设备，包括示波器、频率计和多功能检测计算机等仪器设备。其中示波器和频率计等通用检修仪器生产技术相当成熟，在出厂前已进行了严格的电磁性能达标检测实验，使用过程中一般不易受干扰。相比之下，对于维修单位开发的专用维修检测电子设备，由于其生产与检验工艺较为粗糙，面对复杂电磁干扰，性能难于正常发挥。

2.2.2分解维修阶段

在此训练阶段内包括两部分：一是筹备易损件不同，针对美军反辐射导弹与电磁脉冲炸弹的攻击，优选出我军电子装备可能受到损伤的零部件作为备件。。二是在分解修复过程中存在造成新的电磁损伤隐患，特别是对于电磁易损件，要注意将其放置到防磁环境当中实施检测维修。

2.2.3出站检验阶段

出站检验是一项非常重要的训练内容，其结果直接关系到修复装备能否出站。在复杂电磁环境下，常规检测条件遭到破坏，战场修复装备检验出现困难。比如军用雷达修理完毕后，通常在开阔地域对其主要战技指标实施检测即可，但在强电磁环境下，该法失效。

3. 复杂电磁环境下作好装备维修保障的对策

3.1提高装备维修人员的电磁基础理论与防范意识

打赢未来信息化条件下战争，人仍然是决定性因素。开展复杂电磁环境下装备维修保障训练，首先要提高广大维修人员对复杂电磁环境基础知识和特点规律的认识和掌握。强化基础知识的学习，尽快普及光学、电磁学、计算机技术、网络技术和信息技术等基础学科知识，掌握电磁波、电磁辐射、电磁频谱、电磁空间、电子对抗、战场电磁环境等基本概念，熟悉无线电频谱管理、信息安全防护等相关法规和电子战力量使用原则，牢固树立电磁制胜的理念。通过对复杂电磁环境基础知识的学习，深刻理解复杂电磁环境对装备维修保障的影响及制约作用。

3.2突出抓好专用检测仪器设备的防电磁干扰训练

专用检测仪器是维修保障的关键设备，其性能的优劣直接影响到维修保障效率。为此一方面要组织相关技术人员对现有专用检测电子设备进行电磁性能综合评估，发现问题及时给予革新。修复装备检验过程中，为防止复杂电磁环境对检验带来的不良影响，应使用电磁防护专用帐篷等设施。另一方面要立足现有装备维修保障训练系统的基础上，增加复杂电磁环境下的训练科目、内容，模拟反辐射导弹、电磁脉冲弹等武器对装备的破坏。从而搞清“训什么”的问题，不断提高维修训练的针对性。

3.3分析并筹措新型装备易受电磁干扰损坏零部件

复杂电磁环境下装备维修保障人员不仅要修复由炮弹、导弹等所导致的传统意义上的装备战损，而且要面对诸如电磁干扰或破坏、计算机病毒等新式作战手段所造成的装备战损，从而对装备的备件筹措提出了更高的要求。特别是新型电子装备，作为未来我军的主战装备，探索其受电磁干扰的规律，进而科学制定易损件的筹措渠道，充实维修训练内容。

3.4 研发复杂电磁环境装备技术保障评估系统

抓好复杂电磁环境下的装备维修训练环境模拟研究，构建与战时相仿的电磁环境， 大力发展装备保障训练模拟仿真系统。跟踪外军维修训练的发展，通过运用现代网络、计算机、通信、虚拟现实和模拟仿真技术，建立模拟仿真系统。在贴近实战的复杂电磁环境中练保障、练协同，全面提高部队对复杂电磁环境的适应能力，解决好装备维修训练“环境不复杂”和“训练内容不实”的问题。在现有训练评估体系中，有机融入电磁防护能力，应用评估优化理论，建立量化式评估体制。

4.结束语

复杂电磁环境是未来信息化战争所要面临的首要问题，深入研究复杂电磁环境的特点规律，合理运用电磁效应进行维修训练，是打赢信息化条件战争的必然要求，也是我军装备保障的着力点，必须集中各方面技术力量集体攻关、破解难题，探索研究出科技含量高、实用性强的复杂电磁环境下装备维修器材和训练方法，从而有效履行信息化条件局部战争的保障使命。

参考文献：

[1]唐保东.对复杂电磁环境下训练的认识与思考.国防大学学报，2007.09.

[2]王小念.野战防空雷达面临的电磁威胁及战术对策.防空兵指挥学院学报，2006.08.

电力保障论文篇（6）

Abstract: this paper introduces the network fault diagnosis of the significance and all kinds of fault diagnosis methods, and the current power grid failure diagnosis direction was studied, and prospected.

Keywords: power grid failure diagnosis; Fault diagnosis method; looking

中图分类号：U665.12文献标识码：A 文章编号

1引言

我国电力正处于一个高速发展的时期，电力系统的迅速发展、受端负荷的持续增长、跨区域联网规模的扩大、电力工业市场化改革以及生态环境的约束使电网结构和运行方式日趋复，使电网状态趋近其运行极限，系统运行的不稳定因素增多，种种情况导致因偶发故障引发大规模停电风险的概率增高。电网是国民经济发展的大动脉，一旦发生大面积停电[1]，后果不堪设想。客观上讲，电力系统作为一个庞大的、高度复杂的动态系统，常处于不同的扰动之中，故障的发生又往往是无法完全避免的，这些问题给电网故障诊断提出了新的挑战。随着我国电力工业的发展，故障诊断研究具有很大的现实意义和实用价值[2]。

2 电网故障诊断方法研究

电力系统故障诊断是根据事发环境下各类信息进行故障识别的过程。电力系统发展使得电网的规模越来越大，结构越来越复杂，电网发生故障关系到电力系统安全稳定运行的重要问题。为了适应各种简单和复杂事故情况下故障的快速、准确识别，需要电网故障诊断系统进行决策参考。因此，从20世纪80年代起国内外专家学者们进行了大量的研究工作，提出了多种故障诊断技术和方法[3]，主要有专家系统、人工神经网络、优化技术、Petri网络、粗糙集理论、模糊集理论、贝叶斯网络、基于电网潮流分布特征法和信息理论法。下面分别介绍这几种应用在电网故障诊断的研究发展状况。

2.1专家系统法

专家系统是发展最早，也是比较成熟的一种人工智能技术。它利用计算机技术将相关专业领域的理论知识和专家的经验知识融合在一起，通过数据库、知识库、推理机、人机接口、解释程序和知识获取程序的有机连接，达到具备解决专业领域问题的能力。

70年代初期专家系统就被引入到电网故障诊断研究领域。其在电网故障诊断[4]中的典型应用是基于产生式规则的系统，即把保护、断路器的动作逻辑以及运行人员的诊断经验用规则表示出来，形成故障诊断专家系统的知识库，进而根据报警信息对知识库进行推理，获得故障诊断的结论，具有直观性、实时性和有效性；能够在一定程度上解决不确定性问题；能够给出符合人类语言习惯的结论并具有相应的解释能力等优点。但是不可避免在实际应用中存在一些缺陷：知识获取瓶颈、系统维护难、容错能力差等问题。现在多是将专家系统与其他方法结合起来进行故障诊断。

2.2 人工神经网络

人工神经网络是通过模拟人类的神经系统来处理信息过程的一种人工智能技术。它具有并行处理、非线性映射、联想记忆能力和在线学习能力等特点，在电力系统和其他领域中都有着广泛的应用。

电网中不同的故障组合模式会产生不同的故障信息组合模式，可以将故障诊断问题视为模式识别问题，采用人工神经网络进行处理。为此需要建立比较完全的训练样本，用预选事故集作为输入，故障信息集作为监督输出，对神经网络进行训练。文献[5]较早将BP(误差反向传播)神经网络应用于电力系统故障诊断，但该方法存在训练速度慢的缺点。径向基函数（RBF）神经网络具有任意函数逼近能力，且学习速度更快，因此文献[6]提出用新型神经网络解决故障诊断问题。与专家系统诊断方法相比, 神经网络故障诊断方法可避免专业知识和专家启发性知识的形成、表达及管理等繁琐工作。同时, 如何保证训练神经网络所用的样本库的完全性、提高训练速度和收敛性，仍是神经网络需要重点解决的问题。

2.3 优化技术

随着计算机技术和计算数学的发展，国内外学者提出了多种优化算法，采用优化算法进行电网的故障诊断是一种新的思路。采用优化算法需要根据电网故障的特点设定假想事故集的目标函数或适应度函数，各种优化算法根据适应度值对假想事故集进行更新，直至搜索到适应度最大的假想事故集,以作为最终故障诊断的结果。其实质是将故障诊断问题转化为无约束的一整数规划问题进行寻优处理。目前研究得较多的是遗传算法、禁忌搜索、模拟退火等算法等等。

2.4 Petri网

Petri网是数学家C.A.Petri于1960-1965年提出的一种通用的数学模型，可用图形表示，并用矩阵运算进行严格的数学描述。Petri网既可用位置节点（Place）和变迁节点（Transition）对系统进行静态的结构分析，又可以通过节点上的令牌（Token）进行动态的行为分析，可用于描述电网故障及切除的离散事件动态行为。

Petri网作为一种简洁、高效的形式化语言，在故障诊断领域有着巨大的潜力。但另一方面，在对大规模或复杂性网络进行网建模时，可能出现状态组合爆炸的情况,，而且Petri网容错能力较差，不易识别错误信息。为此还需研究对网进行化简和分解的归纳分析技术,或考虑采用更高级的有色网。

2.5粗糙集理论

粗糙集理论是一种新的研究不完整、不确定且不精确信息的表达、学习和归纳的数学工具。它建立在分类机制的基础之上，将分类理解为等价关系， 用这些等价关系对特定空间进行划分，提取出组涵的“知识”，知识约简是粗糙集理论的核心内容之一。

文献[7]根据电网故障信息中的冗余性，利用粗糙集理论对不同故障模式所对应的警报信息组合进行化简，识别出必不可少的警报信息，在决策表中剔除可有可无的警报信息，以便从样本数据中提炼出简洁、高效、具有一定容错能力的规则知识库。粗糙集理论用于电网故障诊断的缺点是有些先验信息不能得以有效利用, 且电网规模过大时, 决策表的形成也会比较困难。

2.6 模糊集理论

模糊集理论是在模糊集合理论的基础上发展起来的，它采用模糊隶属度的概念来描述不精确、不确定的对象，并采用近似推理规则，使专家知识得以有效表达，且具有很强的容错能力。

综上可看出，模糊集理论比较适合用来处理电网故障诊断中继电保护动作的不确定性和故障信息的不完备性。文献[8]不仅引人了保护和断路器的动作信息，而且按额定值将遥测量进行模糊化用于故障诊断，为故障诊断的多信息融合提供了新的思路。采用模糊集理论进行电网故障诊断也存在一些问题：像隶属度函数的选择无明确的标准、可维护性较差等。所以在电网故障诊断领域中，模糊集理论通常与其他诊断方法相结合，互相渗透、取长补短。

2.7贝叶斯网络

贝叶斯网络是基于图论和严格的概率理论的一种不确定性知识表达和推理模型。目前贝叶斯网的理论研究主要集中在其网络的构造、学习、推理和应用等几个方面。它将因果知识和先验概率信息有机结合，使用概率理论来处理不同知识成分之间因条件相关而产生的不确定性，同时它能够有效的进行多源信息的表达和融合。

基于贝叶斯网络及其改进方法的电网故障诊断方法[9]能针对电网故障中存在的信息不完备和不确定性问题，建立完备和不完备信息下的贝叶斯网络模型进行故障诊断，但该方法需要先验概率信息，给出的亦是故障概率，而且贝叶斯的训练复杂，从理论上讲，它是一个NP-complete问题，也就是说，对于现在的计算机是不可计算的。但是，对于某些应用，这个训练过程可以简化，并在计算上实现。

2.8 基于电网潮流分布特征法

基于电网潮流分布特征法[10]立足故障前后电网潮流分布特征的变化，借助支路开断分布因子，智能选择量测支路和量测数据,在线预生成故障模式库，供不断提取的潮流分布特征模式进行匹配，具有快速、准确、自适应智能诊断的特性。

此方法能自适应跟踪电网运行方式并动态选择量测对象和量测数据，在线分析电网潮流分布特征与网络结构变化的关系，以提取潮流分布特征与故障模式库中模式进行匹配来实现电网故障的在线诊断。文[10]中算例表明，此方法准确高效，具有在线自适应智能诊断的功能，有助于提高把握网络事态和正确应对事故的能力。

2.9 信息理论法

信息理论由Shannon于1948年首先提出，它从概率论出发,建立了信息熵、互信息等概念，比较科学地解决了概率信息的测度问题。目前，信息的统计定义已扩展到能够对非统计意义的信息予以度量。从信息理论的角度看，电网故障诊断还可视为一个多信息融合[11]的过程。如何将保护和断路器的动作信息、遥测量信息、录波信息、历史统计信息及专家经验信息等多种信息加以有效综合利用，这些难题将来也许可借鉴多信息融合技术中的信号处理、参数优化、统计和模式识别等方法加以解决。

3.结论

本文介绍了电网故障诊断的意义及其各种故障诊断方法的研究状况，为以后研究电网故障诊断的学者们奠定了一定的基础，具有现实的意义。

4.电网故障方法研究展望

电力系统是一个分布式的高维数、高度非线性的动态系统，而且有一系列比较特殊的物理特点，受其影响，电网的故障诊断也有一些比较突出的难点。目前，电网发生故障时候，故障信息反应为电气量、继电保护和开关量的异常变化。而事实表明：依靠单一信息往往不能满足诊断的性能要求，多源信息的异构特性，加上诊断中的不确定性，使综合利用多源信息以及信息融合非常困难，目前这方面的理论研究也还远远不够，所以信息融合技术方法研究是以后研究的方向。

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电力保障论文篇（7）

中图分类号：TM712文献标识码： A 文章编号：

1 引言

电力系统的不断发展使电网覆盖的区域越来越广，系统组成也越来越复杂，电网系统往往涉及到很多区域之间的电力调配和管理工作，因此在电网建设中使用了数据采集监控系统、能量管理系统，正因为如此，所以一旦电力系统中的某个部位发生问题，将会波及到很多的电力线路，在这种情况下，电力系统故障诊断显得极为重要。电力系统故障诊断系统还应具备对电网故障迅速定位、智能识别的功能。

2 电力系统故障诊断国内外研究发展状况及意义

2.1 电力系统故障诊断的发展现状

对于故障诊断技术，国内的研究时间还很短，到目前为止仅仅是研究了一些理论知识，例如诊断技术的重要意义以及实际作用等等，技术基础是谱分析、快速傅里叶变换等等。总结起来，国内电力系统出现问题主要的原因有以下几个方面：(1)系统设计存在缺陷，结构混乱，不能及时的给系统故障定位。(2)某些地区的设备老化。(3)泥石流、雨雪等自然灾害引起的系统故障。(4)系统保护不力，当出现问题时，不能阻止故障蔓延。当前，随着我国电力系统建设工作的进行，急需以现代化的管理方法来增强电力系统的安全性和可维护性，这就催生了诊断技术的迅速发展，并形成了能够适应国内电力系统特征的一整套诊断理论，具有世界领先水平。[1]

2.2 电力系统故障的危害及其诊断意义

由于当前电力网络之间是相互连通的，所以一旦出现问题就会造成很大的损失。系统故障是不可避免的，受到人为因素以及自然因素等的影响。在其他国家和地区，曾出现过很多比较严重的电力事故，造成了不可挽回的损失。在这样的背景下，寻找电力系统故障快速诊断的方法显得极为重要。

3 电力系统常见故障

所谓的电力系统故障，指的是电力设备出现了问题，不能正常工作，预期的生产任务不能完成。电力系统的故障有很多种，短路故障是最常出现的一种故障。所谓的短路故障，指的就是线路或者是设备短接。电力系统是一个整体，有一个元件出现了问题，若不及时排除，那么都有可能会造成整个系统的瘫痪。按照系统故障的状态划分，电力故障可以分为变压器故障、输电线路故障、母线故障、停电故障等等。[2]

3.1 输电线路故障

输电线路故障有输电线路由于雷电造成绝缘子表面闪络；物体造成的线路短路等等，当实际情况中出现这些问题时，系统中的继电保护装置会跳闸切断电路。之后，故障点将会恢复原有的绝缘平衡。当出现这种问题时，将断路器闭合系统即可恢复正常。其他的输电线路故障还有绝缘子损害、断线、电杆损坏等等，这一类故障的处理就会复杂很多。

3.2 变压器故障

因为变压器故障涉及到的问题有很多，所以以油浸式变压器举例说明。故障有两种，即外部故障、内部故障，我们所说的故障诊断指的就是内部故障诊断。内部故障又可分为两种类型，即热故障、电故障。所谓的电故障，[3]指的就是变压器内部因为高电场的存在使得绝缘性能下降所导致的变压器故障。所谓的热故障，指的就是变压器内部因为温度太高所导致的故障，按照温度可以划分为四种故障，低于150℃的轻度过热，150至300℃的低温过热，300至700℃的中温过热，大于700℃的高温过热。

3.3 母线故障及全厂、全所停电

如果枢纽变电站发生母线故障，电力用户就会停电，这就会造成某些电网载荷过大，影响系统的安全运行。母线故障有很多，比如误动作、母线保护拒动、母线短路等等，这些故障有可能使得系统跳闸、发电厂停电、其他输电线路出现线路故障、越级跳闸等等。

4 电力系统故障诊断方法

4.1 基于专家系统原理的电力系统故障诊断

所谓的专家系统，指的就是利用计算机技术，建立适当的模型按照专家的逻辑对故障进行推演。事实证明，电力故障诊断系统中使用的专家系统是很有成效的。专家系统的推理逻辑以及知识库是不同的，据此可将专家系统划分成两种类型：

1)基于启发式规则推理的系统

这种专家系统以系统的各种逻辑动作、管理维护人员的实际经验为基础，以此建立模型，形成专家系统的各种判断条件，利用正向推理的方式来对系统故障进行诊断。当前很多电力系统使用的就是这种形式的系统。

2)结合正、反推理的系统

这类系统较为复杂，使用了正向推理以及反向推理的方法，以继电保护装置以及被保护设备间的关系建立模型，利用反向推理的方法来寻找有可能出现故障的区域，将继电保护装置的动作与故障发生时的工作进行匹配来对故障进行判断。以RBR与CBR为基础的故障诊断专家系统进行了详细的介绍。因为这种系统的推理是正向与反向相结合的，所以具备自主学习的功能，对于现实系统具有较好的适应性。

诊断专家系统最鲜明的特点就是可以将保护装置的动作以及系统维护人员积累的实际经验利用起来建立合适的模型以及判断规则，而且系统的知识库可以不断的更新，使得专家系统能够对各种故障做出及时的反应，做出合理的判断。在一些规模比较小的电力系统中比较适合使用这一类诊断系统。

4.2 基于人工神经网络的诊断方法

ANN，即基于人工神经网络的故障诊断法，相对于专家系统而言，其学习能力、容错能力更好。当前使用的ANN有基于径向基函数的神经网络等等。ANN不需要构造知识库和推理机。但是ANN的训练样本的获取极为不易，所以一般在规模比较小的电力系统中使用。

4.3 基于优化技术的诊断方法

Optimization methods，即基于优化技术的故障诊断法，这种方法的基础是各种数学模型，通过模型的求解来完成系统的故障诊断。大致思想是把电力系统的故障简化为0-1的规划问题，然后利用相应的数学模型来寻找最优解。在文献[6]当中对这一问题进行了详细的介绍，并建立了一个数学函数，将故障诊断问题变成了一个数学求解的问题。优化技术诊断法从理论上看模型极为严密，不需要知识库，可以使用现有的数学算法，对于各种信息和数据较为完备的电力系统，比较适合使用这种方法。

4.4 基于多系统的诊断方法

MAS，即多系统，通常被理解为分布式人工智能的一部分。如果一个问题出现之后，可以被分成许多不同的小问题，解决这些小问题需要的数据很少，那么这些小问题之间必须形成一定的联系才能最终解决实际的大问题。[4]对于规模比较大、结构比较复杂的电力系统，多系统可以发挥重要的作用。不过，对于上述提到的难点问题还有待进一步的探讨和研究，希望在未来多系统能够在电力系统的故障诊断领域实现大规模的应用。

4.5 基于粗糙集的数据挖掘技术的诊断方法

粗糙集理论是一种数学工具，对于某些不完整的数据或者是带有不确定因素的数据，较为复杂的系统，粗糙集理论可以发挥重要作用。在电力系统中利用粗糙集理论可以提高数据挖掘的效率，这对于电力系统的数据管理具有十分重要的现实意义。电力系统通常存储有海量的数据，数据挖掘能够发现这些数据存在的规律，对电力线路的负荷做出预判，还能为电价制定提供数据参考。[5]当电力系统发生故障的时候，故障诊断电力系统会发出很多的报警信息，繁杂的信息给故障定位带来了不小的麻烦，所以利用数据挖掘技术来对这些报警信息进行分析以帮助快速定位系统故障显得意义重大。有专家指出，将数据挖掘技术和粗糙集理论相结合，可以增强复杂系统中故障诊断的水平和准确率。

5 结束语

为了保证电力系统安全正常的运转，保护人民群众的财产的安全，电力系统故障诊断系统显得责任重大。虽然从上世纪八十年代以来，国内外的专家就对故障诊断进行了很多研究，但是现实情况中的很多问题目前还是没有得到很到的解决。当前，随着电力系统规模的逐渐扩大，精确有效的故障诊断系统的需求显得更为迫切。本文对电力系统故障诊断做了详细分析并提出了一些常用的诊断方法，这对于今后电力系统故障诊断系统在实际中发挥更加重要的作用有一定的指导意义。

参考文献：

[1]危前进.董荣胜.孟瑜.崔更申.基于粗糙集的机械装配知识发现方法[A].广西计算机学会25周年纪念会暨2011年学术年会论文集[C].2011年.

[2]胡泽江.张海涛.可拓关联函数与属性约简相结合的变压器故障诊断方法[A].2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C].2011年.

电力保障论文篇（8）

近几年来，大部分火灾都是由电路问题产生，例如2015年内哈尔滨相继发生的几场火灾，都是由于对继电保护与安全稳定控制系统的疏忽所造成。继电保护安全稳定控制系统就是为电力系统提供可靠的安全性、稳定性。隐性故障顾名思义，就是在日常生活与工作中隐藏的安全问题。在系统进行正常运转时因人为原因造成的事故少之又少，但也是造成隐性事故的因素之一。各位对用电知识及造成电火原因缺乏理解，虽然当今科学技术发达，但对继电保护与安全稳定控制系统存在的隐性故障仍存有严重的隐患问题，必将对经济建设产生影响。

1继电保护与安全稳定控制系统隐性故障存在的问题

1.1缺乏对继电保护与安全稳定控制系统隐性故障理解

继电保护与安全稳定控制系统是保证电力系统正常运转的两道防线，首先要明确继电保护装置是否处于正常运行状态，是否能够对保护元件的故障进行功能性的判断，这是对继电保护最基本的定义概念。而安全稳定控制系统处于电力系统的第二道防线，它是由输入、输出、通信、测量、故障判别、控制策略等部分组成，能够在出现大波动干扰时对内置的控制设备起到稳定作用，它具有的可靠性直接关系到电网安全。无论是疏忽了对继电保护，还是在安全稳定控制系统环节中出现纰漏都会引发隐性故障。

1.2忽视继电保护相互间联系引发的隐性故障

电力系统的继电保护之间并不是单独的个体，继电保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分组成，它们相互存在一定逻辑关系，在继电保护装置中发挥着不同作用，并且在各装置间距离设置也常常出现纰漏，定值间配合不合理，如距离2段或3段定值不满足选择性，主保护与后备保护之间、上下级保护间配合不协调，也是导致隐性故障的重要原因。而当今趋势对继电保护间的配合意识不强，面对复杂的电网故障突发时，不能够准确判断故障原因所在，这也是隐性故障产生原因之一，因此发生重大事故，后果不堪设想。

1.3多个安全稳定控制系统间配合不协调出现的隐性故障

特高压交直流输电网架的形成，加大了电网区域间的强电气产生，这对各区域的安全稳定控制系统都会产生一定影响。特高压交直流输电网架的发展关系着区域电网的安全，如忽略安全稳定控制系统间的相互配合，将会造成隐性故障发生，例如，2013年6月4日吉林省德惠市米沙子鸡场发生的火灾，就是因为对安全稳定控制系统间配合的不重视酿成的大祸。

1.4继电保护与安全稳定控制系统间缺乏协调产生的隐性故障

继电保护与安全稳定控制系统之间配合不协调是造成电力系统故障的重要原因，其表现在电网参数设置不合理。另外，在当今科技日益更新的时代，新能源开发对安全稳定控制系统也造成影响，从而导致继电保护与安全稳定控制系统装置失去作用，引发隐性故障，给国家利益带来影响。

2继电保护与安全稳定控制系统隐性故障的策略

2.1排查继电保护与安全控制稳定系统隐性故障原因

2.1.1电流过热。根据定理公式，电压一定时时，电阻越小，其过电流越大（参考表1），如电流发生短路，电线所产生的巨大电流将超出电线所承受的负荷范围。2.1.2空气湿度。空气湿度也是产生继电保护与安全控制稳定系统引发隐性故障的一个重要原因，在空气中水汽距离饱和程度越近，导电越大，继电保护装置绝缘性低，漏电保护器质量差，都会引发隐性故障。这与电力系统电压功率都有一定关系（参考表2），电压与电流成正比。2.1.3电路过流。电路当中包括并联和串联，这是电力系统中最基本的电路体系，也是继电保护与安全稳定控制系统运行的前提，但无论是并联还是串联，都会有电流产生，在电力系统中电流与电压成正比，都存有额定电流，当电压过大时，超过额定电流，电压产生负荷就会产生短路现象（如2015年1月2日哈尔滨市太古头道街北方南勋陶瓷大市场因使用电暖气超负荷而引起的火灾），不同线路组织有不同的电压和电流关系（参考表3），这就是电路过流，而电路过流也是引发隐性故障的原因。

2.2加强继电保护相互间协调

对继电保护逐一进行筛查，通过查找可靠数据进行分析，对每一环节进行优化整顿，降低隐性故障发生，此外在继电保护工作开展前进行多次实验磨合，从实验中寻求不足继而减少在实践中隐性故障发生。

2.3协调安全稳定控制系统间关系

安全稳定控制系统就是对电力系统的各个区域进行安全性、稳定性的控制，它的使用非常广泛，既可以对多个区域进行控制也可运用于个体当中，当在多个区域运用时，就要多个安全稳定控制系统间相互配合。随着国家电力事业不断发展，安全稳定控制系统应进行改革更新，对每一区域的安全进行安全分析与安排，注重过程细小环节，将理论与实践相结合，减少隐性故障发生，为电力系统排除安全稳定控制系统隐患。

2.4增强继电保护与安全稳定控制系统之间协调性

继电保护与安全稳定控制系统相辅相成、缺一不可，二者为电力系统提供有利的安全防线。在系统进行正常运转之前，通过对两者装置进行数据方面对比、查找，并进行科学、合理的论证，来增进两者间协调性，从而减轻隐性故障发生，保证电力系统安全有效的工作，降低经济损失，为社会经济建设提供保障。

2.5进行继电保护与安全稳定控制系统隐性故障知识科普

无论在生活中还是工厂发生隐性故障，人们疏忽也是一个因素，应提高人们对继电保护与安全稳定控制系统的认识。通过网络手段、书籍查阅等不同方法了解继电保护、安全稳定控制系统、隐性故障的概念。当隐性故障发生时，及时区别所发生事故的程度性，提高自我对电力系统安全防范意识。

3结语

继电保护和安全稳定控制系统是电力系统的两道防线，也是引发隐性故障的重要原因。本文虽从不同角度对继电保护与安全稳定控制系统进行了分析，但安全隐患依然存在，解决隐性故障问题不是一朝一夕的，是电力系统长期存在的问题，需要从继电保护与安全稳定系统等多个方面预防，并全面提升相互之间协调性，电力系统才能安全稳定运行。保障电网正常运转，稳定社会秩序，也为国家经济发展提供保障。

参考文献

[1]赵丽莉，李雪明，倪明，程雅梦．继电保护与安全稳定控制系统隐性故障研究综述及展望[J]．电力系统自动化，2014，33（22）．

电力保障论文篇（9）

中图分类号：TB857+.3文献标识码：A

引言

定子绕组的单相接地，即定子绕组与铁芯之间的绝缘破坏是发电机最常见的一种故障。

发电机机组容量越大，三相定子绕组对地的电容就越大，当定子绕组单相接地故障发生时，故障电流就越大，易将已损坏的绝缘击穿，使接地电阻迅速减小，增加了发展成匝间短路、两点接地或相间短路的速度。因此，对于100MW及以上的发电机组，不仅要求装设100％的定子接地保护，还要求在定子绕组任意一点出现绝缘损坏时，保护能够灵敏识别过渡电阻，切除故障[1]。

发电机定子单相接地保护根据原理不同可分为非注入式和注入式两大类，目前应用最多的是非注入式保护[2]。此类保护一般由零序电流保护和三次谐波电压保护共同构成双频式保护，其最大的一个不足之处是只能在发电机正常运行时工作，在启停机阶段如果定子绕组存在接地故障，保护无法起到作用；另外水轮发电机的三次谐波电压分布无规律，使用三次谐波电压保护难度很大且灵敏度不高。而注入式保护可以弥补非注入式保护的不足，它不论发电机正常运行还是启停机都能检测定子对地绝缘情况，且不会受到三次谐波电压影响，适宜用作水轮发电机的保护[3][4][5]。本文针对注入式的定子接地保护的注入电源内阻对保护判据的影响，提出了合适的消除影响的判据，并使用Simulink进行了故障仿真，验证了注入电源内阻的影响和判据的正确性。

注入式定子单相接地保护原理

注入式定子单相接地保护是根据发电机正常运行时整个三相定子回路对地是绝缘的，而发生单相接地故障时这种对地绝缘就被破坏这个最直接区分正常运行和故障的特征，在发电机定子回路与大地之间外加了一个信号电源。正常运行时，信号电源不产生电流或产生的电流很小。发生接地故障时，该电源产生相应频率的较大接地电流，使保护动作。因为信号是外加的，不受接地位置的限制，能完成100%定子接地保护的目的。现有的外加电源型保护包括外加直流电源型，外加二次谐波分量型，外加12.5Hz或15Hz交流电源型及外加20Hz电源型。其中国内比较常用的是外加12.5Hz和外加20Hz电源型[6][7]。

注入式定子接地保护判据仿真研究

1．仿真目标

传统的注入式定子接地保护认为正常时注入电流很小，而故障发生时注入电流增大[8]，并随着过渡电阻的减小而增大，实际上由于注入电源内阻的存在，注入电流和过渡电阻的对应关系并非线性的[9]，只采用电流判据的传统注入式保护的灵敏度不会很高[10]，因为注入源的内阻会同时影响测量电压和测量电流的变化，因此通过测量电压和电流的比值求得测量阻抗，可以消除注入源内阻的影响。下面通过仿真计算验证了此判据。

2．仿真模型

大型水轮发电机组采用非注入式保护的灵敏度很难得到保证，因此本文以20Hz注入式定子接地保护为基础，对水轮机组中出现的定子单相接地故障进行了仿真。

本文利用Simulink仿真，采用了三峡右岸电站发电机参数[11]，架构了仿真模型，此发电机模型的中性点采用接地变压器接地，发电机定子每相绕组有5个分支, 设定子每相绕组的电阻和电感为和, 则每一分支电阻和电感为和。定子绕组分布电容简化为型等效电路后, 电路两端对地等效电容分别为和，即型等效电路一端的等效电容，而包括型等效电路一端等效电容以及接地变压器的等效电容。

模型中采用20Hz、幅值25V的交流电源作为注入源。注入源内阻为0.015Ω，采用一个断路器闭合模拟定子一点接地故障，在仿真中可更改故障点到中性点的距离以研究其对测量结果的影响，过渡电阻值亦可设定为不同值进行研究。

3．判据介绍

本文所用的判据同时利用了测量电压和测量电流两个量。

对模型中的电路进行等效变换，忽略定子绕组的电阻和电感，则故障前定子绕组可等效成为一个电容，而故障支路可看作当故障后在等效电容上并联一个电阻。同时接地变压器副边电路可由戴维南定理等效成电源和电阻串联形式，定子绕组等效电容归算到接地变压器二次侧的电容与故障电阻的归算电阻并联在接地变压器的副边。

下面推导求过渡电阻的公式。

首先戴维南等效电源和电阻分别为

(1)

(2)

当发电机正常运行时，测量电流为：

(3)

因为理论的定子绕组电容值与实际值肯定存在偏差，因此在可能的情况下应使用测量值[10]，本例中可以由式(3)计算等效电容：

(4)

故障后测量电流为：

(5)

计算故障前后电流差值，设接地电阻支路电流为

(6)

则由(6)可计算得：

(7)

由测量电压得到两端电压

(8)

则接地电阻的阻值（等效到二次侧）为：

(9)

归算到一次侧为：

(10)

4．仿真研究

（1）测量电压的变化

设故障点在处，故障发生在0.5s时，仿真时间总共2s，故障电阻为2000，对内阻分别为和两种情况分别进行仿真。时（即内阻约为0时）幅值在故障前后基本不变；而时，幅值在故障前后有明显的变化，同样通过仿真可以看到对有明显的影响。因此只使用测量电流识别故障过渡电阻的判据肯定会受到注入电源内阻的影响，而使用同样受注入电源内阻影响的测量电压就可以消除内阻的影响。

（2）引入测量电压电流计算过渡电阻

为了证明使用可以消除注入电源内阻的影响，设，并对之间的多个值进行了仿真，并使用式(9)(10)计算过渡电阻，对和的情况都进行了仿真计算，结果发现，虽然随着过渡电阻的减小，测量电流不断增大，但是同时测量电压也在不断减小，而过渡电阻的计算值十分准确，相对误差很小，虽然在金属性故障（故障电阻等于0）时根据公式无法计算相对误差，但是也能看出计算电阻的绝对值是很接近0的。由此可见同时使用测量电压和测量电流能够消除注入电源内阻的影响，也证明了上述通过判据计算得到的判据是很准确的，过渡电阻计算值的相对误差应该主要来自于对于定子绕组电阻和电感的忽略。

结论

本文指出了传统的注入式保护通过判断测量电流变化判断故障的原理会受到注入电源内阻的影响而降低灵敏度的缺点，并同时指出采用测量电压和测量电流两个量的判据灵敏度更高。之后以三峡某水轮机组的模型及其数据为基础，利用Simulink进行了仿真，验证了注入电源内阻对测量电流的影响，同时也验证了同时采用测量电压和电流的判据的准确性。

参考文献

[1]张琦雪, 陈佳胜, 陈俊, 严伟, 沈全荣．大型发电机注入式定子接地保护判据的改进．电力系统自动化，2008，32(3)：66~69．

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[3]赵斌, 陈海龙, 郭宝甫, 毕大强, 张学深．20Hz定子接地保护在三峡右岸水电机组上的应用．中国水力发电工程学会继电保护专业委员会2008年年会暨学术研讨会学术论文集，2008：51~54．

[4]任岩，兰晓梅，李鸥．大型水力发电机微机保护装置硬件及定子接地保护的研究．中国水力发电工程学会继电保护专业委员会2008年年会暨学术研讨会学术论文集，2008：45~50．

[5]陈俊，严伟，沈全荣．大型水电机组定子和转子接地保护方案．中国水力发电工程学会继电保护专业委员会2008年年会暨学术研讨会学术论文集，2008：29~33．

[6]邵宇．同步发电机定子单相接地故障暂态仿真及其保护的研究：[硕士学位论文]．北京：华北电力大学（北京）电力工程系，2004．

[7]黄．同步发电机定子单相接地故障暂态仿真及保护的研究：[硕士学位论文]．北京：华北电力大学（北京）电力工程系，2005．

[8]王维俭．电气主设备继电保护原理与应用(第二版)．北京:中国电力出版社，2001．

[9]邰能灵，尹项根，胡玉峰，陈浩，陈德树．注入式定子单相接地保护的应用分析．继电器，2000，28(6)：15~18．

[10]张琦雪，席康庆，陈佳胜，王翔，沈全荣．大型发电机注入式定子接地保护的现场应用及分析．电力系统自动化，2007，31(11)：103~107．

电力保障论文篇（10）

中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：

1暂态保护

随着对人工智能技术在继电保护领域的深人研究,相继出现了用人工神经网络来实现故障类型的判别、故障距离的确定、方向保护、主设备保护;用小波理论的数学手段分析故障产生信号的整个频带的信息并用于实现故障检测。这些人工智能技术不仅为提高故障判别精确度提供了手段,而且能够使一些基于单一工频信号的传统算法难以识别的间题得到解决。然而目前为止,人工智能的应用还没有能够提供取代传统保护的新的原理,而且这些方法的应用同样受传感器频宽的限制,其结果往往是通过复杂的计算和繁琐的工作只能换取故障识别的准确度或可靠性的一点提高。通过检测故障暂态产生的高频信号来实现传输线及电力设备等的保护:“是新一代的电力系统继电保护思想,简称“暂态保护”。故障暂态产生的信号中含有大量的信息,其中包括故障的类型、方向、位置、持续时间等。这些信息贯穿于信号的整个频域,从直流、工频到高频。在基于工频的传统保护方式中,故障产生的高频量被当作于扰滤掉,大量的研究工作用在设计滤掉高频信号的滤波器上。“暂态保护”首先通过特殊设计的高频检测装置及算法来从故障暂态中提取所需的高频信号,利用专门设计的快速信号处理算法来判断故障。微处理机技术的发展使得暂态保护的实现成为可能。

摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动;如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。提出拥有限脉冲相应(finiteimpulseresponse)ANN构造单相和三相变压器的差动保护,这种ANN模型适于处理瞬时信号,研究了3种结构:第一种用于检测单相变压器的内部故障;第2种用于检测三相变压器的内部故障;第3种由一组第1种结构的ANN组成,用于检测三相变压器的内部故障。在分析BP算法缺点的基础上,提出了一种变结构神经网络的最大值算法,通过简化训练过程,加快网络收敛和诊断推理速度,从而提高故障识别率,实现故障的自动诊断和智能化综合保护。需要指出,神经网络方法虽然有利于克服专家系统的知识获取瓶颈、知识库维护困难等问题,但它不适于处理启发性知识。而且,由于ANN技术本身不够完备,它的学习速度慢,训练时间长以及解释功能弱,从而影响了神经网络的实用化。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。天津大学从1996年起进行神经网络式继电保护的研究,已取得初步成果。

3人工神经网络型继电保护

人工神经网络(ANN)是模拟人脑组织结构和人类认知过程的信息处理系统。早在1943年,已由心理学家WarrenS.Meeulloeh和数学家WalthH.Pitts提出神经元数学模型,后被冷落了一段时间,80年代又迅猛兴起〔,飞。ANN之所以受到人们的普遍关注,是由于它具有本质的非线形特征、并行处理能力、强鲁棒性以及自组织自学习的能力。其中研究得最为成熟的是误差的反传模型算法(BP算法),它的网络结构及算法直观、简单,在工业领域中应用较多。对于电力系统这个存在着大量非线性的复杂大系统来讲,ANN理论在电力系统继电保护中的应用具有很大的潜力,很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题,应用神经网络方法则可迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度

4模糊理论

1965年,美国学者L.A.Zadeh在“Informatio-nandConirol’,上首先提出了模糊集合的概念,其论文“FuzzySets”开创了模糊数学及其应用的新纪元。在模糊理论发展的初期,它在电力系统中的应用是十分有限的,这主要是因为电力系统的工程师首先考虑的是电力系统的可靠性,对模糊逻辑还持有怀疑态度。但随着这一理论的不断发展完善,它在电力系统中的应用领域也越来越广泛,华北电力大学杨奇逊教授提出在特征层次上模拟人脑识别事物的方法来识别电气量的特征。人类认识事物的过程是在特征层次上对事物进行分类和识别,并不需要复杂、精确的计算。模糊模式识别为进行这类特征识别提供了有效的工具。微机保护正是在这一点上模拟人类识别事物的特征,辨别和区分不同的对象,最终通过原理上的智能化实现更高的性能。用模糊理论构造变压器保护原理,以区别内部故障、涌流、过激以及电流互感器饱和情况下的外部故障。选取变压器原、副边的电流为特征量,根据EMTP程序得到的仿真结果,采用统计方法得到模糊规则。之后,采用DemPster一Shafer证据理论对模糊规则进行处理,得到最终结果。基于模糊理论设计一种序分量高压线路保护选相元件。目前华北电力大学研制成功应用模糊理论的高压线路保护一套,现已通过鉴定,并批量投人运行。然而,在模糊理论中,由于隶属度的获取,复杂系统的模糊模型的建立、辨识,语言规则的获取、遗忘、修改等理论和方法还不够完善,使该理论的应用受到了限制。从目前情况来看,将模糊集理论与人工智能中的专家系统、神经网络等相结合不失为解决这一困难的好方法。

5小波分析

小波分析是一种崭新的时频分析方法,具有良好的时频局部化特性和对信号自适应、“变焦距”多尺度分析能力,适合于对非平稳信号的处理。小波分析是Fourier变换的突破性进展,并发展了窗Fourier变换的局部化思想,它的窗宽随频率增高而缩小,符合高频信号的分辨率较高的要求。小波分析的主要特点之一是具有用多重分辨率来刻划信号局部特性的能力,从而它很适合探测在正常信号中出现的瞬态反常现象并展示其成分。建立了电压行波的故障特征和小波变换模极大值之间的联系,为构造性能优良、可靠的行波测距和行波保护奠定了重要的数学基础。提出一种用小波理论区分变压器励磁涌流和短路电流的新原理。华北电力大学杨奇逊、刘万顺教授提出利用小波理论进行特征提取,利用模糊集方法区分变压器励磁涌流和故障的新方法。该方法通过小波变换的模极大值的符号特征来提取励磁涌流的间断角特征,这种从定量到定性的识别方法为研制新型的变压器保护提供了一种较先进的新原理。采用小波变换对故障后的暂态现象进行分析,以快速识别故障类型,可用于高速保护。提出用小波变换和ANN检测变压器故障。先用EMTP程序产生变压器在正常运行和故障时的信号(主要是电流信号),之后用小波变换进行处理,提取特征量,最后用ANN进行训练和估计。通过应用小波变换提取重要的特征量,ANN的结构得以简化,训练速度得到提高。

6结束语

随着人工智能技术的不断发展,新的方法也在不断涌现,在电力系统继电保护中的应用范围也在不断扩大,为继电保护的发展注人了新的活力。将不同的人工智能技术结合在一起,分析不确定因素对保护系统的影响,从而提高保护动作的可靠性,是今后智能保护的发展方向。虽然上述智能方法在电力系统继电保护中应用取得了一些成果,但这些理论本身还不是很成熟,需要进一步完善,而且某些应用还只是处于探讨和实验阶段,距离工程实际还有差距,因此无论是在理论研究还是工程应用方面都还有很多工作要做。随着电力系统的高速发展和计算机、通信等各种技术的进步和发展,可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。

参考文献:

[1] 陈斌.人工智能技术在继电保护中的应用与发展[J]. 广东科技. 2009(22)