电力系统的运行及故障分析

陈海学

摘 要：电力系统已经成了一个网络体系，电力系统的正常运行保障着人们的日常生活的有序进行，电力系统的正常运行与工业、农业发展以及人们日常生活都密切相关。文章分析了电力系统运行的可靠性以及系统运行的故障，最后对解决故障的方法进行探究，希望能够为解决电力运行故障提供一些有力的科学依据。

关键词：电力系统运行；可靠性；故障分析

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）32-0101-02

电力系统的正常运行保障着工农业的发展，也和人们的日常生活息息相关，在我国南方，工矿企业较多，对电力的需求，在日常的生产生活中更是意义重大。因此对电力系统运行的故障要及时发现及时解决，对保障我国南方居民和生产具有重要的作用。以我国南方电网为例，根据电网运行中故障出现的原因采取必要的措施，以预防故障的再发生。电力系统的安全可靠运行对南方经济的发展起着重要的促进作用。

1 电力系统的运行故障分类及产生的原因分析

1.1 系统的正常运行

随着经济的发展，作为能源之一的电力，成为工业企业发展的必需资源之一，作为提供能源的电力系统，其是否能够持续、稳定的提供电能，是保证地方经济发展的关键。充分保证电力系统的持续稳定运行，是保证经济发展的重点。为了保证电力系统运行的可靠性，对电力系统中的各个元件、设备要进行必要的定期检测与更新。或为了保证电力系统的正常运行，需要保证电力系统的基本运行，只有电力系统能够正常运行，电力系统运行更加稳定与可靠，才能够满足电力的基本需要。目前在我国福建电网与华东电网已经实现了互联，形成了一个更加稳定、更加可靠和更经济的电力运行系统。

1.2 电力系统故障产生原因

由于我国的电力系统网络庞大，且南方电力系统由于地域及经济发展的原因，电网结构密度较大，结构复杂，并且逐年呈现扩大的趋势。在逐渐发展扩大的南方电力系统中，一些不足及运行中的故障也时有发生，且呈现上升的趋势。由于电力设备绝缘材料的老化或外皮受损，就可能引起电力故障。在运行的过程中，一些操作人员的误操作也会引起一些故障。这些情况都给庞大的电力系统的安全运行带来了新问题。例如，在运行过程中，由于供电点密集，供电量过大，时常出现电压不稳的现象，久而久之，就有可能导致发电机组发生故障。变电所中有着不同电压的配电装置——电力变压器，这些环节的任何一个失误都会引起电力故障的发生。

1.3 常见的电力系统故障

庞大的电力系统中，由于众多因素，从而导致了发电机组发生故障，以及输电线路的故障，因而引起全厂、全所停电的现象也时有发生。电力系统故障常见的有发电机组故障以及输电线路故障。其中发电机组故障还包括电压表无指示、振动大等故障；输电线路故障主要有输电线路运行的故障，如雷击跳闸事件、外力破坏导致的线路断开、鸟类长期栖息粪便堆积导致线路损害事件、线路覆冰以及输电导线日久出现的断股、损伤现象导致的故障等。在电力系统中，变电所是集变换电压、功率以及汇集、分配电能的主要场所，变电所作为电力系统管理的分支单位，分布在各个区局。变电所故障还包括直流系统接地故障以及电容器的故障等，还容易出现断路器故障、避雷器故障。其中最为严重的故障是母线故障，一旦母线出现故障，容易引起全厂或者全所停止供电，同时还会破坏电力系统的正常稳定运行。

2 电力系统故障特征及解决措施

2.1 电力系统故障的基本特征

电力系统出现的基本故障有电流增大，即连接短路点与电源电气设备中的电流增大，电压下降，而且距故障点的电气距离越近，电压下降越严重，甚至降为零。在处理电力系统故障时主要从系统确定故障区域开始分析，从被分析区域的某些检测量中得到故障征兆信息，通过对这些信息的分析处理来确定故障的具体位置，隔离查找出故障元件网络，和没有出现故障的元件网络，通过对故障前后的系统拓扑结构差异来区分，可以辨别出一些简单故障或者是的出发生故障的元件。

2.2 故障处理的一般原则

电力系统发生故障时，值班人员要及时准确地查明原因，并且迅速上报和做出记录，得到指示后正确执行调令，在处理故障时要迅速查找并排除故障，解除事故对人身和设备的威胁，尽量保持设备继续运行，不会引起停电。在事故控制室只能是与排除故障相关的领导人员和工作人员，清醒冷静的处理故障，并且与上级调度随时保持联系。事故完结后要总结经验，记录事故发生的原因，处理过程及处理结果。以供其它调度人员学习，出现此类似状况时可以采取同样的方法。

3 电力系统可靠性运行的措施

3.1 运用继电器保护

为了有效控制与避免电力系统的异常断电和故障，在电力系统中安装了继电器，主要作用是在电力系统发生故障的情况下，继电器保护系统能够及时减少或避免由于瞬间停电引起的损失。继电保护系统装置是一种近年来保证供电系统持续供电的一种自动化的装置，作用类似于防卫兵，能够有效持续地为暂时停电转换供电途径，并紧急报警，还能够及时提供故障信息以及故障区域信息。

3.2 保证电力系统直流电源可靠性

在工作过程中，电力系统的高频开关电源主要具有安全可靠性，且能够抗干扰抑制电磁。为了应急，在供电系统中还需要加强对蓄电池的使用及管理工作。适宜选用那些不渗漏酸液，或者是密封较好、封闭严密程度高的阀控式的铅酸蓄电池。为了保证电力系统直流电源的持续稳定高效的供电，要坚持维护蓄电池，每年要定期进行蓄电池的保养与维护，定期进行检查测试。提高直流电力系统的运行质量，保证电力系统的稳定可靠运行。

4 电力系统故障分析方法的探究

随着电力系统调度自动化水平的不断提高，通过对电力系统故障的深入研究，也可能使各种报警信息通过各变电所的远程终端装置（RTU），传送到各级电网调度中心，利用这些信息就能够对电力系统故障进行诊断。电力系统故障的仿真系统模拟如图1所示，以及分析和模拟培训，提高调度人员对技术水平，也可以使调度人员及时对电力系统故障做出迅速准确的判断。

4.1 专家系统

利用专家推理方法的计算机模型来解决问题，专家系统是一个具有大量专门知识和经验的计算机程序系统，通过在线监测并进行数据采集、存贮，然后传送到诊断运行中心，通过专家系统对数据的处理和分析诊断，诊断后的结果会通过自动化系统转战回复给故障现场，现场根据回复的信息及时对故障进行处理。

4.2 人工神经网络

人工神经网络是通过模拟人类神经系统对信息的传输和处理的方式，对电力自动化系统收集到的信息进行处理的一种人工智能技术。对电力系统中的故障采用不同的故障组合，通过对样本的分析，用神经元来对变电站故障分析的方法，和专家系统故障诊断相比，不用面临知识库构造等难题，只要有了完备的样本，就能诊断。

4.3 遗传算法

合理采用信息，运用遗传算法进行分层信息故障分析。这是一种新发展起来的优化算法，是目前解决高难度问题时常使用的新方法，是一种新思路，模拟了达尔文的遗传选择和自然淘汰的生物进化过程的进化规则，运用到对电力系统故障的分析上来，用遗传算法的概率能推算全局的方式，用较少的时间就能分析出系统的故障。

5 结 语

经济的发展对电力系统的稳定运行有了更高的要求，如何保证供电系统的安全运行，保证工农业生产的正常发展不受电力故障的影响，这就要求不断总结电力系统运行的经验，对电力系统要建立相关的严格制度，及时有效的排查安全隐患，解决出现的电力故障。对于电力系统经常出现的故障要事先采取措施预防，在实际工作中运用多种检测方法，准确地对故障进行分析定位，尽量避免故障的发生，保障电力系统的安全运行，也保障着社会各行业的工作顺利进行。促进社会工农业经济的发展，为人们的日常生活提供有力的保障。

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