电力保障论文范文1
关键词：故障诊断；故障识别；小波分析；熵理论
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。
参考文献：
[1]王志华.超高压线路故障行波定位及高压变频技术研究[D].武汉：华中科技大学，2004.
[2]魏智娟，李春明，付学文.输电线路故障诊断方法综述[J].电气技术，2012，（2）：1-5.
[3]何正友，王晓茹，钱清泉.利用小波分析实现EHV 输电线路单端量暂态保护的研究[J].中国电机工程学报，2001，21（10）：10-14.
[4]何正友.小波分析在电力系统暂态信号处理中的应用[M].北京：中国电力出版社，2011.
[5]何正友，刘志刚，钱清泉.小波熵理论及其在电力系统中应用的可行性探讨[J].电网技术，2004，28（21）：17-21.
[6]何正友，蔡玉梅，钱清泉.小波熵理论及其在电力系统故障检测中的应用研究[J].中国电机工程学报，2005，25（5）：23-43.
[7]李志民，李卫星，李勃龙.熵原理及其在电力系统可靠性中的应用[J].电力系统及其自动化学报，200l，13（3）：37-39.
[8]任震，张征平，黄雯莹，等.基于最优小波包基的电动机故障信号的消噪与检测[J].中国电机工程学报，2002，22（8）：53-57.
[9]Rosson OA，B1anco S，Ybrdanova Jetal.Wavelet entropy：a new tool for analysis of short duration brain electrical signals[J].J Neumsci Meth，2001，105（1）：65-75.
[10]李东敏.基于多小波包和人工神经网络的电力系统故障类型识别研究[D].成都：西南交通大学，2008.
[11]葛耀中.新型继电保护和故障测距的原理与技术[M].西安：西安交通大学出版社，2007.
[12]Joe- AirJiang，Ching- ShanChen，Chi-WenLiu.A new Proteetion seheme for fault detection， direetion diserimination，elassifieation and location in transmission lines[J].IEEE Trans on Power Delivery，2003，18（l）：34-42.
[13]危韧勇，刘春芳.基于小波理论的超高压线路故障定位与选相方法[J].中国电机工程学报，2000，20（5）：85-88.
[14]段建东，张保会，周艺.利用电流行波进行超高压输电线路故障类型识别的研究[J].中国电机工程学报，2005，25（7）：58-63.
[15]Duan Jiandong，Zhang Baohui，Ha Hengxu.A novel preach to faulted-Phase selection using current traveling waves and wavelet analysis[C].IEEE Power Conference 2002，Kunming，China，2002，（4）：1146-1150.
[16]何正友，陈小勤，罗国敏，等.基于暂态电流小波熵权的输电线路故障选相方法[J].电力系统自动化，2006，30（22）：39-44.
[17]Li Zewen，Yao Jiangang，Zeng Xiangjun，Deng Feng.Power grid fault traveling wave network protection scheme[C].Electrical Power and Energy Systems，2011：875-879.
[18]董新洲，贺家李，葛耀中.基于小波变换的行波故障选相研究第二部分仿真实验研究[J].电力系统自动化，1999，23（1）：20-22.
[19]何正友，符玲，麦瑞坤，等.小波奇异熵及其在高压输电线路故障选相中的应用[J].中国电机工程学报，2007，27（1）：31-35.
[20]P.S.Bhowmik a，P.Purkait b，K.Bhattacharya.A novel wavelet transform aided neural network based transmission line fault analysis method[J].Electrical Power and Energy Systems，2009，（31）：213-219.
[21]王忠民，乐全明，杨光亮，等.基于提升小波和神经网络的超高压电网故障类型识别[J].华东电力，2006，34（2）：30-33.
[22]张举，王兴国，李志雷.小波包能量熵神经网络在电力系统故障诊断中的应用[J].电网技术，2006，30（5）：72-76.
[23]Sami Ekici，Selcuk Yildirim，Mustafa Poyraz.Energy and entropy-based feature extraction for locating fault on transmission lines by using neural network and wavelet packet decomposition[J].Expert Systems with Applications， 2008， （34）：2937-2944.
[24]张斌，何正友，钱清泉.基于小波能量熵和模糊逻辑的故障选相元件[J].电网技术，2006，30（15）：30-35.
[25]卜春霞，张义含，姜自强，等.超高压线路暂态保护选相研究[J].电力系统保护与控制，2010，38（16）：30-34.
[26]谢添卉，刘明光，杨罡.基于数学形态谱和人工神经网络的高压输电线接地故障类型识别方法[J].电气自动化，2009，31（3）：62-65.
[27]杨霁，李剑，王有元，等.变压器局部放电监测中的小波去噪方法[J].重庆大学学报，2004，27（10）：67-70.
[28]薛蕙，杨仁刚.基于小波包除噪的电能质量扰动检测方法[J].中国电机工程学报，2004，24（3）：85-90.
[29]Barros J，Diego R I.Application of the wavelet-packet transform to the estimation of harmonic qroups in current and voltage waveforms[J].IEEE Transactions on information Theory，2006，21（1）：533-535.
[30]任震，张征平，黄雯莹，等.基于最优小波包基的电动机故障信号的消噪与检测[J].中国电机工程学报，2002，22（8）：53-57.
[31]Omar A.S.Youssef.A wavelet-based technique for discrimination between faults and magnetizing inrush currents in transformers [J].IEEE Transactions On power Delivery，2003，18（1）：170-176.
[32]Youssef Q A S.New Algorithm to Phase Selection Based on Wavelet Transforms[J].Power Engineering Review，IEEE，2002，22（6）：60-61.
[33]段建东，张保会，周艺.基于暂态量的超高压输电线路故障选相[J].中国电机工程学报，2006，26（3）：1-6.
[34]麦瑞坤，何正友，符玲，等.基于电流行波能量和小波变换的输电线路故障选相研究[J].电网技术，2007，31（3）：38-43.
[35]G.Sudha，T.Basavaraju.A comparison between different approaches for fault classification in transmission lines[J].International Conference on Information and Communication Technology in Electrical Sciences，2007，20（22）：398-403.
[36]Zhengyou He，Shibin Gao，Xiaoqin Chen.Study of a new method for power system transients classification based on wavelet entropy and neural network.[J].Electrical Power and Energy Systems，2011， 33（3）：402-410.
[37]葛耀中，董新洲，董杏丽.测距式行波距离保护的研究（一）——理论与实现技术[J].电力系统自动化，2002，26（6）：34-40.
[38]李泽文，姚建刚，曾祥君，等.基于整个电网行波时差的故障定位方法[J].中国电机工程学报，2009，（4）：60-64.
[39]谢民.220kV电网行波测距系统组网运行实践探讨[J].电力自动化设备，2010，30（5）：136-138，141.
[40]徐伟宗，唐昆明.基于导数法的故障行波法识别改进算法[J].电网技术，2010，34（1）：198-202.
[41]郑州，吕艳萍，王杰，等.基于小波变换的双端行波测距新方法[J].电网技术，2010，34（1）：203-207.
[42]A.M.PetrocIk，DL S.Reisman，Dr I.Darrd，et al.Wavelet entropy analysis of cyclic exercise protocol on herrate Variability[C].IEEE，2004：91-92.
[43]Quiroga RQ，Rosso OA，Basar E，et al.Wavelet entropy in event—related potential：a new method shows ordering of EEG oscillations[J].Biological Cybernetics，2001，84（4）：291-299.
[44]H.A.Al-Nashash，J.S.Paul，N.VThakor.Wavelet entropy method for EEG analysis：Application to obal brain injury[C].Conference on Neural Engineering，IEEE，2003：348-351.
[45]孙来军，胡晓光，纪廷超.改进的小波包-特征熵在高压断路器故障诊断中的应用[J].中国电机工程学报，2007，27（12）：103-108.
[46]杨健维，罗国敏，何正友.基于小波熵权和支持向量机的高压输电线路故障分类方法[J].电网技术，2007，31（23）：22-26，32.
[47]Ming-Yu Yang，Yu-Kun Yang.A study of transient-based protechion using wavelet energy entropy for power system EHV transmission line [J].Proceedings of the 2010 International Conference on Wavelet Analysis and Pattern Recognition，2010：283-288.
[48]Wen Junli，1Yhan Chunli.Arc fault detection based on wavelet packet[C].PID feedings of the Fourth International Conference on Machine Learning and Cybemetics，IEEE，2005：1783-1788.
[49]Zhimin Li，weixing Li，Ruiye Liu.Applications of entropy principles in power systems：A Survey[C].IEEE/PES 1rransmission and Distribution：Asia and Pacific Dalian China，2005：1-4.
电力保障论文范文2
关键词：复杂电磁环境，装备维修训练，训练对策
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.
[3]王汝群等.战场电磁环境[M].解放军出版社，2006.08.
电力保障论文范文3
关键词 电力自动化;计算机化;网络化;一体化;智能化
中图分类号TM77 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)22-0116-02
电力自动化系统(英文名称:automation of power systems),也称电力系统自动化,是电力系统一直以来力求的发展方向,包括:发电控制的自动化(AGC已经实现,尚需发展),电力调度的自动化(具有在线潮流监视,故障模拟的综合程序以及SCADA系统实现了配电网的自动化等),配电自动化(DAS已经实现,尚待发展)。
电力自动化系统的发展在很大程度上受继电保护装置技术的制约,也就是说继电保护装置的发展方向即代表了电力监控系统的发展方向。本文简单介绍继电保护技术的发展方向[1,2]。
继电保护(英文名称:relay protection),指对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测,对运行中电力系统的设备和线路,在一定范围内经常监测有无发生异常或事故情况,从而发出报警信号,并能发出跳闸命令或信号的自动装置,或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。
1 继电保护技术的发展历程和现状
继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的。20世纪以来,伴随电力系统的不断发展和继电器在电力自动化保护中的突出作用,继电保护技术逐渐发展。最初应用于生产的的继电保护装置就是熔断器。
从20世纪50年代到90年代末,在40余年的时间里,继电保护完成了发展的4个阶段,即从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置,到集成电路继电保护装置,再到微机继电保护装置。
伴随科学技术的发展,特别是计算机科学技术广泛应用于各行各业,并在生产中逐步形成生产力,继电保护技术向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展。
随着电力系统扩容、增容,仅靠简单的熔断等断电保护已远远不能适应发展。
一旦系统出现故障,庞大的电力系统已不再简单需要何时恢复、如何恢复的问题,而是需要数据来支持后续的诸如改进、协调等方面的问题了。基于此,继电保护技术又从保护向预测、防范的研究领域发展。
2 继电保护装置
继电保护装置是保障电网可靠运行的重要组成部分,一般由感受元件、比较元件和执行元件组成。继电保护装置必须具备以下4项基本性能:
1)灵敏性
灵敏性表示保护范围内发生故障或不正常运行状态时,继电保护装置的反应能力,通常以灵敏系数反应出来。确保设备在使用过程中有必要的灵敏度来支持整个系统的安全可靠。
2)可靠性
在规定的保护范围内发生了属于其应该动作的故障时,保护装置不应拒动作。而在任何不属于其应该动作的情况下,保护装置不应该误动作。
3)快速性
为防止故障扩大,减轻其危害程度,加快系统电压的恢复,提高电力系统运行的稳定性,在系统发生故障时,保护装置应尽快动作,切除故障。
4)选择性
为保证最大限度地向无故障部分继续供电,在设计和运行时都必须要在可能的最小区间切除故障,即首先由距故障点最近的断路器动作切除故障线路,尽量减小停电范围,保证系统中无故障部分仍能正常运行。
3 继电保护自动化发展展望
继电保护自动化主要发展方向就是当电力系统故障或者危及安全运行的异常情况出现时,能有更可靠和更智能化的技术手段来保证线路和电网的安全运行。一旦当电力系统发生故障或异常情况时,保护装置能在尽可能短的时间和尽可能小的范围内自动响应,可根据设计表现为自动断电或者及时报警,并将故障或者异常现象通过某种告知工作人员,出现异常的范围、地点,甚至有可能的话,能够提供处理异常的方法和手段,以减轻或避免设备的损坏,保证电网安全运行。
1)计算机化技术
在生产中,继电保护装置要实现智能化,除了要实现电路的基本保护功能,还应该有智能化,这就要求系统必须要有海量的参考信息,包括运行正常时的各种参数、运行故障时的各种参数,还应该有安全的数据保存空间和相应的计算处理能力,这就要求在继电保护装备中要加装计算机处理系统,并且要配置相等的计算能力。目前,计算机技术发展非常成熟,已实现机体小型化、运行高速化、储存海量化,因此,批量生产用于工业用的专业计算机技术应用于继电保护,时机已经非常成熟。
2)网络化技术
对于单个继电保护装置而言,简单的保护已不能适应电网大规模发展需要。继电保护技术要能得到长足发展,必须建行网络系统,一方面是系统得到的故障信息愈多,则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。另一方面,海量的参数也要多台电脑收集才可能完成。因此,只有实现继电保护装置的计算机进行联网运行,才能满足大电网的运行。
3)一体化技术
一体化技术说到底,就是实现继电保护装置在数据处理上的一体进程,始终把单一的继电保护装置作为整个电网运行系统的一个终端设备,它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数掘,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。
4 结论
电力自动化系统也称为电力监控系统。其主要目标是采用技术手段来监视电网的各种运行状态参数、测量参数、保护装置动作信息,控制各种开关设备,调整设备的运行工况,即实现所谓的“四遥”(即:遥测、遥信、遥控、遥调)。以提高电网运行的经济一胜、安全性。本文主要讨论了电力自动化系统发展方向,有利于我国电力系统自动化程度水平提高。
参考文献
电力保障论文范文4
关键词：故障 排除 电工维修 技能 重要意义
中图分类号：TM07 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（c）-0100-01
电能是人们及企业赖以生存与发展的重要基础，为了保证电路在实际工作中能够稳定运行，就需要维修电工对电路进行定期检修。一般来说，企业的生产是以机械设备通电运行作为支撑的，但是若设备长时间处于停滞状态，或者出现一些故障，那么就会影响到企业生产的效率，给企业造成巨大的经济损失。作为一名优秀的维修电工，不仅要对电路进行日常检修与调试之外，还必须要及时发现其中存在的问题，并在最短的时间内消除故障，保证设备的稳定运行。在实际工作中，我们需要清楚的知道，电气设备在实际运行过程中造成故障的因素有很多种，这就需要维修电工根据实际情况进行分析，编制最科学合理的解决方案，这就对电工维修技能提出了更高的要求。
1 故障排除的基础
维修电工在实际工作中要想将故障彻底排除，就要求电工对其实际情况进行全面分析，了解故障的产生原因，然后再根据自己丰富的工作经验、理论与实践编制最科学合理的解决方案，并在实际工作中做到认真、严谨，严格按照规定要求进行操作，这样才能够保证故障的彻底排除，从而保证电气设备的稳定运行。众所周知，电气设备的内在构件非常复杂，并具有技术含量高等优点，因此作为一名合格的维修电工，就必须要在实际工作中不断学习，掌握更专业的理论知识与更高的技术能力，并通过长期的实践积累使得自己具备丰富的工作经验，这样才能够有利于提高对电器维修的技术水平。随着社会的发展，电气设备越来越趋向现代化与智能化，在电气设备设计与安装过程中其结构具有复杂性等特点，因此维修电工在对电气设备进行维修的过程中费用也就相对比较高，这就需要维修人员必须要具备非常高的专业知识水平与技术能力。总而言之，电工在电气设备维修工作中具有非常重要的作用，因此其需要具备以下几个方面的能力与条件，才能够在实际工作中做到游刃有余。
1.1 要求维修电工具备较专业的理论性知识
维修电工做需要掌握的专业性知识也就是要求对机械设备、电路加以熟悉，其中掌握机械设备，也就是需要了解机械设备在运行中的气动、液压、机械等各方面的技术；而掌握电路则需要对弱点、强电加以熟悉。另外，为了能够更好地对电路、机械设备进行检修，维修电工还需要对机械设备中各个构件的安装位置以及电路的实际布局情况进行分析与了解，只有这样才能够更快地找到其中存在的故障，并且了解其产生原因，这样才能够彻底排除故障。
1.2 要求维修电工具备较灵活的分析能力
相对于其他技术或者工种的工作人员而言，维修电工必须要具备较高的技术水平以及较强的操作性。在电气设备运行过程中，有些设备的故障并非肉眼能够察觉，必须要对其内部进行检查与分析，这样才能够判断出故障的所在及产生的原因，从而保证故障的彻底排除，才能够保证电气设备的稳定运行。
1.3 要求维修电工具备较高的动手能力与操作技能
当维修电工对电气设备进行检修之后，若发现其中存在故障问题，那么就需要对系统进行适当的维修，即采用自我诊断及参数检查等方式对其中的故障进行分析，最后再利用手工等方式对设备进行合理的操作以及试运行操作，以确保设备的正常运行。另外，在对设备进行检修过程中还需要维修电工使用各种维修工具或者设备，这就要求维修电工在实际工作中做到认真、严禁，还应该具备较高的动手能力，从而对设备进行合理的维修，排除其中存在的故障问题。
2 故障排除的几种常见方法
为了能够更好地找到故障产生的原因并提出合理的解决措施，维修电工必须要采用科学合理的故障排除方法。目前，维修电工在实际工作中常使用的故障排除方法有：（1）电阻法，也就是维修电工将万用表的电阻挡应用在其中，从而对电机、线路、触头等部分进行测量，了解其运行参数，这一方法必须要在断电的情况下应用，以免出现安全性事故；（2）电压法，所谓电压法也就是将万用表的电压挡应用在其中，从而对电路电压值进行测量，以确保线路运行的稳定性与合理性；（3）电流法，也就是维修电工将特定的设备应用在其中，从而对线路中的电流进行测量，这样可以查出线路中是否存在故障，并了解其故障产生的原因；（4）替代法，若维修电工在实际工作中无法确定故障产生的部位，这就需要采用替代法进行替换试验，从而对排除故障；（5）仪器测试法，也就是维修人员通过应用各种仪器或者参数来找出故障，并对故障的原因加以分析，以确保故障的彻底排除。
通过上述，每一种方法都可以单独使用，也可以将它们结合起来使用，但不管如何应用，都需要维修电工对实际情况进行全面分析，了解其中存在的故障及出现的原因，然后采取最合理的方法排除故障，只有这样才能够保证电气设备的正常运行，保证企业的正常生产以及生产效率，满足企业发展以及社会发展的需求。
3 排除故障的步骤
排除故障没有固定的模式，也没有统一的标准，因人而异，但在一般情况下，还是有一定规律的。通常排除故障时，所采用的步骤大致可分为：症状分析设备检查确定故障点故障排除排除后性能观察。
（1）症状分析。首先了解故障发生时的情况，可从以下几方面入手：①详细询问操作者；②通过看、听、闻、换等，是否发现如破裂、杂声、异味、过热等特殊现象；③在确定无危险的情况下，通过试车，准确的判定故障，这是分析实际的基础。
（2）设备检查，确定故障的范围
根据故障的现象，先动脑、后动手，结合设备的原理及控制特点进行分析，确定故障发生在什么范围内。
（3）排除故障
在确定故障点以后，无论是修复还是更换，排除故障对电气维修人员相对来说，一般比查找故障要简单的多。
4 结语
总之，要想在工厂企业中很好的解决电器设备和线路中的各种故障，除了要求维修技术人员要有丰富的工作经验外还要有扎实的电工理论知识，运用科学方法和排除故障的正确步骤。随着科学技术的发展，对维修电工的检修技能要求越来越高。培养排除故障能力的方法，也应随时代的发展不断研究、不断实践、不断进步。
参考文献
[1] 文娟.维修电工技能训练教学探讨[J].职业教育研究，2007（7）.
电力保障论文范文5
论文摘要：近年来，主设备保护通过对故障过程的电磁暂态过程的研究、TA饱和特性的研究、内部故障理论分析，结合实际动模和数字仿真，提出了一些新的原理并已在现场广泛应用。TA饱和问题是主设备保护共同面对的问题，国内外也提出了一些识别TA饱和的办法，但是也存在不足之处。文章着重介绍了电力系统中主设备继电保护的现状，阐述了发展趋势。
电气设备的继电保护主要是研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路等），使之免遭损害，所以称继电保护。
随着科学技术的发展，特别是电子技术、计算机技术和通信技术的发展，电力系统继电保护先后经历了不同的发展时期。近10年来，电力工业突飞猛进，整个电力系统呈现出往超高电压等级、单机容量增大、大联网系统方向发展的趋势，这就对主设备保护的可靠性、灵敏性、选择性和快速性提出了更高的要求。
一、电气主设备保护的现状
以往电力系统大型主设备（包括发电机、变压器、母线、高压并联电抗器等）继电保护与超高压线路继电保护相比，处于一种相对滞后的状态，主设备保护正确动作率一直较低，与线路保护相比有较大差距。
近年来主设备保护的分析计算方法取得了很大进展，比如采用多回路分析法可以比较精确地计算发电机的内部故障，主设备内部故障保护的配置具备了理论基础。利用真实反应主设备内部各种故障及异常工况的动模系统和仿真系统检验主设备保护，极大地提高了新原理新技术的验证水平。随着基于新硬件平台的数字式主设备保护的推陈出新，实现了主设备保护双主双后的配置方案，保护的设计方案、配置原则趋于完善，同时，新原理和新技术的应用也大大提高了主设备保护的安全运行水平。
（一）主设备保护的双重化配置和主后一体化趋势
近年来，双主双后保护配置方案逐渐应用到主设备保护的领域，尤其是国电调[2002]138号文件《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》继电保护实施细则对主设备保护的双重化作出规定后，双主双后保护方案成为主设备保护研制、设计的指导准则，并为现场运行提供了极大的方便。
双主双后的保护实现方式是针对一个被保护对象，配置2套独立的保护。每套保护均包含主后备保护，并且每套保护由2个CPU系统构成。2个CPU系统之间均能进行完善的自检和互检，出口方式采用2个CPU系统“与”门出口。这种配置方案概念清晰，彻底解决了保护拒动和误动的矛盾，即双重化配置解决了拒动问题，双CPU系统“与”门出口解决了硬件故障导致的误动问题。这种思想已成功地应用到主设备保护上，大大提高了主设备保护的运行水平。
（二）主设备保护的新原理
近年来，主设备保护通过对故障过程的电磁暂态过程的研究、TA饱和特性的研究、内部故障理论分析，结合实际动模和数字仿真，提出了一些新的原理并已在现场广泛应用。
1．差动保护。常规的两折线、三折线比率差动、标积制动式差动、采样值差动等已在很多文献中有所介绍。
2．关于励磁涌流。目前在工程上应用的判别励磁涌流的原理都是从涌流波形与短路电流波形的不同特征入手，来区分励磁涌流与短路的。各种涌流判别原理都具有在故障合闸时，保护动作时间长或动作时间离散度大的缺点。
3．关于TA饱和。TA饱和问题是主设备保护共同面对的问题。由于大型发电机变压器组容量大，故障电流非周期分量衰减时间常数长，可能引起差动保护各侧TA传变暂态不一致或饱和。对于变压器，各侧TA特性不一致，更易引起TA饱和，这样可能会造成在区外发生故障时差动保护误动对于母线近端发生区外故障时，TA也会严重饱和。因此差动保护需有可靠的TA饱和判据。
针对TA饱和问题，国内外也提出了一些识别TA饱和的办法：采用附加额外的电路来检测TA饱和，缺点是现场工程应用很不方便；提高定值，缺点是降低了内部故障的灵敏度；采用流出电流判据的标积式比率差动，理论计算表明当发电机发生某些内部故障时，也有流出电流，存在拒动的可能性。
二、主设备保护的发展趋势
（一）保护装置的一体化发展
1．充分的资源共享，一个装置包含了被保护元件所有的模拟量，保护逻辑的判据可以充分利用所有电气量，使保护更加完善、可靠，判据更加灵活实用。
2．主后一体化装置，给故障录波、后台分析带来了便利。任何一个故障启动或动作保护装置就可以录下整个单元所有模拟量，使得现场故障的综合分析、定性及事故处理更加方便，而分体式保护只能录下部分信息。
3．主后一体化装置便于保护双重化的实现。主后共用一组TA，TA断线概率大大下降；装置数量少，误动概率降低。
（二）新型光电流互感器、光电压互感器的应用
传统的电磁式TA是一种非线性电流互感器，具有铁磁谐振、磁饱和、绝缘结构复杂、动态范围小、使用频带窄、铜材耗费大，远距离传送造成电位升高等问题。
新型光电流互感器（OTA）、光电压互感器（OTV）相对于电磁式TA具有明显的技术优势：不存在饱和问题，频率响应宽，动态范围大，在很大的电流变化区间内保持线性变换关系；实现了强电和弱电的完全绝缘隔离，具有很强的抗电磁干扰能力；不存在二次开路的问题，二次输出值较小，适合与保护直接接口。因此其将成为主设备微机保护的发展趋势。（三）信息网络化
变电站监控和发电厂电气监控系统的发展，要求主设备保护具有强大的通信功能，以便通过监控系统实现保护动作报文管理、故障数据处理、定值远方整定、事故追忆等功能，实现了电气智能设备运行的深层次管理。
在采用高速度、大容量的微处理器及高速总线设计后，保护装置将具有更完善的数据处理功能和通信功能，可以更好地实现保护信息化、网络化设计。主设备保护除了动作后经通信网络上传故障报文、数据到监控系统以外，还可以为系统动态提供保护装置的运行状态和信息，并可根据系统运行方式的变化通过数据交换，提供修改保护判据和定值的依据，保证全系统的安全稳定运行。
（四）故障分析技术
新一代主设备保护必须具有强大的故障录波功能，除了记录完整的事件报文、故障数据外，装置还可以记录故障发生前后全过程所有的模拟量、开关量、启动量、中间量的变化，完整地记录每个保护的动作行为。主设备保护的故障信息上传至电气监控系统或保护信息管理系统后，通过高级应用软件，分析保护的动作行为是否正确，为故障查找、分析提供充分的依据。完整的故障数据经数字仿真系统可实现主设备的故障再现，对事故进行深入分析，为保护性能的改进完善提供重要的依据。
（五）信息网络技术
当代继电保护技术的发展，正在从传统的模拟式、数字式探索着进入信息技术领域。在变电站综合自动化方面，保护的配置比较灵活。如果变电站综合自动化采用传统模式，也就是远方终端装置（RTU）加上当地监控系统，这时候，保护装置的信息可以通过遥信输入回路进入RTU，也可以通过串行口与RTU按照约定的通信规约进行信息传递。
（六）自适应技术、智能技术和数字技术的发展
自适应继电保护的基本思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化，进一步改善保护的性能。对于主设备保护而言，它与某些保护的判据、定值和系统的变化也是息息相关的，比如发电机失步保护、变压器零序保护等。目前，部分保护功能已经具备了一定的自适应能力，比如浮动门限、变斜率比率差动保护中的制动特性、自适应3次谐波电压比率定子接地判据等。随着与微机保护技术密切相关的其他科技领域新技术和新理论的出现，通信技术、信息技术、自适应控制理论、全球定位系统（GPS）等的应用，必将促进自适应保护的飞速发展。
三、结语
随着电力系统容量日益增大，范围越来越广，仅设置系统各元件的继电保护装置，远不能防止发生全电力系统长期大面积停电的严重事故。为此，必须从电力系统全局出发，进行电气设备继电保护的相关研究。
参考文献
电力保障论文范文6
关键词 电力系统继电保护；三相故障元件；过电流保护；三相断路器；示波器
中图分类号：TM773 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）24-0051-01
随着工业技术的不断提高，国家经济实力的不断增强。电力行业的地位也随着提高，已经成为国家经济平稳发展的坚实后盾。电能的生产、输送和消费是同步进行的这也是因电力不能大量存储的特性产生的。如果电网或发电机发生故障，电力输出就会随之减少，从而会影响部分用户的正常用电。因此能否保证电力系统的运行安全可靠是电力行业能否快速发展的关键因素。研究电力系统继电保护自动装置是为了确保电力安全、可靠、稳定的运行。
保障电网安全的第一道防线就是继电保护，其快速、可靠的动作，将有效遏制系统状态恶化，起到保障电网安全可靠运行的作用；然而，若继电保护不能快速、可靠的动作，也可能会加速系统崩溃过程，从而导致长时间、大面积的停电。北美电力可靠性委员会（NERC）对17年的事故数据进行统计研究，发现63%的电力系统事故和继电保护不正确动作有关。输电线路过电流保护仿真分析的研究是输电线路继电保护可靠性研究分析的前提，对电网安全可靠运行有着重要的意义。
1 过电流保护的原理
输电线路发生相间短路故障时，线路中的电流突然增大，母线电压突然下降。利用电流突然增大这一特点，当电流超过整定值而引起电流继电器动作的保护，称为线路的电流保护。
为保证保护元件通过最大负荷电流时，避免过电流保护误动作，并且在外部故障切除后能可靠返回。过电流保护的动作电流必须满足下面两个条件：
1）过电流保护的动作电流必须大于流过被保护线路在正常运行时的可能最大负荷电流，即。
2）过电流保护的返回电流必须大于外部短路故障切除后流过被保护线路的自启动电流，即。
式中为电动机自启动系数，有网络具体接线和负荷性质确定，一般取1.5～3。
2 输电线路过电流保护仿真模型
输电线路故障分析仿真的资料很多，但对于输电线路过电流保护仿真的资料并不是很多。本文根据电流保护的基本原理建仿真模型，如图1所示。模型介绍如下：电压源采用110 kV电压源；示波器scope用来测量电压源输出的电压和电流；三相断路器breaker采用外部信号控制，这里的外部信号是指由故障电流和step信号通过逻辑比较器比较输出的结果即：0或者1；对于断路器breaker当外部信号为1时breaker闭合，当外部信号为0时breaker断开，三相故障元件可以设置不同的故障类型。
图1 过电流保护模型
Fig.1 Over-current protection model
3 仿真结果分析
在电源分析中可知，在1.78 s之前电源无电流流出，根据仿真模型断路器的连接位置，断流器在1.78 s之前没有电流流过，电压与电源电压相同。
通过仿真模块的三相故障元件测量的故障电流可知，故障期间故障电流大于1500 A，如图2所示。因此，在1.80 s～1.90 s即故障期间step信号值小于故障电流，逻辑比较模块输出0，断路器断开。当断路器断开后即故障电路切除，故障电流变为0，step值又大于故障电流，逻辑比较模块又输出1，断路器闭合。
图2 A相短路故障电流波形图
Fig.2 current waveforms of a phase short circuit fault
由于在模型中没有加入保持器，从仿真的波形图中可以看出在1.80 s～1.90 s有一个反复开断的过程与理论分析是一致的。在继电保护的电流保护中一般是不允许这样反复的开断（特殊设备除外如：自动重合闸装置），这样会严重影响电力系统的稳定性。
4 结论
本文系统剖析了输电线路过电流故障动作原理逻辑，深入分析了其动作特性，并使用Matlab仿真软件对相关保护设备，在故障条件下对其进行了仿真分析。结果证明过电流保护系统设计原理清晰，不用增加过多的硬件，动作逻辑简单，就可以构成有效的输电线路过电流保护装置。本文可以加深设计与运行人员对过电流保护系统的理解和使用以及进一步的深入研究。
参考文献
[1]刘同娟，郭键，刘军.MATLAB建模、仿真及应用[M].中国电力出版社，2009.
[2]贾建平.雷娟.输电线路低压闭锁过电流保护系统设计及模拟仿真研究[J].广西轻工业，2011（11）：55-57.
[3]戴志辉，王增平.继电保护可靠性研究综述[J].电力系统保护与控制，2010，38（15）：161-167.
