探討繼電保護以及原件故障判別

楊晨

(徐州市華鑫發(fā)電有限公司,江蘇徐州 221000)

探討繼電保護以及原件故障判別

楊晨

(徐州市華鑫發(fā)電有限公司,江蘇徐州 221000)

在繼電保護發(fā)展領(lǐng)域,大多數(shù)企業(yè)都采用能在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上和故障判別方面有所顯著功效的方法,其中最受歡迎的就是分區(qū)域繼電保護,在整個繼電保護系統(tǒng)中通過對故障的獨立分析以及作出相應的決策性方案,能夠在整個繼電保護系統(tǒng)中完成互相制約功能,本文就繼電保護作出分析,對在保護系統(tǒng)中發(fā)生的原件故障做出應對性的判斷。

繼電保護 原件故障 判別方法

所謂的繼電保護就是指對電網(wǎng)安全以及穩(wěn)定運行功能上加以保障，成為保護行為的第一層防護，繼電保護中現(xiàn)階段所面臨的問題很是嚴重，伴隨著國家經(jīng)濟的飛速發(fā)展，在用電模式中不斷提出新的應對方式，而且在龐大的繼電系統(tǒng)中電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也日益出現(xiàn)復雜化和多樣化，這使繼電保護在傳統(tǒng)的辦法中得不到解決，所以加速了對繼電保護的研究與改善。

1 繼電保護

在現(xiàn)代用電網(wǎng)絡(luò)中，傳統(tǒng)的繼電保護正面臨著許多的問題，在功效上不能很好地達到電路保障作用。

1.1 傳統(tǒng)繼電保護的現(xiàn)狀

(1)由于現(xiàn)代電網(wǎng)的復雜性結(jié)構(gòu)和多樣性運行方式，使得傳統(tǒng)繼電保護在定值整定方面存在一定的困難，而且加大了在檢測和延時配合時的難度，致使在多種情況下不能夠作出準確選擇，在龐大的電網(wǎng)系統(tǒng)中為了加強保護能力，人們先后通過對繼電保護實施加強主保護方案，這種方法是通過在大電網(wǎng)發(fā)生故障時能夠及時的采用雙套主保護功能，在一定程度上較小拒動發(fā)生；(2)主保護延時超時：在繼電保護系統(tǒng)中的多級階梯延時配合時，由于延時時間過長而使主保護延時，最后造成系統(tǒng)故障的發(fā)生；(3)自動應變能力不足：傳統(tǒng)繼電保護在整定配合方面存在一定的紕漏，在電網(wǎng)系統(tǒng)因為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和運行方式的問題發(fā)生故障時，對整個電網(wǎng)系統(tǒng)打擊巨大，嚴重的能造成電網(wǎng)誤動以及重大事故發(fā)生；(4)潛在風險的存在：當電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)不可預測的系統(tǒng)故障時，可能造成連鎖跳閘或是大范圍停電事故，造成其原因一般是在電網(wǎng)的復雜結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)大負荷潮流轉(zhuǎn)移；就目前在機電保護領(lǐng)域來看，在出現(xiàn)非預測性突發(fā)狀況時，繼電保護動作不能夠在前端系統(tǒng)做出設(shè)備攔截，致使系統(tǒng)在故障判斷方面也出現(xiàn)障礙，所以在電網(wǎng)系統(tǒng)安裝全面的信息監(jiān)測，對故障判斷更有幫助。

1.2 廣域繼電保護方案

由于傳統(tǒng)繼電保護在一定程度上存在缺陷，所以近年來新興一種廣域繼電保護方案，他在當電網(wǎng)發(fā)生大負荷潮流轉(zhuǎn)移時會自動啟動保護系統(tǒng)，從根本上解決傳統(tǒng)繼電保護的缺陷，另外廣域繼電保護在信息采集技術(shù)方面也尤為突出；現(xiàn)階段廣域繼電保護正在不斷的深入研究，對其在整個電網(wǎng)系統(tǒng)中的性能進行深入化探索，我國的電力研究方面還處于發(fā)展中階段，所以對廣域繼電保護的種種探索都抱有很大希望。

(1)廣域繼電保護的作用：隨著技術(shù)的不斷發(fā)展提升，電網(wǎng)系統(tǒng)也隨之對信息采集和數(shù)字化變電站進行更新，完善于故障保護和電路安全穩(wěn)定控制的管制，從后備保護方面來改進廣域繼電保護的棘手問題。在電網(wǎng)系統(tǒng)中廣域保護一般包含兩個方面，第一個為廣域繼電保護，第二個為安穩(wěn)控制保護，在現(xiàn)階段我國的電力系統(tǒng)中如果發(fā)生故障時，依舊當前技術(shù)水平只能做到三道防線來保護整個電路，其一是當發(fā)生故障時，繼電保護自動切除故障，在不損失負荷的前提下來維持電路安全，其主要功用就是防止用電設(shè)備的連帶性損壞；其二是在安穩(wěn)控制裝置的的控制下，對電路進行切負荷措施，在大方向上保證整個電路的安穩(wěn)，其主要功用是防止電路系統(tǒng)分解；其三是電路中的額外保護裝置，在電路發(fā)生故障時，能夠?qū)收线M行低頻式減載，通過此舉措來保證電路中其他獨立系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，其主要功用是保護系統(tǒng)地完整性，防止系統(tǒng)發(fā)生崩潰行為。

廣域繼電保護與傳統(tǒng)繼電保護的不同在于信息上的測量，傳統(tǒng)繼電保護他一般是就地被保護設(shè)備線路，另外傳統(tǒng)繼電保護還可以通過就地被保護來對相鄰節(jié)點進行信息保護，它的保護路線一般是從該線路的狀態(tài)到系統(tǒng)主保護，再到遠后備保護域，此過程看上去不是很具有完整性，但是在具體實施上還是能夠取得一定的效果。廣域繼電保護趨向于就地和遠方兩者結(jié)合的更廣范圍的信息測量，換另一種說法廣域繼電保護在利用本變電站信息的同時還兼顧的利用周圍以及更遠地方的信息設(shè)備，通過對這些信息的利用來實現(xiàn)電路保護。

(2)廣域繼電保護的基礎(chǔ)一(OAS)：早在20世紀八十年代時，西方學者研發(fā)了在線自適應整定，雖然此保護基礎(chǔ)研發(fā)時間較長，而且在成果上確實相當?shù)目捎^，但是在實際運用中卻受到限制，一方面是在客觀上實施了對電路的靈敏性和選擇性的加強，但是主觀上卻完全沒有與后備保護的整定配合形成統(tǒng)一性，使得在根本上存在不足，以至于無法對故障進行有效的問題解決。

(3)廣域繼電保護的基礎(chǔ)二(FEI)：在1990年初期，就有相關(guān)人士提出故障原件的判斷定理，通過對電路后備保護區(qū)域的評估，準確判別出故障原件，再利用廣域信息測量來確定故障所在位置，并對相應的故障進行切除，總結(jié)來說此方法在實施保護電路系統(tǒng)時不需要進行整定計算，只是簡單地通過邏輯配合來實現(xiàn)后備保護；基于FEI的廣域繼電保護很受各界人士的重視，因為它在電路故障排除上能夠取得較好效率，在系統(tǒng)保障上起到重要作用。

2 原件的故障判定

2.1 電壓分布故障判別

電路中原件出現(xiàn)故障的判別原理一般有如下幾種：電流差動、縱聯(lián)方向、縱聯(lián)距離等一系列的方法，這三者判別方法在一定程度上都存在不足性，電流差動在廣域繼電保護中需要信息的準確性極高，存在一定的困難，而縱聯(lián)方向和縱聯(lián)距離這兩個雖然在解決一般性故障時取得的效果較好，但是對于稍復雜一些的原件故障問題就會出現(xiàn)判定性下降；而下面所說的一種就在一定程度上結(jié)合了這三種判定法發(fā)的優(yōu)點，很好地解決原件故障問題，即為電壓分布的故障判定，此方法的原理是利用電路某線路的一側(cè)電壓，通過電流分量來估算故障一側(cè)的電流分量，進而獲得測量數(shù)值。

2.2 阻抗故障判別

廣域繼電保護體系中，由于本身靈敏度受到廣域電流差動的影響較大，在不同的區(qū)域內(nèi)進行不同線路的差動，最后導致電容電流出現(xiàn)上升下降幅度較大，而綜合阻抗的縱聯(lián)保護在一定得基礎(chǔ)上改善對分布電容的影響，使得靈敏度有所提升；所以在廣域繼電保護中引進綜合阻抗的故障來判別故障的方法，在原件故障判別道路上邁出一步。

2.3 遺傳信息融合技術(shù)判別

現(xiàn)階段為了提高廣域信息的可靠性，相關(guān)技術(shù)人員提出一種遺傳信息融合技術(shù)的故障判別方法，此方法在建立遺傳信息模型后，建立種群算法，進而來快速搜索故障位置和判定故障原件，從根本上解決原件故障所帶來的困擾。

2.4 概率識別判定

在遺傳信息融合技術(shù)的基礎(chǔ)上進一步完善遺傳種群算法，通過概率識別對判斷失誤進行保護，提升信息的歸正，對于廣域電路發(fā)生的多出故障時，次判別方法假設(shè)只存在單一的故障，進而實行區(qū)域內(nèi)故障排除，這樣通過全網(wǎng)式搜索，最終可以實現(xiàn)原件故障確認。

3 繼電保護措施

3.1 電網(wǎng)傳遞

在電網(wǎng)發(fā)生原件故障時能夠自動上傳故障的準確性，通過網(wǎng)絡(luò)顯示器呈現(xiàn)出可靠數(shù)據(jù)，如果在個別企業(yè)中不具備網(wǎng)絡(luò)連接功能，可以使用電話微波傳輸功能，利用軟件的的容錯使故障數(shù)據(jù)傳遞。

3.2 建立信息系統(tǒng)

在變電站建立故障信息系統(tǒng)，通過對故障數(shù)據(jù)與變電站傳遞輸送，呈現(xiàn)二次設(shè)備顯示，進而來實現(xiàn)故障的管理。

3.3 定期檢查

變電站應該分不同時段對電網(wǎng)進行全面檢查，確保安全故障的預防，把故障消滅在無形中。

3.4 加強設(shè)備管

對變電站的所有設(shè)備進行定期的管理保養(yǎng)，針對不同型號的設(shè)備運用不同的檢修方式，掌握設(shè)備的最新動態(tài)信息，做到預防。

3.5 管理制度完善

針對現(xiàn)階段國家的不完善電力制度進行改善，在遵循正確核心的同時引進先進技術(shù)，為電力事業(yè)做出謀劃，規(guī)范人員的行為道德準則以及職業(yè)操守。

4 結(jié)語

在繼電保護中，我國現(xiàn)階段全面應用于電力建設(shè)以及科研工作上的是廣域繼電保護，在現(xiàn)代電網(wǎng)中由于傳統(tǒng)的繼電保護系統(tǒng)不能解決復雜多變的故障問題，而且在相關(guān)的技術(shù)的技術(shù)上也存在一定的差距，在廣域繼電保護中由于穩(wěn)定控制和廣域保護的結(jié)構(gòu)存在，使廣域繼電保護受到電力企業(yè)重視；現(xiàn)階段我國實現(xiàn)廣域繼電保護的途徑主要有兩個方面，一方面是在線自適應整定判定故障方法，另一方面是故障原件判別原理上取得顯著成效，從多方面多角度的分析繼電故障是解決問題。本文通過對繼電保護方面進行多方面分析，從繼電保護的類型以及故障原件判別方面一一作出分析，希望就我國現(xiàn)階段電路問題能夠及時的吸取經(jīng)驗教訓，不再盲目的遵循傳統(tǒng)繼電保護，要加強學習先進技術(shù)，從根本上解決種種問題的存在。

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[2]徐輝.廣域保護通信可靠性分區(qū)及電流差動保護容錯性研究[D].燕山大學,2012.

[3]戴志輝.繼電保護可靠性及其風險評估研究[D].華北電力大學,2012-07.

[4]劉凱.繼電保護及故障信息子站系統(tǒng)的研究[D].山東大學,2009(9).

[5]尹項根,李振興,劉寶.廣域繼電保護及其故障原件判別問題的探討[J].電力系統(tǒng)保護與控制,2012-05.

楊晨(1985.04.21),性別:男,籍貫:江蘇徐州,學歷:本科,職稱:助理工程師,研究方向:電廠電力系統(tǒng)繼電保護。