基于廣域信息的繼電保護(hù)策略

摘 要：廣域保護(hù)是繼電保護(hù)研究的新方向，通過對(duì)廣域保護(hù)與傳統(tǒng)繼電保護(hù)的對(duì)比研究探討廣域保護(hù)的組成，研究分析現(xiàn)有廣域保護(hù)的算法，探討其實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：廣域保護(hù)；廣域保護(hù)算法；繼電保護(hù)策略

1 概述

廣域保護(hù)是國(guó)內(nèi)外電力領(lǐng)域的一個(gè)較為熱門的研究?jī)?nèi)容，同時(shí)也是二次保護(hù)領(lǐng)域跟蹤研究的新課題。廣域信息的引入使得原有保護(hù)的判據(jù)、邊界條件、保護(hù)區(qū)域發(fā)生一定的變化，改進(jìn)現(xiàn)有電力系統(tǒng)保護(hù)控制領(lǐng)域中存在的后備保護(hù)延時(shí)大、故障切除后引起相鄰元件的過負(fù)荷等問題。在智能電網(wǎng)大背景下，隨著智能變電站建設(shè)的逐步成熟和站域保護(hù)在智能變電站得到應(yīng)用，廣域同步測(cè)量也不斷成熟并推廣，這些為提高繼電保護(hù)的性能以及推進(jìn)廣域保護(hù)提供了良好的契機(jī)。

2 廣域保護(hù)與傳統(tǒng)繼電保護(hù)的區(qū)別

傳統(tǒng)繼電保護(hù)是以電力元件為保護(hù)對(duì)象，如發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、母線、電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備。每一個(gè)電力設(shè)備的主保護(hù)相互獨(dú)立，通過斷路器切除內(nèi)部故障，故而切斷故障保護(hù)電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備。傳統(tǒng)的保護(hù)只關(guān)心局部的故障設(shè)備是否得到隔離，并不關(guān)心發(fā)生故障的元件被切除之后，剩余非故障的電力系統(tǒng)中潮流瞬間轉(zhuǎn)移到其他設(shè)備引起的過負(fù)荷，這就是傳統(tǒng)繼電保護(hù)存在的主要缺陷。

相比于傳統(tǒng)繼電保護(hù)，廣域保護(hù)將電力系統(tǒng)看成一個(gè)整體來進(jìn)行考慮，各元件的各保護(hù)之間相互關(guān)聯(lián)。通過采集電力系統(tǒng)多位置多點(diǎn)的相關(guān)信息，對(duì)發(fā)生故障的設(shè)備和位置準(zhǔn)確定位，快速、可靠、精確的切除。它能夠很快識(shí)別電力系統(tǒng)正常狀態(tài)、異常狀態(tài)及故障狀態(tài)，通過系統(tǒng)的各種作者備保護(hù)以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有功、無功，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)保護(hù)和自動(dòng)控制功能，以避免局部或整個(gè)系統(tǒng)大面積停電或崩潰等嚴(yán)重事故的發(fā)生，從而可靠地保證電力系統(tǒng)在出現(xiàn)各類故障后仍然可以安全穩(wěn)定的運(yùn)行。廣域保護(hù)能很好地抑制日益頻發(fā)的大規(guī)模電力系統(tǒng)連鎖故障，提高電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，它彌補(bǔ)了傳統(tǒng)繼電保護(hù)的不足，是未來系統(tǒng)保護(hù)發(fā)展的主要方向。

3 基于廣域信息的繼電保護(hù)策略

基于廣域信息的繼電保護(hù)判斷程序如圖1所示，進(jìn)入程序后運(yùn)行廣域故障定位算法來確定故障的位置，通過判斷故障是否在最小的保護(hù)區(qū)內(nèi)。

（1）若故障在最小保護(hù)區(qū)內(nèi)則立即發(fā)出跳閘信息，再看故障是否可靠切除，若切除則程序結(jié)束，若故障沒有切除則向相鄰斷路器發(fā)失靈觸發(fā)信號(hào)，然后結(jié)束程序。

（2）若故障不在最小保護(hù)區(qū)再判斷故障是否可靠切除，若切除則程序結(jié)束，若故障沒有切除則判斷相鄰斷路器是否失靈。若是則跳開本保護(hù)設(shè)備對(duì)應(yīng)的斷路器，若相鄰斷路器沒有失靈則再次判斷故障是否可靠切除，若故障可靠切除則結(jié)束程序，若故障沒有切除則跳開本保護(hù)設(shè)備對(duì)應(yīng)的斷路器，最后結(jié)束程序。

因?yàn)樾枰鹃g通信的原因，廣域保護(hù)較傳統(tǒng)保護(hù)而言，在后備保護(hù)功能的優(yōu)越性更加突出，因?yàn)閺V域后備保護(hù)是靠采集廣域內(nèi)多點(diǎn)電氣信息做比較，而非傳統(tǒng)后備保護(hù)靠動(dòng)作時(shí)間的階梯配合來保證選擇性。一個(gè)廣域保護(hù)采集的區(qū)域電氣信息也是有限的，通過保護(hù)中心站和子站的選取以及確定有限廣域半徑來劃分保護(hù)區(qū)域，保護(hù)及測(cè)控裝置只和本區(qū)域范圍內(nèi)的其他保護(hù)相關(guān)設(shè)備交互信息，判斷并切除故障，保護(hù)區(qū)域外的保護(hù)測(cè)控等設(shè)備和保護(hù)區(qū)域內(nèi)的保護(hù)設(shè)備不需要交互信息。

如果當(dāng)站間與站內(nèi)的通信故障或者是廣域保護(hù)裝置本身出現(xiàn)故障使得廣域后備保護(hù)不能獲取該區(qū)域內(nèi)的電氣信息，因此也不能實(shí)現(xiàn)廣域后備保護(hù)，那么廣域后備保護(hù)系統(tǒng)需將后備保護(hù)功能由廣域后備保護(hù)降級(jí)為傳統(tǒng)的不依靠通信的后備保護(hù)，如距離II段、Ⅲ段和零序電流II段、Ⅲ段等，確保保護(hù)區(qū)域不會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)故障而失去保護(hù)。

在采集更廣范圍的電氣信息基礎(chǔ)上，廣域保護(hù)系統(tǒng)還同時(shí)能便捷的實(shí)現(xiàn)其它功能比如隨著運(yùn)行方式變化而自動(dòng)校正定值的自適應(yīng)保護(hù)，進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)有保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能保護(hù)。

4 結(jié)束語

隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，智能電網(wǎng)建設(shè)的呼聲越來越急迫，變電站自動(dòng)化技術(shù)正經(jīng)歷極大改變來滿足未來的需求。變電站站內(nèi)的保護(hù)和自動(dòng)化設(shè)備的通信連接更新為以太網(wǎng)，這樣在站內(nèi)構(gòu)成一個(gè)局域網(wǎng)；在高壓變電站站間架設(shè)SDH光纖環(huán)網(wǎng)，這樣把各變電站的局域網(wǎng)連成為一個(gè)電力廣域網(wǎng)，為區(qū)域內(nèi)變電站間和站內(nèi)信息的高效可靠交換提供保證。隨著同步向量裝置在我國(guó)電力系統(tǒng)的大量應(yīng)用，互聯(lián)電網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)同步數(shù)據(jù)采集，從而促進(jìn)了廣域保護(hù)的發(fā)展。廣域保護(hù)通過采集多個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)設(shè)定的保護(hù)區(qū)來判斷故障是否在區(qū)內(nèi)來作出不同的保護(hù)策略，提高了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的性能。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：馬澤菊（1982-），女，重慶人，職稱：講師，主要研究方向：智能電網(wǎng)保護(hù)及控制。