探讨广域继电保护及其故障元件判别问题

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针对当前我国电网的运行现状以及故障发生的特点，对广域继电保护以及故障元件的判别问题进行详细分析，提出了传统继电保护装置的弊端，其中包括：传统继电保护所存在的误动作风险、后备保护性能欠缺、后备保护设计繁琐等。基于此，对故障元件判别问题做出详细阐述，并得出广域继电保护装置的功能实现途径，以期为我国电网运行和发展提供一定的理论依据。

【关键词】电网 广域继电保护 故障 元件判别

在我国，经常有大面积停电事故发生，其主要原因是电网运行过程中，继电保护设备出现了一定问题，包括误动作等。另外，在传统继电保护装置的结构设计上十分复杂，并且采用离线方式进行保护值的确定。对于继电保护装置来说，既要能满足检测电网故障的敏感性，又要符合一定的选择性。但是传统的继电保护设备缺乏较高的灵敏度和选择性，导致其难以满足电网对其的需求。

1 传统继电保护的弊端

1.1 传统继电保护所存在的误动作风险

如果继电保护装置中存在一定的错误，电网的正常运行就会受到一定的影响，严重时，甚至发生重大事故。在运行过程中，使用传统的继电保护装置，就很有可能存在一定的潜在弊端，其问题主要发生在运行的过程中。在运行过程中，因为电网的结构突然发生一定的改变，负荷潮流出现转移，这就会使继电保护装置发生突然的跳闸现象。从原理的角度上看，继电保护装置自身所具有的保护功能的产生，主要是因为其自身具备一定的储存信息。电网在运行的过程中，如果出现相应的违背信息，跳闸保护功能就会开启。但是，在实际运行过程中，当电网还处在正常运行状态下，并没有发生故障。要想保证继电保护装置对电网运行状况做出正确的判断，就一定要取得系统运行的更多信息以及保护设备区域所具备的各种信息，从而防止继电保护装置出现误动作。

1.2 后备保护性能欠缺

针对现代化电网运行现状来看，传统继电保护装置的后备保护装置已经不能满足其需要。在传统保护装置中看，其中的整定配装置存在着一定的局限性。尤其是在运行方式上，如果出现幅度较大的改变，即便此时电网的运行状态是正常的，还是会发生跳闸现象。如果网架结构发生了比较大的改变，继电保护装置就会接到相应的信息，这种情况下，就会使系统中所存储的信息与实际不符，从而导致误动现象发生。当后备保护丧失了有效性，还有可能使时间被延长，如果因为这样的原因产生故障，就会使系统安全受到威胁。

1.3 后备保护设计繁琐

现代电网，不管是结构设计还是运行方式，均向着越来越复杂的方向发展，进行后备保护的设计时，也显得十分复杂。后备保护间产生的动作值，要确定在很短的时间内进行准确的选择，仅采用延时或者就地检测的形式进行操作，明显存在着不足之处。进行后背装置设计时，一定不能过于繁琐，尽量加强保护对策，后备保护对其做出相应的配合。这样，就能在很大程度上提升判断的有效性。但是，针对传统的继电保护装置来说，因为其设计过程中采用的基本原理过于单一，即使运用了双套主进行保护，还是难以避免出现误动作。

2 故障元件判别相关问题分析

2.1 基于故障电压分布情况的故障元件判别问题分析

以单一元件作为例子，和它相对应的故障判别原理中涉及很多方面，其中主要包括电流差动、纵连方向以及纵联距离等。在这一过程中所需要注意的一点是：针对电流差动，主要被与其同步采样的精确性的较为严格的要求所限制。如果将它在本文所探讨的广域继电保护中进行应用，难以避免出现一定的缺失，并存在一定的难度。但是针对纵连方向以及纵联距离来说，所涉及到的十分复杂的故障问题还是有可能产生性能方面的缺陷。采用故障电压所分布的具体情况以及故障原件进行判别处理，就能够有效解决以上提到的两个问题。用简单的原理分析，这种故障原件判别原理对其中某一侧的电流故障分量的测定值，或者电压的分量测定值，采用一定的方式进行估算，从而测定出线路中另一侧的电流故障分量值以及电压分量值。在这样的情况下，针对整个广域后备来说，可以同时获取两侧的位置以及嗲电压、电流的实际值和估算值。经过长时间的实践得出：当出现的故障表象为外部故障时，这一线路两侧位置的电压和电流测量状态、估算状态得出的相关数据基本保持一致。但是，当出现的故障属性表象为外部故障时，整个线路中，至少存在一处的电流电压分量测定值与其他不同。因此形成故障原件的判别依据如图1 所示。

整个故障元件中，判别原理可以分为有序分量判别原件、零序分量判别原件以及正续分量判别原件三类。它们的优势是，可以有效地判定出内外故障同时存在的情况下，查出负接地故障和三相短路故障等问题，同时还能检测出相间短路故障问题。其中最为关键的是对故障电压分布情况进行判别的过程中，只对相对较远的电压幅值的相关数据有着一定的要求，对于广域同步采样所具备的精准性程度没有过于严格的要求。在运行过程中，只需要保障故障两侧的启动特征的校正处理相互同步便可。从上述内容可以看出，对这类原理进行应用，能够很好地将潮流转移因素剔除，并在此基础上，确保有效地识别故障线路的有效性。

2.2 基于广域综合阻抗情况的故障元件判别原理分析

对广域电流和普通电流进行分析，考虑到其对应的区域差在不运行模式存在差异的情况下，与之有关的线路数量上有着一定的不同之处等问题，致使其和一般意义的电流差动进行比较。广域差电流保护在运行过程中体现出来的灵敏度指标，会在不同测程度上受到分布电容等指标产生更为显著和具体的影响。这主要是因为，线路的数量之间存在的差异性经常会与分布性电容以及电流相对应。但是，本文所阐述的是这种以广域组合阻抗情况为的故障原件为基础，对相关原理进行判别，从而使这一分部电容的相关影响问题得到有效克服，同时其有效性和灵敏性更为突出。站在这样的角度上分析，可以得出，把综合阻抗和广域阻抗进行适当的融合，最终形成的这类故障原件判别原理存在着十分显著的应用优势。对方针算法中的相关数据进行详细的分析和验证：采用这类故障原件的故障判别方式进行故障判别，其表现出非常高的耐过度电阻性能、十分低的转换型故障以及较高的灵敏性和优越的选项性能。因此相关人员在在日常实施过程中，需要对其加大重视力度。

2.3 基于概率识别的信息融合技术分析

为了有效的控制传统意义上的广域继电保护计算量过高现象，并充分的掌控保护判断过程中存在的偏差问题，需要将概率识别作为基础，实现信息融合技术的实现。站在较为简单的角度看，将概率识别作为基础性工作，假定在同一时刻内，信息融合技术在整个广域范围内出现类型不同的故障发生概率非常低，仅对这一有限广域区域内的个别原件做出相应的故障识别以及编码处理，直接导致后期计算过程中所具备的搜索范围受到了一定的控制。更加关键的是：有效的引入进行故障识别概率的计算方式，从而对故障识别的有效性作出保障。通过专门的方式进行计算，所得出的故障识别率产生的数值越大，相对应的故障原件可能发生的概率就越高，这样就能保证故障故障元判别的有效性。

3 广域继电保护的实现方式

传统继电保护中虽然存在着一定的弊端，但是从目前的运行状况看，没有比广域电器更加优质的设备，可以进行电网保护。因此，相关部门和技术人员要对现有设备中存在的缺陷进行改进，并做进行不断创新，保证继电设备能够很好的适应电网的变化，从而使电网的保护功能得以实现。相关学者对广域继电设备进行多年的研究和分析，得出提升继电设备自身性能的两种途径：

3.1 OAS途径

经过相关科研人员的长期研究，在这一方面取得了较大的突破，对继电保护装置的灵敏性以及选择性作出了很大的提升。在电网运行过程中，这一设备可以将事件触发作为诱因，对电网运行状态进行详细分析，并对其结果进行计算，从而做出相应的判断，进行电网保护，防止适配现象发生。但是OAS 途径难以从解决传统设备的个根本性缺陷，这种情况也是导致后备保护装置产生一定问题的关键。

3.2 FEI途径

这种途径的广域继电保护装置，对当今电网进行保护的主要作用体现在。即便电网正在运行，也可以对其产生的问题作出有效、准确的判断，并且能够采用广域多点测量方式获取相应的信息数据，从而对故障状态作出判定。对故障位置以及故障状态进行准确判定的的主要原因是，这种装置在进行多点测量信息收集时十分灵敏，并且可以甄别出大量不同的信息，从而准确选择故障信息。然后结合相关的信息数据对故障的位置和、故障状态进行准确确定，最后相关工作人员针对不同故障制定出科学可行的解决措施。

4 结束语

综上所述，伴随着我国经济的发展，电网的发展速度也越来越快，对于电网在运行过程中发生的故障问题，传统的继电保护设备已经不能满足其需要，传统广域继电保护设备存在着一定的弊端，主要包括、后备保护性能欠缺、后备保护设计繁琐等。笔者利用广域继电保护装置从OAS途径、FEI途径出发，使广域继电保护功能得以实现，推动我国电网朝着健康、长远的方向发展。

参考文献

[1]丁静娴.广域继电保护及其故障元件判别问题的探讨[J].电子世界，2012，22：44-45.

[2]余晓娇.广域继电保护及其故障元件判别问题分析[J].企业技术开发，2014，26：70-71.

[3]杨海鹰.广域继电保护及其故障元件判别原理探究[J].机电信息，2014，24：28-29.

[4]李琪，赵雯莉，任凯，季亮.广域继电保护及其故障元件判别分析[J].自动化应用，2013，11：78-79.

作者简介

刘芳（1979-），女，河北省南宫市人。现为许继电气股份有限公司工程师，从事电网工程设计工作。

作者单位

许继电气股份有限公司 河南省许昌市 461000