面保護(hù)原理淺析

摘要：面保護(hù)是相對(duì)于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)而言的，它指的是繼電保護(hù)裝置除了利用自身采集的信息外，還要利用系統(tǒng)中通過(guò)通信方式采集的其它信息，做出故障判斷和動(dòng)作出口，以保證自身設(shè)備或局部系統(tǒng)的運(yùn)行。構(gòu)成面保護(hù)必須具備通信、CPU和并行處理三個(gè)條件。

關(guān)鍵詞：面保護(hù) 通信 CPU 并行處理

0 引言

隨著現(xiàn)代通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了面保護(hù)概念?！懊姹Ｗo(hù)”是相對(duì)于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)而言，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置只采集故障點(diǎn)信息，可稱作“點(diǎn)保護(hù)”?！包c(diǎn)保護(hù)”只依據(jù)保護(hù)裝置安裝處的故障電流和(或)電壓，即其動(dòng)作依據(jù)僅僅是電力系統(tǒng)中一個(gè)測(cè)點(diǎn)的信息，獲得的信息量太少，難以對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為和故障原因做出正確判斷，因而難以提高其動(dòng)作正確率。面保護(hù)定義是：除了利用繼電保護(hù)裝置自身采集的信息外，還要利用系統(tǒng)中通過(guò)通信方式采集的其它信息，作出故障判斷和動(dòng)作出口，以保證自身設(shè)備或局部系統(tǒng)的運(yùn)行。

面保護(hù)原理的先進(jìn)之處在于除了采集故障點(diǎn)的信息外，還通過(guò)通信獲得其他相關(guān)的非故障點(diǎn)的信息進(jìn)行判斷，通過(guò)更為全面的分析做出更為正確的動(dòng)作決策。面保護(hù)不需要依靠延時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作的配合，縮短了切除故障時(shí)間，有利于延長(zhǎng)設(shè)備的壽命和檢修周期。通過(guò)以上分析可以看出，構(gòu)成面保護(hù)，必須具備以下3個(gè)條件：

1 通信

其他信息的獲得必須依賴于通信，因?yàn)闆](méi)有通信就無(wú)法獲得系統(tǒng)中的其它信息。

2 CPU

即：面保護(hù)裝置本身含有CPU，沒(méi)有CPU就無(wú)法利用自身信息和其他信息進(jìn)行綜合分析。以往所熟知的繼電保護(hù)都屬于點(diǎn)保護(hù)，例如過(guò)流保護(hù)、方向保護(hù)、距離保護(hù)等都屬于點(diǎn)保護(hù)，微機(jī)式的過(guò)流保護(hù)、方向保護(hù)、距離保護(hù)也屬于點(diǎn)保護(hù)。它們雖然有CPu，但它只利用了自身信息并沒(méi)有利用系統(tǒng)中的其它信息。母線保護(hù)也屬于點(diǎn)保護(hù)，因?yàn)樗彩侵焕昧四妇€(作為一個(gè)元件)的信息，沒(méi)有利用其它信息。

3 并行處理

一個(gè)系統(tǒng)中有眾多的保護(hù)裝置，每個(gè)保護(hù)裝置都有自己的CPU，即系統(tǒng)中有眾多的CPU；一旦發(fā)生故障，這些CPU將同時(shí)啟動(dòng)、綜合信息、判斷是否出口，即要并行處理，否則，如果按照串行工作，則不可能達(dá)到系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)快速性的要求。

下面舉例說(shuō)明面保護(hù)工作原理

如圖所示，在配電網(wǎng)中，如下系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，各級(jí)開關(guān)處于閉合狀態(tài)，保護(hù)限時(shí)過(guò)流時(shí)間定值整定為100ms。CBl，CB2，CB3處都裝有面保護(hù)裝置，采集自身和系統(tǒng)的其他信息。

設(shè)出線側(cè)發(fā)生短路故障，記時(shí)刻t為0：

20ms后，CB3保護(hù)檢測(cè)到故障電流，發(fā)命令閉鎖上級(jí)開關(guān)CB2，通訊延時(shí)小于60ms，程序延時(shí)小于20ms：C82保護(hù)也同時(shí)檢測(cè)到故障電流，同理閉鎖上級(jí)開關(guān)CB1。

t=100ms時(shí)刻，未被閉鎖的CB3出口跳閘。開關(guān)動(dòng)作時(shí)間小于100ms。在t=200ms時(shí)刻，CB3已經(jīng)跳開，故障電流消失。

t=200ms時(shí)刻，CB3故障電流消失，解除上級(jí)開關(guān)CB2閉鎖。CB2故障電流也同時(shí)消失，解除上級(jí)開關(guān)CB1的閉鎖。CB1故障電流，保護(hù)不動(dòng)作。

通過(guò)以上例子可以看出，面保護(hù)裝置不僅依靠本身的信息，還通過(guò)通信接收系統(tǒng)的其他信息，然后做出正確動(dòng)作。

面保護(hù)原理克服了傳統(tǒng)點(diǎn)保護(hù)信息不全的弱點(diǎn)，故障段判據(jù)簡(jiǎn)單明了，并且所有開關(guān)保護(hù)同時(shí)并行采集信息、綜合、判斷故障段，因而避免了對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)和某臺(tái)機(jī)的完全依賴，動(dòng)作準(zhǔn)確、可靠。因此，面保護(hù)原理在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。