廣域繼電保護及其故障元件判別問題探究

崔愛軍

摘要：隨著中國市場經濟的迅速發展，越來越多的電力企業開始逐步應用廣域繼電保護技術來取代傳統繼電保護，并取得了顯著成效。基于此，文章分析了老式繼電保護的主要缺陷，在此基礎上提出了繼電保護故障元件的判別方法，并總結了兩條廣域繼電保護的實現路徑，旨在為促進電網可持續發展奠定良好基礎。

關鍵詞：廣域繼電保護；故障元件；判別方法；實現路徑

引言

電網進行電力供應的過程中，繼電保護的主要作用就是全力保障電網的安全。只有保證供電網絡的安全可靠運行，人們的生活才能夠安定，生產作業才能夠持續進行。但是在現實社會中，人們會經常遇到大面積或局部停電的狀況，這給人們的生活以及工業生產帶來了諸多的不便。對此，圍繞傳統老式繼電保護的缺陷，深入探討故障元件判別問題及廣域繼電保護實現途徑，具有極其重要的現實意義。

1老式繼電保護的缺陷

1.1定值的整定與配合

傳統的繼電保護系統主要有主保護和后備保護，但是現代電網在結構、運行方式、網絡組成等方面并不是一成不變的，特別是在某些設備的定值分配和相互調整方面非常復雜，多數情況下并不能通過實地檢測和遠距離調整來保證其穩定性。以上做法不僅使電力工作者更加趨向于“簡后強主”的措施，這種方式最為極端的就是摒棄了某些后備保護裝置。正因為如此，加強雙套主保護也不能夠徹底消除其拒動，所以經常會發生大面積電網故障。這些不確定因素使電網故障發生率逐級上升，并且企業還要為此花費大量維護費用。

1.2后備保護設計復雜

對于現代化電網，無論是運行設計還是結構設計，都在向復雜化的方向發展，在對繼電保護的后備保護進行設計的過程中，復雜性特點日益顯現。對于動作值選定而言，其需在相對較短的時段內準確選定，但當前人們只能借助延時或就地檢測等傳統方式，還存在很大的不足。后備保護設計過程中，不可過于復雜和繁瑣，應盡可能強化保護對策，并且現有的后備保護也要做出適應的配合，這樣才能夠有效提升判斷的準確性。但從現狀來看，對于傳統意義上的繼電保護由于在設計中參考的基本原理較為單一，即便可以采用雙套主實施保護，也無法從根本上避免誤動作的產生。

1.3存在一定誤動作風險

如果繼電保護存在問題或故障，將對電網運行造成嚴重影響，甚至還會引發事故。電網運行中，電網結構容易產生改變，負荷潮流隨即發生轉移，而繼電保護具備一定保護功能，可對這部分信息實施儲存，從而將負荷潮流轉移自定義為內部故障，繼而做出跳閘保護動。但實際上電網是在正常運行，未發生任何故障。這樣跳閘現象普遍出現，給人們的生活帶來了極大的不便。

2故障元件判別方式

2.1基于故障電壓分布以及故障元件處理判別

一般情況下，單個元件的故障判別經常以一條線路為例，這其中就有縱連距離、縱聯方向等多個方面。在這一過程中人們需要注意的一點是：電流差分析并不能保證其同步采樣的準確程度，如果將它在本文所探討的廣域繼電保護中進行應用，難免會出現一定的缺失，并存在一定的難度。同時針對縱連方向以及縱聯距離來說，其面對十分復雜的情況也是無能為力，在這些特殊情況下，工作人員依據故障電壓所分布的具體情況以及故障原件進行判別處理，對故障元件判別進行整合，就能夠有效解決以上提到的兩個問題。通過適合理的估算，分量得出兩段的電流分量和電壓故障，從而實現對廣域繼電保護裝置全面、準確、科學、合理的校正。

2.2基于廣域綜合阻抗狀態下的故障元件判別

廣域差動電流與普通的電流差值經常用于比較和確定故障，因為就靈敏度而言，廣域電流差動因為受電流分布電容的影響，從而在靈敏性方面表現得更加突出。不難理解，這種變化可以歸結于兩種運行模式在保護裝置上的差別。特別是區域差動范圍的不同，分布電容、電容電流都可能在一定指標下浮動，也就會帶來更加繁瑣的估計和補償。通過對故障元件問題判別，綜合抗阻能夠良好地進行補償，提升靈敏度，為廣大科技工作者提出更為有效的解決方案。

2.3基于概率識別的信息融合技術

為了有效地控制傳統意義上的廣域繼電保護計算量過高現象，并充分地掌控保護判斷過程中存在的偏差問題，工作人員需要將概率識別作為基礎，采用信息融合技術。簡單來說，將概率識別作為基礎性工作，假定在同一時刻內，整個廣域范圍內不同類型的故障發生概率非常低，工作人員僅需要對這一有限廣域區域內的個別原件做出相應的故障識別以及編碼處理，從而就會使得后期計算過程中需要搜索的范圍得到有效控制。更為關鍵的是，信息融合技術中還有效地引入了進行故障識別概率的計算方式，能夠對故障識別的有效性作出保障。通過專門的方式進行計算，所得出的故障識別率產生的數值越大，相對應的原件發生故障的概率就越高，這樣就能保證故障故障元判別的有效性。

3廣域繼電保護功能實現路徑

3.1FEI途徑

這種途徑的廣域繼電保護裝置，對當今電網進行保護的主要作用體現在：即便電網正在運行，也可以對其產生的問題作出有效、準確的判斷，并且能夠采用廣域多點測量方式獲取相應的信息數據，從而對故障狀態作出判定。FEI途徑廣域繼電保護裝置能夠對故障位置以及故障狀態進行準確判定的主要原因在于，這種裝置在進行多點測量信息收集時十分靈敏，并且可以甄別出大量不同的信息，從而準確選擇故障信息。然后結合相關的信息數據對故障的位置和故障狀態進行準確確定，最后相關工作人員就可以針對不同故障制定出科學可行的解決措施。與傳統繼電保護相比，其優越性十分明顯，可以同時判別大量有效信息，無需整定計算，在短時間內實現廣域后備動作的有效控制，縮短后備保護的動作時間。此外，它沒有大負荷潮流轉移引起后備保護出現信息誤判的缺陷，也就解決了連鎖反應造成大面積區域跳閘的問題。

3.2基于OAS的廣域繼電保護

OAS途徑實現廣域繼電保護已經經過了相當長時間的研究，現階段其選擇性以及敏感性在適配問題下已經得到了有效提升，在實際運行中已經可以對電網運行的狀態進行跟蹤和分析，進而計算出相應保護定值。然而，不足之處在于，實際應用的過程中經常會因缺乏后備保護，而導致其功能受到限制，這種隱性故障對整個系統造成了嚴重威脅。

結束語

總而言之，隨著科學技術的不斷進步，電網日益完善，對于電網運行故障，傳統老式的繼電保護已經無法滿足實際需求，存在設計復雜、易產生誤動作等問題。而廣域繼電保護具有更好的穩定性、準確性及其數據輸送的可靠性，并且利用廣域繼電保護裝置從OAS途徑、FEI途徑出發，能夠使廣域繼電保護功能得到更好的發揮，從而推動我國電網朝著健康、長遠的方向發展。

參考文獻

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