余曉嬌

摘 要：近年來，電能應用越來越廣泛、電網(wǎng)發(fā)展速度越來越快、電網(wǎng)運行越來越復雜多樣，作為電網(wǎng)系統(tǒng)安全保護的首道防線，繼電保護裝置已經(jīng)越來越發(fā)揮著重要的作用。與傳統(tǒng)的繼電保護對比，廣域繼電保護具有非常明顯的優(yōu)勢，因而也更適宜電力行業(yè)發(fā)展的實際需要。文章分析了傳統(tǒng)繼電保護存在的一些問題和實現(xiàn)廣域繼電保護的主要方式，系統(tǒng)地闡述了廣域繼電保護的故障元件判別，對電力企業(yè)和電力工作人員探索、推廣和應用廣域繼電保護具有一定的參考價值。

關鍵詞：廣域繼電保護；故障元件；判別分析

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）26-0070-02

近年來，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展不斷提速和科技水平日益增強，電力企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模和效益也得到了顯著的提升。但是長期以來，很多地方都曾經(jīng)出現(xiàn)過大面積的停電現(xiàn)象，繼電保護裝置作用未能很好的發(fā)揮是主要的原因。而且由于傳統(tǒng)的繼電保護沒有很高的靈敏性，保護定值不穩(wěn)定，存在安全隱患，特別是隨著計算機網(wǎng)絡技術的普及應用，廣域繼電保護逐漸被運用到了電網(wǎng)系統(tǒng)的運行中，而且分析研究故障元件的判別原理也日益被提上了重要日程。本文就廣域繼電保護及其故障元件的判別談些粗淺的想法。

1 傳統(tǒng)繼電保護的不足

1.1 保護定值不穩(wěn)定

在近年來科技水平日新月異和電力行業(yè)持續(xù)發(fā)展的背景下，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的運行也出現(xiàn)了多樣性和復雜性的實際情況。雖然現(xiàn)代化科技手段應用到電網(wǎng)運行當中，實現(xiàn)了電力發(fā)展的時代性和科學化，但是同時也使繼電保護裝置面臨著復雜多變的客觀環(huán)境，而且對一些關鍵性技術環(huán)節(jié)的改進增加了新的難度。傳統(tǒng)的繼電保護受電網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展趨勢影響，后備保護定值一般不穩(wěn)定，對電網(wǎng)設備的現(xiàn)場檢測和定值配合形式的選用方面就增加了困難，因而在繼電保護裝置的利用方面已經(jīng)越來越被簡化，而且很多地方已經(jīng)被廣域繼電保護所替代。

1.2 延長保護性能

一般傳統(tǒng)的繼電保護裝置，由于呈多級階梯性，因而在保護性能的配合上都具有延長時間的現(xiàn)象，非常容易出現(xiàn)后備保護增加時限的情況，使電網(wǎng)系統(tǒng)的安全可靠運行受到一定程度的影響，無法有效發(fā)揮繼電保護的作用。

1.3 適應能力不強

由于傳統(tǒng)繼電保護裝置的整定值配合一般都具有很大的局限性，如果電網(wǎng)系統(tǒng)隨著科技水平的提高和社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，而不斷改善變電設備的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)或者電網(wǎng)系統(tǒng)的運行模式，特別是變化比較大的情況下，即便電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行，傳統(tǒng)的繼電保護也會由于信息的不對稱而出現(xiàn)不適應性，形成繼電保護的誤動作，不能充分發(fā)揮保護作用，或者延長保護時間，出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，造成安全用電事故，制約電力系統(tǒng)的安全、可靠、平穩(wěn)運行。

1.4 存在誤動作風險

很多電網(wǎng)系統(tǒng)的運行失?；蛘叱霈F(xiàn)安全生產(chǎn)事故，一般都是繼電保護不力發(fā)生誤動作情況所造成的。特別是傳統(tǒng)繼電保護，由于受到電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化的影響非常明顯，不能系統(tǒng)分析把握電力運行的全部信息資源，自身對整定信息改變又存在一定的不適應性，無法有效地判別和整定電力事故發(fā)生的原因和適應電力系統(tǒng)的運行變化，一旦在運行使用的時候超過自身承載負荷，就很容易出現(xiàn)誤動作的問題，造成保護設施自動跳閘，出現(xiàn)大面積停電，從而影響電網(wǎng)的正常運行，出現(xiàn)用電事故。

2 實現(xiàn)廣域繼電保護的基本形式

基于以上原因，傳統(tǒng)的繼電保護裝置已不太適應電力行業(yè)發(fā)展的實際需要，特別是電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的改進和科技手段的逐步應用，不能科學地實現(xiàn)繼電保護功能。所以很多電力企業(yè)，尤其是一些科研機構(gòu)，都在研究推廣廣域繼電保護設備，有效地解決后備保護不足的問題。目前，實現(xiàn)廣域繼電保護的基本形式，主要包括OAS和FEI兩種辦法。

2.1 OAS形式

就是根據(jù)在線的自適應性進行整定借以發(fā)揮繼電保護的作用。采用這種形式，主要是考慮到廣域繼電保護裝置的配合性，發(fā)生用電故障以后能夠及時地識別擾動區(qū)間和搜索判定斷電的最小集，而且對發(fā)生短路的區(qū)域進行迅速測算，以改善繼電保護裝置反映能力和靈敏性，特別是在電網(wǎng)系統(tǒng)運行的時候，OAS可以參照事故觸發(fā)的情形，對電力設備的運行狀態(tài)進行全程跟蹤分析判別，從而準確地測算出廣域繼電設備保護的整定值，及時在線處理，避免用電事故的發(fā)生。

2.2 FEI形式

分析判別故障元件性能，實現(xiàn)對電網(wǎng)系統(tǒng)的繼電保護功能。采用這種形式可以有效地縮短整定值測算的時間，單純運用繼電保護設備的邏輯配合性能和工作時序，能夠發(fā)揮廣域后備保護的作用，防止保護作用的延時和用電負荷變化帶來的不利影響，即使電網(wǎng)系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，也能夠及時判定故障元件的準確定位，而且能夠及時采取有效的措施進行處理。

3 判別故障元件的措施

3.1 通過故障電壓的分布形式來判別元件故障

一般情況下，判別單個元件的故障，應當采取的措施包括縱聯(lián)距離、方向和電流差動等形式。但是在判別復雜多變的電網(wǎng)元件故障中，縱聯(lián)距離和縱聯(lián)方向不是非常的適合，而且采取電流差動的辦法在廣域繼電保護中也不能有效地利用。然而采用故障電壓的發(fā)布對元件的故障進行分析判別，就能夠有效地彌補這兩種辦法的不足。這種方法主要是利用一側(cè)的線路電壓以及出現(xiàn)問題的電流分量計算出來的取值，來分析估算另一側(cè)線路的故障電壓情況，如果計算和估算的線路兩側(cè)的故障電壓分量一致，就可以判別出繼電保護裝置的外部發(fā)生了元件故障問題，如果數(shù)值不一致，就說明是內(nèi)部出現(xiàn)了元件故障問題。或者是采取單相繼電測試儀進行測試，如圖1所示。運用這種判別辦法，即使面對電網(wǎng)系統(tǒng)運行過程中非常復雜多變的故障轉(zhuǎn)移以及高阻接地等情況，或者出現(xiàn)震蕩的現(xiàn)象二次發(fā)生線路故障的情況，都能夠非常及時地判斷出來故障的準確定位，為專業(yè)技術人員全面、準確、科學、合理地校正廣域繼電保護裝置提供了便利條件。

3.2 通過阻抗電壓電流的綜合能力來判別元件故障

廣域繼電保護裝置的電流差動受到電容的影響非常明顯，而且波動非常大，因而也就造成了其靈敏性在一定程度上的降低，產(chǎn)生上述問題的原因，一般是繼電保護設備的運行在區(qū)域差動的架構(gòu)范疇，利用的形式和通過的線路數(shù)量具有一定的差異性，非常容易改變所分布的電容和產(chǎn)生的電流，一定程度上會影響廣域繼電保護較為靈敏的反映能力。所以，通過阻抗電壓和電流的綜合能力分析評判故障的繼電保護元件，因為其自身較高的靈敏性，可以非常有效地彌補電流差動造成的不良影響，解決元件故障判別問題。

3.3 通過融合信息的手段來判別元件故障

這種方法目前在具有有限性特征的廣域繼電保護中應用的非常普遍，特別是在一些智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中應用的效果非常好，應用流程如圖2所示。主要是采用融合信息的技術手段對故障發(fā)生的概率進行分析判斷，建立故障的順序編號，這樣不但可以提高故障元件問題檢索效率，節(jié)省故障排查時間，而且可以降低計算過程，避免對繼電保護作出錯誤的判斷，提升錯誤信息的容納能力。

4 結(jié) 語

隨著電能需求的逐漸提高，電力行業(yè)的發(fā)展也將越來越快，電網(wǎng)的安全運行也將日益被社會各界和電力企業(yè)所重視，而繼電保護目前在電網(wǎng)系統(tǒng)的科學、平穩(wěn)運行中正越來越發(fā)揮了重要的支撐作用。本文分析了傳統(tǒng)繼電保護裝置存在的局限性，闡述了實現(xiàn)廣域繼電保護的基本形式和判別元件故障的主要措施，對進一步推廣應用廣域繼電保護設備，科學、準確地分析判斷元件故障的實際情況，確保電力系統(tǒng)安全運行，促進電力行業(yè)健康協(xié)調(diào)快速發(fā)展具有一定的借鑒意義。

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