广域继电保护及其故障元件判别问题的探讨

陈明

摘 要：我国的电网在运行的过程中，会对广域继电保护和相应的故障元件的判别进行了详细的分析，一定要对传统的机电保护装置存在的弊端进行分析，对于故障元件的判别进行详细的阐述，为我国电网的稳定运行提供了科学的理论基础。

关键词：广域继电保护；故障元件；判别问题

在我们的生活中有时会出现停电的现象，出现这一现象的主要原因是由于电网在运行的过程中，相关的继电保护设备存在着一定的问题，例如误动作。而且传统的继电保护装置也十分的复杂，必须要利用离线的方法对于保护值进行确定。继电保护装置必须要满足选择性和敏感性的特点，这样在电网发生故障的情况下，才能够及时的保护线路。因此一定要重视继电保护以及故障元件的判别问题，使电网能够安全的运行。

1 传统继电保护装置存在的弊端

1.1 误动作风险

继电保护装置如果存在着错误，那么电网就无法正常的运行，如果严重的情况下，会出现重大的安全事故。继电保护装置在运行的过程中，如果使用的是传统的继电保护装置，就会存在着一定的弊端，而且这一弊端主主要是体现在运行的过程中。如果电网的结构出现了突发性的改变，在这样的情况下，负荷电流就会出现转移，这时继电保护装置就会跳闸。从运行的原理上分析，继电保护装置主要的作用保护电网的运行，设备自身也就储存了一定的信息，如果电网出现了违背信息，那么继电保护装置的跳闸保护功能就会自动的开启。但是电网在处于正常的运行状态下的时候，是不会出现任何的的故障的。如果想要对运行的情况进行正确的判断，，就必须要对运行系统和波阿虎区域的信息进行充分的获取，对于这些信息进行分析，就可以减少误判的风险。

1.2 后备保护性能较弱

我国电网在运行的过程中应用了较多新技术，在这样的情况下，传统的继电保护装置也就无法满足电网的运行需要，尤其是后备保护装置是无法与电网进行同步的更新的，这样就会出现一些原本不应该发生的问题。如果电网的网架结构和运行的方式出现了变化，那么即便电网是在正常的运行状态下，继电保护装置也在原本指令的引导下也会将其当做是事故指令，这样就会继电保护装置就会出现跳线的现象，局部的电网甚至会断电，这时后备保护的性能却无法得到有效的发挥，威胁系统的安全，断电事故的区域甚至会不断的增加。

2 广域继电保护的实现方式

传统的继电保护有着很多的弊端，但是目前并没有科学的设备对电网的运行进行保护，因此必须要在广域继电保护的基础上对继电保护装置进行研究，将装置上的缺点进行改进，还要对一些性能进行提升，这样就可以使机电保护装置满足新技术下电网运行的需要，对于电网的运行过程进行有效的保护，对于广域继电器自身的性能进行提升。经过了众多研究人员的研究，认为广域继电保护装置的性能要想得到提升，可以通过两种有效的途径来实现，一种是基于在线自适应的整定原理的一种广域继电保护，又被叫做OAS，另外一种是基于故障元件判别原理的一种广域机电保护，又被叫做FEI，以下对这两种方式进行详细的分析：

2.1 FEI途径

FEI途径对于现代化电网运行起到的保护作用主要体现以下方面：电网在运行的过程中，一定要有效而又准确的对于其中存在着问题的元件进行有效的判断，还可以利用广域中的多点测量进行信息的获取，这样就可以在电网正常运行的状态下，对于故障进行判定。这种途径能够准确的对故障状态判定和位置进行判断的原因就是由于这种装置自身具备的广域多点测量方式，对于信息的获取是极为敏感的，即便是大量的信息也可以进行有效的甄别，对于故障信息进行准确的判断并且选择合适的方法进行相应的处理。

2.2 OAS途徑

科研人员在经过了长期的研究之后，OAS途径在继电保护上已经取得较大的突破，继电保护装置的选择性和敏感性在一定程度上得到了提升，这种装置主要是对事件触发作为诱因对电网的运行进行基本的分析，通过计算进行准确的判断，这样对电网实行保护，也可以避免出现保护适配的现象，但是OAS途径还没有充分的解决传统设备中存在的缺陷，使得后备保护装置的作用无法得到发挥。

3 故障元件的判别

3.1 在故障电压分布的基础上判别故障元件

在故障电压分布的基础上对故障元件进行判别需要利用单一元件为例将其中的原理进行说明。单一元件在故障判别的过程中会涉及到纵联距离、方向和电流的动差等，在利用电流的动差进行故障的判断的时候，必须要保证同步采样的科学性和准确性，采样工作必须要严格的进行，但是在实际的保护中却存在着很多的难题，而且纵联方向和距离在面对这些故障的过程中，也无法完美的解决，也就是说应用性较差。这样就可以利用故障电压的分布来解决上述问题。主要的工作原理就是要对整个线路一侧存在的电压测量值和电流故障分量的测量值利用科学合理的方式对另一侧的测量值进行估算。通过此方法广域后备保护装置可以同时获得关于电流故障分量的双重数据，根据这些数据可以有效地对故障元件进行判定，如果线路任意一端的电流故障分量值与估算值的数据基本一致，说明元件的故障属性为外部故障；如果至少有一侧的故障电压的估算值与分量测定值存在比较大的差异就可以判定为元件的故障属性为内部故障属性。

3.2 基于广域综合阻抗状态下的故障元件判别

如果把广域差动电流与普通的电流差动做一下比较，我们就可以发现由于受到线路分布电容指标因素的影响，广域差动电流保护的灵敏性表现的更加突出、显著。产生这种变化的主要原因是广域电流的运行模式与普通电流的运行模式有很大的区别。这种数量上的差异又导致了电容电流以及分布性电容的巨大变化，把这种变化掌握在可控的范围之内，可以利用综合阻抗有效地克服这种不利因素，将其应用到广域继电保护系统，使这个系统的缺陷得到改善，有效的弥补了广域电流差动保护方面的不足。

3.3 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。

4 结论

传统的继电保护装置由于自身的设计的缺陷在部分情况下不仅不能对电网实行有效的保护，甚至有可能扩大处于紧急状态下的电网风险，为了保证电网的安全运行，亟需对继电保护装置进行有效改进。

参考文献

[1]李振兴，尹项根，张哲，何志勤，冯灿成.基于多信息融合的广域继电保护新算法[J].电力系统自动化，2011，9：14-18.

[2]李振兴，尹项根，张哲，王育学，唐金锐.广域继电保护故障区域的自适应识别方法[J].电力系统自动化，2011，16：15-20.