解读分区域广域继电保护的结构与故障元件的判别

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摘 要 ：在整个电网当中，继电保护肩负着十分重要的任务 ，它的可靠性及速动性对于电力 系统的安全运行尤为重要。
基 于此 点 ，本文 首先 简要 分析 了分 区域 广域 继 电保护 系统 的结 构 ，并在 此基 础上 对基 于广域 继 电保 护信 息的故 障元 件判 别进 行论 述 。期 望通过 本文 的研 究能 够对 电力 系统运行 稳 定性 的提 升有所 帮助 。 关键 词 ：广域 继 电保 护 ；结 构 ；故障 元件 ；判别
故 障元 件进 行识 别 ，在 此 基础 上对故 障进 行 可靠 切除 。相 关理论 和 实践 表明 ，在广 域 继 电保护 模式 下 ，测 量 信息并 不 是越 多 越 好 ，为此 ，构 建广 域继 电保 护系 统时 ， 并 不需 要进 行信 息交换 ，只要 对有 限的 广 域 范 围 内的相关 信息 进行 充分 利用 ，便 可 有 效提 高 电力 系统 的继 电保护 水平 。在 电 网保护 无死 区原 则 的前提 下 ，可将 广域 电 网划分 为保 护对 象相 对独 立 、故 障信息 共 享 的分 区 域 保 护 体 系 ，其 结 构 可 采 取 蜂 窝式 结 构 ，如 图 １ 所 示 。其 中 ●表 示 区 域 间 的信 息交 换 ； ｏ表 示 区域 间的保 护交 互
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工 业 技 术
解读分 区域 广域 继 电保 护 的结构 与 故障元件 的判 别
张 文 明
（ 云南电网有限责任公 司文山供 电局 ，云南 文山 ６ ６ ３ ０ ０ ０ ）
说 明的一 点是 ，基 于单个 元件 的广域继 电 保护 故 障识别 与传 统继 电保 护主保 护 的功
能 复制完 全不 同 。在 电网 当中 ，变 电站是 较 为重要 的组 成部 分之 一 ，因变 电站 内的 主要 设备 ，如 变压 器 、母 线 等 的单元信 息
图１ 广域 继 电保 护 系统 的蜂 窝式结构 示
意 图
交互 不需 要广 域通 信 的协助 ，故 此 ，对 故
障元 件判 别原 理 的研究 多集 中在 输 电线路
为有效 ，但 在实 际应 用 中发 现 ， 由于 受技
的故障 判别上 。现 阶段 ，以单元 件为 基础 的广域 继 电保 护故 障元 件判 别算 法有 两大 类 ，其 中一类 因受 到原 理性 的 限制 ，只能 对 双端元 件 ，即线 路故 障进 行处 理 ；另一 类 除 了能够对 线路 故 障进行 识别 外 ，还能 区。 对 多端 口故 障元件 及故 障 区域进 行判 别 ， 如 电流差 动和方 向 比较 原理 等。 这 种 分 区域 的结 构 具 有 如 下 特 点 ： 各 个 区域之 间 的保 护判 断均 为独立 ，保 护 ２ ． ２ 扩 大范 围条件 下的故 障元件 判别 范 围相 互交 互 ，两个 相邻 保护 区域 之 间仅 相关 研究 结果 表明 ，在 以下几种 情况 需要 交换有 限的信 息 ，如后备 保护 启动 信 下 ，广 域继 电保 护系 统无法 准确 获取 到单 息 、故 障决 策 信息 等 。在对 电 网进 行分 区 个 元件 故 障识 别所 需 的数 据信 息 ：信 息采 域 的保 护 及控 制后 ，不但 能够 显著 降低 系 集 单元 出现 故 障 、变 电站 通信故 障等 。在 统 的通信 量 ，而且 还有 助于 广域继 电保 护 上 述条 件下 ，故 障元 件 的识 别 范围应 当从 系统 的实现 。 原 本单 一 的元件 扩大 至包 含多个 元件 的故 ２基于 广域 继 电保护 信息 的故 障元 件 障 区域 ，这 样才 能保 证故 障 的及 时 、有效 判别 切 除 。鉴 于此 ，在扩 大范 围 的条件下 ，可 对 于广 域继 电保 护而言 ，其 实现 的关 采 取如 下技 术措 施来 确保 广域 继 电保 护故 键是 基 于广域 信息 的故 障元 件判别 原理 ， 障元件 判别 的准确性 。 这也 是业 内近 年来 研究 的重 点课题 之一 。 ２ ． ２ ． １合 理确 定 信息 交 换 范 围 。在广 具体 包括 以下 两个 方面 的 内容 ：一方 面是 域 继 电 保 护 系 统 中 ，按 照 后备 保 护 的 职 故 障元件 判别 的原 理 ，较为 典型 的有 电流 能 ，可将 故障元 件判 别 的信息 交换 范 围划 差 动 、方 向比较原 理等 ；另 一方 面是借 助 分为 以下 三级 ：第一 级是 以单 个元 件 的故 广 域 信 息 融 合 增 强 故 障 元 件 判 别 的可 靠 障判别 原 理作 为研究 范 畴 ；第 二级 主要包 性 ，即对 广域 范 围 内存 在 的开关 量 、电气 括待 判别 线路 及其相 邻母 线 ；第三 级为 远 量 等指标 加 以利用 ，来 获取 更加 精确 的故 后备 范 围。在 以上 三级 当 中 ，第二 和第 三 障信 息 。 级全都属于扩大范围条件下的故障元件判 ２ ． １ 故 障元件 判别 的原理 别范 畴 ，它们 的信 息交换 范 围可按 照 网络 在 传 统 的 继 电保 护 中 ， 主保 护 通 过 拓扑 结构 进行 实时 获取 ，可采 取 的方法 主 对 单元 件双 端或 是多端 信 息 的利用 ，来确 要 有 关 联 矩 阵 、 电 网关 联 拓 扑 树 等 。此 保 继 电保护 动作 的快 速性 和选 择性 。虽然 外 ，在实 际运 行 的过程 中 ，还 应 当对 系统 广 域继 电保 护可 以获 取到更 大 范 围内的 电 的信 息采集 状况予 以充分 考虑 。 网信息 ，但 从故 障识别 方 面看 ，其仍 然是 ２ ． ２ ． ２广 域 信息 同步 。在 广 域信 息 同 以单一 的元 件作 为核 心 。如果 能够 准确 获 步 问题 的解 决 中 ，利用 Ｇ Ｐ Ｓ 的同步 时钟 较
中图分类 号 ：Ｔ Ｍ７ ７ 文献标 识码 ：Ａ
１ 分 区域 广域 继 电保护 系统 的结 构分 取 到单个 元件 的信 息 ，基 于故 障元 件判
就 广域继 电保 护保护 而言 ，其 核心思 备保 护 的动作 准确 、可靠 ，这 进 一步提 高 想 是借 助 电网 当中 的广 域 同步测 量信 息对 了故 障元 件识 别 的可靠性 。在 此需 要特 殊