广域继电保护及其故障元件判别问题的探讨
广域继电保护及其故障元件判别问题的探讨
广域继电保护及其故障元件判别问题的探讨摘要:传统的电网后备保护系统计算十分复杂，适应性能力差，如果发生大规模的潮流转移就有可能引起连锁的动作，在此问题上广域继电保护具有明显的优势。
社会和经济的快速发展，用电需求的不断提升，电力企业的规模不断的扩大，但是大面积停电现象始终发生，因此以计算机技术为核心的广域继电保护逐渐受到人们的关注。
本文主要针对广域继电保护以及故障元件判断的相关问题进行了简单的探讨。
关键词：广域继电保护；故障元件；判别；探讨基于传统继电保护下，由于相应保护装置自身的设计复杂、灵敏度低且无法兼顾选择性要求，致使其无法实现对电网运行的有效保护，同时，由于这一装置在应用的过程中需要通过人工修改定值的方式来确保装置作用的充分发挥，而这就难以避免会因为人为操作失误而引发安全隐患。
而伴随着科学技术的不断发展，广域继电保护的诞生则为解决传统继电保护装置所存在的问题提供了新途径。
1.广域继电保护的概述所谓的广域继电保护，是指一种基于广域测量信息的继电保护。
在广域信息采集技术和数字化变电站技术发展的不断刺激之下，我国的广域继电保护也呈现出了显著的发展趋势。
广域继电保护的根本目的在于消除供电线路中的故障，以维持供电系统的正常发展。
2.传统继电保护装置在实际应用过程中所呈现出的不足之处主要表现在如下几个方面：①误动作风险隐患。
基于传统继电保护装置下，在实际运行的过程中，一旦电网结构突然发生改变，相应负荷潮流转移的发生则就会引发继电保护装置出现自动跳闸的现象，而此时电网运行处于稳定状态，但是基于继电保护相关信息内容的不完善等，致使其发生误动作现象，进而影响带了电网的安全可靠运行；②适应性差。
随着电力系统的逐渐完善，相应电网运行则对继电保护装置提出了新要求，但是，传统继电保护装置下，由于其适应性较差，进而在电网运行方式发生变化时，其就会发生跳闸现象，但是这一期间内电网还处于正常运行状态下；与此同时，一旦网架结构发生变化时，相应信息的输出与继电保护装置自身所存储信息无法符合上，进而也会发生自动跳闸。
广域继电保护及其故障元件判别问题探析
广域继电保护及其故障元件判别问题探析【摘要】继电保护有利于保障电网的安全运行，而广域继电保护是传统继电保护的优化。
目前，广域继电保护的相关研究进一步深化，从方法和原理上都取得了相应的成果，但是在具体的实践中仍需要对其原理加以明确。
本文简要阐述了广域继电保护的作用，分析了广域继电保护的两个实现途径，并对基于故障元件判别的广域继电保护进行了探究。
【关键词】广域继电保护；故障元件判别；探究1 传统的广域继电保护中存在的问题1.1 后备保护功能存在缺陷因为当前大多数运行中的电网都越来越多的采用新型技术，对运行的保护效能也提出了更高的要求，传统的继电保护在很大程度与当下的运行保护需求不相适应。
这其中，尤为突出的问题在于其后备保护装置的相关性能与不断更新中的电网不能同步，进而造成电网在运行过程中往往会有意外故障现象出现。
例如，电网的网架结构或者运行方式发生变化时，无论电网的运行情况是否处在正常范围，继电保护装置会自行将这种改变当做事故现象进行处理，通常会通过自动跳闸来使得电网断电，后备保护装置的应有性能如果不能得到发挥就会进一步恶化电网运行状态下的断电事故。
1.2 误读动作问题传统的继电保护装置往往会有误读现象，因为误读而产生的错误判断会导致距离保护跳闸现象，严重的还会造成停电和系统解列，这将会极大的影响电网的正常运行。
出现这种情况的原因在于继电保护的保护程序，当电网思维结构快速地发生了改变，造成大规模的负荷流变化。
在对电网进行保护的过程中，继电保护装置的操作依据是其自身的存储信息，继电保护装置的保护程序通过对这些信息的分析，来判断电网的运行情况是否与之相符：如果相符，电网就继续正常运行；如不相符，上述现象就会出现。
可以让继电器本身进行信息的储存，对自身的正常运行状态加以分析，进而提升继电保护的准确度，减少误读、误判而导致的事故现象。
2 广域继电保护实现途径分析2.1 基于故障元件判别原理的广域继电保护（FEI）这种广域继电保护可以理解为，以电网运行过程中涉及的广域测量信息为基础，选取各个故障判别方式，确定电网运行中的故障状态和故障元件位置，使得继电保护的应有功能得到发挥。
广域继电保护及其故障元件判别问题的探讨
广域继电保护及其故障元件判别问题的探讨【摘要】在电网的安全保护设备当中，继电保护是第一道防线。
当电网出现故障的时候，继电保护装置能够及时而正确地动作，则会对于电网正常而持续地运行起到了一定的作用。
近些年来，陕西省电网的建设规模不断扩大，在满足了用户需求的同时，继电保护越来越受到重视。
相比较于传统的继电保护装置，广域继电保护的优势是非常显著的。
本文针对广域继电保护及其故障元件判别问题进行探讨。
【关键词】广域继电保护；故障元件；判别在国内曾经发生过大面积停电事故，这主要是由于电网的继电保护出现保护误动作造成的。
另外，传统的继电保护装置在系统的结构设计上较为复杂，其保护定值的确定主要选用了离线整定的方式。
继电保护既要具有对电网故障的敏感性，而且还要符合选择性的要求，那么，传统继电保护装置由于灵敏度不高，而且无法兼顾选择性的要求。
此外，传统继电保护装置需要人工修改定值，使定值的性能很难处于最佳状态，而且还会由于人工操作上的不准确而留下安全隐患。
随着高端技术被应用到继电保护装置的研制当中，广域继电应运而生。
广域继电保护装置摒弃了传统继电保护所存在的问题，从设计到操作都已经简化，而且对于故障能够快速识别，并做出有效的判断。
一、传统继电保护的弊端（一）传统继电保护所存在的误动作风险如果继电保护装置出现误动作的现象，就会妨碍到电网正常运行，甚至造成重大的事故。
使用传统的继电保护装置，就会存在这种潜在的弊端，主要发生在运行的时候，由于电网的结构突然改变，出现了负荷潮流转移，并因此而导致继电保护装置跳闸。
从原理上来解释，继电保护装置的保护功能形成是由于其自身所储存的信息所决定的。
当电网在运行的过程中，出现相违背的信息，就会产生跳闸保护的动作。
而事实上，整个电网运营尚处在正常状态，并没有出现故障。
要使继电保护装置对于电网故障进行有效判断，就需要获取更多的有关系统运行变化和被保护设备区域的各种信息，以避免继电保护装置产生误动作。
广域继电保护的系统结构及故障元件判别
３ ． １基于故障 电压分布实现故障元件判别 该原理利用一侧的 电压 故障分量 的测 量值 对另一侧的电压故障 分量进 行估 算，因而可 以同时获得线路两侧 的电压故 障分 量的测量 值和估 算值 。当线路发生外部故障时 ，线路任 意一侧 的电压故障分 量的测 量值和估算值是一致的 ，一旦发生 内部故障，至少 一侧的测 量值和 估算 值会产生较大差异 ，通过这种差异构成故 障元件 的识别 判据 。结合 零序分量、正序分量 、和负序分量三种判 别元件 ，综合 利用线 路两侧 的元件形成组合判据 ，可 以实现对接地 故障 、不对称 相间故障和三相 短路故障的判 断。 ． ３ ． ２基于广域综合阻抗 实现 故障元件 判别 鉴于综合阻抗的纵联保护对分布 电容 的克制有积极作用 ，且其 灵敏度较高 ，故可 以利用综合阻抗实现故障元件判别 ，弥补广域 电 流差动保护 的缺 陷。 该原理利 用区域 多端 电压和 电流构造 综合 阻抗， 定义 公式如 下：
电力科技
ห้องสมุดไป่ตู้
广域继 电保护的系统结构及故障元件判别
陈 宏 刚
（ 苏州供电公司 ）
【 摘 要】 广域继 电保护具有传 统继电保护在难题解决方 面所 不具有 的优 势， 因此其相关技 术研 究受到 了广泛 的关注。本文对广 域 继电保 护 系统的 系统结构进行 了分析 ，然后就 如何 利用故障元件
＝
式 中， Ｍ为流入广域继 电保护区域的线路数 目；Ｎ为广域 继电保 护 区域边界母线数 目。 区域外发 生故 障时，反映到综合阻抗上为阻抗表现为容抗 ，虚 部为干欧级 ，阻抗角在一 ９ Ｏ 。左右 ；区域 内发生 故障时 ，综合 阻抗表 现为感抗 ，虚部值较 小。通过该原理可 以对故障进行判断 。该方法 耐过渡 电阻能力强 ，抗干扰能力强 ，还具有选相功能 。 ３ ． ３基于遗传信 息融合技术实现故障元件判别 该方法立足于 故障方向的关于继 电保护原理，利用参与处理的 信息如 ：主保护 、断路器 状态及失灵保护、带方向距离保护 、一段 和二段动作信息等广域冗余信 息构 建适 当的数学模型 ，通过该数学 模型求解各保护状态 的期 望函数。根据 状态值与期望值之间的差异 构造适应度函数 。通过遗传算法 的种群 建立实现和快速搜索运算实 现最优解的求解 ，达 到故 障方向决策和 故障元件判别的 目的 。该方 法可以纠正故障方 向信息错误 ，在 大范围干扰 和信息不完备的情况 下实现故障元件的正确判断 。
浅析广域继电保护及其故障元件判别问题
同步 采样 准确 性 的 限 制 ．故 将 其 直接 应 用 于 广域 继 电保 护 的 实 际 工作 当 中难 免 会 产 生 一 定 误 差 。 但 通 过 对 基 于故 障 点 电 压 分布 情 况的 故 障 元 件 进 行 判 别 ．则 可 完全 避 免 上 述 问题 的 出现 ． 其 精 确 性 亦得 以 保证 具 体 来 看 ， 这 种 故 障元 件 的 判 别
电保护设备 ． 科学 、 准 确 地 分析 判 断 元 件 故 障 的 实 际 情 况 ， 确
保 电 力 系统 安 全 运 行 ． 促 进 电 力行 业健 康 协 调 快 速 发 展 。
参考文献
的 探 讨【 Ｊ ］ ． 电 力 系 统保 护 与控 制 ， ２ ０ １ ２ ， ４ Ｏ（ ５ ） ： ３ １ ４ ．
４ 结 语
总而言之 ． 随 着 电能 需 求 的逐 渐提 高 ， 电 力行 业 的 发展 也
将 越 来 越 快 ． 电 网的 安 全 运 行 也 将 日益 被 社 会 各 界 和 电力 企
多 方 面的 内容 ． 比如 电流 差 动 、 纵联方 向、 纵联 距 离 等等 在 对 业 所 重 视 ． 而 继 电保 护 目前在 电网 系统 的 科 学 、 平 稳 运 行 中正
原 理 主要 是 要 对线 路 的一 侧 电流 故 障程 度 与 电 压 故 障 程 度 进 ［ １ 】 尹 项根 ， 李振兴 ， 刘颖彤 ， 等． 广 域 继 电保 护 及 其 故 障元 件 判 别 问题 行 准 确 测 量 ．并在 相 应 的 运 算 方 法 中取 得 线 路 另 一 端 所 对 应
浅析广域继电保护及其故障元件判别问题
浅析广域继电保护及其故障元件判别问题摘要:我国经济与社会的不断发展使得国内对于电的需求越来越高，电力企业也因此得到了良好的发展环境。
但是，由于旧式的继电保护技术在感应程度方面性能较差，导致停电事件屡屡发生。
为了解决这一问题，我国开始研究广域继电保护技术。
本文将首先研究传统继电保护中暴露出来的不足，再研究广域继电保护的几种研究成果，以及如何判别故障元件。
关键词:广域继电保护；传统继电保护；故障元件判别0前言大规模的停电事件屡屡发生，不仅是对经济发展造成妨碍，也是对国民生活的恶劣影响。
因此我国应当重视电力发展的稳定性，在这方面进行更多的研究，使用更加稳定的方法解决电力的稳定问题。
广域继电在这方面有一定的优势，操作方便，灵敏度较高，但是在使用的过程中还需要进一步研究其故障元件的判别问题。
1传统继电保护的缺陷1.1数值不稳，误操频繁传统的继电保护因为使用时间较长的缘故，其性能已经跟不上现在的电力发展需求了，特别是在科技发展迅速的当下，为了适应电力的高需求，电网结构发生了巨大的变化，各种复杂结构层出不穷。
电网结构复杂化，但是继电保护并没有随之更新，于是传统继电保护的后备保护定值经常出现波动，造成电网检测的时候难度也随之增加。
而且继电保护没有跟上电网结构发展的另一个弊端也逐渐展现出来，那就是继电保护的判定仍然停留在电网结构变动之前，对于是否进行继电保护的判断频频受到电网结构改变的影响[1]。
有时实际上电网的运行处于正常状态，但是继电保护设备仍然判断电网发生了故障，于是引发了停电。
1.2后备配置性能不足传统的继电保护的后备配置结构非常复杂，所以在进行是否对电网进行保护的判定时就要进行更长时间的计算，而传统继电保护本身储备的信息又与复杂的现代电网结构不符，造成长时间的判断之后依然会做出误判。
这是后备配置结构无法适应当下电网需求的原因，可以判断传统的后配配置结构适应性不强，无法承担迅速发展的电网结构的保护任务。
同时传统继电保护的后备配置的结构虽然复杂，但是设计非常单一，在当下社会发生了变革的电网结构中，面对新式电网结构中暴露出的新问题就暴露出了处理新问题方面的艰难之处，只能处理旧式电网结构的问题，但是当下的电网中，旧式电网结构已经难以适应社会的需要。
继电保护及其故障元件判别问题的探讨
后 备 保护 设 计过 程 中 ， 不 可 过 于 复 杂 和 繁 琐 ， 尽 可 能强 化 保护 对 策 ， 并 且现 有 的 后 备 保护 还 要 给 出适 应 的配 合 ，这 样 可 以有 效提 升 判 断 准 确 性 。但 从现 状 来 看 ， 对 于 传 统 意 义 上 的 继 电 保护 ， 由于 在 设 计 中 参 考 的 基 本 原 理 较 为 单 一 ， 即便 可 以采 用 双 套 主 实施 保护 ， 也 无 法 从 根 本 上 避 免误 动 作 的产 生 。
Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ・ 电力电子
继 电保护及其故障元件判别 问题的探讨
文／ 杨 程
时或就地检测等传统方式 ， 还存在很大的不足。
针 对 继 电保护 与故 障 元件判 别 ， 首 先 介 绍 了老 式 继 电 保 护 的 主 要 缺 陷 ， 在 此 基 础 上 提 出 继 电 保 护故障 元件的判别依据 和方 法， 并总 结 两条 广域继 电保 护 实现途 径 ， 为 电 网 实现 可 持 续 发 展 目标 奠 定 艮好 基础 。
在 经 济 发 展 进 程 中 ， 电 网 日 益 完 善 ， 对 于 电 网运 行 故障 ，传 统 老 式 的 继 电保 护 已经 无 法 满 足 实 际 需求 ， 不仅 设 备存 在 缺 陷 ，而 且 还 有 后 备保 护 性 能 较 差与 设 计 复 杂 等 问 题 。 对此 ， 从 ＯＡＳ与 Ｆ Ｅ Ｉ 两 种 实 现 途 径 出 发 ， 对 广 域 继 电 器进 行 深 入 分析 ，从 而 达 到 推 动 电网 事 业 持 续 发 展 的 目的 。
采样精准度 要求所制约 。若想在继电保护中应
用 ， 不可 避 免 的 会 产 生 一 定 缺 失 ， 而 且 还 有 很 大 的 难度 。根 据 故 障 电压 分 布对 故 障 元 件 实 施 判 别 处理 ，可 有 效 处理 以 上 问 题 。 采 用 基 本 原 理 进 行 分 析 ， 故 障 判 别对 某 一侧 电 流 故 障 故 障 分量 实施 测 定 ， 然 后 再进 行 估 算 ， 进 而 获 取 电 压 的分 量 值 。
浅析广域继电保护及其故障元件判别问题
浅析广域继电保护及其故障元件判别问题发布时间：2021-12-09T09:04:15.980Z 来源：《电力设备》2021年第9期作者：黄俊[导读] 当电网发生潮流传播时，容易发生级联跳闸，难以区分是内部故障还是潮流传播问题。
（重庆市送变电工程有限公司重庆 400010）摘要：现有电网后备保护系统计算量大，适应性不强，当发生大规模潮流传输时，会引起连锁反应，在这个问题上，广域继电保护具有明显的优势。
尽管社会经济快速发展，电力需求不断增加，电力公司规模不断扩大，但大面积停电时有发生，以计算机技术为核心的广域继电保护逐渐受到人们的关注。
本文主要讨论广域继电保护和故障元件判断的相关问题。
关键词：广域继电保护；故障部件；探究引言大规模停电的发生是对电网运行安全可靠性的隐患，是继电保护误动作引起的。
传统继电保护装置结构复杂，会对继电保护的灵敏度产生一定的影响，广域继电保护以其操作简单、灵敏度高、故障可快速识别、继电保护装置的作用，有效加强继电保护作为保障电网供电安全的第一道防线，能够快速有效地抑制电网不利条件的恶化，在现实生活中，人们对电网的安全性提出了质疑.响应停电大多数这些事故是由于使用了传统的后备保护系统。
当电网发生潮流传播时，容易发生级联跳闸，难以区分是内部故障还是潮流传播问题。
1.广域继电保护的概念广域继电保护系统是一种综合性继电保护系统，它利用保护区内多个变电站的信息，基于广域测量信息进行继电保护。
继电保护应用的日益广泛，为广域继电保护提供了重要的技术支撑，广域继电保护与现有的安全稳定控制系统具有共性，共同完成电力系统的安全和应急控制。
广域继电保护有两种基本类型：FEI 型和OAS 型。
FEI格式对故障部件的性能进行分析判断以执行保护功能，并利用继电保护逻辑促进设备保护。
FEI 形式可以减少在保护系统的正常运行条件下确定故障组件以及测量和计算设定点的时间。
OAS型是指根据在线失调设定来做为继电保护，主要是根据继电保护装置的调整，快速测量发生短路的区域，提高继电器的灵敏度。
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广域继电保护及其故障元件判别问题的探讨
【摘要】伴随着我国社会经济的发展和人民物质生活水平的显著提高，社会对供电质量的要求也在不断的提高。
在整个供电系统中，继电保护是确保供电安全性和稳定性的重要指标，在供电系统中占据着至关重要的地位。
近些年来，在电力企业不断发展、供电要求不断提高的趋势之下，我国的供电企业都在寻求电网改革和完善供电结构的有效途径，这就逐渐凸显出继电保护的重要性。
同传统的继电保护系统相比较而言，广域继电保护是一种更加完善的继电保护系统，从广域继电保护系统的视角看来，广域继电保护系统虽然已经得到了显著的发展，取得了很大的进步，但是在故障元件的判别中，还存在一些问题。
以下，本文将对广域继电保护及其故障元件判别问题进行简要的探讨。
【关键词】广域继电保护故障元件判别
同传统继电保护系统相比较而言，广域继电保护的优势是显而易见的，并且对广域继电保护系统的研究也逐渐受到高度的重视，电力事业的研究工作者们也都普遍在寻求解决广域继电保护中对故障元件判别中存在的问题，以更好的完善广域继电保护系统，使广域继电保护系统能够发挥出更大的作用，为我国的电力事业的发展做出更大的贡献。
1 广域继电保护的概述
所谓的广域继电保护，是指一种基于广域测量信息的继电保护。
在广域信息采集技术和数字化变电站技术发展的不断刺激之下，我国的广域继电保护也呈现出了显著的发展趋势。
广域继电保护的根本目的在于消除供电线路中的故障，以维持供电系统的正常发展[1]。
2 广域继电保护中故障元件判别问题
2.1 定值整定与配合中存在的问题
主保护和后备保护共同构成了整个继电保护系统，而电网的后备保护又由多段式保护来实现对近后备和远后备的保护，进而构成了整个广域继电保护系统。
现代电网的结构和方式是相当复杂的，各个环节之间的联系和保护整定值之间的配合也具有很高的要求。
并且继电保护系统中主要是通过就地检测和延时相配合，来实现对供电系统的保护，这样的继电保护方式在保证供电系统供电的稳定性和可靠性方面，还存在很大的缺陷和不足，这种缺陷和不足主要表现在继电保护系统的设计人员通常只是重视对供电系统的主保护，而忽视后备保护的重要性，甚至直接放弃某部分重要的后备保护配置。
这不仅在很大程度上影响广域继电保护系统整体功能的实现，同时也给供电系统带来了很多不确定的因素，限制了供电系统的稳定性和可靠性[2]。
2.2 单一元件的故障的判别
在对单一元件的故障判别中，不论是对于电流差动，还是对于纵联距离和方向来说，在同步采样精确度的要求之下，广域继电保护系统会存在一定的不确定性。
但是，就判别建立在故障电压分布基础之上的故障元件来说，对其进行处理就会产生很好的效果。
也就是说，对这种故障元件进行判别时，可以通过对供电线路中某一侧的电压和电流来进行测试，就能够有效的将故障的分量值测出，进而也能够得出整个广域继电保护中的估算值[2]。
2.3 对综合抗组元件故障的判别
在不同的供电系统运行模式下，广域差动电流能够拥有更加明显和具体体现出明度指标受到电容指标的影响程度的能力，出现这一现象主要是由于供电线路在数量上的差别而导致的。
但是，对于解决分布电容的影响问题，综合抗组元件故障的判别原理能够发挥出很好的作用，并且还会具有更加有效的灵敏度。
若以此角度来进行判别，将综合抗组元件故障分析应用在广域继电保护系统中能够产生很大的优势。
2.4 基于信息融合技术的元件故障判别
保护判断偏差和计算量过高，是广域继电保护中经常出现的问题，同时也是影响最为广泛的问题之一，为了有效的解决这一问题，并且实现信息容错能力的提升，应该将信息融合技术以最佳的方式应用到广域继电保护系统中。
但是，尤其要注意的是，信息融合技术的应用应该是建立在概率识别的基础之上的，这是保证信息融合技术能够将作用发挥到最大限度的前提。
信息融合技术能够对供电系统中的元件故障进行全面的编码处理，将广域继电保护系统中的故障概率降到最低的程度。
这不仅能够有效的控制后期计算工作中的搜索范围，同时还能有效的提高元件故障判别的能力[3]。
2.5 遗传信息融合的元件故障判别
为了最大限度的提升广域继电保护信息的可靠性，遗传信息融合的元件故障判别是一种非常有效的方式，将遗传算法作为元件故障判别的方向，将数据和信息融入到保护装置中，在判定供电线路两端的故障方向容错时，以最快速的方式判断出产生故障的元件，这不仅能够快速准确的找到故障元件，同时还能够在很大程度上减少在数据传输的过程中产生的信息错误，或者是信息流失的现象发生。
在运用这项技术时，通常采用主保护、断路器失灵保护和带方向距离保护等几种方式，并在线路故障和信息之间建立起某种必要的逻辑关系，按照这一逻辑关系来进行极大函数值的构造，从而使对元件故障判别能够建立在最优解的基础之上[4]。
3 结语
综上所述，在整个对供电系统的保护和建设工作中，广域继电保护已经被作
为一种最有效的方式和最重要的研究项目，为了提高广域继电保护系统的稳定性、可靠性和高效性，应该站在全局的视角上来进行对元件故障的判别，不断增强元件故障判别的能力，使我国的电力事业能够更加健康快速的发展。
参考文献：
[1]尹项根，李振兴，刘颖彤.广域继电保护及其故障元件判别问题的探讨[J].电力系统保护与控制，2012，3（01）：58-94.
[2]周可，曾超，周波.广域继电保护及其故障元件判别问题初探[J].电源技术应用，2013，5（15）：44-67.
[3]冯希宁，刘洋.广域继电保护及其故障元件判别问题的分析[J].企业导报，2012，11（30）：112-145.
[4]李振兴，尹项根，张哲.分区域广域继电保护的系统结构与故障识别[J].中国电机工程学报，2011，10（05）：236-254.。