楊晨

(徐州市華鑫發(fā)電有限公司,江蘇徐州 221000)

探討繼電保護(hù)以及原件故障判別

楊晨

(徐州市華鑫發(fā)電有限公司,江蘇徐州 221000)

在繼電保護(hù)發(fā)展領(lǐng)域,大多數(shù)企業(yè)都采用能在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上和故障判別方面有所顯著功效的方法,其中最受歡迎的就是分區(qū)域繼電保護(hù),在整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)中通過對故障的獨(dú)立分析以及作出相應(yīng)的決策性方案,能夠在整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)中完成互相制約功能,本文就繼電保護(hù)作出分析,對在保護(hù)系統(tǒng)中發(fā)生的原件故障做出應(yīng)對性的判斷。

繼電保護(hù) 原件故障 判別方法

所謂的繼電保護(hù)就是指對電網(wǎng)安全以及穩(wěn)定運(yùn)行功能上加以保障，成為保護(hù)行為的第一層防護(hù)，繼電保護(hù)中現(xiàn)階段所面臨的問題很是嚴(yán)重，伴隨著國家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，在用電模式中不斷提出新的應(yīng)對方式，而且在龐大的繼電系統(tǒng)中電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也日益出現(xiàn)復(fù)雜化和多樣化，這使繼電保護(hù)在傳統(tǒng)的辦法中得不到解決，所以加速了對繼電保護(hù)的研究與改善。

1 繼電保護(hù)

在現(xiàn)代用電網(wǎng)絡(luò)中，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)正面臨著許多的問題，在功效上不能很好地達(dá)到電路保障作用。

1.1 傳統(tǒng)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀

(1)由于現(xiàn)代電網(wǎng)的復(fù)雜性結(jié)構(gòu)和多樣性運(yùn)行方式，使得傳統(tǒng)繼電保護(hù)在定值整定方面存在一定的困難，而且加大了在檢測和延時(shí)配合時(shí)的難度，致使在多種情況下不能夠作出準(zhǔn)確選擇，在龐大的電網(wǎng)系統(tǒng)中為了加強(qiáng)保護(hù)能力，人們先后通過對繼電保護(hù)實(shí)施加強(qiáng)主保護(hù)方案，這種方法是通過在大電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)能夠及時(shí)的采用雙套主保護(hù)功能，在一定程度上較小拒動(dòng)發(fā)生；(2)主保護(hù)延時(shí)超時(shí)：在繼電保護(hù)系統(tǒng)中的多級(jí)階梯延時(shí)配合時(shí)，由于延時(shí)時(shí)間過長而使主保護(hù)延時(shí)，最后造成系統(tǒng)故障的發(fā)生；(3)自動(dòng)應(yīng)變能力不足：傳統(tǒng)繼電保護(hù)在整定配合方面存在一定的紕漏，在電網(wǎng)系統(tǒng)因?yàn)榫W(wǎng)架結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式的問題發(fā)生故障時(shí)，對整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)打擊巨大，嚴(yán)重的能造成電網(wǎng)誤動(dòng)以及重大事故發(fā)生；(4)潛在風(fēng)險(xiǎn)的存在：當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)不可預(yù)測的系統(tǒng)故障時(shí)，可能造成連鎖跳閘或是大范圍停電事故，造成其原因一般是在電網(wǎng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)大負(fù)荷潮流轉(zhuǎn)移；就目前在機(jī)電保護(hù)領(lǐng)域來看，在出現(xiàn)非預(yù)測性突發(fā)狀況時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作不能夠在前端系統(tǒng)做出設(shè)備攔截，致使系統(tǒng)在故障判斷方面也出現(xiàn)障礙，所以在電網(wǎng)系統(tǒng)安裝全面的信息監(jiān)測，對故障判斷更有幫助。

1.2 廣域繼電保護(hù)方案

由于傳統(tǒng)繼電保護(hù)在一定程度上存在缺陷，所以近年來新興一種廣域繼電保護(hù)方案，他在當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生大負(fù)荷潮流轉(zhuǎn)移時(shí)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)，從根本上解決傳統(tǒng)繼電保護(hù)的缺陷，另外廣域繼電保護(hù)在信息采集技術(shù)方面也尤為突出；現(xiàn)階段廣域繼電保護(hù)正在不斷的深入研究，對其在整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中的性能進(jìn)行深入化探索，我國的電力研究方面還處于發(fā)展中階段，所以對廣域繼電保護(hù)的種種探索都抱有很大希望。

(1)廣域繼電保護(hù)的作用：隨著技術(shù)的不斷發(fā)展提升，電網(wǎng)系統(tǒng)也隨之對信息采集和數(shù)字化變電站進(jìn)行更新，完善于故障保護(hù)和電路安全穩(wěn)定控制的管制，從后備保護(hù)方面來改進(jìn)廣域繼電保護(hù)的棘手問題。在電網(wǎng)系統(tǒng)中廣域保護(hù)一般包含兩個(gè)方面，第一個(gè)為廣域繼電保護(hù)，第二個(gè)為安穩(wěn)控制保護(hù)，在現(xiàn)階段我國的電力系統(tǒng)中如果發(fā)生故障時(shí)，依舊當(dāng)前技術(shù)水平只能做到三道防線來保護(hù)整個(gè)電路，其一是當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)自動(dòng)切除故障，在不損失負(fù)荷的前提下來維持電路安全，其主要功用就是防止用電設(shè)備的連帶性損壞；其二是在安穩(wěn)控制裝置的的控制下，對電路進(jìn)行切負(fù)荷措施，在大方向上保證整個(gè)電路的安穩(wěn)，其主要功用是防止電路系統(tǒng)分解；其三是電路中的額外保護(hù)裝置，在電路發(fā)生故障時(shí)，能夠?qū)收线M(jìn)行低頻式減載，通過此舉措來保證電路中其他獨(dú)立系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，其主要功用是保護(hù)系統(tǒng)地完整性，防止系統(tǒng)發(fā)生崩潰行為。

廣域繼電保護(hù)與傳統(tǒng)繼電保護(hù)的不同在于信息上的測量，傳統(tǒng)繼電保護(hù)他一般是就地被保護(hù)設(shè)備線路，另外傳統(tǒng)繼電保護(hù)還可以通過就地被保護(hù)來對相鄰節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息保護(hù)，它的保護(hù)路線一般是從該線路的狀態(tài)到系統(tǒng)主保護(hù)，再到遠(yuǎn)后備保護(hù)域，此過程看上去不是很具有完整性，但是在具體實(shí)施上還是能夠取得一定的效果。廣域繼電保護(hù)趨向于就地和遠(yuǎn)方兩者結(jié)合的更廣范圍的信息測量，換另一種說法廣域繼電保護(hù)在利用本變電站信息的同時(shí)還兼顧的利用周圍以及更遠(yuǎn)地方的信息設(shè)備，通過對這些信息的利用來實(shí)現(xiàn)電路保護(hù)。

(2)廣域繼電保護(hù)的基礎(chǔ)一(OAS)：早在20世紀(jì)八十年代時(shí)，西方學(xué)者研發(fā)了在線自適應(yīng)整定，雖然此保護(hù)基礎(chǔ)研發(fā)時(shí)間較長，而且在成果上確實(shí)相當(dāng)?shù)目捎^，但是在實(shí)際運(yùn)用中卻受到限制，一方面是在客觀上實(shí)施了對電路的靈敏性和選擇性的加強(qiáng)，但是主觀上卻完全沒有與后備保護(hù)的整定配合形成統(tǒng)一性，使得在根本上存在不足，以至于無法對故障進(jìn)行有效的問題解決。

(3)廣域繼電保護(hù)的基礎(chǔ)二(FEI)：在1990年初期，就有相關(guān)人士提出故障原件的判斷定理，通過對電路后備保護(hù)區(qū)域的評估，準(zhǔn)確判別出故障原件，再利用廣域信息測量來確定故障所在位置，并對相應(yīng)的故障進(jìn)行切除，總結(jié)來說此方法在實(shí)施保護(hù)電路系統(tǒng)時(shí)不需要進(jìn)行整定計(jì)算，只是簡單地通過邏輯配合來實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)；基于FEI的廣域繼電保護(hù)很受各界人士的重視，因?yàn)樗陔娐饭收吓懦夏軌蛉〉幂^好效率，在系統(tǒng)保障上起到重要作用。

2 原件的故障判定

2.1 電壓分布故障判別

電路中原件出現(xiàn)故障的判別原理一般有如下幾種：電流差動(dòng)、縱聯(lián)方向、縱聯(lián)距離等一系列的方法，這三者判別方法在一定程度上都存在不足性，電流差動(dòng)在廣域繼電保護(hù)中需要信息的準(zhǔn)確性極高，存在一定的困難，而縱聯(lián)方向和縱聯(lián)距離這兩個(gè)雖然在解決一般性故障時(shí)取得的效果較好，但是對于稍復(fù)雜一些的原件故障問題就會(huì)出現(xiàn)判定性下降；而下面所說的一種就在一定程度上結(jié)合了這三種判定法發(fā)的優(yōu)點(diǎn)，很好地解決原件故障問題，即為電壓分布的故障判定，此方法的原理是利用電路某線路的一側(cè)電壓，通過電流分量來估算故障一側(cè)的電流分量，進(jìn)而獲得測量數(shù)值。

2.2 阻抗故障判別

廣域繼電保護(hù)體系中，由于本身靈敏度受到廣域電流差動(dòng)的影響較大，在不同的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行不同線路的差動(dòng)，最后導(dǎo)致電容電流出現(xiàn)上升下降幅度較大，而綜合阻抗的縱聯(lián)保護(hù)在一定得基礎(chǔ)上改善對分布電容的影響，使得靈敏度有所提升；所以在廣域繼電保護(hù)中引進(jìn)綜合阻抗的故障來判別故障的方法，在原件故障判別道路上邁出一步。

2.3 遺傳信息融合技術(shù)判別

現(xiàn)階段為了提高廣域信息的可靠性，相關(guān)技術(shù)人員提出一種遺傳信息融合技術(shù)的故障判別方法，此方法在建立遺傳信息模型后，建立種群算法，進(jìn)而來快速搜索故障位置和判定故障原件，從根本上解決原件故障所帶來的困擾。

2.4 概率識(shí)別判定

在遺傳信息融合技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善遺傳種群算法，通過概率識(shí)別對判斷失誤進(jìn)行保護(hù)，提升信息的歸正，對于廣域電路發(fā)生的多出故障時(shí)，次判別方法假設(shè)只存在單一的故障，進(jìn)而實(shí)行區(qū)域內(nèi)故障排除，這樣通過全網(wǎng)式搜索，最終可以實(shí)現(xiàn)原件故障確認(rèn)。

3 繼電保護(hù)措施

3.1 電網(wǎng)傳遞

在電網(wǎng)發(fā)生原件故障時(shí)能夠自動(dòng)上傳故障的準(zhǔn)確性，通過網(wǎng)絡(luò)顯示器呈現(xiàn)出可靠數(shù)據(jù)，如果在個(gè)別企業(yè)中不具備網(wǎng)絡(luò)連接功能，可以使用電話微波傳輸功能，利用軟件的的容錯(cuò)使故障數(shù)據(jù)傳遞。

3.2 建立信息系統(tǒng)

在變電站建立故障信息系統(tǒng)，通過對故障數(shù)據(jù)與變電站傳遞輸送，呈現(xiàn)二次設(shè)備顯示，進(jìn)而來實(shí)現(xiàn)故障的管理。

3.3 定期檢查

變電站應(yīng)該分不同時(shí)段對電網(wǎng)進(jìn)行全面檢查，確保安全故障的預(yù)防，把故障消滅在無形中。

3.4 加強(qiáng)設(shè)備管

對變電站的所有設(shè)備進(jìn)行定期的管理保養(yǎng)，針對不同型號(hào)的設(shè)備運(yùn)用不同的檢修方式，掌握設(shè)備的最新動(dòng)態(tài)信息，做到預(yù)防。

3.5 管理制度完善

針對現(xiàn)階段國家的不完善電力制度進(jìn)行改善，在遵循正確核心的同時(shí)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，為電力事業(yè)做出謀劃，規(guī)范人員的行為道德準(zhǔn)則以及職業(yè)操守。

4 結(jié)語

在繼電保護(hù)中，我國現(xiàn)階段全面應(yīng)用于電力建設(shè)以及科研工作上的是廣域繼電保護(hù)，在現(xiàn)代電網(wǎng)中由于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)不能解決復(fù)雜多變的故障問題，而且在相關(guān)的技術(shù)的技術(shù)上也存在一定的差距，在廣域繼電保護(hù)中由于穩(wěn)定控制和廣域保護(hù)的結(jié)構(gòu)存在，使廣域繼電保護(hù)受到電力企業(yè)重視；現(xiàn)階段我國實(shí)現(xiàn)廣域繼電保護(hù)的途徑主要有兩個(gè)方面，一方面是在線自適應(yīng)整定判定故障方法，另一方面是故障原件判別原理上取得顯著成效，從多方面多角度的分析繼電故障是解決問題。本文通過對繼電保護(hù)方面進(jìn)行多方面分析，從繼電保護(hù)的類型以及故障原件判別方面一一作出分析，希望就我國現(xiàn)階段電路問題能夠及時(shí)的吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不再盲目的遵循傳統(tǒng)繼電保護(hù)，要加強(qiáng)學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)，從根本上解決種種問題的存在。

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楊晨(1985.04.21),性別:男,籍貫:江蘇徐州,學(xué)歷:本科,職稱:助理工程師,研究方向:電廠電力系統(tǒng)繼電保護(hù)。