广域继电保护及其故障元件判别问题的探讨

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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的探讨

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。

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，阻抗角在一９Ｏ。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

故障问题进行判别的过程中也需注意：电流差动会受到其对越来越发挥了重要的支撑作用。通过进一步推广应用广域继
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，２０１２，４Ｏ（５）：３１４．
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。
ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ・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ＦＥＩ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。

探讨广域继电保护及其故障元件判别问题

确的选择，仅采用延时或者就地检测的形式进行比较。广域差电流保护在运行过程中体现出行操作，明显存在着不足之处。进行后背装置来的灵敏度指标，会在不同测程度上受到分布设计时，一定不能过于繁琐，尽量加强保护对电容等指标产生更为显著和具体的影响。这主
决传统设备的个根本性缺陷，这种情况也是导致后备保护装置产生一定问题的关键。
３．２ＦＥＩ途径
２．１基于故障电压分布情况的故障元件判别问题分析
以单一元件作为例子，和它相对应的故障判别原理中涉及很多方面，其中主要包括电流差动、纵连方向以及纵联距离等。在这一过程中所需要注意的一点是：针对电流差动，主要被与其同步采样的精确性的较为严格的要求所限制。如果将它在本文所探讨的广域继电保护中进行应用，难以避免出现一定的缺失，并存在一定的难度。但是针对纵连方向以及纵联距离来说，所涉及到的十分复杂的故障问题还是有可能产生性能方面的缺陷。采用故障电压所分布的具体情况以及故障原件进行判别处理，就能够有效解决以上提到的两个问题。用简单的原理分析，这种故障原件判别原理对其中某一侧的电流故障分量的测定值，或者电压的分量测定值，采用一定的方式进行估算，从而测定出线路中另一侧的电流故障分量值以及电压分量值。在这样的情况下，针对整个广域后备来说，可以同时获取两侧的位置以及嗲电压、电流的实际值和估算值。经过长时间的实践得出：当出现的故障表象为外部故障时，这一线路两侧位置的电压和电流测量状态、估算状态得出的相关数据基本保持一致。但是，当出现的故障属性表象为外部故障时，整个线路中，至少存在一处的电流电压分量测定值与其他不同。因此形成故障原件的判别依据如图ｌ所示。

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：电与居民生活、国家发展息息相关，随着居民每年用电量的逐渐增加，传统继电保护装置存在的误动作风险以及后备保护性弱等问题缺陷逐渐暴露出来，因为该问题存在不仅影响整体供电效果，甚至会造成重大用电安全事故。

为了有效改善传统继电保护当中存在问题，有关单位研发出广域继电保护装置，该装置相对而言稳定性强，出现意外概率低，目前已经开始进行广泛使用。

在文章的当中，将对于广域继电保护以及故障元件判别问题进行多角度阐述。

关键词：广域；继电保护；元件判别前言：停电问题对于居民生活质量以及工业发展都会造成一定影响。

造成该问题出现的主要原因是电网本身保护装置发生意外。

传统电网依赖于离线供电，本身系统复杂，容易出现误动作风险，该风险不仅对于继电保护元件会有严重损伤，同时容易引发更重大安全事故。

有关单位意识到传统继电保护存在不足，积极研发出一种新的选择性强以及敏感性良好的保护装置。

如此一来，在发生继电保护元件故障的时候，可以进行更加及时处理，避免风险再度升级，在该工作当中，元件本身质量问题极为重要，只有保障元件自身不发生故障。

整体电网才能够更加安全的运行。

一、传统继电保护装置存在的缺陷电是国家发展必备能源之一，随着石油、煤炭等原材料日益紧缺，国家对于电力需求逐渐增加。

为了满足目前用电需求，电网负载量有明显加强，相对的本身结构也更加复杂，这对于继电保护工作提出更高质量要求，传统继电保护装置已经不能适应现代电网发展，存在较大风险以及缺陷，在文章当中针对于该问题进行综合论述：（一）误动作风险在传统继电保护风险当中，最为常见以及危害较大的风险之一即是误动作风险。

所谓误动作即是电网在供电过程当中，自身结构突发变化，出现意料之外的突变，一旦发生该问题，对于整体电网而言，内部的负荷电流会因此出现转移现象，这时继电保护装置就会跳闸。

误动作风险主要存在于运行的过程当中，传统继电保护装置缺少选择性与灵敏性，在出现问题时候，会强制性切断供电，这种生硬的制止动作，很容易引起一连串的连锁反应，导致电网整体出现瘫痪问题，甚至会升级成为更加严重的安全事故[1]。

广域继电保护及其故障元件判别问题的分析

满足各种继电保护装置之间相互配合的要求，加上其灵敏度不足，容易扩大跳闸范围，不断引起大规模事故，带来严重的
经济损失。文章提出广域继电保护，并主要对建立于故障元件判别的广域继电保护进行了阐述与分析。
ＮＩＮＧＷｅｉ（ＫｕｎｍｉｎｇＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＢｕｒｅａｕ，ＹｕｎｎａｎＧｒｉｄＣｏｍｐａｎｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ，Ｙｕｎｎａｎ６５００１１，Ｃｈｉｎａ）
关键词：广域继电保护；故障元件；判别中图分类号：ＴＭ７７文献标识码：Ａ文章编号：１００６ — ８９３７（２０１３）２８ — ００６０ — ０２
Ｓｔｕｄｙｏｎｗｉｄｅａｒｅａｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｆａｕｌｔｅｌｅｍｅｎｔｓｉｄｅｎｔｉｉｆｃａｔｉｏｎｏｆｉｔ
ｓｆｅａａｎｄｓｔａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｃｏｍｐｌｅｘｐｏｗｅｒｇｏｄｂｅｃｏｍｅｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｓｓｕｅｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｐｏｗｅｒｇｒｉｄ．Ｔｒａｎｄｉｔｉｏｎａｌｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｒｅｌａｙｉｎｇｃａｎｈａｒｄｌｙｍｅｅｔｔｈｅｄｅｍａｎｄｏｆｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓａｍｏｎｇｖａｉｒｏｕｓｋｉｎｄｓｏｆｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅ．Ｗｈａｔ ’ ｓｍｏｒｅ，ｉｔ ’ Ｓｅａｓｙｔｏｅｎｌａｒｇｅｔｈｅｔｒｉｐｐｉｎｇｓｃｏｐｅ，ｃａｕｓｉｎｇｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅａｃｃｉｄｅｎｔｓａｎｄｉｎｆａｎｃｉａｌｌｏｓｓｃｏｎｓｔａｎｔｌｙ，ｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｌｏｗｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ．Ｗｉｄｅａｒｅａｐｒｏｔｅｃ－ｔｉｏｎｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎｄｗｉｄｅａｒｅａｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｆａｕｌｔｅｌｅｍｅｎｔｓｉｄｅｎｔｉｉｆｃａｔｉｏｎｉｓｍａｉｎｌｙｅｘｐｏｕｎｄｅｄａｎｄａｎｌｙａｓｅｄ．

探讨广域继电保护及其故障元件判别问题

探讨广域继电保护及其故障元件判别问题作者：刘芳崔路来源：《电子技术与软件工程》2016年第01期针对当前我国电网的运行现状以及故障发生的特点，对广域继电保护以及故障元件的判别问题进行详细分析，提出了传统继电保护装置的弊端，其中包括：传统继电保护所存在的误动作风险、后备保护性能欠缺、后备保护设计繁琐等。

基于此，对故障元件判别问题做出详细阐述，并得出广域继电保护装置的功能实现途径，以期为我国电网运行和发展提供一定的理论依据。

【关键词】电网广域继电保护故障元件判别在我国，经常有大面积停电事故发生，其主要原因是电网运行过程中，继电保护设备出现了一定问题，包括误动作等。

另外，在传统继电保护装置的结构设计上十分复杂，并且采用离线方式进行保护值的确定。

对于继电保护装置来说，既要能满足检测电网故障的敏感性，又要符合一定的选择性。

但是传统的继电保护设备缺乏较高的灵敏度和选择性，导致其难以满足电网对其的需求。

1 传统继电保护的弊端1.1 传统继电保护所存在的误动作风险如果继电保护装置中存在一定的错误，电网的正常运行就会受到一定的影响，严重时，甚至发生重大事故。

在运行过程中，使用传统的继电保护装置，就很有可能存在一定的潜在弊端，其问题主要发生在运行的过程中。

在运行过程中，因为电网的结构突然发生一定的改变，负荷潮流出现转移，这就会使继电保护装置发生突然的跳闸现象。

从原理的角度上看，继电保护装置自身所具有的保护功能的产生，主要是因为其自身具备一定的储存信息。

电网在运行的过程中，如果出现相应的违背信息，跳闸保护功能就会开启。

但是，在实际运行过程中，当电网还处在正常运行状态下，并没有发生故障。

要想保证继电保护装置对电网运行状况做出正确的判断，就一定要取得系统运行的更多信息以及保护设备区域所具备的各种信息，从而防止继电保护装置出现误动作。

1.2 后备保护性能欠缺针对现代化电网运行现状来看，传统继电保护装置的后备保护装置已经不能满足其需要。

初探广域继电保护及其故障元件判别问题

初探广域继电保护及其故障元件判别问题【关键词】广域继电保护；故障元件；判别机制；原理分析继电保护作为电网安全运行的重要防线，广泛应用于电网建设中。

随着电网建设规模的不断扩大，传统的继电保护依靠离线整定的固定定值工作方式，已不能满足现在电网系统的建设需求，尤其在电网运行方式变化时难以满足各继电保护装置之间相互配合。

为了保障电网安全运行，研究快速识别与隔离故障，简化保护整定计算的广域保护原理及配置方案，成为重要内容。

1.传统继电保护应用于现代电网中面临的难题继电保护以切除电网故障为己任，但在现代复杂的电网保护过程中往往因其动作不当而导致事故扩大。

其主要表现为：1.1定值整定与配合困难对于现在高速发展的大电网而言，结构和运行方式复杂多变，各个相关后备保护之间动作整定值的配合非常复杂，且通过就地检测量和延时实现配合的方式在很多情况下难以确保选择性，致使人们愿意形成采取“加强主保护，简化后备保护”措施的趋向。

例如：取消保护ⅱ段、简化保护ⅲ段定值等。

值得注意的是，在大电网发生高阻故障的时候，即便采用双套主保护也不能完全杜绝其拒动发生。

当主保护因灵敏度不足等原因发生拒动时，容易造成延时过长及扩大范围的跳闸，增加紧急状态下发生局部电网瘫痪的风险。

1.2远后备保护延时过长多级阶梯延时配合可能导致远后备保护延时过长，对于电网系统安全极其不利。

1.3缺乏自适应应变能力传统的后备保护整定配合运行方式有限，缺乏自适应应变能力，在电网网架结构及运行方式因故障而发生频繁和大幅改变时，易导致后备保护动作的性能失配而可能造成误动或事故扩大。

1.4存在潜在的误动风险在电网结构或运行工况突发非预性改变而出现大范围的大负荷潮流转移时，极易造成距离保护ⅲ段非预期连锁跳闸，甚至导致系统解列或大范围停电事故。

出现这种问题的主要原因在于传统继电保护的动作依据仅仅是靠保护安装处设备本身的信息。

若后备保护可以获取当前系统运行方式变化及远方被保护设备相关区域的信息，就能产生更加有效的故障判断和动作，那么基于广域信息有可能解决传统继电保护的一些难题，从而对电网运行进行更有效的全面保护。

广域继电保护及其故障元件判别问题分析

广域继电保护及其故障元件判别问题分析摘要：近年来，电能应用越来越广泛、电网发展速度越来越快、电网运行越来越复杂多样，作为电网系统安全保护的首道防线，继电保护装置已经越来越发挥着重要的作用。

与传统的继电保护对比，广域继电保护具有非常明显的优势，因而也更适宜电力行业发展的实际需要。

文章分析了传统继电保护存在的一些问题和实现广域继电保护的主要方式，系统地阐述了广域继电保护的故障元件判别，对电力企业和电力工作人员探索、推广和应用广域继电保护具有一定的参考价值。

关键词：广域继电保护；故障元件；判别分析近年来，随着经济社会的发展不断提速和科技水平日益增强，电力企业的生产经营规模和效益也得到了显著的提升。

但是长期以来，很多地方都曾经出现过大面积的停电现象，继电保护装置作用未能很好的发挥是主要的原因。

而且由于传统的继电保护没有很高的灵敏性，保护定值不稳定，存在安全隐患，特别是随着计算机网络技术的普及应用，广域继电保护逐渐被运用到了电网系统的运行中，而且分析研究故障元件的判别原理也日益被提上了重要日程。

本文就广域继电保护及其故障元件的判别谈些粗浅的想法。

1 传统继电保护的不足1.1 保护定值不稳定在近年来科技水平日新月异和电力行业持续发展的背景下，电网结构的运行也出现了多样性和复杂性的实际情况。

虽然现代化科技手段应用到电网运行当中，实现了电力发展的时代性和科学化，但是同时也使继电保护装置面临着复杂多变的客观环境，而且对一些关键性技术环节的改进增加了新的难度。

传统的继电保护受电网系统现代化发展趋势影响，后备保护定值一般不稳定，对电网设备的现场检测和定值配合形式的选用方面就增加了困难，因而在继电保护装置的利用方面已经越来越被简化，而且很多地方已经被广域继电保护所替代。

1.2 延长保护性能一般传统的继电保护装置，由于呈多级阶梯性，因而在保护性能的配合上都具有延长时间的现象，非常容易出现后备保护增加时限的情况，使电网系统的安全可靠运行受到一定程度的影响，无法有效发挥继电保护的作用。

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-44-/2012.11/广域继电保护及其故障元件判别问题的探讨盐城供电公司丁静娴【摘要】随着电网建设规模的不断扩大以及电网结构和运行方式的日益复杂化和多样化，继电保护在电网建设、运行及管理中的重要性越来越凸显。

传统的继电保护存在较多的问题，已不适应电网建设的发展。

本文分析了广域继电保护中存在的问题，并探讨了故障元的判别原理及办法。

【关键词】广域继电保护；故障元件；判别继电保护是保障电网安全、稳定运行的第一道防线。

近年来，随着电网建设规模的不断扩大以及电网结构和运行方式的日益复杂化和多样化，在复杂电网环境下，广域继电保护面临新的调整，传统继电保护存在着许多的问题。

研究能够快速识别与隔离故障，简化保护整定计算的广域保护原理和配置方案，是保障电网安稳运行的重要内容。

一、现代电网中传统继电保护中存在的问题(一)定值整定与配合困难对于结构和运行方式复杂多变的现代电网，各相关后备保护之间动作值的配合非常复杂，并且通过就地检测量和延时实现配合的方式在很多情况下难以确保选择性。

人们在继电保护中常采用“加强主保护，简化后备保护”措施，形成简化甚至放弃某些后备保护配置的趋向。

在大电网发生高阻故障时，即使采用双套主保护并不能完全杜绝其拒动发生。

(二)远后备保护延时过长多级阶梯延时配合导致远后备保护延时可能很长，于系统安全不利。

(三)缺乏自适应应变能力传统后备保护的整定配合基于有限的运行方式，当电网的网架结构及运行方式因故发生频繁和大幅改变时，易导致后备保护动作特性失配，可能造成误动或扩大事故(四)存在潜在误动作风险当电网结构或运行工况突发非预设性改变而伴随出现大范围的大负荷潮流转移时，可能造成距离保护Ⅲ段非预期连锁跳闸，甚至最终导致系统解列或大停电事故。

产生这些问题的重要原因在于目前继电保护的动作依据仅仅是保护安装处设备本身的信息。

如果可以得到当前系统更为全面的信息，可以产生更有效的故障判断和动作，这意味着基于广域信息有可能解决传统继电保护的某些难题。

二、广域继电保护的基本途径目前，实现广域继电保护的基本功能主要有基于在线自适应整定原理(On-line Adaptive Setting，OAS)及基于故障元件判别原理(Fault Element Identification，FEI)两种不同途径。

(一)基于OAS的广域继电保护在线自适应整定的研究始于上世纪80年代，国内则有学者将其表述为采用，防止保护失配并提高其灵敏度。

在线自适应整定方法近20年来的研究工作主要围绕故障后扰动域识别、最小断点集搜索和快速短路计算等方面内容展开。

基于OAS的广域继电保护，研究时间较长，取得了很多成果，但实用化却受到一定的限制，其原因可能在于该方法虽可通过在线调整定值来对保护的灵敏性、选择性加以改善，但未从根本上克服传统后备保护整定配合复杂困难、阶梯延时动作缓慢等劣化保护性能的缺陷，这正是使后备保护存在隐性故障，易引发连锁跳闸、威胁系统安全的重要原因。

(二)基于FEI的广域继电保护基于FEI的广域继电保护的研究是按后备保护区域来形成差动保护范围，可以准确的判定故障元件和确定后备保护动作区域。

其优越性在于其无需整定计算，只需通过简单的时序和逻辑配合就能保证后备保护的选择性；可以有效地缩短后备保护的动作时间。

同时，它没有大负荷潮流转移引起后备保护连锁动作的缺陷。

基于FEI的广域继电保护并不要求全电网的实时变化信息，即使远后备保护，最远仅需要周边相邻变电站群外延设备的故障相关信息，因此，这是一种有限广域保护，比较有利于其工程实现。

针对大负荷潮流转移可能引发后备保护非预期连锁动作这一潜在风险问题，也可利用广域信息对电网潮流转移状况进行分析和判别，并及时对相关后备保护采取闭锁或改变动作特性等措施，从而避免后备保护的连锁跳闸，保障系统安全。

三、新型故障元件判别原理(一)基于故障电压分布的故障元件判别原理作为单一元件的故障判别原理有多种，譬如：电流差动、纵联方向、纵联距离等。

显然，前者对同步采样要求严格而当应用于广域保护时存在困难，而后两者在复杂故障条件下性能尚不够完善。

基于线路故障电压分布的故障元件判别原理则能同时解决上述两方面的问题。

该原理利用线路一侧电压、电流故障分量的测量值估算另一侧的电压故障分量。

这样，广域后备保护可同时获得电压故障分量的测量值和估算值。

外部故障时线路任意一侧电压故障分量的测量值和估算值是一致的，而内部故障时至少有一侧电压故障分量的测量值和估算值存在较大的差异，以此构成故障元件识别判据，且仅需要根据故障时线路两端的启动特征实现同步校正即可。

该原理均能正确识别高阻接地、转换性故障及振荡中再故障等复杂情况下的故障线路，并且不受潮流转移的影响。

(二)基于广域综合阻抗的故障元件判别原理广域电流差动保护较普通电流差动更易受线路分布电容的影响而降低灵敏度，这是因为区域差动范围内在不同运行方式下包含的线路数量可能不一样，分布电容以及电容电流可能呈现较大范围的变化，同时在广域条件下估计和补偿电容电流也有较大难度。

基于综合阻抗的纵联保护能克服分布电容的影响，灵敏度较高。

将综合阻抗概念引入广域继电保护，可形成基于广域综合阻抗的故障元件判别原理，克服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，广域综合阻抗定义为：(1)其中，M-流入广域继电保护区域的线路数目；N-广域继电保护区域边界母线数目。

(三)基于遗传信息融合技术的故障元件判别方法为提高广域保护信息的可靠性，提出一种基于遗传(GA)信息融合技术的故障元件判别方法，它以故障方向作为遗传算法的处理对象，结合其他状态和多种保护判据信息进行信息融合，由线路两端故障方向的容错判定确定故障元件，以克服数据传输过程中信息缺失或信息错误的影响。

该方法从基于故障方向的广域继电保护原理出发建立基于遗传算法的信息融合数学模型。

然后根据当前保护状态值与保护的状态期望值之间的差异构造求极大值的适应度函数。

采用遗传算法的种群建立，快速搜索和收敛判定的运算来寻找最优解，实现基于最优解的故障方向决策和故障元件判别。

(四)基于概率识别的信息融合技术为降低基于遗传算法的广域继电保护的计算量，避免过早收敛导致保护判断错误，提高信息容错能力，提出基于概率识别的信息融合技术，简化和改进基于遗传算法的故障元件判别原理。

该算法基于有限广域范围同时发生多处故障的可能性很小的假设，仅对区域内单个元件故障建立故障识别编码，大大减小了搜索范围，避免遗传算法中复杂的搜索过程和收敛判断。

算法依据保护原理的选择性与灵敏度设置加权系数，然后根据各类保护的实际状态和基于故障识别编码的期望状态之间的差异，结合加权系数，构造求极小值的适应度函数，并引入故障识别概率K i 为：(2)式中，Esi—正常运行时各组识别编码适应度；Ei—识别编码适应度。

Ki越大说明对应故障元件发生故障的概率越大。

通过适当的门槛和处理规则，就可以实现高可靠、高容错的故障元件判别。

四、结束语广域继电保护是目前我国电力系统建设及保护研究的重点课题，为实现电力系统广域继电保护的高效性、可靠性、灵敏性以及数据的传输、控制和信号的发送、交换等的安全可靠性，应从系统全局角度出发，加强对电力系统的检测、维护和规划，提高广域继电保护及故障原件的判断能力，从而促进大电网的发展。

参考文献[1]吕颖,张伯明,吴文传等.基于增广状态估计的广域继电保护算法[J].电力系统自动化,2008,32(12):12-16.[2]韩雄辉,吴科成,翁汉琍等.基于分层判别的广域继电保护系统[J].广东电力,2009,22(12):16-19,29.[3]杨增力,石东源,段献忠等.基于方向比较原理的广域继电保护系统[J].中国电机工程学报,2008,28(22):87-93.[4]何志勤,张哲,尹项根等.电力系统广域继电保护研究综述[A].电力自动化设备,2010,30(5):125-130.浅谈海涂地区输电线路防腐措施台州电业局　姜天焕浙江省电力公司电力经济技术研究院　刘燕平【摘要】文章通过对海涂这特殊地理环境对金属、混凝土等材料腐蚀要因分析，提出了对输电线路中的铁塔、基础、导地线金具、接地体等材料的防腐措施。

【关键词】海涂；腐蚀；防腐；措施1.前言台州市位于浙江省沿海中部，全市陆地面积9411平方公里，浅海面积8万平方公里，大陆海岸线745公里，占浙江省的三分之一。

半个多世纪里，全市已围垦1000亩以上项目100多项，约占沿海6个县（市、区）土地面积的7.7%。

至目前，全市开工在建万亩以上滩涂围垦工程9项、计25万亩，建设规模为历史之最。

海涂土壤、地下水、空气氯离子等会对输电线路中的铁塔、基础、接地体、导地线、绝缘子等造成极为严重的腐蚀，腐蚀破坏使得输电导线的寿命大大缩短，尤其对处于腐蚀环境下的输电线路，往往不能达到其预期设计寿命，需采取切实有效的防腐蚀措施，减低或阻止腐蚀的产生，保证输电线路长期安全、稳定地运行。

目前台州电力基建工程约7成位于海涂围垦开发区，在输电线路工程中做好防腐工作已迫在眉睫。

2.腐蚀机理2.1 金属腐蚀大多数金属在海水及含盐土壤中的腐蚀均属于氧去极化的电化学腐蚀，即溶解在其中的氧气得到电子成为OH负离子，金属失去电子成为金属离子，金属离子与OH结合氧化成为金属氧化物。

当金属被放置在潮湿的大气中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池。

阳极上发生氧化反应，使阳极发生溶解，阴极上发生还原反应，一般只起传递电子的作用。

腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层水膜，因而使空气中CO2，SO2，NO2等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的[1]，如电力线路铁塔所用的钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有石墨、渗碳体以及其它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。

这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀不断进行。

2.2 大气腐蚀空气中的氧气是电化学腐蚀阴极过程中的去极化剂，水膜的厚度及干湿交变频率、氧的扩散速度，直接影响大气腐蚀的过程。

金属腐蚀破坏程度随所处环境的不同有很大的差别，在海洋大气环境中，随距海岸的远近、高度，海盐粒子浓度变化，金属构件腐蚀程度也不同。

海洋大气主要是以大气中含有海盐粒子为特征，在这种大气环境中，海盐粒子被风携带并沉降在暴露的金属表面上，它具有很强的吸湿性，并溶于水膜中形成很强腐蚀性介质，加速腐蚀过程。

2.3 盐风化盐风化是由于混凝土表面盐溶液结晶膨胀导致混凝土破坏的一种现象。

由下列两种方式形成盐结晶：第一种，处于海涂地下水中的混凝土，当其中有一表面暴露于空气中时，渗入到混凝土内部的含盐水会通过毛细作用向暴露面移动，在暴露面蒸发，使盐集聚在这一区域；第二种，处于海水中的混凝土，混凝土承受盐水交替的浸润和干燥作用，盐水被吸收并干燥，使混凝土内的含盐量增大。