基于廣域信息的繼電保護策略

摘 要：廣域保護是繼電保護研究的新方向，通過對廣域保護與傳統繼電保護的對比研究探討廣域保護的組成，研究分析現有廣域保護的算法，探討其實現方法。

關鍵詞：廣域保護；廣域保護算法；繼電保護策略

1 概述

廣域保護是國內外電力領域的一個較為熱門的研究內容，同時也是二次保護領域跟蹤研究的新課題。廣域信息的引入使得原有保護的判據、邊界條件、保護區域發生一定的變化，改進現有電力系統保護控制領域中存在的后備保護延時大、故障切除后引起相鄰元件的過負荷等問題。在智能電網大背景下，隨著智能變電站建設的逐步成熟和站域保護在智能變電站得到應用，廣域同步測量也不斷成熟并推廣，這些為提高繼電保護的性能以及推進廣域保護提供了良好的契機。

2 廣域保護與傳統繼電保護的區別

傳統繼電保護是以電力元件為保護對象，如發電機、變壓器、線路、母線、電動機等電氣設備。每一個電力設備的主保護相互獨立，通過斷路器切除內部故障，故而切斷故障保護電力系統中的電力設備。傳統的保護只關心局部的故障設備是否得到隔離，并不關心發生故障的元件被切除之后，剩余非故障的電力系統中潮流瞬間轉移到其他設備引起的過負荷，這就是傳統繼電保護存在的主要缺陷。

相比于傳統繼電保護，廣域保護將電力系統看成一個整體來進行考慮，各元件的各保護之間相互關聯。通過采集電力系統多位置多點的相關信息，對發生故障的設備和位置準確定位，快速、可靠、精確的切除。它能夠很快識別電力系統正常狀態、異常狀態及故障狀態，通過系統的各種作者備保護以及調節系統的有功、無功，同時實現電力系統保護和自動控制功能，以避免局部或整個系統大面積停電或崩潰等嚴重事故的發生，從而可靠地保證電力系統在出現各類故障后仍然可以安全穩定的運行。廣域保護能很好地抑制日益頻發的大規模電力系統連鎖故障，提高電力系統的安全穩定性，它彌補了傳統繼電保護的不足，是未來系統保護發展的主要方向。

3 基于廣域信息的繼電保護策略

基于廣域信息的繼電保護判斷程序如圖1所示，進入程序后運行廣域故障定位算法來確定故障的位置，通過判斷故障是否在最小的保護區內。

（1）若故障在最小保護區內則立即發出跳閘信息，再看故障是否可靠切除，若切除則程序結束，若故障沒有切除則向相鄰斷路器發失靈觸發信號，然后結束程序。

（2）若故障不在最小保護區再判斷故障是否可靠切除，若切除則程序結束，若故障沒有切除則判斷相鄰斷路器是否失靈。若是則跳開本保護設備對應的斷路器，若相鄰斷路器沒有失靈則再次判斷故障是否可靠切除，若故障可靠切除則結束程序，若故障沒有切除則跳開本保護設備對應的斷路器，最后結束程序。

因為需要站間通信的原因，廣域保護較傳統保護而言，在后備保護功能的優越性更加突出，因為廣域后備保護是靠采集廣域內多點電氣信息做比較，而非傳統后備保護靠動作時間的階梯配合來保證選擇性。一個廣域保護采集的區域電氣信息也是有限的，通過保護中心站和子站的選取以及確定有限廣域半徑來劃分保護區域，保護及測控裝置只和本區域范圍內的其他保護相關設備交互信息，判斷并切除故障，保護區域外的保護測控等設備和保護區域內的保護設備不需要交互信息。

如果當站間與站內的通信故障或者是廣域保護裝置本身出現故障使得廣域后備保護不能獲取該區域內的電氣信息，因此也不能實現廣域后備保護，那么廣域后備保護系統需將后備保護功能由廣域后備保護降級為傳統的不依靠通信的后備保護，如距離II段、Ⅲ段和零序電流II段、Ⅲ段等，確保保護區域不會因為系統故障而失去保護。

在采集更廣范圍的電氣信息基礎上，廣域保護系統還同時能便捷的實現其它功能比如隨著運行方式變化而自動校正定值的自適應保護，進一步優化現有保護功能，實現電網的智能保護。

4 結束語

隨著計算機和通信技術的迅猛發展，智能電網建設的呼聲越來越急迫，變電站自動化技術正經歷極大改變來滿足未來的需求。變電站站內的保護和自動化設備的通信連接更新為以太網，這樣在站內構成一個局域網；在高壓變電站站間架設SDH光纖環網，這樣把各變電站的局域網連成為一個電力廣域網，為區域內變電站間和站內信息的高效可靠交換提供保證。隨著同步向量裝置在我國電力系統的大量應用，互聯電網可實現同步數據采集，從而促進了廣域保護的發展。廣域保護通過采集多個點的數據信息，根據設定的保護區來判斷故障是否在區內來作出不同的保護策略，提高了電力系統繼電保護的性能。

參考文獻

[1]張保會，周良才.變電站集中式后備保護[J].電力自動化，2009.

[2]易俊，周孝信.電力系統廣域保護與控制綜述[J].電網技術，2006.

[3]蔡曉燁.基于網格計算的廣域繼電保護系統研究[D]上海：上海交通大學，2007.

作者簡介：馬澤菊（1982-），女，重慶人，職稱：講師，主要研究方向：智能電網保護及控制。