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讨论。
关键词:广域继电保护；故障元件；探究
1引言
大面积停电事故的发生对电网运行安全性和可靠性存在着一定的安全隐患，它是由于继电保护操作失误引起的。传统的继电保护装置结构较为复杂，这对继电保护的灵敏度会产生一定的影响，广域继电保护以操作简单、灵敏度高的优点逐渐被人们认识，它可以对故障做出快速的识别，有效提升继电保护装置的作用。继电保护作为保证电网供电安全的第一道防线，可以快速有效的遏制住电网不利状态的恶化，在现实生活中人们针对停电事故对电网的安全提出了质疑，在这些事故中，绝大部分都是由于使用了传统的后备保护系统。在电网中如果发生了潮流转移，就容易产生连锁跳闸现象,此种情况下很难区别是内部发生了故障还是潮流转移问题.
2广域继电保护的概念
广域继电保护系统是一种综合性的使用保护区域内的多个变电站信息来构成的继电保护系统，它是基于广域测量信息的继电保护，信息技术的快速发展促进了广域继电保护应用的日渐广泛，为广域继电保护提供了重要的技术支撑，广域继电保护与传统的继电保护存在着共同点，即它们都是以切除线路故障为根本，进而与安全稳定控制系统共同完成电力系统的安全紧急控制。广域继电保护的基本形式有两种，即FEI形式与OAS形式。FEI形式通过对故障元件性能的分析和判断发挥保护功能，并且运用继电保护的逻辑性促进其设备保护作用的发挥。FEI形式可以在保护电网正常运行下对故障元件做出判断，缩短测算整定值的时间。OAS形式是指根据在线的子适应性进行整定，发挥继电保护的作用，其主要是从继电保护装置的配合性出发，对发生短路的区域进行快速测算，增强继电保护的灵敏度。OAS形式还可以准确的判断继电保护的整定值，及时的进行在线处理。
传统继电保护系统中存在一些弊端，操作存在风险、缺乏足够的后备保护能力以及计算繁琐等问题都会影响传统继电保护的效果。如果继电保护存在操作风险就会对电网的正常运行产生很大的影响，甚至造成事故的发生。在继电保护运行过程中，电网结构的变化会产生负荷潮从而导致继电保护的操作失误，但是电网的运行处在正常状态，所以故障的判别准确度并不高。传统继电保护装置后备保护性能不高，后备装置的适应性不强，这种情况下即使电网处于正常运行状态也会产生跳闸现象，另外，继电保护自身所存储的信息不正确也会产生错误的操作。传统的继电保护系统后备装置结构比较复杂，需要计算的时间较长，而且结构设计原理比较单一，因此操作现象较为频繁。
3案例分析
基于遗传广域继电保护的故障定位，利用状态关联方向比较的故障定位原理和GA故障判别原理进行参数确定、基因编码以及数学模型的建立。在输电网发生单一故障的前提下，采用基于GA的判别系统在输电网故障定位应用进行仿真测试，仿真采用MATLAB。根据已有的仿真模型，模型中有9个保护设备，仿真的输入有动作信息、故障方向信息以及断路器状态量，测试结果如表1所示。
表1 故障仿真测试结果
分组1、2测试了基于遗传算法的输电网络故障定位算法的基本正确性；另外，分组3、4、5对于输电网络故障定位的容错性进行了测试。分组1为线路1发生故障，分组2为母线B线路故障，其中分组3为CB3故障方向元件收集信息丢失。另外，分组4为线路1母线B侧保护畸变，分组5为线路1母线A侧保护畸变。仿真结果表明，基于关联方向状态信息采集信息单一，但是保证了遗传算法的广域输电网络故障判别的准确性，继承了优异的信息容错性能。
4广域继电保护的故障元件的判别原理
4.1由广域继电保护的综合阻抗判别元件故障
广域的电流差动会因线路分布电容的改变而受到波动，由于区域差动范围内采用的运行方式不同，需要经过的线路数量也存在着差异。对于广域综合阻抗，要考虑广域电流与普通电流在运行方式不同的情况下线路的差异性。广域差动电流保护会受到线路分布以及电容标准的影响，线路的差异性会导致对应差别明显的分布性电容。 广域继电保护的灵敏度高，借助其综合阻抗对元件故障进行判别，能够有效消除广域电流差动保护存在的问题。广域继电保护的综合阻抗对元件故障的判别方式具体可以用以下公式表示：
其中，N是广域继电保护区边界的母线数量；M为广域继电保护区内的流入线路数量。
4.2有故障电压分布判别元件故障
对一个元件进行故障判别，主要针对电流差动、纵联方向以及纵联距离等几种。针对复杂多变的电网元件进行判别时，根据纵联方向和距离来判断的效率很低，这种方法在广域继电保护的应用过程中无法发挥作用。通过借助线路一侧电压和电流故障分量所获取的测量值可以实现对线路另一侧电压故障分量的有效估算，由故障电压分布判别元件故障的方式可以很好的应用于广域继电保护和复杂的电网故障元件判别。通过此种方法可以对震荡中再故障的线路进行准确的识别，能够准确判断电网中的高阻接地和转换性故障，进而使技术人员能够按照故障时线路两端的启动特征变
化进行广域继电保护的同步校正。
4.3从信息融合技术角度判别故障元件
采用概率识别的信息融合技术对故障元件进行判别，可以预防因过早收敛所产生的保护判断失误的现象出现以及减少广域继电保护的计算量。信息融合技术主要应用于有限广域范围之中，将系统检索范围大大的缩小，减少检索时间。该判别方式以灵敏度作为设定加权系数，形成求解故障概率极小值的自适应度函数：
5结束语
广域继电保护系统是一种综合性的使用保护区域内的多个变电站信息来构成的继电保护系统，它是基于广域测量信息的继电保护，信息技术的快速发展促进了广域继电保护应用的日渐广泛，为广域继电保护提供了重要的技术支撑。传统的继电保护装置结构较为复杂，这对继电保护的灵敏度会产生一定的影响，广域继电保护以操作简单、灵敏度高的优点逐渐被人们认识，它可以对故障做出快速的识别，有效提升继电保护装置的作用。对一个元件进行故障判别，主要针对电流差动、纵联方向以及纵联距离等几种。本文讨论了现阶段电网中传统继电保护的相关问题以及广域继电保护的实现方式，在提高广域继电保护以及故障元件判别问题上需要对电网当中的各个方面加以充分考虑，促使广域继电保护系统高效可靠运行。
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[3]丁静娴.广域继电保护及其故障元件判别问题的探讨[J].电子世界,2012,6(7):34-39.
论文作者:陈敏锋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/6
标签：继电保护论文; 故障论文; 元件论文; 电网论文; 线路论文; 信息论文; 电流论文; 《防护工程》2018年第3期论文;