分区域广域继电保护的系统结构与故障识别

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1、分区域广域继电保护的系统结构与故障识别（国家电网公司宝鸡供电局陕丙省宝鸡市721004）摘要：继电保护作为电网安全的重要防线，其动作的可靠性和速动性直接影响着电网的安全运行。传统的高压电IM保护系统主要以原理简单的纵联保护作为线路或母线的主保护，但其并不異备后备保护功能，而通过离线整定与动作时间配合的后备保护在配置方式上也随着电网结构的日趋扩大化、复杂化，暴露出越来越多的缺陷，保护误动、拒动的可能性大大增加，给继电保护带来了巨大的挑战。木文结合传统广域继电保护的功能和特征，从电力系统安全稳定地保障继电保护的需求和

2、特点着手，在分析关于保护的基础上研宄分区域继电保护的系统结构、功能特征和故障识别等问题。关键词：广域继电保护；分区域系统结构；故障识别继电保护作为保障电网安全稳定运行的重要防线，其可靠性和速动性对隔离故障和防止事故扩大至关重要。据统计，75%的电力系统扰动都是由后备保护的误操作引起的。传统基于就地测量信息的后备保护存在整定配合困难的问题，在当前电网的广泛互联和输电线路接近极限运行的工况下尤为突出。一、广域电网的分区域继电保护广域电网继电保护的主要原理是利用广域电网的同步测量信息，将这些信息进行整合计算，以此来识別

3、系统中的故障部件，并且采用逻辑整合来有效地清除故障。广域电网的分区域继电保护常见的结构有三种形式：分布式、集中式、分布集中式。至于前两种形式的优势和不足在此不再一一赘述，木文主要分析分布集中式的系统结构及其优点。1.继电保护的系统结构。广域电网的分区域继电保护就是在整个电网范围内通过分IX管理来实现整个网络电流的顺畅流通和整个电路的稳定、安全。分区域继电保护的结构类似蜂窝，它将整个电网划分为信息相互独立的部分，各部分分别受到应有的保护并且各部分间能够进行信息的交互，但信息的交互量仅是一小部分。这种结构不仅实现了各

4、部分的独立保护，减少了系统信息的传输量，而II通过少量必要信息的交互实现了整体的控制，保证了整个电网从部分到整体的安全高效稳定运行。在构建广域电网分区域继电保护结构吋，主要考虑了下面几个方面：(1)各区域的决策中心。分区域继电保护需要在每个小的区域内选定一个信息中心，该中心主要是进行区域信息的收集、分析以及进行决策，以保证本部分安全高效稳定的运行。在进行信息中心的选择吋要综合考虑各方面的因素，包括输电系统间的连接关系、输电线路间的连接关系、通电系统所处的地理位置、气候条件等因素。分布集中式继电保护的决策中心一般会

5、选在电网拓扑结构线路密集、节点较多的位置。(2)分区域的监控和保护范围。分区域继电保护不仅要实现本区域的近程保护功能，而且还要能通过少量的信息交互实现远程的保护功能。在进行继电保护设计吋应尽最大可能使各部分能够解决掉自己部分的故障和问题，减少各部分的信息交互量，这样就要求各部分保护范围的设定能够覆盖整个电网范围。所以，在设定保护范围吋，应以决策中心为起点，达到下一个线路的终点为宜。同时为了在后面电网的扩展中方便加入新的变电站，保护的范围可以适当大一些。(3)区域间的交互保护范围。我们知道分区域继电保护间要通过少量

6、的信息传输来实现区域间的远程保护，虽然我们为了整个系统的效率要尽量减少这种信息传输量，但是为了保证整个电网系统的安全，这种信息的传输和远程的保护是十分必要的。在区域间为了确保信息的传输至少要有一条通信线路，这样才能够保证电流传输在通过区域边界发生故障吋能够及吋有效地得到解决。为了能够很好地解决边界故障问题，分区域间的远程保护范围应该尽量把所有进程保护范围的边界包含在内。冋吋还要结合各个电网系统的整体规划、运行方式、安全控制方式进行调整，以实现整体最优。1.继电保护的功能优势。分布集中式继电保护集合了分布式和集中式

7、两种继电保护的功能优势于一体，能够更好地实现广域电网的稳定控制和安全保护。其各部分的功能优势我们可以从以下几个方面进行分析和研究：(1)智能电子设备。分区域继电保护所采用的智能电子保护设备主要的功能是对本区域的电流互感器、电压互感器以及短路器的运行状态和操作进行信息的采集、功能的分析、故障的检测和安全的控制。在分布集中式结构中，这种智能设备不仅能实现本区域的检测和保护，冋吋能够在互联网络中的K他区域实现整体的保护。这一功能是对分布式和集中式两种结构功能优势的结合。(2)区域集中决策功能。分布式继电保护只能够进行单

8、一区域的信息收集、分析和决策，集中式的继电保护需要将整个网络的信息加以收集、分析然后决定这个故障部分应采取什么样的措施，这使系统的信息传输量大、效率低。而分布集中式继电保护集合了两者的优点，在各个区域能够针对部分采取高效的解决故障的措施，冋吋能够通过区域集中决策功能实现整个区域的信息互联，对整体层面的问题进行集中决策管理。采用分区域分布集中式的继电管理，奋效地解决了其他两