保护智能化的发展与智能继电器网络的探讨

章 婷

（江苏省电力公司检修分公司淮安运维分部，223002）

保护智能化的发展与智能继电器网络的探讨

章 婷

（江苏省电力公司检修分公司淮安运维分部，223002）

随着我国智能电网的应用，为了电力系统能更加可靠、稳定的运行，对继电保护有了更加严格的要求。本文针对保护智能化的发展和智能继电器网络相关问题进行分析探究。

智能化发展；智能电网；继电器网络

0 前言

随着现代科技水平的进步，保护智能化有着暂态保护、广域保护、继承保护、自适应保护等特点。在智能电网的持续发展中，智能电网将更加具备全面化和稳定化，继电保护也会向计算机技术和通信网络技术方向发展，智能继电器网络将广泛应用在智能电网中。

1 智能保护的特点

1.1 可靠采集电力系统中的多点信息。在我国电力系统的应用中，逐渐加入了全球定位系统的科学技术手段，使广域测量系统得到实现，满足了实时监测互联电网的同步运行的状态，使电网实时检测系统的时间同步、空间广域的要求被满足。实现广域保护的技术支持是WAMS，其也为智能电网中，广域保护系统的实现提供技术基础。

此外，智能变电站技术在IEC61850通信标准的支持下逐渐成熟，实现了变电站信息在采集、处理、传输、共享等环节的数字化发展模式，也就是说，将变电站的电力设备变换、采集和传输的交流、控制命令等信息全部转成了数字化信息，在通信网络中以分层、分布的形式传输，完成了电力系统的信息共享工作。

图一 智能继电保护装置

1.2 信息共享技术使新算法应运而生。在智能变电站实施检测和获取电网中多点信息与广域保护系统应用的背景下，继电保护的算法有了新的计算方式。

1）继电保护的算法基于纵联比较原理的广域和区域。这种方法实现故障判别的方法是通过广域故障信息的方向，从而进行广域纵联保护，这种算法可以对继电保护的开关量及动作信号等信息进行传送。

2）继电保护的算法基于电流差差动保护原理的广域和战域。单个电气元件是常规电流进行差动保护工作的保护对象，常规电流差动保护方式与基尔霍夫电流定律相吻合。广域和战域与常规电流的电流保护原理基本相似，不同之处就是广域电流差动保护原理和战域电流差动保护原理的保护范围不是单个电气元件，二是多个电气元件。

3）继电保护的算法基于方向比较原理的广域和战域。采用变电站集中式的结构，当电力系统的故障发生以后，以方向元件对发生故障部分的方向信息进行指示的的结果为依据，对具体发生故障的元件进行确定。

1.3 大停电事故的防止。根据全球近年来发生的大停电事故进行分析，得出发生大停电事故的原因多为电力系统中的安全自动装置、安全保护装置都为分散的动作、独立判别，即电力系统中各个设备缺乏配合，从而导致电力系统出现连锁过载现象，进而出现跳闸的状况。相关专家和学者在全网电力系统的多点暂态信息和稳态信息的共享和同步中，提出了新的智能保护算法，即潮流转移识别算法，连锁切机算法等等，对电力系统运行过程中的连锁跳闸问题进行有针对性的有效解决，对大停电事故的发生有阻碍作用。

2 智能继电器网络

2.1 检测故障和处理信息模块。在多路输入的基础上，进行故障启动和选线元件是故障检测模块的主要组成部分。信号处理单元可以根据各个保护模块的不同需求，对产生故障时的高频和分量信号进行分别提取，如何将提取出的信息输送到有需求的各个模块中。对暂态电流信号故障进行提取的方式有两个频率段，如图一所示，为智能继电保护装置。

2.2 单端量位置保护模块。当故障发生在输电线时，通过电力导线可以将带有多种频率成分的电流信号和电压信号进行传播。这些信号在传输过程中，如果被输电线路中不连续的点打断，就会对信号的传输产生阻碍作用，从而使故障点接受到部分信号的反射。这些信号受故障位置因素的影响，即受路径阻抗故障和电力导线阻抗特征的影响。对到达的高频故障信号的时间进行确定就是信号处理的只要手段。当单端量位置保护模块的故障发生在输电线路中，由于受故障电流信号的高频暂态行波特殊的传输特点及不连续点的反射特性等因素的影响，对该故障信号的捕捉可以通过定位保护继电器的集成故障进行定位。

2.3 边界保护模块。边界保护模块的测量方式以单端测量模式为基础。一个故障将产生多频段的电流信号，产生的电流信号以线路的两个方向进行传输。信号在传输中，遇到母线系统不连续点时，部分信号就会向另一条的线路进行运行传输，而遇到不连续点的信号将会被反射到故障点上。暂态电流的大量信号，以高频部分电流信号为主，将以母线电容传输的方式分流给土地。阻抗特征明显变化的位置是线路的边界。在电力系统的实际运行中，连接在线路末端的电力设备，如母线、变压器、线路阻波器等，对高频特征阻抗具有十分明显的改变作用。

2.4 极性比较保护模块。电力系统中，极性比较保护模块的各个位置都对电流互感器进行安装，因此，无论故障会出现在电力系统的哪个方面，电网中都会有暂态电流的生成。通过继电器对暂态信号的检测，分为两组不同的极性。其一为暂态信号的极性相同，极性取决于故障发生时，故障向电压信号的极性。其二为与第一组极性相反的相同极性。暂态电流信号的极性由各个集成继电器的故障检出。

3 结论

本文通过对可靠采集电力系统中的多点信息，信息共享技术使新算法应运而生，大停电事故的防止三个方面对智能保护的特点进行分析，其中，对信息共享技术的新算法进行了主要的分析。对智能继电器网络的检测故障和处理信息模块，单端量位置保护模块，边界保护模块和极性比较保护模块进行了探究。由此可以看出，保护智能化的发展和智能继电器网络的应用，对我国电力系统的发展具有显著的推动作用。

薄志谦,张保会,董新洲,和敬涵,林湘宁,曾祥君,李斌.保护智能化的发展与智能继电器网络[J].电力系统保护与控制,2013,02:1-12.

Discussion on the development of intelligent protection and intelligent relay network

Zhang Ting
（Jiangsu electric power company maintenance branch Huaian operation and maintenance branch，223002)

With the application of smart grid in China,in order to the power system more reliable and stable operation,the relay protection has more stringent requirements.In this paper,the development of intelligent protection and the development of intelligent relay network related issues to analyze and explore.

intelligent development;smart grid;relay network