探析继电保护技术的新进展.doc

1、探析继电保护技术的新进展摘 要近一个世纪以来，电力系统继电保护技术经历了三个发展阶段，实现了两次技术飞跃。本文简要回顾了继电保护技术的发展史，并介绍了基于故障分量的继电保护、自适应继电保护、基于小波变换的继电保护的新发展。 关键词继电保护；故障分量；自适应继电保护；小波变换 中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0125-01 电力系统继电保护的历史相当久远，与现代新兴起的科学技术相比又总是充满着活力。电力系统继电保护技术是一门理论和实践相结合的科学技术，注重电力系统，又不断吸取新型的科学技术中的精髓融合进自身，充分发挥出微机保护的作用，将继电保

2、护技术提高到一个更高的水平。 1.基于故障分量的继电保护 对故障信息的识别和利用是实现继电保护的基础，传统的继电保护原理，如电流保护、距离保护、高频保护都是通过检测故障后的工频量建立起来的。由于被检测量中包含负荷分量，而负荷分量属于正常分量，不具备故障特征，其结果是给保护的正确结果带来了一定程度的负面效果。因为故障分量是由故障本身引起的，独立于负荷分量之外，所以基于故障分量的保护原理具有先天的优越性。故障分量可以分为相故障分量和序故障分量，各有不同的特点和用途。 1.1 故障分量 在继电保护中判断对故障方向是进行检测的前提，故障方向判断元件因此成为继电保护装置的重要组成部分。常见的故障保护中用

3、到的元件有电流电压保护接线方向的继电器，还有就是应用于接地故障保护的零序功率方向继电器，最后一个就是在负序功率方向继电器。 1.2 故障分量的获取方法 当方向元件经过渡电阻短路时灵敏度降低，在出口发生三向短路时存在着盲区。零序功率方向继电器和负序功率方向继电器都不能反映所有的故障类型。依据故障分量的方向判别原理有望解决这些问题。因此在实际操作中要设计一个简单的方向判别，可以使用一个小型的 500kv输电模型对该原理进行全面的仿真计算，结果与理论分析相吻合。这个方法适合于任何故障类型下的方向判断，而且不需要故障选相。方向判别不受故障电阻和负向电流的影响，越靠近母线故障灵敏度越高，没有电压盲区。1

4、 2.自适应继电保护 自适应继电保护是继电保护发展的一个重要方向，自适应继电保护可以定义为能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性、或定值的保护。自适应继电保护的主要作用就是使得原有的继电保护能够适应电路上的多种变化，从而增强保护的性能。在电力系统发生的故障类型中，有暂时性的、永久性的、还有金属短路性的，所以需要继电保护装置能够适应复杂多变的电力系统。在实际继电保护中，潜移默化的都在追求自适应状态，常见的有电流速断保护的整定值，线路末端发生三相短路的考虑，过电流保护按线路的最大负荷考虑等。这些自适应保护能够保障在任何情况下都不会错误的切除被保护的线路。可以看出自适应保护并

5、不是一个新提出的保护措施，早已存在于传统的继电保护中，只不过自适应继电保护比传统的继电保护更加稳定。 2.1 自适应继电保护举例 自适应继电保护与其说是一种继电保护方式，不如说是一种人们追求的继电保护模式。微机保护技术是自适应继电保护发展的基础，而后者是为了适应运行复杂的电力系统和多变的故障条件而产生的。自适应保护需要获得更多的信息，对信息处理的能力要求更高。继电保护的作用不能仅仅局限于切除故障元件和降低故障发生频率，继电保护的作用还要从整体的角度去考虑，要确保整个电力系统安全高效的运行，为我们生活中的电力生产提供可靠的保证。自适应继电保护的最终目标就是智能化，当整个电力系统出现故障时能够智能

6、化的解决问题。目前的计算机保护就是继电保护试行的最成功的例子。 2.2 自适应继电保护的前景展望 自适应继电保护所追求的目标就是在现有问题的基础上使得继电保护能更好的做到选择性、速动性、灵敏性和可靠性。与传统的继电保护不同的是自适应继电保护能更好的自动识别电力系统的运行状态并针对其状态实时的自动调整原来的整定值从而使电力系统的工作达到最好的效果。 3.基于小波变换的继电保护 当今社会，随着人们的需求逐渐增长，电力系统也在飞速发展，输电线路的电压和送电容量也在不断地升高，因此电路造成的损失也就越来越大，所以快速、有效的切除线路故障的方法是需要探索的方向。启动元件有效可靠的快速反应将能保证整组保护

7、装置能够及时的反应。基于小波变换的继电保护装置启动性能检测方法，应用小波变换能对继电保护装置启动元件性能是否满足预定指标进行检测。小波变换能更好的测评继电保护性能、发现保护装置隐藏的故障，积累实际数据为以后的科研提出合适的参考。启动元件是在电网发生较大故障时对电网内部系统不同功能元件进行故障检测以及信号的传递，即起到过滤微小波动又能防止保护因意外而停止工作。现在的继电保护设施中一般都设有启动元件，启动元件与震荡闭锁元件一起实现了震荡闭锁的作用。当发生电力系统故障时，基于小波变换的启动元件能够根据所检测的电气量的异常变化自动启动，保护装置启动的越及时，启动时间与故障发生时间越接近，说明启动的性能

8、就越高。但是在电力系统故障情况下，电流和电压都会发生波动。滤波装置记录的电压计电流信号都存在着波动点，通过确定电路发生故障时段的波动点来确定故障的时间。小波变换具有信号频域信号细分的性质，通过研究实验表明了小波方法能够很好的识别故障时刻。2 3.1 小波变换的基本概念 小波变换是一个时间和频域的局域变换，因而能有效地从信号中提取信息，通过伸缩和平移等运算功能对函数或信号进行多尺度细化分析。对于小波变换的分解滤波器和重构滤波器，建立出提升算法构造的小波变换与已有的小波滤波器组之间的关系。把小波变换转换成对矩阵的操作，把已有电路信号分成奇部和偶部。在检测中利用小波变换的过零点或极值点来检测信号的突

9、变点。 3.2 小波变换在暂态行波测距和行波保护中的应用 在电路保护范围内出现故障时，即使存在过渡电阻，启动元件也应该具有足够的灵敏度能在第一时间解决故障，恢复电路的使用。常见的电力系统故障中，电流和电压信号是有突变的，滤波装置能够记录在电路中发生的突变。小波变换在电路的空间变换上有局限性，但是小波变换能够很好的识别电路信号的异常点。当我们确定了电路启动元件的启动时间后就可以利用变换提取出电路故障实际的发生时间。在暂态行波测距中通过小波的分解，电路误差点不会超过一个异常点，通过仪器中产生的数据可以清楚的得出启动元件的启动时刻。 我国正处于社会主义经济发展的关键时期，随之而来的电力发展也需要引起人们的重视。电力系统是国家的支柱，继电保护将在电力系统中占有不可或缺的位置，要想更好的发展继电保护技术就要把先进科学技术融入到其中。如何将计算机、网络、人工智能保护和控制有机的结合起来，这对继电保护技术研究提出了更高的要求，继电保护技术也会给人民的生活提供更加稳定的保障。 参考文献 1 王梅义.高压电网继电保护运行技术M，北京，电力工业出版社，2012.（10）. 2 欧阳宏昌.浅谈电气主设备的继电保护技术J民营科技2012（9）.