繼電保護培訓教材(大電網(wǎng)廣域保護系統(tǒng) )

1、 傳統(tǒng)三道防線與大停電機理傳統(tǒng)三道防線與大停電機理1 繼電保護研究現(xiàn)狀與協(xié)調(diào)優(yōu)化繼電保護研究現(xiàn)狀與協(xié)調(diào)優(yōu)化23 廣域保護的提出與研究廣域保護的提出與研究 為滿足三級標準的要求，首先應建設一個結(jié)構(gòu)合理的為滿足三級標準的要求，首先應建設一個結(jié)構(gòu)合理的電網(wǎng)，好的網(wǎng)架是電力系統(tǒng)運行的基礎，同時在我國已經(jīng)電網(wǎng)，好的網(wǎng)架是電力系統(tǒng)運行的基礎，同時在我國已經(jīng)形成了三道防線的概念，電網(wǎng)的建設按三道防線規(guī)劃和配形成了三道防線的概念，電網(wǎng)的建設按三道防線規(guī)劃和配置，電網(wǎng)運行按三道防線調(diào)度管理。置，電網(wǎng)運行按三道防線調(diào)度管理。電力系統(tǒng)運行狀態(tài)與三道防線的關(guān)系示意圖系統(tǒng)穩(wěn)定控制過程示意圖 正是由于重視了三道防線，特別

2、是應用緊急控制和校正控制，在必要時用犧牲局部來保全整體，相當薄弱的我國電網(wǎng)卻沒有發(fā)生過北美“8.14”那樣的大停電。但也往往會付出過度控制的代價。 目前的“三道防線”一般都由相對獨立的裝置和功能軟件構(gòu)成，彼此缺乏配合與協(xié)調(diào)，各保護和控制裝置大都基于本地電氣量工作，難以反映電力系統(tǒng)的整體運行情況，有時會造成不必要的停電或系統(tǒng)失穩(wěn)。 2003 2003年年8 8月月1414日美國、加拿大大停電是歷史上最大的停電事故，事日美國、加拿大大停電是歷史上最大的停電事故，事故期間上百臺機組跳機，故期間上百臺機組跳機，50005000萬人失電。下面根據(jù)事故調(diào)查的中期萬人失電。下面根據(jù)事故調(diào)查的中期報告對此次事

3、件進行分析。事故序列分為以下幾個階段。報告對此次事件進行分析。事故序列分為以下幾個階段。 當日當日1515：0505以前在以前在First Energy(First Energy(北部北部OhioOhio州調(diào)度中心，簡稱州調(diào)度中心，簡稱FE)FE)控控制區(qū)域，盡管若干主力機組和線路停運，系統(tǒng)穩(wěn)定運行并且能夠應制區(qū)域，盡管若干主力機組和線路停運，系統(tǒng)穩(wěn)定運行并且能夠應付大約付大約800800個個N-1N-1故障。但此時系統(tǒng)已經(jīng)處于重載狀況。此外，屬于故障。但此時系統(tǒng)已經(jīng)處于重載狀況。此外，屬于PJMPJM（賓州、新澤西州、馬里蘭州）控制區(qū)域的（賓州、新澤西州、馬里蘭州）控制區(qū)域的AEPAEP（美

4、國電力公司）（美國電力公司）與與DPLDPL（代屯電氣公司）之間的（代屯電氣公司）之間的345kV345kV線路線路Stuart-AtlantaStuart-Atlanta因接地故因接地故障而跳閘，但障而跳閘，但MISO(MISO(負責負責OhioOhio， MichiganMichigan， MinnesotaMinnesota， IndianaIndiana， IllinoisIllinois等區(qū)域的調(diào)度中心，等區(qū)域的調(diào)度中心，F(xiàn)EFE的上級調(diào)度的上級調(diào)度) )沒有監(jiān)視此線路狀態(tài)，沒有監(jiān)視此線路狀態(tài)，狀態(tài)估計沒有正確反映，導致后來狀態(tài)估計錯誤。狀態(tài)估計沒有正確反映，導致后來狀態(tài)估計錯誤。F

5、EFE的的EMSEMS也沒有也沒有正常運行。正常運行。 1515：0505至至1515：3939，風速減小，線路散熱減慢，輸電走廊的植物生長，風速減小，線路散熱減慢，輸電走廊的植物生長也超過預計，線路重載自然下垂加劇。線路潮流在長期極限內(nèi)，但也超過預計，線路重載自然下垂加劇。線路潮流在長期極限內(nèi)，但一系列線路接地故障仍然發(fā)生，造成一系列線路接地故障仍然發(fā)生，造成3 3條條345kV345kV重要線路過載并跳閘。重要線路過載并跳閘。此時，如果減載此時，如果減載1500MW2500MW1500MW2500MW，系統(tǒng)也許還可以繼續(xù)穩(wěn)定運行，系統(tǒng)也許還可以繼續(xù)穩(wěn)定運行，但但FEFE由于計算機故障，沒有

6、認識到事件嚴重性，沒有這樣做。在此由于計算機故障，沒有認識到事件嚴重性，沒有這樣做。在此期間，由于缺乏期間，由于缺乏FEFE系統(tǒng)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)，PJMPJM和和AEPAEP也沒有正確認識到系統(tǒng)的危也沒有正確認識到系統(tǒng)的危險程度。險程度。 1515：3939至至1616：0808，主干線路跳閘后，主干線路跳閘后，138kV138kV系統(tǒng)立即過載并跳閘，系統(tǒng)立即過載并跳閘，隨后更多的隨后更多的345kV345kV線路受到影響繼續(xù)跳閘，形成連鎖反應。在此期線路受到影響繼續(xù)跳閘，形成連鎖反應。在此期間，系統(tǒng)潮流劇變，導致保護誤判，擴大了線路跳閘范圍。間，系統(tǒng)潮流劇變，導致保護誤判，擴大了線路跳閘范圍。

7、 1616：0808至至1616：1111，大批線路跳閘導致系統(tǒng)電壓降低，機群之間振蕩，大批線路跳閘導致系統(tǒng)電壓降低，機群之間振蕩，三段距離保護動作，最后故障波及整個東北網(wǎng)絡，大批機組跳機，三段距離保護動作，最后故障波及整個東北網(wǎng)絡，大批機組跳機，負荷減載，系統(tǒng)解列為若干孤島。負荷減載，系統(tǒng)解列為若干孤島。調(diào)查認為以下是大停電事故主要原因：調(diào)查認為以下是大停電事故主要原因： FEFE因為計算機故障沒有進行因為計算機故障沒有進行N-1N-1事故分析，調(diào)度員對系統(tǒng)狀態(tài)失去事故分析，調(diào)度員對系統(tǒng)狀態(tài)失去監(jiān)控。當發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)危險時，調(diào)度員的溝通花費了寶貴的事故處理時監(jiān)控。當發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)危險時，調(diào)度員的溝通花費

8、了寶貴的事故處理時間，在溝通時，系統(tǒng)繼續(xù)惡化。計算機系統(tǒng)故障且沒有良好的備用間，在溝通時，系統(tǒng)繼續(xù)惡化。計算機系統(tǒng)故障且沒有良好的備用計算機系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)是“8.14”8.14”大停電有別于美國歷史上其他故障的地方。大停電有別于美國歷史上其他故障的地方。 FEFE沒有有效地監(jiān)視植物生長對系統(tǒng)安全的影響。這也是以前多次北沒有有效地監(jiān)視植物生長對系統(tǒng)安全的影響。這也是以前多次北美大停電事故的原因。美大停電事故的原因。 MISOMISO由于沒有及時維護狀態(tài)估計器，未能對系統(tǒng)危險狀態(tài)進行緊密由于沒有及時維護狀態(tài)估計器，未能對系統(tǒng)危險狀態(tài)進行緊密監(jiān)視，也未能向監(jiān)視，也未能向FEFE提供正確的系統(tǒng)信息。

9、提供正確的系統(tǒng)信息。MISOMISO采用離線數(shù)據(jù)進行輸采用離線數(shù)據(jù)進行輸電斷面輸送容量計算，這使得電斷面輸送容量計算，這使得MISOMISO沒有準確掌握系統(tǒng)信息。沒有準確掌握系統(tǒng)信息。PJMPJM和和MISOMISO缺少處理控制區(qū)域之間聯(lián)絡線過載的預案。缺少處理控制區(qū)域之間聯(lián)絡線過載的預案。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)：調(diào)查還發(fā)現(xiàn)： FEFE和和MISOMISO調(diào)度員缺少良好培訓，特別是應付調(diào)度員缺少良好培訓，特別是應付8 8月月1414日這樣惡性緊急日這樣惡性緊急事故的培訓。事故的培訓。 發(fā)電機因為以下幾個原因而跳機：低頻或者高頻保護（這是主要的發(fā)電機因為以下幾個原因而跳機：低頻或者高頻保護（這是主要的跳機原

10、因），勵磁系統(tǒng)低壓保護（防止勵磁線圈過熱），廠用電電跳機原因），勵磁系統(tǒng)低壓保護（防止勵磁線圈過熱），廠用電電壓過低影響電廠熱力系統(tǒng)和輔機系統(tǒng)。壓過低影響電廠熱力系統(tǒng)和輔機系統(tǒng)。 事故前，事故前，MISOMISO區(qū)域無功備用少。區(qū)域無功備用少。FEFE控制區(qū)域電壓下限為控制區(qū)域電壓下限為0.920.92（標幺（標幺值），而一般北美控制區(qū)域采用值），而一般北美控制區(qū)域采用0.950.95（標幺值）。（標幺值）。 沒有發(fā)現(xiàn)通過互聯(lián)網(wǎng)進行信息攻擊的現(xiàn)象。信息安全問題如果存在，沒有發(fā)現(xiàn)通過互聯(lián)網(wǎng)進行信息攻擊的現(xiàn)象。信息安全問題如果存在，也不嚴重。也沒有發(fā)現(xiàn)人為破壞情況。所有核電機組都正確跳機，也不嚴重

11、。也沒有發(fā)現(xiàn)人為破壞情況。所有核電機組都正確跳機，沒有帶來核危險。沒有帶來核危險。 這次大停電事故可以得到如下啟示：這次大停電事故可以得到如下啟示： 事故起因在于線性靜態(tài)安全分析和狀態(tài)估計工具不力，調(diào)度員無法事故起因在于線性靜態(tài)安全分析和狀態(tài)估計工具不力，調(diào)度員無法應對，線路因為過載和接地故障而連鎖跳閘，屬于應對，線路因為過載和接地故障而連鎖跳閘，屬于MISOMISO區(qū)域靜態(tài)問區(qū)域靜態(tài)問題。題。 MISOMISO接地故障和線路連鎖跳閘導致事故期間全系統(tǒng)振蕩以及潮流串接地故障和線路連鎖跳閘導致事故期間全系統(tǒng)振蕩以及潮流串動，引起擾動的擴散，并且最終發(fā)展為大停電。盡管在事故期間電動，引起擾動的擴散

12、，并且最終發(fā)展為大停電。盡管在事故期間電壓穩(wěn)定發(fā)生，但其是壓穩(wěn)定發(fā)生，但其是N-3N-3和和N-4N-4事故的結(jié)果而不是起因。事故的結(jié)果而不是起因。 當系統(tǒng)失去許多線路后，自然發(fā)生暫態(tài)穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定問題。此時，當系統(tǒng)失去許多線路后，自然發(fā)生暫態(tài)穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定問題。此時，進行暫態(tài)穩(wěn)定計算和電壓穩(wěn)定計算已經(jīng)多余并且也不可能（因為需進行暫態(tài)穩(wěn)定計算和電壓穩(wěn)定計算已經(jīng)多余并且也不可能（因為需要進行要進行N-XN-X事故仿真，這里事故仿真，這里X X很大）。很大）。 對北美這樣聯(lián)系緊密的系統(tǒng)，從現(xiàn)有技術(shù)來看，開發(fā)能夠全面阻止對北美這樣聯(lián)系緊密的系統(tǒng)，從現(xiàn)有技術(shù)來看，開發(fā)能夠全面阻止大停電的穩(wěn)定控制系統(tǒng)還

13、有難度，主要困難表現(xiàn)在控制策略的設計。大停電的穩(wěn)定控制系統(tǒng)還有難度，主要困難表現(xiàn)在控制策略的設計。當然，暫態(tài)緊急穩(wěn)定控制系統(tǒng)能夠?qū)⒛承┚植渴鹿实挠绊懡档汀Ｒ虍斎?，暫態(tài)緊急穩(wěn)定控制系統(tǒng)能夠?qū)⒛承┚植渴鹿实挠绊懡档?。因此，制定周密的解列計劃應當?shù)玫街匾?。此，制定周密的解列計劃應當?shù)玫街匾暋?保護動作設計不盡完善，加劇了事故影響，特別是三段距離保護設保護動作設計不盡完善，加劇了事故影響，特別是三段距離保護設計。計。 系統(tǒng)低頻減載是為了維持系統(tǒng)供需平衡設計的，而發(fā)電機組低頻和系統(tǒng)低頻減載是為了維持系統(tǒng)供需平衡設計的，而發(fā)電機組低頻和高頻跳機是為了保護發(fā)電機組免受損失。顯然，低頻或者高頻保護高頻跳機是為

14、了保護發(fā)電機組免受損失。顯然，低頻或者高頻保護應當適當協(xié)調(diào)以減少損失，但停電發(fā)生期間紐約的頻率曾經(jīng)在應當適當協(xié)調(diào)以減少損失，但停電發(fā)生期間紐約的頻率曾經(jīng)在57Hz63Hz57Hz63Hz變化，說明低頻或者高頻發(fā)電機保護沒有很好協(xié)調(diào)。變化，說明低頻或者高頻發(fā)電機保護沒有很好協(xié)調(diào)。 美國紐約州、緬因州公共事業(yè)委員會原主席美國紐約州、緬因州公共事業(yè)委員會原主席-彼得彼得. .布雷福德提出布雷福德提出了有關(guān)輸電管理的問題。美國有很多規(guī)模大小不同的電力公司，在了有關(guān)輸電管理的問題。美國有很多規(guī)模大小不同的電力公司，在發(fā)生大停電的區(qū)域中就有數(shù)十家電力公司，其中至少有發(fā)生大停電的區(qū)域中就有數(shù)十家電力公司，其

15、中至少有2020家電力公家電力公司擁有輸電線路。因此，司擁有輸電線路。因此，有關(guān)區(qū)域的電力供應、輸電、配電整個系有關(guān)區(qū)域的電力供應、輸電、配電整個系統(tǒng)的安全，都是由擁有產(chǎn)權(quán)的公司來管理和維護。另一方面，整個統(tǒng)的安全，都是由擁有產(chǎn)權(quán)的公司來管理和維護。另一方面，整個系統(tǒng)的標準設定，由國家電力可靠性委員會負責。系統(tǒng)的標準設定，由國家電力可靠性委員會負責。這是由美國所有這是由美國所有的電力公司自發(fā)組成的一個委員會。這些電力公司既有國營也有私的電力公司自發(fā)組成的一個委員會。這些電力公司既有國營也有私營，營，但是，是否遵循這個可靠性委員會所制定的規(guī)定，則是自愿的，但是，是否遵循這個可靠性委員會所制定的規(guī)

16、定，則是自愿的，而不是義務的。而不是義務的。通過這次事故發(fā)生之后，這種自愿性遵守可靠性規(guī)通過這次事故發(fā)生之后，這種自愿性遵守可靠性規(guī)章的制度一定要進行改變。還有一件更令人不解的事情，就是電價章的制度一定要進行改變。還有一件更令人不解的事情，就是電價由聯(lián)邦能源管制委員會來制定，而輸電線路在哪里建設則是由各個由聯(lián)邦能源管制委員會來制定，而輸電線路在哪里建設則是由各個州政府來執(zhí)行。州政府來執(zhí)行。 8.148.14大停電引發(fā)了世界范圍內(nèi)對于防止大電網(wǎng)大面積停電的研究熱大停電引發(fā)了世界范圍內(nèi)對于防止大電網(wǎng)大面積停電的研究熱潮階。我國電力系統(tǒng)本屬于弱聯(lián)系系統(tǒng)，但卻面臨著大區(qū)域互聯(lián)和潮階。我國電力系統(tǒng)本屬于

17、弱聯(lián)系系統(tǒng)，但卻面臨著大區(qū)域互聯(lián)和電力市場改革的嚴峻挑戰(zhàn)，互聯(lián)后的系統(tǒng)也將同目前的西方電網(wǎng)一電力市場改革的嚴峻挑戰(zhàn)，互聯(lián)后的系統(tǒng)也將同目前的西方電網(wǎng)一樣潛伏著大停電的危險，因此研究大電網(wǎng)的安全防御已成為當務之樣潛伏著大停電的危險，因此研究大電網(wǎng)的安全防御已成為當務之急。急。 我國電網(wǎng)雖有很多不足之處，但卻從未發(fā)生過世界級別的大停電我國電網(wǎng)雖有很多不足之處，但卻從未發(fā)生過世界級別的大停電事故，這個結(jié)果并非偶然，主要歸功于以下幾條經(jīng)驗：事故，這個結(jié)果并非偶然，主要歸功于以下幾條經(jīng)驗： （1 1）有集中的調(diào)度體制。）有集中的調(diào)度體制。 我國實行的集中調(diào)度體制是安全運行的重要保證。在美國只有省我國實行

18、的集中調(diào)度體制是安全運行的重要保證。在美國只有省調(diào)，其上層沒有網(wǎng)調(diào)，出現(xiàn)問題時平級協(xié)調(diào)，稱作協(xié)議調(diào)度。因此，調(diào)，其上層沒有網(wǎng)調(diào)，出現(xiàn)問題時平級協(xié)調(diào)，稱作協(xié)議調(diào)度。因此，發(fā)生故障時，各自保護自身的利益，難以統(tǒng)一行動。發(fā)生故障時，各自保護自身的利益，難以統(tǒng)一行動。（2 2）將）將“安全第一安全第一”作為調(diào)度的首要任務。作為調(diào)度的首要任務。 電力系統(tǒng)是典型的非線性復雜系統(tǒng)，其狀態(tài)間的變化關(guān)系復雜，電力系統(tǒng)是典型的非線性復雜系統(tǒng)，其狀態(tài)間的變化關(guān)系復雜，影響安全運行的偶然因素多，難以預測，因而在決策過程中就有可影響安全運行的偶然因素多，難以預測，因而在決策過程中就有可能做出保守和樂觀的兩種選擇。將安全

19、作為首要任務是保守的，但能做出保守和樂觀的兩種選擇。將安全作為首要任務是保守的，但另一方面也消除了發(fā)生大面積停電的隱患。今后的電力發(fā)展中，市另一方面也消除了發(fā)生大面積停電的隱患。今后的電力發(fā)展中，市場的比重將不斷加大，不可能象從前那樣能消除所有的重大危險于場的比重將不斷加大，不可能象從前那樣能消除所有的重大危險于萌芽之中，因此必須面對可能時刻發(fā)生的潛在危險。從這個意義上萌芽之中，因此必須面對可能時刻發(fā)生的潛在危險。從這個意義上講，我們不能放松對大停電的警惕。講，我們不能放松對大停電的警惕。 （3 3）調(diào)度員處理事故時敢于舍棄切機、切負荷、解列，保全整體。）調(diào)度員處理事故時敢于舍棄切機、切負荷、

20、解列，保全整體。 決策選擇是樂觀還是保守，不僅表現(xiàn)在平時的預防性控制中，更決策選擇是樂觀還是保守，不僅表現(xiàn)在平時的預防性控制中，更表現(xiàn)在緊急事故處理中。由于受各種外界因素的制約，國外調(diào)度員表現(xiàn)在緊急事故處理中。由于受各種外界因素的制約，國外調(diào)度員在處理事故時不敢輕易做出放棄，容易錯過放棄局部、保全整體的在處理事故時不敢輕易做出放棄，容易錯過放棄局部、保全整體的最佳時機，因而產(chǎn)生了擴大危險的可能。多年的運行經(jīng)驗也說明，最佳時機，因而產(chǎn)生了擴大危險的可能。多年的運行經(jīng)驗也說明，在處理緊急事故時敢于舍棄并不是權(quán)宜之計，而恰恰是防止發(fā)生大在處理緊急事故時敢于舍棄并不是權(quán)宜之計，而恰恰是防止發(fā)生大停電的

21、有效手段。停電的有效手段。（4 4）穩(wěn)定控制效果顯著。）穩(wěn)定控制效果顯著。 在電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制研究方面，我國取得了很多在國際上領(lǐng)先在電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制研究方面，我國取得了很多在國際上領(lǐng)先的研究成果。這些最先進技術(shù)的應用，加之調(diào)度員對安全穩(wěn)定控制的研究成果。這些最先進技術(shù)的應用，加之調(diào)度員對安全穩(wěn)定控制工作的重視，保證了我國電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制的高水平。據(jù)統(tǒng)計，工作的重視，保證了我國電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制的高水平。據(jù)統(tǒng)計，19961996年以來，我國未出現(xiàn)過大范圍的電力系統(tǒng)穩(wěn)定事故。年以來，我國未出現(xiàn)過大范圍的電力系統(tǒng)穩(wěn)定事故。（5 5）互聯(lián)電網(wǎng)多為弱聯(lián)系系統(tǒng)。）互聯(lián)電網(wǎng)多為弱聯(lián)系系統(tǒng)。 我國雖地域廣闊，但

22、電網(wǎng)卻為弱聯(lián)系系統(tǒng)，大區(qū)電網(wǎng)間的交換我國雖地域廣闊，但電網(wǎng)卻為弱聯(lián)系系統(tǒng)，大區(qū)電網(wǎng)間的交換功率小，并且在聯(lián)絡線上都裝有解列裝置，因此在故障發(fā)生后，大功率小，并且在聯(lián)絡線上都裝有解列裝置，因此在故障發(fā)生后，大區(qū)域電網(wǎng)能盡早解列，有效地隔離事故，防止事故波及到相鄰的大區(qū)域電網(wǎng)能盡早解列，有效地隔離事故，防止事故波及到相鄰的大區(qū)電網(wǎng)，有效防止了大事故發(fā)展為惡性事故。區(qū)電網(wǎng)，有效防止了大事故發(fā)展為惡性事故。 防止大停電的經(jīng)驗是寶貴的，但它又不是簡單的總結(jié)能徹底說防止大停電的經(jīng)驗是寶貴的，但它又不是簡單的總結(jié)能徹底說明的。如果能將大停電后的定量分析報告與結(jié)論性的經(jīng)驗總結(jié)相結(jié)明的。如果能將大停電后的定量分

23、析報告與結(jié)論性的經(jīng)驗總結(jié)相結(jié)合，整理出一些具有普遍性的結(jié)論匯編成專著，必將為調(diào)度員提供合，整理出一些具有普遍性的結(jié)論匯編成專著，必將為調(diào)度員提供非常有價值的參考資料。非常有價值的參考資料。 全球極端外部災害事件明顯增多，包括大范圍自然災害、大全球極端外部災害事件明顯增多，包括大范圍自然災害、大規(guī)模恐怖活動和戰(zhàn)爭。其物理特點是廣域性、長時性、群發(fā)性、規(guī)模恐怖活動和戰(zhàn)爭。其物理特點是廣域性、長時性、群發(fā)性、破壞性；其經(jīng)濟特點是損失極其嚴重；其社會特點是直接涉及破壞性；其經(jīng)濟特點是損失極其嚴重；其社會特點是直接涉及各種公共事業(yè)，容易擴展為綜合性社會災難。極端災害的應對各種公共事業(yè)，容易擴展為綜合性社

24、會災難。極端災害的應對成為了停電防御系統(tǒng)研究中的一個新重點。成為了停電防御系統(tǒng)研究中的一個新重點。 在一般的大停電在一般的大停電( (例如北美例如北美“8 814”14”案例案例) )中，相繼開斷和停中，相繼開斷和停電的規(guī)模在初始故障發(fā)生后的電的規(guī)模在初始故障發(fā)生后的1 h1 h或更短的時間內(nèi)就不再顯著增或更短的時間內(nèi)就不再顯著增加，并開始在恢復控制下逐漸減小。其相繼開斷的主要原因是：加，并開始在恢復控制下逐漸減小。其相繼開斷的主要原因是：被開斷支路上的潮流轉(zhuǎn)移而引起新的過載，可調(diào)抽頭變壓器控被開斷支路上的潮流轉(zhuǎn)移而引起新的過載，可調(diào)抽頭變壓器控制與感應電動機堵轉(zhuǎn)引起無功缺乏的正反饋，以及繼電

25、保護、制與感應電動機堵轉(zhuǎn)引起無功缺乏的正反饋，以及繼電保護、自動控制或人為操作的失誤。因此，可以根據(jù)電力系統(tǒng)本身的自動控制或人為操作的失誤。因此，可以根據(jù)電力系統(tǒng)本身的分析來預測那些最可能發(fā)生的相繼開斷，并評估其風險。在這分析來預測那些最可能發(fā)生的相繼開斷，并評估其風險。在這類大停電中，相繼開斷的線路數(shù)一般不會超過數(shù)十，故孤立電類大停電中，相繼開斷的線路數(shù)一般不會超過數(shù)十，故孤立電網(wǎng)的數(shù)量較少；此外，由于倒塔故障很少發(fā)生，故被開斷的線網(wǎng)的數(shù)量較少；此外，由于倒塔故障很少發(fā)生，故被開斷的線路較易恢復送電。路較易恢復送電。 但在極端外部條件但在極端外部條件( (例如例如20082008年初中國南方

26、的冰災年初中國南方的冰災) )下，線路相下，線路相繼開斷的主要原因往往是大規(guī)模的外力破壞，故容易造成大面積繼開斷的主要原因往往是大規(guī)模的外力破壞，故容易造成大面積的群發(fā)性斷線和倒塔。顯然，要分析其概率和風險，就不可能繞的群發(fā)性斷線和倒塔。顯然，要分析其概率和風險，就不可能繞過具體外部災害的機理，也必須依靠外部環(huán)境的相應信息。過具體外部災害的機理，也必須依靠外部環(huán)境的相應信息。在這次冰災持續(xù)的在這次冰災持續(xù)的2020多天中，氣象部門孤立地預報了各場凍雨，多天中，氣象部門孤立地預報了各場凍雨，但對其持續(xù)性和強度明顯估計不足。輸電線路的覆冰不斷積累，但對其持續(xù)性和強度明顯估計不足。輸電線路的覆冰不斷

27、積累，相繼故障的頻度和規(guī)模不斷增加，進而形成多個電力孤島及大范相繼故障的頻度和規(guī)模不斷增加，進而形成多個電力孤島及大范圍停電。同時，電力和商業(yè)通信網(wǎng)絡也都受到大量破壞，嚴重影圍停電。同時，電力和商業(yè)通信網(wǎng)絡也都受到大量破壞，嚴重影響了對災難的有效應對。截至響了對災難的有效應對。截至20082008年年2 2月月9 9日，國家電網(wǎng)公司就有日，國家電網(wǎng)公司就有2825km2825km通信光纜、通信光纜、8 8座通信站和座通信站和154154臺臺( (套套) )通信設備受損。通信設備受損。 冰災暴露了目前電力規(guī)劃在投資原則、設計標準、風險意識等冰災暴露了目前電力規(guī)劃在投資原則、設計標準、風險意識等方

28、面的缺陷，也引起了對電力規(guī)劃的反思。例如，輸電線路的設方面的缺陷，也引起了對電力規(guī)劃的反思。例如，輸電線路的設計標準應該提高到什么水平計標準應該提高到什么水平? ?電源規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃之間應該如何電源規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃之間應該如何協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)? ?通信系統(tǒng)的可靠性與電網(wǎng)可靠性應該如何協(xié)調(diào)通信系統(tǒng)的可靠性與電網(wǎng)可靠性應該如何協(xié)調(diào)? ?對冰災的反思應該引申到其他的極端外部災害，如雷擊、污閃、對冰災的反思應該引申到其他的極端外部災害，如雷擊、污閃、洪水、泥石流、臺風、地震、大規(guī)?？植阑顒雍蛻?zhàn)爭等。不要總洪水、泥石流、臺風、地震、大規(guī)?？植阑顒雍蛻?zhàn)爭等。不要總是等到某種災害成為事實后，才如夢初醒。只有掌握了形成

29、各種是等到某種災害成為事實后，才如夢初醒。只有掌握了形成各種災害的不同機理，以及造成電力系統(tǒng)群發(fā)性故障的不同途徑和特災害的不同機理，以及造成電力系統(tǒng)群發(fā)性故障的不同途徑和特點，才有可能可靠預報相應的風險，優(yōu)化預防控制決策。為此，點，才有可能可靠預報相應的風險，優(yōu)化預防控制決策。為此，需要大量的跨領(lǐng)域研究，提取相關(guān)的特征變量，并用可觀察、特需要大量的跨領(lǐng)域研究，提取相關(guān)的特征變量，并用可觀察、特別是電力企業(yè)能實現(xiàn)自動監(jiān)測的特征量來描述。別是電力企業(yè)能實現(xiàn)自動監(jiān)測的特征量來描述。 總體來看，當前水平的防御系統(tǒng)可以通過減少一般故障下的?？傮w來看，當前水平的防御系統(tǒng)可以通過減少一般故障下的停電概率和停

30、電范圍來降低風險，但尚不具備減少極端外部環(huán)境下電概率和停電范圍來降低風險，但尚不具備減少極端外部環(huán)境下的停電概率和停電時間的能力。的停電概率和停電時間的能力。其不足主要反映在：其不足主要反映在：1)信息采集子系統(tǒng)：信息采集子系統(tǒng)：僅采集和處理電力系統(tǒng)內(nèi)部的電氣量，還僅采集和處理電力系統(tǒng)內(nèi)部的電氣量，還沒有與沒有與GIS、規(guī)劃信息系統(tǒng)、電力交易信息融合，也缺乏與外部、規(guī)劃信息系統(tǒng)、電力交易信息融合，也缺乏與外部環(huán)境非電氣信息的結(jié)合；不能識別極端外部環(huán)境的程度、范圍及環(huán)境非電氣信息的結(jié)合；不能識別極端外部環(huán)境的程度、范圍及變化；沒有相應的風險分析功能，故無法實現(xiàn)對極端外部條件的變化；沒有相應的風險

31、分析功能，故無法實現(xiàn)對極端外部條件的預警。此外，信息傳輸通道本身的可靠性也存在嚴重的隱患。預警。此外，信息傳輸通道本身的可靠性也存在嚴重的隱患。 2)分析預警子系統(tǒng)：分析預警子系統(tǒng)：目前僅根據(jù)實時斷面分析下一個潛在故障，目前僅根據(jù)實時斷面分析下一個潛在故障，從而隨著工況的變化而間接地分析相繼故障，因此僅能應對緩慢從而隨著工況的變化而間接地分析相繼故障，因此僅能應對緩慢而簡單的相繼開斷。雖然可針對當前運行條件評估潛在孤立故障而簡單的相繼開斷。雖然可針對當前運行條件評估潛在孤立故障的風險，但不能準實時地對多重相繼故障，特別是群發(fā)性相繼故的風險，但不能準實時地對多重相繼故障，特別是群發(fā)性相繼故障的影

32、響進行預評估及預警。除了與障的影響進行預評估及預警。除了與EMS集成外，預警子系統(tǒng)集成外，預警子系統(tǒng)還需要與動態(tài)培訓仿真器、電力市場的支持系統(tǒng)和動態(tài)仿真器等還需要與動態(tài)培訓仿真器、電力市場的支持系統(tǒng)和動態(tài)仿真器等實現(xiàn)信息融合。實現(xiàn)信息融合。 3)決策控制子系統(tǒng)：決策控制子系統(tǒng)：雖然考慮了預防控制、繼電保護、緊急控雖然考慮了預防控制、繼電保護、緊急控制和校正控制的優(yōu)化，以盡量避免停電或減小停電范圍，但對多制和校正控制的優(yōu)化，以盡量避免停電或減小停電范圍，但對多級調(diào)度協(xié)調(diào)控制的考慮還不夠?，F(xiàn)有的成果未涉及旨在盡量縮短級調(diào)度協(xié)調(diào)控制的考慮還不夠?，F(xiàn)有的成果未涉及旨在盡量縮短停電時間的恢復控制，缺乏對

33、其自適應優(yōu)化的支持。目前的恢復停電時間的恢復控制，缺乏對其自適應優(yōu)化的支持。目前的恢復控制仍然只能依靠離線準備的少量典型預案，這在簡單的停電?？刂迫匀恢荒芤揽侩x線準備的少量典型預案，這在簡單的停電模式下還可對付，但很難應對極端外部災害引起的復雜停電模式。式下還可對付，但很難應對極端外部災害引起的復雜停電模式。2.3 2.3 繼電保護的協(xié)調(diào)優(yōu)化繼電保護的協(xié)調(diào)優(yōu)化 2.2 2.2 智能電網(wǎng)對繼電保護的影響智能電網(wǎng)對繼電保護的影響2.1 2.1 繼電保護的研究現(xiàn)狀繼電保護的研究現(xiàn)狀 上世紀上世紀60 60 年代到年代到80 80 年代是晶體管繼電保護蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時代。其中天津大學年代是晶體管

34、繼電保護蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時代。其中天津大學與南京電力自動化設備廠合作研究的與南京電力自動化設備廠合作研究的500kV 500kV 晶體管方向高頻保護和南京電力自動化研究院晶體管方向高頻保護和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護研制的晶體管高頻閉鎖距離保護, ,運行于葛洲壩運行于葛洲壩500kV 500kV 線路上線路上, ,結(jié)束了結(jié)束了500kV 500kV 線路保護完全線路保護完全依靠從國外進口的時代。依靠從國外進口的時代。在在20 20 世紀世紀70 70 年代中年代中, ,基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80 8

35、0 年代末集年代末集成電路保護已形成完整系列成電路保護已形成完整系列, ,逐漸取代晶體管保護。到逐漸取代晶體管保護。到90 90 年代初集成電路保護的研制、生年代初集成電路保護的研制、生產(chǎn)和應用仍處于主導地位產(chǎn)和應用仍處于主導地位, ,這是集成電路保護時代。我國從這是集成電路保護時代。我國從20 20 世紀世紀70 70 年代末即已開始了年代末即已開始了計算機繼電保護的研究計算機繼電保護的研究,1984 ,1984 年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定定, ,并在系統(tǒng)中獲得應用并在系統(tǒng)中獲得應用, ,揭開了我國繼電保護發(fā)展史

36、上新的一頁揭開了我國繼電保護發(fā)展史上新的一頁, ,為微機保護的推廣開辟為微機保護的推廣開辟了道路。了道路。從從90 90 年代開始我國繼電保護技術(shù)已進入了微機保護的時代。不同原理、不同機型的微機年代開始我國繼電保護技術(shù)已進入了微機保護的時代。不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色線路和主設備保護各具特色, ,為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全且工作可為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全且工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究, ,在微機保護軟件、算法等方面也取得了很在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。多理論

37、成果。電力系統(tǒng)繼電保護發(fā)展趨勢電力系統(tǒng)繼電保護發(fā)展趨勢計算機化計算機化 電力系統(tǒng)對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容電力系統(tǒng)對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強大的通信能力，與量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡資源的能力，高其它保護、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺PCPC機的功能

38、。機的功能。隨著計算機硬件的迅猛發(fā)展，微機保護硬件也在不斷發(fā)展，原華北電力學院研隨著計算機硬件的迅猛發(fā)展，微機保護硬件也在不斷發(fā)展，原華北電力學院研制的微機線路保護硬件經(jīng)歷了從制的微機線路保護硬件經(jīng)歷了從8 8位單位單CPUCPU結(jié)構(gòu)到多結(jié)構(gòu)到多CPUCPU結(jié)構(gòu)再到總線不出模塊的結(jié)構(gòu)再到總線不出模塊的大模塊結(jié)構(gòu)，性能大大提高?，F(xiàn)在用同微機保護裝置結(jié)構(gòu)完全相同的一種工控機大模塊結(jié)構(gòu)，性能大大提高?，F(xiàn)在用同微機保護裝置結(jié)構(gòu)完全相同的一種工控機作為繼電保護的時機已經(jīng)成熟，這將是微機保護的發(fā)展方向之一。作為繼電保護的時機已經(jīng)成熟，這將是微機保護的發(fā)展方向之一。網(wǎng)絡化網(wǎng)絡化到目前為止，除了差動保護和縱聯(lián)

39、保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護到目前為止，除了差動保護和縱聯(lián)保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量。繼電保護的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。安裝處的電氣量。繼電保護的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強有力的數(shù)據(jù)通信手段。繼電保護的作用不只限于每個保護單這主要是由于缺乏強有力的數(shù)據(jù)通信手段。繼電保護的作用不只限于每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護單元與重合閘裝置在分析元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎上協(xié)調(diào)動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。顯然實現(xiàn)這種系這些

40、信息和數(shù)據(jù)的基礎上協(xié)調(diào)動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。顯然實現(xiàn)這種系統(tǒng)保護的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設備的保護裝置用計算機網(wǎng)絡連接起來，亦統(tǒng)保護的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設備的保護裝置用計算機網(wǎng)絡連接起來，亦即實現(xiàn)微機保護裝置的網(wǎng)絡化，這在當前的技術(shù)條件下是完全可能的。即實現(xiàn)微機保護裝置的網(wǎng)絡化，這在當前的技術(shù)條件下是完全可能的。對于一般的非系統(tǒng)網(wǎng)絡，實現(xiàn)保護裝置的計算機聯(lián)網(wǎng)也有很大好處。繼電保護對于一般的非系統(tǒng)網(wǎng)絡，實現(xiàn)保護裝置的計算機聯(lián)網(wǎng)也有很大好處。繼電保護裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息越多，則對故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息越多，則對故障位置的判斷和故障距離的檢

41、測愈準確。確。微機保護裝置網(wǎng)絡化可大大提高保護性能和可靠性，這是微機保護發(fā)展的必然微機保護裝置網(wǎng)絡化可大大提高保護性能和可靠性，這是微機保護發(fā)展的必然趨勢。趨勢。保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化在實現(xiàn)繼電保護的計算機化合網(wǎng)絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性在實現(xiàn)繼電保護的計算機化合網(wǎng)絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡上的一個智能終端。每個微機能、多功能的計算機，是整個電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡上的一個智能終端。每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可以完成測保護裝置不但可完成繼電保護功

42、能，而且在無故障正常運行情況下還可以完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，即實現(xiàn)保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，即實現(xiàn)保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。例如為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備，如變壓器、線路例如為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。如果將上述保護、控制、測等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。如果將上述保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化的計算機裝置就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，將被量、數(shù)據(jù)通信一體化的計算機裝置就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，將被保護設備的電壓

43、、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字后，通過計算機網(wǎng)絡送到主控室，保護設備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字后，通過計算機網(wǎng)絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜及避免二次電路過于復雜。則可免除大量的控制電纜及避免二次電路過于復雜。智能化智能化隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展及計算機在電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域中的普遍應用隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展及計算機在電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域中的普遍應用, ,新的控制原理和方法不斷被應用于計算機繼電保護中新的控制原理和方法不斷被應用于計算機繼電保護中, ,近年來人工智能技術(shù)如專近年來人工智能技術(shù)如專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法、模糊邏輯、小波理論等在電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域家系統(tǒng)、人工神經(jīng)

44、網(wǎng)絡、遺傳算法、模糊邏輯、小波理論等在電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域都得到了應用都得到了應用, ,從而使繼電保護的研究向更高的層次發(fā)展從而使繼電保護的研究向更高的層次發(fā)展, ,出現(xiàn)了引人注目的新趨出現(xiàn)了引人注目的新趨勢。例如電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)了用人工神經(jīng)網(wǎng)絡勢。例如電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)了用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(ANN) (ANN) 來實現(xiàn)故障類型來實現(xiàn)故障類型的判別、故障距離的測定、方向保護、主設備保護等。在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角的判別、故障距離的測定、方向保護、主設備保護等。在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題, ,距離

45、保護很難正確作出距離保護很難正確作出故障位置的判別故障位置的判別, ,從而造成誤動或拒動從而造成誤動或拒動; ;如果用神經(jīng)網(wǎng)絡方法如果用神經(jīng)網(wǎng)絡方法, ,經(jīng)過大量故障樣本經(jīng)過大量故障樣本的訓練的訓練, ,只要樣本集中充分考慮了各種情況只要樣本集中充分考慮了各種情況, ,則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。微機保護在我國已獲得極其廣泛的應用。微機保護在發(fā)展過程中繼承、借鑒了微機保護在我國已獲得極其廣泛的應用。微機保護在發(fā)展過程中繼承、借鑒了模擬式保護的成熟經(jīng)驗模擬式保護的成熟經(jīng)驗, , 由于微機的優(yōu)越性把繼電保護的技術(shù)向前推進。實踐已由于微機的優(yōu)越性把繼電保護的技術(shù)向

46、前推進。實踐已證明微機保護的性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的保護證明微機保護的性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的保護, , 總結(jié)和充分認識微機保護的優(yōu)點總結(jié)和充分認識微機保護的優(yōu)點, , 必必將帶來一些觀念上的更新將帶來一些觀念上的更新, , 有利于更好地應用和開發(fā)微機保護。有利于更好地應用和開發(fā)微機保護。微機保護的特點微機保護的特點眾所周知眾所周知, , 微機具有以下的優(yōu)越性能微機具有以下的優(yōu)越性能: : 自檢能力自檢能力; ; 記憶能力記憶能力; ; 數(shù)值計算數(shù)值計算能力和邏輯處理能力。微機保護和傳統(tǒng)保護相比還有能力和邏輯處理能力。微機保護和傳統(tǒng)保護相比還有2 2大特點：大特點：(1) (1) 保護中的各項功能保護中的

47、各項功能( (相應于傳統(tǒng)保護中的元件相應于傳統(tǒng)保護中的元件) ) 都是由軟件實現(xiàn)的都是由軟件實現(xiàn)的; ;(2) (2) 保護中的各項功能是按程序規(guī)定的順序依次串行保護中的各項功能是按程序規(guī)定的順序依次串行( (在傳統(tǒng)保護中是并行在傳統(tǒng)保護中是并行) ) 工工作的。作的。正是由于以上特點使微機保護和傳統(tǒng)保護有很大的差別正是由于以上特點使微機保護和傳統(tǒng)保護有很大的差別, , 推動了技術(shù)進步，也帶推動了技術(shù)進步，也帶來了一些新概念。來了一些新概念。增加功能實現(xiàn)多重判別增加功能實現(xiàn)多重判別, , 完善保護性能完善保護性能在傳統(tǒng)的保護中每一元件都由獨自的硬件構(gòu)成在傳統(tǒng)的保護中每一元件都由獨自的硬件構(gòu)成,

48、 ,為了不使保護過于復雜為了不使保護過于復雜, ,希望所希望所采用的元件的性能適應各種工況下的各種故障。在微機保護中既然各項功能都是采用的元件的性能適應各種工況下的各種故障。在微機保護中既然各項功能都是由軟件實現(xiàn)的由軟件實現(xiàn)的, ,而軟件又十分可靠而軟件又十分可靠, ,所以只要機時允許就可以增加功能實現(xiàn)多重判所以只要機時允許就可以增加功能實現(xiàn)多重判別別, ,獲得更完善的保護性能。獲得更完善的保護性能。例如用姆歐繼電器選相無疑優(yōu)于用電流選相。但是在大電源引出的長線上用姆例如用姆歐繼電器選相無疑優(yōu)于用電流選相。但是在大電源引出的長線上用姆歐繼電器選相歐繼電器選相, ,在出口單相經(jīng)接地電阻短路接地時

49、超前相選相元件要誤選相。為在出口單相經(jīng)接地電阻短路接地時超前相選相元件要誤選相。為了解決這個問題，需限制姆歐繼電器的動作特性圓在第了解決這個問題，需限制姆歐繼電器的動作特性圓在第象限的動作區(qū)。在微機象限的動作區(qū)。在微機保護中可以增加電流選相功能保護中可以增加電流選相功能, ,擔任在很大短路電流下的選相任務。程序先用電擔任在很大短路電流下的選相任務。程序先用電流選相流選相, ,再用阻抗選相。在短路電流很大時電流選相一定成功。只有短路電流不再用阻抗選相。在短路電流很大時電流選相一定成功。只有短路電流不很大很大, ,電流選相失敗電流選相失敗, ,再由阻抗選相再由阻抗選相, ,這樣阻抗選相就不會遇到上

50、述的問題。在微這樣阻抗選相就不會遇到上述的問題。在微機保護中增加一個電流選相判據(jù)機保護中增加一個電流選相判據(jù), ,比修正姆歐繼電器的動作特性更方便比修正姆歐繼電器的動作特性更方便, ,簡單明了。簡單明了。只擔任在很大短路電流下的選相只擔任在很大短路電流下的選相, ,電流選相判據(jù)也是很容易整定的。在傳統(tǒng)的保電流選相判據(jù)也是很容易整定的。在傳統(tǒng)的保護中護中, ,電流元件雖然簡單電流元件雖然簡單, ,也要增加硬件也要增加硬件, ,就不合算了。就不合算了。增加功能實現(xiàn)多重判別增加功能實現(xiàn)多重判別, ,完善保護性能完善保護性能從原理上講方向縱聯(lián)保護對外部故障的選擇性是依靠近故障側(cè)向遠離故障側(cè)發(fā)從原理上講

51、方向縱聯(lián)保護對外部故障的選擇性是依靠近故障側(cè)向遠離故障側(cè)發(fā)出閉鎖信號得到保證的。從實用上說遠離故障側(cè)的保護每逢這種情況就出閉鎖信號得到保證的。從實用上說遠離故障側(cè)的保護每逢這種情況就 “ “冒險冒險”一次一次, ,把避免誤動寄托在由對側(cè)發(fā)來的閉鎖信號上。因此限制正方向的保護范圍把避免誤動寄托在由對側(cè)發(fā)來的閉鎖信號上。因此限制正方向的保護范圍又不降低在區(qū)內(nèi)故障時對接地電阻的反應能力又不降低在區(qū)內(nèi)故障時對接地電阻的反應能力, ,對提高方向縱聯(lián)保護的安全性有對提高方向縱聯(lián)保護的安全性有重大實際意義。為此在方向縱聯(lián)保護中重大實際意義。為此在方向縱聯(lián)保護中, ,除了用方向元件判別故障方向外除了用方向元件

52、判別故障方向外, ,再用電再用電抗元件限制保護范圍抗元件限制保護范圍, ,保護的安全選擇性必大為提高保護的安全選擇性必大為提高, ,而且電抗元件對過渡電阻的而且電抗元件對過渡電阻的反應能力強反應能力強, ,保護的靈敏性不受影響。若是傳統(tǒng)保護增加電抗元件相當復雜保護的靈敏性不受影響。若是傳統(tǒng)保護增加電抗元件相當復雜, ,其復其復雜性相當于距離縱聯(lián)保護而且還要考慮多一個元件拒動的負面效應雜性相當于距離縱聯(lián)保護而且還要考慮多一個元件拒動的負面效應, ,在微機保護在微機保護中電抗元件是由軟件實現(xiàn)的中電抗元件是由軟件實現(xiàn)的, ,不會帶來不良后果。保護范圍被限制后不會帶來不良后果。保護范圍被限制后, ,區(qū)

53、外故障功區(qū)外故障功率倒向也不會成問題了。這種配置實際把方向縱聯(lián)保護和距離縱聯(lián)保護的優(yōu)點都率倒向也不會成問題了。這種配置實際把方向縱聯(lián)保護和距離縱聯(lián)保護的優(yōu)點都吸收了吸收了, ,因此可以稱為方向距離縱聯(lián)保護。因此可以稱為方向距離縱聯(lián)保護。不拘泥于保護原理的統(tǒng)一不拘泥于保護原理的統(tǒng)一從來保護是按照其動作原理分類的從來保護是按照其動作原理分類的, ,而傳統(tǒng)的保護裝置一般也是一個型號采用而傳統(tǒng)的保護裝置一般也是一個型號采用一種原理一種原理, ,實際上這種配置已逐漸被打破。例如縱聯(lián)保護不能對相鄰線故障起后實際上這種配置已逐漸被打破。例如縱聯(lián)保護不能對相鄰線故障起后備作用備作用, ,從原理上講是天經(jīng)地義的

54、事從原理上講是天經(jīng)地義的事, ,但是對使用者來說這不能說不是一個缺陷。但是對使用者來說這不能說不是一個缺陷。所以現(xiàn)在縱聯(lián)保護都配有作為對相鄰線故障起作用的后備段。在縱聯(lián)保護中配置所以現(xiàn)在縱聯(lián)保護都配有作為對相鄰線故障起作用的后備段。在縱聯(lián)保護中配置速斷保護速斷保護( (國外稱為獨立方式國外稱為獨立方式) )實際上也是突破了縱聯(lián)保護的原理。實際上也是突破了縱聯(lián)保護的原理。在平行線上在平行線上, ,利用每回線的距離第利用每回線的距離第段的相互閉鎖回路實現(xiàn)全線縱續(xù)動作段的相互閉鎖回路實現(xiàn)全線縱續(xù)動作, ,在原在原理上屬于一種橫聯(lián)保護。它是在每回線各自的距離保護的基礎上增加簡單的邏輯理上屬于一種橫聯(lián)保

55、護。它是在每回線各自的距離保護的基礎上增加簡單的邏輯回路完成的回路完成的, ,因而自然適合于單回線運行因而自然適合于單回線運行, ,各方面的性能都比傳統(tǒng)的橫聯(lián)差動電流各方面的性能都比傳統(tǒng)的橫聯(lián)差動電流方向保護和電流平衡保護優(yōu)越。方向保護和電流平衡保護優(yōu)越。不拘泥于保護原理的統(tǒng)一不拘泥于保護原理的統(tǒng)一又如在平行線上零序互感對每回線的接地距離繼電器測量的正確性帶來影響。又如在平行線上零序互感對每回線的接地距離繼電器測量的正確性帶來影響。如何利用另一回線的零序電流對接地距離繼電器進行補償長期來是人們關(guān)心的一如何利用另一回線的零序電流對接地距離繼電器進行補償長期來是人們關(guān)心的一個課題。主要由于平行線運

56、行方式的多變使鄰線零序電流的補償無所適從。實際個課題。主要由于平行線運行方式的多變使鄰線零序電流的補償無所適從。實際上既然已取得了鄰線的零序電流上既然已取得了鄰線的零序電流, ,為什么一定要拘泥于用它來改善接地距離繼電為什么一定要拘泥于用它來改善接地距離繼電器的性能呢器的性能呢? ?為什么在有了鄰線零序電流的信息時不能用其它原理來保護接地故為什么在有了鄰線零序電流的信息時不能用其它原理來保護接地故障呢障呢? ?例如增加一個零序電流平衡保護的功能就能完滿地解決這個問題例如增加一個零序電流平衡保護的功能就能完滿地解決這個問題, ,而不必再而不必再在使接地距離繼電器不受零序互感的影響上做文章。由于在

57、正常負荷狀態(tài)下沒有在使接地距離繼電器不受零序互感的影響上做文章。由于在正常負荷狀態(tài)下沒有零序電流零序電流, ,零序電流平衡保護的邏輯回路會很簡單。充其量用接地距離第零序電流平衡保護的邏輯回路會很簡單。充其量用接地距離第段閉段閉鎖鎖, ,犧牲對高電阻接地故障的靈敏度犧牲對高電阻接地故障的靈敏度, ,就絕對安全了。即使這樣就絕對安全了。即使這樣, , 其對接地電阻的其對接地電阻的反應能力仍然遠勝過接地距離第反應能力仍然遠勝過接地距離第、段段, ,而且電流平衡保護本身能快速而且電流平衡保護本身能快速( (包括縱包括縱續(xù)動作續(xù)動作) )切除全線故障。若是傳統(tǒng)保護切除全線故障。若是傳統(tǒng)保護, ,至少要增

58、加一個電流平衡繼電器至少要增加一個電流平衡繼電器, ,使硬件使硬件復雜復雜, ,就值得商榷了。就值得商榷了。不同工況采用適合于該工況的最佳保護方案不同工況采用適合于該工況的最佳保護方案傳統(tǒng)的保護中每一繼電器都是獨立的硬件構(gòu)成的傳統(tǒng)的保護中每一繼電器都是獨立的硬件構(gòu)成的, ,一般在各種工況下都在測量。一般在各種工況下都在測量。為了節(jié)約硬件為了節(jié)約硬件, ,總希望每一繼電器總希望每一繼電器, ,至少是主要的至少是主要的, ,復雜的繼電器能適應更多的工復雜的繼電器能適應更多的工況。微機保護是按程序的規(guī)定串行工作的。可按照工況選擇最佳的保護方案。例況。微機保護是按程序的規(guī)定串行工作的?？砂凑展r選擇最

59、佳的保護方案。例如在全相運行狀態(tài)可以同時采用突變量保護和零序電流保護如在全相運行狀態(tài)可以同時采用突變量保護和零序電流保護, ,后者反應的是穩(wěn)態(tài)后者反應的是穩(wěn)態(tài)量。這樣反應突變量和穩(wěn)態(tài)量的兩種保護可以相互襯充量。這樣反應突變量和穩(wěn)態(tài)量的兩種保護可以相互襯充, ,由于零序方向元件在兩由于零序方向元件在兩相運行的負荷電流的作用下要動作相運行的負荷電流的作用下要動作, ,在進入兩相運行后只采用反應突變量的方向在進入兩相運行后只采用反應突變量的方向元件。元件。不同工況采用適合于該工況的最佳保護方案不同工況采用適合于該工況的最佳保護方案傳統(tǒng)的習慣距離保護裝置在手動和自動合閘時可加速保護的第傳統(tǒng)的習慣距離保

60、護裝置在手動和自動合閘時可加速保護的第段或第段或第段。段。這是由于各相這是由于各相, ,各段距離繼電器都已分別設置好各段距離繼電器都已分別設置好, ,在合閘時跳過其時間元件就可實在合閘時跳過其時間元件就可實現(xiàn)快速跳閘。在微機保護中在進入合閘于故障的程序后沒有必要再去計算各相、現(xiàn)快速跳閘。在微機保護中在進入合閘于故障的程序后沒有必要再去計算各相、各段復雜的距離繼電器。由于合閘時保護范圍可以超越全線路各段復雜的距離繼電器。由于合閘時保護范圍可以超越全線路, ,一般合閘后又不一般合閘后又不會立即帶上重負荷會立即帶上重負荷, ,而且合閘成功后這種保護就退出而且合閘成功后這種保護就退出, ,所以即使在距