簡介

  我國經(jīng)濟(jì)的快速增長是伴隨著我國電力需求的快速增長的，電力市場改革的深化與發(fā)展以及電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大已勢在必行，電力系統(tǒng)日漸接近極限運(yùn)行，其運(yùn)行與控制更為復(fù)雜，特別是制定了“西電東送，南北互供”宏觀方向之后，未來大電網(wǎng)發(fā)生擾動(dòng)以及故障的可能性更大，這些都對(duì)電力系統(tǒng)安全提出了更高的要求，對(duì)我國的繼電保護(hù)以及安全穩(wěn)定控制帶來了新的挑戰(zhàn)。合眾電氣生產(chǎn)研發(fā)的微機(jī)繼電保護(hù)測試儀屬于繼電保護(hù)測試專用測試儀，分別有DEWJB-3H 三相微機(jī)繼電保護(hù)測試儀、HZJB-423微機(jī)繼電保護(hù)測試儀、DEWJB-3S 三相繼電保護(hù)測試儀等。其中六相微機(jī)繼電保護(hù)測試儀參照《微機(jī)型繼電保護(hù)試驗(yàn)裝置技術(shù)條件》依據(jù)繼電保護(hù)測試標(biāo)準(zhǔn)GB7261-2008而研發(fā)的一種新型工控微機(jī)繼電保護(hù)測試儀。DEWJB六相微機(jī)繼電保護(hù)測試儀采用高速數(shù)字控制處理器作為輸出核心，六相微機(jī)繼電保護(hù)測試儀軟件上應(yīng)用32位雙精度算法產(chǎn)生各相任意的高精度波形由于采用內(nèi)部源獨(dú)立處理結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，修正了筆記本電腦直接控制式測控儀中因數(shù)據(jù)通信線路長、頻帶窄導(dǎo)致的輸出波形點(diǎn)數(shù)少的問題，六相微機(jī)繼電保護(hù)測試儀是繼保工作者得心應(yīng)手的好工具。

  隨著智能電網(wǎng)的成熟和發(fā)展，在IEC61800和更強(qiáng)的組網(wǎng)技術(shù)下，提出了基于廣域信息的廣域差動(dòng)保護(hù)。廣域保護(hù)針對(duì)傳統(tǒng)保護(hù)在系統(tǒng)擾動(dòng)引起的異常運(yùn)行狀態(tài)下容易誤動(dòng)作，引起電網(wǎng)的連鎖跳閘等現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)了一種更加全面、合理的繼電保護(hù)。這能電網(wǎng)特征帶來的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、分布式電源接入、微網(wǎng)運(yùn)行等技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)產(chǎn)生了深刻變革。國外多次大停電事故分析表明，傳統(tǒng)后備保護(hù)在反應(yīng)時(shí)間和靈敏性在當(dāng)前復(fù)雜的電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制下表現(xiàn)出了明顯的不足，這也推進(jìn)了廣域保護(hù)在智能電網(wǎng)下的發(fā)展。

  廣域差動(dòng)保護(hù)是一種基于故障關(guān)聯(lián)因的廣域后備保護(hù)新方法，本文在其研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展，研究利用高效、獨(dú)立的通信系統(tǒng)獲得的廣域信息擴(kuò)展差動(dòng)范圍，形成廣域電流差動(dòng)保護(hù);同時(shí)通過差動(dòng)環(huán)的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展形成擴(kuò)展差動(dòng)環(huán)，既為當(dāng)前元件的提供近后備保護(hù)，又為相鄰元件提供遠(yuǎn)后備保護(hù)。利用本文提出的差動(dòng)環(huán)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展方法，可以正確進(jìn)行故障元件識(shí)別并最小范圍的切除故障，無需犧牲速動(dòng)性來保證選擇性，能夠很好的提高繼電保護(hù)的性能。

  一、廣域差動(dòng)保護(hù)原理

  廣域差動(dòng)保護(hù)的原理研究

  廣域保護(hù)實(shí)際應(yīng)用的主要由電流差動(dòng)保護(hù)和方向比較式保護(hù)兩種。電流差動(dòng)保護(hù)基于基爾霍夫定律，原理簡單，動(dòng)作性能優(yōu)越，被廣發(fā)應(yīng)用與電力主設(shè)備和輸電線的主保護(hù)中;而方向比較式保護(hù)動(dòng)作速度快，選擇性好，靈敏度高，也是輸電線路常用的主保護(hù)。雖然電流差動(dòng)保護(hù)和方向比較式保護(hù)性能優(yōu)越，但只能作為主保護(hù)，無法為相鄰元件提供后備保護(hù)，一旦主保護(hù)不能正確動(dòng)作，只能依靠延時(shí)長、選擇性差的其他原理后備保護(hù)切除故障，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，出現(xiàn)大量的環(huán)網(wǎng)和短線路，造成后備保護(hù)之間的整定配合非常困難。目前提出的廣域繼電保護(hù)原理主要是通過快速收集全網(wǎng)信息，并利用網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行多點(diǎn)綜合比較判斷，將電流差動(dòng)保護(hù)和方向比較式保護(hù)的功能推廣到后備保護(hù)中，實(shí)現(xiàn)快速、靈敏的后備保護(hù)，克服現(xiàn)有后備保護(hù)的不足。本文主要討論廣域差動(dòng)保護(hù)原理。

  二、廣域差動(dòng)保護(hù)在智能變電站的發(fā)展

  智能變電站以其強(qiáng)大的優(yōu)勢，目前在電力系統(tǒng)所占份額越來越高，未來的電力系統(tǒng)應(yīng)該絕大部分全部是智能系統(tǒng)。智能變電站由于配備的大帶寬、高速度的光纖通訊，為廣域差動(dòng)保護(hù)在智能變電站的發(fā)展提供了方向。

  廣域保護(hù)目前在智能變電站的應(yīng)用首先需要通過網(wǎng)絡(luò)快速可靠地獲取區(qū)域電網(wǎng)的必須要信息，如電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等。同時(shí)，廣域保護(hù)系統(tǒng)需具備可擴(kuò)展性，當(dāng)電網(wǎng)一次設(shè)備發(fā)生變化，新增變電站、電氣間隔時(shí)，廣域保護(hù)應(yīng)靈活接入。考慮到智能變電站復(fù)雜工況，配備的廣域保護(hù)系統(tǒng)需具備高度的可靠性，包括數(shù)據(jù)采集的可靠性、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃?、智能保護(hù)決策處理的可靠性等。