试析判别广域继电保护与其故障元件判别理由要求

【摘要】依托于对广域信息的综合应用，继电保护所获取的性能及应用优势均是极为显著的。本文依据这一实际情况，以广域继电保护为研究对象，在结合当前技术条件支持下，首先针对广域继电保护的实现途径进行了简要分析，进而重点研究了适应于广域继电保护工作实际情况的故障元件判别原理及其应用优势，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
【关键词】广域继电保护；故障元件；特点；判别问题；应用

一、广域继电保护实现途径分析

在当前技术条件支持下，能够辅助广域继电保护功能实现的途径基本可以分为两种类型：（1）基于在线自适应整定的广
域继电保护。简单来说，此种广域继电保护主要是指以事件触发为基础，通过对电网运行方式进行持续性跟踪，实现对保护定值的合理计算与在线化处理，其目的在于防止广域继电保护在实践应用中出现继电保护适配问题，并兼顾对保护灵敏性的有效提升。（2）基于故障元件判别的广域继电保护。简单来说，此种广域继电保护主要是指借助于电网运行系统中所涉及到的广域多点测量信息，通过对各种故障判别方式的选取，实现对电网中故障元件具体所处位置以及故障状态的有效确定，进而发挥继电保护应用优势。同基于在线自适应整定的广域继电保护实现途径相比，这种基于故障元件的判别方式不需要进行整定计算，较短且有效的计算时间能够确保广域后备保护选取的有效性，同时兼顾对广域后备保护动作时间的有效控制，综合优势显著。

二、故障元件判别相关问题分析

1.基于故障电压分布情况的故障元件判别问题分析：以

一条线路（即单一元件）为例，与之相对应故障判别原理往往涉及到多个方面（包括电流差动、纵联距离以及纵联方向等在内）。在此过程当中需要注意的一点是：对于电流差动而言，受限于其对同步采样精确性的严格要求，将其应用于本文所研究的广域继电保护实际情况中难免存在一定的缺失与难度，而对于纵联方向与纵联距离而言，涉及到较为复杂性的故障问题仍然可能出现应用性能方面的缺失与不完善之处。而通过对基于故障电压分布情况的故障元件判别处理，则能够实现对以上两个方面问题的有效解决。简单来说，该故障元件判别原理通过对线路某一侧电流故障分量以及电压故障分量

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的测定值，在一定的估算方式作用之下获取该线路另一侧所对应的电流故障分量以及电压故障分量。在此种方式作用之下，相对于整个广域后备保护而言，其能够同时获取两侧位置、电压电流所对应的实际测与估算值。通过实践研究的方式不难发现：在所出现故障属性表现为外部故障的情况下，该线路两侧位置的电压故障分量在测量状态以及估算状态下所对应的数据基本保持一致性。然而在故障属性表现为外部故障的情况下，整个线路至少存在某一侧状态下电压故障分量测定值与电压故障分量估算值数据之间的显著差异，进而形成故障元件的判别依据。下图（见图1）即为线路电压故障分量测定与估算数据分布示意图。整个故障元件的判别原理分别参考有负序分量判别元件、正序分量判别元件以及零序分量判别元件这三种类型。其优势在于能够可靠性判定内外部故障状态下负接地故障问题、三相短路故障问题以及相间短路故障问题。更为关键的一点在于：在基于故障电压分布情况的故障元件判别过程当中，仅对于远方电压幅值数据有着明确要求，相对于广域同步采样的精确性程度并没有做出严格要求，仅需要确保故障两侧启动特征校正处理的同步性即可。从以上分析当中不难发现：此类原理的应用能够在剔除潮流转移因素影响的前提下，确保对故障线路识别的有效性。
（a）内部故障状态（b）外部故障状态
图1 线路电压故障分量测定与估算数据分布示意图

2.基于广域综合阻抗情况的故障元件判别原理分析：考

虑到广域电流与普通电流所对应区域差动范围在不同运行模式作用下所涉及到的线路数量存在一定的差异性问题，导致同一般意义上的电流差动相比，广域差动电流保护所表现出的灵敏度指标受线路分布电容指标的影响更为显著与具体。这是由于线路数量的差异性往往会对应着差异性显著的分布性电容以及电容电流。而本文所研究的此种基于广域组合阻抗情况的故障元件判别原理能够实现对这一分布电容影响问题的有效