论文部分内容阅读
[摘要]多信息融合技术是研究多源信息处理分析方法的新兴边缘学科，在军事、信息处理等领域有着广泛的应用。多信息融合技术具有多信息量、多层次、多手段的特点，是处理多传感器信息资源的有力工具。
[关键词]变电站 继电保护 多信息融合
中图分类号：TM4文献标识码：A 文章编号：1671-7597(2008)1210034-01
一、多信息融合技术在电力系统继电保护中的应用探讨
回顾电力系统继电保护技术发展的历史可以看出，信息的发掘、提取与利用以满足电力系统发展的要求一直是继电保护技术发展的重要课题。多信息融合利用可以有效的提高继电保护的性能，如距离继电器采用了电流电压信息，其受系统的影响明显小于仅利用电流信息的过流保护；差动继电器由于使用了两端的电流量，其在灵敏度上的性能明显优于过流保护；又如引入电压信息，方向过流继电器与传统的过流继电器相比可以区分正、反向故障。
可见利用的信息数量的多少与保护性能的优劣直接相关，根据不同电气元件保护的需求和不同继电保护的特点，有针对性的对不同层次的信息进行融合可以有效提高保护的性能。但由于继电保护实时性强，要求故障发生后能立即动作，其动作对电力系统运行关系重大，因而电力系统对继电保护的可靠性要求很高，且在目前多信息处理技术没有发展成熟的条件下，保护装置没有能力在故障瞬间实现所有层次信息的融合处理，所以多信息融合技术在继电保护领域的应用还不广泛。其主要的困难在于：在信息采集方式上，传统保护仍采用点对点的配制方式，即一个传感器（TA、TV等）对应一个（或很少几个）保护装置，虽然有效的降低了二次负载，但造成了传感器数目繁多，信息采集重复和二次接线复杂，各保护装置信息的可得性得不到保证；在多信息的传递共享方面，因为需要传递的信息层次多样，且数据量很大（尤其是数据层信息），对于时间要求苛刻的继电保护装置来说，信息处理的实时性要求往往不容易满足。
二、变电站保护多信息融合的作用
变电站保护多信息融合利用变电站内全站电气信息、各个保护的动作信息和断路器的状态信息，将以上信息综合利用起来，发挥较常规保护更强大的作用，可用于解决以下问题：
（一）可以当主保护拒动时，缩短后备保护动作时间。电力系统中电力设备和电力线路不仅配备了主保护，也配备了后备保护。为保证选择性，后备保护要经过一定的延时才能将故障切除。采用了多信息融合以后，就可以在保证正确动作的前提下缩短后备保护的动作时间，提高电网的安全稳定运行。
如图1为一典型变电站接线图，线路L1处故障，而其本身的主保护拒动，依据传统保护配置将根据故障位置，由线路L1的后备保护跳开相应的断路器切除故障。变电站保护多信息融合后，可以收集到变电站各处的信息，快速判别故障位置，短延时后切除故障。
（二）对于未装设断路器失灵保护的系统，当主保护正确动作，而因断路器故障而无法切除故障时，可以融合变电站保护的信息，可以根据主保护动作情况和其他信息综合判断故障位置、失灵断路器位置、与故障相关的断路器位置，并根据断路器失灵保护的动作时间切除故障，其到断路器失灵保护的作用。
如图1依然是线路L1处故障，其本身主保护动作，但断路器拒动。通过融合变电站保护的信息，可以判别出故障位置及拒动断路器，跳开与线路L1相关的母线B1其它出线及母联断路器，而不必被动的等待上一级保护动作，实现类似断路器失灵保护的功能。
根据《继电保护和安全自动装置技术规程DL400-91》“在220～500kV电力网中，以及110kV电力网的个别重要部分，可按规定装设断路器失灵保护”，可见，对于通常不装设断路器失灵保护的110kV及以下网络，变电站多信息融合后就可以利用已有的保护装置实现断路器失灵保护的功能，因而很有意义。
（三）对于装设断路器失灵保护的系统，可以利用变电站多信息融合继电保护对断路器失灵保护电流判别元件进行逻辑控制，提高系统正常运行时断路器失灵保护的安全性。
传统的断路器失灵保护都是采用能够快速复归的相电流元件作为断路器未断开的判别元件，其与保护触电配合分别构成单相跳闸和三相跳闸启动失灵回路。加装相电流判别元件的目的是为了防止由于各种原因导致的失灵保护误启动。根据整定规程，相电流判别元件的整定原则为：躲线路的电容电流；可能躲过正常运行负荷电流；对220kv以上系统，应保证本线路末端或本变压器低压侧单相接地故障时有足够的灵敏度，灵敏度最低不小于1.3。
（四）通过变电站保护多信息融合可以探索实现新型母线保护方案。在应用进程中，由于原理简单、易于实现，电流差动原理一直是母线保护的主流设计方法。由于微机保护可以充分利用软件来进行计算和逻辑判断，利用数字通讯实现的保护装置间的信息交换，因而可以利用变电站保护多信息融合来探索电流差动原理以外的其他母线保护方案。
三、小结
基于上述工作，提出了变电站保护多信息融合的思路。变电站保护多信息融合的目的就是在现有微机保护装置的基础上，融合更多变电站内电气信息、其它保护的动作信息或断路器状态信息，实现新的保护功能。
参考文献：
[1]贺家李，电力系统继电保护技术的现状与发展.中国电力，1999，32（10）：38-40.
[2]胡玉峰，尹项根，陈德树，张哲.信息融合技术在电力系统中的应用研究（一）基本原理与方法.继电器，2002，30（12）：1-5.
[关键词]变电站 继电保护 多信息融合
中图分类号：TM4文献标识码：A 文章编号：1671-7597(2008)1210034-01
一、多信息融合技术在电力系统继电保护中的应用探讨
回顾电力系统继电保护技术发展的历史可以看出，信息的发掘、提取与利用以满足电力系统发展的要求一直是继电保护技术发展的重要课题。多信息融合利用可以有效的提高继电保护的性能，如距离继电器采用了电流电压信息，其受系统的影响明显小于仅利用电流信息的过流保护；差动继电器由于使用了两端的电流量，其在灵敏度上的性能明显优于过流保护；又如引入电压信息，方向过流继电器与传统的过流继电器相比可以区分正、反向故障。
可见利用的信息数量的多少与保护性能的优劣直接相关，根据不同电气元件保护的需求和不同继电保护的特点，有针对性的对不同层次的信息进行融合可以有效提高保护的性能。但由于继电保护实时性强，要求故障发生后能立即动作，其动作对电力系统运行关系重大，因而电力系统对继电保护的可靠性要求很高，且在目前多信息处理技术没有发展成熟的条件下，保护装置没有能力在故障瞬间实现所有层次信息的融合处理，所以多信息融合技术在继电保护领域的应用还不广泛。其主要的困难在于：在信息采集方式上，传统保护仍采用点对点的配制方式，即一个传感器（TA、TV等）对应一个（或很少几个）保护装置，虽然有效的降低了二次负载，但造成了传感器数目繁多，信息采集重复和二次接线复杂，各保护装置信息的可得性得不到保证；在多信息的传递共享方面，因为需要传递的信息层次多样，且数据量很大（尤其是数据层信息），对于时间要求苛刻的继电保护装置来说，信息处理的实时性要求往往不容易满足。
二、变电站保护多信息融合的作用
变电站保护多信息融合利用变电站内全站电气信息、各个保护的动作信息和断路器的状态信息，将以上信息综合利用起来，发挥较常规保护更强大的作用，可用于解决以下问题：
（一）可以当主保护拒动时，缩短后备保护动作时间。电力系统中电力设备和电力线路不仅配备了主保护，也配备了后备保护。为保证选择性，后备保护要经过一定的延时才能将故障切除。采用了多信息融合以后，就可以在保证正确动作的前提下缩短后备保护的动作时间，提高电网的安全稳定运行。
如图1为一典型变电站接线图，线路L1处故障，而其本身的主保护拒动，依据传统保护配置将根据故障位置，由线路L1的后备保护跳开相应的断路器切除故障。变电站保护多信息融合后，可以收集到变电站各处的信息，快速判别故障位置，短延时后切除故障。
（二）对于未装设断路器失灵保护的系统，当主保护正确动作，而因断路器故障而无法切除故障时，可以融合变电站保护的信息，可以根据主保护动作情况和其他信息综合判断故障位置、失灵断路器位置、与故障相关的断路器位置，并根据断路器失灵保护的动作时间切除故障，其到断路器失灵保护的作用。
如图1依然是线路L1处故障，其本身主保护动作，但断路器拒动。通过融合变电站保护的信息，可以判别出故障位置及拒动断路器，跳开与线路L1相关的母线B1其它出线及母联断路器，而不必被动的等待上一级保护动作，实现类似断路器失灵保护的功能。
根据《继电保护和安全自动装置技术规程DL400-91》“在220～500kV电力网中，以及110kV电力网的个别重要部分，可按规定装设断路器失灵保护”，可见，对于通常不装设断路器失灵保护的110kV及以下网络，变电站多信息融合后就可以利用已有的保护装置实现断路器失灵保护的功能，因而很有意义。
（三）对于装设断路器失灵保护的系统，可以利用变电站多信息融合继电保护对断路器失灵保护电流判别元件进行逻辑控制，提高系统正常运行时断路器失灵保护的安全性。
传统的断路器失灵保护都是采用能够快速复归的相电流元件作为断路器未断开的判别元件，其与保护触电配合分别构成单相跳闸和三相跳闸启动失灵回路。加装相电流判别元件的目的是为了防止由于各种原因导致的失灵保护误启动。根据整定规程，相电流判别元件的整定原则为：躲线路的电容电流；可能躲过正常运行负荷电流；对220kv以上系统，应保证本线路末端或本变压器低压侧单相接地故障时有足够的灵敏度，灵敏度最低不小于1.3。
（四）通过变电站保护多信息融合可以探索实现新型母线保护方案。在应用进程中，由于原理简单、易于实现，电流差动原理一直是母线保护的主流设计方法。由于微机保护可以充分利用软件来进行计算和逻辑判断，利用数字通讯实现的保护装置间的信息交换，因而可以利用变电站保护多信息融合来探索电流差动原理以外的其他母线保护方案。
三、小结
基于上述工作，提出了变电站保护多信息融合的思路。变电站保护多信息融合的目的就是在现有微机保护装置的基础上，融合更多变电站内电气信息、其它保护的动作信息或断路器状态信息，实现新的保护功能。
参考文献：
[1]贺家李，电力系统继电保护技术的现状与发展.中国电力，1999，32（10）：38-40.
[2]胡玉峰，尹项根，陈德树，张哲.信息融合技术在电力系统中的应用研究（一）基本原理与方法.继电器，2002，30（12）：1-5.