电力系统继电保护新技术讲座(幻灯片).pptVIP

电力系统继电保护新技术何奔腾 古老而又充满活力的学科 发展的动力：电力系统的需要 发展的手段：相关科学技术的新成就 继电保护的基本概念 保护： 保险丝 继电： 由继电器来控制开关 核心工作：判断 信息来源：电流、电压等电气量及一些状态量 理论工具：电力系统故障分析，信号处理方法 相关技术：传感器技术、计算机技术、通讯技术 对继电保护的基本要求 速动性 灵敏性 选择性 可靠性 (可依赖性、安全性) 继电保护装置的基本构成 测量：传感回路、信息采集、滤波和算法。 判断：故障分析、逻辑判别、定值门槛 执行：控制开关行为的具体电路 信息记录：故障录波、事件记录、通讯 学科特点：理论与实践并重 继电保护技术发展历史 基本原理 实现手段 继电保护的基本原理 19世纪末：过电流保护原理（熔断器） 1905～1908年：电流差动保护 1910年：方向性电流保护 20年代初：距离保护 30年代：高频保护(纵联方向比较式保护) 实现手段 三个阶段，两次飞跃 50年代：由机电式到半导体式 80年代：由半导体式到数字式 数字式保护典型硬件系统 硬件系统资源举例 32位单片机和数个DSP构成数据处理系统 其它资源：256KB的程序存储器，1MB的数据存储器，256KB的闪存存储器 32位单片机构成的通讯和人机接口系统 内部CAN网，外部以太网接口，外部232/485网接口 14～16位A/D构成的数据采集系统 测量新技术 测量的两个问题：测量精度和远方测量 传统测量方法的局限 推动测量技术发展的四个相关技术 -光纤通讯技术 -新型传感器技术 -全球定位系统(GPS) 传统电流互感器的饱和 GPS同步采集系统原理图 传统继电保护方法的特点 以局部电气量作为信息的来源 以工频电气量的变化作为保护判断的基础 以最严酷的运行状态作为保护装置之间协调配合的基础 故障暂态过程 最小二乘算法 数据窗长度和滤波效果的关系 基于波形识别的快速保护 保护范围的自适应调整 波形识别法电流差动保护 识别差流波形的性质，防止数学模型和传感器误差引起保护的误动。 基于暂态量的超高速保护方法 行波方向保护和行波距离保护 噪声保护 能量方向保护 故障能量的方向性 能量方向的快速性和安全性 人工智能和现代信号处理技术的应用 小波分析 模糊控制 人工神经元网络 专家系统 与其它技术的交叉和融合 保护、控制、测量、通讯的一体化智能终端 系统保护 网络化保护 故障预测 其它内容 电流差动保护：是最简单、最有吸引力的保护方法，但受到模型误差和传感器误差的影响 当然，这些都由一个硬件系统来完成 * 电力系统 运行人员 信号变换与调理 采样及A/D转换 跳闸继电器 打字机 扳键及键盘 触点输出 计 算 机 系 统 自动化系统 通讯 触点输出 GPS卫星 国际标准时间UTC GPS接收机 锁相环回路 数据采集 CPU 天线 RS232 秒脉冲信号 采样脉冲 自适应可靠系数 波形相似系数 波形相似系数 原始整定值 系统吸收的能量： 能量的测量： 方向性： m n F Pm Pn Δu Δi -Δuf 继电保护技术是随着电力系统的出现而相伴产生的。 继电保护的基本方法在二十世纪三十年代以后，没有大的突破。但具体的方法在不断地取得进展。80年代初，100ms～200ms的动作速度就算是快速保护，目前已有几个ms的保护方法。继电保护－古老而又充满活力的学科，发展的源泉：电力系统的需要，发展的手段：相关科学技术的新成就 继电保护技术有机电式、整流式、晶体管式、集成电路式、数字式等发展阶段。 由机电式到半导体式，主要体现在无触点、小型化、低功耗。 由半导体式到微机式，主要体现在数字化和智能化。 继电保护的一些基本问题：故障信息的测量和识别，保护之间的协调配合，维护、管理和事故分析 距离保护的关键问题：动作速度，耐受过渡电阻能力，故障选相(故障分类)，振荡闭锁 集中分析，分散管理，一体化。自适应 当系统中发生故障时，根据叠加原理，系统发生故障后可分解成正常系统和故障分量系统。该图表示线路m端反向故障时的故障分量系统。为故障点, 、为系统等效无源网络，、为线路故障电流分量和故障电压分量。 故障分量系统是一个单激励网络，故障时(t=0)在故障点上突然加上一个假想电源。故障前系统初始值为零，因此线路和两端的等效系统只能从假想电源中吸收能量，而不能发出能量。SX、SPn为线路和n侧等效系统所吸收的能量。我们假设系统吸收能量时为正，因此SX、SPn均大于零。 Sm、Sn分别为m、n两端在故障后测量到的能量流。故障后，假想电源发出的能量经m点传到线路、再经n点传到