继电保护新原理与新技术-广域后备保护课件.ppt

继电保护新原理与新技术 广域后备保护 广域后备保护概述 1965年以来，北美、欧洲和东南亚多国相继发生了多起互联电网崩溃的大停电事故，引发了人们对互联电网保护基本原理的关注 。 广域后备保护概述 以近年美－加的东北部电网大停电为例，事故起因是Queenstoin的Sir Adam Beck电厂的保护发生误动，其后相继引发了一连串的保护级联跳闸，最终酿成了影响到八万三千平方英里和三千万人口的大停电事故。 美加“8.14”大停电事故 广域后备保护概述 主保护失效是不可避免的。 主保护失效时，故障的清除将依赖带延时的后备保护。对大型电网而言，传统的后备保护虽是有选择性的，但只是在局部范围内。 广域后备保护概述 由于多个继电器可能同时动作，并且使在几个不同位置的断路器跳闸，这种情况将严重影响电网的稳定性，导致区域电网瓦解甚至级联电网崩溃。 广域后备保护概述 分析表明：75%的大停电事故都涉及继电保护问题，尤其是后备保护继电器 。 就地测量输 入只能看到互联电网有限的部分，传统后备保护继电器一般不考虑对整个电网的影响、只保护电网的一个集中区域 。 广域后备保护概述 随着电网面积的增大和负荷的增加，这种情况将进一步恶化。 传统后备保护主要用来保护本地设备并确保可靠的故障清除，但是它可能在重载情况下误动，并且导致网络的级联跳闸这将引发电网崩溃 。 广域后备保护概述 在国内，随着互联电力系统的增长。尤其是长江三峡工程建成竣工，电力系统的网络化、信息化和电力市场的兴起，系统的安全成为更加关心和突出的问题。因此，今天的电力工业需要重新考虑其传统保护和控制解决方法、同时，要求有根本性的改变来满足今天以及将来的竞争需求。 广域后备保护概述 故障组件的切除，由保护继电器对相关断路器进行操作来实现 。 主保护一般仅切除故障组件，后备保护则可能切除多个组件 。 广域后备保护概述 由于后备保护同时保护多个组件，其动作可能附带切除了非故障组件，造成多组件同时停运事件，使电力系统超越其所能承受的运行范畴、引发级联跳闸，最终造成整个电力系统的瘫痪。 广域后备保护概述 传统后备保护在原理上就有可能引发级联跳闸。它所采用的非单元式原理，即保护区开放，是造成电力系统级联跳闸的主要原因。 由于系统主保护本身的故障在所难免，故研究开发对级联跳闸具有免疫功能的新型后备保护的新策略，对电网的安全稳定运行有着重要的意义。 广域后备保护概述 广域后备保护采取了广域后备保护系统和人工智能技术，使电网中故障的影响达到最低。 广域后备保护有两种可防止级联跳闸发生的方法： 广域后备保护概述 ①精确的故障定位，只有必须断开以切除故障的断路器才跳闸 。 ②通过闭锁传统后备保护继电器的跳闸信号来避免不必要的跳闸，这些跳闸通常由尚未发现的故障或过负荷引起 。 广域后备保护概述 广域保护的提出是电力系统对安全运行要求的提高和通信技术迅速发展的结果，具体可归纳为以下方面 ： （1）电网互联的发展趋势对系统稳定性提出了更高的要求。 广域后备保护概述 （2）继电保护系统存在的某些问题难以有效解决，必须探索新的保护原理。 广域后备保护概述 后备保护选择性的获取要以延长动作时间为代价，且主保护和后备保护间的动作要相互配合，这就导致后备保护动作延时过长，在发生恶劣故障的情况下根本起不到应有的保护作用；一些后备保护的整定值较低，易受过负荷等不正常运行状态的影响而误动作；依赖后备保护切除故障时可能会扩大切除范围，导致不必要的停电。在断路器失灵保护中也存在类似的问题。 广域后备保护概述 （3）网络通信技术的发展为广域保护的实现提供了技术保证。 （4）变电站自动化系统的成功运行经验为广域保护的实现提供了必要的参考和借鉴。 传统后备保护的局限 输电线一般采用双重主保护和带延时的后备保护。 主保护通常只保护单独的设备，一般希望主保护通过处理由设备端点测得的信息后，在少于两个周波内动作 。 传统后备保护的局限 后备保护只在主保护不能切除故障时动作、为主保护提供了延时保护。 后备保护必须有延时，使主保护有更高的优先级 。 延时是十分必要的，因为后备保护可能远程跳闸从而断一条无故障的线路。 传统后备保护的局限 如图，双回线中的一条出现了故障且故障线路一端的主保护拒动 ，将使变电站2失电 。 传统后备保护的局限 传统后备保护的局限 图7-2说明了另一种情况。双回线中的一条发生了高阻抗接地故障并且所有的保护继电器都正确动作。所发现的故障在故障线路L3任意一端都被视为III段故障，也被视为变电站1的线路L1、变电站3的线路L3和L4的III段故障。这种情况下传统继电保护动作将导致变电站2失电。 传统后备保护的局限 传统后备保护的局限 传统后备保护继电器动作特性在负载入侵时，也可能导致网络的级联跳闸甚至