基于縱聯(lián)原理的廣域繼電保護算法研究

潘侃

摘 要：目前我國繼電保護中廣泛采用多重化主保護聯(lián)合后備保護配置方式，基于縱聯(lián)原理能夠迅速確定出故障的區(qū)域。文章提出了基于縱聯(lián)原理的廣域繼電保護算法，通過對繼電保護故障的確定和算法研究，分析了繼電保護系統(tǒng)在廣域的運行狀況和保護策略，表現(xiàn)了算法的準(zhǔn)確性，能夠克服運行的狀況影響，提高繼電保護性能。

關(guān)鍵詞：縱聯(lián)原理；廣域；繼電保護算法

中圖分類號：TM77 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0080-02

為了改善現(xiàn)階段繼電保護中的不足，在追求更高性能的繼電保護方法的同時對新的繼電保護概念進行研究。在繼電保護中不同位置的IED能夠通過互感器獲得信息同時也能獲得其他IED的信息，在實現(xiàn)主保護的同時提供后備保護的功能。

1 廣域繼電保護中的問題

廣域既定保護有分布式和集中決策式兩種結(jié)構(gòu)。因為集中決策結(jié)構(gòu)主要靠決策主機進行運作，且對通信系統(tǒng)的依賴性較大，因此本文著重延吉分布式?jīng)Q策的結(jié)構(gòu)。決策結(jié)構(gòu)中不采用決策主機，而是通過在斷路器處設(shè)IED，使IED在執(zhí)行故障定位判斷的同時對安裝點進行信息采集、運算、傳輸。而每個IED都會通過和其他IED交換信息以預(yù)算出故障位置，由此進行與之對應(yīng)的操作。分布式?jīng)Q策機構(gòu)中的廣域繼電保護的算法中存在兩個問題：①通過廣域繼電保護的保護范圍的確定來避免盲目獲取測點信息，增加通訊壓力。因而當(dāng)信息交換范圍被劃定后IED能夠和其相關(guān)范圍的IED進行信息交換，避免盲目的交換。②交換信息內(nèi)容及故障判斷等信息的利用。

2 廣域繼電保護范圍的劃分

廣域繼電保護分為兩個部分，在快速主保護的同時要對相鄰的設(shè)備故障進行后備保護。

2.1 快速主保護區(qū)域（最小保護區(qū)域）

與常規(guī)繼電保護中的線路主保護和母線主保護相同，包括背側(cè)母線和IED所在線路。快速主保護區(qū)域與傳統(tǒng)繼電保護相比優(yōu)勢在于有兩套主保護，其繼電保護只要跳開一個斷路器并且只需要通過一個IED完成。

2.2 后備保護區(qū)域

它也稱為最大保護區(qū)域在常規(guī)工作下IED及其相鄰線路提供后備保護作用，可以通過設(shè)定確定最大保護區(qū)域的范圍。

如圖1所示，數(shù)字對應(yīng)IED和斷路器的編號，L為線路，B為母線。如IEDL3最小保護范圍是L2、B2。最大的保護范圍為L1、L3、L4、L5及母線B3，當(dāng)LEDL3故障發(fā)生時只能在這一范圍內(nèi)交換信息。

3 基于縱聯(lián)原理的廣域繼電保護算法

3.1 廣域縱聯(lián)比較故障定位算法

快速繼電保護功能實現(xiàn)取決于判斷故障所在的區(qū)段?；诳v聯(lián)原理對廣域繼電保護進行研究，應(yīng)當(dāng)在系統(tǒng)內(nèi)每個斷路器、電流互感器出設(shè)IED來測量故障方向。其中沒個IED都要事先規(guī)劃其保護區(qū)域，同時列出最大保護區(qū)域內(nèi)的被保護設(shè)備與IED的對應(yīng)關(guān)系。通過研究IED內(nèi)部中故障方向的信息計算出故障的發(fā)生區(qū)段，確保在故障時周圍的IED能夠準(zhǔn)確判斷區(qū)段且執(zhí)行相關(guān)操作。

在故障定位算法介紹前要確定兩個系數(shù)的定義。

3.1.1 動作系數(shù)AF

AF表示為IED故障方向的原件動作情況，其取值為：

AFi=i=1時代表方向元件i為正向故障i=-1時代表方向元件i為反向故障i=0時代表方向元件i無輸出

3.1.2 關(guān)聯(lián)系數(shù)

AF為其它IED相對于被研究的IED關(guān)聯(lián)程度值，表現(xiàn)不同位置的IED輸出結(jié)果對判斷故障的影響程度，其取值為

RFi=n1 IEDi和相關(guān)IED的關(guān)聯(lián)系數(shù)在最小保護范圍內(nèi)線路故障n1IEDi和相關(guān)IED的關(guān)聯(lián)系數(shù)在最小保護范圍內(nèi)母線故障n2 IEDi和相關(guān)IED的關(guān)聯(lián)系數(shù)在最大保護范圍內(nèi)其他原件故障

其中，（n1）（n1）>n2

n的取值代表的是不同IED輸出對故障定位的不同影響，目的是刻畫量度，其本身沒有特殊含義。當(dāng)n2=1時，n1、n2取值和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)，定義為：

①計算最小保護區(qū)域線路故障時，IED的取為n1。IED的線路接線為I接線，在正常情況下n1=2，與自身RF值也是n1；

②計算最小保護區(qū)域內(nèi)母線故障時，IED的RF為n1。n1等于被研究的IED最大保護區(qū)域內(nèi)母線帶出線條的最大值，此時IED自身RF值也是n1。

在節(jié)點系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中，IED3最下保護區(qū)域包括L2和B2。在IED3和IED4中，判斷故障是否在線路L2中發(fā)生，IED4相對于IED3關(guān)聯(lián)系數(shù)RF為n1=2；在IED3和IED2、IED7中判斷故障是否在母線B2上，IED2、IED7相對于IED3關(guān)聯(lián)系數(shù)RF為n=3；在IED2和IED1中判斷故障是否在線路L1，IED2相對于IED3關(guān)聯(lián)系數(shù)RF為n2=1。

故障方向其原件動作系數(shù)和IED關(guān)聯(lián)系數(shù)R作為廣域繼電保護的算法基礎(chǔ)，其中每個IED內(nèi)部都會對故障進行定位計算。當(dāng)故障時其中每個IED都應(yīng)當(dāng)按照如表所示的算法進行故障判斷，其結(jié)果作為，將其與事先確定的RF相乘能夠作為IED輸出的結(jié)果。將被保護的單元采用式1，同時將相互對應(yīng)的IED輸出值進行相加，將其結(jié)果作為判斷的結(jié)果。根據(jù)式2、3再綜合考慮判斷結(jié)果能夠判斷出故障的發(fā)生位置。

其中，F(xiàn)為對保護對象i的故障判斷結(jié)果，N為被保護元件i的IED數(shù)量。

當(dāng)線路i故障時，對應(yīng)線路的值為正且滿足以下條件，則F為線路i的故障線路判斷結(jié)果。

Fouti≥Fthi>Foutj （2）

式中，F(xiàn)thi為線路i的故障判斷結(jié)果門檻值，線路都存在門檻值，設(shè)定依據(jù)線路的故障對應(yīng)的IED拒動之后，采用式1能夠得出門檻值。

當(dāng)故障發(fā)生在母線，故障的母線對應(yīng)的值是負數(shù)且滿足以下幾個條件，則F為母線故障時的判斷結(jié)果。

Foutm≤Fthm

其中，F(xiàn)outm是母線的故障判斷結(jié)果門檻值，原則同式（2）。

3.2 廣域繼電保護策略

在運行故障時的IED通過故障定位算法來確定故障位置，且通過故障位置來判斷機電保護策略，廣域繼電保護策略，如圖2所示。

在故障中如果故障在最小保護范圍，IED會迅速發(fā)出跳閘的信息來控制斷路器，以此檢測斷路器的故障，在斷路器失靈時應(yīng)當(dāng)向相鄰的IED發(fā)送信號進行斷路器的跳閘。

當(dāng)故障在最大保護區(qū)域時，IED通過檢測相鄰斷路器等方法來確定是否跳開IED的控制斷路器，進行后備保護。這種繼電保護的算法可以在短時間內(nèi)同時完成主保護同時提供后備保護功能。因此后備保護不需要依靠整定值及動作的延時配合，只需要信息斷路器和IED來進行后備保護，能夠使故障切除的范圍達到最小。

4 結(jié) 語

本文基于縱聯(lián)原理對廣域繼電保護進行分析，提出了一種包括廣域信息故障判斷和繼電保護的算法。這種算法緊跟時代步伐，更好地服務(wù)于電力運行和繼電保護，其不但能夠在短時間內(nèi)對元件進行主保護，也能為相鄰設(shè)備提供后備保護，確保繼電保護的正常作用，為日后的研究發(fā)展提供參考和論述，也為廣域繼電保護提供了活力。

參考文獻：

[1] 叢偉，潘貞存，趙建國.基于縱聯(lián)比較原理的廣域繼電保護算法研究[J].中國電機工程學(xué)報，2006，（21）.

[2] 叢偉.廣域保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及故障判別算法研究[D].濟南：山東大學(xué)，2005.

[3] 尹項根，李振興，劉穎彤，等.廣域繼電保護及其故障元件判別問題的探討[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2012，（5）.

[4] 劉柱，王凱，劉杰.廣域繼電保護研究綜述[J].廣東電力，2009，（8）.

摘 要：目前我國繼電保護中廣泛采用多重化主保護聯(lián)合后備保護配置方式，基于縱聯(lián)原理能夠迅速確定出故障的區(qū)域。文章提出了基于縱聯(lián)原理的廣域繼電保護算法，通過對繼電保護故障的確定和算法研究，分析了繼電保護系統(tǒng)在廣域的運行狀況和保護策略，表現(xiàn)了算法的準(zhǔn)確性，能夠克服運行的狀況影響，提高繼電保護性能。

關(guān)鍵詞：縱聯(lián)原理；廣域；繼電保護算法

中圖分類號：TM77 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0080-02

為了改善現(xiàn)階段繼電保護中的不足，在追求更高性能的繼電保護方法的同時對新的繼電保護概念進行研究。在繼電保護中不同位置的IED能夠通過互感器獲得信息同時也能獲得其他IED的信息，在實現(xiàn)主保護的同時提供后備保護的功能。

1 廣域繼電保護中的問題

廣域既定保護有分布式和集中決策式兩種結(jié)構(gòu)。因為集中決策結(jié)構(gòu)主要靠決策主機進行運作，且對通信系統(tǒng)的依賴性較大，因此本文著重延吉分布式?jīng)Q策的結(jié)構(gòu)。決策結(jié)構(gòu)中不采用決策主機，而是通過在斷路器處設(shè)IED，使IED在執(zhí)行故障定位判斷的同時對安裝點進行信息采集、運算、傳輸。而每個IED都會通過和其他IED交換信息以預(yù)算出故障位置，由此進行與之對應(yīng)的操作。分布式?jīng)Q策機構(gòu)中的廣域繼電保護的算法中存在兩個問題：①通過廣域繼電保護的保護范圍的確定來避免盲目獲取測點信息，增加通訊壓力。因而當(dāng)信息交換范圍被劃定后IED能夠和其相關(guān)范圍的IED進行信息交換，避免盲目的交換。②交換信息內(nèi)容及故障判斷等信息的利用。

2 廣域繼電保護范圍的劃分

廣域繼電保護分為兩個部分，在快速主保護的同時要對相鄰的設(shè)備故障進行后備保護。

2.1 快速主保護區(qū)域（最小保護區(qū)域）

與常規(guī)繼電保護中的線路主保護和母線主保護相同，包括背側(cè)母線和IED所在線路。快速主保護區(qū)域與傳統(tǒng)繼電保護相比優(yōu)勢在于有兩套主保護，其繼電保護只要跳開一個斷路器并且只需要通過一個IED完成。

2.2 后備保護區(qū)域

它也稱為最大保護區(qū)域在常規(guī)工作下IED及其相鄰線路提供后備保護作用，可以通過設(shè)定確定最大保護區(qū)域的范圍。

如圖1所示，數(shù)字對應(yīng)IED和斷路器的編號，L為線路，B為母線。如IEDL3最小保護范圍是L2、B2。最大的保護范圍為L1、L3、L4、L5及母線B3，當(dāng)LEDL3故障發(fā)生時只能在這一范圍內(nèi)交換信息。

3 基于縱聯(lián)原理的廣域繼電保護算法

3.1 廣域縱聯(lián)比較故障定位算法

快速繼電保護功能實現(xiàn)取決于判斷故障所在的區(qū)段。基于縱聯(lián)原理對廣域繼電保護進行研究，應(yīng)當(dāng)在系統(tǒng)內(nèi)每個斷路器、電流互感器出設(shè)IED來測量故障方向。其中沒個IED都要事先規(guī)劃其保護區(qū)域，同時列出最大保護區(qū)域內(nèi)的被保護設(shè)備與IED的對應(yīng)關(guān)系。通過研究IED內(nèi)部中故障方向的信息計算出故障的發(fā)生區(qū)段，確保在故障時周圍的IED能夠準(zhǔn)確判斷區(qū)段且執(zhí)行相關(guān)操作。

在故障定位算法介紹前要確定兩個系數(shù)的定義。

3.1.1 動作系數(shù)AF

AF表示為IED故障方向的原件動作情況，其取值為：

AFi=i=1時代表方向元件i為正向故障i=-1時代表方向元件i為反向故障i=0時代表方向元件i無輸出

3.1.2 關(guān)聯(lián)系數(shù)

AF為其它IED相對于被研究的IED關(guān)聯(lián)程度值，表現(xiàn)不同位置的IED輸出結(jié)果對判斷故障的影響程度，其取值為

RFi=n1 IEDi和相關(guān)IED的關(guān)聯(lián)系數(shù)在最小保護范圍內(nèi)線路故障n1IEDi和相關(guān)IED的關(guān)聯(lián)系數(shù)在最小保護范圍內(nèi)母線故障n2 IEDi和相關(guān)IED的關(guān)聯(lián)系數(shù)在最大保護范圍內(nèi)其他原件故障

其中，（n1）（n1）>n2

n的取值代表的是不同IED輸出對故障定位的不同影響，目的是刻畫量度，其本身沒有特殊含義。當(dāng)n2=1時，n1、n2取值和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)，定義為：

①計算最小保護區(qū)域線路故障時，IED的取為n1。IED的線路接線為I接線，在正常情況下n1=2，與自身RF值也是n1；

②計算最小保護區(qū)域內(nèi)母線故障時，IED的RF為n1。n1等于被研究的IED最大保護區(qū)域內(nèi)母線帶出線條的最大值，此時IED自身RF值也是n1。

在節(jié)點系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中，IED3最下保護區(qū)域包括L2和B2。在IED3和IED4中，判斷故障是否在線路L2中發(fā)生，IED4相對于IED3關(guān)聯(lián)系數(shù)RF為n1=2；在IED3和IED2、IED7中判斷故障是否在母線B2上，IED2、IED7相對于IED3關(guān)聯(lián)系數(shù)RF為n=3；在IED2和IED1中判斷故障是否在線路L1，IED2相對于IED3關(guān)聯(lián)系數(shù)RF為n2=1。

故障方向其原件動作系數(shù)和IED關(guān)聯(lián)系數(shù)R作為廣域繼電保護的算法基礎(chǔ)，其中每個IED內(nèi)部都會對故障進行定位計算。當(dāng)故障時其中每個IED都應(yīng)當(dāng)按照如表所示的算法進行故障判斷，其結(jié)果作為，將其與事先確定的RF相乘能夠作為IED輸出的結(jié)果。將被保護的單元采用式1，同時將相互對應(yīng)的IED輸出值進行相加，將其結(jié)果作為判斷的結(jié)果。根據(jù)式2、3再綜合考慮判斷結(jié)果能夠判斷出故障的發(fā)生位置。

其中，F(xiàn)為對保護對象i的故障判斷結(jié)果，N為被保護元件i的IED數(shù)量。

當(dāng)線路i故障時，對應(yīng)線路的值為正且滿足以下條件，則F為線路i的故障線路判斷結(jié)果。

Fouti≥Fthi>Foutj （2）

式中，F(xiàn)thi為線路i的故障判斷結(jié)果門檻值，線路都存在門檻值，設(shè)定依據(jù)線路的故障對應(yīng)的IED拒動之后，采用式1能夠得出門檻值。

當(dāng)故障發(fā)生在母線，故障的母線對應(yīng)的值是負數(shù)且滿足以下幾個條件，則F為母線故障時的判斷結(jié)果。

Foutm≤Fthm

其中，F(xiàn)outm是母線的故障判斷結(jié)果門檻值，原則同式（2）。

3.2 廣域繼電保護策略

在運行故障時的IED通過故障定位算法來確定故障位置，且通過故障位置來判斷機電保護策略，廣域繼電保護策略，如圖2所示。

在故障中如果故障在最小保護范圍，IED會迅速發(fā)出跳閘的信息來控制斷路器，以此檢測斷路器的故障，在斷路器失靈時應(yīng)當(dāng)向相鄰的IED發(fā)送信號進行斷路器的跳閘。

當(dāng)故障在最大保護區(qū)域時，IED通過檢測相鄰斷路器等方法來確定是否跳開IED的控制斷路器，進行后備保護。這種繼電保護的算法可以在短時間內(nèi)同時完成主保護同時提供后備保護功能。因此后備保護不需要依靠整定值及動作的延時配合，只需要信息斷路器和IED來進行后備保護，能夠使故障切除的范圍達到最小。

4 結(jié) 語

本文基于縱聯(lián)原理對廣域繼電保護進行分析，提出了一種包括廣域信息故障判斷和繼電保護的算法。這種算法緊跟時代步伐，更好地服務(wù)于電力運行和繼電保護，其不但能夠在短時間內(nèi)對元件進行主保護，也能為相鄰設(shè)備提供后備保護，確保繼電保護的正常作用，為日后的研究發(fā)展提供參考和論述，也為廣域繼電保護提供了活力。

參考文獻：

[1] 叢偉，潘貞存，趙建國.基于縱聯(lián)比較原理的廣域繼電保護算法研究[J].中國電機工程學(xué)報，2006，（21）.

[2] 叢偉.廣域保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及故障判別算法研究[D].濟南：山東大學(xué)，2005.

[3] 尹項根，李振興，劉穎彤，等.廣域繼電保護及其故障元件判別問題的探討[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2012，（5）.

[4] 劉柱，王凱，劉杰.廣域繼電保護研究綜述[J].廣東電力，2009，（8）.

摘 要：目前我國繼電保護中廣泛采用多重化主保護聯(lián)合后備保護配置方式，基于縱聯(lián)原理能夠迅速確定出故障的區(qū)域。文章提出了基于縱聯(lián)原理的廣域繼電保護算法，通過對繼電保護故障的確定和算法研究，分析了繼電保護系統(tǒng)在廣域的運行狀況和保護策略，表現(xiàn)了算法的準(zhǔn)確性，能夠克服運行的狀況影響，提高繼電保護性能。

關(guān)鍵詞：縱聯(lián)原理；廣域；繼電保護算法

中圖分類號：TM77 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0080-02

為了改善現(xiàn)階段繼電保護中的不足，在追求更高性能的繼電保護方法的同時對新的繼電保護概念進行研究。在繼電保護中不同位置的IED能夠通過互感器獲得信息同時也能獲得其他IED的信息，在實現(xiàn)主保護的同時提供后備保護的功能。

1 廣域繼電保護中的問題

廣域既定保護有分布式和集中決策式兩種結(jié)構(gòu)。因為集中決策結(jié)構(gòu)主要靠決策主機進行運作，且對通信系統(tǒng)的依賴性較大，因此本文著重延吉分布式?jīng)Q策的結(jié)構(gòu)。決策結(jié)構(gòu)中不采用決策主機，而是通過在斷路器處設(shè)IED，使IED在執(zhí)行故障定位判斷的同時對安裝點進行信息采集、運算、傳輸。而每個IED都會通過和其他IED交換信息以預(yù)算出故障位置，由此進行與之對應(yīng)的操作。分布式?jīng)Q策機構(gòu)中的廣域繼電保護的算法中存在兩個問題：①通過廣域繼電保護的保護范圍的確定來避免盲目獲取測點信息，增加通訊壓力。因而當(dāng)信息交換范圍被劃定后IED能夠和其相關(guān)范圍的IED進行信息交換，避免盲目的交換。②交換信息內(nèi)容及故障判斷等信息的利用。

2 廣域繼電保護范圍的劃分

廣域繼電保護分為兩個部分，在快速主保護的同時要對相鄰的設(shè)備故障進行后備保護。

2.1 快速主保護區(qū)域（最小保護區(qū)域）

與常規(guī)繼電保護中的線路主保護和母線主保護相同，包括背側(cè)母線和IED所在線路?？焖僦鞅Ｗo區(qū)域與傳統(tǒng)繼電保護相比優(yōu)勢在于有兩套主保護，其繼電保護只要跳開一個斷路器并且只需要通過一個IED完成。

2.2 后備保護區(qū)域

它也稱為最大保護區(qū)域在常規(guī)工作下IED及其相鄰線路提供后備保護作用，可以通過設(shè)定確定最大保護區(qū)域的范圍。

如圖1所示，數(shù)字對應(yīng)IED和斷路器的編號，L為線路，B為母線。如IEDL3最小保護范圍是L2、B2。最大的保護范圍為L1、L3、L4、L5及母線B3，當(dāng)LEDL3故障發(fā)生時只能在這一范圍內(nèi)交換信息。

3 基于縱聯(lián)原理的廣域繼電保護算法

3.1 廣域縱聯(lián)比較故障定位算法

快速繼電保護功能實現(xiàn)取決于判斷故障所在的區(qū)段?；诳v聯(lián)原理對廣域繼電保護進行研究，應(yīng)當(dāng)在系統(tǒng)內(nèi)每個斷路器、電流互感器出設(shè)IED來測量故障方向。其中沒個IED都要事先規(guī)劃其保護區(qū)域，同時列出最大保護區(qū)域內(nèi)的被保護設(shè)備與IED的對應(yīng)關(guān)系。通過研究IED內(nèi)部中故障方向的信息計算出故障的發(fā)生區(qū)段，確保在故障時周圍的IED能夠準(zhǔn)確判斷區(qū)段且執(zhí)行相關(guān)操作。

在故障定位算法介紹前要確定兩個系數(shù)的定義。

3.1.1 動作系數(shù)AF

AF表示為IED故障方向的原件動作情況，其取值為：

AFi=i=1時代表方向元件i為正向故障i=-1時代表方向元件i為反向故障i=0時代表方向元件i無輸出

3.1.2 關(guān)聯(lián)系數(shù)

AF為其它IED相對于被研究的IED關(guān)聯(lián)程度值，表現(xiàn)不同位置的IED輸出結(jié)果對判斷故障的影響程度，其取值為

RFi=n1 IEDi和相關(guān)IED的關(guān)聯(lián)系數(shù)在最小保護范圍內(nèi)線路故障n1IEDi和相關(guān)IED的關(guān)聯(lián)系數(shù)在最小保護范圍內(nèi)母線故障n2 IEDi和相關(guān)IED的關(guān)聯(lián)系數(shù)在最大保護范圍內(nèi)其他原件故障

其中，（n1）（n1）>n2

n的取值代表的是不同IED輸出對故障定位的不同影響，目的是刻畫量度，其本身沒有特殊含義。當(dāng)n2=1時，n1、n2取值和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)，定義為：

①計算最小保護區(qū)域線路故障時，IED的取為n1。IED的線路接線為I接線，在正常情況下n1=2，與自身RF值也是n1；

②計算最小保護區(qū)域內(nèi)母線故障時，IED的RF為n1。n1等于被研究的IED最大保護區(qū)域內(nèi)母線帶出線條的最大值，此時IED自身RF值也是n1。

在節(jié)點系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中，IED3最下保護區(qū)域包括L2和B2。在IED3和IED4中，判斷故障是否在線路L2中發(fā)生，IED4相對于IED3關(guān)聯(lián)系數(shù)RF為n1=2；在IED3和IED2、IED7中判斷故障是否在母線B2上，IED2、IED7相對于IED3關(guān)聯(lián)系數(shù)RF為n=3；在IED2和IED1中判斷故障是否在線路L1，IED2相對于IED3關(guān)聯(lián)系數(shù)RF為n2=1。

故障方向其原件動作系數(shù)和IED關(guān)聯(lián)系數(shù)R作為廣域繼電保護的算法基礎(chǔ)，其中每個IED內(nèi)部都會對故障進行定位計算。當(dāng)故障時其中每個IED都應(yīng)當(dāng)按照如表所示的算法進行故障判斷，其結(jié)果作為，將其與事先確定的RF相乘能夠作為IED輸出的結(jié)果。將被保護的單元采用式1，同時將相互對應(yīng)的IED輸出值進行相加，將其結(jié)果作為判斷的結(jié)果。根據(jù)式2、3再綜合考慮判斷結(jié)果能夠判斷出故障的發(fā)生位置。

其中，F(xiàn)為對保護對象i的故障判斷結(jié)果，N為被保護元件i的IED數(shù)量。

當(dāng)線路i故障時，對應(yīng)線路的值為正且滿足以下條件，則F為線路i的故障線路判斷結(jié)果。

Fouti≥Fthi>Foutj （2）

式中，F(xiàn)thi為線路i的故障判斷結(jié)果門檻值，線路都存在門檻值，設(shè)定依據(jù)線路的故障對應(yīng)的IED拒動之后，采用式1能夠得出門檻值。

當(dāng)故障發(fā)生在母線，故障的母線對應(yīng)的值是負數(shù)且滿足以下幾個條件，則F為母線故障時的判斷結(jié)果。

Foutm≤Fthm

其中，F(xiàn)outm是母線的故障判斷結(jié)果門檻值，原則同式（2）。

3.2 廣域繼電保護策略

在運行故障時的IED通過故障定位算法來確定故障位置，且通過故障位置來判斷機電保護策略，廣域繼電保護策略，如圖2所示。

在故障中如果故障在最小保護范圍，IED會迅速發(fā)出跳閘的信息來控制斷路器，以此檢測斷路器的故障，在斷路器失靈時應(yīng)當(dāng)向相鄰的IED發(fā)送信號進行斷路器的跳閘。

當(dāng)故障在最大保護區(qū)域時，IED通過檢測相鄰斷路器等方法來確定是否跳開IED的控制斷路器，進行后備保護。這種繼電保護的算法可以在短時間內(nèi)同時完成主保護同時提供后備保護功能。因此后備保護不需要依靠整定值及動作的延時配合，只需要信息斷路器和IED來進行后備保護，能夠使故障切除的范圍達到最小。

4 結(jié) 語

本文基于縱聯(lián)原理對廣域繼電保護進行分析，提出了一種包括廣域信息故障判斷和繼電保護的算法。這種算法緊跟時代步伐，更好地服務(wù)于電力運行和繼電保護，其不但能夠在短時間內(nèi)對元件進行主保護，也能為相鄰設(shè)備提供后備保護，確保繼電保護的正常作用，為日后的研究發(fā)展提供參考和論述，也為廣域繼電保護提供了活力。

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