導航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 電力安全論文>>正文

復雜保護配置下的電網(wǎng)故障診斷解析模型

文檔作者：周猛1 胡經(jīng)偉2 文檔來源： 1. 天地電研（北京）科技有限公司杭州分公司 2. 國網(wǎng)湖北省黃岡市供電公司經(jīng)濟技術研究所		更新日期： 2026年05月09日	點擊數(shù)：
下載地址：點擊這里	文件大小： 1.18 MB 共2頁	文檔格式： PDF	下載點數(shù)： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內容預覽 [文件共2頁]

本文件共2頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大小：1.18 MB 共2頁文件格式：PDF 下載點數(shù)：1 點（VIP會員免費）

上一篇：農(nóng)村水利水電工程管理發(fā)展分析

文本預覽

僅提取頁面文字內容，供快速閱讀使用。

2016 年 12 月 Research Findings | 研究成果 | ·31·
復雜保護配置下的電網(wǎng)故障診斷解析模型
周 猛1， 胡經(jīng)偉2
（1. 天地電研（北京）科技有限公司杭州分公司，浙江 杭州 310012；2. 國網(wǎng)湖北省黃岡市供電公司經(jīng)濟技術研究所，
湖北 黃岡 438000）
摘 要：電網(wǎng)故障診斷解析模型在解析電網(wǎng)保護規(guī)則時只考慮了元件的單個主、備保護，電網(wǎng)的保護配置相對簡單。但
在實際應用過程中，電網(wǎng)元件（尤其是輸電網(wǎng)中的重要電網(wǎng)元件）基本上都采用了不同原理甚至是不同廠商的多個保護
配置，即在同一個電網(wǎng)元件周圍安裝有多個主保護和后備保護裝置，這樣加劇了元件與相關保護、斷路器之間的復雜關系，
因此有必要對復雜保護配置下的電網(wǎng)保護規(guī)則進行解析。
關鍵詞：電網(wǎng)故障；診斷；解析；模式
中圖分類號：U665.12 文獻標志碼：A 文章編號：2096-2789（2016）12-0031-02
伴隨著電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)模的空前壯大化，針對輸電線
路的保護配置越來越高，要求越來越嚴格，進一步迫使電
網(wǎng)故障診斷進一步的提高。電網(wǎng)故障診斷解析模型的基
本思想就是要深入研究在復雜保護配置下的電網(wǎng)故障診
斷完全解析模型，即考慮在并列有多個主保護和后備保
護的情況下，研究如何對電網(wǎng)保護規(guī)則進行充分地表達，
提高電網(wǎng)故障診斷完全解析模型在實際電網(wǎng)應用中的適
應性。只有根據(jù)保護配置情況選定了停電區(qū)域內的故障
元件和相關保護、斷路器才能夠對電網(wǎng)故障進行診斷。
1 故障模式
為了更加完整的對故障場景進行描述，下面引入故障
模式的概念。故障場景通過故障模式完整地展現(xiàn)了出來，
其中包含了故障元件、保護和斷路器的動作情況以及其
拒動或誤動情況。其可由一組變量進行描述[1]：
[ ] i N S s1s2?s ?s = （1）
表示可疑故障元件的狀態(tài)向量，其中 =1 i s 或 = 0 i s 分
別表示可疑元件i s 發(fā)生故障或未發(fā)生故障；
[ ] 1 2 i Z R = r r ?r?r （2）
表示可疑故障元件相關保護動作的狀態(tài)向量，其中
=1 i r 或 = 0 i r 分別表示保護i r 動作或未動作；
[ ] 1 2 i K C = c c ?c ?c （3）
表示可疑故障元件斷路器跳閘的狀態(tài)向量，其中
=1 i c 或 = 0 i c 分別表示斷路器i c 跳閘或跳閘；
[ ] R c M = M M （ 4）
[ ] R r1 r2 rZ M = m m ?m （5）
[ ] C c1 c2 ck M = m m ?m （6）
且 =1( =1)
ri ci m m 或 = 0( = 0)
ri ci m m 分別表示保護 i r （斷
路器i c ）誤動或未誤動；
[ ] R C D = D D （7）
[ ] R r1 r2 rZ D = d d ?d （8）
[ ] C c1 c2 cK D = d d ?d （9）
且 =1( =1)
ri ci d d 或 = 0( = 0)
ri ci d d 分別表示相關保護 i r
（斷路器i c ）發(fā)生拒動或正常。
2 電網(wǎng)保護原理解析
當電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，電網(wǎng)故障元件的相關保護開始動
作，驅動相對應的斷路器跳閘，將故障元件切除出電網(wǎng)。
這其中包含很多規(guī)則：如果電網(wǎng)設備出現(xiàn)故障，與其相關
的保護應該動作，而無關保護不應該動作；如果主保護發(fā)
生拒動，則其后備保護應該動作；保護只驅動與其相關聯(lián)
的斷路器跳閘。與上述規(guī)則不相符合的保護、斷路器動作
視為誤動；有驅動而相應的保護、斷路器未動作視為拒動；
而對于同一個保護、斷路器拒動和誤動是不可能同時發(fā)
生的。故障模式被這些診斷規(guī)則約束，并可通過邏輯變
量解析化表達。
3 保護（斷路器）的動作原理解析
對保護（斷路器）的動作原理進行解析，就是通過邏
輯方程解析化表達保護（斷路器）的動作原理。動作期望
為保護、斷路器動作狀態(tài)響應的激勵。在邏輯運算中，邏
輯符號“ ? 、⊕ 、、? ”分別表示邏輯運算“與”、
邏輯運算“或”、邏輯運算“非”和邏輯運算“等價”[2]。
3.1 保護的動作原理解析
（1）主保護。設元件n s 的主保護為i r ，如果元件
n s 故障( =1) n s ，則其主保護i r 應該動作，其動作期望
ri f 可解析化表達為：
r n f s i
= （10）
（2）近后備保護。設元件n s 的近后備保護為j r ，
當元件n s 發(fā)生故障而i r （主保護）未動作時，即 =1 n s ，
= 0 i r 時，第一后備保護j r 應該動作，其動作期望rj f 為：
r n i f s r j
= （11）
（3）遠后備保護。設元件n s 的遠后備保護為l r ，
l r 的功能除了為n s 提供遠后備保護外也為其保護范圍內
的元件x s （ n s 的臨近元件）提供遠后備保護。所以在出
現(xiàn)以下兩種情況時l r 應該動作：① n s 故障( =1) n s , 且其
主保護i r 和近后備保護j r 未動；②元件 ( , ) x l n s ∈Z r s 故
障，且l r 到x s 關聯(lián)路徑上的所有斷路器 ( , ) l x p r s 均為閉
合狀態(tài)。 ( , ) l n Z r s 為 l r 保護范圍內n s 臨近設備的集合，
( , ) l x p r s 是供電路徑上從 l r 到x s 的全部斷路器的集合。因
此遠后備保護l r 動作的期望rl f 為：
Σ Π
∈ ≠ ∈
= ⊕
x l n x n l l x
l
s Z r s s s c p r s
r n i j x l f s r r s c
( , ), ( , )
( )
（12）
邏輯連⊕運算用Σ表示，邏輯連?運算用Π表示，下同。
（4）斷路器失靈保護[4，5]。如果保護x r 動作( =1) x r
驅動斷路器k c 跳閘而k c 拒動( = 0) k c ，則斷路器失靈保護
k r 應該動作，其動作期望rk f 為：
Σ
∈
=
x ( k )
k
r R c
r k x f c r
（ 13）
式中： ( ) k R c 為能驅動斷路器 k c 跳閘的所有保護的集合。
3.2 斷路器的動作規(guī)則解析
任意與斷路器k c 相關聯(lián)的保護x r 動作，驅動k c 跳閘，
則k c 應跳閘( =1) k c ，其動作期望為：
Σ
∈
=
x ( k )
k
r R c
c x f r
（14）
由式以上公式可得， 保護與斷路器的動作期望
f (r R) r ∈ 和 f (c C) rc ∈ 是變量S 、R、C的顯函數(shù)。即：
f f J r c , ∈ （15）
（下轉第35 頁）
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2016.08.012
2016 年 12 月 Engineering Technology and Application| 工程技術與應用 | ·35·
可滿足路基承載力的要求。
4.7 機械碾壓法
機械碾壓施工法主要是指在進行挖除淺層軟弱土或
是不良土之后，按照回填材料進行分層的墊層，進而有
效的提升了承載力。一般用于基坑面積與開挖土方量較
大的回填土方工程，主要適用處理淺層非飽與軟弱地基、
濕陷性黃土地基、膨脹土地基、季節(jié)性的凍脹土地基、
素填土、雜填土地基，其方法是簡易可行。但是只可以
用于淺層的處理，一般不大于3m，對濕陷性黃土地基不
大于5m。
5 高速公路軟基處理的展望
當前我國對于高速公路軟基處理已開展深入研究，并
達到相當?shù)乃胶鸵?guī)模，但是還是存在著一些缺陷。我
們必須注重對公路工程軟土地基的處理研究，實現(xiàn)經(jīng)濟
的快速發(fā)展，進而有效的推動了我國高速公路軟基處理
技術的深入發(fā)展。
6 結束語
軟土地基具有較大的危害性，軟土地基處理不僅影響
地基項目施工，而且還對工程其他施工環(huán)節(jié)，特別是施
工質量的保證有巨大影響。必須重視高速公路軟基的處
理工作，對軟基處理的各種方法應結合各地的實際情況，
采用有針對性的處理措施。
參考文獻：
[1] 陳向陽. 高速公路軟基處理方案智能評價與優(yōu)化方法研究[D].
武漢理工大學,2008.
[2] 趙潤濤. 高速公路軟基處理及觀測技術研究[D]. 河北工業(yè)大
學,2006.
[3] 陳春華. 高速公路軟土地基處理方案的優(yōu)化設計研究[D]. 昆明
理工大學,2006.
[4] 黃勝. 軟基處理技術在通平高速公路的應用分析[D]. 湖南大
學,2014.
（上接第31 頁）
J = {f f : (S, R,C)→{0,1}} （16）
4 復雜保護配置下的電網(wǎng)保護原理解析[3]
上文中已有關于電網(wǎng)保護規(guī)則的描述，在本處中不再
贅述。在我國220kV 電壓等級及以上線路的電網(wǎng)元件一
般都配裝有多套保護裝置，每套保護裝置均啟用元件的
主保護。為了更加準確的描述實際電網(wǎng)中復雜保護配置
下的電網(wǎng)元件相關保護和斷路器動作狀態(tài)，文章引入復
雜保護配置概念，并對復雜保護配置下的保護和斷路器
動作規(guī)則進行解析化表達。
4.1 保護的規(guī)則解析
（1）主保護。如果n s 有多個主保護，先將這些主保
護的標號形成索引集，記為 ( ) n A s ，則主保護 ( ( ) i n r i∈ A s
的動作可分為以下幾種情況：①當元件n s 發(fā)生故障，
如果n s 的主保護均未動作，則保護i r
應該動作；②當元件n s 發(fā)生故障，如果在n s 的主保護
中已有保護動作，則保護i r 可以不動作。
保護i r 的動作期望ri f 可以調整為：
（17）
式中： Π 表示邏輯連? 運算，下同。與主保護動作
期望相比較調整后的主保護動作期望充分考慮到了
（2）近后備保護。在實際應用中，如果元件有多個
近后備保護，其中任意一個近后備保護j r 的動作情況會出
現(xiàn)以下兩種可能：①當元件n s 出現(xiàn)故障，如果n s 的主保
護 ( ( ) k n r i∈ A s 以及全部除 j r 外的近后備保護均未動作，
則保護j r 應該動作；②當元件n s 出現(xiàn)故障，雖然n s 的主
保護 ( ( ) k n r i∈ A s 均未動作，但如果有其它的近后備保護
已動作，則保護j r 可以不動作。于是， j r 的動作期望rj f
可調整為：
（18）
式中( ) n B s 是由 n s 的第一后備保護的標號所形成的索
引集。
（3）遠后備保護。如果n s 的遠后備保護有多個，與
具有多個主保護與近后備保護的分析類似，其任意一個
遠后備保護l r 的動作期望rl f 調整為：
（19）
式中( ) n D s 是由 n s 的遠后備保護的標號所形成的索引集。
（4）斷路器失靈保護[4,5]。斷路器失靈保護一般不單
獨采用并列多個保護配置形式，故對斷路器失靈保護的
解析，仍采用上文的表達形式，即：當出現(xiàn)保護x r 有動
作激勵驅動相應的斷路器k c 跳閘而相對應的斷路器k c 拒
動（ k c =0）時，斷路器失靈保護k r 開始動作，其動作期
望rk f 可表示為：
Σ
∈
=
x ( k )
k
r R c
r k x f c r
（ 20）
斷路器動作規(guī)則解析，斷路器動作規(guī)則仍采用上文
的解析形式，即：任意與斷路器k c 相關聯(lián)的保護k r 動作，
驅動k c 跳閘，則k c 應跳閘，其動作期望為：
Σ
∈
=
x ( k )
k
r R c
c x f r
（21）
由上述復雜保護配置下的電網(wǎng)保護規(guī)則解析式可得，
保護與斷路器的動作期望 f (r R) r ∈ 和 f (c C) c ∈ 是變量S 、R
、C的顯函數(shù)，
即 f , f ∈J , J = {f f : (S, R,C)→{0,1}} r c （22）
5 結束語
針對現(xiàn)有電網(wǎng)故障診斷完全解析模型泛化研究，即
在復雜電網(wǎng)保護配置情況下如何解析電網(wǎng)保護規(guī)則問題。
對保護動作原理的解析，構建了復雜保護配置下的電網(wǎng)
故障診斷解析模型，增強了電網(wǎng)故障診斷解析模型的通
用性和適應能力，也有助于提高基于解析模型的電網(wǎng)故
障診斷的準確性。
參考文獻：
[1] 張炳達, 馬忠坤, 陳偉樂, 等. 基于故障群組合優(yōu)化的變電站故
障診斷[J]. 中國電機工程學報,2004,24(3):135-139.
[2] 丁劍, 白曉民, 趙偉, 等. 基于復雜事件處理技術的電網(wǎng)故障信
息分析及診斷方法[J]. 中國電機工程學報,2007,27(28):40-45.
[3] 李強, 徐建政. 基于主觀貝葉斯的電力系統(tǒng)故障診斷[J]. 電力
系統(tǒng)自動化,2007,31(15):46-50.
[4] 吳欣, 郭創(chuàng)新, 曹一家. 基于貝葉斯網(wǎng)絡及信息時序屬性的電力
系統(tǒng)故障診斷方法[J]. 中國電機工程學報,2005,25(13):14-18.
[5] 孟樣忠, 隋媛媛, 王立剛, 等. 基于BPN 方法的電網(wǎng)故障診斷
[J]. 電力系統(tǒng)保護與控制,2009,37(17):8-12.

網(wǎng)友評論 more

電力安全論文最新內容

05-09