超高压继电保护PPT

1、目录传统的输电线路继电保护传统的输电线路继电保护人工智能技术及在继电保护的应用人工智能技术及在继电保护的应用继电保护概述与发展继电保护概述与发展总结分析总结分析继电保护概述与发展继电保护概述与发展未来：向网络化、微机化、智能化，保护、控制、测量、计量、数据通讯一体和人机智能化方向发展是继电保护技术未来所不可避免的发展趋势。继电保护技术：随着电力系统的发展经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型继电保护，发展到现在的微机保护型。然而，随着电力系统向着智能化方向发展以及人们对电力系统稳定性要求的提高，微机保护型继电保护已经无法有效地实现其功能，人工智能技术顺势而生，开始在继电保护中逐渐发挥作用。

2、随着现代电力系统的发展,超高压、远距离、大容量输电及全国性联网己成为必然,因而,对保证电网安全与稳定运行的继电保护技术提出了更高的要求。一些传统的继电保护和故障诊断技术己不能满足电力系统不断发展的要求。因此,基于人工智能技术的继电保护系统越来越受到重视,并对此展开了大量的研究工作。传统的输电线路继电保护传统的输电线路继电保护电流保护传统的输电线路继电保护传统的输电线路继电保护距离保护纵联保护 原理电流保护是根据输电线路上发生短路故障时线路电流增大的特征而设计的一种保护。该保护是电力系统中最常用的一种保护形式,它既可作为低压网络的主保护,又可作为高压和超高压网络的后备保护。电流保护的主要优点是简

3、单、可靠,并且在一般情况下也能满足快速切除故障的要求。缺点是直接受电网的接线方式以及电力系统运行方式变化的影响整定值必须按系统最大运行方式来选择,而灵敏性则必须用系统最小运行方式来校验,这就使它往往不能满足灵敏系数或保护范围的要求。当系统运行方式变化很大或线路长度较短时会出现电流速断保护没有保护范围的情形。距离保护距离保护电流保护原理距离保护是以距离测量元件为基础构成的保护装置。其动作和选择性取决于本地测量参数阻抗、电抗、方向与设定的被保护区段参数的比较结果,而阻抗、电抗又与输电线的长度成正比,故名距离保护。优点1，在多电源网络甚至复杂电网中距离保护能较好地满足动作的选择性要求。2.保护比电流

4、保护的灵敏度好,且基本上不受系统运行方式的影响,保护区相对比较稳定。缺点：距离保护中阻抗元件的接线比较复杂,加之须增加有关的闭锁装置,使距离保护装置更加复杂,因此,距离保护的可靠性相对电流保护的可靠性低一些。纵联保护基本原理是当输电线路内部任何地点发生故障时,线路两侧电流为正方向,两侧保护无延时动作跳两侧断路器,当输电线路外部短路时,一侧电流方向为正、另一侧电流方向为负,保护不动作。在理论上,纵联保护有很好的选择性、灵敏度,且能瞬时切除被保护线路内部任一处的故障,故称它为全线速动保护。在超高压输电线路中广泛采用的是高频保护,其原理是将两侧电流的相位或功率方向转化为高频信号经输电线称高频传输通道

5、传至对侧进行直接或间接的相位比较或逻辑判断来实现全线速动保护。优点：能够实现全线无时限速动,在定值选择上无需与下一条线路相配合,具有很好的选择性和灵敏度。缺点：1在原理上纵联保护不能作为相邻线路的后备保护。2各种形式的纵联保护都需要有相关的通信通道将线路各端的电气量联系起来,这样既影响保护运行的可靠性,又增加了专用通道的投资费用。电流保护和距离保护只需要输电线路单端的电气量,实现起来较为简单,其显著缺点是不能实现全线速动,在段保护区范围外发生短路故障时只能延时最小延时为动作跳闸。纵联保护能够实现全线无时限速动,其显著缺点是需要利用输电线路各端的电气量,实现起来较为复杂,而且存在运行可靠性不高的

6、问题。总结（1）专家系统（2）人工神经网络（3）模糊理论（4）模式识别（5）小波分析人工智能技术及在继电保护的应用人工智能技术及在继电保护的应用人工智能技术及在继电保护的应用人工智能技术及在继电保护的应用（1）专家系统介绍：专家系统（ES）是人工智能领域的一个重要分支，其原理是通过对专家某个领域内的知识与经验的统计分析，利用智能计算机程序来模拟人类对此领域问题的决策的过程，进而解决需要专家决定的复杂问题。比如故障专家系统，就能够根据人工提供或观察到的数据来推断出某个对象发生故障的具体原因。继电保护中的专家系统，是针对整个继电系统的各种保护的工作原理，制定相对应的鉴别规则、整定规则、核查规则、校

7、正规则等规则，实现继电保护设备的智能调整与维护。在继电保护中，专家系统知识表达方式有基于谓词逻辑的系统、基于过程式知识的系统、基于产生式规则的系统、基于框架式的系统，以及在这四种表达法基础上发展起来的基于知识模型的系统和基于面向对象的系统应用：专家系统在继电保护领域运用受到时间因素的影响，存在一定的限制，多适用于一些对时间要求不太严格的继电保护环境过程中。比如故障诊断、故障定位、高阻接地故障探测以及继电保护的整定与协调等。专家系统对继电保护的整定与协调能提供两方面的帮助，首先，可以利用通用规则，对继电保护设计的问题进行全面综合的考虑；其次，当通用规则不能提供满意方案时，专家系统可以解决矛盾冲突

8、。专家系统对于继电保护的故障诊断，利用的是基于产生式规则的系统，其工作原理是把继电保护装置工作的动作逻辑和运行人员的诊断经验用规则表现出来，纳入故障诊断专家系统的知识库中，进而利用知识库信息对告警信息做出分析判断，诊断出故障有无的方式。另外，在继电保护的专家系统应用中，还有用于定值智能化整定计算和管理专家系统、零序电流保护整定计算的专家系统、保护设备协调的专家系统以及电力系统保护配置的专家系统等等，具有非常广泛的运用范围。（2）人工神经网络介绍：人工神经网络（ANN）是通过模拟人脑组织结构和人类认知过程的信息处理系统。神经网络采取的是非线性映射的方法，可以有效地解决难以列出方程式或求解复杂的非

9、线性问题。相比于继电保护ES 诊断方法，ANN 可以通过对标准样本的学习，调整自身的连接权，将获得的知识分布在网络上，并实现ANN 的记忆模式，具有强大的知识获取能力。应用：人工神经网络在继电保护中多用于故障类型的判别、故障距离的测定、方向保护和主设备保护等方面。比如，对高压输电线的方向保护，利用BP 模型作为方向保护的方向判别元件，该元件可以准确、快速的判别出故障的方向；对电流的保护上，利用人工神经网络的学习和模式识别能力，可以有效地对电力系统中的故障情况做出识别，使电流对正方向的故障进行保护，对反方向故障采取闭锁反应，实现了电流的自适应，提高了电流的灵敏度。另外，人工神经网络还通常与专家系

10、统结合使用来进行对电力系统故障的诊断。在ANN 和ES 结合运用中，建立的ANN模式可以对母线、线路和变压器进行诊断，模型的核心是母件元件和线路，输入量为元件周围的保护信息和跳闸信息，输出量是被诊断元件的状态；同时，输入量采用的是ES 精炼过的被诊断元件周边实时信息的几个特征量，用故障样本对ANN进行训练，就可以ANN 获得故障诊断的知识。这种方式可以用于电力系统所有元件的故障诊断，同时对电力系统故障诊断专家系统具有重要意义。（3）模糊理论应用：模糊理论在继电保护中主要应用于主变保护、线路保护和发电机保护等几个方面。比如在电压故障的分量中，电压的高频成分各不相同的原理，提取不同相电压的变换频率

11、特征，将其与模糊集合进行对比，从而判断出故障相；还可以利用模糊相近的原则对变压器电流故障进行判断，它是通过分析对比变压器实际电流的与理论电流的对称度隶属函数的近似程度的方法来进行故障判断的，当近似程度超过某一个定值时，即可以断定变压器发生了故障。介绍：模糊理论突破了经典集合中用0 和1 表示非此即彼的清晰概念，引进语言变量和模糊逻辑，利用模糊隶属度的概念来对不确定事件与现象进行描述。模糊识别可以通过对事物的特征进行分类和识别，解决了继电保护中许多需要较长时间的复杂运算来进行故障诊断的问题，提高了继电保护故障诊断的效率；但是，模糊系统不具备学习能力，且建立模型、获取语言规则以及隶属度的方法都不够

12、完善，所以在继电保护中的应用也较为有限（4）模式识别介绍：模式识别是通过将某些课题的定量、定值、定性或结构特征的集合，统一分配到系统中去，作为待识模式存在，一旦系统中发生与待识模式相同的特性或数据，即可及时作出故障分析。它是通过在系统中建立不同故障的类型、方向、位置等信息，利用专门设计的检测装置及快速信号处理的方法来对故障进行判断。应用：模式识别技术在继电保护中的高阻抗检测、距离保护等方面应用较为广泛。比如建立在模式识别技术与微处理机基础上的新式继电保护装置，它通过改进配电线接地保护装置，在其内置微处理机上加装对电压和电流信号的模式识别数据库，对线路的电流与电压进行实时的数据对比，进而准确鉴别高阻抗的正常或故障状态。（5）小波分析应用：小波分析在继电保护中的主要应用在与电流、电压相关的故障诊断方面，通常需要与其他方法结合使用。比如变压器短路电流和励磁涌流，通过小波分析的方法来提出励磁涌流的间断角特征，再用模糊理论的方法进行故障判断；利用小波变换分别提取变压器正常运行和非正常运行的电流信号，为ANN故障判断的训练提供数据基础等。介绍：小波分析是一种针对频率的实时变化进行分析的方法，对于电