超高壓繼電保護(hù)PPT

1、目錄傳統(tǒng)的輸電線路繼電保護(hù)傳統(tǒng)的輸電線路繼電保護(hù)人工智能技術(shù)及在繼電保護(hù)的應(yīng)用人工智能技術(shù)及在繼電保護(hù)的應(yīng)用繼電保護(hù)概述與發(fā)展繼電保護(hù)概述與發(fā)展總結(jié)分析總結(jié)分析繼電保護(hù)概述與發(fā)展繼電保護(hù)概述與發(fā)展未來：向網(wǎng)絡(luò)化、微機(jī)化、智能化，保護(hù)、控制、測量、計(jì)量、數(shù)據(jù)通訊一體和人機(jī)智能化方向發(fā)展是繼電保護(hù)技術(shù)未來所不可避免的發(fā)展趨勢。繼電保護(hù)技術(shù)：隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了機(jī)電型、整流型、晶體管型和集成電路型繼電保護(hù)，發(fā)展到現(xiàn)在的微機(jī)保護(hù)型。然而，隨著電力系統(tǒng)向著智能化方向發(fā)展以及人們對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性要求的提高，微機(jī)保護(hù)型繼電保護(hù)已經(jīng)無法有效地實(shí)現(xiàn)其功能，人工智能技術(shù)順勢而生，開始在繼電保護(hù)中逐漸發(fā)揮作用。

2、隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展,超高壓、遠(yuǎn)距離、大容量輸電及全國性聯(lián)網(wǎng)己成為必然,因而,對保證電網(wǎng)安全與穩(wěn)定運(yùn)行的繼電保護(hù)技術(shù)提出了更高的要求。一些傳統(tǒng)的繼電保護(hù)和故障診斷技術(shù)己不能滿足電力系統(tǒng)不斷發(fā)展的要求。因此,基于人工智能技術(shù)的繼電保護(hù)系統(tǒng)越來越受到重視,并對此展開了大量的研究工作。傳統(tǒng)的輸電線路繼電保護(hù)傳統(tǒng)的輸電線路繼電保護(hù)電流保護(hù)傳統(tǒng)的輸電線路繼電保護(hù)傳統(tǒng)的輸電線路繼電保護(hù)距離保護(hù)縱聯(lián)保護(hù) 原理電流保護(hù)是根據(jù)輸電線路上發(fā)生短路故障時(shí)線路電流增大的特征而設(shè)計(jì)的一種保護(hù)。該保護(hù)是電力系統(tǒng)中最常用的一種保護(hù)形式,它既可作為低壓網(wǎng)絡(luò)的主保護(hù),又可作為高壓和超高壓網(wǎng)絡(luò)的后備保護(hù)。電流保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡

3、單、可靠,并且在一般情況下也能滿足快速切除故障的要求。缺點(diǎn)是直接受電網(wǎng)的接線方式以及電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響整定值必須按系統(tǒng)最大運(yùn)行方式來選擇,而靈敏性則必須用系統(tǒng)最小運(yùn)行方式來校驗(yàn),這就使它往往不能滿足靈敏系數(shù)或保護(hù)范圍的要求。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化很大或線路長度較短時(shí)會出現(xiàn)電流速斷保護(hù)沒有保護(hù)范圍的情形。距離保護(hù)距離保護(hù)電流保護(hù)原理距離保護(hù)是以距離測量元件為基礎(chǔ)構(gòu)成的保護(hù)裝置。其動作和選擇性取決于本地測量參數(shù)阻抗、電抗、方向與設(shè)定的被保護(hù)區(qū)段參數(shù)的比較結(jié)果,而阻抗、電抗又與輸電線的長度成正比,故名距離保護(hù)。優(yōu)點(diǎn)1，在多電源網(wǎng)絡(luò)甚至復(fù)雜電網(wǎng)中距離保護(hù)能較好地滿足動作的選擇性要求。2.保護(hù)比電流

4、保護(hù)的靈敏度好,且基本上不受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響,保護(hù)區(qū)相對比較穩(wěn)定。缺點(diǎn)：距離保護(hù)中阻抗元件的接線比較復(fù)雜,加之須增加有關(guān)的閉鎖裝置,使距離保護(hù)裝置更加復(fù)雜,因此,距離保護(hù)的可靠性相對電流保護(hù)的可靠性低一些?？v聯(lián)保護(hù)基本原理是當(dāng)輸電線路內(nèi)部任何地點(diǎn)發(fā)生故障時(shí),線路兩側(cè)電流為正方向,兩側(cè)保護(hù)無延時(shí)動作跳兩側(cè)斷路器,當(dāng)輸電線路外部短路時(shí),一側(cè)電流方向?yàn)檎⒘硪粋?cè)電流方向?yàn)樨?fù),保護(hù)不動作。在理論上,縱聯(lián)保護(hù)有很好的選擇性、靈敏度,且能瞬時(shí)切除被保護(hù)線路內(nèi)部任一處的故障,故稱它為全線速動保護(hù)。在超高壓輸電線路中廣泛采用的是高頻保護(hù),其原理是將兩側(cè)電流的相位或功率方向轉(zhuǎn)化為高頻信號經(jīng)輸電線稱高頻傳輸通道

5、傳至對側(cè)進(jìn)行直接或間接的相位比較或邏輯判斷來實(shí)現(xiàn)全線速動保護(hù)。優(yōu)點(diǎn)：能夠?qū)崿F(xiàn)全線無時(shí)限速動,在定值選擇上無需與下一條線路相配合,具有很好的選擇性和靈敏度。缺點(diǎn)：1在原理上縱聯(lián)保護(hù)不能作為相鄰線路的后備保護(hù)。2各種形式的縱聯(lián)保護(hù)都需要有相關(guān)的通信通道將線路各端的電氣量聯(lián)系起來,這樣既影響保護(hù)運(yùn)行的可靠性,又增加了專用通道的投資費(fèi)用。電流保護(hù)和距離保護(hù)只需要輸電線路單端的電氣量,實(shí)現(xiàn)起來較為簡單,其顯著缺點(diǎn)是不能實(shí)現(xiàn)全線速動,在段保護(hù)區(qū)范圍外發(fā)生短路故障時(shí)只能延時(shí)最小延時(shí)為動作跳閘?？v聯(lián)保護(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)全線無時(shí)限速動,其顯著缺點(diǎn)是需要利用輸電線路各端的電氣量,實(shí)現(xiàn)起來較為復(fù)雜,而且存在運(yùn)行可靠性不高的

6、問題?？偨Y(jié)（1）專家系統(tǒng)（2）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（3）模糊理論（4）模式識別（5）小波分析人工智能技術(shù)及在繼電保護(hù)的應(yīng)用人工智能技術(shù)及在繼電保護(hù)的應(yīng)用人工智能技術(shù)及在繼電保護(hù)的應(yīng)用人工智能技術(shù)及在繼電保護(hù)的應(yīng)用（1）專家系統(tǒng)介紹：專家系統(tǒng)（ES）是人工智能領(lǐng)域的一個重要分支，其原理是通過對專家某個領(lǐng)域內(nèi)的知識與經(jīng)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)分析，利用智能計(jì)算機(jī)程序來模擬人類對此領(lǐng)域問題的決策的過程，進(jìn)而解決需要專家決定的復(fù)雜問題。比如故障專家系統(tǒng)，就能夠根據(jù)人工提供或觀察到的數(shù)據(jù)來推斷出某個對象發(fā)生故障的具體原因。繼電保護(hù)中的專家系統(tǒng)，是針對整個繼電系統(tǒng)的各種保護(hù)的工作原理，制定相對應(yīng)的鑒別規(guī)則、整定規(guī)則、核查規(guī)則、校

7、正規(guī)則等規(guī)則，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)設(shè)備的智能調(diào)整與維護(hù)。在繼電保護(hù)中，專家系統(tǒng)知識表達(dá)方式有基于謂詞邏輯的系統(tǒng)、基于過程式知識的系統(tǒng)、基于產(chǎn)生式規(guī)則的系統(tǒng)、基于框架式的系統(tǒng)，以及在這四種表達(dá)法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的基于知識模型的系統(tǒng)和基于面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)應(yīng)用：專家系統(tǒng)在繼電保護(hù)領(lǐng)域運(yùn)用受到時(shí)間因素的影響，存在一定的限制，多適用于一些對時(shí)間要求不太嚴(yán)格的繼電保護(hù)環(huán)境過程中。比如故障診斷、故障定位、高阻接地故障探測以及繼電保護(hù)的整定與協(xié)調(diào)等。專家系統(tǒng)對繼電保護(hù)的整定與協(xié)調(diào)能提供兩方面的幫助，首先，可以利用通用規(guī)則，對繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的問題進(jìn)行全面綜合的考慮；其次，當(dāng)通用規(guī)則不能提供滿意方案時(shí)，專家系統(tǒng)可以解決矛盾沖突

8、。專家系統(tǒng)對于繼電保護(hù)的故障診斷，利用的是基于產(chǎn)生式規(guī)則的系統(tǒng)，其工作原理是把繼電保護(hù)裝置工作的動作邏輯和運(yùn)行人員的診斷經(jīng)驗(yàn)用規(guī)則表現(xiàn)出來，納入故障診斷專家系統(tǒng)的知識庫中，進(jìn)而利用知識庫信息對告警信息做出分析判斷，診斷出故障有無的方式。另外，在繼電保護(hù)的專家系統(tǒng)應(yīng)用中，還有用于定值智能化整定計(jì)算和管理專家系統(tǒng)、零序電流保護(hù)整定計(jì)算的專家系統(tǒng)、保護(hù)設(shè)備協(xié)調(diào)的專家系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)保護(hù)配置的專家系統(tǒng)等等，具有非常廣泛的運(yùn)用范圍。（2）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)介紹：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）是通過模擬人腦組織結(jié)構(gòu)和人類認(rèn)知過程的信息處理系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采取的是非線性映射的方法，可以有效地解決難以列出方程式或求解復(fù)雜的非

9、線性問題。相比于繼電保護(hù)ES 診斷方法，ANN 可以通過對標(biāo)準(zhǔn)樣本的學(xué)習(xí)，調(diào)整自身的連接權(quán)，將獲得的知識分布在網(wǎng)絡(luò)上，并實(shí)現(xiàn)ANN 的記憶模式，具有強(qiáng)大的知識獲取能力。應(yīng)用：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在繼電保護(hù)中多用于故障類型的判別、故障距離的測定、方向保護(hù)和主設(shè)備保護(hù)等方面。比如，對高壓輸電線的方向保護(hù)，利用BP 模型作為方向保護(hù)的方向判別元件，該元件可以準(zhǔn)確、快速的判別出故障的方向；對電流的保護(hù)上，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)和模式識別能力，可以有效地對電力系統(tǒng)中的故障情況做出識別，使電流對正方向的故障進(jìn)行保護(hù)，對反方向故障采取閉鎖反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了電流的自適應(yīng)，提高了電流的靈敏度。另外，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還通常與專家系

10、統(tǒng)結(jié)合使用來進(jìn)行對電力系統(tǒng)故障的診斷。在ANN 和ES 結(jié)合運(yùn)用中，建立的ANN模式可以對母線、線路和變壓器進(jìn)行診斷，模型的核心是母件元件和線路，輸入量為元件周圍的保護(hù)信息和跳閘信息，輸出量是被診斷元件的狀態(tài)；同時(shí)，輸入量采用的是ES 精煉過的被診斷元件周邊實(shí)時(shí)信息的幾個特征量，用故障樣本對ANN進(jìn)行訓(xùn)練，就可以ANN 獲得故障診斷的知識。這種方式可以用于電力系統(tǒng)所有元件的故障診斷，同時(shí)對電力系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)具有重要意義。（3）模糊理論應(yīng)用：模糊理論在繼電保護(hù)中主要應(yīng)用于主變保護(hù)、線路保護(hù)和發(fā)電機(jī)保護(hù)等幾個方面。比如在電壓故障的分量中，電壓的高頻成分各不相同的原理，提取不同相電壓的變換頻率

11、特征，將其與模糊集合進(jìn)行對比，從而判斷出故障相；還可以利用模糊相近的原則對變壓器電流故障進(jìn)行判斷，它是通過分析對比變壓器實(shí)際電流的與理論電流的對稱度隸屬函數(shù)的近似程度的方法來進(jìn)行故障判斷的，當(dāng)近似程度超過某一個定值時(shí)，即可以斷定變壓器發(fā)生了故障。介紹：模糊理論突破了經(jīng)典集合中用0 和1 表示非此即彼的清晰概念，引進(jìn)語言變量和模糊邏輯，利用模糊隸屬度的概念來對不確定事件與現(xiàn)象進(jìn)行描述。模糊識別可以通過對事物的特征進(jìn)行分類和識別，解決了繼電保護(hù)中許多需要較長時(shí)間的復(fù)雜運(yùn)算來進(jìn)行故障診斷的問題，提高了繼電保護(hù)故障診斷的效率；但是，模糊系統(tǒng)不具備學(xué)習(xí)能力，且建立模型、獲取語言規(guī)則以及隸屬度的方法都不夠

12、完善，所以在繼電保護(hù)中的應(yīng)用也較為有限（4）模式識別介紹：模式識別是通過將某些課題的定量、定值、定性或結(jié)構(gòu)特征的集合，統(tǒng)一分配到系統(tǒng)中去，作為待識模式存在，一旦系統(tǒng)中發(fā)生與待識模式相同的特性或數(shù)據(jù)，即可及時(shí)作出故障分析。它是通過在系統(tǒng)中建立不同故障的類型、方向、位置等信息，利用專門設(shè)計(jì)的檢測裝置及快速信號處理的方法來對故障進(jìn)行判斷。應(yīng)用：模式識別技術(shù)在繼電保護(hù)中的高阻抗檢測、距離保護(hù)等方面應(yīng)用較為廣泛。比如建立在模式識別技術(shù)與微處理機(jī)基礎(chǔ)上的新式繼電保護(hù)裝置，它通過改進(jìn)配電線接地保護(hù)裝置，在其內(nèi)置微處理機(jī)上加裝對電壓和電流信號的模式識別數(shù)據(jù)庫，對線路的電流與電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)對比，進(jìn)而準(zhǔn)確鑒別高阻抗的正?；蚬收蠣顟B(tài)。（5）小波分析應(yīng)用：小波分析在繼電保護(hù)中的主要應(yīng)用在與電流、電壓相關(guān)的故障診斷方面，通常需要與其他方法結(jié)合使用。比如變壓器短路電流和勵磁涌流，通過小波分析的方法來提出勵磁涌流的間斷角特征，再用模糊理論的方法進(jìn)行故障判斷；利用小波變換分別提取變壓器正常運(yùn)行和非正常運(yùn)行的電流信號，為ANN故障判斷的訓(xùn)練提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)等。介紹：小波分析是一種針對頻率的實(shí)時(shí)變化進(jìn)行分析的方法，對于電