面保护原理浅析

潘巧梅

潘巧梅（西安西瑞保护控制设备有限责任公司）

摘要：面保护是相对于传统的继电保护而言的，它指的是继电保护装置除了利用自身采集的信息外，还要利用系统中通过通信方式采集的其它信息，做出故障判断和动作出口，以保证自身设备或局部系统的运行。构成面保护必须具备：通信、CPU和并行处理三个条件。

关键词：面保护通信CPU并行处理

0引言

随着现代通信技术和计算机网络技术的迅速发展，出现了面保护概念。“面保护”是相对于传统的继电保护而言，传统的继电保护装置只采集故障点信息，可称作“点保护”。“点保护”只依据保护装置安装处的故障电流和（或）电压，即其动作依据仅仅是电力系统中一个测点的信息，获得的信息量太少，难以对系统的动态行为和故障原因做出正确判断，因而难以提高其动作正确率。面保护定义是：除了利用继电保护装置自身采集的信息外，还要利用系统中通过通信方式采集的其它信息，作出故障判断和动作出口，以保证自身设备或局部系统的运行。

面保护原理的先进之处在于除了采集故障点的信息外，还通过通信获得其他相关的非故障点的信息进行判断，通过更为全面的分析做出更为正确的动作决策。面保护不需要依靠延时来实现保护动作的配合，缩短了切除故障时间，有利于延长设备的寿命和检修周期。通过以上分析可以看出，构成面保护，必须具备以下3个条件：

1通信

其他信息的获得必须依赖于通信，因为没有通信就无法获得系统中的其它信息。

2CPU

即：面保护装置本身含有CPU，没有CPU就无法利用自身信息和其他信息进行综合分析。以往所熟知的继电保护都属于点保护，例如过流保护、方向保护、距离保护等都属于点保护，微机式的过流保护、方向保护、距离保护也属于点保护。它们虽然有CPU，但它只利用了自身信息并没有利用系统中的其它信息。母线保护也属于点保护，因为它也是只利用了母线（作为一个元件）的信息，没有利用其它信息。

3并行处理

一个系统中有众多的保护装置，每个保护装置都有自己的CPU，即系统中有众多的CPU；一旦发生故障，这些CPU将同时启动、综合信息、判断是否出口，即要并行处理，否则，如果按照串行工作，则不可能达到系统对继电保护快速性的要求。

下面举例说明面保护工作原理：

在配电网中，如下系统正常运行时，各级开关处于闭合状态，保护限时过流时间定值整定为100ms。CB1，CB2，CB3处都装有面保护装置，采集自身和系统的其他信息。

20ms后，CB3保护检测到故障电流，发命令闭锁上级开关CB2，通讯延时小于60ms，程序延时小于20ms；CB2保护也同时检测到故障电流，同理闭锁上级开关CB1。

t=100ms时刻，未被闭锁的CB3出口跳闸。开关动作时间小于100ms。在t=200ms时刻，CB3已经跳开，故障电流消失。

t=200ms时刻，CB3故障电流消失，解除上级开关CB2闭锁。CB2故障电流也同时消失，解除上级开关CB1的闭锁。CB1故障电流，保护不动作。

通过以上例子可以看出，面保护装置不仅依靠本身的信息，还通过通信接收系统的其他信息，然后做出正确动作。

面保护原理克服了传统点保护信息不全的弱点，故障段判据简单明了，并且所有开关保护同时并行采集信息、综合、判断故障段，因而避免了对整个通信系统和某台机的完全依赖，动作准确、可靠。因此，面保护原理在配电网自动化系统中应用广泛。