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摘要：伴随电力系统的发展与智能技术的广泛应用，对于配电网的保护面临着更多的挑战。为了保证配电网的安全运行和供电的稳定性，便要加强对配电网区域保护的研究，而引入多端线路电流差动保护技术是一项可行之计，可以经过比较电流差值判断配电网内的故障位置，迅速切除故障电路，避免故障问题的扩散和对电力设备的损坏。鉴于此，本文围绕配电网区域保护工作的实际情况，概述了多段线路电流差动保护技术，从三个角度出发，详细分析了将该技术应用至配电网区域保护方案中的情况。

关键词：多端差动电流；配电网；区域保护；方案；原理

引言：

在我国电力系统规模日益增加的背景下，配电网的接线方式、所处的运行环境越发复杂，对于配电网的保护开始逐渐凸显出保护配合复杂、兼顾保护灵敏与选择性难度较高等问题。因此，技术人员应当加大对多端差动电流的研究力度，将该理念适当引入至配电网的区域保护方案中，全方位提升故障定位的精准度和能效。

1多端线路电流差动保护技术的概述

电流差动保护是一种电力系统保护技术，在多段线路中，电流容易由于电流负载、线路长度等问题的影响，产生分布不均匀等现象，造成线路发生故障或其他异常情况。而电流差动保护技术能够监测线路中的电流，经由对比各个终端上的电流值，计算和检测出电流存在的差异。搭载该技术的系统主要由电流互感器、电流差动继电器、控制与采样装置等部分构成，电流差动继电器负责监测电流产生差异的情况，当电流差异超出预设的阈值之后，继电器可触发动作，发出报警信号或直接切断电路，发挥出保护线路与设备的价值。

该技术的主要原理为基尔霍夫定律，当发生被保护区域外故障之时，所有经过被保护限流的电流之和为0，则区域内的差动电流即为故障电流。若估计线路对地电容问题，正常运行线路、区域外故障的流入和流出电流，可在相角、幅值方面存在偏差，则差动电流为不平衡电流。针对短架线路来讲，分布电容电流相对较小，在出现外部故障后不容易产生较高的不平衡电流，但电缆电路的分布电容更高，在电压等级较高、线路较长的基础上，当线路存在穿越性电流时，便可引发较强的不平衡电流，此时应当实施制动策略，避免发生保护作出误动作的问题[1]。

2多端差动电流应用于配电网区域保护方案中的分析

考虑到以往的配电网继电保护系统中，多存在纠错能力不强、时限配合较为复杂、动作延迟较长等问题，现根据配电网结构，提出一种以多段差动电流为核心的配电网区域保护方案。运用区域划分网络，构筑子区域的故障信息矩阵，运用同步采样对时的方法，由智能电子终端负责对算法的优化，最终满足于高效、精准定位故障问题的要求。

2.1区域划分

尽管配电网整体结构相对复杂，但在网络节点上拥有相对较高的关联性。通过对历史故障信息的精准分析，能够获得该节点中各种故障的发生几率，从而形成故障概率向量X，若配合应用“K-均值聚类算法”，便可实现对网络节点科学划分的目标，开展聚类工作的最终归宿，在于参考相似度系数，将原始网络区域内各个网络节点划分为y个子区域，目的在于缩小配电网区域保护定位算法的范围，明确主站的IED同其他IED的安装分布情况，有助于提升故障定位的精准度和能效。整个区域划分工作可分为以下5个环节：（1）技术人员于结构内随机选择y个节点，使所有节点均作为子区域的初始聚类中心，可选择DG接入点于母线节点。（2）各节点均对应单个故障概率向量，即Xi，则元素Xif代表在节点i处出现故障f的几率，本质上是某类故障出现的历史数量同总故障数量的比，if求和的值即为1。（3）假设存在网络节点a和b，两个节点之间的相似系数与两个向量间夹角的余弦值密切相关，由此可划分出子区域的数量为y，公式为： 。（4）技术人员运用聚类准则函数进行计算，涉及类内准则与距离，函数式为： ，其中，R是各子区域内网络节点的集合，而ρ则是该子区域内的聚类中心。（5）技术人员开展重复聚类计算工作，将对应子区域内的聚类中心更新至不出现变化，则该中心的IED为主站，其他节点即为馈线的IED，最后按照制定出的原则，进行配电网区域的划分工作即可[2]。

2.2数据同步

在配电网区域之内，各个IED之间产生的数据同步均为区域差动算法中的关键组成部分，而只有处于数据同步的状态下进行信号收集，技术人员才可以直接计算相同时间点内的数据。为了达到数据同步的目的，技术人员可以考虑采用应用IEEE1588协议，以及GPS时钟信号的方法。要求技术人员优先为各帧电流信号加上GPS时钟信号，在信号组织传输作业之时，再凭借IEEE1588协议的力量，运用应答对时模式，用于解决以往在通信环节中容易发生的通信延时问题。该方法的使用有利于缓解在全球GPS中可能存在的信号丢失问题，使整个配电网的保护实现即时同步采样的目标，让时间同步精度被控制在1μs以内。综合运用标准协议的优势在于该协议具有一定的自适应性，能够降低对人工干预作业的需要，使配电网区域的保护更加可靠、稳定[3]。

2.3保护流程

经由聚类分析处理后，技术人员可将网络节点划分为差异性的子区域，各个子区域内的IED均经过RS-485有线通信，得到该母线中的每一条进线、出线的信息。而主站的IED则为了完成故障区段定位算法，使各个保护之间的跳闸、故障等信息加以交互，同步向位于馈线出口位置的保护装置传输跳闸信息。馈线IED在经过收集各个母线、进线、出线的电流量数据后，通过GPS时钟信号，交互各个子区域内馈线的IED中的故障信息，同时上传至主站的IED。此时，馈线的IED便可直接发送跳闸命令，让断路器断开，用于验证保护动作信息的接收情况，若发现断路器正确做出了动作，则故障馈线的负荷开关断开，确保故障被及时去除；若发现断路器未能做出动作，则发出断路器的失灵信号。

结束语：

综上所述，为了提升配电网的可靠性、安全性，技术人员便要采取多端差动电流技术，实现对配电区域精准的目标，发挥出该方案的高精度、快速响应、强鲁棒性的特征，提升配电网的故障处理能力，通过对区域划分、数据同步、保护流程等环节的精准把握，带动我国电力行业的长远发展。

参考文献：

[1]王峰，蔡德胜，於涛等.配电网分布式差动保护数据同步方法[J].供用电，2023，40（04）：31-38.

[2]黄亮亮，陈建坤，温彦军等.基于5G通信的配电网架空线路差动保护应用技术[J].供用电，2022，39（09）：5-10.

[3]郭少飞，李铁成，段剑等.适用于花瓣形配电网的联络线后备保护方案[J].电网与清洁能源，2022，38（04）：10-18.

（作者身份证号码：640381199004043919）