導語：如何才能寫好一篇繼電保護分類以及保護原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：暫態(tài)量；保護；高頻；行波；差動；新式算法（prony）

中圖分類號：U665.12 文獻標識碼：A 文章編號：

0 引言

現(xiàn)在國內(nèi)電網(wǎng)的趨勢為全國形成一個大的互聯(lián)網(wǎng)絡，為此，關(guān)于大容量、遠距離、特高壓和超高壓輸電的研究越來越成為必須。對于特高壓以及超高壓輸電線路而言，它的兩端通常連接著大系統(tǒng)，具有較遠的輸送距離以及較大的傳輸功率，因而對其上的繼電保護提出了更高的要求，來提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。

現(xiàn)在繼電保護中發(fā)揮著極其重要作用的傳統(tǒng)型繼電保護考慮的量為工頻的相關(guān)電氣量，但是隨著對于電力系統(tǒng)的逐步增高的要求以及各項技術(shù)（通信、計算機及DSP等方面）的發(fā)展，對于故障過程中的基于暫態(tài)量的繼電保護越來越為人們所認識和重視，做更深層次的研究。本文中，介紹了基于暫態(tài)量的繼電保護的相關(guān)背景知識、相關(guān)原理以及分類等方面的內(nèi)容，一種基于新算法的暫態(tài)量的保護在本文中得到探討研究。

1 應用于輸電線路基于暫態(tài)量的繼電保護相關(guān)背景知識

暫態(tài)，即瞬態(tài)，是由于電路中的儲能元件的存在，在電路分合瞬間產(chǎn)生的對應瞬時的狀態(tài)。輸電線路在發(fā)生故障瞬間，會產(chǎn)生持續(xù)時間很短暫的瞬態(tài)過程。

傳統(tǒng)型繼電保護考慮的量為工頻的相關(guān)電氣量，保護裝置的整定值都是根據(jù)工頻電氣量而設定的，但是當線路發(fā)生故障時，由于存在著暫態(tài)分量，使工頻下電壓及電流波形畸變，在這種情況下，極易發(fā)生保護誤動作[1]。為此，基于暫態(tài)量的繼電保護被提出。電力輸送線路發(fā)生故障時會產(chǎn)生含有很多表征故障信息的故障信號，例如位置、所屬類型等等。

應用于輸電線路的基于暫態(tài)量的繼電保護具有很多優(yōu)良特性，例如保護的快速性，在系統(tǒng)振蕩時不會受到很明顯的影響等。在分析得到故障信息后，不僅可以實現(xiàn)保護，還可以實現(xiàn)測距以及自動重合閘等其他功能，具有很強的實用性。為此，對于超、特高壓輸電線路而言，基于暫態(tài)量的保護的研究成為必須，成為研究關(guān)注的焦點。

另外，在硬件方面，光纖作為傳輸媒介的傳輸方式、互感器的一個新應用——光電互感器、全球定位系統(tǒng)GPS及數(shù)字信號處理DSP及其例如小波、prony新算法等相關(guān)知識及技術(shù)的發(fā)展都是基于暫態(tài)量的輸電線路的根本保證[2]。

2 應用于輸電線路中的基于暫態(tài)量的繼電保護研究現(xiàn)狀

當今最通用的關(guān)于基于暫態(tài)量的繼電保護的分類為兩類，即基于行波的繼電保護以及基于高頻分量的繼電保護。

2.1 基于行波的繼電保護

最開始應用于輸電線路中的基于暫態(tài)量的繼電保護是基于行波的繼電保護，該保護的根本判別根據(jù)是故障瞬間行波的相關(guān)特征，例如幅值、極性以及反射特點等 [3]?；谛胁ǖ姆椒ǖ膬?yōu)點是速度極快、很強的抗干擾能力以及檢測時間極短。

基于行波的繼電保護根據(jù)原理以及裝置分類，有極性比較式、差動、方向等保護。本文對一個具有代表性的基于行波的繼電保護——差動保護進行介紹。

2.1.1基于行波的繼電保護基本原理及特點（以差動保護為例）

如圖1所示，在線路M端輸出的行波經(jīng)過一定的時延后到達N端，并不會發(fā)生改變。將MN兩端的正向行波差值與設定的整定門檻值進行比較，來判斷保護區(qū)域內(nèi)，是否發(fā)生故障，這是差動保護的基本原理說明 [4-5]。

圖1 行波在電力輸送線上分布

此類差動保護具有簡單易懂、判別故障較為容易，根據(jù)行波信息容易判別出是否故障。但是采用此類差動保護，忽略了衰減特性，具有一定的理想性，對線路兩端行波的同時性要求較高，傳輸通道要求較為嚴格，這些限制了它的發(fā)展。

2.1.2 基于行波的繼電保護存在的局限性及研究重難點

首先，一方面由于在故障發(fā)生的瞬時，電壓的初相角并不能確定，另一方面，行波的反射與母線所連接故障線路數(shù)目有很大關(guān)聯(lián)，而母線結(jié)構(gòu)對于我們是不確定的。以上兩個方面造成了行波信號的幅值等不確定，從而影響判別。

其次，由于某些特殊情況下例如諧波和雷擊等因素產(chǎn)生的諧波行波的特征類似于故障行波，很難把它們做明顯區(qū)分，這樣極易造成保護誤動作。

由于前面問題的存在，如果解決，仍是個嚴峻的考驗，如何避免這些情況并進行改正仍需要做進一步研究。

2.2 基于高頻信號的繼電保護

與基于行波的繼電保護方式類似，基于高頻分量的繼電保護方式也具有簡單、極易判斷故障等優(yōu)點。在初始角較小的情況下，性能更優(yōu)于基于行波的繼電保護方式?；诟哳l分量的繼電保護按照數(shù)學處理方式不同分類，有小波算法、prony算法和形態(tài)學等保護。本部分對一個具有代表性的基于高頻分量的繼電保護方法新算法——prony算法保護進行介紹。

2.2.1基于行波的繼電保護基本原理及特點（以新算法prony為例）

最初為了分析氣體膨脹相關(guān)原理而提出的prony算法起源于1795年，它主要針對指數(shù)（復數(shù)）衰減，建立這樣一種數(shù)學模型，將對象進行線性組合，來模擬一類數(shù)據(jù)，該類數(shù)據(jù)采樣方法為等間隔采樣，后期對于此類方法進行改善，可以應用于信號相關(guān)特征值進行估計[6]。

與傳統(tǒng)的算法相比較而言，新算法（prony算法）的性能更優(yōu)良，這是因為它更切實際，更符合實際故障運行情況。如圖2所示為基于高頻分量的新算法（prony）流程圖。

圖2 基于高頻分量的新算法（prony）流程圖

基于高頻分量的新算法（prony）具有很多優(yōu)良特征，例如，在噪聲情況下并不會影響信號的提取，對于表征暫態(tài)過程具有全面性，具有極高的精度等等。

2.2.2基于高頻分量的繼電保護存在的局限性及研究重難點

同基于工頻分量的繼電保護比較而言，應用于高壓傳輸線上的基于高頻分量的保護有很多優(yōu)良性能，但與此同時，仍存在著相關(guān)問題及局限性限制其發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1）繼電保護在整定過程中，相關(guān)原則還需要完善和改進，如今的理論基礎還不夠行成共識；

2）在暫態(tài)過程中的提取信號分量仍是研究的重難點，來滿足繼保的相關(guān)要求；

3）在某些方面的研究仍處于基礎階段，并未形成一個系統(tǒng)性的工作，并且，為滿足可靠性要求仍是一個難點，例如，故障選相等方面都有待進一步深入研究。

3 應用于輸電線路的基于暫態(tài)量的繼電保護前景展望

對于高電壓輸電線路而言，利用某些新型的信號提取、處理方法，例如基于高頻的繼電保護新算法（prony）等，對于滿足繼保特性要求都具有優(yōu)良特性。

隨著各項高新技術(shù)（通信、計算機及DSP等方面）的發(fā)展，繼電保護的集成化發(fā)展已經(jīng)成為必然趨勢，將這些新技術(shù)的優(yōu)點進行優(yōu)化組合，綜合各技術(shù)的優(yōu)勢，來分析暫態(tài)過程量以及處理相關(guān)問題是今后研究的一個方向。

由于仍需要解決某些存在問題，應用于輸電線路的暫態(tài)量保護的研究仍處于試驗階段。但是，目前基于暫態(tài)量的繼電保護研究越來越成熟以及相關(guān)知識水平的不斷提高，基于暫態(tài)量的保護一定能不斷取得突破性進展，并在實踐中得到廣泛應用。

4 總結(jié)

我國的電網(wǎng)的發(fā)展趨勢為利用特、超高壓傳輸線聯(lián)結(jié)電網(wǎng)，為此對于繼電保護的要求更高更嚴，傳輸線上的暫態(tài)量保護正在逐漸成為研究關(guān)注的焦點。暫態(tài)量保護應用于特、超高壓系統(tǒng)中具有很多獨特的優(yōu)勢，同時，在應用中，仍有很多方面需要改進和完善。本文對于當今比較完善的兩種暫態(tài)量保護進行了介紹，它們分別為高頻暫態(tài)保護以及行波保護，然后闡述了關(guān)于行波保護中的差動保護以及基于一種新的算法（prony）的高頻保護的相關(guān)知識（原理、優(yōu)缺點等），最后對暫態(tài)量保護的產(chǎn)生背景以及相關(guān)的需要改進和完善的方面及發(fā)展前景進行了闡述和介紹。

參考文獻

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關(guān)鍵詞 自適應繼電保護；原理；特點；應用

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）20-0131-01

目前，我國的計算機技術(shù)迅猛發(fā)展，它不僅能夠滿足人們獲取知識和娛樂的需要，更重要的一點在于它能夠把國家的現(xiàn)代化建設與技術(shù)新措施進行有機的結(jié)合，自適應繼電保護系統(tǒng)就是如此。與電力系統(tǒng)的常規(guī)控制相同，自適應繼電保護也是在模型基礎上的控制，只不過其所要依據(jù)的數(shù)學模型比較少，它更加注重數(shù)據(jù)的取得?，F(xiàn)如今，由于自適應控制理論與繼電保護的結(jié)合，就使得這種新技術(shù)得到了更進一步的發(fā)展，它能夠有效的解決電力系統(tǒng)運行中的故障，并給予自動化的控制，從而減少故障發(fā)生的可能性，完善控制措施，提高電力系統(tǒng)運行的可靠性和安全性。

1 自適應繼電保護的含義

想要加強自適應繼電保護系統(tǒng)在電網(wǎng)運行中的應用，并弄清其真正的原理特點，首先要清楚明確什么是自適應繼電保護。顧名思義，自適應繼電保護與傳統(tǒng)的繼電保護的不同之處就在于其自動調(diào)節(jié)性，它是指保護系統(tǒng)能夠根據(jù)電網(wǎng)的運行狀況進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)，從而保證運行參數(shù)的準確性和電網(wǎng)工作的最優(yōu)功效。它能夠通過信號的輸入對電網(wǎng)的整定數(shù)值、動作特點以及邏輯過程給予控制，一旦電網(wǎng)出現(xiàn)故障問題，就會及時的加以保護，減少經(jīng)濟損失，保證人員安全。

2 自適應繼電保護的原理

2.1 自適應電流速斷保護

眾所周知，電力系統(tǒng)繼電保護裝置要求具有良好的選擇性和快速性，一旦發(fā)生故障，能夠以盡可能快的切除故障元件和設備，減少設備損傷，減小故障影響時間，提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的繼電保護速斷裝置的速度不夠迅速，技術(shù)水平也不高，無法適應不斷變化的電力系統(tǒng)故障，雖然其整定值相對合理，但是卻無法與實際相連，在系統(tǒng)運行方式最小時，還會造成保護的失效。而自適應繼電保護電流速斷則可以根據(jù)電力系統(tǒng)的運行方式和狀態(tài)進行實時的改變，保證最優(yōu)控制。

傳統(tǒng)的電流速斷保護原理可以表示為Ld=E/Zs+Zd’，其中E表示系統(tǒng)等效電源的電勢，Zs是保護安裝處到系統(tǒng)等效電源的阻抗，Zd’是被保護線路的阻抗。而新型的自適應電流保護最重要的特點是能夠利用微型機的計算和記憶功能，對電流速斷保護的數(shù)值進行實時的在線計算，也就是說能夠讓整定值隨電網(wǎng)的故障種類和運行情況進行改變，其原理公式如下，I’D=KKKdE/Zs+Zd’。其中E仍然代表系統(tǒng)等效電源的電勢，Zd’是短路點到保護安裝處的阻抗，KK的數(shù)值在1.2到1.3之間，Zs是保護安裝處與系統(tǒng)等效電源的阻抗，Kd表示故障類型的數(shù)據(jù)。綜上所述，一定要及時準確地測量出Kd與Zs的數(shù)據(jù)，只有保證測出整定值的正確性，才能判定出故障的主要類型，從而根據(jù)不同的故障確定合理的對策。此外，為了進一步分析傳統(tǒng)的電流速斷保護與自適應電流保護之間的差異，還可以制定出相應的圖表進行判斷，這樣就可以直觀準確的看出兩者之間的差異，并分析特點優(yōu)勢所在。表格如下。

2.2 自適應過電流保護

過電流保護是指在啟動電網(wǎng)的時候，盡量避開最大的負荷電流，進而實現(xiàn)整定的一種保護對策。在電網(wǎng)正常運行的時候，不應該對其進行啟動，只有當其出現(xiàn)故障的時候，才能采取相應的措施，從而起到保護的功效。

傳統(tǒng)的過電流保護是依照電網(wǎng)發(fā)生的故障而實施的原理作業(yè)，其原理公式如下，IDZ=KKKkg/KhIHmax’，其中IDZ是電流元件的啟動電流，KK選取1.15到1.35之間的可靠數(shù)據(jù)，Kkg要大于1，Kh則要大于0.85，代表的是電流組件的返回系數(shù)。自適應繼電保護電流保護原理則是按照當時的負荷電量來進行的電流定值，其數(shù)據(jù)更加準確完整。假定當時的負荷電流為IH，那么其動作電流整定值就為IIDz=KkKzqIH/Khp，此時的動作時限設定則以離線方式整定，t=Tp/[（I’d/Ip）n-1]，公式中的t代表動作時間，Tp是時間常數(shù)，I’d則是流入保護安裝內(nèi)部的電流繼電器數(shù)值，n在一般反時限的時候取0.02，非常反時限時則取1。

2.3 自適應電壓速斷保護

由于傳統(tǒng)的電壓速斷運動不帶時限，無法從保證選擇性上進行出發(fā)，其保護處的最低電Ummin整定數(shù)值應表示為，U為電壓速斷的整定數(shù)據(jù)，E為系統(tǒng)等效電源的數(shù)值，Zmmin則為最小運作狀態(tài)下的系統(tǒng)阻抗。而自適應電壓速斷保護措施則可以在發(fā)生故障的時候運行系統(tǒng)電源側(cè)的綜合阻抗，其主要過程如下：1）輸入被保護線路參數(shù)ZL和KL數(shù)值；2）在線實時計算電勢E的準確數(shù)值；3）發(fā)生故障的時候計算系統(tǒng)綜合阻抗Zm。

3 自適應繼電保護的特點

其實，自適應繼電保護并不是一個全新的概念，它發(fā)源于20世紀末，簡單概括自適應繼電保護的特點主要有：1）計算機的發(fā)展應用是自適應繼電保護手段進行完善和普及的前提；2）自適應繼電保護要依賴調(diào)度和電廠的自動化；3）自適應繼電保護無論如何發(fā)展，其關(guān)鍵的安全環(huán)節(jié)不能遺棄。除此之外，自動重合閘也是實現(xiàn)其進一步發(fā)展的基礎，在其應用過程中一定要適應實際的發(fā)展變化，在保證選擇性的前提下，獲得最高的靈敏度。

4 結(jié)束語

總而言之，自適應繼電保護技術(shù)在電網(wǎng)中的應用是社會發(fā)展和技術(shù)進步的必然舉措，通過進一步完善其措施技術(shù)，加強傳統(tǒng)繼電保護方式的創(chuàng)新，能夠在很大程度上提高電網(wǎng)的運行安全，并保證電力的供應。雖然，目前自適應繼電保護技術(shù)僅僅應用于幾個部分，但是，相信在不久的將來，它一定可以成為新一代繼電保護的領(lǐng)軍者。

參考文獻

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【關(guān)鍵詞】微機繼電保護系統(tǒng)；優(yōu)點；安全運行措施

隨著社會經(jīng)濟水平的快速發(fā)展，人們對電力的需求和電力工程的負荷也在逐漸加大，電力能源逐漸成為人們生活和工作中必不可少的組成部分。在電力系統(tǒng)中運用微機繼電保護系統(tǒng)，對于保障電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定、降低用電故障以及提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益具有十分重要的作用。本文通過對微機繼電保護系統(tǒng)的優(yōu)點和安全運行措施進行詳細的分析。

1 繼電保護裝置的分類

（1）按照被保護的對象分類 ：輸電線路的保護、電氣設備的保護

（2）按照保護原理分類 ：過電流、低電壓、過電壓、功率方向、阻抗距離 、差動保護 等

（3）按照保護所反映的故障類型分類 ：相間短路保護、接地故障保護、非全相運行保護、失步保護、失磁保護等。

（4）按繼電保護裝置的實現(xiàn)技術(shù)分類 ：電磁型保護、晶體管型保護、集成電路型保護、微機型保護（目前廣泛使用）

（5）按保護所起的作用分類：主保護、后備保護、輔助保護等。

2 微機繼電保護系統(tǒng)的特點和優(yōu)點

2.1 微機繼電保護系統(tǒng)的特點

（1）完善的自檢能力，發(fā)現(xiàn)裝置異常自動報警；具有自保護能力，有效防止接線錯誤和非正常運行引起的裝置永久性損壞。

（2）微機繼電保護裝置，種類較多，能夠滿足不同種類的變配電站中各個設備的不同保護需求，給變配電的設計和計算機聯(lián)網(wǎng)帶來極大地便利。

（3）微機繼電保護系統(tǒng)的集成度較高、重量較輕、體積小，方便對其進行集中組屏安裝與分散安裝，容易安裝在開關(guān)柜中。

（4）微機繼電保護系統(tǒng)，在供電電源的硬件設計，開關(guān)量的輸入輸出、運用模擬量的輸入方式，達到隔離和抗干擾的目的，抗干擾能力比較強

（5）可以很容易地擴展到其他輔助功能。如故障錄波，波形分析，這樣可以輕松地添加低頻減載，自動重合閘，故障記錄，故障定位等功能。

（6）容易獲得可靠信息，并通過串行端口到本地或遠程計算機通信。

（7）采用標準的通信協(xié)議（通信開放系統(tǒng)），使設備可以進行通信了一下系統(tǒng)。

2.2 微機繼電保護系統(tǒng)的優(yōu)點

微機繼電保護系統(tǒng)與常規(guī)的繼電保護相比，具有以下幾個方面的優(yōu)點：

（1）微機繼電保護系統(tǒng)主要運用單片機對數(shù)據(jù)信息進行處理，該系統(tǒng)集采集、控制、監(jiān)視和自檢功能于一體。例如從微機繼電保護裝置設備上可以發(fā)現(xiàn)，對設備的輸電線路出現(xiàn)的故障、負荷和自身運行情況進行檢查時，通過使用計算機就能夠?qū)崿F(xiàn)對其進行遠程的監(jiān)視和控制。

（2）微機繼電保護系統(tǒng)主要運用電力邏輯運算達到保護的目的，只需要對輸電線路上的電流電壓進行采集，就能夠簡化接線。

（3）微機繼電保護系統(tǒng)運用計算機的控制功能，對定值、功能和手段進行保護，運用程序邏輯，能夠?qū)崿F(xiàn)對參數(shù)和功能進行修改保護，不需要對其進行重新調(diào)試。

（4）由于微機繼電保護系統(tǒng)的保護出口、就地控制出口和遙控出口是屬于一組繼電器動作，具有很強的安全可靠性。

（5）微機繼電保護運用CPU對數(shù)據(jù)信息進行處理，提高了數(shù)據(jù)信息的處理速度。

（6）其自身具備的通訊功能，通過使用計算機網(wǎng)絡技術(shù)，將用戶需要的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，實現(xiàn)集中調(diào)度。

（7）運用的光電隔離技術(shù)，將所采集到的電信號進行統(tǒng)一轉(zhuǎn)變，使其形成光信號。如果出現(xiàn)強電流攻擊的現(xiàn)象，設備自身能夠自動建立保護機制。

（8）微機繼電保護系統(tǒng)使用壽命較長，通常情況下，設備處于休眠狀態(tài)，程序在實時運行，進而加大了各個元器件的使用壽命。

（9）微機繼電保護系統(tǒng)還具備和時鐘同步的功能，能夠記錄故障信息，運用故障錄波的方法將故障準確記錄下來并進行分析。

（10）一般來說，微機繼電保護的單套價貴于常規(guī)保護，但是由于微機繼電保護系統(tǒng)的電纜量少、屏柜少且使用壽命長，其管理、維護和運行費用低于常規(guī)保護費用的60%左右，遠遠低于常規(guī)保護費用。

3 微機繼電保護系統(tǒng)的安全運行措施

為了確保微機繼電保護系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，需要采取以下幾個方面的措施：

3.1 進行電磁干擾防護

在變電站改造的過程中，將電磁型保護轉(zhuǎn)變?yōu)槲C型保護時，必須采取防電磁干擾的技術(shù)措施。首先，要對微機繼電保護裝置的安裝條件進行嚴格執(zhí)行，安裝具備屏蔽層的電纜，且保證屏蔽層接地，電纜線路不宜過長。其中一端接地時，另一端在電磁干擾的影響下會產(chǎn)生電壓和電流，導致微機保護出現(xiàn)拒動或者誤動的情況。為了降低微機繼電保護裝置出現(xiàn)故障和錯誤的頻率，要對微機保護裝置進行優(yōu)化設計、運用高質(zhì)量的元器件，并合理制造工藝。另外，運用屏蔽、隔離技術(shù)確保裝置的安全可靠性，進而有效提高抗干擾水平。

3.2 嚴格執(zhí)行微機繼電保護裝置的接地

由于微機繼電保護裝置的內(nèi)部是電子電路，因此，其容易受到強磁場和強電場的影響。所以，在外殼進行接地屏蔽能夠有效的改善微機繼電保護裝置的運行環(huán)境。為了提高運行可靠性，需要對干擾源進行抑制，阻塞耦合通道，提高敏感回路的抗干擾能力，并運用自動檢測技術(shù)和容錯設計來有效的保證微機繼電保護裝置運行的安全可靠性。容錯指的是容忍錯誤，在部分出現(xiàn)錯誤也不容易導致微機繼電保護裝置出現(xiàn)誤動或者拒動。容錯設計運用冗余的設備進行在線運行，確保保護裝置的連續(xù)運行。

3.3 確保微機保護的校驗工作到位

進行整組試驗時，要確保考慮周全。電磁型的保護動作能夠清晰的對保護回路中的繼電器動作情況進行觀察，但是微機保護主要依靠內(nèi)部儲存的邏輯回路對裝置動作進行控制?，F(xiàn)場的校驗人員只能通過使用微機保護裝置的說明書對保護設備進行大致的了解，對裝置內(nèi)部的深層次性的信號傳遞和控制等原理不了解，因此，對故障進行模擬，來確定微機裝置是否能夠達到繼電保護的要求。

3.4 設定微機保護的定值和重要參數(shù)

為了對微機繼電裝置進行保護，需要對微機保護的部分定值和重要參數(shù)進行設定和修改。例如在硬件設計中設置操作鎖，操作人員在操作時需要輸入正確的密碼，才能正常的進行操作。

另外，要將操作人與監(jiān)護人的姓名等資料信息進行記錄和保存。

4 結(jié)語

總而言之，隨著我國電力水平的不斷提高和計算機網(wǎng)絡技術(shù)的不斷進步，微機繼電保護系統(tǒng)自身具備的功能和優(yōu)點越來越多，在電力系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的運用。因此，為了確保微機繼電保護系統(tǒng)的健康、安全、穩(wěn)定運行，需要對其裝置進行定期的檢查和維護工作，及時、快速、準確的對故障進行處理。

參考文獻：

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關(guān)鍵詞：變電運行，繼電保護，分析

中圖分類號：TM131文獻標識碼： A

變電運行是輸配電系統(tǒng)的關(guān)鍵，變電運行的可靠性和穩(wěn)定性直接影響著整個電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)。而繼電保護是變電站運行系統(tǒng)的重要組成部分，是變電站的穩(wěn)定運行的重要屏障。近年來，一些主要的電力安全事故是由繼電保護的問題導致的，所以如何有效的保證繼電保護功能的發(fā)揮，已經(jīng)成為業(yè)界的關(guān)注焦點。

1 變電運行中的繼電保護概述

1.1 繼電保護的含義

繼電保護系統(tǒng)主要包括了繼電保護裝置、電流電壓互感器、斷路器、自動重合閘等。繼電保護系統(tǒng)是串聯(lián)系統(tǒng)，系統(tǒng)中任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生故障，均會造成整個繼電保護系統(tǒng)喪失應有的保護功能，會降低繼電保護系統(tǒng)的可靠性。對變電運行的繼電保護可分為兩個部分進行闡述：一是繼電保護裝置，二是繼電保護技術(shù)。繼電保護裝置是指在變電系統(tǒng)中電氣元件處于不正常運行狀態(tài)或發(fā)生故障時，發(fā)出信號或動作于斷路器跳閘的自動裝置。繼電保護技術(shù)，主要包括變電系統(tǒng)故障分析技術(shù)、繼電保護配置設計技術(shù)、繼電保護原理及實現(xiàn)方法、繼電保護運行技術(shù)以及繼電保護維護技術(shù)等。在當前變電運維工作中，合理運用繼電保護技術(shù)，是確保變電運行安全性和可靠性的重要保障。

1.2 繼電保護的作用

繼電保護在變電運行中發(fā)揮著重要的作用。當變電運行系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)時，繼電保護能夠安全地、實時地對各種設備的運行狀況進行監(jiān)視，提供可靠的運行依據(jù)。當變電運行系統(tǒng)處于不正常運行狀態(tài)時，繼電保護能夠準確地、及時地發(fā)出報警信號，促使變電運維人員采取相應的措施進行處理。當變電運行系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，繼電保護能夠有選擇性地、迅速地、自動地切除故障部分，以確保沒有發(fā)生故障的部分繼續(xù)運行。由此可見，繼電保護裝置在變電運行系統(tǒng)中的作用主要體現(xiàn)在預報事故的發(fā)生和縮小事故范圍兩個方面，能夠提高變電運行系統(tǒng)的可靠性，確保變電運行的不間斷性與安全性。

1.3 繼電保護的種類

變電運行中容易發(fā)生的故障有系統(tǒng)接地、保險熔斷、諧振、斷線、短路等，其中危害最大、最為常見的故障就是短路故障。變電運行發(fā)生短路故障時，會導致如下變化：電流和電壓之間的相位角出現(xiàn)變化、電壓降急劇下降、電流將急劇增大。因為變電運行中一直在對設備運行的物理量進行采集和監(jiān)控，以準確的記錄下設備運行的狀態(tài)，所以利用變電運行發(fā)生故障時與正常運行時的各個物理量之間的差別，就可以構(gòu)成不同類型與原理的繼電保護，主要有以下幾種：一是反映電流變化的電流保護，具體包括零序電流保護、過負荷保護、電流速斷保護、反時限過電流保護、定時限過電流保護等；二是反映電壓變化的電壓保護，具體包括反映電流、電壓之間相位角變化和電流變化的過電流保護、低電壓保護、過電壓保護等；三是反映電流和電壓之間比值，即反映保護安裝處阻抗到短路點的距離保護；四是反映輸入和輸出電流之差的差動保護，包括縱聯(lián)差動保護、橫聯(lián)差動保護兩種；五是反映變電運行頻率變化的周波保護；六是瓦斯保護，即反映變壓器內(nèi)部故障的氣體保護，分為重瓦斯保護和輕瓦斯保護；七是反映變壓器溫度變化的溫度保護。

2 變電安全運行存在的問題

2.1 設備老化問題

近年來，經(jīng)濟和社會的發(fā)展都是非常明顯的，人們在生活和生產(chǎn)各方面對電能的需求量也在不斷地增多，電力企業(yè)在供應電能的時候出現(xiàn)供不應求的情況，有時甚至出現(xiàn)了用電荒的情況。為了最大限度的滿足用戶的用電需求，很多電力設備在運行中出現(xiàn)了負荷過大的情況，導致設備出現(xiàn)老化的問題，在功效方面也無法再滿足要求。除了這方面的原因，設備在使用中出現(xiàn)溫度過高的情況也是導致設備零件壽命降低的主要影響因素，為了更好的供應電能，很多的設備都是在長時間運行，這樣就會出現(xiàn)設備溫度過高的情況，溫度在超過設備能夠承受的范圍以后，設備就會出現(xiàn)一些問題，這樣就會導致設備老化和設備使用時間縮短。為了更好的滿足用戶的需求，電網(wǎng)在覆蓋范圍上不斷的進行擴建，這樣就使得變電運行中的設備在數(shù)量上增多，但很多的變電設備在位置上也是非?；靵y的，這樣就會讓變電安全保護受到一定的影響，這種情況下，工作人員要想對電力設備進行全面的檢查是非常困難的，使得變電運行設備在安全方面存在著更大的隱患。

2.2 設備設計與制造問題

通過對變電運行中出現(xiàn)過的事故和故障所進行原因分析，可以發(fā)現(xiàn)很多的事故和故障都是由于設備本身存在的問題導致的。很多的生產(chǎn)廠家為了獲得更多的收益，在進行變電設備生產(chǎn)的時候出現(xiàn)了工藝不規(guī)范、材料不達標等問題，并且電力建設施工單位在收貨、安裝、調(diào)試過程中趕進度、走過場，沒有及時發(fā)現(xiàn)電力設備所存在的問題，造成將一些不合格的變電設備在電網(wǎng)中進行使用，這是導致變電運行中存在安全問題的直接原因。

2.3 安全管理問題

變電運行中經(jīng)常因為電網(wǎng)管理不到位導致事故的發(fā)生。主要表現(xiàn)在以下四個方面：一是部分電網(wǎng)管理人員思想上沒有給予足夠的重視，在進行電網(wǎng)管理的時候在沿用以前的管理方式，但在電力系統(tǒng)輻射面越來越大的形勢下，使用原有的方式來進行管理根本就無法完成工作，這樣就使得電網(wǎng)的安全管理出現(xiàn)了很大的漏洞；二是在電力監(jiān)督部門對電網(wǎng)安全運行履職不強，很多的情況下，相關(guān)監(jiān)督部門在工作中根本就沒有履行其職能，這樣就使得電網(wǎng)安全成為了無人管理的局面；三是人員素質(zhì)參差不齊，很多人員對科學管理不甚了解，科學的管理方式無法在企業(yè)中應用，使得電力企業(yè)發(fā)展至今還沒有形成合理的管理方式；四是部分變電運工作人員在進行工作的時候沒有工作的積極性，不能及時的發(fā)現(xiàn)變電運行中的存在的隱患和故障，給電網(wǎng)事故的發(fā)生留下機會。

2.4 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)問題

在電網(wǎng)初建時沒有考慮電網(wǎng)的擴展問題，電網(wǎng)的構(gòu)建結(jié)構(gòu)不合理。隨著用電人群的增加，電網(wǎng)的擴建難以達到合理化的設計，致使電網(wǎng)適應不了現(xiàn)在的用電需求，特別是在用電高峰期，容易引起電網(wǎng)中負荷過重的問題，因此不得不拉閘限電，給用電人群帶來極大的不便。同時，也使電力系統(tǒng)的發(fā)展停滯不前。

3 繼電保護在變電運行中的應用分析

針對上述分析的變電安全運行所存在的問題，電力企業(yè)一定要制定有效的整改措施來規(guī)避風險。首先，在電力設備在使用的時候一定要定期進行檢查和維護，這樣可以更好的保證在用電需求過大的時候電力設備安全穩(wěn)定運行。其次，變電設備在電網(wǎng)中使用的時候要對其進行嚴格的檢查和試驗，這樣可以避免存在著問題的變電設備在電網(wǎng)中使用。再次，在員工積極性方面，企業(yè)可以建立獎勵機制，這樣變電運行員工在工作中才能更加的認真，變電運維工作才能完成地更扎實。最后，要詳細闡述的就是重視繼電保護功能在變電運行中的應用，主要要注意以下幾個方面：

3.1 熟悉繼電保護獨立裝置

變電運維人員要對繼電保護的獨立裝置進行嚴格檢查、統(tǒng)計，對電路系統(tǒng)中運行的線路保護裝置、重合閘裝置、電容器保護裝置、變壓器保護裝置、母差保護裝置、電抗器保護裝置、備用電源的自投切換裝置、電壓切換裝置和開關(guān)操作箱，以及其他的安全自動裝置等進行嚴格檢查及統(tǒng)計，并做好相應的記錄。

3.2 了解繼電保護的類型

在對繼電保護的認識中要進行不同的分類，以便實現(xiàn)對繼電保護設備的保護。按照對設備的影響程度主要分為一般和嚴重以及危及三類。按照故障發(fā)生的原因，可以將故障分為反措未執(zhí)行、設計不合理和元器件的質(zhì)量問題以及工作人員操作問題等情況。只有針對不同類型的合理分類，才能更加方便、及時地對故障和問題進行分析以及進行責任的歸屬，從根本上防止同類問題的再次發(fā)生。

3.3 認清繼電保護存在的缺陷

繼電保護在對變電運行的保護中，自身也會存在很多缺陷。了解繼電保護自身的缺陷可以保證設備的正常運行，提高管理人員的知識水平，使得管理人員可以熟練地解決繼電保護設備中出現(xiàn)的各種問題。然后針對繼電保護出現(xiàn)的問題及解決辦法進行詳細的記錄，為完善繼電保護設備，提高電網(wǎng)運行效率提供了寶貴的理論基礎。

3.4 掌握繼電保護狀態(tài)檢修策略

現(xiàn)在采用的微機保護具有強大的在線自診斷和通信功能，能對繼電保護裝置的運行工況進行實時監(jiān)測，因此繼電保護裝置適合開展狀態(tài)檢修。開展狀態(tài)檢修的設備要根據(jù)狀態(tài)評估結(jié)果，確定具體檢修方案，如巡檢、二次通流試驗、帶開關(guān)傳動、標準校驗項目等。要仔細分析定期校驗中發(fā)現(xiàn)的主要缺陷及可能發(fā)現(xiàn)的事故隱患，保護校驗項目的重點應從以往的定值復核、保護功能邏輯的確認上轉(zhuǎn)移至回路與輔助設備的檢查上。此外，對新安裝的繼電保護設備，要嚴格按照相關(guān)規(guī)范及條例進行試驗、驗收，并著重檢查“反措”的執(zhí)行情況，重視投產(chǎn)前帶負荷試驗。投產(chǎn)后第一年還應按《繼電保護及電網(wǎng)安全自動裝置檢驗條例》進行交接性檢驗。要加強對繼電保護設備的專業(yè)巡檢，結(jié)合缺陷處理等對保護進行傳動試驗，重點檢查二次回路。

4結(jié)束語

電力系統(tǒng)在運行時，確保電網(wǎng)和設備的正常運行是非常重要的，繼電保護裝置是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要措施，對電網(wǎng)的保護也很重要。近年來，電力企業(yè)的發(fā)展非常迅速，這樣就使得電網(wǎng)在不斷的進行改造升級，以更好地促進經(jīng)濟的發(fā)展。電網(wǎng)的不斷升級給繼電保護的要求提出了新的工作要求，變電運行中一定要緊跟科技發(fā)展形勢，應用好繼電保護功能，只有這樣才能更好地保證電力系統(tǒng)的安全運行不受到影響。

參考文獻：

[1]張保會.加強繼電保護與緊急控制系統(tǒng)的研究提高互聯(lián)電網(wǎng)安全防御能力[J].中國電機工程學報,2004,24(7):1-6.

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【關(guān)鍵詞】：變電站；繼電保護；自動化系統(tǒng)

引言

隨著新世紀的科技的飛速發(fā)展，地球環(huán)境問題也相應越來越突出。作為最重要的清潔能源之一的電能，受到人們越來越多的重視和應用。電能已經(jīng)成為人民居家生活和國家、企業(yè)生產(chǎn)辦公的必不可少的重要能源。在電力傳輸?shù)倪^程中，變電站會調(diào)節(jié)電壓電流，是必不可少的過程之一。因此變電站的安全與否直接關(guān)系著整個電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行和國家人民的生命財產(chǎn)安全。

1、關(guān)于繼電保護的分析

1.1繼電保護的分類

繼電保護可以根據(jù)不同的標準劃分為很多類別，如按照工作原理可以分為功率方向保護、低電壓保護、過電流保護、距離保護和瓦斯保護等；按照保護客觀對象可分為主設備保護和線路保護；根據(jù)繼電保護的功能分類，可以分為短路保護、異常運行保護；根據(jù)保護裝置處理信號類別可分成數(shù)字保護和模擬保護。

1.2繼電保護裝置構(gòu)成

繼電保護裝置主要由三大部分構(gòu)成；分別是測量組件、邏輯構(gòu)成和執(zhí)行輸出裝置。測量組件主要是測量被保護的電氣元件的物理參數(shù)，通過和標準值進行比較，得出一定的結(jié)果，進而判斷保護裝置是否應該啟用。邏輯構(gòu)成主要指的是繼電保護裝置對故障的判斷要根據(jù)嚴密的邏輯關(guān)系，判斷出故障范圍和類型，進而確定是否發(fā)出斷路器跳閘信號。執(zhí)行輸出裝置主要是執(zhí)行邏輯構(gòu)成部分發(fā)出的信號，進而完成保護裝置的使命，執(zhí)行輸出裝置要根據(jù)邏輯構(gòu)成的指令進行相應的動作。

1.3繼電保護系統(tǒng)的功能

繼電保護，顧名思義是一種保護裝置，主要是在電路或電氣設備出現(xiàn)故障時，及時發(fā)出信號，進而幫助故障保護裝置做出規(guī)定動作，減小電路不正常運轉(zhuǎn)的危害。電網(wǎng)發(fā)生短路或其他故障，極易造成主要設備損壞，繼電保護裝置可以在設備受損之前，保證被保護設備脫離電網(wǎng)系統(tǒng)。繼電保護系統(tǒng)的安裝和使用有助于實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的智能化管理。

2、繼電保護措施分析

2.1強化管理

實際上對該技術(shù)進行強化管理的主要內(nèi)容就是管理和維修這兩部分，因此需要制定符合該技術(shù)實際情況的管理制度。強化管理，需要做到以下幾點。

（1）對員工進行詳細的分工，這樣才可以保證員工們更加了解自己的工作。在電力企業(yè)當中，員工若能夠明確自己的任務，相互配合，這樣才可以更好的進行工作。

（2）增加在這方面的資金投入，這樣在進行技術(shù)的完善和維護時，才可以更加順利的進行下去，而不至于由于資金的缺少而影響到該技術(shù)的研究。

（3）不斷提高該技術(shù)的實際水平，這樣一來才可以確保電力系統(tǒng)可以進行自動的檢測和維護，從而方便該技術(shù)的有效實施。

2.2實現(xiàn)繼電保護裝置的狀態(tài)檢修

基于對變電站的繼電保護，斷路器不單單是變電站當中異常關(guān)鍵的一次設備，同時也是繼電保護設備的擴展。因此，對斷路器跳閘的接點開展高效的檢測已經(jīng)成為了其狀態(tài)檢修的關(guān)鍵工序。在具體的應用當中，最為常見的檢測方式就是仔細檢查好常閉輔助接點，假如二者狀態(tài)保持一致，就會證明斷路器出現(xiàn)了故障。具體的就是兩個輔助的接點如果能夠同時閉合，就表明二次回路亦或是輔助接點產(chǎn)生了比較嚴重的故障，斷路器也同時存在著不足之處；倘若兩個輔助接點可以一同斷開，就表明二次回路亦或是輔助接點存在故障，斷路器產(chǎn)生了問題或者是斷路器被隔離。一般來說，在檢修斷路器的過程當中，應該保證所有系統(tǒng)都能夠在正常的運行狀態(tài)下，應該具有準確的跳合閘回路，此外，斷路器的容量也應該更好的迎合系統(tǒng)的具體需求。在具體操作當中，利用定期檢測的方法為斷路器的檢修作出更好地z修指示，可以為精準判別斷路器的工作狀態(tài)帶來更好的信息參考。

2.3做好繼電保護裝置故障的分析

跳閘是變電站繼電保護故障處理一種常見方式，跳閘后迅速自動重合閘，維修人員要針對繼電保護裝置的故障進行具體的分析。維修人員要以電力線路開關(guān)重合回路工作原理為依據(jù)，分析故障的成因，一般是電氣設備充電時間超出規(guī)定時間，這時采用電位變化法效果很明顯。電位變化法是指根據(jù)二次回路節(jié)點上電壓與電位的變化，確定故障位置，這種方法主要用于繼電保護裝置開關(guān)處于拒分或拒合狀態(tài)。

2.4操作人員依據(jù)經(jīng)驗處理故障

對變電站繼電保護裝置故障首先要了解其工作原理，其次要采取科學合理的措施進行處理，在每次處理故障時要做好記錄，做好處理故障方法的積累，為后期類似故障處理提供必要的依據(jù)?，F(xiàn)在很多繼電保護故障處理都是操作人員根據(jù)以往的操作經(jīng)驗進行處理，這一方法比較常用且效果較佳。電力技術(shù)人員要扎實掌握電路基礎知識和繼電保護原理，多積累工作經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)類似問題可以及時找出故障點，進一步提高工作效率。

2.5規(guī)范實際操作

電力企業(yè)要重視人才培養(yǎng)，健全培訓機制，提高實際操作人員的技術(shù)水平，并深化實際操作人員的安全操作意識，以人為本。

2.6危險點控制

要認識到靜態(tài)危險點始終存在，其長期的危險性要求我們必要予以徹底清除。要對已知危險點進行改造清除，更換老舊設備，注意設備安全距離，及時反饋問題。在實在不能消除危險點的情況下，要設立警示牌和隔離帶，提醒相關(guān)人員。要認識到動態(tài)危險點的隱蔽性和隨機性。盡量消除主觀因素導致的動態(tài)危險點。指派技術(shù)骨干指導復雜程度較高的技術(shù)工作，確保技術(shù)人員在身體健康狀態(tài)下進行工作，加強安全技術(shù)檢查工作，檢查工件是否緊固等。

結(jié)語

變電站繼電保護狀態(tài)的檢修工作可以有效為電力系統(tǒng)提供持續(xù)高效的供電，工作人員在為繼電保護狀態(tài)進行檢修工作，能夠更加高效的提升變電站的供電穩(wěn)定性。現(xiàn)如今，我國變電站的繼電保護正在向著智能化、高效的方向前進，然而它在發(fā)展中還是會具有很多亟待完備的地方，我國變電站繼電保護狀態(tài)檢修工作還是會遇到很多的難題。

【參考文獻】：

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關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護；發(fā)展；趨勢；研究

中圖分類號：TM71 文獻標識碼：A

繼電保護技術(shù)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展的，它與電力系統(tǒng)對運行可靠性要求的不斷提高密切相關(guān)。繼電保護是在電網(wǎng)出現(xiàn)事故或異常運行情況下動作，保證電力系統(tǒng)和電氣設備安全運行的自動裝置，研究繼電保護技術(shù)發(fā)展趨勢，可以更好地提高繼電保護的技術(shù)水平，對電力系統(tǒng)發(fā)展意義重大。

1 電力系統(tǒng)繼電保護概述

1.1 繼電保護基本概念

在電力系統(tǒng)運行中，由于外界因素和內(nèi)部因素都可能引起各種故障及不正常運行的狀態(tài)出現(xiàn)，常見的故障有：單相接地；三相接地；兩相接地；相間短路；短路等。電力系統(tǒng)非正常運行狀態(tài)有：過負荷，過電壓，非全相運行，振蕩，次同步諧振，同步發(fā)電機短時異步運行等。電力系統(tǒng)繼電保護和安全自動裝置是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障和不正常運行情況時，用于快速切除故障，消除不正常狀況的重要自動化技術(shù)和設備。

1.2 繼電保護的工作原理

繼電保護的工作原理，是根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎來構(gòu)成，電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是：（1）電流增大。短路時故障點與電源之間的電氣設備和輸電線路上的電流將由負荷電流增大至大大超過負荷電流。（2）電壓降低。當發(fā)生相間短路和接地短路故障時，系統(tǒng)各點的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點，電壓越低。（3）電流與電壓之間的相位角改變。正常運行時電流與電壓間的相位角是負荷的功率因數(shù)角，一般約為20°，三相短路時，電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的，一般為60°～85°。（4）測量阻抗發(fā)生變化。測量阻抗即測量點（保護安裝處）電壓與電流之比值，正常運行時，測量阻抗為負荷阻抗；金屬性短路時，測量阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榫€路阻抗，故障后測量阻抗顯著減小，而阻抗角增大。利用短路故障時電氣量的變化，便可構(gòu)成各種原理的繼電保護。

1.3 繼電保護在電力系統(tǒng)中的任務

電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時，應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響；并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求，能夠反應電氣設備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設備運行維護條件的不同發(fā)出信號，以便值班人員進行處理，將那些繼續(xù)運行會引起事故的電氣設備予以切除。

1.4 繼電保護裝置必須具備的基本性能

繼電保護裝置必須具備的基本性能有：（1）安全性：在不該動作時，不誤動；（2）可靠性：在該動作時，不拒動；（3）速動性：能以最短時限將故障或異常從系統(tǒng)中切除或隔離；（4）選擇性：在自身整定的范圍內(nèi)切除故障，保證最大限度地向無故障部分繼續(xù)供電，不越級跳閘；（5）靈敏性：反映故障的能力，通常以靈敏系數(shù)表示；不拒動不誤動是關(guān)鍵。

2 繼電保護發(fā)展歷程

繼電保護是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來的，最早的繼電保護裝置是熔斷器。從20世紀50年代到90年代末，在40余年的時間里，繼電保護完成了發(fā)展的4個階段，即從電磁式保護裝置到晶體管式繼電保護裝置、到集成電路繼電保護裝置、再到微機繼電保護裝置。隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展，智能化等先進技術(shù)相繼在繼電保護領(lǐng)域的研究應用，繼電保護技術(shù)向計算機化、網(wǎng)絡化、一體化、智能化方向發(fā)展。電力系統(tǒng)發(fā)展迅速，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來越復雜，短路容量不斷增大，到20世紀產(chǎn)生了作用于斷路器的電磁型繼電保護裝置。1928年電子器件已開始被應用于保護裝置，在50年代迅速發(fā)展。靜態(tài)繼電器有較高的靈敏度和動作速度、維護簡單、壽命長、體積小、消耗功率小等優(yōu)點，但環(huán)境溫度和外界干擾對繼電保護的影響較大。1965年出現(xiàn)了應用計算機的數(shù)字式繼電保護，出現(xiàn)了單板機繼電保護裝置。到了21世紀由于計算機技術(shù)發(fā)展非?？?，微處理機和微型計算機的普遍應用，極大地推動了數(shù)字式繼電保護技術(shù)的開發(fā)，大規(guī)模集成化數(shù)字式繼電保護裝置應用非常廣泛。

3 電力系統(tǒng)繼電保護的發(fā)展趨勢

3.1 計算機化

隨著計算機硬件的迅猛發(fā)展，微機保護硬件也在不斷發(fā)展。電力系統(tǒng)對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有一臺PC機的功能。繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經(jīng)濟效益和社會效益，尚需進行具體深入的研究。

3.2 網(wǎng)絡化

計算機網(wǎng)絡作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時代的技術(shù)支柱，它深刻影響著各個工業(yè)領(lǐng)域，也為各個工業(yè)領(lǐng)域提供了強有力的通信手段。除了差動保護和縱聯(lián)保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量，繼電保護的作用主要是切除故障元件，縮小事故影響范圍。因為繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍，還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎上協(xié)調(diào)動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

3.3 智能化

隨著通信和信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)及應用在各行各業(yè)的日益普及也為探索新的繼電保護原理提供了條件，智能電網(wǎng)中可利用傳感器對發(fā)電、輸電、配電、供電等關(guān)鍵設備的運行狀況進行實時監(jiān)控，把獲得的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡系統(tǒng)進行收集、整合和分析。利用這些信息可對運行狀況進行監(jiān)測，實現(xiàn)對保護功能和保護定值的遠程動態(tài)監(jiān)控和修正。

結(jié)語

綜上所述，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和計算機技術(shù)、通信技術(shù)的進步，繼電保護技術(shù)由數(shù)字時代跨入信息化時代，發(fā)展到一個新的水平。這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務，也開辟了技術(shù)創(chuàng)新的廣闊天地。只有了解和掌握繼電保護技術(shù)，才能解決電力系統(tǒng)繼電保護遇到的各類問題，更好地保障電力系統(tǒng)的安全運行。

參考文獻

[1]高亮.電力系統(tǒng)微機繼電保護[M].北京：中國電力出版社，2007.

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關(guān)鍵詞：220kV電網(wǎng)；繼電保護；縱聯(lián)保護；零序電流保護；

0 前 言

電力及電力傳輸系統(tǒng)過程中的產(chǎn)生的故障非正常運行會導致電力傳輸系統(tǒng)或其中部分子系統(tǒng)不能正常工作，因此，用電終端不能正常工作、配電系統(tǒng)功能損壞或供電質(zhì)量下降，甚至造成電網(wǎng)和用戶終端設備損壞和財產(chǎn)損失等。繼電保護是保證電力系統(tǒng)安全可靠運行的重要技術(shù)保障措施，繼電保護的不正確動作將直接導致事故和系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞。

1 繼電保護組成及工作原理

電力系統(tǒng)及電力傳輸系統(tǒng)供電過程中出現(xiàn)異常故障，由于故障的不可預見性會引起電流的徒增或者電壓的陡降，同時電流電壓間的相位角也會發(fā)生變化，依據(jù)上述電流電壓量的變化情況，繼電保護根據(jù)不同的功能和原理出現(xiàn)不同原理和類型的繼電保護器。

1.1繼電保護器分類

按組成和功能分:(1)機電型繼電器:包括感應式、電磁式、極化式繼電器等;(2)整流型繼電器;(3)靜態(tài)型繼電器:包括晶體管、集成電路繼電器等。另外，按輸人的電氣量變化特點還有量度繼電器等:這些繼電器直接敏感于被保護設備電氣量的變化。包括電流電壓繼電器、正序負序零序繼電器、頻率阻抗差動繼電器等。

1 .2繼電器組成及原理

繼電保護的種類很多，但其組成一般都是由測量模塊、邏輯模塊、執(zhí)行模塊組成，其組成原理如圖1。

圖1 一般繼電器組成原理

輸人信號指來自電力傳輸系統(tǒng)保護對象的信號，測量模塊采集來自被保護對象相關(guān)運行的特征信號，獲得的測量信號需要與給定的整定值對比，將比較結(jié)果送至邏輯模塊。邏輯模塊根據(jù)測量模塊輸出比較值的大小、性質(zhì)及產(chǎn)生的次序或上述多種參數(shù)的組合，進行邏輯運算，得到的邏輯值是決定是否動作的主要依據(jù)。當邏輯值為真，即為1時，激勵動作信號至執(zhí)行模塊，此刻，由執(zhí)行模塊立即響應或在規(guī)定的延時時刻執(zhí)行掉電或者警報命令。

2 220kV及以上電網(wǎng)繼電保護原則

繼電保護作為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的第一道防線，時刻發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。繼電保護可以通過線路、母線以及與電網(wǎng)保護配合有關(guān)的變壓器等電力設備繼電保護運行整定。

由于220kV及以上電網(wǎng)繼電保護方式較多，所以在確定使何種繼電保護方法的同時必須遵守一定的原則，只有在一個統(tǒng)一的規(guī)范要求下，才能更有效的體現(xiàn)電網(wǎng)繼電保護效果。

220kV及以上電網(wǎng)的繼電保護，必須滿足可靠性、速動性、選擇性及靈敏性的基本要求。可靠性由繼電保護裝置的合理配置、本身的技術(shù)性能和質(zhì)量以及正常的運行維護來保證；速動性由配置的全線速動保護、相間和接地故障的速斷段保護以及電流速斷保護取得保證；通過繼電保護運行整定，實現(xiàn)選擇性和靈敏性的要求，并處理運行中對快速切除故障的特殊要求。對于300～500kV電網(wǎng)和聯(lián)系不強的220kV電網(wǎng)，在保證繼電保護可靠動作的前提下，重點應防止繼電保護裝置的非選擇性動作：而對于聯(lián)系緊密的220kV電網(wǎng)，重點應保證繼電保護裝置的可靠快速動作。

3 220kV及以上電網(wǎng)繼電保護方式分析

3．1自動重合閘繼電保護

自動重合閘裝置是當斷路器跳開后按需要自動投入的一種自動裝置。采用自動重合閘的繼保護可以在提高供電的可靠性的基礎上，保證電網(wǎng)系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，并糾正斷路器的誤跳閘。下面來看一組數(shù)據(jù)，如表1所示。

表1 220kv及以上電網(wǎng)單相接地故障統(tǒng)計

從中可以看出，220kv及以上電網(wǎng)單相接地故障率非常高，針對上表所描述的現(xiàn)象，可以通過自動重合閘繼電保護，以提高其準確性。常用方式有單相自動重合閘和綜合重合閘兩種。

(1)單相自動重合閘要求在保證選擇性的基礎上并擁有足夠的靈敏性。在動作時限的選擇方面，除應滿足三相重合閘時所提出的要求外，還應考慮：兩側(cè)選相元件與繼電保護以不同時限切除故障的可能性和潛供電流對滅弧所產(chǎn)生的影響(圖2)。時刻注意線路電壓越高，線路越長，潛供電流就越大，潛供電流持續(xù)時間不僅與其大小有關(guān)，而且與故障電流的大小、故障切除的時間、弧光的長度以及故障點的風速等因素有關(guān)。

圖2潛供電流對滅弧所產(chǎn)生的影響

單相自動重合閘在絕大多數(shù)情況下保證對用戶的供電，并提高系統(tǒng)并列運行的動態(tài)穩(wěn)定性。但在具體實踐中需要有按相操作的斷路器，重合閘回路的接線比較復雜，促使了保護的接線、整定計算和調(diào)試工作復雜化。為了彌補以上缺點，可以通過以下介紹的綜合重合閘方式來解決。

(2)綜合重合閘是指當發(fā)生單相接地故障時，采用單相重合閘方式，而當發(fā)生相間短路時，采用三相重合閘方式。實現(xiàn)綜合重合閘回路接線時應考慮的一些問題：

①單相接地故障時只跳故障相斷路器，然后進行單相重合；

②相間故障時跳三相斷路器，然后進行三相重合；

③選相元件拒動時，應能跳開三相并進行三相重合；

④對于非全相運行中可能誤動的保護，應進行可靠的閉鎖：對于在單相接地時可能誤動作的相間保護(如距離保護)，應有防止單相接地誤跳三相的措施；

⑤一相跳閘后重合閘拒動時，應能自動斷開其它兩相；

⑥任意兩相的分相跳閘繼電器動作后，應能跳開三相并進行三相重合；

⑦無論單相或三相重合閘，在重合不成功后，應能加速切除三相，即實現(xiàn)重合閘后加速；

⑧在非全相運行過程中又發(fā)生另一相或兩相的故障，保護應能有選擇性予以切除；

⑨當斷路器氣壓或液壓降低至不允許斷路器重合時，應將重合閘回路自動閉鎖；但如果在重合閘的過程中下降到低于運行值時，則應保證重合閘動作的完成。

3．2縱聯(lián)保護

隨著電力技術(shù)的發(fā)展，220kV及以上電網(wǎng)縱聯(lián)保護目前采用反應兩側(cè)電量的輸電線路縱聯(lián)保護，其工作原理如圖3所示。

圖3 反應兩側(cè)電量的輸電線路縱聯(lián)保護原理

通過利用通信通道將兩端的保護裝置縱向聯(lián)結(jié)起來，將兩端的電氣量比較，以判斷故障在區(qū)內(nèi)還是區(qū)外，保證繼電保護的選擇性。

縱聯(lián)保護一般分為方向比較式縱聯(lián)保護和縱聯(lián)電流差動保護兩種，在從具體方式上來看主要有高頻保護、微波保護、光纖差動保護等，在些方式之中，靈敏度整定都要不得小于2．0。由于各種方式的在整定時要求有所不同，在此就高頻保護整定稍作概述。

在反映不對稱故障的起動元件整定時，高定值起動元件應按被保護線路末端兩相短路、單相接地及兩相短路接地故障有足夠的靈敏度整定，I2力爭大于4．0，最低不得小于2．0。

同時要可靠躲過三相不同步時的線路充電電容電流，可靠系數(shù)大于2．0。低定值起動元件應按躲過最大負荷電流下的不平衡電流整定，可靠系數(shù)取2．5。高、低定值起動元件的配合比值取1．6～2．0。

3.3零序電流保護

零序電流保護一般為四段式。在復雜環(huán)網(wǎng)中為簡化整定配合，零序電流保護I、II、III、Ⅳ各段均可分別經(jīng)零序功率方向元件控制。如實際選用的定值，不經(jīng)過方向元件也能保證選擇性時，則不宜經(jīng)方向元件控制。為了不影響各保護段動作性能，零序方向元件要有足夠的靈敏度，在被控制保護段末端故障時，零序電壓應不小于方向元件最低動作電壓的1．5倍，零序功率應不小于方向元件實際動作功率的2倍。

方向零序電流I段定值和無方向零序電流I段定值，按躲過本線路區(qū)外故障最大零序電流整定。若本線路采用單相重合閘方式，尚應按躲過本線路非全相運行最大零序電流整定。零序電流II段定值，若相鄰線路配置的縱聯(lián)保護能保證經(jīng)常投入運行，可按與相鄰線路縱聯(lián)保護配合整定，躲過相鄰線路末端故障。否則，按與相鄰線路在非全相運行中不退出運行的零序電流II段配合整定：若無法滿足配合關(guān)系，則可與相鄰線路在非全相運行過程中不退出工作的零序I段配合整定。零序電流II段定值還應躲過線路對側(cè)變壓器的另一側(cè)母線接地故障時流過本線路的零序電流。零序電流III段定值，按靈敏性和選擇性要求配合整定，應滿足靈敏度要求，并與相鄰線路在非全相運行中不退出工作的零序電流III段定值配合整定。若配合有困難，可與相鄰線路零序電流III段定值配合整定。零序電流Ⅳ段定值(最末一段)應不大于300A，按與相鄰線路在非全相運行中不退出工作的零序電流III段或Ⅳ段配合整定。對采用重合閘時間大于1．0s的單相重合閘線路，除考慮正常情況下的選擇配合外，還需要考慮非全相運行中健全相故障時的選擇性配合，此時，零序電流Ⅳ段的動作時間宜大于單相重合閘周期加兩個時間級差以上。當本線路進行單相重合閘時，可自動將零序電流Ⅳ段動作時間降為本線路單相重合閘周期加一個級差，以取得在單相重合閘過程中相鄰線路的零序電流保護與本線路零序電流Ⅳ段之間的選擇性配合，以盡快切除非全相運行中再故障。線路零序電流保護的電流定值和時間定值可參照相關(guān)規(guī)范進行設定。

4 繼電保護的發(fā)展展望

(1)信息化。隨著計算機等現(xiàn)代通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展.基于CPU核實現(xiàn)的硬件保護也在不斷發(fā)展。自動化芯片控制的電路保護硬件已經(jīng)歷了的發(fā)展階段為:從16位單CPU結(jié)構(gòu)的微機保護發(fā)展到32位多CPU結(jié)構(gòu)，后又發(fā)展到總線結(jié)構(gòu)，性能和響應速度大大提高，目前開始得到廣泛應用。

(2)網(wǎng)絡化。計算機網(wǎng)絡在信息處理和數(shù)據(jù)通信過程中已成為當今國家能源和國民經(jīng)濟建設作用，網(wǎng)絡化帶來的便利，近年來也逐漸開始應用到電力傳輸與配電系統(tǒng)中來。

(3)智能化。近年來，人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法、模糊算法和自適應算法等在電力系統(tǒng)自動化相關(guān)領(lǐng)域都得到了廣泛應用，在繼電保護領(lǐng)域應用的研究和應用也逐漸興起。在實現(xiàn)繼電保護的計算機化和網(wǎng)絡化的條件下，使保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化，并逐漸實現(xiàn)繼電保護的智能化，是當今乃至今后電力及電力傳輸系統(tǒng)繼電保護技術(shù)發(fā)展的主要方向。

5 結(jié)束語

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關(guān)鍵詞:變電站;繼電保護;電力系統(tǒng);故障處理;分層診斷

中圖分類號:TM774文獻標識碼:A文章編號:1009-2374 (2010)13-0116-02

在我國,電力系統(tǒng)是關(guān)系到國計民生的重要系統(tǒng)部門,其主要組成部分就是變電站,它是發(fā)電站和用電戶的中間環(huán)節(jié),它的主要作用就是變換和分配電能,由于變電站在電網(wǎng)中適用十分廣泛,因此電力系統(tǒng)能否穩(wěn)定運行是由變電站是否能夠正常工作決定的。實現(xiàn)變電站繼電保護的故障信息處理,對準確、有效地判斷故障,縮短停電時間,提高工作效率意義重大。

當變電站在正常運行的時候,變電站中的繼電保護是不會動作的,因此變電站正常運行時很難體現(xiàn)繼電保護在其中的重要作用。但是若沒有相應的繼電保護,當變電站一旦發(fā)生故障時,即使是非常微小的故障也不會被清除,而且會使故障變得越來越嚴重,從而導致后果不堪設想。繼電保護通過裝置反映電力系統(tǒng)元件的不正常和故障信號,動作于發(fā)信號和跳閘,能迅速、正確地隔離電力系統(tǒng)發(fā)生的各種故障,避免大面積地區(qū)停電事故,確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。作為提高電能質(zhì)量的技術(shù)手段之一,它直接保證電力生產(chǎn)向著高質(zhì)量、高效益方向發(fā)展。

一、變電站電力系統(tǒng)中繼電保護的發(fā)展狀況

由于繼電保護裝置對高壓電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行有著極其重要的作用。隧著電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴大和等級的不斷提高,系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和運行方式日趨復雜,對繼電保護的要求也越來越高。

傳統(tǒng)的電磁和電磁感應原理的保護存在動作速度慢、靈敏度低、抗震性差以及可動部分有磨損等固有缺點。晶體管繼電保護裝置也有抗干擾能力差、判據(jù)不準確,裝置本身的質(zhì)量不是很穩(wěn)定等明顯的缺點。隨著數(shù)字計算機技術(shù)的發(fā)展,大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,微處理器和微型計算機進入實用化的階段,微機保護開始逐漸趨于實用。

微機繼電保護裝置一般以微處理器為基礎,采用數(shù)字處理的方法用不同的模塊化軟件來實現(xiàn)各種功能。。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,各種功能強大的微處理器及其他相關(guān)大規(guī)模集成電路器件的廣泛應用,使得微機繼電保護裝置得到了很大的發(fā)展,其應用范圍越來越大,功能也越來越強大。特別是在保護功能上,采用不同的裝置可以有效地實現(xiàn)線路、變壓器、發(fā)電機、電動機和母線等設備的保護功能,不僅如此,利用微處理器強大的數(shù)據(jù)處理能力,還能實現(xiàn)過去難以實現(xiàn)的很多保護功能。隨著通訊網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展,采用微機保護技術(shù)使得變電站內(nèi)的設備功能數(shù)字化實現(xiàn)成為可能。

二、變電站電力系統(tǒng)對繼電保護裝置的要求

隨著繼電保護裝置的飛速發(fā)展,電力系統(tǒng)對繼電保護裝置有了越來越嚴格的要求。而電力系統(tǒng)對繼電保護裝置的基本要求主要包括快速性、可靠性、選擇性和靈敏性。

在進入計算機時代的今天,這四個要求也越來越容易得到滿足?？焖傩詮娬{(diào)的是“一旦發(fā)生故障就立即產(chǎn)生動作”,這是對繼電保護裝置的最根本要求?？焖傩砸罄^電保護裝置在盡可能短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并排除故障,因為故障對電力系統(tǒng)的危害性隨著其時間越長就會發(fā)展越大?？煽啃灾饕獜娬{(diào)保護裝置在電力系統(tǒng)發(fā)生故障情況下必須產(chǎn)生可靠動作,絕不能拒動。因為對于我國電力系統(tǒng)目前的現(xiàn)狀而言,保護裝置的拒動的危害性要大大超過誤動。另外選擇性則強調(diào)的是繼電保護裝置不能誤動,即不能發(fā)生誤操作。靈敏性則要求保護裝置反應靈敏并且快速,動作范圍準確,正確反映故障范圍,還能夠減少停電面積。因此對于電力部門而言,為保證電力系統(tǒng)安全運行,要求繼電保護設備的設置必須是常備的,多樣的,可靠的。

三、繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中的動作過程

對于現(xiàn)代變電站中的各種較為復雜的繼電保護裝置來說,它的動作過程大概可以分為三個階段,如圖1所示:

第一階段啟動,保護裝置在正常運行時,它的“出口回路”是被“啟動元件”閉鎖的,而啟動元件開放閉鎖一般比較容易,如用用零序元件作啟動元件的,或者用過流單元作啟動元件的,簡單說來,就是選擇一種只有在電力系統(tǒng)產(chǎn)生故障的狀態(tài)下才會有的特征作為啟動元件的啟動條件。

第二階段判斷,當啟動元件滿足啟動條件后,繼電保護裝置的“主回路”要對這個啟動條件進行判斷,此時保護裝置的“定值”就是評判的標準。如果從電力系統(tǒng)電流回路、電壓回路中傳來的電流,電壓或它們的計算值都達不到所設定的“定值”,則保護裝置就不會產(chǎn)生任何動作。而裝置的啟動元件在啟動特征消失后便自動返回。如這些值達到“定值”,則繼電保護裝置就進入發(fā)跳閘命令的最后一個階段――“閉鎖”階段。

第三階段閉鎖,閉鎖就是在滿足了保護裝置的定值要求,而去發(fā)跳閘命令之前對一些電力系統(tǒng)的一些附加條件自行判斷,如果附加條件也能滿足要求,則保護裝置就會立即發(fā)跳閘信號。

對于復雜繼電保護裝置而言,這“三階段”的作用是明顯的。第一,可有效防止人為因素和直流接地造成的保護誤動。因為只要系統(tǒng)沒有異常,保護裝置的啟動元件就不會啟動,即便是直流接地引發(fā)的故障和主回路判斷誤碰,但由于跳閘回路沒有打開,因此繼電保護裝置也不會動作,所以這種系統(tǒng)也十分安全。第二,這種保護裝置能夠區(qū)分故障和異常,盡可能地保障電力系統(tǒng)連續(xù)可靠的運行。如果在某些情況下電力系統(tǒng)異?，F(xiàn)象和故障極為相似,但對于大部分的異常現(xiàn)象保護裝置不一定要求馬上跳閘,并且任然能夠允許系統(tǒng)堅持運行一段時間。因此裝設閉鎖回路能有針對性地判斷是異常故障還是故障,從而避免了系統(tǒng)不必要的停電。

四、變電站中繼電保護故障信息處理系統(tǒng)

在變電站電力系統(tǒng)組成中,繼電保護系統(tǒng)是必不可少的子系統(tǒng)。它承擔著斷開故障電力元件(發(fā)電機、變壓器、母線、線路等)和支持電力系統(tǒng)安全運行的任務。按保護電力元件內(nèi)容,可以分為主設備(發(fā)電機、變壓器等)保護和電網(wǎng)元件(母線、線路)保護兩大類。

繼電保護系統(tǒng)之所以稱之為系統(tǒng),是因為繼電保護能否正確動作的因素是多方面的,不單純決定于保護裝置本身,還決定于將一次系統(tǒng)參數(shù)輸入裝置的電流及電壓互感器,與提供給邏輯回路與跳閘回路能源的直流供電電源的可靠性,以及通訊聯(lián)系的實時性及可靠性。

但是繼電保護系統(tǒng)由于本身所處工作環(huán)境的原因,以及對于變電站電力系統(tǒng)的重要性,我們應該盡量避免繼電保護系統(tǒng)發(fā)生故障,但是一旦繼電保護系統(tǒng)發(fā)生故障時,這時繼電保護故障處理系統(tǒng)就開始發(fā)揮其重要作用了。

(一)故障信息處理系統(tǒng)的可行性分析

在變電站綜合自動化系統(tǒng)中,各種類型的保護裝置的故障報告提供了故障發(fā)生時保護裝置記錄的狀態(tài)信息,包括故障發(fā)生時刻、重合閘情況、故障類型、故障時各通道模擬量的有效值、斷路器跳閘情況、保護元件啟動、返回時間等;而故障錄波器提供了故障時的電壓、電流波形。電力系統(tǒng)技術(shù)人員可以根據(jù)裝置記錄的信息判斷發(fā)生故障元件,并且通過對故障波形的分析計算,根據(jù)整定值和保護原理驗證故障報告提供的信息,從而進一步判斷保護動作行為的正確性。

(二)故障信息的分層診斷

電力系統(tǒng)為了有效的提高診斷速度和靈敏性,將得到的故障信息進行分層處理:第一層為在任何SCADA系統(tǒng)中都能保證快速且準確的獲取開關(guān)變位的遙感信息;第二層為保護動作信息:第三層為故障錄波信息。先利用開關(guān)動作信息來判斷故障區(qū)域,如果可以確定唯一的故障解則診斷結(jié)束。否則,再利用收集到的保護動作信息進行診斷,如果能確定唯一的故障解則診斷結(jié)束。否則,利用錄波信息來做進一步的分析.并且確定故障類型、故障相別、故障地點等,并結(jié)合波形對保護、開關(guān)和重合閘動作情況進行分析。

(三)故障信息的處理

當變電站出現(xiàn)故障時,變電站監(jiān)控系統(tǒng)可以獲取到大量的故障信息,包括時間順序記錄、開關(guān)動作信息、保護帶有的故障錄波功能所記錄的故障前后電氣量波形信息、保護動作信息等。在這些故障信息中先將裝置動作的開關(guān)、保護繼電器作為診斷的依據(jù),通過在提示框中輸入這些可能發(fā)生故障的設備的編號,利用變電站專家系統(tǒng)的正向推理方法,即在軟件知識庫中搜索與之相對應的規(guī)則來確定發(fā)生故障元件和產(chǎn)生故障的原因。當?shù)贸龆喾N診斷結(jié)果時,再利用信息系統(tǒng)的反向推理方法,在得到的可疑故障電力設備中,利用故障錄波信息,根據(jù)所采用的微機保護算法和設備所裝設的保護原理來判斷繼電保護是否應該有所動作。從而對診斷結(jié)果范圍的進一步縮小,并對開關(guān)和保護的動作性能進行判斷,這樣使發(fā)現(xiàn)故障線路的幾率也大大增加。在診斷完成后,用戶可以根據(jù)需要對診斷結(jié)果進行保存,便于以后通過對歷史數(shù)據(jù)的分析來不斷完善知識庫。

五、結(jié)語

本文主要是論述了繼電保護系統(tǒng)在變電站電力系統(tǒng)中的應用情況,包括其發(fā)展歷程,當代電力系統(tǒng)對繼電保護裝置的要求,繼電保護裝置的動作過程的簡要介紹,著重講述了繼電保護的故障信息處理系統(tǒng),這也是當今電力系統(tǒng)發(fā)展中一個十分重要的知識領(lǐng)域,相信隨著科技的迅速發(fā)展,今后的繼電保護裝置必定會發(fā)展到一個新的水平。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：繼電保護 10kV 線路 應用探討

中圖分類號：TM773 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（b）-0114-01

1.繼電保護概述

1.1定義

研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運行的異常工況，以探討其對策的反事故自動化措施。因在其發(fā)展過程中曾主要用有觸點的繼電器來保護電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機、變壓器、輸電線路、母線等）使之免遭損害。

1.2基本原理

繼電保護裝置要實現(xiàn)正確區(qū)分被保護元件是處于正常運行狀態(tài)還是保護區(qū)內(nèi)故障或是區(qū)外故障的故障狀態(tài)的功能，要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎來構(gòu)成。電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變化將呈現(xiàn)電流增大、電壓降低、電流與電壓之間的相位角改變、測量阻抗發(fā)生變化的主要特征

1.3裝置要求和分類

（1）技術(shù)要求。繼電保護裝置是根據(jù)繼電原理的要求，繼電保護裝置為了完成它的任務，必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本要求。

（2）組裝。一般情況而言，整套繼電保護裝置由測量元件、邏輯環(huán)節(jié)和執(zhí)行輸出三部分組成。

（3）分類。繼電保護包括電流保護：（按照保護的整定原則，保護范圍及原理特點可分為過電流保護

電流速斷保護、定時限過電流保護、反時限過電流保護、無時限電流速斷）、電壓保護：（按照系統(tǒng)電壓發(fā)生異常或故障時的變化而動作的繼電保護可分為過電壓保護、欠電壓保護和零序電壓保護）瓦斯保護、差動保護（可分為橫聯(lián)差動保護、縱聯(lián)差動保護）、高頻保護、距離保護、平衡保護、負序及零序保護、方向保護

1.4作用

（1）使被保護設備快速脫離發(fā)生足以損壞設備或危及電網(wǎng)安全運行的故障電網(wǎng)；（2）便于快速處理，使非正常運行及某些設備的非正常狀態(tài)能及時發(fā)出警報信號的電網(wǎng)恢復正常（3）實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化、遠動化和工業(yè)生產(chǎn)的自動控制。（4）基于微型計算機的繼電保護技術(shù)應用有利于現(xiàn)代化特大型高產(chǎn)、高效礦井的建設。

2.應用中需要注意的問題

2.1線路中勵磁涌流造成在變電所增容后無法正常投入

在設定電變壓器時它們是掛在電線上的，在電閘的閉合等階段由于強大的電流等原因使得出現(xiàn)復雜的電磁狀態(tài)，當電力出現(xiàn)系統(tǒng)阻抗小時就會出現(xiàn)較大的涌流，時間常數(shù)也較大。二段式電流保護中的電流速斷保護由于要兼顧靈敏度，動作電流值往往取得較小，特別在長線路或系統(tǒng)阻抗大時更明顯。勵磁涌流值可能會大于裝置整定值，使保護誤動。這種情況在線路變壓器個數(shù)少、容量小以及系統(tǒng)阻抗大時并不突出，因此容易被忽視，但當線路變壓器個數(shù)及容量增大后，就可能出現(xiàn)變壓器所特有的勵磁涌流。

一般情況下在主變主保護中就利用勵磁涌流含有大量的二次諧波的特性，來防止勵磁涌流引起保護誤動作，但在10kV線路保護中必須對保護裝置進行改造，會大大增加裝置的復雜性，缺少實用性。實踐中利用勵磁涌流磁涌流最大可達其額定電流的6～8倍，但一般經(jīng)過3～5個周波后已衰減至很小的另一特征在10kV線路電流速斷保護及加速回路中加入了0.15-0.2s的時限，就近幾年運行來看，運行安全，并能很好的避免由于線路中勵磁涌流造成保護裝置誤動作。

2.2所用變保護中涉及的TA飽和問題

所用變作為繼電保護中重要的原件，它是一種具有特殊性的原件，因此它的安裝以及使用都比較特殊，它一般安裝在10kV的線路上，因此它的短路造成的電流危害是相當?shù)拇罂蛇_十幾kA，低壓側(cè)出口短路電流也較大，可以達到TA一次額定電流的幾百倍，系統(tǒng)中原有一些能正常運行的變比小的TA就可能飽和；另一方面，短路故障是一個暫態(tài)過程，短路電流中含大量非周期分量，又進一步加速TA飽和。在10kV線路短路時，由于TA飽和，感應到二次側(cè)的電流會很小或接近于零，使保護裝置拒動，故障要由母聯(lián)斷路器或主變后備保護來切除，不但延長了故障時間，使故障范圍擴大，影響供電可靠性，這將對所用變直至整個10kV系統(tǒng)的安全運行造成很大的威脅。

2.3避免TA飽和的措施有

1）在使用TA時，要考慮實際的使用情況，由于現(xiàn)代人們用電出現(xiàn)急速的增長等原因我們在選擇使用TA時要選擇較大的，避免TA出現(xiàn)飽和的狀態(tài)。2）嚴格區(qū)分不同用途的TA，對于不同的TA我們要采取不同的設定位置，尤其是高壓的保護措施與計量措施的TA要安置在合適的位置，避免安置在一處所造成的電路電流過大等危險。3）對于TA的定植時要采用整定的方式，電流速斷保護可按所用變低壓出口短路進行整定，過負荷保護按所用變?nèi)萘空ā?/p>

2.410kV線路多條線路故障越級引起35kV主變跳閘問題

在計算繼電整體的計算時我們一般不計算多條線路問題的，但是在這情況在農(nóng)村的電力系統(tǒng)中是要考慮的，因為農(nóng)村的特殊地形等原因使得農(nóng)村的線路架接大部分是在樹林、竹區(qū)等地，這樣就會造成線路發(fā)生多起事故的原因較多，因此多條線路同時故障引起35kV主變越級跳閘的事故并不少見。在這種情況下我們要加強考慮多條線路所引起的故障的保電措施。實踐中可采用將電流保護措施定于0s的反應，保證線路故障在短時間內(nèi)從電路系統(tǒng)中切除。對此需要我們在技術(shù)上完善繼電保護的技術(shù)程序設定，保證電流的合理科學設定。

2.510kV線路保護時限級差配合問題

10kV線路在各種電力系統(tǒng)中往往處于最末端，保護的選擇性配合主要包括上、下級保護之間的電流和時限的配合兩個方面。在實際核算保護配合問題或在方式安排上只考慮了正常方式的保護配合問題，而忽略了特殊方式下的保護配合問題，或者只考慮了相鄰兩級相同元件的保護配合問題，而忽視了相鄰兩級在任何運行方式下的真正配合，以致造成了保護的越級跳閘，而農(nóng)村電網(wǎng)因串級級數(shù)多，按常規(guī)后備保護時間逐級配合，在線路末端出現(xiàn)0s保護動作時間，使用戶保護無法配合。

篇10

關(guān)鍵詞：繼電保護;二次回路;故障

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）06-0078-02

電力系統(tǒng)中廣泛采用了二次回路結(jié)構(gòu)，而二次回路由于結(jié)構(gòu)形式多樣，不但包含測量回路、繼電保護回路和操作電源回路，同時還包括信號回路、開關(guān)控制回路和斷路器等，這極大的增加了二次回路的結(jié)構(gòu)復雜性。尤其是繼電保護回路，其與電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行直接相關(guān)，一旦繼電保護的二次回路出現(xiàn)故障，將造成電力系統(tǒng)中的相關(guān)電氣設備出現(xiàn)損壞，使得整個電力系統(tǒng)出現(xiàn)崩潰，從而造成極大的經(jīng)濟損失。

因此，針對繼電保護回路的特點，文章結(jié)合實踐運行過程中繼電保護二次回路的典型故障，分析造成故障的原因，并提出對應的處理技術(shù)，對提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性尤為必要。

1 繼電保護的原理及主要任務

1.1 繼電保護的原理

繼電保護動作作用原理是基于電力系統(tǒng)短路等非正常情況而造成的電氣量改變而建立起電力系統(tǒng)的繼電保護動作數(shù)學模型，在結(jié)合其他物理量變化信息（例如變壓器油箱內(nèi)的瓦斯含量、變壓器油的流速與壓強等）之后，建立起繼電保護動作的綜合模型。通常，繼電保護裝置中不論是基于何種電氣量的變化而動作，其基本構(gòu)成都包括測量、邏輯以及執(zhí)行等部分。

1.2 繼電保護的主要任務

1.2.1 切除故障部件、保證非故障系統(tǒng)正常工作

繼電保護的一個重要任務是將故障部件迅速切除的同時，將非故障部分所構(gòu)成的系統(tǒng)組合起來正常供電。在整個電力系統(tǒng)中，若部分電氣元件出現(xiàn)短路故障時，則根據(jù)所設置的選項，及時的發(fā)出跳閘指令給與該故障距離最短的斷路器，盡快將該故障部件與整個電力系統(tǒng)相分離，從而在最大程度上降低對電氣元件的損壞，避免故障在整個電力系統(tǒng)的蔓延，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

1.2.2 體現(xiàn)電力系統(tǒng)中非正常運行設備

除了將系統(tǒng)中的故障情況體現(xiàn)出來之外，繼電保護裝置必須能夠及時的將電力系統(tǒng)中非正常運行的電氣設備反映出來，并向現(xiàn)場運行人員及時的發(fā)出對應的指令，提示工作人員進行處理。同時，也可以利用繼電保護裝置進行相關(guān)的調(diào)整，例如通過帶有對應延時動作的斷路器進行跳閘處理。

1.2.3 與供、配電系統(tǒng)相配合

通過合理選擇短路類型，設置合適的分支系數(shù)，實現(xiàn)與供、配電系統(tǒng)中自動化裝置的相互配合，能夠有效降低因為故障而造成的停電時間，最大程度地確保整個供電系統(tǒng)的運行可靠。

2 繼電保護二次回路結(jié)構(gòu)及接地

繼電保護二次回路的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

為了確保二次回路的整體安全性能，必須在二次回路中設置接地點，基于電力系統(tǒng)繼電保護事故預防措施等相關(guān)技術(shù)規(guī)定，通過控制室相連的多組電壓互感器的二次回路當中，應該在控制室的N600點處接地，同時應該將互感器的二次中性點在可能斷開的接地點斷開;為了提高接地的可靠性，應該避免將可能斷開的開關(guān)、熔斷器等接入互感器的中性線。同時，對于已經(jīng)設置有一點接觸的二次回路，應該開關(guān)設備處的各個電壓互感器中性點上使用氧化鋅避雷器進行接地，從而能夠有效避免一次過電壓侵入而對二次回路和電氣設備造成的損害。但是，在接入避雷器的過程中，避雷器的擊穿電壓必須達到對應的要求。

3 繼電保護與二次回路典型故障

繼電保護與二次回路的故障主要包括端線故障和線圈故障等，同時多點接地以及回路阻抗過大等問題也會造成對應的故障問題。

3.1 電壓互感器二次回路中的斷線故障

所謂斷線故障，通常是指出現(xiàn)保險熔斷的問題，主要包括以方面：

①一相保險熔斷，出現(xiàn)一相保險熔斷之后，電力線路的線電壓并不會因為保險熔斷而受到影響，因此故障之后線電壓保持不變。但此時相電壓會明顯下降，但是保持在0以上，即此時存在感應電壓，但是電壓值比直接接地的電壓要高。

②兩相保險熔斷，當出現(xiàn)兩相保險熔斷時，熔斷相電壓不會出現(xiàn)對應的變化。當保險沒有出現(xiàn)熔斷時，相電壓指示則正常。

③當出現(xiàn)三相保險熔斷時，熔斷相電壓沒有對應指示。這時，表明三相都出現(xiàn)了斷線故障。該種故障在電壓器的二次回路中出現(xiàn)的概率較高，其直接造成的結(jié)果是繼電保護由于不能獲得其中任何一相電壓而出現(xiàn)誤動。因此，為了避免該種情況的出現(xiàn)，必須設置斷線鎖閉保護裝置。

從繼電保護的實際運行情況來看，造成電壓互感器二次回路出現(xiàn)斷線故障的主要原因是電壓互感器與繼電保護設備之間出現(xiàn)了不對稱和對稱斷線。

同時，電纜質(zhì)量因素也是導致二次回路熔斷的一個重要原因，這主要是因為在長期的使用過程中，電纜的保護層受到一定程度的破壞，從而造成保險熔斷。

3.2 線圈故障

線圈部分出現(xiàn)故障的類型主要包括以下幾種：

3.2.1 線圈斷線故障

導致線圈端線的原因主要包括超聲波清洗過程中對線圈造成的破壞、線圈上的過電壓造成的破壞。

3.2.2 線圈供電不足

線圈供電不足時會導致線圈節(jié)點和粗線不動作的問題，從而影響繼電保護裝置的正常動作。

3.2.3 線圈極性接反

在繼電保護裝置的內(nèi)部設置有二極管繼電器，若安裝過中連接的極性相反，則會造成接點動作無反應。

3.2.4 線圈供電錯誤

線圈包括交流和直流線圈兩種，若在供電過中供電電源接反，則交流線圈會由于接上直流電而發(fā)熱，最終燒壞線圈;而給直流線圈接上交流電，則會使得其中的鐵片反復振蕩，導致繼電保護裝置不能正常工作。

3.2.5 長時間通電

長時間通電導致線圈持續(xù)發(fā)熱，使得線圈絕緣情況惡化，造成繼電保護裝置不能正確動作。

3.3 其他典型故障

3.3.1 二次回路多點接地故障

當二次回路出現(xiàn)多點接地問題時，回答造成二次回路電壓不穩(wěn)定。這主要是因為多點接地時，中性線電壓會出現(xiàn)偏移，從而造成電壓表現(xiàn)出升高或者降低的趨勢。同時，因為形成了相位變化，繼電保護裝置會因此出現(xiàn)誤動作，影響繼電保護裝置的正常工作。

3.3.2 二次回路阻抗過大故障

當二次回路中阻抗過大時，同樣會對二次回路的電壓值造成影響。若繼電保護電壓值比實際電壓值低時，會導致中性線電壓發(fā)生偏移，最終形成零序電壓。另外，若二次回路的阻抗過大，還會對計量的精度造成影響，從而影響繼電保護裝置動作的精度。

4 繼電保護與二次回路故障的處理技術(shù)

4.1 二次回路故障檢測

通常在電源系統(tǒng)中設置有大量的保險器和絕緣監(jiān)控系統(tǒng)、電容儲能裝置以及硅整流穩(wěn)壓元件等。因此，當繼電保護裝置出現(xiàn)故障時，應該首先對熔斷器的狀態(tài)進行檢查，確保熔斷器外觀完好、電壓正常;其次，要對交流輸入、變壓器、硅堆、直流輸出、支路輸出、絕緣監(jiān)測等部分進行檢查;最后，要檢查電容儲能回路的穩(wěn)定性，確保其正常工作。

另外，當操作回路出現(xiàn)故障時，主要表現(xiàn)為斷路器拒動、誤動等。這時主要從操作保險、開關(guān)輔助接點、動作線圈、繼電器接入點、轉(zhuǎn)換開關(guān)接入點、配線以及動作機構(gòu)等部位著手檢查。其他回路的故障同樣可以以最終的動作結(jié)果作為依據(jù)，采取逐層向上的方式對上級元件的情況進行檢查，最終找到故障位置。

4.2 二次回路故障的預防技術(shù)

當前，國內(nèi)較為先進繼電保護裝置中設置的主保護裝置通常自帶有對應的自診斷功能，能夠在線對裝置出現(xiàn)的異常情況進行監(jiān)測，及時的發(fā)現(xiàn)存在的問題。因此，在預防二次回路故障的過程中，首先要加強對技術(shù)設備的管理，建立嚴格的技術(shù)管理規(guī)章制度體系，形成完善的繼電保護裝置及設備的基礎技術(shù)臺賬，保證繼電保護裝置在運行過程中的維護、檢修以及管理及時、到位。同時，要將設備運行過程中出現(xiàn)的微小變化予以記錄，通過對比分析的方式找到繼電保護裝置運行過程中可能潛在的故障隱患，從而有針對性的進行處理。在預防處理過程中，要盡量降低這種潛在故障隱患對設備造成的影響，以免出現(xiàn)大規(guī)模的故障事故。

4.3 提高繼電保護的可靠性

①在220 kV及以上的電網(wǎng)中，對所有的運行設備都必須安裝兩套交、直流輸入/輸出回路，并保證兩者的相互獨立，當一臺出現(xiàn)故障時，另一套能夠立即投入運行。同時，兩套繼電保護裝置以及開關(guān)系統(tǒng)獲得直流電源必須采取從不同熔斷器供電的方式。

②在繼電保護裝置系統(tǒng)的運行過程中，要結(jié)合變電站二次設備的實際運行環(huán)境以及主要工作特點，對保護裝置的運行維護以及故障處理能力予以王華，提高反事故以及事故應急措施，保證繼電保護裝置的整體可靠性。

參考文獻：

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