继电保护原理及应用范文1
继电器是电子应用方面的一种电子控制器件，它具有控制系统和被控制系统，在自动控制电路中的应用很多，它的工作原理实际上是用很小的电流来控制较大电流的一种自动调制开关，在电路中的作用是自动调节、安全保护以及转换电路等。熔断器是最早的继电保护装置，随着科学技术的不断进步，相继出现了电磁型继电保护装置、电子型静态继电器和广泛应用在计算机中的数字式继电保护。在电子技术、计算机技术、通信技术的快速发展下，人工智能技术已经在继电保护领域得到了大力的研究应用。由于微机型继电保护装置在电力系统以及工业系统中的应用越来越广泛，所以需要我们对其出现的各类事故问题进行处理及研究工作，为以后的工作打下基础。
1.微机继电保护事故处理的原则
无论做什么事都要遵循一定的规律、原则，因此，在对微机继电保护的事故进行处理之前，就要对处理时候所要遵循的原则有一个十分深的了解和掌握，只有在对这些原则很好地遵循基础上，才能将出现的微机继电保护事故很好地处理。
1.1实事求是的处理态度。微机继电保护事故的处理不但和使用个人有关同时也会关联到运行单位，一旦发生拒动或者是误动的情况，一定要查清楚原因，并且要找出问题的根源所在，尽最大可能的解决问题。在进行一系列的解决处理中，一定会涉及到事故的责任者，情况严重的话将会受到非常严厉的惩罚，在事故发生之后，很多单位以及个人会修改资料信息，导致工作组的调查处理工作很难进行，这样就会对存在的问题无法解决，导致单位产生更严重的经济损失。所以针对这些情况，进行事故调查的专业人员应该本着实事求是的做事态度，严格检查事故发生的原因，对造成事故发生的单位几个人进行严厉的惩罚。
1.2理论结合实际的处理方式。继电保护的事故处理不仅仅与继电保护的原理和元器件有关，并且根据大量的现场处理继电保护事故的经验表明，多数的微机继电保护事故的发生都与基建、设备安装以及调试设备的过程息息相关。所以从事事故处理研究的工作人员掌握必要的微机继电保护基本理论分析是首要条件，其次，还应当结合事故处理现场的经验进行更全更详细的事故处理，只有两者结合才能使事故处理更加迅速准确。
2.微机继电保护事故的种类及原因
要想很好地解决微机继电保护事故，那么就要对微机继电保护出现的事故种类以及出现的原因进行一个总结：
2.1定值问题。2.1.1人为整定错误。人为整定错误顾名思义就是工作人员在进行数值整定时出现了很大的失误，比如说：看错数值、TA，TV变化计算错误、定值区使用错误等等人为失误，这些小小的错误曾经都造成过很大的事故，给相关单位造成了很大的经济损失。上述事故发生的主要原因是，工作人员工作不仔细、相关检查措施较为落后，还有的微机继电保护装置的设计不是很合理，过程太过繁琐复杂，这些都很容易造成现场操作人员的视觉错误，导致最后的事故发生。根据微机继电现场运行的情况来看，要想避免上述情况的不断发生，较好的措施是在设备送电之前至少由两名工作人员再次进行装置定值的校核，确保万无一失方可进行工作。2.1.2整定数值计算的误差。因为设备的一些特性还没有被人们掌握透彻，很多数据依存于经验值以及估算值，微机继电保护的定值很难定准，并且电力系统的参数或者原器件参数的标准值与实际值之间有很大的出入，某些情况下两者的差别很大，以标准值算出的定值不是很准确，这就使设定的定值在某些特定的事故故障情况下失去了灵敏性和可靠性。因此，设计部门、基建部门及技改部门应该及时、准确地向保护计算机的专业人员提供有关的计算参数和设计图纸，施工部门在调试完保护设备之后也应该及时将有关资料送交给运行部门，这样就能确保整定数值计算误差降到最低。
2.2电源问题。2.2.1逆变稳压电源的问题。微机继电保护逆变电源的工作原理是将输入的220V直流电源经过开关电路变成方波交流，再经过逆变器变成需要的+5V、+24V等电压。这在现场会发生以下几个故障：纹波系数过高的故障，它是指输出中的交流电压与直流电压的比值，交流万分就属于高频范围，一旦高频幅值过高的话就会影响设备的正常寿命；输出功率不足的故障，它是因为电源的输出功率不足的话就会造成输出电压的下降，一旦电压下降过大就会导致电路基准值发生变化，充电电路时间变短等一些问题，继而影响到微机继电保护的逻辑配置。2.2.2直流熔丝的相关配置问题。工作现场的熔丝配置原则按照从负荷到电源一级比一级熔断电流大的原则配置的，这样是为了保证在直流上发生短路或者过载时熔丝的选择性，由于不同熔丝的底座区别不是很大，并且型号混乱，这就导致运行人员很难掌握，造成的后果是回路上过流时熔丝会发生越级熔断情况，所以设计人员应该针对不同容量的熔丝选择不同的形式，方便工作人员进行区别。
3.继电保护事故处理的检查方法
3.1逆序检查法。在事故发生之后，工作人员如果利用微机的事件记录和故障记录表，在短时间内不能找到事故发生的根本原因时，就应该采取逆顺序的检查方法，从事故发生的结果出发，层层往前查找，直到找到事故发生的根源为止，一定要充分利用工作站内的设备各种信息综合判断分析，将最终的事故原因找出来，此种方法经常应用在继电保护出现误动的时候。
3.2顺序检查法。顺序检查法顾名思义就是按照微机继电保护的工作顺序，从开始层层的检查寻找事故的根源。从外部检查，绝缘检测，定值检查以及对电源性测试、继电保护性能检查的顺序进行。该方法主要被应用在微机继电保护出现拒动或者保护逻辑出现偏差的事故处理中，一定要注意微机继电装置的逻辑判断关系。
3.3采取整组的试验法。这个方法在一定程度上主要是为了检查设备的二次回路以及保护装置的动作逻辑和动作时间是否正常，往往在很短的时间内可以检查出故障，并找出问题的根源，一旦发生异常应及时结合其他方法进行检查维修。
3.4掌握继电保护技术原理。继电保护工作人员要准确掌握必要的理论知识，对电子技术、微机保护原理和组成要很熟悉，同时应该具备技术资料的阅读能力，因为进行微机继电保护事故的处理离不开很多的检修规程、装置使用及技术说明书等专业书籍，这就要求在进行日常工作中，一定要对继电保护的专业书籍进行阅读分析，从中掌握微机保护故障的处理技巧，为以后复杂的工作打下坚实的基础。
结束语
继电保护原理及应用范文2
【关键词】继电保护；查保护；电网故障分析
1.引言
继电保护是保证电力系统安全稳定运行的重要装置。多年来通过科研、设计、制造、运行等单位的共同努力，继电保护装置的正确动作率有了显著的提高，但不能排除电网存在继电保护装置的故障率。我们只能提高技术和管理水平，使继电保护不正确动作率降到零点。但是在电网出现事故故障时我们更应该分析出事故真相过程，避免同类事故重复发生。为此在出现保护不正确动作后，找出保护不正确动作的原因，及时制定反事故措施，以逐步提高继电保护正确动作率。我们从多年的基层继电保护检修实践中，总结、吸收、提出了分析油田电网系统继电保护检修以及故障时的主要步骤及处理故障的方法。
2.现场检查
事故调查人员到达现场后，应尽快收集原始、完整的信息，去伪存真，确定重点检验项目，注意保护好现场，逐步缩小检验范围。建议按以下步骤进行检查：
（1）收集原始、完整信息
收集原始、完整的微机型故障录波器报告、微机保护打印报告、监控报告、事故前、后的现场运行记录。
（2）当班运行人员介绍情况
请事故当班运行人员详细介绍事故时有关运行情况，例如运行方式、现场作业情况（应查看现场工作票），保护动作信号、保护打印报告、录波报告、中央信号、当地监控系统记录情况、断路器实际位置、天气、情况等。
（3）继电保护专业人员查看现场
继电保护专业人员查看保护装置运行和定检情况，结合收集到的信息了解继电保护装置和有关二次回路。
（4）确认保护装置现场保护情况
确认事故调查人员到达现场前是否有人接触过继电保护装置。
（5）分析故障录波波形图
明确故障各个阶段（包括故障前、后）有关保护感受到的电压、电流；断路器断开、重合闸、再跳开时间以及保护动作时间；区内故障还是区外故障（区外故障，线路两侧电流大小相同），故障点距保护安装处距离（决定检查保护时是否考虑干扰因素）；尤其应注意各交流量的突变情况，将有关变电所的故障录波图和微机保护打印报告结合在一起分析，核实系统在该瞬间的变化。
（6）理论分析
结合系统实际情况对保护不正常情况进行理论分析，例如矢量图、短路计算、电平计算、时间计算等。
（7）确认故障时的电压、电流
将微机保护与微机故障录波器打印（或显示）的电压、电流进行比较，确认故障时的电压、电流。
（8）列出疑点
结合保护原理、各种保护动作、录波、故障当时系统、中央信号、断路器动作情况，估计可能造成事故的原因，列出本次事故继电保护、录波器和有关设备可能存在的疑点，排除与本次保护不正确动作无关的设备。
3.继电保护故障处理的具体措施
为了进一步提高我国电力网络的运行与管理水平，必须注重对于各种继电保护故障的深入分析，而且要在现有电力技术和管理经验的基础上，积极制定和实施科学、有效、合理的处理措施。目前，国内在继电保护故障的处理中，主要采取如下具体措施：
3.1直观法在继电保护故障的观察与处理中，直观法是一种较为简单、有效的处理措施。一般情况下，直观法主要应用于以下继电保护故障的处理：
①无法使用专业电子仪器进行测试和检查的故障；
②当继电保护系统中某一插件发生故障时，因暂时缺少备用的产品，而采取的一种临时性处理措施。目前，在国内的继电保护故障分析与处理中，直观法主要应用于开关拒分、拒合的处理。例如：在开关柜控制系统发出操作命令后，继电保护人员应注意观察合闸接触器的运行是否正常，以判定电气回路的实际运行情况。如果电气回路无明显的故障，则可初步判断继电保护故障发生与系统内部。同时，继电保护人员还可以通过观察继电器的颜色或气味，判定继电器是否出现元件故障，以便及时进行更换。
3.2检修、更新元件法在继电保护故障的处理措施中，检修、更新元件法是解决保护装置内部故障的主要方法。在电力网络的运行管理中，继电保护人员应按照岗位职责和相关制度，定期进行变配电系统中各类电力元件的检查与维修，以防止在电力系统运行中出现较大的故障。当发现电力系统中某些原件出现严重故障时，必须及时进行更换，以保证电力系统的安全、稳定运行。在电力系统故障元件的更新时，继电保护人员应注意检查替换元件的质量和性能，而且要采取规范的安装措施。由此可见，在继电保护的故障处理中，应用检修、更新元件法有利于减少或者消除由于电力系统运行故障而导致的重大损失，对于及时发现和处理继电保护故障也具有重要的作用和意义。对于及时发现和处理继电保护故障也具有重要的作用和意义。
3.3明确继电保护故障的管理制度在继电保护工作开展中，电力企业必须明确继电保护故障的管理制度，其中包括：检修制度、安全制度、上报制度等。电力企业应注重继电保护人员专业素养的提高，在掌握各类电力设备基本运行规律的基础上，才能深入贯彻和执行相关管理制度。结合国内继电保护故障分析与处理的现状，电力企业应提高自身监控系统的改造与升级，利用先进的电力系统监控软件进行各类故障的分析和处理，不但节约了大量的人力、物力和财力，而且提高了继电保护故障处理的实际效率。同时，继电保护人员还应熟知故障的上报渠道和制度，其中主要包括：故障汇报渠道、故障处理分界与延误故障处理等责任的归属，以保证继电保护故障处理的科学性、及时性和有效性。
4.结语
在继电保护故障的分析与处理中，在不断完善现行相关制度和技术规范的基础上，要加强继电保护信息管理系统的建设和应用，特别是要加强故障预警机制的构建，以防止因继电保护故障而造成较大规模的电力系统运行事故，对于保障区域的平稳供电也具有重要的意义。
参考文献
[1]黄亚.分析电力系统继电保护技术及安全运行措施[J].电源技术应用，2012（11）
继电保护原理及应用范文3
关键词：继电保护
1 继电保护装置的作用和任务
在供电系统发生故障时，必须有相应的保护装置尽快地将故障切除，以防故障扩大。当发生用电设备有危害性的不正常工作状态时，应及时发信号告知值班人员，消除不正常的工作状态，以保证电气设备正常、可靠地运行。
基本任务如下：
①当发生故障时能自动、迅速、有选择性地将故障元件从供电系统中切除，使故障元件免遭破坏。②当出现不正常工作状态时，继电保护装置动作发出信号，以便告知运行人员及时处理，保证安全供电。③继电保护装置还可以和供电系统的自动装置配合，大大缩短停电时间，从而提高供电系统运行的可靠性。
2 继电保护装置的基本原理和组成
供电系统发生故障之后，总是随着电流的骤增、电压的迅速降低、线路测量阻抗减小以及电流、电压之间相位角的变化等。因此，利用这些基本参数的变化，可以构成不同原理的继电保护。一般情况下，整套保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。
2.1 测量部分 测量从被保护对象输入的有关电气量，如电流、电压等，并与给定的整定值进行比较，输出比较结果，从而判断保护装置是否应该动作。
2.2 逻辑部分 根据测量部分输出的检测量和输出的逻辑关系，进行逻辑判断，以便确定是否应该使断路跳闸或发出信号，并将有关命令输入执行部分。
2.3 执行部分 根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务，如跳闸或发出信号等操作。
3 对继电保护装置的基本要求
3.1 选择性
继电保护动作的选择性是指供电系统中发生故障时，距故障点最近的保护装置首先动作，将故障元件切除，使故障范围量减小，保证非故障部分继续安全运行。
3.2 速动性
快速地切除故障，可以缩小故障设备或元件的损坏程度，减小因故障带来的损失和在故障时大电流、低电压等异常参数下的工作时间。
3.3 灵敏性
在系统中发生短路时，不论短路点的位置、短路的类型、最大运行方式还是最小运行方式，要求保护装置都能正确、灵敏地动作。继电保护越灵敏越能可靠地反映应该动作的故障。但也容易产生在不要求其动作情况下的误动作。因此，灵敏性与选择性也是互相矛盾的，应该综合分析。通常用继电保护运行规程中规定的灵敏系数来进行合理的配合。
3.4 可靠性
保护装置在其保护范围内发生故障或出现不正常工作状态时，能可靠地动作而不拒动；而在其保护范围外发生故障或者系统内设有故障时，保护装置不能误动，这种性能要求称为可靠性。保护装置的拒动和误动都将给运行中的供电系统造成严重的后果。随着供电系统的容量不断扩大以及电网结构的日趋复杂，除满足上述四点基本要求外，还要求节省投资，保护装置便于调试及维护，并尽可能满足系统运行的灵活性。
4 几种常用电流保护的分析
4.1 反时限过电流保护继电保护的动作时间与短路电流的大小有关，短路电流越大，动作时间越短；短路电流越小，动作时间越长，这种保护就叫做反时限过电流保护。反时限过电流保护虽外部接线简单，但内部结构十分复杂，调试比较困难；在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如电磁式继电器构成的继电保护装置。
4.2 定时限过电流保护继电保护的动作时间与短路电流的大小无关，时间是恒定的，时间是靠时间继电器的整定来获得的。时间继电器在一定范围内是连续可调的，这种保护方式就称为定时限过电流保护。继电器的构成。定时限过电流保护是由电磁式时间继电器(作为时限元件)、电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。它一般采用直流操作，须设置直流屏。
定时限过电流保护的基本原理。在10kV中性点不接地系统中，广泛采用的两相两继电器的定时限过电流保护。它是由两只电流互感器和两只电流继电器、一只时间继电器和一只信号继电器构成。保护装置的动作时间只决定于时间继电器的预先整定的时间，而与被保护回路的短路电流大小无关，所以这种过电流保护称为定时限过电流保护。
动作电流的整定计算。过流保护装置中的电流继电器动作电流的整定原则，是按照躲过被保护线路中可能出现的最大负荷电流来考虑的。也就是只有在被保护线路故障时才启动，而在最大负荷电流出现时不应动作。提高不拒动和误动作，是继电保护可靠性的核心。为了确保供电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置并准确整定各项相关定值，从而保证系统的正常运行。
5 继电保护的现状与发展趋势
近20年来，微机型继电保护装置在我国电力系统中获得了广泛应用，常规的电磁型、电动型、整流型、晶体管型以及集成电路型继电器已经逐渐被淘汰。以往，继电保护装置与继电保护原理是一一对应的，不同的保护原理必须用不同的硬件电路实现。微机继电保护的诞生与应用彻底改变了这一状况。微机继电保护硬件的通用性和软件的可重构性，使得在通用的硬件平台上可以实现多种性能更加完善、功能更加复杂的继电保护原理。一套微机保护往往采用了多种保护原理，例如，高压线路保护装置具有高频闭锁距离、高频闭锁方向相间阻抗、接地阻抗、零序电流保护及自动重合闸功能。微机保护还可以方便地实现一些常规保护难以实现的功能，如工频变化量阻抗测量和工频变化量方向判别。
微机继电保护装置一般采用插件结构，通常包含交流变换插件、模数转换和微处理器插件、人机管理开关量输入插件、电源插件和继电器插件等。随着微处理器技术的发展，内部集成的资源越来越多，一个处理器芯片往往就是一个完整的微处理器系统，使得硬件设计变得非常简单。较复杂的微机保护装置通常采用CPU结构。多个保护CPU通过串行通信总线与人机管理CPU相连。通过装置面板上的键盘和液晶显示实现对保护CPU的调试与定值设置，人机管理CPU设计通过现场通信总线与调度直接连接，便于实现变电站无人值守和综合自动化。
继电保护原理及应用范文4
[关键词]变电所；微机继电保护；故障处理；主变压器保护
前 言
变电站是电力系统电能分配的重要组成部份，变电站常见故障的分类汇总有利于从事变电站的值班或检修人员尽快分门别类地找出故障的类型及基础处理实用技巧。而变电站常见故障的处理一个核心环节就是继电保护的有力支持。微机保护在电力系统得到广泛应用。但微机继电保护装置的动作过程不像模拟式保护那样直观，造成了微机保护事故发生有其自身的特点。分析与总结微机继电保护事故处理特点的目的在于掌握一般规律，快速有效地处理事故，避免因继电保护原因引发电网或设备事故，确保电网的安全稳定运行。
有效的反映出电器设备的不正常工作的状况，并根据所发生的不正常工作状况的原因和设备的运行维护条件的不同所发出相应的信号，以便值班人员进行相对应的处理，或者由自身的装置进行自动的调整，或者把那些正在运行会引起事故的相关电器设备进行有效的切除，那些反应出不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时工作。
1. 微机继电保护特点
研究和实践证明，与传统的继电保护相比较，微机保护有许多优点［4］，其主要特点如下：
①改善和提高继电保护的动作特征和性能，动作正确率高。②可以方便地扩充其他辅助功能。③工艺结构条件优越。④可靠性容易提高。⑤使用灵活方便，人机界面越来越友好。其维护调试也更方便，从而缩短维修时间；同时依据运行经验，在现场可通过软件方法改变特性、结构。⑥可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能，与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。
2. 微机继电保护容易引发的故障及处理措施
2.1变压器事故。变压器的主保护（重瓦斯保护或差动保护或分接头瓦斯保护）动作跳闸或者变压器后备保护动作跳闸。若此种故障出现，在未发现明显的故障现象，应检查继电保护装置，如无异常，可对变压器试送电一次；如有故障，在找到故障并有效隔离后，也可试送一次。若出现变压器轻瓦斯保护动作发信，应立即进行检查，确认变压器能否运行。
2.2电压互感器事故处理。本体故障，引起保护误动作：及时打报告，更换电压互感器，并进行二次接线的调整。一次保险烧坏，引起各种报警和误动作，查明原因，更换保险；二次保险烧坏，引起各种报警和误动作，查明原因，更换保险。
2.3电流互感器事故处理。本体故障，引起保护误动作：及时打报告，更换电压互感器，并进行二次接线的调整。由于接触不良，局部发热，紧固螺丝，并要求变电值班人员开展定期巡检，进行简易维护。对烧坏的端子进行更换。对有破损的二次线进行各种技术处理
2.4单相接地故障处理。当发生发生单相接地故障时，继电保护班成员应在事故现场开展接地情况分析，首先应与现场值班人员应对绝缘监察仪表和预告信号进行检查，当指示有接地现象时，应立即检查各相对地电压、线间电压、开口三角电压，并作好记录，同时开展如下工作。
2.5电压不平衡。对PT一次保险、二次保险进行检查是否存在接触不良；是否有烧坏现象，根据上述情况，应判明原因（是否因母线压变高压熔丝熔断、铁磁谐振、线路或一次设备接地等引起），按母线管辖范围报告有关调度，并对带电设备进行检查。
2.6系统设备及稳定限额越限处理。当出现系统设备及稳定限额越限，应及时与变电站当值人员做好如下协调工作。当联络设备的负荷已达到热稳定或按稳定计算要求或继电保护整定值要求的最大允许限额时，地调值班调度员应采取一切必要的手段努力在10分钟内消除其过负荷。系统联络变压器过负荷时的处理措施应参考其过负荷的允许范围及允许持续时间。
2.7直流工作工作各种事故处理。寻找直流接地或更换直流熔丝，应按现场有关规定执行。寻找直流接地或更换直流熔丝时间应尽量缩短，以减少无继电保护运行时间，同时避免对侧纵联保护穿越故障而误动。
2.8自动化工作各种事故处理。当自动化系统部份通讯不正常时：应检查对应的通讯口是否松动脱落，接触是否良好。所对应的装置是否工作正常从而引起通讯异常。当自动化系统全部通讯不正常时：重新启机，以判断是否是部份重要程序异常引起全系统瘫痪，一般可解决问题
2.9遥信遥测遥控不正常时。检查相对应的一次、二次设备的状态是否正常，若异常则排除，即可恢复。系统本身的定义及参数设置不正确，可在厂家的指导下解决。
3. 微机保护事故处理的基本思路
3.1正确充分利用微机提供的故障信息
对经常发生的简单事故是容易排除的，但对少数故障仅凭经验是难以解决的，应采取正确的方法和步骤进行。
3.1.1正确对待人为事故。有些继电保护事故发生后，按照现场的信号指示无法找到故障原因，或者断路器跳闸后没有信号指示，无法界定是人为事故或是设备事故，这种情况的发生往往与工作人员的重视程度不够、措施不力、等原因造成。人为事故必须如实反映，以便分析和避免浪费时间。
3.1.2充分利用故障录波和时间记录。微机事件记录、故障录波图形、装置灯光显示信号是事故处理的重要依据，根据有用信息作出正确判断是解决问题的关键。若通过一、二次系统的全面检查发现一次系统故障使继电保护正确动作，则不存在继电保护事故处理的问题；若判断故障出在继电保护上，应尽量维持原状，做好记录，做出故障处理计划后再
3.2 运用正确的检查方法
3.2.1逆序检查法。如果利用微机事件记录和故障录波不能在短时间内找到事故发生的根源时，应注意从事故发生的结果出发，一极一级往前查找，直到找到根源为止。这种方法常应用在保护出现误动时。
3.2.2顺序检查法。该方法是利用检验调试的手段来寻找故障的根源。按外部检查、绝缘检测、定值检查、电源性能测试、保护性能检查等顺序进行。这种方法主要应用于微机保护出现拒动或者逻辑出现问题的事故处理中
3.2.3运用整组试验法。此方法的主要目的是检查保护装置的动作逻辑、动作时间是否正常，往往可以用很短的时间再现故障，并判明问题的根源。如出现异常，再结合其他方法进行检查。
参考文献
[1]国家电力调度通讯中心.电力系统继电保护规定汇编[M].北京:中国电力出版社，2000.
继电保护原理及应用范文5
关键字：继电保护；电力；维护
1 前言
电力作为当今社会的主要能源，对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统。电力系统的飞速发展对电力系统的继电保护不断提出新的要求，近年来，电子技术及计算机通信技术的飞速发展为继电保护技术的发展注入了新的活力。如何正确应用继电保护技术来遏制电气故障，提高电力系统的运行效率及运行质量已成为迫切需要解决的技术问题。
2 继电保护发展的现状
上世纪60年代到80年代是晶体管继电保护技术蓬勃发展和广泛应用的时期。70年代中期起，基于集成运算放大器的集成电路保护投入研究，到80年代末集成电路保护技术已形成完整系列，并逐渐取代晶体管保护技术，集成电路保护技术的研制、生产、应用的主导地位持续到90年代初。与此同时，我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究，高等院校和科研院所起着先导的作用，相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原东北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面，关于发电机失磁保护、发电机保护和发电机－变压器组保护、微机线路保护装置、微机相电压补偿方式高频保护、正序故障分量方向高频保护等也相继通过鉴定，至此，不同原理、不同机型的微机线路保护装置为电力系统提供了新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果，此时，我国继电保护技术进入了微机保护的时代。
目前，继电保护向计算机化、网络化方向发展，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化对继电保护提出了艰巨的任务，也开辟了研究开发的新天地。随着改革开放的不断深入、国民经济的快速发展，电力系统继电保护技术将为我国经济的大发展做出贡献。
3 电力系统中继电保护的配置与应用
3.1 继电保护装置的任务
继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量（电流、电压、功率等）的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于:在供电系统运行正常时，安全地。完整地监视各种设备的运行状况，为值班人员提供可靠的运行依据；供电系统发生故障时，自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分，保证非故障部分继续运行；当供电系统中出现异常运行工作状况时,它应能及时、准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理。
3.2 继电保护装置的基本要求
选择性。当供电系统中发生故障时，继电保护装置应能选择性地将故障部分切除。首先断开距离故障点最近的断路器，以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。
灵敏性。保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内，不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样，保护装置均不应产生拒绝动作；但在保护区外发生故障时，又不应该产生错误动作。
速动性。是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度，加快系统电压的恢复，从而为电气设备的自启动创造了有利条件，同时还提高了发电机并列运行的稳定性。
可靠性。保护装置如不能满足可靠性的要求，反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性，必须确保保护装置的设计原理、整定计算、安装调试正确无误；同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效，以提高保护的可靠性。
3.3 保护装置的应用
继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等，用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用，对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间投入，合闸后自动解除。另外，还应装设过电流保护，对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。变电站继电保护装置的应用包括：①线路保护：一般采用二段式或三段式电流保护，其中一段为电流速断保护，二段为限时电流速断保护，三段为过电流保护。②母联保护：需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。③主变保护：主变保护包括主保护和后备保护，主保护一般为重瓦斯保护、差动保护，后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。④电容器保护：对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。随着继电保护技术的飞速发展，微机保护的装置逐渐投入使用，由于生产厂家的不同、开发时间的先后，微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面，但基本原理及要达到的目的基本一致。
4 继电保护装置的维护
值班人员定时对继电保护装置巡视和检查，并做好各仪表的运行记录。 在继电保护运行过程中，发现异常现象时，应加强监视并向主管部门报告。
建立岗位责任制，做到每个盘柜有值班人员负责。做到人人有岗、每岗有人。 值班人员对保护装置的操作，一般只允许接通或断开压板，切换开关及卸装熔丝等工作，工作过程中应严格遵守电业安全工作规定。
做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行，防止误碰运行设备，注意与带电设备保持安全距离，避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次，每月对微机保护的打印机进行定期检查并打印。
定期对继电保护装置检修及设备查评：①检查二次设备各元件标志、名称是否齐全；②检查转换开关、各种按钮、动作是否灵活无卡涉，动作灵活。接点接触有无足够压力和烧伤；③检查控制室光字牌、红绿指示灯泡是否完好；④检查各盘柜上表计、继电器及接线端子螺钉有无松动；⑤检查电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好；⑥配线是否整齐，固定卡子有无脱落；⑦检查断路器的操作机构动作是否正常。
继电保护原理及应用范文6
关键词:继电保护 运行现状 发展前景
1、我国电力系统
继电保护技术的发展现状继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的,它与电力系统对运行可靠性要求的不断提高密切相关。熔断器就是最初出现的简单过电流保护,时至今日仍广泛应用于低压线路和用电设备。由于电力系统的发展,用电设备的功率、发电机的容量不断增大,发电厂、变电站和供电网的结线不断复杂化,电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大,熔断器已不能满足选择性和快速性的要求,于是出现了作用于专门的断流装置的过电流继电器。本世纪初随着电力系统的发展,继电器才开始广泛应用于电力系统的保护。这个时期可认为是继电保护技术发展的开端。
自本世纪初第一代机电型感应式过流继电器(1901年)在电力系统应用以来,继电保护已经经历了一个世纪的发展。在最初的二十多年里,各种新的继电保护原理相继出现,如差动保护(1908年)、电流方向保护(1910年)、距离保护(1923年)、高频保护(1927年),这些保护原理都是通过测量故障发生后的稳态工频量来检测故障的。尽管以后的研究工作不断发展和完善了电力系统的保护,但是这些保护的基本原理并没有变,至今仍然在电力系统继电保护领域中起主导作用。
继电保护装置是保证电力系统安全运行的重要设备。满足电力系统安全运行的要求是继电保护发展的基本动力。快速性、灵敏性、选择性和可靠性是对继电保护的四项基本要求。为达到这个目标,继电保护专业技术人员借助各种先进科学技术手段作出不懈的努力。经过近百年的发展,在继电保护原理完善的同时,构成继电保护装置的元件、材料等也发生了巨大的变革。继电保护装置经历了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式、微处理机式等不同的发展阶段。
50年代,我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术,建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术,建立了我国自己的继电器制造业。因而60年代是我国机电式继电保护繁荣的时代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。
自50年代末,晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。在此期间,从70年代中,基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列,逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位,这是集成电路保护时代。
国内微机保护的研究开始于70年代末期,起步较晚,但发展很快。1984年我国第一套微机距离保护样机在试运行后通过鉴定并批量生产,以后每年都有新产品问世;1990年第二代微机线路保护装置正式投入运行。目前,高压线路、低压网络、各种主电气设备都有相应的微机保护装置在系统中运行,特别是线路保护已形成系列产品,并得到广泛应用。我国在2000年220kV及以上系统的微机保护率为43.99%,线路微机保护占86%,到2003年底,220kV以上系统的微机保护已占到70.29%,线路的微机化率达到97.6%。实际运行中,微机保护的正确动作率要明显高于其他保护,一般比平均正常动作率高0.2~0.3个百分点。国产微机保护经过多年的实际运行,依靠先进的原理和技术及良好的工艺已全面超越进口保护。从80年代220KV及以上电压等级的电力系统全部采用进口保护,到现在220KV系统继电保护基本国产化,反映了继电保护技术在我国的长足发展和国产继电保护设备的明显优势。
微机继电保护技术的成熟与发展是近三十年来继电保护领域最显着的进展。经过长期的研究和实践,现在人们已普遍认可了微机保护在电网中无可替代的优势。微机保护具有自检功能,有强大的逻辑处理能力、数值计算能力和记忆能力,并且具备很强的数字通信能力,这一切都是电磁继电器、晶体管继电器所难以匹敌的。计算机技术的进步,更高性能、更高精度的数字器件的采用,一直是微机继电保护不断发展的强大动力。
2、微机继电保护的主要特点
微机保护充分利用了计算机技术上的两个显着优势:高速的运算能力和完备的存贮记忆能力,以及采用大规模集成电路和成熟的数据采集,A/D模数变换、数字滤波和抗干扰措施等技术,使其在速动性、可靠性方面均优于以往传统的常规保护,而显示了强大生命力,与传统的继电保护相比,微机保护有许多优点,其主要特点如下:
1)改善和提高继电保护的动作特征和性能,正确动作率高。主要表现在能得到常规保护不易获得的特性;其很强的记忆力能更好地实现故障分量保护;可引进自动控制、新的数学理论和技术,如自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络等,其运行正确率很高,已在运行实践中得到证明。
2)可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等,可以方便地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。
3)工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用,制造容易统一标准;装置体积小,减少了盘位数量;功耗低。
4)可靠性容易提高。体现在数字元件的特性不易受温度变化、电源波动、使用年限的影响,不易受元件更换的影响;且自检和巡检能力强,可用软件方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。
5)使用灵活方便,人机界面越来越友好。其维护调试也更方便,从而缩短维修时间;同时依据运行经验,在现场可通过软件方法改变特性、结构。
6)可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能,与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。
3、未来继电保护技术的发展前景
微机保护经过近20年的应用、研究和发展,已经在电力系统中取得了巨大的成功,并积累了丰富的运行经验,产生了显着的经济效益,大大提高了电力系统运行管理水平。近年来,随着计算机技术的飞速发展以及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用,新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中,以期取得更好的效果,从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展,其未来趋势向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
3.1 微计算机硬件的更新和网络化发展在计算机领域,发展速度最快的当属计算机硬件,按照着名的摩尔定律,芯片上的集成度每隔18~24个月翻一番。其结果是不仅计算机硬件的性能成倍增加,价格也在迅速降低。微处理机的发展主要体现在单片化及相关功能的极大增强,片内硬件资源得到很大扩充,单片机与DSP芯片二者技术上的融合,运算能力的显着提高以及嵌入式网络通信芯片的出现及应用等方面。这些发展使硬件设计 更加方便,高性价比使冗余设计成为可能,为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。硬件技术的不断更新,使微机保护对技术升级的开放性有了迫切要求。网络特别是现场总线的发展及其在实时控制系统中的成功应用充分说明,网络是模块化分布式系统中相互联系和通信的理想方式。如基于网络技术的集中式微机保护,大量的传统导线将被光纤取代,传统的繁琐调试维护工作将转变为检查网络通信是否正常,这是继电保护发展的必然趋势。微机保护设计网络化,将为继电保护的设计和发展带来一种全新的理念和创新,它会大大简化硬件设计、增强硬件的可靠性,使装置真正具有了局部或整体升级的可能。
继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务),还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,实现微机保护装置的网络化。这样,继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多,对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确,大大提高保护性能和可靠性。
3.2 智能化进入20世纪90年代以来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,电力系统保护领域内的一些研究工作也转向人工智能的研究。专家系统、人工神经网络(ANN)和模糊控制理论逐步应用于电力系统继电保护中,为继电保护的发展注入了活力。
人工神经网络(ANN)具有分布式存储信息、并行处理、自组织、自学习等特点,其应用研究发展十分迅速,目前主要集中在人工智能、信息处理、自动控制和非线性优化等问题。近年来,电力系统继电保护领域内出现了用人工神经网络(ANN)来实现故障类型的判别、故障距离的测定、方向保护、主设备保护等。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动;如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。
3.3 自适应控制技术在继电保护中的应用自适应继电保护的概念始于20世纪80年代,它可定义为能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的新型继电保护。自适应继电保护的基本思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化,进一步改善保护的性能。这种新型保护原理的出现引起了人们的极大关注和兴趣,是微机保护具有生命力和不断发展的重要内容。自适应继电保护具有改善系统的响应、增强可靠性和提高经济效益等优点,在输电线路的距离保护、变压器保护、发电机保护、自动重合闸等领域内有着广泛的应用前景。针对电力系统频率变化的影响、单相接地短路时过渡电阻的影响、电力系统振荡的影响以及故障发展问题,采用自适应控制技术,从而提高保护的性能。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间,也取得了一定的成果,但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应,必须获得更多的系统运行和故障信息,只有实现保护的计算机网络化,才能做到这一点。
3.4 变电所综合自动化技术现代计算机技术、通信技术和网络技术为改变变电站目前监视、控制、保护和计量装置及系统分割的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。高压、超高压变电站正面临着一场技术创新。实现继电保护和综合自动化的紧密结合,它表现在集成与资源共享、远方控制与信息共享。以远方终端单元(RTU)、微机保护装置为核心,将变电所的控制、信号、测量、计费等回路纳入计算机系统,取代传统的控制保护屏,能够降低变电所的占地面积和设备投资,提高二次系统的可靠性。
综合自动化技术相对于常规变电所二次系统,主要有以下特点:
1)设备、操作、监视微机化。综合自动化系统的各个子系统全部微机化,其内涵中还包括系统的功能软件化和信号数字化的内容,完全摒弃了常规变电所中各种机电式、机械式、模拟式设备,大大提高了二次系统的可靠性和电气性能。操作、监视完全微机化,且方便地通过人机联系系统(MMI)对变电所实施监视和控制。
2)通信局域网络化、光缆化。计算机局域网络技术和光纤通信技术在综合自动化系统中得到普遍的应用。因此,系统具有较高的抗电磁干扰的能力,能够实现高速数据传输,满足实时性要求,组态更灵活,易于扩展,可靠性大大提高,而且大大简化了常规变电所繁杂量大的各种电缆,方便施工。
3)运行管理智能化。智能化的表现是多方面的,除了常规自动化功能以外,如自动报警、报表生成、电压无功调节、小电流接地选线、故障录波、事故判别与处理等方面,还具有强大的在线自诊断功能,并实时地将其送往调度(控制)中心,即以主动模式代替了常规变电所的被动模式,这一点是与常规二次系统最显着的区别之一。
竞争的电力市场将促进新的自动化技术的开发和应用,在经济效益的驱动下,变电站将向集成自动化方向发展。根据变电站自动化集成的程度,可将未来的自动化系统分为协调型自动化和集成型自动化。协调型自动化仍然保留间隔内各自独立的控制、保护等装置,各自采集数据并执行相应的输出功能,通过统一的通信网络与站级相连,在站级建立一个统一的计算机系统,进行各个功能的协调。而集成型自动化既在间隔级,又在站级对各个功能进行优化组合,是现代控制技术、计算机技术和通信技术在变电站自动化系统的综合应用。所谓集成型自动化系统是将间隔的控制、保护、故障录波、事件记录和运行支持系统的数据处理等功能集成在一个统一的多功能数字装置内,间隔内部和间隔间以及间隔同站级间的通信用少量的光纤总线实现,取消传统的硬线连接。总体来说,综合自动化系统打破了传统二次系统各专业界限和设备划分原则,改变了常规保护装置不能与调度(控制)中心通信的缺陷,给变电所自动化赋予了更新的含义和内容,代表了变电所自动化技术发展的一种潮流。随着科学技术的发展,功能更全、智能化水平更高、系统更完善的超高压变电所综合自动化系统,必将在我国电网建设中不断涌现,把电网的安全、稳定和经济运行提高到一个新的水平。
4、结束语
我国电力系统继电保护技术的发展经历了4个阶段。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。其发展将出现原理突破和应用革命,由数字时代跨入信息化时代,发展到一个新的水平。这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。
参考文献
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