10kV开关柜继电保护标准化设计规范

2024-11-08

10kV开关柜继电保护标准化设计规范（共3篇）

10kV开关柜继电保护标准化设计规范篇1

10kV开关柜继电保护装置标准化设计规范编制说明

为实现公司“一强三优”的发展战略目标，按照公司“集团化运作、集约化发展、精益化管理、标准化建设”的要求，进一步提高继电保护装置的标准化水平，调度通信中心深入分析继电保护装置的运行特点，总结多年来10kV继电保护装置在运行、改造及管理中暴露出来的问题，组织开展了10kV开关柜继电保护装置标准化设计工作。随着数字式继电保护装置及10kV开关柜的不断规范，在北京电网具备了实施10kV开关柜继电保护标准化设计的条件。

受电子元器件寿命的影响，数字式继电保护装置的正常使用年限约在10年左右。国家最新颁布的《微机继电保护装置运行管理规程》（DL/T 587-2007）规定，微机继电保护装置的运行年限一般不低于12年，对于运行不稳定、工作环境恶劣的微机继电保护装置可根据运行情况适当缩短使用年限。一般变电一次设备正常的使用年限在25-30年间，因此在一次设备的一个生命周期内，需要对继电保护装置进行1～2次的更新改造。

目前，北京电网10kV继电保护装置多采用在开关柜上就地安装的方式。不同生产厂家生产的、以及不同型号的10kV保护装置大小尺寸、端子排布局接线等均不相同，在对继电保护装置进行改造时，需要重新定制安装开关柜柜门、重新布置安装继电保护装置到开关柜端子的二次连接线。按照此方式，完成1套10kV继电保护装置的改造，大约需要停运一次设备10小时，不但需要大量的人力、物力，同时出现接线错误的可能性增加，而且对用户的可靠供电造成影响。

为进一步提高继电保护专业的标准化管理水平，缩短10kV继电保护装置改造的停电时间，提高工作效率，减少继电保护装置改造过程中的接线错误，降低电网运行风险，2008年调度通信中心着手开展10kV开关柜继电保护装置标准化设计的前期准备工作。通过与继电保护运行人员、二次设计人员进行讨论，组织开关柜及保护装置厂家进行实施方案的比较，在公司生产技术部及电力设计院的大力支持下，优选和调整设计方案，并进行样品的试验，最终形成了此规范。

本规范对10kV继电保护装置及开关柜门上保护装置的安装开孔尺寸进行了规定；此外，在不改变各种保护装置和开关柜内原有端子接线方式的情况下，增加保护装置至开关柜二次转接端子，规范不同生产厂家转接端子的接线。按照此方案，在10kV保护装置改造更换时，只要拆除旧保护装置，将新保护装置安装在原有开关柜上，重新插入转接端子即可，不需要拆除和安装二次接线。采用规范后的方案，完成1套10kV继电保护装置的改造，大约需要停运一次设备1小时，可缩短改造时间90％，在缩短用户停电时间的同时，也极大地避免了可能由于人员疏忽造成的接线错误，提高系统供电可靠性。2 编制主要依据

GB/T14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》 GB 14048.7-2006《低压开关设备和控制设备第7-1部分：辅助器件铜导体的接线端子排》

GB 14048.8-2006《低压开关设备和控制设备第7-2部分：辅助器件铜导体的保护导体接线端子排》

DL/T5218-2005《220kV～500kV变电所设计技术规程》 DL/T584-1995《3～110kV电网继电保护装置运行整定规程》 Q/GDW161-2007《线路保护及辅助装置标准化设计规范》《北京市电力公司继电保护及安全自动装置配置选型原则》 3 适用范围

3.1 本规范适用于公司所有变电站（开闭站）就地安装的数字式10kV保护装置。

3.2 配电室、用户就地安装的数字式10kV保护装置可参照执行。3.3 单个开关柜门上安装两套数字式10kV保护装置的不执行规范。4 技术方案

4.1 规范各开关柜厂家各类型、各型号10kV开关柜柜门保护安装开孔尺寸（见附录A），保证在改造更换保护装置时，不再对开关柜门进行改造。4.2 规范各10kV保护生产厂家生产的各类型、各型号数字式继电保护装置的尺寸（见附录A），保证在更换其它型号保护装置时，不再对开关柜门进行改造。继电保护装置增加装饰板填补与标准开孔间的缝隙。

4.3 在10kV保护装置至开关柜的连接线中增设4个二次转接端子，安装在开关柜门上。转接端子分为插头、插座两个部分，继电保护装置与转接端子插头部分连接，开关柜内其它设备及柜内端子排与转接端子插座连接。保证在改造更换保护装置时，不再对开关柜门至开关柜二次连接线进行改造。

4.4 转接端子采用插拔式联接端子。涉及保护装置的所有连接线，均经转接端子。对10kV馈线、电容器、接地变、所内变及自投的转接端子二次连接线进行标准化设计（见附录C～G），保证改造更换保护装置时只需将两侧端子进行对接，即可完成二次线的连接，不需要对连接线进行改造。

4.5 转接端子预留足够的空端子，保证更换不同型号的保护装置、或二次回路变动，不影响保护装置的功能。

4.6 规范转接端子的技术参数（见附录B），保证其连接可靠，不影响二次回路的正常运行。5 工作方案

5.1 生产技术部、调度通信中心分别负责修改10kV开关柜、10kV继电保护装置技术条件。5.2 自印发之日起，所有10kV开关柜及保护的招投标必须执行本规范。已完成设备招投标、并签订了技术条件，但未进行设计的，可根据实际情况，参照规范执行。

5.3 设计院负责按照规范要求，进行10kV保护的标准化设计。5.4 10kV开关柜首次安装时（包括保护装置和开关柜同时更换改造），继电保护生产厂家将保护装置型号及转接端子配送到开关柜厂。由开关柜生产厂家负责继电保护装置、二次转接端子的安装及所有二次回路接线、布线工作。

5.5 只更换继电保护装置不更换开关柜时（只进行保护更换改造时），继电保护装置生产厂家在生产车间完成继电保护装置至转接端子插头的接线、布线工作。厂家完成装置出厂测试后，将装置（包含二次转接端子插头）配送到现场安装调试。为减小实际安装时的误差，要求继电保护装置生产厂家在生产装置前，到改造现场测量、记录布线距离及接线要求。6 其它说明

6.1 本规范至发布之日起执行 6.2 本规范解释权属调度通信中心附录A：开关柜门保护安装开孔尺寸及继电保护装置尺寸规范

一、开关柜门保护安装开孔尺寸

规范各类型、各型号10kV开关柜门保护安装开孔尺寸如下（见图1所示）：

1、开关柜门保护安装开孔尺寸为：

220mm（宽）×266mm（高）

2、开关柜门上固定螺丝开孔尺寸为：

Φ6.5mm（圆形孔）

3、固定螺丝开孔距保护安装开孔中心位置均匀布置，螺丝开孔中心水平距离为240mm；垂直距离为190.5mm。

二、保护装置外形尺寸

规范各类型、各型号10kV保护装置外形尺寸如下（见图1所示）：

1、保护装置嵌入开关柜部分尺寸（正视）：

宽≤220mm；高≤266mm；

2、保护装置面板部分尺寸（正视）：

宽220～260mm；高266～276mm；

3、保护装置安装固定螺丝开孔尺寸为：

6.8mm×10.8mm（椭圆孔）

4、固定螺丝开孔保护装置中心位置均匀布置，螺丝开孔中心水平距离为240mm；垂直距离为190.5mm。

图1：开关柜门保护安装开孔尺寸及继电保护装置尺寸（单位：mm）附录B：转接端子技术规范

一、产品规范

外形尺寸：

154mm（长）×42mm（宽）×139mm（高）安装尺寸：

参见图2

二、主要技术参数

1、接插件针数：

24针

2、工作电流：

16A

3、瞬间大电流：

200A≥10S，500A≥6S

4、额定脉冲耐受电压： 6kV

5、电气强度：

4kV电压1min，漏电流5mA，不闪烁或击穿

6、隔离电阻：

≥10000MΩ

7、材料：

插针

锡磷青铜（含铜量>90%）表面镀银-3μm或表面镀金-0.2μm 支架

为便于安装与识别，防止脆断，需要弹性变形的操作部件“锁扣”材料；其余支撑及固定部分材料采用高强度材料。

8、工作温度范围：

-30℃~+80℃

9、阻燃等级：

V0+

10、工作电压：

600V

11、可插拔次数：

≥2000次

12、接线方式：

螺丝连接

13、适用线径：

1.0~4.0mm

14、接触电阻：

各插针接触电阻均<0.6mΩ

15、使用寿命：

≥30年

三、其它参数及要求

1、外观：无黄斑、锈斑、脱落、起皮、疙瘩、划伤、流挂、露底、污点、异物、破损等不良。

2、标志：应有端子序号、额定电流、额定电压、商标、型号等标志，且应清晰易辨；标示应耐磨、清晰。

3、导线夹持力：能保证其正常使用时不会掉落。

4、防触电保护：当插头插入插座时，地线应最先接通，拔出时，地线应最后断开。

5、增强支架：支架本体安装于导轨上后，两边尺寸应对称，并保证在受电缆外力作用下不脱离导轨。

6、其他：各部件装配牢固可靠，扣子锁紧力适当。

图2：转接端子外形及安装尺寸（单位：mm）附件C：10kV馈线转接端子标准化设计图纸

附件D：10kV电容器转接端子标准化设计图纸

附件E：10kV接地变转接端子标准化设计图纸

附件F：10kV站用变（接地变）转接端子标准化设计图纸

附件G：10kV自投转接端子标准化设计图纸

10kV开关柜继电保护标准化设计规范篇2

为保证供电的可靠性,10 kV开关站配有专门的继电保护装置,但在实际运行过程中仍存在问题。本文结合上海郊区10 kV开关站的具体情况就其保护配置展开讨论,并提出几点可行的改进意见。

1 10 kV开关站的保护配置

按照《上海电网10～220 kV继电保护整定原则》相关规定:对于架空线路,35 kV变电站10 kV出线配有电流速段保护、反时限过流保护和重合闸;对于纯电缆线路,则其10 kV出线仅配置反时限过流保护,并保证10 kV出线保护与上级主变压器过流保护具有选择性。

10 kV开关站内,所有出线均应配置电流速断保护,但部分地区考虑到与下级用户熔断器配合,也可配置反时限过流保护或在电流速断保护中增加一定的短时延时,保证当下级用户发生故障时,下级熔断器先熔断。作为变电站10 kV母线的延伸,10 kV开关站内部接线方式一般为单母分段接线,通过两段母线之间装设分段开关,提高开关站运行的灵活性和可靠性。分段开关配置基于电压鉴定的备用电源自动投入装置(以下简称备自投)保护,即当一段母线一相失压,另一段母线三相有压,且分段开关在分位时,备自投保护动作,合分段开关,同时启动分段开关低压过流后加速保护。此时在1 s时间内若分段开关流过故障电流,则保护动作,跳开分段开关,保证无故障母线可以继续运行。10 kV开关站接线方式示意图如图1所示。

2 10 kV开关站保护配置存在的问题

由于实际工程设计中,根据线路走廊的需求,尤其在郊区,存在10 kV开关站进线为架空线电缆混合线路和纯电缆两种类型。当二回进线中存在一回及以上的线路为架空线电缆混合线路时,若一条母线或母线设备发生故障时,备自投投入后加速保护将无法及时切除故障,以致造成全站失电,具体分析如下。

10 kV开关站Ⅱ母线故障示意图如图2所示。在图2中,电源线S1为架空线电缆混合线路,电源线S2为纯电缆线路。

在图2中,当Ⅱ母线k点处发生短路故障时,上级变电站10 kV电源线S2反时限过流保护动作,断路器QF2跳开,10 kVⅡ母线失压,备自投通过电压鉴定,经过4.5 s后合上分段开关。此时,由于故障仍然存在,电源线S1开关保护流过故障电流,其电流速断保护动作,跳开QF1断路器,启动重合闸,经0.7 s重合闸动作,S1断路器QF1重合并闭锁电流速断保护,电源线S1反时限过流保护动作,跳开S1断路器QF1,此时,开关站两条电源线全部失电。

10 kV开关站Ⅱ母线故障后保护动作情况流程图如图3所示。

通过对该开关站保护动作过程的分析,得出以下几点结论。

1) 由于为混合线路的10 kV电源线的前加速过流保护仅考虑躲过断路器合闸时的线路最大励磁涌流及线路出口相间短路有足够的灵敏度,其保护范围必然超出线路全长,延伸到10 kV开关站出线。因此,当10 kV开关站母线分段断路器在合位、Ⅱ母线存在故障时,电源线S1前加速过流保护必然动作。

2) 根据整定原则规定,为了保证分段断路器与出线之间保护的选择性,分段断路器后加速过流保护仅开放0.8～2 s,实际应用中开放为1 s,且动作时间为0.2～0.3 s。在事故案例中,前加速过流保护动作后,经0.7 s重合闸动作,由于断路器本身动作需要约0.2 s,已超过后加速过流保护动作开放时间,因此未及时跳开分段开关,导致事故扩大化。

3 改进意见

1)在变电站10kV馈线上增加纵差保护,纵差保护以线路两端的电流值比较作为判断依据,不仅能够很好地约束过流速断保护的保护范围,且保证了变电站10kV馈线与开关站10kV出线之间保护的选择性。但目前纵差保护的应用还未完善,通信通道等经常出现问题,并且其安装成本较高。

2)将10kV架空线与电缆的混合线路改为纯电缆线路。由于混合线路易受雷击等天气因素影响,会发生瞬时故障,引起过电压,对设备损害很大,因此必须快速切除故障,并配备重合闸功能。纯电缆线路一般发生相间永久性故障,仅配置反时限或延时过流保护,若开关站进线均为纯电缆线路,可避免非故障侧进线失电,依靠分段断路器保护动作切除故障。但因进线的更改耗费很大,因此,该措施应在开关站设计时予以考虑。

3)延长分段断路器后加速低压过流保护开放时间。根据上述分析,造成开关站全站失电的主要原因为分段断路器后加速保护开放时间过短,保护来不及动作已被闭锁。对此,延长其开放时间至1.5～2s,以保证后加速保护能够正确动作。但开放时间延长易造成在后加速开放时间内,若开关站10kV出线故障,后加速低压过流保护将与出线配置的速断保护之间失去选择性而同时跳闸,且备自投后加速保护开放时间由装置内部固定,这需要装置厂家协助设置。

4 结语

10 kV开关站承担着扩展10 kV走廊,重新分配出线的重任。本文结合工作中实际遇到的问题提出通过增加纵差保护、将架空线与电缆的混合线路改为纯电缆以及增加备自投后加速保护开放时间等措施,保证10 kV开关站内保护具有选择性的可靠动作,提高了保护的可靠性、选择性、灵敏性和速动性,对中低压配电网的稳定运行具有重要的意义。

摘要：上海郊区10kV开关站当两条电源线有一条及以上为混合线路时,一旦母线或母线设备发生故障,开关站内备用电源自动投入装置后加速保护无法正确动作,最终将造成全站失电。针对以上问题,提出了几点可行的改进意见。

关键词：10kV开关站,保护配置,备用电源自动投入,后加速保护

参考文献

[1]董张卓,杨杉,段欣.级联开闭所超短线路电流保护整定方法研究[J].陕西电力,2009,34(4):20-23.

10kV开关柜继电保护标准化设计规范篇3

学

生：*** 指导教师：杜伟伟（三峡大学电气学院）课题来源

本课题为关于220KV某电网继电保护及自动装置设计保护方案及保护配置课题，设计课题题目由三峡大学给出，专业指导老师指导。研究的意义

继电保护是一种电力系统的反事故自动装置，它在电力系统中的功用相当于公安人员在人类社会中的作用，地位十分重要，可以说没有继电保护技术的发展，就没有现代电力系统的今天。随着我国电力工业的迅速发展，各大电力系统的容量和电网区域不断扩大，网络接线越发复杂，继电保护装置广泛应用于电力系统、农网和小型发电系统，这一现状对继电保护的选择性，可靠性，快速性以及灵敏性都提出了更高的要求。继电保护装置应在系统发生故障或不正常运行时，迅速，准确的切除故障元件或发出信号以便及时处理，因此，继电保护装置是电网及电气设备安全可靠运行的保证。电力系统继电保护的设计与配置是否合理直接影响到电力系统的安全运行。如果设计与配置不当，保护将不能正确工作（误动或拒动），从而会扩大事故停电范围，给国民经济带来严重的恶果，有时还可能造成人身和设备安全事故。因此，合理地选择保护方式和正确地整定计算，对保证电力系统的安全运行有非常重要的意义国内外继电保护现状及未来发展发展趋势

3.1 继电保护发展现状

电力系统之飞速发展对继电保护不断提出新之要求，电子技术、计算机技术与通信技术之飞速发展又为继电保护技术之发展不断地注入了新之活力，因此，继电保护技术得天独厚，在40余年之时间里完成了发展之4个历史阶段。

建国后，我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有，在大约10年之时间里走过了先进国家半个世纪走过之道路。50年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进之继电保护

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之继电保护技术队伍，对全国继电保护技术队伍之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之继电器制造技术，建立了我国自己之继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学之完整体系。这是机电式继电保护繁荣之时代，为我国继电保护技术之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之时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究之500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制之晶体管高频闭锁距离保护，运行于葛洲坝500 kV线路上，结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口之时代。

在此期间，从70年代中，基于集成运算放大器之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之研制、生产、应用仍处于主导地位，这是集成电路保护时代。在这方面南京电力自动化研究院研制之集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用，天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制之集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。

我国从70年代末即已开始了计算机继电保护之研究，高等院校和科研院所起着先导之作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式之微机保护装置。1984年原华北电力学院研制之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之一页，为微机保护之推广开辟了道路。在主设备保护方面，东南大学和华中理工大学研制之发电机失磁保护、发电机保护和发电机?变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定，投入运行。南京电力自动化研究院研制之微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制之微机相电压补偿式方向高频保护，西安交通大学与许昌继电器厂合作研制之正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。至此，不同原理、不同机型之微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠之继电保护装置。随着微机保护装置之研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护之时代。

3.2 继电保护的未来发展发展趋势

继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量

和数据通信一体化发展。

3.2.1 计算机化

随着计算机硬件之迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制之微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段：从8位单CPU结构之微机保护问世，不到5年时间就发展到多CPU结构，后又发展到总线不出模块之大模块结构，性能大大提高，得到了广泛应用。华中理工大学研制之微机保护也是从8位CPU，发展到以工控机核心部分为基础之32位微机保护。

南京电力自动化研究院一开始就研制了16位CPU为基础之微机线路保护，已得到大面积推广，目前也在研究32位保护硬件系统。东南大学研制之微机主设备保护之硬件也经过了多次改进和提高。天津大学一开始即研制以16位多CPU为基础之微机线路保护，1988年即开始研究以32位数字信号处理器(DSP)为基础之保护、控制、测量一体化微机装置，目前已与珠海晋电自动化设备公司合作研制成一种功能齐全之32位大模块，一个模块就是一个小型计算机。采用32位微机芯片并非只着眼于精度，因为精度受A/D转换器分辨率之限制，超过16位时在转换速度和成本方面都是难以接受之；更重要之是32位微机芯片具有很高之集成度，很高之工作频率和计算速度，很大之寻址空间，丰富之指令系统和较多之输入输出口。CPU之寄存器、数据总线、地址总线都是32位之，具有存储器管理功能、存储器保护功能和任务转换功能，并将高速缓存(Cache)和浮点数部件都集成在CPU内。

电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期，曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差，这个设想是不现实的。现在，同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机，因此，用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟，这将是微机保护的发展方向之一。天津大学已研制成用同微机保护装置结构完全相同的一种工控机加以改造作成的继电保护装置。这种装置的优点有：(1)具有486PC机的全部功能，能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。(2)尺寸和结构与目前的微机保护装置相似，工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强，可运行于非常恶劣的工作环境，成本可接受。(3)采用STD总线或PC总线，硬件模块化，对于不同的保护可任意选用不同模块，配置灵活、容易扩展。

继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地

满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚须进行具体深入的研究。

3.2.2 网络化

计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代之技术支柱，使人类生产和社会生活之面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域提供了强有力之通信手段。到目前为止，除了差动保护和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处之电气量。继电保护之作用也只限于切除故障元件，缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力之数据通信手段。国外早已提出过系统保护之概念，这在当时主要指安全自动装置。因继电保护之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)，还要保证全系统之安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统之运行和故障信息之数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据之基础上协调动作，确保系统之安全稳定运行。显然，实现这种系统保护之基本条件是将全系统各主要设备之保护装置用计算机网络联接起来，亦即实现微机保护装置之网络化。这在当前之技术条件下是完全可能的。

对于一般之非系统保护，实现保护装置之计算机联网也有很大之好处。继电保护装置能够得到之系统故障信息愈多，则对故障性质、故障位置之判断和故障距离之检测愈准确。对自适应保护原理之研究已经过很长之时间，也取得了一定之成果，但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态之自适应，必须获得更多之系统运行和故障信息，只有实现保护之计算机网络化，才能做到这一点。

对于某些保护装置实现计算机联网，也能提高保护之可靠性。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护之原理，初步研制成功了这种装置。其原理是将传统之集中式母线保护分散成若干个(与被保护母线之回路数相同)母线保护单元，分散装设在各回路保护屏上，各保护单元用计算机网络联接起来，每个保护单元只输入本回路之电流量，将其转换成数字量后，通过计算机网络传送给其它所有回路之保护单元，各保护单元根据本回路之电流量和从计算机网络上获得之其它所有回路之电流量，进行母线差动保护之计算，如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器，将故障之母线隔离。在母线区外故障时，各保护单元都计算为外部故障均不动作。这种用计算机网络实现之分布式母线保护原理，比传统之集中式母线保护原理有较高之可靠性。因为如果一个保护单元受到干扰或计算错误而误动时，只能错误地跳开本回路，不会造成使母线整个被切除之恶性事故，这对于象三峡电站具有超高压母线之系统枢纽非常重要。

由上述可知，微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性，这是微机

保护发展之必然趋势。

3.2.3 保护、控制、测量、数据通信一体化

在实现继电保护之计算机化和网络化之条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能之计算机，是整个电力系统计算机网络上之一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障之任何信息和数据，也可将它所获得之被保护元件之任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

目前，为了测量、保护和控制之需要，室外变电站之所有设备，如变压器、线路等之二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设之大量控制电缆不但要大量投资，而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述之保护、控制、测量、数据通信一体化之计算机装置，就地安装在室外变电站之被保护设备旁，将被保护设备之电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量之控制电缆。如果用光纤作为网络之传输介质，还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段，将来必然在电力系统中得到应用。在采用OTA和OTV之情况下，保护装置应放在距OTA和OTV最近之地方，亦即应放在被保护设备附近。OTA和OTV之光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后，一方面用作保护之计算判断；另一方面作为测量量，通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备之操作控制命令送到此一体化装置，由此一体化装置执行断路器之操作。1992年天津大学提出了保护、控制、测量、通信一体化问题，并研制了以TMS320C25数字信号处理器(DSP)为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。

3.2.4 智能化

近年来，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，在继电保护领域应用之研究也已开始。神经网络是一种非线性映射之方法，很多难以列出方程式或难以求解之复杂之非线性问题，应用神经网络方法则可迎刃而解。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之短路就是一非线性问题，距离保护很难正确作出故障位置之判别，从而造成误动或拒动；如果用神经网络方法，经过大量故障样本之训练，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之求解复杂问题之能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。天津大学从1996年起进行神经网络式继电保护之研究，已取得初步成果。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。研究的主要内容及设计成果的应用价值

4.1 主要内容

(1).根据给定的系统接线图和原始资料、数据，计算系统中各元件的正序、负序、零序阻抗。

(2).画出系统中的正序、负序、零序阻抗，并标明各元件的编号及阻抗值。(3).计算出各种运行方式下的短路电流。

(4).对给定的电网选择保护方案，对所采用的方案进行整定计算，灵敏度校验。

(5).合理地选择自动装置。(6).选择保护的类型和型号。(7).进行设计的评价。

4.2 设计成果的应用价值

该设计对220kV电网技术改造和基建工程的继电保护与自动装置的配置及选型进行了研究设计,能分别从继电保护和自动装置的配置水平、构成原理上分析，进行了全面整定计算，提出了适合220KV电网的继电保护装置选型与配置方案。该设计进一步详细后可以用来指导220kV电网继电保护及自动装置的保护配置。设计的主要技术指标

(1)论文应按照设计要求达到相应的深度，具有一定的实用意义。(2)所设计保护方案及保护配置满足保护“四性”的要求。(3)所选择保护装置应是新技术，同时经过一定的运行检验。工作的主要阶段、进度

(1)2010年春季学期第6周前

接受毕业设计任务书，学习毕业设计和论文要求及有关规定。(2)2010年春季学期第7--9周

阅读指定的参考资料及文献，基本完成开题报告任务。(3)2010年夏季学期第10周

进一步修订完善开题报告，使其在内容及格式上符合毕业设计规范要求。(4)2010年夏季学期第11周

毕业答辩。最终目标及完成时间

完成对220KV电网的继电保护及自动装置设计，达到能根据220KV电网的主接线图和参数，合理计划出继电保护和自动装置，掌握整定计算的原理和方法，培养独立思考和分析问题的能力。

完成时间：第11周

参考文献

［1］王梅义.高压电网继电保护运行技术.北京：电力工业出版社，1981 ［2］王永武、吴希再，继电保护自动装置工程实验.北京：中国水利水电出版社，2007 ［3］沈国荣.工频变化量方向继电器原理的研究.电力系统自动化，1983（1）

［4］葛耀中.数字计算机在继电保护中的应用.继电器，1978（3）［5］杨奇逊.微型机继电保护基础.北京：水利电力出版社，1988 ［6］刘介才，工厂供电.北京：机械工业出版社，2009 ［7］吴斌，刘沛，陈德树.继电保护中的人工智能及其应用.电力系统自动化，1955（4）

［8］段玉清，贺家李.基于人工神经网络方法的微机变压器保护.中国电机工程学报，1998 ［9］《电力系统电电保护设计原理》吕继绍著华中工学院