继电保护原理（共12篇）
继电保护原理 篇1
在配电系统中, 因人为、自然或者设备因素, 经常会发生配电故障, 继电保护装置就是能够快速消除故障的装置。只要确保继电保护装置的可靠性和稳定性, 就能有效的保障配电系统的稳定性。
1 继电保护的基本要求和原理
1.1 继电保护基本要求
继电保护具有4个方面的基本要求, 分别是动作的选择性、灵敏性、速动性和可靠性。在实际的工作中, 继电保护技术就是动作于跳闸线圈上的, 这里选择性表现为, 在继电保护装置动作时, 能够将故障元件部分从个整个电力系统中分离断开。而其他正常的零部件继续正常工作, 这就很好的实现了故障影响的最小化, 最大化的减小了停电的范围。
继电保护还需要保持电磁继电器的灵敏性, 即对保护范围内发生的故障或者非正常运行的设备能够迅速反应, 尽快做出动作。
基于上述特征, 继电保护装置的速动性是指快速的切除故障, 保障电力系统的稳定运行。确保用户的额定电压稳定, 并将故障元件的不利影响降到最低程度。
最后, 可靠性是只继电保护装置在规定的保护范围内, 电力系统一旦发生了故障, 保护装置就应启动保护动作, 而不是拒绝动作和错误动作。这些动作仅仅应是保护范围内的动作, 而该保护, 但不应动作的情况下, 也不应进行错误动作 (见图1) 。
1.2 继电保护的原理
继电保护的原理主要是根据电压和电流的变化, 进而导致电气元件物理特性的变化而来的。在电力系统发生故障后, 相关设备上的电流和电压将会发生一系列的变化, 首先是电流增大, 接着电压降低, 此时电流与电压之间的相位角发生了变化;再接着, 阻抗也会发生变化, 出现负序和零序分量, 电气元件里电流的流入与流出量发生变化;利用这些变化特征, 便可通过装置反应仪表来对电力系统进行保护。
2 继电保护相关计算
2.1 过电流整定值计算
在计算变压器的过电流整定值 (Iop) 时, 应明确如下参数:保护装置的可靠系数 (Krel) 、接线系数 (Kw) 、电流互感器电流比 (Ki) 、线路最大负载电流 (IL, max) 和继电器返回系数 (Kre) ;
其中继电器返回系数为继电器返回电流 (Ire) 与继电器启动电流 (Iop) 的比值, 前者为电流互感器开始释放的最大电流, 后者为电流继电器开始吸合的最小电流。
在计算继电保护动作整定值时, 使用如下公式:
以DL型继电器的继电返回系数为例, 其要求的返回系数一般为0.85-0.9之间, 当返回系数小于0.85时, 表示继电器的传动部分可能需要清洗, 减少油污以减少动作过程中的摩擦阻力。若是在清洗加油后, 返回系数仍然小于0.85, 则表示电流互感器不再灵敏, 需要更换。
下面, 继续以常用变压器为例进行计算和论述。SCB9-1000/10的变压器, 是较为常用的变压器, 其参数为10KV/0.4KV, 57.7A/1443A, 为干式变压器, 其中电流互感器电流比为Ki=75/5, 过电流为15, 此时计算的电流整定值为:
Iop=1.2*1/0.85*15=5.4A, 取值为5.5A。
这里, 可选用DL-11/11型的过电流保护继电器, 工作中, 过电流动作保护时限为0.5S。在校验灵敏度时, 变压器的过电流保护灵敏度为Sp, 变压器的低压侧的母线在系统最小运行方式下运行时, 将发生两相短路, 此时便可检验, 若是灵敏度与线路过电流保护要求相同, Sp大于等于1.5。此时, 允许个别情形下, 该值大于等于1.25。
2.2速断电流保护整定值计算
速断电流保护实在小型的变压器中使用的, 为变压器上装上电流速断保护和气体保护装置, 一起构成变压器的主保护装置。与输电线路的工作原理相同, 速断保护只是将保护设备变成了变压器保护。电流速断保护的原理电路如图1所示。变压器电流速断保护具有显著的优势, 其接线较为简单, 且反应动作迅速, 但是只能用于局部保护, 且范围是不固定的, 故多用于次级保护与气体保护一起构成变压器的主保护装置。
在实际运用中, 保护动作电流的整定值有两个原则, 首先是躲过变压器二次测母线上K1故障时流过的最大短路电流, 在计算时, 可靠系数在1.2到1.3之间。还有一种是躲过变压器空载合闸时的涌流, 这里保护动作电流要取两者中的最大值。
电流速断保护原理接线图的展开模式如图2所示。
3电流速断保护的相关措施
在计算整定值的时候, 一般都是为了保护电流速断的最末级, 此时就较为偏重灵敏性, 为了不改变用户变电站的线路, 将需要进行重新合闸。但在实际中, 我们还需要对保护装置附近的线路进行整定, 即需要对电路速断定值和主变过流值进行相符性对比。有以下4种措施。
首先是线路很短, 在无人保护区, 而下一级为重要的用户变电站时, 需要将速断保护变化为限时速断保护。动作电路与下级保护速断配合, 实际操作中建议全面使用微机, 能够较为容易的实现。
其次, 当保护装置处于主变压器的过流保护或者低压闭锁过流保护时, 是无法与主变压器的过流保护配合的。
再次, 在相对规则且较长的线路上, 若用户呈逐渐减少的趋势, 可以采用躲过线路末端的最大短路电流进行整定, 此时可靠系数的参考值为1.5-1.8之间, 实际操作上可以保证较好的选择性和灵敏性。
最后, 在速断整定值较小或者负荷电流变化不大时, 可以先验证速断定值躲过励磁涌流的能力, 然后再根据实际的情形采取速断保护措施。
摘要：在电力技术不断发展的环境下, 继电保护装置在变电站中的运用越来越普遍, 其在保护变电设备方面有着重要的作用。可靠的继电保护装置也是保障整个电网安全运行的重要部分, 因此, 做好继电保护工作具有十分重要的意义, 文章将主要探讨继电保护的原理, 并计算过电流和速断电流整定值, 最后提出继电保护的相关措施。
关键词：继电保护,原理,整定值,计算
参考文献
[1]余莉.配电线路继电保护整定计算问题探究[J].中小企业管理与科技 (下旬刊) , 2014 (9) .
[2]何梓田.配电线路故障定位技术及其在10k V电网中的应用[J].中国高新技术企业, 2014 (1) .
[3]杨董.浅谈配电线路故障的分析与综合防治[J].科技与企业, 2013 (17) .
继电保护原理 篇2
输入的AC220V电源经保险通过输出控制继电器K1进入双碳刷调压器T1输入端，通过T1大旋钮调节的电量进入隔离变压器T2(兼职升流器)，升流器分三个抽头输出，一个抽头为AC0-250V输出，额定电流为3A;该抽头输出电压经整流滤波后可输出0-350V直流电压;第二个抽为 15V(10A)，该抽头一路经传感器通过继电器控制输出0-10A交流电流，一路经电阻输出0-500mA交流电流，一路经继电器转换可输出0-10A 或0-500mA直流电流;第二个抽头为10V(100A)大电流端，该抽头穿过传感器一次侧直接输出100A电流，该回路带负载能力较强，但输出稍有过载，不能长时间处于大电流状态下。热继电器校验仪
继电保护测试仪器辅回路
继电保护测试仪器辅回路与主回路一样，AC220V电源经保险进入双碳刷调压器T1小旋钮调节的电压量，通过隔离变压器T4可直接调节输出 0-20V或0-250V交流电压或0-350V直流电压，此回路额定电流为1A，
按下辅回路“输出控制”开关，调节小旋钮即可输出。
测量回路
由大旋钮调节的主回路输出量交流“0-250V”、“0-500mA”、“0-10A”、“0-100A”，直流“0-350V”、“0-500mA”、“0-10A”通过设备内线路板上继电器转换，每切换一个档，便函可监视所对应的输出量。其中“0-500mA”档包括在 “0-10A”档中。使用时，在“0-10A”两下即是“0-500mA”监视。
时间测量
设备内置6位数显秒表，电秒表可内部启动，也可外部启动。内部启动时，按下“输出控制”开关，即可启动秒表，通过接点短接设备面板上停表端子即可停止秒表。秒表单独设有电源开关，不用时可将秒表关掉。
声光提示
继电保护原理 篇3
关键词：电力系统；继电保护；一次系统
作者简介：张如义（1973-），男，黑龙江伊春人，嘉兴学院南湖学院电气装备及其自动化研究所，助教。（浙江?嘉兴?314001）
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）20-0041-02
“电力系统继电保护原理”属于专业必修课之一，该课程的授课对象是电气工程及自动化专业的学生，其教学任务是使学生掌握电力系统继电保护的工作原理和各类继电保护整定计算原则，为学生毕业后从事电力系统的设计、运行、维护等工作打下一定的理论与技术基础。该课程通过课堂讲授、课后自学、课堂讨论、习题、实验等基本教学手法使学生掌握各类电力系统继电保护的工作原理、构成、整定计算等知识，了解典型的继电保护装置；培养学生分析和解决继电保护运行中可能出现的各种问题的能力。为了更好地达到教学目的，各学校对继电保护课程教学进行了一定程度的教学改革，[1-2]本文针对教学过程中的问题提出了一些改革措施。
一、教学中存在的问题
1.课上学时少，课下学习时间少
“电力系统继电保护原理”属于专业模块课，理论课时为32学时，实验课时为8学时，相对来说学时少。该课程在大三下半学期或大四上半学期开设，学生此时因为找工作、做毕业设计和毕业实习以及修第二课堂学分而精力比较分散，上课不能满勤。因此教师要对该课程内容做精简化处理，争取有较高的课堂效率。
2.实践量不够，动手机会少，动手愿望低，实践深度受限制
尽管学校为学生提供了实习机会，但这些实习大多是参观式的，学生没有操作经验；企业很少让学生实际操作，因为这样容易影响生产，而且会造成安全事故。实验课也是模拟系统的继电保护，结合仿真电路，学生认识到的电气方面的知识明显不足。另外有的学生毕业后不想从事本专业的工作，对课程也不感兴趣。
二、改革“电力系统继电保护原理”课程所采取的措施
1.讲课突出重点，不必求多求全，让学生听懂为目的
以教学大纲为基本依据，制定教学计划，在实际教学中，把握原则性，又不失灵活性，使教有所思，教有所改，为下个阶段的大纲修订做好准备。在主要问题推导的关键处，适时地将基本且重要的环节对学生进行提问。在课上学时允许的前提下，立即给学生少量时间消化刚讲过的内容，并提问以加强和确认。例如在讲授单侧电源电路的三段式电流保护时，对第Ｉ段的整定，让学生看图（如图1所示）思考理想状况下，一点短路应该跳哪个断路器，然后引入矛盾，说明理想状态不能实现，学生会对这一整定原则加深印象。又如在讲到后备保护时，让学生思考上一级可以做下一级的远后备，下一级反过来能不能做上一级的远后备。继电器是继电保护的执行部件，是看得见摸得着的具体部分，可以先向学生演示继电器触点吸合与释放的过程，再说明是因为电力系统故障而由逻辑环节决定它应该的动作，促使学生动脑思考问题，增强了教师和学生之间的互动，同时也培养了学生学习继电保护原理课程的兴趣。[3]
2.穿插二次回路的相关内容进行讲解
二次回路是对一次设备监控、测量、调节和保护的设备，二次设备及其相连接的线路组成二次回路。如果没有二次回路，一次系统在很多重要方面都没法保证效果，例如运行的安全性、稳定性、可靠性和经济性。电力系统运行的一个基本要求就是要安全稳定，二次回路是保证电力系统一次回路安全稳定运行必不可少的部分。传统的授课计划一般是把继电保护内容全部放在二次回路的前面讲，但是因为二者在实际工作过程中联系密切，可以把二次回路的相关内容放在继电保护之前讲解。说明二次回路和继电保护的关系，继电保护是二次回路的一部分，因为继电保护设备的系统性、继电保护理论发展的相对完善性以及继电保护系统的特殊重要性，所以继电保护原理课程独立于二次回路课程专门开设。典型的与继电保护相关的二次回路部分，例如：互感器是电力系统一次侧和二次侧的联系器件，继电保护的测量参数是由互感器二次侧引入的。又如跳闸回路，以单侧电源电路的三段式电流保护为例，在讲述了整定过程之后，做一个动作过程的演示，继电保护教材上只用跳闸线圈和辅助触点表示断路器，使学生感觉不具体。这时候把断路器的分、合闸回路（如图2所示）介绍一下，有明显的具体化效果。[4] 二次回路课程的内容具体、偏重于实际操作，相对于继电保护原理课程来说容易引起学生的学生兴趣。把继电保护和二次回路联系起来讲解，进一步增强师生课堂互动，使学生变被动接受为主动探索。
3.“继电保护原理”和“微机继电保护”区分开
“微机保护原理”和“继电保护原理”在大多数高校的电气工程及其自动化专业被作为两门课程分开讲授，“继电保护原理”的学习可以为“微机保护原理”课程打下基础，“微机保护原理”是“继电保护原理”的具体实现，但不是“继电保护原理”的主要内容。“继电保护原理”课程的目的是使学生掌握继电保护原理，在讲课过程中只宜于适当地、少量地引入微机保护方面的知识，而且要限于对微机保护基本框架的了解。如果过多地引入微机保护方面的知识，会使学生觉得重点不明确，不知道该不该掌握微机保护，分散了精力，又难以听懂。引入微机保护的本意是为了拓展学生的知识面，但是如果把握不好尺度，结果不仅降低了学习兴趣，还影响了对继电保护原理本身的学生效果。
4.和一次系统的内容多取得联系
“电力系统继电保护原理”课程主要分析电力系统各部分（包括发电、输电、变电和用电设备）在各种故障或不正常运行状态下继电保护装置的动作原理，与一次系统的联系密切，继电保护装置动不动作、如何动作都取决于一次系统的运行状况，所以要结合一次系统知识，说明一次系统的变化情况和计算方法，才能更有利于理解继电保护装置的动作逻辑，增加具体感，减少抽象理论的乏味感，更好地掌握继电保护原理。例如在讲解线路三段式电流保护时，说明短路的几种类型，在不同点和不同类型的短路情况下，短路电流大小的比较，让学生先思考明确在短路点远离电源时的短路电流高于短路点靠近电源时的短路电流。
5.作业不必严格按照教材的习题布置，可按照课上讲授的内容自编作业或对教材习题改编
作业布置是一项重要的教学内容。布置什么样的作业，学生完成得如何，直接反映了学生的掌握情况，关系到教学效果的好坏。要想取得良好的教学效果，只在课堂上讲好课是不够的。对于如何布置作业，应引起足够的重视。教材编著者是依据自身情况，顾及使用教材的全体教师编写教材的。具体落实到每个教材使用者，应该根据自身情况，安排讲课内容和筛选适合本学校、本学科状况的侧重点来讲解。这样课上所讲的不包括教材的全部内容，而且有特有的侧重点。如果作业还按照教材的习题布置，就会使学生感到迷惑，对怎么做作业无从下手，以至于产生排斥、倦怠的心理。例如对绪论的讲解，先是讲了三道习题，然后让学生理解记忆十分钟，最后抽查提问。结果是多数学生在课堂上就完成了作业，提高了作业完成的效率和质量。
以下是对绪论部分编写的三道作业题：什么是继电保护装置；继电保护装置应该满足哪几个基本特性，各自的含义是什么；继电保护装置的三个组成环节是什么，各起什么作用。
6.优化试卷
试卷是学生对本课程学习效果的反应，一份好的试卷能体现教师的讲课情况、学生付出的时间和精力的情况，是教学方法和教学效果如何的一种检测方式。从试卷的成绩分布情况、各类题型的解答情况以及各章节内容的掌握情况，教师可以反思原因，总结经验，以利于在下次授课中做出相应的改进。对试卷的难易、深浅和范围都要有适度的把握。相应于上课内容的调整，对试卷结构和题型做优化处理，增加能启发学生独立思考的题型。
三、教学改革前后教学效果的比较（见表1）
针对实践方面的不足，依靠现有的实验设备和实习条件，尽量做到对继电保护基本部分能认识实物，明白原理，熟悉操作，做到继电保护知识在电气工程及其自动化专业学生中的普及。部分学生毕业后到变电站或发电厂从事与继电保护相关的工作，他们可以在企业的环境中再深入接触继电保护操作，在设备的实物化和指导的专业化方面都能有所提。[5]
参考文献：
[1]何瑞文,陈少华.关于现代电力系统的继电保护课程教学改革与建设[J].电气电子教学学报,2004,(3):21-22.
[2]田有文,孙国凯,周启龙.突出继电保护教学中学生的创新能力培养[J].沈阳农业大学学报(社会科学版),2005,(1):93-94.
[3]张保会,尹项根.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社,2010.
[4]何永华.发电厂及变电站的二次回路[M].北京:中国电力出版社,
2007.
[5]梁志坚,王辑祥,等.对改进继电保护实验教学环节的思考[J].中国电力教育,2008,(7):93-94.
浅析继电保护原理最新研究进展 篇4
随着科学技术的发展, 特别是电子技术、计算机技术和通信技术的飞速发展, 电力系统继电保护先后经历了不同的发展时期, 20世纪50年代是机电式继电保护, 20世纪60年代里广泛采用的是晶体管继电保护, 而到了20世纪80年代中集成电路保护取代晶体管保护, 发展到20世纪90年代后, 继电保护技术已经进入了微机保护时代。它不仅具有传统的继电保护和自动装置功能, 而且还发展到增加实时参数显示、故障测距、故障录波等功能。许多新技术都不断应用到继电保护的领域, 例如IT技术的应用, 实现了保护、控制、测量、数据通信一体化;应用人工神经网络, 可以解决复杂的非线性问题;应用光电互感器, 解决电流互感器的饱和问题;应用可编程控制器 (PLC) 代替传统的机械触点继电器等等。
2 微机继电保护
微机继电保护指的是以数字式计算机 (包括微型机) 为基础而构成的继电保护。与传统继电保护相比, 不论是在保护的功能, 还是在保护整定的灵活性等方面都有着极大的优点, 因而自问世以来就受到普遍重视与欢迎, 近年来更是在国内外得到广泛应用。微机保护正向网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化的方向发展, 不仅要完成常规的保护功能, 还要配合变电站自动化和馈线自动化的需要, 使保护装置自身成为集保护、测量、控制、信息管理于一体的多智能终端设备。
现代微机继电保护一般具有以下特点:采用分层多CPU并行运行的结构, 各模块系统相关性少;每个CPU由单独的开关电源供电, 可靠性更高;主保护配置双重化或多重化;单元管理机采用一体化工业控制计算机, 单元管理机可以与综合自动化系统联接;软硬件模块化设计, 适应各种配置的要求;能够存储故障报告, 可以随时查阅和打印输出;具有软硬件的自检功能, 有独立的Watchdog电路监控CPU的工作;能够提供在线定值修改;实时参数显示功能;录波功能;可以接收GPS卫星校时信号。
3 可编程控制器在继电保护中的应用
可编程控制器 (PLC) 可以简单地视为具有特殊体系结构的工业计算机, 比一般计算机有更强的与工业过程相连的接口, 具有更适应于控制要求的编程语言。在由继电器组成的控制系统里, 为了完成一项操作任务, 要把各个分立元件如继电器、接触器、电子元件等用导线连接起来, 这对于实现复杂的逻辑关系以及需要定期改变操作任务来说, 采用这样的连接方式显然是不适宜的。而使用PLC就可以简单地解决上述问题, 通过软件编程的方式来代替实际的各个分立元件之间的接线。为了减少占地面积, 还可以用PLC内部已定义的各种辅助继电器来取代传统的机械触点继电器。例如长沙马王堆110KV变电站保护装置是法国MERLINGERIN公司的SEPAM数字式多功能继电器, 该装置把通常的微机保护的逻辑回路分解成保护功能的继电器组和PLC两个部分, 应用PLC能够简单地实现低频减载和备用电源自动投入功能。
4 人工神经网络在继电保护方面的应用
在电力系统里存在很多非线性问题, 用传统的方法, 难以得到满意的解决, 而应用人工神经网络理论, 则能够迎刃而解, 例如配电网的线损、电网的暂态分析、动稳态分析等。应用神经网络理论的保护装置是神经网络与专家系统融为一体的神经网络专家系统。例如在双侧电源系统里, 两侧系统间电势夹角变化, 此时发生经过渡电阻短路就是一个非线性问题, 传统的距离保护很难作出正确的判断, 而用经过对训练样本进行学习的神经网络保护装置就可以正确判别。
近年来, 研究人员把神经网络、模糊逻辑、遗传算法等技术应用于继电保护领域的研究。通常采用大量故障样本来训练神经网络, 使继电保护装置能准确辨别故障类型及测定故障距离, 并准确快速地切开故障。用BP神经网络原理来设计高压输电线路的方向保护, 利用BP神经网络的学习及辩识能力实现准确、快速地判别出线路故障的方向。采用神经网络实现电流保护, 该保护能识别故障情况, 解决电流保护的灵敏度补偿和故障方向识别问题。设计了一种基于人工神经网络的电力系统故障诊断系统, 该系统利用电力系统中运行状态信息来进行故障范围的估计。可见神经网络、模糊逻辑、遗传算法等技术将给传统继电保护的研究注入新的活力。
5 新型光电电压、电流互感器
由于光电技术和计算机的飞速发展。新型光学电压、电流互感器日益显现出富有魅力的前景和强大的生命力, 新型光电数字式电压、电流互感器取代电磁式互感器是继电保护的一个发展方向。它与传统的电压、电流互感器相比, 优势十分明显, 良好的绝缘性能, 较强的抗电磁干扰能力, 测量频带宽, 动态范围大, 与现代技术紧密结合, 而且体积小、重量轻、维修方便、价格相对便宜。新型光学电压、电流互感器充分利用了电光晶体的各种优异特性和现代光电技术的优点, 信号处理部分采用先进的DSP技术, 充分发挥了其实时性、快速性和便于进行复杂算法处理等特点。同时方便与主机间的通信以及电力系统联网通信。近几年来各方面对这种新型互感器表示了极大的兴趣, 再加上数字信号处理器 (DSP) 技术, 光电技术的催化、推动作用, 发展势头很好, 国外一些大公司投入大量人力和物力开发光学电压、电流互感器, 并且已有挂网运行产品, 国内比国外起步晚, 目前还处于样机的研究设计阶段。
6 广域保护
随着我国“西电东送、全国联网”发展目标的提出, 对继电保护的发展提出了更高的要求, 在保证电气设备运行安全和系统暂态稳定性的基础上, 还应考虑电网互联时各保护装置动作的协调和配合, 保证故障切除后不发生大规模的连锁跳闸和系统崩溃现象, 这可以归纳为继电保护技术发展的第三个阶段, 即广域保护。
纵观国内外关于广域保护理论的研究, 目前提出的广域保护系统可以分为两类:一类是利用广域信息, 主要完成安全监视、控制、稳定边界计算、状态估计等功能, 其侧重点在广域信息的利用和安全功能的实现;另一类则是利用广域信息完成继电保护功能。但是目前大多数相关论文只是进行概念性的讨论, 对于一些具体问题, 如系统结构、通信网络配置、广域信息的采集和利用、广域保护和控制算法等方面并没有进行详细深入的分析, 尚未形成完整的理论体系。
结束语
简要地介绍了应用于继电保护方面的一些新技术。总的来说, 新型继电保护的发展趋势是高速化、智能化、一体化, 尽量避免测量元件对继电保护装置的影响, 尽量降低装置的造价。随着科学技术的发展, 深信将有越来越多的新技术、新理论将应用于继电保护领域, 我国继电保护技术一定会在世界先进技术领域占据一席之地。
摘要：继电保护在我国经过了几十年的发展。随着电力系统规模的不断扩大, 系统的复杂性不断增加, 继电保护技术的趋势是向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
关键词：电力系统,继电保护,可编程控制器,人工神经网络,广域保护
参考文献
[1]贺家李.电力系统继电保护技术的现状与发展[J].中国电力, 1999, 32 (10) .
[2]曾祥君, 郭自刚.继电保护的新发展——广域保护[J].大众用电, 2004 (8) .
继电保护原理 篇5
固态继电器其实是利用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件，单相SSR为四端有源器件，其中两个输入控制端，两个输出端，输入输出间为光隔离，输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后，输出端就能从断态转变成通态。
固态继电器目前已广泛应用于计算机外围接口装置，电炉加热恒温系统，数控机械，遥控系统、工业自动化装置；信号灯、闪烁器、照明舞台灯光控制系统；仪器仪表、医疗器械、复印机、自动洗衣机；自动消防，保安系统，以及作为电网功率因素补偿的电力电容的切换开关等等，另外在化工、煤矿等需防爆、防潮、防腐蚀场合中固态继电器都有大量使用。
电力系统继电保护 篇6
关键词：电力系统10kv供电系统继电保护
1继电保护的基本概念
可靠性是指一个元件、设备或系统在预定时间内，在规定的条件下完成规定功能的能力。可靠性工程涉及到元件失效数据的统计和处理，系统可靠性的定量评定，运行维护，可靠性和经济性的协调等各方面。具体到继电保护装置，其可靠性是指在该装置规定的范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒动作，而在任何其它该保护不应动作的情况下，它不应误动作。
继电保护装置的拒动和误动都会给电力系统造成严重危害。但提高其不拒动和提高其不误动作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。由于电力系统的结构和负荷性质的不同，拒动和误动所造成的危害往往不同。例如当系统中有充足的旋转备用容量，输电线路很多，各系统之间和电源与负荷之间联系很紧密时由于继电保护装置的误动作，使发电机变压器或输电线路切除而给电力系统造成的影响可能很小；但如果发电机变压器或输电线路故障时继电保护装置拒动作，将会造成设备的损坏或系统稳定的破坏，损失是巨大的。在此情况下提高继电保护装置不拒动的可靠性比提高其不误动的可靠性更为重要。但在系统中旋转备用容量很少及各系统之间和负荷和电源之间联系比较薄弱的情况下，继电保护装置的误动作使发电机变压器或输电线切除时，将会引起对负荷供电的中断甚至造成系统稳定的破坏，损失是巨大的。而当某一保护装置拒动时，其后备保护仍可以动作而切除故障，因此在这种情况下提高继电保护装置不误动的可靠性比提高其不拒动的可靠性更为重要。
2保护装置评价指标
2.1继电保护装置属于可修复元件，在分析其可靠性时，应该先正确划分其状态，常见的状态有：①正常运行状态。这是保护装置的正常状态。②检修状态。为使保护装置能够长期稳定运行，应定期对其进行检修，检修时保护装置退出运行。③正常动作状态。这是指被保护元件发生故障时，保护装置正确动作于跳闸的状态。④误动作状态。是指保护装置不应动作时，它错误动作的状态。例如，由于整定错误，发生区外故障时，保护装置错误动作于跳闸。⑤拒动作状态。是指保护装置应该动作时，它拒绝动作的状态。例如，由于整定错误或内部机械故障而导致保护装置拒动。⑥故障维修状态。保护装置发生故障后对其进行维修时所处的状态。
2.2目前常用的评价统计指标有
2.2.1正确动作率即一定期限内(例如一年)被統计的继电保护装置的正确动作次数与总动作次数之比。用公式表示为：
正确动作率=(正确动作次数，总动作次数)×100
用正确动作率可以观测该继电保护系统每年的变化趋势，也可以反映不同的继电保护系统(如220kv与500kv)之间的对比情况，从中找出薄弱环节。
2.2.2可靠度r(t)是指元件在起始时刻正常的条件下，在时间区间(0，t)不发生故障的概率。对于继电保护装置，注意力主要集中在从起始时刻到首次故障的时间。
2.2.3可用率a(t)是指元件在起始时刻正常工作的条件下，时刻t正常工作的概率。可靠度与可用率的不同在于，可靠度中的定义要求元件在时间区间(0，t)连续的处于正常状态，而可用率则无此要求。
2.2.4故障率是指元件从起始时刻直到时刻t完好条件下，在时刻t以后单位时间里发生故障的概率。
2.2.5平均无故障工作时间建设从修复到首次故障之间的时间间隔为无故障工作时间，则其数学期望值为平均无故障工作时间。
2.2.6修复率m(t)是指元件自起始时刻直到时刻t故障的条件下，自时刻t以后每单位时间里修复的概率
2.2.7平均修复时间mttr平均修复时间是修复时间的数学期望值。
310kv供电系统继电保护
10KV供电系统是电力系统的一部分。它能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到企业用电的畅通，而且涉及到电力系统能否正常的运行。
3.1 10KV供电系统的几种运行状况
3.1.1供电系统的正常运行这种状况系指系统中各种设备或线路均在其额定状态下进行工作；各种信号、指示和仪表均工作在允许范围内的运行状况；
3.1.2供电系统的故障这种状况系指某些设备或线路出现了危及其本身或系统的安全运行，并有可能使事态进一步扩大的运行状况：
3.1.3供电系统的异常运行这种状况系指系统的正常运行遭到了破坏，但尚未构成故障时的运行状况。
3.2 10KV供电系统继电保护装置的任务
3.2.1在供电系统中运行正常时，它应能完整地、安全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：
3.2.2如供电系统中发生故障时，它应能自动地、迅速地、有选择性地切除故障部分，保证非故障部分继续运行：
3.2.3当供电系统中出现异常运行工作状况时，它应能及时地、准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理。
3.3几种常用电流保护的分析
3.3.1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。
3.3.2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。
4总结
继电保护原理 篇7
同杆双回线路输电技术以其在单位走廊的输电容量、输电效率和投资回报率等方面的技术和经济优势，在我国得到了长足发展[1,2]。由于同杆双回线路导线数目多、双回线之间距离近、运行方式多样，由此导致了复杂的故障类型和故障暂态特性，使得常规单回线的继电保护配置方案和整定计算方法难以直接应用，保护性能也受到很大影响。如果对双回线复杂的运行方式和零序互感等方面的影响考虑不充分，或者保护配置方案和定值整定不合理，则会出现保护装置误动或拒动的情况[3,4,5,6]，严重危及电网的运行安全。因此，在同杆双回线路日益推广应用的今天，继续深入研究并总结其继电保护配置方案和现有保护运行情况，对提高保护的运行水平和维护电网的安全运行都具有极强的现实意义。
1 双回线路继电保护的特点
1.1 线间互感及跨线故障对继电保护的影响
除了在同一回线相间存在互感外，同杆双回线线间也存在互感的影响。故障情况下，双回线上的电压和电流不仅取决于本线路运行情况，而且还受另一回线电气量感应影响，其中以零序互感的影响最为突出。若不采取应对措施，可能导致接地距离保护和零序方向保护等发生拒动或误动。此外，在发生跨线故障时，电气量的变化特征与单回线故障时的情况也存在明显差异，给基于单侧电量的保护原理，如距离保护和功率方向保护等带来了许多新的问题。
1.2 不同运行方式下保护灵敏度的差异
同杆双回线有双回线同时运行、单回线运行、双线组合全相运行(准三相运行)、双回线(或单回线)非全相运行等多种运行方式。由于线间互感的存在，在不同的运行方式下发生故障时，线路的故障电压和故障电流存在很大的差异，进而导致在不同运行方式下的保护灵敏度并不相同。因此，需考虑保护配置方案和定值在不同运行方式下的适应性和灵敏度问题。
1.3 跨线故障选相
对于同杆双回线的异名跨线故障，保护装置存在误切双回线的可能，对系统稳定运行产生影响。例如，发生IA IIBG故障时，应该由I回线两侧跳A相、II回线两侧跳B相，但保护装置很容易误判为双回线都发生AB相间短路故障而同时跳开两回线，给系统稳定带来不必要的影响。因此需要研究有效的跨线故障选相方案，在系统发生上述类似故障时能够选跳线路，以维持两侧系统的联系。
1.4 自动重合闸
同杆并架线路发生跨线永久性故障时，应尽量避免两回线重合闸配合不当，导致重合于永久性相间故障，对系统造成严重的二次冲击。例如，发生IA IIBG永久性故障时，当I回线两侧跳A相、II回线两侧跳B相后，若两回线同时重合，相当于再次重合于ABG相间短路，将产生很大的短路电流，并导致两条线路同时切除，从而严重危及电网的稳定运行。此外，当两侧系统主要依靠双回线联系时，也需考虑如何协调两回线的重合闸方式，尽量保证跨线故障切除后，两侧系统仍能保持良好的互联运行，以提高电网的安全稳定运行水平。
1.5 更高的可靠性要求
相对单回线路而言，双回线传输功率更大，两侧系统联系更强，其安全稳定运行对系统稳定更为重要，这就对同杆双回线路的保护提出了更高的可靠性要求。需要保护装置能够更加快速、准确而又有选择性地切除故障线路。
2 同杆双回线路继电保护原理及应用
2.1 分相（分线）电流纵差保护
分相电流差动保护是指按相比较线路两侧电流的幅值及相位。如果两侧的电流差或者相位超过动作值时，线路两侧同时按相切除故障相。同杆双回线路每相都有两回出线，因此传统的分相电流差动保护在双回线中实为分线差动的形式。分相电流差动有良好的故障选相能力，保护效果不受系统振荡及负荷影响、对全相和非全相运行中的故障均能正确选相并跳闸。所以它是目前同杆双回线最理想和应用最为广泛的保护之一。在光纤通信条件满足的情况下，应考虑优先装设。
分相电流差动保护应用于超高压长线路时，受线路分布电容的影响较大。目前，应用于单回线路的分相电流差动保护，主要通过电容电流补偿以及自适应提高差流门槛等方式来防止电容电流过大导致保护误动，从而降低了保护动作的灵敏度。当应用于同杆并架线路时，由于两回线之间的距离较近，线间电容的影响增大，此时应采用何种补偿方式，如何合理选择差流门槛等仍需做进一步的研究分析。
2.2 纵联距离（方向）保护
对于同杆并架双回线，当通道条件不具备，或为了满足主保护动作原理的双重化配置要求，常采用纵联距离(方向)保护作为线路主保护。同时，距离保护也广泛用于同杆并架线路的后备保护。
线间互感的存在，使得双回线路中纵联距离和纵联方向保护的配置方案和整定相比传统单回线路复杂很多，邻线零序电流通过互感会对接地距离保护产生影响，使保护范围缩短或超越[7,8]，因此在实际运行中常考虑缩短单侧距离保护的动作范围。为了减小零序互感的影响，文献[9]提出了一种利用邻线零序电流进行补偿的距离保护方案。但采用相邻线路零序电流补偿时，仍存在故障相对健全相的影响如何、应该怎样补偿及健全相会不会误动等问题;同时还要考虑在故障相近侧跳闸后，健全相会不会因零序电流的影响而发生相继误动等问题。此外，在不同的运行工况下，如邻线挂地线检修时，由于无法获得检修线路的零序电流，会导致补偿失效，影响保护性能。引入邻线零序电流补偿后，也将给运行管理带来诸多不便。因此，如何减少零序互感对距离保护的影响，仍有许多工作有待开展。
距离保护应用于同杆并架线路时面临的另一突出问题是，当发生跨线故障时，阻抗测量元件的计算结果与实际短路阻抗可能存在较大误差，从而导致保护误动或拒动。文献[10]从双回线的整体出发，指出通过采用两回线的6组电气量计算阻抗，可实现距离保护在各种故障下的正确动作，但由于该保护方案涉及两回线的电气量，失去了保护的灵活性和可靠性[8]。文献[11]指出通过按相传送闭锁或者允许逻辑信号构成的纵联距离保护，可实现双回线路距离保护的全线速动;而对于单端电源供电的双回线路，当故障位置靠近送电侧，且阻抗继电器反应稳态量时，可能出现纵联距离(方向)保护拒动，需后备保护(如距离Ⅰ段)跳开送电侧开关后，实现线路的相继动作[12]的情况。
从目前的文献资料看，虽然针对同杆并架线路零序互感对距离保护的影响，以及发生跨线故障时距离保护的动作特性进行了研究和分析，但由于同杆并架线路故障的复杂性，特别是对于非全相运行或重合期间发生故障，以及发生转换性故障时距离保护的动作行为等问题有待进一步研究。
2.3 横联差动保护
横联差动保护[13,14]的基本原理是在同一侧比较双回线的电流，不需要增加额外的保护通信通道。根据电流的方向是否引入动作判据的差异，横差保护可分为横联方向差动保护和电流平衡保护两种形式[13]。电流平衡保护只比较两回线电流的大小，适合安装于单侧电源供电的平行双回线的电源侧，而不能用于单电源双回线路的负荷端，在双电源系统中的弱电源端其保护的灵敏度往往是不够的。此外，当发生含同名故障相的跨线故障时，由于两相电流相等而会导致保护拒动。
按保护功能的不同，横联差动还可以分为相间和零序(接地)差动两种形式[14,15]。相间横差保护分别取不同相别的两回线的差流作为动作判据[14,16];零序差动保护则由两回线的零序电流作比较，将双回线两个零序电流的和或者差作为动作量的判据的都有应用[14,15]。
对于远离故障点的保护端，横联差动保护可能存在相继动作的情况[14]，会导致故障的延时切除;另外，零序横差保护定值应躲开相邻线路故障时流过双回线的零序差电流，如果双回线间互感较大而在定值整定中考虑不充分时，会导致横差保护误动[15]。
文献[17]通过引入故障分量和零序分量，提出了利用全量电流和零序电流构成启动判据，由故障分量构成选线判据的电流平衡保护方案，提高了传统基于全量的电流平衡保护的灵敏度、减小了相继动作区。文献[18]探讨了与同杆双回线路相邻的第三回线路发生接地故障时，故障线路在双回线上感应出不同的零序互感电压，进而在双回线上产生零序环流，导致电流平衡保护误动的问题，提出了通过修改保护启动元件消除零序环流影响的方法。这些改进方法在文献中都得到了仿真计算的有效验证。
横联差动保护同时利用了双回线的电气量，二次回路交叉、接线复杂、运行不灵活;当其中一回检修、停运，或者线路准三相运行方式下，该保护功能不再有效，需闭锁或者退出运行。
2.4 纵联零序保护
纵联零序保护是国内使用较为广泛的快速保护之一，但在同杆双回线间的互感会对保护整定和运行带来影响，而且，该保护不具备故障选相跳闸功能。文献[5]分析了一起局部同杆并架的线路中，相邻线路发生故障时，由于零序互感的影响，导致220 k V健全线路的纵联零序保护误动，该文献通过理论计算和仿真分析指出，双回线间强磁弱电的特性越明显，保护误动的可能性就越大，而且文献从增加负序闭锁功能、延长保护动作时间、提高零序停信门槛等方面的改进措施进行了探讨，指出如何实现纵向零序保护的可靠性、灵敏且快速性，还需展开研究。文献[5,19]还指出在不能有效解决零序功率方向保护的可靠性和灵敏度问题时，对重要的同杆并架线路，建议选择分相光纤纵差作线路的主保护。
将双回线作为整体，文献[20]通过六序分量法计算出同相和反相零序电流后，对所构成的零序功率方向继电器的性能及动作情况进行了分析，结合实际动模试验，发现同杆双回线在一些跨线故障的情况下，可能发生了零序功率方向继电器方向判断错误，导致保护拒动。
2.5 基于六序分量的保护
将双回线路的对称分量分解为同序量和反序量，即得到六序分量。六序故障分量仅在故障时存在，其幅值和相位关系独立于正常状态，保护安装处的序电压故障分量和对应的序电流故障分量之间的相位关系由保护装设处到系统中性点间的阻抗决定，不受短路点过渡电阻的影响，选相灵敏度较高[10]。由于基于六序分量的保护方法用到双回线各导线的电气信息，在接线复杂性、受运行方式影响的复杂性上的缺陷与横差保护类似，因此在线路单回运行、准三相运行和非全相运行时，保护必须退出[21]，因此，基于六序分量的保护仍处于理论研究阶段，尚未投入工程应用。
2.6 其它保护方案
此外，相关文献就自适应原理[22]、横差模电流的暂态能量[23]、电流行波[24]、基于同步相量测量[25]和相关分析[26]等方法研究了同杆双回线路各种新的保护方案和原理，但大多限于理论和仿真分析，暂无实际工程应用的报道。
3 同杆双回线路继电保护配置实例
目前我国已有一系列同杆双回线路投入运行，现结合相关文献对现有同杆双回线路保护的配置情况作分析探讨。
3.1 500 kV电压等级的双回线路保护配置实例
洪龙线路是我国第一条全线同杆并架的500 kV电压等级线路，连接四川洪沟变和龙王变，全长180 km[27]。受当时技术条件的限制，最初保护装置配置和通道的组织并未考虑同杆双回线路跨线故障的选相问题，主保护配置采用微机高频方向保护和高频距离保护构成的双重化配置形式。在该保护配置下，当发生异名跨线故障情况时，会导致双回线同时三相跳闸[27]，对电力输送效率和系统稳定带来影响。
为改善保护装置性能，四川省电力公司和南瑞继保公司针对洪龙线路研制了新的保护装置，由分相光纤纵差保护和以光纤为通道的纵联距离保护实现主保护的双重化，文献[28]通过RTDS仿真验证新的保护方案能够正确选相及跳闸，该工程的投运及相关研究对我国同杆双回线路保护配置起到了重要参考。另外，文献[28]指出了双回线运行方式对距离保护的影响，即在发生接地故障时，相邻线路的零序电流会对本线路的测量阻抗产生影响，随着双回线运行方式的不同，在线路末端发生单相接地故障时，相阻抗元件的测量值会发生很大变化。因此，定值整定需要考虑这些影响因素，相关的理论和工程应用研究有待进一步展开。
文献[29]介绍了浙江嘉兴-王店500 k V双回线路保护配置情况，通过在每回线配置两套电流差动保护来构成主保护的双重化。
3.2 330 kV电压等级同杆双回线路保护配置实例
文献[30]介绍的330 kV安康-南郊双回线路全长240 km，属于局部同杆并架线路，同杆架设部分占整体线路的65%，于上世纪90年代初期投入运行。按当时的技术条件，双回线采用快速方向和快速高频闭锁距离保护构成主保护的双重化。在该保护配置下，系统发生的各类故障，保护基本都能正确动作。但保护在实际运行中存在一些缺陷，首先，双回线合环时如果运行线路的功率较大，合环点电压相角差过大，合环后会导致快速方向保护误动;其次，当安康侧机组全停为弱电源侧时，快速方向保护的阻抗元件灵敏度不满足要求，会造成保护拒动和选相失败，文献建议，当条件允许时，同杆双回线路可考虑选用纵差保护方案。
文献[31]介绍的330 kV同杆双回线路的主保护优化配置中，青海桥头和黄家寨之间双回线路的双重化配置分别由分相式光纤电流差动和分相式距离纵联保护实现。
3.3 220 kV及以下等级同杆双回线路配置实例
文献[11]以某220 kV线路为例，介绍了一种同杆双回线路保护配置方案，主保护由分相电流差动和距离纵联构成双重化，文献指出这两套保护均能实现故障线路的分相跳闸功能。
文献[3]介绍了某220 kV双回线路配置双重化高频距离保护时，在Ⅰ回线发生相间短路，而导致Ⅱ回线高频距离保护误动的情况，本次保护的误动作情况可通过缩小距离阻抗整定值加以改进，以使非故障线路大电源侧所测量的接地阻抗值落于阻抗整定边界之外;另外，对该文献所述双回线路两侧电源零序阻抗和正序阻抗的特殊关系，在保护装置的软件设计上需要考虑高频距离保护和后备零序保护间的配合。
文献[4]介绍了一起110 kV平行双回线配置以光纤作通道的高频保护时，由于单相接地而导致两回线全部跳开的误动情况。事故原因是由于故障线路一次开关本身跳闸速度过慢时，导致并列运行的健全线路功率倒相，零序电流助增至超过Ⅰ段定值所致，可通过采用更高性能的断路器，同时通过软件修改以防止功率倒向对保护动作行为的影响等方法来解决保护的误动问题。
4 结语
结合本文对同杆双回线保护原理及工程应用的调研分析，可总结以下特点以及需要进一步开展的研究工作，供同行讨论与参考：
(1)分相(分线)电流差动具有良好的保护性能和故障选相能力，实际运行情况也一再表明，在通道条件允许的情况下，应该优先选用。
(2)出于保护双重化和后备保护的要求，目前尚需继续对受线间互感影响而复杂化的距离保护、零序保护等保护方案等开展更深入的量化研究，包括这些保护方案的合理配合。
(3)同杆双回线路保护的不正确动作情况主要是由于对线间互感情况下保护的整定计算缺乏更加量化的计算研究、保护装置本身以及所配置方案对双回线路复杂的系统结构和运行方式考虑不充分所致。
(4)在对同杆双回线路不同运行方式下继电保护配置的灵敏度及适应性问题、局部同杆并架线路的保护配置和整定[5]，以及不同电压等级同杆架设下的继电保护技术研究等问题都需要展开相应研究，目前，在现有文献中还鲜有报道。
继电保护原理 篇8
近几年来，故障录波器在电网中广泛使用，在电力系统发生故障时，保护和故障录波器均具备了以数据方式向电网调度中心传输故障信息的可能。继电保护及故障信息管理系统的提出，就是为了提高电网安全运行的调度系统信息化、智能化水平，在电网发生故障时，为调度提供实时故障信息，有效地快速恢复系统。
1 系统的概念和校验方法
在线校核是获取电力系统实时数据，对当前系统中各种继电保护定值的性能进行在线校验的过程。本文介绍的在线校核是将故障录波器采集的电力系统实时数据(包括系统拓扑结构、系统运行方式、保护配置定值等)转换后进行定值计算，将此定值与保护装置的经验定值进行比较，实时判别系统所有保护的性能，对保护定值进行校验，看其是否满足当前运行方式下所求的灵敏度，并同时对其进行在线整定。
2 系统的构成方案
2.1 系统要解决的问题
1)将变电站内微机保护、自动装置、故障录波器等输出的各种信息集中、分类处理，以满足调度中心对电网正常运行及故障情况下各种信息的需求。
2)在调度中心侧，具备保护设备管理及故障计算、整定计算、故障测距、录波数据分析等故障综合分析处理功能，实现继电保护运行、管理的网络化和自动化。
2.2 功能要求
1)系统应借助广域通信网络，采集、获取电网的实时运行信息，在线计算、校核保护装置的定值。在条件允许的情况下，可实现在线修改保护定值、选择保护装置的投停，以适应运行方式的要求，保证保护装置在各种运行方式下的选择性、可靠性和灵敏性。
2)优化整定值。系统应借助整定程序来优化电网各级保护装置的整定值，使整个电网的保护定值更加合理。
3)研究现场实时数据的传送方式。实现保护装置的自适应功能，需要范围广泛的大量现场实时数据支持，应根据继电保护装置的特点和当前电力系统通信技术的现状，研究、确定可靠获取和传送这些数据的方式。
4)利用GPS对各保护、自动装置，故障录波器等进行对时。
2.3 系统的结构
1)系统由多个子系统组成，形成一个完整的分层、分布式结构。系统主要负责监视、采集站内各保护装置、自动装置、直流系统以及故障录波器的运行状态、告警信息、动作信息和相应的故障录波数据，将获得的信息根据优先级别和不同的使用对象，经数据通道传输至当地监控系统、集控中心等主要站点。这个系统将采集来的信息根据其应用范围，进行转换。
2)保护管理机采用工控机组成，在物理连线上支持RS232,RS485，以太网等方式与保护装置、自动装置、录波器等相连，将各种设备的数据转换成统一的数据格式;对于非微机保护，可通过测控装置将非微机保护的节点信号收集到保护管理机中。
3)故障录波器对接收到的故障信息再进行数据转换，使其能够适应后面整定计算程序的需要;整定计算系统根据当前故障的运行方式以及测得的故障信息进行计算，对保护定值进行校验。
4)保护管理机利用接收到的GPS对时信号，对全站保护、自动装置、故障录波器进行广播对时，实现时间同步。
5)通信服务器完成主系统和下面各子系统之间的通信和数据交换功能，采用双机备用的方式。
3 系统的工作模式
在线校核系统工作于在线模式，可以作为电力系统运行状况实时检测的一部分。在线模式下，系统的状态参数为电力系统实时运行数据。系统实时实现保护定值的校验和结果发布，可以作为调度人员制定正常运行方案及故障发生时紧急处理的决策参考。
系统工作于在线模式时，有时因为某些节点发生故障或其他的一些原因，致使故障录波数据在某个时刻不完备，此时在线校核系统取用保护的经验值作为其定值。
给定的保护定值进行判断，确定所给保护定值的合理性，此功能可以实现整定计算工作中的定值校验功能，亦可作为整定计算工作人员的训练工具。
4 系统的关键技术
4.1 信息分类
电网发生故障时，如果所有的报警信息都不加区分地显示在调度人员面前，调度人员根本无法迅速对故障作出处理决策，必须按照自检信息、保护事件、故障报告、保护定值、模拟量、开关量、脉冲量、录波数据等信息类型，对搜集的数据进行合理分类。并应根据故障信息的类别而组成不同的信息表，使调度人员清晰地了解故障信息。
4.2 系统的主要应用模块
各应用模块的功能是否强大在很大程度上决定了继电保护系统的先进性。目前，针对本文的方法，已经在系统中实现了以下应用模块。
4.2.1 录波数据分析模块
该模块具有综合计算分析功能，可根据录波数据对故障时的模拟量等信息进行任意组合分析：对称分量分析可得到正、负、零序分量的大小和相位，并能逐点显示故障前后各分量电压、电流的变化量;谐波分析包括基波和各高次谐波的电压、电流、有功功率和无功功率的分析，可以分别显示各个波形，并计算各次谐波量的有效值、峰值以及瞬时值等;阻抗分析能求出阻抗，并画出阻抗矢量图;频率分析能显示和分析瞬时功率、平均功率、频率变化等波形。
4.2.2 短路计算模块
短路计算是继电保护整定计算和定值校核的基础，本模块能实现系统各种简单故障、任意复杂故障、各种特殊网络结构下的故障、直流系统各种典型故障及任意规模电网的故障计算。
4.2.3 整定计算和定值校核模块
整定计算模块能完成对电网、变电站所装设的继电保护设备的整定计算，整定计算过程结束后，可根据计算结果数据库扫描需要更改定值的保护装置，并自动生成定值通知单，定值通知单可以以Word文档或超文本格式输出。定值校核模块利用给定系统的运行数据(包括基本参数和状态参数)，校核线路保护定值是否能满足某些系统特定运行方式的需要，包括定值是否满足灵敏度和选择性的要求。
摘要：本文根据故障录波器测得的实时数据,提出了对定值进行在线校验的方法,对当前运行方式下的保护性能进行校核,提高系统运行的安全性,并对这种在线校核系统的构成方案、工作模式及关键技术等方面进行了探讨分析。
继电保护原理 篇9
1 电力系统继电保护概述
1.1 继电保护基本概念
在电力系统运行中, 由于外界因素和内部因素都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现, 常见的故障有:单相接地;三相接地;两相接地;相间短路;短路等。电力系统非正常运行状态有:过负荷, 过电压, 非全相运行, 振荡, 次同步谐振, 同步发电机短时异步运行等。电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时, 用于快速切除故障, 消除不正常状况的重要自动化技术和设备。
1.2 继电保护的工作原理
继电保护的工作原理, 是根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成, 电力系统发生故障后, 工频电气量变化的主要特征是: (1) 电流增大。短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。 (2) 电压降低。当发生相间短路和接地短路故障时, 系统各点的相间电压或相电压值下降, 且越靠近短路点, 电压越低。 (3) 电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角, 一般约为20°, 三相短路时, 电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的, 一般为60°~85°。 (4) 测量阻抗发生变化。测量阻抗即测量点 (保护安装处) 电压与电流之比值, 正常运行时, 测量阻抗为负荷阻抗;金属性短路时, 测量阻抗转变为线路阻抗, 故障后测量阻抗显著减小, 而阻抗角增大。利用短路故障时电气量的变化, 便可构成各种原理的继电保护。
1.3 继电保护在电力系统中的任务
电力系统元件发生故障时, 应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令, 使故障元件及时从电力系统中断开, 以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏, 降低对电力系统安全供电的影响;并满足电力系统的某些特定要求, 能够反应电气设备的不正常工作情况, 并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号, 以便值班人员进行处理, 将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。
1.4 继电保护装置必须具备的基本性能
继电保护装置必须具备的基本性能有: (1) 安全性:在不该动作时, 不误动; (2) 可靠性:在该动作时, 不拒动; (3) 速动性:能以最短时限将故障或异常从系统中切除或隔离; (4) 选择性:在自身整定的范围内切除故障, 保证最大限度地向无故障部分继续供电, 不越级跳闸; (5) 灵敏性:反映故障的能力, 通常以灵敏系数表示;不拒动不误动是关键。
2 继电保护发展历程
继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的, 最早的继电保护装置是熔断器。从20世纪50年代到90年代末, 在40余年的时间里, 继电保护完成了发展的4个阶段, 即从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置、到集成电路继电保护装置、再到微机继电保护装置。随着电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展, 智能化等先进技术相继在继电保护领域的研究应用, 继电保护技术向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展。电力系统发展迅速, 电网结构越来越复杂, 短路容量不断增大, 到20世纪产生了作用于断路器的电磁型继电保护装置。1928年电子器件已开始被应用于保护装置, 在50年代迅速发展。静态继电器有较高的灵敏度和动作速度、维护简单、寿命长、体积小、消耗功率小等优点, 但环境温度和外界干扰对继电保护的影响较大。1965年出现了应用计算机的数字式继电保护, 出现了单板机继电保护装置。到了21世纪由于计算机技术发展非常快, 微处理机和微型计算机的普遍应用, 极大地推动了数字式继电保护技术的开发, 大规模集成化数字式继电保护装置应用非常广泛。
3 电力系统继电保护的发展趋势
3.1 计算机化
随着计算机硬件的迅猛发展, 微机保护硬件也在不断发展。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一台PC机的功能。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, 尚需进行具体深入的研究。
3.2 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的技术支柱, 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的通信手段。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的电气量, 继电保护的作用主要是切除故障元件, 缩小事故影响范围。因为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, 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, 确保系统的安全稳定运行。
3.3 智能化
随着通信和信息技术的快速发展, 数字化技术及应用在各行各业的日益普及也为探索新的继电保护原理提供了条件, 智能电网中可利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控, 把获得的数据通过网络系统进行收集、整合和分析。利用这些信息可对运行状况进行监测, 实现对保护功能和保护定值的远程动态监控和修正。
结语
综上所述, 随着电力系统的发展和计算机技术、通信技术的进步, 继电保护技术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, 也开辟了技术创新的广阔天地。只有了解和掌握继电保护技术, 才能解决电力系统继电保护遇到的各类问题, 更好地保障电力系统的安全运行。
参考文献
[1]高亮.电力系统微机继电保护[M].北京:中国电力出版社, 2007.
[2]霍利民.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社, 2008.
继电保护原理 篇10
新企标发布以来, 我们结合湖南电网继电保护的实际情况, 对新、改、扩建工程中如何执行新企标的问题进行了大量的分析和讨论, 制定了相应的实施办法。从2009年开始, 按照新企标要求设计生产的“六统一”保护开始进入湖南200kV及以上电网运行。截至2008年底, 湖南电网220kV及以上电网继电保护装置中线路保护基本实现了微机化、双重化配置, 元件保护的微机化率也达到了90%以上, 且80%以上的微机母线保护均是2006年至2008年期间更换的。按照微机保护的12年使用年限计算, 这就意味着在今后相当长的时期内非“六统一”的微机母线保护与“六统一”的微机母线保护会同时存在, 这势必给断电保护运行维护、定值计算带来较大的困难。
下面从母线保护的基本原理入手, 比较分析非“六统一”微机母线保护和“六统一”保护在基本原理、功能配置、设计运行及定值整定等方面存在的差异, 以供交流。
1 母线保护的基本原理
微机母线保护装置一般设有母线差动保护、母联死区保护、母联失灵保护以及断路器失灵保护等功能, 在这一点上非“六统一”微机母线保护与“六统一”保护是一致的。而且在这些保护的基本原理方面也没有什么大的改变, 主要是在功能方面增加了以往非“六统一”微机母线保护忽略了的一点, 即“母线保护应能自动识别母联 (分段) 的充电状态, 合闸于死区故障时, 应瞬时跳母联 (分段) , 不应误切运行母线”。
1.1 母线差动保护原理
母线差动保护一般由启动元件、差动元件、抗饱和元件等构成。启动元件一般有和电流突变量启动元件、差电流启动、工频变化量突变量启动等。
母线差动保护的动作原理是建立在基尔霍夫电流定律的基础之上的。把母线视为一个节点, 在正常运行和外部故障时流入母线电流之和为零, 而内部短路时为总短路电流。这是理想的情况, 实际中因电流互感器有误差, 在外部短路时存在不平衡电流, 所以差动保护的启动电流必须躲过最大不平衡电流才能保证选择性。
差动回路包括母线大差回路和各段母线小差回路。大差是指除母联和分段开关外所有支路电流构成的差动回路。小差是指该段母线上所连接的所有支路 (包括母联和分段开关) 电流所构成的差动回路。大差作为小差的起动元件, 用以区分母线区内外故障, 小差为故障母线的选择元件。现有微机母差保护均采用比率制动电流差动算法, 其动作方程为:
启动元件:Id≥Idd动作元件:Id-K×If≥0
其中:
式中Id为某一时刻差动电流瞬时值, If为同一时刻制动电流瞬时值, K为比例制动系数, Idd为差动电流整定门坎。
如果大差和某段小差都满足上式的动作方程, 判为母线内部故障, 母线保护动作, 跳开故障母线上的所有断路器。当某个元件在倒闸过程中2条母线经刀闸双跨或投入“倒闸过程中”压板时, 双母线按单母方式运行, 此时不再进行故障母线的选择, 如果母线发生故障, 则将2条母线同时切除。母差保护在动作于故障母线跳闸时必须经相应的母线电压闭锁元件闭锁。
1.2 母联失灵及母联死区保护
当保护向母联发跳令后, 经整定延时母联电流仍然大于母联分段失灵电流定值时, 母联失灵保护分别经相应母线电压闭锁后切除相应母线上所有连接元件, 母联失灵保护由母差保护启动, 也可通过外部充电保护启动。“外部启动母联失灵”开入若保持10s不返回, 装置报“外部启动母联失灵长期启动”, 同时退出该启动功能。
若母联开关和母联TA之间发生故障, 断路器侧母线跳开后故障仍然存在, 正好处于TA侧母线小差的死区, 为提高保护动作速度, 专设了母联死区保护。装置的母联死区保护在差动保护发母线跳令后, 母联开关已跳开而母联TA仍有电流, 且大差比率差动元件及断路器侧小差比率差动元件不返回的情况下, 经动作延时150ms跳开另一条母线。为防止母联在跳位时发生死区故障将母线全切除, 当2条母线处于运行状态、母联分列运行压板投入且母联在跳位时母联电流不计入小差母联, TWJ为三相常开接点 (母联开关处跳闸位置时接点闭合) 串联。分段 (母联) TA电流不计入差动保护的情况, 简称为“封TA”。
1.3 断路器失灵保护
断路器失灵保护由各连接元件保护装置提供的保护跳闸接点启动。对于线路间隔, 当失灵保护检测到分相跳闸接点动作时, 若该支路的对应相电流大于有流定值门槛 (0.04In) , 且零序电流大于零序电流定值 (或负序电流大于负序电流定值) , 则经过失灵保护电压闭锁启动失灵保护;当失灵保护检测到三相跳闸接点均动作时, 若三相电流均大于三相失灵相电流定值且任一相电流工频变化量动作, 则经过失灵保护电压闭锁启动失灵保护。
对于主变间隔, 当失灵保护检测到失灵启动接点动作时, 若该支路的任一相电流大于三相失灵相电流定值, 或零序电流大于零序电流定值 (或负序电流大于负序电流定值) , 则经过失灵保护电压闭锁启动失灵保护。母差保护动作后启动主变断路器失灵功能, 采取内部逻辑实现, 在母差保护动作跳开主变所在支路同时, 启动该支路的断路器失灵保护。
失灵保护电压闭锁判据为:UΦ≤Usl;3U0≥U0sl;U2≥U2sl。
其中UΦ为相电压, 3U0为三倍零序电压, U2为负序相电压, Usl为相电压闭锁定值, U0sl和U2sl分别为零序、负序电压闭锁定值。以上3个判据任一动作时, 电压闭锁元件开放。
装置另设“主变解除失灵电压闭锁”与“线路解除失灵电压闭锁”开入。其中“主变解除失灵电压闭锁”为防止主变低压侧故障高压侧开关失灵时, 高压侧母线的电压闭锁灵敏度有可能不够的情况, 这种情况下可同时将主变另一付跳闸接点接至对应的“主变解除失灵电压闭锁”开入, 该接点动作时允许解除电压闭锁。
“线路解除失灵电压闭锁”开入则是为防止长距离输电线路发生远端故障时电压灵敏度不够的情况。这种情况下可将线路保护的另一付跳闸接点接至“线路解除失灵电压闭锁”开入, 该接点动作时允许解除电压闭锁。
失灵保护还为各主变支路提供了联跳主变其他各侧开关的功能。主变开关失灵情况下在跳开主变支路所在母线的同时, 联跳主变其他侧开关。
2 微机母线保护的整定计算原则与方法
在继电保护定值整定方面, “六统一”保护因更加规范的功能配置和设计, 在定值单方面也规定了标准格式, 与非“六统一”保护相比, 其定值单更加简洁、合理。最关键的是各厂家的定值单格式是一致的, 定值项、定值名称也都是一样的, 虽然有些定值项的含义稍微有点不同, 整定原则和方法上面会有些差异, 但相比非“六统一”的保护来说, 其整定工作的难度已大大降低。
2.1 母差保护的整定原则与方法
差动保护应保证在全电网最小运行方式下, 考虑该母线出线N-1或N-2轮断, 取被保护母线2相短路故障的短路电流效验灵敏度, 要求灵敏度大于1.5, 并尽可能躲过母线出线的最大负荷电流。母线充电保护正常不投入, 投入时闭锁母差, 整定值根据具体运行方式确定。有些地方投入时是不闭锁母差的, 已有相关文献对充电时可不闭锁母差这一观点进行了论证。
对于非“六统一”的保护, 其差动保护的电压闭锁按满足母线在各种故障条件下的灵敏度来整定, “六统一”母差保护中电压闭锁定值是不需要整定的, 均已在保护装置中固定, 低电压取70%额定相电压, 零序电压3U0固定取6V, 负序电压闭锁定值U2 (相电压) 固定取4V。
TA断线告警定值和TA断线闭锁定值按正常运行时流过母线保护的最大不平衡电流整定, 一般分别按0.05倍和0.1倍的二次额定电流整定。
母联失灵电流定值的整定, 原则上是按母线故障时流过母联或分段的最小故障电流来整定, 应考虑母差动作后系统变化对流经母联或分段断路器的故障电流影响。工程实际一般可按一次值300A整定。
母联分段失灵时间定值, 应大于母联或分段开关的最大跳闸灭弧时间。工程实际一般可整定为0.2～0.3s。
2.2 断路器失灵保护的整定原则与方法
在失灵保护方面变化是比较大的, 在新企标实施以前, 湖南电网220kV失灵保护是单独组屏的, 2套母线保护中的失灵保护是退出的。而新企标实施以后, 失灵保护不再单独组屏, 直接用2母线保护中的失灵保护, 失灵电流判据在母线保护中实现。目前湖南电网的实际做法是新站按新企标的做法, 老站仍配单独的失灵保护, 且失灵电流判据在各间隔 (线路和变压器) 的断路器保护中实现, 失灵保护中的电流判据实际上是不用的, 所以整定时要特别注意结合工程的实际情况。
对失灵相电流的整定:非“六统一”的保护中每个间隔的失灵电流是分开整定的, 而“六统一”的保护中所有间隔的失灵电流是共用的。对前者整定的时候应根据每个间隔的实际情况整定, 线路及主变支路的断路器失灵保护在电网小方式运行情况下, 考虑220kV母线的其余出线N-1轮断, 取被保护的线路末端或被保护的主变低压侧的最小单相接地故障相电流, 校验灵敏度, 要求灵敏度大于1.3, 并尽可能的躲过正常运行时的负荷电流。对后者的整定需兼顾各间隔, 保证各间隔均有灵敏度整定, 结合工程实际来说, 应各厂家的失灵启动判断逻辑稍有不同, 整定的时候应注意以下3个方面:
(1) RCS-915GA、SGB750、CSC-150中线路单元三相失灵和主变单元三相失灵共用此定值, 应保证母线上漏抗最大变压器低压侧和使用三相联动开关的线路末端三相短路故障时有1.3倍的灵敏度, 并尽可能躲过所有变压器支路最大负荷电流。系统变电站定值可取1.1倍变压器高压侧额定电流, 此定值一般都能保证变压器故障低压侧三相故障有灵敏度, 若灵敏度不足则按灵敏度整定。
(2) BP-2CS中只有主变单元三相失灵使用此定值, 定值一般可取母线上容量最大的变压器1.1倍额定电流, 按母线上漏抗最大的变压器发生低压侧三相短路校核灵敏度, 灵敏度不足1.3时按灵敏度整定。
(3) WMH-800A-B6R1中只有主变单元三相失灵使用此定值, 且使用了低功率因数判据, 故此定值可以完全按1.1倍变压器额定电流整定, 灵敏度不足时由低功率因数判据去启动失灵。
失灵保护电压闭锁按满足引出线在各种故障条件下的灵敏度来整定。失灵跳母联延时和失灵跳母线延时取相同值, 一般取0.3s。这一点与湖南电网以往的做法是不同, 以往是0.3s先跳母联, 0.5s后再跳母线。
2.3 整定注意事项
母差保护整定计算应注意以下几方面:保护版本, 基准变比的选取, TA变比、通道系数的整定, 压板、控制字的整定, 电压闭锁、接线方式、级差等的整定。
(1) 确定保护版本。
微机母线保护目前正处于“六统一”保护与非“六统一”保护共用的过渡阶段, 版本较多。不同的工程可能对保护提出一些特殊的要求, 目前, 湖南电网的基本情况是:对新建变电站从回路设计、功能配置等方面均采用新企标的规范, 保护装置采用均是标准的“六统一”保护;而对老变电站, 单独更换母线保护装置的情况时, 回路设计一般沿用老的设计做法, 而保护装置则采用“六统一”保护;还有一种情况就是回路设计和保护装置均是老的。
(2) 定值折算与基准变比选取的问题。
一般来说, 所有母差保护的差动定值均必须按基准变比折算, 但与母联相关的电流定值, 如母联失灵电流、母联充电、母联过流等定值的折算, 对非“六统一”的保护, 不同型号的保护有不同的规定:RCS-915、BP-2B、WMH-800、SGB750中要求所有电流定值均按基准变比折算;WMZ-41、CSC-150的母联失灵定值、母联充电等定值按实际变比折算。在“六统一”保护中所有电流定值均要按基准变比折算。
基准变比的选取也各不相同。RCS-915中选取与母线相连, TA变比为基准变比用得最多;而WMZ-41、WMH-800、BP-2B、CSC-150、SGB750中一般选取最大的TA变比为基准变比。但为保证精度, 一般均要求基准变比与最大或最小TA变比之比不要超过4倍, 如果出现倍数相差太大的情况, SGB750、CSC-150和RCS-915也可以取别的变比作基准变比。
(3) TA变比、通道系数整定。
所有母差保护中, 基准变比的通道系数均为1。通道系数有的母差不需要整定, 内部根据实际的TA变比自动折算。
值得注意的是, 未用元件 (备用间隔) TA的整定差别较大, WMH-800的2.1版本、CSC-150和RCS-915系列说明书中均已明确说明, 未用间隔的TA一次额定值设为0;WMH-800的2.0及以下版本却不能整定为0, 只能整定为最小值;而WMZ-41B中却规定未用TA通道系数设为1;SGB750未用TA的一次电流置0。
(4) 压板、控制字的整定。
WMZ-41系列、RCS-915系列、WMH-800系列、SGB750母差中的母联失灵保护包含在差动保护里面, 没有单独的控制字和或压板投退, BP-2B母差中母联失灵保护有单独的控制字和压板投退, 整定时要注意区分。
特别值得注意的是, 控制字与压板的关系问题, 有些保护如BP-2系列中母线互联控制字和保护屏上互联压板的关系是并联 (或) 的关系, 任一投入都会使母差进入互联状态。而RCS-915系列中压板与控制字一般都是串联 (与) 的关系, 只有两者均投入的情况下, 才能起作用。
(5) 电压闭锁元件。
新企标实施前, 湖南电网220kV电网母线保护要求复合电压闭锁装置必须串接在出口回路, 所以在非“六统一”的RCS-915母线保护上都配有专门的电压闭锁装置RCS-918A, 而不是采用RCS-915母线保护中带的电压闭锁 (逻辑上的) , 又因母线保护中的电压闭锁没有有效的方法退出, 造成2套定值都必须要整定一致。这种做法实际上带来了很多不便, 使现场二次回路的接线也更为复杂。WMZ-41、WMH-800、BP-2B和SGB750的电压闭锁元件是独立的, 可以串接在出口回路中, 电压定值和母差定值在一张定值清单上。新企标实施后, 已在母线保护上取消了RCS-918A装置。
整定电压定值要分清是相电压还是线电压, 除了非“六统一”的BP-2B中的低电压采用的是线电压外, 其他类型的母差保护均采用相电压。另外, 对负序电压, 目前大多数微机保护采用U2, 一般整定4V左右。但非“六统一”的WMH-800母线保护中的负序电压是3倍的U2, 计算时要注意乘以3。
(6) 接线方式方面。
目前, 湖南电网500kV变电站的220kV母线均为双母分段的接线方式。采用的主要针对双母单分段的主接线形式, RCS-915系列母差保护中, 母线1编号和母线3编号分别是分段后左边的短母线和右边的短母线的编号, 母线2编号是长母线的编号。非“六统一”的RCS-915母线保护中配的电压闭锁装置RCS-918A中有“投一母运行”、“投二母运行”2个控制字。一般双母线接线, 这2个控制字必须投入, 对双母单分段的接线方式一定要注意查看图纸中第三段母线的接线, 再决定是投入“投三母运行”还是“投四母运行”。
(7) 级差问题。
整定时一定要注意定值的级差, 有的是0.1, 有的是0.01, 等等, 避免现场整定时取不到相应的定值。
3 结束语
浅析继电保护故障处理 篇11
【关键词】继电保护；故障处理；建议；方法
0.前言
随着继电保护技术的不断进步，继电保护装置得到越来越广泛的应用是必然趋势。但继电保护故障会影响电力设备安全生产，这就要求继电保护工作者必须熟知继电保护的作用，平时既要注重用正确的方法维护继电保护装置，也要熟练的掌握继电保护常见的故障以及相应的处理方法。
1.继电保护装置的应用
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。
1.1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。
1.2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。
1.3母联保护
需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。
1.4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.继电保护发生故障原因
2.1软件版本问题
由于装置自身的质量或程序漏洞问题只有在现场运行过相当一段时间后才能发现。因此，继电保护人员在保护调试、检验、故障分析中发现的不正常或不可靠现象应及时向上级或厂商反馈情况。
2.2插件绝缘问题
微机保护装置的集成度高，布线紧密。长期运行后，由于静电作用使插件的接线焊点周围聚集大量静电尘埃，在外界条件允许时，两焊点之间形成了导电通道，从而引起装置故障或者事故的发生。
2.3抗干扰问题
微机保护的抗干扰性能较差，对讲机和其他无线通讯设备在保护屏附近的使用会导致一些逻辑元件误动作。现场尽可能避免操作干扰、冲击负荷干扰、直流回路接地干扰等问题的发生。
2.4电源问题
（1）逆变稳压电源问题。
（2）直流熔丝的配置问题。
（3）带直流电源操作插件。
2.5高频收发信机问题
在220kV线路保护运行中，属于收发信机问题仍然是造成纵联保护不正确动作的主要因素，主要问题是元器件损坏、抗干扰性能差等，出问题的收发信机基本上都包括了目前各制造厂生产的收发信机。
2.6 TA饱和问题
作为继电保护测量TA对二次系统的运行起关键作用，随着系统短路电流急剧增加，在中低压系统中电流互感器的饱和问题日益突出，已影响到继电保护装置动作的正确性。
2.7保护性能问题
保护性能问题主要包括两方面，即装置的功能和特性缺陷。有些保护装置在投入直流电源时出现误动；高频闭所保护存在频拍现象时会误动；有些微机保护的动态特性偏离静态特性很远也会导致动作结果的错误。
2.8定值问题
（1）整定计算的误差。
（2）人为整定错误。
（3）装置定值的漂移。
3.继电保护故障处理的建议
3.1运用正确的检查方法
3.1.1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。
3.1.2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。
3.1.3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，一级一级往前查找，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充分利用微机提供的故障信息，应按正确的步骤进行
（1）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。
（2）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。
4.继电保护故障处理方法
4.1逐项拆除法
将并联在一起的二次回路顺序脱开，然后再依次放回，一旦故障出现，就表明故障存在哪路。再在这一路内用同样方法查找更小的分支路，直至找到故障点。此法主要用于查直流接地，交流电源熔丝放不上等故障。
4.2直观法
处理一些无法用仪器逐点测试，或某一插件故障一时无备品更换，而又想将故障排除的情况。10kV开关拒分或拒合故障处理时，在操作命令下发后，观察到合闸接触器或跳闸线圈能动作，说明电气回路正常，故障存在机构内部。
4.3替换法
用好的或认为正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件，来判断它的好坏，可快速地缩小查找故障范围。这是处理综合自动化保护装置内部故障最常用方法。
4.4短接法
将回路某一段或一部分用短接线接入为短接，来判断故障是存在短接线范围内，还是其他地方，以此来缩小故障范围。此法主要用于电磁锁失灵、电流回路开路、切换继电器不动作、判断控制等转换开关的接点是否好。
4.5参照法
通过正常与非正常设备的技术参数对照，从不同处找出不正常设备的故障点。此法主要用于查认为接线错误，定值校验过程中发现测试值与预想值有较大出入又无法断定原因之类的故障。在进行回路改造和设备更换后二次接线不能正确恢复时，可参照同类设备接线。
5.结语
继电保护原理 篇12
1 继电保护技术的历史沿革
继电保护技术最早由英国、美国以及澳大利亚学者所倡导,于20 世纪60 年代中后期出现。开始的时候,有人率先提出采用小型计算机对电力网络实现继电保护功能,但是,当时的小型计算机造价居高不下,因此,难以切实大面积投入应用。虽然如此,这种思想仍然得到了相关部门的认可和重视,并且,相关继电保护理论计算方法和程序结构的分析和研究也自此展开。到了20 世纪70 年代,计算机相关技术开始飞速发展,大型集成电路日趋成熟,一方面体积不断减小,另一方面造价也越来越低,并且可靠性和运算能力也得到极大提升。这种状况推动着相应的微处理器开始走入电力工作领域,并且诸多实用性质的继电保护模型也都在这个时期涌现。在随后的80 年代中,某些样板地区开始出现继电保护系统的应用试验,在90 年代得到进一步的发展。就我国的继电保护应用和研究而言,由于受到经济发展速度的制约,在初期明显落后于国外先进技术。20 世纪70 年代末期开始,我国的继电保护研究才开始起步,当时以高等院校和国家科研部门牵头,主要是采取了对外国先进技术积极引入和分析学习作为辅助背景,加强适合我国的继电保护技术研发的总体发展方向。1984 年,原华北电力学院研制出的输电线路微机保护装置被视为这一领域发展重要的里程碑,也成为我国自90 年代开始开启计算机继电保护新阶段的重要启示性标志。与此同时,东南大学的发电机失磁保护、华中理工大学研制的发电机保护和发电机- 变压器组保护则更多关注主设备保护方面技术,分别于1989 年、1994 年通过鉴定。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置、天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的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的正序故障分量方向高频保护等技术,则在1991 年、1993 年以及1996 年先后通过鉴定并且投入使用。在诸多技术的推动和应用下,我国的继电保护研发以及应用工作进入了微机时代。
2 信息时代下继电保护系统的技术特征
2.1 自适应控制技术的应用
自适应技术于20 世纪80 年代出现,并不存在相对一致的定义,但是可以理解成为是依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技术,这是一种基于环境的权变保护技术。由于自适应技术能够识别具体的故障状况,因此,其展开的对应保护动作会更具备有效性,对于电力网络的保护作用也有所增强,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,对于切实保护电力网络的健康和安全,并且提高其综合经济因素意义重大。
2.2 人工智能技术的深入应用
人工智能技术本身是一个技术簇,包括诸如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在内的多项技术,通常以技术库技术作为主要的支撑力量加以实现。人工智能最大的应用特征在于能够实现自组织和自学习,并且在信息的深入处理方面有着极强的能力,这些技术的最大应用特征在于能够有效实现零散数据环境中的深度信息,帮助实现基于更全面信息的决策有着积极意义。同时,人工智能还能够进一步分散数据中心的职能,在实现继电保护的同时扩展相应职能,强化实时和有效告警等附加功能。在数据处理和分析方面,能够支持更大范围内的数据分析,包括横纵向数据对比在内的多个层面数据分析,更深一步发现存在于电力系统的潜藏问题,对于提升电力系统的技术功能有着积极的意义。
2.3 变电站综合自动化的应用趋势