前言：中文期刊網精心挑選了繼電保護基本原理及應用范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
繼電保護基本原理及應用范文1
Abstract: With the development of power system protection technology, power technology continues to develop with innovation. This paper reviews several stages of development of the mechanical and electrical technology and describes technological innovations details of relay, which provides a theoretical basis for future progress.
關鍵詞：電力系統；繼電保護；技術創新
Key words: power system; relay protection; technology innovation
中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2010）36-0198-01
1繼電保護技術的發展史
隨著電力系統的出現，繼電保護技術就相伴而生。以數字式計算機為基礎而構成的繼電保護起源于20世紀60年代中后期。我國從20世紀70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究，高等院校和科研院所起著先導的作用。
從繼電保護的基本原理上看，到21世紀20年代末普遍應用的繼電保護原理基本上都已建立，迄今在保護原理方面沒有出現突破性發展。從實現保護裝置的硬件看，從1901年出現的感應型繼電器至今大體上經歷了機電式、整流式、晶體管式、集成電路式、微型計算機式等發展階段?？v觀繼電保護將近100年的技術發展史可以看出，雖然繼電保護的基本原理早已提出，但它總是根據電力系統發展的需要，不斷地從相關的科學技術中取得的最新成果中發展和完善自身。
2繼電保護技術創新
2.1 機電技術網絡化創新在計算機領域，發展速度最快的當屬計算機硬件，按照著名的摩爾定律，芯片上的集成度每隔18～24個月翻一番。其結果是不僅計算機硬件的性能成倍增加，價格也在迅速降低。微處理機的發展主要體現在單片化及相關功能的極大增強，片內硬件資源得到很大擴充，單片機DSP芯片二者技術上的融合，運算能力的顯著提高以及嵌入式網絡通信芯片的出現及應用等方面。這些發展使硬件設計更加方便，高性價比使冗余設計成為可能，為實現靈活化、高可靠性和模塊化的通用軟硬件平臺創造了條件。硬件技術的不斷更新，使微機保護對技術升級的開放性有了迫切要求。網絡特別是現場總線的發展及其在實時控制系統中的成功應用充分說明，網絡是模塊化分布式系統中相互聯系和通信的理想方式。如基于網絡技術的集中式微機保護，大量的傳統導線將被光纖取代，傳統的繁瑣調試維護工作將轉變為檢查網絡通信是否正常，這是繼電保護發展的必然趨勢。微機保護設計網絡化，將為繼電保護的設計和發展帶來一種全新的理念和創新，它會大大簡化硬件設計、增強硬件的可靠性，使裝置真正具有了局部或整體升級的可能。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（這是首要任務），還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信息的數據，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作，實現微機保護裝置的網絡化。
2.2 機電技術智能化創新進入20世紀90年代以來，人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等在電力系統各個領域都得到了應用，電力系統保護領域內的一些研究工作也轉向人工智能的研究。專家系統、人工神經網絡（ANN）和模糊控制理論逐步應用于電力系統繼電保護中，為繼電保護的發展注入了活力。人工神經網絡（ANN）具有分布式存儲信息、并行處理、自組織、自學習等特點，其應用研究發展十分迅速，目前主要集中在人工智能、信息處理、自動控制和非線性優化等問題。近年來，電力系統繼電保護領域內出現了用人工神經網絡（ANN）來實現故障類型的判別、故障距離的測定、方向保護、主設備保護等。例如在輸電線兩側系統電勢角度擺開情況下發生經過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護很難正確作出故障位置的判別，從而造成誤動或拒動；如果用神經網絡方法，經過大量故障樣本的訓練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規劃等也都有其獨特的求解復雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結合可使求解速度更快。可以預見，人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用，以解決用常規方法難以解決的問題。
2.3 繼電保護中自適應控制技術創新自適應繼電保護的概念始于20世紀80年代，它可定義為能根據電力系統運行方式和故障狀態的變化而實時改變保護性能、特性或定值的新型繼電保護。自適應繼電保護的基本思想是使保護能盡可能地適應電力系統的各種變化，進一步改善保護的性能。這種新型保護原理的出現引起了人們的極大關注和興趣，是微機保護具有生命力和不斷發展的重要內容。自適應繼電保護具有改善系統的響應、增強可靠性和提高經濟效益等優點，在輸電線路的距離保護、變壓器保護、發電機保護、自動重合閘等領域內有著廣泛的應用前景。針對電力系統頻率變化的影響、單相接地短路時過渡電阻的影響、電力系統振蕩的影響以及故障發展問題，采用自適應控制技術，從而提高保護的性能。對自適應保護原理的研究已經過很長的時間，也取得了一定的成果，但要真正實現保護對系統運行方式和故障狀態的自適應，必須獲得更多的系統運行和故障信息，只有實現保護的計算機網絡化，才能做到這一點。
2.4 繼電保護中自動化技術創新現代計算機技術、通信技術和網絡技術為改變變電站目前監視、控制、保護和計量裝置及系統分割的狀態提供了優化組合和系統集成的技術基礎。高壓、超高壓變電站正面臨著一場技術創新。實現繼電保護和綜合自動化的緊密結合，它表現在集成與資源共享、遠方控制與信息共享。以遠方終端單元（RTU）、微機保護裝置為核心，將變電所的控制、信號、測量、計費等回路納入計算機系統，取代傳統的控制保護屏，能夠降低變電所的占地面積和設備投資，提高二次系統的可靠性。綜合自動化技術相對于常規變電所二次系統，主要有以下特點：①設備、操作、監視微機化；②通信局域網絡化、光纜化；③運行管理智能化。
參考文獻：
[1]楊奇遜.微型機繼電保護基礎[M].北京：水利電力出版社，2008.
[2]張宇輝.電力系統微型計算機繼電保護[M].北京：中國電力出版社，2000.
[3]葛耀中.自適應繼電保護及其前景展望[J].電力系統自動化，2007，21（9）：42-46.
[4]吳斌，劉沛，陳德樹.繼電保護中的人工智能及其應用[J].電力系統自動化，2005（4）．
[5]楊曉敏.電力系統繼電保護原理及應用[M].北京：中國電力出版社，2006.
繼電保護基本原理及應用范文2
關鍵詞：電力系統 繼電保護 運用
中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（a）-0115-01
近年來，電力作為我國主要能源，極大地推動了我國社會經濟的發展，提高了我國人民的生活水平。國民經濟的發展離不開電力系統的安全，而電力系統的安全就不得不依靠繼電保護技術的不斷發展。繼電保護技術在電力系統中有其獨特的運用特性，再結合電子和計算機通信技術的應用，其發展顯得越發地具有活力。
1 繼電保護技術的運用特性
1.1 繼電保護技術的智能化
現代的繼電保護技術越來越具有人工智能化的特性。智能化的繼電保護技術一方面能夠為電力系統的管理節約資源；另一方面還能夠為其它技術的運用和發展提供更廣闊的空間。智能化技術使得繼電保護技術更具科學性和合理性。
智能化技術讓繼電保護技術在電力保護中實現了自動化。模擬人工神經網絡技術（ANN）在繼電保護設備中的應用更進一步推動了繼電保護技術在智能化上的發展。智能化的繼電保護技術與人工相比，在排除電力故障上有著極大的優越性，能夠在很短的時間之內對電力故障進行檢測、分析原因，進而排除故障，大大加強了故障排除和電力運輸的效率。
1.2 繼電保護技術的網絡化
繼電保護技術與計算機網絡的發展緊密相關。計算機網絡技術不僅能給繼電保護技術提供檢查操作的直觀空間，還能夠為繼電保護技術的發展提供廣泛的技術支持和技術保障。在對電力系統安全的保護中，繼電保護技術必須依賴計算機網絡數據模擬生成系統對數據的采集和分析，從而檢測出故障發生的原因，及時而準確地發出警報。
繼電保護技術網絡化的發展，一方面可以通過計算機網絡數據模擬系統綜合分析可能產生的故障；另一方面還可以準確及時地反映出故障產生的原因和故障發生的具體地方，以便讓工作人員及時地排除故障。
2 繼電保護技術的配置和運用
2.1 繼電保護裝置的作用
繼電保護裝置在供電系統中具有極其重要的作用，在電力系統發生故障時，必須要通過保護裝置將故障及時排除，以防發生更大的故障。當電力設備處于具有危害性的不正常的工作狀態時，保護裝置必須及時發出警報信號報知給工作人員，以便其及時消除不正常的工作狀態，防止電力設備和元器件發生損害，從而導致電力事故的發生。
2.2 繼電保護裝置的基本原理
電力系統發生短路故障以后，電流會驟增，電壓會驟降，電路測量阻抗會減小，電流和電壓之間的相位角會發生變化，這些參數的變化能構成原理不同的繼電保護，比如電流增大會構成過電流、電流阻斷保護；電壓降低會構成低電壓保護。
2.3 繼電保護裝置的運用
工廠和企業的高壓供電系統和變電站都會運用到繼電保護裝置。在高壓供電系統分母線繼電保護的應用中，分段母線不并列運行時裝設的是電流速斷保護和過電流保護，但是在斷路器合閘的瞬間才會投入，合閘后就會自動解除。配電所的負荷等級如果較低，就可以不裝設保護裝置。變電站常見的繼電保護裝置有線路保護、母聯保護、電容器保護、主變保護等。
（1）線路保護，通常采用二段式或者三段式的電流保護。其中一段是電流速斷保護，二段是限時電流速斷保護，三段是過電流保護。
（2）母聯保護，限時電流保護裝置聯同過電流保護裝置一起裝設。
（3）電容器保護，包括過流保護、過壓保護、零序電壓保護和失壓保護。
（4）主變保護，包括主保護（重瓦斯保護、差動保護），后備保護（復合電壓過負荷保護、過流保護）
繼電保護技術在目前已經得到飛速的發展，各種各樣的微機保護裝置正逐漸被投入使用，微機保護裝置是有各種不同，但是其基本原理和目的都是一樣的。
3 繼電保護裝置的維護
3.1 繼電保護裝置的抗干擾
繼電保護的抗干擾包括硬件抗干擾和軟件抗干擾兩種。
（1）硬件抗干擾，即結合屏蔽和隔離來消除干擾。屏蔽主要有電磁屏蔽、鐵質保護柜屏蔽等。隔離既可以讓保護裝置與現場保持信號的聯系，又讓它們不直接地發生電聯系。
（2）軟件抗干擾，在直流和交流電入口接入RC濾波器，在芯片的電源和零序之間加上抗干擾的電容等。
對外部的二次回路的設計必須采取抗干擾的措施，如降低干擾對象和干擾源之間的電感和耦合電容；降低附近電氣值；降低對信號的屏蔽層的阻抗值等。如果干擾導致了輸入的采樣值出錯，必須在干擾脈沖過去了以后，重新輸入采樣值。
3.2 繼電保護裝置的故障與和維護
3.2.1 繼電保護裝置故障的發生原因
（1）電源問題。如果電源輸出的功率不足，就會造成輸出的電壓下降，導致比較電路基準值發生變化，充電電路的時間變短。
（2）集成度高，布線緊密。插件接線焊口的周圍在長期運行以后，在靜電作用下會聚集大量的靜電塵埃，造成兩個焊點之間形成導電通道，導致繼電保護故障的發生。
3.2.2 繼電保護裝置的維護
（1）工作人員記錄好各儀表的運行狀況，加強對繼電保護裝置的巡查，及時查出繼電保護裝置事故原因，并做好記錄。
（2）嚴格遵守電力行業安全規定，建立崗位的責任制，，使得人人有崗，時刻與帶電的設備保持安全的距離。
（3）對繼電保護裝置作定時檢修，檢查各二次設備元件標志和名稱是否齊全；信號的指標是否正常；各按鈕是否有效；接點的接觸是否有足夠的壓力；斷路器是否正常等。
4 結語
繼電保護技術在電力行業中的應用對于電力的安全輸送起著至關重要的作用。在電力系統和計算機通信技術高速發展的今天，繼電保護技術越來越向計算機化，網絡化、智能化發展，這對繼電保護工作者來說是一項新的挑戰。繼電保護技術的作用是及時檢測出電力故障，并采取措施排除故障，在高壓輸電系統和變電站都得到廣泛運用。電力系統工作人員必須定時對繼電保護裝置進行巡視和維護，保證繼電保護裝置的正常運行，避免繼電保護裝置發生故障，從而失去保護電力輸送的作用。
參考文獻
[1] 袁超，吳剛，曾祥君，等.分布式發電系統繼電保護技術[J].電力系統保護與控制，2009，37（2）：99-105.
繼電保護基本原理及應用范文3
關鍵詞：電力系統 ，自動化繼電保護裝置， 測試系統 ，IEC61850
中圖分類號：F407.61文獻標識碼：A 文章編號：
Abstract: this article briefly introduc relay protection test device, the types of stage of development and testing; the basic principle of Key research analysis the IEC61850 standard automation relay protection device testing technology, including and traditional testing technology, set up the method and the difference of unified modeling of the relay protection test device of a method.
Key words: electric power system, automatic relay protection devices, test system, IEC61850
電力自動化系統的發展在很大程度上受繼電保護裝置技術的制約[1]，因而加快繼電保護裝置技術的發展是十分迫切和必要的，然而繼電保護裝置的發展離不開測試技術的進步。繼電保護測試就是進行繼電保護試驗和測量繼電保護的特性參數[2]，在保證電力系統安全可靠運行方面起著重要作用。本文針對繼電保護測試技術的發展，介紹了繼電保護測試裝置的基本原理，并研究分析了自動化繼電保護裝置的測試技術特點。
1繼電保護測試裝置的類型和發展階段
1.1 繼電保護測試裝置的類型[3]
第一種類型由功能強大的仿真軟件包和先進的實時數字仿真器件組成，主要模擬電力系統的電磁暫態過程。其特點是硬件結構復雜，電力系統元件模型庫較齊全，應用面廣，但價格昂貴。比較典型的有法國DTNA數字暫態網絡分析儀、西門子NETOMA電力系統仿真軟件包等。
第二種類型是針對某一類專門用途而設計的測試系統，具有結構簡單，便于攜帶，價格較便宜的特點。
1.2繼電保護測試裝置的發展階段[2,3,4]
第一代微機型繼電保護試驗儀，以單片機為智能控制器，計算速度較慢，精度較差。
第二代微機型繼電保護試驗儀，以PC機（筆記本電腦）做為智能控制器，采用DOS操作系統，具有較強的計算功能，精度能達到0.5級。
第三代微機型繼電保護試驗儀，以PC機和串口為硬件基礎；軟件采用Windows界面，界面友好；功能模塊化，具有可擴展電壓、電流插件，能實現連續變頻。
第四代微機型繼電保護試驗儀，充分利用網絡技術和數據庫技術，具有良好的技術支持、方便的用戶服務及靈活的硬件擴展特點；性能高、精度高，能實現實時仿真，可自動生成試驗報告，具有輔助專家功能等。
2 繼電保護測試裝置的基本原理[3,4]
繼電保護測試裝置一般由主機（下位機）、計算機（上位機）及輔助設備組成。
主機將標準的電流、電壓信號經過內部處理轉化成所設定測試條件下的電流、電壓信號，加載到被試驗的繼電保護裝置上，檢測其邏輯功能和動作特性，并且根據國際、國家標準（GB/T 7261-2008《繼電保護和安全自動裝置基本試驗方法》）對測試結果進行標定和評價。
繼電保護測試裝置的試驗方式分手動和自動試驗兩種。手動試驗可以通過主機上的手動控制開關，使變量按設置的步長進行增減，也可以通過計算機上的鼠標和鍵盤上的功能鍵來完成變量的遞增或遞減。自動試驗是通過計算機的軟件，將試驗項目全部試驗過程中所有參數變化的要求進行編程，自動完成產品的試驗。
3 自動化繼電保護裝置測試技術的研究分析
3.1數字化繼電保護裝置與傳統繼電保護裝置的差別[5,6]
隨著IEC61850規約的推廣和智能電氣設備的發展，電氣系統自動化繼電保護技術進入了新的數字化階段。符合IEC61850標準的數字化保護裝置與傳統的繼電保護裝置在結構上有著相當大的差別，其差別體現在以下幾個方面：
⒈硬件差別。傳統保護由模擬量輸入接口單元、開關量輸入輸出接口、數據處理單元、人機接口、通信接口等組成。采用IEC61850標準的保護則由光接口單元、中央處理單元、開入開出單元、人機接口和通信接口等組成。
2.產品檢測方式的不同。⑴裝置測量準確度方面。傳統方式通過PT/CT交流采樣，而IEC61850的方式是接收過程層送來的數字信號——光PT/CT或者電子式PT/CT。⑵SOE分辨率試驗。傳統方式的考核對象是繼電保護裝置。IEC61850方式的考核對象是過程層數字模塊。
3.時間同步性。IEC61850要求測試系統的各個單體光數字轉換裝置、數字保護設備等之間信號的傳輸必須滿足同步性要求。傳統模式沒有要求一定同步。
4.實時性要求。IEC61850要求閉環仿真測試系統各個環節滿足實時性要求。傳統模式沒有這種要求。
由于IEC61850標準的數字化保護裝置與傳統的繼電保護裝置在結構上的巨大差別，傳統的測試技術不能用于IEC61850標準的數字化保護裝置。
3.2數字化繼電保護測試系統的搭建方法[6,7]
數字化繼電保護對測試系統的基本要求有3點：⑴能夠輸出基于IEC 61850-9標準的采樣值報文，并且能夠模擬電力系統的各種故障，故障參數可以設置；⑵能夠發送GOOSE報文給被測裝置，模擬變電位置信息、閉鎖信號等各種開入量信息；⑶能夠接收被測裝置發送的GOOSE報文并正確解析，給出GOOSE報文攜帶的信息。
下面是數字化繼電保護測試系統的搭建示意圖。
圖1 數字化繼電保護測試系統的搭建示意圖
在數字化繼電保護測試系統中必須有光速據轉化裝置（合并裝置）將模擬信號轉化為GOOSE報文傳送給被測繼電保護裝置，同時接收被測繼電保護裝置發出的GOOSE動作信號并解析為開關模擬量信號．并反饋至繼電保護測試儀，以此形成數字繼電保護裝置的閉環測試系統。
3.3統一建模的繼電保護測試裝置[8-10]
電力系統日趨復雜化和智能化，微機型智能繼電保護測控裝置的種類也日趨多樣化。元件保護，線路保護，輔助保護，智能配網終端及用于測量控制的各類測控裝置層出不窮。在這種情況下需要提供統一的整機自動測試平臺。圖2是統一建模的繼電保護測試裝置示意圖。
圖2 統一建模的繼電保護測試裝置示意圖
統一建模的系統要求：⑴測試儀必須具有全自動，全閉環校驗的能力；⑵測試儀本身需要具有數據通訊的能力，可以接收命令和執行命令，并接受上位機的控制。
用一臺主機同時控制多臺測試儀一起工作。每一臺測試儀調試一臺保護裝置，測試結束后，各臺測試儀通過數據通信，將測試結果上送到主機，形成歷史文檔。如果和保護測控裝置的條形碼識別系統結合，其歷史記錄將更加完整。采用這樣的調試方式，可以最大限度的減少調試人員的工作量，實現對大批量測試對象的測試。中央控制PC機在開始調試之前對每臺測試儀進行單獨的遠程配置，并將測試方案導入到相應的測試儀中，設置測試標準；在調試過程中，對多臺測試儀的調試過程進行集中監控管理；調試結束后，對每臺被測試儀完成調試報告并且存入數據庫。所以，在整機調試線上，只要有一位管理員控制中央控制PC機，即可同時對多臺裝置進行全自動調試。
開發這樣的系統主要在于開發繼電保護測試裝置各類I/O接口插件和整機測試模型組態軟件?；跀底只^電保護裝置的硬件架構實現這樣的系統并不困難，關鍵是整機測試模型組態軟件的開發。圖3是軟件測試流程圖。
圖3測試流程圖
軟件系統可以使用三層體系結構：⑴界面層。界面層上按照用戶使用的位置不同分為遠程界面部分和現場界面部分，分別對應于遠程工作站和現場控制上位機。⑵邏輯層。邏輯層中包含了所有本系統的核心模塊，每個模塊都是按面向對象的程序設計思想對其功能進行封裝，被上層的界面層的操作來調用，其結果返回給界面或是存入數據庫中。⑶數據層。數據層即數據庫存儲部分，可以用系統自帶的單機型數據庫，也可使用聯機數據庫。
4 結論
自動化繼電保護裝置在電網中的應用越來越普遍，對該裝置的安裝校驗和定期檢驗日益成為一項繁重的工作，研究和采用新的適應當前和今后繼電保護裝置的測試系統的方法十分重要，也具有很好的現實意義。
參考文獻：
[1] 姚曉松. 對電力系統繼電保護自動化發展的論述[J]. 大科技：科技天地，2011（12）.
[2] 王大鵬. 電力系統繼電保護測試技術[M]. 北京：中國電力出版社，2006.
[3] 孔林. 基于雙工控機的微機繼電保護測試儀研究與實現[D]. 武漢：華中科技大學，2009.
[4] 楊利水. 繼電保護及自動裝置檢驗與調試[M]. 北京：中國電力出版社，2008.
[5] 姚致清. 繼電保護測試發展方向的思考[J]. 繼電器，2008,36(11).
[6] 李先妹等. 數字化變電站繼電保護測試技術的分析研究[J]. 電力系統保護與控制，2012,40(3).
[7] 李曉朋等. 基于IEC 61850的數字化繼電保護GOOSE功能測試[J]. 繼電器，2008,36(7).
[8] 王治國等. 基于統一建模的繼電保護測試裝置開發研究[J]. 電力系統保護與控制，2010,38(19).
[9] 周森等. 研制新一代繼電保護測試儀需要考慮的幾個問題[R]. 第十屆全國保護和控制學術研討會，2005.
繼電保護基本原理及應用范文4
配電自動化技術是服務于城鄉配電網改造建設的重要技術，配電自動化包括饋線自動化和配電管理系統，通信技術是配電自動化的關鍵。目前，我國配電自動化進行了較多試點，由配電主站、子站和饋線終端構成的三層結構已得到普遍認可，光纖通信作為主干網的通信方式也得到共識。饋線自動化的實現也完全能夠建立在光纖通信的基礎上，這使得饋線終端能夠快速地彼此通信，共同實現具有更高性能的饋線自動化功能。
二。配電網饋線保護的技術現狀
電力系統由發電、輸電和配電三部分組成。發電環節的保護集中在元件保護，其主要目的是確保發電廠發生電氣故障時將設備的損失降為最小。輸電網的保護集中在輸電線路的保護，其首要目的是維護電網的穩定。配電環節的保護集中在饋線保護上，配電網不存在穩定問題，一般認為饋線故障的切除并不嚴格要求是快速的。不同的配電網對負荷供電可靠性和供電質量要求不同。許多配電網僅是考慮線路故障對售電量的影響及配電設備壽命的影響，尚未將配電網故障對電力負荷（用戶）的負面影響作為配電網保護的目的。
隨著我國經濟的發展，電力用戶用電的依賴性越來越強，供電可靠性和供電電能質量成為配電網的工作重點，而配電網饋線保護的主要作用也成為提高供電可靠性和提高電能質量，具體包括饋線故障切除、故障隔離和恢復供電。具體實現方式有以下幾種：
2.1傳統的電流保護
過電流保護是最基本的繼電保護之一?？紤]到經濟原因，配電網饋線保護廣泛采用電流保護。配電線路一般很短，由于配電網不存在穩定問題，為了確保電流保護動作的選擇性，采用時間配合的方式實現全線路的保護。常用的方式有反時限電流保護和三段電流保護，其中反時限電流保護的時間配合特性又分為標準反時限、非常反時限、極端反時限和超反時限，參見式（1）、（2）、（3）和（4）。這類保護整定方便、配合靈活、價格便宜，同時可以包含低電壓閉鎖或方向閉鎖，以提高可靠性；增加重合閘功能、低周減載功能和小電流接地選線功能。
電流保護實現配電網保護的前提是將整條饋線視為一個單元。當饋線故障時，將整條線路切掉，并不考慮對非故障區域的恢復供電，這些不利于提高供電可靠性。另一方面，由于依賴時間延時實現保護的選擇性，導致某些故障的切除時間偏長，影響設備壽命。
2.2重合器方式的饋線保護
實現饋線分段、增加電源點是提高供電可靠性的基礎。重合器保護是將饋線故障自動限制在一個區段內的有效方式「參考文獻。參見圖1，重合器R位于線路首端，該饋線由A、B、C三個分段器分為四段。當AB區段內發生故障F1，重合器R動作切除故障，此后，A、B、C分段器失壓后自動斷開，重合器R經延時后重合，分段器A電壓恢復后延時合閘。同樣，分段器B電壓恢復后延時合閘。當B合閘于故障后，重合器R再次跳開，當重合器第二次重合后，分段器A將再次合閘，此后B將自動閉鎖在分閘位置，從而實現故障切除、故障隔離及對非故障段的恢復供電。
目前在我國城鄉電網改造中仍有大量重合器得到應用，這種簡單而有效的方式能夠提高供電可靠性，相對于傳統的電流保護有較大的優勢。該方案的缺點是故障隔離的時間較長，多次重合對相關的負荷有一定影響。
2.3基于饋線自動化的饋線保護
配電自動化包括饋線自動化和配電管理系統，其中饋線自動化實現對饋線信息的采集和控制，同時也實現了饋線保護。饋線自動化的核心是通信，以通信為基礎可以實現配電網全局性的數據采集與控制，從而實現配電SCADA、配電高級應用（PAS）。同時以地理信息系統（GIS）為平臺實現了配電網的設備管理、圖資管理，而SCADA、GIS和PAS的一體化則促使配電自動化成為提供配電網保護與監控、配電網管理的全方位自動化運行管理系統。參見圖2所示系統，這種饋線自動化的基本原理如下：當在開關S1和開關S2之間發生故障（非單相接地），線路出口保護使斷路器B1動作，將故障線路切除，裝設在S1處的FTU檢測到故障電流而裝設在開關S2處的FTU沒有故障電流流過，此時自動化系統將確認該故障發生在S1與S2之間，遙控跳開S1和S2實現故障隔離并遙控合上線路出口的斷路器，最后合上聯絡開關S3完成向非故障區域的恢復供電。
這種基于通信的饋線自動化方案以集中控制為核心，綜合了電流保護、RTU遙控及重合閘的多種方式，能夠快速切除故障，在幾秒到幾十秒的時間內實現故障隔離，在幾十秒到幾分鐘內實現恢復供電。該方案是目前配網自動化的主流方案，能夠將饋線保護集成于一體化的配電網監控系統中，從故障切除、故障隔離、恢復供電方面都有效地提高了供電可靠性。同時，在整個配電自動化中，可以加裝電能質量監測和補償裝置，從而在全局上實現改善電能質量的控制。
三。饋線保護的發展趨勢
目前，配電自動化中的饋線自動化較好地實現了饋線保護功能。但是隨著配電自動化技術的發展及實踐，對配電網保護的目的也要悄然發生變化。最初的配電網保護是以低成本的電流保護切除饋線故障，隨著對供電可靠性要求的提高，又出現以低成本的重合器方式實現故障隔離、恢復供電，隨著配電自動化的實施，饋線保護體現為基于遠方通信的集中控制式的饋線自動化方式。在配電自動化的基礎上，配電網通信得到充分重視，成本自動化的核心。目前國內的主流通信方式是光纖通信，具體分為光纖環網和光纖以太網。建立在光纖通信基礎上的饋線保護的實現由以下三部分組成：
1）電流保護切除故障；
2）集中式的配電主站或子站遙控FTU實現故障隔離；
3）集中式的配電主站或子站遙控FTU實現向非故障區域的恢復供電。
這種實現方式實質上是在自動裝置無選擇性動作后的恢復供電。如果能夠解決饋線故障時保護動作的選擇性，就可以大大提高饋線保護的性能，從而一次性地實現故障切除與故障隔離。這需要饋線上的多個保護裝置利用快速通信協同動作，共同實現有選擇性的故障隔離，這就是饋線系統保護的基本思想。
四。饋線系統保護基本原理
4.1基本原理
饋線系統保護實現的前提條件如下：
1）快速通信；
2）控制對象是斷路器；
3）終端是保護裝置，而非TTU.
在高壓線路保護中，高頻保護、電流差動保護都是依靠快速通信實現的主保護，饋線系統保護是在多于兩個裝置之間通信的基礎上實現的區域性保護。基本原理如下：
參見圖3所示典型系統，該系統采用斷路器作為分段開關，如圖A、B、C、D、E、F.對于變電站M，手拉手的線路為A至D之間的部分。變電站N則對應于C至F之間的部分。N側的饋線系統保護則控制開關A、B、C、D的保護單元UR1至UR7組成。
當線路故障F1發生在BC區段，開關A、B處將流過故障電流，開關C處無故障電流。但出現低電壓。此時系統保護將執行步驟：
Step1：保護起動，UR1、UR2、UR3分別起動；
Step2：保護計算故障區段信息；
Step3：相鄰保護之間通信；
Step4：UR2、UR3動作切除故障；
Step5：UR2重合。如重合成功，轉至Step9；
Step6：UR2重合于故障，再跳開；
Step7：UR3在T內未測得電壓恢復，通知UR4合閘；
Step8：UR4合閘，恢復CD段供電，轉至Step10；
Step9：UR3在T時間內測得電壓恢復，UR3重合；
Step10：故障隔離，恢復供電結束。
4.2故障區段信息
定義故障區段信息如下：
邏輯1：表示保護單元測量到故障電流，
邏輯0：表示保護單元未測量到故障電流，但測量到低電壓。
當故障發生后，系統保護各單元向相鄰保護單元交換故障區段，對于一個保護單元，當本身的故障區段信息與收到的故障區段信息的異或為1時，出口跳閘。
為了確保故障區段信息識別的正確性，在進行邏輯1的判斷時，可以增加低壓閉鎖及功率方向閉鎖。
4.3系統保護動作速度及其后備保護
為了確保饋線保護的可靠性，在饋線的首端UR1處設限時電流保護，建議整定時間內0.2秒，即要求饋線系統保護在200ms內完成故障隔離。
在保護動作時間上，系統保護能夠在20ms內識別出故障區段信息，并起動通信。光纖通信速度很快，考慮到重發多幀信息，相鄰保護單元之間的通信應在30ms內完成。斷路器動作時間為40ms~100ms.這樣，只要通信環節理想即可實現快速保護。
4.4饋線系統保護的應用前景
饋線系統保護在很大程度上沿續了高壓線路縱聯保護的基本原則。由于配電網的通信條件很可能十分理想。在此基礎之上實現的饋線保護功能的性能大大提高。饋線系統保護利用通信實現了保護的選擇性，將故障識別、故障隔離、重合閘、恢復故障一次性完成，具有以下優點：
（1）快速處理故障，不需多次重合；
（2）快速切除故障，提高了電動機類負荷的電能質量；
（3）直接將故障隔離在故障區段，不影響非故障區段；
（4）功能完成下放到饋線保護裝置，無需配電主站、子站配合。
四。系統保護展望
繼電保護的發展經歷了電磁型、晶體管型、集成電路型和微機型。微機保護在擁有很強的計算能力的同時，也具有很強的通信能力。通信技術，尤其是快速通信技術的發展和普及，也推動了繼電保護的發展。系統保護就是基于快速通信的由多個位于不同位置的保護裝置共同構成的區域行廣義保護。
電流保護、距離保護及主設備保護都是采集就地信息，利用局部電氣量完成故障的就地切除。線路縱聯保護則是利用通信完成兩點之間的故障信息交換，進行處于異地的兩個裝置協同動作。近年來出現的分布式母差保護則是利用快速的通信網絡實現多個裝置之間的快速協同動作如果由位于廣域電網的不同變電站的保護裝置共同構成協同保護則很可能將繼電保護的應用范圍提高到一個新的層次。這種協同保護不僅可以改進保護間的配合，共同實現性能更理想的保護，而且可以演生于基于繼電保護相角測量的穩定監控協系統，基于繼電保護的高精度多端故障測距以及基于繼電保護的電力系統動態模型及動態過程分析等應用領域。目前，在輸電網中已經出現了基于GPS的動態穩定系統和分散式行波測距系統。在配電網，伴隨賊配電自動化的開展。配電網饋線系統保護有可能率先得到應用。
繼電保護基本原理及應用范文5
關鍵詞:繼電保護 安全穩定 電力調度 應用策略
當今,電力已作為現代社會的主要能源,與國民經濟建設和人民生活有著極為密切的關系,然而供電不穩定,特別是大面積停電事故所造成的經濟損失和社會影響是十分嚴重的。為此,探索如何正確應用繼電保護技術,來有效地遏制電氣故障,提高電力運行效率與質量就成為了我們面對的一個技術問題。
1電力運行面臨的新課題與新任務
現代電力系統是一個由電能產生、輸送、分配和用電環節組成的大系統。這個系統除了包括發電、送電、變電、配電和用電設備外,還包括監測系統、繼電保護系統、調度通信系統、遠動和自動調控設備等組成的二次系統。在這個大系統中,其設備眾多,分布區域甚廣,在電力調度過程中,要保證每一臺裝置設備或每一條輸電線路在任何時候都不發生任何故障是絕對不可能的。而另一方面,目前我國已進入高電壓、大電網、大機組時代,其電力系統已由原以省內為主,發展到跨省的大區電力系統,并且大區電網之間也已開始互聯。而且大電力系統對安全性的要求更高,對運行技術和管理水平要求也更嚴格。當大電力系統發生事故,特別是發生穩定破壞和不可控的嚴重連鎖反應時,停電波及的范圍大,停電時間長,后果嚴重,若因電網結構薄弱,管理不善而缺乏必要的技術防范措施時,則某一電氣設備故障可能發展成為全面的大面積停電事故。因此,對于中國電力系統,長期以來輸變電工程建設落后于發電工程,而發電工程又遠落后于負荷增長的需要,電網結構相對薄弱,而電力系統的容量不斷增長,如何保證日益發展的大容量電力系統的安全穩定運行,更是一項緊急而又重大的任務。而繼電保護作為維護電力系統穩定與安全運行的一項新技術,值得我們關注與推廣。
2繼電保護機理
2.1繼電保護裝置的定義
繼電保護裝置就是在供電系統中用來對一次系統進行監視、測量、控制和保護,由繼電器來組成的一套專門的自動裝置。為了確保高壓供電系統的正常運行,必須正確的設置繼電保護裝置。
2.2繼電保護的基本原理
繼電保護主要利用電力系統中元件發生短路或異常情況時的電氣量(電流、電壓、功率、頻率等)的變化,構成繼電保護動作的原理,也有其他的物理量,如變壓器油箱內故障時伴隨產生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強度的增高。大多數情況下,不管反應哪種物理量,繼電保護裝置都包括測量部分(和定值調整部分)、邏輯部分、執行部分。
2.3繼電保護裝置的任務
(1)在供電系統中運行正常時,它應能完整地、安全地監視各種設備的運行狀況,為值班人員提供可靠的運行依據。
(2)如供電系統中發生故障時,它應能自動地、迅速地、有選擇性地切除故障部分,保證非故障部分繼續運行。
(3)當供電系統中出現異常運行工作狀況時,它應能及時地、準確地發出信號或警報,通知值班人員盡快做出處理。
2.4繼電保護裝置的基本要求
(1)選擇性。是指當供電系統中發生故障時,繼電保護裝置應能有選擇性地將故障部分切除。也就是它應該首先斷開距離故障點最近的斷路器,以保證系統中其它非故障部分能繼續正常運行。
(2)靈敏性。是指繼電保護裝置對故障和異常工作狀況的反映能力。在保護裝置的保護范圍內,不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣,保護裝置均不應產生拒絕動作;但在保護區外發生故障時,又不應該產生錯誤動作。保護裝置靈敏與否,一般用靈敏系數來衡量。
(3)速動性。是指保護裝置應能盡快地切除短路故障。縮短切除故障的時間,就可以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度,加快系統電壓的恢復,從而為電氣設備的自啟動創造了有利條件,同時還提高了發電機并列運行的穩定性。
(4)可靠性。保護裝置應能正確的動作,并隨時處于準備狀態。如不能滿足可靠性的要求,保護裝置反而成為了擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性,則要求保護裝置的設計原理、整定計算、安裝調試要正確無誤;同時要求組成保護裝置的各元件的質量要可靠、運行維護要得當、系統應盡可能的簡化有效,以提高保護的可靠性。
3系統中繼電保護的配置與應用
3.1工廠企業高壓供電系統
按照工廠企業高壓供電系統的設計規范要求,在高壓供電系統的供電線路、配電變壓器和分段母線上一般應設置適當的保護裝置。
(1)系統線路繼電保護配置
①高壓供電系統線路一般均應裝設過電流保護。當過電流保護的時限不大于0.5s～0.7s,并沒有保護配合上的要求時,可不裝設電流速斷保護;自重要的變配電所引出的線路應裝設瞬時電流速斷保護。
②當瞬時電流速斷保護不能滿足選擇性動作時,應裝設略帶時限的電流速斷保護。
(2)系統配電變壓器繼電保護的配置
①當配電變壓器容量小于400KVA時,一般采用高壓熔斷器保護。
②當配電變壓器容量為400～630KVA,高壓側采用斷路器時,應裝設過電流保護,而當過流保護時限大于0.5s時,還應裝設電流速斷保護;對于車間內油浸式配電變壓器還應裝設氣體保護。
③當配電變壓器容量為800KVA及以上時,應裝設過電流保護,而當過流保護時限大于0.5s時,還應裝設電流速斷保護;對于油浸式配電變壓器還應裝設氣體保護;另外尚應裝設溫度保護。
(3)高壓供電系統分段母線繼電保護配置對于不并列運行的分段母線,應裝設電流速斷保護,但僅在斷路器合閘的瞬間投入,合閘后自動解除;另外應裝設過電流保護。如采用的是反時限過電流保護時,其瞬動部分應解除;對于負荷等級較低的配電所可不裝設保護。
3.2傳統電磁式繼電器保護35KV變電站繼電
保護配置
⑴線路保護:一般采用二段式或三段式電流保護:①一段為電流速斷保護;②二段為限時電流速斷保護;③三段為過電流保護。
⑵母聯保護:①限時電流速斷保護;②過電流保護。
⑶主變保護:①主保護一般為重瓦斯保護、差動保護。②后備保護為:復合電壓過流保護、過負荷保護。
⑷電容器保護:①過流保護;②零序電壓保護;③過壓保護;④失壓保護。傳統繼電保護由于其技術及設備的局限性,在短線路及運行方式變化很大時,往往給繼電保護的整定計算,特別是保護的配合方面帶來很大的麻煩,甚至在某些運行方式下保護之間不能可靠配合。
3.3微機35KV變電站繼電保護配置
微機保護的配置,由于生產廠家的不同、開發時間的先后,呈現豐富多彩、各顯神通的局面,但其基本原理及要達到的目的是大同小異、基本一致的,現以重慶某公司開發生產的EDCS6000系列微機保護系統為例進行說明。
⑴線路保護:配置①電流速斷保護;②限時電流速斷保護;③復合電壓過流保護;④反時限保護;⑤電流閉鎖電壓速斷保護;⑥過負荷保護;⑦小電流接地保護。
⑵母聯保護:和線路保護一樣配置。
⑶主變保護:配置①主保護為重瓦斯保護、差動速斷保護、比例差動保護。②后備保護為:限時電流速斷保護;復合電壓過流保護;低壓過流保護;負序過流保護;過負荷保護。
⑷電容器保護:配置①速斷保護;②過流保護;③零序電流保護;④過壓保護;⑤失壓保護;⑥不平衡電壓保護:⑦不平衡電流保護?？梢娢C保護的配置,除了有可靠的主保護外,還有足夠的后備保護作為其補充,且保護從不同的角度對設備的故障進行了數據采集和分析,使保護的動作更具有選擇性、靈敏性、速動性、可靠性。
3.4 35kV變電站微機保護配置的應用實例
2009年,某公司成功將一個傳統電磁式繼電器保護的35kV變電所改造成微機保護裝置系統的終端變電站。
(1)系統保護裝置及監控系統
①系統保護裝置。線路保護裝置、主變保護裝置――可完成變壓器的主、后備保護、綜合保護裝置、線路保護裝置、電容器保護裝置、備用電源自投裝置、小電流接地檢測裝置、綜合數據采集裝置。②監控系統的基本功能――數據采集、控制操作、畫面制作、監視顯示、事故處理、制表與打印。
(2)系統設計時的注意問題
①由于控制和保護單元都是采用微機裝置,故一些必要的開關量和模擬量應從開關柜或戶外設備引至微機采集、保護屏。根據控制和保護要求的不同,輸入的量也不同。②開關柜與微機裝置之間的端子接線較簡單,大量的二次接線在微機采集控制單元和保護單元內部端子連接。③傳統的繼電保護整定計算結果不能直接輸入到計算機,須轉換為計算機整定值。
繼電保護基本原理及應用范文6
【關鍵詞】供電系統;繼電保護;應用;維護
現代電力系統是一個由電能產生、輸送、分配和用電環節組成的大系統。隨著社會經濟的迅速發展,電力系統的容量不斷擴大,電網結構日趨復雜,電力系統穩定問題日益突出,因此我們應該對電力系統繼電保護更加重視起來,以此保障電力系統的安全可靠的運行,為社會經濟的發展保駕護航。
一、繼電保護的概念和類型
1、繼電保護的概念
繼電保護裝置是當電力系統中發生故障或出現異常狀態時能自動、迅速而有選擇地切除故障設備或發出告警信號的一種專門的反事故用自動裝置。
繼電保護系統為多種或多套繼電保護裝置的組合。繼電保護用來泛指繼電保護技術或繼電保護系統。也常用作繼電保護裝置的簡稱,有時直接稱為“保護”。
2、常用繼電保護類型:
①電流保護:(按照保護的整定原則,保護范圍及原理特點)
A、過電流保護――是按照躲過被保護設備或線路中可能出現的最大負荷電流來整定的。如大電機啟動電流(短時)和穿越性短路電流之類的非故障性電流,以確保設備和線路的正常運行。
B、電流速斷保護――是按照被保護設備或線路末端可能出現的最大短路電流或變壓器二次側發生三相短路電流而整定的。速斷保護動作,理論上電流速斷保護沒有時限。即以零秒及以下時限動作來切斷斷路器的。
此外還有定時限過電流保護、反時限過電流保護、無時限電流速斷等
②電壓保護:(按照系統電壓發生異?；蚬收蠒r的變化而動作的繼電保護)
主要有過電壓保護、欠電壓保護和零序電壓保護
③瓦斯保護:油浸式變壓器內部發生故障時,短路電流所產生的電弧使變壓器油和其它絕緣物產生分解,并產生氣體(瓦斯),利用氣體壓力或沖力使氣體繼電器動作。
④差動保護:這是一種按照電力系統中,被保護設備發生短路故障,在保護中產生的差電流而動作的一種保護裝置。
此外還有高頻保護、距離保護、平衡保護、負序及零序保護以及方向保護
二、繼電保護的配置與應用
1繼電保護裝置的基本要求
選擇性。當供電系統中發生故障時,繼電保護裝置應能選擇性地將故障部分切除。首先斷開距離故障點最近的斷路器,以保證系統中其它非故障部分能繼續正常運行。
靈敏性。保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數來衡量。在繼電保護裝置的保護范圍內,不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣,保護裝置均不應產生拒絕動作;但在保護區外發生故障時,又不應該產生錯誤動作。
速動性。是指保護裝置應盡可能快地切除短路故障?？s短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度,加快系統電壓的恢復,從而為電氣設備的自啟動創造了有利條件,同時還提高了發電機并列運行的穩定性。
可靠性。保護裝置如不能滿足可靠性的要求,反而會成為擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性,必須確保保護裝置的設計原理、整定計算、安裝調試正確無誤;同時要求組成保護裝置的各元件的質量可靠、運行維護得當、系統簡化有效,以提高保護的可靠性。
2保護裝置的應用
繼電保護裝置廣泛應用于工廠企業高壓供電系統、變電站等,用于高壓供電系統線路保護、主變保護、電容器保護等。高壓供電系統分母線繼電保護裝置的應用,對于不并列運行的分段母線裝設電流速斷保護,但僅在斷路器合閘的瞬間投入,合閘后自動解除。另外,還應裝設過電流保護,對于負荷等級較低的配電所則可不裝設保護。變電站繼電保護裝置的應用包括:①線路保護:一般采用二段式或三段式電流保護,其中一段為電流速斷保護,二段為限時電流速斷保護,三段為過電流保護。②母聯保護:需同時裝設限時電流速斷保護和過電流保護。③主變保護:主變保護包括主保護和后備保護,主保護一般為重瓦斯保護、差動保護,后備保護為復合電壓過流保護、過負荷保護。④電容器保護:對電容器的保護包括過流保護、零序電壓保護、過壓保護及失壓保護。隨著繼電保護技術的飛速發展,微機保護的裝置逐漸投入使用,由于生產廠家的不同、開發時間的先后,微機保護呈現豐富多彩、各顯神通的局面,但基本原理及要達到的目的基本一致。
三、 繼電保護裝置的維護
值班人員定時對繼電保護裝置巡視和檢查,并做好各儀表的運行記錄。 在繼電保護運行過程中,發現異?，F象時,應加強監視并向主管部門報告。
建立崗位責任制,做到每個盤柜有值班人員負責。做到人人有崗、每崗有人。 值班人員對保護裝置的操作,一般只允許接通或斷開壓板,切換開關及卸裝熔絲等工作,工作過程中應嚴格遵守電業安全工作規定。
做好繼電保護裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進行,防止誤碰運行設備,注意與帶電設備保持安全距離,避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。對微機保護的電流、電壓采樣值每周記錄一次,每月對微機保護的打印機進行定期檢查并打印。
定期對繼電保護裝置檢修及設備查評:①檢查二次設備各元件標志、名稱是否齊全;②檢查轉換開關、各種按鈕、動作是否靈活無卡涉,動作靈活。接點接觸有無足夠壓力和燒傷;③檢查控制室光字牌、紅綠指示燈泡是否完好;④檢查各盤柜上表計、繼電器及接線端子螺釘有無松動;⑤檢查電壓互感器、電流互感器二次引線端子是否完好;⑥配線是否整齊,固定卡子有無脫落;⑦檢查斷路器的操作機構動作是否正常。
