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繼電保護的基本原理范文1
關鍵詞: 原理；構成；繼電保護
中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A
1.1 基本原理
繼電保護的基本工作任務是正確區分系統的正常與非正常運行狀態，利用電力系統各個組成原件的安全運行既定參數值，對故障進行識別，當確定有故障產生時候，準確、迅速的切斷故障原件或者發出預警信號，以避免故障的擴大，進而保護電力系統的安全運行。其保護方式主要為：①故障時電流 I：增大-過電流保護。②正常時 I 入＝I 出=>故障時 I 入≠I 出－電流差動保護。③故障時電壓 U：降低－低電壓保護。④故障時阻抗 Z：減?。杩梗ň嚯x）保護。⑤阻抗角 ：正常時：約 20°；正方向 K3：60°～85°；K3：180°＋（60°～85°）；－方向電流保護反方向。⑥相序量：正序=> 負序/零序。⑦非電氣量：溫度升高－ 瓦斯保護。
1.2 保護配置
繼電保護配置主要分為：系統測量部分、邏輯關系部分和命令執行部分。配置圖1如下：
圖 1 繼電保護配置圖
測量部分：測量有關電氣量,與整定值比較, 判斷保護是否應該
啟動。邏輯部分：根據測量部分各輸出量的大小、性質、出現的順序
或它們的邏輯組合，確定是否應該使斷路器跳閘或發出報警信號，
并將有關命令傳達給執行部分。執行部分：根據邏輯部分的結果，立
即或延時發出報警信號和跳閘信號（故障、不正常運行時）
2變電運行中繼電保護的配置問題分析
2.1繼電保護配置方案
在變電運行的繼電保護配置方案中，是由變電站層與過程層共同構建成變電系統繼電保護的主設備。其配置原理圖如下圖 2所示。
圖2繼電保護配置原理圖
對變電系統中的一次設備，過程層的配置需進行獨立主保護，如一次設備為智能設備，需將保護設備安置在內部，如不是智能設備，則應將保護設備、測控設備等就近安置在匯控柜中，以降低對設備維護與運行的工作量。該方案避免了因通信鏈路跳閘、采樣而引起的保護功能失效，同時降低了繼電保護需消耗的網絡數據份額。
2.2繼電保護配置原則
根據《繼電保護和安全自動裝置技術規程》的要求，變電運行中繼電保護配置還應當遵循以下幾方面原則:①繼電保護的智能化應以提高保護的可靠性作為基本出發點，應充分滿足“可靠性、選擇性、靈敏性、速動性”的要求。變電運行中的繼電保護，不僅僅是傳統的繼電保護裝置，而是繼電保護系統，需要一次設備與二次回路的協調配合。②電子式互感器內需由兩路獨立的采樣系統進行采集，每路采樣系統均應采用雙 A/D 系統，并接入合并單元( MU) ，每個合并單元輸出兩路數字采樣值由同一路通道進入一套保護裝置。③保護應直接采樣，對單間隔的保護需直接跳閘，當涉及多間隔保護宜直接跳閘。如有必要進行其他的跳閘方式，相應設備應滿足保護對快速性和可靠性的需要。④繼電保護之間的失靈啟動、聯閉鎖等信息宜采樣GOOSE 網絡傳輸方式。斷路器位置接點經點對點和網絡傳輸，本間隔可采用 GOOSE 點對點方式，而間隔間則采用GOOSE 網絡方式。⑤變電運行中各電壓等級的網絡需相互獨立。為避免同一裝置接入不同網絡時，各網絡間的互相干擾，要求裝置內部各網絡的數據接口控制器也應當完全獨立。⑥110KV 及以上電壓等級雙母線、單母線分段等接線型式，各間隔宜配置獨立的三相 ECVT，以提高保護的可靠性，并簡化二次回路。⑦繼電保護裝置適宜就地安裝、獨立分散，保護裝置的安裝運行環境應符合相關的標準技術要求。
3變電運行中各設備繼電保護問題分析
3.1主變壓器的繼電保護
變壓器是變電運行中的重要電氣設備之一。它的故障對變電運行中的正常運行和供電可靠性都會帶來嚴重的影響。因此必須根據變壓器的容量和重要性，裝設安全可靠、性能良好的保護裝置。按照規范要求，變壓器的電量保護適宜按照雙套配置，此時各側合并單元( MU) 與智能終端也雙套配置，在配置時采用主、后備保護一體化配置。差動保護與第一套智能終端和 MU 對應，后備保護與第二套智能終端和 MU 對應。變壓器保護實施方案如下圖 3所示。
圖3 變壓器保護實施方案示意圖
從圖3可以看出，一方面，變壓器的高、中、低壓側的合并單元得到的電流電壓信號被直接傳至變壓器保護裝置與 SV網絡，實現了保護裝置不通過 SV 網絡獲取數據，對信號的直接采樣。另一方面，變壓器的智能終端除了與保護裝置相連接以外，還連接 GOOSE 網絡，實現了保護裝置可通過智能終端進行跳閘。按照圖3的實施方案示意圖，變壓器非電量保護需就地直接電纜跳閘，現場配置本體智能終端，并由 GOOSE網絡傳輸接地刀閘控制信息，以及非電量動作報文與調檔。
3.2線路的繼電保護
在變電運行中，測控功能與保護功能應結合一體，并按照間隔單套配置。線路保護通過直接跳斷路器和直接采樣，并具有 GOOSE 網絡啟動斷路器失靈、重合閘等功能。實施方案如下圖4所示。
圖4線路保護實施方案示意
線路兩間隔之內的保護測控裝置，不但與智能終端、合并單元相對應進行依次連接，而且通過 GOOSE 網絡連接交換息。保護測控裝置和智能終端的連接，實現了直接跳閘功能;與合并單元的數據傳輸，則實現了直接采用的功能。安裝在母線和線路上的電子式互感器，在得到電壓或電流信號以后，先將其接入合并單元中，然后經過數據打包后，再經過光纖送達保護測控裝置和 SV 網絡。
3． 母線的繼電保護
母線的繼電保護通常采用的是分布式設計進行相應的配置。利用單套配置實現母線保護，有利于測控裝置和保護裝置集成的實現。具體實施方案如下圖5所示。
圖5母線保護實施方案示意圖
由圖5可以看出，母線保護的實施方案與線路保護較為類似，但結構更加簡單。母線保護裝置直接和智能終端與合并單元連接，分別實現直接跳閘功能和直接采樣的功能。跨間隔信號通過互不干涉的SV 網和 GOOSE 網絡進行傳輸。
繼電保護的基本原理范文2
關鍵詞：暫態量；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
現在國內電網的趨勢為全國形成一個大的互聯網絡，為此，關于大容量、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，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，來提高系統的暫態穩定性。
現在繼電保護中發揮著極其重要作用的傳統型繼電保護考慮的量為工頻的相關電氣量，但是隨著對于電力系統的逐步增高的要求以及各項技術（通信、計算機及DSP等方面）的發展，對于故障過程中的基于暫態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，介紹了基于暫態量的繼電保護的相關背景知識、相關原理以及分類等方面的內容，一種基于新算法的暫態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量的繼電保護相關背景知識
暫態，即瞬態，是由于電路中的儲能元件的存在，在電路分合瞬間產生的對應瞬時的狀態。輸電線路在發生故障瞬間，會產生持續時間很短暫的瞬態過程。
傳統型繼電保護考慮的量為工頻的相關電氣量，保護裝置的整定值都是根據工頻電氣量而設定的，但是當線路發生故障時，由于存在著暫態分量，使工頻下電壓及電流波形畸變，在這種情況下，極易發生保護誤動作[1]。為此，基于暫態量的繼電保護被提出。電力輸送線路發生故障時會產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量的繼電保護具有很多優良特性，例如保護的快速性，在系統振蕩時不會受到很明顯的影響等。在分析得到故障信息后，不僅可以實現保護，還可以實現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，基于暫態量的保護的研究成為必須，成為研究關注的焦點。
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GPS及數字信號處理DSP及其例如小波、prony新算法等相關知識及技術的發展都是基于暫態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量的繼電保護研究現狀
當今最通用的關于基于暫態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是故障瞬間行波的相關特征，例如幅值、極性以及反射特點等 [3]?；谛胁ǖ姆椒ǖ膬烖c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端輸出的行波經過一定的時延后到達N端，并不會發生改變。將MN兩端的正向行波差值與設定的整定門檻值進行比較，來判斷保護區域內，是否發生故障，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目有很大關聯，而母線結構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、極易判斷故障等優點。在初始角較小的情況下，性能更優于基于行波的繼電保護方式。基于高頻分量的繼電保護按照數學處理方式不同分類，有小波算法、prony算法和形態學等保護。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原理而提出的prony算法起源于1795年，它主要針對指數（復數）衰減，建立這樣一種數學模型，將對象進行線性組合，來模擬一類數據，該類數據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特征值進行估計[6]。
與傳統的算法相比較而言，新算法（prony算法）的性能更優良，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良性能，但與此同時，仍存在著相關問題及局限性限制其發展，主要表現在以下幾個方面：
1）繼電保護在整定過程中，相關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良特性。
隨著各項高新技術（通信、計算機及DSP等方面）的發展，繼電保護的集成化發展已經成為必然趨勢，將這些新技術的優點進行優化組合，綜合各技術的優勢，來分析暫態過程量以及處理相關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量保護的研究仍處于試驗階段。但是，目前基于暫態量的繼電保護研究越來越成熟以及相關知識水平的不斷提高，基于暫態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
我國的電網的發展趨勢為利用特、超高壓傳輸線聯結電網，為此對于繼電保護的要求更高更嚴，傳輸線上的暫態量保護正在逐漸成為研究關注的焦點。暫態量保護應用于特、超高壓系統中具有很多獨特的優勢，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量保護進行了介紹，它們分別為高頻暫態保護以及行波保護，然后闡述了關于行波保護中的差動保護以及基于一種新的算法（prony）的高頻保護的相關知識（原理、優缺點等），最后對暫態量保護的產生背景以及相關的需要改進和完善的方面及發展前景進行了闡述和介紹。
參考文獻
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繼電保護的基本原理范文3
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申明:本網站內容僅用于學術交流，如有侵犯您的權益，請及時告知我們，本站將立即刪除有關內容。 摘 要：繼電保護裝置是一種由繼電器和其它輔助元件構成的安全自動裝置，它能反映電氣元件的故障和不正常運行狀態，并動作于斷路器跳閘或發出信號。繼電保護與自動重合閘相配合是維護電力系統安全運行的重要手段，因而對其基本原理及其實現技術的研究就顯得極為重要。本文以其中比較典型的段式電流保護與自動重合閘相配合為例，對其工作過程進行了模擬仿真研究，對電力研究人員具有一定的指導意義。 關鍵詞：段式電流保護；自動重合閘；模擬仿真中圖分類號：TM5
文獻標識碼：A
文章編號：1005-5312（2010）18-0181-02隨著社會的發展，，社會生活和企業生產對電力發展要求越來越高，沒有電力的發展，社會發展根本就無法進行?；陔娏Φ闹匾?，對電力整個生產過程的維護就極為重要。
繼電保護與自動重合閘相配合是維護電力系統安全運行的重要手段，對其基本原理及實現技術的研究具有重要的實際應用價值[1]。一、段式電流保護原理
由無時限電流速斷（Ⅰ段）、帶時限電流速斷（Ⅱ段）與定時限過電流保護（Ⅲ段）相配合構成的一整套輸電線路階段式電流保護，叫做三段式電流保護。其中Ⅰ、Ⅱ段聯合作為線路的主保護，Ⅲ段作為本線路的近后備和相鄰線路的遠后備保護[2]。段式電流保護整定配合的基本原理如圖1所示，當在L1線路首端f1點短路時，保護1的Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ段均啟動，由于Ⅰ將故障瞬時切除，Ⅱ段和Ⅲ段返回；在線路末端f2點短路時，保護Ⅱ段Ⅲ段啟動，Ⅱ段以0.5s時限切除故障，Ⅲ段返回。若Ⅰ，Ⅱ段拒動，則過電流保護以較長時限將QF1跳開，此為過電流保護的近后備作用。當在線路L2上f3點發生故障時，應由保護2動作跳開QF2，但若QF2拒動，則有保護Ⅰ的過電流保護動作將QF1跳開，這是過電流保護的遠后備作用。二、自動重合閘作用及自動重合閘裝置在電力系統的故障中，大多數的故障是送電線路（特別是架空線路）的故障。運行經驗表明，架空線路故障大都是“瞬時性”的，例如，由雷電引起的絕緣子表面閃絡，大風引起的碰線，鳥類以及樹枝的那個物掉落在導線上引起的短路等，在線路被繼電保護迅速斷開以后，電弧即行熄滅，外界物體也被電弧燒掉而消失。此時，如果把斷開的線路斷路器再合上，就能夠恢復正常的供電，因此，稱這類故障為“瞬時性故障”。除此之外，也有“永久性故障”，例如由于線路倒桿，斷線，絕緣子擊穿或損壞等引起的故障，在線路被斷開以后，它們依然是存在的。這時，即使再合上電源，由于故障依然存在，線路還要被繼電保護再次斷開，因而就不能恢復正常的供電。
由于送電線路上的故障具有以上性質，因此，在線路被斷開以后再進行一次合閘就有可能大大提高供電的可靠性。為此在電力系統中廣泛采用了當斷路器跳閘以后能夠自動地將斷路器重新合閘的自動重合閘裝置。DH3型三相一次重合閘裝置用于輸電線路上實現三相一次自動重合閘，它是重要的保護設備，其內部接線如圖2所示。裝置由一只DS32時間繼電器（作為時間元件），一只電碼繼電器（作為中間元件）及一些電阻，電容元件組成。在輸電線路正常工作的情況下，重合閘裝置中的電容器C經電阻R4已經充足電，整個裝置處于準備動作狀態。當斷路器由于保護動作或其它原因而跳閘時，斷路器的輔助接點起動重合閘裝置的時間元件KT，經過延時后觸點KT閉合，電容器C通過KT對KM(V)放電，KM起動后接通KM(I)回路并自保持到斷路器完成合閘。如果線路上發生的是暫時性故障，則合閘成功后，電容器自形充電，裝置重新處于準備動作的狀態。如線路上存在永久性故障，此時重合閘不成功，斷路器第二次跳閘，但這一段時間遠遠小于電容器充電到使KT（V）起動所必須時間（15-25s），因而保證裝置只動作一次。三、段式電流保護與自動重合閘配合系統結構設計
段式電流保護與自動重合閘配合系統結構設計圖如圖3所示，左邊部分為自動重合閘裝置原理圖，右邊部分是模擬段式電流保護的設計圖。在輸電線路正常工作時，重合閘裝置中的電容器C經電阻R4已經充足電，整個裝置處于準備動作狀態。當斷路器由于保護動作或其他原因導致YR跳閘線圈跳閘時，斷路器的輔助接點啟動重合閘裝置，使YO合閘線圈得電后實現合閘，完成自動重合閘動作。四、模擬系統結構三段式電流保護的交流回路接線如圖4所示，其中三相調壓器用以調節電壓，無限時電流速斷保護，帶時限電流速斷保護，定時限過電流保護配合構成三段式電流保護系統，KA1(DL-21C), KA2(DL-21C), KA3(DL-21C)三個電流繼電器串聯于線路中，SB1,SB2,SB3,QS四個開關按鈕分別并聯于四個都帶有可變電阻的支路。QS開關閉合，SB1，SB2，SB3三個開關分別用來模擬Ⅰ段，Ⅱ段，Ⅲ段電流保護時各段作用時繼電器的動作情況。QS開關閉合時，電路的電阻處于最大值，線路正常運行。當閉合SB3時，電阻減小，電流增大，模擬第Ⅲ段定時限過電流保護發揮作用。當閉合SB2時，模擬第Ⅱ段帶時限電流速斷保護發揮作用。當閉合SB1時，模擬電路發生瞬時短路，第Ⅰ段電流速斷保護發揮作用。
三段式電流保護直流回路接線圖如圖5所示，其中中間繼電器的型號分別為DZ-31B,DZS-12B,時間繼電器的型號為DS-21C，信號繼電器的型號為DX-8,電流繼電器的型號為DL-21C。三個信號繼電器KS1,KS2,KS3對應三個光示牌分別模擬三段各自發生電流短路時的報警情況。Ⅱ段，Ⅲ段分別串聯有時間繼電器，起到通電延時的作用。例如當回路發生瞬時短路的時候，斷路器由于保護作用斷開，KA1繼電器得電，KA1觸點動作閉合，則KS1線圈得電使得KS1觸點閉合，KM線圈得電KM觸點閉合，對應的光示牌變亮，與此同時，YR線圈得電實現跳閘。斷路器跳閘之后，起動自動重合閘裝置合閘。
五、模擬結果及分析（一）跳閘部分三段式電流保護與自動重合閘系統配合模擬操作，當線路的QS開關閉合時，電路的電阻處于最大值，線路正常運行。當閉合SB3時，電阻減小，電流增大，第Ⅲ段電流定時限保護發揮作用。若閉合SB2，第Ⅱ段電流帶時限保護發揮作用。若閉合SB1的話，電路發生瞬時短路，第Ⅰ段電流速斷保護發揮作用。經過電流整定和動作時限的整定后，相對應的電流繼電器KA1，KA2，KA3過流啟動，交流回路的斷路器由于保護動作而斷開，直流回路的斷路器觸電閉合，同時跳閘線圈YR得電實現跳閘。（二）合閘部分線路過流時，對應的電流繼電器線圈得電，相應觸點閉合后，串聯有時間繼電器的線圈得電，經過一定的通電延時后對應觸點閉合，KM線圈得電，KM觸點閉合，三個信號繼電器線圈得電后相應KS1,KS2,KS3觸點閉合，發生短路故障的對應光示牌亮燈。由于在輸電線路正常工作時，重合閘裝置中的電容器C經電阻R4已經充足電，整個裝置處于準備動作狀態。當斷路器跳閘時，斷路器的輔助接點啟動重合閘裝置的時間繼電器KT，經過延時后觸點KT閉合，電容器C通過KT對KM(V)放電，KM起動后接通KT（I）回路并自保持到斷路器合閘。自動重合閘裝置的KM線圈得電后KM觸點閉合，在12接口形成一個電流脈沖后使得合閘線圈YO得電后合閘，自動重合閘成功。根據合閘后，故障狀態存在與否，決定斷路器是否跳閘，情況如下：1、如果線路上發生的暫時性故障，如模擬Ⅲ段過流后，瞬時斷開開關SB3，則故障消失。合閘成功后，電容器自行充電，裝置重新處于準備動作的狀態。
繼電保護的基本原理范文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?；驹砣缦拢?/p>
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。
繼電保護的基本原理范文5
關鍵詞：繼電保護；運行；可靠性
繼電保護裝置對電力系統來說是非常重要的，它可以保證電力系統運行過程中的穩定性和安全性。但是繼電保護裝置在使用的時候也出現了一些問題，在出現故障的時候，繼電保護裝置出現了不實行保護動作的情況，還有的時候，在沒有出現故障的時候，繼電保護裝置卻進行了保護動作，這樣會導致電力系統出現大面積停電的情況，對人們的生活和工作影響是非常大的。為了提高繼電保護裝置的運行穩定性，可以對其原理以及操作過程進行分析，通過分析能夠找到提高其運行穩定性的方法，這樣對電力系統的安全穩定運行意義是非常大。
1 繼電保護裝置的定義及繼電保護的作用
1.1 繼電保護裝置的定義
電力系統運行過程中，電氣元件出現故障或者是運行狀態出現不正常的時候，繼電保護裝置就會作用于斷路器使其跳閘，或者是發出信號，繼電保護裝置是一個自動裝置。
1.2 繼電保護的作用
繼電保護裝置在運行的時候可以將電力系統中的故障進行快速的切除，電力系統在運行過程中發生故障或者是被保護設備出現故障，繼電保護裝置可以自動快速有選擇的將故障的元件或者是設備從電力系統中進行切除，是其他的部分可以正常運行，這樣可以使故障的設備不會繼續出現損壞的情況，同時也能避免其他的設備受到影響。電力系統在運行過程中會出現異常的情況，被保護的元件在運行的時候也可能會出現異常的情況，在這種情況下，繼電保護裝置會根據異常情況出現和運行維護條件發出不同的告警信號，運行人員在看到信號以后就會進行處理。繼電保護裝置在對電力系統進行保護的時候，還能對電力系統的運行情況進行實時的監控，而且繼電保護裝置在數據處理方面能力也是非常強的，通過對運行狀態參數進行采集和處理，繼電保護裝置能夠對所保護的設備的運行狀況進行更好的了解。
2 繼電保護的基本原理和基本要求
2.1 繼電保護的基本原理
電力系統在正常運行的時候，電氣量是在一定的范圍內的，而且是比較好掌握的，在出現故障或者是異常以后，電力系統的電氣量就會出現很大的變化，這時繼電保護就可以利用電氣量的變化來對系統是否出現故障和異常進行分析。電氣量的變化可以使繼電保護裝置對故障的類型和范圍進行判斷，這樣才能更好的切除故障。
2.2 繼電保護的基本要求
繼電保護裝置在運行的時候要保證可靠性和靈敏性，同時要保證速度。在實際的工作中，電力企業在進行繼電保護裝置選擇的時候更多關注的是經濟性，在保證電力系統安全運行的前提下，選擇投資少、維護費用低的保護裝置。
3 提高繼電保護運行的可靠性
3.1 做好繼電保護裝置的驗收工作
在安裝新的繼電保護裝置時，要在安裝結束以后對回路接線進行檢查，同時嚴格進行絕緣測試，在測試合格以后才能通電進行單體調試。調試以后要對回路進行自檢，還要有專業的人員進行驗收工作。在所有的檢查工作完成以后，繼電保護裝置才能進行試運行。在運行的時候還要對其一次電流和工作時的電壓進行檢驗。對繼電保護裝置進行檢驗的時候，工作人員要非常的認真，同時要嚴格進行自檢，這樣在驗收合格以后，繼電保護裝置才能在電力系統中進行使用。在對繼電保護裝置進行整定值變更的時候，要嚴格按照定值通知單來執行，在檢驗合格以后要有相關的人員來進行核對，在核對合格以后才能進行運行。在進行二次回路變更的時候，要先進行申請，在申請被批復以后才能進行，同時在現場要按照審批合格以后的圖紙來進行工作，在工作的時候要將一些沒有用的接線進行隔離，這樣可以避免在工作中出現誤拆的情況，出現誤拆對繼電保護裝置的正常運行有很大的影響。在變更完成以后要進行報告的編制，將變動的內容、時間、變革的人員都要進行記錄，這樣在下次進行裝置維修的時候能夠更好的了解情況。
3.2 做好繼電保護裝置的巡查工作
運行人員每天的工作中都要對設備進行一次全面的檢查，在運行過程中運行人員也是每隔幾個小時就要對設備進行檢查，在進行設備檢查的時候，主要的檢查內容有看繼電保護裝置的保護運行燈是否在閃爍，同時要對信號燈是否正常顯示進行檢查。要對繼電保護裝置的開關以及壓板位置進行檢查，看其是否在正確的位置上。同時對繼電保護裝置是否出現了發熱情況也要進行檢查，看其是否存在著焦味。在出現問題以后要及時進行匯報，然后通知相關人員來進行處理。運行人員在對繼電保護裝置進行檢查的時候每天都要進行的非常認真，不能因為天天都在進行檢查就出現怠工的情況，這樣無法保證繼電保護裝置的安全性。
3.3 做好繼電保護的運行工作
新的繼電保護裝置在投入使用之前，運行人員一定要進行嚴格的檢查，運行人員在進行檢查的時候一定要對繼電保護的原理非常了解，同時也要能看懂圖紙內容，這樣在進行檢查的時候可以根據圖紙進行核對，對二次回路、繼電器以及壓板進行更為嚴格的檢查。在檢查過程中，運行人員要進行記錄，按照繼電保護的運行規程來進行操作。繼電保護裝置在運行過程中發現異常的情況或者是缺陷要及時進行處理。
3.4 做好繼電保護的定期維護及試驗工作
在對繼電保護裝置進行維護的時候，一定要非常的認真，這樣才能及時發現保護裝置存在的問題，將出現的問題及時進行解決。在對保護裝置進行維護和檢修的時候，一定要按照嚴格的周期來進行，同時在進行檢修的時候要做好記錄工作，這樣在進行檢修的時候工作人員就會有相對的重點區域。
3.5 做好保護動作后的分析工作
一旦發生保護動作，開關跳閘后，嚴禁立即將信號復歸，而應檢查動作情況并判明原因，做好記錄。在保護動作后應根據保護動作情況結合錄波數據及當時運行狀況進行全面分析，以判斷保護動作的正確性。凡屬不正確動作的保護裝置，應及時組織現場檢查和分析處理，找出原因，提出防范措施，避免發生重復性事故。
3.6 做好保護裝置的技術改造工作
加強直流電源的管理，要提高二次絕緣水平，防止發生絕緣降低或直流接地現象，造成保護的拒動或誤動。對二次回路的直流電源進行整改，使控制、保護回路逐步分開，并且有兩路電源，做到一用一備。這樣既便于直流接地的查找與處理，又可避免直流接地時引起的保護誤動或拒動。
4 結束語
在提高繼電保護裝置的穩定性方面，可以采取對繼電保護裝置進行定期維護和試驗，同時可以對其運行情況進行巡查，這樣可以及時發現出現的問題，并且及時進行處理。做好繼電保護的管理工作也能提高繼電保護運行的可靠性。繼電保護裝置在電力系統中的作用是非常大的，對保證電力系統安全穩定運行作用非常大，這樣更能保證電力企業獲得更多的經濟效益。但是，繼電保護裝置在運行過程中也出現了很多的問題，對出現的問題一定要找到解決的措施。
參考文獻
[1]GB/T14285-2006 繼電保護和安全自動裝置技術規程[S].
繼電保護的基本原理范文6
關鍵詞：繼電保護；供電系統；原理
在電力系統中，各種類型的、大量的電氣設備通過電氣線路緊密地聯結在一起。由于其覆蓋的地域廣闊、運行環境又很復雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發生是不可避免的。在電力系統中任何一處發生事故，都有可能對電力系統的運行產重大影響，因此繼電保護系統就是電力系統中的一個重要環節。
1 繼電保護裝置類型
1.1 距離保護
所謂距離保護是指相同故障、接地故障時采取的保護措施。當故障發生后，如相同短路、單相接地、缺相運行籌故障，CPU首先會接到相應回路點發來的中斷信號，然后根據其中所包含的故障信息作出相應的判斷，并向執行部件發出動作指令。
1.2 零序保護邏輯
當系統出現某相接地發生零序保護元件發出開口三角電壓UO，而軟件可根據三相電壓信號自產出U=Ua+Uh+Uc 若Ua+Uh+Uc=U不成立，而U≠0，則故障仍采用U：若UO=O則采用UO。
1.3 負荷控制通常
此邏輯中，根據各回路中的負荷情況，將數據進行匯總向上級電業部門進行報送，當出現電力負荷不均衡時，電力部門按照有關規定，根據負荷等級向用電部門發出指令進行統一調配，單片機在此進行數據匯總，并與上級電業管理部門進行通訊郵遞聯絡。三相重合閘該邏輯用于同路中突發性短時故障時，故障發能在發生后自動消除情況下，若再次送電不會發生故障時能及時恢復電網供電，此類故障，如相間因細小的金屬線等雜物短路，當金屬線燒短后，再次送電并不影響系統正常運行。
2 繼電器保護裝置的功能
在供電系統中運行正常時，它應能完善地、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；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；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；對繼電保護裝置的基本要求。對繼電保護裝置的基本要求主要有四點：即選擇性、靈敏性、速動性和可靠性。
2.1 選擇性
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。系統中的繼電保護裝置能滿足上述要求的，就稱為有選擇性否則就稱為沒有選擇性。
2.2 速動性
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。所謂故障的切除時間是指保護裝置的動作時間與斷路器的跳閘時間之和。由于斷路器一經選定，其跳閘時間就已確定，目前我國生產的斷路器跳閘時間均在O.02S以下。所以實現速動性的關鍵是選用保護裝置應能快速動作。保護裝置應能正確的動作，并隨時處于準備狀態。如不滿足可靠性的要求，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 繼電器保護的應用分析
3.1 繼電保護的網絡自動化
隨著計算機硬件的迅猛發展，微機保護硬件也在不斷發展。電力系統對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量的故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據，信息和網絡資源的能力，高級語言編程。計算機網絡作為信息和數據通信工程已成為信息時代的技術支柱，使人類生產和社會生活的面貌發生了重大變化，微機保護裝置網絡化可大大提高保護性能和可靠性，這是微機保護發展的必然趨勢。在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統計算機網絡上的一個智能終端。它可從網上獲取電力系統運行和故障的任何信息和數據，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡控制中心或任一終端。因此，每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行隋況下還可完成測量、控制、數據通信功能亦即實現保護、控制、測量、數據通信一體化。
3.2 繼電保護的智能化
近年來，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得到了廣泛的應用，在繼電保護領域應用的研究也已開始。神經網絡是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復雜的非線性問題，應用神經網絡方法則可迎刃而解。
4 如何提高繼電保護技術
掌握相關技術知識，電子技術知識，由于電網中微機保護的使用越來越多，作為一名繼電保護工作者，學好電子技術及微機保護知識是當務之急。微機保護的原理和組成，為了根據保護及自動裝置產生的現象分析故障或事故發生的原因，迅速確定故障部位，工作人員必須具備微機保護的基本知識，必須全面掌握和了解保護的基本原理和性能，熟記微機保護的邏輯框圖，熟悉電路原理和元件功能。具備相關技術資料，要順利進行繼電保護事故處理，離不開諸如檢修規程、裝置使用與技術說明書、調試大綱和調試記錄、定值通知單、整組調試記錄，二次回路接線圖等資料。運用正確的檢查方法。一般繼電保護事故往往經過簡單的檢查就能夠被查出，如果繹過一些常規的檢查仍未發現故障元件，說明該故障較為隱蔽，應當引起充分重視，對此可采用逐級逆向檢查法，即從故障現象的暴露點入手去分析原因，由故障原因判斷故障范圍。如果仍不能確定故障原因，就采用順序檢查法，對裝置進行全面檢查。掌握微機保護事故處理技巧，在微機保護的事故處理中，以往的經驗是非常寶貴的，它能幫助工作人員快速消除重復發生的故障，但技能更為重要。
5 結束語
這里從微機保護自身特點和現場實際經驗出發，結合長期處理繼電保護事故的故障的經驗和方法，對微機保護發生事故或故障的共性原因進行了一般性分類，并在一定范圍內總結了處理事故的思路及方法，介紹了提高處理事故和故障能力的基本途徑。
參考文獻：
