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繼電器保護的基本原理范文1
關鍵詞：繼電保護
1 繼電保護裝置的作用和任務
在供電系統發生故障時，必須有相應的保護裝置盡快地將故障切除，以防故障擴大。當發生用電設備有危害性的不正常工作狀態時，應及時發信號告知值班人員，消除不正常的工作狀態，以保證電氣設備正常、可靠地運行。
基本任務如下：
①當發生故障時能自動、迅速、有選擇性地將故障元件從供電系統中切除，使故障元件免遭破壞。②當出現不正常工作狀態時，繼電保護裝置動作發出信號，以便告知運行人員及時處理，保證安全供電。③繼電保護裝置還可以和供電系統的自動裝置配合，大大縮短停電時間，從而提高供電系統運行的可靠性。
2 繼電保護裝置的基本原理和組成
供電系統發生故障之后，總是隨著電流的驟增、電壓的迅速降低、線路測量阻抗減小以及電流、電壓之間相位角的變化等。因此，利用這些基本參數的變化，可以構成不同原理的繼電保護。一般情況下，整套保護裝置由測量部分、邏輯部分和執行部分組成。
2.1 測量部分 測量從被保護對象輸入的有關電氣量，如電流、電壓等，并與給定的整定值進行比較，輸出比較結果，從而判斷保護裝置是否應該動作。
2.2 邏輯部分 根據測量部分輸出的檢測量和輸出的邏輯關系，進行邏輯判斷，以便確定是否應該使斷路跳閘或發出信號，并將有關命令輸入執行部分。
2.3 執行部分 根據邏輯部分傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的任務，如跳閘或發出信號等操作。
3 對繼電保護裝置的基本要求
3.1 選擇性
繼電保護動作的選擇性是指供電系統中發生故障時，距故障點最近的保護裝置首先動作，將故障元件切除，使故障范圍量減小，保證非故障部分繼續安全運行。
3.2 速動性
快速地切除故障，可以縮小故障設備或元件的損壞程度，減小因故障帶來的損失和在故障時大電流、低電壓等異常參數下的工作時間。
3.3 靈敏性
在系統中發生短路時，不論短路點的位置、短路的類型、最大運行方式還是最小運行方式，要求保護裝置都能正確、靈敏地動作。繼電保護越靈敏越能可靠地反映應該動作的故障。但也容易產生在不要求其動作情況下的誤動作。因此，靈敏性與選擇性也是互相矛盾的，應該綜合分析。通常用繼電保護運行規程中規定的靈敏系數來進行合理的配合。
3.4 可靠性
保護裝置在其保護范圍內發生故障或出現不正常工作狀態時，能可靠地動作而不拒動；而在其保護范圍外發生故障或者系統內設有故障時，保護裝置不能誤動，這種性能要求稱為可靠性。保護裝置的拒動和誤動都將給運行中的供電系統造成嚴重的后果。隨著供電系統的容量不斷擴大以及電網結構的日趨復雜，除滿足上述四點基本要求外，還要求節省投資，保護裝置便于調試及維護，并盡可能滿足系統運行的靈活性。
4 幾種常用電流保護的分析
4.1 反時限過電流保護繼電保護的動作時間與短路電流的大小有關，短路電流越大，動作時間越短；短路電流越小，動作時間越長，這種保護就叫做反時限過電流保護。反時限過電流保護雖外部接線簡單，但內部結構十分復雜，調試比較困難；在靈敏度和動作的準確性、速動性等方面也遠不如電磁式繼電器構成的繼電保護裝置。
4.2 定時限過電流保護繼電保護的動作時間與短路電流的大小無關，時間是恒定的，時間是靠時間繼電器的整定來獲得的。時間繼電器在一定范圍內是連續可調的，這種保護方式就稱為定時限過電流保護。繼電器的構成。定時限過電流保護是由電磁式時間繼電器(作為時限元件)、電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)構成的。它一般采用直流操作，須設置直流屏。
定時限過電流保護的基本原理。在10kV中性點不接地系統中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限過電流保護。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時間繼電器和一只信號繼電器構成。保護裝置的動作時間只決定于時間繼電器的預先整定的時間，而與被保護回路的短路電流大小無關，所以這種過電流保護稱為定時限過電流保護。
動作電流的整定計算。過流保護裝置中的電流繼電器動作電流的整定原則，是按照躲過被保護線路中可能出現的最大負荷電流來考慮的。也就是只有在被保護線路故障時才啟動，而在最大負荷電流出現時不應動作。提高不拒動和誤動作，是繼電保護可靠性的核心。為了確保供電系統的正常運行，必須正確地設置繼電保護裝置并準確整定各項相關定值，從而保證系統的正常運行。
5 繼電保護的現狀與發展趨勢
近20年來，微機型繼電保護裝置在我國電力系統中獲得了廣泛應用，常規的電磁型、電動型、整流型、晶體管型以及集成電路型繼電器已經逐漸被淘汰。以往，繼電保護裝置與繼電保護原理是一一對應的，不同的保護原理必須用不同的硬件電路實現。微機繼電保護的誕生與應用徹底改變了這一狀況。微機繼電保護硬件的通用性和軟件的可重構性，使得在通用的硬件平臺上可以實現多種性能更加完善、功能更加復雜的繼電保護原理。一套微機保護往往采用了多種保護原理，例如，高壓線路保護裝置具有高頻閉鎖距離、高頻閉鎖方向相間阻抗、接地阻抗、零序電流保護及自動重合閘功能。微機保護還可以方便地實現一些常規保護難以實現的功能，如工頻變化量阻抗測量和工頻變化量方向判別。
微機繼電保護裝置一般采用插件結構，通常包含交流變換插件、模數轉換和微處理器插件、人機管理開關量輸入插件、電源插件和繼電器插件等。隨著微處理器技術的發展，內部集成的資源越來越多，一個處理器芯片往往就是一個完整的微處理器系統，使得硬件設計變得非常簡單。較復雜的微機保護裝置通常采用CPU結構。多個保護CPU通過串行通信總線與人機管理CPU相連。通過裝置面板上的鍵盤和液晶顯示實現對保護CPU的調試與定值設置，人機管理CPU設計通過現場通信總線與調度直接連接，便于實現變電站無人值守和綜合自動化。
繼電器保護的基本原理范文2
關鍵詞：變壓器差動保護 誤動 原理 影響因素 解決措施
市場經濟條件下，我國電力系統在能源系統中占據著主導地位?？v觀整個電力系統，影響電力系統安全可靠運行的最關鍵原因就是變壓器故障。為了防止因為變壓器產生故障而給電力系統的安全性和可靠性帶來影響，對電力變壓器采取了多種保護措施，變壓器差動保護誤動就是其中最為普遍的一種做法。然而，系統運行中發現，因為電流不平衡、勵磁涌流等因素經常會導致差動保護發生誤動現象，更為重要的是差動保護誤動經常影響到整個電力系統的安全可靠運行。所以，關于變壓器差動保護誤動問題的研究具有十分重要的意義和價值。
1、變壓器差動保護的基本原理
電力變壓器差動保護是電力變壓器保護的主保護，是在循環電流理論基礎上建立的保護系統。一般而言，需要將電流互感器分別安裝在電力變壓器兩端，再將電流互感器與差動繼電器并聯起來，一旦電力變壓器正常工作或者差動保護區域外部發生故障，此時在電力變壓器兩端電流互感器的二次電流數值上是相等的，而方向上是相反的，如此差動繼電器內部就不會有動作電流產生，所以，差動繼電器不動作，不發生差動保護。相反，一旦電力變壓器不正常工作或者差動保護區域內部發生故障，此時在電力變壓器兩端電流互感器的二次電流就會出現不平衡現象，在差動繼電器內部就會有動作電流產生，差動繼電器引發動作，此時就需要對電力變壓器進行差動保護。
2、變壓器差動保護誤動的影響因素
2.1 電流不平衡因素
受多種因素影響，電力變壓器正常運行或者差動保護區域內部并未發生故障的情況下，電力變壓器兩端電流互感器的二次電流經常會出現不平衡現象，此時在差動繼電器內部會有動作電流產生，引發差動繼電器發生誤動現象。從目前來看，造成電流不平衡的現象主要原因包括兩個方面：
(1)由相位差造成的電流不平衡現象。Ydll型連接組變壓器在總降壓變電所中最為常用。其正常運行時，在變壓器兩端的電流相位差是30度。此時雖然在變壓器兩端的電流互感器內的二次電流數值上是相等的，然而在相位上有30度差異存在，由于相位差經常造成電流不平衡現象，使得差動繼電器發生誤動現象。
(2)由電流互感器變比不同造成的電流不平衡現象。電流互感器類型不同，則其變比也存在差異，根據規定標準其變比劃分為多個等級。實際工作時，電流互感器的變比需要和標準變比存在差異，由于變比不同經常造成電流不平衡現象，使得差動繼電器發生誤動現象。
2.2勵磁涌流因素
從變壓器差動保護電路分析可知，在變壓器內部產生的勵磁涌流唯一能流入電源側的繞組，此時的勵磁電流與變壓器產生內部故障時的短路電流基本相同，但正常而言，勵磁涌流需要在額定電流的3%～6%以內，一旦超過這一數值就會造成差動保護誤動現象?，F實中，當電力變壓器沒有負載時，以及清除外部故障進行恢復電壓的進程過程中，在變壓器鐵心內的磁通是不能實現突變的，這就造成了變壓器一次繞組內部很可能有勵磁涌流產生，而此時的勵磁涌流會超過變壓器額定電流許多，而且其無法在變壓器二次繞組內部出現，如此這差動保護電路部分就會發生很大的電流不平衡現象，使得差動繼電器發生誤動現象。
3、變壓器差動保護誤動的解決措施
3.1 對電流不平衡的解決措施
(1)由相位差造成的電流不平衡現象的解決措施。若想根本解決這一問題，首要問題就是想辦法將變壓器兩端電流間的相位差消除掉，也能有效預防這一現象發生。實際操作時，普遍采用改變變壓器兩側電流互感器接線方式的方法來實現，具體操作過程為：對變壓器與電流互感器接線方式原本是星形的一側接線使用三角形接線方式來替換，相反的將原來是三角形的一側接線使用星形接線方式來替換。如此接線就可以實現在電流互感器上的二次電流相位差為零，有效防止了由相位差造成的電流不平衡現象的發生。
(2)由電流互感器變比不同造成的電流不平衡現象的解決措施。若想根本解決這一問題，首要問題就是選擇變比等級相同的電流互感器，最大程度地降低電流。還要充分發揮差動繼電器內部平衡線圈的作用，使電流互感器不同的變比電流得以消除。還有，可以在差動繼電器的一側或兩側安排類型不同的自耦變流器（雙繞組變壓器時安裝在一側，三繞組變壓器時安裝在兩側），從而實現電流補償功能，有效解決由電流互感器變比不同造成的電流不平衡現象。
3.2 對勵磁涌流的解決措施
為防止產生勵磁涌流現象，有效消除不平衡電流，首要問題就是選擇具有快速飽和鐵心的差動繼電器，以及可以實現快速飽和的電流互感器，有效解決沒有負載以及清除外部故障后恢復電壓過程中的磁通突變問題，防止一次繞組中產生勵磁涌流，防止電流不平衡。再有，還可在差動回路中安裝中間變流器實現快速飽和的電流補償功能，防止發生差動保護誤動現象。
4、結語
總之，對于新建或設備更新改造的發電廠和變電站的變壓器差動保護誤動問題，需要嚴格按照國家相關標準、文件或者廠家說明書執行，確保每個流程都嚴格把關。具體實踐工作中，變壓器差動保護誤動的影響因素有多種，因此，作為工作人員必須認真探究其中的具體原因，并及時采取科學合理的解決措施，從而有效應對變壓器差動保護誤動現象，確保電力系統能夠安全可靠運行。
參考文獻
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[2]舜.主變差動保護躲勵磁涌流判據分析[J].中國城市經濟,2011,03.
[3]朱瑋.一起主變差動保護動作的故障分析[J].科技創新導報,2009,19.
繼電器保護的基本原理范文3
【關鍵詞】電力系統；繼電保護；作用；任務
一、繼電保護的基本性能要求
對電網繼電保護的基本性能要求，包括可靠性、選擇性、速動性和靈敏性。這些要求之間，有的相輔相成，有的相互制約，需要針對不同的使用條件，分別地進行協調。對這些問題的研究分析，是電網繼電保護系統運行部門的頭等大事。
1.選擇性?；竞x是保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統中切除，使停電范圍盡量減小，以保證系統中非故障部分繼續安全運行。
2.靈敏性。保護裝置對其保護范圍內的故障或不正常運行狀態的反應能力稱為靈敏性（靈敏度）。靈敏性常用靈敏系數來衡量。它是在保護裝置的測量元件確定了動作值后，按最不利的運行方式、故障類型、保護范圍內的指定點校驗，并滿足有關規定的標準。
3.速動性。速動性是指繼電保護裝置應以盡可能快的速度斷開故障元件。這樣就能減輕故障設備的損壞程度，減小用戶在低電壓情況下工作的時間，提高電力系統運行的穩定性。
4.可靠性?？煽啃允侵冈诒Ｗo裝置規定的保護范圍內發生它應該反應的故障時，保護裝置應可靠地動作（即不拒動）。而在不屬于該保護動作的其他任何情況下，則不應該動作（即不誤動）。選擇繼電保護方案時，除設置需滿足以上四項基本性能外，還應注意其經濟性。即不僅考慮保護裝置的投資和運行維護費，還必須考慮因裝置不完善而發生拒動或誤動對國民經濟和社會生活造成的損失。
二、繼電保護的任務
1.當被保護的電力設備發生故障時，應該由該設備的繼電保護裝置自動地、迅速地、有選擇地向離故障設備最近的斷路器發出跳閘命令，將故障設備從電力系統中切除，保證無故障設備繼續運行，并防止故障設備繼續遭到破壞。
2.當電力系統出現不正常運行狀態時，根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同，或發出信號使值班人員能及時采取措施，或由裝置自動進行調整（如減負荷），避免不必要的動作和由于干擾而引起的誤動作。反應不正常工作狀態的繼電保護，通常都不需要立即動作，可帶一定的延時。
3.繼電保護與自動重合閘裝置配合，可在輸電線路發生瞬時性故障時，迅速恢復故障線路的正常運行，從而提高供電的可靠性。
由此可見，繼電保護在電力系統中的主要作用是：防止事故的發生和發展，限制事故的影響和范圍，最大限度地確保電力系統安全運行。繼電保護是電力系統中一個重要的組成部分，對保證整個電力系統的安全運行具有十分重要的意義。
二、繼電保護的基本原理與構成
1.繼電保護的基本原理
1.電流保護。電力系統發生故障時總是伴隨著電流的增大，電流保護就是反應于被保護設備通過的電流增大，超過它的簽定位而動作的保護，即測量值多于整定值）時保護動作，如相電流保護、零序電流保護。
2.電壓保護。電力系統發生故障時電壓必然降低，反應于電壓降低而動作的保護為低電壓保護；當電力系統出現電壓過高的不正常運行狀態時，反應于電壓升高的保護為過電壓保護。
3.距離保護。除電流大小外，還配以母線電壓的變化進行綜合判斷，實現的用于反應故障點到保護安裝處電氣距離的保護為距離保護，也稱低阻抗保護。電網正常運行時，電壓與電流的比值是負荷的阻抗，一般較大；而電力系統發生故障時，保護感受到的電壓與電流的比值為故障點到保護安裝處的阻抗，遠遠小于負荷阻抗。
4.功率方向保護。是利用電壓和電流間的相位關系作為故障及其方向的判據。正常運行時測到的電壓與電流間的相位角是負荷的阻抗角，一般為20°一30°，而故障時測到的阻抗角是線路阻抗角，—般為60一70°。此外，一般規定流過保護的電流正方向是母線流向線路。若故障時流過保護的電流滯后于電壓為線路阻抗角φ，則可判定為正方向故障，若流過保護的電流滯后于電壓的角度為180°十φ則可判為反方向故障。
以上保護均反應設備一側電氣量信息，具有明顯的缺點，就是無法區分本設備末端和相鄰設備始端故障，因為這兩個位置的故障，反映在保護安裝處的電壓、電流量沒有顯著區別。因此很難迅速切除保護范圍內任意點的故障。為此提出了反應兩側（多側）電氣量信息的保護原理，即差動保護。
差動保護己成為變壓器、發動機、母線等元件設備的主保護，而應用在輸電線路上則以縱聯保護的形式出現。這是因為輸電線路較長，需要將—側電氣量信息通過通信設備和通道傳到另一側去，兩側的電氣量才能進行比較判斷，即線路兩側之間發生的是縱向聯系，所以稱為輸電線路縱聯保護。縱聯保護兩端比較的電氣量可以是流過兩端的電流相量、電流相位和功率方向等，比較不同的電氣量信息可構成不同原理的縱聯保護。此外，將一端的電氣量或用于被比較的特征傳送到對端，可以來用不同的傳輸通道和性術，如有采用通過輸電線路本身在工頻信號上疊加一個高頻載波信號的技術，稱為高頻保護。高頻保護中比較兩側功率方向的稱為方向高頻保護，而比較兩側電流相位的稱為相差高頻保護。
2.繼電保護的構成
繼電保護原理雖然體現了電氣設備運行狀態的判別依據，但電氣量信息的采集、判斷，以及繼電保護發出斷路器跳閘命令等還需要一定的硬件設備才能實現，即需要繼電保護裝置。一般繼電保護裝置由測量比較、邏輯判斷和執行輸出三部分組成，如圖1所示。
（1）測量比較部分。測量比較部分是根據保護原理測量被保護對象的有關電氣量，與己給定的整定值進行比較，根據比較的結果，給出“是”、“非”、“0”或“1”性質的一組邏輯信號，從而判斷保護是否應該起動。這部分通常由一個或多個測量比較元件構成，常見的如過電流繼電器、阻抗繼電器、功率方向繼電器、差動繼電器等。
（2）邏輯判斷部分。邏輯判斷部分是根據各測量比較元件輸出的邏輯狀態、性質、先后順序、持續時間等，使保護裝置按一定的邏輯關系判斷故障的類型和范圍，最后確定是否應該使斷路器跳閘、發出信號或不動作，并將有關命令傳給執行部分。繼電保護中常用的邏輯回路有 “或”、“與”“否”、“延時起動”、“延時返回”以及“記憶”等回路。
（3）執行輸出部分。執行輸出部分是根據邏輯判斷部分傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的任務。如故障時動作于跳閘；不正常運行時，發出信號：正常運行時，不動作等。
參考文獻
繼電器保護的基本原理范文4
關鍵詞：繼電保護，故障信息，小波變換，自適應。
中圖分類號： TM774 文獻標識碼： A 文章編號：
1、引言
繼電保護是一門理論和實踐并重的科學技術，與電力系統的發展息息相關。19世紀末，人們為了防止發生短路時損壞設備就已經開始利用熔斷器這一中介，從而建立了過電流保護原理。1905~1908年出現電流差動保護，而自1910年起，方向性電流保護的廣泛使用，更是推動了20世紀20年代初距離保護的產生。到20世紀30年代初，已經出現了快速動作的高頻保護[1]。因此，從繼電保護的基本原理來看，現今普遍應用的繼電保護原理基本上在20年代末就已建立，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來看，自1901年出現感應型繼電器開始，大體經歷了機電式、整流式、晶體管式、集成電路式、微型計算機式等發展階段。因此，縱觀繼電保護將近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，不斷通過相關科學技術的最新成果得到發展和完善[2]。
2、故障信息與繼電保護技術
檢測故障信息、識別故障信號是繼電保護的首要任務，它據此做出是否保護出口跳閘的決定。因此，故障信息的識別、處理和利用是繼電保護技術發展的基礎，不斷發掘和利用故障信息對繼電保護技術的進一步發展有著重要意義。
新型繼電保護的重要理論之一是建立在暫態故障信息基礎上的小電流接地保護與行波保護。而應用暫態量發展出的利用高頻故障電壓、電流信號的超高速繼電保護原理，已經被廣泛使用并獲得了許多重要成果，例如利用高頻故障電壓信號，對串補超高壓輸電線路的保護設置。該保護原理是基于故障點高頻故障電壓信號的非聯合保護，但仍具有聯合保護方案的優勢；該方案使用組合調諧設備和輸電線路阻波器來檢測保護區域內的高頻暫態故障信號（頻率為70~81 kHz，可根據實際情況而定），使用其帶阻特性可以區分內部故障和外部故障；該裝置使用一個特殊設計的信號處理器來獲取高頻電壓信號，可以完全滿足超高壓串補線路對保護裝置的可靠性和安全性要求[3]。
總之，為了滿足電力系統快速發展的需求，故障信息的發掘、提取與利用是繼電保護技術發展的重要課題。新算法的引入為高頻暫態信號的應用提供了可能性，但行波保護尚未成熟，仍存在一些有待探討的問題。
3、計算機在繼電保護領域中的應用
計算機在繼電保護中的應用可以分為以下兩類：
a. 計算機的出現，使許多原有理論得以最大程度得實現。例如早期就有人提出神經網絡在電力系統中的應用問題，但訓練神經網絡所需的龐雜計算量以及傳統計算方法對繼電保護快速性的約束都限制了該理論的實際應用。而計算機的高速運算能力卻輕松解決了這一問題。
b. 借助計算機開發的新理論與新技術，繼電保護領域迎來了新一輪的革新。這其中較為成功的案例就是建立在暫態量基礎上的、充分利用了計算機特性的行波保護原理。
雖然計算機在繼電保護中的作用舉足輕重，但其應用仍然存在一些問題。目前研究開發的多為通用型和用于自動控制系統的芯片，尚無繼電保護裝置專用芯片。由于電力系統繼電保護對實時性和可靠性有著近乎苛刻的要求，開發微機型繼電保護裝置的專用芯片是計算機在繼電保護領域中得到進一步發展應用所不可或缺的基礎。
4、小波變換與繼電保護
近幾十年來，小波變換理論在工程界引起了極大反響，它被認為是傅里葉變換的重大發展，目前已在宇航、通信、遙感技術、數值分析等領域中被廣泛應用。
眾所周知，繼電保護的首要任務是正確檢測出故障。而電力系統中出現故障時通常都伴有奇異性或突變性，這對繼電保護提出了更高的要求。為了增大輸電線傳輸容量和提高系統穩定性，減小繼電保護裝置的動作時間是一種簡單有效的措施。目前，利用小波變換的奇異性檢測及模極大值理論已提出了實現故障起動和選相的方法，這種方法的主要特點就是快速性和可靠性。小波變換分析的應用能為快速可靠地檢出行波信息提供有效保障，基于小波變換的繼電保護裝置必將在電力系統發揮其巨大作用。
5、自適應繼電保護
自適應繼電保護是20世紀80年代提出的一個較新的研究課題，它是根據電力系統運行情況和故障狀態的變化，實時改變保護原理、性能、特性、定值的一種技術方法。自適應原理在繼電保護領域的主要應用有自適應重合閘、自適應饋線保護、對串補輸電線路的自適應保護以及自適應行波保護。下面以反時限過電流保護為例說明自適應過電流保護的基本原理。
在最大負荷電流IHmax的條件下，過電流保護的整定值為：
IDz= KIHmax（1）
根據式（1）可選用一條反時限特性，表示為：
t = f(I) （2）
當線路故障時，如果短路電流小于式（1）的定值，按上述特性動作的過電流保護將不能檢出故障，但通過對負荷電流的實時監視，便可根據實際負荷電流IH自動改變定值，使保護具有更靈敏的另一條反時限特性：
t =φ (I)（3）
運用自適應原理的繼電保護能克服同類型傳統繼電保護中長期存在的問題，它是繼電保護智能化的一個重要組成部分。計算機為自適應繼電保護的進一步發展提供了良好的技術支持。
總體來講，新型繼電保護的發展趨勢是高速化、智能化與一體化。對故障信息的研究與利用是發掘繼電保護新原理的基礎；計算機為充分利用故障信息提供了技術支持；新算法為繼電保護的進一步發展提供了拓展空間；而自適應保護則是繼電保護智能化發展的趨勢。
參考文獻
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繼電器保護的基本原理范文5
【關鍵詞】電力系統;繼電保護;變壓器
1.電流速斷保護
1.1什麼是電流速斷保護
電流速斷保護是一種無時限或略帶時限動作的一種電流保護。它能在最短的時間內迅速切除短路故障，減小故障持續時間，防止事故擴大。
電流速斷保護又分為瞬時電流速斷保護和略帶時限的電流速斷保護兩種。
1.2電流速斷保護的構成
電流速斷保護是由電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)構成的。它一般不需要時間繼電器。常采用直流操作，須設置直流屏。電流速斷保護簡單可靠、完全依靠短路電流的大小來確定保護是否需要啟動。它是按一定地點的短路電流來獲得選擇性動作，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調試比較準確和方便。
1.3瞬時電流速斷保護的整定原則和保護范圍
瞬時電流速斷保護與過電流保護的區別，在于它的動作電流值不是躲過最大負荷電流，而是必須大于保護范圍外部短路時的最大短路電流。即按躲過被保護線路末端可能產生的三相最大短路電流來整定。從而使速斷保護范圍被限制在被保護線路的內部，從整定值上保證了選擇性，因此可以瞬時跳閘。當在被保護線路外部發生短路時，它不會動作。所以不必考慮返回系數。由于只有當短路電流大于保護裝置的動作電流時，保護裝置才能動作。所以瞬時電流速斷保護不能保護設備的全部，也不能保護線路的全長，而只能保護線路的一部分。對于最大運行方式下的保護范圍一般能達到線路全長的50%即認為有良好的保護效果；對于在最小運行方式下的保護范圍能保護線路全長的15%～20%，即可裝設。保護范圍以外的區域稱為“死區”。因此，瞬時電流速斷保護的任務是在線路始端短路時能快速地切除故障。
當線路故障時，瞬時電流速斷保護動作，運行人員根據其保護范圍較小這一特點,可以判斷故障出在線路首端，并且靠近保護安裝處；如為雙電源供電線路，則由兩側的瞬時電流速斷保護同時動作或同時都不動作，可判斷故障在線路的中間部分。
1.4瞬時電流速斷保護的基本原理
瞬時電流速斷保護的原理與定時限過電流保護基本相同。只是由一只電磁式中間繼電器替代了時間繼電器。
中間繼電器的作用有兩點：其一是因電流繼電器的接點容量較小，不能直接接通跳閘線圈，用以增大接點容量；其二是當被保護線路上裝有熔斷器時，在兩相或三相避雷器同時放電時，將造成短時的相間短路。但當放完電后，線路即恢復正常，因此要求速斷保護既不誤動，又不影響保護的快速性。利用中間繼電器的固有動作時間，就可避開避雷器的放電動作時間。
2.三段式過電流保護裝置
由于瞬時電流速斷保護只能保護線路的一部分，所以不能作為線路的主保護，而只能作為加速切除線路首端故障的輔助保護；略帶時限的電流速斷保護能保護線路的全長，可作為本線路的主保護，但不能作為下一段線路的后備保護；定時限過電流保護既可作為本級線路的后備保護（當動作時限短時，也可作為主保護，而不再裝設略帶時限的電流速斷保護。），還可以作為相臨下一級線路的后備保護，但切除故障的時限較長。
一般情況下，為了對線路進行可靠而有效的保護，也常把瞬時電流速斷保護（或略帶時限的電流速斷保護）和定時限過電流保護相配合構成兩段式電流保護。
對于第一段電流保護，究竟采用瞬時電流速斷保護，還是采用略帶時限的電流速斷保護，可由具體情況確定。如用在線路---變壓器組接線，以采用瞬時電流速斷保護為佳。因在變壓器高壓側故障時，切除變壓器和切除線路的效果是一樣的。此時，允許用線路的瞬時電流速斷保護，來切除變壓器高壓側的故障。也就是說，其保護范圍可保護到線路全長并延伸到變壓器高壓側。這時的第一段電流保護可以作為主保護；第二段一般均采用定時限過流保護作為后備保護，其保護范圍含線路---變壓器組的全部。
通常在被保護線路較短時，第一段電流保護均采用略帶時限的電流速斷保護作為主保護；第二段采用定時限過流保護作為后備保護。
在實際中還常采用三段式電流保護。就是以瞬時電流速斷保護作為第一段，以加速切除線路首端的故障，用作輔助保護；以略帶時限的電流速斷保護作為第二段，以保護線路的全長，用作主保護；以定時限過電流保護作為第三段，以作為線路全長和相臨下一級線路的后備保護。 對于北京電信的10KV（含35KV）供電線路今后宜選用兩段式或三段式電流保護。
因為這種保護的設置可以在相臨下一級線路的保護或斷路器拒動時，本級線路的定時限過流保護可以動作，起到遠后備保護的作用；如本級線路的主保護（瞬時電流速斷或略帶時限的電流速斷保護）拒動時，則本級線路的定時限過電流保護可以動作，以起到近后備的作用。
3.零序電流保護
電力系統中發電機或變壓器的中性點運行方式，有中性點不接地、中性點經消弧線圈接地和中性點直接接地三種方式。10KV系統采用的是中性點不接地的運行方式。
系統運行正常時，三相是對稱的，三相對地間均勻分布有電容。在相電壓作用下，每相都有一個超前90°的電容電流流入地中。這三個電容電流數值相等、相位相差120° ，其和為零.中性點電位為零。
假設A相發生了一相金屬性接地時，則A相對地電壓為零，其他兩相對地電壓升高為線電壓，三個線電壓不變。這時對負荷的供電沒有影響。按規程規定還可繼續運行2小時，而不必切斷電路。這也是采用中性點不接地的主要優點。但其他兩相電壓升高，線路的絕緣受到考驗、有發展為兩點或多點接地的可能。應及時發出信號，通知值班人員進行處理。
繼電器保護的基本原理范文6
關鍵詞：電力系統；220kv供電系統；繼電保護
1.繼電保護的基本概念
可靠性是指一個元件、設備或系統在預定時間內，在規定的條件下完成規定功能的能力?？煽啃怨こ躺婕暗皆祿慕y計和處理，系統可靠性的定量評定，運行維護，可靠性和經濟性的協調等各方面。具體到繼電保護裝置，其可靠性是指在該裝置規定的范圍內發生了它應該動作的故障時，它不應該拒動作，而在任何其它該保護不應動作的情況下，它不應誤動作。
繼電保護裝置的拒動和誤動都會給電力系統造成嚴重危害。但提高其不拒動和提高其不誤動作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。由于電力系統的結構和負荷性質的不同，拒動和誤動所造成的危害往往不同。例如當系統中有充足的旋轉備用容量，輸電線路很多，各系統之間和電源與負荷之間聯系很緊密時由于繼電保護裝置的誤動作，使發電機變壓器或輸電線路切除而給電力系統造成的影響可能很??；但如果發電機變壓器或輸電線路故障時繼電保護裝置拒動作，將會造成設備的損壞或系統穩定的破壞，損失是巨大的。在此情況下提高繼電保護裝置不拒動的可靠性比提高其不誤動的可靠性更為重要。但在系統中旋轉備用容量很少及各系統之間和負荷和電源之間聯系比較薄弱的情況下，繼電保護裝置的誤動作使發電機變壓器或輸電線切除時，將會引起對負荷供電的中斷甚至造成系統穩定的破壞，損失是巨大的。而當某一保護裝置拒動時，其后備保護仍可以動作而切除故障，因此在這種情況下提高繼電保護裝置不誤動的可靠性比提高其不拒動的可靠性更為重要。
2.保護裝置評價指標
2.1繼電保護裝置屬于可修復元件，在分析其可靠性時，應該先正確劃分其狀態，常見的狀態有：①正常運行狀態。這是保護裝置的正常狀態。②檢修狀態。為使保護裝置能夠長期穩定運行，應定期對其進行檢修，檢修時保護裝置退出運行。③正常動作狀態。這是指被保護元件發生故障時，保護裝置正確動作于跳閘的狀態。④誤動作狀態。是指保護裝置不應動作時，它錯誤動作的狀態。例如，由于整定錯誤，發生區外故障時，保護裝置錯誤動作于跳閘。⑤拒動作狀態。是指保護裝置應該動作時，它拒絕動作的狀態。例如，由于整定錯誤或內部機械故障而導致保護裝置拒動。⑥故障維修狀態。保護裝置發生故障后對其進行維修時所處的狀態。
2.2目前常用的評價統計指標有
2.2.1正確動作率即一定期限內(例如一年)被統計的繼電保護裝置的正確動作次數與總動作次數之比。用公式表示為：
正確動作率=(正確動作次數，總動作次數)×100
用正確動作率可以觀測該繼電保護系統每年的變化趨勢，也可以反映不同的繼電保護系統(如220kv與500kv)之間的對比情況，從中找出薄弱環節。
2.2.2可靠度r(t)是指元件在起始時刻正常的條件下，在時間區間(0，t)不發生故障的概率。對于繼電保護裝置，注意力主要集中在從起始時刻到首次故障的時間。
2.2.3可用率a(t)是指元件在起始時刻正常工作的條件下，時刻t正常工作的概率?？煽慷扰c可用率的不同在于，可靠度中的定義要求元件在時間區間(0，t)連續的處于正常狀態，而可用率則無此要求。
2.2.4故障率是指元件從起始時刻直到時刻t完好條件下，在時刻t以后單位時間里發生故障的概率。
2.2.5平均無故障工作時間建設從修復到首次故障之間的時間間隔為無故障工作時間，則其數學期望值為平均無故障工作時間。
2.2.6修復率m(t)是指元件自起始時刻直到時刻t故障的條件下，自時刻t以后每單位時間里修復的概率
2.2.7平均修復時間mttr平均修復時間是修復時間的數學期望值。
3.220kv供電系統繼電保護
220KV供電系統是電力系統的一部分。它能否安全、穩定、可靠地運行，不但直接關系到企業用電的暢通，而且涉及到電力系統能否正常的運行。
3.1 220KV供電系統的幾種運行狀況
3.1.1供電系統的正常運行這種狀況系指系統中各種設備或線路均在其額定狀態下進行工作；各種信號、指示和儀表均工作在允許范圍內的運行狀況；
3.1.2供電系統的故障這種狀況系指某些設備或線路出現了危及其本身或系統的安全運行，并有可能使事態進一步擴大的運行狀況。
3.1.3供電系統的異常運行這種狀況系指系統的正常運行遭到了破壞，但尚未構成故障時的運行狀況。
3.2 220KV供電系統繼電保護裝置的任務
3.2.1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：
3.2.2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：
3.2.3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。
3.3幾種常用電流保護的分析
3.3.1反時限過電流保護繼電保護的動作時間與短路電流的大小有關，短路電流越大，動作時間越短；短路電流越小，動作時間越長，這種保護就叫做反時限過電流保護。反時限過電流保護雖外部接線簡單，但內部結構十分復雜，調試比較困難；在靈敏度和動作的準確性、速動性等方面也遠不如電磁式繼電器構成的繼電保護裝置。
3.3.2定時限過電流保護繼電保護的動作時間與短路電流的大小無關，時間是恒定的，時間是靠時間繼電器的整定來獲得的。時間繼電器在一定范圍內是連續可調的，這種保護方式就稱為定時限過電流保護。
繼電器的構成。定時限過電流保護是由電磁式時間繼電器(作為時限元件)、電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)構成的。它一般采用直流操作，須設置直流屏。
定時限過電流保護的基本原理。在220kV中性點不接地系統中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限過電流保護。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時間繼電器和一只信號繼電器構成。保護裝置的動作時間只決定于時間繼電器的預先整定的時間，而與被保護回路的短路電流大小無關，所以這種過電流保護稱為定時限過電流保護。
動作電流的整定計算。過流保護裝置中的電流繼電器動作電流的整定原則，是按照躲過被保護線路中可能出現的最大負荷電流來考慮的。也就是只有在被保護線路故障時才啟動，而在最大負荷電流出現時不應動作。
4.總結
提高不拒動和誤動作，是繼電保護可靠性的核心。在城市電網配電系統中，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。為了確保供電系統的正常運行，必須正確地設置繼電保護裝置并準確整定各項相關定值，從而保證系統的正常運行。（江蘇鹽城供電公司；江蘇；鹽城；224000）
參考文獻
［1］ 張國峰,梁文麗,李玉龍.電力系統繼電保護技術的未來發展［J］.中國科技信息,2005(02).
