繼電保護基本原理及應用
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繼電保護基本原理及應用范文第1篇
關鍵詞：《繼電保護》；課程體系；教學方法
中圖分類號：G71 文獻標識碼：A文章編號：1009—0118（2012）11—0162—02
繼電保護是在保障電力系統的安全穩定運行方面發揮了重要作用，《繼電保護》課程是電力系統自動化、供用電專業的核心課程，具有理論與實踐并重的特點。繼電保護是一門理論性與實際結合很強的課程，但長期以來，高職院校的繼電保護課程只注重理論教學，不注重實踐技能的提高；并且，絕大多數院校的繼電保護課程所講授的內容與實際相脫節，我校所講授的都是繼電保護的原理。針對這種情況，我們共同構建新的課程體系，探索繼電保護課程改革研究。
一、電力系統繼電保護課程現狀及背景
《繼電保護》是我院的供用電技術專業的一門核心課程，現有的繼電保護教材中，分析的都是電磁型、磁電型或集成電路型結構的繼電器，而現代電力系統繼電保護裝置結構已經發生了相當大的變化，微機型保護裝置應用的相當廣泛。我院只開設了繼電保護課程，沒有開設電力系統穩態分析和暫態分析這兩門課程，學生學習繼電保護課程相當費勁；再有，目前的繼電保護教材主要講解的是繼電保護的理論知識，實際的電力系統運行案例、電氣設備短路電流的計算實例都未講解，不利于學生理論學習與以后實際工作的認識統一。高職院校是培養高端技能型人才，要求學生具有一定的理論基礎的同時，更要具備扎實的操作基本功和自主學習能力和自學創新意識。
二、繼電保護課程體系的整合
《繼電保護》課程重點分析了繼電保護的基本要求、電流保護、距離保護、變壓器保護、母線保護、發電機保護等。我校是專科院校，注重學生的技能培養，理論水平以夠用為主。而現在電力系統的網絡結構越來越復雜和多樣，繼電保護的原理和形式也在不斷的發展和完善，過多學習理論知識是沒有必要的，要加強學生的實踐能力，要做中學，學中做。在目標定位上，充分考慮學生能先就業再擇業的需要，堅持“寬基礎、強技能”的原則。既掌握職業崗位需求的專業理論，又能在這些專業理論基礎上把已形成的能力在相應職業崗位范圍可以轉崗。因此，在我們的課程體系改革中，改變了傳統的“學科”體系，向“多元型”方向發展。《繼電保護》課程的構建應遵循以下原則。
（一）講解繼電保護的基本原理。講授電力系統暫態和穩態分析的部分知識；講授各種保護的基本原理、保護裝置和繼電器的基本原理；微機型繼電保護基礎知識。在教材編寫時要闡明模擬型保護的基本原理，微機型繼電保護技術是全新的內容，思維方法與模擬型保護相比完全不一樣，應重點講解如何推倒出算法的數學模型和微機實現原理。
（二）突出課程的職業性，以職業能力作為構建課程的基礎，使學生所學知識、技能滿足職業崗位的需求。基礎理論知識以夠用為度，以掌握概念，強化應用為重點；專業知識強調針對性和實用性，培養學生綜合運用知識和技能的能力。突出職業能力培養，強化學生創新能力的培養.提高學生就業上崗和職業變化的適應能力，實現“雙證書”融通，即畢業證書和高級技能等級證書。
（三）圍繞崗位所確定的職業能力要求設置項目，并結合職業技能鑒定考核大綱，對課程內容進行整合，開發校本課程。在課程的難度和廣度方面，遵循“實用為先、夠用為度”的原則，如表1為五個項目。
三、《繼電保護》課程的教學方法與手段
（一）案例教學法
由于電力系統繼電保護技術發展很快，在講授課程相關知識是可以聯系電力系統的實際案例，例如某某地區電廠發生斷路器跳閘事故，原因是某相電接地導致的等等實際案例。使學生在校期間能了解相關領域的現狀。通過典型事故的分析可以培養學生分析和解決實際問題的能力。
（二）任務驅動教學法
任務驅動教學法是任務驅動教學法中的任務是有特定含義的，它不是通常說的“教學任務”，而是指“需要通過某種活動完成的某些事”。課堂討論、自學答疑教學形式采用任務驅動法。例如讓學生設計某條線路的三段式保護。
（三）項目教學法
項目教學法是通過進行一個完整的“項目”工作而進行的實踐教學活動的培訓方法。教師的主要任務是確定項目內容、任務要求、工作計劃，設想在教學過程可能發生的情況以及學生對項目的承受能力，時刻準備幫助學生解決困難問題。
（四）六步教學法
六步教學法是以工作過程為導向的課程實施方法，完成一個完整的實際工作需按照六個工作步驟來進行。例如設計6～10KV線路的過電流保護這個完整工作過程的六個步驟分別為：資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估。資訊階段，教師布置工作任務，學生首先了解項目要求；計劃階段，學生一般以小組方式工作，尋找與任務相關的信息（如：電壓繼電器、電流繼電器的原理接線圖），制定工作計劃；決策階段：教師考察學生做的過電流保護原理接線圖，學生可聽取教師的建議，對計劃做出修改；實施階段，學生根據計劃完成本項目工作過程，完成項目實施工作；檢查階段，學生進行展示工作成果的工作；評估階段，學生對完成項目任務中的表現做出自我評價、相互評價，最終由教師做出教師評估。
（五）模擬故障法
在實訓室上課時，可以通過人為設置故障，測量故障時的電壓和電流來分析故障特點，如何迅速、有選擇的切出故障。提高了學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。
（六）利用常規的電流、電壓保護的原理及實現的方法簡單、直觀的特點，通過多媒體課件演示熟悉電力系統各主要元件繼電保護裝置的動作原理、結構及其用途。在初步掌握電流、電壓保護的基本原理后，再安排學習微機保護的基礎知識的內容，由易至難，有利于學生對所學知識的理解和掌握。充分利用多媒體課件、動畫演示等對保護裝置元件進行直觀教學，使教學過程形象生動，幫組學生記憶和理解，提高教學效果；加強課堂微機保護演示；采用在實訓室邊進行理論教學邊進行實驗的教學方法。
《繼電保護》課程以以崗位能力為出發點，突出職業素質的培養，教、學、做結合，教學方法多樣化。課程內容以崗位分析和具體工作過程為基礎，將職業技能資格證書所需的應知應會內容貫穿于整個教學的理論和實踐過程中，為學生獲得“雙證書”，提高就業率打下了堅實的基礎。本課程基本理論以電力系統繼電保護和電力系統暫態和穩態分析應知的理論為基礎，理論與實際相結合，以能力培養為重點的高職高專教育特色。
參考文獻：
[1]姜大源.職業教育學研究新論[M].北京：教育科學出版社，2007.
[2]陳延楓.高職高專電力系統繼電保護課程教學改革探討[J].中國校外教育，2009.
繼電保護基本原理及應用范文第2篇
關鍵詞：配電系統；繼電保護；整定計算
中圖分類號：C35文獻標識碼： A
一、城市電網10kV配電系統在電力系統中的重要位置
城市電網10kV配電系統由于其覆蓋的地域極其遼闊、運行環境極其復雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發生是不能完全避免的。在電力系統中的任何一處發生事故，都有可能對電力系統的運行產生重大影響。例如，當系統中的某工礦企業的設備發生短路事故時，由于短路電流的熱效應和電動力效應，往往造成電氣設備或電氣線路的致命損壞還有可能嚴重到使系統的穩定運行遭到破壞。為了確保城市電網10kV配電系統的正常運行，必須正確地設置繼電保護裝置。
二、城市電網10kV配電系統繼電保護的基本類型
城市電網10kV系統中裝設繼電保護裝置的主要作用是通過縮小事故范圍或預報事故的發生，來達到提高系統運行的可靠性，并最大限度地保證供電的安全和不間斷。
可以想象，在10kV系統中利用熔斷器去完成上述任務是不能滿足要求的。因為熔斷器的安秒特性不甚完善，熄滅高壓電路中強烈電弧的能力不足，甚至有使故障進一步擴大的可能；同時還延長了停電的歷時。只有采用繼電保護裝置才是最完美的措施。因此，在10kV系統中的繼電保護裝置就成了供電系統能否安全可靠運行的不可缺少的重要組成部分。
在電力系統中利用正常運行和故障時各物理量的差別就可以構成各種不同原理和類型的繼電保護裝置。如在城市電網10kV配電系統中應用最為廣泛的是反映電流變化的電流保護：有定時限過電流保護、反時限過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護和零序電流保護等，還有既反映電流的變化又反映電壓與電流之間相位角變化的方向過電流保護；利用故障接地線路的電容電流大于非故障接地線路的電容電流來選擇接地線路，一般均作用于發信號，在部分發達城市因電容電流較大10kV配網系統采用中性點直接接地的運行方式，此時零序電流保護直接作用于跳閘。
三、幾種常用電流保護的分析
（一）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。這種保護方式目前主要應用于一般用戶端的進線開關處保護，不推薦使用在變電站10kV出線開關處。
（二）定時限過電流保護
1.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。
2.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。定時限過電流保護簡單可靠、完全依靠選擇動作時間來獲得選擇性，上、下級的選擇性配合比較容易、時限由時間繼電器根據計算后獲取的參數來整定，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。這種保護方式一般應用在電力系統中變配電所，作為10kV出線開關的電流保護。
3.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。
（三）過電流保護的保護范圍
過流保護可以保護設備的全部，也可以保護線路的全長，還可以作為相臨下一級線路穿越性故障的后備保護。
四、電流速斷保護
（一）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。
（二）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。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。
（三）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。當在被保護線路外部發生短路時，它不會動作。
（四）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。
（五）略帶時限的電流速斷保護
瞬時電流速斷保護最大的優點是動作迅速，但只能保護線路的首端。而定時限過電流保護雖能保護線路的全長，但動作時限太長。因此，它的保護范圍就必然會延伸到下一段線路的始端去。這樣，當下一段線路始端發生短路時，保護也會起動。為了保證選擇性的要求，須使其動作時限比下一段線路的瞬時電流速斷保護大一個時限級差，其動作電流也要比下一段線路瞬時電流速斷保護的動作電流大一些。略帶時限的電流速斷保護可作為被保護線路的主保護。
五、三（兩）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。
目前在實際應用中，為簡化保護配置及整定計算，同時對線路進行可靠而有效的保護，常把瞬時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。
繼電保護基本原理及應用范文第3篇
【關鍵詞】電力系統 繼電保護 類型 技術應用
電力系統繼電保護的發展經歷了機電型、整流型、晶體管型和集成電路型幾個階段后，現在發展到了微機保護階段。微機繼電保護的發展史微機繼電保護指的是以數字式計算機（包括微型機）為基礎而構成的繼電保護。它起源于20世紀60年代中后期，是在英國、澳大利亞和美國。本文將重點介紹上述類型繼電保護控制類型和其技術應用。
一、繼電保護控制類型
由于電力系統運行的過程中，很有可能發生非正常或者各類故障的現象，所以，需在其設備中設置一套對其工作狀態進行實時監控的配件，使企業的損失降到最低，因此，繼電保護設備應運而生。
繼電保護主要是利用電力系統中的元件發生異常情況時而出現電氣量變化的原理，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。當電力系統發生故障后，其電氣量的變化特征主要有四種：電流增大、電壓降低、電流與電壓之間相位角改變、測量阻抗發生變化。目前根據繼電保護原理來分類的話，主要有電流保護、電壓保護、方向保護、距離保護等，如果按照保護所起的作用來分類主要包括主保護、后備保護、輔助保護等，主保護必須滿足系統穩定和設備的安全要求，并且能夠以最快的速度選擇性的切除被保護設備的線路故障保護。后備保護是當主保護或者斷路器據動時用來切除故障的保護，以實現對設備和后備的保護。輔助保護顧名思義則是為補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運行而增設的簡單保護。
隨著繼電保護技術的飛速發展以及微機保護的裝置投入使用，因生產廠家的不同、開發時間的先后，目前繼電保護設備呈現各顯神通、形態迥異的局面，但基本原理及要達到的目的基本都是一致。完成繼電保護任務，除了需要繼電保護裝置外，必須通過可靠的繼電保護工作回路的正確工作，才能完成跳開故障元件的斷路器、對系統或電力元件的不正常運行發出警報、正常運行狀態不動作的任務。一般來說，繼電保護裝置包括測量部分和定值調整部分、邏輯部分和執行部分。如下圖所示：
被測物理量從保護對象輸入信號，并與整定值比較來判斷設備是否發生故障；邏輯部分則是根據輸出量的性質進行邏輯判斷來決定是否為動作允許執行。執行的部分依據前面環節的判斷所得出的結果予以執行跳閘或發信號。
二、現代繼電保護技術應用
隨著光電技術和計算機的飛速發展，新型光學電壓、電流互感器也更加顯現出其具有的強大生命力及優勢，同時，隨著計算機和通信技術的快速發展，尤其是當前基于GPS全網同步技術的出現，這些都將成為電力系統控制的未來發展方向。
（一）光學數字式電壓、電流互感器
在當前的電力系統中廣泛應用主要是以微處理器為基礎的數字保護裝置、計量測試儀等，其都要求采用低功率、緊湊型的電壓、電流互感器代替常規的電壓和電流互感器，因此，這對電力系統安全保護提出了更高的要求。
因光電技術和計算機的飛速發展，新型光學電壓、電流互感器與傳統的電壓、電流互感器相比，優勢十分明顯，體積小、維修方便、抗電磁能力強等等，同時又充分利用電光晶體優異特性和現代光電技術的優點，充分發揮了其實時性等特點。目前國外一些大公司投入大量人力和物力開發光學電壓、電流互感器，并且已有掛網運行產品，我國較國外起步比較晚，目前還處于樣機的研究設計階段。
（二）柱上開關及配電開關智能化
隨著用戶對用電可靠性要求的提高，對配網設備的自動化也提出了較高的要求。當前已開發使用的兩大類裝置。一類是現場遠方終端和柱上開關分離，另一類是將現場遠方終端與柱上開關組合在一起，成為一個設備，一個機電一體化的設備，實現保護、測量、控制、通訊、開合等功能的智能化組合。當然現場遠方終端實際上是一個集合保護、測量、控制、通訊的微機型裝置，也需要提高功能、擴大功能，從而滿足配電網中的各種功能要求，實現配電網的自動化。
總之，隨著社會經濟迅速發展及通信計算機技術的進步，繼電保護技術也將得到進一步的發展，這些將對當前的繼電保護工作者們提出了艱巨的任務，也未其發展開辟了更廣闊天地。
參考文獻：
[1] 陳永琳， 電力系統繼電保護的計算機整定計算， 中國電力出版社， 1994
繼電保護基本原理及應用范文第4篇
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。考慮到經濟原因，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第5篇
【關鍵詞】電力系統；繼電保護；歷史現狀；發展前景
電力系統是一個復雜容易出現危險和故障的系統，它由發電機、變壓器、母線、輸配線路及用電設備組成。在電力系統運行過程中常出現危險故障或者是一些異常運行狀態，這樣就會造成電力系統不能正常運行，而給國家和人民的生命財產帶來一定的威脅。因此，在電力系統運行過程中需要一套預警保護裝置，也就是我們所熟悉的繼電保護裝置。
一、繼電保護技術的內涵
繼電保護技術確切的說包含兩方面的內容，一方面是指當電力系統本身或某個被保護的原件發生危險或故障時，繼電保護裝置能自動、迅速、有選擇的將故障原件從系統當中隔離，防止出現危險事故，同時也能保證發生故障的原件免遭更大的破壞；另一方面是指當電力系統出現故障時，繼電保護裝置能夠第一時間向工作人員發出故障指令，例如：聲光報警、圖文信息等警告信號。
二、繼電保護的基本要求
（一）選擇性
是指電力系統發生故障時，繼電保護裝置能夠第一時間有選擇性的判斷出故障的位置以及發生故障的原件，迅速切除故障。而非故障線路能夠繼續正常運行。電網之間繼電保護應遵循逐級配合原則，以保證電網發生故障時有選擇性地切除故障。切斷系統中的故障部分，而其它非故障部分仍然繼續供電。
（二）迅速性
是指一旦電力系統本身或者是某個原件發生故障時，繼電保護裝置應盡快的切除故障，以提高系統的穩定性，減輕故障設備和系統的損壞程度。
（三）靈敏性
是指，繼電保護裝置對設備或線路是否發生故障能夠靈敏的感受到。這種情況繼電保護裝置有靈敏系數來衡量。
（四）可靠性
指繼電保護裝置在保護范圍內該動作時應可靠動作，在正常運行狀態時，不該動作時應可靠不動作。任何電力設備（線路、母線、變壓器等）都不允許在無繼電保護的狀態下運行，可靠性是對繼電保護裝置性能的最根本的要求。
三、繼電保護的發展及現狀
機電保護技術是隨著電力系統的發展而發展的。隨著社會的進步，科學技術更新的速度也在逐漸的加快，在電力系統在飛速發展的同時，也對繼電保護裝置不斷的提出新的更高餓要求。到目前為止，繼電保護技術已經經過了機電式、半導體式、微機式等三個發展階段。
（一）機電式
18世紀末人類已開始利用熔斷器防止在發生短路時損壞設備，建立了過電流保護原理。19世紀初，隨著電力系統的發展，繼電器被廣泛應用于電力系統的保護。這個時期被認為是繼電器保護技術發展的開端。1905～19O8年研制出電流差動保護，自1910年起開始采用方向性電流保護，于19世紀20年代初生產出距離保護，在30年代初已出現了快速動作的高頻保護。由此可見，從繼電保護的基本原理上看，到本世紀20年代末現在普遍應用的繼電保護原理基本上都已建立。
（二）半導體式
20世50年代后，隨著晶體管的發展，出現了晶體管保護裝置。這種保護裝置體積小，動作速度快，無機械轉動部分，經過20余年的研究與實踐，晶體管式保護裝置的抗干擾問題從理論和實際都得到了滿意的解決。
在20世紀70年代，晶體管保護被大量采用。到了20世紀80年代后期，靜態繼電保護裝置由晶體管式向集成電路式過渡，成為靜態繼電保護的主要形式
（三）微機式
隨著微機的出現，科學家提出了使用小型微機來實現繼電保護的設想。但是，由于當時，微機是新興產業，價格非常昂貴，所以科學家的想法很難實現。但是隨著微機的普及，微機在繼電保護方面被普遍應用，進入90年代，微機保護已在大量應用，主運算器由8位機，16位機發展到目前的32位機；數據轉換與處理器件由A/D轉換器，壓頻轉換器（VFC），發展到數字信號處理器（DSP）。這種由計算機技術構成的繼電保護稱為數字式繼電保護，也稱微機保護。
四、繼電保護未來的發展趨勢
（一）計算機化
當前，隨著電力系統的迅速發展，對機電保護技術也提出了更高的要求。不單純的停留在基本的保護功能上，而是提出了許多新的科技含量較高的要求，比如說：數據處理功能、更大容量的存儲故障信息和數據、通信能力、以及與其他的相關保護裝置實現資源共享的功能等。這些要求的實現，只能由計算機來完成，隨著計算機技術的迅猛發展，計算機的運算、存儲、通訊等技術不斷加強，因此，繼電保護裝置計算機化是未來繼電保護技術發展的一個重要趨勢。計算機化的內涵不僅包括設備、操作、監視系統的微機化，還包括系統的功能軟件化和信號數字化，完全摒棄各種機電式、機械式、模擬式設備，不斷提高繼電保護的速動性、靈敏性、可靠性，為電力系統取得更大的經濟效益和社會效益。
（二）網絡化
隨著互聯網技術的飛速發展，網絡給我們的工作和生活帶來了很多便利。計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱，其與繼電保護的結合是實現現代電力系統安全、穩定運行的重要保證。現代電力系統繼電保護要求每個系統之間都能共享全系統故障信息的分析數據，這些要求只能由計算機網絡來保障實現，即實現微機保護裝置的網絡化。現在微機保護的網絡化已經開始實施，但是它還處于起步階段，仍有較大的發展空間和潛力。
（三）智能化
隨著計算機技術的飛速發展及計算機在電力系統繼電保護領域中的普遍應用，新的控制原理和方法不斷被應用于計算機繼電保護中。近年來人工智能技術如自適應理論、人工神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯、小波理論等在電力系統各個領域都得到了應用，從而使繼電保護的研究向更高的層次發展，出現了引人注目的新趨勢。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、進化規劃等也有其獨特的求解復雜問題的能力。
隨著電力系統的高速發展和計算機、通信等各種技術的進步和發展，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。將不同的人工智能技術結合在一起，分析不確定因素對保護系統的影響，從而提高保護動作的可靠性，是今后智能保護的發展方向。
參考文獻：
[1]楊奇遜，微型機繼電保護基礎，北京：水利電力出版社，1988.
