繼電保護基本原理

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繼電保護基本原理范文第1篇

關鍵詞：繼電保護；模擬保護；微機化；課程改革

作者簡介：王思華（1968-），男，江蘇南通人，蘭州交通大學自動化學院，副教授；趙峰（1966-），男，上海人，蘭州交通大學自動化學院，教授。（甘肅 蘭州 730070）

基金項目：本文系蘭州交通大學教學改革項目資助的研究成果。

中圖分類號：G423.07     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）01-0058-02

由于電力電子技術、計算機技術、網絡技術及保護算法的不斷發展，微機保護已經得到了普遍采用，尤其是近年來測量、控制及保護技術的融和，新建的變電所和發電廠其二次系統一般都安裝了綜合自動化系統。在對老變電所和發電廠的改造過程中，遇到保護設備的更新，無一例外地都采用了微機保護裝置。因此，隨著模擬式機電型保護裝置退出和二次設備的不斷更新，電力系統繼電保護裝置的微機化已基本形成[1-2]。面對這樣的技術現實，結合目前繼電保護教學方面教材特點，如何讓學生在幾十學時里，既能對繼電保護的基本原理掌握好，又能對微機保護裝置有所掌握，這是擺在廣大繼電保護教師面前的一個比較大的現實問題。為了能解決和應對這個難題，對繼電保護教材和教學內容的調整勢在必行。

一、保護的微機化對傳統繼電保護的影響

目前，在現有電力系統繼電保護教材中，大多數教材在講述保護的基本原理的過程中，一般是結合模擬型繼電器來分析保護原理，尤其是機電型繼電器，這樣就花費了大量的篇幅用于分析介紹繼電保護裝置和傳統繼電保護的二次電路[3]。當然通過傳統的機電型保護的動作過程來讓學生學習和掌握保護原理是行之有效的方法，學生也容易理解，問題是在理解完了保護基本理論后，如何讓學生來認識微機保護，這在大多數教材中并沒有體現。而是對具體模擬電路或機電型保護元件參數的選擇、元件老化、頻率變化、過渡過程、管壓降（門檻值）、非線性問題等進行討論，不同類型的繼電器，其動作原理是不同的，結構也不同，特別是用機電型繼電器來實現較為高級保護，其結構尤為復雜，學生要掌握它很不容易，同時調試應用都不便。而微機保護，無論其功能如何，其硬件構成基本相似，無非是CPU及其擴展電路有所不同[1]。因此上述那些要討論的因素就相對涉及較少（或不存在）。由此可見，保護的微機化對繼電保護的教學內容影響很大。下面就繼電保護的課程內容進行討論。

1.電流保護的影響

電流保護單元是繼電保護課程的一個最基本、最重要的單元內容，也是在實踐中應用最廣的內容，通過這個單元學習讓學生對電力系統繼電保護有一個基本的認識。學好、理解、掌握和應用尤為重要。在目前大多數繼電保護教程中，在講述這一部分原理時，大多采用模擬型器件來講解保護，比如電壓、電流、時間等機電型繼電器或晶體管型繼電器組成的保護電路。對于機電型繼電器，通過它們來認識繼電保護是比較直觀的，對于學生剛接觸繼電保護是有好處的，其本身原理、結構簡單學生容易掌握，而對于由晶體管構成的繼電保護，相對來說結構要復雜些，尤其是對電子電路沒有學好的學生，讓他們通過晶體管保護來理解繼電保護的原理難以可行。而目前電流保護裝置基本是微機電流保護，它與傳統的電流保護的組成結構有本質的區別，學生在學好電流保護后對微機電流保護裝置不會用，不會整定，不會調整。

2.功率方向和距離保護的影響

功率方向保護及距離保護是一種較高等級的保護，其基本原理比較容易掌握，但其模擬器件的原理比較麻煩，一般的教材中花費了比較大的篇幅去介紹，如模擬式方向元件一般在線路出口相間短路時有死區，為防止在死區內短路時保護裝置拒動，一般都利用RLC回路的諧振對故障前的電壓相位實現記憶，記憶時間一般為70ms左右。如記憶時間過長，由于RLC回路的振蕩頻率與系統頻率的差異，會使得記憶電壓與故障前的電壓有相位差，這樣可能導致反向出口短路時誤動。在模擬式方向阻抗繼電器中為克服出口兩相短路的死區，還加入了第三相電壓，其目的是在出口兩相短路時保證極化電壓能保持與故障前的電壓同相。這些問題可以很方便在微機保護中利用算法加以解決，基本不需要什么硬件。再如阻抗繼電器的接線，為了保護證接線的靈敏度和測量準確問題，提出了“阻抗繼電器的接線方式”，微機式的距離保護是作為一個整體引入三相電流和三相電壓，不再借用電抗變換器參數的調整來改變整定阻抗和整定阻抗角，故沒有由于電抗變換器的特性（轉移阻抗）變化而導致的動作阻抗下降的問題，也就是說不存在精確工作電流的概念（只有A/D變換的分辨率問題）。

3.變壓器保護及發電機保護的影響

在變壓器及發電機保護的單元里，其保護的核心是差動保護問題，大多數教材中主要是以BCH2型繼電器作為差動保護的元件來介紹的，這種模擬元件主要問題是結構復雜，另外接線和動作的整定調整十分不便，而微機差動保護一般是帶制動的折線型保護，它對接線形式沒有太多的要求，是一種整體接線方式，對于不同的方式它由軟件來進行運算分析，消除角度誤差等因素的影響，另外整定不需要算出相應的元件的動作匝數及制動匝數等，而且整定通過良好的界面來進行，方便易于實現。

二、課程教學的改革

電力系統教學改革的目的是讓學生通過有限時間的學習，掌握保護的基本原理和方法，能夠自主進一步深入學習或應用繼電保護的原理去解決電網中的實際問題。

1.課程改革的思路

繼電保護課程的改革以基本原理為主，包括保護的基本原理、保護裝置和繼電器的基本原理。以模擬保護具體電路為輔，對于復雜模擬電路不作介紹，減輕學生的學習負擔。保護裝置結構以邏輯關系為主。不同型號的保護裝置只是實現方法不同，但邏輯關系不變，在模擬式保護中它體現為框圖或邏輯圖，在微機保護中它體現在程序的流程上。保護裝置和繼電器的應用舉例以微機型為主，可適當兼顧尚未退役用得較多的模擬式裝置和常用繼電器。在教學的實踐過程，應留出適當（不多）的時間，介紹當前繼電保護最新的技術和原理，同時鼓勵學生課后自主實驗。

2.課程改革的具體方法

（1）教學手段的改革。在教學過程中，教學手段十分關鍵，教學手段的好壞直接關系到能否激發學生的學習積極性，也就是說能否抓住學生。目前常用的教學手段主要是板書式教學、多媒體教學及討論式教學等。這些教學應該是經過長期實踐，證明是可行的，但對于不同的教學內容如果采用一種方式效果不理想，在教學過程中不能激發學生的學習動力，因此需針對不同的教學內容，合理采用不同的手段進行。比如在講解算法時，需要數學的推導，這時筆者主要采用板書式教學，讓學生順著老師的思路進行理解學習，在講解保護設備時，采用多媒體比較好，讓學生一下子了解設備及其一些應用，通過聲光一下吸引學生學習保護設備的積極性，提高學生學習動力和對新設備的認知。再如對于故障的分析學習，筆者采用討論法進行，充分調動學生積極性，發揮學生的思考及參與能力。因此，合理運用不同的教學手段是調動學生學習積極性的重要因素。

（2）教學內容的改革。

1）繼電保護教學內容的改革。繼電保護教學內容改革是核心，沒有一個好的內容，無論怎么改都不會成功，問題是繼電保護的內容很多，怎么從眾多的內容中選取是關鍵所在。筆者認為內容的改革需遵循夠用、發展、創新這樣的層次展開。所謂夠用就是繼電保護內容要包含基本的保護理論原理，比如常規的電流保護、功率方向保護、距離保護及差動保護等，對于這些原理的學習要完全掌握。對于利用傳統保護構成的裝置的學習，要簡單化學習，不必對具體的器件及復雜的模擬電路進行分析，如功率方向元件的幅值比較、電壓相位的記憶、變壓器差動繼電器匝數的調整等電路，主要是理解整個保護的邏輯關系，這樣學生容易掌握理論，又不至于陷入對模擬復雜電路的理解。所謂發展就是繼電保護的理論學習要與時俱進，對于目前不用的一些陳舊理論要敢于刪除，對于新的理論要補充。由于微機保護的大力發展，許多過去用模擬電路難以解決的問題，通過算法卻很容易解決，如功率保護的接線形式，差動保護的接線等問題。這些問題在模擬保護中靠裝置的反復移相變換進行解決，其理論比較復雜，學生在學習過程中掌握不好?，F在只介紹一個過程和處理的方法，通過算法比較容易實現。當然由于微機保護引入，保護課程發生了大的變革，這要求學生需要更多的知識面，比如計算機、通信及較高的數學知識。這些知識雖然在基礎課有所學習，但并沒有相關的應用。因此，如何將上述相關知識應用到保護原理中，這對學生又是一個問題，所以筆者在教學過程中，主要強調保護的結構及邏輯關系，并對常用算法進行推導分析，引導學生進行數學理論的應用，注重微機保護模塊的學習。

2）繼電保護相關課程內容的改革。與繼電保護的相關教材有 《繼電保護原理》、《微機保護原理》、《變電站綜合自動化系統》、《自動裝置》，這幾門功課的內容重復和交叉，比如在《變電站綜合自動化系統》這門課中，涉及到微機保護的數據采集單元，微機保護的相關算法單元，這些內容又與《微機保護原理》的數據采集單元及保護原理相重疊。這幾門課程如果獨立開設，既耗費了很多學時，又不利于學生理解這些課程的相互關系和相關課程整體意識的構建，所以應統籌考慮和選取教學內容，以適合工作崗位的需要，對繼電保護密切相關的課程在教學內容上，課時上嘗試進行大幅度地整合。

（3）實驗的改革。本科“繼電保護”教學必須與工程實踐結合緊密。繼電保護是比較難學的課程，其原因在于繼電保護技術涉及到電力系統的運行、穩定、安全以及一、二次設備的技術細節，同時，其本身也是一門包含高深理論和最新科技的工程技術學科。作為一門實踐性很強的學科，繼電保護的實驗教學尤其重要，它是“電力系統繼電保護原理”課程教學工作的重要組成部分。通過實驗教學，不僅可以讓學生更好地理解理論教學的內容，而且可以讓學生掌握必要的工程技術、測試方法、先進設備和學科的基本研究方法，同時還可以培養學生的科學素養、實驗技能和創造性，所以必須要重視教學實驗環節。

1）實驗室的建設更新。目前傳統繼電保護以繼電器為主的繼電保護實驗室一般都已具備，通過傳統實驗可以使學生通過實際的保護二次接線的訓練，清晰直觀地觀察保護動作過程和現象。此外在保護實驗中可靈活模擬各種二次接線錯誤，然后讓學生根據錯誤結果分析原因，培養和鍛煉學生的分析能力；還可讓學生按實驗要求自己設計實驗方案、接線、調試實驗，使他們的動手能力得到提高。對于初學者來說，通過對常規保護的電氣接線、工作原理、動作過程的學習，也為理解微機保護和做好微機保護實驗打下良好的基礎。另一種就是加強微機保護實驗室建設。由于微機保護的接線少，信號質量相對較高，操作過程也相對簡單，可以設計內容不同、形式多樣的實驗內容對學生進行專門訓練，使學生較好地掌握保護測試技能、對濾波及保護算法進行初步的設計，甚至對自己設計的保護方案調試等。

2）改革實驗教學的要求和方法。作為工科院校的本科生，工程實踐能力是其基本素質，也是社會的基本要求。完善實驗環節，積極推進實驗教學環節的改革[5]。對于本科繼電保護的教學采用任務驅動法，在實踐過程中，可以按照電網施工的流程，將一些簡單實際的小型工程全程照搬入實驗室，老師提供相關的圖紙資料，學生們幾人一組，按照任務要求，進行保護的施工安裝，調試，對保護出現的故障進行分析查找，完成所調試設備的實驗報告，進一步提高學生的分析解決實際問題的能力，這就要求學生具備較強的二次識圖能力。另一方面，由于微機保護裝置功能強大，它能滿足眾多實驗內容的需要。

（4）考評的改革?？荚u是檢驗學生對知識學習和應用掌握一個重要環節，不同的考評制度可以檢驗出學生學習過程中的不同能力，因此，要促使學生學好知識，掌握原理，學會應用，需要老師設計好不同的考評方案?？己嗽u價體系的改革要立足于正確引導學生在打好堅實理論基礎的基礎上，培養和提高分析問題與解決問題的能力，鼓勵學生發揮創新思維和創新能力[6]。從基礎理論知識的掌握、專業技能的運用、設計性實驗及綜合性實驗的實施等多方面進行綜合考核，加大實驗環節的考評比例，從制度上鼓勵學生進行發散思維、求異思維的培養。傳統考評往往是采用閉卷考試方式，這種方式有它的優點和公證性，但不能很好檢驗學生動手能力和應用繼電保護原理知識去解決實際問題的能力。對于原理性內容學習采用傳統閉卷考試，解決問題和分析問題能力采用具體實作考評。對于新原理的學習認識采用小論文形式拓展，最后分別設計一個系數求和，完成對一個學生的綜合評價。

三、課程改革的結果分析

任何一項改革，最終要經過實踐檢驗，當然教育實踐的檢驗有其特殊性，它是一個長期的復雜的過程。筆者在學校教改立項的支助下，對電氣2008級的電氣工程的4個班中的其中兩個班的繼電保護進行了課程內容教學改革，從上課的效果上看，學生上課活躍程度增加，學生對繼電保護原理的理解增強，對微機保護設備的認識和實踐能手動力大大提高，在課程結束后，請具有現場豐富經驗的繼電保護工件者根據目前現場對繼電保護工作人員理論知識和基本技能進行出題測試，最后測試結果成績分析為兩組，見表1、表2。

通過表1及表2的對比，可以明顯反映出改革前與改革后的成績的變化，通過對比和對學生的問卷調查，學生相對更喜歡改革后的教學方式。這也說明了這次課程內容調整和教學方式改革是比較成功的。

四、結論

大學的教育是培養高素質人才的一個重要階段。優化的教學內容，多樣的教學方式，合理的實踐是培養學生掌握基本原理，引導學生開拓創新及具有一定分析與解決問題能力重要環節。對繼電保護教學內容和方法的改革，經過驗證是可行的。

參考文獻：

[1]許建安.電力系統微機繼電保護(第2版)[M].北京:水利電力出版社,2008.

[2]蔣先國.高速鐵路四電系統集成[M].成都:西南交通大學出版社,2010.

[3]羅士萍,顧艷.從保護的微機化淺析繼電保護課程內容的調整[J].南京工程學院學報(社會科學版),2004,(2).

[4]田有文,孫國凱,周啟龍.突出繼電保護教學中學生的創新能力培養[J].沈陽農業的大學學報,2005,(1).

繼電保護基本原理范文第2篇

【關鍵詞】發展史；基本概念；任務；作用；應用分析；未來前景

1 繼電保護的發展史

電力系統發生短路是不可避免的，伴隨著短路，則電流增大。為避免發電機被燒壞，最早采用熔斷器串聯于供電線路中，當發生短路時，短路電流首先熔斷器，斷開短路的設備，保護發電機。這種保護方式，由于簡單，時至今日仍廣泛應用于低壓線路和用電設備。由于電力系統的發展，用電設備的功率、發電機的容量增大，電網的接線日益復雜，熔斷器已經不能滿足選擇性和快速性的要求，于1890年后出現了直接裝于斷路器上反應一次電流的電磁型過電流繼電器。19世紀初，繼電器才廣泛用于電力系統保護，被認為是繼電保護技術發展的開端。1901年出現了感應型過電流繼電器。1908年提出了比較被保護元件兩端電流的電流差動保護原理。1910年方向性電流保護開始應用，并出現了將電流與電壓相比較的保護原理，導致了1920年后距離保護裝置的出現。20世紀50年代，隨著晶體管的發展，出現了晶體管式繼電保護裝置。60年代，有了用小型計算機實現繼電保護的想法。90年代后半期，數字式繼電保護被大量運用。

2 電力系統繼電保護的基本內容

2.1 基本概念

系統中電氣元件發生故障和不正常運行狀態雖然無法避免，但是系統發生事故卻可以預防。一方面加強電力設備的維護和檢修；另一方面在電力系統中每個元件上裝設一種有效的繼電保護裝置，當電氣元件發生故障和不正常運行狀態時，該裝置能迅速作用于斷路器，切斷故障元件的供電，或向值班人員發出信號以及時進行處理，就可以大大減少發生事故的機率。這就是繼電保護的基本概念。

2.2 任務和作用

1）有選擇性地將故障元件從電子機械系統中快速.自動地切除，使其損壞程度減至最輕，并保證系統其他無端障部分繼承運行。

2）反應系統的不正常工作狀態，一般通過發出警報信號，提醒值班人員處理。在無人值班情況下，繼電保護裝置可視設備承受能力作用于減負荷或延時跳閘。

3）繼電保護裝置還可以和電力系統其他自動裝置配合，在條件允許時，采取預定措施，縮短事故停電的時間，盡快恢復供電。

綜上所述，繼電保護在電力系統的主要作用是通過預防事故或者縮小事故范圍來提高系統運行的可靠性。

2.3 基本要求：

1）可靠性：指保護該動作時動作，不該動作時不動作。確保切除的是故障設備或線路。

2）選擇性：指首先由故障設備或線路本身的保護切除故障，當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時，才允許由相鄰設備、線路的保護或斷路器失靈保護切除故障。避免大面積停電。

3）靈敏性：指在設備或線路的被保護范圍內發生金屬性短路時，保護裝置應具有必要的靈敏系數。保證有故障就切除。

4）速動性：指保護裝置應能盡快地切除短路故障。其目的是提高系統穩定性，減輕故障設備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動重合閘和備用電源或備用設備自動投入的效果等。

2.4 基本原理

繼電保護的基本原理是利用被保護線路或者設備故障前后的某些突變的物理量為信息量，當突變量達到一定值時，啟動邏輯控制環節，發出相應的跳閘脈沖或信號。

3 電力系統繼電保護技術的應用

3.1 電力系統繼電保護功能應用的分析

在電力系統繼電保護的應用中廣泛用到了繼電保護裝置的電容器保護、主變保護、母聯保護以及線路保護等功能。這些功能的應用，能夠有效的對電力系統輸變電過程中的設備進行保護從而避免了故障的發生，節省了資金。

3.2 網絡背景下繼電保護技術應用的分析

現代自動化技術的快速發展，在電力系統繼電保護技術中廣泛使用了網絡、計算機科學以及綜合自動化等技術。這些現代化自動化技術的結合和運用，使得現代電力系統繼電保護裝置更加智能化和網絡化。首先，單片機技術在電力系統繼電保護中的運用，使繼電保護達到了微機化，為繼電保護裝置提供了更為精確和靈活的操作。其次，計算機技術和網絡技術在繼電保護裝置的廣泛應用使得繼電保護工作更為網絡化、信息化。在加快了數據處理的速度的同時有效的達到了遠程故障調節在線監控與報警信號等目的。此外，網絡技術、計算機技術、通信技術的綜合運用。在電力系統繼電保護裝置和中心監控系統之間建立起緊密的關系，節省了相關工作人員監控調節的步驟，使得工作更加智能化。

繼電保護基本原理范文第3篇

關鍵詞：繼電保護；配置；可靠性；措施

電力系統組成結構十分復雜，而且元件數量眾多，運行環境及運行情況具有復雜性。再加之設備自身及各種外界因素的影響，這就導致電力系統極易發生故障，從而對整個系統的正常運行帶來較大的影響。繼電保護裝置能夠及時發現電力系統運行過程中運行異常情況并發出報警，一旦故障發生時，繼電保護系統能夠第一時間動作，及時切除故障，避免故障范圍的擴大，有效的保證電力系統無故障部位的安全運行。

1 繼電保護的基本原理及保護裝置組成

電力系統要想確保正常運行，則其各個組成元件都需要保持在額定的安全參數內，一旦超出額定參數，則極易導致系統故障發生，威脅運行的安全。繼電保護裝置主要是針對電力系統的運行故障而采取的反故障及應急處理保護，因此在繼電保護裝置設計時，需要對設備和系統的正常和非正常運行狀態能夠正確區分，從而確保繼電保護功能的實現。

電力系統運行過程中一旦出現電路故障，則會呈現出電流劇增或是電壓銳減等特征，因此繼電保護設計的最初原則也是基于這個特征來實現對電力系統故障進行有效保護。如過電流保護、低電壓保護及母線保護等。將能夠反映這一特征的電路參數確定為阻抗，針對阻抗數值的變化來確定故障發生點的距離。

繼電保護裝置主要由參數測量、邏輯、額定值調整、命令執行等部分共同組成，通過對給定的整定值與額定參數值進行對比，以此來對設備是否處于正常的運行狀態進行判定，對參數測量部分輸出的數據進行邏輯判斷，并進行下一步邏輯關系動作。在執行部分中主要以參數測量和邏輯部分為依據來對執行結果進行判定，從而做出斷路器跳閘或是發出警報信號的動作。

2 繼電保護的配置

2.1 繼電保護配置的主要目標

當電力系統保持正常運行狀態時，繼電保護裝置能夠完整的將設備運行的情況顯現出來，并為工作人員提供精確的運行數據。當電力系統出現故障時，繼電保護裝置則能夠及r將問題報告給工作人員，從而使問題得到及時解決。而且在繼電保護作用下，系統一旦出現運行異常情況，則能夠及時發出信號或是警報，工作人員能夠及時對故障進行處理，有效的確保了電力系統運行的穩定性。

2.2 繼電保護配置的選擇要求

2.2.1 有選擇性。繼電保護在電力系統出現故障時，能夠及時將故障線路切除，并繞過故障部位確保其他部分的正常運行，這種選擇性有效的保證了電力系統運行的可靠性。

2.2.2 靈敏度。繼電保護裝置在電力系統運行異常情況出現時，能夠及時發現并發出警示信號，而且在故障發生時，有效的繞過故障，使故障部位與無故障部位獨立，相互不產生影響。

2.2.3 快速性。繼電保護裝置在故障發生時，能夠第一時間動作及時對故障進行處理，為電力系統正常、穩定的運行提供了良好的條件。

2.2.4 可靠性。繼電保護裝置利用自身的可靠性來有效的發揮對電力系統正常運行的保護作用，因此可靠性也是繼電保護配置需要堅持的最基本要求。

2.3 配置方法

當前繼電保護配置的主要方式包括三部分，即廣域電網保護、站域電網保護和就地化間隔保護。在廣域電網保護中能夠實現對中站心在內的多家變電站進行有效保護，不僅具有較強的區域保護可靠性，而且故障檢測角度也十分全面。站域電網保護作為后備保護，通過站域中心機來對變電站各個元件的信息進行收集，從而對故障進行判斷完成保護任務。而就地化間隔保護主要是針對相應的具體一次設備采取的保護，保護方式十分靈活，不依賴于單一決策。

3 加強繼電保護裝置可靠性的措施

3.1 持續完善繼電保護設備的合理配置方案

限于技術和經濟上的制約，我國110kV的繼電保護配置方案較為常見，但這個方案在雙重保護配合和智能化配置方面還存在一些不足之處，要想提高繼電保護配置方案的完備性，則需要資金和技術的支持。因此需要對繼電保護的重要性有一個深入的認識，全面提升繼電保護意識，加大資金和技術上的投入力度，在符合110kV繼電保護配置要求基礎上，還需要制定后期的故障處理方案和維護方案。近年來我國變壓器受到不同程度的損毀，這在電力系統中非常常見，追究其原因主要是由于缺乏持續性保護措施，繼電保護設備配置上過于簡單，這種方案的簡單化處理給日后維護工作帶來了較大的難度，會導致維修和保護成本增加。因此需要通過合理投入，制定科學的保護措施，進一步對繼電保護設備的配置進行完善。

3.2 調度人員對繼電保護按照獨立裝置類型進行檢查和統計

在當前電力系統運行過程中，需要針對各種保護裝置常見故障進行統計，并建立數據庫系統，因此調度人員可以將繼電保護按獨立裝置類型進行檢查和統計，對其一些常見故障進行分類檢查，并對其發生規律進行分析，采取有效的預防控制措施，在故障發生時能夠及時進行處理，同時還能夠做某為繼電保護方案的優化和升級提供必要的依據。

3.3 了解繼電保護存在的缺陷，提前預防

作為工作人員，需要對繼電保護裝置自身存在的缺陷進行有效了解和掌握，并熟悉設備運行的規律，深入了解系統可能存在的故障點，對設備運行是容易發生的常發生性故障和非常發性故障進行掌握，從而針對繼電保護易發故障點提前做好預防措施，并對故障數據進行掌握，針對存在的問題采取有效的應急處理措施，確保及時消除故障。

3.4 合理配置繼電保護高素質專業人才

電力系統調度人員需要以繼電保護方案作為依據，合理來配置繼電保護技術人員。同時日常工作中加強對繼電保護技術人員的培訓，努力提高其專業技能，使其能夠與繼電保護技術的發展水平保持一致。根據地域需求和電力系統分配情況合理配置技術人員，而且在繼電保護配置方案實施后，人員不能頻繁變動，以避免由此而對繼電保護工作帶來不利影響。

4 結束語

繼電保護裝置是電力系統安全穩定運行的重要保障，繼電保護配置的合理能夠有效的提高電網的技術水平，因此在實際工作中，需要根據各地區電力系統結構情況來制定合理的繼電保護配置方案，確保繼電保護配置技術水平的全面提升，有效的減少故障的發生率，確保電力系統安全、穩定的運行。

參考文獻

[1]王賢立，劉桂蓮，江新峰.分布式光伏電站接入配電網繼電保護配置研究[J].電氣應用，2014.

繼電保護基本原理范文第4篇

關鍵詞：輸電線路；新型距離保護；研究

Abstract: in recent years, with the development of people's income level and the national economy, people's demand for power stability is more and more high, particularly in large capacity, modern EHV power system for relay protection action speed, selectivity, reliability and sensitivity is also more stringent requirements, in the power grid structure, need to use protection device, more perfect, computer distance protection is a kind of protection device for common, this paper mainly discusses the basic principle of distance protection, model characteristics and the actual application.

Keywords: transmission line distance protection; model; research

中圖分類號：TM773 文獻標識碼：A文章編號：

隨著國民經濟的不斷發展和人民收入水平的提升，對于電力的需求越來越大，在電網的擴大下，用戶對于供電可靠性和供電質量的要求也越來越高，對于繼電保護也提出比以往更高的要求，特別是現代的大容量、超高壓電網對于繼電保護的速動性、選擇性、可靠性和靈敏性也有了更加嚴格的要求，用戶也要求電力部門提供一種更加經濟、安全、高質量和可靠的電能。因此，在中高壓電網結構中，必須使用性能完善的保護裝置，在這些保護裝置中，微機型距離保護就是其中的代表，下面就針對輸電線路新型距離保護的研究和應用進行詳細的探討。

1、距離保護的基本原理與實現特征

在運行方式多變、結構復雜的電力系統之中，一般需要使用性能完善的繼電保護裝置，這樣才能對電力系統進行實時控制和檢測，距離保護就是其中最為常用的形式。

距離保護反應著保護安裝點與故障點之間的阻抗，距離保護能夠根據阻抗大小確定動作的時間，其核心元件是阻抗繼電器，阻抗繼電器能夠根據端子上的電壓以及電流測量保護到短路點間的阻抗值來確定出故障點的實際方向，同時也可以根據阻抗值的實際大小計算出保護安裝處和故障點間的實際距離。距離保護原理圖詳見表1.

圖1距離保護原理圖

假設繼電保護裝置裝在線路MN的M側，安裝母線電壓為Um，母線到被保護線路的電流是Im，在電流互感器和電壓互感器變比是1的情況下，Um和Im就分別是接入繼電器的電壓和電流，如果線路中出現了短路故障，那么阻抗繼電器的阻抗為Zm，

為了保證阻抗繼電器的阻抗Zm是母線M側到故障點之間的線路阻抗，那么，，在接地短路出現故障的情況下，，，就是帶有零序電路補償同名相電流，電流補償系數K的計算方式為，其中分別是被保護線路的零序阻抗和正序阻抗。

假設阻抗繼電器補償電壓的表達方式為：

其中，是整定電阻，整定電阻的整定阻抗角與被保護線路的阻抗角相等，

從圖1中可以得知，是點的電壓，如果線路的點出現短路故障，當，那么就是線路的正序阻抗。此時為整定阻抗末端電壓，在整定阻抗的值確定之后，即可在保護安裝處測量出整定阻抗末端電壓值。

由于正向短路故障和反向短路故障時，目前的電壓相位不會發生變化，因此，當反向短路故障發生短路障礙的情況下，工作電壓與正向保護區的相位相同，這時，只要可以檢測出工作電壓相位的變化情況，就能夠檢測出線路短路故障的實際方向和阻抗值的大小。

其中，保護安裝點與短路故障點距離的關系呈現出一種線性關系，具有時限特性，即距離保護，這種距離保護的應用范圍十分廣泛。

2、繼電保護和微機型距離保護的發展和應用

繼電保護技術是在材料科學、電力系統以及制造工藝發展基礎上發展而來，最早發展于上世紀50年代，后來，相關專家學者對繼電保護算法進行了深入的研究，這就為微機型距離保護的發展奠定了良好的基礎。在上世紀80年代，微機型距離保護開始逐漸得到了發展，該種距離保護具有良好的分析、計算以及邏輯判斷的能力，有著儲存和記憶的功能，能夠實現性能復雜的保護。該種保護方式還能夠對自身的工作進行全面的自檢，具有很高的可靠性。與此同時，微機型距離保護能夠對同一硬件進行不同的保護，保護裝置的制作也十分簡便，除了基本的保護功能以外，微機型距離保護還能夠實現時間順序記錄、故障錄波、調度計算機通信、故障測距等一系列的功能，這對于事故分析、保護調試以及事故處理均有一定的意義。最近幾年，我國的電力系統得到了飛速的發展，與此同時，微機保護也得到了十分廣泛的使用，也成為了繼電保護的主要使用形式之一。該種保護方式集齊網絡通信技術和現代計算機技術于一體，能夠對電網中各種設備進行控制和監測，實現了自動管理電網的目的。各類實踐也證實，該種保護方式能夠在一定程度上提高電網運行的可靠性、經濟性和高效性，繼而保護電網的供電質量，將現有的設備充分的利用起來，這就能夠在一定程度上降低電網企業中人力、物力和財力的浪費，因此，微機型距離保護裝置具有廣泛的應用市場。目前，微機型距離保護裝置也成為國內各個電力設備廠商研制的產品之一。加上人工神經網絡的發展，進化規劃、神經網絡、遺傳算法、模糊邏輯等技術已經在電力系統中得到了廣泛的應用，相關的研究工作已經轉為人工智能研究方式，人工神經網絡、專家系統以及模糊控制理論也開始在繼電保護裝置中應用，這也為繼電保護的發展提供了堅實的基礎。

3、結語

目前，關于輸電線路新型距離保護的研究已經十分的深入，各類技術也已經得到了迅速的發展，但是在實際應用的過程中還存在一些不足之處，相信通過電力部門的努力，新型距離保護將會在下一階段得到進一步的完善。

參考文獻：

[1]黃智勇.輸電線路新型距離保護的研究與應用[期刊論文].沈陽工業大學學報,2005,03(12)

[2]焦在濱; 楊黎明; 宋國兵; 姚旭; 索南加樂.考慮頻變參數補償算法的長線距離保護[期刊論文].電力系統自動化,2013,01(25)

繼電保護基本原理范文第5篇

【關鍵詞】變電運行；繼電保護；作用；問題分析；選型

作為輸配電系統的重要組成部分，變電運行的安全性以及可靠性關系到整個的電力系統能否正常的運轉。而作為變電運行的關鍵因素，繼電保護則是變電穩定運行的一個很重要的因素。要用什么辦法可以讓繼電保護的保護功能發揮其重要的作用，是這幾年電力行業所密切關注的對象，在我國，有很多的電力事故的發生都是由于繼電保護的工作沒有做好而導致的。

1 在電力系統中，變繼電保護的概述

1.1 繼電保護的含義

在對繼電保護的含義進行了解之前，我們先來了解一下繼電保護系統的組成。繼電保護系統的結構組成包括：電力電壓的互感器、自動重合閘、斷路器，以及繼電保護裝置等等。然后，我們再來了解一下繼電保護系統各組成部分之間的連接關系。用串聯的發誓把整個繼電保護系統連接起來，雖然可以很好地控制整個系統的運行，但是這樣的連接方式還帶來了很多的不便，比如說，如果繼電保護系統中的任何一個部分發生了故障，將會導致整個繼電保護系統發生癱瘓；一旦繼電保護系統發生癱瘓，則整個系統也就失去了保護電力運行的功能，使繼電保護系統的安全性降低。在對變電運行中的繼電保護進行描述的時候，可以涵蓋以下兩方面的內容：一方面，是繼電保護的裝置。另一方面，是繼電的保護技術。什么事繼電保護裝置呢？所謂的繼電保護裝置指的就是，在斷路器的跳閘一旦接收了來自，由于變電系統中不正常運行的電器元件，或者電器元件發生故障時發出的信號，則會自動發生跳轉。而對于另一方面的內容，也就是繼電保護技術，它又涵蓋了其它一部分的內容，比如說，繼電保護配置設計技術、變電系統故障分析技術、繼電保護運行技術，以及繼電保護維護技術等等。為了是變電運行的安全性，作為技術人員就要學會如何合理的使用繼電保護技術。

1.2 繼電保護的作用

從上面的敘述中，我們也可以了解到繼電保護對電力系統具有重要的作用。在電力系統中，若果變電運行系統的運行狀況是正常的話，繼電保護可以時刻觀察電力運行系統的各個設備的工作狀況，并且可以保護現有的安全狀態，是電力系統的運行有一個比較可靠的依據。當繼電保護系統發出了報警信號的時候，則說明繼電保護系統現在是處于一種非正常的運行狀態，而技術人員可以根據繼電保護系統發出的信號，對變電運行系統進行及時的、有效的，以及相應的處理。當然，要是變電系統只是發生了故障，則繼電保護系統能夠自動地把有故障的部分排除在外，以保證整個變電保護系統的持續運行。對發生的事故進行預報，以及把事故的范圍固定在較小的范圍內是繼電保護裝置在整個的變電運行系統中發揮的最為主要的作用，對變電運行的的持續進行，以及變電運行系統的安全性也有很大的貢獻。

1.3 變電運行系統中繼電保護的基本原理

盡管在變電系統運行的過程中時常會發生一些各式各樣的故障，但是，這其中的短路事故則是所有的故障中危險系數最高的故障。一旦變電運行系統發生了短路，會形成電流急劇增大、電壓急劇下降，以及電壓和電流之間的相位角發生變化這些系統變化，這個時候，作為技術人員則要及時對其進行維修和保護。正常運行的變電運行系統與非正常的變電運行系統，根據物理量的不同，可以認為的被劃分為種類不同和原理不同的繼電保護裝置。這些繼電裝置則包含了如下的幾個方面：第一類，進行溫度保護的繼電保護裝置，可以用來反映變壓器的溫度變化；第二類，進行周波保護的繼電保護裝置，可以用來反映變電運行頻率的變化；第三類，進行距離保護的繼電保護裝置，可以看出電壓和電流的比值，以及短路點到達保護安裝處阻抗；第四類，根據電流變化的情況來保護電流。對電流的保護則包括了以下幾個方面的內容：電流的過負荷保護、定時限過電流的保護，以及反時限過電流的保護等等；第五類，對電壓進行保護的繼電保護裝置，可以用以說明電壓的變化情況，對電壓的保護也存在以下的幾個方面的內容：低電壓保護、過電壓保護、電流和電壓之間相位的變化，以及在電流的變化過程中對過電流的保護等等；第六類，對輸入或者輸出的電流進行保護的繼電保護裝置，它包含了橫聯差動保護，以及縱聯差動保護。第七類，對發生故障時產生的氣體進行保護的繼電保護裝置它的具體工作則是對輕度，或者重度瓦斯的保護。

1.4 變電運行系統中繼電保護裝置的基本要求

可靠性、選擇性、靈敏性，以及速動性是繼電保護裝置在變電運行系統進行工作的最基本的要求。由于故障發生的隨機性，所以要求繼電保護的裝置要能夠及時的對相應的故障進行處理，或者發出警報信號。繼電保護裝置的功能要是可以滿足可靠性這一原則，則可以在變電運行系統中發揮重要的作用。然而，如果繼電保護裝置無法滿足要求，則會是運行系統發生故障，有時還會使整個電力系統的運行工作無法正常的進行。繼電保護裝置的調試和計算的精確性，可以保障繼電保護裝置的可靠程度。除此之外，在進行繼電保護裝置的組成元件的挑選時，要保證所挑選的各個元件的質量是靠得住的。然后，是繼電保護裝置的速動性。在電力系統發生故障的時候，由于繼電保護裝置可以較快的排除短路的故障，使得電氣設備的受損程度得到了大幅度的下降，故障排除的時間縮短，有助于系統的恢復到以往的工作狀態。其次，是繼電保護裝置的靈敏性。繼電保護裝置的靈敏性可以反映出變電運行中出現的故障等問題。只要是繼電保護裝置的保護工作，無論短路的位置和性質如何，繼電保護裝置都會產生動作。對于繼電保護裝置的靈敏度可以用靈敏系數來表達。

2 對變電運行中繼電保護的可靠性進行分析

在變電運行的過程中，繼電保護的系統、設備，以及元件在一定的時間及條件下，可以順利完成規定的功能的能力。繼電保護是保證變電運行系統正常運行的首要屏障。由于繼電保護的存在，使得發生故障的變電運行系統可以繼續正常的運轉，保障了系統的安全性。根據有關部門的統計，在我國大多數的電力事故的發生都是有與繼電保護的動作不準確產生的。用來判定繼電保護可靠性的內容主要有：平均無誤動作時間、無誤動工作概念，以及正確動作率等等。

3 繼電保護裝置的選型

根據變電運行的不同情況，來選擇繼電保護裝置的類型。繼電保護的重要地位，就更是要求了技術人員在選擇繼電保護裝置的類型時，更要嚴謹。在現實生活中，繼電保護的設置是沒有和整個的變電系統相聯系的，所以得獨立設置。繼電保護裝置的各個指標都要使其與整個的變電系統相互協調一致，并且要符合一定的繼電保護和安全自動的技術條件。

4 小結

從以上的論述，我們可以了解到，變電系統的穩定運行是離不開繼電保護的可靠性的。在現實生活中，從對繼電保護的選型開始，再到安裝調試，以及最后的維護工作，繼電保護裝置都發揮了重大的作用。

參考文獻：