繼電保護裝置的工作原理

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繼電保護裝置的工作原理范文第1篇

關鍵字：繼電保護；煤礦；供電系統；應用；

中圖分類號： TM774 文獻標識碼： A

1、引言

煤礦供電系統在正常運行工作過程中不可避免的會發生以下故障或者非常態的狀況，例如短路、斷線、絕緣老化等，會導致供電系統可能出現危險情況，造成不必要的財產損失。因此，煤礦供電系統的主要電器設備和供電線路都要裝設繼電保護裝置，在煤礦供電系統中設置科學合理的繼電保護裝置對于保證煤礦供電系統的安全可靠具有至關重要要的作用，是保證煤礦供電系統安全運行過程中不可缺少的裝置之一。近年來，煤礦供電系統中繼電保護裝置的應用研究已經成為國內外大量專家和學者研究的重要課題，對于煤礦供電系統的安全運行提供了科學的理論指導作用和實際應用價值。

2、繼電保護裝置的主要作用及其基本要求

2.1繼電保護裝置的主要作用

（1）監視煤礦電力系統的正常運行，當被保護的電力系統發生故障時，繼電保護裝置迅速準確地給距離故障點最近的斷路器發出跳閘命令，使故障線路及時從電力系統中斷開，最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞。

（2）反映煤礦電力系統的不正常工作情況，并根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同發出信號，提示值班員迅速采取措施，使之盡快恢復正常，或由裝置自動地進行調整，或將那些繼續運行會引起事故的電氣設備予以切除。

（3）繼電保護裝置在煤礦供電系統中的應用對于提高電力系統的遠程控制以及自動化控制有著至關重要的作用，并且能夠為煤礦生產過程實現自動化控制功能。

2.2繼電保護裝置的基本要求

通常情況下，在煤礦供電系統中繼電保護裝置要滿足以下四個方面的要求：速動性、選擇性、可靠性以及靈敏性，其基本要求如下：

（1）繼電保護裝置動作速動性是指在煤礦供電系統出現故障時，繼電保護裝置能夠迅速準確的切除出現故障的電路，保證供電系統的穩定性，減輕出現故障的供電電路中的設備和元器件的損壞程度，降低線路損壞程度，從而切斷故障防止故障外延，引起其他不必要的損失。

（2）繼電保護裝置選擇性是指當煤礦供電系統出現故障時，首先切斷故障設備或者元器件以及線路本身的故障，當以上動作不能夠按照指令執行時，繼電保護裝置能夠進行選擇行的切除故障相鄰的上一級的設備和元器件電路，或者由上一級的繼電保護裝置選擇性的進行切除線路故障。

（3）繼電保護裝置靈敏性指的是在電路系統規定的保護范圍內，對于系統出現的故障狀況的實際反應的能力。繼電保護裝置應該保證無論煤礦供電系統中出現何種故障或者故障發生在何種位置，都能夠及時迅速領命的將故障的情況反映出來，這樣才能夠說明繼電保護裝置滿足靈敏性的要求規定。

（4）繼電保護裝置可靠性指的是對于煤礦供電系統出現的任何故障都要能夠迅速的執行正確的動作，不能夠出現不工作狀況，在不應該執行動作時，不應該出現錯誤動作。繼電保護裝置的可靠性對于煤礦供電系統的運行有著十分很總要的作用，出現任何的錯誤動作動能夠使的故障的影響范圍變大，對于生產造成不必要的損失。

3、繼電保護裝置在煤礦供電系統的應用

煤礦供電系統在發生故障或者不正常運行是，電路中的主要表現特征為電路電流瞬間增大或者電路電壓瞬間降低。繼電保護裝置中的過電流保護在煤礦供電系統中應用較為廣泛，是一種利用及時測量電路中電流增大的特點而構成的繼電保護裝置，其主要的工作原理如下所示。

3.1過電流保護裝置的工作原理

正常運行時，線路中流過工作電流小于繼電器的動作電流，繼電器不能動作，繼電器的觸點都是斷開的。當保護范圍內發生短路故障時，流過線路的電流增加，當電流達到電流繼電器的整定值時，電流繼電器動作，閉合其常開觸點，使時間繼電器線圈有電，經過一定延時，時間繼電器觸點閉合，接通信號繼電器線圈回路，信號繼電器觸點閉合，接通燈光、音響信號回路。由此可見，保護的動作時限從線路的末端到電源是逐級增加的，越接近電源，動作時限越長，這種確定保護動作時限的方法稱為時限的階梯原則。定時限過電流保護裝置的動作時限是由時間繼電器的整定值決定的，只要通過電流繼電器的電流大于其動作電流，保護裝置就會啟動，而其動作時限的長短與短路電流的大小無關。所以把具有這種時限特性的過電流保護稱為定時限過電流保護。

3.2電流速斷保護

實施電流速斷保護的主要目的是為了保證動作具有選擇性。在工程中，為了確保保護裝置的動作時限盡量長，設定的前一級保護的動作時限比后一級長一個時限階段扯，從而會造成短路電流很大，因此危害就會很大。此時就要進行電流速斷保護，因為我們常見的繼電器電流保護裝置的動作時限不會多于1s，而這種設置的動作時限一般都不會少于1s。對于淺井作業供電方式來研究電流速斷保護的應用。第一種應用為淺井所使用的電壓為低壓，設備也都為低壓設備，通過變壓器變為低壓送入井底，再由井底內配電所送給各個設備。第二種是無高壓作業情況，所供負荷較小，可使用地面的變電站變配電供采區負荷不大且無高壓用電設備時，由地面變電站將降為380V或660V后，再由采區配電所送給各個設備使用。第三種應用為高壓作業情況，所供負荷較大，利用高壓電纜經鉆孔送電，但所送的電為高壓電，必須經過采區變電所降壓后方可使用。

4、煤礦供電系統中繼電保護裝置類別及特征

4.1煤礦供電系統中繼電保護裝置類別

煤礦供電系統中會應用許多保護設施，他們功能各不相同，但究其組成原理和構成部件來說，無外乎是三種部件組成，測量元件、邏輯元件和執行元件。測量元件識別并存儲和保護電氣參數，在存儲和保護過程中完成參數的變換，之后傳遞給邏輯元件；邏輯元件將參數與給定值分析比較給出邏輯判斷，如果參數不符合邏輯，發出指令給執行元件；執行元件接受指令并發出命令，斷路器自動跳閘，最終完成繼電保護。下面根據煤礦供電系統發揮的作用和參數不同，對繼電器進行了詳細劃分。

由反應物理量不同，將繼電器劃分為電流繼電器、電壓繼電器、功率繼電器

方向繼電器、阻抗繼電器五類。原理不同，所分類型有所差別，通常情況下經常分為：晶體管型繼電器、電磁型繼電器、整流型繼電器、感應型繼電器。

由元件之間連接方式不同，將繼電器分為一次作用式繼電器和二次作用式繼電器。一次作用式繼電器是指元件與主回路直接連接，不需要其他元件輔助連接的繼電器；二次作用式是指元件與主回路要通過互感器才能連接。

由跳閘方式不同將繼電器分為直接動作式繼電器和間接作用式繼電器。直接動作式繼電器是指：執行元件的電磁機構在動作發生時直接作用使開關跳閘；必須通過跳閘線圈才能使開關跳閘的稱為間接作用式繼電器。

4.2煤礦供電系統中繼電保護裝置特征

（1）電磁型繼電器特征：結構簡單、可靠性能優良、用途廣泛、可適用多種場合；工作原理是磁力矩＞可動系統摩擦力矩+彈簧反作用力矩。目前市場上已經生產出的成品類型有：極化式的電磁型繼電器、螺管式電磁型繼電器、干簧式電磁型繼電器、拍合式電磁型繼電器、轉動無片式電磁型繼電器等等。

（2）感應型繼電器的特征：動作反應靈敏、具有反時限性質。工作原理是利用可動鋁盤（也可以是鋁杯）以及固定電磁鐵動作。

（3）整流型繼電器特征：反時限性質、具有感應繼電器的特性，利用單結晶體管完成動作，反應迅速。

（4）晶體管型繼電器特征：敏捷、反應更快、可靠性好、體積小、節能、噪聲小、動作速度快，可以與其他元件組合成復雜程度高的繼電器。此繼電器發展迅猛，很有可能會成為未來繼電器行業的主導。

5、結語

綜上所述，在煤礦供電系統的設計及其應用過程中，為了確保工作人員以及工作現場的人身安全和財產安全，必須安裝有繼電保護裝置，防止供電系統出現不正常的現象，造成不必要的損失。在今后的研究工作中，應該重點對煤礦系統中繼電保護裝置的安裝位置及繼電保護裝置本身安全性能進行研究，并且探索研究創新的繼電保護裝置，使得繼電保護裝置在煤礦供電系統中發揮到應有的作用，確保煤礦供電系統的正常運行。

參考文獻

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繼電保護裝置的工作原理范文第2篇

【關鍵詞】：變電站；繼電保護；自動化系統

引言

隨著新世紀的科技的飛速發展，地球環境問題也相應越來越突出。作為最重要的清潔能源之一的電能，受到人們越來越多的重視和應用。電能已經成為人民居家生活和國家、企業生產辦公的必不可少的重要能源。在電力傳輸的過程中，變電站會調節電壓電流，是必不可少的過程之一。因此變電站的安全與否直接關系著整個電網系統的安全運行和國家人民的生命財產安全。

1、關于繼電保護的分析

1.1繼電保護的分類

繼電保護可以根據不同的標準劃分為很多類別，如按照工作原理可以分為功率方向保護、低電壓保護、過電流保護、距離保護和瓦斯保護等；按照保護客觀對象可分為主設備保護和線路保護；根據繼電保護的功能分類，可以分為短路保護、異常運行保護；根據保護裝置處理信號類別可分成數字保護和模擬保護。

1.2繼電保護裝置構成

繼電保護裝置主要由三大部分構成；分別是測量組件、邏輯構成和執行輸出裝置。測量組件主要是測量被保護的電氣元件的物理參數，通過和標準值進行比較，得出一定的結果，進而判斷保護裝置是否應該啟用。邏輯構成主要指的是繼電保護裝置對故障的判斷要根據嚴密的邏輯關系，判斷出故障范圍和類型，進而確定是否發出斷路器跳閘信號。執行輸出裝置主要是執行邏輯構成部分發出的信號，進而完成保護裝置的使命，執行輸出裝置要根據邏輯構成的指令進行相應的動作。

1.3繼電保護系統的功能

繼電保護，顧名思義是一種保護裝置，主要是在電路或電氣設備出現故障時，及時發出信號，進而幫助故障保護裝置做出規定動作，減小電路不正常運轉的危害。電網發生短路或其他故障，極易造成主要設備損壞，繼電保護裝置可以在設備受損之前，保證被保護設備脫離電網系統。繼電保護系統的安裝和使用有助于實現電網系統的智能化管理。

2、繼電保護措施分析

2.1強化管理

實際上對該技術進行強化管理的主要內容就是管理和維修這兩部分，因此需要制定符合該技術實際情況的管理制度。強化管理，需要做到以下幾點。

（1）對員工進行詳細的分工，這樣才可以保證員工們更加了解自己的工作。在電力企業當中，員工若能夠明確自己的任務，相互配合，這樣才可以更好的進行工作。

（2）增加在這方面的資金投入，這樣在進行技術的完善和維護時，才可以更加順利的進行下去，而不至于由于資金的缺少而影響到該技術的研究。

（3）不斷提高該技術的實際水平，這樣一來才可以確保電力系統可以進行自動的檢測和維護，從而方便該技術的有效實施。

2.2實現繼電保護裝置的狀態檢修

基于對變電站的繼電保護，斷路器不單單是變電站當中異常關鍵的一次設備，同時也是繼電保護設備的擴展。因此，對斷路器跳閘的接點開展高效的檢測已經成為了其狀態檢修的關鍵工序。在具體的應用當中，最為常見的檢測方式就是仔細檢查好常閉輔助接點，假如二者狀態保持一致，就會證明斷路器出現了故障。具體的就是兩個輔助的接點如果能夠同時閉合，就表明二次回路亦或是輔助接點產生了比較嚴重的故障，斷路器也同時存在著不足之處；倘若兩個輔助接點可以一同斷開，就表明二次回路亦或是輔助接點存在故障，斷路器產生了問題或者是斷路器被隔離。一般來說，在檢修斷路器的過程當中，應該保證所有系統都能夠在正常的運行狀態下，應該具有準確的跳合閘回路，此外，斷路器的容量也應該更好的迎合系統的具體需求。在具體操作當中，利用定期檢測的方法為斷路器的檢修作出更好地z修指示，可以為精準判別斷路器的工作狀態帶來更好的信息參考。

2.3做好繼電保護裝置故障的分析

跳閘是變電站繼電保護故障處理一種常見方式，跳閘后迅速自動重合閘，維修人員要針對繼電保護裝置的故障進行具體的分析。維修人員要以電力線路開關重合回路工作原理為依據，分析故障的成因，一般是電氣設備充電時間超出規定時間，這時采用電位變化法效果很明顯。電位變化法是指根據二次回路節點上電壓與電位的變化，確定故障位置，這種方法主要用于繼電保護裝置開關處于拒分或拒合狀態。

2.4操作人員依據經驗處理故障

對變電站繼電保護裝置故障首先要了解其工作原理，其次要采取科學合理的措施進行處理，在每次處理故障時要做好記錄，做好處理故障方法的積累，為后期類似故障處理提供必要的依據。現在很多繼電保護故障處理都是操作人員根據以往的操作經驗進行處理，這一方法比較常用且效果較佳。電力技術人員要扎實掌握電路基礎知識和繼電保護原理，多積累工作經驗，發現類似問題可以及時找出故障點，進一步提高工作效率。

2.5規范實際操作

電力企業要重視人才培養，健全培訓機制，提高實際操作人員的技術水平，并深化實際操作人員的安全操作意識，以人為本。

2.6危險點控制

要認識到靜態危險點始終存在，其長期的危險性要求我們必要予以徹底清除。要對已知危險點進行改造清除，更換老舊設備，注意設備安全距離，及時反饋問題。在實在不能消除危險點的情況下，要設立警示牌和隔離帶，提醒相關人員。要認識到動態危險點的隱蔽性和隨機性。盡量消除主觀因素導致的動態危險點。指派技術骨干指導復雜程度較高的技術工作，確保技術人員在身體健康狀態下進行工作，加強安全技術檢查工作，檢查工件是否緊固等。

結語

變電站繼電保護狀態的檢修工作可以有效為電力系統提供持續高效的供電，工作人員在為繼電保護狀態進行檢修工作，能夠更加高效的提升變電站的供電穩定性。現如今，我國變電站的繼電保護正在向著智能化、高效的方向前進，然而它在發展中還是會具有很多亟待完備的地方，我國變電站繼電保護狀態檢修工作還是會遇到很多的難題。

【參考文獻】：

繼電保護裝置的工作原理范文第3篇

關鍵詞：繼電保護裝置；狀態監測；電力系統

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）12-0136-02

繼電保護是指當電氣系統中電氣部件發生故障或者不正常運行時，發出報警信號或于相應斷路器跳閘的一種自動化的保護技術。繼電保護裝置是電力系統中的重要成分，是保證電氣部件安全運行的重要裝置，能夠有效防止電氣部件損壞、電力故障范圍擴大。對繼電保護裝置進行狀態檢測和維修能夠增加保護裝置的可靠性。

設備的檢修體制的發展主要經歷了三個階段，包括故障后檢修、預防性檢修以及狀態檢修。前兩種都屬于傳統式檢修，狀態檢修是新型檢修方式。

故障后檢修。故障后檢修指設備無法正常運行后才對故障進行檢修，使設備恢復到正常運行狀態。這種檢修模式能夠提高設備利用率，避免許多非必須性的檢修。有效防止浪費資源，但其弊端是沒有計劃性，故障已造成重大損失。

預防性檢修。預防性檢修中主要的檢修方式是定期檢修。定期維修對設備老化的規律進行統計，預先確定檢修間隔、備品備件等。這種在電力系統檢修中廣泛應用。但其缺陷是需投入大量物力人力，且檢修效率不高。

狀態檢修。狀態檢修以設備狀態為根據對設備未來狀態進行預測。通過對設備日常檢查、在線監測和故障診斷獲得設備狀態信息。在設備發生故障前進行維修。這種檢修模式能夠提高效率，節省維修成本。

1 狀態檢修概述

目前我國電力系統的規模越來越大，系統的結構越來越復雜，系統中的設備種類和數量越來越多。因此相應的繼電保護裝置越來越多，導致設備檢修的成本和難度越來越大。隨著技術的發展，原來的電磁式繼電保護被微機繼電保護代替，保護的可靠性和性能得到提高，然而目前的檢修模式仍然以定期維修為主，在一定程度上導致設備的欠修和過修，檢修成本增加，可靠性降低。因此需要在設備檢修中實施狀態檢修。

狀態檢修是以效益、安全為目的，通過對設備的狀態評價、檢修決策，使得設備運行安全可靠，且檢修成本合理的一種檢修策略。這種檢修策略各種電力系統如發電機、輸電線路、變壓器中得到廣泛應用。狀態檢修實施后，提高了檢修效率，延長了大修的間隔，降低了小修的頻率，防止了設備的欠修和過修，減少了事故的發生，有效降低了運行成本。

狀態檢修根據設備實際狀態為根據，利用高科技的狀態檢測方法，發現故障的征兆，判斷出發生故障部位、嚴重程度，然后確定最適合的維修方法和維修時間。設備的狀態主要包括：設備的歷史運行情況、在線檢測的狀態情況、預防性實驗的結果。設備的狀態檢修建立在對以上狀態信息的全面評價之上，客觀地確定檢修方案。狀態檢修以設備狀態為基礎，能夠有效提高檢修的針對性，避免了設備過修，減少了設備的不必要維修，提高檢修的質量，有效減少了設備故障的發生。

從提出繼電保護狀態到現在，在狀態檢修的準備和方案實施兩方面取得了一定的研究成果。許多狀態檢測的技術運用為狀態檢修提供更加豐富的狀態量，人工智能、計算機技術在故障診斷中促進了狀態檢修的發展。

1.1 狀態檢修的準備

設備的狀態評估是設備狀態檢修的準備階段，對設備的最新狀態進行評估，依據評估得到的狀態信息，包括歷史故障情況，狀態監測數據、設備檢修記錄和設備參數，為下一步的設備檢修方案決策提供依據。有研究提出狀態檢修應包括收集繼電保護運行基礎資料、保護狀態檢測、保護裝置維修及評價。同時有研究提出利用管理信息系統對繼電保護狀態進行檢修。

1.2 狀態檢修實施方案決策

目前繼電保護裝置狀態檢修主要包括馬爾科夫模型計算檢修間隔、專家系統和神經網絡方法實現狀態檢修以及實現二次回路的監測。狀態檢修的初期主要通過專家系統和神經網絡實現。神經網絡能夠檢測因果關系不明確的故障。專家系統可以實現故障監測。專家系統結合歷史故障情況，利用狀態預測信息推理做出結論。

2 繼電保護裝置的故障及維修

2.1 繼電保護裝置的常見故障

（1）繼電保護裝置材質不合格、精度不高，導致裝置的保護性能較差，引起拒動和誤動現象。若電力系統運行時部件溫度過高且降溫不及時，繼電保護裝置容易燒壞，導致保護功能失效。

（2）互感器回路短路、斷線、機械問題導致零序電壓比增大、電流增大，造成短路。互感器的二次中性點多次接地、接觸不良導致二次接地和設備電壓上的電壓，產生

短路。

（3）當微機繼電保護裝置的抗干擾能力不夠強，一旦受到外界的通信器等干擾器的干擾容易造成邏輯器件判斷和分析錯誤。

2.2 繼電保護裝置的維修方法

（1）直觀法。直觀法通過嗅覺、肉眼等直觀方式來判斷故障點位置，即若繼電保護裝置散發出燒焦氣味或內部發黃，就需要及時查找出并替換已損壞的部件，從而排除故障，這種方法經常用于檢修儀器無法逐點測試的情況下。

（2）替代法。替代法的維修原理是若某部件可能有故障的時候，利用相同的部件將可能故障部件替代，來判斷其是否故障。這種方法經常用于微機繼電保護裝置內部故障，其中需注意一些保護措施如電流短接、退出電源，且注意部件內程序、跳線是否一致。

（3）參數對照法。參數對照法的工作原理是若繼電保護裝置的測試值和定值差異很大時，比較分析正常繼電保護裝置和故障繼電保護裝置的參數，從而發現保護裝置的故障點。

（4）電路拆除法。電路拆除法的工作原理是把二次回路逐個依次拆開后，對保護裝置故障進行分析和處理之后，再重新組裝的方法。這種方法即是分析發生故障原因的方法，也是處理保護裝置故障的重要方法。

（5）短路開路法。短路開路法的工作原理是將系統中某一部分斷開或短路，判斷故障發生在斷路范圍或短路范圍內或者是其他地方，從而縮小故障范圍。其中斷路法主要用于檢測電流回路開路、電氣閉鎖、刀閘操作等故障，短路法主要用于應該閉合卻未閉合的觸點檢測。

2.3 繼電保護裝置的狀態檢修步驟

繼電保護裝置的狀態檢修主要包括三個步驟。記錄和分析設備的初始狀態；利用高科技的在線狀態檢測手段，即除加強常規監督和測試之外，利用高科技的檢測手段（紅外診斷等）及時獲得運行設備的工作狀態；對檢測的狀態進行分析，對設備的狀態分析是狀態檢測盒狀態檢修中至關重要的一環，對設備的狀態合理分析，及時進行檢修從而保證電力系統中相關設備安全穩定運行。

2.4 繼電保護狀態檢修的實現

（1）保護裝置自檢功能的實現。隨著微機保護技術的快速發展，基于現代信息技術和微電子技術的保護裝置已具有了狀態自檢的功能，微機型保護功能是通過程序的手段實現，因此微機保護的動作特點是確定的，能夠實現逆變電源，采樣數據合理性分析，電壓、電流輸出回路，保護的數據通信，保護的輸入、輸出節點，且不需要通過定期的檢測手段進行調整。

（2）保護二次回路分析。繼電保護除了裝置自身外，還包括交流輸入、直流回路、操作控制回路等，狀態檢修范疇應看作系統性的問題，除保護裝置自身外，還應該包括直流回路、操作回路、交流輸入等構成系統的所有環節。保護裝置的電氣二次回路是由若干的繼電器和連接設備的電纜組成，因為保護系統主要由操作回路、直流回路。交流輸入回路構成，所以實現狀態檢修必須有效地將要監視的所有環節進行合理的劃分。

3 結語

目前繼電保護裝置在電力系統的安全運行中起到的作用越發重要。對繼電保護裝置的可靠的狀態檢修能夠有效地改善保護裝置的運行性能，提高電力系統的穩定性。狀態檢修以設備狀態為依據，利用高科技技術檢測設備狀態，對設備狀態進行分析，從而確定保護裝置的檢修方案，保證電力系統的安全平穩運行。

參考文獻

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繼電保護裝置的工作原理范文第4篇

【關鍵詞】繼電保護；220kV；事故；對策

中圖分類號：TU621文獻標識碼： A

一、前言

近年來，隨著我國經濟的快速增長，我國電網工程的規模也在不斷擴大，人們對電力系統的質量要求也越來越高。加強對220kV繼電保護事故分析與對策的研究，對220kV電網管理與維護具有一定的指導意義。

二、繼電保護概述

電力系統繼電保護的主要目的是分析電力系統故障、不正常運行狀態并研究解決對策和反事故自動化保護措施，其基本任務是在電力系統處于故障或不正常工況時及時進行故障處理，分析故障發生的原因并在最短時間內自動切除故障。由于近年來電力行業發展迅速，繼電保護裝置的發展速度太慢，在很大程度上會造成嚴重的全系統長期大面積停電事故的發生，引發電力系統癱瘓。因此，考慮到電力系統全局，電力系統繼電保護不僅應該可靠地切除系統中的故障部分，還應該分析切除故障后系統可能出現的工況，如不穩定運行等。電力系統繼電保護可以在系統的正常運行被破壞時盡可能地限制影響范圍，以減少經濟損失。

三、繼電保護工作原理

1、當電力系統發生故障時，總會伴隨著電流增大、電壓降低以及電流和電壓之間的相位角等發生變化的現象，利用這些變化量來識別系統處于正常、故障等工作狀態，從而實現相應的保護措施。繼電保護裝置是實現系統保護的硬件設施，也是保證供電系統安全可靠供電的基礎，在電力系統安全運行中擔當著重要角色，它能監控系統的各種運行狀態，并在故障發生后能及時地有選擇性地切除故障。繼電保護裝置由測量部分、邏輯部分和執行部分等組成，如圖1所示，各部分功能如下：

（1）測量部分

測量電路完成測量從被保護對象輸入的有關電氣量，并與已給定的整定值進行比較，根據比較的結果，判斷保護是否應該啟動的部件。

（2）邏輯部分

邏輯部分是根據測量部分輸出量的大小、性質、輸出的邏輯狀態、出現的順序或它們的組合，使保護裝置按一定的布爾邏輯及時序邏輯關系工作，最后確定是否應該使斷路器跳閘或發出信號，并將有關命令傳給執行部分的部件。

（3）執行部分

執行部分是根據邏輯部分傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的對外操作的任務的部件。如檢測到故障時，發出動作信號驅動斷路器跳閘；在不正常運行時發出告警信號；在正常運行時，不產生動作信號。

2、繼電保護裝置為了完成它的任務，必須在技術上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本要求：

（1）選擇性。當電力系統中的設備或線路發生短路時，其繼電保護僅將故障的設備或線路從電力系統中切除，當故障設備或線路的保護或斷路器拒絕動作時，應由相鄰設備或線路的保護裝置將故障切除。

（2）速動性。繼電保護裝置應能盡快地切除故障，對提高電力系統運行的可靠性具有重大的意義。

（3）靈敏性。電氣設備或線路在被保護范圍內發生短路故障或不正常運行情況時，保護裝置的反映能力。

（4）可靠性。在保護范圍內發生的故障該保護應該動作時，不應該由于它本身的缺陷而拒絕動作；而在不屬于它動作的任何情況下，則應該可靠不動作。

四、變電站220kV繼電保護常見事故的分析

1、非正常運行所導致的故障

變電站220kV繼電保護裝置在長期不間斷的運行過程中也會出現一些故障，如電路網絡因長時間的運行而使得局部的溫度升高，從而會使繼電保護裝置失靈；或是因電壓互感器二次電壓回路出現故障，再或是主變差動保護開關拒合的誤動等，均會引發變電站220kV繼電保護運行的故障從而導致事故的發生。

2、電流互感器飽和所導致的故障

電流互感器應運于變電站電力系統時，主要是供其繼電保護系統測量及采樣所用，通過繼電保護系統的測量將電流互感器中二次值換算成一次側電流值，當電流互感器在非飽和區工作時，其比值誤差小于10%。但當電流互感器一次電流大于額定值的十多倍或是幾十倍時，由于鐵芯的飽和，輸出波畸變，從而使有效值減小，使比值誤差增大。當電流互感器深度飽和時無輸出，將會便電流繼電器不動作，從而造成拒動或越級跳事故。

變電站220kV繼電保護在運行中因電流互感器的飽和會受到很大程度的不良影響，如發生短路現象時，因電流互感器的電流出現飽和，感應到的二次電流小時將會導致定時限過流保護裝置無法及時展開動作〔而當因短路引發的故障無法及時得到解決時，將會因大幅的電流值通過電氣設備，并會使設備的溫度急速上升從而造成絕緣的老化或損壞。同時繼電保護裝置在發生短路故障時會產生大量的電動力，因此使設備的載流部分嚴重變形或是損壞。

3、繼電保護裝置配置不合理導致的故障

220kV繼電保護裝置的設備配置不合理也會存在一定程度的事故隱患，如對變電站母線保護CT繞組的配置不合理，使其存在死區，從而在發生故障后母線保護拒動；也比如在變電站220kV繼電保護裝置運行中動作邏輯部分的考慮不周全，也會使得繼電保護裝置在運行中埋下安全隱患；更或者因CT二次回路因多點接地的原因造成繼電保護拒動作或是誤動作，從而使得繼電保護裝置發生故障。

4、人為操作失誤導致的故障

220kV繼電保護裝置中，其元器件損壞引起的故障在繼電保護事故中也占有一定的比例，例如因為繼電保護裝置器件本身的質量差或是在使用過程中老化的原因。也有可能是因為繼電保護裝置在維修的過程中，由于電力工作人員的操作不當從而造成元器件的損壞〔當220kV繼電保護中元器件損壞后，如沒有及時的發現便會有可能導致繼電保護裝置在工作時發出錯誤的監控信息或是信號。220kV繼電保護裝置中其元器的損壞一般有瓦斯繼電器受潮、密封膠圈破損、重瓦斯保護誤動等。

五、變電站220kV繼電保護事故的解決對策

1、在繼電保護運行前的規范檢查

變電站220kV繼電保護裝置在運行前應對其進行規范的仔細檢查，檢查的主要對象包括器件質量和設備質量，特別是提高操作箱、收發訊機等器件和設備的質量，以防錯線、元器件損壞造成的誤動和拒動。加強對設備的檢驗和檢修，及時更換老化器件，發現問題及時解決，可有效預防事故的發生。

2、抗電流互感器飽和的方法

（1）采用中阻抗原理或使用飽和發生器來抗電流互感器飽和，避免繼電保護裝置在電流互感器飽和時誤動；

（2）基于采樣值的電流飽和同步識別法與電流比相法，在電流互感器飽和時閉鎖差動保護出口，以此來躲過故障非周期分量，從而避免母差保護誤動；

（3）利用飽和時有較大的諧波量作為電流互感器飽和檢測的判別，或是利用速飽和變換器延時將電流送入差動回路，以此躲開故障電流的暫態過程來實現抗電流互感器的飽和。

3、保證繼電保護裝置配置的合理性

為了避免220kV變電站繼電保護故障問題，應首先確保繼電保護設備配置的合理性。例如，提高收發器，操作箱和其他設備的質量，從而有效地防止該元件的誤動作和損壞或斷裂。繼電保護員工在進行設備調試時，要有嚴格、細致的工作態度，最大程度的保證繼電保護設備配置的合理安全性，杜絕因員工的操作、配置失誤而引起的事故。

4、加強電力工作人員的操作技能

提高工作人員知識和技術能力，增強員工的安全意識，盡量降低由于人為因素引發的工作風險。創造多的培訓和學習機會，提高工作人員的業務水平。制定合理有效的規章制度，完善電網安全運行管理體制，明確技術分工，完善繼電保護小組考核機制。著力抓好基礎管理，繼電保護各部門需要及時協調，落實安全責任及相關的管理制度和措施，提高繼電保護工作現場的安全管理水平以及對本單位以及外單位的設備的監督力度，制定安全可行的檢修方案，做到檢查到位，檢修及時，發現問題隨時解決。

六、結束語

綜上所述，220kV電網作為電力系統的核心部分，其運行的質量安全直接影響整個電力系統。因此，今后我們要加大對220kV繼電保護事故的重視。

參考文獻

繼電保護裝置的工作原理范文第5篇

關鍵詞：變壓器;繼電保護測試;電力設備;電力系統;電力故障 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM772 文章編號：1009-2374（2016）04-0142-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.04.071

在電力系統中，變壓器是進行配送電力的重要設備之一，在很多行業中被廣泛應用。但是變壓器在運行的過程中，經常會出現故障問題，直接影響電力系統的正常工作與可持續性發展，其中，當有大容量的變壓器發生故障的時候，會嚴重威脅到整體的供電設備。隨著科學技術的不斷發展，對變壓器繼電保護工作提出了更高的標準，因此，要增強變壓器繼電保護測試的研究與探討，推動電力事業的發展步伐。

1 進行變壓器繼電保護測試研究的重要意義

當前，計算機系統的廣泛應用，比傳統的常規型等繼電保護擁有更多的特性。隨著科學技術的發展，將計算機通信技術、仿真技術等應用到變壓器繼電保護測試中，其中數字化在變壓器繼電保護中的應用，大大推動了繼電保護測試點的發展。新興的變壓器繼電保護安全監測的方法是推動變壓器可持續發展的重要因素，改變了傳統變壓器繼電保護工作的方法，以全新的形式展現出來。將傳統的變壓器繼電保護測試與先進的科學技術緊密地結合在一起，研究出符合社會發展的需要的新興測試原理，給變壓器繼電保護測試工作錦上添花。

2 變電站繼電保護

2.1 變壓器繼電保護的工作原理

變壓器繼電保護的工作原理是依據變壓器在運行的過程中出現故障的時候，繼電保護進行有效的工作運轉。例如：電壓突然升高或降低、瓦斯發生爆炸現象、溫度猛然升高、頻率降低、電流增加等現象的發生，繼電保護及時地發現問題并做出實時保護措施，將發生故障的電閘自動跳閘，將溫度與瓦斯做非電量的保護。要想保證繼電保護在跳閘時的準確性與安全性，就要確保計算經驗數據的可靠性。保證繼電保護工作的準確性，將保護的范圍控制在1.3～1.5之間。繼電保護的靈敏系數要控制在1.2～2之間，其中包括發生故障時的最小數值與保護動作值，因此要有參考地進行選擇。

2.2 變壓器繼電保護的分類

變壓器繼電保護分為五類：一是發電機保護。發電機是由四個部分組成的，即電機外部短路、定子繞組相間短路、匝間短路、定子繞組接地，此外，還包括對稱過負荷、定子繞組過電壓、勵磁回路等。出口方式是以縮小故障影響范圍、停機。二是電力變壓器保護，是為了更好地引出線相間與保護繞組的作用。中性點設置可以直接在電力網中部與外部接地短路引起的電流和中性點過電壓中通過。線路的保護要依據電壓的級別、電網接地的方式、輸電線路、架空線、電纜的長度等進行保護。三是母線的保護，變電站的發電設備與變電站的母線之間要設置專門的繼電保護裝置。四是電力電容器的保護，可能會出現兩種情況，即由于電容器內部出現故障引發了短路等現象的發生和電容器與斷電器之間出現了連線的故障。在電容器組中，某一個地方出現了故障問題，都會引發電壓與其連接的母線出現沒有電壓的現象。五是高壓電動機的保護，高壓電動機可能會出現定子繞組接地故障、定子繞組匝間短路故障、定子繞組超負荷故障或者是同步電動機消磁現象，同步電動機出現非同步電流的現象等。通過變壓器繼電保護的分類可以看出，計算機技術的廣泛應用使得繼電保護裝置更加可靠、安全、穩定。依據不同等級的線路實驗不同等級的保護裝置，自動進行保護策略的調整工作，保證繼電保護測試工作的質量。伴隨著通信技術的發展與壯大，既提升了變電站的安全運行效率，又給信息保護工作提供了方便與快捷。

2.3 變壓器繼電保護的特點

變壓器繼電保護的特點包括三個方面：一是可靠性非常高，有合理的配置，良好的質量技術性能，正常運行中的維修、保護、管理等。在繼電保護的整個系統中，采用了數據庫與方法庫的信息管理模式，方便了系統的全面升級與維護工作，在運轉的過程中，將分散式的傳輸轉變成集中式的運輸過程。換言之，將網絡數據庫與規則庫進行集中管理，保證其中一個工作站發生故障，不會影響到整體的正常運轉。二是實用性非常強。在進行電力運行的過程中，會出現一些故障等原因的問題，繼電保護有效地針對這些問題進行二次的保護措施，保證數據、系統的完整性。繼電保護工作具有分析、統計等特點，大大方便了工作人員的有效操作，實用性非常強，提升了繼電保護的運行水平。三是遠程控制能力。利用計算機系統進行串行通信的功能，與遠方的變電站中的計算機系統有效地進行通信活動，實現了微機的遠程控制功能，確保在無人操作的情況下繼電保護工作正常運行。

3 變壓器繼電保護產生的新技術的特點

3.1 61850新技術的發展

伴隨著國家出臺的相關政策，推動了61850新技術的發展與壯大，給變壓器繼電保護測試項目帶來了新的希望、新的特點、新的發展目標。將仿真技術與新型的計算機系統等有效地應用到變壓器繼電保護測試工作中，興起了新的繼電保護工作任務。現在研究工作的重要內容就是如何創造新型的變壓器繼電保護系統與技術;如何發展信號系統，保證科學技術的需求等工作內容，需要工作人員進行長期的、不懈的努力與創新。研究工作人員要以變壓器繼電保護的技術為優先考慮的對象，發揮其自身的特點與優點，研究出更加可靠的、穩定的繼電保護系統，將繼電保護系統的優勢發揮出更大的作用（如圖1所示，61850新技術變電站的體系結構圖）。

3.2 保護功能與自動化功能結合

要結合當下變壓器繼電保護的技術與條件，針對低壓保護在實際中的融合保護與測控功能進行有效結合，總結出新興的保護技術。隨著新技術的不斷發展與61850新型產品的生產與研發，推動了變壓器繼電保護系統與計算機仿真技術的有效結合，形成一個新的整體，這個新整體邏輯還是在現有的區域中，但是實際的物理裝置已經在另一個區域中了，并發揮著自身的作用，這種新型的特點將計算機自動化與變壓器繼電保護系統有效地結合，發揮出更大的功效（如圖2所示）。

3.3 統一硬件平臺帶來的整體性

按照正常的推理來講，廠家生產的硬件平臺與保護的原理是沒有關系的，在這種情況之下，既可以維持硬件的穩定性能，又可以保證變壓器繼電保護系統的整體協調運轉。發展到今天，已經有很多的生產廠家將硬件平臺進行有效的統一處理，帶來了整體性能。但是，還有一定的不足之處，例如：體育整體的硬件不能做到完全的替換工作，即便可以進行替換，也需要更改一些硬件的設備。另外，對于那些可以進行替換的硬件設備來說，作為一個復雜性的整體，由于受到參數與復雜等因素的影響，沒有了在進行實際操作時的性能。只有做到真實意義中的一鍵替換工作，才能降低工作人員的工作量，保證硬件的整體性能。

4 目前變壓器繼電保護檢測仍需增添的內容

變壓器繼電保護發展到今天為止，已經取得了非常大的成績，但是還需要進行不斷完善與進步。要在原有的基礎之上，結合變壓器繼電保護的原理與發展方向進行有效的改進與研發工作，不斷找到新的特點，本文從以下兩個方面進行了細致的說明：

4.1 變壓器繼電保護之中時間同步能力的檢測

到目前為止，有很多種時間同步技術，并在不斷更新與發展中，這項技術在變壓器繼電保護工作中的廣泛應用，推動了繼電保護工作的發展與進步。時間同步技術大大地解決了不同繼電保護裝置中的同時間不同步的現象，保證了不同的變壓器繼電保護裝置之間進行了同步的作用。時間同步分析比故障分析的作用更大，但是，時間同步在檢測方面還有很多不足之處，僅僅是在時間同步裝置中才會發揮作用，需要將變壓器繼電保護裝置中的同步測試能力放在優先考慮的范圍之內，才能達到整體的裝置處于時間同步的效果。到目前為止，時間同步技術在變壓器繼電保護工作中測試與廣域中的測試都發揮著重要的作用，并保證了繼電保護裝置的效果與準確性。

4.2 變壓器繼電保護裝置可靠性檢測

最近幾年的變壓器繼電保護測試發展的過程中，將樣品功能的測試與性能方面檢測作為工作的重點，很少涉及到繼電保護裝置的使用壽命與穩定性的檢測工作，系統檢測變壓器繼電保護裝置的設備還很不完善，有待進一步研究與探討。優點有：隨著仿真技術的不斷進步與發展，制造出微機型的變壓器繼電保護裝置，并得到廣泛的應用。要從兩個方面進行繼電保護裝置的可靠性測試活動：一是考慮裝置的硬件設備是否可靠;二是設備裝置的軟件是否可靠。

5 結語

綜上所述，對于今天的變壓器繼電保護技術已經不能只依靠傳統的技術與性能，要不斷進行研發工作，將現代化科學技術應用到變壓器繼電保護工作中，發揮出繼電保護工作的特點與性能，大大提升工作效率，保證變壓器在正常運行中的穩定性與安全性，提升供電工作的質量，推動電力事業的不斷發展與壯大。

參考文獻

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