繼電保護工作原理范文

導語：如何才能寫好一篇繼電保護工作原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】變電站；繼電保護；常見問題

一、前言

近年來，隨著我國科學技術的不斷發展，電力自動化系統及繼電保護設備在變電站中得到了廣泛的應用。然而，因為變電站周圍的電力磁場強度非常大，在這個區域里不僅安置的有大電流與高電壓的一次設備，還有電流于電壓都比較小的二次較弱設備，很容易促使一次強電裝置帶來的強電磁給二次設備造成干擾進而產生嚴重的安全事故。另外供電系統里面的外干擾和大氣干擾也可能影響到二次弱電設備。當前我國電網處于高速發展的階段，變電站的自動化化程度也飛速提高，所以改善變電站電力系統安全性能也成為當前諸多變電站繼電保護中的一項重要工作。

二、變電站繼電保護工作原理及作用

1、基本工作原理

變配電站繼電保護是根據變配電站運行過程中發生故障時出現的電流增加、電壓升高或降低、頻率降低、出現瓦斯、溫度升高等現象超過繼電保護的整定值（給定值）或超限值后，在整定時間內，有選擇的發出跳閘命令或報警信號。

根據電流值來進行選擇性跳閘的為反時限，電流值越大，跳閘越快。根據時間來進行選擇性跳閘的稱為定時限保護，定時限在故障電流超過整定值后，經過時間定值給定的時間后才出現跳閘命令。瓦斯與溫度等為非電量保護。

2、變配電站繼電保護的作用

變配電站繼電保護能夠在變配電站運行過程中發生故障（三相短路、兩相短路、單相接地等）和出現不正?，F象時（過負荷、過電壓、低電壓、低周波、瓦斯、超溫、控制與測量回路斷線等），迅速有選擇性發出跳閘命令將故障切除或發出報警，從而減少故障造成的停電范圍和電氣設備的損壞程度，保證電力系統穩定運行。

3、繼電保護設備狀態檢修的目標

（1）提高供電可靠性。對繼電保護設備進行狀態檢修能有效提高設備的可靠性和可用系數，避免傳統檢修方式的弊端，有效地延長了設備的使用壽命，從而保證了用戶的可靠、安全用電。

（2）保證設備安全經濟運行。目前，微機繼電保護及綜合自動化系統等技術在電力系統中得到廣泛應用，保護裝置也相繼具備了遠距離輸送的能力.可以充分利用數字式保護的技術特點，實現數字式保護系統的狀態槍修。這就改變了傳統的檢修方式，由計劃性檢修方式轉為預知性檢修，這樣就改變了定期檢修的盲目性，降低了憑經驗而進行的定期檢修的不可靠性和設備的故障率。

三、變電站繼電保護按保護的性質分類

1、發電機保護。發電機保護有定子繞組相間短路，定子繞組接地，定子繞組匝間短路，發電機外部短路，對稱過負荷，定子繞組過電壓，勵磁回路一點及兩點接地，失磁故障等。出口方式為停機，解列，縮小故障影響范圍和發出信號。

2、線路保護。線路保護根據電壓等級不同，電網中性點接地方式不同，輸電線路以及電纜或架空線長度不同，分別有：相間短路、單相接地短路、單相接地、過負荷等。

3、母線保護。發電廠和重要變電所的母線應裝設專用母線保護。

4、電力電容器保護。電力電容器有電容器內部故障及其引出線短路，電容器組和斷路器之間連接線短路，電容器組中某一故障電容切除后引起的過電壓、電容器組過電壓，所連接的母線失壓。

5、高壓電動機保護。高壓電動機有定子繞組相間短路、定子繞組單相接地、定子繞組過負荷、定子繞組低電壓、同步電動機失步、同步電動機失磁、同步電動機出現非同步沖擊電流。

四、變電站繼電保護站內各設備保護配置

1、線路保護。對于110KV智能變電站，站內保護、測控功能宜一體化，按間隔單套配置。線路保護直接采樣、直接跳斷路器；經GOOSE網絡啟動斷路器失靈、重合閘等功能。

2、變壓器保護。按照規程要求，110KV變壓器電量保護宜按雙套進行配置，且應采用主、后備保護一體化配置。若主、后備保護分開配置，后備保護宜與測控裝置一體化。當保護采用雙套配置時，各側合并單元（MU）、各側智能終端均宜采用雙套配置；中性點電流、間隙電流并入相應側MU。

3、母聯（分段）保護。分段保護裝置直接與合并單元和智能終端連接，分別實現不通過網絡數據交換的直接采樣和直接跳閘功能；同時，保護裝置、合并單元和智能終端等設備，均通過相互獨立的GOOSE網絡和SV網絡，實現信號的跨間隔傳輸。按照規程要求，110KV分段保護按單套配置，宜實現保護、測控的一體化。110KV分段保護跳閘采用點對點直跳，其他保護（主變保護）跳分段采用GOOSE網絡方式；母聯（分段）保護啟動母線失靈可采樣GOOSE網絡傳輸。

五、變電站站內繼電保護的測試檢驗

繼電保護是電網安全穩定運行的第一道防線，必須遵循可靠性、選擇性、速動性、靈敏性的原則。隨著電網規模的不斷擴大和電壓等級的不斷提高，對繼電保護“四性”的要求不僅沒有降低，反而提出了更高的要求。智能變電站應在保證繼電保護功能不變的基礎上，改進繼電保護信息共享、互操作的方式，即設備間交換信息的方式。

由于智能變電站中，電磁式互感器被電子式互感器代替，變壓器、斷路器等一次設備也加裝了智能單元，使得原來保護裝置與外界的連接介質全由光纖取代，信息全由網絡化的設備傳遞。針對這樣的變化必須提出智能變電站保護設備的測試方案。由于保護裝置沒有發生變化，變化的只是信息的傳遞方式，因此保護的邏輯功能檢驗和原來一致，可以沿用原來成熟的檢驗標準。針對變化的部分提出新的測試方法，主要有如下幾點。

1、原來輸入保護裝置的電壓、電流模擬量由來自合并器的光數字信號代替。傳統的保護測試儀只能輸出模擬量，而目前已有光數字保護測試儀，可以用光數字保護測試儀直接從保護裝置的光纖以太網口輸入測試。這樣的數字信號是沒有誤差的，以前的零漂、采樣精度檢驗步驟可以省略。但必須考慮有跨間隔數據要求的保護裝置（如變壓器差動保護、母線保護）在不同間隔間傳輸數據時，到達時間的同步性，如不確定或差距校大，將很難滿足保護裝置的要求。

2、在相同的一二次設備條件下，與傳統保護接點直接跳閘方式相比，智能變電站繼電保護采用GOOSE報文發信經通信網絡給智能終端發跳閘命令（如果有了智能開關則沒有這個環節）。采用GOOSE網絡，繼電保護通過網絡傳輸跳閘和相互之間的啟動閉鎖信號，與傳統回路方式相比，其可靠性主要體現在網絡的可靠性和運行檢修擴建的安全性上。

3、原來保護裝置輸出的各種信號由基于GOOSE協議的網絡傳輸實現。傳統的開入、開出量不再是24V或者220V的直流電信號，代之以優先級別有差異的GOOSE報文。可通過整組傳動試驗來驗證保護裝置輸入、輸出信號的正確性與實時性。

參考文獻：

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關鍵詞：電力系統；繼電保護；發展；趨勢；研究

中圖分類號：TM71 文獻標識碼：A

繼電保護技術是隨著電力系統的發展而發展的，它與電力系統對運行可靠性要求的不斷提高密切相關。繼電保護是在電網出現事故或異常運行情況下動作，保證電力系統和電氣設備安全運行的自動裝置，研究繼電保護技術發展趨勢，可以更好地提高繼電保護的技術水平，對電力系統發展意義重大。

1 電力系統繼電保護概述

1.1 繼電保護基本概念

在電力系統運行中，由于外界因素和內部因素都可能引起各種故障及不正常運行的狀態出現，常見的故障有：單相接地；三相接地；兩相接地；相間短路；短路等。電力系統非正常運行狀態有：過負荷，過電壓，非全相運行，振蕩，次同步諧振，同步發電機短時異步運行等。電力系統繼電保護和安全自動裝置是在電力系統發生故障和不正常運行情況時，用于快速切除故障，消除不正常狀況的重要自動化技術和設備。

1.2 繼電保護的工作原理

繼電保護的工作原理，是根據電力系統發生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎來構成，電力系統發生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是：（1）電流增大。短路時故障點與電源之間的電氣設備和輸電線路上的電流將由負荷電流增大至大大超過負荷電流。（2）電壓降低。當發生相間短路和接地短路故障時，系統各點的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點，電壓越低。（3）電流與電壓之間的相位角改變。正常運行時電流與電壓間的相位角是負荷的功率因數角，一般約為20°，三相短路時，電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的，一般為60°～85°。（4）測量阻抗發生變化。測量阻抗即測量點（保護安裝處）電壓與電流之比值，正常運行時，測量阻抗為負荷阻抗；金屬性短路時，測量阻抗轉變為線路阻抗，故障后測量阻抗顯著減小，而阻抗角增大。利用短路故障時電氣量的變化，便可構成各種原理的繼電保護。

1.3 繼電保護在電力系統中的任務

電力系統元件發生故障時，應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件最近的斷路器發出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統中斷開，以最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞，降低對電力系統安全供電的影響；并滿足電力系統的某些特定要求，能夠反應電氣設備的不正常工作情況，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，以便值班人員進行處理，將那些繼續運行會引起事故的電氣設備予以切除。

1.4 繼電保護裝置必須具備的基本性能

繼電保護裝置必須具備的基本性能有：（1）安全性：在不該動作時，不誤動；（2）可靠性：在該動作時，不拒動；（3）速動性：能以最短時限將故障或異常從系統中切除或隔離；（4）選擇性：在自身整定的范圍內切除故障，保證最大限度地向無故障部分繼續供電，不越級跳閘；（5）靈敏性：反映故障的能力，通常以靈敏系數表示；不拒動不誤動是關鍵。

2 繼電保護發展歷程

繼電保護是隨著電力系統的發展而發展起來的，最早的繼電保護裝置是熔斷器。從20世紀50年代到90年代末，在40余年的時間里，繼電保護完成了發展的4個階段，即從電磁式保護裝置到晶體管式繼電保護裝置、到集成電路繼電保護裝置、再到微機繼電保護裝置。隨著電子技術、計算機技術、通信技術的飛速發展，智能化等先進技術相繼在繼電保護領域的研究應用，繼電保護技術向計算機化、網絡化、一體化、智能化方向發展。電力系統發展迅速，電網結構越來越復雜，短路容量不斷增大，到20世紀產生了作用于斷路器的電磁型繼電保護裝置。1928年電子器件已開始被應用于保護裝置，在50年代迅速發展。靜態繼電器有較高的靈敏度和動作速度、維護簡單、壽命長、體積小、消耗功率小等優點，但環境溫度和外界干擾對繼電保護的影響較大。1965年出現了應用計算機的數字式繼電保護，出現了單板機繼電保護裝置。到了21世紀由于計算機技術發展非?？?，微處理機和微型計算機的普遍應用，極大地推動了數字式繼電保護技術的開發，大規模集成化數字式繼電保護裝置應用非常廣泛。

3 電力系統繼電保護的發展趨勢

3.1 計算機化

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，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有一臺PC機的功能。繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經濟效益和社會效益，尚需進行具體深入的研究。

3.2 網絡化

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，它深刻影響著各個工業領域，也為各個工業領域提供了強有力的通信手段。除了差動保護和縱聯保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量，繼電保護的作用主要是切除故障元件，縮小事故影響范圍。因為繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍，還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信息的數據，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作，確保系統的安全穩定運行。

3.3 智能化

隨著通信和信息技術的快速發展，數字化技術及應用在各行各業的日益普及也為探索新的繼電保護原理提供了條件，智能電網中可利用傳感器對發電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監控，把獲得的數據通過網絡系統進行收集、整合和分析。利用這些信息可對運行狀況進行監測，實現對保護功能和保護定值的遠程動態監控和修正。

結語

綜上所述，隨著電力系統的發展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術由數字時代跨入信息化時代，發展到一個新的水平。這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務，也開辟了技術創新的廣闊天地。只有了解和掌握繼電保護技術，才能解決電力系統繼電保護遇到的各類問題，更好地保障電力系統的安全運行。

參考文獻

[1]高亮.電力系統微機繼電保護[M].北京：中國電力出版社，2007.

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【關鍵詞】電路板；繼電保護；裝置

【中圖分類號】TM774 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672—5158（2012）08—0108-02

所謂繼電保護就是通過電流等電路中的物理性質的變化，反映電流信號的強弱，根據電流信號的強弱進行相關的動作，傳遞信號或者停止動作，從而達到對整個電路系統進行控制和及時修復的目的。因此繼電保護作為電力系統中的重要組成部分，是保障供電和輸電穩定的關鍵。繼電保護裝置的類型多種多樣，尤其是隨著電力技術的不斷革新和發展，繼電保護裝置的功能也在不斷完善。電路板的繼電保護裝置是迷你的電子控制器件，因為電路板小巧的特征使得繼電保護裝置更加直觀，這樣的迷繼電保護裝置在優化電器的布局以及電路的簡化中起著重要作用。

一、繼電保護裝置的基本性能

繼電保護裝置具有提高電力系統安全性和可靠性的優勢，能夠大大提高電路的使用壽命。具體來說，繼電保護裝置具有以下基本性能：首先，繼電保護裝置必須具備一定動作選擇的主動性。主要是指在電路系統流通的過程中，繼電保護裝置必須具有一定的自主選擇性和靈活性，通過自主選擇能夠增強繼電保護裝置在遇到突發故障時的應變能力，這也是對目前的繼電保護裝置提出的重要要求。二是要保持速動性。繼電保護裝置需要根據現實的情況和問題及時并且迅速地做出反應，以達到保護電路安全的目的。動作的速動性是和繼電裝置的靈敏性直接聯系在一起的，因此，繼電保護裝置的另一個基本性能是動作的靈敏性?？煽啃允侵咐^電保護裝置是應該在保護范圍內動作，在電路系統正常運行的過程中保護系統的正常運行。繼電保護裝置的基本性能決定了電路的穩定性，使得電路板的繼電保護發揮重要作用。

二、電路板繼電保護裝置的特性

電路板繼電保護裝置是一種基于微型電子技術的繼電保護裝置，能夠更好地提高電路的直觀性和智能化，并且使得結構得以簡化，提高了繼電保護的工作性能。電路板繼電保護裝置具有其自身的特性，首先，電路板繼電保護裝置具有較強的觸電切換能力，從而提高了繼電保護裝置的性能和特性。電路板繼電保護裝置還有區別與其他保護裝置的轉換觸電的模式，一組常開，一組轉換，縮短轉換時間，提高了繼電保護裝置的轉換效率。另一個重要特征是其微小性。電路板繼電保護裝置的特性直接決定了其實際應用的廣度和深度，我們在對其特性有了正確準確的分析基礎上，提高繼電保護裝置的實際運用效率，發揮其更好地電路維穩作用。

三、電路板繼電保護裝置運用原理及方法

電路板繼電保護裝置的運用原理與方法與繼電保護裝置的運行原理類似，通過對電力系統發生故障時產生的頻率、電流等的變化做出反應，從而起到調整和及時發現問題的作用。電路繼電保護裝置也是如此，通過對電路中產生的故障及時做出反應，例如對電流、電壓等的數據參考和性質判斷，進而做出相應的反映和處理。由此可見，電路板繼電保護裝置的運行原理主要是對電路板內部的電壓、電流以及頻率等進行實時監控和控制。運作原理和工作方法體現在以下幾個方面：

（一）基本原理及工作方法

電路板繼電保護裝置的工作原理是對電路中的異常情況做出反應，結合電路本身的結構和構成，分析電路中物理量的變化趨勢，從而發現電路中的異常。電路板繼電保護裝置的出現是與電路板繼電器的出現相適應的，電路板繼電保護裝置的具體工作原理與裝置內部的信號傳輸直接相關。

首先，在電路系統中，電力運行的基本參數，例如：電流、電壓等某一部分的失誤都會在電路內部發生一定的參數變化，因此在電路內部形成一定的數據和信號，當這些變量增加到一定程度時，繼電保護裝置就會產生相應的反應。其次從繼電保護裝置的具體工作流程來看，電路板繼電保護裝置的具體操作辦法主要包括了以下幾個流程：

1.電力系統本身是受到保護的，繼電保護裝置要獲取電力系統中的信號就必須在地區之間建立一定的關聯關系。通過對電力系統中的電流、電壓等情況進行綜合觀察，一旦發現異常就做出預警反應；2.信號發出之后是信號的對比分析過程，對信號中的正常狀態或者是異常狀態做出調整，當電路中的電流信號達到一定的整定值時，電流繼電器繼續工作，通過接點向下一集單元發出讓電路斷電跳閘的信號；如果電流信號沒有達到整定值，電流繼電器不動作，從而停止跳閘，在向下一級單元傳遞信號的動作也隨之停止。這是比較單元在處理電流信號時的處理辦法。3.當處理單元接受了比較單元發送的信號時，處理單元則會按照比較鑒別單元的決策進行相關的處理，從而處理單元的行為直接受比較鑒別單元的影響。處理單元會根據時間的先后順序進行電流的保護、中斷、繼電等一系列動作，最終由執行單元來進行電流的電路處理。

（二）電路板繼電保護裝置的重要作用

電路板繼電保護裝置是維護電路板電路穩定的關鍵和重要因素，在實際的運用中發揮著重要作用。主要體現在以下三方面：一是電路板繼電保護裝置在實際運用中能夠監視電路板電路系統的運行情況，減輕長期磨損對電路的損害，一定程度上提高了電路的壽命。第二，通過電路板繼電保護裝置能夠直觀地反映電路板工作過程中的異常情況，并且根據具體的電路情況和發出不同的信號，從而為保護電路系統的穩定提供決策的客觀依據。三是體現在電路系統的自動化發展上，電路板繼電保護裝置的發展能夠很好地提升電路使用的安全性能，同時利用先進的電力技術，促進繼電保護功能的進一步完善。電力系統的自動化發展趨勢是與目前信息技術現代化不謀而合的，電路的微型化也對繼電保護裝置提出了新的要求，如何利用現代先進的科學技術進一步提高電路版的繼電保護裝置的水平，是目前電力工作者以及相關研發人員探討的重點。

綜上所述，繼電保護裝置有其自身發展的特性，在維護電力系統穩定發展的過程中，繼電保護裝置發揮著功不可沒的作用。從電路板繼電保護裝置的應用特性和原理上來看，其應用的前景是廣泛的，有利于推動電力系統的完善以及綜合發展。尤其是隨著計算機信息技術的快速發展，信息技術在電路板繼電保護裝置中的應用，將進一步加強繼電保護裝置的智能化水平，提高繼電保護的基本功能，實現繼電保護的高校、準確發展。

參考文獻

[1]郭建伸、李敏；淺談繼電保護裝置的事故處理方法[J]；內蒙古石油化工；2010年第05期

[2]王陽春；淺談繼電保護裝置的維護與試驗[J]；民營科技；2010年第03期

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1信息管理技術的構成。在繼電保護系中如何將信息數據源有效地聯系在一起？在各級用戶中又怎么都能對此進行充分利用？對于這些問題可以將調度監控計算機網絡系統中的數據源作為中心，利用數據倉庫技術來對各類數據源進行集中起來，通過方法庫讓各個不同等級客戶都夠對此進憲應用，再通過網絡功能進行數據交換，同時將MIS的數據接口開放，這些方法都可以對二次保護數據資源的進行充分利用。

2工作原理。在變電站繼電保護系統中信息管理技術一般包括兩方面，即軟件部分與硬件部分。軟件是由計算機所執行的各種程序，通過對輸入的各種數據進行邏輯判斷與運算處理，從而保證各電路系統可以高效運行；而硬件部分則主要是由以下幾項組成：CPU主機系統、開關量輸入輸出、模擬量數據、通訊回路以及電源回路等。電壓是衡量電能質量的一項重要指標，,當電壓不穩定而且超出一定的數值時，將對電力系統造成損害并對國民的經濟造成嚴重的損失，對于電網系統中的發電機、變壓器等重要設備導致其容量嚴重減少；對于電動機則會由于電壓過低、電流過大致使自身溫度升高最終自燃燒毀。

二、信息管理技術在繼電保護系統中的應用

1繼電保護技術中圖紙的信息技術管理。圖紙管理在繼電保護系統中起到非常關鍵的作用，由于繼電保護的圖紙管理還是沿用傳統方法，主要還是人工進行管理或是通過手工繪圖，并且在繪圖過程中繪圖人員的作圖方式各有所異，此外圖紙儲存方式也有所不同，為了更好地進行管理，統一的圖紙格式變得很有必要。繼電保護系統中信息管理的圖形文件一般只有兩種：一種是位圖文件，這類文件主要利用點陣的形式進行對圖形描繪的一種軟件；另一種是矢量類文件，它主要是通過數學方法進行對幾何元素的描述，最終形象比較逼真、細致的圖像，并將圖紙借此進行轉化，然后變成矢量圖文件，在現實操作中，矢量化的圖紙繪制這一種方法是非常有效的。

2繼電保護技術中數據庫的信息技術管理。在繼電保護中所用到的圖紙是非常專業的一種圖紙，其種類也比較多，因此，如果不對其進行分類與整理將會變得混亂，因此需要根據數據結構去建立數據庫。對于數據庫中的所有元件一般會兩層表的結構設計，這兩層包括參數表和基本屬性表，參數表指的是各個元件的參數類型，而基本屬性表一般包括元件坐標以及圖紙名等，并通過ID作為基本屬性表的參數來進行對圖紙的分析、整理，同時對進行圖元的分類，最終才達能數據庫建立的目的。

3繼電保護技術中技術資料的信息技術管理。在繼電保護中對技術資料的管理指的是通過對掃描的圖片、電子文檔等的資料的分類管理，從而形成的一種較為有效資源管理的模式。其中所涉及到的技術主要這幾種：定值管理，通過使用保護定值代碼對各種模板進行定制；班組信息管理，這在繼電保護中開展的日常管理工作時對圖表的創建與修改，進一步對資料管理的完善；數字簽名，在進行文檔的存檔過程中，對用戶實行電子身份認證；網頁瀏覽，這是在繼電保護技術中對常用的表格加以掃描，同時通過客戶端對網頁進行瀏覽，對技術資料進行上傳。

三、繼電保護中對信息數據庫的完善

變電站運行的基礎信息是變電站中改進各項技術和對技術進行更新的關鍵，并且對變電站進行新技術的應用與進行經驗總結有著密切的聯系。在變電站繼電保護系統中進行信息管理技術的應用，要進行對繼電保護中信息數據庫的完善。以基礎信息數據庫作為基礎，對于變電站繼電保護中其正常運行、發生的故障等信息，一并歸到信息數據庫中去。在通過對運行信息的收集以及對數據庫進行整理保存，為日后的工作打下基礎。將繼電保護系統中的故障和零部件壽命等信息歸入到數據庫中，為日后的檢修工作提供依據，以及為預防性檢修理論運用打下基礎。信息數據庫的建立還可以為現代變電站繼電保護工作進一步的發展提供基礎信息、為平時的繼電保護檢修工作提供有用的資料。

四、結語

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關鍵詞：繼電保護；自動化技術；電力系統；電壓變化系統；發電系統；配電系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2016）25-0066-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.25.031

電力系統由電壓變化系統、發電系統、配電系統、母線以及電氣設備等部分組成，繼電保護系統的作用是在線路出現故障時能夠及時切除故障點，避免事態進一步擴大。自動化繼電保護裝置能夠在電力系統發生故障的0.1s以內快速反應切除故障線路，對電力系統起到保護作用，提高系統運行的穩定性和安全性。

1 繼電保護自動化技術

1.1 原理與類型

1.1.1 工作原理。繼電保護裝置有測量模塊、邏輯模塊以及執行模塊三部分，繼電器測量模塊接收傳入信號，并將測量值和定值比較，將比較結果傳輸給邏輯模塊，繼電器邏輯模塊再根據接收裝置發送來輸出值的性質、次序、大小等相關參數計算獲得邏輯值，根據邏輯值確定動作是否合理，再將激勵動作或者靜止動作信號傳遞給執行模塊，執行模塊接受到指令信號之后再做出對應的動作。

1.1.2 繼電器類型。電力系統使用的繼電器有多種結構形式，可以分為電磁型、靜態型、感應型、整流型等，并且繼電器有著多種不同的功能，具體可以細分為測量和輔助兩類，測量繼電器用于測量了解電氣量變化，根據繼電器測量電氣量的種類不同，測量繼電器可以進一步細分為電壓、電流、頻率和功率測量繼電器。輔助繼電器的功能是保護電力系統，有中間、事件和信號三種類別。

1.2 電力系統自動化繼電保護系統的作用

繼電保護自動化技術是一種電力系統中應用十分普遍的電力系統維護技術，電力系統規模大、跨度廣，暴露在自然環境中，長期運行中各種精密設備容易出現故障，如果不經過及時有效的處理，故障可能進一步發展，導致線路上大量設備燒損，帶來巨大的經濟損失，影響正常供電。自動化繼電保護系統能夠在電力設備出現故障時在事態進一步擴大之前迅速切除故障點和故障線路，確保系統無故障部分能夠繼續工作，縮小故障點導致的停電范圍，并發出告警，使維修工作人員能夠在第一時間了解故障點位置和故障類型，加快維修進度。與此同時，自動繼電保護系統還具有監控功能，能夠自動采集電力設備各項運行參數，了解電力設備的健康狀態，為電力系統的運行維護工作提供參考依據。電力元件出現故障，繼電保護裝置將能夠根據預設邏輯正確響應，及時跳閘消除線路浪涌。

2 繼電保護自動化技術在電力系統中的應用

從接地保護、變壓器保護以及發電機組保護等方面，對繼電保護自動化技術在電力系統中的應用進行了探討。

2.1 接地保護

電力系統不同線路有著不同的接地方式，主要有小電流接地、大電流接地兩種，小電流接地保護以發出保護信號為主要功能，接入小電流接地系統的電路在出現故障時，接地系統將發出告警信號，而線路在一定時間內將繼續運行，而大電流接地系統則在線路故障時立即響應，切斷線路，保護系統。其中大電流接地系統更多應用于自動化繼電保護系統的執行系統，而小電流接地系統在邏輯層的應用更加廣泛，電力系統正常運行過程中并沒有零序電壓，而且三相電壓對稱分布，接在三相上的電壓表都可以獨立顯示電壓，電力系統出現故障，某一相接地，電力系統就會顯示出零序電壓，小電流繼電保護系統就會發出告警信息，觀察電壓表讀數就能夠判斷是否出現了故障。零序電流是指電力系統在正常運行過程中不會出現零序電流，而系統出現故障時，零序電流值不再為零，繼電保護裝置將響應，切除故障電路。除此之外，還有零序功率保護。

2.2 變壓器繼電保護

變壓器是電力系統中十分重要的核心設備，變壓器的運行狀態對整個電力系統運行穩定性有著巨大的影響，現階段，變壓器的繼電保護主要有接地保護、瓦斯保護、短路保護三類。

2.2.1 接地保護。直接接地保護變壓器采用零序電流保護方案，變壓器接地線上安裝零序保護裝置，不接地保護的電壓器可改用零序電壓保護。

2.2.2 瓦斯保護。變壓器油箱出現故障時，絕緣油和絕緣材料可能會在電弧作用下發生分解而產生易燃易爆的危險氣體，因此瓦斯保護成為了電壓器保護的重點，油箱出現閃絡電弧故障時，繼電保護裝置能夠立即切除變壓器電源，并發出告警信息。

2.2.3 短路保護。變壓器短路保護分為過電流保護和阻抗保護兩種，過電流保護在變壓器電源兩側和時間元件上安裝過電路繼電保護裝置，電流元件運行一段時間之后將會切斷電源。阻抗繼電保護則使用接入電阻器代替切斷電源來保護線路設備，阻抗元件運行一段時間之后將會跳閘斷路。

2.3 發電機組繼電保護

發電機組是電力系統的電能來源，做好發電機組的繼電保護工作同樣十分重要。

2.3.1 重點保護。發電機可能存在失磁故障，可以結合發電機相位、電流以及中性點，對發電機形成縱聯差動保護，而發電機單相接地電流超過整定值，可以在發電機組上安裝接地保護裝置。發電機組定子繞組匝間短路會使發電機故障位置溫度升高，破壞絕緣層，威脅發電機運行安全，因此定子繞組內需要安裝匝間保護裝置。

2.3.2 備用保護。發電機定子繞組負荷過低，保護裝置將會響應，跳閘切除電源并告警，發電機組外部出現的故障能夠及時切除，避免對機組造成影響，而過電壓保護主要目的是避免發電機低負荷情況下絕緣擊穿。

3 結語

從接地保護、變壓器保護以及發電機組保護三方面，對繼電保護自動化技術在電力系統中的應用進行了研究。繼電保護自動化系統能夠監控電力系統的運行情況，為電力設備維護工作提供參考依據，同時在出現故障時能夠快速響應，切除故障點，避免故障范圍進一步擴大，是保證電力系統能夠正常運行的重要技術措施。

參考文獻

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統研究[D].西南交通大學，2012.

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靠性分析[J].中國新技術新產品，2013，（3）.

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[5] 黃磊.淺談電力系統繼電保護自動化技術的發展與應

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【關鍵詞】變電運行；繼電保護；探討

一、繼電保護裝置的基本工作原理和構成結構

（1）、工作原理

繼電保護裝置的作用主要對運行中的電力系統進行監測，當電力設備或電力線路在系統運行時出現故障，繼電保護裝置將有選擇、快速地對故障電力設備或線路的斷路器發出跳閘指令，指令一旦下達，出現故障的電力設備便會從電力系統中隔離開，這樣出現故障的電力設備將處于一種停歇狀態，大大避免了故障設備進一步損壞，使得故障電力設備壽命和性能得以保障。同時這樣就能夠有效的避免故障設備繼續運行，沖擊電力系統的安全及穩定性。避免因系統故障所造成大面積停電及電力設備損壞而造成重大的經濟損失，為人們生活、生產提供安全穩定的電力資源。

此外，繼電保護裝置還能夠在電力設備處于異常工作狀況時向值班工作人員發出不同的告警信號，值班人員通過對繼電保護裝置告警信號的跟蹤分析，可以判斷出故障發生的具置，并在最短的時間內對故障隱患進行排除。在裝置故障維修時，繼電保護裝置可以采取裝置自動調整的模式，也可以切除一些正在運行而引起的事故的電氣設備。能夠實現電力系統的遠程操作以及自動化，或者是工業生產的自動化控制，提高工作效率，增加系統運行的安全系數，降低不必要的損失。

（2）、構成結構

繼電保護的主要構成部分包括：命令執行單元、功能邏輯單元及測量單元。

第一，執行單元：按照邏輯單元的分析情況，在系統非正常運行或是故障運行時，延時或是及時發送跳閘信號和報警信號。第二，邏輯單元：按照各部分輸出的邏輯結構、輸出順序、性質和大小等，對系統是否需要發送報警信號和跳閘信號進行判斷，并進行執行。第三，測量單元：對電流、電壓等電氣量等指標進行測量，并將測量結構與整定值進行比較，從而對比是否需要開啟保護動作進行判斷。

二、繼電保護特點

（1）、可靠性

可靠性是繼電保護裝置的最大特點，當電力系統出現故障而產生中斷電力供應現象時，繼電保護裝置能夠快速做出反應，充分的利用其自身可靠性特點將故障發生點進行隔離，防止事故擴大化。

（2）、選擇性

即是指當電力系統出現故障時，繼電保護裝置能夠充分的利用其選擇性特點，并非將所有電力設備切除，而是選擇性的切除故障設備，保證其他電力設備及系統能夠正常運行。

（3）、靈敏性

電力系統本身具有較高的靈敏性特點，任何一個細小的故障都可能會對整個系統的供電安全產生致命影響。因此作為電路保護裝置，繼電保護也需要具備較高的靈敏性，保證電力系統出現故障時能夠快速反應，保證電力系統高效運行。

（4）、快速性

在電力系統發生故障時，如果不能夠及時的做出故障處理，將極有可能會進一步擴大甚至影響整個電力系統的正常運行。故而繼電保護裝置必須應具備快速性，在出現故障時能夠最短的時間做出反應并進行處理，避免故障的進一步擴大，降低故障的損害程度。

三、變電運行中存在的問題

（1）、電力系統的設備老化

隨著人們生活水平的不斷提高，對電器的使用越來越多，用電需要逐漸增加，用電量的不斷加大，使得電荒的情況普遍存在。因此，需要對電力系統的設備進行更新以解決用電與供電之間的矛盾。電力設備經過長期的運行，負荷不斷增大，設備老化，這樣就使設備的使用率降低。同時，在設備的運行過程中，設備經過長時間的運行會使溫度過高，當溫度超過設備的承受能力時，電力設備就會出現老化的現象。因此，為了確保電力設備的安全、穩定運行，有關人員應定期的檢查、養護電力設備，對電網進行改造升級，防止因設備老化而使電力系統出現安全問題。

（2）、電網結構不合理

在我國電網建設中，進行初期建設時沒有很好地考慮到電網未來的擴展問題，就造成現在電網結構不合理狀況的存在。目前，在用電需求持續增加，用電量不斷擴大的情況下，電網的擴建成為必然。進行電網的擴建，電網線路、位置的設計難以達到要求，電網的結構布局也難以適應電力發展的需求，尤其在用電高峰期，常出現電網電負荷超荷的情況，供電部門為了確保電網的安全運行，便通過有計劃人為錯峰限電的方式緩解超荷問題，這樣就對人們的生活、工作、工業生產造成影響。

（3）、操作不當問題

隨著科技的不斷進步，電力技術也隨之不斷發展繼電保護裝置自動化、信息化的同時，也相應復雜化。這對相關工作人員的具體操作提出了更高的要求。倘若在工作的過程中沒有嚴格按照操作程序和標準進行，或者作業不規范，加上安全措施不到位，將會引發安全事故使電力企業的信譽和形象帶來嚴重影響，進而影響企業的經濟效益和社會效益。同時在變電站運行人員中，對繼電保護原理熟悉不夠，變電運行崗位相對較為艱苦，存在技術人才變動較大，流動性較強，使得變電站運行維護人員在繼電保護專業方面存在人才斷層的現象。此外，電力企業缺乏對變電基層運行人員進行培養及相關培訓工作重視不夠，崗位培訓機制也不完善，相關工作人員的專業知識水平和操作技能得不到有效提高甚至存在一定的滯后性，這些都對變電站繼電保護工作產生不同程度的影響。

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關鍵詞 小波；繼電保護；啟動元件；監測方法

中圖分類號TM92 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）111-0149-02

電力系統作為國家基礎設施，其運行質量直接關乎到國民經濟的發展，并影響到民生。隨著近些年來用電量的不斷增大，電力系統相應地擴大機組來滿足用電需求，各種輸電線路故障也相繼產生，主要是由于輸電電壓有所提高，輸送的容量也相應地增大所決定的。當電力系統出現故障的時候，可以將故障輸電線路快速切斷，能夠降低由于故障而造成的損失，以保證電力系統的安全可靠運行。在繼電保護裝置中，啟動元件是快速而有效地切斷故障信息的關鍵。為了使繼電保護的啟動元件能夠密切配合保護裝置，對于啟動元件的性能進行監測是非常必要的。

1繼電保護啟動元件

繼電保護裝置中，啟動元件可以使保護裝置處于故障處理狀態。系統正常運行時，啟動元件是閉鎖保護的，一旦有異常發生，啟動元件就會及時動作，切斷故障程序，以保證系統正常運行。繼電保護啟動元件工作原理見圖1。

圖1 繼電保護啟動元件工作原理

目前常用的啟動元件為穩態量啟動元件和突變量啟動元件。穩態量啟動元件為后備保護，系統的最大負荷會對啟動門檻值產生影響。突變量啟動元件為快速動作主保護，其能夠在短時間內對于故障做出反應。

2 基于小波方法的繼電保護啟動元件性能監測

2.1啟動元件性能檢測原理

當電力系統發生故障的時候，繼電保護裝置啟動元件的動作越及時，元件的性能就越優，因此，啟動元件的性能是由啟動時間和故障時間所決定的。在實際操作中，還要將發生故障的各種擾動因素考慮在內，那么就要將啟動時間差異值引入，以做出準確的評判。啟動元件性能監測原理見圖 2 。

圖2 啟動元件性能監測原理

2.2啟動元件性能監測判據

保護裝置啟動時差公式為：

其中，

：是的啟動時刻值；

：是發生故障的實際時刻。

當繼電保護處于正常的啟動性能狀態的時候，應有：

其中，是繼電保護裝置啟動的時候所出現的允許閾值。

2.3小波方法提取故障時刻

小波理論，是在小波基下將空間中的函數有效展開，那么，就將這種展開稱為函數的連續小波變換。使用表達式，即為：

從連續小波變化的定義可以明確，其是一種積分變換形式。尺度a和時間都處于連續變化狀態，信號的連續小波變化系數的信息量具有一定的重復性。

如果函數被稱為基本小波，則可以表達為：

設定是尺度因子a對于的伸縮，那么

其中，a=2j，那么就被成為“二進小波”，二進小波變化即為：

3 小波的繼電保護的元件性能仿真分析

關于判據的取值方法，基于整租實驗的故障量和故障類型都局限在一定范圍內，因此無法作為左右故障的代表。在對繼電保護裝置在進行測試的時候，通常要對于整組動作的時間進行關注，同時還要對于繼電保護裝置的啟動性加以監視，并進行分析。對于仿真分析，本論文在參考取值上，繼電保護裝置的動作時間為一個周波以上，差異取值不足10%。繼電保護裝置處于高速運動狀態，啟動時間的差異取值不足5%。

仿真系統模型圖見圖3。

圖3 仿真系統模型圖

仿真系統模型的系統參數為：

線路的長度：

L1=43km；

L2=100km；

L3=51km；

L4=100km。

仿真系統模型的各個線路具有相同的阻抗值。

零序阻抗：Z0=0.3865+J1.2947Ω/KM；零序電容：C0=0.07749μF/KM。

正序阻抗：Z1=0.01276+J0.2867Ω/KM；正序電容：C1=0.01273μF/KM。

假設在AB相間有短路故障出現的時間設定為：t=0.1秒，采樣頻率f=1200赫茲。繼電保護裝置在母線M處獲取電壓電流量，所獲得故障相電流為。AB短路故障M側波形見圖4。

圖4 短路故障M側波形

在dbN小波系中，對暫態信號進行進行5層小波分解，見圖5。

圖5 暫態信號5層小波分解

從暫態信號5層小波分解圖中，從上到下分為5個尺度，其中對信號的突變情況描述最為顯著的為尺度5，當0.1s處的信號發生突變的時候，在0.2s處會有邊界效應，并不會涉及到原始信號。通過計算可以得到故障時間為：=0.1s?？梢?，采用小波的方法可以對于故障時間準確識別。

4結論

綜上所述，繼電保護動作的可靠性和靈敏性與啟動元件存在著必然的聯系。對于電力系統的故障問題，可以通過繼電保護裝置啟動元件的監視結果來獲得。本論文提出了一種基于故障錄波數據和小波變換的繼電保護裝置起動性能監測方法，通過利用故障錄波數據和繼電保護信息實現對繼電保護裝置啟動元件性能的監測。應用該方法能夠對繼電保護裝置啟動元件性能是否滿足預定指標進行監測，對于完整評價繼電保護性能、發現隱藏故障、積累整定數據具有參考價值。仿真分析驗證了此方法的合理性。

參考文獻

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關鍵詞：微機；繼電保護；事故處理

繼電器是電子應用方面的一種電子控制器件，它具有控制系統和被控制系統，在自動控制電路中的應用很多，它的工作原理實際上是用很小的電流來控制較大電流的一種自動調制開關，在電路中的作用是自動調節、安全保護以及轉換電路等。熔斷器是最早的繼電保護裝置，隨著科學技術的不斷進步，相繼出現了電磁型繼電保護裝置、電子型靜態繼電器和廣泛應用在計算機中的數字式繼電保護。在電子技術、計算機技術、通信技術的快速發展下，人工智能技術已經在繼電保護領域得到了大力的研究應用。由于微機型繼電保護裝置在電力系統以及工業系統中的應用越來越廣泛，所以需要我們對其出現的各類事故問題進行處理及研究工作，為以后的工作打下基礎。

一、微機繼電保護事故處理的原則

無論做什么事都要遵循一定的規律、原則，因此，在對微機繼電保護的事故進行處理之前，就要對處理時候所要遵循的原則有一個十分深的了解和掌握，只有在對這些原則很好地遵循基礎上，才能將出現的微機繼電保護事故很好地處理。

1.1實事求是的處理態度。微機繼電保護事故的處理不但和使用個人有關同時也會關聯到運行單位，一旦發生拒動或者是誤動的情況，一定要查清楚原因，并且要找出問題的根源所在，盡最大可能的解決問題。在進行一系列的解決處理中，一定會涉及到事故的責任者，情況嚴重的話將會受到非常嚴厲的懲罰，在事故發生之后，很多單位以及個人會修改資料信息，導致工作組的調查處理工作很難進行，這樣就會對存在的問題無法解決，導致單位產生更嚴重的經濟損失。所以針對這些情況，進行事故調查的專業人員應該本著實事求是的做事態度，嚴格檢查事故發生的原因，對造成事故發生的單位幾個人進行嚴厲的懲罰。

1.2理論結合實際的處理方式。繼電保護的事故處理不僅僅與繼電保護的原理和元器件有關，并且根據大量的現場處理繼電保護事故的經驗表明，多數的微機繼電保護事故的發生都與基建、設備安裝以及調試設備的過程息息相關。所以從事事故處理研究的工作人員掌握必要的微機繼電保護基本理論分析是首要條件，其次，還應當結合事故處理現場的經驗進行更全更詳細的事故處理，只有兩者結合才能使事故處理更加迅速準確。

二、微機繼電保護事故的種類及原因

要想很好地解決微機繼電保護事故，那么就要對微機繼電保護出現的事故種類以及出現的原因進行一個總結：

2.1定值問題

2.1.1人為整定錯誤。人為整定錯誤顧名思義就是工作人員在進行數值整定時出現了很大的失誤，比如說：看錯數值、TA，TV變化計算錯誤、定值區使用錯誤等等人為失誤，這些小小的錯誤曾經都造成過很大的事故，給相關單位造成了很大的經濟損失。上述事故發生的主要原因是，工作人員工作不仔細、相關檢查措施較為落后，還有的微機繼電保護裝置的設計不是很合理，過程太過繁瑣復雜，這些都很容易造成現場操作人員的視覺錯誤，導致最后的事故發生。根據微機繼電現場運行的情況來看，要想避免上述情況的不斷發生，較好的措施是在設備送電之前至少由兩名工作人員再次進行裝置定值的校核，確保萬無一失方可進行工作。

2.1.2整定數值計算的誤差。因為設備的一些特性還沒有被人們掌握透徹，很多數據依存于經驗值以及估算值，微機繼電保護的定值很難定準，并且電力系統的參數或者原器件參數的標準值與實際值之間有很大的出入，某些情況下兩者的差別很大，以標準值算出的定值不是很準確，這就使設定的定值在某些特定的事故故障情況下失去了靈敏性和可靠性。因此，設計部門、基建部門及技改部門應該及時、準確地向保護計算機的專業人員提供有關的計算參數和設計圖紙，施工部門在調試完保護設備之后也應該及時將有關資料送交給運行部門，這樣就能確保整定數值計算誤差降到最低。

2.2電源問題

2.2.1逆變穩壓電源的問題。微機繼電保護逆變電源的工作原理是將輸入的220V直流電源經過開關電路變成方波交流，再經過逆變器變成需要的+5V、+24V等電壓。這在現場會發生以下幾個故障：紋波系數過高的故障，它是指輸出中的交流電壓與直流電壓的比值，交流萬分就屬于高頻范圍，一旦高頻幅值過高的話就會影響設備的正常壽命；輸出功率不足的故障，它是因為電源的輸出功率不足的話就會造成輸出電壓的下降，一旦電壓下降過大就會導致電路基準值發生變化，充電電路時間變短等一些問題，繼而影響到微機繼電保護的邏輯配置。

2.2.2直流熔絲的相關配置問題。工作現場的熔絲配置原則按照從負荷到電源一級比一級熔斷電流大的原則配置的，這樣是為了保證在直流上發生短路或者過載時熔絲的選擇性，由于不同熔絲的底座區別不是很大，并且型號混亂，這就導致運行人員很難掌握，造成的后果是回路上過流時熔絲會發生越級熔斷情況，所以設計人員應該針對不同容量的熔絲選擇不同的形式，方便工作人員進行區別。

三、繼電保護事故處理的檢查方法

3.1逆序檢查法。在事故發生之后，工作人員如果利用微機的事件記錄和故障記錄表，在短時間內不能找到事故發生的根本原因時，就應該采取逆順序的檢查方法，從事故發生的結果出發，層層往前查找，直到找到事故發生的根源為止，一定要充分利用工作站內的設備各種信息綜合判斷分析，將最終的事故原因找出來，此種方法經常應用在繼電保護出現誤動的時候。

3.2順序檢查法。順序檢查法顧名思義就是按照微機繼電保護的工作順序，從開始層層的檢查尋找事故的根源。從外部檢查，絕緣檢測，定值檢查以及對電源性測試、繼電保護性能檢查的順序進行。該方法主要被應用在微機繼電保護出現拒動或者保護邏輯出現偏差的事故處理中，一定要注意微機繼電裝置的邏輯判斷關系。

3.3采取整組的試驗法。這個方法在一定程度上主要是為了檢查設備的二次回路以及保護裝置的動作邏輯和動作時間是否正常，往往在很短的時間內可以檢查出故障，并找出問題的根源，一旦發生異常應及時結合其他方法進行檢查維修。

3.4掌握繼電保護技術原理。繼電保護工作人員要準確掌握必要的理論知識，對電子技術、微機保護原理和組成要很熟悉，同時應該具備技術資料的閱讀能力，因為進行微機繼電保護事故的處理離不開很多的檢修規程、裝置使用及技術說明書等專業書籍，這就要求在進行日常工作中，一定要對繼電保護的專業書籍進行閱讀分析，從中掌握微機保護故障的處理技巧，為以后復雜的工作打下堅實的基礎。

結語

計算機技術、通信電子技術在未來會有更大的發展空間，這就給微機繼電保護的進一步發展帶來了很大的挑戰，它的發展和應用將會有很大的變革，我國在此方面的技術會平相對落后，這就要求從事繼電保護的工作人員不斷努力創新、迎難而上，將我國的微機繼電保護水平提上一個新的高度。

參考文獻：

[1]王艷芬.繼電保護故障信息處理系統構成及應用[J].湖南農機.2011（03）

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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?；ジ衅鞯亩沃行渣c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

[1] 吳杰余，張哲，尹碩根.電氣二次設備狀態檢修研究[J].繼電器，2002，30（2）：20-24.

[2] 洪桂峰，林志藝.淺析變電所二次設備狀態檢修[J].黑龍江科技信息，2007，（1）：11.

篇10

關鍵詞：數字化變電站；繼電保護；運行水平

中圖分類號：TM58 文獻標識碼：A

1 數字化變電站介紹

數字化變電站是指基于IEC 61850標準建立全站統一的數據模型和數據通信平臺，實現站內一次設備智能化和二次設備網絡化，以全站為對象統一配置保護和自動化功能的變電站。兩次提到特點有:一次設備智能化；二次設備網絡化；測量系統數字化；信號傳輸均由計算機通信技術實現；二次接線大為減少；良好的互操作性；數據易于共享；自動化水平高。

兩次提到特點有也是六個方面： 一是變電站傳輸和處理的信息全數字化。二是過程層設備智能化。三是統一的信息模型：數據模型、功能模型。四是統一的通信協議：數據無縫交換。五是高質量信息：可靠性、完整性、實時性。六是各種設備和功能共享統一的信息平臺。

2 數字化變電站的意義

數字化變電站將會給我國變電站的運行和管理帶來深遠的影響，無論在技術方面還是經濟方面，都具有重大的意義。

從技術方面來說，數字化變電站可以減少自動化設備數量，簡化二次接線，提高系統的可靠性，減少設備的檢修次數和檢修時間，提高設備的使用效率；方便設備的維護和更新，減少投運時間，提高工作效率。此外，還極大地方便了變電站的擴建及自動化系統的擴充。

從經濟方面來說，可以減少占地面積，從而減少建設投資，減少變電站壽命周期內的總體成本，包括初期建設成本和運行維護成本；實現信息在運行系統和其它支持系統之間的共享，減少重復建設和投資等。

3　數字化變電站繼電保護技術

3.1 數字化變電站繼電保護裝置

數字化繼電保護裝置原理是利用電子互感器采集數據，數據在互感器內通過光纖利用光數字信號將數據傳到低壓端，在MU(合并單元)處理后，得出符合標準的數字量輸出。數字化保護裝置由光接收、開入、中央處理、出口四個單元以及人機和通信接口等。

隨著繼電保護裝置的不斷發展，電力系統在快速、可靠、選擇和靈敏性上對繼電保護技術提出了新的要求。

3.2 數字化變電站提高了繼電保護的運行水平

經過多年的發展，國內微機保護在原理和技術上已相當成熟，處于國際領先水平。但是，仍然存在著一些問題：

（1）二次回路設計接線錯誤，電纜長，執行反事故措施不到位，電纜老化后接地，造成保護誤動；（2）定值項多，控制字和跳閘矩陣設置錯誤；（3）變電站直流電源回路故障接地引發繼電保護誤跳閘；（4）由于有許多季節性負荷，備自投(備用電源自動投入)、低頻低壓減載壓板等核查、切換工作量大，易出錯；（5）CT特性惡化和特性不一致引起故障延遲切除和區外故障誤動；（6）保護通道問題；（7）下雨引起瓦斯繼電器接線盒進水，觸點接通；（8）一些配電系統無母線差動保護、備自投等，上一級保護難起后備作用，造成事故擴大，供電中斷等。

如果采用基于IEC 61850標準的數字化變電站技術，由于二次電纜少，在不增加硬件設備、不重復采集交流信息的前提下，將相應功能分散到各間隔保護單元中，實現了網絡化母線保護、網絡化備自投和網絡化低頻低壓減載功能，可以基本消除以上限制繼電保護運行水平繼續提高的瓶頸。同時，保護定值、控制字簡化，保護壓板、按鈕和把手大大減少，也可以顯著減少運行維護人員的“三誤”事故(誤碰、誤接線、誤整定引起的事故)。

而對于裝置缺陷，由于直接采用數字量，能真實反映系統一次電氣量信息，裝置可采用更先進的原理算法，其集成度可以更高，抗干擾能力大大增強，再加上在線監測、在線檢修自動化，裝置運行也將更加穩定。

3.3 數字化變電站對繼電保護技術提出了新的挑戰

目前，繼電保護裝置的微機化趨勢充分利用了先進的半導體處理器技術：高速的運算能力、完善的存貯能力和各種優化算法，同時采用大規模集成電路和成熟的數據采集、模數轉換、數字濾波和抗干擾等技術，因而系統響應速度、可靠性方面均有顯著的提升。然而，數字化變電站的不斷發展，對繼電保護技術提出了新的挑戰：

更高的繼電保護性能。具體到電力繼電保護設備來說，包括：電力狀態參數的快速準確監測；系統很強的存儲力，能更好地實現故障分量保護；先進、優化的自動控制、算法和技術，如自適應、狀態預測、模糊控制及人工智能、神經網絡等，確保更高的運行準確率；在滿足當前繼電保護功能和性能需求的條件下，以更低的整體系統成本(包括軟硬件成本和開發成本)實現。

更好的系統軟硬件的擴展能力。產品方案的可擴展性是當前很多嵌入式系統產品方案選型的一個重要考慮點，對于繼電保護系統來說尤其如此。

更高的可靠性?？煽啃猿讼到y軟件設計的優化和調試外，體現在數字元件的特性不易受溫度變化(寬的工作溫度范圍)、電源波動、使用年限的影響，不易受元件更換的影響；且自檢和巡檢能力強，可用軟件方法檢測主要元件、部件的工況以及功能軟件本身。

3.4 數字化變電站中新興繼保技術的應用分析

3.4.1 智能化繼電保護測試儀。隨著推廣與應用IEC　61850標準，智能化變電站的投入運行變得越來越普遍化，數字化測試設備在電力用戶和制造廠中的需求呈上升趨勢。DRT-802測試儀(許繼研制)支持GOOSE收發、IEC 61850-9-1/9-2、開入開出及輸出小信號模擬量，實現了數字化變電站對任意電壓等級的繼電保護裝置測試。

3.4.2 全數字化變電站的動態仿真系統。具有數字化、信息化、自動化、互動化特點的數字化變電站，是建設智能電網的重要部分。國內目前不同模式的數字化變電站，因無法有效檢測繼電保護二次設備的性能，全數字化變電站的設備檢查和監測功能無法實現。

全數字化變電站的動態仿真系統，研究數字化變電站的通訊組網途徑與電子互感器的工作原理，開發出了全數字化變電站的動態仿真系統硬件，實現故障錄波器與仿真系統軟件開發人性化界面操作，檢測了線路、變壓器及母線保護的性能技術。仿真模擬全數字化變電站的操作演習、運行方式及事故狀態得以實現，為繼電保護設備、自動綜合測控系統、故障錄波設備、智能儀表等二次設備輸出了仿真模擬的信號源；實現電網測控系統動態閉環測試，對提高電網穩定安全的運行，降低電網事故具有重大意義。

結語

數字化變電站快速建設對繼電保護技術提出了更高的要求，這給繼電保護的工作帶來新的挑戰。因此，建立一支強有力的繼電保護隊伍，提高保護人員技術水平和工作技能，結合轄區供用電實際情況，不斷創新繼保技術，確保電網安全穩定是我們的責任。

參考文獻