繼電保護的發展前景范文

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關鍵詞：電力系統；繼電保護；現狀與發展前景

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A

1 概述

電力系統的運行情況是社會生活的正常進行的基礎。因此電力系統需安全可靠，并且提供質量高、經濟性好的電能供應。然而在某些情況下，比如自然環境、設備老化或故障以及人為因素的影響等等，都可能會導致電力系統發生故障，造成電力系統的運行不正常。故障和異常的出現會危害到整個電力系統的安全運行，這時系統的自動化措施會策略性的解決事故，保障電力系統的正常工作，這一系列自動化措施被稱之為電力系統的繼電保護。繼電保護表現出了良好的電路保護功能，并且運行穩定，操作靈活，與電力相關的各個行業都離不開繼電保護。

2 電力系統繼電保護概述

2.1 電力系統繼電保護的原理

電力系統故障中，各種形式的短路是最常見也是對系統危害最大的故障。因此繼電系統通過使用帶觸點的繼電器，對各種電機、變壓器（特別是高壓變壓器）以及輸變線等加以保護，以減少故障對電力系統的損害，保證電網的供電正常。

繼電保護裝置以計算機技術為基礎，當電力系統中的電氣元器件出現故障（短路等情況）時，保護裝置能及時向管理者發出警示信號，并自動使斷路器跳閘切斷電路。

2.2 電力系統繼電保護裝置

電力系統中使用繼電保護裝置，可以實現兩個方面的功能：一是管理者通過裝置傳送的數據及時掌握電力系統的運行狀態，并實時監控運行狀態不正常的電氣元器件，當器件出現故障時可以及時處理，有效減少電力設備的損壞，避免安全事故的發生；二是利用保護裝置本身的功能設計，裝置可以通過觸點有選擇的將故障元件切除，以保障其他正常原件的運行。

繼電系統裝置的基本組成如圖1所示，詳細結構組成如圖2。

3 電力系統繼電保護現狀

目前電力系統繼電保護技術以已得到廣泛的應用，其發展過程大致分為四個階段：電磁型、晶體管、集成電路式和微機式繼電保護技術。當前的繼電保護技術處在微機繼電保護階段，并在快速發展。

微機繼電保護不僅具有傳統繼電保護的功能，而且操作方便靈活，目前以發展實時顯示設備參數、定位故障等功能。特別是信息技術、網絡技術等新技術的引入，繼電保護的發展更是迅速。

（1）通過引入IT技術，將計算機與電力系統連接起來，繼電保護可以將故障測量、系統控制、系統保護整個過程融為一體。

（2）人工神經網絡的應用，能夠快速解決電力系統中的非線性問題，及時分析電網的各項參數，預判故障的發生位置，提前做好應對措施。

（3）引入新型的光學數字式電壓、電流互感器替代傳統的電感式測量儀器，測量結果精確度更高。

（4）電網系統入網，實現廣域保護。

4 電力系統繼電保護的發展前景分析

4.1 計算機化、網絡化發展

計算機的普及和網絡技術的快速發展，為各項工作的開展提供了強有力的通信手段。有關統計數據表明，目前我國電力系統中的數據量巨大，與之相比繼電保護系統的數據通信手段則相對落后，難以滿足當前電力系統發展的需要。因此繼電保護的發展不應只滿足于切除系統中的故障元件等技術層面，更應該立足于整個電力系統的安全性、可靠性，結合計算機技術，利用網絡資源來進行現代化的繼電保護。

首先整個電網系統的廣域連接，要求繼電保護具有強大的數據處理能力，并有足夠大的存儲空間以存儲大量的故障信息；然后為了保障信息傳輸的及時性和有效性，電力繼電保護系統還要具有強大的通信能力，實現整個系統的資源共享，數據和信息能夠及時得到傳輸。

另外隨著計算機局域網絡技術的發展，光纖通信技術在大規模自動化系統中的應用，電力繼電保護裝置系統表現出了良好的抗電磁干擾能力，對數據的高速、準確、實時傳輸提供了保障

4.2 智能化發展

在傳統的電力繼電保護中，已實現了自動報警、自動調節、自動切除等智能化操作，并實現了系統事故的自動判別與處理、智能決策、在線自診斷等。為了提高繼電保護系統智能化操作，自適應理論、人工神經網絡、支持向量機、模糊邏輯、專家控制和蟻群算法等智能算法目前已廣泛應用到系統中。因此將來繼電保護智能化的系統具有目前已有的特點外，還會具有人機一體化、自組織能力、學習能力與自我維護能力；甚至會具有類人思維的能力等等。

4.3 數字化發展

隨著社會經濟的不斷發展，數字化變電站的建設成為電網建設的主流。一方面，數字化變電站可以減少自動化設備數量和設備的檢修次數和時間，提高系統的可靠性和設備的使用率。另一方面，數字化變電站可以減少占地面積和投資成本，還可以實現資源信息的共享。數字化技術是需要不斷發展和完善的技術。它的研究和應用是一個持續、漸進的發展過程，相信在不久的將來它一定會成為繼電保護的主流技術。

4.4 控制、保護、數據通信、圖形顯示一體化

在網絡化、數字化和智能化的發展趨勢下，電力系統的整個保護裝置可以視為多功能、多操作的計算機。它能夠從網上獲取電力系統運行和故障的各種數據，并將它獲得的及它自身的數據和信息發送出去。因此有必要將繼電保護系統的控制端、保護方式、數據通信技術、測量監視、圖像監控等集中于一體，未來的電力繼電保護裝置會具有繼電保護功能，還具有監視整個系統實時運行、并對開關設備及過程控制設備操作進行控制的功能。

4.5 輸電技術出現新突破

電力電子技術的不斷發展和突破，直流輸電技術也在日益成熟。在這樣的情況下會促生多種新的發電方式，其產生的電能都會以直流電的方式輸送，比如磁流體發電、電氣體發電、燃料電池和太陽能電池等等。這意味著直流輸電技術在電力系統中必將得到更多的應用。另外超高壓輸電也表現出了優越性，比如增加輸送容量，增長了傳輸距離，降低了單位功率電力傳輸的工程造價，并且能夠減少線路對能量的損耗，線路走廊所占地面積也大大縮減，這些都說明直流輸電具有顯著的綜合經濟效益和社會效益，在將來的繼電保護中會得到發展和應用。

結語

綜上所述，在我國經濟和社會快速發展的時期里，各項生產活動的進行都需要大量的電力，高效可靠地的電力繼電保護是電力系統正常、平穩運行的基礎，也是我國經濟穩步發展的要求。在先進IT技術、自動化控制技術等先進技術的支持下，繼電保護必將會面臨新的發展機遇和挑戰，繼電保護將不斷向著計算機化、網絡化、一體化、智能化和綜合自動化的方向發展。因此思想上必須與時俱進，明確電力系統繼電保護的基本任務和意義，及時掌握技術發展的方向，將新技術不斷應用到繼電保護中。

參考文獻

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【關鍵詞】農村電網；繼電保護；配置；可靠性

1 繼電保護技術發展的歷史概況

電力系統技術的發展對繼電保護提出了新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的發展又為繼電保護技術的發展注入了新的動力，繼電保護技術的發展，也是科技實力的發展。

建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業和繼電保護技術隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。20世紀50年代，我國工程技術人員創造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。在引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術后，建立了我國自己的繼電器制造業。在60年代中期我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術的發展奠定了堅實基礎。

20世紀50年代末，晶體管繼電保護已開始研究。60年代中期到80年代中期是晶體管繼電保護蓬勃發展和廣泛采用的時代。我國研制的500kV晶體管方向高頻保護和晶體管高頻閉鎖距離保護的成功運行，結束了500kV線路保護依靠進口的時代。從70年代中期，基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產、應用仍處于主導地位，這是集成電路保護時代。

20世紀70年代末開始計算機繼電保護的研究，高等院校和科研院所起著先導的作用。1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統中獲得應用，揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，東南大學和華中理工大學研制的發電機失磁保護、發電機保護和發電機變壓器組保護也相繼于l989年、l994年通過鑒定并投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護，西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于l993年、l996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色，為電力系統提供了一批新一代性能優良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。從90年代開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代，開始走上高科技的發展時代。

2 繼電保護技術的發展前景

智能化進入20世紀90年代以來，人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等在電力系統各個領域都得到了應用，電力系統保護領域內的一些研究工作也轉向人工智能的研究。專家系統、人工神經網絡（ANN）和模糊控制理論逐步應用于電力系統繼電保護中，為繼電保護的發展注入了活力。隨著計算機技術的飛速發展以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被不斷應用于計算機繼電保護中，以期取得更好的效果，從而使微機繼電保護的研究向更高的層次發展，其未來趨勢向計算機化，網絡化，智能化，保護、控制、測量和數據通信一體化發展。微計算機硬件的更新和網絡化發展在計算機領域，發展速度最快的當屬計算機硬件，按照著名的摩爾定律，芯片上的集成度每隔18～24個月翻一番。其結果是不僅計算機硬件的性能成倍增加，價格也在迅速降低。微處理機的發展主要體現在單片化及相關功能的極大增強，片內硬件資源得到很大擴充，單片機與DSP芯片二者技術上的融合，運算能力的顯著提高以及嵌入式網絡通信芯片的出現及應用等方面。這些發展使硬件設計更加方便，高性價比使冗余設計成為可能，為實現靈活化、高可靠性和模塊化的通用軟硬件平臺創造了條件。硬件技術的不斷更新，使微機保護對技術升級的開放性有了迫切要求。未來的繼電保護技術、變電所綜合自動化技術現代計算機技術、通信技術和網絡技術為改變變電站目前監視、控制、保護和計量裝置及系統分割的狀態提供了優化組合和系統集成的技術基礎。高壓、超高壓變電站正面臨著一場技術創新。實現繼電保護和綜合自動化的緊密結合，它表現在集成與資源共享、遠方控制與信息共享。以遠方終端單元（RTu）、微機保護裝置為核心，將變電所的控制、信號、測量、計費等回路納入計算機系統，取代傳統的控制保護屏，能夠降低變。

自適應繼電保護的概念始于20世紀80年代，它可定義為能根據電力系統運行方式和故障狀態的變化而實時改變保護性能、特性或定值的新型繼電保護。自適應繼電保護的基本思想是使保護能盡可能地適應電力系統的各種變化，進一步改善保護的性能。這種新型保護原理的出現引起了人們的極大關注和興趣，是微機保護具有生命力和不斷發展的重要內容。自適應繼電保護具有改善系統的響應、增強可靠性和提高經濟效益等優點，在輸電線路的距離保護、變壓器保護、發電機保護、自動重合閘等領域內有著廣泛的應用前景。隨著電力系統的高速發展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步發展的趨勢。其發展將出現原理突破和應用革命，由數字時代跨入信息化時代，發展到一個新的水平。未來中國電力系統繼電保護技術的發展前景，會以嶄新的姿態走在世界前列。

3 10KV線路保護中容易被忽視的問題及解決方法

（1）10kV線路如裝有大量的配電變壓器，在線路投入時，這些配電變壓器是掛在線路上，在合閘瞬間，各變壓器所產生的勵磁涌流在線路上相互迭加、來回反射，產生了一個復雜的電磁暫態過程，在系統阻抗較小時，會出現較大的涌流，時間常數也較大。二段式電流保護中的電流速斷保護由于要兼顧靈敏度，動作電流值往往取得較小，特別在長線路或系統阻抗大時更明顯。勵磁涌流值可能會大于裝置整定值，使保護誤動。這種情況在線路變壓器個數少、容量小以及系統阻抗大時并不突出，因此容易被忽視，但當線路變壓器個數及容量增大后，就可能出現。

勵磁涌流的特征，就是它含有大量的二次諧波，另一特征就是它的大小隨時間而衰減，一開始涌流很大，一段時間后涌流衰減為零，流過保護裝置的電流為線路負荷電流，利用涌流這個特點，在電流速斷保護加入一短時間延時，一般為0.15～0.2s的時限，就可以防止勵磁涌流引起的誤動作，這樣雖然會增加故障時間，但在對穩定運行影響較小的地方還是適用的。

（2）10kV線路出口處短路電流一般都較小，特別是農網中的變電所，它們往往遠離電源，系統阻抗較大。對于同一線路，出口處短路電流大小會隨著系統規模及運行方式改變而改變。隨著系統規模的不斷擴大，10kV系統短路電流會隨著變大，可以達到TA一次額定電流的幾百倍，系統中原有一些能正常運行的變比小的TA就可能飽和；另一方面，短路電流中含大量非周期分量，又會進一步加速TA飽和。在10kV線路短路時，由于TA飽和，感應到二次側的電流會很小或接近于零，使保護裝置拒動，影響供電可靠性，而且嚴重威脅運行設備的安全。

避免TA飽和一是在選擇TA時，變比不能選得太小，要考慮線路短路時TA飽和問題，一般10kV線路保護TA變比最好大于300/5。另一方面要盡量減少TA二次負載阻抗，盡量避免保護和計量共用TA，縮短TA二次電纜長度及加大二次電纜截面等，就能很好的防止TA飽和現象。

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關鍵詞：繼電保護發展趨勢測試智能電網

1 繼電保護基本概念及其發展趨勢

1.1 繼電保護裝置基本組成

一般而言，整套繼電保護裝置由三個部分組成的，即測量部分、邏輯部分和執行部分，其原理結構如圖1-1所示。

①測量部分 測量被保護元件工作狀態（正常工作、故障狀態）的電氣參數，并與整定值進行比較，從而判斷保護裝置是否應該啟動。

②邏輯部分 根據測量部分輸出邏輯信號的性質、先后順序、持續時間等，使保護裝置按一定的邏輯關系判定故障類型和范圍，確定保護裝置如何動作。

③執行部分 根據邏輯部分送的信號，完成保護裝置所擔負的任務。如發出信號，跳閘或不動作等。

1.2 繼電保護的基本要求

①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，不該動作時應可靠不動作?？煽啃允菍^電保護裝置性能的最根本的要求。

②選擇性――指只有當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時，才允許由相鄰設備保護、線路保護或斷路器失靈保護來切除故障。

③速動性――指保護裝置應盡快切除短路故障，減輕故障設備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍。

④速動性――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。

1.3 繼電保護的發展趨勢

1.3.1 計算機化

在微機保護發展初期，曾設想過用一臺小型計算機做成繼電保護裝置。由于當時小型機體積大、成本高、可靠性差，這個設想是不現實的?，F在，同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當年的小型機，因此，用成套工控機做成繼電保護的時機已經成熟。繼電保護的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，尚須進行具體深入的研究。

1.3.2 網絡化

網絡保護是計算機技術、網絡技術和通信技術相互結合的產物，它可以實現對變壓器、高低壓線路和母線的相關保護等功能。資源共享是網絡保護的最顯著特性，還可以結合高頻保護和光纖保護來實現縱聯保護。天津大學1993年針對未來三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護的原理，即將傳統的集中式母線保護分散成若干個保護單元，各保護單元接收本回路的輸入量后，經量化處理，通過網絡傳送給其它回路的保護單元，然后各保護單元進行母線差動保護的計算，如果計算結果證明是母線內部故障則跳開本回路斷路器，隔離故障母線，其它情況時各保護單元均不動作。這種用計算機網絡實現的分布式母線保護，顯然比傳統的集中式母線保護有更高的可靠性。

1.3.3 保護、控制、測量、數據通信一體化

在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統計算機網絡上的一個智能終端。它可從網上獲取電力系統運行和故障的任何信息和數據，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡控制中心或任一終端。即實現了保護、控制、測量、數據通信的一體化。如果將保護裝置就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網絡的傳輸介質，還可免除電磁干擾。現在光電流互感器（OTA）和光電壓互感器（OTV）已在研究試驗階段，將來必然在電力系統中得到應用。

1.3.4 智能化

近年來，人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等在電力系統各個領域都得到了應用，電力系統保護領域內的一些研究工作也轉向人工智能的研究，專家系統、人工神經網絡和模糊控制理論逐步應用于電力系統繼電保護中，為繼電保護解決許多常規問題提供了新的方法。人工智能技術給電力系統繼電保護的發展注入了新的活力，具有非常美好的發展前景。

2 繼電保護測試內容和測試方法的發展

目前國內繼電保護產品檢測主要依據IEC 60255系列標準和GB/T 14047國家標準進行。

2.1 繼電保護測試內容

傳統的繼電保護測試包括基本性能試驗、功率消耗試驗、溫度試驗、電源影響試驗、機械試驗、絕緣實驗、過載試驗、觸點試驗和電磁兼容試驗。

在原有繼電保護測試項目的基礎上，根據繼電保護裝置發展的新特點，新增加的測試內容包括基于61850 技術的繼電保護產品檢測，時間同步能力檢測，產品通信協議檢測，軟件測試，以及裝置可靠性檢測和安全性檢測。

2.2 微機保護測試自動化

測試自動化是指測試系統可以按照事先編制的測試計劃，自動、連續的完成繼電保護裝置的電氣性能、可靠性、通信協議、信息安全的測試。完整的測試體系由以下幾部分組成：①電氣性能在靜態模擬中的自動測試系統；②電氣性能在動態模擬中的自動測試系統；③監控系統的自動測試系統；④通信協議的測試系統；⑤信息安全的測試系統；⑥繼電保護測試專家系統。

3 智能電網對繼電保護的影響

隨著國家電網公司智能電網建設的開展，智能電網的特征帶來的網絡重構、分布式電源接入、微網運行等技術，對繼電保護提出了新的要求。

未來智能電網中，電網的自愈特征將會對繼電保護的選擇性、可靠性、速動性、靈敏性提出更高的要求，對常規繼電保護的配置方法提出新的要求。分布式電源的靈活接入、多變壓器的運行方式帶來的后備保護配合、雙向潮流、系統阻抗的變化等問題均會給繼電保護定值整定帶來困難。

同時，智能電網將給繼電保護的發展帶來新的契機，智能電網中所采用的新型傳感器技術，數據同步技術、時鐘同步技術、通信技術、計算機技術以及IEC 61850 標準的應用，可以提供區域范圍內數據采集的高精度同步，滿足數據采集傳輸的實時性，保障數據傳輸過程的冗余和可靠性。

4 結語

隨著智能電網建設的推進，繼電保護要適應電網需求向計算機化、網絡化、智能化、功能一體化方向發展，同時繼電保護測試內容和測試方法也應不斷補充和完善，為智能電網提供技術支持。

參考文獻：

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【關健詞】繼電保護;整定計算;微機繼電保護

某礦洗煤廠第一套重介選煤系統自2001年改造投產，供配電系統安全穩定運行，其相應的繼電保護裝置也已工作十年之久，考慮到線路老化，元器件可靠性降低等，以及繼電保護技術的日新月異、飛速發展，繼電保護系統優化升級已迫在眉睫，下面就其運行過程中的相關問題進行分析。

1.洗煤廠繼電保護的現狀分析

洗煤廠I回路由礦變電所27#柜送出，主要負責重介主廠房設備以及一臺高壓電機的供電。其供電系統圖如下：

圖1 供電系統圖

繼電保護回路采用GL-20型感應式電流繼電器，當主設備或輸配電系統出現過負荷及短路故障時，該繼電器能按預定的時限可靠動作或發出信號，切除故障部分，保證主設備及輸配電系統安全運行。此繼電器為早期的過流保護裝置，其可靠性及速斷性與上級保護即礦變電所的微機型繼電保護相比相差很多，很容易造成誤動作，甚至有可能造成電網上其他配電線路的掉閘事故，并且洗煤廠新建重介系統供配電繼電保護III回路也已全部采用微機繼電保護裝置，為了維護方便、備件統一，在繼電保護系統升級改造時應考慮到全部更新為新型的繼電保護裝置。

2.繼電保護的要求

根據繼電保護所擔負的主要任務，基本要求如下：

（1）選擇性：

當供配電系統發生短路故障時，繼電保護裝置動作，應只切除故障元件，使停電范圍最小，以減小故障停電造成的損失。保護裝置的這種能選擇故障元件的能力稱為保護的選擇性。

（2）速動性：

為了減小由于故障引起的損失，減少用戶在故障時低電壓下的工作時間，以及提高供配電系統運行的穩定性，要求繼電保護在發生故障時應能盡快動作，切除故障?？焖俚厍谐收喜糠挚梢苑乐构收蠑U大，減輕故障電流對電氣設備的損壞，加快配電系統電壓的恢復，提高供配電系統運行的可靠性。

由于既要滿足選擇性，又要滿足速動性，所以工廠供配電系統的繼電保護允許帶一定時限，以滿足保護的選擇性而犧牲一點速動性。對工廠供配電系統，允許延時切除故障的時間一般為0.5-20s。

（3）靈敏性：

靈敏性是指在保護范圍內發生故障或不正常工作狀態時，保護裝置的反應能力。即在保護范圍內故障時，不論短路點的位置以及短路的類型如何，保護裝置都應當能敏銳且正確地做出反應。繼電保護的靈敏性是用.靈敏度來衡量的。不同作用的保護裝置和被保護設備，所要求的靈敏度是不同的。

（4）可靠性：

可靠性是指繼電保護裝置在其所規定的保護范圍內發生故障或不正常工作時，一定要準確動作，即不能拒動;而不屬其保護范圍的故障或不正常工作時，一定不要動作，即不能誤動。在考慮繼電保護方案時，要正確處理它們之間的關系，使繼電保護方案在技術上安全可靠，在經濟上合理。

3.繼電保護裝置的整定

供電系統繼電保護裝置的可靠運行涉及到繼電保護裝置的配置設計、安裝制造、正定計算、運行維護等諸多方面，其中合理的保護配置和正確的進行整定計算對保證繼電保護裝置的可靠運行具有十分重要的作用。因此在整定計算時要注意：

①要對常見的電網故障進行全面的分析，故障包括三相短路、單相接地、兩相接地、兩相短路、單項斷線、兩相斷線等故障。

②整定結果要精確。對反應到被保護元件單側電氣量的繼電保護如零序電流保護、距離保護等，其整定的關鍵在于計算最大和最小分支系數，以及計算最大零序電流系數時運行方式和短路點位置選擇的原則都極為重要。

4.系統運行管理

繼電保護裝置的不正確動作，人員誤操作、誤整定、誤接線等造成的事故也占了較大的比例，因此在技術管理、人員管理上應做進一步改進。

（1）加強技術培訓和崗位練兵工作。

由于繼電保護及安全自動裝置的技術含量高，且發展更新快，因此，一定要努力提高各級技術人員的專業素質，以便為安全生產打下堅實的基礎。爭取各種培訓機會提高專業技術水平，提高分析問題、解決問題和實際動手的能力。同時，現代社會具有資訊發達、信息交流快的特點，要利用這個優勢，在需要的時候向能夠提供幫助的部門如調度所、廠家、設計人員等尋求技術支援。

（2）抓好二次圖紙資料的管理工作。

由于電氣工種的特殊性，在現場工作時應按圖紙進行，嚴禁憑記憶作為工作的依據。如果圖紙資料與現場實際接線不一致，就會給維護工作帶來較大的麻煩和安全上的隱患。所以必須重視圖紙資料的管理，若發現圖紙與接線不符時，應查線核對，確認接線正確后，在原圖紙上 改正，如改動較大，在原圖紙上修改已不清晰，須盡快繪制新圖以符合實際情況，同時，班組留用資料及檔案資料也須作相應修改。

（3）建立繼電保護校驗備忘錄。

工作時間越長、保護校驗次數越多、缺陷處理范圍越廣，工作經驗就越豐富，快速增加工作經驗，建立繼電保護校驗備忘是一個有效的途徑。技術人員將每一次校驗、缺陷處理和發生的事故障礙的經過、原因、處理過程、注意事項、經驗教訓詳細記錄并及時組織討論學習，這樣技術素質就會逐步提高。

5.繼電保護新技術的發展

當今繼電保護技術.己經開始逐步實現網絡化和保護、測量、控制、數據通信一體化。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，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?，F代電力系統繼電保護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，使得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，實現這種系統保護的基本條件是將全系統各主要電氣設備的保護裝置用計算機網絡連接起來，實現微機保護裝置的網絡化。

人工智能、自適應算法等技術的引入。人工智能技術（如專家系統、人工神經網絡等等）被廣泛地應用與求解非線性問題，較之傳統的方法有著不可替代的優勢。

6.結束語

繼電保護是保障電網安全穩定運行的第一道防線。隨著電力系統的高速發展，對線路繼電保護的要求也就更高。因此，如何在今后確保繼電保護的更可靠運行，實施繼電保護全過程管理，是牽涉繼電保護可持續發展的重要課題，也是安全生產的重要保證。

參考文獻

[1]張宇輝.電力系統微型計算機繼電保護[M].北京：中國電力出版社，2000.

[2]高亮.電力系統繼電保護[M].北京：中國電力出版社，2007.

篇6

關鍵詞：電力系統繼電保護 發展現狀趨勢

前言：

繼電保護技術是隨著電力系統的發展而發展起來的，20世紀初隨著電力系統的發展，繼電器才開始廣泛應用于電力系統的保護。這個時期可認為是繼電保護技術發展的開端。電力系統決定著電力能源的產生、傳輸和配送。而系統中的任何一個環節出現問題都會導致設備的損壞，甚至更嚴重的后果，隨著我國電力系統規模和容量的日益增大,電力系統面臨的故障日益嚴重。一旦電力系統出現故障,那么將會造成嚴重的經濟損失和人身傷亡。繼電保護就是一種電路故障時實現瞬間切斷的自動裝置，是電力系統中不可或缺的一部分。

1.電力系統繼電保護簡介

繼電保護是電力系統不可分割的一部分，在電力系統的正常運行中起著至關重要的作用。繼電保護的基本任務是在被保護的電力系統元件發生故障的瞬間斷開電路，使故障元件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。在電力系統運行中，外界因素內部因素及操作等，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、兩相接地、相間短路、短路等。另外一種情況，當電氣設備出現不正常工作時，可發出警報信號，以便操作人員進行處理，此時的繼電保護裝置允許有一定的延時動作。

繼電保護裝置應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。這四個要求之間緊密聯系，既矛盾又統一。

2.我國電力系統繼電保護現狀

由于繼電保護的安全性直接關系到電力系統的安全穩定運行,因此對繼電保護裝置有著很高的要求。電力系統繼電保護技術經歷了漫長的發展歷程,我國電力系統繼電保護技術經歷了四個發展階段，繼電保護裝置經歷了機電式、整流式、晶體管式、集成電路式、微處理機式等不同的發展階段。各個階段的特點和結構如表1.

時期 硬件結構 特點 發展階段

20世紀50年代 機電式保護裝置 體積大、功耗大、動作慢 機電保護

20世紀60-80年代 晶體管式保護裝置 體積小、功耗小、動作快 晶體管保護

20世紀80年代 集成電路式 體積更小、性能較好 集成電路保護

20世紀90年代 微機保護 性能完善、可靠性高 微機保護

表1 繼電保護發展歷程及特點

3.繼電保護技術的發展趨勢

經過近20年的研究、應用和發展，微機保護在電力系統中取得了巨大的成功。不僅積累了豐富的運行經驗，產生了顯著的經濟效益，還大大提高了電力系統運行管理水平。電力系統繼電保護技術未來將會向計算機化，網絡化，智能化，保護、控制、測量和數據通信一體化發展。

3.1繼電保護計算機化

隨著科技的飛速發展，計算機的硬件制造水平在不斷提高，微機保護硬件水平也在不斷提高電力系統對微機保護的要求水平與日俱增，除了進行繼電保護的基本功能外，還應具有以下更多功能：大容量的故障信息和數據的長期存放功能；快速的數據處理功控制裝置和調度聯網來共享全系統的數據；具有信息和網絡資源的管理功能；高級語言編程功能等。

按照摩爾定律來計算，芯片上的集成度每隔一年半到兩年的時間翻一番。其結果是不僅計算機硬件的性能成倍增加，價格也在迅速降低。微處理機的發展主要體現在單片化及相關功能的極大增強。片內硬件資源得到很大擴充，單片機與DSP芯片二者技術上的融合,運算能力的顯著提高以及嵌入式網絡通信芯片的出現及應用等方面。這些發展使硬件設計更加方便，高性價比使冗余設計成為可能，為實現靈活化、高可靠性和模塊化的通用軟硬件平臺創造了條件。我國在2003年底, 220KV以上系統的微機保護已占到70.29%，線路的微機化率達到97.6%。實際運行中微機保護的正確動作率要明顯高于其他保護，一般比平均正常動作率高0.2-0.3個百分點。繼電保護裝置的計算機化是不可逆轉的發展趨勢。電力系統對微機保護的要求不斷提高，除了保護基本功能外，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，強大的通信功能，與其他保護、控制裝置和調度聯網以供享全系統數據、信息和網絡資源的能力、高級語言編程等。

3.2繼電保護網絡化

近年來，計算機網絡逐漸開始在電力傳輸與配電系統中得到應用和發展。與此同時，隨著電力科技的進步，電力系統對計算機保護的要求也提升到了新的層次。因此大容量的長期存放空間、高速處理數據、高效的通信與其它保護、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、高級語言編程等均為繼電保護發展指明了方向。國內在自適應保護領域中的研究取得了可喜的成果，但要真正實現保護對系統運行方式和故障狀態的自適應，必須獲得更多的系統運行和故障信息，也就是實現整體網絡化，因此整體網絡化是電力系統繼電保護一個重要方向。

3.3繼電保護智能化

在電力系統繼電保護中，計算機技術得到了廣泛的應用。相關的研究方法也層出不窮,近些年來人工智能技術在電力系統領域取得了廣泛的應用,引起了人們的廣泛關注。人工智能技術主要包括人工神經網絡、小波理論、遺傳算法等相關內容,下面我們對人工神經網絡做簡要的闡述。在電力系統繼電保護方面,人工神經網絡主要用來實現故障類型判別、方向保護和主設備保護等。人工神經網絡主要主要研究信息處理、自動控制和非線性優化等相關問題。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個非線性問題,這時距離保護很難正確做出故障位置的判別,從而造成系統誤動或拒動。我們如果采用人工神經網絡技術來進行處理,只需要經過大量故障樣本的訓練和充分考慮各種情況,那么我們就可以在電力系統發生任何故障時進行正確的判別。人工智能技術給電力系統繼電保護的發展注入了新的活力,具有非常美好的發展前景。

3.4保護、控制、測量、數據通信一體化

保護裝置從網上獲取電力系統運行和故障的任何信息和數據，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡控制中心或任一終端。因此，每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能。而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數據通信功能，亦即實現保護、控制、測量、數據通信一體化。比如為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備，如果將保護、測量、數據通信集成為一體，設計一個集合的計算機裝置，安裝在室外變電站的被保護設備附近將其電流等模擬量在此裝置轉換成數字量后，通過網絡傳輸到主控室，就可減少大量電纜。

3.5繼電保護技術改善方向

在今后技術的創新中，對繼電保護進行重新選型配置時，首先考慮的是可靠性、選擇性、靈敏性及快速性，其次考慮運行維護調試方便，便于統一管理。優選經運行考驗且可靠的保護，個別新保護可少量試行，在取得經驗后再推廣運用。

4.變電所綜合自動化技術

現代計算機技術、通信技術和網絡技術為改變變電站目前監視、控制、保護和計量裝置及系統分割的狀態提供了優化組合和系統集成的技術基礎。高壓、超高壓變電站正面臨著一場技術創新。實現繼電保護和綜合自動化的緊密結合，它表現在集成與資源共享遠方控制與信息共享。以遠方終端單元、微機保護裝置為

核心，將變電所的控制、信號、測量、計費等回路納入計算機系統，取代傳統的控制保護屏，能夠降低變電所的占地面積和設備投資，提高二次系統的可靠性。綜合自動化技術相對于常規變電所二次系統，主要有以下特點：

（1）. 設備、操作、監視微機化

（2）. 通信局域網絡化、光纜化

（3）. 運行管理智能化

結語：

電力系統中繼電保護要保證全系統的安全穩定運行。當前，隨著電力系統的高速發展和計算機技術、網路技術及人工智能技術的進步，繼電保護技術面臨著更大的挑戰。未來的繼電保護技術是以計算機和微處理器為核心技術，以計算機、網絡、系統、通信、自動控制理論為關鍵技術，其發展將出現原理突破和應用革命。

參考文獻

1.許建安.電力系統繼電保護[M].北京：中國水力電力出版社，2005

2.張宇輝.電力系統微型計算機繼電保護[M].北京：中國電力出版社,2000

3.嚴興疇.繼電保護技術及其應用.科技資訊,2007

篇7

關鍵詞：電力系統；繼電保護自動化；應用

中圖分類號：TM7文獻標識碼： A

引言

隨著科學技術的發展，自動化技術被應用到電力系統的繼電保護裝置當中，使繼電保護的功能得到了強化的同時，也給電力系統的安全運營提供了必要的保障。在電力系統中，繼電保護所發揮的作用是不容忽視的，采用自動化策略提升繼電保護的功能，適應了社會發展的需要。

一、電力系統繼電保護的發展歷史及現狀

1、繼電保護的裝置在20世紀50年代到現在經歷了50多年的時間，最初的形態是熔斷器，繼電保護的技術經過了很多年代的發展和不斷完善，出現了四個比較重要的階段：現在的繼電保護的是計算機輔助裝置，依次往前推，繼電保護的形態分別是集成電路的繼電保護的裝置、晶體管式的繼電保護裝置、電磁式的保護裝置。

2、目前，電力系統自動化是世界高科技領域的主要科技工程之一，它是當下專業研究領域的科研熱點。其中電力系統自動化成功之處主要是指計算機系統的發明和創造，促進人類文明更快的進入了信息時代。計算機時代的發展改變了社會的發展模式，更改變了人們的生活方式。因此，在一定程度上來說，電力系統的自動化的發展程度彰顯了國家的科技重視度和科技發展水平。電力系統自動化工程是電力工程的一個分支，電力系統自動化在各個行業都有非常廣泛的應用，小到家電電路的設計，大到航空航天事業的發展，都有它的存在，都離不開它的支持。電力系統自動化技術的發展可以改善人們的生活，同時也實現了國家和民族的振興，因此我們應該對電力系統自動化在繼電保護中的應用給予足夠的重視。

3、隨著我國經濟突飛猛進的發展，科學技術方面也不斷實現了新的突破，同時由于國家也引進了一些新的高科技，我國的電力系統在自動化發展程度上實現了飛躍，這對于處于一線的工人來說既是機遇也是挑戰，一線的工人在繁瑣的工作程序中解脫了出來，但是首先要掌握先進的技術。伴隨著電力系統工程自動化程度的提升，其在繼電保護中發揮著越來越重要的作用，目前我們應該積極的探索電力系統的設計原則和發展前景，不斷的提升電力系統的自動化水平，以便更方便更系統的將電力系統運用到繼電保護中。

4、電力系統在各個行業中的應用越來越廣泛，發展也越來越快，卻給電力系統自身的發展帶來不良的影響，持續增容和擴容，不同地區不同的地理環境下，環境的復雜化和不斷變化使得電力系統的發展越來越滯后，電力系統自動化出現的問題也越來越多，繼電保護的發展仍然存在停滯不前的狀態，繼電保護電力系統處于落后的局面中。

二、繼電保護自動化技術在電網系統中的運用分析

1、繼電保護自動化技術的運用

繼電保護自動化技術的運用可分為幾大模塊，提出問題、分析探討、安裝調試、驗收投運、運行維護和檢修技改等。這幾大模塊的結合，是對繼電保護自動化技術在電網系統中的運用調試和分析，以使繼電保護自動化技術能夠使得電網穩定的運行，下面具體分析幾大模塊的作用和運用。

（1）其實提出問題就是要體現它的優勢所在，要求它能滿足現代化電網的發展需要。這中間要安裝很多現代化技術，尤其表現在全球定位技術和計算機遠程遙控技術，這兩者是保證繼電自動化技術的必要條件。

（2）分析探討是指在運用繼電保護自動化技術時，要有著全局觀，選擇合適的造型，并且能夠全方位的監控控制電網系統，還能夠對電網缺陷分級處理，這就會使得電網運行的安全穩定。

（3）安裝調試，這個環節是整個運用的關鍵，也是讓繼電保護自動化技術能發揮作用的最重要的一步，直接關系到電網的安全。由于現在是建設綜合性很強的變電站，所以繼電保護涉及到了直流系統、后臺監控、測量表計、遠動、五防等等設備，在調試中要做好對電網質點的控制和電阻電流參數的設置，將風險壓制到最低點。

（4）驗收投運，是指繼電保護自動化技術運用的基本完成，只需通過對遙控和自動控制加強，對完成對數據的驗收管理，為以后維護系統做好準備。

2、繼電保護自動化技術在電力系統中對各個關鍵環節的運用分析

（1）研究對線路接地的保護運用，對于接地電流的性質不同，采取不同的應對措施，比如說小電流接地型只是自動預警，而對于大電流的則會切斷電網系統，并及時處理，從而有效地保護電力系統。

（2）對發電機組的保護，這重保護決定著電網的供電穩定，所以對其保護也劃分成兩類，一是備用保護，這是對機組本身小部件的維護，一旦出現問題，繼電保護自動化裝置便會采取措施，預警的同時隔離故障，避免發電機組受到更大的傷害；另外一種是重點保護，這種保護模式是對發電機組全面的保護，一旦出現問題甚至會切斷電源，保證機組的安全。

（3）對變壓器的保護裝置，主要涉及接地保護、短路保護和瓦斯保護，一旦電流電阻參數不正常，便會切斷電源，保護變壓器，以保證供電的穩定性和電網安全。

（4）繼電保護電力系統中的母線，系統母線的作用是不言而喻的，其保護措施所采取的也是與上面不同的三相保護，并分為差動保護和相位對比保護兩種方式，從而保證整個系統的供電正常。

三、電力系統繼電保護的自動化安全管理

1、選型設計上要具有安全性

電力系統的繼電保護裝置采用自動化管理的模式，就需要在設計上根據實際的需要不斷地完善。在實踐管理當中，為了能夠維持電力體統的高效率運行，就需要在設計階段選擇性能可靠的繼電保護產品，質量優良的硬件設備可以確保電力系統能夠穩定地在安全狀態的運行。在設計觀念上，還要將設計建立在統籌規劃的思想基礎上，通過對于包括信號的傳輸、計量控制等等環節的合理配置，使電力系統不但在可靠的狀態下運行，而且還留有變電站改造擴容的空間。實施繼電保護的自動化管理策略，要按照有關的技術要求，應用具有耐腐蝕性的、電導率較高的接地網，以避免由于繼電保護的舉動或者是誤動而產生安全故障，導致設備被燒壞。監控設備的作用是保證所傳輸的數據信號可以在后臺的顯示器上顯示出來，以供操作管理人員查看，并據此作出快速而準確的判斷。

2、做好設備的安裝調試工作

繼電保護信息管理系統中包括有多個環節，每一個環節的設備要協調配合，包括直流系統、后臺的監控系統以及測量表計等等，不但要在設計上根據實際需要有所完善，而且還要做好安裝調試工作。對于新安裝的繼電保護裝置要進行模擬實驗，將80%的額定電壓加入進行校驗，分析可能發生的故障，特別是邏輯回路的正確性，一定要嚴格校驗。由于計算機系統抗干擾的性能較低，這就容易受到環境的干擾。因此，對于工作環境的要求要相對較高，可以適當地采用電纜屏蔽措施，或者是在網線中合理地使用避雷器，以提升網絡抵抗外力的破壞能力。

結束語

電力系統繼電保護的自動化創新和發展是社會發展的必然需求，人民的生活質量水平在不斷地提高，人們對電力系統繼電保護的自動化也有了越來越高的要求，電力系統繼電保護的自動化能夠幫助人民安全用電，能夠促進社會的全面的可持續發展。

參考文獻

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篇8

關鍵詞：電動機閥門 繼電器保護 機電一體化技術總結

1 機電一體化技術發展歷程及其趨向

機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展，其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

1.1 機電一體化技術發展歷程

1.數控機床的問世，寫下了"機電一體化"歷史的第一頁；

2.微電子技術為"機電一體化''帶來勃勃生氣；

3.可編程序控制器、"電力電子"等的發展為"機電一體化"提供了堅強基礎；

4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使"機電一體化"躍上新臺階.

1.2 機電一體化發展趨向

1 數字化

微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發展的數控機床和機器人；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。

2智能化

即要求機電產品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數控機床上增加人機對話功能，設置智能I/O接口和智能工藝數據庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。

3 模塊化

由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。

2、機電一體化技術的主要應用領域

2.1數控機床

數控機床及相應的數控技術經過40年的發展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在：總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。 開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。

WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。

大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了CNC系統的控制功能。

能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。

2.2計算機集成制造系統（CIMS）

CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合，而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。

3 機電一體化中繼電器保護的現狀與發展

電力系統的飛速發展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發展又為繼電保護技術的發展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術得天獨厚，在40余年的時間里完成了發展的4個歷史階段。

建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業和繼電保護技術隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。50年代，我國工程技術人員創造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術[1]，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術，建立了我國自己的繼電器制造業。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術的發展奠定了堅實基礎。

機電一體化的發展歷程見證了人類走向了高科技的時代，機電一體化化的發展趨勢見證了人類對于高智能化的向往。

4 結語

機電一體化不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。在走向高智能化的時代步伐下，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。隨著電力系統的高速發展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術面臨著進一步發展的趨勢。國內外繼電保護技術發展的趨勢為：計算機化，網絡化，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化，這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務，也開辟了活動的廣闊天地。發展機電一體化，開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低，且具有柔性，可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革，而無須改換設備。同時，可為傳統的機械工業注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來，實現文明生產。

參考文獻：

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[4]王中杰，余章雄，柴天佑.智能控制綜述[J].基礎自動化，2006；

篇9

關鍵詞：電力系統；繼電保護；分區域；系統結構；故障識別

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）32-0110-03

繼電保護作為電網安全穩定運行的保障，其工作的關鍵是怎樣能夠迅速高效地對故障進行識別、隔離，使其能夠最大限度地減少擴展，使故障的影響區域盡可能減小、損失盡可能降低。現在大部分電網系統都是由于繼電保護的錯誤操作引發的擾動，這種情況在現在電網廣域和線路高負荷運行的情況下尤其明顯。電流在潮濕的環境下移動、繼電保護錯誤操作很容易造成整個系統連環跳閘和系統擾動故障。

隨著近年來廣域電網的不斷擴展，尤其是高壓電網的不斷擴大，廣域電網的繼電保護面臨著諸多的問題。研究廣域電網信息、改進和提高廣域網繼電保護的功能成為當下的一個重大議題。本文結合傳統廣域繼電保護的功能和特征，從電力系統安全穩定地保障繼電保護的需求和特點著手，在分析關于保護的基礎上研究分區域繼電保護的系統結構、功能特征和故障識別等問題。

1　廣域電網的分區域繼電保護

廣域電網繼電保護的主要原理是利用廣域電網的同步測量信息，將這些信息進行整合計算，以此來識別系統中的故障部件，并且采用邏輯整合來有效地清除故障。廣域電網的分區域繼電保護常見的結構有三種形式：分布式、集中式、分布集中式。至于前兩種形式的優勢和不足在此不再一一贅述，本文主要分析分布集中式的系統結構及其

優點。

1.1　繼電保護的系統結構

廣域電網的分區域繼電保護就是在整個電網范圍內通過分區管理來實現整個網絡電流的順暢流通和整個電路的穩定、安全。分區域繼電保護的結構類似蜂窩，它將整個電網劃分為信息相互獨立的部分，各部分分別受到應有的保護并且各部分間能夠進行信息的交互，但信息的交互量僅是一小部分。這種結構不僅實現了各部分的獨立保護，減少了系統信息的傳輸量，而且通過少量必要信息的交互實現了整體的控制，保證了整個電網從部分到整體的安全高效穩定運行。在構建廣域電網分區域繼電保護結構時，主要考慮了下面幾個方面：

1.1.1　各區域的決策中心。分區域繼電保護需要在每個小的區域內選定一個信息中心，該中心主要是進行區域信息的收集、分析以及進行決策，以保證本部分安全高效穩定的運行。在進行信息中心的選擇時要綜合考慮各方面的因素，包括輸電系統間的連接關系、輸電線路間的連接關系、通電系統所處的地理位置、氣候條件等因素。分布集中式繼電保護的決策中心一般會選在電網拓撲結構線路密集、節點較多的位置。

1.1.2　分區域的監控和保護范圍。分區域繼電保護不僅要實現本區域的近程保護功能，而且還要能通過少量的信息交互實現遠程的保護功能。在進行繼電保護設計時應盡最大可能使各部分能夠解決掉自己部分的故障和問題，減少各部分的信息交互量，這樣就要求各部分保護范圍的設定能夠覆蓋整個電網范圍。所以，在設定保護范圍時，應以決策中心為起點，達到下一個線路的終點為宜。同時為了在后面電網的擴展中方便加入新的變電站，保護的范圍可以適當大一些。

1.1.3　區域間的交互保護范圍。我們知道分區域繼電保護間要通過少量的信息傳輸來實現區域間的遠程保護，雖然我們為了整個系統的效率要盡量減少這種信息傳輸量，但是為了保證整個電網系統的安全，這種信息的傳輸和遠程的保護是十分必要的。在區域間為了確保信息的傳輸至少要有一條通信線路，這樣才能夠保證電流傳輸在通過區域邊界發生故障時能夠及時有效地得到解決。為了能夠很好地解決邊界故障問題，分區域間的遠程保護范圍應該盡量把所有進程保護范圍的邊界包含在內。同時還要結合各個電網系統的整體規劃、運行方式、安全控制方式進行調整，以實現整體

最優。

1.2　繼電保護的功能優勢

分布集中式繼電保護集合了分布式和集中式兩種繼電保護的功能優勢于一體，能夠更好地實現廣域電網的穩定控制和安全保護。其各部分的功能優勢我們可以從以下幾個方面進行分析和研究：

1.2.1　智能電子設備。分區域繼電保護所采用的智能電子保護設備主要的功能是對本區域的電流互感器、電壓互感器以及短路器的運行狀態和操作進行信息的采集、功能的分析、故障的檢測和安全的控制。在分布集中式結構中，這種智能設備不僅能實現本區域的檢測和保護，同時能夠在互聯網絡中的其他區域實現整體的保護。這一功能是對分布式和集中式兩種結構功能優勢的結合。

1.2.2　區域集中決策功能。分布式繼電保護只能夠進行單一區域的信息收集、分析和決策，集中式的繼電保護需要將整個網絡的信息加以收集、分析然后決定這個故障部分應采取什么樣的措施，這使系統的信息傳輸量大、效率低。而分布集中式繼電保護集合了兩者的優點，在各個區域能夠針對部分采取高效的解決故障的措施，同時能夠通過區域集中決策功能實現整個區域的信息互聯，對整體層面的問題進行集中決策管理。

采用分區域分布集中式的繼電管理，有效地解決了其他兩種方式所面臨的問題，實現了近程的準確高效的控制和遠程的互聯整體控制。使部分和整體的問題都能夠得到高效精確的解決，使得今后范圍更廣、系統結構更加復雜的問題能夠得到很好的解決。鑒于分布集中式繼電保護的諸多功能優勢，相信今后的電網會有更廣闊的發展前景。

2　分區域繼電保護的故障識別

分區域繼電保護對于廣域電網系統的問題故障識別主要的方式是各區域比較識別、綜合識別、繼電保護設備狀態自檢自評。

2.1　各區域比較識別

各個區域收集本區域當期的數據，并將這些數據與以往各期和給定的參考數據進行比較。如果本期的數據和以往各期及參考數據吻合說明系統的運行正常，繼電保護只需對運行進行后續的檢測而不用采取任何措施。如果數據出現了較大的誤差說明該區域出現了故障，首先分析是區域內的故障還是整體的故障，針對區域內的故障保護器分析決定采取的措施，對于整個系統的故障保護器將信息傳給集中決策中心。

2.2　綜合識別

集中決策中心在整個層面上控制系統的運行，收集各區域中心傳輸過來的信息，通過分析收集的信息在整體層面上觀測系統的故障從而制定整體決策。綜合識別主要是確保各區域的遠程保護能夠得到高效的運行，確保整個系統的安全穩定。

2.3　繼電保護設備狀態自檢自評

繼電保護器在進行電網系統運行狀況的檢測控制時，還要通過自我運行狀態的控制檢測來評估系統自身的效率和功能，以確保其功能的發揮。

3　結語

分區域繼電保護是廣域電網保護系統的一大突破，在其控制保護下，相信更廣更復雜的電網系統能夠很好地運行，未來的電網將會是輸送更快、功率更高的系統。

參考文獻

篇10

根據不同的標準，繼電器可以被分為以下幾種類型：一是根據結構形式分類，繼電器可以分為電磁型、靜態型、感應型及整流型等幾種類型。二是根據繼電器的作用分類，繼電器包括測量和輔助等兩種類型的繼電器。其中，測量繼電器的作用是反映出電氣量的變化情況，而依據測量繼電器所反映出的電氣量，測量繼電器又可以分為電壓、電流、頻率及功率等幾種類型的繼電器。輔助繼電器的作用是對為電力系統提供更好地保護，而根據繼電器的不同作用，輔助繼電器包括中間、事件及信號等三種類型的繼電器。

2.電力系統中繼電保護自動化技術的作用

隨著經濟發展速度的不斷加快，社會對電力的需求量也在逐漸增加，而電力系統運行的安全性也顯得更為重要。繼電保護自動化技術作為一種較為常用的電力系統維護技術，其的應用對維護電力系統的正常運行有很大幫助。在電力系統中，繼電保護自動化技術可以在電力系統出現故障時，及時、準確的摘除電力系統中出現故障的電力元件，這不僅保證電力系統無故障部分可以正常使用，也能夠有效的避免電力系統因故障元件而出現更大的損失，還能夠縮小因故障而停電的范圍，并且能夠及時發出故障警報，從而確保相關人員能夠實施有針對性的解決措施。另外，在電力系統中，繼電保護裝置還具備監控功能，其可以及時、準確的反映出電力系統運行電壓和電流的實際情況，也方便工作人員對電力系統中設備的運行狀態作出準確的判斷。利用繼電保護裝置對電力系統中的元件進行保護的時候，如果電力元件出現故障，則繼電保護裝置可以依據原定方案，及時發出跳閘或減少等正確的指令，這可以更好地提高電力系統運行的安全性。綜合而言，電力系統中繼電保護裝置所起到的作用主要有三點：第一，在電力系統運行過程中，如果接受繼電保護裝置保護的電力元件出現問題，則繼電保護裝置可以及時向故障元件周圍的元件繼電器發出跳閘、減少等正確的指令，并將故障電力元件與電力系統進行分離，這不僅能夠降低故障元件所造成的損害，減少電力元件所收到的傷害，也能夠保證沒有出現故障的電力元件可以正常工作。第二，在電力系統運行出現問題后，繼電保護裝置能夠及時發出警報。同時，針對電力系統所出現異常情況的不同，繼電保護裝置也能發出不同信號，這可以方便維修人員及時作出處理，而且對于一些小故障，繼電保護裝置可以實現自行調整。另外，在電力系統發生故障的時候，繼電保護裝置可以及時將故障元件和電力系統進行分離，并縮小事故影響分為，確保電力系統中沒有故障的元件可以正常工作，從而達到降低經濟損失的目的。第三，電力系統中，繼電保護裝置所起到的監控作用，可以及時反映出電力設備的運行情況，也能夠對電力設備的運行狀態作出準確判斷。

3.電力系統中繼電保護自動化技術的應用

在電力系統中，繼電保護自動化技術往往被用于對系統接地和變電設備的保護。電力系統線路的接地方式主要有兩種，即小電流型和大電流型。假如電力系統線路接地保護是小電流型，則在發生故障的時候，繼電保護裝置能夠及時發出警報，而電力系統還可以持續運行一段時間；反之，假如線路接地保護方式是大電流型，則在發生故障的時候，繼電保護裝置可以及時斷開電源，從而對電力系統進行更好地保護。繼電保護自動化技術在變電器保護中的應用主要體現在三個方面，分別是接地保護、短路保護和瓦斯保護。第一，接地保護。假如變電器的接地保護方式是直接接地，則必須要在變電器兩側設置零序保護動作；而假如變電器不是采用直接接地保護方式，則應采用零序電壓保護對電力系統的運行進行防護。第二，瓦斯保護。變電器的瓦斯保護是指對油箱因故障而產生有害氣體的保護，這需要依靠繼電保護自動化技術來實現。在變電器油箱出現異常的時候，繼電保護裝置可以及時切斷電源，并發出警報信息，從而方便維修人員及時作出處理。第三，短路保護。變電器的短路保護主要分為兩種，即阻抗保護和過流保護。其中，阻抗保護是指在變壓器內安裝阻抗元件，在此基礎上如果變壓器出現異常，繼電保護裝置就能夠及時作出跳閘處理，從而保護變電器。過流保護則是指在變電器電源兩側安裝時間元件，以便當變壓器電流過大的時候，繼電保護裝置能夠及時切斷電源。在電力系統中，發電器是最為重要的元件，也是重點保護對象。對發電機進行繼電保護可以分為兩個部分，即重點保護和備用保護。針對發電機的繼電自動化保護主要體現在下述幾個方面：一是解決發電機存在的失磁問題。二是利用縱聯差動方式對發電機進行保護，而這種保護方式的應用是將發電機中性點和相位進行結合。三是安裝接地保護裝置，當發電機接地電流值超過一定范圍的時候，繼電保護裝置可以及時采取保護措施。四是在定子繞組內安裝繼電保護裝置，在此基礎上如果發電機出現短路故障，則繼電保護裝置能夠及時對其進行保護。發電機的備用保護措施主要分為兩種，即短路故障保護和定子繞組負荷低保護。利用備用保護對發電機進行繼電保護，可以有效避免發電機出現絕緣擊穿等問題，而這對保證發電機和電力系統的正常運行有很大幫助。

4.結束語