序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇繼電保護(hù)論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

1.2電源問題①逆變穩(wěn)壓電源問題a紋波系數(shù)過高b輸出功率不足或穩(wěn)定性差②直流熔絲的配置問題③帶直流電源操作插件

1.3TA飽和問題作為繼電保護(hù)測量TA對二次系統(tǒng)的運行起關(guān)鍵作用，隨著系統(tǒng)短路電流急劇增加，在中低壓系統(tǒng)中電流互感器的飽和問題日益突出，已影響到繼電保護(hù)裝置動作的正確性。現(xiàn)場因饋線保護(hù)因電流互感器飽和而拒動，主變后備保護(hù)越跳主變?nèi)齻?cè)開關(guān)的事故時有發(fā)生。由于數(shù)字式繼電器采用微型計算機(jī)實現(xiàn)，其主要工作電源僅有5V左右，數(shù)據(jù)采集部分的有效電平范圍也僅有10V左右，因此能有效處理的信號范圍更小，電流互感器的飽和對數(shù)字式繼電器的影響將更大。①對輔助判據(jù)的影響②對基于工頻分量算法的影響③對不同的數(shù)據(jù)采集方法的影響④防止TA飽和的方法與對策。

1.4抗干擾問題運行經(jīng)驗表明：微機(jī)保護(hù)的抗干擾性能較差，對講機(jī)和其他無線通訊設(shè)備在保護(hù)屏附近的使用會導(dǎo)致一些邏輯元件誤動作。現(xiàn)場曾發(fā)生過電焊機(jī)在進(jìn)行氬弧焊接時，高頻信號感應(yīng)到保護(hù)電纜上使微機(jī)保護(hù)誤跳閘的事故發(fā)生。新安裝、基建、技改都要嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)反事故技術(shù)措施。盡可能避免操作干擾、沖擊負(fù)荷干擾、直流回路接地干擾等問題的發(fā)生。

1.5保護(hù)性能問題保護(hù)性能問題主要包括兩方面，即裝置的功能和特性缺陷。有些保護(hù)裝置在投入直流電源時出現(xiàn)誤動；高頻閉所保護(hù)存在頻拍現(xiàn)象時會誤動；有些微機(jī)保護(hù)的動態(tài)特性偏離靜態(tài)特性很遠(yuǎn)也會導(dǎo)致動作結(jié)果的錯誤。在事故分析時應(yīng)充分考慮到上述兩者性能之間的偏差。

1.6插件絕緣問題微機(jī)保護(hù)裝置的集成度高，布線緊密。長期運行后，由于靜電作用使插件的接線焊點周圍聚集大量靜電塵埃，在外界條件允許時，兩焊點之間形成了導(dǎo)電通道，從而引起裝置故障或者事故的發(fā)生。

1.7軟件版本問題由于裝置自身的質(zhì)量或程序漏洞問題只有在現(xiàn)場運行過相當(dāng)一段時間后才能發(fā)現(xiàn)。因此，繼電保護(hù)人員在保護(hù)調(diào)試、檢驗、故障分析中發(fā)現(xiàn)的不正常或不可靠現(xiàn)象應(yīng)及時向上級或廠商反饋情況。

1.8高頻收發(fā)信機(jī)問題在220kV線路保護(hù)運行中，屬于收發(fā)信機(jī)問題仍然是造成縱聯(lián)保護(hù)不正確動作的主要因素，主要問題是元器件損壞、抗干擾性能差等，出問題的收發(fā)信機(jī)基本上都包括了目前各制造廠生產(chǎn)的收發(fā)信機(jī)。因此，收發(fā)信機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量一定要重視起來。應(yīng)注意校核繼電保護(hù)通信設(shè)備（光纖、微波、載波）傳輸信號的可靠性和冗余度，防止因通信設(shè)備的問題而引起保護(hù)不正確動作。另外，高頻保護(hù)的收發(fā)信機(jī)的不正常工作，也是高頻保護(hù)不正確動作的原因之一。如：收發(fā)信機(jī)元件損壞，收發(fā)信機(jī)起動發(fā)信信號產(chǎn)生缺口，高頻通道受強干擾誤發(fā)信，收發(fā)信機(jī)故障，收發(fā)信機(jī)內(nèi)連線錯誤，忘投收發(fā)信機(jī)電源，收發(fā)信機(jī)不能起到閉鎖作用，區(qū)外故障時誤動等。

2繼電保護(hù)事故處理的思路

2.1正確充分利用微機(jī)提供的故障信息對經(jīng)常發(fā)生的簡單事故是容易排除的，但對少數(shù)故障僅憑經(jīng)驗是難以解決的，應(yīng)采取正確的方法和步驟進(jìn)行。

2.1.1正確對待人為事故有些繼電保護(hù)事故發(fā)生后，按照現(xiàn)場的信號指示無法找到故障原因，或者斷路器跳閘后沒有信號指示，無法界定是人為事故或是設(shè)備事故，這種情況的發(fā)生往往與工作人員的重視程度不夠、措施不力、等原因造成。人為事故必須如實反映，以便分析和避免浪費時間。

2.1.2充分利用故障錄波和時間記錄微機(jī)事件記錄、故障錄波圖形、裝置燈光顯示信號是事故處理的重要依據(jù)，根據(jù)有用信息作出正確判斷是解決問題的關(guān)鍵。若通過一、二次系統(tǒng)的全面檢查發(fā)現(xiàn)一次系統(tǒng)故障使繼電保護(hù)正確動作，則不存在繼電保護(hù)事故處理的問題；若判斷故障出在繼電保護(hù)上，應(yīng)盡量維持原狀，做好記錄，做出故障處理計劃后再開展工作，以避免原始狀況的破壞給事故處理帶來不必要的麻煩。

2.2運用正確的檢查方法

2.2.1逆序檢查法如果利用微機(jī)事件記錄和故障錄波不能在短時間內(nèi)找到事故發(fā)生的根源時，應(yīng)注意從事故發(fā)生的結(jié)果出發(fā)，一極一級往前查找，直到找到根源為止。這種方法常應(yīng)用在保護(hù)出現(xiàn)誤動時。

2.2.2順序檢查法該方法是利用檢驗調(diào)試的手段來尋找故障的根源。按外部檢查、絕緣檢測、定值檢查、電源性能測試、保護(hù)性能檢查等順序進(jìn)行。這種方法主要應(yīng)用于微機(jī)保護(hù)出現(xiàn)拒動或者邏輯出現(xiàn)問題的事故處理中。

2.2.3運用整組試驗法此方法的主要目的是檢查保護(hù)裝置的動作邏輯、動作時間是否正常，往往可以用很短的時間再現(xiàn)故障，并判明問題的根源。如出現(xiàn)異常，再結(jié)合其他方法進(jìn)行檢查。

2.3事故處理的注意事項

2.3.1對試驗電源的要求在進(jìn)行微機(jī)保護(hù)試驗事要求使用單獨的供電電源，并核實用電試驗電源是否滿足三相為正序和對稱的電壓，并檢查其正弦波及中性線是否良好，電源容量是否足夠等要素。

2.3.2對儀器儀表的要求萬用表、電壓表、示波器等取電壓信號的儀器必須選用具有高輸入阻抗者。繼電保護(hù)測試儀、移相器、三相調(diào)壓器應(yīng)注意其性能穩(wěn)定。

3如何提高繼電保護(hù)技術(shù)

掌握和了解繼電保護(hù)故障和事故處理的基本類型和思路是提高繼電保護(hù)故障和事故處理水平的重要條件，同時要加強下述幾個問題。

3.1掌握足夠必要的理論知識

3.1.1電子技術(shù)知識由于電網(wǎng)中微機(jī)保護(hù)的使用越來越多，作為一名繼電保護(hù)工作者，學(xué)好電子技術(shù)及微機(jī)保護(hù)知識是當(dāng)務(wù)之急。

3.1.2微機(jī)保護(hù)的原理和組成為了根據(jù)保護(hù)及自動裝置產(chǎn)生的現(xiàn)象分析故障或事故發(fā)生的原因，迅速確定故障部位，工作人員必須具備微機(jī)保護(hù)的基本知識，必須全面掌握和了解保護(hù)的基本原理和性能，熟記微機(jī)保護(hù)的邏輯框圖，熟悉電路原理和元件功能。

3.2具備相關(guān)技術(shù)資料要順利進(jìn)行繼電保護(hù)事故處理，離不開諸如檢修規(guī)程、裝置使用與技術(shù)說明書、調(diào)試大綱和調(diào)試記錄、定值通知單、整組調(diào)試記錄，二次回路接線圖等資料。

3.3運用正確的檢查方法一般繼電保護(hù)事故往往經(jīng)過簡單的檢查就能夠被查出，如果經(jīng)過一些常規(guī)的檢查仍未發(fā)現(xiàn)故障元件，說明該故障較為隱蔽，應(yīng)當(dāng)引起充分重視，此時可采用逐級逆向檢查法，即從故障現(xiàn)象的暴露點入手去分析原因，由故障原因判別故障范圍。如果仍不能確定故障原因，就采用順序檢查法，對裝置進(jìn)行全面的檢查。

3.4掌握微機(jī)保護(hù)事故處理技巧在微機(jī)保護(hù)的事故處理中，以往的經(jīng)驗是非常寶貴的，它能幫助工作人員快速消除重復(fù)發(fā)生的故障，但技能更為重要，現(xiàn)針對微機(jī)保護(hù)的特點總結(jié)如下。

3.4.1替代法該方法是指用規(guī)格相同、功能相同、性能良好的插件或元件替代被懷疑而不便測量的插件或元件。

3.4.2對比法該方法是將故障裝置的各種參數(shù)或以前的檢驗報告進(jìn)行比較，差別較大的部位就是故障點。

3.4.3模擬檢查法該方法是指在良好的裝置上根據(jù)原理圖（一般由廠家配合）對其部位進(jìn)行脫焊、開路或改變相應(yīng)元件參數(shù)，觀察裝置有無相同的故障現(xiàn)象出現(xiàn)，若有相同的故障現(xiàn)象出現(xiàn)，則故障部位或損壞的元件被確認(rèn)。

4小結(jié)

篇（2）

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，在縱聯(lián)保護(hù)通道的使用上，已經(jīng)由原來的單一的載波通道變?yōu)楝F(xiàn)在的載波、微波、光纖等多種通道方式。由于光纖通道所具有的先天優(yōu)勢，使它與繼電保護(hù)的結(jié)合，在電網(wǎng)中會得到越來越廣泛的應(yīng)用。

1光纖通道作為縱聯(lián)保護(hù)通道的優(yōu)勢

光纖通道首先在通信技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用，它是基于用光導(dǎo)纖維作為傳輸介質(zhì)的一種通信手段。光纖通道相對于其他傳統(tǒng)通道（如：電纜、微波等）具有如下特點：

1.1傳輸質(zhì)量高，誤碼率低，一般在10-10以下。這種特點使得光纖通道很容易滿足繼電保護(hù)對通道所要求的"透明度"。即發(fā)端保護(hù)裝置發(fā)送的信息，經(jīng)通道傳輸后到達(dá)收端，使收端保護(hù)裝置所看到的信息與發(fā)端原始發(fā)送信息完全一致，沒有增加或減少任何細(xì)節(jié)。

1.2光的頻率高，所以頻帶寬，傳輸?shù)男畔⒘看蟆＿@樣可以使線路兩端保護(hù)裝置盡可能多的交換信息，從而可以大大加強繼電保護(hù)動作的正確性和可靠性。

1.3抗干擾能力強。由于光信號的特點，可以有效的防止雷電、系統(tǒng)故障時產(chǎn)生的電磁方面的干擾，因此，光纖通道最適合應(yīng)用于繼電保護(hù)通道。

以上光纖通道的三個特點，是繼電保護(hù)所采用的常規(guī)通道形式所無法比擬的。在通道選擇上應(yīng)為首選。但是由于光纜的特點，抗外力破壞能力較差，當(dāng)采用直埋或空中架設(shè)時，易于受到外力破壞，造成機(jī)械損傷。若采用OPGW，則可以有效的防止類似事件的發(fā)生。

2光纖通道與光纖保護(hù)裝置的配合方式

目前，縱聯(lián)保護(hù)采用光纖通道的方式，得到了越來越廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)場運行設(shè)備中，主要有以下幾種方式：

2.1專用光纖保護(hù)：

光纖與縱聯(lián)保護(hù)（如：WXB-11C、LFP-901A）配合構(gòu)成專用光纖縱聯(lián)保護(hù)。采用允許式，在光纖通道上傳輸允許信號和直跳信號。此種方式，需要專用光纖接口（如：FOX-40），使用單獨的專用光芯。優(yōu)點是：避免了與其他裝置的聯(lián)系（包括通信專業(yè)的設(shè)備），減少了信號的傳輸環(huán)節(jié)，增加了使用的可靠性。缺點是：光芯利用率降低（與復(fù)用比較），保護(hù)人員維護(hù)通道設(shè)備沒有優(yōu)勢。而且，在帶路操作時，需進(jìn)行本路保護(hù)與帶路保護(hù)光芯的切換，操作不便，而且光接頭經(jīng)多次的拔插，易造成損壞。

2.2復(fù)用光纖保護(hù)：

光纖與縱聯(lián)保護(hù)（如：7SL32、WXH-11、CSL101、WXH-11C保護(hù)）配合構(gòu)成復(fù)用光纖縱聯(lián)保護(hù)。采用允許式，保護(hù)裝置發(fā)出的允許信號和直跳信號需要經(jīng)音頻接口傳送給復(fù)用設(shè)備，然后經(jīng)復(fù)用設(shè)備上光纖通道。優(yōu)點是：接線簡單，利于運行維護(hù)。帶路進(jìn)行電信號切換，利于實施。提高了光芯的利用率。缺點是：中間環(huán)節(jié)增加，而且?guī)非袚Q設(shè)備在通信室，不利于運行人員巡視檢查，通信設(shè)備有問題要影響保護(hù)裝置的運行。

2.3光纖縱聯(lián)電流差動保護(hù)：

光纖電流差動保護(hù)是在電流差動保護(hù)的基礎(chǔ)上演化而來的，基本保護(hù)原理也是基于克希霍夫基本電流定律，它能夠理想地使保護(hù)實現(xiàn)單元化，原理簡單，不受運行方式變化的影響，而且由于兩側(cè)的保護(hù)裝置沒有電聯(lián)系，提高了運行的可靠性。目前電流差動保護(hù)在電力系統(tǒng)的主變壓器、線路和母線上大量使用，其靈敏度高、動作簡單可靠快速、能適應(yīng)電力系統(tǒng)震蕩、非全相運行等優(yōu)點是其他保護(hù)形式所無法比擬的。光纖電流差動保護(hù)在繼承了電流差動保護(hù)的這些優(yōu)點的同時，以其可靠穩(wěn)定的光纖傳輸通道保證了傳送電流的幅值和相位正確可靠地傳送到對側(cè)。時間同步和誤碼校驗問題是光纖電流差動保護(hù)面臨的主要技術(shù)問題。在復(fù)用通道的光纖保護(hù)上，保護(hù)與復(fù)用裝置時間同步的問題對于光纖電流差動保護(hù)的正確運行起到關(guān)鍵的作用，因此目前光纖差動電流保護(hù)都采用主從方式，以保證時鐘的同步；由于目前光纖均采用64Kbit數(shù)字通道，電流差動保護(hù)通道中既要傳送電流的幅值，又要傳送時間同步信號，通道資源緊張，要求數(shù)據(jù)的誤碼校驗位不能過長，這樣就影響了誤碼校驗的精度。目前部分廠家推出的2Mbit數(shù)字接口的光纖電流差動保護(hù)能很好地解決誤碼校驗精度的問題。3光纖保護(hù)實際應(yīng)用中存在的問題

3.1施工工藝問題

光纖保護(hù)是超高壓線路的主保護(hù)，通道的安全可靠對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行起到重要的作用。由于光纜傳輸需要經(jīng)過轉(zhuǎn)接端子箱、光纜機(jī)、電纜層和高壓線路等連接環(huán)節(jié)，并且光纖的施工工藝復(fù)雜、施工質(zhì)量要求高，因此如果在保護(hù)裝置投入運行前的施工、測試中存在誤差，則會導(dǎo)致保護(hù)裝置的誤動作，進(jìn)而影響全網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

3.2通道雙重化問題

光纖保護(hù)用于220kV及以上電網(wǎng)時，按照220kV及以上線路主保護(hù)雙重化原則的要求，縱聯(lián)保護(hù)的信號通道也要求雙重化，高頻保護(hù)由于是在不同的相別上耦合，因此能滿足雙通道的要求，如果使用2套光纖保護(hù)作為線路的主保護(hù)，通道雙重化的問題則一直限制著光纖保護(hù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用。

3.3光纖保護(hù)管理界面的劃分問題

隨著保護(hù)與通信銜接的日益緊密，繼電保護(hù)專業(yè)與通信專業(yè)管理界面日益難以區(qū)分，如不從制度上解決這一問題，將直接影響到光纖保護(hù)的可靠運行。對于獨立纖芯的保護(hù)，通信專業(yè)與繼電保護(hù)專業(yè)管理的分界點在通信機(jī)房的光纖配線架上。配線架以上包括保護(hù)裝置的那段尾纖，屬于繼電保護(hù)專業(yè)維護(hù)，這就要求繼電保護(hù)專業(yè)人員具備一定的光纖校驗維護(hù)技能。

3.4光纖保護(hù)在旁路代路上的問題

線路光纖保護(hù)在旁路代路時不方便操作，由于光纖活接頭不能隨便拔插，每次拔插都需要重新作衰耗測試，而且經(jīng)常性拔插也容易造成活接頭的損壞，因此不宜使用拔插活接頭的辦法實現(xiàn)光纖通道的切換。對于電網(wǎng)中沒有單獨的旁路保護(hù)，旁路代路時是切換交流回路，因此不存在通道切換問題，但對電網(wǎng)有獨立的旁路保護(hù)，對于光纖閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護(hù)暫時可以采用切換二次回路的方式，但對于光纖差動電流保護(hù)則無法代路，目前都是采取旁路保護(hù)單獨增設(shè)一套光纖差動保護(hù)的方法解決。已有部分廠家在謀求解決光纖保護(hù)切換問題的辦法，如使用光開關(guān)來實現(xiàn)光纖通道切換。

結(jié)束語

盡管目前光纖保護(hù)在長距離和超高壓輸電線路上的應(yīng)用還有一定的局限性，在施工和管理應(yīng)用上仍存在不足，但是從長遠(yuǎn)看，隨著光纖網(wǎng)絡(luò)的逐步完善、施工工藝和保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)的不斷提高，光纖保護(hù)將占據(jù)線路保護(hù)的主導(dǎo)地位。

篇（3）

①繼電保護(hù)自動化技術(shù)在母線保護(hù)中的應(yīng)用。母線繼電保護(hù)主要包括兩種，即相位對比保護(hù)以及差動保護(hù)。相位對比保護(hù)指的是通過相位的對比方式，提高系統(tǒng)保護(hù)母線的可靠性和有效性；差動保護(hù)是將特點以及變化都一致的電流互感器設(shè)置在母線元件上，當(dāng)系統(tǒng)母線側(cè)邊端子和二次繞組進(jìn)行連接之后，再將繼電保護(hù)裝置安裝在系統(tǒng)母線差動位置。在大電流接地過程中，通過三相連接的方式實現(xiàn)；小電流接地過程中，在相間短路中設(shè)置系統(tǒng)母線保護(hù)，然后通過兩相連接的方式實現(xiàn)。②繼電保護(hù)自動化技術(shù)在發(fā)動機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用。發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，保證發(fā)動機(jī)的安全、穩(wěn)定運行至關(guān)重要。繼電保護(hù)自動化技術(shù)在發(fā)電機(jī)保護(hù)中應(yīng)用主要包括兩個方面：一方面，重點保護(hù)，如果發(fā)電機(jī)定子繞組匝間發(fā)生短路故障，將會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的故障部位溫度上升，破壞絕緣層，威脅發(fā)電機(jī)的安全運行，通過在定子繞組內(nèi)安裝匝間保護(hù)裝置，能夠有效的防止定子匝間短路故障的發(fā)生；如果發(fā)電機(jī)的單相接地產(chǎn)生的電流超過規(guī)定值，通過安裝接地保護(hù)裝置能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)進(jìn)行繼電保護(hù)；通過將發(fā)電機(jī)中性點、電流、相位進(jìn)行相互結(jié)合，能夠形成縱聯(lián)差動保護(hù)，實現(xiàn)對發(fā)電機(jī)的保護(hù)；另一方面，備用保護(hù)，過電壓保護(hù)能夠有效的防止發(fā)電機(jī)自負(fù)荷較低的狀況下發(fā)生絕緣被擊穿的現(xiàn)象；過電保護(hù)能夠有效的實現(xiàn)對外部短路故障的保護(hù)，防止發(fā)生短路破壞發(fā)電機(jī)；當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生低負(fù)荷問題時，繼電保護(hù)裝置能夠自動切斷電源，并發(fā)出相應(yīng)的報警信號，實現(xiàn)對發(fā)電機(jī)的保護(hù)。③繼電保護(hù)自動化技術(shù)在變壓器保護(hù)中的應(yīng)用。變壓器是電力系統(tǒng)的重要組成部分之一，對電力系統(tǒng)的運行安全性和穩(wěn)定性具有非常重要的作用。繼電保護(hù)自動化技術(shù)在變壓器保護(hù)中的應(yīng)用主要包括以下幾個方面：其一，短路保護(hù)，變壓器短路保護(hù)包括阻抗繼電保護(hù)和過電流繼電保護(hù)，阻抗繼電保護(hù)主要是通過利用變壓器阻抗元件產(chǎn)生的保護(hù)作用，阻抗元件運行一段時間之后，會自動切斷電源，以此實現(xiàn)對變壓器的保護(hù)；過電流繼電保護(hù)主要是在變壓器電源兩邊電源和時間元件中安裝過電流繼電保護(hù)裝置，電流元件運行一段時間之后，會自動切斷電源，進(jìn)而實現(xiàn)對變壓器的保護(hù)。其二，瓦斯保護(hù)，當(dāng)變壓器的油箱出現(xiàn)問題時，在故障電弧的作用下絕緣材料和油都會發(fā)生分解，產(chǎn)生有害氣體，通過采用瓦斯保護(hù)，當(dāng)油箱出現(xiàn)上述故障時，能夠自動的啟動保護(hù)動作，將變壓器電源切斷，同時發(fā)出警報信號通知維護(hù)人員趕到故障地點進(jìn)行處理。其三，接地保護(hù)，對于不接地變壓器保護(hù)，應(yīng)該采取零序電壓保護(hù)措施；對于直接接地變壓器保護(hù)，應(yīng)該采取零序電流保護(hù)。④繼電保護(hù)自動化技術(shù)在線路接地保護(hù)中的應(yīng)用。電力系統(tǒng)的線路錯綜復(fù)雜，接地方式也相對較多，因此電力系統(tǒng)的接地方式包括大電流型接地與小電流型接地，當(dāng)出現(xiàn)大電流接地時，應(yīng)該立刻切斷電源，防止接地故障對電力系統(tǒng)造成的破壞；當(dāng)發(fā)生小電流型接地時，繼電保護(hù)裝置會發(fā)出報警信號，電力系統(tǒng)在一定時間內(nèi)依然可以運行。針對不同的接地故障，應(yīng)該根據(jù)故障狀況采取相應(yīng)的保護(hù)措施，具體狀況如下所示：其一，零序功率，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，零序功率的方向發(fā)生變化，零序電流波動相對較小，以此實現(xiàn)對電力接地故障的預(yù)測以及保護(hù)；其二，零序電流，當(dāng)電力系統(tǒng)線路發(fā)生接地故障時，零序電流會迅速上升，繼電保護(hù)動作非常敏感，能夠及時的采取切斷電源的保護(hù)措施，對電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)；其三，零序電壓，電力系統(tǒng)在正常運行時，并不會產(chǎn)生零序電壓，如果電力系統(tǒng)發(fā)生接地故障，會導(dǎo)致零序電壓的產(chǎn)生，繼電保護(hù)裝置能夠及時的發(fā)出相應(yīng)的報警信號，同時電網(wǎng)維護(hù)人員通過觀察電壓表數(shù)值能夠判斷系統(tǒng)是否發(fā)生接地故障，主要是因為當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，電壓數(shù)值會降低。

1.2實例分析

文章以某電網(wǎng)為例，該電網(wǎng)于2010年應(yīng)用了繼電保護(hù)自動化技術(shù)，2011年4月23日，110kV變壓器主變低壓側(cè)繼電保護(hù)動作，1號主變101開關(guān)跳閘，2號主變119、131開關(guān)過流保護(hù)動作跳閘，重合閘動作，合成功，電網(wǎng)維護(hù)人員趕到事故現(xiàn)場，設(shè)備并無異常，維護(hù)人員通過查看跳閘過的線路，兩條線路故障都能夠合閘成功，但是卻導(dǎo)致越級跳閘。通過對故障進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)為線路故障，開關(guān)拒動，處理方法表現(xiàn)為：把故障開關(guān)隔離，恢復(fù)供電，然后通知檢修人員認(rèn)真檢查，查實狀況后采取措施進(jìn)行檢修。

2繼電保護(hù)自動化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

繼電保護(hù)自動化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢主要包括以下幾個方面：其一，智能化，近年來，人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動化中得到非常廣泛的應(yīng)用，例如模糊邏輯算法、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，通過將這些人工智能技術(shù)應(yīng)用在繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)中，能夠保證繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)正確判別故障，并具有智能化解決復(fù)雜問題的能力，進(jìn)而實現(xiàn)繼電保護(hù)的智能化；其二，網(wǎng)絡(luò)化，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及能源發(fā)展中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，通過將網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)應(yīng)用在電力繼電保護(hù)系統(tǒng)中，利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⒅饕O(shè)備的繼電保護(hù)裝置連接在一起，創(chuàng)建繼電保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)，能夠顯著的提高繼電保護(hù)的可靠性，因此電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化是未來發(fā)展的一種必然趨勢；其三，計算機(jī)化，隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，自動化芯片控制的電路保護(hù)硬件已經(jīng)從16位單CPU結(jié)構(gòu)發(fā)展為32位CPU微機(jī)保護(hù)結(jié)構(gòu)，顯著的提高了繼電保護(hù)的性能以及響應(yīng)速度，繼電保護(hù)自動化系統(tǒng)的計算機(jī)化已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。

篇（4）

對于專用光纖保護(hù)方式，雖然接線簡單，但在保護(hù)工作人員的維護(hù)上沒有優(yōu)勢，而且反復(fù)進(jìn)行尾纖的拔插極易造成設(shè)備損壞，重點在于該方式對于通信光纜的纖芯資源占用較大，通信光纜在承載各個傳輸網(wǎng)的光鏈路傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)后會出現(xiàn)沒有足夠的纖芯可以用于保護(hù)通道的情況。對于復(fù)用光纖保護(hù)方式，保護(hù)信息在傳輸?shù)倪^程中需經(jīng)歷幾次跳轉(zhuǎn)，MUX光電轉(zhuǎn)換設(shè)備、通信SDH傳輸設(shè)備的可靠性若出現(xiàn)問題，則對繼電保護(hù)也帶來了安全隱患。復(fù)用保護(hù)通道的中間節(jié)點不利于運行人員的巡檢工作。

2發(fā)展前景

對于現(xiàn)行的復(fù)用光纖保護(hù)通道方式，保護(hù)裝置發(fā)出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號的過程由MUX裝置完成，MUX裝置需要單獨設(shè)立屏柜裝置并擺放于通信機(jī)房內(nèi)。這樣的方式對于一個有很多出線的220kV及以上變電站并不利于通信設(shè)備的擺放及后期擴(kuò)建，而且一列類的解碼編碼過程計較繁瑣。在現(xiàn)在的實際運行中，MUX轉(zhuǎn)換裝置是一種第三方協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，它沒有統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，不能網(wǎng)管監(jiān)控，并且故障頻發(fā)，給繼電保護(hù)帶來了安全隱患。于是新的發(fā)展模式出現(xiàn)，南網(wǎng)提出新型的2M光接口板用于通信SDH傳輸設(shè)備。2M光接口板的使用取代了原有的2M電接口板及MUX轉(zhuǎn)換裝置，2M光接口板像2M電接口一樣占用2-3個槽位置于SDH同步傳輸設(shè)備的核心子架內(nèi)。當(dāng)保護(hù)室的保護(hù)裝置發(fā)送出標(biāo)稱速率為2Mb/s光信號后，通過兩根尾纖接至光配線單元，經(jīng)由聯(lián)絡(luò)光纜可直接連接到SDH同步傳輸設(shè)備上的2M光接口板，此時2Mb/s的光信號可直接進(jìn)行光電轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)變?yōu)?Mb/s的電信號，該電信號的時鐘信息被提取，保證了兩端站點傳輸設(shè)備所傳輸信息的同步性，后續(xù)過程則與傳統(tǒng)模式一致。如下圖3所示：這樣的通道模式較傳統(tǒng)模式省去了MUX轉(zhuǎn)換裝置，節(jié)省了機(jī)房的空間，簡化了編解碼的過程，減少了設(shè)備間的反復(fù)跳線，也解決了MUX轉(zhuǎn)換裝置不能網(wǎng)管監(jiān)控的問題，不會因為MUX裝置故障頻發(fā)而影響繼電保護(hù)業(yè)務(wù)。目前市場上了解到的新型2M光接口板加光接口模塊組合后費用在4萬元左右，原2M電接口板的費用為2萬元左右，費用相差近一倍。但是一個2M光接口板上的光接口數(shù)量一般可達(dá)8個，即每個2M光接口可傳輸8個2Mb/s的保護(hù)通道，對于一個220kV變電站而言，通信機(jī)房內(nèi)至少需要8臺MUX轉(zhuǎn)換裝置，一臺MUX裝置的價格約2萬元左右，無論從經(jīng)濟(jì)還是技術(shù)角度考慮，新型2M光接口都具有絕對的優(yōu)勢。若2M光接口板在電網(wǎng)內(nèi)廣泛使用而批量生產(chǎn)，相信2M光接口板的價格也將有所下降。

篇（5）

1.10KV供電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的重要位置

電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等五個環(huán)節(jié)組成的。在電力系統(tǒng)中，各種類型的、大量的電氣設(shè)備通過電氣線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運行環(huán)境極其復(fù)雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發(fā)生是不可避免的。由于電力系統(tǒng)的特殊性，上述五個環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扣、時時平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時間內(nèi)完成的。在電力系統(tǒng)中的任何一處發(fā)生事故，都有可能對電力系統(tǒng)的運行產(chǎn)生重大影響。例如，當(dāng)系統(tǒng)中的某工礦企業(yè)的設(shè)備發(fā)生短路事故時，由于短路電流的熱效應(yīng)和電動力效應(yīng)，往往造成電氣設(shè)備或電氣線路的致命損壞還有可能嚴(yán)重到使系統(tǒng)的穩(wěn)定運行遭到破壞；當(dāng)10KV不接地系統(tǒng)中的某處發(fā)生一相接地時，就會造成接地相的電壓降低，其他兩相的電壓升高，常此運行就可能使系統(tǒng)中的絕緣遭受損壞，也有進(jìn)一步發(fā)展為事故的可能。

10KV供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一部分。它能否安全、穩(wěn)定、可靠地運行，不但直接關(guān)系到企業(yè)用電的暢通，而且涉及到電力系統(tǒng)能否正常的運行。因此要全面地理解和執(zhí)行地區(qū)電業(yè)部門的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程以及相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

由于10KV系統(tǒng)中包含著一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)。又由于一次系統(tǒng)比較簡單、更為直觀，在考慮和設(shè)置上較為容易；而二次系統(tǒng)相對較為復(fù)雜，并且二次系統(tǒng)包括了大量的繼電保護(hù)裝置、自動裝置和二次回路。所謂繼電保護(hù)裝置就是在供電系統(tǒng)中用來對一次系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、測量、控制和保護(hù)，由繼電器來組成的一套專門的自動裝置。為了確保10KV供電系統(tǒng)的正常運行，必須正確的設(shè)置繼電保護(hù)裝置。

2.10KV系統(tǒng)中應(yīng)配置的繼電保護(hù)

按照工廠企業(yè)10KV供電系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)范要求，在10KV的供電線路、配電變壓器和分段母線上一般應(yīng)設(shè)置以下保護(hù)裝置：

（1）10KV線路應(yīng)配置的繼電保護(hù)

10KV線路一般均應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。當(dāng)過電流保護(hù)的時限不大于0.5s～0.7s,并沒有保護(hù)配合上的要求時，可不裝設(shè)電流速斷保護(hù)；自重要的變配電所引出的線路應(yīng)裝設(shè)瞬時電流速斷保護(hù)。當(dāng)瞬時電流速斷保護(hù)不能滿足選擇性動作時，應(yīng)裝設(shè)略帶時限的電流速斷保護(hù)。

（2）10KV配電變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù)

1）當(dāng)配電變壓器容量小于400KVA時：一般采用高壓熔斷器保護(hù)；

2）當(dāng)配電變壓器容量為400～630KVA，高壓側(cè)采用斷路器時，應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)，而當(dāng)過流保護(hù)時限大于0.5s時，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)；對于車間內(nèi)油浸式配電變壓器還應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)；

3）當(dāng)配電變壓器容量為800KVA及以上時，應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)，而當(dāng)過流保護(hù)時限大于0.5s時，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)；對于油浸式配電變壓器還應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)；另外尚應(yīng)裝設(shè)溫度保護(hù)。

（3）10KV分段母線應(yīng)配置的繼電保護(hù)

對于不并列運行的分段母線,應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動解除；另外應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。如采用的是反時限過電流保護(hù)時，其瞬動部分應(yīng)解除；對于負(fù)荷等級較低的配電所可不裝設(shè)保護(hù)。

3.10KV系統(tǒng)中繼電保護(hù)的配置現(xiàn)狀

目前，一般企業(yè)高壓供電系統(tǒng)中均為10KV系統(tǒng)。除早期建設(shè)的10KV系統(tǒng)中，較多采用的是直流操作的定時限過電流保護(hù)和瞬時電流速斷保護(hù)外，近些年來飛速建設(shè)的電網(wǎng)上一般均采用了環(huán)網(wǎng)或手車式高壓開關(guān)柜，繼電保護(hù)方式多為交流操作的反時限過電流保護(hù)裝置。很多重要企業(yè)為雙路10KV電源、高壓母線分段但不聯(lián)絡(luò)或雖能聯(lián)絡(luò)但不能自動投入。在系統(tǒng)供電的可靠性、故障響應(yīng)的靈敏性、保護(hù)動作的選擇性、切除故障的快速性以及運行方式的靈活性、運行人員的熟練性上都存在著一些急待解決的問題。

二繼電保護(hù)的基本概念

1.10KV供電系統(tǒng)的幾種運行狀況

（1）供電系統(tǒng)的正常運行

這種狀況系指系統(tǒng)中各種設(shè)備或線路均在其額定狀態(tài)下進(jìn)行工作；各種信號、指示和儀表均工作在允許范圍內(nèi)的運行狀況；

（2）供電系統(tǒng)的故障

這種狀況系指某些設(shè)備或線路出現(xiàn)了危及其本身或系統(tǒng)的安全運行，并有可能使事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大的運行狀況；

（3）供電系統(tǒng)的異常運行

這種狀況系指系統(tǒng)的正常運行遭到了破壞，但尚未構(gòu)成故障時的運行狀況。

2.10KV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的任務(wù)

（1）在供電系統(tǒng)中運行正常時，它應(yīng)能完整地、安全地監(jiān)視各種設(shè)備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據(jù)；

（2）如供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，它應(yīng)能自動地、迅速地、有選擇性地切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運行；

（3）當(dāng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運行工作狀況時，它應(yīng)能及時地、準(zhǔn)確地發(fā)出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理；

不難看出，在10KV系統(tǒng)中裝設(shè)繼電保護(hù)裝置的主要作用是通過縮小事故范圍或預(yù)報事故的發(fā)生，來達(dá)到提高系統(tǒng)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(tǒng)中利用熔斷器去完成上述任務(wù)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(jìn)一步擴(kuò)大的可能；同時還延長了停電的歷時。只有采用繼電保護(hù)裝置才是最完美的措施。因此，在10KV系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置就成了供電系統(tǒng)能否安全可靠運行的不可缺少的重要組成部分。

3.對繼電保護(hù)裝置的基本要求

對繼電保護(hù)裝置的基本要求有四點：即選擇性、靈敏性、速動性和可靠性

（1）選擇性

當(dāng)供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能有選擇性地將故障部分切除。也就是它應(yīng)該首先斷開距離故障點最近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)正常運行。系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置能滿足上述要求的，就稱為有選擇性；否則就稱為沒有選擇性。

主保護(hù)和后備保護(hù)：

10KV供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和線路應(yīng)裝設(shè)短路故障保護(hù)。短路故障保護(hù)應(yīng)有主保護(hù)、后備保護(hù)，必要時可增設(shè)輔助保護(hù)。

當(dāng)在系統(tǒng)中的同一地點或不同地點裝有兩套保護(hù)時，其中有一套動作比較快，而另一套動作比較慢，動作比較快的就稱為主保護(hù)；而動作比較慢的就稱為后備保護(hù)。即：為滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備的要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)，就稱為主保護(hù)；當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動時，用以切除故障的保護(hù)，就稱為后備保護(hù)。

后備保護(hù)不應(yīng)理解為次要保護(hù)，它同樣是重要的。后備保護(hù)不僅可以起到當(dāng)主保護(hù)應(yīng)該動作而未動作時的后備，還可以起到當(dāng)主保護(hù)雖已動作但最終未能達(dá)到切除故障部分的作用。除此之外，它還有另外的意義。為了使快速動作的主保護(hù)實現(xiàn)選擇性，從而就造成了主保護(hù)不能保護(hù)線路的全長,而只能保護(hù)線路的一部分。也就是說，出現(xiàn)了保護(hù)的死區(qū)。這一死區(qū)就必須利用后備保護(hù)來彌補不可。

近后備和遠(yuǎn)后備：

當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動時，由相臨設(shè)備或線路的保護(hù)來實現(xiàn)的后備稱為遠(yuǎn)后備保護(hù)；由本級電氣設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實現(xiàn)后備的保護(hù)，就叫近后備保護(hù)；

輔助保護(hù)：

為補充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運行而增設(shè)的簡單保護(hù)，稱為輔助保護(hù)。

（2）靈敏性

靈敏性系指繼電保護(hù)裝置對故障和異常工作狀況的反映能力。在保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi)，不管短路點的位置如何、不論短路的性質(zhì)怎樣，保護(hù)裝置均不應(yīng)產(chǎn)生拒絕動作；但在保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障時,又不應(yīng)該產(chǎn)生錯誤動作。保護(hù)裝置靈敏與否，一般用靈敏系數(shù)來衡量。保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)應(yīng)根據(jù)不利的運行方式和故障類型進(jìn)行計算。靈敏系數(shù)Km為被保護(hù)區(qū)發(fā)生短路時，流過保護(hù)安裝處的最小短路電流Id.min與保護(hù)裝置一次動作電流Idz的比值，即:

Km=Id.min/Idz

靈敏系數(shù)越高，則反映輕微故障的能力越強。各類保護(hù)裝置靈敏系數(shù)的大小，根據(jù)保護(hù)裝置的不同而不盡相同。對于多相保護(hù)，Idz取兩相短路電流最小值Idz(2);對于10KV不接地系統(tǒng)的單相短路保護(hù)取單相接地電容電流最小值Ic.min;

（3）速動性

速動性是指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障。

縮短切除故障的時間，就可以減輕短路電流對電氣設(shè)備的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓的恢復(fù)，從而為電氣設(shè)備的自啟動創(chuàng)造了有利條件，同時還提高了發(fā)電機(jī)并列運行的穩(wěn)定性。

所謂故障的切除時間是指保護(hù)裝置的動作時間與斷路器的跳閘時間之和。由于斷路器一經(jīng)選定，其跳閘時間就已確定，目前我國生產(chǎn)的斷路器跳閘時間均在0.02S以下。所以實現(xiàn)速動性的關(guān)鍵是選用的保護(hù)裝置應(yīng)能快速動作。

（4）可靠性

保護(hù)裝置應(yīng)能正確的動作，并隨時處于準(zhǔn)備狀態(tài)。如不能滿足可靠性的要求，保護(hù)裝置反而成為了擴(kuò)大事故或直接造成故障的根源。為確保保護(hù)裝置動作的可靠性，則要求保護(hù)裝置的設(shè)計原理、整定計算、安裝調(diào)試要正確無誤；同時要求組成保護(hù)裝置的各元件的質(zhì)量要可靠、運行維護(hù)要得當(dāng)、系統(tǒng)應(yīng)盡可能的簡化有效，以提高保護(hù)的可靠性。

4.繼電保護(hù)的基本原理

（1）電力系統(tǒng)故障的特點

電力系統(tǒng)中的故障種類很多，但最為常見、危害最大的應(yīng)屬各種類型的短路事故。一旦出現(xiàn)短路故障，就會伴隨其產(chǎn)生三大特點。即：電流將急劇增大、電壓將急劇下降、電壓與電流之間的相位角將發(fā)生變化。

（2）繼電保護(hù)的類型

在電力系統(tǒng)中以上述物理量的變化為基礎(chǔ)，利用正常運行和故障時各物理量的差別就可以構(gòu)成各種不同原理和類型的繼電保護(hù)裝置。如：

反映電流變化的電流保護(hù)，有定時限過電流保護(hù)、反時限過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)和零序電流保護(hù)等；

反映電壓變化的電壓保護(hù)，有過電壓保護(hù)和低電壓保護(hù)；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(hù)；

反映電壓與電流之間比值，也就是反映短路點到保護(hù)安裝處阻抗的距離保護(hù)；反映輸入電流與輸出電流之差的差動保護(hù)，其中又分為橫聯(lián)差動和縱聯(lián)差動保護(hù)；

用于反映系統(tǒng)中頻率變化的周波保護(hù)；

專門用于反映變壓器內(nèi)部故障的氣體保護(hù)（即瓦斯保護(hù)），其中又分為輕瓦斯和重瓦斯保護(hù)；

專門用于反映變壓器溫度變化的溫度保護(hù)等。

另外，10KV系統(tǒng)中一般可在進(jìn)線處裝設(shè)電流保護(hù)；在配電變壓器的高壓側(cè)裝設(shè)電流保護(hù)、溫度保護(hù)（油浸變壓器根據(jù)其容量大小尚應(yīng)考慮裝設(shè)氣體保護(hù)）；高壓母線分段處應(yīng)根據(jù)具體情況裝設(shè)電流保護(hù)等。

三幾種常用電流保護(hù)的分析

1.反時限過電流保護(hù)

（1）什麼是反時限過電流保護(hù)

繼電保護(hù)的動作時間與短路電流的大小有關(guān)，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(hù)就叫做反時限過電流保護(hù)。

（2）繼電器的構(gòu)成

反時限過電流保護(hù)是由GL-15(25)感應(yīng)型繼電器構(gòu)成的。這種保護(hù)方式廣泛應(yīng)用于一般工礦企業(yè)中，感應(yīng)型繼電器兼有電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式時間繼電器(作為時限元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)和電磁式中間繼電器(作為出口元件)的功能，用以實現(xiàn)反時限過電流保護(hù)；另外，它還有電磁速斷元件的功能，又能同時實現(xiàn)電流速斷保護(hù)。采用這種繼電器,就可以采用交流操作，無須裝設(shè)直流屏等設(shè)備；通過一種繼電器還可以完成兩種保護(hù)功能(體現(xiàn)了繼電器的多功能性)，也可以大大簡化繼電保護(hù)裝置。但這種繼電器雖外部接線簡單，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，調(diào)試比較困難；在靈敏度和動作的準(zhǔn)確性、速動性等方面也遠(yuǎn)不如電磁式繼電器構(gòu)成的繼電保護(hù)裝置。

（3）反時限過電流保護(hù)的基本原理

當(dāng)供電線路發(fā)生相間短路時，感應(yīng)型繼電器KA1或(和)KA2達(dá)到整定的一定時限后動作，首先使其常開觸點閉合，這時斷路器的脫扣器YR1或(和)YR2因有KA1或(和)KA2的常閉觸點分流(短路)，而無電流通過,故暫時不會動作。但接著KA1或(KA2)的常閉觸點斷開，因YR1或(和)YR2因“去分流”而通電動作，使斷路器跳閘，同時繼電器本身的信號掉牌掉下，給出信號。

在這里應(yīng)予說明，在采用“去分流”跳閘的反時限過電流保護(hù)裝置中，如繼電器的常閉觸點先斷開而常開觸點后閉合時，則會出現(xiàn)下列問題：

1）繼電器在其常閉觸點斷開時即先失電返回，因此其常開觸點不可能閉合，因此跳閘線圈也就不能通電跳閘；

2）繼電器的常閉觸點如先斷開,CT的二次側(cè)帶負(fù)荷開路，將產(chǎn)生數(shù)千伏的高電壓、比差角差增大、計量不準(zhǔn)以及鐵心發(fā)熱有可能燒毀絕緣等，這是不允許的。

2.定時限過電流保護(hù)

（1）什麼是定時限過電流保護(hù)

繼電保護(hù)的動作時間與短路電流的大小無關(guān)，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(nèi)是連續(xù)可調(diào)的，這種保護(hù)方式就稱為定時限過電流保護(hù)。

（2）繼電器的構(gòu)成

定時限過電流保護(hù)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(gòu)成的。它一般采用直流操作，須設(shè)置直流屏。定時限過電流保護(hù)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(jù)計算后獲取的參數(shù)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(diào)試比較準(zhǔn)確和方便。這種保護(hù)方式一般應(yīng)用在10～35KV系統(tǒng)中比較重要的變配電所。

（3）定時限過電流保護(hù)的基本原理

10KV中性點不接地系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限過電流保護(hù)的原理接線圖。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(gòu)成。

當(dāng)被保護(hù)線路只設(shè)有一套保護(hù)，且時間繼電器的容量足大時，可用時間繼電器的觸點去直接接通跳閘回路，而省去出口中間繼電器。

當(dāng)被保護(hù)線路中發(fā)生短路故障時，電流互感器的一次電流急劇增加，其二次電流隨之成比例的增大。當(dāng)CT的二次電流大于電流繼電器的起動值時，電流繼電器動作。由于兩只電流繼電器的觸點是并聯(lián)的，故當(dāng)任一電流繼電器的觸點閉合，都能接通時間繼電器的線圈回路。這時，時間繼電器就按照預(yù)先整定的時間動作使其接點吸合。這樣，時間繼電器的觸點又接通了信號繼電器和出口中間繼電器的線圈，使其動作。出口中間繼電器的觸點接通了跳閘線圈回路，從而使被保護(hù)回路的斷路器跳閘切斷了故障回路，保證了非故障回路的繼續(xù)運行。而信號繼電器的動作使信號指示牌掉下并發(fā)出警報信號。

由上不難看出，保護(hù)裝置的動作時間只決定于時間繼電器的預(yù)先整定的時間，而與被保護(hù)回路的短路電流大小無關(guān)，所以這種過電流保護(hù)稱為定時限過電流保護(hù)。

（4）動作電流的整定計算

過流保護(hù)裝置中的電流繼電器動作電流的整定原則，是按照躲過被保護(hù)線路中可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來考慮的。也就是只有在被保護(hù)線路故障時才啟動，而在最大負(fù)荷電流出現(xiàn)時不應(yīng)動作。為此必須滿足以下兩個條：

1）在正常情況下，出現(xiàn)最大負(fù)荷電流時（即電動機(jī)的啟動和自啟動電流，以及用戶負(fù)荷的突增和線路中出現(xiàn)的尖峰電流等）不應(yīng)動作。即：

Idz>Ifh.max

式中Idz----過電流保護(hù)繼電器的一次動作電流；

Ifh.max------最大負(fù)荷電流

2）保護(hù)裝置在外部故障切除后應(yīng)能可靠地返回。因為短路電流消失后，保護(hù)裝置有可能出現(xiàn)最大負(fù)荷電流，為保證選擇性，

已動作的電流繼電器在這時應(yīng)當(dāng)返回。因此保護(hù)裝置的一次返回電流If應(yīng)大于最大負(fù)荷電流fh.max。即：

If>Ifh.max

因此，定時限過電流裝置電流繼電器的動作電流Idz.j為：

Idz.j=(Kk.Kjx/Kf.Nlh).Ifh.max

式中

Kk------可靠系數(shù)，考慮到繼電器動作電流的誤差和計算誤差而設(shè)。一般取為1.15～1.25Kjx------由于繼電器接入電流互感器二次側(cè)的方式不同而引入的一個系數(shù)。電流互感器為三相完全星形接線和不完全星形接線時

Kjx=1；如為三角形接線和兩相電流差接線時Kjx=1.732;

Kf-------返回系數(shù)，一般小于1；

Nlh------電流互感器的變比。

（5）動作時限的整定原則

為使過電流保護(hù)具有一定的選擇性，各相臨元件的過電流保護(hù)應(yīng)具有不同的動作時間。

在線路XL-1、XL-2、XL-3的靠近電源端分別裝有過電流保護(hù)裝置1、2、3。當(dāng)D1點發(fā)生短路時，短路電流由電源提供并流過保護(hù)裝置1、2、3，當(dāng)短路電流大于它們的整定值時，各套保護(hù)裝置均啟動。但按選擇性的要求，應(yīng)只由保護(hù)裝置3（離故障點最近）動作于跳閘。在故障切除后，保護(hù)裝置1、2返回。因此就必須使保護(hù)裝置2的動作時間較保護(hù)裝置1長一些；而保護(hù)裝置3又要比保護(hù)裝置2長一些，并依次類推，即：

t1>t2>t3

不難看出，各級保護(hù)裝置的動作時限是由末端向電源端逐級增大的。也就是越靠近電源端，保護(hù)的動作時限越長，有如階梯一樣，故稱為階梯性時限特性。各級之間的時限均差一個固定的數(shù)值，稱其為時限級差Dt。對于定時限過電流保護(hù)的時限級差Dt一般為0.5S;對于反時限的時限級差Dt

一般為0.7S。可是，越靠近電源端線路的阻抗越小，短路電流將越大，而保護(hù)的動作時間越長。也就是說過電流保護(hù)存在著缺陷。這種缺陷就必須由電流速斷保護(hù)來彌補不可。

（6）過電流保護(hù)的保護(hù)范圍

過流保護(hù)可以保護(hù)設(shè)備的全部，也可以保護(hù)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(hù)。

3.電流速斷保護(hù)

（1）什麼是電流速斷保護(hù)

電流速斷保護(hù)是一種無時限或略帶時限動作的一種電流保護(hù)。它能在最短的時間內(nèi)迅速切除短路故障，減小故障持續(xù)時間，防止事故擴(kuò)大。

電流速斷保護(hù)又分為瞬時電流速斷保護(hù)和略帶時限的電流速斷保護(hù)兩種。

（2）電流速斷保護(hù)的構(gòu)成

電流速斷保護(hù)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(gòu)成的。它一般不需要時間繼電器。常采用直流操作，須設(shè)置直流屏。電流速斷保護(hù)簡單可靠、完全依靠短路電流的大小來確定保護(hù)是否需要啟動。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(diào)試比較準(zhǔn)確和方便。

（3）瞬時電流速斷保護(hù)的整定原則和保護(hù)范圍

瞬時電流速斷保護(hù)與過電流保護(hù)的區(qū)別，在于它的動作電流值不是躲過最大負(fù)荷電流，而是必須大于保護(hù)范圍外部短路時的最大短路電流。即按躲過被保護(hù)線路末端可能產(chǎn)生的三相最大短路電流來整定。從而使速斷保護(hù)范圍被限制在被保護(hù)線路的內(nèi)部，從整定值上保證了選擇性，因此可以瞬時跳閘。當(dāng)在被保護(hù)線路外部發(fā)生短路時，它不會動作。所以不必考慮返回系數(shù)。由于只有當(dāng)短路電流大于保護(hù)裝置的動作電流時，保護(hù)裝置才能動作。所以瞬時電流速斷保護(hù)不能保護(hù)設(shè)備的全部，也不能保護(hù)線路的全長，而只能保護(hù)線路的一部分。對于最大運行方式下的保護(hù)范圍一般能達(dá)到線路全長的50%即認(rèn)為有良好的保護(hù)效果；對于在最小運行方式下的保護(hù)范圍能保護(hù)線路全長的15%～20%，即可裝設(shè)。保護(hù)范圍以外的區(qū)域稱為“死區(qū)”。因此，瞬時電流速斷保護(hù)的任務(wù)是在線路始端短路時能快速地切除故障。

當(dāng)線路故障時，瞬時電流速斷保護(hù)動作，運行人員根據(jù)其保護(hù)范圍較小這一特點,可以判斷故障出在線路首端，并且靠近保護(hù)安裝處；如為雙電源供電線路，則由兩側(cè)的瞬時電流速斷保護(hù)同時動作或同時都不動作，可判斷故障在線路的中間部分。

（4）瞬時電流速斷保護(hù)的基本原理

瞬時電流速斷保護(hù)的原理與定時限過電流保護(hù)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。

中間繼電器的作用有兩點：其一是因電流繼電器的接點容量較小，不能直接接通跳閘線圈，用以增大接點容量；其二是當(dāng)被保護(hù)線路上裝有熔斷器時，在兩相或三相避雷器同時放電時，將造成短時的相間短路。但當(dāng)放完電后，線路即恢復(fù)正常，因此要求速斷保護(hù)既不誤動，又不影響保護(hù)的快速性。利用中間繼電器的固有動作時間，就可避開避雷器的放電動作時間。

（5）略帶時限的電流速斷保護(hù)

瞬時電流速斷保護(hù)最大的優(yōu)點是動作迅速，但只能保護(hù)線路的首端。而定時限過電流保護(hù)雖能保護(hù)

線路的全長，但動作時限太長。因此，常用略帶時限的電流速斷保護(hù)來消除瞬時電流速斷保護(hù)的“死區(qū)”。要求略帶時限的電流速斷保護(hù)能保護(hù)全線路。因此，它的保護(hù)范圍就必然會延伸到下一段線路的始端去。這樣，當(dāng)下一段線路始端發(fā)生短路時，保護(hù)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(hù)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(hù)的動作電流大一些。略帶時限的電流速斷保護(hù)可作為被保護(hù)線路的主保護(hù)。略帶時限的電流速斷保護(hù)的原理接線和定時限過電流保護(hù)的原理接線相同。

4.三段式過電流保護(hù)裝置

由于瞬時電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分，所以不能作為線路的主保護(hù)，而只能作為加速切除線路首端故障的輔助保護(hù)；略帶時限的電流速斷保護(hù)能保護(hù)線路的全長，可作為本線路的主保護(hù)，但不能作為下一段線路的后備保護(hù)；定時限過電流保護(hù)既可作為本級線路的后備保護(hù)（當(dāng)動作時限短時，也可作為主保護(hù)，而不再裝設(shè)略帶時限的電流速斷保護(hù)。），還可以作為相臨下一級線路的后備保護(hù)，但切除故障的時限較長。

一般情況下，為了對線路進(jìn)行可靠而有效的保護(hù)，也常把瞬時電流速斷保護(hù)（或略帶時限的電流速斷保護(hù)）和定時限過電流保護(hù)相配合構(gòu)成兩段式電流保護(hù)。

對于第一段電流保護(hù)，究竟采用瞬時電流速斷保護(hù)，還是采用略帶時限的電流速斷保護(hù)，可由具體情況確定。如用在線路---變壓器組接線，以采用瞬時電流速斷保護(hù)為佳。因在變壓器高壓側(cè)故障時，切除變壓器和切除線路的效果是一樣的。此時，允許用線路的瞬時電流速斷保護(hù)，來切除變壓器高壓側(cè)的故障。也就是說，其保護(hù)范圍可保護(hù)到線路全長并延伸到變壓器高壓側(cè)。這時的第一段電流保護(hù)可以作為主保護(hù)；第二段一般均采用定時限過流保護(hù)作為后備保護(hù)，其保護(hù)范圍含線路---變壓器組的全部。

通常在被保護(hù)線路較短時，第一段電流保護(hù)均采用略帶時限的電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)；第二段采用定時限過流保護(hù)作為后備保護(hù)。

在實際中還常采用三段式電流保護(hù)。就是以瞬時電流速斷保護(hù)作為第一段，以加速切除線路首端的故障，用作輔助保護(hù)；以略帶時限的電流速斷保護(hù)作為第二段，以保護(hù)線路的全長，用作主保護(hù)；以定時限過電流保護(hù)作為第三段，以作為線路全長和相臨下一級線路的后備保護(hù)。對于北京電信的10KV（含35KV）供電線路今后宜選用兩段式或三段式電流保護(hù)。

因為這種保護(hù)的設(shè)置可以在相臨下一級線路的保護(hù)或斷路器拒動時，本級線路的定時限過流保護(hù)可以動作，起到遠(yuǎn)后備保護(hù)的作用；如本級線路的主保護(hù)（瞬時電流速斷或略帶時限的電流速斷保護(hù)）拒動時，則本級線路的定時限過電流保護(hù)可以動作，以起到近后備的作用。

5.零序電流保護(hù)

電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點運行方式，有中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地和中性點直接接地三種方式。10KV系統(tǒng)采用的是中性點不接地的運行方式。

系統(tǒng)運行正常時，三相是對稱的，三相對地間均勻分布有電容。在相電壓作用下，每相都有一個超前90°的電容電流流入地中。這三個電容電流數(shù)值相等、相位相差120°，其和為零.中性點電位為零。

假設(shè)A相發(fā)生了一相金屬性接地時，則A相對地電壓為零，其他兩相對地電壓升高為線電壓，三個線電壓不變。這時對負(fù)荷的供電沒有影響。按規(guī)程規(guī)定還可繼續(xù)運行2小時，而不必切斷電路。這也是采用中性點不接地的主要優(yōu)點。但其他兩相電壓升高，線路的絕緣受到考驗、有發(fā)展為兩點或多點接地的可能。應(yīng)及時發(fā)出信號，通知值班人員進(jìn)行處理。

10KV中性點不接地系統(tǒng)中，當(dāng)出現(xiàn)一相接地時，利用三相五鐵心柱的電壓互感器（PT)的開口三角形的開口兩端有無零序電壓來實現(xiàn)絕緣監(jiān)察。它可以在PT柜上通過三塊相電壓表和一塊線電壓表（通過轉(zhuǎn)換開關(guān)可觀察三個線電壓）看到“一低、兩高、三不變”。接在開口三角形開口兩端的過電壓繼電器動作，其常開接點接通信號繼電器，并發(fā)出預(yù)告信號。采用這種裝置比較簡單，但不能立即發(fā)現(xiàn)接地點，因為只要網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生一相接地，則在同一電壓等級的所有工礦企業(yè)的變電所母線上，均將出現(xiàn)零序電壓，接有帶絕緣監(jiān)視電壓互感器的電力用戶都會發(fā)出預(yù)告信號。也就是說該裝置沒有選擇性。為了查找接地點，需要電氣人員按照預(yù)先制定的“拉路序位圖”依次拉路查找，并隨之合上未接地的回路，直到找到接地點為止。可以看出，這種方法費力、費時、安全性差，在某些情況下這樣做還是不允許的。因此，這種裝置存在一定的缺陷。

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜、出線較多、可靠性要求高，采用絕緣監(jiān)察裝置是不能滿足運行要求時，可采用零序電流保護(hù)裝置。它是利用接地故障線路零序電流較非接地故障線路零序電流大的特點構(gòu)成的一種保護(hù)裝置。

零序電流保護(hù)一般使用在有條件安裝零序電流互感器的電纜線路或經(jīng)電纜引出的架空線路上。當(dāng)在電纜出線上安裝零序電流互感器時，其一次側(cè)為被保護(hù)電纜的三相導(dǎo)線，鐵心套在電纜外，其二次側(cè)接零序電流繼電器。當(dāng)正常運行或發(fā)生相間短路時，一次側(cè)電流為零。二次側(cè)只有因?qū)Ь€排列不對稱而產(chǎn)生的不平衡電流。當(dāng)發(fā)生一相接地時，零序電流反映到二次側(cè)，并流入零序電流繼電器，使其動作發(fā)出信號。在安裝零序電流保護(hù)裝置時，特別注意的一點是：電纜頭的接地線必須穿過零序電流互感器的鐵心。這是由于被保護(hù)電纜發(fā)生一相接地時，全靠穿過零序電流互感器鐵心的電纜頭接地線通過零序電流起作用的。否則互感器二次側(cè)也就不能感應(yīng)出電流，因而繼電器也就不可能動作。

不難理解，當(dāng)某一條線路上發(fā)生一相接地時，非接地線路上的零序電流為本身的零序電流。因此，為了保證動作的選擇性，在整定時，保護(hù)裝置的啟動電流Idz應(yīng)大于本線路的電容電流，即：

Idz=Kh.3Uxan.w.Co=Kh.Io

式中Idz------保護(hù)裝置的啟動電流；

Kh-------可靠系數(shù)，如無延時，考慮到不穩(wěn)定間歇性電弧所發(fā)生的振蕩涌流時，取4～5；如延時為0.5S時，則取1.5～2;

Uxan------相電壓值；

Co--------被保護(hù)線路每相的對地電容；

Io--------被保護(hù)線路的總電容電流。

按上式整定后，還需校驗在本線路上發(fā)生一相接地時的靈敏系數(shù)Klm,由于流經(jīng)接地線路上的零序電流為全網(wǎng)絡(luò)中非接地線路電容電流的總和，可用3Uxan.w.(CS-Co)表示，因此靈敏系數(shù)為:

Klm=3Uxan.w.(CS-Co)/Kh.3Uxan.w.Co

=(CS-Co)/Kh.Co

上式可改寫成:

Klm=I0S-Io/Kh.Io

=I0S-Io/Idz

式中CS------同一電壓等級網(wǎng)絡(luò)中，各元件每相對地電容之和；

I0S------與CS

相對應(yīng)的對地電容電流之和。對電纜線路取大于或等于1.25;架空線路取1.5;對于架空線路，由于沒有特制的零序電流互感器，如欲安裝零序電流保護(hù)，可把三相三只電流互感器的同名端并聯(lián)在一起，構(gòu)成零序電流過濾器，再接上零序電流繼電器。其動作電流整定值中，要考慮零序電流過濾器中不平衡電流的影響。

四對北京電信10KV系統(tǒng)中繼電保護(hù)的綜合評價

1.定時限過電流保護(hù)與反時限過電流保護(hù)的配置

10KV系統(tǒng)中的上、下級保護(hù)之間的配合條件必須考慮周全，考慮不周或選配不當(dāng)，則會造成保護(hù)的非選擇性動作，使斷路器越級跳閘。保護(hù)的選擇性配合主要包括上、下級保護(hù)之間的電流和時限的配合兩個方面。應(yīng)該指出，定時限過電流保護(hù)的配合問題較易解決。由于定時限過電流保護(hù)的時限級差為0.5S，選擇電網(wǎng)保護(hù)裝置的動作時限，一般是從距電源端最遠(yuǎn)的一級保護(hù)裝置開始整定的。為了縮短保護(hù)裝置的動作時限，特別是縮短多級電網(wǎng)靠近電源端的保護(hù)裝置的動作時限，其中時限級差起著決定的作用，因此希望時限級差越小越好。但為了保證各級保護(hù)裝置動作的選擇性,時限級差又不能太小。雖然反時限過電流保護(hù)也是按照時限的階梯原則來整定，其時限級差一般為0.7S。而且反時限過電流保護(hù)的動作時限的選擇與動作電流的大小有關(guān)。也就是說，反時限過電流保護(hù)隨著短路電流與繼電器動作電流的比值而變，因此整定反時限過電流保護(hù)時，所指的時間都是在某一電流值下的動作時間。還有，感應(yīng)型繼電器慣性較大，存在一定的誤差，它的特性不近相同，新舊、型的特性也不相同。所以，在實際運行整定時，就不能單憑特性曲線作為整定的依據(jù)，還應(yīng)該作必要的實測與調(diào)試。比較費力、費事。因此，反時限過電流保護(hù)時限特性的整定和配合就比定時限過電流保護(hù)裝置復(fù)雜得多。通過分析可以看出，北京電信10KV新建及在建工程中，應(yīng)以配置三段式或兩段式定時限過電流保護(hù)、瞬時電流速斷保護(hù)和略帶時限的電流速斷保護(hù)為好。

2.北京電信10KV系統(tǒng)中高壓設(shè)備的配置

目前，北京電信10KV系統(tǒng)中高壓開關(guān)柜的配置主要有兩大類：即固定式高壓開關(guān)柜和手車式高壓開關(guān)柜。關(guān)于固定式高壓開關(guān)柜是我國解放初期自前蘇聯(lián)引進(jìn)的老產(chǎn)品，柜型高大、有足夠的安全距離、但防護(hù)等級低、元器件陳舊、防電擊水平較低；而手車式高壓開關(guān)柜是近年來引進(jìn)國外技術(shù)，消化吸收研制的換代產(chǎn)品，體積縮小、防護(hù)等級大大提高、元器件的選用比較先進(jìn)、防電擊水平較高。其主要特點可歸納為：它有四室（手車室、電纜室、母線室和繼電儀表室）、七車（斷路器手車、隔離手車、接地手車、所用變壓器手車、電壓互感器手車、電壓互感器和避雷器手車、避雷器和電容器手車）、三個位置（工作位置、試驗位置和拖出柜外檢修位置）和兩個鎖定（工作位置的鎖定和試驗位置的鎖定）。它用高壓一次隔離觸頭替代了高壓隔離開關(guān)、用接地開關(guān)替代了臨時接地線等。對于系統(tǒng)的運行安全提供了很好的條件。關(guān)于配電變壓器安裝于主機(jī)樓時，一般均采用了防火等級較高的干式變壓器，筆者曾率先嘗試采用了D/Yo-11接線組別的干式變壓器（傳統(tǒng)采用Y/Yo-12接線組別），其一次接成了D形接線，為電信部門產(chǎn)生的大量高次諧波提供了通路，這樣就較為有效的防止了我們電信部門的用電對系統(tǒng)造成的諧波污染（目前電業(yè)部門正在諧波管理方面考慮采取必要的經(jīng)濟(jì)措施）；同時，采用了這種接線組別，使得繼電保護(hù)的靈敏性有所提高。按照IEC及新的國家標(biāo)準(zhǔn)GB50054-96的要求，應(yīng)逐步推廣采用D/Yo-11接線組別的配電變壓器。

3.關(guān)于10KV一相接地保護(hù)方式的探討

篇（6）

一、概述

隨著微機(jī)繼電保護(hù)裝置的廣泛應(yīng)用和變電站綜合自動化水平的不斷提高，各種智能設(shè)備采集的模擬量、開關(guān)量、一次設(shè)備狀態(tài)量大大增加，運行人員可以從中獲取更多的一、二次設(shè)備的實時信息。但是，由于目前的微機(jī)型二次設(shè)備考慮較多的是對以往設(shè)備功能的替代，導(dǎo)致這些設(shè)備基本上是獨立運行，致使它們采集的大量信息白白流失，未能得到充分利用。

電網(wǎng)是一個不可分割的整體，對整個電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息進(jìn)行綜合利用，對保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重大的意義。近幾年，計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，使綜合利用整個電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息成為可能。電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動化系統(tǒng)就是綜合利用整個電網(wǎng)智能設(shè)備所采集的信息，自動對信息進(jìn)行計算分析，并調(diào)整繼電保護(hù)的工作狀態(tài)，以確保電網(wǎng)運行安全可靠的自動化系統(tǒng)，它可以實現(xiàn)以下主要功能。

1.實現(xiàn)繼電保護(hù)裝置對系統(tǒng)運行狀態(tài)的自適應(yīng)。

2.實現(xiàn)對各種復(fù)雜故障的準(zhǔn)確故障定位。

3.完成事故分析及事故恢復(fù)的繼電保護(hù)輔助決策。

4.實現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修。

5.對線路縱聯(lián)保護(hù)退出引起的系統(tǒng)穩(wěn)定問題進(jìn)行分析，并提供解決方案。

6.對系統(tǒng)中運行的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行可靠性分析。

7.自動完成線路參數(shù)修正。

二、系統(tǒng)構(gòu)成

站在電網(wǎng)的角度，我們來分析電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動化系統(tǒng)獲取信息的途徑。電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，可以從調(diào)度中心獲得；一次設(shè)備的運行狀態(tài)及輸送潮流，可以通過EMS系統(tǒng)實時獲得；保護(hù)裝置的投退信息，由于必須通過調(diào)度下令，由現(xiàn)場執(zhí)行，因此可以從調(diào)度管理系統(tǒng)獲得，并從變電站監(jiān)控系統(tǒng)得到執(zhí)行情況的驗證；保護(hù)裝置故障及異常，可以從微機(jī)保護(hù)裝置獲得；電網(wǎng)故障信息，可以從微機(jī)保護(hù)及微機(jī)故障錄波器獲得。

通過以上分析，可以看出，實現(xiàn)電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動化系統(tǒng)的信息資源是充分的。為了更好的利用信息資源，應(yīng)建立客戶/服務(wù)器體系的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，按此結(jié)構(gòu)將系統(tǒng)分解成幾個部分，由客戶機(jī)和服務(wù)器協(xié)作來實現(xiàn)上述七種主要功能。這樣就可以實現(xiàn)最佳的資源分配及利用，減少網(wǎng)絡(luò)的通信負(fù)擔(dān)，提高系統(tǒng)運行的總體性能。

客戶機(jī)設(shè)在變電站，主要實現(xiàn)以下功能：

1.管理與保護(hù)及故障錄波器的接口，實現(xiàn)對不同廠家的保護(hù)及故障錄波器的數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換功能。在正常情況下巡檢保護(hù)的運行狀態(tài)，接收保護(hù)的異常報告。在電網(wǎng)發(fā)生故障后接收保護(hù)和故障錄波器的事故報告。

2.管理與監(jiān)控系統(tǒng)主站的接口，查詢現(xiàn)場值班人員投退保護(hù)的操作。

3.管理與遠(yuǎn)動主站的接口，將裝置異常、保護(hù)投退及其它關(guān)鍵信息通過遠(yuǎn)動主站實時上送調(diào)度端。

4.執(zhí)行數(shù)據(jù)處理、篩選、分析功能。實現(xiàn)對保護(hù)采集數(shù)據(jù)正確性的初步分析，篩選出關(guān)鍵信息。

5.管理及修改保護(hù)定值。

6.向服務(wù)器發(fā)出應(yīng)用請求，并接收服務(wù)器反饋信息。

7.主動或按服務(wù)器要求傳送事故報告，執(zhí)行服務(wù)器對指定保護(hù)和故障錄波器的查詢。

服務(wù)器設(shè)在調(diào)度端，可由一臺或多臺高性能計算機(jī)組成，主要實現(xiàn)以下功能：

1.向客戶機(jī)發(fā)送指令，接收并回答客戶機(jī)的請求。

2.接收客戶機(jī)傳送的事故報告。

3.控制對EMS系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)庫的存取。獲得一次設(shè)備狀態(tài)、輸送潮流及客戶機(jī)通過遠(yuǎn)動主站上送調(diào)度端的信息。

4.通過調(diào)度運行管理信息系統(tǒng)獲得調(diào)度員對保護(hù)的投退命令、設(shè)備檢修計劃等信息。

5.與繼電保護(hù)管理信息系統(tǒng)交換保護(hù)配置、定值、服役時間、各種保護(hù)裝置的正動率及異常率等信息，實現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的可靠性分析。

6.執(zhí)行故障計算程序、繼電保護(hù)定值綜合分析程序、事故分析程序、保護(hù)運行狀態(tài)監(jiān)測程序、穩(wěn)定分析程序等應(yīng)用軟件。

在實現(xiàn)了變電站綜合自動化的廠站，客戶機(jī)可在保護(hù)工程師站的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能擴(kuò)充，并成為變電站綜合自動化系統(tǒng)的組成部分。在沒有保護(hù)工程師站的廠站，可通過保護(hù)改造工程，建立變電站保護(hù)信息處理系統(tǒng)，使之成為客戶機(jī)。

由以上功能劃分可以看出，客戶機(jī)與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交換量并不大，僅在電網(wǎng)發(fā)生故障后，由于與故障設(shè)備有關(guān)聯(lián)的廠站的客戶機(jī)需要向服務(wù)器傳送詳細(xì)的故障報告，才會出現(xiàn)較大的信息量。因此，客戶機(jī)和服務(wù)器之間的聯(lián)絡(luò)，在目前條件下，完全可以采用調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行異步通信。將來如有條件，建議盡量采用廣域網(wǎng)交換數(shù)據(jù)。

三、功能分析

1.實現(xiàn)繼電保護(hù)裝置對系統(tǒng)運行狀態(tài)的自適應(yīng)。

電網(wǎng)繼電保護(hù)的整定計算十分復(fù)雜，由于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)以預(yù)先整定、實時動作為特征，保護(hù)定值必須適應(yīng)所有可能出現(xiàn)的運行方式的變化。假如一個變電站有15個元件，僅考慮本站檢修2個元件的組合方式就已經(jīng)達(dá)到100多個，而周圍系統(tǒng)機(jī)組停運、500KV自耦變的檢修及系統(tǒng)開環(huán)對短路電流和分支系數(shù)的影響甚至可能比本站元件檢修還要大，它們均需做為組合方式加以考慮，這就使組合方式之多達(dá)到難以想像的數(shù)量。

為使預(yù)先整定的保護(hù)定值適應(yīng)所有可能出現(xiàn)的運行方式的變化，必然出現(xiàn)以下問題：

A.縮短了保護(hù)范圍，延長了保護(hù)動作延時。

B.被迫退出某些受運行方式變化影響較大的保護(hù)。如四段式的零序電流保護(hù)僅能無配合的使用其最后兩段。

C.可能還存在由于運行方式考慮不周而出現(xiàn)失去配合。

D.被迫限制一次系統(tǒng)運行方式。

電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動化系統(tǒng)可以徹底改變這種局面。只要在調(diào)度端的服務(wù)器安裝故障計算及繼電保護(hù)定值綜合分析程序，依靠從EMS系統(tǒng)獲得的系統(tǒng)一次設(shè)備的運行狀態(tài)，就可以迅速準(zhǔn)確的判斷出當(dāng)前繼電保護(hù)裝置整定值的可靠性，如出現(xiàn)部分后備保護(hù)定值不配合時，根據(jù)從調(diào)度管理系統(tǒng)獲得的線路縱聯(lián)保護(hù)及母差保護(hù)的投入情況，確定是否需要調(diào)整定值。如需要調(diào)整，可通過調(diào)度端服務(wù)器向變電站的客戶機(jī)下達(dá)指令，由客戶機(jī)動態(tài)修改保護(hù)定值，從而實現(xiàn)繼電保護(hù)裝置對系統(tǒng)運行狀態(tài)的自適應(yīng)。以上所有計算分析工作，均依靠調(diào)度端服務(wù)器實時自動完成，這樣，繼電保護(hù)整定值就無需預(yù)先考慮那些出現(xiàn)機(jī)率很小的組合方式，從而解決困擾繼電保護(hù)整定計算工作的不同運行方式下可靠性與選擇性存在矛盾的問題。

目前，系統(tǒng)中運行的保護(hù)裝置可分為三類：第一類為非微機(jī)型保護(hù)；第二類為具備多個定值區(qū)并可切換的微機(jī)保護(hù)，一般不具備遠(yuǎn)方改定值的功能；第三類為新型微機(jī)保護(hù)，具備遠(yuǎn)方改定值的功能。對非微機(jī)型保護(hù)，在調(diào)度端可以將其設(shè)置為不能自動調(diào)整定值的保護(hù)，依靠周圍保護(hù)裝置的定值調(diào)整，實現(xiàn)與此類保護(hù)的配合。對第二類保護(hù)，可以事先設(shè)置多套整定值，調(diào)度端只是通過變電站客戶機(jī)，控制其在當(dāng)前運行方式下采用那套整定值來實現(xiàn)定值的自適應(yīng)。

為提高可靠性，保護(hù)定值的自適應(yīng)可與調(diào)度系統(tǒng)的檢修申請相結(jié)合。當(dāng)電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動化系統(tǒng)從調(diào)度管理系統(tǒng)獲得計劃檢修工作申請后，即通過計算分析，事先安排定值的調(diào)整，并做相應(yīng)的事故預(yù)想（如在檢修基礎(chǔ)上再發(fā)生故障時保護(hù)的配合關(guān)系計算），從而大大提高系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的效能和安全水平。

2.實現(xiàn)對各種復(fù)雜故障的準(zhǔn)確故障定位。

目前的保護(hù)和故障錄波器的故障測距算法，一般分為故障分析法和行波法兩類。其中行波法由于存在行波信號的提取和故障產(chǎn)生行波的不確定性等問題而難以在電力生產(chǎn)中得到較好的運用。而故障分析法如果想要準(zhǔn)確進(jìn)行故障定位，必須得到故障前線路兩端綜合阻抗、相鄰線運行方式、與相鄰線的互感等信息，很顯然，僅利用保護(hù)或故障錄波器自己采集的數(shù)據(jù)，很難實現(xiàn)準(zhǔn)確的故障定位。另外，對于比較復(fù)雜的故障，比如跨線異名相故障，單端分析手段已經(jīng)無法正確判斷故障性質(zhì)和故障距離，因此，往往出現(xiàn)誤報。

我們知道，得到的系統(tǒng)故障信息愈多，則對故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準(zhǔn)確，因此，通過電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動化系統(tǒng)，可以徹底解決這個問題。調(diào)度端數(shù)據(jù)庫中，已經(jīng)儲備了所有一次設(shè)備參數(shù)、線路平行距離、互感情況等信息，通過共享EMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，可以獲得故障前系統(tǒng)一次設(shè)備的運行狀態(tài)。故障發(fā)生后，線路兩端變電站的客戶機(jī)可以從保護(hù)和故障錄波器搜集故障報告，上送到服務(wù)器。調(diào)度端服務(wù)器將以上信息綜合利用，通過比較簡單的故障計算，就可確定故障性質(zhì)并實現(xiàn)準(zhǔn)確的故障定位。

3.完成事故分析及事故恢復(fù)的繼電保護(hù)輔助決策。

系統(tǒng)發(fā)生事故后，往往有可能伴隨著其它保護(hù)的誤動作。傳統(tǒng)的事故分析由人完成，受經(jīng)驗和水平的影響，易出現(xiàn)偏差。由于電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動化系統(tǒng)搜集了故障前后系統(tǒng)一次設(shè)備的運行狀態(tài)和變電站保護(hù)和故錄的故障報告，可以綜合線路兩端保護(hù)動作信息及同一端的其它保護(hù)動作信息進(jìn)行模糊分析，并依靠保護(hù)和故錄的采樣數(shù)據(jù)精確計算，從而能夠迅速準(zhǔn)確的做出判斷，實現(xiàn)事故恢復(fù)的繼電保護(hù)輔助決策。

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生較大的事故時，由于在較短時間內(nèi)跳閘線路較多，一般已經(jīng)超過了繼電保護(hù)能夠適應(yīng)的運行方式，此時保護(hù)可能已經(jīng)處于無配合的狀態(tài)。此時進(jìn)行事故恢復(fù)，不僅需要考慮一次運行方式的合理，還需要考慮保護(hù)是否能夠可靠并有選擇的切除故障。借助電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動化系統(tǒng)，可以分析當(dāng)前運行方式下保護(hù)的靈敏度及配合關(guān)系，并通過遠(yuǎn)程改定值，完成繼電保護(hù)裝置對系統(tǒng)事故運行狀態(tài)的自適應(yīng)。

4.實現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修。

根據(jù)以往的統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，設(shè)計存在缺陷、二次回路維護(hù)不良、廠家制造質(zhì)量不良往往是繼電保護(hù)裝置誤動作的主要原因。由于微機(jī)型繼電保護(hù)裝置具有自檢及存儲故障報告的能力，因此，可以通過電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修。具體做法如下：

A.依靠微機(jī)保護(hù)的自檢功能，可以發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置內(nèi)部的硬件異常。變電站的客戶機(jī)搜集到保護(hù)的異常報告后，立即向相應(yīng)的調(diào)度端發(fā)出告警，從而使設(shè)備故障能夠得到及時處理，縮短保護(hù)裝置退出時間。

B.保護(hù)的開入量一般有開關(guān)輔助節(jié)點、通訊設(shè)備收信、合閘加速、啟動重合閘、其他保護(hù)動作等幾種，這些開入量對保護(hù)的可靠運行起關(guān)鍵作用。變電站的客戶機(jī)可以監(jiān)視保護(hù)裝置的開關(guān)量變位報告。當(dāng)發(fā)現(xiàn)保護(hù)的開入量發(fā)生變位時，可以通過查詢變電站一次系統(tǒng)狀態(tài)以及其他保護(hù)和錄波器的動作信息確定變位的正確性。這樣，就可以及早發(fā)現(xiàn)問題，預(yù)防一部分由設(shè)計缺陷或二次回路維護(hù)不良引起的誤動作。

C.為防止由于PT、CT兩點接地、保護(hù)裝置交流輸入回路異常、采樣回路異常等引起保護(hù)誤動作，可以由變電站的客戶機(jī)將保護(hù)啟動以后的報告進(jìn)行分析，首先可以判斷取自同一CT的兩套保護(hù)采樣值是否一致，其次，可以判斷本站不同PT對同一故障的采樣值是否一致。另外，還可以將從保護(hù)故障報告中篩選出的故障電流基波穩(wěn)態(tài)值及相位等信息上傳到調(diào)度端，與線路對側(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以發(fā)現(xiàn)PT兩點接地等問題。

通過以上措施，可以加強狀態(tài)檢修，相應(yīng)延長定期檢修周期，使保護(hù)裝置工作在最佳狀態(tài)。同時，還可以提高維護(hù)管理水平，減輕繼電保護(hù)工作人員的勞動強度，減少因為人員工作疏漏引起的誤動作。

5.對線路縱聯(lián)保護(hù)退出引起的系統(tǒng)穩(wěn)定問題進(jìn)行分析，并提供解決方案。

隨著電網(wǎng)的發(fā)展，系統(tǒng)穩(wěn)定問題日益突出。故障能否快速切除成為系統(tǒng)保持穩(wěn)定的首要條件，這就對線路縱聯(lián)保護(hù)的投入提出較高要求。但是，在目前情況下，由于通道或其它因素的影響，導(dǎo)致線路雙套縱聯(lián)保護(hù)退出時，只能斷開線路以保證系統(tǒng)穩(wěn)定和后備保護(hù)的配合。這種由于二次設(shè)備退出而影響一次設(shè)備運行的狀況是我們所不愿意看到的。

借助電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動化系統(tǒng)，我們可以完成以下工作。

A.根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前運行狀態(tài)校驗保護(hù)的配合關(guān)系。

B.根據(jù)線路兩側(cè)定值確定不同點故障保護(hù)的切除時間。

C.根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前的運行方式、輸送潮流、系統(tǒng)及機(jī)組的參數(shù)，結(jié)合故障切除時間，判斷線路不同點故障時系統(tǒng)能否保持穩(wěn)定。

D.判斷能否通過控制輸送潮流保持系統(tǒng)穩(wěn)定。

E.反推系統(tǒng)保持穩(wěn)定需要的故障切除時間。

F.通過遠(yuǎn)程改定值，保證系統(tǒng)穩(wěn)定及周圍系統(tǒng)后備保護(hù)的配合。

這樣，我們就可以大大減輕縱聯(lián)保護(hù)的退出給系統(tǒng)一次設(shè)備的運行帶來的影響，并提供縱聯(lián)保護(hù)的退出的整體解決方案。

6.對系統(tǒng)中運行的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行可靠性分析。

通過與繼電保護(hù)管理信息系統(tǒng)交換保護(hù)配置、服役時間、各種保護(hù)裝置的正動率及異常率等信息，電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)對繼電保護(hù)裝置的可靠性分析。特別是當(dāng)某種保護(hù)或保護(hù)信號傳輸裝置出現(xiàn)問題，并暫時無法解決時，通過將此類裝置的可靠性評價降低，減輕系統(tǒng)對此類保護(hù)的依賴，通過遠(yuǎn)程調(diào)整定值等手段，實現(xiàn)周圍系統(tǒng)保護(hù)的配合，防止因此類保護(hù)的拒動而擴(kuò)大事故。

7.自動完成線路參數(shù)修正。

由于征地的限制，新建線路往往與原有線路共用線路走廊，線路之間電磁感應(yīng)日益增大，造成新線路參數(shù)測試的不準(zhǔn)確以及原有線路參數(shù)的變化。現(xiàn)在，依靠電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動化系統(tǒng)，可以將每次故障周圍系統(tǒng)保護(hù)的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，利用線路兩端的故障電流、故障電壓，校核并修正線路參數(shù)，實現(xiàn)線路參數(shù)的自動在線測量，從而提高繼電保護(hù)基礎(chǔ)參數(shù)的可靠性，保證系統(tǒng)安全。

四、實現(xiàn)本系統(tǒng)的難點分析

1.管理問題

從技術(shù)上說，實現(xiàn)電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動化系統(tǒng)的條件已經(jīng)成熟，無論是變電站客戶機(jī)對保護(hù)信息的搜集、信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸還是調(diào)度端服務(wù)器對EMS系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)的讀取、故障及穩(wěn)定分析計算，都可以得到解決。主要的實施難度在于此系統(tǒng)需要綜合繼電保護(hù)、調(diào)度、方式、遠(yuǎn)動、通信以及變電站綜合自動化等各個專業(yè)的技術(shù)，并且涉及到控制運行設(shè)備，其它專業(yè)一般不愿牽扯其中，因此只有解決好管理問題，才可能順利實施。例如，目前變電站客戶機(jī)對信息的搜集，完全可以也應(yīng)該納入到變電站綜合自動化系統(tǒng)，但是，由于管理界面的劃分，有些運行單位希望保護(hù)專業(yè)獨立組網(wǎng)搜集信息，這樣就造成資源的分割和浪費，不利于今后對系統(tǒng)的擴(kuò)展。為了保證電力系統(tǒng)的安全運行，希望在將來的保護(hù)設(shè)計導(dǎo)則中，對此類問題統(tǒng)一予以規(guī)范。

2.安全性問題

由于電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動化系統(tǒng)的功能強大，并且可以控制運行設(shè)備，與電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行息息相關(guān)，因此在設(shè)計之初，就必須對系統(tǒng)的安全性問題給予足夠重視。可以說，安全性解決的好壞，將是本系統(tǒng)能否運用的關(guān)鍵。初步設(shè)想，調(diào)度端服務(wù)器必須采用雙機(jī)熱備用方式保證硬件安全；通過遠(yuǎn)方修改保護(hù)定值時，客戶機(jī)必須通過加密的數(shù)字簽名核實調(diào)度端傳送定值的可信度，并通過校驗碼及數(shù)據(jù)回送保證定值的可靠性。并且，當(dāng)客戶機(jī)向保護(hù)傳送定值時，必須不能影響保護(hù)的正常性能。在這方面，還需要做大量的工作。

3.規(guī)約問題

篇（7）

2繼電保護(hù)系統(tǒng)的主要構(gòu)成

電力系統(tǒng)是電能供應(yīng)傳輸?shù)年P(guān)鍵，與繼電保護(hù)系統(tǒng)聯(lián)用共同構(gòu)成安全穩(wěn)定的用電環(huán)境。繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中是不可缺少的部分，常作為用電安全保護(hù)平臺，主要構(gòu)成包括：

2.1測量部分

是測量通過被保護(hù)的電氣元件的物理參量，并與給定的值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，給出“是”“非”性質(zhì)的一組邏輯信號，從而判斷保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟動。例如，輸電線路以變壓器為運轉(zhuǎn)中心，對原始電能高低進(jìn)行調(diào)配，按照用電區(qū)域電壓承載力實施調(diào)控，通過繼電測量可促進(jìn)電能調(diào)配效率提高。

2.2邏輯部分

使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，最后確定是應(yīng)該使斷路器跳閘、發(fā)出信號或是否動作及是否延時等，并將對應(yīng)的指令傳給執(zhí)行輸出部分。例如，繼電保護(hù)器與配電變壓器組合應(yīng)用，可根據(jù)用電單位要求，嚴(yán)格控制配電量、電壓高低，保障用戶安全用電。

2.3輸出部分

根據(jù)邏輯傳過來的指令，最后完成保護(hù)裝置所承擔(dān)的任務(wù)。如在故障時動作于跳閘，不正常運行時發(fā)出信號，而在正常運行時不動作等。繼電保護(hù)器按照電力控制指令要求，執(zhí)行某個安全防護(hù)程序，并且將指令結(jié)果安全傳輸至調(diào)度中心，從而提升了繼電保護(hù)控制器的工作性能。

3電氣工程中的繼電保護(hù)功能

人類社會正處于信息化改革階段，信息技術(shù)應(yīng)用于各個行業(yè)是發(fā)展趨勢，也是繼電保護(hù)技術(shù)控制的關(guān)鍵。繼電保護(hù)是電氣工程科技化改造的新方向，充分利用互聯(lián)網(wǎng)平臺優(yōu)勢，解決傳統(tǒng)電力運行的不足，加快了電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層次改造進(jìn)度，構(gòu)建了符合現(xiàn)代化電力控制的安全調(diào)度模式。

3.1監(jiān)控功能

電力系統(tǒng)安全化發(fā)展是必然趨勢，繼電保護(hù)系統(tǒng)與電源系統(tǒng)、配電系統(tǒng)等共同運行，共同參與電能資源調(diào)配運輸工作，解決地區(qū)用電操作困境。監(jiān)視電力系統(tǒng)的正常運行，當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時，應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞。

3.2調(diào)整功能

電氣系統(tǒng)將朝著“高效、優(yōu)質(zhì)、安全”等方向發(fā)展，采用繼電保護(hù)技術(shù)輔助網(wǎng)絡(luò)化運行，這是電氣系統(tǒng)優(yōu)化升級的主要思路。反映電氣設(shè)備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運行維護(hù)條件的不同發(fā)出信號，提示值班員迅速采取措施，使之盡快恢復(fù)正常，或由裝置自動地進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運行會引起事故的電氣設(shè)備予以切除。

3.3安全功能

實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化和遠(yuǎn)程操作，以及工業(yè)生產(chǎn)的自動控制，均要借助繼電保護(hù)技術(shù)功能，如自動重合閘、備用電源自動投入、遙控、遙測等。當(dāng)系統(tǒng)和設(shè)備發(fā)生的故障足以損壞設(shè)備或危及電網(wǎng)安全時，繼電保護(hù)裝置能最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響，如單相接地、變壓器輕、重瓦斯信號、變壓器溫升過高等。

3.4防御功能

繼電保護(hù)技術(shù)是對電氣工程故障的綜合防護(hù)，提前發(fā)現(xiàn)潛在故障風(fēng)險。當(dāng)前，電力系統(tǒng)均配備了專用監(jiān)測系統(tǒng)，主要是對電力設(shè)備運行情況實時監(jiān)控，為電網(wǎng)調(diào)度與控制提供真實信號。狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是多項科技的綜合應(yīng)用，由數(shù)字化設(shè)備參與智能調(diào)度運行，對各種電氣設(shè)備或元件均起到防護(hù)作用。例如，線路電流超標(biāo)會引起燒損、斷電等故障，借助狀態(tài)監(jiān)測平臺可及時防御故障發(fā)生。

4基于繼電保護(hù)自動化控制系統(tǒng)繼電保護(hù)

自動化不僅配備了專用調(diào)度中心，也增加了一系列的安全保護(hù)基礎(chǔ)，形成相對穩(wěn)定的電能分配模式。隨著電力行業(yè)科技快速發(fā)展，縣級電力公司要靈活應(yīng)用繼電保護(hù)技術(shù)作為防護(hù)，為電氣工程自動化改造做好前期工作，維持電氣設(shè)備工作狀態(tài)的穩(wěn)定性。現(xiàn)階段，基于繼電保護(hù)系統(tǒng)可組建智能保護(hù)、實時仿真、安全告警等多項保護(hù)模式，具體情況：

4.1智能保護(hù)系統(tǒng)

智能保護(hù)是電氣工程調(diào)控新技術(shù)，借助智能系統(tǒng)取代人工操作，不僅保護(hù)了電力系統(tǒng)運行狀態(tài)，對人員及設(shè)備也起到了安全防護(hù)作用。例如，電氣工程中配備繼電保護(hù)器與電子感應(yīng)技術(shù)聯(lián)用，當(dāng)電氣系統(tǒng)出現(xiàn)異常故障之后，第一時間發(fā)出告警信號，提醒檢修人員趕往現(xiàn)場處理，防治故障擴(kuò)大化產(chǎn)生的異常危害。

4.2實時仿真系統(tǒng)

仿真技術(shù)是對繼電保護(hù)系統(tǒng)的模擬運行，尤其在新安裝的電力系統(tǒng)中，借助仿真模擬平臺可預(yù)測系統(tǒng)運行狀態(tài)，正式啟動前做好對應(yīng)的防護(hù)措施。實時仿真由動態(tài)保護(hù)技術(shù)構(gòu)成，在電氣設(shè)備安裝結(jié)束后執(zhí)行命令。技術(shù)人員分析仿真結(jié)果，總結(jié)電力系統(tǒng)運行存在的漏洞，擬定針對性的保護(hù)處理方案。

4.3安全告警系統(tǒng)

安全告警也是電氣系統(tǒng)防護(hù)的有效方式，采用多種保護(hù)技術(shù)維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，利用安全防護(hù)層執(zhí)行監(jiān)控命令，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)連接設(shè)備出現(xiàn)故障時，立即啟動告警程序。同時，對電氣設(shè)備執(zhí)行一級防護(hù)，確保設(shè)備在故障狀態(tài)下不會二次受損，為后期檢修工作爭取了更多的時間，這也是繼電保護(hù)技術(shù)多功能應(yīng)用的表現(xiàn)。

篇（8）

一、繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀

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

建國后，我國繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進(jìn)國家半個世紀(jì)走過的道路。50年代，我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運行技術(shù)，建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護(hù)技術(shù)隊伍，對全國繼電保護(hù)技術(shù)隊伍的建立和成長起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時國外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù)，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國已建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計、制造、運行和教學(xué)的完整體系。這是機(jī)電式繼電保護(hù)繁榮的時代，為我國繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

自50年代末，晶體管繼電保護(hù)已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時代。其中天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護(hù)和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù)，運行于葛洲壩500kV線路上，結(jié)束了500kV線路保護(hù)完全依靠從國外進(jìn)口的時代。

在此期間，從70年代中，基于集成運算放大器的集成電路保護(hù)已開始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位，這是集成電路保護(hù)時代。在這方面南京電力自動化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護(hù)起了重要作用，天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)備廠合作研制的集成電路相電壓補償式方向高頻保護(hù)也在多條220kV和500kV線路上運行。

我國從70年代末即已開始了計算機(jī)繼電保護(hù)的研究，高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。華中理工大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力學(xué)院、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機(jī)保護(hù)裝置。1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用［5］，揭開了我國繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁，為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。在主設(shè)備保護(hù)方面，東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī)?變壓器組保護(hù)也相繼于1989、1994年通過鑒定，投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置也于1991年通過鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)相電壓補償式方向高頻保護(hù)，西安交通大學(xué)與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護(hù)也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究，在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。可以說從90年代開始我國繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時代。

二、繼電保護(hù)的未來發(fā)展

繼電保護(hù)技術(shù)未來趨勢是向計算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。

2.1計算機(jī)化

隨著計算機(jī)硬件的迅猛發(fā)展，微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷發(fā)展。原華北電力學(xué)院研制的微機(jī)線路保護(hù)硬件已經(jīng)歷了3個發(fā)展階段：從8位單CPU結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)問世，不到5年時間就發(fā)展到多CPU結(jié)構(gòu)，后又發(fā)展到總線不出模塊的大模塊結(jié)構(gòu)，性能大大提高，得到了廣泛應(yīng)用。華中理工大學(xué)研制的微機(jī)保護(hù)也是從8位CPU，發(fā)展到以工控機(jī)核心部分為基礎(chǔ)的32位微機(jī)保護(hù)。

南京電力自動化研究院一開始就研制了16位CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù)，已得到大面積推廣，目前也在研究32位保護(hù)硬件系統(tǒng)。東南大學(xué)研制的微機(jī)主設(shè)備保護(hù)的硬件也經(jīng)過了多次改進(jìn)和提高。天津大學(xué)一開始即研制以16位多CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù)，1988年即開始研究以32位數(shù)字信號處理器(DSP)為基礎(chǔ)的保護(hù)、控制、測量一體化微機(jī)裝置，目前已與珠海晉電自動化設(shè)備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊，一個模塊就是一個小型計算機(jī)。采用32位微機(jī)芯片并非只著眼于精度，因為精度受A/D轉(zhuǎn)換器分辨率的限制，超過16位時在轉(zhuǎn)換速度和成本方面都是難以接受的；更重要的是32位微機(jī)芯片具有很高的集成度，很高的工作頻率和計算速度，很大的尋址空間，豐富的指令系統(tǒng)和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數(shù)據(jù)總線、地址總線都是32位的，具有存儲器管理功能、存儲器保護(hù)功能和任務(wù)轉(zhuǎn)換功能，并將高速緩存(Cache)和浮點數(shù)部件都集成在CPU內(nèi)。

電力系統(tǒng)對微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高，除了保護(hù)的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強大的通信能力，與其它保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機(jī)保護(hù)裝置具有相當(dāng)于一臺PC機(jī)的功能。在計算機(jī)保護(hù)發(fā)展初期，曾設(shè)想過用一臺小型計算機(jī)作成繼電保護(hù)裝置。由于當(dāng)時小型機(jī)體積大、成本高、可靠性差，這個設(shè)想是不現(xiàn)實的。現(xiàn)在，同微機(jī)保護(hù)裝置大小相似的工控機(jī)的功能、速度、存儲容量大大超過了當(dāng)年的小型機(jī)，因此，用成套工控機(jī)作成繼電保護(hù)的時機(jī)已經(jīng)成熟，這將是微機(jī)保護(hù)的發(fā)展方向之一。天津大學(xué)已研制成用同微機(jī)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)完全相同的一種工控機(jī)加以改造作成的繼電保護(hù)裝置。這種裝置的優(yōu)點有：(1)具有486PC機(jī)的全部功能，能滿足對當(dāng)前和未來微機(jī)保護(hù)的各種功能要求。(2)尺寸和結(jié)構(gòu)與目前的微機(jī)保護(hù)裝置相似，工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強，可運行于非常惡劣的工作環(huán)境，成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線，硬件模塊化，對于不同的保護(hù)可任意選用不同模塊，配置靈活、容易擴(kuò)展。

繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化、計算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性，如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，尚須進(jìn)行具體深入的研究。

2.2網(wǎng)絡(luò)化

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時代的技術(shù)支柱，使人類生產(chǎn)和社會生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個工業(yè)領(lǐng)域，也為各個工業(yè)領(lǐng)域提供了強有力的通信手段。到目前為止，除了差動保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)外，所有繼電保護(hù)裝置都只能反應(yīng)保護(hù)安裝處的電氣量。繼電保護(hù)的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強有力的數(shù)據(jù)通信手段。國外早已提出過系統(tǒng)保護(hù)的概念，這在當(dāng)時主要指安全自動裝置。因繼電保護(hù)的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務(wù))，還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。這就要求每個保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。顯然，實現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，亦即實現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。這在當(dāng)前的技術(shù)條件下是完全可能的。

對于一般的非系統(tǒng)保護(hù)，實現(xiàn)保護(hù)裝置的計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)也有很大的好處。繼電保護(hù)裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多，則對故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準(zhǔn)確。對自適應(yīng)保護(hù)原理的研究已經(jīng)過很長的時間，也取得了一定的成果，但要真正實現(xiàn)保護(hù)對系統(tǒng)運行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng)，必須獲得更多的系統(tǒng)運行和故障信息，只有實現(xiàn)保護(hù)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化，才能做到這一點。

對于某些保護(hù)裝置實現(xiàn)計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，也能提高保護(hù)的可靠性。天津大學(xué)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(hù)的原理，初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)分散成若干個(與被保護(hù)母線的回路數(shù)相同)母線保護(hù)單元，分散裝設(shè)在各回路保護(hù)屏上，各保護(hù)單元用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，每個保護(hù)單元只輸入本回路的電流量，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送給其它所有回路的保護(hù)單元，各保護(hù)單元根據(jù)本回路的電流量和從計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上獲得的其它所有回路的電流量，進(jìn)行母線差動保護(hù)的計算，如果計算結(jié)果證明是母線內(nèi)部故障則只跳開本回路斷路器，將故障的母線隔離。在母線區(qū)外故障時，各保護(hù)單元都計算為外部故障均不動作。這種用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的分布式母線保護(hù)原理，比傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)原理有較高的可靠性。因為如果一個保護(hù)單元受到干擾或計算錯誤而誤動時，只能錯誤地跳開本回路，不會造成使母線整個被切除的惡性事故，這對于象三峽電站具有超高壓母線的系統(tǒng)樞紐非常重要。

由上述可知，微機(jī)保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)化可大大提高保護(hù)性能和可靠性，這是微機(jī)保護(hù)發(fā)展的必然趨勢。

2.3保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化

在實現(xiàn)繼電保護(hù)的計算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保護(hù)裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機(jī)，是整個電力系統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲得的被保護(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此，每個微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實現(xiàn)保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。

目前，為了測量、保護(hù)和控制的需要，室外變電站的所有設(shè)備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設(shè)的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復(fù)雜。但是如果將上述的保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化的計算機(jī)裝置，就地安裝在室外變電站的被保護(hù)設(shè)備旁，將被保護(hù)設(shè)備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，還可免除電磁干擾。現(xiàn)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(tǒng)中得到應(yīng)用。在采用OTA和OTV的情況下，保護(hù)裝置應(yīng)放在距OTA和OTV最近的地方，亦即應(yīng)放在被保護(hù)設(shè)備附近。OTA和OTV的光信號輸入到此一體化裝置中并轉(zhuǎn)換成電信號后，一方面用作保護(hù)的計算判斷；另一方面作為測量量，通過網(wǎng)絡(luò)送到主控室。從主控室通過網(wǎng)絡(luò)可將對被保護(hù)設(shè)備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執(zhí)行斷路器的操作。1992年天津大學(xué)提出了保護(hù)、控制、測量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25數(shù)字信號處理器(DSP)為基礎(chǔ)的一個保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化裝置。

2.4智能化

近年來，人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，在繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究也已開始。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復(fù)雜的非線性問題，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護(hù)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃等也都有其獨特的求解復(fù)雜問題的能力。將這些人工智能方法適當(dāng)結(jié)合可使求解速度更快。天津大學(xué)從1996年起進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)式繼電保護(hù)的研究，已取得初步成果。可以預(yù)見，人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域必會得到應(yīng)用，以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。

三、結(jié)束語

篇（9）

一、繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀

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

建國后，我國繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進(jìn)國家半個世紀(jì)走過的道路。50年代，我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運行技術(shù)［1］，建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護(hù)技術(shù)隊伍，對全國繼電保護(hù)技術(shù)隊伍的建立和成長起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時國外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù)，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國已建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計、制造、運行和教學(xué)的完整體系。這是機(jī)電式繼電保護(hù)繁榮的時代，為我國繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

自50年代末，晶體管繼電保護(hù)已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時代。其中天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護(hù)和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù)，運行于葛洲壩500kV線路上［2］，結(jié)束了500kV線路保護(hù)完全依靠從國外進(jìn)口的時代。

在此期間，從70年代中，基于集成運算放大器的集成電路保護(hù)已開始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位，這是集成電路保護(hù)時代。在這方面南京電力自動化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護(hù)起了重要作用［3］，天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)備廠合作研制的集成電路相電壓補償式方向高頻保護(hù)也在多條220kV和500kV線路上運行。

我國從70年代末即已開始了計算機(jī)繼電保護(hù)的研究［4］，高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。華中理工大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力學(xué)院、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機(jī)保護(hù)裝置。1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用［5］，揭開了我國繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁，為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。在主設(shè)備保護(hù)方面，東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī)?變壓器組保護(hù)也相繼于1989、1994年通過鑒定，投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置也于1991年通過鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)相電壓補償式方向高頻保護(hù)，西安交通大學(xué)與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護(hù)也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此，不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究，在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。可以說從90年代開始我國繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時代。

二、繼電保護(hù)的未來發(fā)展

繼電保護(hù)技術(shù)未來趨勢是向計算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。

1計算機(jī)化

隨著計算機(jī)硬件的迅猛發(fā)展，微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷發(fā)展。原華北電力學(xué)院研制的微機(jī)線路保護(hù)硬件已經(jīng)歷了3個發(fā)展階段：從8位單CPU結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)問世，不到5年時間就發(fā)展到多CPU結(jié)構(gòu)，后又發(fā)展到總線不出模塊的大模塊結(jié)構(gòu)，性能大大提高，得到了廣泛應(yīng)用。華中理工大學(xué)研制的微機(jī)保護(hù)也是從8位CPU，發(fā)展到以工控機(jī)核心部分為基礎(chǔ)的32位微機(jī)保護(hù)。

南京電力自動化研究院一開始就研制了16位CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù)，已得到大面積推廣，目前也在研究32位保護(hù)硬件系統(tǒng)。東南大學(xué)研制的微機(jī)主設(shè)備保護(hù)的硬件也經(jīng)過了多次改進(jìn)和提高。天津大學(xué)一開始即研制以16位多CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù)，1988年即開始研究以32位數(shù)字信號處理器(DSP)為基礎(chǔ)的保護(hù)、控制、測量一體化微機(jī)裝置，目前已與珠海晉電自動化設(shè)備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊，一個模塊就是一個小型計算機(jī)。采用32位微機(jī)芯片并非只著眼于精度，因為精度受A/D轉(zhuǎn)換器分辨率的限制，超過16位時在轉(zhuǎn)換速度和成本方面都是難以接受的；更重要的是32位微機(jī)芯片具有很高的集成度，很高的工作頻率和計算速度，很大的尋址空間，豐富的指令系統(tǒng)和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數(shù)據(jù)總線、地址總線都是32位的，具有存儲器管理功能、存儲器保護(hù)功能和任務(wù)轉(zhuǎn)換功能，并將高速緩存(Cache)和浮點數(shù)部件都集成在CPU內(nèi)。

電力系統(tǒng)對微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高，除了保護(hù)的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強大的通信能力，與其它保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機(jī)保護(hù)裝置具有相當(dāng)于一臺PC機(jī)的功能。在計算機(jī)保護(hù)發(fā)展初期，曾設(shè)想過用一臺小型計算機(jī)作成繼電保護(hù)裝置。由于當(dāng)時小型機(jī)體積大、成本高、可靠性差，這個設(shè)想是不現(xiàn)實的。現(xiàn)在，同微機(jī)保護(hù)裝置大小相似的工控機(jī)的功能、速度、存儲容量大大超過了當(dāng)年的小型機(jī)，因此，用成套工控機(jī)作成繼電保護(hù)的時機(jī)已經(jīng)成熟，這將是微機(jī)保護(hù)的發(fā)展方向之一。天津大學(xué)已研制成用同微機(jī)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)完全相同的一種工控機(jī)加以改造作成的繼電保護(hù)裝置。這種裝置的優(yōu)點有：(1)具有486PC機(jī)的全部功能，能滿足對當(dāng)前和未來微機(jī)保護(hù)的各種功能要求。(2)尺寸和結(jié)構(gòu)與目前的微機(jī)保護(hù)裝置相似，工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強，可運行于非常惡劣的工作環(huán)境，成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線，硬件模塊化，對于不同的保護(hù)可任意選用不同模塊，配置靈活、容易擴(kuò)展。

繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化、計算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性，如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，尚須進(jìn)行具體深入的研究。

2網(wǎng)絡(luò)化

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時代的技術(shù)支柱，使人類生產(chǎn)和社會生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個工業(yè)領(lǐng)域，也為各個工業(yè)領(lǐng)域提供了強有力的通信手段。到目前為止，除了差動保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)外，所有繼電保護(hù)裝置都只能反應(yīng)保護(hù)安裝處的電氣量。繼電保護(hù)的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強有力的數(shù)據(jù)通信手段。國外早已提出過系統(tǒng)保護(hù)的概念，這在當(dāng)時主要指安全自動裝置。因繼電保護(hù)的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務(wù))，還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。這就要求每個保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。顯然，實現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，亦即實現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。這在當(dāng)前的技術(shù)條件下是完全可能的。

對于一般的非系統(tǒng)保護(hù)，實現(xiàn)保護(hù)裝置的計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)也有很大的好處。繼電保護(hù)裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多，則對故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準(zhǔn)確。對自適應(yīng)保護(hù)原理的研究已經(jīng)過很長的時間，也取得了一定的成果，但要真正實現(xiàn)保護(hù)對系統(tǒng)運行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng)，必須獲得更多的系統(tǒng)運行和故障信息，只有實現(xiàn)保護(hù)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化，才能做到這一點。

對于某些保護(hù)裝置實現(xiàn)計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，也能提高保護(hù)的可靠性。天津大學(xué)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(hù)的原理［6］，初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)分散成若干個(與被保護(hù)母線的回路數(shù)相同)母線保護(hù)單元，分散裝設(shè)在各回路保護(hù)屏上，各保護(hù)單元用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，每個保護(hù)單元只輸入本回路的電流量，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送給其它所有回路的保護(hù)單元，各保護(hù)單元根據(jù)本回路的電流量和從計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上獲得的其它所有回路的電流量，進(jìn)行母線差動保護(hù)的計算，如果計算結(jié)果證明是母線內(nèi)部故障則只跳開本回路斷路器，將故障的母線隔離。在母線區(qū)外故障時，各保護(hù)單元都計算為外部故障均不動作。這種用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的分布式母線保護(hù)原理，比傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)原理有較高的可靠性。因為如果一個保護(hù)單元受到干擾或計算錯誤而誤動時，只能錯誤地跳開本回路，不會造成使母線整個被切除的惡性事故，這對于象三峽電站具有超高壓母線的系統(tǒng)樞紐非常重要。

由上述可知，微機(jī)保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)化可大大提高保護(hù)性能和可靠性，這是微機(jī)保護(hù)發(fā)展的必然趨勢。

3保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化

在實現(xiàn)繼電保護(hù)的計算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保護(hù)裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機(jī)，是整個電力系統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲得的被保護(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此，每個微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實現(xiàn)保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。

目前，為了測量、保護(hù)和控制的需要，室外變電站的所有設(shè)備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設(shè)的大量控制電纜不但要大量投資，而且使二次回路非常復(fù)雜。但是如果將上述的保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化的計算機(jī)裝置，就地安裝在室外變電站的被保護(hù)設(shè)備旁，將被保護(hù)設(shè)備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，還可免除電磁干擾。現(xiàn)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(tǒng)中得到應(yīng)用。在采用OTA和OTV的情況下，保護(hù)裝置應(yīng)放在距OTA和OTV最近的地方，亦即應(yīng)放在被保護(hù)設(shè)備附近。OTA和OTV的光信號輸入到此一體化裝置中并轉(zhuǎn)換成電信號后，一方面用作保護(hù)的計算判斷；另一方面作為測量量，通過網(wǎng)絡(luò)送到主控室。從主控室通過網(wǎng)絡(luò)可將對被保護(hù)設(shè)備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執(zhí)行斷路器的操作。1992年天津大學(xué)提出了保護(hù)、控制、測量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25數(shù)字信號處理器(DSP)為基礎(chǔ)的一個保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化裝置。

4智能化

近年來，人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，在繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究也已開始［7］。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程式或難以求解的復(fù)雜的非線性問題，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題，距離保護(hù)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃等也都有其獨特的求解復(fù)雜問題的能力。將這些人工智能方法適當(dāng)結(jié)合可使求解速度更快。天津大學(xué)從1996年起進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)式繼電保護(hù)的研究，已取得初步成果［8］。可以預(yù)見，人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域必會得到應(yīng)用，以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。

三、結(jié)束語

建國以來，我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)經(jīng)歷了4個時代。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢為：計算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化，這對繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開辟了活動的廣闊天地。

參考文獻(xiàn)

1王梅義.高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)運行技術(shù).北京：電力工業(yè)出版社，1981

2HeJiali,ZhangYuanhui,YangNianci.NewTypePowerLineCarrierRelayingSystemwithDirectionalComparisonforEHVTransmissionLines.IEEETransactionsPAS-103，1984(2)

3沈國榮.工頻變化量方向繼電器原理的研究.電力系統(tǒng)自動化，1983(1)

4葛耀中.數(shù)字計算機(jī)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用.繼電器，1978(3)

5楊奇遜.微型機(jī)繼電保護(hù)基礎(chǔ).北京：水利電力出版社，1988

篇（10）

2工作原理。在變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中信息管理技術(shù)一般包括兩方面，即軟件部分與硬件部分。軟件是由計算機(jī)所執(zhí)行的各種程序，通過對輸入的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯判斷與運算處理，從而保證各電路系統(tǒng)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(jī)系統(tǒng)、開關(guān)量輸入輸出、模擬量數(shù)據(jù)、通訊回路以及電源回路等。電壓是衡量電能質(zhì)量的一項重要指標(biāo)，,當(dāng)電壓不穩(wěn)定而且超出一定的數(shù)值時，將對電力系統(tǒng)造成損害并對國民的經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重的損失，對于電網(wǎng)系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器等重要設(shè)備導(dǎo)致其容量嚴(yán)重減少；對于電動機(jī)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(shù)在繼電保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用

1繼電保護(hù)技術(shù)中圖紙的信息技術(shù)管理。圖紙管理在繼電保護(hù)系統(tǒng)中起到非常關(guān)鍵的作用，由于繼電保護(hù)的圖紙管理還是沿用傳統(tǒng)方法，主要還是人工進(jìn)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(jìn)行管理，統(tǒng)一的圖紙格式變得很有必要。繼電保護(hù)系統(tǒng)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(jìn)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(shù)學(xué)方法進(jìn)行對幾何元素的描述，最終形象比較逼真、細(xì)致的圖像，并將圖紙借此進(jìn)行轉(zhuǎn)化，然后變成矢量圖文件，在現(xiàn)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(hù)技術(shù)中數(shù)據(jù)庫的信息技術(shù)管理。在繼電保護(hù)中所用到的圖紙是非常專業(yè)的一種圖紙，其種類也比較多，因此，如果不對其進(jìn)行分類與整理將會變得混亂，因此需要根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)去建立數(shù)據(jù)庫。對于數(shù)據(jù)庫中的所有元件一般會兩層表的結(jié)構(gòu)設(shè)計，這兩層包括參數(shù)表和基本屬性表，參數(shù)表指的是各個元件的參數(shù)類型，而基本屬性表一般包括元件坐標(biāo)以及圖紙名等，并通過ID作為基本屬性表的參數(shù)來進(jìn)行對圖紙的分析、整理，同時對進(jìn)行圖元的分類，最終才達(dá)能數(shù)據(jù)庫建立的目的。

3繼電保護(hù)技術(shù)中技術(shù)資料的信息技術(shù)管理。在繼電保護(hù)中對技術(shù)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(shù)主要這幾種：定值管理，通過使用保護(hù)定值代碼對各種模板進(jìn)行定制；班組信息管理，這在繼電保護(hù)中開展的日常管理工作時對圖表的創(chuàng)建與修改，進(jìn)一步對資料管理的完善；數(shù)字簽名，在進(jìn)行文檔的存檔過程中，對用戶實行電子身份認(rèn)證；網(wǎng)頁瀏覽，這是在繼電保護(hù)技術(shù)中對常用的表格加以掃描，同時通過客戶端對網(wǎng)頁進(jìn)行瀏覽，對技術(shù)資料進(jìn)行上傳。

三、繼電保護(hù)中對信息數(shù)據(jù)庫的完善

變電站運行的基礎(chǔ)信息是變電站中改進(jìn)各項技術(shù)和對技術(shù)進(jìn)行更新的關(guān)鍵，并且對變電站進(jìn)行新技術(shù)的應(yīng)用與進(jìn)行經(jīng)驗總結(jié)有著密切的聯(lián)系。在變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中進(jìn)行信息管理技術(shù)的應(yīng)用，要進(jìn)行對繼電保護(hù)中信息數(shù)據(jù)庫的完善。以基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)，對于變電站繼電保護(hù)中其正常運行、發(fā)生的故障等信息，一并歸到信息數(shù)據(jù)庫中去。在通過對運行信息的收集以及對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行整理保存，為日后的工作打下基礎(chǔ)。將繼電保護(hù)系統(tǒng)中的故障和零部件壽命等信息歸入到數(shù)據(jù)庫中，為日后的檢修工作提供依據(jù)，以及為預(yù)防性檢修理論運用打下基礎(chǔ)。信息數(shù)據(jù)庫的建立還可以為現(xiàn)代變電站繼電保護(hù)工作進(jìn)一步的發(fā)展提供基礎(chǔ)信息、為平時的繼電保護(hù)檢修工作提供有用的資料。