繼電保護的基本概念精選(九篇)

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第1篇：繼電保護的基本概念范文

關鍵詞：電力系統 數學理論 繼電保護 廣域保護

1 概述

繼電保護是一門較為古老的學科，但是由于它綜合性較強，理論與實踐都很重要，故隨著電力系統的發展，繼電保護也在不斷的更新。

繼電保護技術的發展史主要如下：從原理上來看，19世紀末，研究出過流保護原理；1905-1908年，研究出電流差動保護原理；1910年開始采用方向性電流保護；19世紀20年代初距離保護開始生產；30年代初出現了快速動作的高頻保護。由此可知，如今普遍應用的繼電保護原理基本上都已建立，保護原理方面，迄今沒有出現突破性發展。從硬件上來看：從1901年出現的感應型繼電器至今大體上經歷了機電式、整流式、晶體管式、集成電路式、微型計算機式等發展階段。

雖然繼電保護的基本原理早已提出，但它總是在根據電力系統發展的需要，不斷地從相關的科學技術中取得的最新成果中發展和完善自身。總的看來，繼電保護技術的發展可以概括為三個階段、兩次飛躍。三個階段是機電式、半導體式、微機式。第一次飛躍是由機電式到半導體式，主要體現在無觸點化、小型化、低功耗。

2 新的數學理論在繼電保護中的應用

近年來，隨著新的數學理論的提出，在繼電保護中也有大量的應用，主要有如下幾個方面：

2.1 小波變換

小波變換：小波分析是近十幾年來在國際上掀起研究熱潮并有廣泛應用價值的一個研究領域，工程角度看，小波分析是一種信號與信息處理的工具，是繼傅里葉分析之后又一有效的時頻分析方法，小波變換作為一種新的多分辨分析方法，可同時進行時域和頻域分析，具有時頻局部化和多分辨特性。

國內提出了很多利用小波分析的保護原理，多為行波保護，利用小波變換可以準確提取行波波頭極性和行波幅值大小，準確定位行波到達時刻。也有利用小波分析進行故障選項及高壓線路的暫態保護。但是小波算法計算量大，目前還沒有得到廣泛應用。

2.2 模糊數學

模糊數學是研究和處理模糊性現象的數學理論和方法。模糊數學在電力系統中常用于電力系統規劃、電力系統控制、電力系統的多目標優化。模糊數學在繼電保護中應用的并不是十分廣泛，它可在微機快速方向保護中，用以提高保護的抗干擾能力。

2.3 人工神經網絡

人工神經網絡（ANN）是由許多并行運算的功能簡單的單元組成，它是源于人類神經系統的一類模型，是模擬人類智能的一條重要途徑，它具有模擬熱的部分形象思維的能力。ANN具有高度神經計算能力以及極強的自適應能力，魯棒性和容錯性。ANN在電力系統中，常用于電力系統暫態穩定性評估、繼電保護、負荷預測以及諧波分析。

將ANN具有的魯棒性和容錯能力、自適應和自學習能力應用于繼電保護，則可使其性能大幅度提高。有學者提出，將ANN應用于距離保護，仿真結果表明，當考慮單相接地故障和I段保護時，可在設計的90%保護范圍內具有良好的保護性能，對樣本的正確識別率為100%。也有人提出將ANN用于同步機的失步保護或預測，結果表明ANN具有魯棒性好、失步檢測快速并且易于用傳統的信號處理器實現在線檢測等優點。還有人提出將其用于自適應單相重合閘的研究，并經理論分析證明對于判斷永久性故障或瞬時性故障有很好的效果，可用于防止重合于永久性故障。

由此可見，ANN應用于繼電保護是一種很有價值的研究方向。

2.4 模式識別

模式識別是在某些一定量度或觀測基礎上把待識模式劃分到各自的模式類中去。計算機模式識別就是指利用計算機等裝置對物體、圖像、圖形、語音、字形等信息進行自動識別。在繼電保護方面，模式識別可用于發電機定子接地保護的計算。

2.5 數學形態學

數學形態學是近年來發展起來的一種有代表性的非線性圖像處理和分析理論，在圖像處理中已獲得廣泛的應用。它具有一套完整的理論、方法及算法體系，其系統性和嚴密性不亞于傳統的線性圖象處理理論。數學形態學方法比起其它時域或頻域圖像處理和分析的方法具有一些明顯的優勢。利用形態學算子可以有效的濾除噪聲，同時保留圖像中的原有信息，突出圖像的幾何特征便于進一步分析圖像。從目前的研究領域可以看到數學形態學在電力系統中的應用主要集中在繼電保護，電能質量，絕緣監測等方面。

其中，在繼電保護方面提出的應用主要有：行波保護、超高速線路保護、超高速線路方向保護以及變壓器勵磁涌流辨別等。

3 廣域保護

3.1 背景

目前的安全自動裝置都是在檢測到系統產生不正常運行狀態以后再采取控制措施，在特殊情況下，可能安全自動裝置來不及動作，系統已經發生嚴重的崩潰事故。另外，目前使用的安全自動控制判據大部分都是基于本地量構成，反映的只是系統某點或很小一個區域的運行狀態，并不能較好的反映大區域電網的安全運行水平，裝置之間缺乏相互協調和配合。這樣將會導致系統某點發生故障后安全水平下降，造成繼電保護和安全自動裝置相繼動作。由于這些裝置之間缺乏相互的配合協調，可能進一步擴大故障影響范圍，引起系統發生連鎖跳閘等嚴重事故。

也就是說，互聯已稱為現代電網發展的一個必然趨勢，廣域保護便是在這樣的背景下被提出。

3.2 廣域保護的基本概念

第2篇：繼電保護的基本概念范文

隨著社會的發展中10kV供電系統是建筑電力系統的一部分，它能否安全、穩定、可靠地運行，直接關系到群眾生產、生活的安全和方便。繼電保護裝置就是在供電系統中用來對一次系統進行監視、測量、控制和保護的自動保護裝置。在10kV供電系統中，為確保其正常運行，必須正確設置繼電保護裝置。繼電保護的基本概念可靠性是指一個元件、設備或系統在預定時間內，在規定的條件下完成規定功能的能力。可靠性工程涉及到元件失效數據的統計和處理，系統可靠性的定量評定，運行維護，可靠性和經濟性的協調等各方面。具體到繼電保護裝置，其可靠性是指在該裝置規定的范圍內發生了它應該動作的故障時，它不應該拒動作，而在任何其它該保護不應動作的情況下，它不應誤動作。

一、繼電保護的基本概念和保護類型

1、一般情況下繼電保護裝置的拒動和誤動都會給電力系統造成嚴重危害。但提高其不拒動和提高其不誤動作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。由于電力系統的結構和負荷性質的不同，拒動和誤動所造成的危害往往不同。例如當系統中有充足的旋轉備用容量，輸電線路很多，各系統之間和電源與負荷之間聯系很緊密時由于繼電保護裝置的誤動作，使發電機變壓器或輸電線路切除而給電力系統造成的影響可能很小；但如果發電機變壓器或輸電線路故障時繼電保護裝置拒動作，將會造成設備的損壞或系統穩定的破壞，損失是巨大的。在此情況下提高繼電保護裝置不拒動的可靠性比提高其不誤動的可靠性更為重要。但在系統中旋轉備用容量很少及各系統之間和負荷和電源之間聯系比較薄弱的情況下，繼電保護裝置的誤動作使發電機變壓器或輸電線切除時，將會引起對負荷供電的中斷甚至造成系統穩定的破壞，損失是巨大的。而當某一保護裝置拒動時，其后備保護仍可以動作而切除故障，因此在這種情況下提高繼電保護裝置不誤動的可靠性比提高其不拒動的可靠性更為重要。

2、論述繼電保護的類型

在電力系統中，一旦出現短路故障，就會產生電流急劇增大，電壓急劇下降，電壓與電流之間的相位角發生變化。以上述物理量的變化為基礎， 利用正常運行和故障時各物理量的差別就可以構成各種不同原理和類型的繼電保護裝置，如:反映電流變化的電流繼電保護、定時限過電流保護、反時限過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護和零序電流保護等，反映電壓變化的電壓保護，有過電壓保護和低電壓保護，既反映電流變化又反映電流與電壓之間相位角變化的方向過電流保護， 用于反應系統中頻率變化的周波保護，專門反映變壓器溫度變化的溫度保護等。

二、電力系統對繼電保護的基本要求

在技術上一般應滿足四個基本要求動作于跳閘的繼電保護，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性，現分別介紹如下:

1、選擇性

繼電保護動作的選擇性是指保護裝置動作時， 僅將故障元件從電力系統中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統中的無故障部分仍能繼續安全運行。

1）主保護和后備保護。10kV供電系統中的電氣設備和線路應裝設短路故障保護。短路故障保護應有主保護、后備保護，必要時可增設輔助保護。當在系統中的同一地點或不同地點裝有兩套保護時，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，而動作比較慢的就稱為后備保護。換言之，為滿足系統穩定和設備的要求，能以最快速度有選擇地切除被保護設備和線路故障的保護，就稱為主保護;當主保護或斷路器拒動時，用以切除故障的保護，就稱為后備保護。后備保護不應理解為次要保護，它同樣重要。后備保護不僅可以起到當主保護應該動作而未動作時的后備， 還可以起到當主保護雖已動作但最終未能達到切除故障部分的作用。除此之外，為了使快速動作的主保護實現選擇性， 從而就造成了主保護不能保護線路的全長，而只能保護線路的一部分，出現了保護的死區。這一死區就必須利用后備保護來彌補。

2）輔助保護。為補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運行而增設的簡單保護，稱為輔助保護。

2、速動性

快速切除故障可以提高電力系統并列運行的穩定性， 減少用戶在電壓降低的情況下工作的時間， 以及縮小故障元件的損壞程度。因此，在發生故障時，應力求保護裝置能迅速動作切除故障。電力系統在某些情況下，允許保護裝置帶有一定的延時切除故障。因此，對于繼電保護速動性的具體要求，應根據電力系統的接線以及被保護元件的具體情況來確定。下面列舉一些必須快速切除的故障:

1）根據維持系統穩定的要求，必須快速切除的高壓輸電線路上發生的故障。

2）大容量的發電機、變壓器以及電動機內部發生的故障。

3）1～10kV線路導線截面過小，為避免過熱不允許延時切除的故障。

4）可能危及人身安全、對鐵路通訊系統或鐵道號志系統有強烈干擾的故障。故障切除的總時間等于保護裝置和斷路器動作時間之和。一般的快速保護的動作時間為0.06～0.12s，最快的可達0.01～0.04s，一般的斷路器的動作時間為0.06～0.15s，最快的可達0.02～0.06s。

3、靈敏性

繼電保護的靈敏性， 是指對于其保護范圍內發生故障或不正常運行狀態的反應能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應該是在事先規定的保護范圍內部故障時，不論短路點的位置、短路的類型如何，都能敏銳感覺，正確反應。保護裝置靈敏與否，一般用靈敏系數來衡量。保護裝置的靈敏系數應根據不利的運行方式和故障類型進行計算。靈敏系數Km 為被保護區發生短路時，流過保護安裝處的最小短路電流ld.min與保護裝置一次動作電流ldz的比值，即:Km=ld.min/ldz 靈敏系數越高，則反映輕微故障的能力越強。各類保護裝置靈敏系數的大小，根據保護裝置的不同而不盡相同。

4、可靠性

保護裝置的可靠性是指在該保護裝置規定的保護范圍內發生了它應該動作的障時，它不應該拒絕動作，而在任何其他該保護不應該動作的情況下，則不能誤動作。

三、繼電保護裝置根據系統不同狀態時的功能

1、供電系統正常運行時這種狀況是指系統中各種設備或線路均在其額定狀態下進行工作，各種信號、指示和儀表均工作在允許范圍內的運行狀況。此時，繼電保護裝置應能完整、安全地監視各種設備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據。

2、供電系統發生故障時

這種狀況是指某些設備或線路出現了危及其本身或系統的安全運行，并有可能使事態進一步擴大的運行狀況。此時，繼電保護裝置應能自動地、迅速地、有選擇性地切除故障部分，保證非故障部分繼續運行。

3、供電系統異常運行時這種狀況是指系統的正常運行遭到了破壞， 但尚未構成故障時的運行狀況。此時，繼電保護裝置應能及時地、準確地發出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理。

4、10kV系統中應配置的繼電保護

按照變配電所10kV 供電系統的設計規范要求，在10kV 的供電線路、配電變壓器上一般應設置以下保護裝置:

1）10kV線路應配置的繼電保護10kV 線路一般均應裝設過電流保護。當過電流保護的時限不大于0.5~0.7s，并沒有保護配合上的要求時，可不裝設電流速斷保護， 但自重要的變配電所引出的線路應裝設瞬時電流速斷保護。當瞬時電流速斷保護不能滿足選擇性動作時，應裝設略帶時限的電流速斷保護。

2）10kV配電變壓器應配置的繼電保護

a.當配電變壓器容量小于400kVA 時，一般采用高壓熔斷器保護。

b.當配電變壓器容量為400～630kVA，高壓側采用斷路器時，應裝設過電流保護。當過流保護時限大于0.5s時，還應裝設電流速斷保護。對于車間內油浸式配電變壓器還應裝設氣體保護。

c.當配電變壓器容量為800kVA及以上時，應裝設過電流保護，而當過流保護時限大于0.5s時，還應裝設電流速斷保護。對于油浸式配電變壓器還應裝設氣體保護，另外尚應裝設溫度保護。

第3篇：繼電保護的基本概念范文

要】電力繼電保護技術的發展向計算機化、網絡化、一體化、智能化方向發展，這對繼電保護工作者提出了新的挑戰。因此需要對繼電保護裝置進行定期檢查和維護，按時巡檢其運行狀況，及時發現故障并做好處理。

【關鍵詞】繼電保護裝置；電力系統；電路

一、電力繼電保護的基本概念

隨著人們對電力運行質量要求的逐漸提升，繼電保護裝置已經得到廣泛的運用。所謂繼電保護裝置就是為了降低電力系統運行的故障隱患，及時處理電力故障，縮減故障處理開支，維護電力系統穩定的一種電氣裝置。該裝置主要利用繼電保護技術原理設計而成，由于其獨特的電路保護特性，所以近年來得到廣泛的利用，引起人們的關注。

二、繼電保護裝置的基本要求

2.1可靠性：繼電保護裝置的安裝主要是以維護電路安全穩定運行為目的。而在實際的運行過程中，由于工作人員操作不當和電路運行故障影響等因素的綜合制約，導致該裝置出現拒動或誤動的錯誤指令。這些指令的發出，不僅不能起到基本的保護作用，反而影響了電路的正常運行，為此，為確保保護裝置動作的可靠性，必須確保保護裝置的設計原理、安裝調試正確無誤；同時要求組成保護裝置的各元件的質量可靠、運行維護得當、系統簡化有效，以提高保護的可靠性。

2.2速動性：電路運行故障及時警報處理，能夠降低由此導致的經濟損失和人身傷亡等。因此，要求繼電保護裝置必須具備相應的速動性。所謂速動性即在電流量與繼電保護裝置的故障報警速率成反比。只有這樣，在較大突發故障面前，繼電保護裝置能夠對其進行及時快速的報警，節約故障處理時間。

2.3靈敏性：繼電保護裝置能夠依據率先編制好的內部程序，對不同性質和不同程度的故障及時采取相應的保護措施，及時提供故障報警信息，并進行簡單的局部處理，降低電路運行故障的危害和影響。

三、繼電保護技術的主要特點

3.1自主化運行率提高，使得繼電設備具有很強的記憶功能，此外繼電保護能更好地實現故障分量保護，提高運行的正確率。

3.2兼容性輔助功能強，統一標準做法的選用，便于統一標準，并且裝置體積小，減少了盤位數量，在此基礎上，還可以擴充其它輔助功能。

3.3操作性監控管理好，該技術主要表現在一些核心部件不受外在化境的影響，能夠產生一定的使用功效。

四、如何提高繼電保護的可靠性

繼電保護裝置的安裝主要是保護電路運行過程中各個電路配件的安全性。提高繼電保護裝置的可靠性，需要從以下幾個方面落實：

1）繼電保護裝置檢驗應注意的問題。將整組試驗和電流回路升流試驗放在本次檢驗最后進行，這兩項工作完成后，嚴禁再拔插件、改定值、改定值區等工作。

2）定值區問題。定值區數量的激增是電力系統與計算機網絡系統發展的一個重要表現，它能夠適應繼電保護裝置運行的不同需求，確保了電力系統運作的穩定性。同時由于定值區數量增加，人們對不同的定值數據管理出現紕漏，為此應該加強對定值區的管理，派遣專業技術人員對其進行操作，并將調整的定值數據及時更改記錄。

3）一般性檢查。一般性檢查雖然沒有其他專項檢查技術要求難度高，但是其檢查質量的好壞也直接關系到繼電保護裝置的運作。由于一般性檢查工作比較瑣碎、簡單，因此，到目前為止還沒有引起人們的重視，一方面沒有及時進行一般性檢查，另一方面一般性檢查敷衍了事，沒有得到具體的落實。一般性檢查主要包括清潔和固定兩個方面。機械表面灰塵過多，可能提高機械的運行溫度，降低機械使用壽命，而細小處螺絲和鏈接的松散，可能存在重大的安全隱患。

4）接地問題。①保護屏的各裝置機箱、屏柜等的接地，必須接在屏內的銅排上。②電流、電壓回路的接地也存在可靠性問題，如接地在端子箱，檢查那么端子箱的接地是否可靠。

五、電力系統繼電保護技術的發展

在輸變電行業中，單片機控制技術具有先天優勢，在控制技術或電子信號方面，可大大提高控制與保護的精度、速度、范圍，而且還能與計算機聯網，構成系統化管理體系和無人值守的站點，極大地降低了工作人員的勞動強度，提高了安全性。

5.1計算機化

隨著電路承載輸電量的增加，電力系統的工作任務量增大，工作難度系數提升，因此，與計算機技術相互結合，實現繼電保護裝置的計算機化是未來該裝置發展的一個重要方向。計算機化的落實和完善能夠提高信息數據處理分析的能力，并提高信息的存儲量，方便管理人員及時調閱相關數據。但是，目前的計算機化還不夠成熟，需要投入更多的科研力量和研究資金等，只有這樣計算機化的發展趨勢才能更好的為繼電保護裝置服務，最終提高電力系統的整體服務質量和經濟效益。

5.2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。實現這種系統保護的基本條件是將全系統各主要設備的保護裝置用計算機網絡聯接起來，亦即實現微機保護裝置的網絡化。

5.3智能化

近年來，人工智能技術開始被應用在繼電保護研究應用。神經網絡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雜的非線性問題，應用神經網絡方法可迎刃而解。

5.4保護、控制、測量、數據通信一體化

隨著繼電保護裝置與計算機網絡系統形成了密切的聯系，繼電保護裝置的功能也突破了原有的保護職能。通過對網絡技術的運用，繼電保護裝置在電路無故障正常運行的條件之下，能夠分析電路運行的基本數據，并對數據進行相應的調整、控制和分析，真正實現了繼電保護裝置保護、控制、測量與數據通信的一體化。

5.5自適應控制技術

該技術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。自適應繼電保護具有改善系統的響應、增強可靠性和提高經濟效益等優點。

六、結束語

隨著國家能源結構的調整，電力能源逐漸成為國家的主要利用能源，而繼電保護裝置的利用能夠有效的保證電力系統運作的安全性和可靠性，切實維護廣大用電群眾的基本利益，隨著繼電保護技術的成熟和繼電保護管理制度的完善，繼電保護裝置的可靠性也將有所提高。

參考文獻

第4篇：繼電保護的基本概念范文

關鍵詞：繼電保護；啟發式教學；模塊化教學；教學改革

作者簡介：霍蘭茹（1980-），女，河北保定人，延安職業技術學院，助教。（陜西延安716000）

中圖分類號：G712     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）09-0065-02

繼電保護是電力系統安全運行的保障。繼電保護裝置與發電廠和變電站綜合自動化系統、電網調度自動化系統等密切關聯。繼電保護課程教學質量的好壞直接影響到后續其他專業課和選修課的教學。繼電保護裝置的更新換代對高校繼電保護教學提出了新的要求，培養能熟練設計、安裝調試、操作維護繼電保護裝置的應用型專業人才成為當務之急。繼電保護課程是一門理論性、實踐性都很強的課程，要求學生起點高且必須具備電工基礎、電子技術、電機學、電力系統等方面的相關知識。近年來國家提倡高職高專院校要在實踐環節上加大比重，繼電保護課程在專業計劃中的地位發生變化，理論教學時數減小，大部分學生反映很難入門。為此，本文專門從教學內容、教學方法、教學手段和實驗、實踐性環節等方面提出了課程改革的思路，力求使學生成為適應市場需求的應用型技術專業人才。

一、合理安排教學內容

首先是教材的選取。高職高專學生和本科院校學生的課程目標不同，在教材選取上更加偏重于實用性。目前大部分電力系統繼電保護教材都是圍繞保護原理、動作整定編寫，忽略了對各種電氣設備進行繼電保護配置和對繼電保護運行、維護和檢修技術的介紹。對于高職學生來說，他們應該掌握的技能是：面對各種電氣設備時該設置哪些保護；每一種保護的電路布置；每一種保護在運行和動作時信號顯示情況以及根據這些信號如何進行維護；微機保護的實現形式以及動作原理。為了適應高職教育需要，繼電保護教材還應包含下列內容：電氣設備的繼電保護配置，主要介紹電氣設備繼電保護的配置、保護的原理圖和展開圖識讀；繼電保護運行、維護和檢修技術，用各種案例實現學生對運行和維護技術的學習。

其次是教學內容安排的合理性。由于教材選用的原因，各專業教材之間可能會有重復的內容，這就要求任課教師在授課前要對整個專業課程設置和各主要專業課知識點有一個總體的把握，適當刪減部分內容。加強同一結合點上相關科目的協調配合，避免知識重復講授，如模擬量采集系統、數字濾波等內容可跳過不講。同時根據本專業就業所需知識和能力的要求適當增加內容。對重點、難點部分合理分配課時，比如在講解動作值整定計算時只需介紹保護整定的原則，不作復雜的理論分析計算，讓高職學生從復雜、難懂的困境中解脫出來，把主要精力放在繼電保護的實用技術上。講授理論側重于一些保護的基本原理與方法，如常規保護（電流保護、距離保護等）及有關具體保護裝置的實驗、實訓環節、課程設計、畢業設計；對于一些學生能自行理解的、工程實際中不再采用或用的很少的內容應少講或不講；多講解一些課本上沒有編入的但工程實際中已應用廣泛的內容。

由于學生基礎水平不同，學習能力也存在很大的差異性，任課老師應及時收集學生的反饋信息，把握好教學的深度和廣度，因教制宜。對于那些學有余力的學生，可以組織成課外學習小組，讓他們自己收集相關電氣工程專業方面的資料和素材，擴大專業領域的專業知識寬度和深度，鼓勵他們積極參加校內科研項目，如繼電保護課件的開發、保護實驗仿真裝置的設計等，培養學生的創新能力和科研能力。

二、采用多種教學方法

較傳統的專業課教學方法是教師單一傳授式的方法。這種方法使學生處于被動的學習過程中，不利于知識的學習和掌握。為提高教學效果，在課堂教學中應采用靈活多樣的教學方法。

1.啟發式教學

啟發式教學是教師在教學中根據教學規律，采取各種手段來引導學生獨立思考、積極思維，以獲取新知識的教學方法體系。對于不同的教學內容，啟發式教學的具體做法也不同。

在介紹繼電保護的基本概念時，首先告訴學生繼電保護屬于二次系統，作用是為一次系統服務的，是反應電力系統故障和不正常狀態并做出動作的一種自動裝置。然后就可以采用提問的方法啟發學生溫故知新，可邊提問邊回答：常用的一次設備有哪些？故障包含哪些？不正常狀態有哪些？繼電保護裝置對于故障和不正常狀態最終的處理結果如何？后面在介紹繼電保護的原理時同樣可以采用此法，先告訴學生只要找出正常運行與故障時電氣量或者非電氣量的差別即可找出一種原理，引導學生積極思考。

繼電保護課堂教學注重知識的銜接，可以在每次上課開始時花3～5分鐘時間復習上次課程知識點，然后引出新內容。鼓勵學生提前預習，對所要學習的知識有大致的了解，上課結束時將本次課的內容加以總結，并針對下次課程內容與本次上課內容的不同進行提問，提出本次課中繼電保護方法的不足，針對不足提出解決辦法。這樣讓學生心存疑問，繼續進行下一部分內容的學習。在學習“自動重合閘”這一章時，首先介紹單相重合閘和三相重合閘，在此基礎上引出綜合重合閘的概念，即當線路發生單相接地故障時采用單相重合閘方式。發生相間故障時，采用三相重合閘方式。綜合考慮這兩種重合閘方式的裝置稱為綜合重合閘。然后提問：如果發生單相接地短路時，選相元件拒動，綜合重合閘如何動作？兩相先后接地短路時如何動作？通過這樣的啟發方式讓學生對三種重合閘方式進行逐步深入的學習，從而掌握各種工作方式的保護原理、特點。

繼電保護中有些內容既相互聯系又容易混淆，這時就要適當引導學生進行多方面對比，在對比分析中加深理解，在理解基礎上加深記憶。比如在講到距離保護時可以將之前講解過的電流保護的知識點加以對比。尤其是二者的整定原則和靈敏性校驗有什么相似和不同？不同點的根本原因是什么？動作電流與動作阻抗有什么關系？通過這些知識點的對比既可以讓學生更好地掌握距離保護的相關知識，同時對電流保護的內容加以復習，這樣能夠使學生將繼電保護這門課程更好地深入理解。

2.模塊化教學

模塊化教學法是以專業工種為模塊，把專業理論和操作技能有機地、系統地結合在一起進行的理實一體化教學。它在理論學習和操作技能訓練之間找到了最佳的切入點，注重教學內容的實用性。通過模塊教學方法的實施可以強化學生的技能訓練，促進學生動手能力的提高。教師在模塊化教學過程中起到貫通、點撥作用，只講解一些難懂的、易錯的地方以及一些更快更有效的學習方法，從而更全面地發揮學生的學習自主性。

整定計算是繼電保護知識中的重要內容，但現有教材中介紹整定計算知識不全面，不利于學生系統地學習整定計算知識。而現場實際保護裝置的整定值主要是結合原始資料，根據保護原理和設計手冊來計算。因此，在教學中應改變傳統的學習方法，對于整定計算部分授課時只作簡要介紹，學習的重點放到設計環節中。在課程設計或畢業設計環節中，可將繼電保護中的整定計算知識分為電網保護的整定計算、變壓器保護的整定計算、發電機保護的整定計算等幾個模塊向學生詳細講解，使學生通過具體的實例理解整定計算原則，并掌握整定計算內容。如發電機保護的整定計算參照某發電廠或程設計任務書，提出設計要求。設計時，首先讓學生查閱資料，了解各種發電機保護的整定方法，然后結合設計要求講解各種保護，進一步理解整定原則和方法。這樣，經過課堂學習、設計環節之后能使學生較系統地掌握繼電保護的整定計算知識。

三、利用現代化教學手段

繼電保護課程理論知識比較抽象，涉及的專業知識較多，學生學習起來較難掌握，應采用多種教學形式結合的方式講解。

1.多媒體教學的合理應用

可利用Authorware、Photoshop、Flash等工具自行開發多媒體課件，將復雜的繼電保護設備、電路接線、工作原理以聲音、圖像、圖形和動畫等形式表現出來，有助于學生深入理解。目前，多媒體教學手段已被各級院校、教師接受和推廣使用。

2.借助仿真軟件進行演示

仿真技術輔助教學既可演示復雜系統的未知結果，又可演示系統隨參數變化的變化結果或變化趨勢，有助于學生對抽象理論的理解，更能彌補實驗手段的不足。目前，各種火電機組仿真系統、變電站仿真系統、電力系統物理模擬和計算機仿真系統等仿真平臺已得到廣泛應用，可以在這些仿真平臺的基礎上開發相關的仿真項目應用到繼電保護的教學中。利用開發的仿真平臺可以模擬實際電力系統故障的發生、繼電保護的全程動作情況，讓學生親歷電力系統運行的實況，學會對事故的分析和處理，進一步理解保護的原理。

3.采用電化教學演示

繼電保護課程的許多教學內容與生產實際背景密切相關，通過錄制與生產實際背景相關內容的教學錄像片，可以讓學生直觀地了解到生產實際中繼電保護裝置的實際安裝、調試過程的各個環節，使他們在集聲、像于一體的多媒體環境中輕松地掌握復雜、枯燥的安裝調試過程。比如在介紹電流互感器的結構及工作原理時，可以播放有關在電廠或變電站中的TA二次側在運行中開路后的現象、后果以及更換電流表或電流繼電器時采取的方法與措施的錄像，使學生在生動有趣的教學情境下掌握電流互感器的相關知識和操作技能。

四、重視實訓、實踐環節

目前繼電保護規定的實驗一般都是認識性、驗證性的實驗，發揮不了學生的主動性和創造性，因此，可減少驗證性試驗比例，適當增加設計性、綜合性的實驗項目，讓學生自己接線和調整參數，模擬電力系統故障和保護裝置的動作過程。通過實驗進一步理解電力系統繼電保護的工作原理和組成。

為了達到很好的實習效果，需要根據專業教學的時間安排好前期課程的設置。在開始專業基礎課程前，首先安排學生在學校周邊的電力系統進行參觀性質的“認識實習”和“專業導論”，使學生建立起“專業”的概念和最基本的原理認識，然后在學習了一定的專業知識后再組織學生到電廠、變電站或其他相關單位進行“畢業實習”。

五、結束語

電力系統繼電保護是電自專業的一門核心課程。為適應繼電保護技術的發展，應加大繼電保護課程教學體系改革力度，在教學中體現繼電保護原理、裝置、整定計算的有機結合，以適應技術發展的要求，培養出適應電力行業需求的專業人才。

參考文獻：

[1]張保會,尹項根.電力系統繼電保護[M].北京:中國電力出版社,2005.

[2]王世強,蘭琴.啟發式教學在繼電保護課程教學中的應用[J].重慶電力高等專科學校學報報,2009,(8).

第5篇：繼電保護的基本概念范文

關鍵詞：配電系統 ；繼電保護；保護裝置

隨著經濟的快速發展，電力需求增長迅速，配電網日趨復雜，城市10KV配電網絡的改造和20KV新電壓等級的配電系統試點發展規劃，城市配電網中大量使用電纜，這種架空線路和電纜混合使用配電網絡構架的供電可靠性要求也日趨提高，常規繼電保護已不能滿足配電網保護的要求，配電網系統繼電保護的將如何應用已成為一個研究課題。

1、配電網繼電保護基本概念

配電網繼電保護(distribution network relay protection)當配電網中的電力設備發生故障或出現影響安全運行的事件時，以終止這些故障或事件發展造成對配電網進一步破壞的自動化設施和裝備。這種性質的自動化裝備的特點是非調節性的(即突然投人或切除某一設備)和要求快速動作。實現這種用于保護電網元件和線路的自動化成套硬件統稱為繼電保護裝置。在整個配電網中的各個分散的繼電保護裝置要求相互協同配合，并按預定順序進行工作，從而在配電網中形成一個龐大的繼電保護系統，簡稱繼電保護。繼電保護裝置功能盡可能在最短的時間和最小的區間內自動把發生故障的線路、變壓器或其它電氣設備從電網中斷開，以減輕故障設備的損毀和對電網的影響。安全自動裝置功能盡快消除電網出現的異常事件，防止電網大面積停電和保持對重要用電戶連續供電，在事故后迅速恢復電網的正常供電和運行，例如自動重合閘、備用電源自動投入、自動切除供電負荷等。

繼電保護的基本要求可歸納為可靠性、快速性、 選擇性、靈敏性四個方面。

(1)可靠性。是對保護的基本要求，是指一個元件、設備或系統在預定時間內，在規定的條件下完成規定功能的能力。它又分為可信賴性和安全性兩個方面。可信賴性要求繼電保護在設計要求它動作的悄況下能夠正確地完成動作。安全性要求繼電保護在非設計要求它動作的其他所有情況下能夠可靠地不動作。繼電保護裝置的拒動和誤動都會給電力系統造成嚴重危害。但提高其不拒動和提高其不誤動作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。

(2)快速性。是以允許的可能最快的速度動作于斷路器跳閘。

(3)選擇性。是繼電保護在對電網影響可能最小的處所實現對斷路器的控制操作，以終止故障和配電網事故的擴大。

(4)靈敏性。是繼電保護對設計規定要求動作的故障或異常事件的能夠動作反應的能力，一般都有具體的規定。

2、繼電保護裝置評價指標

2.1配電系統的幾種運行狀況

2.1.1正常運行 這種狀況系指系統中各種設備或線路均在其額定狀態下進行工作；各種信號、指示和儀表均工作在允許范圍內的運行狀況；

2.1.2故障 這種狀況系指某些設備或線路出現了危及其本身或系統的安全運行，并有可能使事態進一步擴大的運行狀況；

2.1.3異常運行 這種狀況系指系統的正常運行遭到了破壞，但尚未構成故障時的運行狀況。

2.2 繼電保護裝置屬于可修復元件，在分析其可靠性時，應該先正確劃分其狀態，常見的狀態有：

①正常運行狀態。這是保護裝置的正常狀態。

②檢修狀態。為使保護裝置能夠長期穩定運行，應定期對其進行檢修，檢修時保護裝置退出運行。

③正常動作狀態。這是指被保護元件發生故障時，保護裝置正確動作于跳閘的狀態。

④誤動作狀態。是指保護裝置不應動作時，它錯誤動作的狀態。例如，由于整定錯誤，發生區外故障時，保護裝置錯誤動作于跳閘。

⑤拒動作狀態。是指保護裝置應該動作時，它拒絕動作的狀態。例如，由于整定錯誤或內部機械故障而導致保護裝置拒動。

⑥故障維修狀態。保護裝置發生故障后對其進行維修時所處的狀態。

2.3 目前常用的評價統計指標

2.3.1 正確動作率 即一定期限內（例如一年）被統計的繼電保護裝置的正確動作次數與總動作次數之比。

正確動作率=（正確動作次數/總動作次數）×100

用正確動作率可以觀測該繼電保護系統每年的變化趨勢，也可以反映不同的繼電保護系統（如220kv與500kv）之間的對比情況，從中找出薄弱環節。

2.3.2 可靠度r(t) 是指元件在起始時刻正常的條件下，在時間區間（0，t）不發生故障的概率。對于繼電保護裝置，注意力主要集中在從起始時刻到首次故障的時間。

2.3.3 可用率a(t) 是指元件在起始時刻正常工作的條件下，時刻t正常工作的概率。可靠度與可用率的不同在于，可靠度中的定義要求元件在時間區間(0，t)連續的處于正常狀態，而可用率則無此要求。

2.3.4 故障率h(t) 是指元件從起始時刻直到時刻t完好條件下，在時刻t以后單位時間里發生故障的概率。

2.3.5 平均無故障工作時間m t b f 設從修復到首次故障之間的時間間隔為無故障工作時間，則其數學期望值為平均無故障工作時間。

2.3.6 修復率m(t) 是指元件自起始時刻直到時刻t故障的條件下，自時刻t以后每單位時間里修復的概率

2.3.7 平均修復時間m t t r 平均修復時間是修復時間的數學期望值。

3、10KV配電系統繼電保護

目前，10KV電壓等級是我國主要配電網絡。它能否安全、穩定、可靠地運行，不但直接關系到企業和居民用電的暢通，而且涉及到電力系統能否正常的運行。現在10KV配電線路的保護，一般采用電流速斷（Ⅰ段）、定時限過電流（Ⅲ段）、零序電流保護（僅限少數大城市的電阻接地系統）和三相一次重合閘保護（若線路有架空線）構成。下面對幾種常用電流保護的進行分析。

3.1 反時限過電流保護

繼電保護的動作時間與短路電流的大小有關，短路電流越大，動作時間越短；短路電流越小，動作時間越長，這種保護就叫做反時限過電流保護。反時限過電流保護雖外部接線簡單，但內部結構十分復雜，調試比較困難；在靈敏度和動作的準確性、速動性等方面也遠不如電磁式繼電器構成的繼電保護裝置。

3.2 定時限過電流保護

繼電保護的動作時間與短路電流的大小無關，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是連續可調的，這種保護方式就稱為定時限過電流保護。

定時限過電流保護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)構成的。它一般采用直流操作，須設置直流屏。

定時限過電流保護的基本原理。在10kV中性點不接地系統中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限過電流保護。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成。 保護裝置的動作時間只決定于時間繼電器的預先整定的時間，而與被保護回路的短路電流大小無關，所以這種過電流保護稱為定時限過電流保護。

動作電流的整定計算。過流保護裝置中的電流繼電器動作電流的整定原則，是按照躲過被保護線路中可能出現的最大負荷電流來考慮的。也就是只有在被保護線路故障時才啟動，而在最大負荷電流出現時不應動作。

4、20KV配電系統繼電保護改造

20KV電壓等級尤其適宜于較高電力負荷密度情況下的工業化初期階段，十分適合于我國現階段，目前，全國各地都已在20KV電壓等級作為配電網的試點，為節省投資，大多對現行的10KV配電方式進行升壓改造。

我國現有的10KV系統大多為中性點不接地或經消弧線圈接地系統，均為小電流接地系統，在發生單相接地故障時，一般只要求繼電保護設備能有選擇性的發出信號即可，而不必跳閘。但如今城市配電網絡建設和改造中，電纜大量使用，造成系統的對地電容電流大幅度增加，同時絕緣水平較低的新型電氣設備得到了廣泛應用，傳統的中性點接地方式難以適應以電纜為主的城市配電網的發展要求。20KV系統中性點宜改為經低電阻接地方式，由于單相接地故障電流大，需要立即跳閘，切除故障，這與小電流接地方式有根本的區別，因此升壓后系統的繼電保護也需要作出相應改造。

升壓后20KV出線的繼電保護，除了電壓互感器、電流互感器以及一次設備需要適當調整外，二次保護裝置、保護類型及定值整定原則和10KV大體一致。經實踐分析，對20KV配電系統中性點經低電阻接地條件的繼電保護可采取以下幾種改造措施：

1）在20KV架空線路中采取中途附加自動配電開關的措施，可以擴大相間短路的保護區域，使之與10KV原系統做同樣程度的整定，這種方法尤其適用于長距離20KV架空配電線路的系統。

2）20KV配電線路及主變壓器20KV側均應配置反映接地故障的零序保護。在需要或者有條件的系統中可以考慮增加零序方向電流保護，以克服地區故障點接地電阻過大可能出現拒動的弱點。

3）20KV配電線路同10KV一樣，宜采用過流速斷保護做主保護，以定時過電流保護作后備保護，架空線路并采用自動重合閘裝置。

4）主變壓器零序保護配置應根據其20KV側繞組聯結方法不同而不同。20KV母線需要配置兩段定時限零序保護。

第6篇：繼電保護的基本概念范文

關鍵詞：配電系統；繼電保護

Abstract: The 10kV power distribution system of city power grid is an important part of power system, power generation, transmission and distribution, and electricity and so on five aspects. It can be safe, stable, reliable operation, not only directly related to the party and government organs, enterprises, residents living in the smooth flow of electricity, but also relates to the ability of the power system to normal operation.

Key words: power system; relay protection

中圖分類號：TM421文獻標識碼：文章編號：

1.繼電保護的基本概念

1.110KV配電系統的幾種運行狀況

（1）供電系統的正常運行

這種狀況系指系統中各種設備或線路均在其額定狀態下進行工作；各種信號、指示和儀表均工作在允許范圍內的運行狀況；

（2）供電系統的故障

這種狀況系指某些設備或線路出現了危及其本身或系統的安全運行，并有可能使事態進一步擴大的運行狀況；

（3）供電系統的異常運行

這種狀況系指系統的正常運行遭到了破壞，但尚未構成故障時的運行狀況。

1.2.10KV配電系統繼電保護裝置的任務

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

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

（3）當供電系統中出現異常運行工作狀況時，它應能及時地、準確地發出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理；

2.幾種常用電流保護的分析

2.1定時限過電流保護

2.11什么是定時限過電流保護

繼電保護的動作時間與短路電流的大小無關，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是連續可調的，這種保護方式就稱為定時限過電流保護。

2.12繼電器的構成

定時限過電流保護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)構成的。它一般采用直流操作，須設置直流屏。定時限過電流保護簡單可靠、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計算后獲取的參數來整定，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調試比較準確和方便。這種保護方式一般應用在10～35KV系統中比較重要的變配電所。

2.13定時限過電流保護的基本原理

10KV中性點不接地系統中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限過電流保護的原理接線圖。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成。當被保護線路只設有一套保護，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。當被保護線路中發生短路故障時，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的，故當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運行。而信號繼電器的動作使信號指示牌掉下并發出警報信號。

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

2.14動作電流的整定計算

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

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

IdzIfh.max

式中Idz:過電流保護繼電器的一次動作電流；Ifh.max:最大負荷電流。

②保護裝置在外部故障切除后應能可靠地返回。因為短路電流消失后,保護裝置有可能出現最大負荷電流,為保證選擇性,已動作的電流繼電器在這時應當返回。因此保護裝置的一次返回電流If應大于最大負荷電流Ifh.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,考慮到繼電器動作電流的誤差和計算誤差而設。一般取為1.15～1.25Kjx――由于繼電器接入電流互感器二次側的方式不同而引入的一個系數。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=√3Kf:返回系數,一般小于1;Nlh:電流互感器的變比。

2.15動作時限的整定原則

為使過電流保護具有一定的選擇性，各相臨元件的過電流保護應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裝置1、2、3。當D1點發生短路時，短路電流由電源提供并流過保護裝置1、2、3，當短路電流大于它們的整定值時，各套保護裝置均啟動。但按選擇性的要求，應只由保護裝置3（離故障點最近）動作于跳閘。在故障切除后，保護裝置1、2返回。因此就必須使保護裝置2的動作時間較保護裝置1長一些；而保護裝置3又要比保護裝置2長一些，并依次類推，即：

t1>t2t3

不難看出，各級保護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值，稱其為時限級差Dt。對于定時限過電流保護的時限級差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，而保護的動作時間越長。也就是說過電流保護存在著缺陷。這種缺陷就必須由電流速斷保護來彌補不可。

2.16過電流保護的保護范圍。過流保護可以保護設備的全部，也可以保護線路的全長，還可以作為相臨下一級線路穿越性故障的后備保護。

2.2電流速斷保護

2.2.1電流速斷保護電流速斷保護是一種無時限或略帶時限動作的一種電流保護。它能在最短的時間內迅速切除短路故障,減小故障持續時間,防止事故擴大。電流速斷保護又分為瞬時電流速斷保護和略帶時限的電流速斷保護兩種。

2.2電流速斷保護的構成電流速斷保護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)構成的。它一般不需要時間繼電器。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、整定調試比較準確和方便。

2.3瞬時電流速斷保護的整定原則和保護范圍 瞬時電流速斷保護與過電流保護的區別,在于它的動作電流值不是躲過最大負荷電流,而是必須大于保護范圍外部短路時的最大短路電流。當在被保護線路外部發生短路時,它不會動作。

2.4 瞬時電流速斷保護的基本原理 瞬時電流速斷保護的原理與定時限過電流保護基本相同。只是由一只電磁式中間繼電器替代了時間繼電器。

2.5略帶時限的電流速斷保護瞬時電流速斷保護最大的優點是動作迅速,但只能保護線路的首端。而定時限過電流保護雖能保護線路的全長,但動作時限太長。因此,它的保護范圍就必然會延伸到下一段線路的始端去。這樣,當下一段線路始端發生短路時,保護也會起動。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的動作電流大一些。略帶時限的電流速斷保護可作為被保護線路的主保護。

3.結語

10kv配電系統中因為供電范圍的增加其安全性就成為了電網管理和設計的首要問題。而繼 電保護裝置是在網絡出現故障的時候最大限度保護設備的重要技術措施， 因此在對繼電保護裝置進行選擇和設置的時候，就應當從分考慮本網絡的特點，合理設置提高保護的可靠性。

參考文獻：

[1]張瑋.淺析1OkV配電系統繼電保護[J].硅谷，2010，(13)

[2]劉瑞庭.分析1OkV配電系統繼電保護的有關問題[J]廣東科技，2010，(22)

第7篇：繼電保護的基本概念范文

關鍵詞:繼電保護;故障管理系統;應用;發展

一、發展歷史及研究現狀

繼電保護及故障信息系統是一個繼電保護運行、管理的技術支持系統,同時又是一個電網故障時的信息支持、輔助分析和決策系統。

早期的繼電保護裝置和錄波器均為分散獨立的產品,其信息輸出方式形式單一,主要靠自帶的打印機輸出,當故障發生時保護故障數據和錄波數據主要是依靠電話,傳真,專門派人到現場收集的方式傳送,浪費了大量的人力和物力,而且對這些數據信息保存,檢索,再利用都相當困難。

隨著變電站綜合自動化技術的發展,各保護廠商為實現保護與監控系統配套的繼電保護工程師站,,有關繼電保護及故障信息管理系統的研究也得到了很大的發展。

二、繼電保護的基本概念

在電力系統運行中,外界因素(如雷擊、鳥害呢)、內部因素(絕緣老化,損壞等)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;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,同步發電機短時失磁異步運行等。

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。電力系統發生故障或危及其安全運行的事件時,他們能及時發出告警信號,或直接發出跳閘命令以終止事件。

(一)系統構成

繼電保護故障信息管理系統,是一個繼電保護運行、管理的技術支持系統,同時又是一個電網故障時的信息支持、輔助分析和決策系統,包括運行于各級調度的主站系統和運行于變電站的子站系統。

1.主站系統結構

主站端包括數據/通信服務器,保護工作站以及web服務器。數據/通信服務器主要負責與子站的通信以及路由的選擇,對子站傳送來的信息進行加工、處理、分析、顯示和存儲。保護工作站作為數據服務器的客戶端,可以通過數據服務器查詢各子站保護信息,并可實時顯示故障和事件信息。web服務器實現web方式的各子站保護信息。

2.子站系統結構

每個子站配置一臺RCS-9798保護信息管理裝置,它以光纖網絡與主站端及分站端以(IEC60870-5-103+IEC60870-5-104)規約進行通信,以串口(RS232,RS422,RS485)、光纖或網絡方式與各個保護裝置、故障錄波器裝置及行波測距裝置通信,以串口、光纖或者網絡方式與當地監控系統通信。

3.子站系統主要功能

完成各裝置的通信連接及通信規約的轉換,繼電保護信息管理子站系統對裝置的定值以及參數可以調閱及修改,可以查閱各裝置的歷史記錄、當前狀況。可以通過設置是否允許修改保護定值及區號,遠方主站可以通過保護管理裝置實行此項功能。可以對裝置信號進行復歸,同時可以接收和執行遠方主站或者計算機監控系統的信號復歸命令。

(二)現場應用

對繼電保護及安全自動裝置運行狀態進行統一管理,包括裝置運行狀態監視、運行參數、壓板狀態等。系統正常運行時,可根據廠站主接線圖或裝置列表,定制畫面中顯示裝置的運行狀態,如裝置自檢、實時采樣值、開入量狀態、運行定值等;當裝置發生異常時,系統自動提示,反饋異常類型、參數和時間等信息,并進行記錄;電網故障后,系統收集故障點位置、故障類型、跳閘開關等故障信息,顯示保護動作信息、相關保護的動作行為分析報告,顯示故障時刻系統采樣數據、故障錄波數據等。可以在線對各子站的保護裝置定值,按照設定的時間自動進行巡檢,發現有差異時自動給出告警信息。建成的電網故障信息管理系統在正常運行和電網故障時,可以實時采集、處理各種保護信息,充分利用這些信息為繼電保護運行、管理服務,為分析、處理電網故障提供支持。

通過對子站傳送來的信息進行加工、處理、分析、顯示,為調度員事故處理及電網的安全分析、繼電保護動作行為分析提供決策依據;能對遠方子站及繼電保護裝置進行操作管理;支持網絡瀏覽功能,可通過MIS系統將有關信息給其他調度機構。通過繼電保護故障信息管理系統不僅使變電站內繼電保護及安全自動裝置的運行、管理各個環節實現“可控、能控、在控”,為實現繼電保護專業管理現代化奠定基礎,也使我公司繼電保護的運行、維護、管理工作帶來了嶄新的面貌。

(三)應用成效

繼電保護故障信息管理系統通過數據網為控制中心站提供監視、控制、管理變電站內智能裝置的管理及分析功能,它能在電網正常運行和故障時,采集、處理各種智能裝置信息,通過分層、分類告警,使運行人員快速定位告警事件的性質以便故障處理。故障簡報包含故障線路名稱、保護動作事件、故障測距、故障相別、跳閘相別、錄波波形等信息。能夠為繼電保護運行、管理服務,為電網故障的分析、處理提供技術支持,以滿足調度中心對電網正常運行及故障情況下各種信息需求。主站通過向WEB服務器提供各種管理信息,使不同權限用戶通過IE瀏覽器可以訪問繼電保護故障信息管理系統接收到保護的各類實時信息及歷史信息。

控制中心主站對各個子站裝置進行實時查詢,并對各裝置的保護事件、自檢信號以及相關的波形及時收集并按照重要性分級記錄,給出明確的報警提示。主站對各個子站裝置的定值以及參數可以調閱及修改,可以查閱各裝置的歷史紀錄和當前狀態。通過繼電保護故障信息管理系統應用,及時消除多起保護裝置異常事故,避免了保護裝置的誤動作,杜絕了因現場倒閘操作順序問題造成保護裝置的誤動作。

控制中心主站可以召喚保護裝置的當前定值區定值,可以將當前定值轉為歷史版本保存,便于日后檢索和管理。方便地定義各種格式的定值單模板,基于模板生成定值單,并可打印定值單和導出定值單。實現實時自動巡檢和保護定值對比功能。按照設定的巡驗周期,后臺召喚裝置保護當前運行區定值,并將召喚的定值與存檔定值進行比較,若發現有差異,并對不一致的定值做出標記和告警提示,從而實現對運行方式變化的監控和電子值班功能。

三、發展對策

隨著通信技術和計算機技術的發展,繼電保護及故障信息管理系統將變得更加實用、可靠,更為重要的是,保信系統為不同地區、不同部門的信息即時共享提供了一個有效的途徑。相信有久的將來,我們可以對它提供的歷史數據進行深度挖掘,以便更好的為電力系統服務,而且在對實時性要求不高的領域,人工智能技術將會有更大的發揮空間,如利用線路兩側故障的信息,結合遺傳算法,我們呆心服精確地計算出故障測距結果,大大降低巡線工作量,減少停電時間,運用人工智能和知識庫,來分析故障數據,能夠對今后的保護定值配置以服安全穩定系統控制策略提供一種決策依據,得用繼電保護動態監測信息自動分析設備的健康狀況,寮現設備事故的超前控制,得用保信系統的信息,可以使電力系統仿真系統更為符合現場實際,具備更豐富的仿真內容,總之保信系統的建立和實用化將大大提高電力生產的現代化管理水平。

參考文獻:

[1]史志鴻;劉偉;廖澤友;等繼電保護故障信息系統的通信協議探討[J];繼電器,2004,32(9):40-44,56.

[2]韓曉萍;李佰國;王肅;等繼電保護及故障信息系統的設計與實現[J];電網技術,2004,28(18),16-19,65.

第8篇：繼電保護的基本概念范文

關鍵詞：電力系統;繼電保護;對策

Abstract: The city power distribution system, because of its geographical coverage is extremely vast, the movement environment is extremely complex and all kinds of human factors, the occurrence of electrical failure is unavoidable. The accident occurred in the power system in any one place, are likely to have a significant impact on the operation of the power system, in order to ensure the normal operation of power distribution system of city, must be properly set relay protection device.

Key words: power system; relay protection; countermeasure

中圖分類號：TM77文獻標識碼：A文章編號：

引言

當系統出現意外情況時,繼電保護裝置會自動發射信號通知工作人員,有關工作人員就能及時處理故障,解決問題,恢復系統的安全運行,同時,這種裝置還可以和其他設備相協調配合,自動消除短暫的故障。因此,加強繼電保護管理是供電系統安全運行的可靠保障。

1 繼電保護的基本概念

可靠性是指一個元件、設備或系統在預定時間內，在規定的條件下完成規定功能的能力。可靠性工程涉及到元件失效數據的統計和處理，系統可靠性的定量評定，運行維護，可靠性和經濟性的協調等各方面。具體到繼電保護裝置，其可靠性是指在該裝置規定的范圍內發生了它應該動作的故障時，它不應該拒動作，而在任何其它該保護不應動作的情況下，它不應誤動作。

繼電保護裝置的拒動和誤動都會給電力系統造成嚴重危害。但提高其不拒動和提高其不誤動作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。由于電力系統的結構和負荷性質的不同，拒動和誤動所造成的危害往往不同。例如當系統中有充足的旋轉備用容量，輸電線路很多，各系統之間和電源與負荷之間聯系很緊密時由于繼電保護裝置的誤動作，使發電機變壓器或輸電線路切除而給電力系統造成的影響可能很小；但如果發電機變壓器或輸電線路故障時繼電保護裝置拒動作，將會造成設備的損壞或系統穩定的破壞，損失是巨大的。在此情況下提高繼電保護裝置不拒動的可靠性比提高其不誤動的可靠性更為重要。但在系統中旋轉備用容量很少及各系統之間和負荷和電源之間聯系比較薄弱的情況下，繼電保護裝置的誤動作使發電機變壓器或輸電線切除時，將會引起對負荷供電的中斷甚至造成系統穩定的破壞，損失是巨大的。而當某一保護裝置拒動時，其后備保護仍可以動作而切除故障，因此在這種情況下提高繼電保護裝置不誤動的可靠性比提高其不拒動的可靠性更為重要。

2 繼電保護管理的重要性及任務

2.1重要性。繼電保護工作作為電網工作中的一個重要組成部分,其工作責任大、技術性強、任務繁重。繼電保護工作人員每天面對諸如電網結構、保護配置、設備投退、運行方式變化及故障情況等各種信息,對它們進行正確的分析、處理和統計,工作十分繁重,并且上下級局之間、局與各廠站之間存在著許多重復性數據錄入及維護工作。為了減輕繼電保護工作人員的工作強度,提高勞動生產率,開發繼電保護信息管理系統已成為電網發展的一個必然要求。

2.2主要任務。電力系統繼電保護管理系統的主要任務是對繼電保護所涉及的數據、圖形、表格、文件等進行輸入、查詢、修改、刪除、瀏覽。由于管理對象層次多、結構復雜、涉及幾乎所有一、二次設備參數、運行狀態、統計分析、圖檔管理甚至人事信息等事務管理,各層保護專業分工較細,這使得數據庫、表種類很多,利用管理系統可大大提高工作效率和數據使用的準確性。

在電力系統中,存在如保護裝置軟件設計不完善、二次回路設計不合理、參數配合不好、元器件質量差、設備老化、二次標識不正確、未執行反措等諸多原因,導致運行的繼電保護設備存有或出現故障,輕則影響設備運行,重則危及電網的安全穩定,為此,必須高度重視繼電保護故障排除,認真、持久地開展好繼電保護信息管理工作。

3繼電保護管理中的不足

縱觀目前電力系統各發、供電單位的繼電保護管理情況,會發現各單位繼電保護管理中存在的問題形式多樣、記錄內容不盡相同、記錄格式各異、填寫也很不規范; 另外,幾乎所有單位對管理漏洞的發現和處理往往只是做記錄,存在的故障消除后也沒有再進行更深層次分析和研究。更嚴重的是個別單位甚至對故障不做任何記錄,出現管理上的不足后往往只是安排人員解決后就算完事。

由于各單位對管理程度不同程度的重視,最終造成運行維護效果也很不相同: 有的單位出現故障,可能一次就根除,設備及電網安全基礎牢固; 而有的單位出現同樣的故障,可能多次處理還不能完全消除,費時費力又耗材,而且嚴重影響設備及電網的安全穩定運行; 甚至有些故障出現時,因為專業班組人員緊張,不能立即消除,再加上對故障又不做相應記錄,從而導致小故障因擱淺而變成大損失。針對此種現象,為了減少重復消缺工作,不斷增強繼電保護人員處理故障的能力和積累經驗,提高繼電保護動作指標,確保電力設備健康運行以及電網安全穩定運行。切實將故障排除管理工作做好,并通過科學管理來指導安全運行維護工作。必須對故障及漏洞要實行微機化管理,借助微機強大的功能,對出現的故障存貯統計、匯總、分類,并進行認真研究、分析,尋找設備運行規律,更好地讓故障管理應用、服務于運行維護與安全生產。

4 排除故障的措施

4.1對繼電保護故障按獨立的裝置類型進行統計。

對目前系統運行的各種線路保護裝置、變壓器保護裝置、母差保護裝置、電抗器保護裝置、電容器保護裝置、重合閘裝置或繼電器、備用電源自投切裝置、開關操作箱、電壓切換箱,以及其他保護或安全自動裝置等,將其故障按照裝置類型在微機中進行統計,而不采用羅列記錄或按站統計等方式。

4.2對繼電保護故障分類。

除了按故障對設備或電網運行的影響程度分為一般、嚴重、危急3 類外,還可按照故障產生的直接原因,將故障分為設計不合理( 包括二次回路與裝置原理) 、反措未執行、元器件質量不良( 包括產品本身質量就差與產品運行久后老化) 、工作人員失誤( 包括錯誤接線、設置錯誤或調試不當、標識錯誤、驗收不到位) 4 個方面。對故障這樣統計后,一方面可以根據故障危害程度,分輕重緩急安排消缺;另一方面,便于對故障進行責任歸類及針對性整改,從根本上解決故障再次發生的可能性,也確保了排除故障處理的效果。

4.3明確繼電保護缺陷登錄的渠道或制度。

為了逐步掌握設備運行規律,并不斷提高繼電保護人員的運行維護水平,就必須對繼電保護設備出現的各種故障進行及時、全面的統計,除了繼電保護人員自己發現的故障應及時統計外,還必須及時統計變電站運行值班人員發現的故障,而要做到后者,往往較困難。為此,必須對運行部門(人員) 明確繼電保護故障上報渠道、制度,通過制度的規定,明確故障匯報渠道、故障處理的分界、延誤故障處理造成后果的責任歸屬等,確保做到每一次故障都能及時統計,為通過缺陷管理尋找設備運行規律奠定堅實的基礎。

5 繼電保護故障管理的對策

5.1跟蹤繼電保護設備運行情況,及時、合理安排消缺。

通過故障管理,可以隨時掌握設備運行情況,做到心中有數: 哪些設備無故障,可以讓人放心,哪些設備還存在故障,故障是否影響設備安全運行,并對存在故障的設備,按照故障性質,分輕重緩急,立刻安排解決或逐步納入月度生產檢修計劃進行設備消缺或結合繼電保護定期檢驗、交接性校驗、狀態檢修進行設備消缺,以確保設備盡可能地健康穩定運行。

5.2 超前預防,安全生產。

通過故障管理,對掌握的故障數據,在其未釀成事故之前,就要及時分析,制定對策。對能立刻消除的故障,立刻組織安排人員消缺; 對不能立刻消除的故障,進行再次分析,制定補救措施,并認真做好事故預想。5.3及時、準確地對繼電保護設備進行定級統計。

要真正做到把每臺繼電保護設備定級到位,就必須做到時刻全面地掌握每臺繼電保護設備存在的問題,并對其進行合理化管理,進而對設備定級實現動態的科學化管理。

6 結語

提高不拒動和誤動作，是繼電保護可靠性的核心。在城市電網配電系統中，各種類型的、大量的電氣設備通過電氣線路緊密地聯結在一起。為了確保供電系統的正常運行，必須正確地設置繼電保護裝置并準確整定各項相關定值，從而保證系統的正常運行。

參考文獻

第9篇：繼電保護的基本概念范文

1、電網故障診斷系統的基本概念

電力故障，廣義的來說，是指在電力系統內出現的一些異常現象，使得系統表現出所不期望的特性。故障診斷則是指根據狀態監測所得到的反映設備和系統狀態的各測量值，或者是其運算處理結果所提供的信息，找出相應的故障部位、原因，并做出相應的措施。故障診斷主要包括：故障檢測、故障分析、故障評價、故障決策等。電網故障診斷的主要目的是在電力系統出現故障的時候，能夠快速識別發生故障的元件，為維護人員的工作提供正確的開展依據，以便于盡快的恢復電力系統故障。

2、電網故障的類型

2.1輸電線路故障

眾多電力系統的運行經驗表明，大部分的輸電網絡故障都是輸電線路的故障，且多為瞬時性的故障，比如說：大風引起的短時碰線，鳥類或樹枝等掉在導線上引起的短路等。這些故障在絕緣平衡后是可以自行恢復的，即故障會隨即消失。常見的輸電線路上出現的故障類型有以下幾種：①單相接地短路：這種故障的發生占到全部故障的80%以上，是最為常見的故障之一。對中性點直接接地的系統而言，當發生單相接地的情況時，應根據相應指令操作，迅速的切除故障點。對中性點不接地或者是經消弧線圈接地的系統，當出現單相接地的情況時，雖然在短時間內允許其帶點運行，但仍要求工作人員盡快的找到接地點，強行使接地的部分退出運行并對其進行相關處理措施。②兩相接地短路：這種故障不會超過全部的10%，發生幾率較小。這一故障大部分發生在同一地點，當系統是中性點直接接地系統時。對于其他的系統，多為先發生一點接地，然后其他兩相對地的電壓迅速升高，在絕緣能力稍差的地方形成第二接地點。③斷相：斷相會使得整個系統處于非全相運行的狀態，一般是不允許長期存在的，應該又繼電保護裝置自動切除，或者是由工作人員手動斷開其他非故障相。

2.2母線故障

母線短路、母線保護誤動作、送出線路的故障引起的越級跳閘等都會導致母線故障的產生。當電力系統中樞紐變電所的母線上發生故障時，很有可能會使得系統用戶停電，使得相關的聯絡線過載，更甚者可能會破壞系統的穩定運行，造成嚴重的后果。

3、電網故障診斷的原理和方法

故障診斷中所說的電網，主要指的是擔負著輸送電力的重要任務的輸電網絡。這些覆蓋面廣、結構復雜的輸電網絡，長期暴露在自然環境中，由于某些自然災害或者是操作失誤的原因，很可能出現故障。輸電網絡一般包括變電站、母線、輸電線路、斷路器、以及相應的線路主保護和后備保護等。為了實現故障后的快速檢修和回復、縮短停電時間，電力部門都采用SCADA系統、EMS系統來監控輸電網絡的運行狀態。一旦發生故障，SCADA系統、EMS系統會發出警報信息，并將信息傳遞到調度中心，從而采取措施進行檢修和恢復故障工作。當電網發生斷路器跳閘后，大多都是由調度員處理的。首先應根據斷路器跳閘的情況，查看SCADA系統中的情況，比如說頻率波動的大小、對于臨近廠站的沖擊等，判斷系統是否已經發生了事故。當確認系統已經發生故障后，要依據有關信息，搜索出停電的有關設備，初步判斷設備的故障。如果只有一個設備停電，該設備就是故障設備，如果有多個設備停電，那么工作人員應該根據跳閘的特征繼續判斷故障設備。確認故障點的具置后，對應處理。

4、電網故障診斷系統的設計

4.1總體設計

4.1.1故障診斷策略首先需要建立網絡拓撲，然后根據傳遞的保護信息和錄波信息來確定故障的區域，即確定可能的故障設備的集合。為了確定更小范圍的可能故障設備，需要掌握更詳細的保護動作信息和錄波信息。最后可以根據遺傳的算法來確定最終的故障設備集。在處理錄波信息時，還會涉及一些繼電保護的算法，來確定故障的方向、故障的類型等。4.1.2功能模塊組成對錄波信息和保護動作信息的篩選和預處理，使用的是數據接口模塊的功能，將錄波器的每個通道數據和根據錄波器通道配置信息分配到每個開關，為下一步計算準備好數據。在線診斷模塊，是在當系統發生故障時，故障信息系統啟動的程序，將一定時間段內發生的故障動作信息收集全，調用核心診斷程序進行診斷，以此來推斷出發生故障的元件，并顯示診斷結果。離線診斷模塊的功能即用戶可以根據以往的歷史數據或者是重新編輯補充的故障信息來進行診斷，以此來查看診斷的結果是否符合預期結果。歷史數據、補充信息包括保護動作信息、開關跳閘信息等。

4.2網絡拓撲的形成

電網故障診斷系統的基礎是故障后所表現出來的征兆信息。當電網的故障發生時，首先出現變化的是電網內各節點的電壓、支路的電流，繼而會使得繼電保護裝置依據這些變化而生成一系列的繼電保護動作信息，從而由保護跳開相應的斷路器來進行隔離故障步驟。各種形式的網絡拓撲搜索都會被應用到電網故障的診斷中，比如說：面向對象編程技術表示的電網拓撲結構，是通過讀取一系列數據表而形成的，即STATION數據表、BUS表、TRANSFORMER表等。通過讀取這些數據表，形成電網拓撲信息，任一設備都可以通過設備連接關系列表找到與之相關的其他設備；任一保護裝置，都可以獲取其被保護設備。

5、總結