衡量繼電保護的好壞精選(九篇)

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第1篇：衡量繼電保護的好壞范文

【關鍵詞】 電力系統 微機繼電保護 應用研究

1 繼電保護技術概述

近年來，電力系統得到了飛速的發展。提高系統的運行效率和運行質量成為需要迫切解決的技術問題。而繼電保護技術是解決問題的核心技術之一。繼電保護技術是指在系統正常用電過程中，可以對電路故障發出警報信號，并能夠有效防止事故發生的一種自動化技術。繼電保護技術的原理是通過檢測系統中電氣元件發生異常情況時電氣量（頻率、電壓、電流）的變化，并完成繼電保護動作。其核心是繼電保護裝置。近些年，繼電保護裝置從原來的機電整流式向集成微機式發展。將計算機技術融入到繼電保護裝置，使繼電保護技術得到進一步的發展，同時使繼電保護性能進一步的增強（如圖1）。

微機繼電保護技術的主要特點：（1）提高運行正確率，計算機的數據處理技術使得繼電保護裝置具備十分強的記憶能力，同時運用自動控制等技術，使繼電保護裝置可以更優的完成故障保護功能，提高了系統運行的正確率。（2）良好的監控管理操作性，該技術中運用的一些核心器件不受外在環境的影響，可以帶來良好的功效。而且保護裝置利用計算機保護裝置，具備了可監控性，從而大大降低了成本。（3）增強輔助功能和兼容性，繼電保護裝置在制造上采用通用兼容的原理，易于統一標準，而且保護裝置的體積較小，可以減少盤未的數量，在此基礎上可以擴展其他輔助功能。

2 繼電保護技術的歷史與現狀

20世紀中期，基于晶體管的繼電保護技術得到蓬勃發展和廣泛應用。隨后，專家學者對基于集成運算放大器的集成電路保護技術進行了研究，到80年代末集成電路保護技術趨于成熟，逐漸替代了晶體管保護技術。直到90年代，基于集成電路的保護技術一直占據著主導地位。在此期間，我國對基于計算機的保護技術開始了研究，取得了輝煌的成果。相繼研制了不同型式、不同原理的微機保護裝置。在主設備方面，關于微機相電壓補償方式高頻保護、微機線路保護裝置、發電機保護和發電機-變壓器組保護技術都獲得巨大進展。至此，不同原理和機型的微機保護裝置為電力系統提供了性能優良、可靠地繼電保護裝置。同時，在微機保護算法等方面也取得了大量的理論成果。我國繼電保護技術進入微機化時代。

3 繼電保護技術的配置和應用

3.1 繼電保護裝置的任務

繼電保護裝置利用系統中電子器件發生短路等異常情況時電氣量的變化完成繼電保護的動作。其主要任務在于：（1）供電系統正常運行時，安全地監視各個設備的運行狀況，為工作人員提供可靠的運行依據；（2）在系統發生故障時，快速。自動地選擇性屏蔽故障部分，從而保證系統其它部分繼續正常運行。（3）供電系統出現異常運行工作時，能準確地及時發出警報，通知工作人員進行處理。

3.2 繼電保護裝置的基本要求

（1）可靠性。保證裝置能夠反應正確的動作，且隨時處于監控狀態。不具備可靠性的保護裝置或許成為直接造成故障或礦大事故的根源。為保障保護裝置具備可靠性，要求組成裝置的各個元件質量可靠，運行維護得到。同樣要求裝置的設計原理、整定計算和安裝調試正確無誤。保護系統應盡可能簡單有效，提高系統保護的可靠性。

（2）選擇性。指當供電系統發生故障時，保護裝置能夠有選擇的將發生故障部分切除。即保護裝置首先斷開離故障點最近的斷路器，保障系統中非故障部分可以繼續正常運行。

（3）速動性。指保護裝置能夠快速地切除電路故障部分。縮短故障的切除時間，可以減輕短路電流對設備的損壞程度，加快系統的恢復，為電氣設備自啟動創造有利條件，同時提高了發電機并列運行的穩定性。

（4）靈敏性。指繼電保護裝置對異常工作的反應能力。保護裝置的靈敏度用靈敏系數衡量。在裝置的保護范圍之內，不管短路性質如何，不管短路點位置如何，保護裝置應都能夠實現保護動作。但在保護區外，該裝置不應該構成任何錯誤動作。

3.3 繼電保護技術的應用

在電力系統建設與運行中，高壓線路、低壓網絡及各種電氣設備均裝載了相應的微機繼電保護裝置，其主要用于高壓線路保護、主變保護、電容器保護等。高壓供電系統應用包括母線繼電保護裝置的應用，對非并列運行的分段母線裝載電流速斷保護。另外，還需裝置過電流保護。對等級較低的配電所可以不裝設電流保護。

繼電保護裝置在變電站中的應用包括：（1）主變保護：包含主保護和后備保護，主保護通常是差動保護和瓦斯保護，后備保護通常是過負荷保護或過流保護；（2）母線保護：需同時裝載限時電流速斷保護和過電流保護；（3）電容器保護：其主要包括過壓保護、失壓保護以及過流保護；（4）線路保護：通常采用二段或三段式電流保護，其中一段是速斷電流保護，二段是速斷限時電流保護，三段是過電流保護。微機繼電保護技術的快速發展推動了繼電保護裝置的廣泛使用。根據不同的需求，研發出不同原理、不同機型的保護裝置。

4 繼電保護技術的發展方向

4.1 智能化

隨著計算機技術在電力系統繼電保護領域中的廣泛應用，許多新的計算機控制方法不斷被應用于繼電保護當中。比如專家系統、人工神經網絡、遺傳算法、小波理論、模糊邏輯等人工智能技術，從而對繼電保護的研究向智能化方向發展。如利用人工神經網絡來實現故障的類型判別；或將過渡電阻短路歸為非線性問題。人工智能技術的不斷發展推動了繼電保護技術的智能化發展。結合不同的智能技術，分析不確定因素對系統的影響，以提高系統的可靠性，是智能保護的主要方向。

4.2 計算機化

系統運行中微機繼電保護裝置的動作準確率明顯高于其他保護裝置。繼電保護裝置的計算機化是絕對的發展優勢。微機繼電保護裝置以中央處理器為核心，依據數據采集系統到的系統的實時狀態數據，根據選定算法來檢測系統是否發生故障以及故障的范圍、性質等，做出是否切斷或報警等判斷。微機繼電保護由計算機程序實現，其中CPU是計算機系統自動控制的指婚中心，計算機程序運行在CPU上。所以CPU的性能在很大程度上決定了計算機系統性能的好壞。

4.3 網絡化

網絡型繼電保護是一種新型的繼電保護技術，是微機保護技術發展的趨勢。它建立在網絡技術、計算機技術、通信技術基礎之上，利用計算機網絡實現各種保護功能，包括線路保護、母線保護、變壓器保護等。網絡型繼電保護的優點是共享數據，能夠實現本來由光纖保護、高頻保護才可以實現的縱聯保護。此外，通過分站保護系統采集到所有斷路器的電流量、母線電壓量。所以易于實現母線保護，且不需要其他的母線保護裝置。網絡保護系統的拓撲結構采用簡單的環形結構、星型結構、總線結構。因為繼電保護的重要性，需要采取可靠的網絡安全控制策略，來確保網絡保護系統的安全。

4.4 自動化

現代網絡技術、計算機技術為改變電力系統監視、保護、控制提供了系統集成和優化組合的技術基礎。高壓變電站經歷著技術創新，即實現自動化和繼電保護的結合。其體現在遠程控制與信息共享、集成與資源共享。以遠方終端單元、微機保護裝置為核心，將變電所的控制、測量等融入計算機系統，提高系統的可靠性。綜合自動化系統打破傳統二次系統設備劃分原則，克服了常規保護裝置不能與控制中心通信的缺陷，賦予了變電所自動化新的含義和內容。

5 結語

微機繼電保護技術在電力系統中發揮著重要的作用。繼電保護裝置為提高電力穩定性與安全性、保護電力設備提供了技術保障，為電力需求提供技術支持。隨著電力系統的發展和計算機技術、通信技術的進步，繼電保護技術向著智能化、計算機化、自動化、網絡化方向發展，進一步提高保護裝置的性能。

參考文獻：

[1]劉靜.發電機組繼電保護技術應用[J].電力科技，2010.5.

第2篇：衡量繼電保護的好壞范文

關鍵字：電網、功率因數、無功補償、節能

中圖分類號： TE08 文獻標識碼： A

前言

在電力系統中，由于許多設備大多都是感性負載，在運行中不僅要消耗有功功率，設備本身也消耗無功功率，從而使功率因數降低。功率因數的提高直接影響電網供電質量的好壞。如果功率因數過低，將使有功功率輸出減少，無功功率增加，導致電能損耗加大、利用率降低。關系到節約電能和供電質量。

功率因數是電力系統的一個重要的技術數據。功率因數是衡量電氣設備效率高低的一個系數。功率因數低，說明電路用于交變磁場轉換的無功功率大， 增加了線路供電損失，因此供電部門對用電單位的功率因數有一定的標準要求。 在交流電路中，電壓與電流之間的相位差(Φ)的余弦叫做功率因數，用符號cosΦ表示，在數值上，功率因數是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S

1、影響功率因數的主要因素

首先我們先了解一下功率因數是怎么產生的，在正弦的交流電路中，用電設備在正常的工作中，消耗功率分為兩部分：一是有功功率；二是無功功率。當有功消耗為一定時，無功功率消耗的減少，就提高功率因數。當無功功率消耗為0時，那么功率因數就為1，使得電能利用率達到100%。影響功率因數的主要因數分為以下幾種：

1.1異步電動機和電力變壓器是消耗無功的主要設備

異步電動機的定子與轉子之間的氣隙是決定異步電動機需要較多無功的主要因數。而異步電動機所耗用的無功功率是其空載時的無功功率和一定負載下無功功率兩部分組成。所以要改善異步電動機的功率因數就要防止空載運行。變壓器消耗的無功主要成份是它的空載運行，因此提高電力系統和企業的功率因數，就需要變壓器不能空載運行或者低負荷運行。

同時工廠中由于有大量的電焊機、電弧爐及氣體放電燈等感性負荷，同樣也消耗大量的無功功率，從而使功率因數降低。

1.2供電電壓超出規定范圍也會對功率因數造成很大影響

當供電電壓高于額定值的10%是，由于磁路飽和的影響，無功功率將增長的很快。當供電電壓低于額定值時，無功功率也相應減少而使他們的功率因數有所提高。供電電壓降低會影響電器設備的正常工作。所以，應當采取措施使電力系統的供電電壓盡可能保守穩定。

2、無功補償及補償方法

在上述中，我們知道要想提高功率因數，就必須尋找一些行之有效的方法。無功補償是同時提高功率傳輸容量和電壓穩定性的最有效辦法。輸電系統的無功補償主要是為了控制電壓、提高輸電網絡的最大功率傳輸能力和提高電力系統運行的穩定性。配電系統的無功補償大多屬于負荷的補償，主要是控制無功功率、改善負荷的功率因數、改善電能質量。在選用無功補償設備室應該注意：

①并聯電容器和并聯電抗器是電網無功補償的重要設備，應優先選用此種設備。

②當發電廠經過長距離的線路送電給一個較強的受端系統時，為縮短線路的電氣距離，宜選用串聯電容器，其補償一般不宜大于50%，并應防止次同步諧振。

③帶用沖擊負荷或負荷波動、不平衡嚴重的工業企業，應采用靜止無功補償器。

2.1并聯無功補償裝置

并聯無功補償裝置主要包括并聯與電力電網中的同步調相機、電力電容器、并聯電抗器和靜止式無功補償裝置等。不同類型的無功補償設備對電網穩定性有不同的影響。

①同步調相機。可以連續無極地調節向電網提供容性或感性無功功率，提高電網運行的穩定性。

②并聯電容器。只能分級地調節向電網提供的容性無功功率，以補償感性無功功率，減少電網的有功損耗，提高電網的電壓水平。

③并聯電抗器。可以向電網提供分級可調的感性無功，一補償局部多余的容性無功功率，保證電網電壓的穩定性。

④靜止式無功補償裝置（Static Var Compensater,簡稱SVC）。靜止是與傳統的同步調相機的旋轉相對應的。SVC是一種快速調節無功功率的裝置，他可使所需無功功率作隨機調整，從而保持在沖擊性負荷節點的系統電壓水平恒定，他可有效的抑制沖擊性負荷所引起的電壓波動和閃變、高次諧波，提高功率因數，還可以按各相的無功功率快速補償調節實現三相無功功率的平衡，使系統的負荷處于穩定、安全、可靠的運行狀態。

2.2串聯電容補償

串聯電容補償是指將電力電容器串聯于需要補償的輸電線路中。國外現在運行中或計劃中的輸電線路補償度高達75%~80%，由于電壓分布或繼電保護的原因，補償度要受限制。我國串補線路設計的補償度一般不大于50%。

不同電壓等級的輸電線路采用串聯補償的作用不一樣。

①在220kV及以上的輸電線路中，采用串補是為了增強電網的穩定性，提高輸電能力。

②在110kV及以下的輸電線路中，采用串補主要為了減小線路電壓降，降低線路受端電壓的波動，提高供電電壓質量。

2.3采取適當措施，提高功率因數

提高自然功率因數是在不添置任何補償設備，采用降低各用電設備所需的無功功率減少負載取用無功來提高企業功率因數的方法，他不需要增加投資，是最經濟的提高功率因數的方法。下面介紹幾種提高自然功率因素的措施

①合理使用電動機。在選擇電動機時，在規格和容量上，根據用戶需要，要使其電動機接近滿載運行。這樣不僅能使點擊利用率提高還能提高經濟效益。

②合理選擇配變容量，改善運行方式。根據負荷的變化，及時的更換、并聯、停運等方法，讓用電設備負載率達到最佳值。

③提高一步電動機的檢修質量。對電動機檢修時合理的改變定子繞組的匝數和轉子間的氣隙，都能有效的改變無功功率的消耗。

④采用同步電動機或異步電動機同步運行提高功率因數。由電機原理知道，同步電動機消耗的有功功率取決于電動機上所帶機械負荷的大小，而無功取決于轉子中的勵磁電流大小，在欠激狀態時，定子繞組向電網 “吸取”無功，在過激狀態時，定子繞組向電網“送出”無功。因此，只要調節電機的勵磁電流，使其處于過激狀態，就可以使同步電機向電網 “送出”無功功率，減少電網輸送給工礦企業的無功功率，從而提高了工礦企業的功率因數。異步電動機同步運行就是將異步電動機三相轉子繞組適當連接并通入直流勵磁電流，使其呈同步電動機運行，這就是 “異步電動機同步化”。因而只要調節電機的直流勵磁電流，使其呈過激狀態，即能向電網輸出無功，從而達到提高低壓網功率因數的目的。

3、無功補償的效益

在《供電營業規則》中規定：“用戶在當地供電企業規定的電網高峰負荷時的功率因數應達到下列規定：100kVA及以上高壓供電的用戶功率因數為0.90以上，其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購轉售電企業，功率因數為0.85以上。”我國供電企業每月向工廠收取電費，就規定電費要按每月平均功率因數高低進行調整，例如平均功率因數高于規定值，可減收電費，不僅降低經濟成本，還充分提高電能利用率。而低于規定值，則要加收電費，以鼓勵用戶積極設法提高功率因數。

4、結束語

綜合上述討論，在供電系統中合理適當的增加無功補償，提高功率因數不僅能充分地發揮電力設備的生產能力和電能的利用率，改善電壓質量，提高設備的工作效率，還能為用戶減少生產成本，從而達到更加經濟運行、節能環保、低碳生產，為社會創造良好的經濟效益。

參考文獻