導語：如何才能寫好一篇繼電器保護的基本要求，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】 電力系統(tǒng) 繼電保護 可靠性

1 繼電保護裝置的運行環(huán)境極其維護

繼電保護裝置是實現(xiàn)繼電保護的基本條件，要實現(xiàn)繼電保護的作用，就必須要具備有科學先進、行之有效的繼電保護裝置。因此，要做好繼電保護的工作，就必須要重視保護的設備。而設備的質(zhì)量題目，直接決定了繼電保護的效果，因而必須對繼電保護的裝置提出較高的要求，主要體現(xiàn)在‘四性’上。繼電保護裝置的重要性，不僅要在選用上考慮其是否達到基本運行條件的要求，還要在日常的檢測和維護上做好工作。

首先，要全面了解設備的初始狀態(tài)。繼電保護設備的初始狀態(tài)，影響其日后的正常和有效運行。因此必須留意收集整理設備圖紙、技術(shù)資料以及相關(guān)設備的運行和檢測數(shù)據(jù)的資料。對設備日常狀態(tài)的檢驗，要對設備生命周期中各個環(huán)節(jié)都必須予以關(guān)注，進行全過程的治理。一方面是保證設備正常的、安全有效的使用，避免投進具有缺陷的設備。同時在恰當?shù)臅r機進行狀態(tài)檢驗，以便能真正的檢測出題目的所在，并及時的找到應對方案。另一方面，在設備使用投進前，要記錄好設備的型式試驗和特殊試驗數(shù)據(jù)、各部件的出廠試驗數(shù)據(jù)、出廠試驗數(shù)據(jù)以及交接試驗數(shù)據(jù)和運行記錄等信息。

其次，要對設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行及時全面的統(tǒng)計分析。首先要了解設備出現(xiàn)故障的特點和規(guī)律，進而通過對繼電保護裝置運行狀態(tài)的日常數(shù)據(jù)的分析，預先判定分析故障出現(xiàn)的部分和時間，在故障未發(fā)生時，及時的排查。因此狀態(tài)檢驗數(shù)據(jù)治理就顯得非常重要，要把設備運行的記錄、設備狀態(tài)監(jiān)測與診斷的數(shù)據(jù)等結(jié)合起來，通過正確的完整的技術(shù)數(shù)據(jù)進行狀態(tài)檢驗。通過數(shù)據(jù)的把握和設備運行規(guī)律的把握，可以科學地制定設備的檢驗方案，進步保護裝置的安全系數(shù)和使用周期，保證電力系統(tǒng)的正常運行。

再次，要了解繼電設備技術(shù)發(fā)展趨勢，采用新的技術(shù)對設備進行監(jiān)管和維護。在電力事業(yè)高度發(fā)展，繼電保護日益嚴重，繼電保護設備不夠完善的情況下，必須加強對新技術(shù)的應用，唯此才能保證保護裝置的科學有效，在電力系統(tǒng)的保護中發(fā)揮應有的貢獻。

2 對繼電保護裝置的要求

2.1 選擇性

選擇性就是指當電力系統(tǒng)中的設備或線路發(fā)生短路時，其繼電保護僅將故障的設備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當故障設備或線路的保護或斷路器拒絕動作時，應由相鄰設備或線路的保護將故障切除。

2.2 速動性

速動性就是指繼電保護裝置應能盡快地切除故障。對于反應短路故障的繼電保護，要求快速動作的主要理由和必要性在于：（1）快速切除故障可以提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。（2）快速切除故障可以減少發(fā)電廠廠用電及用戶電壓降低的時間，加速恢復正常運行的過程。保證廠用電及用戶工作的穩(wěn)定性。 （3）快速切除故障可以減輕電氣設備和線路的損壞程度。（4）快速切除故障可以防止故障的擴大，提高自動重合閘和備用電源或設備自動投人的成功率。

對于反應不正常運行情況的繼電保護裝置，一般不要求快速動作，而應按照選擇性的條件，帶延時地發(fā)出信號。

2.3 靈敏性

靈敏性是指電氣設備或線路在被保護范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運行情況時，保護裝置的反應能力。

所謂系統(tǒng)最大運行方式，就是在被保護線路末端短路時，系統(tǒng)等效阻抗最小，通過保護裝置的短路電流為最大的運行方式；系統(tǒng)最小運行方式，就是在同樣的短路故障情況下，系統(tǒng)等效阻抗為最大，通過保護裝置的短路電流為最小的運行方式。

2.4 可靠性

可靠性是指在保護范圍內(nèi)發(fā)生了故障該保護應動作時，不應由于它本身的缺陷而拒動作；而在不屬于它動作的任何情況下，則應可靠地不動作。

以上四個基本要求是設計、配置和維護繼電器保護的依據(jù)，又是分析評價繼電保護的基礎。這四個基本要求之間，是相互聯(lián)系的，但往往又存在著矛盾。因此，在實際工作中，要根據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶的性質(zhì)，辯證地進行統(tǒng)一。

電力系統(tǒng)保護分為主保護和后備保護，后備保護是指當主保護或斷路器拒動時，用來切除故障的保護，后備保護可分為遠后備保護和近后備保護2種，遠后備保護就是當主保護或斷路器拒動時，由相鄰的電力設備或線路的保護來實現(xiàn)的后備保護，如變壓器的后備保護就是線路的遠后備。近后備保護是當主保護拒動時，由本電力設備或線路的另一套保護來實現(xiàn)的后備保護，如線路的零序保護和距離保護就是相互后備的

3 阻抗繼電器及其動作特性

阻抗繼電器是距離保護裝置的核心元件，它主要用來作測量元件，也可以作起動元件和兼作功率方向元件。

3.1 單相阻抗繼電器的特性

按相測量阻抗繼電器稱為單相式阻抗繼電器，加入繼電器的只有一個電壓和一個電流。由于電壓與電流之比是阻抗，即，所以測量阻抗電壓和電流來實現(xiàn)。繼電器動作情況取決于的值（即測量阻抗），當測量阻抗小于預定的整定值時動作，大于整定值時不動作。運行中的阻抗器是接入電流互感器TA和電壓互感器TV的二次側(cè)，其測量阻抗與系統(tǒng)一次側(cè)阻抗之間的關(guān)系為：

對于單相阻抗繼電器的動作范圍，原則上在阻抗復數(shù)平面上用一個小方框可以滿足要求。但是當短路點有過渡電阻存在時，阻抗繼電器的測量阻抗將不在幅角為的直線上，此外，應電壓互感器、電流互感器都存在角誤差，使測量阻抗角發(fā)生變化。所以，要求阻抗繼電器的動作范圍不是以為幅角的直線，而應將其動作范圍擴大，擴大為一個面或圓（但整定值不變）（如圖1所示）。

3.2 全阻抗繼電器

全阻抗繼電器的動作特性。

全阻抗繼電器動作邊界的軌跡在復數(shù)阻抗平面上是一個以坐標原點為圓心（相當于繼電器安裝點），以整定阻抗為半徑的圓，如圖2所示，圓內(nèi)為動作區(qū)，圓外為非動作區(qū)。

其特點如下：

（1）無方向性。當測量阻抗位于圓外時，不滿足動作條件，繼電器不動作；當測量正好位于圓周上時，處于臨界狀態(tài)，繼電器剛好動作，對應此時的阻抗就是繼電器的起動阻抗；當保護正方向短路時，測量阻抗位于第Ⅰ象限，當保護反方向短路時，測量阻抗位于第Ⅲ象限，但保護的動作行為與方向無關(guān)，只要測量阻抗小于整定阻抗，落在動作特性圓內(nèi)，阻抗繼電器就動作。

（2）無論加入繼電器的電壓與電流之間的相角為多大，繼電器的動作與整定阻抗在數(shù)值上都相等，即

圖2

3.3 方向阻抗繼電器

由于全阻抗繼電器的動作沒有方向性，在使用中，將它作為距離保護的測量元件，還必須加裝方向元件，從而使保護裝置復雜化。為了簡化保護裝置的接線，選用方向阻抗繼電器，它既能測量短路阻抗，又能判斷故障的方向。

變壓器縱差動保護主要是用來反應變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路故障，是變壓器的主保護。變壓器差動保護是按照循環(huán)電流原理構(gòu)成的，圖3示出了雙繞組變壓器差動保護單相原理接線圖。變壓器兩側(cè)分別裝設電流互感器和，并按圖中所示極性關(guān)系進行連接。

正常運行或外部故障時，差動繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器的二次電流之差，欲使這種情況下流過繼電器的電流基本為零，則應恰當選擇兩側(cè)電流互感器的變化。

圖3 壓器差動保護的基本原理和接線方式

即

若上述條件滿足，則當正常運行或外部故障時，流入差動繼電器的電流為：

當變壓器內(nèi)部故障時，流入差動繼電器的電流為：

為了保證動作的選擇性，差動繼電器的動作電流應按躲開外部短路時出現(xiàn)的最大不平衡電流來整定，即減少不平衡電流及其對保護的影響，就是實現(xiàn)變壓器差動保護的主要問題。為此，應分析不平衡電流產(chǎn)生的原因，并討論減少其對保護影響的措施。

4 電力狀態(tài)檢修在繼電保護工作中不可或缺

4.1 電力狀態(tài)檢修的概念

就電氣設備而言，其狀態(tài)檢修內(nèi)容不僅包括在線監(jiān)測與診斷還包括設備運行維護、帶電檢測、預防性試驗、故障記錄、設備管理、設備檢修和設備檢修后的驗收等諸多工作，最后要綜合設備信息、運行信息、電力市場等方面信息作出檢修決策。

在電廠、變電站檢修決策時要考慮電網(wǎng)運行狀態(tài)，如用電的峰段與谷段，發(fā)電的豐水期與枯水期；設備所在單元系統(tǒng)其它設備的運行狀態(tài)，按系統(tǒng)為單元檢修與只檢修單臺設備的合理程度；電力市場的需要，進行決策風險分析。

4.2 電力狀態(tài)檢修的優(yōu)點

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，科學技術(shù)水平的提高，電力系統(tǒng)正逐步向狀態(tài)檢修體制過渡。狀態(tài)檢修與其他檢修方式相比具有以下優(yōu)點：

（1）開展狀態(tài)檢修是經(jīng)濟發(fā)展的迫切要求。對設備進行檢修是為了確保設備的安全、可靠運行，而根據(jù)設備的狀態(tài)進行檢修是為了減少設備的檢修停電，提高供電可靠性。開展設備的狀態(tài)監(jiān)測和分析，可以對設備進行有針對性的檢修，使其充分發(fā)揮作用，即做到設備的經(jīng)濟運行。

（2）開展狀態(tài)檢修更具先進性和科學性。定期維護和檢修帶有較大的盲目性，并造成許多不必要的人力和費用的浪費；由于定期檢修工作量大，往往使檢修人員疲于奔命，加上現(xiàn)場條件和人員素質(zhì)的影響“，越修越壞”的現(xiàn)象也時有發(fā)生。開展狀態(tài)檢修，可減少不必要的工作量，集中了優(yōu)勢兵力，使檢修工作有一定的針對性，因而是更為科學，更為先進的方法。

（3）開展狀態(tài)檢修的可行性已經(jīng)具備：隨著科學技術(shù)的發(fā)展和運行經(jīng)驗的積累，已形成了較為完整的設備狀態(tài)監(jiān)測手段和分析判斷方法，開展狀態(tài)檢修已有較充分的技術(shù)保證。

（4）由于狀態(tài)檢修往往是以設備運行狀態(tài)下的在線監(jiān)測結(jié)果為依據(jù)進行的檢修，所以能夠預報故障的發(fā)生，使我們可以及時掌握設備運行狀況，防止發(fā)生意外的突發(fā)事故。

5 結(jié)語

繼電保護對我國電力系統(tǒng)的安全運行，起著不可替代的作用，在我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，對電力要求不斷增大的情況下，要做好繼電保護工作，就要從各方面對繼電保護的基本任務和意義，以及起保護作用的繼電保護裝置有深刻的了解，并要及時掌握未來技術(shù)發(fā)展的方向。隨著保護裝置的微機化程度不斷提高，對繼保工程的施工質(zhì)量和人員技術(shù)的要求也越來越高，因此我們在施工中應該不斷的總結(jié)提高，在執(zhí)行繼電保護方面要不折不扣地落實到位，并且進行逐一核實，確保繼保工程任務的圓滿成功。

參考文獻：

[1]趙凱，康成華，雷兆江.電力系統(tǒng)的繼電保護裝置狀態(tài)檢修探析[J].中國科技信息，2008年04期.

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關(guān)鍵詞：繼電保護；原則；原理

中圖分類號：TB文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2012）15-0194-01

電力系統(tǒng)中發(fā)生故障時，若不采取有效措施，勢必給經(jīng)濟帶來重大損失。因此，一旦電力系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時，必須盡快地將故障切除，恢復正常運行，減少對用電單位的影響；而當出現(xiàn)不正常運行方式時要及時處理，以免引起設備故障。繼電保護的任務就是自動、迅速、有選擇性地將系統(tǒng)中的故障切除，或在系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運行情況時，發(fā)出各種信號。

為了保證對用電單位的連續(xù)供電，故障切除后應盡快地使電氣設備再次投入運行或由其他電源和設備來代替工作。因此，電力系統(tǒng)中除安裝大量保護裝置外，還需裝設各種自動裝置，如自動重合閘、備用電源自動投入以及自動低頻減載裝置等，它們雖屬電力系統(tǒng)自動化的范疇，但與繼電保護裝置有密切關(guān)系。

繼電保護是用來保護電力系統(tǒng)和用電設備安全可靠運行的一種裝置。人們發(fā)現(xiàn)在電力系統(tǒng)中發(fā)生短路時，會產(chǎn)生很大的電流，因此，首先出現(xiàn)了反應電流的保護裝置。最初的電流保護就是熔斷器，而且把它作為重要電氣設備的保護。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，設備和系統(tǒng)容量都越來越大，系統(tǒng)接線也越來越復雜，因此在許多情況下，單靠熔斷器就不能很好地滿足快速、靈敏、有選擇地斷開故障的要求，于是就開始采用繼電器作用于斷路器跳閘的繼電保護裝置。

通過以上論述，我們不難發(fā)現(xiàn)，對繼電保護裝置的基本要求是選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。

1 選擇性

系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護裝置應有選擇地切除故障部分，使非故障部分保持繼續(xù)運這種性能稱為繼電保護裝置的選擇性。繼電保護的選擇性，可采用下面二種方法獲得:

（1）對帶階段特性與反時限特性的保護裝置，用上下級斷路器之間動作時限和靈敏性相互配合來得到選擇性，即由故障點至電源方向逐漸降低其靈敏性與提高時限級差。具體要求是：時限級差應有0.5秒以上，上級斷路器保護整定值應比串聯(lián)的下級斷路器保護整定值至少大1.1-1.15倍（即配合系數(shù)KPh）。

（2）繼電保護裝置無選擇性動作而以自動重合閘或備用電源自動投入的方法來補救。

2 速動性

短路時快速切除故障，可以縮小故障范圍、減小短路電流引起的破壞程度、減小對用電單位的影響、提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。因此在可能條件下，繼電保護裝置應力求快速動作。上述性能稱為繼電保護裝置的速動性。

故障切除時間等于繼電保護裝置動作時間與斷路器跳閘時間之和。目前油斷路器的跳閘時間約0.15-0.1秒，空氣斷路器的跳閘時間約0.05-0.06秒。一般快速保護裝置的動作時間約0.08-0.12秒，現(xiàn)在高壓電網(wǎng)中快速保護裝置的最小動作時間約0.02-0.03秒。所以切除故障的最小時間可達0.07-0.09秒。對不同電壓等級和不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡，切除故障的最小時間有不同要求?！銓?20-330千伏的網(wǎng)絡為0.04-0.1秒，對110千伏的網(wǎng)絡為0.1-0.7秒，對配電網(wǎng)絡為0.5-1.0秒。因此，目前生產(chǎn)的繼電保護裝置，一般都可滿足網(wǎng)絡對快速切除故障的要求。

但速動性與選擇性在一定情況下是有矛盾的，根據(jù)選擇性相互配合的要求，在某些情況下，不能用速動保護裝置。

對于僅動作于信號的保護裝置，如過負荷保護，不要求速動性。

3 靈敏性

繼電保護裝置對被保護設備可能發(fā)生的故障和不正常運行狀態(tài)的反應能力要強，要求能夠靈敏地感受和動作。這種性能稱為繼電保護裝置的靈敏性。

繼電保護裝置的靈敏性以靈敏系數(shù)來衡量。對不同作用的保護裝置和被保擴設備所要求的靈敏系數(shù)是不同的，在《繼電保護和自動裝置設計技術(shù)規(guī)程》中都有規(guī)定。

4 可靠性

繼電保護裝置對被保護范圍內(nèi)發(fā)生屬于它應動作的各種故障和不正常運行狀態(tài)，應保證不拒絕動作，而在正常運行或即使發(fā)生故障但不屬于它應動作的情況下，應保證不誤動作。這種性能稱為繼電保護裝置的可靠性。保證繼電保護裝置能有足夠的可靠性，應注意如下幾點：要求選用的繼電器質(zhì)量好、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠；設計接線時，力求簡化，使用繼電器和繼電器觸點最少；正確選定繼電保護的整定值。由于計算及檢驗的誤差，保護的整定值應是在保護的計算值上乘一個可靠系數(shù)kk。一般可靠系數(shù)kk取1.2-1.5；高質(zhì)量的安裝、定期檢驗和維修繼電器。

上述對繼電保護裝置的四個基本要求互相聯(lián)系，又互相制約。因此，在考慮繼電保護方案對應根據(jù)具體情況，對四個基本要求統(tǒng)籌兼顧，并辨證地看待和解決這四個基本要求之間的矛盾。最后，繼電保護裝置在滿足四個基本要求下還應盡量簡單。

繼電保護裝置必須具有正確區(qū)分被保護元件是處于正常運行狀態(tài)還是發(fā)生了故障，是保護區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能。保護裝置要實現(xiàn)這一功能，需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎來構(gòu)成。

不對稱短路時，出現(xiàn)相序分量，如兩相及單相接地短路時，出現(xiàn)負序電流和負序電壓分量；單相接地時，出現(xiàn)負序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運行時是不出現(xiàn)的。利用短路故障時電氣量的變化，便可構(gòu)成各種原理的繼電保護。此外，除了上述反應工頻電氣量的保護外，還有反應非工頻電氣量的保護。

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關(guān)鍵詞：變電站；電力系統(tǒng)；繼電保護裝置

Abstract: with the rapid development of economy, the power consumption in China has been increasing, the safety of electric start to become the national economic security and an important component. The power system of relay protection device is to ensure the safe and stable operation of the grid of the first line of defense for the rapid development of electric power system to provide security. This paper first introduced the substation the basic requirements of the relay protection device and its main task; Then that the common substation relaying protection; Finally expounds the relay protection device of safety management.

Keywords: substation; Electric power system; Relay protection device

中圖分類號：F407.61文獻標識碼：A 文章編號：

1引言

繼電保護是電力系統(tǒng)在發(fā)生故障或出現(xiàn)威脅安全運行狀況時，利用繼電器來保護發(fā)電機、變壓器、輸電線路等電力系統(tǒng)元件免受損壞的措施。利用它可以在最短時間內(nèi)，自動從系統(tǒng)中切除故障設備，或者發(fā)出信號讓工作人員能及時排除故障，從而將損失減少到最小。對于繼電保護的評價指標是可靠性，表示在某一范圍內(nèi)，出現(xiàn)故障后，它能給出反應動作，而在其保護范圍內(nèi)不應有動作出現(xiàn)時，絕不出現(xiàn)誤動作的情況。如果繼電保護裝置出現(xiàn)拒動或誤動都會給電力系統(tǒng)造成不可估量的損失。電力系統(tǒng)繼電保護裝置(Power SystemRelay Protection Equipment),是指當電力系統(tǒng)中的發(fā)電機、線路等電力元件或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及整個電力系統(tǒng)的安全運行時,能夠及時向運行值班人員發(fā)出警告信號,或者根據(jù)程序直接向其所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動化設備。

2變電站繼電保護裝置的基本要求和主要任務

2.1基本要求

由于繼電保護裝置要求在變電站的設備和線路出現(xiàn)可能危及電力系統(tǒng)安全運行的故障時，能夠及時控制相應斷路器跳閘以控制故障的影響范圍，并發(fā)出警報。因此，對其有以下基本要求：

(1)選擇性。其主要要求內(nèi)容就是上、下級電網(wǎng)（也包括同級）的繼保裝置之間應遵循逐級配合的原則來進行整定，以保證故障發(fā)生時能夠有選擇性地切除故障。例如，在變電站某個設備或線路發(fā)生故障時，應首先由故障點的保護動作來切除故障。當故障點的保護、斷路器拒動時，才由相鄰設備或線路的保護、斷路器動作來切除故障。

(2)快速性，這是繼保裝置對動作時間的要求。在故障發(fā)生時，為縮小故障影響的范圍，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設備和線路的損壞程度，繼保裝置必須在最短時間內(nèi)切除故障，這對提高備用設備自動投入和自動重合閘的效果也很有利。

(3)可靠性。若繼保裝置在變電站正常運行或故障不在保護范圍內(nèi)時動作了，就被稱為誤動；而若保護裝置在應該動作時卻沒有動作就被稱為拒動。繼保裝置在選用時都盡量采用運行經(jīng)驗豐富、裝置可靠性高、原理簡單和維護方便的保護，就是因為繼保裝置的誤動和拒動會嚴重影響裝置的可靠性，進而嚴重破壞電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

(4)靈敏性。靈敏度越高，就說明繼保裝置對故障的反應能力越強，保護動作的反應時間越短。可以通過對繼保裝置的整定值進行調(diào)校來實現(xiàn)更好的靈敏性。整定值的調(diào)校應由供電部門具有校驗資質(zhì)的專業(yè)人士一年進行一次。

2.2主要任務

繼電保護裝置組成見圖1，其主要任務包括：

(1)對變電站電氣設備的不正常工作情況作出反應，一方面由裝置自動地進行調(diào)整，另一方面將那些繼續(xù)運行會引起事故的電氣設備予以切除。并根據(jù)不同的設備運行維護條件和不正常工作情況發(fā)出相應信號，提醒變電站值班人員迅速采取措施以恢復電氣設備的正常工作。

(2)監(jiān)視變電站運行情況，最大限度地減少變電站故障對變電站設備和線路損壞，并降低故障對電力系統(tǒng)安全運行的影響。在故障發(fā)生時，故障點的繼保裝置應迅速準確地動作使故障設備或線路及時與電力系統(tǒng)斷開。

(3)實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化和遠程操作，如備用電源自動投入、自動重合閘、遙控、遙測等工業(yè)生產(chǎn)自動控制功能。

3常用的變電站繼電保護裝置

在變電站中，常用的繼電保護裝置主要有：

3.1電壓保護

(1)過/欠電壓保護，主要是防止變電站設備由于雷擊、雷電波入侵、操作過電壓等特殊情況導致電壓突然升高，或其他情況導致電壓突然降低，致使電氣設備損壞而設置的繼電保護裝置。如在變壓器低壓側(cè)裝設避雷器是用來防止雷電波從低壓側(cè)侵入而擊穿變壓器絕緣；在變壓器高壓側(cè)裝設避雷器就是用來保護變壓器。

(2)零序電壓保護，可用來預防因為變壓器某一相絕緣遭到破壞時發(fā)生單相接地故障。零序電壓保護在三相三線制中性點絕緣（不接地）的電力系統(tǒng)中有廣泛的應用。在正常運行及相間短路時，一次側(cè)零序電流為零（相量和），二次側(cè)有很小的不平衡電流。在單相接地故障發(fā)生時，接地零序電流會流入電流繼電器，一旦達到或超過整定值，繼電器就會動作并發(fā)出信號。

3.2電流保護

(1)電流速斷保護。理論上，電流速斷保護沒有時限，即以零秒及以下時限動作以切除故障。其一般按照變壓器二次側(cè)發(fā)生三相短路電流或被保護電氣設備及線路末端可能出現(xiàn)的最大短路電流來整定動作值。

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關(guān)鍵詞：變電站；電力系統(tǒng)；繼電保護裝置

中圖分類號：TD611+.2 文獻標識碼：A

1 前言

變電站的主要作用就是變換和分配電能，其作為電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié)，被廣泛地應用在電網(wǎng)中。正是由于變電站在電網(wǎng)中占有著重要地位，因此變電站能否正常工作就決定了電網(wǎng)是否堅強、穩(wěn)定。而變電站中的繼電保護裝置又在變電站的運行中具有不可替代的作用，它能通過縮小事故范圍或預防事故來最大限度地保證向用戶安全連續(xù)供電，提高系統(tǒng)運行的可靠性。繼保裝置在變電站發(fā)生故障時，能準確、迅速地隔離、切除變電站內(nèi)部發(fā)生的各種故障，保證沒有出現(xiàn)故障的部分繼續(xù)運行。此外，繼保裝置還能及時地發(fā)出警報，以便運行維護人員能夠盡快發(fā)現(xiàn)故障、解決故障，避免大面積地區(qū)停電事故，確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。

2 變電站繼電保護裝置的基本要求和主要任務

2.1 基本要求

由于繼電保護裝置要求在變電站的設備和線路出現(xiàn)可能危及電力系統(tǒng)安全運行的故障時，能夠及時控制相應斷路器跳閘以控制故障的影響范圍，并發(fā)出警報。因此，對其有以下基本要求：

(1)選擇性。其主要要求內(nèi)容就是上、下級電網(wǎng)（也包括同級）的繼保裝置之間應遵循逐級配合的原則來進行整定，以保證故障發(fā)生時能夠有選擇性地切除故障。例如，在變電站某個設備或線路發(fā)生故障時，應首先由故障點的保護動作來切除故障。當故障點的保護、斷路器拒動時，才由相鄰設備或線路的保護、斷路器動作來切除故障。

(2)快速性，這是繼保裝置對動作時間的要求。在故障發(fā)生時，為縮小故障影響的范圍，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設備和線路的損壞程度，繼保裝置必須在最短時間內(nèi)切除故障，這對提高備用設備自動投入和自動重合閘的效果也很有利。

(3)可靠性。若繼保裝置在變電站正常運行或故障不在保護范圍內(nèi)時動作了，就被稱為誤動；而若保護裝置在應該動作時卻沒有動作就被稱為拒動。繼保裝置在選用時都盡量采用運行經(jīng)驗豐富、裝置可靠性高、原理簡單和維護方便的保護，就是因為繼保裝置的誤動和拒動會嚴重影響裝置的可靠性，進而嚴重破壞電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

(4)靈敏性。靈敏度越高，就說明繼保裝置對故障的反應能力越強，保護動作的反應時間越短?？梢酝ㄟ^對繼保裝置的整定值進行調(diào)校來實現(xiàn)更好的靈敏性。整定值的調(diào)校應由供電部門具有校驗資質(zhì)的專業(yè)人士一年進行一次。

2.2 主要任務

繼電保護裝置組成見圖1，其主要任務包括：

(1)對變電站電氣設備的不正常工作情況作出反應，一方面由裝置自動地進行調(diào)整，另一方面將那些繼續(xù)運行會引起事故的電氣設備予以切除。并根據(jù)不同的設備運行維護條件和不正常工作情況發(fā)出相應信號，提醒變電站值班人員迅速采取措施以恢復電氣設備的正常工作。

(2)監(jiān)視變電站運行情況，最大限度地減少變電站故障對變電站設備和線路損壞，并降低故障對電力系統(tǒng)安全運行的影響。在故障發(fā)生時，故障點的繼保裝置應迅速準確地動作使故障設備或線路及時與電力系統(tǒng)斷開。

(3)實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化和遠程操作，如備用電源自動投入、自動重合閘、遙控、遙測等工業(yè)生產(chǎn)自動控制功能。

3 常用的變電站繼電保護裝置

在變電站中，常用的繼電保護裝置主要有：

3.1 電壓保護

(1)過/欠電壓保護，主要是防止變電站設備由于雷擊、雷電波入侵、操作過電壓等特殊情況導致電壓突然升高，或其他情況導致電壓突然降低，致使電氣設備損壞而設置的繼電保護裝置。如在變壓器低壓側(cè)裝設避雷器是用來防止雷電波從低壓側(cè)侵入而擊穿變壓器絕緣；在變壓器高壓側(cè)裝設避雷器就是用來保護變壓器。

(2)零序電壓保護，可用來預防因為變壓器某一相絕緣遭到破壞時發(fā)生單相接地故障。零序電壓保護在三相三線制中性點絕緣（不接地）的電力系統(tǒng)中有廣泛的應用。在正常運行及相間短路時，一次側(cè)零序電流為零（相量和），二次側(cè)有很小的不平衡電流。在單相接地故障發(fā)生時，接地零序電流會流入電流繼電器，一旦達到或超過整定值，繼電器就會動作并發(fā)出信號。

3.2 電流保護

(1)電流速斷保護。理論上，電流速斷保護沒有時限，即以零秒及以下時限動作以切除故障。其一般按照變壓器二次側(cè)發(fā)生三相短路電流或被保護電氣設備及線路末端可能出現(xiàn)的最大短路電流來整定動作值。

(2)過電流保護，一般會在時限上設有相應的級差，這是使上、下級過電流保護能具有選擇性。為確保電氣設備和線路的正常運行，其一般按照躲過被保護電氣設備或線路中可能出現(xiàn)的最大負荷電流如大電機啟動電流（短時）和穿越性短路電流之類的非故障性電流來整定動作值。

電流速斷保護和過電流保護常作為電氣設備或線路的主保護和相鄰線路的備用保護來配合使用。

(3)定時限過電流保護，其動作時間是恒定的，與短路電流的大小無關(guān)。定時限過電流保護一般由電流繼電器、時間繼電器和信號繼電器三個元件組成，其中電流繼電器用來測量電流大小，時間繼電器用來設定動作時間，而信號繼電器則發(fā)出動作信號。在被保護線路正常運行時，電流繼電器不動作；而當被保護線路上發(fā)生故障時，電流繼電器應可靠動作，經(jīng)過設定好的動作時間，發(fā)生動作信號來切除故障。

(4)無時限電流速斷保護，其只能保護一部分線路，不能保護整條線路。為了保證保護動作的選擇性，其起動電流必須按通過被保護線路的電流為最大的運行方式整定。這是由于電流速斷的保護范圍會隨著整定系統(tǒng)運行方式的變化而變化。此外，速斷保護的特性受被保護線路的長短影響也較大，在線路較短時，保護范圍就較小，受系統(tǒng)運行方式影響也較大；反之，當線路較長時，保護范圍就較大，而且受系統(tǒng)運行方式的影響也較小。在規(guī)程中要求，無時限電流速斷保護最小保護范圍不應小于線路全長的15％。

3.3 差動保護

差動保護是根據(jù)被保護電氣設備發(fā)生短路故障時在保護中產(chǎn)生的電流差而動作的繼電保護裝置。差動保護在保護區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時，可以整定為瞬時動作。其對保護區(qū)外的故障不會動作，因此不需要與保護區(qū)外相鄰元件保護在動作值和動作時限上相互配合。差動保護可以用來對雙繞組或三繞組變壓器繞組內(nèi)部及其引出線上發(fā)生的各種相間短路故障、變壓器單相匝間短路故障進行保護。其保護范圍是構(gòu)成變壓器差動保護的電流互感器之間的電氣設備以及連接這些設備的導線。簡而言之，就是輸入兩端TA 之間的設備。由于差動保護原理簡單、保護范圍明確、使用電氣量單純、動作不需延時，所以差動保護被用作電壓器、發(fā)電機和并聯(lián)電容器的主保護裝置，被廣泛應用于35kV及以上電壓等級變電站中[3]。

3.4 電容器保護

主要用來防止電容器本身發(fā)生故障以及可能出現(xiàn)的引線短路故障，一般應配置帶時限的速斷保護和帶外熔絲的電容器保護。若電容器組容量較大，可以加裝零序保護或差動保護。

4 變電站繼電保護裝置未來的發(fā)展趨勢

4.1 網(wǎng)絡化

由于數(shù)據(jù)通信手段的限制，除了差動保護和縱聯(lián)保護外，很多繼電保護裝置都只能對安裝處的電氣設備進行保護。但由于繼電保護裝置除了切除故障點電氣設備、限制故障影響范圍外，還要確保整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。這就要求各個保護單元與重合閘裝置在分析運行和故障信息數(shù)據(jù)時協(xié)調(diào)動作，每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù)。顯然，要實現(xiàn)這種系統(tǒng)保護功能就必須要將全系統(tǒng)各主要設備的保護裝置連接已形成一個網(wǎng)絡，即實現(xiàn)微機保護裝置網(wǎng)絡化。

4.2 微機化

隨著計算機硬件的迅猛發(fā)展，繼電保護微機化的趨勢越來越明顯。現(xiàn)在，同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當年的小型機，繼電保護裝置的微機化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。

4.3 保護、測控、數(shù)據(jù)通信一體化

網(wǎng)絡化、微機化后的繼電保護裝置實質(zhì)上就是一臺高性能、多功能的計算機，其作為整個電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡上的一個智能終端。一方面，它可以從電力網(wǎng)中獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)。另一方面，它還可以將被保護設備的任何信息和數(shù)據(jù)傳送至電力網(wǎng)。因此，每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能。

4.4 智能化

隨著對人工智能技術(shù)如遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡、小波變換、數(shù)據(jù)融合技術(shù)、進化規(guī)劃、免疫理論、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)中應用的研究的開展。繼電保護領域相應的研究工作也在進行中，以神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)為例，很多難以列出方程式或難以求解的復雜非線性問題在神經(jīng)網(wǎng)絡這種非線性映射的方法下，都會變得迎刃而解。其它如遺傳算法、進化規(guī)劃等也都有其獨特的求解復雜問題的能力，若將這些人工智能方法適當應用到繼電保護裝置的設計和動作值整定過程中去，將會大大促進繼電保護領域向前發(fā)展。

結(jié)論

繼電保護技術(shù)是一門綜合性很強的學科，其在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的應用，為最大限度地保證向電力用戶安全連續(xù)供電，提高系統(tǒng)運行的可靠性作出了巨大的貢獻。隨著繼電保護在硬件和軟件上不斷地向前發(fā)展，其在系統(tǒng)實現(xiàn)和功能上都較以往的單純隔離、切除故障有了很大的不同。繼電保護的動作速度越來越快、集成化程度越來越高、自動化程度越來越強、保護之間的聯(lián)系也越來越緊密，相應能夠?qū)崿F(xiàn)的功能也越來越多。因此，繼電保護工作者應在實踐中應不斷總結(jié)經(jīng)驗，探索求新，推進繼電保護技術(shù)的不斷前進。

參考文獻

[1]李忠平.變電站繼電保護裝置的作用及分類[J].科技資訊，2010，16:134-135.

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關(guān)鍵詞：工廠；配電系統(tǒng)；線路保護；方式

中圖分類號：TM7 文獻標識碼： A

縱使人們對科學技術(shù)的發(fā)展和進步進行深入的探究并且已獲得了很大的進步。但針對配電線路系統(tǒng)來講，如果其中一個小方面存在問題的話，將有可能誘使很大的事故發(fā)生。同時，對于相關(guān)人員的生命安全將會是巨大的威脅。當線路發(fā)熱超出允許的溫度就會導致相關(guān)電氣設施受損，嚴重的將會有重大事故的發(fā)生，因此，對于配電線路一定要進行科學的系統(tǒng)設計，這樣才能夠確保電線、電路的安全使用。

一、工廠高壓供電線路

工廠一般的高壓配電系統(tǒng)的電源電壓是6 ~ 10千伏,供電半徑一般不超過3公里,供電能力并不強。因此,高壓線路繼電保護設備是簡單的。相短路保護電路通常使用期限過電流保護、故障保護,有些地方應該配備線路相間短路故障時繼電保護裝置的斷路器跳閘機制,使斷路器跳閘切除故障。6 ~ 10 kv系統(tǒng)在我國屬于接地系統(tǒng)的單相接地時,接地電壓為0,未接地相電壓升高，最高升至線電壓。接在相間電壓上的用電器的供電并未遭到破壞，不影響三相電力設備的正常運行,所以只要安裝絕緣監(jiān)視或接地保護裝置,在單相接地的情況下,發(fā)送一個信號,提醒值班人員及時處理。電力規(guī)則有規(guī)定:中性點不接地系統(tǒng)單相接地故障發(fā)生時,允許繼續(xù)運行2 h。相位接地故障電路不得運行很長一段時間,因為這時非故障相電壓升高，絕緣薄弱點很可能被擊穿，而形成兩相短路,產(chǎn)生很大的短路電流, 將嚴重地損壞電氣設備。目前,工廠供電電路保護主要是通過縮小故障的范圍或預測故障的發(fā)生,提高系統(tǒng)運行的可靠性,最大限度地確保電力供應的安全性。因此,繼電保護設備必須具有以下功能:(1)在正常操作中,該系統(tǒng)可以完成,妥善監(jiān)控設備運行狀態(tài),并提供一個基礎操作值班人員;(2)如果故障出現(xiàn)在操作的過程中,應該快速、有選擇性地切除故障,確保正常的部分繼續(xù)操作;(3)異常工作狀態(tài)時的操作信號,提醒值班人員盡快處理。

二、對過電流繼電保護的基本要求

短路是供電系統(tǒng)的最常見的故障,也是對供電系統(tǒng)危害最大的故障。供電系統(tǒng)對保護設備的要求如下：

1、具有選擇性

當供電系統(tǒng)某一部分出現(xiàn)故障時，繼電保護裝置能選擇性地切除掉故障部分。在不影響非故障部分繼續(xù)運行及將故障的影響限制在最小范圍內(nèi)時可以首先斷開距離故障最近的斷路器。

2、具有快速性

快速切除故障可以減少損壞的電氣設備的短路電流,加速電壓的恢復,減少對用戶的影響。保護裝置的清除故障時間等于保護裝置動作時間和斷路器脫扣時間的總和。因此，為了保證速動，既要采用快速動作的繼電保護裝置，又需采用快速動作的斷路器。

3、具有靈敏性

靈敏性是保護裝置對故障或非正常工作狀態(tài)的反映能力。常用靈敏度系數(shù)來衡量，它是根據(jù)對保護裝置動作最不利情況計算而得的，在《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》中，對各種保護裝置的最小靈敏系數(shù)都有具體規(guī)定。

4、具有可靠性

當發(fā)生故障時,需要可靠的保護裝置,即當行動不應拒絕行動,沒有行動不應誤動。

為了確保保護裝置的可靠性,保護裝置設計的原則,整定值,保護設備的安裝和調(diào)試正確合理,質(zhì)量好,簡化系統(tǒng)的組件。

具體的四個基本要求保護裝置不是同樣重要。電力變壓器是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵設備,因此其保護裝置要求較高的敏感性,輕微故障能及時反應動作，而一般電力線路保護裝置選擇性需求高,靈敏度可適當降低,有時不能兼顧選擇性和速動性，為了快速切除故障保護設備以放棄選擇性為代價來確保速動性。

三、工廠高壓線路保護常用的幾種方式

1、定時限過電流保護

定時限過電流保護動作時限是固定的與短路電流大小無關(guān)。,通過設置時間繼電器保護裝置,如圖所示：

圖中的KA為DL電磁式電流繼電器。電流互感器TA二次側(cè),用于識別線路電流是否超過設定值，KT為時間繼電器,其延遲元件,通過其延遲,以確保保護選擇性;KS為信號繼電器,是保護裝置顯示組件,顯示設備是否動作和發(fā)出報警信號,吸合中間繼電器動作的執(zhí)行元件,驅(qū)動斷路器跳閘,切除故障。保護原則:當故障或過電流保護范圍時、電流繼電器瞬時動作,通過時間繼電器觸點閉合，使延遲信號繼電器KS和中間繼電器線圈吸合,使其動作,中間繼電器吸合后接通斷路器跳閘線圈使斷路器跳閘,切除故障線路,而不是故障線路繼續(xù)運行,同時通過KS觸點的開啟和關(guān)閉,可以發(fā)出報警信號。

定時限過電流保護動作時間準確,整定方便,動作時間與短路電流大小無關(guān)，但繼電器的數(shù)量較多,接線復雜,需要直流操作電源,大投資;此外,由于定時限過電流保護裝置動作時間是靠近電力供應側(cè)一步一步增加(差平均為0.5 s),或接近電源方面,期限越長,保護和線路的阻抗也小,短路電流越大,損失也大。因此,通常配有電源端附近的電流速斷保護組件。這種保護方式常用在重要場所。

2、反時限過電流保護

反時限過流繼電器保護是其動作時間與短路電流成反比的關(guān)系變化、短路電流越大、動作時間越短;短路電流越小,動作時間越長。

如圖所示,反時限過電流保護繼電器KA1 KA2為GL感應式,分別與電流互感器TA1TA2 二次側(cè)相接，可采用交流操作，相當簡單經(jīng)濟，可以節(jié)省時間繼電器、信號繼電器、中間繼電器;此外,它還擁有一個快速打破電磁式繼電器的功能,可以實現(xiàn)電流速斷故障保護。這種沒有直流電源保護裝置,投資少、簡單的布線。動作時間的缺陷是:設置比較麻煩,繼電器操作誤差較大,當短路電流小,動作的時間可能很長。同樣存在越靠近電源，動作時間越長的缺點。這種保護在中小工廠供電系統(tǒng)中得到廣泛使用。

保護原則:在正常操作、KA1 KA2過電流繼電器不動作,其觸點斷開,斷路器脫扣線圈YR1 YR2沒有電流通過,斷路器在關(guān)合狀態(tài);當短路或過電流,電流繼電器KA1或者KA2動作，經(jīng)過一定延時后，它是常開觸點閉合，打開常觸點,因此YR1或YR2被“去分流”，斷路器跳閘,在同一時間繼電器信號自動給定信號。故障切除后,繼電器自動返回，可以手動復位信號牌。

三、電流速斷保護

電流速斷故障保護是一種瞬時動作的電流保護。DL系列電磁式電流繼電器保護裝置,內(nèi)在的動作時限是繼電器本身固有的，,通過它可以連接到斷路器跳閘回路,短路故障能在最短的時間內(nèi)消除,保護電路。它不依靠時間繼電器,選擇性不依賴于時間限制,但根據(jù)不同的短路電流的線路故障位置選擇不同的動作電流。為保證保護裝置動作的選擇性，在下一段線路發(fā)生最大短路電流時，保護裝置不應動作；在當前速斷故障保護區(qū)域,即使在最小的短路電流,也可以使保護裝置動作。當前速斷故障保護快速切除故障,但不能保護線路全長、只能保護一部分的線路。對保護裝置以外線路發(fā)生短路時，短路電流速斷故障保護裝置可能不動作，這部分的線路是不保護。保護裝置不能保護區(qū)域被稱為“死區(qū)”,保護死區(qū)大小與系統(tǒng)的運行方式有關(guān),當系統(tǒng)運行方式由最大運行方式改為到最小運行方式,死區(qū)將會增加。由于保護死區(qū),所以當前速斷故障保護不能單獨使用,必須裝備過電流保護裝置與一個時間限制。在電流速斷保護區(qū),速斷保護為主保護,過電流保護為后備保護；在電流速斷保護死區(qū)，過電流保護為基本保護。

結(jié)語：

工廠配電設計都會有自己的特點，這個時候就要求我們做到具體問題具體分析，在能夠嚴格遵循相關(guān)設計及規(guī)章制度的前題下，針對自身工程的特殊狀況來進行配電設計。

參考文獻：

[1]．楊波．淺談工廠配電系統(tǒng)中變頻器的諧波污染和治理[J]. 科技致富向?qū)?2013,

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【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；繼電保護；實際應用

引言

近年來，隨著電子及計算機通信技術(shù)的快速發(fā)展為繼電保護技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力，同時也給繼電保護技術(shù)不斷的提出了新的要求。作為繼電保護技術(shù)如何才能有效的遏制故障，使電力系統(tǒng)的運行效率及運行質(zhì)量得到有效的保障，是繼電保護工作技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

1、電力系統(tǒng)繼電保護應用現(xiàn)狀

20世紀60年代是晶體管繼電保護技術(shù)開始的到發(fā)展。70年代中期起，基于集成運算放大器的集成電路保護開始投入研究，到80年代末集成電路保護技術(shù)逐漸取代晶體管保護技術(shù)，集成電路保護技術(shù)生產(chǎn)、應用持續(xù)到90年代初。此時，我國從70年代末開始進行計算機繼電保護的研究，這一研究工作在高等院校和科研院所起到先導作用，成功研制了不同原理、不同類型的微機保護裝置。在1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應用，揭開了我國繼電保護發(fā)展史上新的一頁，為微機保護電力系統(tǒng)的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，關(guān)于發(fā)電機失磁保護和發(fā)電機保護——變壓器組保護、微機線路保護裝置、微機相電壓補償方式高頻保護、正序故障分量方向高頻保護等也相繼研究成功，為不同原理、不同機型的微機線路保護裝置，為電力系統(tǒng)提供了新一代性的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果，此時，我國繼電保護技術(shù)進入了微機保護的時代。目前，繼電保護向計算機化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展，保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化對繼電保護提出了艱巨的任務，也開辟了研究開發(fā)的新天地。隨著改革開放的不斷深入、國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)將為我國經(jīng)濟的大發(fā)展做出貢獻。

2、電力系統(tǒng)中繼電保護的配置的應用

2.1電力系統(tǒng)繼電保護裝置的任務

繼電保護主要是利用當電力系統(tǒng)的原件發(fā)生短路時，電氣量的變化來構(gòu)成繼電保護動作。繼電保護裝置的任務可以在供電系統(tǒng)運行正常時完整地監(jiān)視各種設備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據(jù)，如果供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，就可以自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運行，當供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運行工作狀況時，它應能及時、準確地發(fā)出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理。

2.2繼電保護裝置的基本要求

2.2.1繼電器的選擇性。當供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，繼電保護裝置應能選擇性地將故障部分切除？首先斷開距離故障點最近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其他非故障部分能繼續(xù)正常運行。

2.2.2繼電器的靈敏性。保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數(shù)來衡量。在繼電保護裝置的保護范圍內(nèi)，不管短路點的位置如何、不論短路的性質(zhì)怎樣，保護裝置均不應產(chǎn)生拒絕動作；但在保護區(qū)外發(fā)生故障時，又不應該產(chǎn)生錯誤動作。

2.2.3繼電器的速動性。是指保護裝置應盡可能快地切除短路故障?？s短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓的恢復，從而為電氣設備的自啟動創(chuàng)造了有利條件，同時還提高了發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性。

2.2.4繼電器的可靠性。保護裝置如不能滿足可靠性的要求，反而會成為擴大事故或直接造成故障的根源。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、整定計算、安裝調(diào)試正確無誤；同時要求組成保護裝置的各元件的質(zhì)量可靠、運行維護得當、系統(tǒng)簡化有效，以提高保護的可靠性。

3、電力系統(tǒng)繼電保護發(fā)展趨勢

繼電保護技術(shù)向計算機化、網(wǎng)絡化、智能化、保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化方向發(fā)展。隨著計算機硬件的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)對微機保護的要求也在不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數(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，與其他保護，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)絡資源的能力，高級語言編程等，使微機保護裝置具備一臺PC的功能。為保證系統(tǒng)的安全運行，各個保護單元與重合裝置必須協(xié)調(diào)工作，因此，必須實現(xiàn)微機保護裝置的網(wǎng)絡化，這在當前的技術(shù)條件下是完全可行的。在實現(xiàn)繼電保護的計算機化和網(wǎng)絡化的條件下，保護裝置實際上是一臺高性能，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備，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。所敷設的大量控制電纜投資大，且使得二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化的計算機裝置，就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計算機網(wǎng)絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜。

4、繼電保護裝置的實際應用

對繼電保護裝置應按照《繼電保護和電網(wǎng)安全自動裝置檢驗條例》要求的項目要求進行檢驗；一般對10kV～35kV用戶的繼電保護裝置，應該每兩年進行一次檢驗，供電可靠性較高的35kV及以上用戶要每年進行一次檢驗。由于全數(shù)字繼電保護測試裝置具有數(shù)字化、模塊化、小型化、嵌入式人機界面等功能，主要技術(shù)特點為高壓保護、測量裝置等，滿足IEC61850-9-1標準的數(shù)字量信號的情況下，從硬件結(jié)構(gòu)和軟件設計實現(xiàn)覺得保護裝置的全數(shù)字操作目標。整機采用兩套DSP+CPLD分別作為信號發(fā)生和人機監(jiān)控模塊，其中主控DSP系統(tǒng)采用以太網(wǎng)模塊和自定義的內(nèi)部通信協(xié)議，通過模塊間內(nèi)部CAN通訊接口傳輸測試數(shù)據(jù)，而監(jiān)控DSP系統(tǒng)賦予了整機人機交互和保護自檢功能。該裝置能夠滿足新型微機保護裝置研發(fā)中對數(shù)字量繼電保護測試數(shù)據(jù)的需要。

改革開放30多年來，我國電網(wǎng)的繼電保護技術(shù)均已達到先進水平，通過電網(wǎng)安裝后的實際應用，系統(tǒng)在電網(wǎng)安全運行方面發(fā)揮了重要作用。在電網(wǎng)的繼電保護系統(tǒng)主要由網(wǎng)、省、地級電力調(diào)度中心，各級電廠、變電站端的子站及錄波裝置通過電力信息傳輸網(wǎng)絡共同組成。系統(tǒng)設計目的是能夠切實提高電網(wǎng)的信息化和智能化，并具有高安全性和高可靠性，要優(yōu)先采用電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，保障故障錄波數(shù)據(jù)上傳。因此系統(tǒng)具有分層、分布、開放、易擴展的特性。該系統(tǒng)實現(xiàn)了事故畫面、匯總、網(wǎng)絡探測和跨安全區(qū)應用的技術(shù)創(chuàng)新，至投入使用以來，經(jīng)歷了夏季高溫用電高峰、暴風雨，冬季冰雪等突發(fā)事件的檢驗，結(jié)果表明繼電保護裝置能夠較好的保證電網(wǎng)的安全運行。

5、結(jié)束

在電力系統(tǒng)繼電保護工作中，只有對繼電保護裝置進行定期檢查和維護，嚴格按照規(guī)定實施，要按時巡檢其運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)故障并做好處理，保證系統(tǒng)無故障設備正常運行，才能保證供電的可靠性。

參考文獻

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電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計算機技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術(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，我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護技術(shù)隊伍從無到有。在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。上世紀50年代，我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術(shù)，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護技術(shù)隊伍。對全國繼電保護技術(shù)隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術(shù)，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國己建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實基礎。

2、電力系統(tǒng)中繼電保護的配置與應用

2.1繼電保護裝置的任務

繼電保護主要利用電力系統(tǒng)中原件發(fā)生短路或異常情況時電氣量(電流、電壓、功率等)的變化來構(gòu)成繼電保護動作。繼電保護裝置的任務在于：在供電系統(tǒng)運行正常時，安全地。完整地監(jiān)視各種設備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據(jù)；供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運行；當供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運行工作狀況時，它應能及時準確地發(fā)出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理。

2.2繼電保護裝置的基本要求

1）選擇性：當供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，繼電保護除。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。

2）靈敏性：保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數(shù)來衡量。在繼電保護裝置的保護范圍內(nèi)，不管短路點的位置如何、不論短路的性質(zhì)怎樣，保護裝置均不應產(chǎn)生拒絕動作；但在保護區(qū)外發(fā)生故障時，又不應該產(chǎn)生錯誤動作。

3）速動性：是指保護裝置應盡可能快地切除短路故障。縮短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓的恢復，從而為電氣設備的自啟動創(chuàng)造了有利條件，同時還提高了發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定眭。

4）可靠性：保護裝置如能滿足可靠性的要求，反而會成為擴大事故或直接造成故障的根源。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、整定訓算、安裝調(diào)試正確無誤；同時要求組成保護裝置的各元件的質(zhì)量可靠、運行維護得當、系統(tǒng)簡化有效，以提高保護的可靠性。

2.3保護裝置的應用

繼電保護裝置廣泛應用于工廠企業(yè)高壓供電系統(tǒng)、變電站等，用于高壓供電系統(tǒng)線路保護、主變保護、電容器保護等。高壓供電系統(tǒng)分母線繼電保護裝置的應用，對于不并列運行的分段母線裝設電流速斷保護，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動解除。另外，還應裝設過電流保護，對于負荷等級較低的配電所則可不裝設保護。變電站繼電保護裝置的應用包括：

①線路保護：一般采用二段式或三段式電流保護，其中一段為電流速斷保護，二段為限時電流速斷保護，三段為過電流保護。

②母聯(lián)保護：需同時裝設限時電流速斷保護和過電流保護。

③主變保護：主變保護包括主保護和后備保護，主保護一般為重瓦斯保護、差動保護，后備保護為復合電壓過流保護、過負荷保護。

④電容器保護：對電容器的保護包括過流保護、零序電壓保護、過壓保護及失壓保護。

隨著繼電保護技術(shù)的飛速發(fā)展，微機保護的裝置逐漸投入使用，由于生產(chǎn)廠家的不同、開發(fā)時間的先后，微機保護呈現(xiàn)豐富多彩、各顯神通的局面，但基本原理及要達到的目的基本一致。

3、繼電保護裝置的維護

值班人員定時對繼電保護裝置巡視和檢查，并做好各儀表的運行記錄。在繼電保護運行過程中，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象時，應加強監(jiān)視并向主管部門報告。建立崗位責任制，做到每個盤柜有值班人員負責。做到人人有崗、每崗有人。值班人員對保護裝置的操作，一般只允許接通或斷開壓板，切換開關(guān)及卸裝熔絲等工作，工作過程中應嚴格遵守電業(yè)安全工作規(guī)定。

做好繼電保護裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進行，防止誤碰運行設備，注意與帶電設備保持安全距離，避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。對微機保護的電流、電壓采樣值每周記錄一次，每月對微機保護的打印機進行定期檢查并打印。定期對繼電保護裝置檢修及沒備查評：

①檢查二次設備各元件標志、名稱是否齊全；

②檢查轉(zhuǎn)換開關(guān)、各種按鈕、動作是否靈活無卡涉，動作靈活。接點接觸有無足夠壓力和燒傷；

③檢查控制室光字牌、紅綠指示燈泡是否完好；

④檢查各盤柜上表計、繼電器及接線端子螺釘有無松動；

⑤檢查電壓互感器、電流互感器二次引線端子是否完好；

⑥配線是否整齊，固定卡子有無脫落；

⑦檢查斷路器的操作機構(gòu)動作是否正常。

根據(jù)每年對繼電保護裝置的定期查評，按情節(jié)將設備分為三類：經(jīng)過運行檢驗，技術(shù)狀況良好無缺陷，能保證安全、經(jīng)濟運行的設備為一類設備；設備基本完好、個別零件雖有一般缺陷，但尚能安全運行，不危及人身、設備安全為二類設備。有重大缺陷的設備，危及安全運行，出力降低，“三漏”情況嚴重的設備為三類。如發(fā)現(xiàn)繼電保護有缺陷必須及時處理，嚴禁其存在隱患運行。對有缺陷經(jīng)處理好的繼電保護裝置建立設備缺陷臺帳，有利于今后對其檢修工作。

隨著電力系統(tǒng)的告訴發(fā)展和計算機通信技術(shù)的進步，繼電保護技術(shù)的發(fā)展向計算機化、網(wǎng)絡化、—體化、智能化方向發(fā)展，這對繼電保護工作者提出了新的挑戰(zhàn)。只有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(fā)現(xiàn)故障并做好處理，保證系統(tǒng)無故障設備正常運行，提高供電可靠性。

參考文獻：

[1]王翠平．繼電保護裝置的維護及試驗[J]．科苑論壇．

[2]嚴興疇．繼電保護技術(shù)極其應用[J].科技資訊，2007．

篇8

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)發(fā)電變電輸電配電

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，當系統(tǒng)中的某工礦企業(yè)的設備發(fā)生短路事故時，由于短路電流的熱效應和電動力效應，往往造成電氣設備或電氣線路的致命損壞還有可能嚴重到使系統(tǒng)的穩(wěn)定運行遭到破壞；當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)標準和規(guī)程以及相應的國家標準和規(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，在考慮和設置上較為容易；而二次系統(tǒng)相對較為復雜，并且二次系統(tǒng)包括了大量的繼電保護裝置、自動裝置和二次回路。所謂繼電保護裝置就是在供電系統(tǒng)中用來對一次系統(tǒng)進行監(jiān)視、測量、控制和保護，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，必須正確的設置繼電保護裝置。

2.10KV系統(tǒng)中應配置的繼電保護

按照工廠企業(yè)10KV供電系統(tǒng)的設計規(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0.5s～0.7s,并沒有保護配合上的要求時，可不裝設電流速斷保護；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

1）當配電變壓器容量小于400KVA時：一般采用高壓熔斷器保護；

2）當配電變壓器容量為400～630KVA，高壓側(cè)采用斷路器時，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；對于車間內(nèi)油浸式配電變壓器還應裝設氣體保護；

3）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。

（3）10KV分段母線應配置的繼電保護

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

3.10KV系統(tǒng)中繼電保護的配置現(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和瞬時電流速斷保護外，近些年來飛速建設的電網(wǎng)上一般均采用了環(huán)網(wǎng)或手車式高壓開關(guān)柜，繼電保護方式多為交流操作的反時限過電流保護裝置。很多重要企業(yè)為雙路10KV電源、高壓母線分段但不聯(lián)絡或雖能聯(lián)絡但不能自動投入。在系統(tǒng)供電的可靠性、故障響應的靈敏性、保護動作的選擇性、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)中各種設備或線路均在其額定狀態(tài)下進行工作；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)進一步擴大的運行狀況；

（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)繼電保護裝置的任務

（1）在供電系統(tǒng)中運行正常時，它應能完整地、安全地監(jiān)視各種設備的運行狀況，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）當供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運行工作狀況時，它應能及時地、準確地發(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)中裝設繼電保護裝置的主要作用是通過縮小事故范圍或預報事故的發(fā)生，來達到提高系統(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，甚至有使故障進一步擴大的可能；同時還延長了停電的歷時。只有采用繼電保護裝置才是最完美的措施。因此，在10KV系統(tǒng)中的繼電保護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.對繼電保護裝置的基本要求

對繼電保護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

當供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，繼電保護裝置應能有選擇性地將故障部分切除。也就是它應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。

主保護和后備保護：

10KV供電系統(tǒng)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(tǒng)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。即：為滿足系統(tǒng)穩(wěn)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，它同樣是重要的。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，它還有另外的意義。為了使快速動作的主保護實現(xiàn)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。也就是說，出現(xiàn)了保護的死區(qū)。這一死區(qū)就必須利用后備保護來彌補不可。

近后備和遠后備：

當主保護或斷路器拒動時，由相臨設備或線路的保護來實現(xiàn)的后備稱為遠后備保護；由本級電氣設備或線路的另一套保護實現(xiàn)后備的保護，就叫近后備保護；

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）靈敏性

靈敏性系指繼電保護裝置對故障和異常工作狀況的反映能力。在保護裝置的保護范圍內(nèi)，不管短路點的位置如何、不論短路的性質(zhì)怎樣，保護裝置均不應產(chǎn)生拒絕動作；但在保護區(qū)外發(fā)生故障時,又不應該產(chǎn)生錯誤動作。保護裝置靈敏與否，一般用靈敏系數(shù)來衡量。保護裝置的靈敏系數(shù)應根據(jù)不利的運行方式和故障類型進行計算。靈敏系數(shù)Km為被保護區(qū)發(fā)生短路時，流過保護安裝處的最小短路電流Id.min與保護裝置一次動作電流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。各類保護裝置靈敏系數(shù)的大小，根據(jù)保護裝置的不同而不盡相同。對于多相保護，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

速動性是指保護裝置應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備的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓的恢復，從而為電氣設備的自啟動創(chuàng)造了有利條件，同時還提高了發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性。

所謂故障的切除時間是指保護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)鍵是選用的保護裝置應能快速動作。

（4）可靠性

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

4.繼電保護的基本原理

（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）繼電保護的類型

在電力系統(tǒng)中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(gòu)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保護，有定時限過電流保護、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；

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

用于反映系統(tǒng)中頻率變化的周波保護；

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

專門用于反映變壓器溫度變化的溫度保護等。

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

三幾種常用電流保護的分析

1.反時限過電流保護

（1）什麼是反時限過電流保護

繼電保護的動作時間與短路電流的大小有關(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，這種保護就叫做反時限過電流保護。

（2）繼電器的構(gòu)成

反時限過電流保護是由GL-15(25)感應型繼電器構(gòu)成的。這種保護方式廣泛應用于一般工礦企業(yè)中，感應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；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。采用這種繼電器,就可以采用交流操作，無須裝設直流屏等設備；通過一種繼電器還可以完成兩種保護功能(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)十分復雜，調(diào)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(gòu)成的繼電保護裝置。

（3）反時限過電流保護的基本原理

當供電線路發(fā)生相間短路時，感應型繼電器KA1或(和)KA2達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。

在這里應予說明，在采用“去分流”跳閘的反時限過電流保護裝置中，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

（1）什麼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(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，這種保護方式就稱為定時限過電流保護。

（2）繼電器的構(gòu)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(gòu)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(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)試比較準確和方便。這種保護方式一般應用在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(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(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(guān)，所以這種過電流保護稱為定時限過電流保護。

（4）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(xiàn)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(xiàn)時不應動作。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(xiàn)的尖峰電流等）不應動作。即：

Idz>Ifh.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(xiàn)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。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(fā)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>t2>t3

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(shù)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?？墒牵娇拷娫炊司€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。

（6）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。

3.電流速斷保護

（1）什麼是電流速斷保護

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(nèi)迅速切除短路故障，減小故障持續(xù)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）電流速斷保護的構(gòu)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(gòu)成的。它一般不需要時間繼電器。常采用直流操作，須設置直流屏。電流速斷保護簡單可靠、完全依靠短路電流的大小來確定保護是否需要啟動。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)試比較準確和方便。

（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(qū)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。即按躲過被保護線路末端可能產(chǎn)生的三相最大短路電流來整定。從而使速斷保護范圍被限制在被保護線路的內(nèi)部，從整定值上保證了選擇性，因此可以瞬時跳閘。當在被保護線路外部發(fā)生短路時，它不會動作。所以不必考慮返回系數(shù)。由于只有當短路電流大于保護裝置的動作電流時，保護裝置才能動作。所以瞬時電流速斷保護不能保護設備的全部，也不能保護線路的全長，而只能保護線路的一部分。對于最大運行方式下的保護范圍一般能達到線路全長的50%即認為有良好的保護效果；對于在最小運行方式下的保護范圍能保護線路全長的15%～20%，即可裝設。保護范圍以外的區(qū)域稱為“死區(qū)”。因此，瞬時電流速斷保護的任務是在線路始端短路時能快速地切除故障。

當線路故障時，瞬時電流速斷保護動作，運行人員根據(jù)其保護范圍較小這一特點,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。

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；其二是當被保護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。但當放完電后，線路即恢復正常，因此要求速斷保護既不誤動，又不影響保護的快速性。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

瞬時電流速斷保護最大的優(yōu)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，常用略帶時限的電流速斷保護來消除瞬時電流速斷保護的“死區(qū)”。要求略帶時限的電流速斷保護能保護全線路。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(fā)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。略帶時限的電流速斷保護的原理接線和定時限過電流保護的原理接線相同。

4.三段式過電流保護裝置

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

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

對于第一段電流保護，究竟采用瞬時電流速斷保護，還是采用略帶時限的電流速斷保護，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，來切除變壓器高壓側(cè)的故障。也就是說，其保護范圍可保護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可以作為主保護；第二段一般均采用定時限過流保護作為后備保護，其保護范圍含線路---變壓器組的全部。

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

在實際中還常采用三段式電流保護。就是以瞬時電流速斷保護作為第一段，以加速切除線路首端的故障，用作輔助保護；以略帶時限的電流速斷保護作為第二段，以保護線路的全長，用作主保護；以定時限過電流保護作為第三段，以作為線路全長和相臨下一級線路的后備保護。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。

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

5.零序電流保護

電力系統(tǒng)中發(fā)電機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。應及時發(fā)出信號，通知值班人員進行處理。

10KV中性點不接地系統(tǒng)中，當出現(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?？梢钥闯?，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。

當網(wǎng)絡比較復雜、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)成的一種保護裝置。

零序電流保護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)為被保護電纜的三相導線，鐵心套在電纜外，其二次側(cè)接零序電流繼電器。當正常運行或發(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)也就不能感應出電流，因而繼電器也就不可能動作。

不難理解，當某一條線路上發(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，保護裝置的啟動電流Idz應大于本線路的電容電流，即：

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

式中Idz------保護裝置的啟動電流；

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--------被保護線路每相的對地電容；

Io--------被保護線路的總電容電流。

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)絡中，各元件每相對地電容之和；

I0S------與CS

相對應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，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)中繼電保護的綜合評價

1.定時限過電流保護與反時限過電流保護的配置

10KV系統(tǒng)中的上、下級保護之間的配合條件必須考慮周全，考慮不周或選配不當，則會造成保護的非選擇性動作，使斷路器越級跳閘。保護的選擇性配合主要包括上、下級保護之間的電流和時限的配合兩個方面。應該指出，定時限過電流保護的配合問題較易解決。由于定時限過電流保護的時限級差為0.5S，選擇電網(wǎng)保護裝置的動作時限，一般是從距電源端最遠的一級保護裝置開始整定的。為了縮短保護裝置的動作時限，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時，所指的時間都是在某一電流值下的動作時間。還有，感應型繼電器慣性較大，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，反時限過電流保護時限特性的整定和配合就比定時限過電流保護裝置復雜得多。通過分析可以看出，北京電信10KV新建及在建工程中，應以配置三段式或兩段式定時限過電流保護、瞬時電流速斷保護和略帶時限的電流速斷保護為好。

2.北京電信10KV系統(tǒng)中高壓設備的配置

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)引進的老產(chǎn)品，柜型高大、有足夠的安全距離、但防護等級低、元器件陳舊、防電擊水平較低；而手車式高壓開關(guān)柜是近年來引進國外技術(shù)，消化吸收研制的換代產(chǎn)品，體積縮小、防護等級大大提高、元器件的選用比較先進、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)濟措施）；同時，采用了這種接線組別，使得繼電保護的靈敏性有所提高。按照IEC及新的國家標準GB50054-96的要求，應逐步推廣采用D/Yo-11接線組別的配電變壓器。

3.關(guān)于10KV一相接地保護方式的探討

10KV中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)生一相接地時，按照傳統(tǒng)方式是采用三相五鐵心柱的JSJW-10型電壓互感器作為絕緣監(jiān)視。但是，當我們選用了手車式高壓開關(guān)柜后，再繼續(xù)安裝JSJW-10已經(jīng)比較困難，又由于10KV系統(tǒng)中的一次方案有了變化、原有的絕緣監(jiān)視方案又存在著缺陷，因此較為可取的辦法是采用零序電流保護裝置。

篇9

關(guān)鍵詞：電力變壓器；電氣試驗；繼電保護；常見故障；電力系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM41 文章編號：1009-2374（2016）32-0065-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.32.032

目前，我國人民對于電的需求量越來越大，保證電網(wǎng)的運行安全這一問題顯得尤為重要。由于電網(wǎng)運行復雜，在這一過程中，要時刻保持變壓器的運行穩(wěn)定。變壓器承擔著輸電、配電的任務，也是電網(wǎng)系統(tǒng)運行安全的基礎保證，文章就變壓器電氣試驗和繼電保護的基本方法進行了闡述與分析。

1 電力變壓器常見電氣試驗

電力變壓器使用過程中會出現(xiàn)不同程度的故障，針對不同故障要進行對應的電氣試驗，檢查出設備故障，并進行維修。其中常見的電氣試驗有絕緣測量、耐壓試驗、變比試驗、瓦斯繼電器試驗，如果繼電器故障難以處理，還要進行直流電阻試驗。絕緣測量是所有試驗的基礎，通過變壓器一次和二次之間對地電阻測量，可以確定簡單的故障，也可以確保設備的絕緣強度，防止漏電和破損。當電壓器存在相間電阻平衡問題時，采用直流電阻試驗來測試其穩(wěn)定性。繼電器瓦斯試驗較為復雜，但在大型變壓器故障查找和檢修中不可缺少，也要根據(jù)電力變壓器的運行對其進行繼電器保護。

2 變壓器繼電保護原理及原則

2.1 變壓器繼電保護基本原理

變壓器繼電保護主要靠繼電保護裝置來完成。其基本原理為，繼電保護裝置能夠?qū)κ鼙Ｗo區(qū)域內(nèi)的故障做出適當?shù)姆磻?，提示維修人員設備存在安全隱患。繼電保護裝置要能夠正確地判斷故障，不能誤動或拒動。出現(xiàn)故障的變壓器和未出現(xiàn)故障的變壓器的電氣量發(fā)生巨大變化，其中電流和電壓是主要表現(xiàn)。發(fā)生故障后，繼電保護裝置顯示，變壓器系統(tǒng)的電流瞬間增大，變壓器正常運行狀態(tài)下，電流為額定電流。而故障發(fā)生后，很可能造成系統(tǒng)的短路，電流值迅速上升并且遠遠超過額定電流值，容易造成系統(tǒng)內(nèi)部零件燒毀。與此同時，電壓會降低，并且越接近短路點，電壓值下降越多。與正常運行相比，故障下的變壓器系統(tǒng)電流與電壓之間的相位角增大。最后，故障狀態(tài)下的系統(tǒng)會出現(xiàn)阻抗上的變化，也就是電壓與電流的比值減少，無法維持設備的正常運行，從而造成電力系統(tǒng)停止工作。

2.2 變壓器繼電保護的原則

繼電保護裝置發(fā)揮保護功能要具有可靠性、選擇性、靈敏性和速動性四個特點?？煽啃允抢^電保護的最基本要求，要求在執(zhí)行繼電保護的過程中，正確判斷和發(fā)現(xiàn)故障，并且要發(fā)出正確的預警信號。繼電保護裝置要滿足設備運行的基本性能，不能誤動或者拒動。當變壓器出現(xiàn)短路后，還要求繼電保護裝置具有選擇性，是指在發(fā)生故障后只對保護區(qū)范圍內(nèi)出口動作，幫助維修人員判斷故障位置，減少資源浪費，不影響系統(tǒng)的整體工作性能。由于故障多在瞬間出現(xiàn)，因此判斷故障也要具有靈敏性和快速性，從性能上繼電保護裝置應具有高度的靈敏性，一旦設備存在故障隱患，就將提供預警報告，并將故障可能范圍降到最低，使工廠可以實現(xiàn)預防先于維修，提高設備的運行效率。繼電保護裝置整體規(guī)程與靈敏度的計算方式不同，前者是在最大運行方式下進行計算的，而后者是在最小運行方式下進行計算的。靈敏度高的繼電保護裝置要能夠?qū)Χ搪伏c進行正確判斷。也就是說，無論是在最大運行模式，還是在最小運行模式下，繼電保護系統(tǒng)都要保持可靠的運作性能。要求繼電保護裝置可以識別變壓器內(nèi)部輕微匝間故障，確保保護范圍。同時，繼電保護裝置的動作要快，要在第一時間做出判斷，以便于維修人員能夠及時發(fā)現(xiàn)變壓器故障，減少運行損失。繼電保護裝置的故障判定范圍包括電廠設備的母線電壓小于有效值、大型發(fā)電機或者大容量發(fā)電機內(nèi)部故障、對人體安全造成影響的干擾信號，若單指變壓器的話，還包括電壓器內(nèi)部的線路短路、匝間短路和接地短路現(xiàn)象。另外，針對故障的電流不平衡和差動電流現(xiàn)象，均應做出準確的判斷，從而確保變壓器的運行穩(wěn)定，促進電廠的正常運行。

2.3 電力變壓器繼電保護方案設計

針對當下電力企業(yè)的發(fā)展，變壓器繼電保護方案主要從以下方面入手，分別為瓦斯保護、差動保護和過電流保護。企業(yè)應從變壓器的原理，運行中所需的技術(shù)支持入手，以保持變壓器正常的工作狀態(tài)為前提，進行設計、維持和繼電保護處理。繼電保護裝置的主要任務就是對障礙部位進行預警和切除，信號的傳達要準確，根據(jù)我國對變壓器運行的相關(guān)規(guī)定，其具體的保護方案設計如下：

2.3.1 瓦斯保護。該保護在變壓器運行中較為常見，是一種電力變壓器內(nèi)部的裝置，以氣體變壓器為主。瓦斯保護的目的是保證電力變壓器油箱內(nèi)部的氣體可以及時排出，防止油箱溫度突然上升，并且確保了絕緣油的基本性能，防止出現(xiàn)漏電和短路等安全隱患。針對不同的變壓器故障，瓦斯保護的原理不同。在正常運行狀態(tài)下，變壓器信號由油箱的上觸點連通中間變壓器發(fā)出，當系統(tǒng)存在故障時，則警報信號由油箱的下觸點連通信號回路發(fā)出，并輔以跳閘應急處理，此時可以確保故障的正確預警，并且降低了故障的可能范圍，提高了故障排除和維修的效率。

2.3.2 變壓器的差動保護。差動保護實際上是利用了變壓器高壓端和低壓端電流和相位的不同，根據(jù)變壓器的運行原理，將兩側(cè)的不同電流互感器進行連接，形成環(huán)流。通過判斷電流變化來判斷是否存在故障，此方法也被稱為相位補償，分別將變壓器星形側(cè)和三角形側(cè)的電流互感器連接成三角形和星型。正常狀態(tài)下，星型互感器和三角形、星形之間的電流差值為零或者接近于零，此時差動保護無動作，而在出現(xiàn)故障時，繼電器的兩側(cè)電流差值會增大，并且是快速增大，此時的電流值為繼電保護裝置的兩側(cè)互感電流所形成的二次電流之和，遠大于故障點的短路電路，從而造成系統(tǒng)短路，安裝繼電保護裝置的主要目的就是在系統(tǒng)某處出現(xiàn)故障時做出相應的動作，縮小短路帶來的影響。由繼電保護裝置發(fā)出相應的差動信號，預示存在故障，并協(xié)助解決故障。差動保護原理清晰，能夠保持靈敏度高、選擇性好、實現(xiàn)簡單等特點，在發(fā)電機、電動機以及母線等設備上均能得到廣泛應用，作為電器主設備的主保護，優(yōu)勢比較明顯。

2.3.3 電力變壓器的過電流保護和負荷保護。電力變壓器過電流保護常用于上述所述兩種方案的備用保護方案。過電流保護分為幾種，主要是按照不同的短路電流來劃分。其中過電流保護主要用于降壓變壓器。復合電壓啟動的過電流保護則應用于升壓變壓器，對其靈敏度不足具有彌補作用。負序電流和單相式低電壓啟動的過電流保護，則多應用于系統(tǒng)聯(lián)絡變壓器和63MV-A及以上大容量升壓變壓器。與之相對應的變壓器負荷保護主要應用于故障預防，變壓器長期處于大負荷狀態(tài)下，會導致其電流增大，負荷保護就是通過降低負荷來控制過電流。該裝置通常指采用一只電流繼電器與某個單相線路相連的一對一的接線方式，一般在經(jīng)過一定延時后動作于信號，或延時跳閘。

3 結(jié)語

在我國，電網(wǎng)的發(fā)展有著不可磨滅的作用，變壓器是電網(wǎng)運行中的核心設備，變壓器的運行穩(wěn)定決定了整個網(wǎng)絡的穩(wěn)定。繼電氣試驗和繼電保護是維持變壓器安全和穩(wěn)定的基本策略，要求電網(wǎng)系統(tǒng)正確運用繼電保護策略，減少設備故障并及時清除已發(fā)生的故障。另外，在運行過程中，還要對實際的運行狀況進行具體的分析。

參考文獻

[1] 郭啟祿，張坤.發(fā)電廠電氣設備運行中常見故障及應對措施[J].科技經(jīng)濟市場，2015，12（1）.

篇10

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；自動化；安全管理；繼電保護

1　電力系統(tǒng)穩(wěn)定的基本概念

電力系統(tǒng)穩(wěn)定的種類有很多種，下面筆者著重介紹幾種穩(wěn)定形態(tài)和意義。電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定則是指電力系統(tǒng)以某種運行方式運作時，突然受到極大的擾動，在經(jīng)歷一個機電暫態(tài)過程后達成一個新的穩(wěn)定運行狀態(tài)或回歸到原始穩(wěn)定狀態(tài)；電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的概念定義為電力系統(tǒng)在受到小型干擾后，不出現(xiàn)非周期性失步，并能夠通過內(nèi)部的調(diào)整自動恢復到起始的運行狀態(tài)；電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定則是指電力系統(tǒng)在受到干擾后，不出現(xiàn)振幅不斷增大的振蕩而失步的狀況。其主要表現(xiàn)特征有：電力系統(tǒng)的機電耦合的次同步振蕩、低頻振蕩以及同步電機自激現(xiàn)象等等。至于頻率崩潰則指的是電力系統(tǒng)頻率在低于某一臨界頻率值時，電源與負荷之間的平衡關(guān)系將遭到毀滅性的破壞，從而導致一些機組相繼退出運行狀態(tài)，造成大面積停電的狀況。

2　電力系統(tǒng)繼電保護進行的基本要求

電力系統(tǒng)的建立之所以需要繼電保護功能的加載，不單單是為了在事故發(fā)生時對故障線路進行快速切斷，而是基于故障發(fā)生時，對故障線路進行有選擇性的切斷，從而選擇性的保護了不需要切斷的電力線路，避免由于部分線路故障而造成的經(jīng)濟損失擴張，將損失程度降到最低。上述情況中提到的選擇只是繼電保護的功能之一，當電力系統(tǒng)故障發(fā)生時，繼電保護系統(tǒng)還具備有一定的速動功能，速動功能是故障快速切除的基本保證，其動作的前提是系統(tǒng)內(nèi)置設備的可靠性和穩(wěn)定性，因此繼電保護能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)運行發(fā)生故障時，將影響及損失降低至底線的電力系統(tǒng)保障。快速切除故障的優(yōu)點有：提高了電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性；降低電氣設備的損壞程度，防止電力故障范圍的進一步擴張；系統(tǒng)電壓恢復迅速，使得電動機的運行能夠快速自啟并恢復正常工作狀態(tài)，從而減輕對電力用戶的影響；使線路短路點去游離的速度變快，從而提高重合閘的成功率。

近些年來，我國工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，使得電力系統(tǒng)進行了一場新的技術(shù)革命，原始的系統(tǒng)繼電保護裝置已經(jīng)不能滿足當下電網(wǎng)改革的需求。因此，在面對需要不斷改進的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)時，繼電保護裝置也要從根本上進行技術(shù)和能力的革新，從而適應不斷強化的電網(wǎng)需求。

3　電力系統(tǒng)繼電保護特征及管理現(xiàn)狀

由于電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展趨勢，繼電保護的模式已經(jīng)不再是以前傳統(tǒng)意義上的儀表監(jiān)控、預告信號、事故音響警報等單一的管理模式，而是在計算機現(xiàn)代化管理技術(shù)的層面上實行了自動化管理模式，其具備有維護安裝調(diào)試便利、操作簡單快捷、保護性能可靠、功能強大、設備先進等優(yōu)勢。并且具有高度的可靠性、靈活的選擇性以及精確的邏輯回路動作，使得操作人員能夠更為輕松的進行操作。這樣的功能具備，從科學的角度上實現(xiàn)了遙測、遙控、遙調(diào)及遙信等共享化管理功能，落實了無人值守的電力自動化管理控制的目標。而故障錄波和基于GPS的衛(wèi)星對時功能則從較大程度上滿足了管理人員對電力系統(tǒng)運行故障及時、精準分析和快速處理。這些都是在計算機現(xiàn)代化管理技術(shù)層面上進行的繼電保護設備分析，表達了筆者對今后繼電保護技術(shù)發(fā)展的美好憧憬。當下施行的繼電保護運行環(huán)境并沒有發(fā)生什么較大的變化，自動化綜合變電站和現(xiàn)代化電網(wǎng)對繼電保護功能需求的逐步提升，使得繼電保護全方位的功能激發(fā)和其安全管理工作有了更近一層的奮斗目標。比較于電磁型的傳統(tǒng)保護方式，計算機技術(shù)系統(tǒng)對于雷擊防護、干擾抗拒、工作環(huán)境要求以及電壓電源等條件具有更為客觀的高度要求。因此，對于現(xiàn)行的變電站后臺遠方監(jiān)控等不完善狀況，更提醒了我們要對繼電保護管理措施加強重視和管理，讓當下繼電保護相關(guān)功能的運行環(huán)境、設計維護方式的優(yōu)化更加完善，從而能夠合理補充自動化綜合變電站人性化的管理功能，使得運行穩(wěn)定、安全的綜合電網(wǎng)的建設擁有一個良好的實施基礎。

4　電力自動化繼電保護安全管理

4.1　統(tǒng)籌規(guī)劃，開展科學的選型設計

選型設計方面，電力系統(tǒng)主體應該樹立良好的知名企業(yè)形象，對繼電保護的安全設備選擇上秉持完善設計、成熟技術(shù)及可靠穩(wěn)定性能具備的產(chǎn)品，從根本上保障了硬件設備治療的優(yōu)秀程度，使其能夠在電力系統(tǒng)中進行長期穩(wěn)定的運行。實踐管理上則要有縱觀全局的設計概念以及科學合理的配置思想，從而使繼電保護、信號、計量、測量以及遠動控制等環(huán)節(jié)能夠相互配合，進一步確保電力系統(tǒng)高水平運轉(zhuǎn)的高效狀態(tài)。

4.2　調(diào)試安裝的完善，保證電力設備之間能夠協(xié)調(diào)配合綜合自動化變電站的運行

對于新安裝或二次回路路徑有所變更的變壓器差動保護要經(jīng)過遵循以下原則才能投入正式使用：上述差動保護設備的運行投入要在充電器充電時進行；系統(tǒng)帶負荷前應該停用差動保護；帶負荷后測量出的負荷電流向量及繼電器的差電壓，核對無誤夠后才能將差動保護投入運行使用。

4.3　依據(jù)安全保護要求強化驗收標準投運及運行的相關(guān)維護

電力系統(tǒng)中，對于電力自動化繼電保護裝置的驗收是十分重要的，除了在驗收時進行一些常規(guī)的設備驗收和維護操作外，還要加強對各個設備的遙信、遙控、遙調(diào)和遙測功能的檢測驗收，并以相關(guān)規(guī)程為依據(jù)，明確設備運行重點，從而建立今后設備檢修中相關(guān)數(shù)據(jù)的支持體系。繼電器的驗收和定期測試時，外部檢查標準如下：繼電器外殼完好無損，沒有外傷和破損的狀況出現(xiàn)，且蓋與底座之間密封保持良好；繼電器各原件不存在外傷和破損，且安裝牢固整齊；導電部分的螺絲、接線柱以及連接導線部位，不應該出現(xiàn)氧化、開焊和接觸不良等現(xiàn)象，螺絲和接線柱上應該具備彈簧墊和墊片；非導電部分部件則必須用螺絲加以固定并用耐久漆進行點封。

5　總結(jié)

綜上所述，結(jié)合當下電力系統(tǒng)繼電保護特征和管理狀況，電力系統(tǒng)管理者只有依據(jù)現(xiàn)實工作需求、系統(tǒng)調(diào)控現(xiàn)狀來科學地制定安全管理策略、統(tǒng)籌設計、規(guī)范選型設計并完善調(diào)試安裝及協(xié)調(diào)配合方面的制度。加強對投運的驗收和運行的維護，從根本上提升電力系統(tǒng)繼電保護的安全性，使其能夠盡快適應電力自動化系統(tǒng)的改造，將其輔助功能的優(yōu)勢充分發(fā)揮，以全面提升電力系統(tǒng)的服務水平和運行效益。

參考文獻：

[1]施計.電力自動化繼電保護安全管理探討[J].價值工程，2012（04）.