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篇1

【論文摘要】：繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用,其正常工作與否將對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成重大影響,因此如何提高繼電保護(hù)裝置的可靠性也就成為人們?nèi)找骊P(guān)注的重要課題。文章分析了繼電保護(hù)裝置狀態(tài)檢修的時(shí)機(jī)，以及如何利用狀態(tài)檢修提高繼電裝置的安全性。

繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用,其正常工作與否將對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成重大影響,如何提高繼電保護(hù)裝置的可靠性也就成為人們?nèi)找骊P(guān)注的重要課題。因此，有必要對(duì)電力系統(tǒng)"狀態(tài)檢修"進(jìn)行梳理和分析，以期對(duì)今后的工作有所助益。

一、狀態(tài)檢修定義

狀態(tài)檢修，也叫預(yù)知性維修，顧名思義就是根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的好壞來確定是否對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修。狀態(tài)檢修是根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)而進(jìn)行的預(yù)防性作業(yè)。狀態(tài)檢修的目標(biāo)是減少設(shè)備停運(yùn)時(shí)間，提高設(shè)備可靠性和可用系數(shù)，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，降低運(yùn)行檢修費(fèi)用，改善設(shè)備運(yùn)行性能，提高經(jīng)濟(jì)效益。

二、繼電保護(hù)裝置的"狀態(tài)"識(shí)別

1.重視設(shè)備初始狀態(tài)的全面了解

設(shè)備的初始狀態(tài)如何，對(duì)其今后的安全運(yùn)行有著決定性的影響。設(shè)備良好的初始狀態(tài)是減少設(shè)備檢修維護(hù)工作量的關(guān)鍵，也是狀態(tài)檢修工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修首先要做好設(shè)備的基礎(chǔ)管理工作。需要特別關(guān)注的有兩個(gè)方面的工作，一方面是保證設(shè)備在初始時(shí)是處于健康的狀態(tài)，不應(yīng)在投入運(yùn)行前具有先天性的不足。另一方面，在設(shè)備運(yùn)行之前，對(duì)設(shè)備就應(yīng)有比較清晰的了解，掌握盡可能多的''''指紋''''信息。包括設(shè)備的銘牌數(shù)據(jù)、型式試驗(yàn)及特殊試驗(yàn)數(shù)據(jù)、出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)、各部件的出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)及交接試驗(yàn)數(shù)據(jù)和施工記錄等信息。

2.注重設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

要實(shí)行狀態(tài)檢修,必須要有能描述設(shè)備狀態(tài)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。也就是說,要有大量的有效信息用于分析與決策。設(shè)備部件在載荷和環(huán)境條件下產(chǎn)生的磨損、腐蝕、應(yīng)力、蠕變、疲勞和老化等原因，最后失效造成設(shè)備損壞而停止運(yùn)行。這些損壞是逐漸發(fā)展的，一般是有一定規(guī)律的，在不同狀態(tài)下，有的是物理量的變化，有的是化學(xué)量的變化，有的是電氣參數(shù)的變化，另外，還有設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、啟停次數(shù)、負(fù)荷的變化、越限數(shù)據(jù)與時(shí)間、環(huán)境條件等。因此要加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)裝置歷史運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)分析。

3.應(yīng)用新的技術(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和試驗(yàn)

開展?fàn)顟B(tài)檢修工作，大量地采用新技術(shù)是必然的。在目前在線監(jiān)測(cè)技術(shù)還不夠成熟得足以滿足狀態(tài)檢修需要的情況下，只有在線數(shù)據(jù)與離線數(shù)據(jù)相結(jié)合，進(jìn)行多因素地綜合分析評(píng)價(jià)，才有可能得到更準(zhǔn)確、可信的結(jié)論。此外，還可以充分利用成熟的離線監(jiān)測(cè)裝置和技術(shù)，如紅外熱成像技術(shù)、變壓器繞組變形測(cè)試等，對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，以便分析設(shè)備的狀態(tài)，保證設(shè)備和系統(tǒng)的安全。

三、開展繼電保護(hù)狀態(tài)檢修應(yīng)注意的問題

1.要嚴(yán)格遵循狀態(tài)檢修的原則

實(shí)施狀態(tài)檢修應(yīng)當(dāng)依據(jù)以下原則：一是保證設(shè)備的安全運(yùn)行。在實(shí)施設(shè)備狀態(tài)檢修的過程中，以保證設(shè)備的安全運(yùn)行為首要原則，加強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和分析，科學(xué)、合理地調(diào)整檢修間隔、檢修項(xiàng)目，同時(shí)制定相應(yīng)的管理制度。二是總體規(guī)劃，分步實(shí)施，先行試點(diǎn)，逐步推進(jìn)。實(shí)施設(shè)備狀態(tài)檢修是對(duì)現(xiàn)行檢修管理體制的改革，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，而我國又尚處于探索階段，因此，實(shí)施設(shè)備狀態(tài)檢修既要有長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)、總體構(gòu)想，又要扎實(shí)穩(wěn)妥、分步實(shí)施，在試點(diǎn)取得一定成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，逐步推廣。三是充分運(yùn)用現(xiàn)有的技術(shù)手段，適當(dāng)配置監(jiān)測(cè)設(shè)備。

2.重視狀態(tài)檢修的技術(shù)管理要求

狀態(tài)檢修需要科學(xué)的管理來支撐。繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中通常是處于靜態(tài)的,但在電力系統(tǒng)中，需要了解的恰巧是繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)故障時(shí)是否能快速準(zhǔn)確地動(dòng)作，即要把握繼電保護(hù)裝置動(dòng)態(tài)的"狀態(tài)"。因此，根據(jù)對(duì)繼電保護(hù)裝置靜態(tài)特性的認(rèn)識(shí)，對(duì)其動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行判斷顯然是不合適的。因此，通過模擬繼電保護(hù)裝置在電力事故和異常情況下感受的參數(shù)，使繼電保護(hù)裝置啟動(dòng)和動(dòng)作，檢查繼電保護(hù)裝置應(yīng)具有的邏輯功能和動(dòng)作特性，從而了解和把握繼電保護(hù)裝置狀況，這種繼電保護(hù)裝置的檢驗(yàn)，對(duì)于電力系統(tǒng)是很有必要的和必須的。

3.開展繼電保護(hù)裝置的定期檢驗(yàn)

實(shí)行狀態(tài)檢驗(yàn)以后，為了確保繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的安全運(yùn)行，要加強(qiáng)定期測(cè)試，所有集成、微機(jī)和晶體管保護(hù)要每半年進(jìn)行一次定期測(cè)試，測(cè)試項(xiàng)目包括：微機(jī)保護(hù)要打印采樣報(bào)告、定值報(bào)告、零漂值，并要對(duì)報(bào)告進(jìn)行綜合分析，做出結(jié)論；晶體管保護(hù)要測(cè)試電源和邏輯工作點(diǎn)電位，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)問題要找出原因，及時(shí)處理。

4.高素質(zhì)檢修人員的培養(yǎng)

高素質(zhì)檢修人員是狀態(tài)檢修能否取得成功的關(guān)鍵。在傳統(tǒng)的檢修模式中,運(yùn)行人員是不參與檢修工作的。狀態(tài)檢修要求運(yùn)行人員與檢修有更多聯(lián)系,因?yàn)檫\(yùn)行人員對(duì)設(shè)備的狀態(tài)變化非常了解,他們直接參與檢修決策和檢修工作對(duì)提高檢修效率和質(zhì)量有積極意義。其優(yōu)點(diǎn)是可以加強(qiáng)運(yùn)行部門的責(zé)任感;取消不必要的環(huán)節(jié),節(jié)約管理費(fèi)用;迅速采取檢修措施,消除設(shè)備缺陷。

綜上所述，狀態(tài)檢修是根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀況而適時(shí)進(jìn)行的預(yù)知性檢修，"應(yīng)修必修"是狀態(tài)檢修的精髓。狀態(tài)檢修既不是出了問題才檢修，也不是想什么時(shí)候檢修才檢修。實(shí)行狀態(tài)檢修仍然要貫徹"預(yù)防為主"的方針，通過適時(shí)檢修，提高保護(hù)裝置運(yùn)行的安全可靠性，提高繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作率。因此，實(shí)行"狀態(tài)檢修"的單位一定要把電力設(shè)備的"狀態(tài)"搞清楚，對(duì)設(shè)備"狀態(tài)"把握不準(zhǔn)時(shí)，一定要慎用"狀態(tài)檢修"。

參考文獻(xiàn)

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篇2

論文摘要：介紹了光纖通道的特點(diǎn)和工作原理，以及目前在電力光纖網(wǎng)絡(luò)中光纖保護(hù)裝置與光纖通道的連接方式和主要特點(diǎn)，討論了光纖保護(hù)在實(shí)際應(yīng)用中可能遇到的問題及其解決辦法。

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(shì)，使它與繼電保護(hù)的結(jié)合，在電網(wǎng)中會(huì)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(shì)

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(duì)于其他傳統(tǒng)通道（如：電纜、微波等）具有如下特點(diǎn)：

1.1傳輸質(zhì)量高，誤碼率低，一般在10-10以下。這種特點(diǎn)使得光纖通道很容易滿足繼電保護(hù)對(duì)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?。這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(qiáng)繼電保護(hù)動(dòng)作的正確性和可靠性。

1.3抗干擾能力強(qiáng)。由于光信號(hào)的特點(diǎn)，可以有效的防止雷電、系統(tǒng)故障時(shí)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(gè)特點(diǎn)，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(diǎn)，抗外力破壞能力較差，當(dāng)采用直埋或空中架設(shè)時(shí)，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(chǎng)運(yùn)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(hào)和直跳信號(hào)。此種方式，需要專用光纖接口（如：FOX-40），使用單獨(dú)的專用光芯。優(yōu)點(diǎn)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(hào)的傳輸環(huán)節(jié)，增加了使用的可靠性。缺點(diǎn)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(shì)。而且，在帶路操作時(shí)，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(hào)和直跳信號(hào)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(diǎn)是：接線簡(jiǎn)單，利于運(yùn)行維護(hù)。帶路進(jìn)行電信號(hào)切換，利于實(shí)施。提高了光芯的利用率。缺點(diǎn)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(yùn)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(yùn)行。

2.3光纖縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)：

光纖電流差動(dòng)保護(hù)是在電流差動(dòng)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?；舴蚧倦娏鞫?，它能夠理想地使保護(hù)實(shí)現(xiàn)單元化，原理簡(jiǎn)單，不受運(yùn)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(yùn)行的可靠性。目前電流差動(dòng)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(dòng)作簡(jiǎn)單可靠快速、能適應(yīng)電力系統(tǒng)震蕩、非全相運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)是其他保護(hù)形式所無法比擬的。光纖電流差動(dòng)保護(hù)在繼承了電流差動(dòng)保護(hù)的這些優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，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(duì)側(cè)。時(shí)間同步和誤碼校驗(yàn)問題是光纖電流差動(dòng)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(shí)間同步的問題對(duì)于光纖電流差動(dòng)保護(hù)的正確運(yùn)行起到關(guān)鍵的作用，因此目前光纖差動(dòng)電流保護(hù)都采用主從方式，以保證時(shí)鐘的同步；由于目前光纖均采用64Kbit數(shù)字通道，電流差動(dòng)保護(hù)通道中既要傳送電流的幅值，又要傳送時(shí)間同步信號(hào)，通道資源緊張，要求數(shù)據(jù)的誤碼校驗(yàn)位不能過長(zhǎng)，這樣就影響了誤碼校驗(yàn)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(dòng)保護(hù)能很好地解決誤碼校驗(yàn)精度的問題。3光纖保護(hù)實(shí)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(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)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(yùn)行前的施工、測(cè)試中存在誤差，則會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置的誤動(dòng)作，進(jìn)而影響全網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)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(shí)，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(hào)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(yùn)行。對(duì)于獨(dú)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(diǎn)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(yàn)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(shí)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(cè)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(shí)現(xiàn)光纖通道的切換。對(duì)于電網(wǎng)中沒有單獨(dú)的旁路保護(hù)，旁路代路時(shí)是切換交流回路，因此不存在通道切換問題，但對(duì)電網(wǎng)有獨(dú)立的旁路保護(hù)，對(duì)于光纖閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護(hù)暫時(shí)可以采用切換二次回路的方式，但對(duì)于光纖差動(dòng)電流保護(hù)則無法代路，目前都是采取旁路保護(hù)單獨(dú)增設(shè)一套光纖差動(dòng)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(shí)現(xiàn)光纖通道切換。

結(jié)束語

盡管目前光纖保護(hù)在長(zhǎng)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(zhǎng)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。

參考文獻(xiàn)

篇3

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)現(xiàn)狀發(fā)展

1繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計(jì)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(dú)厚，在40余年的時(shí)間里完成了發(fā)展的4個(gè)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(jì)、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍從無到有，在大約10年的時(shí)間里走過了先進(jìn)國家半個(gè)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(yùn)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(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍，對(duì)全國繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立和成長(zhǎng)起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時(shí)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(jì)、制造、運(yùn)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(shí)代，為我國繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)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(shí)代。其中天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)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(dòng)化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù)，運(yùn)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(shí)代。

在此期間，從70年代中，基于集成運(yùn)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(shí)代。在這方面南京電力自動(dòng)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(dòng)化設(shè)備廠合作研制的集成電路相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)也在多條220kV和500kV線路上運(yùn)行。

我國從70年代末即已開始了計(jì)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(dòng)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(yùn)行。南京電力自動(dòng)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(dòng)化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)相電壓補(bǔ)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?？梢哉f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(shí)代。

2繼電保護(hù)的未來發(fā)展

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

2.1計(jì)算機(jī)化

隨著計(jì)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(gè)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(shí)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(dòng)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(hào)處理器(DSP)為基礎(chǔ)的保護(hù)、控制、測(cè)量一體化微機(jī)裝置，目前已與珠海晉電自動(dòng)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(gè)模塊就是一個(gè)小型計(jì)算機(jī)。采用32位微機(jī)芯片并非只著眼于精度，因?yàn)榫仁蹵/D轉(zhuǎn)換器分辨率的限制，超過16位時(shí)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(jì)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(chǔ)器管理功能、存儲(chǔ)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(diǎn)數(shù)部件都集成在CPU內(nèi)。

電力系統(tǒng)對(duì)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(zhǎng)期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強(qiáng)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(jí)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(tái)PC機(jī)的功能。在計(jì)算機(jī)保護(hù)發(fā)展初期，曾設(shè)想過用一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)作成繼電保護(hù)裝置。由于當(dāng)時(shí)小型機(jī)體積大、成本高、可靠性差，這個(gè)設(shè)想是不現(xiàn)實(shí)的?，F(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(chǔ)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(shí)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(diǎn)有：(1)具有486PC機(jī)的全部功能，能滿足對(duì)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(qiáng)，可運(yùn)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(duì)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(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。但對(duì)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(huì)效益，尚須進(jìn)行具體深入的研究。\

2.2網(wǎng)絡(luò)化

計(jì)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(shí)代的技術(shù)支柱，使人類生產(chǎn)和社會(huì)生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，也為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的通信手段。到目前為止，除了差動(dòng)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(qiáng)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(shí)主要指安全自動(dòng)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(yùn)行。這就要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個(gè)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(dòng)作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。顯然，實(shí)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，亦即實(shí)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(duì)于一般的非系統(tǒng)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的計(jì)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(duì)故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測(cè)愈準(zhǔn)確。對(duì)自適應(yīng)保護(hù)原理的研究已經(jīng)過很長(zhǎng)的時(shí)間，也取得了一定的成果，但要真正實(shí)現(xiàn)保護(hù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)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(yùn)行和故障信息，只有實(shí)現(xiàn)保護(hù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化，才能做到這一點(diǎn)。

對(duì)于某些保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)計(jì)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(duì)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(gè)(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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，每個(gè)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(jì)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(jì)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(dòng)保護(hù)的計(jì)算，如果計(jì)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(shí)，各保護(hù)單元都計(jì)算為外部故障均不動(dòng)作。這種用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)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?yàn)槿绻粋€(gè)保護(hù)單元受到干擾或計(jì)算錯(cuò)誤而誤動(dòng)時(shí)，只能錯(cuò)誤地跳開本回路，不會(huì)造成使母線整個(gè)被切除的惡性事故，這對(duì)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(shì)。

2.3保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化

在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保護(hù)裝置實(shí)際上就是一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī)，是整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)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(gè)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(yùn)行情況下還可完成測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化。

目前，為了測(cè)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(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化的計(jì)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(jì)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?，F(xiàn)在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗(yàn)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(hào)輸入到此一體化裝置中并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，一方面用作保護(hù)的計(jì)算判斷；另一方面作為測(cè)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(duì)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(cè)量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為基礎(chǔ)的一個(gè)保護(hù)、控制、測(cè)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(gè)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(shì)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(dòng)或拒動(dòng)；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(shí)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(dú)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］?？梢灶A(yù)見，人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域必會(huì)得到應(yīng)用，以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。

3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(gè)時(shí)代。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)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(shì)。國內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)為：計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化，這對(duì)繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開辟了活動(dòng)的廣闊天地。

作者單位：天津市電力學(xué)會(huì)(天津300072)

參考文獻(xiàn)

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篇4

隨著微機(jī)保護(hù)裝置的應(yīng)用普及，繼電保護(hù)二次系統(tǒng)的自動(dòng)化水平得到不斷提高。許多當(dāng)前由人工處理的模擬信息轉(zhuǎn)化為大量的數(shù)字信息，而技術(shù)管理人員也有許多用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的資料和試驗(yàn)記錄文檔。信息的數(shù)字化使得我們可以將不同的數(shù)據(jù)源有機(jī)地結(jié)合起來，形成一個(gè)專業(yè)化的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。通過綜合分析數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀況加強(qiáng)了解，消滅故障隱患，進(jìn)一步保障系統(tǒng)安全運(yùn)行。

1繼電保護(hù)信息管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

1.1信息數(shù)據(jù)源的分布

二次系統(tǒng)所具備的信息來源可大致分為3部分：

a)由變電站微機(jī)保護(hù)裝置經(jīng)RTU發(fā)送至調(diào)度端的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)；

b)繼電保護(hù)管理端(生技部門和繼電保護(hù)班組)所存放的設(shè)備管理資料、各類試驗(yàn)記錄和運(yùn)行制度等；

c)其他系統(tǒng)中需要了解繼電保護(hù)數(shù)據(jù)或可以提供繼電保護(hù)有關(guān)數(shù)據(jù)和參考資料的數(shù)據(jù)源接口。

1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

怎樣有效地將信息數(shù)據(jù)源聯(lián)系起來，而對(duì)于各級(jí)用戶都能予以充分利用呢?我們可以考慮以調(diào)度監(jiān)控計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源為中心，建立圖1系統(tǒng)。

通過數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)集成各類數(shù)據(jù)源，使用方法庫來支持各個(gè)不同等級(jí)客戶的分別應(yīng)用，利用網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)施數(shù)據(jù)交換，并且開放MIS的數(shù)據(jù)接口，基本實(shí)現(xiàn)對(duì)二次保護(hù)數(shù)據(jù)資源的充分利用。

1.3系統(tǒng)方法與功能

1.3.1數(shù)據(jù)倉庫和方法庫

a)數(shù)據(jù)倉庫是比傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫更高一級(jí)的數(shù)據(jù)組織形式，它不僅支持海量數(shù)據(jù)的處理，而且對(duì)于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)、應(yīng)用程序接口、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等方面都具有更強(qiáng)的性能。

b)方法庫是封裝了一系列分析處理方法的規(guī)則庫，也是應(yīng)用程序軟件功能的集中表現(xiàn)，可通過設(shè)置各用戶權(quán)限來限制其對(duì)數(shù)據(jù)倉庫的查詢和讀、寫操作，維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性，同時(shí)也限定了客戶的應(yīng)用范圍。

1.3.2軟件應(yīng)用功能

a)“三遙”數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析處理：各類二次信息的查詢，和以前定檢、定試記錄的比較，動(dòng)作時(shí)間和次數(shù)的統(tǒng)計(jì)，故障、事故等報(bào)警事件的指示和響應(yīng)等。

b)二次設(shè)備試驗(yàn)的記錄管理、定試預(yù)告、定值單管理、材料管理等。主要由繼電保護(hù)班組人員填寫，其他部門共享查詢。

c)二次設(shè)備圖形管理系統(tǒng)具備GIS功能，支持圖形和數(shù)據(jù)庫相連，直接在圖形上查詢參數(shù)。

d)二次設(shè)備事故、缺陷記錄分析，各保護(hù)裝置運(yùn)行狀況分析。主要是繼電保護(hù)技術(shù)專責(zé)完成，其他部門共享查詢。

e)設(shè)立一次設(shè)備參數(shù)接口。如電流、電壓、功率因素和高壓設(shè)備試驗(yàn)記錄等，配合一次主接線圖查詢，可作為二次系統(tǒng)的輔助分析數(shù)據(jù)來源。

f)可使用電子函件和新聞公告板方便各部門間的信息交流。

1.3.3軟件開發(fā)工具

采用Microsoft(微軟)公司系列工具軟件進(jìn)行開發(fā)，在實(shí)用性和兼容性上都可以體現(xiàn)應(yīng)用的先進(jìn)性及廣泛性。

篇5

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(gè)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(yùn)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(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扣、時(shí)時(shí)平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時(shí)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(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)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(shí)，由于短路電流的熱效應(yīng)和電動(dòng)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(yùn)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(shí)，就會(huì)造成接地相的電壓降低，其他兩相的電壓升高，常此運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(jiǎn)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(duì)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(dòng)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(duì)一次系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù)，由繼電器來組成的一套專門的自動(dòng)裝置。為了確保10KV供電系統(tǒng)的正常運(yùn)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(jì)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(shí)限不大于0.5s～0.7s,并沒有保護(hù)配合上的要求時(shí)，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(shí)電流速斷保護(hù)。當(dāng)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)不能滿足選擇性動(dòng)作時(shí)，應(yīng)裝設(shè)略帶時(shí)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(shí)：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(shí)，應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)，而當(dāng)過流保護(hù)時(shí)限大于0.5s時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)；對(duì)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(shí)，應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)，而當(dāng)過流保護(hù)時(shí)限大于0.5s時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)；對(duì)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(duì)于不并列運(yùn)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(dòng)解除；另外應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。如采用的是反時(shí)限過電流保護(hù)時(shí)，其瞬動(dòng)部分應(yīng)解除；對(duì)于負(fù)荷等級(jí)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(shí)限過電流保護(hù)和瞬時(shí)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(shí)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(dòng)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(dòng)作的選擇性、切除故障的快速性以及運(yùn)行方式的靈活性、運(yùn)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(yùn)行狀況

（1）供電系統(tǒng)的正常運(yùn)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(hào)、指示和儀表均工作在允許范圍內(nèi)的運(yùn)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(yùn)行，并有可能使事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大的運(yùn)行狀況；

（3）供電系統(tǒng)的異常運(yùn)行

這種狀況系指系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到了破壞，但尚未構(gòu)成故障時(shí)的運(yùn)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(yùn)行正常時(shí)，它應(yīng)能完整地、安全地監(jiān)視各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，為值班人員提供可靠的運(yùn)行依據(jù)；

（2）如供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，它應(yīng)能自動(dòng)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(yùn)行；

（3）當(dāng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運(yùn)行工作狀況時(shí)，它應(yīng)能及時(shí)地、準(zhǔn)確地發(fā)出信號(hào)或警報(bào)，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(bào)事故的發(fā)生，來達(dá)到提高系統(tǒng)運(yùn)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?yàn)槿蹟嗥鞯陌裁胩匦圆簧跬晟?，熄滅高壓電路中?qiáng)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(shí)還延長(zhǎng)了停電的歷時(shí)。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(yùn)行的不可缺少的重要組成部分。

3.對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求

對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求有四點(diǎn)：即選擇性、靈敏性、速動(dòng)性和可靠性

（1）選擇性

當(dāng)供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，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(diǎn)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(yùn)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(shí)可增設(shè)輔助保護(hù)。

當(dāng)在系統(tǒng)中的同一地點(diǎn)或不同地點(diǎn)裝有兩套保護(hù)時(shí)，其中有一套動(dòng)作比較快，而另一套動(dòng)作比較慢，動(dòng)作比較快的就稱為主保護(hù)；而動(dòng)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(dòng)時(shí)，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(dòng)作而未動(dòng)作時(shí)的后備，還可以起到當(dāng)主保護(hù)雖已動(dòng)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(dòng)作的主保護(hù)實(shí)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(zhǎng),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(bǔ)不可。

近后備和遠(yuǎn)后備：

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

輔助保護(hù)：

為補(bǔ)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(yùn)行而增設(shè)的簡(jiǎn)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(duì)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(diǎn)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(dòng)作；但在保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障時(shí),又不應(yīng)該產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)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(yùn)行方式和故障類型進(jìn)行計(jì)算。靈敏系數(shù)Km為被保護(hù)區(qū)發(fā)生短路時(shí)，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(dòng)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(qiáng)。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(duì)于多相保護(hù)，Idz取兩相短路電流最小值Idz(2);對(duì)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(dòng)性

速動(dòng)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(shí)間，就可以減輕短路電流對(duì)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(dòng)創(chuàng)造了有利條件，同時(shí)還提高了發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。

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

（4）可靠性

保護(hù)裝置應(yīng)能正確的動(dòng)作，并隨時(shí)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(dòng)作的可靠性，則要求保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原理、整定計(jì)算、安裝調(diào)試要正確無誤；同時(shí)要求組成保護(hù)裝置的各元件的質(zhì)量要可靠、運(yùn)行維護(hù)要得當(dāng)、系統(tǒng)應(yīng)盡可能的簡(jiǎn)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(diǎn)

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(huì)伴隨其產(chǎn)生三大特點(diǎn)。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(yùn)行和故障時(shí)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(shí)限過電流保護(hù)、反時(shí)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(diǎn)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(dòng)保護(hù)，其中又分為橫聯(lián)差動(dòng)和縱聯(lián)差動(dòng)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(shí)限過電流保護(hù)

（1）什麼是反時(shí)限過電流保護(hù)

繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小有關(guān)，短路電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短；短路電流越小，動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)，這種保護(hù)就叫做反時(shí)限過電流保護(hù)。

（2）繼電器的構(gòu)成

反時(shí)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(dòng)元件)、電磁式時(shí)間繼電器(作為時(shí)限元件)、電磁式信號(hào)繼電器(作為信號(hào)元件)和電磁式中間繼電器(作為出口元件)的功能，用以實(shí)現(xiàn)反時(shí)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(shí)實(shí)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(jiǎn)化繼電保護(hù)裝置。但這種繼電器雖外部接線簡(jiǎn)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(dòng)作的準(zhǔn)確性、速動(dòng)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(shí)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(shí)，感應(yīng)型繼電器KA1或(和)KA2達(dá)到整定的一定時(shí)限后動(dòng)作，首先使其常開觸點(diǎn)閉合，這時(shí)斷路器的脫扣器YR1或(和)YR2因有KA1或(和)KA2的常閉觸點(diǎn)分流(短路)，而無電流通過,故暫時(shí)不會(huì)動(dòng)作。但接著KA1或(KA2)的常閉觸點(diǎn)斷開，因YR1或(和)YR2因“去分流”而通電動(dòng)作，使斷路器跳閘，同時(shí)繼電器本身的信號(hào)掉牌掉下，給出信號(hào)。

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

1）繼電器在其常閉觸點(diǎn)斷開時(shí)即先失電返回，因此其常開觸點(diǎn)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(diǎn)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(jì)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(shí)限過電流保護(hù)

（1）什麼是定時(shí)限過電流保護(hù)

繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小無關(guān)，時(shí)間是恒定的，時(shí)間是靠時(shí)間繼電器的整定來獲得的。時(shí)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(shí)限過電流保護(hù)。

（2）繼電器的構(gòu)成

定時(shí)限過電流保護(hù)是由電磁式時(shí)間繼電器(作為時(shí)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(dòng)元件)、電磁式信號(hào)繼電器(作為信號(hào)元件)構(gòu)成的。它一般采用直流操作，須設(shè)置直流屏。定時(shí)限過電流保護(hù)簡(jiǎn)單可靠、完全依靠選擇動(dòng)作時(shí)間來獲得選擇性，上、下級(jí)的選擇性配合比較容易、時(shí)限由時(shí)間繼電器根據(jù)計(jì)算后獲取的參數(shù)來整定，動(dòng)作的選擇性能夠保證、動(dòng)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(shí)限過電流保護(hù)的基本原理

10KV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時(shí)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(shí)間繼電器和一只信號(hào)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(shí)間繼電器的容量足大時(shí)，可用時(shí)間繼電器的觸點(diǎn)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(shí)，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(dòng)值時(shí)，電流繼電器動(dòng)作。由于兩只電流繼電器的觸點(diǎn)是并聯(lián)的，故當(dāng)任一電流繼電器的觸點(diǎn)閉合，都能接通時(shí)間繼電器的線圈回路。這時(shí)，時(shí)間繼電器就按照預(yù)先整定的時(shí)間動(dòng)作使其接點(diǎn)吸合。這樣，時(shí)間繼電器的觸點(diǎn)又接通了信號(hào)繼電器和出口中間繼電器的線圈，使其動(dòng)作。出口中間繼電器的觸點(diǎn)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(yùn)行。而信號(hào)繼電器的動(dòng)作使信號(hào)指示牌掉下并發(fā)出警報(bào)信號(hào)。

由上不難看出，保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間只決定于時(shí)間繼電器的預(yù)先整定的時(shí)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(shí)限過電流保護(hù)。

（4）動(dòng)作電流的整定計(jì)算

過流保護(hù)裝置中的電流繼電器動(dòng)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(shí)才啟動(dòng)，而在最大負(fù)荷電流出現(xiàn)時(shí)不應(yīng)動(dòng)作。為此必須滿足以下兩個(gè)條：

1）在正常情況下，出現(xiàn)最大負(fù)荷電流時(shí)（即電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和自啟動(dòng)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(dòng)作。即：

Idz>Ifh.max

式中Idz----過電流保護(hù)繼電器的一次動(dòng)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?yàn)槎搪冯娏飨Ш?，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(dòng)作的電流繼電器在這時(shí)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(shí)限過電流裝置電流繼電器的動(dòng)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(dòng)作電流的誤差和計(jì)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(gè)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(shí)

Kjx=1；如為三角形接線和兩相電流差接線時(shí)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(dòng)作時(shí)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(dòng)作時(shí)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(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，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(shí)，各套保護(hù)裝置均啟動(dòng)。但按選擇性的要求，應(yīng)只由保護(hù)裝置3（離故障點(diǎn)最近）動(dòng)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(dòng)作時(shí)間較保護(hù)裝置1長(zhǎng)一些；而保護(hù)裝置3又要比保護(hù)裝置2長(zhǎng)一些，并依次類推，即：

t1>t2>t3

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

一般為0.7S?？墒?，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(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)。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(bǔ)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(zhǎng)，還可以作為相臨下一級(jí)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(shí)限或略帶時(shí)限動(dòng)作的一種電流保護(hù)。它能在最短的時(shí)間內(nèi)迅速切除短路故障，減小故障持續(xù)時(shí)間，防止事故擴(kuò)大。

電流速斷保護(hù)又分為瞬時(shí)電流速斷保護(hù)和略帶時(shí)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(dòng)元件)、電磁式信號(hào)繼電器(作為信號(hào)元件)構(gòu)成的。它一般不需要時(shí)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(jiǎn)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(dòng)。它是按一定地點(diǎn)的短路電流來獲得選擇性動(dòng)作，動(dòng)作的選擇性能夠保證、動(dòng)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(shí)電流速斷保護(hù)的整定原則和保護(hù)范圍

瞬時(shí)電流速斷保護(hù)與過電流保護(hù)的區(qū)別，在于它的動(dòng)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(shí)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(shí)跳閘。當(dāng)在被保護(hù)線路外部發(fā)生短路時(shí)，它不會(huì)動(dòng)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(dòng)作電流時(shí)，保護(hù)裝置才能動(dòng)作。所以瞬時(shí)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(zhǎng)，而只能保護(hù)線路的一部分。對(duì)于最大運(yùn)行方式下的保護(hù)范圍一般能達(dá)到線路全長(zhǎng)的50%即認(rèn)為有良好的保護(hù)效果；對(duì)于在最小運(yùn)行方式下的保護(hù)范圍能保護(hù)線路全長(zhǎng)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(shí)電流速斷保護(hù)的任務(wù)是在線路始端短路時(shí)能快速地切除故障。

當(dāng)線路故障時(shí)，瞬時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作，運(yùn)行人員根據(jù)其保護(hù)范圍較小這一特點(diǎn),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(shí)電流速斷保護(hù)同時(shí)動(dòng)作或同時(shí)都不動(dòng)作，可判斷故障在線路的中間部分。

（4）瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的基本原理

瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的原理與定時(shí)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(shí)間繼電器。

中間繼電器的作用有兩點(diǎn)：其一是因電流繼電器的接點(diǎn)容量較小，不能直接接通跳閘線圈，用以增大接點(diǎn)容量；其二是當(dāng)被保護(hù)線路上裝有熔斷器時(shí)，在兩相或三相避雷器同時(shí)放電時(shí)，將造成短時(shí)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(dòng)，又不影響保護(hù)的快速性。利用中間繼電器的固有動(dòng)作時(shí)間，就可避開避雷器的放電動(dòng)作時(shí)間。

（5）略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)

瞬時(shí)電流速斷保護(hù)最大的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作迅速，但只能保護(hù)線路的首端。而定時(shí)限過電流保護(hù)雖能保護(hù)

線路的全長(zhǎng)，但動(dòng)作時(shí)限太長(zhǎng)。因此，常用略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)來消除瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的“死區(qū)”。要求略帶時(shí)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(huì)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(shí)，保護(hù)也會(huì)起動(dòng)。為了保證選擇性的要求，須使其動(dòng)作時(shí)限比下一段線路的瞬時(shí)電流速斷保護(hù)大一個(gè)時(shí)限級(jí)差，其動(dòng)作電流也要比下一段線路瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流大一些。略帶時(shí)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(shí)限的電流速斷保護(hù)的原理接線和定時(shí)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(shí)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(shí)限的電流速斷保護(hù)能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，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(shí)限過電流保護(hù)既可作為本級(jí)線路的后備保護(hù)（當(dāng)動(dòng)作時(shí)限短時(shí)，也可作為主保護(hù)，而不再裝設(shè)略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)。），還可以作為相臨下一級(jí)線路的后備保護(hù)，但切除故障的時(shí)限較長(zhǎng)。

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

對(duì)于第一段電流保護(hù)，究竟采用瞬時(shí)電流速斷保護(hù)，還是采用略帶時(shí)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(shí)電流速斷保護(hù)為佳。因在變壓器高壓側(cè)故障時(shí)，切除變壓器和切除線路的效果是一樣的。此時(shí)，允許用線路的瞬時(shí)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(zhǎng)并延伸到變壓器高壓側(cè)。這時(shí)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(shí)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(shí)，第一段電流保護(hù)均采用略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)作為主保護(hù)；第二段采用定時(shí)限過流保護(hù)作為后備保護(hù)。

在實(shí)際中還常采用三段式電流保護(hù)。就是以瞬時(shí)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(shí)限的電流速斷保護(hù)作為第二段，以保護(hù)線路的全長(zhǎng)，用作主保護(hù)；以定時(shí)限過電流保護(hù)作為第三段，以作為線路全長(zhǎng)和相臨下一級(jí)線路的后備保護(hù)。對(duì)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?yàn)檫@種保護(hù)的設(shè)置可以在相臨下一級(jí)線路的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，本級(jí)線路的定時(shí)限過流保護(hù)可以動(dòng)作，起到遠(yuǎn)后備保護(hù)的作用；如本級(jí)線路的主保護(hù)（瞬時(shí)電流速斷或略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)）拒動(dòng)時(shí)，則本級(jí)線路的定時(shí)限過電流保護(hù)可以動(dòng)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(diǎn)運(yùn)行方式，有中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和中性點(diǎn)直接接地三種方式。10KV系統(tǒng)采用的是中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式。

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

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

10KV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，當(dāng)出現(xiàn)一相接地時(shí)，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(shí)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(gè)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(dòng)作，其常開接點(diǎn)接通信號(hào)繼電器，并發(fā)出預(yù)告信號(hào)。采用這種裝置比較簡(jiǎn)單，但不能立即發(fā)現(xiàn)接地點(diǎn)，因?yàn)橹灰W(wǎng)絡(luò)中發(fā)生一相接地，則在同一電壓等級(jí)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(huì)發(fā)出預(yù)告信號(hào)。也就是說該裝置沒有選擇性。為了查找接地點(diǎn)，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(diǎn)為止。可以看出，這種方法費(fèi)力、費(fèi)時(shí)、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(yùn)行要求時(shí)，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(diǎn)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(shí)，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(yùn)行或發(fā)生相間短路時(shí)，一次側(cè)電流為零。二次側(cè)只有因?qū)Ь€排列不對(duì)稱而產(chǎn)生的不平衡電流。當(dāng)發(fā)生一相接地時(shí)，零序電流反映到二次側(cè)，并流入零序電流繼電器，使其動(dòng)作發(fā)出信號(hào)。在安裝零序電流保護(hù)裝置時(shí)，特別注意的一點(diǎn)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(shí)，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(dòng)作。

不難理解，當(dāng)某一條線路上發(fā)生一相接地時(shí)，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(dòng)作的選擇性，在整定時(shí)，保護(hù)裝置的啟動(dòng)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(dòng)電流；

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

Uxan------相電壓值；

Co--------被保護(hù)線路每相的對(duì)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(yàn)在本線路上發(fā)生一相接地時(shí)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(jí)網(wǎng)絡(luò)中，各元件每相對(duì)地電容之和；

I0S------與CS

相對(duì)應(yīng)的對(duì)地電容電流之和。對(duì)電纜線路取大于或等于1.25;架空線路取1.5;對(duì)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(dòng)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(duì)北京電信10KV系統(tǒng)中繼電保護(hù)的綜合評(píng)價(jià)

1.定時(shí)限過電流保護(hù)與反時(shí)限過電流保護(hù)的配置

10KV系統(tǒng)中的上、下級(jí)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(huì)造成保護(hù)的非選擇性動(dòng)作，使斷路器越級(jí)跳閘。保護(hù)的選擇性配合主要包括上、下級(jí)保護(hù)之間的電流和時(shí)限的配合兩個(gè)方面。應(yīng)該指出，定時(shí)限過電流保護(hù)的配合問題較易解決。由于定時(shí)限過電流保護(hù)的時(shí)限級(jí)差為0.5S，選擇電網(wǎng)保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限，一般是從距電源端最遠(yuǎn)的一級(jí)保護(hù)裝置開始整定的。為了縮短保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限，特別是縮短多級(jí)電網(wǎng)靠近電源端的保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限，其中時(shí)限級(jí)差起著決定的作用，因此希望時(shí)限級(jí)差越小越好。但為了保證各級(jí)保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性,時(shí)限級(jí)差又不能太小。雖然反時(shí)限過電流保護(hù)也是按照時(shí)限的階梯原則來整定，其時(shí)限級(jí)差一般為0.7S。而且反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限的選擇與動(dòng)作電流的大小有關(guān)。也就是說，反時(shí)限過電流保護(hù)隨著短路電流與繼電器動(dòng)作電流的比值而變，因此整定反時(shí)限過電流保護(hù)時(shí)，所指的時(shí)間都是在某一電流值下的動(dòng)作時(shí)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(shí)際運(yùn)行整定時(shí)，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(shí)測(cè)與調(diào)試。比較費(fèi)力、費(fèi)事。因此，反時(shí)限過電流保護(hù)時(shí)限特性的整定和配合就比定時(shí)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(shí)限過電流保護(hù)、瞬時(shí)電流速斷保護(hù)和略帶時(shí)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(jí)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(jí)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(diǎn)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(gè)位置（工作位置、試驗(yàn)位置和拖出柜外檢修位置）和兩個(gè)鎖定（工作位置的鎖定和試驗(yàn)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(shí)接地線等。對(duì)于系統(tǒng)的運(yùn)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(shí)，一般均采用了防火等級(jí)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(duì)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(shí)，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

10KV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生一相接地時(shí)，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(dāng)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(hù)裝置。

篇6

關(guān)鍵詞：110KV變電所10KV開關(guān)柜合主變差動(dòng)保護(hù)故障實(shí)例

1110KV變電所10KV開關(guān)柜合

1.1基本情況

我局110KV變電所原有主變一臺(tái)，容量為2萬千伏安。35KV三回出線，10KV八回出線。其中10KV配電系統(tǒng)采用的開關(guān)型號(hào)為SN10-10II型少油斷路器，配CD10型直流電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)。10KV線路配置了電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)，10KV10#開關(guān)對(duì)城關(guān)大部分地區(qū)的負(fù)荷供電。

1.2現(xiàn)象

10KV10#開關(guān)，自89年投運(yùn)后，運(yùn)行情況較好。隨著城關(guān)地區(qū)的負(fù)荷迅速上升，配變的容量不斷增大。至九四年初，該開關(guān)出現(xiàn)拒合現(xiàn)象，即該開關(guān)在合閘時(shí)，發(fā)出連續(xù)的跳合聲響，而后開關(guān)有時(shí)能合上，有時(shí)不能合上。運(yùn)行人員開出“開關(guān)跳躍”的缺陷通知單，局領(lǐng)導(dǎo)要求生技部門組織人員進(jìn)行消缺。

1.3原因分析

該該臺(tái)開關(guān)出現(xiàn)的現(xiàn)象，對(duì)其定性分析如下：根據(jù)缺陷通知單的內(nèi)容“開關(guān)跳躍”，對(duì)10KV10#開關(guān)的控制和保護(hù)回路進(jìn)行了測(cè)試和檢查，排除了“開關(guān)跳躍”的可能。若開關(guān)存在跳躍，首選線路存在永久性相間短路故障，再則控制開關(guān)的接點(diǎn)焊死或控制開關(guān)在合閘位置卡死，不能復(fù)位。這兩個(gè)條件都滿足的情況下“開關(guān)跳躍”才會(huì)出現(xiàn)。我們通過分析，這兩個(gè)條件都不具備，幫排除“開關(guān)跳躍”的可能性。再次對(duì)該開關(guān)進(jìn)行試驗(yàn)和檢查，沒有發(fā)現(xiàn)異常，繼電保護(hù)人員再次對(duì)開關(guān)的控制和保護(hù)回路進(jìn)行檢查，也沒有發(fā)現(xiàn)問題。但該開關(guān)在恢復(fù)運(yùn)行時(shí)，拒合現(xiàn)象仍然存在。

通過仔細(xì)分析現(xiàn)場(chǎng)情況，發(fā)現(xiàn)該故障可能與保護(hù)裝置動(dòng)作有關(guān)。因?yàn)樵陂_關(guān)拒合時(shí)，發(fā)現(xiàn)過流信號(hào)掉牌，但運(yùn)行人員認(rèn)為掉牌是因?yàn)殚_關(guān)柜（GG-1A）振動(dòng)較大引起的（以前發(fā)現(xiàn)過類似現(xiàn)象）。為此，繼保人員重新檢查控制和保護(hù)回路，終于發(fā)現(xiàn)了10#開關(guān)的過流保護(hù)沒有時(shí)限。過電流保護(hù)時(shí)間繼電器的延時(shí)閉合常開接點(diǎn)沒有接入回路，而把瞬動(dòng)常開接點(diǎn)接入了回路。正、誤電路如下圖1、2所示。

把時(shí)間繼電器接點(diǎn)改接后，開關(guān)恢復(fù)運(yùn)行，一切正常，拒合現(xiàn)象消失。

開關(guān)雖然恢復(fù)了運(yùn)行，但造成開關(guān)拒合的原因是什么呢？我們分析認(rèn)為應(yīng)該是開關(guān)合閘時(shí)的沖擊電流。在該臺(tái)開關(guān)剛投入運(yùn)行時(shí)，雖然過電流保護(hù)回路接線錯(cuò)誤，但由于該線路較短、負(fù)荷較小，合閘時(shí)的沖擊電流啟動(dòng)不了過電流保護(hù)裝置。但當(dāng)城關(guān)地區(qū)的負(fù)荷不斷增加，配變?nèi)萘坎粩嘣龃螅_關(guān)合閘時(shí)的沖擊電流也隨之增大，當(dāng)該電流增至能啟動(dòng)過流保護(hù)裝置時(shí)，開關(guān)在合閘時(shí)保護(hù)動(dòng)作，將開關(guān)跳開，出現(xiàn)開關(guān)拒合。但隨著運(yùn)行方式的改變，使合閘沖擊電流減小，開關(guān)又能合上閘。當(dāng)我們把回路改接后，定值雖然不能完全躲過合閘時(shí)的沖擊電流，但從時(shí)限上，保護(hù)裝置完全可以躲過該沖擊電流。

1.4吸取的教訓(xùn)

10KV10#開關(guān)的拒合現(xiàn)象，幾經(jīng)努力，終于得到解決，同時(shí)也從中得到深刻的教訓(xùn)。

1.4.1運(yùn)行人員素質(zhì)需進(jìn)一步提高，加強(qiáng)對(duì)問題的分析判斷能力，要做到匯報(bào)準(zhǔn)確。

1.4.2安裝驗(yàn)收把關(guān)要嚴(yán)。

1.4.3繼保人員在對(duì)裝置作整組試驗(yàn)時(shí)方法不當(dāng)，數(shù)次試驗(yàn)都沒有發(fā)現(xiàn)異常，工作不到位。

2城關(guān)110KV變電所主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)

2.1基本情況

城關(guān)110KV變電所是岳西縣的樞紐變電所。一期工程上20000KVA主變一臺(tái)，電壓等級(jí)為110KV/35KV/10KV，35KV側(cè)為單母線接線方式。10KV側(cè)為單母線分段帶旁路接線方式。為滿足負(fù)荷增長(zhǎng)的需要，于99年第四季度上二期工程，增加一臺(tái)主變，其容易為10000KVA。主變保護(hù)采用南京自動(dòng)化設(shè)備總廠生產(chǎn)的CST231型微機(jī)保護(hù)，35KV側(cè)單獨(dú)供一條線路運(yùn)行。

2.2事故現(xiàn)象及原因分析

二期工程竣工后，于2000年5月29日投入主變?cè)囘\(yùn)行。合上主變110KV側(cè)開關(guān)，主變空載運(yùn)行二十四小時(shí)無任何異?，F(xiàn)象，再投入35KV側(cè)開關(guān)帶線路運(yùn)行時(shí)，主變差動(dòng)保護(hù)運(yùn)作。微機(jī)打印的事故報(bào)告顯示，B相差動(dòng)保護(hù)出口，動(dòng)作值0.81，大于整定值0.8。

根據(jù)運(yùn)行記錄，主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，其保護(hù)范圍內(nèi)未出現(xiàn)任何異常，經(jīng)初步分析為CT極性接錯(cuò)。經(jīng)檢查證實(shí)極性接反，改正后再次投入主變110KV側(cè)，35KV側(cè)開關(guān)試運(yùn)行（10KV側(cè)不投）。當(dāng)35KV側(cè)所帶負(fù)荷增加到約620KW時(shí)，差動(dòng)保護(hù)發(fā)出差流越限告警信號(hào)。該信號(hào)是延時(shí)5秒發(fā)出，表明回路存在較大不平衡電流，其值已大于0.2A的告警整定值，怎么會(huì)出現(xiàn)如此大的不平衡電流？在差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)進(jìn)行仔細(xì)測(cè)量和檢查，均未發(fā)現(xiàn)任何問題。因此，對(duì)不平衡電流進(jìn)行計(jì)算，如圖3所示：

當(dāng)P為額定負(fù)荷時(shí)，計(jì)算差動(dòng)不平衡電流Ibp=0.01A<<0.2A?，F(xiàn)當(dāng)P=620KW時(shí)，關(guān)勞動(dòng)能力不平衡電流Ibp就達(dá)到0.2A，判斷可能是有關(guān)參數(shù)出錯(cuò)。為此，重新檢查主變保護(hù)的定值輸入情況，發(fā)現(xiàn)35KV側(cè)差動(dòng)平衡系數(shù)Kpm=1.39，該值是把35KV側(cè)CT變比誤認(rèn)為是400/5造成的，而35KV側(cè)CT實(shí)際變比為200/5。更正后，投入主變運(yùn)行正常。

篇7

1電力繼電保護(hù)器的種類簡(jiǎn)述

在電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)自動(dòng)化機(jī)組會(huì)采集繼電保護(hù)對(duì)象的故障信號(hào)，比較定值與采集信息，將其傳輸?shù)竭壿嬆K中，邏輯模塊在收到信息后，會(huì)對(duì)信息進(jìn)行計(jì)算與分析，如果計(jì)算結(jié)果為1，信號(hào)就會(huì)傳遞到執(zhí)行模塊之中。

2繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的簡(jiǎn)述

電力系統(tǒng)作為一個(gè)全面、綜合工作的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，需要專門的保護(hù)裝置與專業(yè)的技術(shù)人員確保其安全工作，而繼電保護(hù)的最基本職能就是在電力系統(tǒng)運(yùn)行不夠穩(wěn)定或出現(xiàn)一些故障時(shí)實(shí)施有效的保護(hù)措施，將故障帶來的損失降到最低，防止電力系統(tǒng)的進(jìn)一步惡化。繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)施保護(hù)時(shí)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1當(dāng)運(yùn)行中的電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)就會(huì)迅速的做出保護(hù)措施，將出現(xiàn)故障的零件或者設(shè)備與整個(gè)系統(tǒng)隔離，這樣能夠防止故障對(duì)其他設(shè)備或整個(gè)電力系統(tǒng)帶來影響，避免故障的進(jìn)一步擴(kuò)散，將故障造成的損失降到最低。

2.2當(dāng)故障已經(jīng)發(fā)生時(shí)，繼電保護(hù)裝置就會(huì)迅速的發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒工作人員及時(shí)的對(duì)設(shè)備進(jìn)行修理。當(dāng)故障發(fā)生較為嚴(yán)重時(shí)，我們要停止整個(gè)電力系統(tǒng)的工作，對(duì)其進(jìn)行一次全面的檢查，對(duì)于存在安全隱患的設(shè)備或零件盡快的更換，確保整個(gè)電力系統(tǒng)安全的運(yùn)行，為客戶提供高質(zhì)量的電能。

2.3當(dāng)設(shè)施設(shè)備和電力系統(tǒng)發(fā)生的故障比較嚴(yán)重時(shí)，已經(jīng)威脅到電網(wǎng)的安全或者已經(jīng)損壞了電力系統(tǒng)的安全設(shè)施設(shè)備時(shí)，繼電保護(hù)的自動(dòng)化裝置就會(huì)發(fā)揮它的功能和作用，盡量減少損壞或者威脅的程度，盡量避免更大面積的災(zāi)害發(fā)生，繼電保護(hù)的自動(dòng)化裝置，能夠減弱電力系統(tǒng)被破壞的程度和損害電力系統(tǒng)給安全供電造成的影響。

3繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用的過程中包括幾個(gè)環(huán)節(jié)，即提出問題、分析問題、安裝調(diào)試、投入運(yùn)行、后續(xù)維護(hù)、檢修技改，這幾個(gè)環(huán)節(jié)是相互聯(lián)系的，在應(yīng)用繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的過程中，必須要把握好以上幾個(gè)環(huán)節(jié)的工作，將其有機(jī)結(jié)合起來，這樣才能夠保障技術(shù)應(yīng)用的安全性，繼電保護(hù)自動(dòng)化及時(shí)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用包括以下幾個(gè)方面：

3.1在地接地保護(hù)中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)線路接地方式存在一定的差異，從類型上來看，電力系統(tǒng)能夠分為小電流型接地與大電流型接地兩種類型，前者只負(fù)責(zé)報(bào)警信號(hào)的，如果系統(tǒng)中的粗線出現(xiàn)故障，電力系統(tǒng)依然能夠正常運(yùn)行。大電流型接地在發(fā)生故障時(shí)，會(huì)將電源立即切斷，這可以起到理想的保護(hù)作用。

3.2在變壓器中的應(yīng)用

變壓器是電力系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，直接影響著電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，考慮到這一因素，必須要做好變壓器的繼電保護(hù)工作。這包括以下幾個(gè)內(nèi)容：第一、接地保護(hù)。對(duì)于直接接地的變壓器，需要使用零序電流保護(hù)法，在接地兩側(cè)位置設(shè)置保護(hù)動(dòng)作，對(duì)不接地變壓器，使用零序電壓保護(hù)措施即可。第二、瓦斯保護(hù)。在變壓器油箱出現(xiàn)故障的情況下，絕緣材料與油會(huì)發(fā)生反應(yīng)，生成有害氣體，因此，瓦斯保護(hù)應(yīng)該是重中之重，在設(shè)置好瓦斯保護(hù)后，如果油箱出現(xiàn)故障，就能夠在第一時(shí)間啟動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警。第三、短路保護(hù)。短路保護(hù)有阻抗保護(hù)與過電流保護(hù)兩個(gè)內(nèi)容，阻抗保護(hù)是利用變壓器中阻抗元件原理起到保護(hù)作用的方式，在阻抗元件經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行之后，會(huì)跳閘，就可以很好的保護(hù)變壓器；過電流保護(hù)即電流元件經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行之后，也會(huì)切斷電源，起到保護(hù)作用。

3.3在發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用

對(duì)于電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的保護(hù)可以采用如下幾種方式：第一、重點(diǎn)保護(hù)法。重點(diǎn)保護(hù)法應(yīng)該著重降低發(fā)電機(jī)失磁故障發(fā)生率，為了達(dá)到這一目的，需要將中性點(diǎn)保護(hù)、電流保護(hù)、發(fā)電機(jī)相位保護(hù)結(jié)合起來，形成一種縱聯(lián)差動(dòng)模式。如果發(fā)電機(jī)電流超過標(biāo)準(zhǔn)，可以設(shè)置好接地保護(hù)裝置，如果發(fā)電機(jī)定子繞組匝間發(fā)生短路，不僅會(huì)破壞絕緣層，也會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障，為此，要在定子繞組中安裝好保護(hù)裝置，避免匝間出現(xiàn)短路故障。第二、備用保護(hù)法。如果定子繞組負(fù)荷偏低，保護(hù)裝置就會(huì)將電源切斷，報(bào)警，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)反時(shí)限問題，采用過過電保護(hù)法就能夠有效降低此類故障的發(fā)生率。此外，在必要的情況下，還需要設(shè)置好過電壓保護(hù)，避免發(fā)電機(jī)出現(xiàn)絕緣擊穿問題。

4繼電保護(hù)自動(dòng)化技未來發(fā)展趨勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及信息技術(shù)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置面臨著新的發(fā)展趨勢(shì)，繼電保護(hù)裝置計(jì)算機(jī)化將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展向智能化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展，將會(huì)極大的程度提高繼電保護(hù)裝置及其技術(shù)的自動(dòng)化水平，以促進(jìn)電力系統(tǒng)更加的安全可靠的運(yùn)行，真正實(shí)現(xiàn)安全高效的運(yùn)行，為電力企業(yè)和國家創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4.1智能化趨勢(shì)

人工智能網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是運(yùn)用一種非線性映射的方法，在很多難以列出方程式的復(fù)雜的非線性問題上利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法，解開這些線性問題十分簡(jiǎn)單，其中如遺法算法、模糊邏輯和進(jìn)程規(guī)劃等在求解復(fù)雜問題的能力上也都有其獨(dú)特的方法。因此，將人工智能技術(shù)與繼電保護(hù)相結(jié)合，在一定程度上能加快電力系統(tǒng)的計(jì)算速度；另外，人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的自動(dòng)化技術(shù)上發(fā)揮著重要作用，為繼電保護(hù)技術(shù)中一些常規(guī)方法難以解決問題提出了確實(shí)可行的辦法。

4.2計(jì)算機(jī)化趨勢(shì)

繼電保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)化和微機(jī)化是電力系統(tǒng)發(fā)展的總趨勢(shì)，在滿足電力系統(tǒng)要求的前提下，企業(yè)應(yīng)該在考慮經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的同時(shí)，思考如何提高繼電保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)化和微機(jī)化，從而提高繼電保護(hù)的可靠性。隨著電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的要求不斷提高，除了基本的保護(hù)職能外，還需要對(duì)故障信息和數(shù)據(jù)的整理和存儲(chǔ)。強(qiáng)大的通訊能力和快速的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)以及保護(hù)裝置與其他控制裝置和調(diào)度設(shè)備的信息需要數(shù)據(jù)信息和網(wǎng)絡(luò)資源聯(lián)網(wǎng)，這就要求繼電保護(hù)裝置不僅僅是保護(hù)還要具備計(jì)算機(jī)的功能。

5總結(jié)

篇8

【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)現(xiàn)狀發(fā)展

一、繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計(jì)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(dú)厚，在40余年的時(shí)間里完成了發(fā)展的4個(gè)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(jì)、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍從無到有，在大約10年的時(shí)間里走過了先進(jìn)國家半個(gè)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(yùn)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(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍，對(duì)全國繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立和成長(zhǎng)起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時(shí)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(jì)、制造、運(yùn)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(shí)代，為我國繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)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(shí)代。其中天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)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(dòng)化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù)，運(yùn)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(shí)代。

在此期間，從70年代中，基于集成運(yùn)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(shí)代。在這方面南京電力自動(dòng)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(dòng)化設(shè)備廠合作研制的集成電路相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)也在多條220kV和500kV線路上運(yùn)行。

我國從70年代末即已開始了計(jì)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(dòng)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(yùn)行。南京電力自動(dòng)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(dòng)化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)相電壓補(bǔ)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?？梢哉f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(shí)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(shì)是向計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。

2.1計(jì)算機(jī)化

隨著計(jì)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(gè)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(shí)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(dòng)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(hào)處理器(DSP)為基礎(chǔ)的保護(hù)、控制、測(cè)量一體化微機(jī)裝置，目前已與珠海晉電自動(dòng)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(gè)模塊就是一個(gè)小型計(jì)算機(jī)。采用32位微機(jī)芯片并非只著眼于精度，因?yàn)榫仁蹵/D轉(zhuǎn)換器分辨率的限制，超過16位時(shí)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(jì)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(chǔ)器管理功能、存儲(chǔ)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(diǎn)數(shù)部件都集成在CPU內(nèi)。

電力系統(tǒng)對(duì)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(zhǎng)期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強(qiáng)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(jí)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(tái)PC機(jī)的功能。在計(jì)算機(jī)保護(hù)發(fā)展初期，曾設(shè)想過用一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)作成繼電保護(hù)裝置。由于當(dāng)時(shí)小型機(jī)體積大、成本高、可靠性差，這個(gè)設(shè)想是不現(xiàn)實(shí)的?，F(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(chǔ)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(shí)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(diǎn)有：(1)具有486PC機(jī)的全部功能，能滿足對(duì)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(qiáng)，可運(yùn)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(duì)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(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。但對(duì)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(huì)效益，尚須進(jìn)行具體深入的研究。

2.2網(wǎng)絡(luò)化

計(jì)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(shí)代的技術(shù)支柱，使人類生產(chǎn)和社會(huì)生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，也為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的通信手段。到目前為止，除了差動(dòng)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(qiáng)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(shí)主要指安全自動(dòng)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(yùn)行。這就要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個(gè)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(dòng)作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。顯然，實(shí)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，亦即實(shí)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(duì)于一般的非系統(tǒng)保護(hù)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的計(jì)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(duì)故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測(cè)愈準(zhǔn)確。對(duì)自適應(yīng)保護(hù)原理的研究已經(jīng)過很長(zhǎng)的時(shí)間，也取得了一定的成果，但要真正實(shí)現(xiàn)保護(hù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)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(yùn)行和故障信息，只有實(shí)現(xiàn)保護(hù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化，才能做到這一點(diǎn)。

對(duì)于某些保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)計(jì)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(duì)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(gè)(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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，每個(gè)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(jì)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(jì)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(dòng)保護(hù)的計(jì)算，如果計(jì)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(shí)，各保護(hù)單元都計(jì)算為外部故障均不動(dòng)作。這種用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)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?yàn)槿绻粋€(gè)保護(hù)單元受到干擾或計(jì)算錯(cuò)誤而誤動(dòng)時(shí)，只能錯(cuò)誤地跳開本回路，不會(huì)造成使母線整個(gè)被切除的惡性事故，這對(duì)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(shì)。

2.3保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化

在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下，保護(hù)裝置實(shí)際上就是一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī)，是整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)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(gè)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(yùn)行情況下還可完成測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信功能，亦即實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化。

目前，為了測(cè)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(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化的計(jì)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(jì)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?，F(xiàn)在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗(yàn)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(hào)輸入到此一體化裝置中并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，一方面用作保護(hù)的計(jì)算判斷；另一方面作為測(cè)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(duì)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(cè)量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為基礎(chǔ)的一個(gè)保護(hù)、控制、測(cè)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(gè)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(shì)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(dòng)或拒動(dòng)；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(shí)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(dú)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?？梢灶A(yù)見，人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域必會(huì)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(gè)時(shí)代。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)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(shì)。國內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)為：計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化，這對(duì)繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開辟了活動(dòng)的廣闊天地。