继电保护装置的工作原理范文

导语：如何才能写好一篇继电保护装置的工作原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】发电厂；继电保护；装置性能

1.引言

在电力系统中，继电保护装置作为重要的安全卫士可以在短时间内将故障隔离，从而防止故障的继续蔓延，对电网造成更大的危害。在电厂中使用继电保护装置同样重要。就继电保护技术本来来说，其技术性较强，其关键技术体现在分析故障和处理故障上。本文对此进行了探讨。

2.发电厂继电保护作用及要求分析

将继电保护技术应用于发电厂中，主要原理是检测系统出现的异常信号并给出报警，同时将故障自动切离系统，提前对可能出现的故障进行防范。具体而言，继电保护在发电厂中的作用表现为：进行故障监测，如：在设备发生故障之前，继电保护装置能够进行异常信号的感知，并将故障切离系统，有效防止了元件的损坏；另外，继电保护装置在处理故障时十分迅速，可以避免停电。分析继电保护的基本要求，由于它要完成检测、报警、故障隔离等多种功能[1]；因此，满足继电保护装置运行的基本要求是非常有必要的，应该符合其选择性、灵敏性和速度性。

3.继电保护装置工作原理分析

在发电厂中，常常会出现设备线路故障现象，这些故障必然会导致系统电流和电压的改变，如果改变值超出了系统所能够承受的范围，智能控制系统会给出相应的报警信号，技术人员也可以直接向断路器给出断开指令，以此实现故障的隔离，尽可能的减少故障所涉及的范围，这就是继电保护装置的工作原理。就其本质来说，它是对系统中的故障电流、故障电压或者是其他参数的变化进行监测，从而做出判断，给出动作指令。同时，继电保护装置也可以依据实际需要，将动作依据设定为其他参数，如：在变压器油箱中，可以将瓦斯的变化设定为其故障的参考信号。不管是采用什么参数，其基本原理和结构都是类似的；包括：测量装置、逻辑装置以及执行装置[2]。

4.继电保护装置基本性能

分析继电保护装置的基本性能，主要有以下几点：

1）可靠性

继电保护装置的可靠性直接关系到其使用效果；其可靠性主要表现在两个方面，一是故障动作的准确性，另一个是不会产生误动作。可靠性是最基本的要求，对此，需要从多个方面来保证：在配置上要合理，装置的制造质量要过关，技术性能要满足要求等。在电厂中，电力设备通常都有两个独立的回路，在断路器上分别装有不同的继电保护装置，两套设备互补，以实现对线路的保护。

2）选择性

在电厂中，继电保护装置需要进行故障判断，在决策制定时存在一定的选择性，是先断开故障的设备还是先断开故障的线路；此外，装置中的保护元件也具有选择性，需要配合其灵敏系数，以实现对设备和线路的保护。

3）灵敏性

继电保护的灵敏性可以通过灵敏系数体现，它是指能够允许的电流和电阻的变化范围。一旦电流超出灵敏系数范围，装置就会启动隔离功能。通过整定的方式可以实现灵敏系数和选择性的确定。

4）快速反应性

继电保护的快速性要求很容易被理解，当故障出现时，只有快速的将其隔离出去，才能保证其对系统造成的伤害最小。

5.继电保护装置的应用

继电保护装置在发电厂中的具体应用体现在以下几个方面。

5.1 对发电变压器组的保护

继电保护装置在保护发电厂中的发电变压器组时，需要对机组的型号予以充分的考虑；如：在某一大型的发电厂中，机组等设备的造价很高，维护起来十分复杂，停机检修会造成较大的经济损失。对此，在使用继电保护装置时，要求其配置可靠、灵敏并且快速。考虑到该电厂的实际情况，在对发电机和变压器进行保护时，选择了G60以及T60等保护设备；在对厂用变压器以及励磁变压器进行保护时，采用了C30保护设备。采用的这些保护装置具有十分成熟的技术，功能十分全面，在其硬件上包含有能够实现数组控制的相应处理器和芯片。可以采用DSP进行数据处理；因此，保护装置的效率能够得到提高。在实际应用中，可以依据具体情况对保护装置进行灵活选择，其依据是：发电机组的型号、电气控制系统的具体特点等；只有这样才能保证保护与运行控制之间的良好配合。另外，还应该考虑到装置的经济性和维护方面。

5.2 对发电厂电力系统的保护

机电保护装置在进行电厂电力系统保护时，需要充分考虑配合性，即：基于合理减少二次电缆，有效提高对应网络的自动化水平。如：在某发电厂中，将一套电厂用电监控系统配置在两台低压机组上，另外，将系统与上层的DCS相连接，并通过通信网络与继电保护装置相连接；利用监控系统可以实现对电度量的采集，并完成传输，最终实现对保护动作量的遥测以及通信。这种方式最终实现了对电源及保护装置的控制，它不仅提供开关遥控，还可以实现保护定值的查询和修改；自动化控制的可控性提高了，整个发电厂的电力系统更加安全。

5.3 对发电厂直流系统的保护

在发电厂中，直流系统是重要的组成部分，它为保护、开关以及自动装置等提供直流电[3]。因此，保证直流系统的可靠稳定对于整个电厂来说意义重大，它同时也是继电保护装置准确动作的前提条件和有力保障。对于厂用直流系统而言，其配置原则依据的是电气一次系统的分区；考虑到直流系统的远近，可以实现直流系统的冗余配置。如：在某发电厂中，由一套直流供电系统负责机组主厂房发电机组、自动控制装置、输煤系统保护等供电[4]。因此，继电保护装置需发电厂中的直流系统实施保护。

6.结束语

本文分析了电厂中继电保护的作用，对其工作原理进行了阐述，重点对其基本性能和特殊处理以及具体应用进行了探讨。总而言之，发电厂中的继电保护装置应用十分普遍。继电保护装置不仅需要具备共性的功能和性能，还应该依据发电厂的实际情况，在保证可靠性、选择性和灵敏性的前提下，针对具体网络实施保护。另外，为了满足发电厂智能化生产的需要，在选择继电保护装置时，应该配合自动控制系统，实现保护系统的自动化，从而提高保护效果。

参考文献

[1]曹汝鹏.电厂继电保护装置的应用与检修探讨[J].电力技术，2009（22）.

[2]张兵海，王献志，李晓文.抽水蓄能机组几种特殊发变组保护整定配置原则探讨[J].水电自动化与大坝监测，2010（1）.

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关键词: 继电保护;220kV;事故;处理措施

0 引言

近年来,随着我国电网规模不断扩大、电压等级不断提高,对电力系统的稳定运行提出了更高的要求。220kV电网作为我国重要的电力运输网络,在电力输送方面起着重要的作用,而继电保护作为电力系统的重要组成部分,其工作状态的好坏将会影响电力系统的稳定性。如果继电保护装置出现故障,对电力系统有着不可避免的影响,因此本文在介绍继电保护工作原理的基础上,分析了继电保护可能的事故原因,并提出了相应的处理措施,为系统检修维护提供重要帮助。

1 继电保护工作原理

当电力系统发生故障时,总会伴随着电流增大、电压降低以及电流和电压之间的相位角等发生变化的现象,利用这些变化量来识别系统处于正常、故障等工作状态,从而实现相应的保护措施。继电保护装置是实现系统保护的硬件设施,也是保证供电系统安全可靠供电的基础,在电力系统安全运行中担当着重要角色,它能监控系统的各种运行状态,并在故障发生后能及时地有选择性地切除故障。继电保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分等组成,如图1所示,各部分功能如下:

1)测量部分

测量电路完成测量从被保护对象输入的有关电气量,并与已给定的整定值进行比较,根据比较的结果,判断保护是否应该启动的部件。

2)逻辑部分

逻辑部分是根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合,使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑关系工作,最后确定是否应该使断路器跳闸或发出信号,并将有关命令传给执行部分的部件。

3)执行部分

执行部分是根据逻辑部分传送的信号,最后完成保护装置所担负的对外操作的任务的部件。如检测到故障时,发出动作信号驱动断路器跳闸;在不正常运行时发出告警信号;在正常运行时,不产生动作信号。

继电保护装置为了完成它的任务,必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求:

1)选择性。当电力系统中的设备或线路发生短路时,其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除,当故障设备或线路的保护或断路器拒绝动作时,应由相邻设备或线路的保护装置将故障切除。

2)速动性。继电保护装置应能尽快地切除故障,对提高电力系统运行的可靠性具有重大的意义。

3)灵敏性。电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时,保护装置的反映能力。

4)可靠性。在保护范围内发生的故障该保护应该动作时,不应该由于它本身的缺陷而拒绝动作;而在不属于它动作的任何情况下,则应该可靠不动作。

2 220kV电网继电保护事故分析

220kV继电保护的主要任务是:对220kV电网进行监视各设备的实际运行情况,能准确的为工作人员提供可靠的数据;当220kV电网系统出现故障后,继电保护装置能迅速隔离故障部分,防止事故扩大;当220kV电网系统工作异常时,继电保护装置能及时向值班人员发出报警信息,保证能快速处理异常问题。

由于我国输电系统复杂,220kV电网跨越区域广大,覆盖范围广阔,因此220kV电网容易受外部自然环境及人为因素的影响而发生故障,引发的故障主要是继电保护的拒动和误动,从而影响保护的速动性和可靠性。拒动是指在电力系统出现故障后,继电保护装置没用动作,没能及时的发出报警或切除故障线路或设备,失去其保护能力,没有有效的保证电力系统的安全稳定工作。误动是指在电力系统正常工作的时候,没有发生任何故障,而继电保护装置发出错误的故障报警或保护动作信号,导致电力系统健壮性变差。这两种问题在电力系统稳定性设计时尽量避免,但是由于各种原因,近年来,国内电网中由于继电保护的误动、拒动事故引起的大面积停电事故时有发生,为电力系统安全可靠运行带来巨大危害,可能会损坏设备或系统运行的稳定性,严重情况下将会产生巨大经济损失,因此防止继电保护不正确动作,提高继电保护动作的准确度,是继电保护设计、维护人员面临的共同问题。

220kV电网继电保护导致事故原因有:

1)元器件损坏。元器件损坏在继电保护事故中占的比例较大,可能是与器件本身质量差或老化,也可能是在维修过程中由于操作不当造成器件损坏,导致器件无法正常工作,发出错误的控制信号或监控信息,从而导致继电保护装置误动或拒动。如220kV主变重瓦斯保护继电器密封胶圈破损,瓦斯继电器受潮,重瓦斯保护误动。

2)保护设计不完善。很多继电保护设备不齐全,以及设计不合理,如动作逻辑问题考虑不全面,导致在保护运行中存在一定的缺陷或安全隐患。如电厂母线保护CT绕组配置不合理,存在死区,故障时母线保护拒动。

3)外部干扰。在电力系统运行过程中,可能存在倒闸操作、冲击负荷等强磁干扰,容易造成保护芯片工作异常或损坏,导致事故发生。如220kV主变保护装置抗干扰能力差,导致差动保护误动。

4)隐形因素。如CT二次回路多点接地造成保护误动作或拒动作;直流回路绝缘降低,造成直流接地;电厂母差保护长期未进行定检,装置内部积尘严重,正电源与II母元件跳闸母线间绝缘降低,误动II段母线各联接元件跳闸回路。

5)人为原因。运行值班人员误操作,如误将保护重合闸把手置于“停用”位置,导致线路单相瞬时性故障时三跳不重合。另外运行人员专业知识欠缺造成问题分析与处理不当以及管理混乱等问题也可能会造成继电保护事故。

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关键词：继电保护装置；使用条件；维护措施

1前言

在控制系统中，继电保护装置作为重要的电气模块，对提高控制系统运行效果，满足控制系统运行需要和提升控制系统运行质量具有重要的促进作用。基于继电保护装置的这一特点和优势，只有根据继电保护装置的使用要求正确使用该装置，才能保证控制系统安全稳定运行。但是考虑到继电保护装置容易受到外界因素干扰的现实特点来看，只有在正确条件下使用并加强维护，才能提高继电保护装置的运行质量。因此，对于继电保护装置而言，我们要对其使用条件进行认真分析，并制定具体的维护措施，保证继电保护装置能够正常工作。

2继电保护装置的使用条件分析

经过对继电保护装置的构成特点及运行环境分析后可知，继电保护装置在使用过程中对使用条件有着严格要求，如果不能在正确条件下使用，继电保护装置的作用将难以得到发挥，继电保护装置本身也容易受到破坏。为此，我们应对继电保护装置的使用条件有深入的了解。目前来看，继电保护装置的使用条件需要满足以下要求：

2.1 继电保护装置需要在无静电环境下使用

由于继电保护装置内部电气元件较多，并且连接状态较为紧密，一旦遇到静电，继电保护装置内部的电气元件将会发生击穿甚至烧毁等现象，因此，继电保护装置在使用过程中，必须要保证周围静电完全消除，同时在安装过程中，也要消除操作者手上静电，避免静电给继电保护装置带来严重损害。

2.2 继电保护装置需要在干燥状态下使用

继电保护装置和其他电气装置一样，由于内部电气元件多，需要在干燥状态下使用，一旦使用环境中过于潮湿，空气中的水蒸气将会侵蚀继电保护装置的内部元件，导致继电保护装置的内部元件失灵，严重时导致继电保护装置失去作用。

2.3 继电保护装置需要在稳定电源的状态下使用

继电保护装置在工作过程中，对电源的稳定状态也有特殊的要求，如果电源不稳定，将会造成继电保护装置内部的电气元件发生供电不足断路，或者电力过饱和烧毁等问题。因此，继电保护装置需要在稳定电源状态下使用，只有确保电源状态稳定，才能为继电保护装置提供有力支持，以此提高继电保护装置的工作效果，满足继电保护装置工作需要。

3继电保护装置在使用过程中存在的问题

从目前继电保护装置的使用来看，在实际使用过程中，受到多种因素的影响，继电保护装置在使用过程中还存在一定的问题，主要表现在以下几个方面：

3.1 电缆质量差引起的保护误动

故障现象。某变电站2#主变差动保护动作跳开三侧开关，检查差动保护范围内的一次设备无异常，传动保护装置正确在对差动回路二次电缆摇绝缘时，发现2#主变20端子箱至A相 CT 回路二次电缆绝缘为零，电缆绝缘老化接地，当负荷增大时，差流达到整定值使差动保护动作出口。

考虑到继电保护装置对稳定电源的要求，只有确保电源安全稳定才能保证继电保护装置正常工作。但是如果电缆质量较差，将会严重影响供电效果，使电压和电流变得不稳定，不利于稳定电源的提供。因此，此问题值得重视。

3.2 错误接线引发的事故

事故举例。厂家配线错误和现场安装时接线错误引起的保护误动作，在电网曾多次发生过。如某线路在区外故障时微机保护误动两次，均无任何信号，经过检查发现是PXF-[1]辅助屏接线错误，由于继电保护装置的功能设定比较明确，每一组信号的控制线都有明确说明，如果发生接错线的故事，不但影响了继电保护装置的正常工作，严重时还会烧毁继电保护装置内部元件。因此，接线错误必须要及时得到纠正。

3.3 4TV二次回路问题引起的误动作

故障现象。某站某线路19#转角塔瓷瓶闪落，致使该线路四次跳闸。在该线路故障跳闸的同时，该站另一线路工频变化量阻抗动作出口三次跳闸，重合成功。

从继电保护装置的实际使用过程来看，二次回路引起的误动作，占到了继电保护装置总体故障的20%左右，这一比例是比较高的。经过对该故障进行分析可知，该故障会引起其他线路异常跳闸。因此，此种故障必须及时消除。

4 继电保护装置的具体维护措施分析

考虑到继电保护装置在使用过程中存在的问题，为了保证继电保护装置能够正常使用，我们需要从以下几个方面入手，确保继电保护装置的维护取得积极效果：

（1）电缆敷设前应使用1000V摇表，测量全部电缆每芯对地及其同一电缆内的各芯之间的绝缘电阻。电缆施工中，应严格按照施工工艺标准进行施工，剥切电缆时防止损伤线芯和保留的绝缘层，电缆终端应包扎或加热缩套。地下直埋电缆应穿铁管，的电缆要加装蛇皮管。电缆接线完毕后在调试之前还应用 l000V摇表。由此可见，对电缆进行有效测量是保证继电保护装置正常使用的关键，只有做好电缆有效性测验，才能确保继电保护装置在稳定电源状态下使用。

（2）新安装的保护装置到货后，应参照设计图纸和厂家提供的本图，对保护屏做一次全面、细致的检查。基建施工时要特别注意二次回路接线的正确性，必须做到图纸与实际接线相符，符号与图纸相符，保证接线正确。保护装置的调试，是设备送前的一道最重要的工序。

（3）TA、TV二次回路应该分别且只能有一点接地。目标是一个变电站无论有多少PT，只能有一个二次接地点，至少要保证有直接电联系的PT（通过N600联接）二次只有一个接地点。在基建调试和验收试验中，应检查开口三角零序电压接线是否正确，尤其在用试验电压检3U0正确性时，注意同时检查各相电压的正确性。

5 结论

通过对本文的分析可知，继电保护装置作为控制系统中的重要组成部分，其工作状态对控制系统的正常工作具有重要作用。基于这一现实，我们只有明确继电保护装置的使用条件，并认真做好继电保护装置的维护工作，才能确保继电保护装置安全稳定运行，为控制系统正常运行提供有力支撑。因此，明确继电保护装置的使用条件并制定具体的维护措施十分必要的。

参考文献：

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【关键词】电力系统自动化；继电保护自动化；智能电网

1.概述

继电保护装置在电力系统中是十分重要的设备，它能维护电力系统的正常运行。在电力系统正常时继电保护装置会对电力系统的工作状态进行监督和反应，当电力系统出现间题时，继电保护装置会迅速运用遥调和遥控等方式对系统间题进行处理，避免了间题的扩大。因此保证继电保护装置的正常运行对电网系统来说是非常重要的。在现今社会，原有的传统继电保护装置已经逐渐不符合电网系统的要求，因此继电保护装置开始朝着自动化、智能化发展，并且已经取得了一定的成就。

2.继电保护自动化的概念及工作原理

为了保护电力系统能够正常运行，或者在发生间题时能够及时的发现和解决，技术人员对电网系统设置了继电保护装置，维护了电网的正常运行。而最新技术下产生的继电保护自动化则更加有效的解决了这个间题。它会在电网系统发生间题时，立即予以发现，然后自动采取相应措施，这些措施包括报警信号、跳闸等。如果有必要，这种装置会把故障部分进行隔断，避免事故的进一步扩大，对一些比较简单的故障继电自动保护化装置也可以直接予以解决。

继电保护装置通常由引脚，线圈，衔铁，触点等构成。输人信号是指源于其传输系统的保护对象的信号，测量模块通过采集被保护对象的有关运行特征信号，而得到测量信号，须与整定值进行对比，比较结果被送达至逻辑模块。逻辑模块依据测量模块的比较值的大小、性质及产生的次序或以上几种参数的组合，来进行逻辑运算，其逻辑值决定动作是否进行。

在自动化的电网实际运行中，它对于发电、配电、输电等电气设备的监控，都是由传感器来完成的，并且结合网络系统来采集和整合监控数据，然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合，最后对数据进行分析。利用这些信息可对运行状况进行监测，实现对保护功能和保护定值的远程动态监控和修正。因此，这种分布式发电、交互式供电对继电保护提出了更高要求。因此自动化的继电保护装置不仅需要确保保护对象信息的安全，还需要关联到其它电气设备的运行信息。

在新型的自动化继电保护系统中，主要通过监控系统，讲被保护对象所有的电气量信息以及与其关联节点的其他节点的运行状况信息进行分析和决策，实时对相应继电保护装置的保护功能和保护定值进行修正、调整，确保保护装置能够适应灵活变化的情况。

3.继电保护自动化关键环节

根据继电保护的工作范围和效果进行详细的特征分类，可分为选择性、灵敏性、快速性、可靠性，这四个点是继电保护的系统能否正常运行的客观要求。

3.1灵敏性

在继电保护系统中，当电力系统发生其维护范围之内的故障时，可以通过灵敏系数有效的反应，确保系统的运行安全。

3.2可靠性

继电保护系统的可靠性是指当在规定的范围之内，系统产生了其应该动作范围内的故障时，装置不该拒绝该动作。然而不是它的动作范围内的情况时，该装置不应误动作操作。

3.3快速性

为了防止故障蔓延，减轻危害，尽可能的恢复电压。因此，当系统发生故障时，装置应保证动作迅速，及时切除故障。

3.4选择性

在故障发生时继电保护系统会对故障的严重程度进行判断，然后将故障点的线路切断，让无故障的系统能继续进行正常工作，最大程度上减少故障对整个系统带来的危害，使电网系统能够保持常规状态下的运行。

4.新时期电力系统对继电保护自动化的影响和挑战

在目前我国的继电保护装置水平还比较落后，传统的继电保护装置还占到了主流，阻碍了我国电力系统的发展。我国的电网继电保护水平必须跟上世界的先进水平，让我们的继电保护装置能从传统中得到改变吗，走向数字化、自动化、智能化。这不仅是对于继电装置的革新，也是整个电网系统的一个重大升级，也符合时展的需求。在目前我国的电网系统正在朝着智能电网迈进，许多新的设备投人运营，这就导致设备的故障率有了一定的增加，对继电保护来说也提出了更高的要求。所以需要提高继电保护装置的技术水平，以便适应不断发展的电网系统，切实保护电网系统的正常运行。目前，在电力系统的大力发展下，针对自动化的继电保护技术，需要解决的间题主要只有：时间和数据的同步性以及继电保护的整定计算。

智能电网中的额电子式互感器是分布式的，数据采集模式也是通过单元合并的，为了保证数据采集和传输的同步，在系统中需要精确的时钟同步。

在电网继电保护整定计算中，需要考虑很多的因素，比如电网的接线方式，以及运行方式，它们会对定值计算产生很大的影响。为了合理协调保护的灵敏性、速动性、选择性和可靠性之间的关系，保证各保护达到最佳的配合状态，就要求我们对电网的各种运行方式及多种故障情况进行反复而周密的计算。

5.继电保护的未来发展趋势

继电保护的技术发展道路已经越来越明确，就是智能、数字、网络，并通过信息处理技术将数据整合在一起。

目前继电保护技术正在朝着智能化、数字化以及网络化发展，适应了智能电网的技术水平要求。在以往的继电器使用中往往有一些间题，表现最明显的间题是系统的定值计算与管理系统定值分离，这种分类导致了数据的不准确，给操作带来了较大的困难，同时比较容易产生较大的失误。因此技术人员加人了智能化概念，就是通过模糊逻辑、神经网络等控制手段对继电保护装置进行控制，保证了数据的准确性。因此，数字化的继电保护装置在人工智能的控制下建立了继电保护网络，从而最大程度的实现了对于继电保护装置的控制，也加强了对于电网系统的监测与故障处理，是未来继电保护装置未来的发展趋势。

结束语

在智能电网不断发展的今天，对于整个电网系统的安全与稳定来说也提出了挑战，继电保护技术就是在这种挑战下得到了创新和发展。目前我国的继电保护技术还不够先进，传统的继电保护装置还占领了大部分的电力系统，因此我们需要不断加快对于继电保护技术的研发，提高先进继电保护装置的更新频率，让我国的继电保护技术朝着智能化、数字化以及网络化道路不断前进。

参考文献

[1]陈勇军，赵玉梅.智能电网中的继电保护技术分析【J】.科技与企业，2012（23）.

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在经济的加速发展的前景下，对电力资源的使用量日益增加，如果电力系统出现安全问题，将会严重影响社会的生产和人们的起居。在电力系统方面为了更好的满足人们，那就要对电力系统中继电保护自动化科学进行科学研究。下文在继电保护自动化技术的原理和作用的介绍下，进行了对电力系统中继电保护自动保护自动化技术的应用的简单描述。

一、继电保护自动化技术简单分析

（一）继电器的构成和原理

继电保护装置由测量模块、执行模块还有逻辑模块构成。继电器的工作原理是测量模块先接收输入信号，输入信号是电力传输系统保护对象产生的信号，将测量信号与相应的定制进行比较，然后将对比结果传到逻辑模块。依据测量模块输出值的次序、大小及性质参数进行逻辑运算，依据逻辑模块得出逻辑值判断动作的准确性，这就是继电器内逻辑模块的作用。

（二）继电器的类型

根据不同的划分标准，继电器被分为如下几个类型：一、按结构结构形式继电器分为电磁型、感应型、静态型及整流型灯几个类型。二、按继电器的的作用分为测量和辅助两个种类。

二、电力系统中继电保护自动化技术的应用

随着经济的加速发展，社会的不断进步，人们对电力的需求量也日益增加，电力系统运行的安全性成为重中之重，继电保护自动化技术为一种比较常用的电力维护技术，它的应用对维护电力系统起着很重大的作用。在电力系统中，继电保护自动化技术的作用就是当电力系统出现故障的时候，能够及时、准确的除掉电力系统中出现故障的元件，从而保证了电力系统的无故障的部分能够正常的运行，也能够避免电力系统因电力元件故障而出现更大的损失，减少因故障产生的停电范围，还能发出报警信号，从而相关人员能够到达现场，作出针对性的措施。此外，在电力系统中，监控功能也是继电保护装置的的作用，能够及时准确对电力系统中的电流、电压情况作出反映，从而工作人员可以方便的对电力系统中的设备的运行状况作出判断。假如电力元件出现问题，继电保护装置根据预先设定好的方案及时发出反应，发出跳闸或者减少等指令，从而为电力系统的安全性作出更大的提高。

（一）继电保护自动化技术在变电器保护中主要体现在接地保护、短路保护及瓦斯保护三个方面

第一，接地保护。电力系统线路主要有小电流型和大电流型两种接地方式。在小电流型接地方式下发生故障，继电保护装置会及时的发出警报，电力系统还能有一段时间的持续运行；在大电流型方式下发生故障，继电保护装置会及时的断开电源，从而更好地保护了电力系统。

第二，瓦斯保护。瓦斯的保护是指对邮箱因故障产生有害体的保护，这需要继电保护自动化技术来完成。在变电器邮箱出现异常的情况下，继电保护装置会及时的断开电源，发出警报信号，等待维修人员的到来。

第三，短路保护。在变电器中主要分为阻抗保护和过流保护两种短路保护。阻抗保护就是在变电器中安装阻抗元件，若变压器出现异常，继电保护装置会及时跳闸保护变电器。过流保护就是在变电器中安装时间元件，当变电器出现电流变大的异常情况时，及时切断电源，从而保护变电器。

（二）在电力系统中，继电保护自动化技术对发电机保护可以分为重点保护和备用保护两个部分

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【关键词】 继电 保护 趋势

我国自上世纪90年代后期开始也开展了配电自动化研究与应用工作，目前，经过十几年的探索与实践，配电自动化技术已经比较成熟，为故障的快速和科学处理奠定了良好的基础。长期以来，在配电自动化系统的故障处理功能研究领域，国内外开展了大量卓有成效的研究。

1 继电保护的发展现状

1.1 继电保护的现状

继电保护技术是随着电力系统的发展而发展起来的。几十年来，随着我国电力系统向高电压、大机组、大电网发展，继电保护技术及其装置应用水平获得很大提高。在20世纪50年代以前，继电保护是用电磁型的机械元件构成的。随着半导体器件的发展，利用整流二极管构成的整流型元件和由半导体分立元件组成的保护装置得到了推广利用。20世纪70年代以后，利用集成电路构成的装置在电力系统继电保护中得到广泛应用。到80年代后，计算机技术发展很快，利用计算机强大的计算分析能力来分析电力系统的有关电量，判定系统是否发生故障。目前，在电力系统中，微机型继电保护及自动装置得到了广泛应用，它与传统保护相比有明显的优越性。

继电保护技术与其他技术不同的是，新技术不能完全取代老技术。电力系统中运行的继电保护可以说是“四世同堂”。由于计算机网络的发展和其在电力系统中的大量采用，给微机保护提供了无可估量的发展空间，微机硬件和软件功能的空前强大，变电站综合自动化的提高，电力系统光纤通信网络的逐步形成，使得微机保护不再是一个孤立的、任务单一的、消极待命的装置，而是积极参与、共同维护电力系统整体安全稳定运行的计算机自动控制系统的基本组成单元，进入20世纪90年代以来，它在我国已得到了广泛应用，受到电力系统运行人员的欢迎，已经成为继电保护装置的主要形式，从而使得继电保护成为电力科学中最活跃的分支。电力系统的快速发展又给继电保护技术提出了艰巨的任务，电子技术、计算机技术、通信技术又为继电保护技术的发展不断注人新的活力。

1.2 继电保护技术的发展趋势

继电保护技术的未来趋势是向微机化、网络化、一体化的方向发展。电力系统对继电保护的要求不断提高，除了实现基本功能外，还应具有故障信息和数据的存储、对数据的快速处理、与其他继电保护联网、共享信息和网络资源等能力。因此，继电保护的微机化是保护技术的必然发展趋势。

保证系统安全稳定运行，就要求各个继电保护共享全系统的运行和故障信息的数据，各个继电保护在分析这些信息和故障的基础上协调动作，才能确保系统的安全稳定运行。实现这种功能的基本条件是将全系统的继电保护全部用计算机网络连接起来，实现继电保护的网络化。计算机网络作为信息和数据的通信工具，已成为当前的技术支柱，那么实现继电保护的网络化，在当前的技术条件下是完全可能的。

如果实现了继电保护的微机化和网络化，继电保护可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将自身所获得的信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此，各个继电保护不但可完成本身基本功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能，即实现了保护、控制、测量、数据通信一体化。

2 继电保护的目标

2.1 继电设备的故障

电力系统继电保护是电力系统安全、稳定运行的可靠保证。电力系统中的电气设备在运行中，受自然的（如雷击、风灾、机械损伤等）外力破坏、内部绝缘击穿、人为的（如设备制造上的缺陷、误操作等）原因等，不可避免地会发生各种形式的短路故障和不正常工作状态。

电气设备故障最常见的是短路，其中包括三相短路、两相短路、大电流接地系统的单相接地短路及电气设备内部线圈的匝间短路。在大电流接地系统中，电气设备短路故障以单相接地短路的机会最多。

最常见的异常运行状态是电气元件的电流超过其额定值，即电气元件处于过负荷状态。长时问的过负荷会使电气元件的载流部分和绝缘材料的温度过高，从而加速设备的绝缘老化，或者损坏设备，甚至发展成事故。故障和异常运行状态都可能发展成系统中的事故。事故是指整个系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，以致造成对用户少送电、停止送电或电能质量降低到不被允许的地步，甚至造成设备损坏和人身伤亡。在电力系统中，为了提高供电可靠性，防止造成上述严重后果，要对电气设备进行正确的设计、制造、安装、维护和检修；对异常运行状态必须及时发现，并采取措施予以消除；一旦发生故障，必须迅速并有选择性地切除故障元件。

2.2 继电保护装置的任务

继电保护装置是一种能反映电力系统中电气元件发生故障或异常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务有以下两方面：

（1）当电力系统中被保护元件发生故障时，继电保护装置应能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，并保证无故障部分迅速恢复正常运行。

（2）当电力系统被保护元件出现异常运行状态时，继电保护应能及时反应，并根据运行维护条件，动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要动作和由于干扰而引起的误动作。

继电保护装置的功能，就是将检测到的电气量与整定值或设定的边界进行比较，在越过整定值或边界时就动作。这里的越过有两层含义：①对于反应被测量的增加而动作的保护装置，是指测量的量大于整定值或越过边界到界外；②对于反应被测量的减小而动作的保护装置，是指测量的量小于整定值或越过边界进入界内。

3 对继电保护的要求

继电保护的种类有很多，按保护基本工作原理不同归类：有反映稳态量的常规保护和反应暂态量的新原理保护两大类。其中，根据所反应参数不同，常规保护有过电流保护、低电压保护、距离保护、差动保护、高频保护、方向电流保护、零序保护及气体保护等；新原理保护有工频变化量保护和行波保护等。按保护动作原理不同归类：有机电型保护、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护及微机型保护等。实际上继电保护的动作原理也表明了继电保护技术发展的进程，目前通常把微机保护之前的保护称为传统保护或模拟保护，与此相对应，微机保护还可称为数字保护。

为了能正确无误而又迅速地切除故障，要求继电保护具有足够的选择性、快速性、灵敏性和可靠性。

3.1 选择性

系统发生故障时，继电保护装置应该有选择地切除故障部分，非故障部分应能继续运行，使停电范围尽量缩小。

继电保护动作的选择性，可以通过正确地整定上下级保护的动作时限和电气动作值的大小来达到配合。一般上下级保护之问的时限差取0.5～0.7s，即同一故障电流通过时，上一级保护的整定时间应比下一级保护整定时间长0.5～0.7s，故下一级开关比上一级开关先动作。

3.2 快速性

快速切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性，减少电压降低的工作时间。理论上讲，继电保护装置的动作速度越快越好，但是实际应用中，为防止干扰信号造成保护装置的误动作及保证保护问的相互配合，继电保护不得人为地设置动作时限。目前最快的继电保护装置的动作时间约为5ms。

3.3 灵敏性

灵敏性是指继电保护装置对其保护范围内的故障的反应能力，即继电保护装置对被保护设备可能发生的故障和不正常运行方式，应能灵敏地感受和很灵敏地反应。上下级保护之间灵敏性必须配合，这也是保证选择性的条件之一。

3.4 可靠性

为保证继电保护装置具有足够的可靠性，应力求接线方式简单，继电器性能可靠，回路触点尽可能减少。除此之外，还必须注意安装质量，并对继电保护装置按时进行校验和维护。

以上四个基本要求贯穿整个继电保护内容的始终，要注意四个基本要求间的矛盾与统一，例如强调快速性时，可能会影响到可靠性和选择性；强调选择性时可能会影响到快速性。可以想象，同时满足四个基本要求的继电保护装置，其造价一定昂贵。所以对具体的保护对象，装设怎样的继电保护装置，在满足技术条件的同时，还要分析其经济性。

继电保护发展到今天，它的构成原理已形成了两种逻辑：一种为布线逻辑，另一种为数字逻辑。布线逻辑的继电保护装置，其功能靠接线来完成，不同原理的继电保护装置其接线也不同；数字逻辑的继电保护装置其功能由计算（程序）来完成，不同原理的装置计算方法（程序）不相同，但硬件基本相同。布线逻辑的装置要实现一种完善的特性（如四边形阻抗边界），接线将十分复杂，有些边界还不可能实现。数字逻辑的装置其原理是由计算（程序）来实现的，因此，可实现特性完善的装置。

4 结语

继电保护技术的发展先后经历了机电型、晶体管型、集成电路型和微机型，从初期的机电型发展到今天的微机型，已经历了四代的更新。继电保护的种类虽然很多，但就其基本组成而言，整套继电保护装置是由测量部分、逻辑部分和执行部分三部分组成。

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【关键词】继电保护；干扰；防护

继电系统是确保电力系统安全运行的有效保证之一，发电厂极易产生高强度电磁，对继电保护装置造成一定干扰。当前，随着大规模集成电路技术的普遍应用，传统的电磁保护装置日渐被淘汰，新型的微继电保护得到广泛应用，相较于电磁继电保护，微机保护优点更为显著，安装调试简单，运行维护方便，保护动作迅速、灵敏可靠，能自动记录故障信息，但另一方面，继电保护装置所能承受的干扰均有一定限度，当外界干扰超过限度后，极易造成保护不正常甚至导致保护误动作，影响电网的安全运行。基于此，本文就继电保护的干扰问题进行粗浅探讨并提出相应防护措施，以供参考。

1 电力系统对继电保护的要求

就发电厂内部而言，电力系统继电保护的主要功能是及时检测报警异常状况，并就可能发生的故障预先采取应急处理措施，即，在电网运行期间，一旦产生异常，可通过继电保护装置尽快切断故障源，从而有效避免了设备的损坏或系统运行中断。电力系统对继电保护的基本要求主要表现在四大方面，即灵敏性、可靠性、速动性及选择性。灵敏性是指在出现故障或意外运行异常时，及时灵敏地反映到继电保护装置上来，以便有关部门和技术人员及时采取有效的处理措施，最大限度地减轻故障设备和线路的损坏程度；可靠性是要求继电器保护装置不能有误动或拒动的不正常命令，工作状态始终保持正常，以确保系统的稳定性；速动性是要求继电设备能在最短时间内快速地消除故障及异常，确保系统平稳运行；选择性是发生故障或意外运行异常情况时，继电器保护装置选择离故障点最近的开关或断路器断开，最大程度地缩小故障波及范围，确保最小区间故障区排除的同时不干扰其他系统。

2 电力系统继电保护干扰原因

继电保护在运行中对其正常工作造成影响的外界因素很多，主要表现在如下五大方面：（1）雷击干扰。雷击对生产设备的伤害巨大且普遍，也是电力系统常见的危害之一，雷击干扰主要是雷击引发电磁耦合，进而产生干扰电波，导致继电保护装置误动作或损坏内部元件，因现阶段尚难以完全排除雷击影响，因此雷击预防工作尤为重要。（2）高频因素。在操作电力系统隔离开关时，若操作速度过于缓慢，则容易在两个触点产生电弧闪络现象。这种高频电流在母线中传播，必将在母线周围产生强大的电磁场，对相关二次回路和二次设备产生干扰，因继电保护装置较为脆弱，一旦干扰水平大于装置中的允许水平，则可能造成继电保护装置误操作，并对系统的稳定性造成破坏。（3）辐射。为满足电能生产调控需求，发电厂内部电力系统往往配置了相应的移动通信设备，通信设备在使用期间会形成强辐射电磁场，进而对继电保护造成一定干扰，如变化的磁场耦合到附近的弱电子设备的回路中，而回路则感应出高频电压而产生假信号源，进而对继电保护造成干扰，使其产生误动作。（4）静电因素。此干扰主要来源于工作人员的衣物，若工作人员长时间处于高电压环境工作时，其衣物上会留有高电压电荷，在此情况下，工作人员接触电子设备时就会产生放电现象，破坏继电保护装置的电子元件，扰乱继电保护系统结构。（5）电源因素。当发电厂内发生接地短路故障时会引发地网电位的升高，从而在二次电缆中引起干扰电压。对于直流回路上发生故障或其他原因产生的短时电源中断接电源的干扰主要是直流与恢复，因为抗干扰电容与分布电容的影响，直流电压的恢复时间不定，在此期间，电子设备内部的逻辑回路会发生畸变，在继电保护元件内部形成暂态电位差，影响整个保护系统的有效运行。

3 加强电力系统继电保护的措施

3.1 发电厂应当采取的抗干扰措施

（1）控制电缆、模拟量电缆屏蔽层两端可靠接地，避免接地电源受到干扰。所有用于联接由开关场引入控制室继电保护设备的电流、电压和直流等可能由开关场场导入电子设备间继电保护装置的电缆应采用带屏蔽层的控制电缆，且屏蔽层在开关场和控制室两端同时接地，开关场的屏蔽层接地点应离一次设备的接地点3～5m处接地。（2）高频电缆也应在开关场和控制室两端同时接地，并敷设并行接地粗导线。具体操作方法如下：在发电厂安设100mm2粗导线，依次向各耦合电容进行焊接分叉，高频电缆和粗导线分布相邻，进而有效降低高频干扰的几率。（3）确保电流、电压互感器二次回路只有一点接地，从而预防互感器一、二次线圈间的分布电容与二次回路的对地电容引发一次高压引入二次回路，切实提升抗干扰水平。（4）在铺设电缆的施工中，应确保交流和直流不混用电缆，不同能量等级的强电和弱电不共用电缆，进而有效预防两者之间的互相干扰，或在受到意外电压及电流干扰情况下共同产生故障，避免两股电流运行冲撞危险事故的发生。5）对死区保护采用经线路刀闸辅助节点切换的线路电压进行电压闭锁，进而在大多数运行方式下提高可靠性，但值得注意的是，这会影响动作的灵敏性，增加拒动几率。

3.2 继电保护装置的抗干扰途径

（1）传统电磁型继电保护装置的工作原理是依靠电磁波的感应来进行，因此在运行过程中更易受到相关装置的干扰和辐射，而微机型继电保护装置的工作原理是通过系统的数字化的数据控制来实现的，更适合预防电磁干扰，因此若发电厂原先的继电保护装置为电磁型，为提高继电保护装置的抗电磁干扰能力，应及时更换为微机型。（2）微机保护装置内部都是电子电路，经常受到强电场与强磁场的干扰，因此为确保微机保护的可靠性，微机保护装置的接地要严格按规定执行。同时，对于微机保护屏的外壳，应采用以焊接的金属柜为第一层防护层，各电子元件放置在密封的铝结构框架做成的外壳内，形成第二防护层，使用带护环的多层板的印刷线路为第三防护层。

3.3 开展RAM自检，判断RAM工作状态

由CPU向RAM输入数据，判断RAM工作状态。开展EPROM检测，得出数据存放在EPROM末尾地址，微机保护常规运行中也以同等方式对EPROM中数据开展运算，运算结果和CRC校验码相符则正常，反之则告警。开展E2PROM检测，正常运转状态自检能在相应区定值运算后，再与该CRC码开展比对，以此来对E2PROM正确性开展检测。此抗干扰途径较前面两点可靠和有效，但造价较高。

3.4 加强继电保护技术革新，实现继电保护智能化

近年来，神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等人工智能技术在电力系统各领域均得到应用，在继电保护领域的应用也逐步开始。但截至目前，由于缺乏强有力的数据通信手段，除差动保护外所有继电器保护装置只能反应保护安装处的电气量，继电保护的作用也只限于切除故障元件，缩小事故影响范围，因此，应加强继电保护技术革新，结合继电保护的特点找出突破口，扩大人工智能技术在继电保护领域的应用范围，实现继电保护智能化。

总之，电网的安全运行离不开继电保护装置，但因施工人员的技术素质以及发电厂的特殊情况，施工过程中许多抗电磁干扰措施执行的并不符合技术要求，因此在实际工作中，要结合现场实际情况系统地分析研究运行中发现的电磁干扰问题，针对性地提出最优的保护方案，切实提高电力系统的安全指数。

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关键词：电力系统；继电保护；可靠性；影响因素；发展对策

中图分类号： F407 文献标识码： A 文章编号：

作为现代电力系统的重要组成部分，继电保护的可靠性对于电力系统的高效、稳定、安全运行具有重要的影响。但是在国内现阶段的电力系统运行管理中，由于受到各方面因素的影响，继电保护的可靠性仍然难以确保。因此，在今后的电力系统运行管理中，必须针对常见的继电保护可靠性影响因素，对其发展策略进行科学、合理的分析，以进一步提高继电保护在实际应用中的稳定性。

1电力系统继电保护的基本工作原理在电力系统运行过程中，继电保护装置具有正确区分安全区域与故障区域的功能，在遇到异常现象或运行故障时将自动发出警报信号，并且根据预设程序进行故障切除或将相关信息传输至中央控制系统。电力系统中继电保护装置的基本任务是自动、准确、迅速的切除故障元件，并且及时发出警报信号，以保证运行管理人员及时进行相应的处理。一般情况下，电力系统出现运行故障时，主要表现为以下特征：电压降低、电流增大、测量阻抗发生变化，以及电流与电压间的相位角明显改变等，根据出现故障时的电气量变化情况，即可构成各种原理的继电保护装置。

2影响电力系统继电保护可靠性的主要因素作为电力系统继电保护的基本性能要求之一，影响其可靠性的因素是多方面的，笔者根据自身工作经验总结了以下常见的影响因素：2.1在继电保护装置的生产过程中，由于生产厂家的质量管理体系不严格，而导致在软硬件配置与调试方面存在较多的问题，而电力企业在装置验收及安装时并未进行严格的检测，从而导致其存在严重的可靠性问题。2.2继电保护装置选型不当、整定方案及上下级保护配合不合理等因素，对于继电保护可靠性的影响也是不容忽视的。2.3在电力系统继的运行管理中，继电保护装置的可靠性很大程度上依赖于运行、检修与维护人员的安全意识、专业技能与责任心。同时，随着各种新型继电保护装置的广泛应用，对于运行管理人员的技术水平也提出了更高的要求，如果人员的综合素质相对较差，必然会影响到其实际应用中的可靠性。2.4运行环境难以满足继电保护装置的要求，部分继电保护装置采用在主控室组屏安装或就地安装的方式，在其实际运行过程中极易受到环境、温度及粉尘的影响，加快装置内部元件的老化，导致其可靠性受到影响，甚至引发严重的运行安全事故。

3提高电力系统继电保护可靠性的发展策略

3.1高度重视继电保护装置的验收，在继电保护装置安装施工前期，运行人员、保护人员及技术管理人员均应参与其中，对于装置验收的全过程进行严格的监督与检查，并且根据安装施工的进度随时进行阶段性的验收工作，对于可能影响继电保护可靠性的因素必须及时进行分析与排除，以确保其在初始运行阶段具有良好的可靠性，并且有利于运行过程的维护与管理。

3.2认真巡检继电保护装置与二次回路，对于继电保护系统安全问题的防范是十分重要的，大部分影响可靠性的因素都可以在防范阶段予以解决，以降低其可能对于电力系统运行产生的不利影响。针对常见的继电保护可靠性问题，必须认真巡检继电保护装置与二次回路，巡检工作内容主要包括：继电保护装置的开关、按钮、指示灯、压板位置及警报铃等，例如：开关按钮的两种状态是否可以正常指示，警报铃在出现运行故障时是否能正常工作，以及指示灯、警报铃等是否存在指示错误等问题。3.3重视技术进步，不断提升继电保护装置水平。根据电力系统供电可靠性的基本要求，在继电保护装置的选用及运行管理中，必须围绕重大技术问题进行攻关，特别是要注重与MIS系统、配网自动化、调度自动化、状态检修及带电作业等方面技术研究的有机结合，为提高继电保护可靠性提供更为全面的技术支持。在电力系统的建设或改造过程中，应充分利用电力企业的技术与资金优势，尽量提高继电保护装置水平，积极应用新技术、新设备，例如：硅橡胶绝缘子、真空断路器、柱上真空开关、金属氧化物避雷器、交联电缆、SF6断路器等，以减少因继电保护装置质量问题而引发的不可靠因素。

例如：为了进一步提高电力系统继电保护的可靠性，某电力公司合理应用先进技术，成功将一个传统电磁式继电器保护的35kV变电所改造成微机保护装置系统的终端变电站。在电力系统的改造过程中，应充分利用先进的电力电子技术研究成果，逐步实现输、变、配电设备的状态监测与检修，通过在线检测及带电测温等先进的测试手段，对于继电保护装置的可靠性进行科学的评估，运行管理人员应及时掌握继电保护装置的实际性能，以此作为指导检修工作的依据，及时排除可能存在的不可靠因素，从而且确保电力系统的安全、经济、高效、稳定运行。另外，在电力系统保护装置及监控系统方面进行了多方面的技术革新，具体表现为：1）通过对线路保护装置、主变保护装置进行技术改造，可以满足变压器的主、后备保护、线路保护、综合保护、电容器保护、小电流接地检测、备用电源自投、综合数据采集等方面的功能需要，以进一步提高其整体可靠性；2）监控系统的基本功能扩展为数据采集、控制操作、事故处理、监视显示、画面制作、制表与打印等，为继电保护可靠性的提高做好必要的准备。经过技术改造后，该供电公司的电力线路及站内设备的继电保护均采用计算机采集、运算、判断,反应灵敏、迅速,在设备或线路有故障时可靠切除故障点。

3.4提升工作人员的综合素质。在对电力系统继电保护可靠性影响因素的分析中，笔者发现人为因素是不容忽视，我国因人为因素而造成的电力系统安全事故屡见不鲜，而且呈现出发生率逐年上升的趋势。因此，在提高继电保护可靠性发展对策的实施中，必须提高对于继电保护工作人员的综合素质要求，加强对于工作人员的专业技术培训与教育，重要岗位必须做到持证上岗。在电力企业内部应定期组织继电保护工作人员技能考核与技术竞赛等多种形式的活动，切实提高工作人员参与学习和培训的热情。另外，要注重继电保护工作人员责任心的强化。随着我国电力系统的快速发展，电力网架结构日趋复杂，客观增加了继电保护，尤其是整定计算工作的复杂性，为了确保继电保护满足可靠性的要求，必须提高工作人员的责任心，以减少因人为因素而造成的违规、违法操作，切实提高其整体可靠性。

4结束语

综上所述，在现代电力系统的建设及运行管理中，继电保护技术的应用具有重要的地位，而可靠性则是其最为基本的性能要求之一。因此，在今后的电力系统继电保护管理中，必须将可靠性管理置于重要的位置，对于可能存在各种影响因素要做到认真总结与分析，结合先进的技术与管理经验，在其发展策略的制定与实施中更加关注可靠性及相关问题，以确保电力系统的整体运行效率。

参考文献：

[1]夏雨.继电保护系统的研究[J].中小企业管理与科技，2010，(06)：45-46.

[2]曹岩.浅谈继电保护装置可靠性提升方法[J].黑龙江科技，2008，(06)：71-72.

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关键词：电力系统；继电保护；工作原理；故障；发展趋势

Abstract: with the rapid development of the power system, the relay protection technology also continuously put forward new requirements. This paper, through the introduction of the power system protection development present situation, discussed the relay protection and its influencing factors and the common faults exclusion methods, how to improve the reliability of the power system protection measures, this paper discusses the development trend of the technology of relay protection.

Keywords: electric power system; The relay protection; Working principle; Fault; Development trend

中图分类号：TM715 文献标识码：A文章编号：

前言

随着学科技术的发展，为继电保护技术的发展注入了新的活力，同时也给继电保护技术不断的提出了新的要求。继电保护技术如何有效的遏制故障，使电力系统的运行效率及运行质量得到有效的保障，是电力技术人员需要解决的技术问题。

1 继电保护发展现状

上世纪50年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术，建立了继电保护技术队伍，对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。60到80年代，晶体管继电保护技术蓬勃发展。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位，这是集成电路保护时代。在这方面某电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果，从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。目前，继电保护技术发展迅速，正向计算机化、网络化方向发展，实现保护、控制、测量、数据通信—体化和智能化。

2 继电保护工作原理及分类

2.1继电器组成及原理

继电保护的一般都是由测量模块、逻辑模块、执行模块组成。输入信号指来自电力传输系统保护对象的信号，测量模块采集来自被保护对象相关运行的特征信号，获得的测量信号需要与给定的整定值对比，将比较结果送至逻辑模块。逻辑模块根据测量模块输出比较值的大小、性质及产生的次序或上述多种参数的组合，进行逻辑运算，得到的逻辑值是决定是否动作的主要依据。当逻辑值为真，即为1时，激励动作信号至执行模块，此刻，由执行模块立即响应或在规定的延时时刻执行掉电或者警报命令。

2.2继电器分类

2.2.1继电器按结构型式分类，有电磁型、感应型、整流型以及静态型。

2.2.2继电器按在继电保护中的作用，可分为测量继电器和辅助继电器两大类。测量继电器能直接反映电气量的变化，按所反应电气量的不同，又可分为电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、正序负序零序继电器、阻抗继电器、频率继电器以及差动继电器等；辅助继电器可用来改进和完善保护的功能，按其作用的不同，可分为中间继电器、事件继电器以及信号继电器等。

3 继电保护装置的基本要求

3.1 选择性

当供电系统中发生故障时，继电保护装置应能选择性地将故障部分切除，首先断开距离故障点最近的断路器，以保证系统中其他非故障部分能继续正常运行。

3.2 速动性

是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度，加快系统电压的恢复，从而为电气设备的自启动创造了有利条件，同时还提高了发电机并列运行的稳定性。

3.3 灵敏性

保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内，不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样，保护装置均不应产生拒绝动作；但在保护区外发生故障时，又不应该产生错误动作。

3.4 可靠性

保护装置如不能满足可靠性的要求，反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性，必须确保保护装置的设计原理、整定计算、安装调试正确无误；同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效，以提高保护的可靠性。

4 继电保护常见故障影响及排除

4.1开关保护设备选择不当造成影响

开关保护设备的选择很重要，现在，多数配电都采用了在高负荷密集区建立开关站，即采用变电站——开关站(环网柜)。在未实现继电保护自动化的开关站(环网柜)内，广泛采用负荷开关或与其组合的继电器设备系统作为开关保护设备。通常来说，对开关站入口线路采用负荷开关实现日常分合负载电流不设保护；对直接带配电变压设备的出口线路选用负荷开关组合电器；通常为负荷开关与熔断器组合的电器，因此在造成配电所出口故障时，容易造成变电站开关越级跳闸。

4.2 电流互感饱和对配电系统的影响

电流互感器饱和对变电设备和配电保护的影响非常大，随着配电系统设备终端负荷的不断增容，系统如果发生短路，其短路电流很大，当系统靠近终端设备区发生短路时，电流固然大，可以达到或接近电流互感器单次额定电流的百倍量级。在常态短路情形下，越大，电流互感器误差随着一次短路电流倍数增大而增大，当电流速断保护使灵敏度低时就可能阻止动作。在线路短路时，由于电流互感器电流饱和，再次感应的二次电流小或接近于零，也会导致定时限过流保护装置无法动作。当在配电系统的出口线过流保护拒动作导致配电所进口线保护动作了，则使整个配电系统断电。

4.3 系统故障信息的排除

故障信息处理模块主要实现以下功能：(1)与不同厂家、不同型号的厂站端子系统进行通信，获取各种实时信息并进行处理、显示和存储；(2)对主站、子站历史数据进行查询、管理和统计分析：全面分析和定位故障，对录波文件进行波形分析，利用故障线路两端的记录数据，采用双端测距，完成各种复杂的计算，达到对故障点的精确定位，根据故障分析结果，自动判断相关装置的动作行为是否正确。

4.4常见隐形故障的排除

经过调查，现在用电系统上有四分之三以上的停电事故都是由于电力系统保护系统的造成的，继电保护存在很多隐形故障，当前已经成为电力配电系统工程技术人员研究解决的热点问题之一，大多文章中都强调对继电保护隐形故障的分析。对于重要的输电线路，在跳闸元件故障情况下所有的本地的和远地的跳闸指令有效。所有的这些设计需要有一个更可靠的继电保护系统。完成这样的设计才能使一个配电系统在正常操作运行时具有足够的安全系数。

5 继电保护的日常维护

继电保护装置应加强保护与管理。（1）制定岗位责任制度，持证上岗，责任落实到人，操作过程应严格遵守电力安全工作规范；（2）加强安全检查和清扫工作，做好详细的运行记录，并由专业技术员相互配合对设备进行安全清扫；（3）定期做好设备安全评估，如发现继电保护有缺陷必须及时处理，严禁其存在隐患运行。对有缺陷经处理好的继电保护装置建立设备缺陷台帐，有利于今后对其检修工作。

6 继电保护的发展展望

科技发展飞速，继电保护技术发展的趋势将是更加计算机、网络化和智能化，将会为电力系统的保护做出更大的贡献。

6.1 计算机化

随着计算机等现代通讯技术的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展，基于CPU核实现的硬件保护也在不断发展。自动化芯片控制的电路保护硬件从l6位单CPU结构的微机保护发展到32位CPU结构，后又发展到总线结构，性能和响应速度大大提高，目前已得到广泛应用。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。

6.2 网络化

计算机网络在信息处理和数据通信过程中已成为当今国家能源和国民经济建设作用，网络化带来的便利，近年来也逐渐开始应用到电力系统中来。光纤通信系统将各变电站的测量收集汇总处理后，即可得到各变电站之间动态相量的变化，并据此实施相量控制。实现计算机联网，能提高保护的可靠性。实现系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来，亦即实现微机保护装置的网络化。微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性，这是微机保护发展的必然趋势。

6.3 智能化

近年来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、模糊逻辑算法和自适应算法等在电力系统自动化相关领域都得到了广泛应用，在继电保护领域应用的研究和应用也逐渐兴起。以上几种算法只要充分考虑各种情况，正确做出判别，都能发挥其独特的求解复杂问题的能力。在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，使保护、控制、测量、数据通信一体化，并逐渐实现继电保护的智能化，是当今电力系统继电保护技术发展的主要趋势。

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关键词：电力系统；继电保护；评价统计指标；配电运行；配置原则

中图分类号：TM77 文献标识码：A

前言：

随着电力系统的快速发展和计算机通信技术的进步，继电保护技术的发展向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展，这对继电保护工作者提出了新的挑战。只有对继电保护装置进行定期检查和维护，按时巡检其运行状况，及时发现故障并做好处理，保证系统无故障设备正常运行，提高供电的可靠性。

1．继电保护的概念

继电保护装置是电力系统中的发电机、变压器、输电线路、配电装置等电气设备发生故障，危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令，终止这些故障发展的一种自动保护装置。

2．继电保护的工作原理

供电系统发生故障时，会引起电流增加、电压降低、以及电流电压间相位角的变化，因此出现故障时的参数与正常运行时的参数差别就可以构成不同原理和类型的继电保护。一般情况下继电保护是由测量部分、逻辑部分、执行部分组成，其原理如图1所示。

图1 继电保护装置原理图

测量部分从被保护对象读取有关信号，与给定的整定值相比较，比较结果输出至逻辑部分；逻辑部分根据测量部分各输出量的大小性质、出现的顺序或它们的组合，决定是否动作；如需动作，则发出信号给执行部分；执行部分立即或延时发出警报信号或跳闸信号。

3．对继电器的要求

3.1.动作值的误差小

由于保护装置的灵敏度与动作值的误差有关，因此，继电器动作值的误差应尽可能小，以免引起误动作或降低保护的灵敏性。

3.2.接点可靠

继电器接点接触要良好，并具有一定的负荷能力。对于常闭接点要有一定的压力；对于常开接点，闭合时要有一定的行程。

3.3.返回时间短

继电器动作将故障切除后，继电器应在最短时间内返回到起始位置。

3.3.消耗功率小

继电器消耗的功率通常指继电器线圈在额定状态下（额定电流或电压）所消耗的功率。继电器消耗的功率小，可以减轻互感器的负担。

4．目前常用的评价统计指标

4.1.正确动作率

正确动作率即为一定期限内（例如一年）被统计的继电保护装置的正确动作次数与总动作次数之比。用公式表示为：

正确动作率=(正确动作次数／总动作次数)×100%

用正确动作率可以观测该继电保护系统每年的变化趋势，也可以反映不同的继电保护系统（如220kV与500kV）之间的对比情况，从中找出薄弱环节。

4.2.可靠度

可靠度r(t)是指元件在起始时刻正常的条件下，在时间区间(0，t)不发生故障的概率。对于继电保护装置，注意力主要集中在从起始时刻到首次故障的时间。

4.3.可用率

可用率a(t)是指元件在起始时刻正常工作的条件下，时刻t 正常工作的概率。可靠度与可用率的区别在于，可靠度中的定义要求元件在时间区间(0，t)连续地处于正常状态，而可用率则无此要求。

4.4.故障率

故障率h(t)是指元件从起始时刻直到时刻t 完好条件下，在时刻t 以后单位时间里发生故障的概率。

4.5.平均无故障工作时间

平均无故障工作时间MTBF（Mean Time Between Failure）。设从修复到首次故障之间的时间间隔为无故障工作时间，则其数学期望值为平均无故障工作时间。

4.6.修复率

修复率m(t)是指元件自起始时刻直到时刻t 故障的条件下，自时刻t 以后每单位时间里修复的概率。

4.7.平均修复时间

平均修复时间mttr（MeanTime to Repair）是修复时间的数学期望值。

5．配电系统继电保护存在的问题

5．1．电流互感器饱和

随着供电系统规模的不断扩大，很多低压配电系统短路电流会随着变大，当变、配电所出口处发生短路时，短路电流往往很大，甚至可以达到电流互感器一次侧额定电流的几百倍。在稳态短路情况下，一次短路电流倍数越大，电流互感器变比的误差也越大，使灵敏度低的电流速断保护就可能拒绝动作。在线路短路时，由于电流互感器饱和，感应到二次侧的电流会很小或接近于零，造成定时限过流保护装置拒动。若是在变电所出线故障则要靠母联断路器或主变压器后备保护来切除，延长了故障时间，使故障范围扩大；而若是在配电所的出线过流保护拒动，则将使整个配电所全停。

5．2．二次设备及二次回路老化

现在我国很多配电系统的继电器是20世纪七八十年代的老式继电器，节点氧化尘太多，压力不够，也会造成保护误动，出口不可靠。我们知道，二次回路分直流和交流2部分，如果交流回路实验端子老化，锈蚀，接触电阻过大，严重时会引起开路，引起保护误动或拒动。直流部分在系统失电和系统严重低电压时可靠性难以保证，事故情况下更难以保证可靠动作，会导致越级跳闸，扩大事故范围。

5．3．环网供电无保护

目前我国环状配电网基本采用负荷开关为主，目前不设断路器，也没有保护。若装设断路器，由于运行方式变化，负荷转移等因素，继电保护选择性无法协调。目前环网运行方式是开口运行，故障时，故障环网全部停电，绝大部分网络是用人工操作对网络重构来恢复供电。

6．配电系统继电保护的改进措施

6．1．避免电流互感器饱和

避免电流互感器饱和主要从3个方面入手：首先是电流互感器的变比不能选得太小，要考虑线路短路时电流互感器饱和问题。其次要尽量减少电流互感器二次负载阻抗。尽量避免保护和计量共用电流互感器，缩短电流互感器二次侧电缆长度及加大二次侧电缆截面。第三是遵守速断保护的原则。高压电动机按起动电流乘以1．2～1．3倍可靠系数确定，如超过其数值就可确定故障电流。时限整定Os。单台变压器按所供电最大1台电动机的起动电流加上其余电动机及照明等负荷的额定电流进行整定，如整定值计算小于变压器额定电流2倍，按2倍的电流整定。超过2倍的电流整定值，按计算数据乘以可靠系数确定，采区变电所内进线柜则遵照最大整定值数据加上其余变压器的额定负荷。按等级划分，确定延时时间，仍有选择性。但短路情况下速断保护无选择性。

6．2．完善环网结构的配套建设

目前环网结构是电缆网络采用的主要形式，目前还没有性能颇为理想的继电保护装置，为快速隔离故障、恢复供电，可以考虑结合配电自动化系统的建设，继电保护与自动化系统相互配合使用。

6．3．实行状态检修

继电保护发展至今，从保护原理的设计，到生产厂家制造工艺，到售后服务，各方面都已比较完善。微机保护装置的性能已非常稳定。近几年在我区范围内，由于保护装置性能不稳定引起的误动基本上没有出现过，所发生的保护误动作基本上是保护装置外部原因引起的。因此我们建议对继电保护设备实行状态检修，也就是说，只要保护装置不告警，就不用进行检修。

6．4．增加投入，更新设备

及时更新保护校验设备，完善供电网络建设，在不影响正常安全生产的情况下，确保各回路均有足够保护整定时间，使保护装置校验做到应校必校，不漏项，不简化。

结语

继电保护是保障电网安全稳定运行的第一道防线。近年来随着电网系统的不断发展，输送线路容量更大、线路距离更长、系统短路容量更大，因而对线路继电保护的要求也就更高。因此，如何在今后确保继电保护的更可靠运行，实施继电保护全过程管理，是牵涉继电保护可持续发展的重要课题。希望广大现场工作的运行维护技术人员能结合运行经验，提出对应的措施，共同做好工作。从而提高电网的可靠运行。

参考文献

【1】赵勇，杨鑫．电力系统继电保护技术研究 [N] .科技创新导报，2009-19.