继电保护配置的主要原则范文

导语：如何才能写好一篇继电保护配置的主要原则，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：智能变电站；继电保护；技术规范；研究

中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 08-0000-01

根据我国提出的关于电网的建设要求，需要在实际的工作当中，建立起具有统一规划以及建设标准原则的电网，并且需要以高压的电网，作为主干网络，同时各级电网协调的发展，进而建设出具有自动化、智能化、互动化以及较强的信息化的国家电网。而要实现这一点内容，就需要在实际的工作当中，针对现阶段电网建设当中的一些主要问题，诸如技术规范、操作配置的实际状况、保护配置的原则等，进行深入的研究，同时，针对继电保护工作，进行合理的加强以及改进，进而为电网建设打下坚实的基础，很好的顺应时代的发展，提升变电站的工作稳定性以及可靠性，为相关技术的进步以及发展，做出突出的贡献。

一、智能变电站继电保护的设计技术规范原则

针对智能变电站的继电保护配置的基本技术规范进行详细的分析和研究，是逐步的开展工作的重点环节。根据我国的相关规定以及技术要求，针对继电保护的技术指标、配置的主要原则以及信息的交互性原则等，都进行了详细的规定，同时，针对电子互感装置以及合并的单元等，都在技术方面提出了新的要求。在实践的工作当中，一方面需要针对智能变电站当中的继电保护的四性进行很好的设计，还需要针对高电压的等级继电保护的系统进行双重化的配置设定，保证站控层完全的独立化，同时，其中的继电保护设备装置，不需要接入到网络当中，采用具有交互式的独立借口的数据控制装置。针对具体的保护动作，需要采用直接的采样，针对单间隔的保护，则需要使用直接跳闸的方式，其中涉及到多间隔的保护，也可以使用直接跳闸的方式。另外一个方面，针对智能变电站之中的继电保护，还需要针对变压器的保护以及线路的保护等，进行详细的规范，针对高压的并列线路以及母线的配置保护，进行明确的设计，全面的保证各个设备装置都可以正常稳定的运行，针对安全自动装置设备以及智能的终端等，进行详细的技术要求以及具体的说明，以此为基础，很好的提升智能变电站继电保护工作的稳定性和可靠性，为相关技术的进步做出努力。

二、智能变电站继电保护配置状况

根据上文的详细阐述和分析，可以对目前阶段的智能变电站继电保护工作当中主要的技术规范以及设计的基本原则等，有着明晰的了解和掌握。接下来，将针对智能变电站当中继电保护的实际配置的状况，进行细致的阐述。

在变电站之内，站内的主开关，一般是选择常规式的开关，针对自动化的系统，则应该采用三层的设备以及两级的网络线路的结构来组成，在变电站之内，过程层，需要使用SV网络以及GOOSE网络相互结合的方式，来对具体的组网方案进行改进，同时，在变电站之内，还需要针对配置的线路保护纵差以及故障的录波器等，进行双重化的配置。针对双重化的配置，首先，需要在其第一层设置相应的电子保护设备装置以及单套的配置线路，针对继电保护的工作进行有效的加强，同时，对于智能变电站当中的母联保护，则需要直接的接入至过程层，以便更好的和单套配置的智能终端结合起来，全面的提升使用的效果以及工作的稳定性和协调性。另外一个方面，在智能变电站的继电保护配置过程之中，还需要注重过程层采用直接跳闸的设置原则，这一点对于实际的工作和运行来讲，尤为重要，如果采用的是网络跳闸的方式，则有可能会导致网络延时以及对于电力网络的工作稳定性造成一定程度上的影响，所以，针对这一方面的问题，还需要在实际的工作和配置当中，引起足够程度的重视。

三、智能变电站站内的各个设备继电保护配置

在智能变电站的各个设备的继电保护配置工作当中，主要是针对线路的保护、变压器的保护以及母联的保护进行具体的设计，很好的针对这一环节进行分析和研究，将直接的影响到智能变电站的工作稳定性以及工作的可靠性。

（一）线路保护。针对线路的保护，需要保证站内的控制以及测控等的功能高度一体化，同时，还需要针对重合闸以及断路器等装置进行很好的技术改进，以便在实践的操作过程当中发挥出应有的效应。首先，在线路的间隔保护层之内，需要针对测控的装置以及相关的网络交换信息装置进行具体的配置，同时，还需要使用点对点的方式来合并单元并且和智能的终端相互的连接，保护的装置设备，和合并的单元之间进行数据的传输，很好的实现了直接的采样功能，而这一点改进对于实践的工作以及运行则是有着非常重要的作用和意义。此外，在安装母线以及线路的电子互感器装置之时，还需要针对其中的电流以及电压的控制信号进行明确的分析，保证数据可以经过光线以及网络保护测控装置。

（二）变压器的保护。针对变压器的保护，也是相关工作当中的重点环节之一。首先，其具体的保护配置方案，和线路的保护基本一致，需要针对低压的侧和单元以及电流信号等，直接的输出至保护侧控装置当中，很好的实现信号以及数据的直接采样，这一点同样对于实际的工作具有重要的意义，在高压以及中压的智能终端之上，需要使用GOOSE网络，来直接的和变压保护装置相互连接起来，进而可以更好的实现直接的跳闸操作，保证了设备装置以及电力系统的智能化以及自动化。

（三）母联保护。针对母联的保护，相关的配置原则较为简单，并且在结构的设置之上，也更加便捷。针对分段保护装置设备，需要很好的与合并的单元以及智能终端相互连接起来，同时，实现不通过网络的数据交换，来进行相关电力系统运行以及工作信息数据的采样和分析，针对其中的保护装置设备以及合并的单元涉笔，需要通过独立的网络以及SV的网络来进行连接，进而很好的实现信号的分段传输以及间隔式的传输，保证了电力设备以及相关系统的运行稳定性和可靠性。

四、结束语

综上所述，根据对智能变电站当中的继电保护进行详细的分析和研究，从实际的角度出发，深入并且细致的探析了智能变电站的继电保护具体的配置原则以及设计的技术规范，针对其中各个设备的具体设计，进行了细致的探究，从实际的角度出发，针对电力系统设备当中的线路保护、变压器保护以及母联的保护等，进行具体化的分析和探究，针对其中的重点环节和设计当中的难点，都进行了详尽的阐述，力求为相关技术和工作的进步做出积极的贡献。

参考文献：

[1]王和平.浅议现代化的继电保护配置基本原则以及实践当中需要注重的几个方面的内容[J].电力网络设计规划，2008，10：112-113.

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关键词：继电保护；配置；可靠性；措施

电力系统组成结构十分复杂，而且元件数量众多，运行环境及运行情况具有复杂性。再加之设备自身及各种外界因素的影响，这就导致电力系统极易发生故障，从而对整个系统的正常运行带来较大的影响。继电保护装置能够及时发现电力系统运行过程中运行异常情况并发出报警，一旦故障发生时，继电保护系统能够第一时间动作，及时切除故障，避免故障范围的扩大，有效的保证电力系统无故障部位的安全运行。

1 继电保护的基本原理及保护装置组成

电力系统要想确保正常运行，则其各个组成元件都需要保持在额定的安全参数内，一旦超出额定参数，则极易导致系统故障发生，威胁运行的安全。继电保护装置主要是针对电力系统的运行故障而采取的反故障及应急处理保护，因此在继电保护装置设计时，需要对设备和系统的正常和非正常运行状态能够正确区分，从而确保继电保护功能的实现。

电力系统运行过程中一旦出现电路故障，则会呈现出电流剧增或是电压锐减等特征，因此继电保护设计的最初原则也是基于这个特征来实现对电力系统故障进行有效保护。如过电流保护、低电压保护及母线保护等。将能够反映这一特征的电路参数确定为阻抗，针对阻抗数值的变化来确定故障发生点的距离。

继电保护装置主要由参数测量、逻辑、额定值调整、命令执行等部分共同组成，通过对给定的整定值与额定参数值进行对比，以此来对设备是否处于正常的运行状态进行判定，对参数测量部分输出的数据进行逻辑判断，并进行下一步逻辑关系动作。在执行部分中主要以参数测量和逻辑部分为依据来对执行结果进行判定，从而做出断路器跳闸或是发出警报信号的动作。

2 继电保护的配置

2.1 继电保护配置的主要目标

当电力系统保持正常运行状态时，继电保护装置能够完整的将设备运行的情况显现出来，并为工作人员提供精确的运行数据。当电力系统出现故障时，继电保护装置则能够及r将问题报告给工作人员，从而使问题得到及时解决。而且在继电保护作用下，系统一旦出现运行异常情况，则能够及时发出信号或是警报，工作人员能够及时对故障进行处理，有效的确保了电力系统运行的稳定性。

2.2 继电保护配置的选择要求

2.2.1 有选择性。继电保护在电力系统出现故障时，能够及时将故障线路切除，并绕过故障部位确保其他部分的正常运行，这种选择性有效的保证了电力系统运行的可靠性。

2.2.2 灵敏度。继电保护装置在电力系统运行异常情况出现时，能够及时发现并发出警示信号，而且在故障发生时，有效的绕过故障，使故障部位与无故障部位独立，相互不产生影响。

2.2.3 快速性。继电保护装置在故障发生时，能够第一时间动作及时对故障进行处理，为电力系统正常、稳定的运行提供了良好的条件。

2.2.4 可靠性。继电保护装置利用自身的可靠性来有效的发挥对电力系统正常运行的保护作用，因此可靠性也是继电保护配置需要坚持的最基本要求。

2.3 配置方法

当前继电保护配置的主要方式包括三部分，即广域电网保护、站域电网保护和就地化间隔保护。在广域电网保护中能够实现对中站心在内的多家变电站进行有效保护，不仅具有较强的区域保护可靠性，而且故障检测角度也十分全面。站域电网保护作为后备保护，通过站域中心机来对变电站各个元件的信息进行收集，从而对故障进行判断完成保护任务。而就地化间隔保护主要是针对相应的具体一次设备采取的保护，保护方式十分灵活，不依赖于单一决策。

3 加强继电保护装置可靠性的措施

3.1 持续完善继电保护设备的合理配置方案

限于技术和经济上的制约，我国110kV的继电保护配置方案较为常见，但这个方案在双重保护配合和智能化配置方面还存在一些不足之处，要想提高继电保护配置方案的完备性，则需要资金和技术的支持。因此需要对继电保护的重要性有一个深入的认识，全面提升继电保护意识，加大资金和技术上的投入力度，在符合110kV继电保护配置要求基础上，还需要制定后期的故障处理方案和维护方案。近年来我国变压器受到不同程度的损毁，这在电力系统中非常常见，追究其原因主要是由于缺乏持续性保护措施，继电保护设备配置上过于简单，这种方案的简单化处理给日后维护工作带来了较大的难度，会导致维修和保护成本增加。因此需要通过合理投入，制定科学的保护措施，进一步对继电保护设备的配置进行完善。

3.2 调度人员对继电保护按照独立装置类型进行检查和统计

在当前电力系统运行过程中，需要针对各种保护装置常见故障进行统计，并建立数据库系统，因此调度人员可以将继电保护按独立装置类型进行检查和统计，对其一些常见故障进行分类检查，并对其发生规律进行分析，采取有效的预防控制措施，在故障发生时能够及时进行处理，同时还能够做某为继电保护方案的优化和升级提供必要的依据。

3.3 了解继电保护存在的缺陷，提前预防

作为工作人员，需要对继电保护装置自身存在的缺陷进行有效了解和掌握，并熟悉设备运行的规律，深入了解系统可能存在的故障点，对设备运行是容易发生的常发生性故障和非常发性故障进行掌握，从而针对继电保护易发故障点提前做好预防措施，并对故障数据进行掌握，针对存在的问题采取有效的应急处理措施，确保及时消除故障。

3.4 合理配置继电保护高素质专业人才

电力系统调度人员需要以继电保护方案作为依据，合理来配置继电保护技术人员。同时日常工作中加强对继电保护技术人员的培训，努力提高其专业技能，使其能够与继电保护技术的发展水平保持一致。根据地域需求和电力系统分配情况合理配置技术人员，而且在继电保护配置方案实施后，人员不能频繁变动，以避免由此而对继电保护工作带来不利影响。

4 结束语

继电保护装置是电力系统安全稳定运行的重要保障，继电保护配置的合理能够有效的提高电网的技术水平，因此在实际工作中，需要根据各地区电力系统结构情况来制定合理的继电保护配置方案，确保继电保护配置技术水平的全面提升，有效的减少故障的发生率，确保电力系统安全、稳定的运行。

参考文献

[1]王贤立，刘桂莲，江新峰.分布式光伏电站接入配电网继电保护配置研究[J].电气应用，2014.

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关键词：10 kV 配电网 继电保护

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）10（b）-0021-02

我国电力系统主要包括发电、变电、输电、配电和用电等五大板块，主要由大量不同类型电气设备和电气路线紧密联结组成。配电网中，各种电气故障时有发生，因此只有做好电力系统各个环节的安全运行管理，才能够避免电力出现故障。10 kV配电网就是电力系统中的一部分，只要电力系统有风吹草动或者故障，就会对配电网运行造成影响，因此10 kV配电网的安全可靠运行直接与电力系统正常运行及用户安全用电相关。一般10 kV电力系统有一次系统和二次系统，前者配置与设置都简单方便，而后者则由继电保护装置、自动装置及二次回路构成，其中继电保护装置能够测量、监控以及保护一次系统，因此10 kV配电网继电保护就必须要全面考虑所有因素，科学设置其继电保护装置。

1 10 kV配电网中继电保护的有效配置

10 kV配电系统运行主要有3种状态，也就是正常运行（各种设备以及输配电线路、指示、信号仪表正常运行）、异常运行（电力系统正常运行被破坏，但未变成故障运行状态）以及发生故障（设备线路发生故障危及到电力系统本身，甚至会造成事态扩大），按照10 kV电力系统和供电系统设计规范要求，就必须要在其的供电线路、变压器、母线等相P部位布设保护设施。第一，10 kV线路过电流保护。一般10 kV电路上最好要设置电流速断保护，它是略带时限或无时限动作的电流保护，主要有瞬时电流速断和略带时限电流速度，能够在最短时间内迅速切断短路故障，从而降低故障持续时间，有效控制事故蔓延，因此电流速断保护常常被用到配电网中重要变电所引出线路里，如果有选择性动作保护要求，就可以采取略带时限的电流保护装置。第二，10 kV配电网中变压器的继电保护。一般配电网供配电线路出现短路，其电流很高时，也可以采用熔断器保护，这种保护装置有一定条件。如果在10 kV配电网中，其变压器容量小于400 kVA情况下，就可以采用高压熔断器保护装置，该装置能够几毫秒内切断电力，如果其变压器容量在400～630 kVA区域内，且其高压侧采用断路器的情况下，就要设置过电流保护装置或者过流保护时限大于0.5 s的电流速断保护。第三，10 kV分段母线的继电保护。10 kV的分段母线也要运行电流速度保护，因为断路器合闸瞬间，其电流速断保护就发挥其应有作用，断路器合闸后，电力速断保护就会解除保护作用，主要为了防止合闸瞬间电流过大损坏电力设备和线路。此外，10 kV分段母线也要设置过电流保护装置，要解除其瞬间动作（反时限过电流保护中）。

2 10 kV配电网继电保护装置要求

10 kV配电网的继电保护装置也有诸多原则，主要要符合选择性、可靠性、速动性、灵敏性等要求。第一，选择性原则。电力系统发生故障时，继电保护装置必须要发挥其及时断开相关断路器的功效，而选择性则是指断开的断路器必须距离故障点最近，才能确保切断隔离故障线路，使得其他非故障线路能够顺利正常工作。10 kV配电网电气设备线路中的短路故障保护（主保护和后备保护）就是遵循了选择性原则，其主保护能够最快有选择切除线路故障，后备保护则是在主保护/断路器失效时，发挥效用切除故障，两者同样重要。第二，灵敏性原则。继电保护范围内，一般不管哪种性质、那种位置短路故障，保护装置都要快速反应出来，如果故障发生在保护范围内，保护装置也不能发生误动，影响系统正常运行，因此继电保护装置要想其保护性能良好，就必须要有极高的灵敏系数。第三，速动性原则。继电保护装置切断故障时间越短，其短路故障对线路设备造成的损坏后果就越小，因此继电保护装置通常都被要求要能用最快速度切断线路，也就是要有很高的速动性，目前我国断路器跳闸时间在0.02 s以下。第四，可靠性原则。继电保护装置必须要随时待命，处于准备装好的状态并在需要时做出准确反应，因此保护装置的设计方案、调试和整定计算要求就很高，且其本身元件质量过硬，运行维护要合适、简化有效，因此继电保护装置效用发挥才能可靠。

3 10 kV配电网继电保护效能及注意事项

不论10 kV供电系统是处于正常运行状态，异常状态还是发生故障状态，其继电保护装置都必须要充分发挥其相应功效，供电正常时，继电保护装置就必须要监控所有设备运行状况，及时为相关工作人员提供完整、准确、可靠设备运行信息；发生故障时，继电保护装置就必须要迅速、有选择性切断故障线路，保护其他线路顺利正常运行；供电异常时，继电保护装置就要快速警报，以便相关人员及时处理。要想10 kV配电网中继电保护装置能够充分发挥效用，其保护装置的相关配合条件就必须要满足要求，如果搭配条件不符就很容易造成其保护装置做出非选择性动作，如断路器越级跳闸等。当然除了上述外，零序电流保护也是一种继电保护方式，系统中性点不接地系统如果一相接地就可以采用零序电流保护。不同线路和保护要求，工作人员就要科学设计不同保护装置，综合灵活运用才能够达成高效保护10 kV电力系统正常稳定运行的效果和目的。

4 结语

现在已经进入了全面电能时代，人们工作生活各方面都离不开电力的支持，因此当前人们对电力需求量、电力系统质量、电力安全可靠性要求也日益提高。10 kV配电网作为电力系统中重要的基础成分，由于其电网覆盖广、分布散乱、设备线路走径复杂等特点，使得其继电保护难度也较高。然而10 kV配电网继电保护作为一种自动化保护设备，能够有效维护保障电力系统安全稳定且有效运行，有效避免电力危险事故，因此做好10 kV配电网继电保护工作十分重要。

参考文献

[1] 王育武.浅析10 kV配电网的继电保护分析[J].工程建设与设计，2011（3）：92-94.

[2] 孙志.10 kV配电网继电保护探析[J].现代制造，2012（36）：

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[3] 荣芳.城市10 kV配电网继电保护配置常见问题及对策分析[J].科技与创新，2014（15）：44.

[4]黄美华.10 kV配电网继电保护研究[J].无线互联科技，2015（9）：34-35.

[5] 张敬.电子信息技术在电力自动化系统中的应用研究[J].中国电力教育，2010（9）：259-260.

[6] 王喜.配电自动化发展现状及规划[J].电气时代，2010（9）.

[7] 焦玉振.10 kV继电保护装置的运行研究[J].华电技术，2008，30（12）：73-74.

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关键词：电力网络；电力系统调度；继电保护系统；电力故障

一、电力系统中继电保护装置概述

随着电力技术的发展，电力系统的自动化相关技术已经达到了一定的水平。全数字继电保护测试装置，拥有着多种功能，一是数字化，二是模块化，三是小型化，四是嵌入式人机界面，等等。在它的技术特点中，最主要的有两个，一是高压保护，二是测量装置，必须要在满足一些条件，即数字量信号。从硬件的结构以及软件的设计方面来完成了全数字化的操作。整机使用了两套 DSP+CPLD ，它们有着不同的模块，一是信号发生模块，二是人机监控模块，其中，用于主要控制的DSP 系统，是可以使用以太网模块的，与此同时，还可以对内部的通信协议进行自定义，通过对模块之间内部的 CAN 通讯接口，进行传输以及测试的数据，从而可监控 DSP 系统就能够赋予了两种功能，一是人机交互功能，二是保护自检的功能。

二、继电保护配置原则及要点

1、继电保护配置原则

为了保证继电保护装置能够发挥作用， 保护电力系统的稳定运行，在确定继电保护配置方案时，应该充分考虑多方面因素，既要考虑电力设备和电网的结构特点和运行特点，又要将故障发生的概率和危害考虑其中， 同时还应该将电力系统的近期发展状况考虑在内，同时也不能忽略经济性和之前国内外的成熟经验。只有综合考虑多方面因素，才能保证继电保护装置配置的合理性，才能为维护电力系统稳定运行作出贡献。为此，继电保护装置在配置过程中要满足电网结构和厂站主接线的要求，并充分考虑电网和厂站运行方式的灵活性。

2、继电保护装置设计的基本要点

继电保护装置是电力系统继电保护技术的核心， 在电力系统继电保护技术的运用过程中， 如何选择继电保护装置极为重要。 继电保护装置的选择要遵循安全可靠、质量过硬的原则， 只有选择这样的继电保护装置才能保证电力系统的畅通无碍，准确及时地对电力系统的运行状况进行监测，才能保证在电力系统产生故障时自动切除，及时排除故障。随着网络技术的飞速发展，把网络技术与继电保护技术进行整合是当前继电保护技术发展的一个重要课题。当期继电保护装置功能的进一步发展，能够支持网络监控系统，满足电力系统自动化和网络监控的客观要求。因此，继电保护装置的选择要从电力系统的实际出发，充分考虑设备的稳定性、安全性和科学性，以达到保障电力系统安全稳定运行的目的。

三、关于电力系统继电保护的设计与配置

1、纵联保护

纵联保护是电力系统中常用的继电保护配置。 所谓的纵联保护，顾名思义，就是借助某种通信通道将输电线路两端安装的继电保护装置纵向联结， 将各端的电气量传送到对端进行比较， 根据两端电气量的比较结果来判断是否超过线路范围，从而决定是否切断被保护线路。 另外，对于 220kV 的电网应该配置两套完全独立的保护装置， 每套保护装置应该配置完整的主、后备保护。 两套纵联保护的通道应该遵循相互独立的原则，既要保证两套装置具备独立的传输装置，又要保证两套纵联保护装置具有独立的电源和路由。 在通道发生异常时，纵联保护装置应该能及时采取闭锁保护，发出告警信号，在通道恢复正常时，闭锁保护应该自动解除。

2、后备保护

当同路发生故障时， 同路上的保护会在故障发生的瞬间发出信号，同时会断开同路上的电气元件，这种立即采取措施的保护被称为主保护。 但是在实际操作中，由于某些原因，主保护在电路中不能发挥作用， 然而在极短的时间过后会发生后备保护。 后备保护启动后，也会将故障同路断开，从而达到保护效果。 此外，值得一提的是，在接地短路中，后备保护应该遵循以下原则：①当接地电阻小于 100Ω 时，后备保护应该具备可靠、 有选择性地切除故障的能力。 ②接地距离保护的配置，要以阶段式或反时限零序电流保护为辅助。 另外，发生相间短路时，后备保护应进行相间距离保护的配置。

3、断路器辅助保护

作为主保护和后备保护的补充，辅助保护在单、双母线接线方式的失灵保护与母线保护在同一装置中时可以不出现，失灵保护电流判别元件采取母线保护的电流判别元件。 但是在主保护和后备保护退出运行后， 断路器辅助保护发挥着重要作用。 母线保护与失灵保护分开组屏，断路器辅助保护和线路保护组成一面屏， 失灵保护电流判别元件使用断路器辅助保护的电流判别元件。 另外，母线保护、失灵保护、主变压器保护、 故障录波器等都是电力系统继电保护配置中必不可少的装置，对于维护电力系统的稳定发挥着重要作用。

四、电力网络中的继电保护系统应用

1、对于变压器的保护

继电保护系统主要是通过电力系统的元件发生短路或者不正常情况时的电气量数据变化来进行继电保护操作的。变压器继电保护是通常电力系统非常关键的一部分，在接地保护中，通常需要安装零序电流保护，将其作为110V 以上线路的中性点，直接与接地系统中的变压器主保护的后备保护以及相邻的系统元件短路后备保护。当接地电流发生单相或者两相接地短路现象时，此时的零序电流分布与大小情况和系统中的变压器中性点的接地数量和位置有着密切的关系。而在差动保护中，主变压器的差动是主保护。对于三圈式主变压器的三侧 CT 以内出现的故障，如果电流方向产生变化则会导致电流差流过差动继电器发生动作。另外，在变压器设备中，三相一般来说都是对称的，因此，保护装置只需要在某一相上接一个继电器就能够通过延时信号来反映对称的过负荷。

2、对于电容器的保护

继电保护系统对于电容器过流、速断保护与线路保护方式相同，对于不平衡的电流保护，当设定值小于不平衡电流时，会引发定时器启动，启动后的时间如果超过了限定时间时会发生保护动作。而对于低电压保护来说，系统在断路器合闸的状态下，当设定值比电压大时，也会引发定时器启动，如果启动后的时间大于设定的时间则会发生保护动作。同样，对于电容器的过电保护，当系统长时间运行切电容器的无功输出功率增大，从而造成无功过补偿，会增大电容器本身的有功损耗，导致发热量上升，最终导致击穿。所以，通过在并联回路中设置过电压保护，在断路器合闸的状态下，当电压大于设定值时，也会启动定时器定势，如果超过时间后将发生保护动作。

3、对于线路的保护

当电力系统的线路出现单相接地故障时，线路中只存在较小的接地电容电流，此时相间电压是对称的，所以依然可以在短时间内继续运行。但非故障的对地电压应该与原来的对电压值相同，所以线路故障还有可能是因非故障相对地的绝缘被击穿而导致的两相接地短路情况，最终导致开关挑战，线路停电。此时采取单相接地产生的零序电流促使保护装置发生动作，并发出信号，此时的单向接地保护装置电流会避开被保护线路的最大非故障接地线路的电容电流而恢复正常。

结束语

总之，继电保护系统对于电力网络来说非常重要，是及时发现故障、快速切断故障点，降低安全风险，减小故障损失，保障电力系统安全运行的重要设计。

参考文献

[1]原云周.继电保护系统的可靠性分析及在电网中的应用[D].天津大学，2008.

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【关键词】 智能电网 继电保护 重构

近年来，市场改革不断深化，气候条件也剧烈变化，环境监管日益严格，分布式发电资源如可再生能源等的数量不断增加，这就给智能电网的产生创造了条件。它的主要目的是将可再生绿色能源通过先进的技术接入电网，使得电力系统的传输效率和能源转化提高，保障高的可靠性和供电质量。智能电网的特点主要有以下几个：（1）自适应和自愈；（2）可靠稳定安全；（3）可兼容性；（4）优质高效、经济协调；（5）和用户互动友好。自适应和自愈是指对电网的运行情况进行实时掌控，减少自我恢复、故障隔离的人为干预，防止大范围停电事故。在继电保护系统中，就是指对于接入分布式能源造成的系统运行方式多变状况的自动适应，还有就是继电保护自身系统对于隐藏故障的自愈以及自我诊断功能，防止发生连锁故障。

目前，继电保护系统已经具有了高的可靠性，但是继电保护的隐藏故障仍会导致大范围停电和连锁跳闸事故的发生。近年来，对于继电保护系统自身装置的隐藏故障进行了一定的研究，也提出了相关的诊断方法和评估方法。但是继电保护隐藏故障的在线处理并未得到有效的进展。

1 在线重构要求

继电保护在信息处理技术和通信技术的支持下，利用方向比较理论的装置保护和带通道双重化配置的电流差动装置，很大程度上提高了动作的可靠性，然而随着大量接入分布式能源以及要求更高的可靠性，继电保护仍存在很多问题：（1）继电保护的当前结构为刚性结构，适应条件、保护对象以及联接方式都预先设定，对一次系统的适应能力以及自适应能力都较弱。（2）继电保护的隐藏故障仍会导致电网大范围停电的发生，目前继电保护仅能够在线自诊断一些失效元件，但是不能自动恢复或者转移其功能。这就会大大降低整体系统的可靠性。（3）三段式电流是当前配电网络的主要配置方式，分布式电源多点接入后，要求继电保护的运行方式要适应双向潮流和单向潮流，还要求动作速度更快，灵敏性和可靠性更高。总之，电网发展对继电保护的可靠性和灵活性提出了更高的要求，其功能主要体现在：（1）自适应整定值电网改变自适应方式；（2）继电保护设备可以在线配置，与变化的电网结构相适应；（3）在线诊断系统元件，识别自身的隐性或显性故障；（4）在继电保护装置或元件失效时，可以西东寻求替代系统或替代元件，从而使其功能恢复；（5）为了与电网运行方式和电源结构以及故障的自恢复相适应，需要重新组合继电保护资源，通过重构基点保护系统达到一次系统的需求。

2 重构方式

（1）继电保护要遵循以下重构原则：第一，完整的功能：继电保护经过重构后要超过原来系统的保护功能，并且在紧急状况下能够解除或降价某些功能，比如选择性或动作速度等，从而达到最低的系统安全指标。第二，快速重构：因为一次系统时刻都需要继电保护，所以重构继电保护要有效快速。当需要重构多套保护时，在最低功能维持的状况下使用同时实施或分步实施。第三，可靠重构：重构继电保护要对设备组合重新选择，重构后要满足可靠性指标要求。第四，经济重构：重构继电保护需重新划分设备资源，所以在可靠性得到保证时需降低资源占用率。

（2）重构继电保护通用模型：重构继电保护需要重新组合继电保护资源，包括组合资源的实现及方式，还有三个核心要素）。第一，资源：根据不同组成的继电保护系统，传统的系统表示为功能元件的不同集合，比如：分解继电保护系统为操作电源、执行元件、比较元件、测量元件、信息通道以及互感器等元件的组合。第二，组合资源：组合继电保护资源需要根据给定原则重新连接内部元件或重新分配内部信号。先前的继电保护元件不能满足重构需求，实现重构选择数字化元件。第三，组合方法：重新组合继电保护的资源，是重构继电保护的重点所在。综合决策需要考虑继电保护状态信息以及一次系统信息等。

针对以上重构要素，继电保护的重构模型可分为三层：协调决策层、重构执行及状态监测层、功能元件层。

功能元件层集合继电保护必需的很多功能元件。

重构执行及状态监测层包括分析决策和信息采集的所有计算机，主要是采集元件的状态信息，按照状态信息诊断状态，从而确定异常或故障元件，进而选择替代元件，然后下达重构命令到各个功能元件。这一层根据电网拓扑结构可以设置若干区域处理中心。

通常状况下，分布在区域处理中心的所以计算机能够达到本区域重构继电保护的需求，跨区域的信息需要与协调决策层设置的计算机协调信息交换。

3 残留问题

要重构继电保护还需要重点解决以下问题：

3.1 重构准则及目标

重构继电保护的主要目的是当一次系统稳定安全要求没法通过现有保护功能实现时，进行功能重构或结构重构，从而达到一次系统保护功能，保护系统经过重构后要满足灵敏性、可靠性、快速性、选择性的要求。

3.2 功能单元满足继电保护重构

重构系统的功能单元需要满足重构的信息接口以及信息开放要求。

3.3 诊断功能元件状态

识别及诊断系统异常状态和隐藏故障能够及时发现功能单元的错误动作以及硬件失效等故障，还能够对广域保护等保护系统和传输通道进行故障检测。

4 结语

本文首先基于智能电网的性能特点分析目前继电保护存在的问题，由此提出了在智能电网未来发展中建立可重构继电保护的观点。并且系统分析了在线重构的几点要求，概括了什么是继电保护重构、以及其通用模型和准则，也提出了继电保护重构需要解决的问题。

参考文献：

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关键词：智能变电站；变电站保护；继电保护；配置

中图分类号：TM411文献标识码： A

一.引言

随着我国经济技术的不断进步，国家电网也进入了智能化配置阶段。在这一背景之下，一系列与变电站相关的技术便应运而生，智能变电站就是其中非常关键和重要的一项技术。继电保护配置是保证电网运行稳定的一条防线，将智能变电站与继电保护配置结合起来，是适应我国不断发展着的电力运行安全指标的需要。

二． 智能变电站的继电保护配置机构。

智能变电站的是在自动化一次设备基础上加上网络化二次设备,以IEC61850通信规范为前提,实现信息的共享和交互性,并具有继电保护和数据管理等功能的现代化变电站。智能变电站可以分为三个层次,即现场间断层装置、中间网络通信层、后台的操作层。过程层包括合并单元、智能终端和接口设备,其核心设备是交换机。间隔层承担着对设备进行保护和控制的作用,对间隔层数据的实时采集以及控制命令发出的优先级别等,开展操作同期以及其他控制功能,承担承上启下的通信功能。控制层的主要设备是主机、运动装置、规约转换器等。主要功能是,对全站数据信息的实时汇总,对数据库的刷新,并把收集到的信息传送到监控中心接受指令,向间隔层和过程层传递指令。另外,可以根据不同运行方式,预先结合离线定制整定算法,确定几套定值整定方案,确定系统运行中发生状况时,保护相应切换到预先设定好的一套定值区。

三.继电保护应具备的性能特点

1.安全可靠。

在电力系统继电保护的过程中，继电保护必须要安全可靠，这是最基本的要求。安全可靠主要体现为两个方面：其一是可依赖性；其二是安全性，这两个方面的性能都是继电保护必须要具备的。由于以上两个方面存在着一定的矛盾，在继电保护的设计与选择过程中应根据保护对象的实际情况进行适当的协调，提高继电保护的可靠性。

2.应具有较强的选择性。

选择性是指出现故障时首先应由设备自身的保护将其切除，当自身保护或断路器拒动时，则可由相邻元件的保护装置将故障切除。上下级之间应随着继电保护与故障点之间的距离进行适当的调整。一般来说，由电源算起，故障起动值会随着动作时间的缩短而减小。

3.继电保护动作必须要及时、快速。

对于继电保护来说，要想尽快的中止异常状态或断开故障，应在允许范围之内以最快的速度对可控制的断路器发出跳闸命令。因此，继电保护动作一定要及时、快速，这是一个必须具备的重要性能。快速、及时的跳闸可以将设备的损坏程度降到最低；同时，快速跳闸在高压电网中还可以在提高电网暂态稳定中发挥特殊的作用。通常情况下，跳闸越迅速，制动面积就会越小，相应的稳定裕度也就越大。尤其是短路故障，它极易破坏系统的稳定，有时候跳闸时间的细微差距都有可能对系统的稳定性带来绝然不同的影响。有鉴于此，新开发的继电保护都十分注重提高保护动作的速度，尽可能缩短继电保护的动作时间。

4.高灵敏度。

继电保护的灵敏度是指一旦出现异常情况或发生故障时提供可靠动作的具体能力。在继电保护灵敏度的考核方面，业内普遍采用的是灵敏系数等指标。灵敏系数是指故障量与给定的装置定值之间的比值。一般来说，在继电保护设计与运行规程中都对灵敏系数有具体的要求。

四. 现有继电保护方案存在的局限性

随着我国西电东送、特高压等大规模电网的建设，电网短路电流大幅度攀升，在出现故障时容易发生连锁反应，对电网安全带来很大威胁，现有的继电保护配置方案已经不能适应电力系统发展的要求，主要问题如下：继电保护系统以切除故障为目标，对故障切除后电力系统的运行情况不予反映，无法起到保护故障后电力系统的作用，可能出现因为继电保护装置正确动作而造成其他元件的工作异常，甚至有时保护装置正确动作，但电力系统却出现瓦解。保护动作判据都是基于本地测量数据，其选择性要求继电保护只能保护本地网络，没有考虑故障对整个电网的影响，难以对运行方式不断变化的客观系统做出全面的反映。保护装置相互之间缺乏有效的协调，难以实现系统全局的安全稳定运行，在某些情况下（如发生联锁故障）会恶化系统的运行状况。常规的后备保护虽然有比较大的保护范围，但其选择性的获得要以牺牲快速性为代价，动作时间过长，有时候难以发挥应有的保护作用。现有的继电保护配置当中，后备保护的时限整定遵循阶梯时限原则，为了保证选择性，后备保护的动作时限可能高达数秒。在电网规模和复杂程度越来越大的情况下，要作到后备保护之间的相互配合越显困难，至今仍无法很好的解决。

五.智能变电站保护配置

1 变电站的继电保护配置。

智能变电站的继电保护配置主要是由过程层和变电站层组成，过程层的主要目的是配置继电保护中的一次设备。一次设备也就是我们通常说的智能设备，一般情况下安装在设备的内部。在一次设备的周围一般选择安装需要进行维护和检修的设备，如：退役设备、合并器和测控设备等。变电站中的继电保护配置主要是通过全站传输采样值，但这种传输方式不同于分布式的数据传输。继电保护不会因为跳闸和采样问题造成通信链路不可靠，并且在继电保护过程中消耗的网络数据信息非常小。变电站层的继电保护配置主要是通过利用自适应技术和在线实时整定技术，采用后备保护的方式，实现广域保护。

2.过程层的继电保护分析。

（1）过程层的线路保护配置。

线路保护分为了两个方面：一方面是交流线路保护，交流线路保护在远距离保护下，往往比较容易受到高电阻接地影响，在系统振荡的情况下比较容易发生短路，除此之外，受电气量范围以及跨线故障等因素的影响，在双回线架设中，交流线路的故障测距误差较大；另一方面是直流线路保护，虽然直流线路受到主保护的行波保护，但是仍然受到行波信号不确定影响。过程层的线路保护的主保护是纵联差动保护或者是纵联距离保护，线路保护在集中式的保护设备之中放置后备保护。在单断路器线路中，线路保护利用光纤通信口进行通信，通过这种运行方式来体现纵联保护的功能。在纵联差动保护中，一般情况下，不需要引入电压量，但是在一些比较特定的运行方式下，需要引入电压量。在这种情况下，对电压量可以单独进行采样，并且可以实现主保护通信的接入和电流量的完成同步采样工作。

（2）过程层的变压器保护 。

变压器在线路运行中一般起到调节和控制的作用，对于保证供电线路的电压稳定有重要意义。过程层中的变压器保护配置一般情况下采用的是分布式配置，提供差动保护服务，在后备保护中，采用集中式的安装方式。对非电量保护采取单独安装方式，借助电缆，引入断路器跳闸，在采样和GOOSE的共同网络上可以通过光缆引入跳闸的命令。对于智能变电站，它的电压器和母线保护，不仅可以作为多端线路采取措施进行保护，还可以按照同步采样方案对设备进行同步采样。在变压器的实践过程中，为了简化设计方案，一般会采用乒乓原理技术。乒乓原理技术主要是应用在线路两端的设备上，两端的保护设备可以进行独立采样，并且频率是相似的，两端的设备保护的收发数据和信息传输时间是一样的，主要包括以下内容：

1） 要将传输的数据发送中断和采样分开，如果是传统的保护装置，发送的数据和采样要统一中断，如果是电子式互感器，这两部分就要分开，采样主要发生在采集部分，而数据发送主要发生在保护装置部分。虽然两者不是发生在同一地方，但两者的延时是可以通过一定途径测得的。

2）需要对两端发送的数据信息进行调整。在实践中，就可以充分利用乒乓同步技术，借助采样时刻调整的办法，对两端发送的数据信息中断，并进行同步处理，目的是为了保证两端的保护设备所发出的数据信息的时刻能够保持准确性和一致性。

3）对于发送数据时刻和采样数据的延时，需要对这种情况进行补偿，可以采用将两端的保护设备发送的数据时刻进行同步处理的办法。

3. 智能变电站的继电保护配置。

(1)在智能变电站的发展进化中,继电保护经历了由模拟式到数字式保护的过程。智能变电站中的智能化一次设备和网络化二次设备,使各个电气设备能够达到信息共享和交互性操作。在分层配置的继电保护方案中,线路保护、变压器保护等安排在过程层,直接可以取得MU智能操作的数据信息和采样,不必经过过程层的交换机。多间隔的母线保护配置在间隔层,获得数据信息需要经过过程层的交换机。智能变电站的站域保护管理单元,在后台控制层。

(2)在分层配置方案里,主设备的保护,例如线路保护、变压器保护等,不需要一览间隔信息,直接和MU智能操作箱进行信息交流,并且不受网络信息瘫痪的影响,进行脱机交换。在智能变电站完全实现了保护性能,消除了传统中继电保护人员对网络安全的担心。在该方案中,对后台控制进行了集中控制和决策,只要是对变电站的所有设备进行统一的监控和保护。这些设备包括,线路负荷保护,线路重合闸,电源备自投等。这些没款可以通过后备保护进行整体的配合,使原来分散到变压器、母线、线路等得保护的重复装置进行整合得以简化,提高了变电站运行的效率。很好解决传统中对设备保护动作时间过长、故障切除范围较大的问题。

(3)自适应去调整保护定值和保护范围,避免变电站直流系统接地引发继电保护错误跳闸。传统中保护定值由运行人员切换定区域,智能边站可以根据实际运行情况调整保护定值,也可以由人工来进行定值调整,实际运行情况的考虑涉及到线路保护,旁路运行方式等。

4. 智能继电保护配置的广域保护。

以数字化信息技术为基础，借鉴于广域式信息交互技术的广域电网保护，在智能继电保护配置中大放光彩。广域电网保护是指在智能变电站一级配置数字化和二级配置网络化的前提下，把整个电力网络看做一个整体，利用全球定位、网络通信、实施监测、分析判断等技术，选择最适合的方法控制或隔离发生故障的设备。

（1）广域电网保护的内涵。 广域保护融汇电力系统多点、多角度信息，运用微型处理器对信息进行精确判断分析，对故障做出快速、可靠和精确的隔离或切除保护。

（2）广域电网保护的特点。通过上述广域保护的定义得出广域保护系统的特点如下：实时可靠地采集电力系统多点信息。全球定位系统技术、数字化信息技术的发展，为电力系统的广域测试提供技术支持，基于相量测试单元的广域测试系统为电力系统实现实时可靠测试提供了可能，满足智能电网大空间和同时间要求。支持多种电源接入电网，广域保护将电力系统看做一个统一的整体，可以实时保护接入的多种电源，并依据程序准确判断调整以期适应多电源接入电网。自我控制能力。广域保护具有自我控制能力，可以在故障出现并隔离后，系统依据现实做出自我调整以期实现电力系统安全稳定运行。广域保护自我控制能力是为了防止大范围连锁故障出现。

5. 提高智能电网技术下继电保护配置的措施

（1）线路的保护措施

智能电网是集中式保护装置，其是一次设备。由于智能电网可以通过网络调控故障线路，所以继电配置线路应加强其性能。如对线路开关的控制及线路本身的使用期限方面，可以实行独立开关控制；同时也可以加强对主线路通道的保护。在母线保护装置上实行双重保护功能，这样既可以保证母线正常运转，同时也能够保证两条线路在传输数据的时间是吻合的。

（2）变压器保护措施

变压器对于线路电压的调节起控制作用，能够保障线路电压的稳定，所以在应用智能电网继电保护的技术过程中，应加强对变压器的保护。在安装变压器的过程中，应注意对低压、中压、高压线路的调节。因为不同线路所需的电压是不同的，所以变压器调节电压的性能应较好，能应对突发状况，并在紧急情况下能够自动调节电压，保持线路的稳定。

（3）数据处理能力的提升

智能电网主要通过光缆的应用，采用网络对电网进行操控，在这过程中离不开数据的处理。为了确保数据和时间保持同步，需要提升继电配置设备的数据处理能力。因为新技术的应用改变了传统的信息获得及信号发送的方式，主要通过网络共享的方式，使用站内控制的方式实现对信息的传输。要想更好地落实智能电网的建设，作为电网防护层的继电设备提高其数据处理能力是必须的。

六．结束语

继电保护设备是智能变电站的重要组成部分，为了增强智能变电站的可靠性和速动性，需要对变电站内部智能电子设备进行统一规范，确保变电站的可靠性。为与智能电力大环境相和谐，变电站继电保护配置也需进一步升级为智能保护配置，全面实现电网智能化保护。

参考文献

[1]高东学,智全中,朱丽均等.智能变电站保护配置方案研究[J].电力系统保护与控制,2012,40(1):68-71.

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【关键词】继电保护;故障信息系统;设计实现

电力行业是确保国民经济持续快速发展的重要行业，而电力系统故障以及系统信息管理是影响电力行业发展的两大因素，因此研究继电保护及故障信息系统的设计与实现至关重要[1]。对此，本文结合电力行业现有相关标准以及当期我国信息化技术水平，设计了一套电网继电保护及故障信息系统，并指出了其实现方法。具体研究如下。

一、继电保护及故障信息系统发展现状

继电保护及故障信息系统是确保电力系统正常运行的关键因素之一，关系到电力企业的经济效益与电力行业的长远发展。目前，多数电力企业均能认识到继电保护及故障信息系统的重要性，并且设计实现了一系列的继电保护及故障信息系统。然而从实际来看，当前国内大多数继电保护及故障信息系统仅仅具备厂站端继电保护、录波装置以及故障信息的收集功能，然而这些系统在故障信息综合统计分析、信息以及信息共享等方面还存在不足，导致系统使用性较低，应用不普及[2]。基于此，相关科研人员一直在致力于开发研究具备保护动作分析、故障波形分析、计算故障距离、监测保护装置等功能的新型继电保护及故障信息系统。

从上文分析中，我们可以确定本研究所设计的继电保护及故障信息系统应该实现以下具体功能：

首先，实时检测全网各种保护以及录波装置，并可以实现对其的远程控制;

其次，故障发生时，能够快速、精准定位故障发生区域或者发生点，并对电网故障进行自动诊断，确定故障性质，并及时向维护工作人员发出提示，从而缩短故障持续时间，降低故障损失;

再次，系统能够对继电保护装置的动作行为进行分析，并优化装置的继电保护动作;

最后，可以实现电力企业继电保护及故障管理工作的网络化、规范化以及标准化，从而提高电力企业管理工作效率，进而确保企业经济效益。

二、继电保护及故障信息系统设计原则

继电保护及故障信息系统的设计工作不能无的放矢，为使信息系统实现我们所设想的功能，其设计工作就必须遵循一定的原则。具体来说，系统设计需要遵循的原则主要有：

第一，采用分层分布式设计。分层分布式设计方式是目前最常用的信息系统设计方式之一。总体来说，该设计思路主要将系统分为三层：控制中心、通信网络以及现场工作站。同时该设计思路还采用了模块化软件系统结构，因此对系统新功能的扩展十分方便。总之，按照分层分布设计原则设计的系统具有较好的可扩展性与灵活性。

第二，标准化与规范化原则。为保证所设计的信息系统的开放性我们在进行设计工作时需要采用国际化标准，例如：IEC61970、ICE61850等。另外，在该信息系统的网络协议应该采用国际上最常用的TCP/IP协议、配置103通信规约、采用可缩放矢量图形格式保存相关资料，并利用可扩展标记语言进行信息交换[3]。总是，我们所设计要最大限度的保持开放性，从而确保该系统与其他系统的信息共享交换。

第三，采用智能化终端设备。为保证本文所设计的信息系统有较高的稳定性与可靠性，该系统要采用智能化以及装置化的终端设备，从而确保信息收集的可靠性以及减少信息传输故障。另外，采用装置化的终端能够降低终端装置发生故障的几率，减轻维护工作任务。

第四，采用分散式存放数据的方法。以往集中式存放数据的做法虽然便于数据的集中管理，但是这种方法难以有效应对因地震、火灾等重大灾害而造成的数据丢失问题。对此，本文在设计信息系统时应该采用分散式数据存放方式，实现各种数据的当地存放，并利用同步机制保持本地与数据中心的同步，从而有效提高提高数据存放的安全性，便于数据丢失后的恢复工作。下图展示了本文所设想的继电保护及故障信息系统体系结构。

图1 继电保护及故障信息系统体系结构图

三、信息系统设计及实现

（一）主站系统设计与实现

继电保护及故障信息系统的主站系统的主要功能是对各分站系统进行监测以及信息收集、分析，并对各分站装置进行远程管理、控制。因此，我们所设计的主站系统主要包括以下几个功能模块：

第一，数据维护模块。该模块的主要工作任务是对系统用户进行管理，同时配置通信规约、保护型号、通信端口以及设备定义、设置防火墙功能等。另外，该数据模块采用了XML信息配置以实现与其他系统的数据交换。

第二，图形维护模块。该模块的主要任务是根据所收集的信息绘制各种图形，从而组合形成保护装置、变压器、电抗器等设备的图元。然后，该模块将绘制的图形与图元压缩保存，并且在系统需要时按照要求对图形进行剪切、拷贝、图元组合等操作，然后通过通信配置将图形文件输出以供客户使用。

第三，数据监控模块。该模块的主要工作任务是现实电网系统当前出现的各种故障信息，同时提供多种控制保护设备的方法。数据现实监控模块还能够同时对多个子站进行管理，显示信息系统当前运行的多种信息。另外，该模块最主要的功能是对所显示的各种信息进行分类管理，并根据故障大小，优先现实最新或者最重要的信息，从而极大的提高故障检修工作效率。

第四，波形分析模块。该模块的主要功能是分析系统产生的各种波形，并且该模块能够对波形信息进行拷贝、移动等基本操作。同时，波形分析模块还能够对任意多种波形进行对比观察。另外，该模块还能够根据不同通道以及不同时间显示每个通道开关量的触况，进而自动生成故障简报，便于维修工作的开展。

（二）分站系统的设计与实现

分站系统是建立在电网工作一线的系统，分站系统实际是一台为各种保护信息提供接入服务的终端设备，因而分站系统也就成为信息系统数据库中的重要节点。本文中，我们设计的分站系统使用的是嵌入式Linux操作系统，基于之一操作系统，分站系统可以对电网运行、继电保护以及故障处理工作提供多种解决方案，从而实现电网继电保护及故障信息收集的自动化、智能化[4]。

另外，本文所设计的分站系统满足了信息系统设计时提出了开放性、标准化、系统装置化、可维护性以及可传递性等要求，具有较高的实用性。

（三）系统安全防护设计与实现

为提高信息系统的可靠性，确保系统的持续健康运行，我们在设计信息系统时还要考虑到安全防护设计。对此，在本设计方案中，我们采取了以下几种安全防护措施：

第一，建立授权访问机制。针对系统用户管理漏洞，我们采用了授权访问机制，对系统用户进行了分布式管理，各子站管理各自用户。同时，我们还对系统用户的权限进行了分类们主要分为查询、控制、录波器处理、事件主动通知等四种权限分类，从而最大限度的保护力系统的安全。

第二，设置系统防火墙。我们结合当前最新的防火墙技术，在系统内设置了内置防火墙，从而避免信息系统受到各种网络病毒的攻击以及黑客的恶意入侵，确保了系统的安全运行，进而保证了电网供电的稳定性。

四、结语

继电保护及故障信息系统的设计实现工作是当前电网自动化建设过程中的重要内容，直接关系到电网系统的正常运行[5]。对此，本文在概述继电保护及故障信息系统发展现状的基础上，结合系统设计原则对主站系统、分站系统以及安全防护系统的设计实现进行了详细分析，为电网行业的发展做出了贡献。

参考文献

[1]李桥.浅析继电保护及故障信息子站系统的方案设计[J].中国新技术新产品，2012，2（12）：128-129.

[2]易亚文，刘洪，肖勇.向家坝电厂继电保护及故障信息系统设计与实现[J].水电站机电技术，2012，13（5）：92-94.

[3]汪建军，戴景琪，汪建忠.继电保护及故障信息管理系统在电网中的应用[J].内蒙古科技与经济，2013，4（2）：90-91.

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【关键词】变电站 继电保护 维护技术

智能变电站技术的兴起和发展，实现了电力系统的自动化、智能化和信息网络化，其对传统变电技术进行了全面的革新，于此同时智能变电站的大运行量，对内部继电保护系统提出来更高的要求，从而提高智能变电站的可靠性和安全性，因此继电保护的运行和维护技术的研究革新，对智能变电站的运行至关重要。

1 智能变电站继电保护技术的分析

变电站已经从传统的模式向数据化智能化方向发展，随着智能化变电站的成熟完善与广泛应用，也意味着对继电保护提出更高的技术要求，传统的继电保护技术已经无法满足智能化变电站的要求，继电保护技术作为电网的安全防线，在系统发生故障时及时作出反馈，隔离故障点，为智能变电站系统的稳定运行提供安全可靠的保障，对于智能变电站的安全性意义重大。

1.1 变电站与继电保护技术

在变电站的进化历程中继电保护机制也在发生着变化，由传统的模拟式逐渐向数字式进行转变，在传统变电站的继电保护机制中主要以装置为组织核心，而由于智能化变电站主要依赖于信息网络，从而达到信息的共享和交互，针对智能化变电站的网络性能，继电保护在构成设备、架构形态以及运行模式等方面也向微机保护阶段发展。变电站的继电保护装置主要包括线路的继电保护、变压器的继电保护、母联的继电保护等，这些继电保护装置主要安排在过程层，通过智能操作箱直接对信息进行采集、处理和交流，实时掌握信息的实时性可靠性。线路的继电保护是指在变电站的线路系统中按间隔配置智能监控装置和安全自动装置，可以检测变电站的运行状况，并将测控的信息传输到网络系统中，继电保护模块单元对信息进行处理后提供保护指令，做出跳闸等相应的响应措施。

变压器的继电保护属于过程层保护。在变压器内，继电保护装置的配置方法为分布式，从而达到差动保护的效果。在此系统中，保护模块是单独安装的，断路器是通过电缆接入继电保护系统中，主要应用非电量保护模块进行继电保护。母联继电保护架构简单，主要采用点对点的模块进行分段保护，同时配置过电流保护和限时电流速断保护。

1.2 智能变电站继电保护的技术特点

1.2.1 继电保护装置硬件模块化

对于继电保护系统采用统一的运行平台，采用微机智能系统实现信息的采集、测量、逻辑运算等等功能。传统变电站的机电保护系统数据的采集由保护系统进行，由于保护装置的差异导致数据采集及出口硬件难以统一，从而难以实现模块化。而智能变电站有着三层两网的架构，系统的运行平台统一，从而容易实现部分插件的标准化和模块化。

1.2.2 继电保护装置软件元件化

智能变电站中自动化技术的不断完善实施，导致传统的继电保护系统需要不断地进行相对应的修改完善，而且不同的领域保护系统程序也有所差异，从而大大降低了保护装置的可靠性。智能变电站的继电保护原理基本已经完善成熟，可以对智能变电站的继电保护系统采用的软件进行元件化，从而实现元件的标准化，提高保护系统的可靠性。

1.2.3 继电保护功能网络化

智能变电站中“两网”的组织架构可以将过程层智能终端和合并单元采集的数据信息进行交互和共享，同时对于继电保护系统的数据信息进行共享，这样就可以在同一微机设备上对不同的保护系统的信息进行处理和反馈，实现保护体系的一体化。

1.3 智能变电站的继电保护运行和维护

智能变电站的继电保护系统是否正常决定着智能变电站的安全，对整个智能电网系统至关重要，因此需要对继电保护装置的运行和维护进行研究，并且需要对保护装置进行调试和维护，才能做到预防安全隐患，保护智能变电站的作用。关于继电保护装置的调试主要包括对继电保护元件的调试，通过对元件的性能、插件、安装位置等方面进行检测达到调试目的；对信息通讯网络的调试；对继电保护线路通道的调试；除此之外还要对外观和电源进行检查和调试。

除了定期对继电保护系统进行调试以外，还要对继电保护系统进行维护，主要包括正常运行状态下的维护和故障状态下的维护。正常运行下对继电保护装置的维护主要是日常的检修，对运行调度情况进行巡视检修，对运行参数及设备的运行情况进行备份，确保设备的正常运行。异常情况下的系统维护可以采取常规的维护处理方式进行调试维护。主要考虑间隔合并单元的故障、智能终端故障、交换故障和信息通讯网络的网络交换机故障，对故障设备运行维护处理，确保智能变电站的安全稳定运行。

2 结论

智能变电站是电网智能化自动化的标志，而如何在如此高速的发展状态下，让继电保护跟上节奏，保障智能电网的安全性和稳定运行，为国家的智能电网发展战略做出贡献，将是所有研究者和工作人员的重大挑战。目前继电保护在运行模式上受智能变电站的影响正在向着自动化保护系统方向发展，但是依旧存在着一些先天性不足，因此在未来的工作中还要在传统变电站继电保护的基础上，结合智能变电站的自身特点，对智能变电站的运行模式，系统设备维护调试等方面进行研究。

参考文献

[1]李瑞生，李燕斌，周逢权.智能变电站功能架构及设计原则[J].电力系统保护与控制，2010，38（21）：47-48.

[2]周得柱.浅谈智能变电站技术及其对继电保护的影响[J].科技资讯，2013（03）：113-115.

[3]蓝海涛.智能变电站继电保护二次安全措施规范化的建议[J].智能电网，2014（01）：62-66.

[4]高翔，张沛超.数字化变电站的主要特征和关键技术[J].电网技术，2006，30 （23）：67-71.

作者简介

卢忠新（1972-），男，汉族，山东省禹城市人。大学专科学历。现供职于国网山东省电力公司禹城市供电公司。主要研究方向为变电运维。

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【关键词】县级供电企业；继电保护；管理体制

一 引言

继电保护包括继电保护技术和继电保护装置，继电保护技术是一个完整的体系，主要由电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护配置设计、继电保护运行及维护等技术构成。继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

二 对继电保护装置的基本要求

1．选择性要求

当供电系统中发生故障时，继电保护装置应能有选择性地将故障部分切除。也就是它应该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。系统中的继电保护装置能满足上述要求的，就称为有选择性；否则就称为没有选择性。

2．灵敏性要求

灵敏性是指继电保护装置对故障和异常工作状况的反映能力。在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。保护装置灵敏与否，一般用灵敏系数来衡量。

3．可靠性要求

保护装置应能正确动作并随时处于准备状态。如不能满足可靠性的要求，保护装置反而成为了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，则要求保护装置的设计原理、整定计算、安装调试要正确无误。同时，组成保护装置的各元件的质量要可靠、运行维护要得当、系统应尽可能简化有效，以提高保护的可靠性。

三 继电保护管理体制设计原则

最有效的管理才是好的管理。针对目前县级供电企业人才短缺，继电保护技术力量分散等问题，县级供电企业应突破目前已经规定的岗位设置，采取集中力量，团队作业的方法，组建高效的管理队伍。因此对继电保护管理体制工作内容分配时要遵循以下原则。

1．工作职责细化原则

电力企业应首先根据部门职责进行以下划分：（1）继电保护管理人员招聘和选拔职能由人事管理部门负责。（2）继电保护施工管理、定值管理和监督管理必须打破现有规定的分离制度，建立一个新的核心部门全面专业地负责上述三项继电保护工作，该组织可以称为继电保护班或继电保护科。

2．工作内容细化分工原则

继电保护工作面广，一般涉及10个以上变电站、3种以上厂家设备类型，工作的好坏直接影响电网的安全稳定运行，因此工作内容必须细化到人。

3．管理等级明确原则

继电保护管理总负责分管给生产经理或总工程师；继电保护班归属变电工区或检修部门，下面分设施工组、变电运行培训管理组和定值计算管理组，各组长直接受继电保护班长管理，具体工作中可及时采取矩阵制交叉安排，另设立继电保护监督工程师为副班长一职，全面负责继电保护监督工作，并主管继电保护定值管理组和继电保护培训组。

四 继电保护工作分析与岗位设置

县级供电企业继电保护管理体制包括以下内容：继电保护管理人员招聘和选拔、继电保护定值管理、继电保护监督管理、继电保护施工管理、继电保护工作培训、继电保护工作考核管理。

结合实践和以上介绍来看，县级供电企业继电保护管理工作主要由三大部分组成。一是继电保护工作中的监督管理，二是电网定值计算管理，三是继电保护定值调试管理。三者缺一不可，必须相辅相成，才能保证继电保护管理工作不出问题。新的体制把这三部分工作都安排在继电保护班，由继电保护班全面专业负责，解决了县级供电企业继电保护力量分散的问题，形成了继电保护工作的核心团队，更容易达到“帕累托最优”，使工作关系和谐。

供电企业、电力生产企业的新体制下设专职技术监督工程师和相应的技术监督小组，在总工程师领导下从事技术监督工作。继电保护技术监督工程师应具有相应的专业知识和实践经验，继电保护技术监督队伍应保持相对稳定。网调、中调、网内省调应设立调度、运行方式和继电保护科。地区调度所和一级制的调度所应根据具体情况设立调度组、运行方式组或运行方式专责人员。根据实际情况设继电保护组或继电保护专责人员。

在电力生产上，现有有关规程和文件对继电保护管理分工是明确具体的，但县级供电企业目前继电保护管理混乱局面的形成，主要是因为没有相应的继电保护人才和上用人制度混乱以及无法按工作流程建立完善的继电保护管理体制造成的。因此各县级供电企业首先必须采用优化原理方法，从人才入手，突破以上文件、规程规定，重新按新组合体制进行岗位设置，解决继电保护人才短缺这一困绕企业继电保护管理的问题。从根本上讲，为解决继电保护人才短缺情况，必须确立达到继电保护管理目的的最优方法，确定需要专业人员的数量，才能达到效率最大或人力成本最小。

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【关键词】数字化继电保护；110kV；智能变电站

1 数字化继电保护系统中的基本概述

1.1 确保二次回路的接线更为简化、方便

MU 和电子互感器设备的互相配合，可以实时地将其测量到的值进行数字化处理，并且通过光纤进行传送。那么这一数字化系统具有比较强的抗干扰能力，能够改变以往的二次电缆传送回路运行缺陷，从而确保有效地实现了变电器中一、二次设备的隔离运行。数字化继电保护技术是于现场加装好智能操作箱并且组建GOOSE 网络之后方能够起到保护作用，同时对于隔离开关还能够起到遥控控制。由此看来数字化继电保护装置和最终的执行机构控制间并没有了以往的电缆连接，那么目前现场的各间隔间的界限将更加清晰、明了，因此显著地杜绝了智能变电站中的不慎连接、碰触电缆情况发生，能够非常有效地避免了事故发生。

1.2 数字化继电保护装置的应用可以提高可靠性

电子式互感器设备具有比较良好的抗干扰能力，因此其在绝缘性能方面也得到了一定加强，其中线性范围较广等显著特点，装置的先进性保障了最终测量值的安全性和准确性。与此同时智能操作箱的主要作用，就是可以利用过程层网以及保护装置进行实时通信，将智能变电站中一次设备的实际运行情况进行及时传递，从而还能够对相关设备是否保持正常的运行具有充分了解。

1.3 数字化继电保护技术具有高度的开放性与互操作性

发展至今，国家为了能够大力促进智能电网的快速发展，显著提高智能变电站运行的效率和效益，国家电网公司已经于2010 年正式制定并实施了《Q/GDW441-2010智能变电站继电保护研究规范》，该保护规范中明确规定了继电保护以及设备配置的基本原则，其中还包括继电保护装置以及技术标准，继电保护的基本信息互换原则等方面，因此分析和研究数字化继电保护于智能变电站中的具体应用，是完全离不开该具体规范的规定。

2、110kV 智能变电站的保护配置情况

110kV变电站使用常规开关作为主开关。以某地为例，目前，该变电站内设有电子式互感器，但尚未实现一体化平台及智能应用，然而，在变电站内的自动化系统结构、继电保护装置及合并单元的配置、网络方式都可以作为智能变电站建设的参考。三层侧设备，两级网络结构，符合智能变电站要求。变电站内过程层运用的是GOOSE网、SV网方式，与智能变电站要求独立组网有所差距。保护配置包括所需要的母差保护装置、线路纵差保护装置、故障录波器等，此外，110kV母差、主变及智能终端，合并单元按双重化配置，均体现了智能变电站的配置要求。

3、110kV 智能变电站相关设备的保护配置

（1）线路保护。相对110kV智能变电站而言，应将站内保护、监测和控制功能综合为一体，根据间隔情况单套设置。对线路的保护直接采样，直接跳到断路器；在GOOSE网使用断路器失灵、重合闸等相关功能。具体的线路保护方案参见图1：线路间隔内设有保护测控装置，仅与GOOSE网络进行交换信息，其余全部使用点对点连接，其数据传输方式是直接与合并单元和智能终端连接，期间对数据进行打包，再由光纤传送到SV网，同时传送给保护测控装置；如遇跨间隔信息接入保护测控装置，则使用GOOSE网传输。

（2）变压器保护。根据规程要求，110kV变压器电量保护应配置双套，并应采用主、后备保护一体化配置，如单独配置，后备保护应与测控装置一体化。变压器保护使用双套配置时，合并单元（MU）的每一侧，智能终端的每一侧都要使用双套配置；中性点以及间隙电流分别并入对应侧（MU）；直接采样，直接跳到一侧断路器；如遇跳母联、分段断路器和启动失灵等情况下，则使用GOOSE网进行传输。

（3）母联（分段）保护。母联保护与线路保护基本相同，但结构上更简单。母联保护装置与合并单元、智能终端直接相连，不必进行数据交换，就可以实现直接采样、直接跳闸；并且，母联保护装置、合并单元、智能终端，都可以经过彼此独立的GOOSE网和SV网，实现跨间隔传输信号。根据规程的相关要求，110kV母联保护使用单套配置，应满足保护、监测和控制综合一体化。跳闸方式应用点对点直接跳闸，主变保护则应用GOOSE网络跳闸；母联保护在母线失灵的情况下，可以使用GOOSE网络传输。

4、数字化继电保护在110kV 智能变电站中的应用

继电保护作为保证电网安全稳定运行的首道防线至关重要。智能变电站应在保持变电站基础功能之外，改进增加继电保护设备之间交换信息的方式。智能变电站中，使用了电子式互感器，变压器，断路器装上了智能单元，连接介质全部使用光纤，信息传输实现了网络化。针对各部变化，下面提出新的测试检验方法：

（1）原来输入保护装置的电压、电流模拟量被合并器的光数字信号所取代。前提是要考虑有跨间隔数据要求的保护装置，在不同间隔间传输数据时，到达时间的同步性，如不确定或差距较大，则可能无法满足保护装置的要求。

（2）同等设备条件下，原有变电站继电保护使用接点直接跳闸，而智能变电站则使用GOOSE网络，信号经网络传输到智能终端后跳闸（有智能开关时除外），其可靠性更强，运行检修扩建的安全性更高。

（3）原有变电站保护装置，输出信号都是经过GOOSE协议下进行网络传输，智能变电器则增设了优先级别，使用GOOSE报文传输。我们可以通过整组传动试验，检验变电站保护装置输入和输出信号的精度和实时传输。

（4）光纤数字电压、电流信号的输入方式，决定了检验数据同步性的测试显得尤为重要，如变压器差动保护、母差保护，需要对不同的同步间隔的数据进行验证。

（5）光纤以太网主要针对误码率和光收发器件的功率进行检验，从而保证其物理连接的准确性和可靠性。检验过程可以借助网络分析仪、网络负载模拟器等工具进行。

（6）合并单元的检验主要是看其可否及时准确地传输一次电压和电流信号；智能单元的检验则是看可否及时准确地传输数据，控制设备，保护报文，并做出相应的处理。

5、结束语

为加快智能电网建设，提高智能变电站效率和效益。当前数字化继电保护对于智能变电站具有积极方面的作用，国内已经在一些智能变电站中逐渐应用了数字化继电保护措施，希望以此取得的经验与教训能够为未来数字化继电保护技术于智能变电站的实际应用提供有效的经验。

参考文献：

[1]徐晓菊.？数字化继电保护在110kV智能变电站中的应用研究[J]. 数字技术与应用. 2011（10）

[2]夏勇军，蔡勇，陈宏，陶骞，胡刚.？110kV智能变电站继电保护若干问题研究[J]. 湖北工业大学学报. 2011（01）

[3]蒋睿智.？变电站保护多信息融合应用探讨[J]. 硅谷. 2008（23）