继电保护过流保护原理范文

导语：如何才能写好一篇继电保护过流保护原理，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】继电保护；晶体管继电器原理；滤波

1 概述

继电保护在供电中起着很重要的作用，可以保护供电设备及用电设备的安全，可以防止发生意外对供电和用电设备的损坏，是工厂能够正常生产的保证，因此电站每年一次的预防试验工作十分必要。以前我们使用KF-6400型继电保护校验仪，随着科学技术的进步和发展，微机保护慢慢取代了继电器成为了高压变送电线路及高压设备中的保护设备；微机保护校验对继电保护校验仪的精度要求比较高，因此我们购买了一台北京博电S40A型单相继电保护测试仪。

2 继电保护装置调试

2.1 继电保护原理

继电保护不仅限于电气量，也有其他物理量，变压器的油在故障时产生大量瓦斯气体、油的流速增大。油压的强度增高等，这些也属于继电保护。不管反映哪种物理量，继电保护的构成形式基本不变。继电保护装置包括三部分：测量部分、逻辑部分、执行部分。作用于跳闸的继电保护要求具有：可靠性、选择性、速动性、灵敏性。

2.2 继电保护校验

2.2.1 继电器单体试验

继电器单体校验主要检查其工作特性及刻度值是否准确，工作特性主要指其返回系数，电流继电器返回系一般要求在0.8～0.9之间，电压继电器返回系数一般在1.1～1.2之间，这样可以保证其可靠性和灵敏性；试验中对于不满足返回系数及刻度值不准确的继电器要进行调整，使其满足上述要求。

2.2.2 继电器整组传动试验

传动试验前对继电保护模拟试验，对组成继电保护回路的电气元件按实际的运行情况通电试验，制造人为事故是继电器保护动作，检查线路、整定值、继电器动作的正确性和可靠性。

传动试验包括速断试验、过流试验、反时限试验及零序试验，传动试验即将相应的继电器调整到设计的速断电流值或过流值，接通控制电源，合上断开断路器，使用继电保护测试仪在互感器的二次端子上加电流信号，加电流到设定的过流或速断值时，使断路器跳闸，测量其动作时间是否与设计要求值相同，依据测量的动作时间来判断其保护回路是否可靠。

3 发现问题

近年来我们在天津钢铁集团电站预防试验过程中，对继电保护试验积累了大量的现场经验。在预防试验过程中我们使用北京博电继S40A型继电保护校验仪对LL-12/5型过流继电器校验，校验过程中发现继电器速断值与设定值不同，开始我们怀疑继电器有问题，当我们对同一型号的另一个继电器校验时发现其速断值与设定值也不同。因此我们用KF-6400型继电保护校验仪对上述两个继电器校验时其结果速断值与设定值一样。两个不同的继电保护校验仪对同一个继电器校验的速断值不相同，由此产生了北京博电S40A型单相继电保护测试仪对LL-12/5型过流继电器速断校验时出现了问题。

4 问题分析

4.1 KF-6400型继电保护校验仪原理及特点

在以前由于没有更先进的继电保护测试仪，现场多采用继电器作为保护装置；以前我们使用KF-6400型继电保护校验仪对继电器进行校验。

在实际的应用中发现存在着一下几个方面的缺点：

（1）采用碳刷调节线圈砸数比来调节电流的，这样调节电流输出不稳定；

（2）没有稳压装置，因此在测试过程中受电网电压波动影响较大，输出电流不平稳，就输出大小不一样；

（3）不能自动测试继电器的返回系数，手动测试继电器返回系数，这样测出的返回系数误差比较大，会使测量值不准确；

（4）做大电流测试时，电流必须从零开始升起，升到所需电流值所需的时间较长，这样就会使继电器发热，甚至继电器会冒烟。

4.2 S40A继电保护测试仪

S40A是一款由单片机控制的继电保护测试仪，功能简单、携带方便。既可以用于交直流继电器动作值、动作时间的测试；也可对低压微机线路保护的复压闭锁方向过流、零序过流、低周减载等保护功能以及高压线路微机保护的整组传动等进行测试；还可以用于微机变压器差动保护的起动值、速断值、二次谐波浪涌流闭锁值的测试。S40A继电保护试验仪，输出精度比较高，最小可达小数点后两位，最大输出电流40A，输出电流最小0.01A。

4.3 LL-12/5型过流继电器

LL-12/5型过流继电器属于晶闸管继电保护装置，这种类型的继电器具有反时限特性，它是根据整流原理构成的，具有晶体管、二极管等电子元件。晶闸管继电保护装置具有动作速度快、灵敏度高、功率消耗低、体积小、重量轻、调试比较简单以及易于适应新的复杂保护技术等优点，但是它存在抗干扰性较差、元件较易损坏及可能因元件不稳定而导致误动作等缺点。

4.4 波形观察

用示波器分别对S40A型单相继电保护测试仪和KF-6400型继电保护试验仪对LL-12/5型过流继电器校验时产生的波形进行观察。S40A型单相继电保护测试仪对LL-12/5型过流继电器输出17.5A时的波形如图1所示。KF-6400型继电保护试验仪对LL-12/5型过流继电器输出17.5A时的波形如图2所示。从波形图中看到，S40A型单相继电保护测试仪电流加在LL-12/5型过流继电器上波形发

生了严重的畸变，而且在相同电流值的情况波形峰值要大出一格，这就是问题产生的原因。

5 问题解决

5.1 滤波原理

滤波电路常用于滤去整流输出后中的纹波，一般由阻容元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容，电感组成的各种复式滤波电路。

常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。若滤波电路元件仅由无源元件组成，则称为无源滤波电路。若滤波电路不仅由无源元件，还由有源元件组成，则称为有源滤波电路；有源滤波的主要形式是有源RC滤波，也被称作电子滤波器。

5.2 滤波电容计算

5.2.1 计算公式

根据公式RL*C≥（3～5）T，式中的C就是滤波电容的大小；RL是负载阻抗，其大小有公式RL=U0/I0 ，U0是输出电压，单位是伏；I0是输出电流（就是负载上流过的电流）单位是安；RL的单位就是欧姆。T就是整流后的脉动电流中的基波周期，全桥整流其基波的周期是0.01S。

5.2.2 等效电路

S40A继电保护测试仪，LL-12/5型过流继电器及滤波电容组成的等效电路如图下3所示。 C为所需的滤波电容，RL为LL-12/5型过流继电器的等效电抗。

5.2.3 滤波电容计算

LL-12/5型过流继电器采用单相全控桥整流，因此 T=0.01S；LL-12/5过流继电器 起动值设置2A档，用万用表测得加在继电器电流输入端的电压为5.7V。

5.3 滤波效果验证

理论上滤波电容越大越好，滤波电容越大整流输出的波形越好，但是在实际问题中，继电器用KF-6400继电保护测试仪校验设置好的LL-12/5型过流继电器得到速断值为17.5A，为了使S40A继电保护测试仪对其校验时速断值也为17.5A。

通过试验采用3个4700μF和一个470μF的电容并联。

使用示波器观察LL-12/5型继电器并联滤波电容后S40A继电保护试验仪对其校验加17.5A电流时的波形图如下图4所示。

图4 LL-12/5并联电容后用S40A加17.5A时的波形图

通过图4和图1进行比较，S40A继电保护校验仪对LL-12/5型过流继电器校验时加电容滤波后其波形得到明显的改变，消除了基波。

通过图4和图2进行比较可以看出，S40A继电保护校验仪对LL-12/5型过流继电器加17.5A电流经电容滤波后的波形与KF-6400继电保护校验仪对LL-12/5型过流继电器加17.5A电流的波形基本相同。

5.4 并联电容电路分析

并联电容后其等效电路见图3，这样电路参数发生了改变，虽然使用S40A可以保证继电器在17.5A电流时动作，可是加在LL-12/5型过流继电器上的电流是否为17.5A。为了得到加在继电器的准确电流，利用两个电流表分别测出电容上的电流和继电器上的电流。S40A输出10A电流时，测得加在电容上的电流IC为10A，继电器上的电流IRL为10A；当S40A输出17.5A电流时，测得IC为17.5A，IRL为17.5A。通过上述试验得出并联电容后，S40A输出的电流，与电容电流，继电器电流三个相等。

根据电容电流和电压的关系，首先确定并联电容电流的方向，再根据三个电流值的特点以及基尔霍夫电流定律确定S40A电流的方向，最后根据平行四边形法则得到LL-12/5型继电器电流的方向。

6 总结

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【关键词】 供电系统继电保护装置应用维护发展趋势

供电系统是我国国民经济发展的重要支撑,为工业生产和居民生活提供必须的电力保障,故维持供电系统的安全稳定运行具有重要意义。随着配电网络结构日趋复杂,现代化技术在供电系统的应用日趋广泛,在供电系统中配置继电保护装置成为维持供电系统正常运转,当供电系统发生故障时可以及时发出警报信号,快速切除故障,消除不正常运行状态的一种重要手段。

1 继电保护装置概述

继电保护装置是一种被广泛应用于电力系统中的电气设备,其装置组成可以分为三个部分:测量部分、逻辑部分以及执行部分。测量部分的主要工作是采集和测量被保护元器件的相关电气量,将该测量值与整定值作对比,根据对比结果确定是否应该启动继电保护。逻辑部分的主要工作是对多个测量结果按照其属性、逻辑状态、启动顺序等制定相应的工作规则,确保指令的正确性。执行部分的主要工作就按照逻辑部分的输出指令进行动作,实现对供电系统的继电保护。

继电保护装置的工作原理如下:当系统中某一部分发生故障或将要发生故障时,会产生相关电气参数特征的变化,如电流电压间的相位角发生变化、电流增大、电压增大等,继电保护装置检测到这种变化后与预设整定值进行比较,若变化超出正常范围则保护功能启动,对应上述故障分别表现为方向保护、过流保护、低压保护等。

继电保护装置被应用到供电系统的目标为:一,对于供电系统中出现故障的电路部分通过相关电路器自动跳开的方式将其及时分离,使其与供电系统断开连接,降低故障元器件或者设备的对自身和其他连接设备的损坏,控制故障为供电系统带来的经济损失;二,对于供电系统中的设备或装置进行状态监控,一旦出现不正常运行状态,根据状态情况向相关人员发出报警信号,消除或减小故障设备或装置对系统造成影响。应用于供电系统的继电保护装置应该具有可靠性、灵敏性、选择性以及速动性等特点。

2 继电保护装置的应用

继电保护装置应用于高压供电系统以及变电站中可以根据应用位置和保护内容等分为线路保护、主变保护、电容器保护等。

其中,继电保护装置在高压供电系统的具体应用表现为:对于不并列的分段式母线按照其电路结构加装电流速断保护,该保护工作于断路器合闸的瞬间,断路器合闸完毕后保护自动解除。此外,为保证相关配电所的正常运转和安全,应该在较为重要或运行负荷等级较高的配电所配置过流保护装置。

继电保护装置在变电站中的应用可以从以下几方面讨论:首先是线路保护。对于供电线路的保护可以根据实际环境采用二段式或三段式电流保护,其中第一段保护为电流速断保护,第二段保护为限时电流速断保护,第三段保护为过流保护。其次是主变保护,即对主变压器的保护。该保护可分为主保护和后备保护两种,其中主保护由差动保护和重瓦斯保护组合实现,后备保护由过负荷保护和复合电压过流保护组合实现。再次为对电容器的保护。该保护的实现主要通过过压保护、失压保护、过流保护、零序电压保护等功能装置实现。此外还有母联保护,该保护的实现通过在相关位置增装限时电流速断保护装置和过流保护装置实现。

通过上述不同位置、不同环节的保护装置的应用可以有效提高整个供电系统的安全性和可靠性,降低整个供电系统故障所带来的经济损失。

3 继电保护装置的维护

继电保护装置对整个供电系统具有重要作用,故应该在日常工作中做好对相关继电保护装置的维护和检测工作。

一是要对继电保护装置的连接部位以及其机械性能进行检测,确保其处于健康状态,消除保护拒动、误动等现象的出现。二是要对保护装置的插件进行检测和巩固,确保每个功能配件之间的连接牢固。三是做好继电保护装置的清洁工作。四是对继电保护装置的工作状态做好记录工作。随着微机型继电保护装置的逐步成熟和投入应用,这部分工作可以通过相关软件自动完成。

4 未来供电系统中的继电保护技术发展前景分析

继电保护装置的发展经历了多个时期和阶段,其发展过程是与现代信息技术相匹配的。随着计算机技术和网络技术的发展,其在各领域的应用更加广泛,体现在供电系统中的安全性和可靠性保护方面就是微机保护相关装置和技术的应用。配合使用网络技术可以有效的推动现有的继电保护装置和技术向自动化、智能化的方向发展;在功能方面,继电保护的功能也会随着可检测故障数据的增多而增多;在检测准确度方面,高性能硬件设备的投入使用必然会提升故障位置判断的准确度和精确度,进而进一步提升供电系统的可靠性和安全性。

总之,未来的供电系统中的继电保护技术的发展必将以硬件革新为基础,配合使用先进的软件技术,整体实现以终端单元、微机保护装置等为主的完整的、功能强大的、智能化的、自动化的计算机保护系统,提升保护效果、降低设备和资源投入、提高二次系统的可靠性。

5 结语

供电系统功能繁多,结构复杂,需要较高的运行可靠性和安全性。应用继电保护装置对供电系统进行安全保护对维持供电系统的正常运转具有非常重要的实用意义。在应用继电保护装置对供电系统进行运行可靠性保护时,需要根据应用位置、被保护装置的工作属性等进行实际配置和确定,以保证整个系统处于有序、可控运行状态。

参考文献:

[1]李志红,刘建刚.电力系统继电保护装置运行可靠性探讨[J].中国科技博览,2012(24).

[2]王莉娟.继电保护装置在电力系统中的应用研究[J].科技传播,2012(19).

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关键词：综保装置；继电保护定值；进线及母联；进线备自投；主风机；变压器；循环水泵；电容器

中图分类号：TU856 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）05-0130-02

微机保护和传统的电磁式继电器式保护相比，具有可靠性高、维护调试方便、保护性能好等优点，因而得到了广泛应用，传统的继电器式保护逐渐退出历史舞台。延安炼油厂运用微机保护对40万/年催化装置6kV系统的继电器式保护进行了综合自动化改造，我们将根据微机保护的动作原理、设备的情况和上下级配电室的定值配合等计算出该配电室各类设备的定值。

1 进线及母联

根据延安炼油厂供电系统的实际情况和生产装置电气设备要求，我们对该配电室的6kV进线只投过流保护，在定值计算上主要是和上级老区35kV变电站相配合。上级出线过流定值为：IDZ=1980A，T=0.9s。进线过流定值为：IDZ=1900A；IDZJ=9.5A；T=0.6s（CT变比为1000/5）。母联保护和进线保护在定值上相同。微机保护灵敏度较高，过流保护0.3s的时间差即可避免故障越级跳闸。

2 进线备自投

延炼6kV配电室采用单母分段运行方式，正常时两段进线投入运行，母联处于备用状态。南瑞进线备自投的原理是：运行中的两段进线如有一段被检测到无压无流，将被撤出运行，母联将自动加入运行。备自投进线定值为：母线无压定值U=25V、母线有压定值U=70V、进线无流定值IDJ=0.2A、跳进线开关时间T=2.8s和合母联开关时间T=0.3s。

3 主风机

40万吨/年催化装置共有3台主风机，使用功率型号相同的三相异步电动机，有功功率为1800kW，额定电流为197A，CT变比为300/5。投入了速断保护、过流保护、过负荷保护、低电压保护和PT断线闭锁保护。速断保护主要是预防电机短路现象，定值整定上要躲过电机的启动电流。通常鼠笼型异步电动机的启动电流为额定电流的7倍左右，依据主风机的启动电流情况，速断保护定值整定为：IDZ=2040A、IDZJ=34A、T=0s。

过流保护主要是预防电机的堵转、超载等现象，定值整定上通常为1.5倍的额定电流，时限为8～12s。在使用原高压柜的电磁式继电保护时，在启动阶段我们将过流保护的压板打开，电机启动时间为40s，启动结束后过流保护再投入运行。但使用微机保护后，所有保护共用一个压板，将压板打开会对电网安全运行造成很大风险。过流保护定值整定为：IDZ=295.5A、IDZJ=4.93A、T=40s。40s的延时是为了躲过电机的启动时间而设置的，超过了电机过流保护通常设定时间，存在一定安全隐患，我们将在来年大修时会同继电保护效验单位和南瑞技术人员，看能否启用保护装置的堵转反时限保护来消除此隐患。

过负荷保护是预防电机长时间超载运行对电机线圈造成损害、动作与告警。定值整定上通常为1.2倍的额定电流，时限为8～12s。过负荷保护定值整定为：IDZ=236.4A、IDZJ=3.94A、T=8s。

低电压保护是预防系统停电后，来电瞬间电机突然启动造成风机、泵等机械负载的损坏。低电压保护定值整定为：U=60V、T=9s，在系统停电9s后断路器将自动分闸。投PT断线闭锁保护是预防PT二次保险熔断后，电机误跳闸。

4 循环水泵

40万吨/年催化装置有2台循环水泵，使用功率型号相同的三相异步电动机，有功功率为200kW，额定电流为24A，CT变比为100/5。此电机为直接启动，投入了速断保护、过流保护、低电压保护和PT断线闭锁保护。各类保护整定原则和主风机相同，具体如下：速断保护定值整定为：IDZ=240A、IDZJ=12A、T=0s，过流保护定值整定为：IDZ=37.5A、IDZJ=1.88A、T=8s，低电压保护定值整定为：U=60V、T=9s，投PT断线闭锁保护。

5 变压器

40万吨/年催化装置有2台同型号的干式变压器，容量都是1250kVA，额定电流是115A，CT变比为150/5。按照国家电力部门有关规定容量在2000kVA以上的变压器才需投差动保护，因此本变压器只需投速断保护和过流保护。

变压器的速断保护动作电流应躲过变压器低压侧的最大短路电流和变压器合闸时的励磁涌流，厂用变还应考虑躲过大容量电机的启动电流。根据我们多年的运行经验和本变压器的运行情况，本装置的速断保护整定为额定电流的5.5倍。速断保护整定值为：IDZ=640A、IDZJ=21.3A、T=0s。

变压器的过流保护是为了防止变压器外部短路和长时间过载运行，根据经验我们通常将6kV变压器的过流保护整定为2倍的额定电流，整定时间要和进线相配合，以避免越级跳闸。过流保护整定值为：IDZ=230A、IDZJ=7.67A、T=0.3S。

6 电容器

40万吨/年催化装置配备了两台540kVR的电容器，额定电流为50A，CT变比为150/5。投入了速断保护、过流保护、过电压保护和低电压保护。

电容器的速断保护是为了预防电容器内部有短路或接地现象，在合闸时会对电网造成冲击，在定值整定时要考虑躲过合闸时的冲击电流，我们一般将电容器的速断保护整定为额定电流的5倍。具体为：IDZ=250A、IDZJ=8.4A、T=0S。

根据规程电容器运行电流不能超过1.3倍的额定电流，过流保护整定值为：IDZ=65A、IDZJ=1.3A、T=0.5s。

电容器运行电压不允许超过1.1倍额定电压，超过此值后，电容器内部游离电荷增大，可能发生局部放电。过电压保护定值整定为：U=115V、T=0.3s。

低电压保护是为了预防母线失压后瞬间来电，而电容器的残余电压还未释放，相互叠加将使电容器承受高于1.1倍额定电压，造成损坏。低电压保护定值整定为：U=25V、T=0s。

7 结语

电力系统继电保护定值整定计算对系统的安全平稳运行有很大的影响，如何根据保护装置的动作原理和特点，结合设备的实际情况及运行经验，计算出最适合的继电保护整定值是值得深入研究的课题。

参考文献

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【关键词】供电系统；继电保护；可靠性

【中图分类号】TM71 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）11-0222-01

电力系统在运行中，可能发生各种故障或不正常运行状态。在电力系统中，除了采取各项积极措施尽可能消除或减少发生故障的可能性以外，一旦发生故障如果能够做到迅速地、有选择性地切除故障设备，就可以防止事故扩大，迅速恢复非故障部分的正常运行，使故障设备免于继续遭受破坏。然而，要在极短时间内发现故障和切除故障设备，只有借助于特别设置的继电保护装置才能实现。因此，如何在今后确保继电保护的更可靠运行，牵涉继电保护可持续发展的重要课题，因此全面研究继电保护发展趋势，有着十分重要的现实意义。

1、继电保护装置的基本要求分析

继电保护的正确工作不仅有力地提高电力系统运行的安全可靠性，并且正确使用继电保护技术和装置，还可能在满足系统技术条件的前提下降低一次设备的投资。继电保护主要有以下几个基本要求：

1.1 安全性：继电保护装置应在不该动作时可靠地不动作，即不应发生误动作现象。

1.2 可靠性：继电保护装置应在该动作时可靠地动作，即不应发生拒动作现象。

1.3 快速性：继电保护装置应能以可能的最短时限将故障部分或异常工况从系统中切除或消除。

1.4 选择性：继电保护装置应在可能的最小区间将故障部分从系统中切除，以保证最大限度地向无故障部分继续供电。

1.5 灵敏性：表示继电保护装置反映故障的能力。

2、保护装置的应用分析

继电保护装置广泛地应用于工厂企业高压供电系统和变电站等，用于高压供电系统线路的保护、电容器保护等等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用，对于并不并列运行的分段母线装置设电流速断保护，但是仅在断路器合闸的瞬间投入，合闸之后自动解除。此外，还需要安装设过电流保护装置，对于符合等级比较低的配电所不应安装设保护。变电站继电保护装置的应用主要包括：

2.1 线路保护：基本上是应用二段式或三段式电流保护，其中一段为电流速断保护，二段为限时电流速断保护，三段为过电流保护；

2.2 母联保护：需要同时安装设限时电流速断保护和过电流保护；

2.3 主变保护：主要包括主保护和后备保护，主保护一般分为重瓦斯保护，后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护；

2.4 电容器保护：对于电容器的保护主要包括过流保护、零序电压保护、过压和失压保护。随着当前继电保护技术的不断进步，微机保护装置也正在逐渐投入使用中，因为生产厂家的不同，开发时间有先后顺序，微机保护呈现出丰富多彩的局面，但是基本原理及其要达到的目的基本一致。

3、国外继电保护现状

国外的继电保护已经走过了一个多世纪的历程。上世纪90年代，随着微机保护的发展，不断有新的改善继电保护性能的原理和方案出现，这些原理和方案同时也对微机保护装置硬件提出了更高的要求。由于集成电路和计算机技术的飞速发展，微机保护装置硬件的发展也十分迅速，结构更加合理，性能更加完善。近年来，与微机保护领域密切相关的其它领域的飞速发展给微机保护带来了全新的革命。国外微机保护发展了近十五年，经历了三代保护设计上的更新换代，并以微处理器技术与多种已被提出并被可靠证明和广泛应用的算法相结合为基础，不断为新型微机保护的开发和完善创造着良好的实现条件。

4、继电保护的发展现状

电力继电保护是电力企业保证持续不间断供电的重要组成部分，保证电力继电保护的正常运行，有利于实现提高电网事故的分析和处理水平，电力继电保护是电力企业保证持续不间断供电的重要组成部分，保证电力继电保护的正常运行，有利于实现提高电网事故的分析和处理水平，大容量变压器，由于其额定工作磁通密度较高，工作磁密与电压频率比成正比例。对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确，大大提高保护性能和可靠性。但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚须进行具体深入的研究。能够实现电力继电保护工作人员在日常运行中观察和监测录波装置的运行情况以及全网微机型保护情况，这从根本上提高了电力机电系统保护装置的健康运行。

到二十世纪九十年代，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，此时，我国继电保护技术进入了微机保护的时代。这说明了我国继电保护系统已经进入到了一个新的篇章，为微机保护开创了道路。计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。

4、电力系统继电保护发展建议

4.1 深入推广继电保护综合自动化系统的应用

4.1.1 继电保护综合自动化系统的工作原理

电网继电保护综合自动化系统运用客户机/服务器的工作模式。客户机的任务是实时监控继电保护系统的运行状态，服务器用于在接收到客户端的应用请求和事故报告后执行故障计算程序，然后向客户机发出执行指令，从而达到对各种保护设备的实时监控。

4.1.2 继电保护综合自动化系统的功能

继电保护综合自动化系统主要实现以下功能：实现继电保护装置对系统的自适应、实现继电保护装置的状态检修及其故障的准确定位、完成事故分析及事故恢复的继电保护辅助决策对系统中运行的继电保护装置进行可靠性分析、自动完成线路参数修正；另外，还可以实现种附加功能，如记录保护动作顺序和时间、判别故障类别以及记录电流、电压波形等，这些加功能为分析处理故障提供了有力的帮助。

4.2 增强继电保护基础管理

基础管理包括以下几个方面：

4.2.1 重视人力资源培养

继电保护人员的技能水平和思想素质直接关系到工作完成的质量和效率，并与电网的安全稳定运行紧密相连。

4.2.2 加强基础数据管理

促进继电保护更加健全地发展，应当运用网络技术建立完整、实用的继电保护管理基础数据库，实现对继电保护的信息化管理。

4.2.3 保护实验设备管理

目前继电保护的三相试验台大都为微型机试验台，电流和电压输出为自产模式，现场使用时间过长后可能出现输出不稳定、波形畸变等问题，从而影响校验精度，因此必须注意加强试验台的定检工作。

4.2.4 加强继电保护现场工作

现场工作是继电保护中的关键环节，在运行时应注意以下问题：调试装置的问题；保护的电源插件；二次回路的绝缘；收发信及开关内部继电器校验；压变二次回路中放电间隙器校验问题等

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关键词：继电保护；井下供电系统；电力工程；供电网络

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）30-0044-02

随着技术的进步，电力工程高速发展，井下电力应用得到大力推广，电网复杂性加剧，变电站覆盖域变大，功用种类繁盛，必然导致供电网络事故的频繁发生。为维护电网的高效运行，提高其稳定性、安全可靠性，就必须加大对继电保护的强化力度，使其高效快速地检测出可能的事故问题。

1 继电保护的基本介绍

继电保护的定义。在供电网络中能对初次系统进行监控、调节、控制、测量的自动化设备叫做继电保护装置。它能有效快速地检测出电网中某些电气元件是否发生故障或运行不正常，对问题元件能自动性、有选择性地切除，通过断电器跳闸或发出通知信号保障无问题部分正常运行，并根据维护条件调节电网负荷、电流分布等。

2 继电保护达到的标准要求

（1）安全可靠性。继电保护装置的可靠性就是要求装置在故障发生时应该动作，切除隔离问题部分；电力系统正常工作时避免误动。它在电力网络中的主要任务是负责系统的安全可靠运行，及时发现问题，纠正解决问题，最大限度地降低电力系统中相关元件的损耗；同时，对故障部分的状况发出信号，相关人员及时处理，并与其他设备配合，保障电力网络的安全运行。

（2）反应灵敏性。继电保护的反应灵敏性一般用灵敏度表示，是在其工作范围内的故障或运行不正常的部分的反应敏捷能力，其要求故障一旦发生，其工作范围内的任何故障位置、任何故障类型都可快速正确地显示出来。灵敏度用公式Km=Ld min/Id表示，其值越高其能力越强，不同线路其值也不同。

（3）选择替换性。继电保护对电路的保护分为主保护、后备保护、辅助保护。其选择性是仅对故障部分进行隔离切除，保障大部分的正常运转。对供电系统一般都准备两套保护系统，其中主保护反应快，副保护反应慢。当主保护反应后故障依旧未排除，副保护起作用切除主保护未排除的故障部分；而且当主保护拒绝动作时，副保护也起作用，防治继电保护的惰性反应。主反应快，路线长的话就有漏掉的部分，副反应慢，同样有其反应范围，因此必须为补充两种的不足而设计相应的简单的辅助保护。

（4）快速应对性。电力系统发生故障时，要求继电保护系统必须快速地切除故障部分，减少故障元件工作时间，降低破坏。同时，某些特殊情况，要求保护系统动作有延时性。因此，对于保护系统的反应速度有一定的要求。对于高压线路，必须快速切除故障部分；变压器、电机本身出现的故障要快速切除；危害性大的路段，例如铁路通信、高压输送路线要求快速切除故障；导线截面小的线路必须快速切除故障；对于主干路上连同的主电力设备需要工作时间，无备用路线时就必须延时反应。

3 当前井下继电保护应用研究现状

近年来型、型、型矿用开关柜和型、型及型防爆开关被大多数矿井选用为井下开关柜，这些类型的开关柜虽然装有过流脱扣器和失压脱扣器等保护装置，但没有安漏电型保护装置。经过改进，井下用柜K Y Ggg-6型添加了过流保护装置、欠压和漏电保护装置；K Y gg-1Z、K Y gg-1型等也添加了上述三种保护装置。对于B gp3-6防爆型开关柜还装有晶体管保护。老型号的开关柜由于过流脱扣器来完成过流保护，当其主次级短路电流区别不大时，难以满足选择性，且尽管装有gl型继电器，主次级反应动作很难配合好，且这种情况若发生拒动时，还没有后备保护装置。一旦漏电，纵向线路没选择性，主次级刀闸开关都跳闸，故障范围扩大，生产受影响大。晶体管保护装置存在时限和纵向配合问题，有待进一步研究改进。

4 井下继电保护系统应用中的常见问题

4.1 继电保护系统整定值不准确

继电保护整定值是综合供电系统正常工作的常规设定值，当线路电流或其他数值与此值不匹配时就可以确定其故障问题；此值必须得保障可靠性、灵敏性、突出选择性、快速应对性。统计表明，在使用安装继电保护系统中，保护整定值存在随意现象，过大起不到保护作用，过小则太灵敏经常有故障，两者都对生产造成影响。造成这种现象的原因主要是工作人员对继电保护不熟悉，相关知识不到位，工作原理没把握，供电系统经常被忽视保护

问题。

4.2 系统整定方式错综复杂

技术的进步使各种保护产品向高科技电子化方向发展，其型号多变，没有固定的模式，致使其整定方式各不一样。保护器中，有的电子产品必须人工手动设定具体值，有的则预先设定了档位；同时，产品中以二次电流的保护设定为主，其次为一次电流保护。当电路中使用不同的电子产品时，同一路线其操作手法还不一样，造成使用的复杂性，不利于保护系统起作用。

4.3 保护设备被弃用

井下空间小，本身行动不方便，线路复杂，造成继电保护被弃用，有的是怕影响生产接地短路，有的是技术不到位不知道怎么弄而放弃使用，这些都将继电保护当成可摆设而应付上级检查。

5 继电保护系统在井下的实际应用

（1）井下主变电所继电保护的级数多，分为：由上级变电所、矿井35kV路线进线、地面6kV井下主变电所区域进线馈出柜、开采区域变电所进线柜、井下主变电器设线馈出柜等共有7级继电保护范围。正常情况而言，矿井上级变电所保护的时间限制设定是固定不变的，一般设定为1.2秒，下一级别保护的时间限制比上一级别的减少0.5～0.7秒。这种设定方式有其局限性，就是保护级别之间的时间间隔对保护对象起不到必要的保护作用，严重时根本不能越级跳闸断电。为避免这种状况发生，井下矿用继电器一般采用ssj型，其灵敏度高于时限型；另外，在不增加保护开关的停进范围内可以适当缩减保护级别，减少时间差。

（2）矿用35kV进线保护使用固定时限保护，6kV配出线一般用反时限继电保护。反时限基本电力元件是gl式感应电流继电器，它具有电流、中间、信号、时间等各种类型继电器的功用，可以同时具有速断和过流两种断电保护，对继电保护的操作起到简化的效果。同时反时限可以与固定时限、反时限等继电器之间配合使用，因为反时限保护对越靠近电源方向的短路反应时间越短，整定时通过动作曲线即可查的。这种与曲线拟合对比脱扣器而动作的行为模式时间配合较难，经常出现越级保护跳闸现象，且其速度都远高于过流保护动作，因此采用反时限gl过流型继电器无法现场整定，只能手动粗略调整，其偏差大，影响其灵敏度。相对于这种情况，在靠近主电源线路附近使用定时限继电器，相互配合，对继电保护的保护功效起到更大的促进作用。

6 结语

继电保护重在保护，保护煤矿井下电力系统的完整安全可靠运行，预防类似于短路电流过大发生火灾造成井下瓦斯爆炸事故、路线绝缘破损触电事故、通风系统因线路电流电压异常而停止工作等重大事故的发生。井下继电保护的安全可靠的运转，小方面可以有利于维护企业稳定生产，大方面可以安定社会。

参考文献

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[2] 刘菊青.继电保护在井下供电中的应用[J].淮北职业

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关 键 词 煤矿供电系统；继电保护；优化改进；研究

中图分类号：TD6 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）032-050-02

煤矿供电系统在煤矿企业整体生产和开采过程中占有着及其重要的地位，而继电保护系统是供电系统安全的重要环节，它直接影响着整个煤矿供电系统能否安全稳定的进行。随着煤矿开采规模以及产量的日益增大，煤矿供电系统保护装置和用电安全越来越严重的影响到整个煤矿供电系统。但是，由于继电保护系统相对来说较为复杂且庞大，影响因素各种各样，工作人员对保护装置的原理和操作不甚理解，导致了供电系统的安全隐患，因此严重危害到供电的稳定性。所以，对煤矿供电继保系统优化改进进行研究，可以有效地保障整个煤矿开采过程安全稳定的进行。

1 煤矿供电系统的现状

在我国的煤矿生产中，由于煤矿井下供电电网中电力负荷变压器的分布和设置较多，因此统一使用较为广泛的供电系统为6 kV或10 kV。动力变压器给井下设备供电采用相互独立的运行模式对水泵、电动机等机电设备供电。6 kV和10kV供电系统包括一次系统和二次系统，二次系统较一次系统更为复杂，包含许多继电保护设备和自动装置。

1.1 煤矿系统中的继电保护

为了保证6 kV或10 kV系统的安全稳定进行，必须配置正确的保护装置。如下：

1）6 kV/10 kV配电变压器需要配置的继电保护：当配电变压器容量在400 KVA-630 KVA时，需设置电流保护、速断保护或瓦斯保护；当配电变压器容量小于400 kVA时，需设置高压熔断器保护；大于800 kVA时设置电流保护、气体保护、温度保护等。

2） 6 kV/10 kV线路需要配置的继电保护：设置电流速断保护。

3）6 kV/10 kV分段母线需要配置的继电保护：设置电流速断保护。

1.2 煤矿供电系统存在的问题

目前的工矿企业供电系统的继保装置中也存在着很多问题。如电力部门限制了电源保护的时段和定值导致保护时限较短保护不当；煤矿供电系统继电保护开关级数较多，电阻较小，导致电流差值小，使保护难以整定；瞬时速断存在着明显的缺陷，一旦出现线路故障所有速断保护全部启动，会矿大停电故障的影响范围。

对于煤矿系统线路短的问题，可以在下井线路中增加电抗器，使得短路电流值的差距加大，从而能够有效地区分开速断保护动作电流。对于另外几个问题而言，可以加强整定原则和时限值来配合各级之间的关系，最大程度地满足煤矿供电系统的特殊要求。

2 煤矿供电系统继电保护系统优化改进

煤矿供电系统继电保护系统是保障整个煤矿供电系统安全稳定、经济高效进展的重要条件。它可以保证煤矿供电网络和电力负荷安全稳定的进行，并且在发生事故时能够准确灵敏迅速地排除系统的故障因素和故障元件，确保非故障元件的正常供电，提高整个供电系统的稳定性。

2.1 瞬时速断保护的优化改进

由于煤矿地面6 kV出线开关在整个煤矿供电系统中的重要性，在出线分支线路继保系统设置时，应设置成三段式保护，同时瞬时速断动作电流的整定值，并且避免与井下线路末梢三相短路电流接触，整定原则是按照最大的运行方式下线路末梢三相短路来进行整定。

2.2 限时速断保护的优化改进

由于煤矿井下电力网络的特殊分裂运行结构模式，各个分段母线之间短路电流的差值不是很大，即使在6 kV/10 kV中增加了对应的电抗器设备，也难以解决在中央变之后改变短路电流之间的差距，这给工作人员造成了一定的困难。由此可以采取以下的解决措施：改变传统的时限和相邻线路时限的配合，整定原则为按照相同灵敏度系数法进行整定，在极小运行方式下线路末梢发生短路之时具有一定的灵敏度。

2.3 定时限过流保护的优化改进

一般情况下，定时限过流保护都可以按照正常情况下最大的工作电流进行整定，但是由于煤矿供电系统的特殊性即不能自动启动，所以必须按照避免被保护线路的尖峰电流（或者代替最大工作电流）进行整定。尖峰电流的定义是：当该线路中其他设备的最大负荷为30分钟时，而这个线路中的高负荷电动机正在运行时产生的最大短路工作电流。

2.4 配电系统继电保护装置的优化改进

随着配电网用电负荷的加大，高压线路密度的增加，短途输电线路的增多，配电系统继保装置的优化改进就成为我们密切关心的问题。为了解决中低压配网的电线过短、保护级数太多等诸多问题，可以采用三段式电流保护方式进行保护的装置方案，并且引入电压保护和纵向保护的方法来解决煤矿供电系统中继电保护存在的问题。

3 系统优化改进方法的效果

优化改进煤矿供电系统继电保护系统的性能，是有一定的基础的，即满足可靠性、速断性、灵敏性和可选性。可靠性是指一定要有完善的后备保护和足够高的灵敏度，鉴于继电保护装置和设计考虑。速断性是指发生最小两相短路时能够没有时间限制的跳闸，而在最大运行时的三相短路能够增大保护的距离。灵敏性是指瞬时速断的保护区域较大，因而其动作灵敏度较高。可选性主要是相对于限时速断、瞬时速断和定时过流来说的：对于限时速断，引入三级阶梯延时的原则来保证竖直方向上的可选性；对于瞬时速断，即使没有时限也可以使得动作电流有一定的差距；对于定时过流，也是采用短阶梯延的原则，同样可以保证电网保护的竖直方向的可选性。

4 结束语

随着经济科技水平的不断提高，对供电系统要求也与日俱增。这给用电部门造成了一定程度的压力，也开始重视继电系统的保护问题。对煤矿供电系统和用电设备进行继电保护和优化，体现了我国对煤矿安全生产管理制度的严格性。本文通过对煤矿供电系统的现状分析，以及对其背景进行研究分析，论述了研究的意义，然后指出了我国煤矿供电系统存在的问题和解决方案，并且对瞬时速断保护、限时速断保护、定时限过流以及配电网装置进行优化改进，分析了系统优化改进产生的效果。总之，对煤矿供电系统进行继电保护，有助于降低煤矿安全生产中用电事故的发生，保证煤炭的安全生产。

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关键词：主设备保护　整定计算　数字式保护

1　绪论

1.1　电气主设备继电保护配置概况

伴随着我国经济的不断发展进步，人民生活水平的提高，电力系统也不断的向前发展以此应对国民经济的需要，电网系统也在不断地发展日益变得复杂，大容量的机组开始不断地在系统中被应用起来，那么电网与设备是否可以安全稳定地运行就成了需要保证的问题。继电保护和自动安全装置就是在当初应运而生产生的保证电力系统安全运行的装备，继电保护中重要的一个部分就是整定计算，保护装备能否发挥作用取决于定值的正确与否，对保护对象来说，就决定了是否可以在发生故障时第一时间从电网中撤离，避免更大事故的发生。传统的整定计算多是手工计算的方式，不仅时间慢而且准确度也有一定影响，我们现在需要研究的课题就是利用计算机技术来进行整定计算的开发和研究。

1.2　整定计算目前存在的问题

首先，存在着多种保护形式并存的现象，新建的电厂多采取数字式保护，而老电厂还沿袭以前的“老路”，多采用电磁型、晶体管保护等，但是这种方式也在逐渐被数字式保护取代更替。此外，整定计算多采取手工计算的陈旧方式，相对滞后。

2　发电机保护的整定计算分析

2.1　发电机主要故障形式和保护配置方案

发电机是否可以安全运行决定了整个电力系统的正常工作和电力质量，因为发电机本身造价很高，属于昂贵的电器元件之一，为了保证其正常运行、避免出现故障就要为它装备继电保护装置。

通常发电机会有定子绕组相间短路、定子绕组单相接地等故障出现；也会出现诸多的不正常运行状态，比如说：外部发生短路导致的定子绕组过电流、负荷超过额定容量而导致的三相对称过负荷和汽轮机主汽门出现异常突然关闭引发的发电机逆功率等。

针对以上的不良现象，发电机一定要安装继电保护装置：举例来说，一般1MW以上的发电机要安装纵联差动保护，这样就可以有效避免定子绕组相间短路；装置横联差动保护，就会遏制定子绕组匝间短路现象的发生；安装负序电流保护于50MW及以上的发电机时，因外部不对称短路而导致的负序过电流就不会产生；装设转子过负荷保护的话，转子回路就可以不再产生负荷……这些都是安装继电保护装置可以起到的作用。

2.2　发电机纵差保护整定算法

纵差保护和横差保护是发电机差动保护的两个种类，其中纵差保护又可以细分为完全纵差保护和不完全纵差保护两类。

在现实应用中，纵差保护和横差保护有很多种实现方法，比率制动和标识制动的两种差动保护就是纵差保护中应用范围最广的两种，同时在对原有差动保护的基础之上做了一些改进出现的新的算法，比如自适应的差动保护等等。单元相横差保护和裂相横差保护是在横差保护中较多运用的，其中的单元件横差保护还有传统和高灵敏的两种区别。

2.3　发电机横差保护整定算法

双分支和多分支是发电机定子绕组的两种形式，一般来说大型水轮发电机当中多使用多分支定子绕组，但是在实际生产中却常常会出现因为匝间绝缘被破坏而导致的匝间短路故障，这种情况完全纵差反应就是不可反映出来的。当出现匝间短路的情况时，如果匝数较少，虽然相电流的变化不是很大，但是存在于故障匝中的电流却是相当之大的，这时如果切除发电机的速度不够过快，定子铁芯和绕组就会受到巨大的损害。

发电机内部的匝间短路、定子绕组开焊的主保护就是横差保护，其中的单元件横差保护和高灵敏横差保护是之中应用最广的两种。如果把单元件横差保护作用在两中性点之间的TAO构成的横差保护时，一旦发电机的电动势产生畸变，以三次谐波为主体的高次谐波分量就会在TAO中出现，这就要求单元件横差保护一定要具备很高的三次谐波虑过比能力。

横差保护在进行延时设定的时候，一定要考虑到的一种情况就是一旦转子回路短时两点接地造成的误差误动。一般的情况下，当发电机的转子回路出现两相接地的情况时，转子回路的此平衡就会受到严重的破坏，这是不同的电势将会同时被定子绕组的并联分支所感应，就会产生较大的电流通过并联分支中性点的连线上，这样一来就会使横差保护出现误动，延迟的时间通常整定为0.5～1S。

裂相横差保护和比率制动纵差保护在原理上来说是相同的，但是由于裂相横差保护和定子绕组各分支的关系有关，所以比较复杂，但是它的起动电流定值要比总比纵差保护大上很多。

2.4　匝间短路保护整定算法分析

匝间保护在现实生产中也是应用比较广的，是发电机主保护的一种。保护原理是反应故障分量负序方向和反应纵向零序电压的基波分量。

当相间短路、匝间短路等不对称的故障现象出现在发电机的三相定子绕组时，负序源就会在故障点产生。但是由于系统侧对称的原因，发电机时肯定要发出负序功率，所以我们如果想要识别匝间短路，就可以通过故障分量的负序方向来达到目的，其中主定量由于保护装置的不同略有分别，有负序电流增量、负序电压增量等，对应的整体计算要根据不同的技术说明书来学习。

2.5　发电机定子短路故障后备保护的整定算法

过流保护是差动保护的后备保护方式，也是发电机常用的保护方式的一种。过流保护和过负荷保护都把电流作为主要的判断依据，分界线不是很明显，实际上过流和过荷保护都是对发电机自身元件和相邻元件起保护作用的。

通常过流保护有低压过流保护、复合电压过流保护等方式，这是由电气量和逻辑关系的不同决定的，如果按事先来划分的话，则有定时限和反时限两种类别。无论是以上的那种情况，都要参照以下的方面来考虑：与相邻元件的过流保护之间是否有配合的关系；发电机额定电流的整定是否躲过。

2.6　失磁带来的危害

如果大型发电机发生失磁的情况，将对系统造成巨大的伤害。通常情况下，在系统中由于大型发电机的容量关系在系统中所占份额是最大的，一旦失磁，就会大大增加对系统的无功需求，直接影响到其他机组，使其他机组的无功输出压力增大，会导致系统电压下降变大，就会给系统的安全造成巨大的威胁。此外，失磁之后的发电机送出的有功功率全部都是以异步功率的形式发出，就会使整个机组都受到异步功率的影响，因为它的周期性摇摆而产生周期性的振动。

一旦发电机失磁，就会造成以下的后果：电压发生崩溃，主要是系统无功不足导致；可以诱发系统的震荡，出现故障和不良现象；会使发电机本身发生转子过热等现象，烧坏发电机；持续增加的无功输出会使线路外流的同时故障波的范围也随之扩大。

3　总结

主设备的整定计算是不断发展的，需要我们不断地对其进行研究并不断完善。出现新的原理和算法的时候，要及时对其进行研究和讨论，这样才利于新生方法的推广，主设备保护系统的完成也是一个长期的过程，需要我们不断去摸索钻研，给继电保护的工作人员提供具有现实性的指导意见。

参考文献：

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[4]姚中焕，范锡同.浙江电力系统继电保护整定综合程序编程的基本原则.浙江电力.1996.1.

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关键词：变电站；变压器；运行；继电保护；措施

Abstract: The grid is to maintain the state in the economic field all the activities of the core link, the most powerful tool to bring rapid innovation in economic society. A part of the transformer is very important in power system, the safe operation directly affect the grid is efficient, safe operation. For further analysis on the related problems in transformer operation of 110 kV substation and protection measures.

Key words: substation; transformer; operation; relay protection; measures

中图分类号：TU994文献标识码： 文章编号:

对于变电站的保护，不仅要求供电技术能力上的精确，也要求在每一个细节处做到最好。外部环境对变电站的影响也是极其重要的，空气湿度和气候干燥直接影响输出源。所以也要对其基本保护措施加以重视。我们不仅要做好变压器的管理维护工作，保证其安全高效的运行，同时也要做好对其运行状况的记录工作，及时发现问题，并妥善解决，消除潜在隐患，保障电力系统的正常运转。继电保护装置就是为了及时发现故障并进行切除而装设的一种对变压器和变电站甚至整个电力系统的保护装置。

1、110 kV 的变电站变压器运行

1.1、工作原理

变压器是变电站的主要设备，分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器，即高、低压每相共用一个绕组，从高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线的变压器。电压高低与绕组匝数成正比，电流则与绕组匝数成反比。

电压互感器和电流互感器。其工作原理和变压器相似，它们把高电压设备和母线的运行电压、大电流即设备和母线的负荷或短路电流按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流，在额定运行情况下电压互感器二次电压为l00 V，电流互感器二次电流为5 A 或1 A。电流互感器的二次绕组经常与负荷相连近于短路，需要注意的是，绝不能让其开路，否则将因高电压而危及设备和人身安全或使电流互感器烧毁。

1.2、变压器运行异常的情况

当出现过负荷或者外部短路的情况，引起温度升高、油面降低和过电流等现象时，根据不同的情况，变压器主要的保护装置有以下几种：（1）气体保护，该保护方式是瞬间作用于信号式跳闸的，可用于变压器的油箱发生内部故障，或者油面降低时；（2）电流速断保护和差动保护，这种保护方式也是瞬间作用于跳闸，可用于变压器的引出线间的短路、接地短路，或者变压器的内部故障时；（3）过负荷保护，当变压器出现过载时可装设，作用于信号，主要用于因为过载而引起过电流时；（4）过流继电保护，这种保护方式可以作为气体保护和电流速断保护两种保护方式的后备保护，主要带时限动作用于跳闸，一般可用于出现外部短路引起过电流时；（5）温度信号，当变压器的温度发生变化，出现升高或者油冷却系统的异常时，可作用于信号。变压器的故障对电力系统造成的损失是相当严重的，为了防止出现这种情况，安装相应的过流继电保护装置是非常必要的。

2、110kV 变电站的继电保护措施

2.1、继电保护综述

继电保护措施，是研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。电力系统继电保护的基本任务是：当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内自动将故障设备从系统中切除，或者给出信号由值班人员消除异常工况的根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。

随着电力系统容量日益增大，范围越来越广，仅设置系统各元件的继电保护装置，还远不能避免发生全电力系统长期大面积停电的严重事故。为此必须从电力系统全局出发，研究故障元件被相应继电保护装置动作切除后，系统将呈现何种工况；系统失去稳定时将出现何种特征，如何尽快恢复其正常运行等。系统保护的任务就是当大电力系统正常运行被破坏时，尽可能将其影响范围限制到最小，负荷停电时间减到最短。

2.2、 继电保护的具体措施

继电保护安全运行的主要措施有以下几点：

2.2.1特别要注意对继电保护装置的检验工作，只有在检验工作的最后才能进行电流回路升流以及进行整组的试验，当这2 项试验都完成后，绝不能拔掉插件，或者改变定值（定值区），对二次回路的接线进行改变等等。此外，电压回路升压的试验也是要放在最后进行的。

2.2.2 定值区的问题。拥有多个定值区一直是微机保护的一个很大的优点，因为电网在发生运行方式的变化时，更改定值就显得很方便了，但是若出现定值区错误，对继电保护来说就是一个非常严重的问题，所以工作人员需加强对定值区的管理，确保定值区的正确。

2.2.3 一般性的检查工作。它对于任何保护措施来说，都是相当重要的，绝对不能疏忽，一般性的检查基本包含2方面：①检查机械特性和焊接点是否牢固，同时也对连接件是否紧固进行清点；②将插件全部拔下来进行检查，如按紧芯片、拧紧螺丝等，及时发现虚焊点。

2.2.4 接地的问题。其对继电保护格外重要，首先是装置机箱和屏障的接地问题，这些都是必须要接在保护屏的铜排上的。而更重要的是，铜排本身是否已经可靠地接入地网，这个可以采用大截面的铜缆或者导线将其紧固在接地网上来解决，对其电阻还应用绝缘表进行测量，确定其是否符合规定；其次是电压回路和电流的接地问题，若是接地在端子箱，则必须要确定端子箱的接地是可靠的。

3、继电保护装置的维护

若要继电保护装置正常高效运行，就要定期对继电保护装置进行维护，只有先维护好继电保护装置，才能使其最大程度发挥效用，保护电力系统的正常运行。在对继电保护装置进行维护工作时，首先要对设备的初始状态有一个较为全面的了解，才能对以后的工作做出正确的判断；其次还要对其运行时的状态数据进行及时的统计分析，随时掌握设备的运行情况；再次是对继电保护装置的新技术和新发展，要及时跟进，才能保证其科学性。我国的在线监测技术还处于发展的阶段，不够成熟和完善，对于日常的检修工作并不能做出最准确及时的判断，这就要求工作人员必须对各种数据加以统计分析，做出综合的评价。

4、总结

本文从普通变电站的运转概况谈起，使我们对变电站变压器的运行有了一定的了解，而继电保护也是工作中的重点。希望电厂从业者在熟练掌握其基本操作原理后，再接再厉，将电力这个能够创造更多财富的国家资源的功用提升至更高层面，为人民、国家谋取更多利益。

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3.殷柯. 高压电网继电保护装置故障仿真系统研究[D]. 南京理工大学 2003

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>> 高压输电线路保护新原理及自适应重合闸技术的研究 输电线路的自动重合闸浅析 浅谈220KV输电线路自动重合闸的运行与维护 浅谈220KV输电线路自动重合闸的运行与投退 线路保护与自动重合闸配合的探讨 自动重合闸在输电线路上的运用 输电线路自适应单相重合闸 输电线路的重合闸长短延时压板的投入原则与分析 继电保护及自动重合闸设计 输电线路电压/电流的计算机保护设计与实现 超高压输电线路保护仿真及新型纵联保护研究 输电线过电流保护的仿真分析 高压输电线路保护配置设计及应用 输电线路电流电压保护分析 输电线路防雷保护与研究 输电线路在线监测系统设计研究 电力系统继电保护输电线路故障检测与研究 输电线路设计及施工 输电线路运检三维仿真培训系统的设计与开发探讨 输电线路耐雷特性的仿真研究 常见问题解答 当前所在位置：中国 > 艺术 > 输电线路段式电流保护与自动重合闸配合系统设计及模拟仿真研究 输电线路段式电流保护与自动重合闸配合系统设计及模拟仿真研究 杂志之家、写作服务和杂志订阅支持对公帐户付款！安全又可靠！ document.write("作者： 贾建平 周原野")

申明:本网站内容仅用于学术交流，如有侵犯您的权益，请及时告知我们，本站将立即删除有关内容。 摘 要：继电保护装置是一种由继电器和其它辅助元件构成的安全自动装置，它能反映电气元件的故障和不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号。继电保护与自动重合闸相配合是维护电力系统安全运行的重要手段，因而对其基本原理及其实现技术的研究就显得极为重要。本文以其中比较典型的段式电流保护与自动重合闸相配合为例，对其工作过程进行了模拟仿真研究，对电力研究人员具有一定的指导意义。 关键词：段式电流保护；自动重合闸；模拟仿真中图分类号：TM5

文献标识码：A

文章编号：1005-5312（2010）18-0181-02随着社会的发展，，社会生活和企业生产对电力发展要求越来越高，没有电力的发展，社会发展根本就无法进行。基于电力的重要性，对电力整个生产过程的维护就极为重要。

继电保护与自动重合闸相配合是维护电力系统安全运行的重要手段，对其基本原理及实现技术的研究具有重要的实际应用价值[1]。一、段式电流保护原理

由无时限电流速断（Ⅰ段）、带时限电流速断（Ⅱ段）与定时限过电流保护（Ⅲ段）相配合构成的一整套输电线路阶段式电流保护，叫做三段式电流保护。其中Ⅰ、Ⅱ段联合作为线路的主保护，Ⅲ段作为本线路的近后备和相邻线路的远后备保护[2]。段式电流保护整定配合的基本原理如图1所示，当在L1线路首端f1点短路时，保护1的Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ段均启动，由于Ⅰ将故障瞬时切除，Ⅱ段和Ⅲ段返回；在线路末端f2点短路时，保护Ⅱ段Ⅲ段启动，Ⅱ段以0.5s时限切除故障，Ⅲ段返回。若Ⅰ，Ⅱ段拒动，则过电流保护以较长时限将QF1跳开，此为过电流保护的近后备作用。当在线路L2上f3点发生故障时，应由保护2动作跳开QF2，但若QF2拒动，则有保护Ⅰ的过电流保护动作将QF1跳开，这是过电流保护的远后备作用。二、自动重合闸作用及自动重合闸装置在电力系统的故障中，大多数的故障是送电线路（特别是架空线路）的故障。运行经验表明，架空线路故障大都是“瞬时性”的，例如，由雷电引起的绝缘子表面闪络，大风引起的碰线，鸟类以及树枝的那个物掉落在导线上引起的短路等，在线路被继电保护迅速断开以后，电弧即行熄灭，外界物体也被电弧烧掉而消失。此时，如果把断开的线路断路器再合上，就能够恢复正常的供电，因此，称这类故障为“瞬时性故障”。除此之外，也有“永久性故障”，例如由于线路倒杆，断线，绝缘子击穿或损坏等引起的故障，在线路被断开以后，它们依然是存在的。这时，即使再合上电源，由于故障依然存在，线路还要被继电保护再次断开，因而就不能恢复正常的供电。

由于送电线路上的故障具有以上性质，因此，在线路被断开以后再进行一次合闸就有可能大大提高供电的可靠性。为此在电力系统中广泛采用了当断路器跳闸以后能够自动地将断路器重新合闸的自动重合闸装置。DH3型三相一次重合闸装置用于输电线路上实现三相一次自动重合闸，它是重要的保护设备，其内部接线如图2所示。装置由一只DS32时间继电器（作为时间元件），一只电码继电器（作为中间元件）及一些电阻，电容元件组成。在输电线路正常工作的情况下，重合闸装置中的电容器C经电阻R4已经充足电，整个装置处于准备动作状态。当断路器由于保护动作或其它原因而跳闸时，断路器的辅助接点起动重合闸装置的时间元件KT，经过延时后触点KT闭合，电容器C通过KT对KM(V)放电，KM起动后接通KM(I)回路并自保持到断路器完成合闸。如果线路上发生的是暂时性故障，则合闸成功后，电容器自形充电，装置重新处于准备动作的状态。如线路上存在永久性故障，此时重合闸不成功，断路器第二次跳闸，但这一段时间远远小于电容器充电到使KT（V）起动所必须时间（15-25s），因而保证装置只动作一次。三、段式电流保护与自动重合闸配合系统结构设计

段式电流保护与自动重合闸配合系统结构设计图如图3所示，左边部分为自动重合闸装置原理图，右边部分是模拟段式电流保护的设计图。在输电线路正常工作时，重合闸装置中的电容器C经电阻R4已经充足电，整个装置处于准备动作状态。当断路器由于保护动作或其他原因导致YR跳闸线圈跳闸时，断路器的辅助接点启动重合闸装置，使YO合闸线圈得电后实现合闸，完成自动重合闸动作。四、模拟系统结构三段式电流保护的交流回路接线如图4所示，其中三相调压器用以调节电压，无限时电流速断保护，带时限电流速断保护，定时限过电流保护配合构成三段式电流保护系统，KA1(DL-21C), KA2(DL-21C), KA3(DL-21C)三个电流继电器串联于线路中，SB1,SB2,SB3,QS四个开关按钮分别并联于四个都带有可变电阻的支路。QS开关闭合，SB1，SB2，SB3三个开关分别用来模拟Ⅰ段，Ⅱ段，Ⅲ段电流保护时各段作用时继电器的动作情况。QS开关闭合时，电路的电阻处于最大值，线路正常运行。当闭合SB3时，电阻减小，电流增大，模拟第Ⅲ段定时限过电流保护发挥作用。当闭合SB2时，模拟第Ⅱ段带时限电流速断保护发挥作用。当闭合SB1时，模拟电路发生瞬时短路，第Ⅰ段电流速断保护发挥作用。

三段式电流保护直流回路接线图如图5所示，其中中间继电器的型号分别为DZ-31B,DZS-12B,时间继电器的型号为DS-21C，信号继电器的型号为DX-8,电流继电器的型号为DL-21C。三个信号继电器KS1,KS2,KS3对应三个光示牌分别模拟三段各自发生电流短路时的报警情况。Ⅱ段，Ⅲ段分别串联有时间继电器，起到通电延时的作用。例如当回路发生瞬时短路的时候，断路器由于保护作用断开，KA1继电器得电，KA1触点动作闭合，则KS1线圈得电使得KS1触点闭合，KM线圈得电KM触点闭合，对应的光示牌变亮，与此同时，YR线圈得电实现跳闸。断路器跳闸之后，起动自动重合闸装置合闸。

五、模拟结果及分析（一）跳闸部分三段式电流保护与自动重合闸系统配合模拟操作，当线路的QS开关闭合时，电路的电阻处于最大值，线路正常运行。当闭合SB3时，电阻减小，电流增大，第Ⅲ段电流定时限保护发挥作用。若闭合SB2，第Ⅱ段电流带时限保护发挥作用。若闭合SB1的话，电路发生瞬时短路，第Ⅰ段电流速断保护发挥作用。经过电流整定和动作时限的整定后，相对应的电流继电器KA1，KA2，KA3过流启动，交流回路的断路器由于保护动作而断开，直流回路的断路器触电闭合，同时跳闸线圈YR得电实现跳闸。（二）合闸部分线路过流时，对应的电流继电器线圈得电，相应触点闭合后，串联有时间继电器的线圈得电，经过一定的通电延时后对应触点闭合，KM线圈得电，KM触点闭合，三个信号继电器线圈得电后相应KS1,KS2,KS3触点闭合，发生短路故障的对应光示牌亮灯。由于在输电线路正常工作时，重合闸装置中的电容器C经电阻R4已经充足电，整个装置处于准备动作状态。当断路器跳闸时，断路器的辅助接点启动重合闸装置的时间继电器KT，经过延时后触点KT闭合，电容器C通过KT对KM(V)放电，KM起动后接通KT（I）回路并自保持到断路器合闸。自动重合闸装置的KM线圈得电后KM触点闭合，在12接口形成一个电流脉冲后使得合闸线圈YO得电后合闸，自动重合闸成功。根据合闸后，故障状态存在与否，决定断路器是否跳闸，情况如下：1、如果线路上发生的暂时性故障，如模拟Ⅲ段过流后，瞬时断开开关SB3，则故障消失。合闸成功后，电容器自行充电，装置重新处于准备动作的状态。

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关键词:电力继电保护技术；基本原理；应用分析

中图分类号： F406文献标识码：A

一、前言

随着经济的发展，电力系统在社会发展中的作用越来越重要，而继电保护技术在电厂中具有非常重要的作用，对电力继电保护技术的基本原理及其应用进行分析和研究，对于促进电力继电保护技术的发展具有重要作用。

二、电力系统继电保护技术概述 1.继电保护基本概念 在电力系统运行中，由于外界因素和内部因素都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现，常见的故障有：单相接地；三相接地；两相接地；相间短路；短路等。电力系统非正常运行状态有：过负荷，过电压，非全相运行，振荡，次同步谐振，同步发电机短时异步运行等。电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时，用于快速切除故障，消除不正常状况的重要自动化技术和设备。 2.电力继电保护的工作原理 继电保护的工作原理，是根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成，电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：

电流增大。短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。

电压降低。当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。

电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60°～85°。

测量阻抗发生变化。测量阻抗即测量点（保护安装处）电压与电流之比值，正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗；金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。

3.继电保护在电力系统安全运行中的作用 一个可靠稳定的继电保护系统是整个机电系统安全运行的保障。通常来说继电保护的稳定性能主要是由搭配合理的技术终端和安全可靠的继电保护设施来决定的，它们是整个电力系统安全运行的基本保障。

继电保护在电力系统安全运行中的作用如下：

（一）保障电力系统的安全性 当电力系统元件在受保护的状态中发生故障的时候，保护该元件的继电保护装置应及时准确的通过距离该原件最近的断电保护，使得故障元件能够快速的的与电力系统脱离，最大程度的减少对整个电力系统元件的破坏，把对整体供电系统的影响降低到最小。

（二）对电力系统的不正常工作进行提示

对于没有正常运行的电气设备，要根据不同的故障情况和设施运作过程中的不同情况，来发出相应的提示信息，以便值班的工作人员对故障进行相应的处理，比如：有系统进行自动的调整；手动使故障的电气设备脱离系统；手动脱离故障连带的设备。同时在设备发生不正常工作的时候，允许继电保护装置有一定的延迟，以免过度敏感的保护装置发生误报。

4.电力继电保护技术的重要性 用电设备在运行中都会发生故障致其不能正常运行，最常见的就是短路现象，短路可能产生严重的后果，它能损害发生故障的元件，也能减少元件的使用寿命甚至能影响广大人民群众的生命财产安全，继电保护技术的出现可以将其伤害降到最低，它分为测量、执行、逻辑三部分，当用电设备发生短路故障的时候，它能够快速、正确地将发生故障的元件从电力系统中撤除，避免其受到更多的损害，这样也能保障其他正常元件不会受其影响继续正常运行。并且这种保护技术还能够根据自身所处的环境，元件受损伤的程度，选择合适的方式，做出保护动作。

三、电力继电保护的基本要求1.可靠性是指保护该动体时应可靠动作。不该动作时应可靠不动作。可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。继电保护的可靠性主要由配置合理，质量和技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护和管理来保证。任何电力设备都不允许在无继电保护的状态下运行。220KV及以上电网的所有运行设备都必须由两套交，直流输入，输出回路相互独立，并分别控制不同断路器的继电保护装置进行保护。当任一套继电保护装置或任一组断路器拒绝动作时，能由另一套继电保护装置操作另一级断路器切除故障。在所有情况下，要求这套继电保护装置和断路器所取的直流电源都经由不同的熔断器供电。2.选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护，线路保护或断路器失灵保护切除故障，为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件的选择性，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。3.灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具备必要的灵敏系数，各类保护的最小灵敏系数在规程中具有具体规定。选择性和灵敏性的要求，通过继电保护的速定实现。4.速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装设速动保护，充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用，减少继电器固有动作时间和断路器跳闸的时间等方面入手来提高速动性。

四、电力继电保护技术的主要特点

继电保护技术的主要特点是:

自主化运行率提高,计算机的数据处理技术能够使得继电设备具有很强的记忆功能,加之自动控制等技术的综合运用,使得继电保护能更好地实现故障分量保护,提高运行的正确率。

兼容性辅助功能强,继电保护技术在保护装置的制造上采用了比较通用兼容的做法,便于统一标准,并且装置体积小,减少了盘位数量,在此基础上,还可以扩充其它辅助功能。

操作性监控管理好,该技术主要表现在一些核心部件不受外在化境的影响,能够产生一定的使用功效。与此同时,该保护技术能够通过计算机信息系统,具有一定的可监控性能,大大降低了成本。

五、电力继电保护技术的应用工厂和企业的高压供电系统和变电站都会运用到继电保护装置。在高压供电系统分母线继电保护的应用中，分段母线不并列运行时装设的是电流速断保护和过电流保护，但是在断路器合闸的瞬间才会投入，合闸后就会自动解除。配电所的负荷等级如果较低，就可以不装设保护装置。变电站常见的继电保护装置有线路保护、母联保护、电容器保护、主变保护等。 1.线路保护 ，通常采用二段式或者三段式的电流保护。其中一段是电流速断保护，二段是限时电流速断保护，三段是过电流保护。

母联保护 ，限时电流保护装置联同过电流保护装置一起装设。

电容器保护，包括过流保护、过压保护、零序电压保护和失压保护。 4.主变保护，包括主保护（重瓦斯保护、差动保护），后备保护（复合电压过负荷保护、过流保护）继电保护技术在目前已经得到飞速的发展，各种各样的微机保护装置正逐渐被投入使用，微机保护装置是有各种不同，但是其基本原理和目的都是一样的。

六、结束语

随着时代的进入，科研的深入，加强继电保护技术的应用对于提高社会生产力和生产效率具有重要作用，是社会发展的必然趋势。

参考文献：

[1]齐俊玲.继电保护在电力系统中的应用[J].民营科技，2013（1）：43.

[2]王金明.浅谈电力继电保护[J].大科技，2012（12）：86-87.