继电保护的主要用途范文

导语：如何才能写好一篇继电保护的主要用途，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 仿真程序 设计构想

一、继电保护整定计算程序现状

随着电力系统的发展，电网规模越来越大，结构也越来越复杂，继电保护整定计算的工作量也越来越大，而且整定计算的定值无法通过实际故障的情况，来验证其选择性和灵敏度。整定计算程序只能校验保护定值对本线的灵敏度，不能计算保护定值的远后的保护范围。另外，对于新设备的投产，整定计算不可能进行整个电网的保护整定计算，而只能进行局部电网的保护定值整定计算，因此，日积月累在整个电网保护定值配合上，可能会出现偏差，造成保护定值之间的不配合而使保护误动。一般的整定计算的工作，简单的流程图如下：

往往审核人的审核只对计算结果进行审核，在运行方式上的考虑及配合是否合理还不能验证，而且校验工作也不是很直观。因此，开发研制继电保护仿真程序是非常必要的，也将是非常实用的。

有了继电保护仿真程序，将有助于继电保护的定值的校验，防止运行中的继电保护定值的失配及灵敏度不足等问题。继电保护仿真程序具有模拟电网各种故障(包括复故障)的功能，以校验保护定值的正确性与否，增加了以上环节后，保护定值整定计算工作的流程图如下：

增加了仿真程序检验计算步骤，也就增加了一道防线，能对保护定值进行进一步的校验，而且很直观，能有效地防止保护定值的误整定。

二、继电保护仿真系统的组成

继电保护仿真程序就是利用计算机程序模拟电力系统各种故障，用故障量来检测保护的动作行为，并能输出各站的保护动作情况。其主要由程序和数据库两部分组成。

(一)数据库主要有：

1、电网一次系统图：

包括所有整定范围的一次电网结构图，应标有断路器状态，断路器在断开位置和合闸位置应有明显区别，以提醒计算人员有关保护动作跳闸情况。

2、继电保护定值库

a、元件参数：电网元件参数数据是用来模拟故障计算时依据，必须是电网运行元件的实测参数。

b、继电保护定值库：与在电网中运行的实际定值一致，包括各种保护的定值。

(二)程序部分

程序主要包括下面几个部分：模拟故障计算、保护动作行为的判断和报告输出等。

1、模拟故障计算程序：

模拟故障计算程序是仿真系统的核心，它应能够模拟各种故障类型，并对各厂、变每条线的保护的各种测量值进行计算，如相电压、相电流、相间阻抗、接地阻抗、零序电流、负序电流等。

2、保护动作行为的判断

根据程序的计算结果，与继电保护定值比较，来判断继电保护的动作行为。对各种保护分别进行判断。对于阻抗、电压和电流等保护的判断，直接用测量值与定值进行比较，比较的顺序是，从一段开始，如果在一段范围内，则输出保护动作，不再进行下一段的比较；如果一段不动，再与二段定值比较，以此类推。纵联保护的动作与否，要看对侧高频测量元件是否动作，如果也动作，则输出高频保护动作，否则，判断为未动作。而分相电流差动保护还应与线路对侧矢量电流相加再与定值进行比较。

3、输出报告

比较完毕后，输出保护动作情况报告，并在电网一次结线图上标明保护动作情况。

输出报告中保护动作情况表应有如下内容：

时间：年月日时分秒

系统运行方式：

机组运行情况，元件检修情况，

故障情况：

故障地点，故障类型，相别，

故障量：UA，UB，UC，3U0，IA，IB，IC，3I0。。。

保护动作：

变电站名，线路名，测量值，保护定值，动作时间，灵敏度。。。

。。。。。。

从报告中可以清楚地看到保护的动作的详细情况。

三、继电保护仿真程序的使用举例

仿真程序的运行过程如下：

继电保护仿真程序的主要用途有：保护定值的校验、事故分析和事故预想。

(一)

电网运行中继电保护定值的校验

以简单的电网为例，如图四所示：

各厂站都装有高频、距离和零序电流保护。

1、相间距离保护定值的校验。

A、在CD线出口10%处模拟两相短路，保护的动作行为应是：两侧的纵联保护应动作，CD线C侧距离保护一段应动作，D侧距离保护一段不应动作，距离二段保护应动作。BD线B侧距离二段不应动作，DE线E侧距离二段不应动作。

B、在CD线上25%处模拟两相短路，保护的动作行为应是：两侧的纵联保护应动作，CD线两侧距离保护一段应动作。BD线B侧距离二段不应动作，DE线E侧距离二段不应动作。

可在系统的任意一点模拟故障，来考验保护的动作行为。

2、接地距离保护。接地距离保护的检验方法与相间距离保护的校验方法基本相同。

3、零序电流保护的校验方法。

A、非全相振荡情况，只校验零不灵敏一段保护定值，不应有零不灵敏一段保护动作。

B、其它校验方法与相间距离保护校验方法基本相同。

2、事故中继电保护装置动作行为的分析

如果在电网故障中，保护装置有不正确动作行为，首先要根据当时的系统实际运行方式，可在寻找到的故障点处模拟相同的故障类型，来计算相关变电站和发电厂的电压、电流及阻抗等值，观察保护的动作情况，分析故障中的保护装置的动作行为。并与录波结果进一步进行核实，以保证与当时的实际情况相符，从而验证了保护装置动作的正确与否。

利用仿真程序分析电网事故，可以大大提高工作效率和工作质量，为继电保护工作提供了先进的管理手段。

3、调度员做事故预想

继电保护仿真程序，还可以为调度员做事故预想方案提供方便。调度员可根据事故的预想方案，利用仿真程序在相应的故障点处模拟故障，来观察保护装置的动作情况，做为事故预想的根据，使事故预想的方案更符合实际。

4、临时方式保护定值的校验

在电网运行中，会出现很多难以预料的运行方式，这些运行方式在保护整定计算中，是没有考虑的，也是无法预料的。利用继电保护仿真程序，可以很方便校验临时方式各种保护的灵敏度，对于紧急情况或电网事故做出正确的处理。另外，利用仿真程序还可以校验保护二、三段定值的远后备保护范围、高频保护测量元件的实际保护范围等等。

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【关键词】变电站；综合自动化系统；分析；设计

引言

变电站是电力系统的重要组成部分，关系着电力系统的运行和经济效益的发挥。变电站综合自动化系统在我国还没有形成统一的市场标准，市场上的产品结构和类型也是不同的，这为变电站综合自动化系统的实施造成了一定的阻碍。所以提高变电站综合自动化系统的应用和拓展，有利于提高我国电力系统的发展水平，能为国家的经济建设提供更加有力的支持。

1.变电站综合自动化系统的组成

1.1 变电所

变电所是变电站综合自动化系统必不可少的组成部分之一，它对电力的综合调度起着指导和决定作用。变电所作为调度运行的主要窗口，有利于使人机之间进行有效的交互，语音报警、彩表打印等功能可以对变电站综合自动化系统进行实时监督、对可控装置进行调节，可以完成“四遥功能”。变电所通常由监控工作站、运动主站、工程师监控站这三个部分组成。

1.2 远方工程师站

远方工程师站通过MKDEN系统，可以与公用电话线进行连接，这样工程师就可以在有电话的任何地方，实现与网上的元件进行通信，还可以就地对计算机中的磁盘进行读取，通过对波长记录的分析，对远方存在的故障和问题进行诊断与分析。

1.3 就地监控工作站

变电所的监控系统是以计算机的监视系统为监控中心，可以对设备进行全程的监视、测量、控制、记录以及报警等功能，还可以实现远方控制中心和保护设备与就地监控工作站之间的通讯，实现信息和数据共享。就地监控工作站的监视系统具备的功能有：画面显示功能、记录功能、数据采集与处理功能、报警处理功能、控制功能以及顺序计录功能。

1.4 运动主站

运动主站可以利用微机技术，即MODEN技术，通过专用运动通道，从而实现在上一级调度的运动功能。这是运动主站的主要作用。

1.5 工程师主站

工程师主站有一个LONWORKS接口，这个接口的主要作用就是分别用于与录波专用网和监控网相连接。工程师主站的主要功能是：与监控网和录波网的任一元件进行通信，实施多种测试、读取数值的工作；工程师主站的就地计算机主要用途是可以把分散在各个保护装置的中录波插件数据，迅速进行记录并且存盘，而且计算机还可以与配套软件工具合作，实施多种工作。

1.6 网络层

变电站综合自动化系统是引用了国外先进的LONWORKS 网络技术，使其作为变电站内的技术。LONWORKS网络技术具有很高的可靠性，使用便捷、具有开放性、廉价性的优点，而且在网络初始化、变电所的扩建、通信网络的运行以及监视的过程中，可以使用变电站内通信网LONWORKS站内的通信网络。变电站包括两个网络，分别是故障录波专用网和监控主网。

1.7 间隔层

间隔层设立在各继电保护小间内，是继电保护监控的子站层。间隔层各间隔的设备相互独立，呈横向一次分布式布置，仅是凭借通信网进行联系，所坚持的工作目标就是在本间隔可以完成的工作绝不下放。间隔层对收集的数据进行上送，对相关设备进行测量和控制，即使中央控制出现失效，间隔层仍可以使子站的测量、保护和控制工作顺利进行；而且间隔层内，测量、控制、保护等工作可以通过一个装置全部完成。

2.变电站综合自动化系统的结构设计

2.1 分层分布式结构

在变电站综合自动化系统的分层分布式结构设计中，可以根据设备部件和功能的不同，把变电站的设备分为三层，分别是间隔层、设备层和变电站层。间隔层是按照断路器的间隔来划分的，具有测量、控制和继电保护部件的功能；设备层主要包括电流互感器、电压互感器等主要设备，还包括隔离开关、辅助触点等；变电站层包括远距离通信的远动通信机和站级监控主机，监控主机主要负责监控变电站的运行情况。

2.2 分散式结构

分散式结构是按照系统回路进行设计的，在每个开关柜上直接安装单回路的数据采集、监控单元以及微机的保护单元，这样分散式结构不仅可以节约光缆，起到合理利用资源的作用，还可以增强变电站综合自动化系统的抗干扰能力。用网络电缆连接起单回路的数据采集、监控单元以及微机的保护单元和I/O通信控制器，最终的结果导致作用单一，仅能实现数据和信息的传送。

2.3 集中式结构

上世纪90年代研制出来的集中式变电站综合自动化系统，变电站控制室内的计算机是变电站自动化的心脏和核心位置，而且其他的零部件结构负责数据的采集工作。在微机保护中，每一个保护柜都有一个相对应的单元，管理的单元的串行口和变电站自动化系统的数据采集和控制部件系统相连接，可以实现传送保护装置各种数据和参数的功能，还可以显示保护装置的定值。

3.变电站综合自动化系统的关键问题以及解决策略

3.1 测量功率的方向问题

测量功率的方向问题主要体现在四个主要方面。（1）在变压器中，电流的流入方向是正方向，流出方向是负方向；（2）容电器、抗电器等元件，以流出母线的功率作为正方向；（3）对于所有的线路，统一以流出母线为正方向，流入母线作为负方向；（4）电流没有方向。

3.2 精简优化传送调度端的监控信号

精简优化传送调度端的监控信号主要是因为信息量过于庞大、信号的选取没有标准、取消中央系统信号带来的问题这三个主要的方面。首先信息量过于庞大主要指的是变电站综合自动化系统每天产生的信息量过于庞大，所以在工作过程中，要精简数据和信息，筛选出有用数据。对于本身具有自动调节功能的直流系统，只需要将故障信号和接地信号反映给值班人员，对于其他的信号可以直接忽略；对于为专业的维护人员服务的信号，值班人员不需要了解，对于这类信号可以不用采集；对于断路器操作机构产生的信号，虽然信号比较多，但是作为调度员，只需要对总体情况有把握，不需要对每一个信号都进行了解；其次信号选取的标准首先要根据保护装置的型号和标准进行分类，对微机的保护信号统一管理；最后因为变电站综合自动化系统由于是完全自动化的管理，所以不需要安排人员进行看管。但是当变电站发生事故和异常情况时，无法进行音响警告，这时就需要安排人员进行看管。

3.3 母线电压测量问题

在正常的运行方式下，设备的母线电压测量可以正确反映各段母线电压值。但是当某台变压器停电或者变压器保护实现校验，而母线仍然运行时，这时如果将变压器的后备保护电源断开后，就不能正确反映母线的电压。当双母线的接线方式被使用时，只有一条母线正常运转，也不能正确反映母线测量的电压。所以要准确的测量母线的电，要采用独立的测量装置。

3.4 对一些信号进行特殊处理

这些信号包括保护跳闸信号、断路器位置信号、事故总信号、控制回路断线信号、预告总信号、通信状态信号以及保护装置失电信号。这些信号具有一定的特殊性，需要进行特殊的处理，才能够服务于变电站综合自动化控制系统的需要。

4.结语

变电站作为国家电网中的一个节点，对于电网整体的运行和电力的供应有重要作用。我国目前已经开始实施变电站综合自动化系统，但是就目前来看，变电站综合自动化系统依然存在着一些发展的问题，不能满足电力系统保护的所有需要。随着电力科技的发展和研究的不断深入，变电站综合自动化系统将会成为变电站发展的主要方向和趋势， 为国家电力的发展打下坚实的基础。