继电保护理论知识范文

导语：如何才能写好一篇继电保护理论知识，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；装置故障；处理措施

0 引言：

近年来，微机型继电保护装置在电力系统中得到了广泛的运用。而微机继电保护装置的动作过程不像模拟式保护那样直观,造成了微机保护装置故障发生有其自身的特点。本文通过分析与总结微机继电保护装置故障原因及处理特点,掌握其一般的规律,以快速有效地处理故障，避免因继电保护原因导致电网或设备事故发生的可能性，确保电网的安全稳定运行。

1 故障种类及原因分析

1,1 定值问题

1．1．2人为整定错误

人为整定错误的情况主要表现：运算过程中数值错误；TA、TV变比计算错误；保护定值区使用错误；运行人员投错连接片等。防范措施：定值整定部门在下发定值单前必须再三核对定值无误，把好第一把关；在设备送电之前，继保人员与变电运行人员至少应有2人共同进行装置定值的校核，确保执行无误。

1．1．3装置元器件老化

(1)元器件老化及损坏。元器件的老化积累必然引起元器件特性的变化和损坏，不可逆转的影响微机保护的定值。现场曾发生过因A／D转换精度下降严重引发电网事故的案例。

(2)温度与湿度的影响。微机保护的现场运行规程规定了微机保护运行的环境温度与湿度的范围，电子元器件在不同的温度与湿度下表为不同的特性，在某些情况下造成了定值的漂移。

(3)定值漂移问题。现场运行经验表明：如果定值的偏差≤5％，则可忽略其影响，当定值的偏差≥5％时应查明原因，才能投入运行。变电所要加强宣传的核对工作，且应选择有良好运行工况的装置

1．2 电源问题

1．2．1逆变稳压电源问题

(1)纹波系数过高。纹波系数是指输出中的交流电压与直流电压的比值，交流成分属于高频范畴，高频幅值过高会影响设备的寿命，甚至造成逻辑错误或导致保护拒动。因此要求直流装置有较高的精度。

(2)输出功率不足或稳定性差。电源输出功率的不足会造成输出电压下降，若电压下降过大，会导致比较电路基准值的变化，充电电路时间变短等一系列问题，从而影响到微机保护的逻辑配合，甚至逻辑功能判断失误。尤其是在事故发生时有出口继电器、信号继电器、重动继电器等相继动作．要求电源输出有足够的功率。如果现场发生事故时，微机保护出现无法给出后台信号或是重合闸无法实现等现象，应考虑电源的输出功率是否因元件老化而下降。对逆变电源应加强现场管理。在定期检验时一定要按规程进行逆变电源检验。长期实践表明。逆变电源的运行寿命一般在4-6年，到期应及时更换。南方电网要求每6年就更换一次微机保护电源。现场的熔丝配置是按照从负荷到电源，一级比一级熔断电流大的原则配置的，以保证在直流电路上发生短路或过载时熔丝的选择性。但是不同熔丝的底座没有区别，如运行人员疏忽，会造成上下级不配合，故必须认真核对，或建议设计者对不同容量的熔丝选择不同的形式，以便于区别。

1．2．2带直流电源插拔插件

现场发生过多起在不停直流电源的情况下，插拔各种插件造成装置损坏或事故。因此，必须加强设备厂家和工作人员的思想教育，现场加强监督，严禁带电插拔插件。

1．3 TA饱和问题

随着系统短路电流急剧增加．在中低压系统中电流互感器TA 的饱和问题日益突出．已影响到继电保护装置动作的正确性。现场馈线保护因电流互感器饱和而拒动，主变压器后备保护越级跳开主变压器三侧开关的事故时有发生。由于数字式继电器采用微型计算机实现，其主要工作电源仅有5V左右。数据采集部分的有效电平范围也仅有10V左右，因此能有效处理的信号范围更小。TA的饱和对数字式继电器的影响将更大。

1．3．1对辅助判据的影响

有的微机保护中采用IA+IB+Ic=3Io，作为正常运行时的闭锁措施是非常有效的；但作为TA回路断线和数据采集回路故障的辅助判据，在故障且TA饱和时，就会使保护误闭锁，引起拒动。

1．3-2对基于工频分量算法的影响

在TA饱和时，工频分量与饱和角有关，故数字式继电器的动作将受到影响。

1．3-3防止TA饱和的方法与对策

对TA饱和问题，从运行设计和故障分析的经验来看，主要采取分列运行方式或串联电抗器来限制短路电流；采取增大保护级TA的变比，以及用保护安装处可能出现的最大短路电流和互感器的负载能力与饱和倍数来确定TA的变比；采取缩短TA二次电缆长度及加大二次电缆截面；保护安装在开关处的方法有效减小二次回路阻抗，防止TA饱和。

1．4 抗干扰问题

微机保护的抗干扰性能较差，对讲机和其他无线通讯设备在保护屏附近使用，会导致一些逻辑元件误动作。现场曾发生过电焊机在进行氩弧焊接时，高频信号感应到保护电缆上使微机保护误跳闸的事故发生。基建、技改都严格执行有关反事故技术措施．要尽可能避免操作干扰、冲击负荷干扰、直流回路接地干扰等问题的发生。

1．5 插件绝缘问题

微机保护装置的集成度高，布线紧密。长期运行后，由于静电作用使插件的接线焊点周围聚集大量静电尘埃，可使两焊点之间形成了导电通道，从而引起装置故障或者事故的发生。例如2007年8月份端州变电站1lOkV线路刀闸辅助接点就因为静电尘埃而造成测控装置遥信接点后台机显示错误。

1．6 软件版本问题

由于装置自身的质量或程序漏洞问题，只有在现场运行过相当一段时间后才能发现。因此在保护调试、检验、故障分析中发现的不正常或不可靠现象应及时向上级或厂商反馈情况，更新程序版本以便改进。公司每年都进行2次定值和版本核查。

1．7 高频收发信机问题

在220kV线路保护运行中．收发信机问题仍然是造成纵联保护不正确动作的主要因素，包括元器件损坏、抗干扰性能差等。应注意校核继电保护通信设备(光纤、微波、载波)传输信号的可靠性和冗余度．防止因通信设备的问题而引起保护不正确动作。另外．高频保护的收发信机的不正常工作，也是高频保护不正确动作的原因之一。广东电网就曾发生多起收发信机电源消失而造成高频保护误动作时间。

2 故障处理的基本思路

2．1 正确充分利用提供的一切故障信息

利用故障录波和时间记录、微机事件记录、故障录波图形、装置灯光显示信号是事故处理的重要依据。若判断故障确实是出在继电保护上，应尽量维持原状，做好记录，做出故障处理计划后再开展工作，以避免原始状况的破坏给事故处理带来不必要的麻烦。

2．2 动作正确的检查方法

(1)逆序检查法。如果利用微机事件记录和故障录波不能在短时间内找到事故发生的根源时，应注意从事故发生的结果出发，一级一级往前查找，直到找到根源为止。这种方法常应用在保护出现误动时。

(2)顺序检查法。该方法是利用检验调试的手段来寻找故障的根源。按外部检查、绝缘检测、定值检查、电源性能测试、保护性能检查等顺序进行。这种方法主要应用于微机保护出现拒动或者逻辑出现问题的事故处理中。

(3)运用整组试验法。此方法的主要目的是检查保护装置的动作逻辑、动作时间是否正常，往往可以用很短的时间再现故障，并判明问题的根源。如出现异常，再结合其他方法进行检查。

2．3 故障处理的注意事项

(1)对试验电源的要求：在进行微机保护试验时，要求使用单独的供电电源，并核实试验电源是否满足三相为正序和对称的电压．并检查其正弦波及中性线是否良好，电源容量是否足够等要素。

(2)对仪器仪表的要求：万用表、电压表、示波器等取电压信号的仪器必须选用具有高输入阻抗者。继电保护测试仪、移相器、三相调压器应注意其性能稳定。

3 提高继电保护故障处理能力的途径

掌握和了解继电保护故障的原因和处理的基本方法是提高继电保护故障和事故处理水平的重要条件，同时要强调下述几个问题：

(1)必须掌握保护的基本原理和性能，根据保护及自动装置产生的现象分析故障或事故发生的原因。迅速确定故障部位。

(2)运用正确的检查方法。一般继电保护故障往往经过简单的检查就能够被查出，如果经过一些常规的检查仍未发现故障元件，说明该故障较为隐蔽．此时可采用逐级逆向检查法．即从故障现象的暴露点人手去分析原因．由故障原因判别故障范围。如果仍不能确定故障原因，就采用顺序检查法，对装置进行全面的检查

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关键词：电力系统；继电保护；课程改革

中图分类号：TM7文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2011）-12-0-02

一、前言

电力系统继电保护课程改革主要是从化课程设置出发，以继电保护的理论知识及其综合运用为目的，通过课程改革，不断强化学生巩固、加深和扩大专业知识，从而达到继电保护专业知识的灵活运用，理论联系实际，解决实际问题。

二、电力系统继电保护课程改革的必要性

电力系统继电保护是电力系统继电保护及其自动化专业的主要课程。但是目前针对该课程的教学仍然止步于以教师为中心的传统的教学模式上缺乏实践指导性，应向以学生为中心的教学模式改变。

（一）继电保护课程涉及广泛的其他专业知识，包括电工基础、电机学、电力系统故障计算等多方面的相关知识。然而继电保护课程教学只达到使学生初步掌握继电保护理论层面的知识。没有从根本上达到培养专业实用性人才的目的。

（二）基于现有继电保护教学的教材的不完善性，导致现有教学模式存在与实际脱节的情况，导致学生学不到真本事，造成专业性人才培养存在应用性瓶颈。

（三）继电保护课程的属性管辖不明，导致专业性教学得不到应有的重视。造成专业性人才就业不对接，学生缺乏深入学习继电保护知识的兴趣，教学达不到培养实用型人才的要求。

三、电力系统继电保护课程改革的基本思路

（一）加强理论教学，强化电力系统继电保护原理的学习

下面通过最简单的过电流保护装置为例，来说明继电保护的组成和基本工作原理。

1、线路过电流保护装置的原理。过电流保护的原理是通过线路中的电流增大来引起反应的一种保护装置。具体的工作过程如下：电流继电器KA的线圈是用于测量线路中的电流值和监视被保护线路的运行状态。它接在被保护线路电流互感器TA的二次回路上，如果出现线路发生短路故障，继电器的动作电流就会小于流经继电器KA线圈回路的电流，电流继电器就会立即感应，触点闭合，接通逻辑回路中时间继电器KT的线圈回路，时间继电器启动并经延时后触点闭合，接通执行回路中的信号继电器KS和断路器QF跳闸线圈YR回路，使断路器QF跳闸，切除故障。线路图如图1所示：

微机继电保护是以微型计算机为核心的，微机继电保护硬件包括以下五个部分：数据采集单元、数据处理单元、开关量输入/输出系统、通信接口、电源部分。其原理分析如下：

交流电压、电流经过电压互感器和电流互感器输入到计算机保护的输入通道。借助配置的多路输入通道，通过多路转换开关将每个输入电气量按输入时间前后分开，依次送到A/D转换器，然后将模拟量转换为数字量后输入计算机系统进行相应的运算处理，判断是否发生故障，通过开关量输出通道输出，经光电隔离电路送到出口继电器，从而接通跳闸线圈启动调整回路。

（二）强化继电保护整定计算能力训练，强化学习记忆

电力系统继电保护课程改革中必须加强整定计算的训练，强化学生记忆。例如电流速断保护整定计算公式时应运用合理的方法使学生面对复杂的公式形成简化清晰的记忆模式。

1、动作电流：Idz=KkI(3)dmax2

继电器动作电流：

其中：Kk―可靠系数，DL型取1.2，GL型取1.4

Kjx ―接线系数，接相上为1，相差上为√3

I(3)dmax2―变压器二次最大三相短路电流

Ki―电流互感器变比

Ku―变压器的变比

一般计算公式：按躲过变压器空载投运时的励磁涌流计算速断保护值，其公式为：

其中：Kk―可靠系数，取3~6。

Kjx ―接线系数，接相上为1，相差上为√3

I1e―变压器一次侧额定电流

Ki―电流互感器变比

2、速断保护灵敏系数校验：

其中：I(2)dmin1―变压器一次最小两相短路电流

Idzj ―速断保护动作电流值

Ki―电流互感器变比

四、改进电力系统继电保护实践教学的思考

（一）改革继电保护实践教学模式，培养学生的创新能力

从构建完善的继电保护实践教学体系出发，不断更新实践教学内容，从而提高学生的自主学习主动性，强化学生理论学习，有利于提高学生的创新性设计能力。

（二）强化实训，就业憧憬联动学习热情

定期安排学生到电厂、变电站等进行实训参观，通过课程与实训对接，使学生加强对课堂内容的理解，使学生对专业知识的应用充满憧憬，从而提高其学习热情。

（三）完善课程设计和毕业设计，培养学生的综合思维能力

完善课程设计和毕业设计评估体系，从全方位提高学生自主设计的能力，充分激发学生的专业综合能力，让学生积极参与实际案例分析处理、实际生产的设计、安装、调试和改造等，促进学生理论联系实践，真正做到顶岗实习、岗前达标的要求。

五、加快专业建设，优化课程设置

加强电力系统继电保护的课程定位、明确教学课程目标、更新完善课程内容、制定实用的授课计划和考核方案。

（一）通过对专业课程的学习，使学生初步建立起继电保护的概念、形成继电保护知识体系的基本轮廓和框架、了解继电保护整体运作模式，对继电保护的一般流程有初步的、比较清晰的认识。

（二）培养学生从继电保护分析应用的角度综合分析问题和解决问题的能力，重点掌握从事继电保护实际工作所需的基本能力和基本技能，促进其职业素养的养成和职业能力的培养，为将来从事相关工作打下基础。

课程优化要以继电保护工作过程为导向，以实践创新设计任务为载体，根据学生未来职业发展规律，考虑相关专业职业能力培养对于本课程的要求，将真实工作过程中的典型工作任务加以分解，将每个学习环节所涉及的内容细分成具体的技能和任务对学生进行训练，最终形成完整的继电保护教学管理体系。

六、完善教学方案，深化继电保护的教学改革，全面提高教学质量

以最新的行业技术人才要求为导向，制定继电保护课程教学实施方案。课程安排以帮助学生掌握继电保护专业知识与技能为定位，注重理论与实践相结合、知识传授与技能训练相结合。

课程改革后，教学方案设计要打破传统教学的章节设计，以工作流程为导向，将相关内容进行了取舍和整合，运用模块法将课程细分，针对教学任务分别设计相应教学情境，由情境引出任务，导入教学知识点，进而引导学生完成任务。设置案例教学，以使学生在有限的教学时间内迅速进入专业角色。根据教学方案设计教学课件。全面完善继电保护课程升级。

综上所述，通过电力系统继电保护课程改革的探究，提出新的教学方案，促进继电保护教学取得更好效果是当前继电保护教学的要求。全面促进学生理论联系实践，真正培养符合电力系统要求的继电保护技能型人才。继电保护的课程改革将在高校继电保护课程教学得到推广和使用。

参考文献：

[1]梁志坚,李啸骢.继电保护课群的优化与改进[J].中国电力教育,2008,(13).

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关键词：继电保护；供电系统；常见故障；故障处理

中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）35-0098-02

继电保护是确保电力系统安全稳定运行的有效措施之一，广泛应用于变电站中。继电保护装置主要可监测电网的运行，并记录故障发生的位置和性质，从而为故障的处理提供有价值的信息。在本文中，笔者分析了电网运行中的常见故障，并分析了继电保护技术在确保电网正常运行中的重要性。

1 继电保护的组成和特点

1.1 继电保护的作用

在电力系统被保护元件发生故障的时候，继电保护装置能自动、有选择性地将发生故障元件从电力系统中切除掉来保证无故障部分恢复正常运行状态，使故障元件避免继续遭到损害，以减少停电的范围；如果被保护元件出现异常运行状态时，继电保护装置能及时反应，发出信号、减少负荷或跳闸动作指令。

1.2 两个特点

1.2.1 装置可靠性高

通过实践证明，继电设备有非常高可靠性。主要表现在以下两个方面：第一，微机继电设备元件的稳定性高。设备运行过程中，元件特性不随温度波动、使用年限等方面的变化而变化。第二，设备运行趋向自动化，可以自动对设备元件的工作状况进行监测分析，提高继电系统运行的安全性。同时，随着计算机和通信技术的发展和进步，继电保护装置向一体化、智能化发展，使其稳定性和可靠性进一步提高。

1.2.2 兼容性比较强

为了满足继电系统运行的需要，设计人员在设计微机继电系统的过程中，注重系统的兼容性设计。通过减少设备的盘数，到达减小设备体积的目的。同时，注重增加设备的辅助功能，扩大其使用范围，满足不同继电系统运行的需要。

2 继电保护运行中的常见故障分析

2.1 电压互感器二次回路故障

电压互感器及电流互感器二次回路作为继电保护运行的重要设备，其故障将造成严重后果，同时也是二次回路中的薄弱环节。由于PT二次电压回路上的故障而导致的严重后果是保护误动或拒动。据运行经验，电压互感器二次回路故障主要表现为以下几个方面：①二次中性点多点接地或未接地，二次未接地（虚接）除了变电站接地网的原因，更多是由接线工艺引起的。这将造成各相电压的不平衡，引起阻抗元件和方向元件拒动或误动，在平时运行中较难排查，因而应在投运验收中；②PT开口三角电压回路断线，将造成零序保护的据动；③PT二次失压；开断设备性能和二次回路不完善引起的二次失压也是常见故障。

2.2 电流互感器饱和问题

目前，各变电站中主要应用的仍是电磁式电流互感器，其饱和问题仍是影响继电保护正确动作的重要原因之一。在各种系统中，短路问题是造成电流互感器饱和问题的主要原因。电流互感器饱和时一次电流全部变为励磁电流，使其二次电流无法线性传变，导致断路器保护的拒动，引起系统越级跳闸等问题。

2.3 电源故障

电源是继电设备正常运行的保证。微机继电设备工作过程中，电源输出功率较小，输出电压也随之降低，严重时将导致继电保护装置无法正确工作，出口继电器、重动继电器无法正确动作。

2.4 干扰和绝缘问题

继电对系统进行检测时，主要根据线路电路来判断线路故障。然而，在实际检测中容易受到手机、对讲机等现代通讯设备的影响，造成微机继电元件的误动。同时，微机继电系统具有集成度高。线路密集的特点，长期使用的过程中，电路表面产生的静电会吸附大量的灰尘，并在电路原有的连接点上出现新的导电通道，导致继电微机系统检测故障。而因现场运行环境、施工工艺等原因造成的二次电缆绝缘降低问题也是继电保护正确运行的重大隐患。

3 继电常见故障的处理措施

3.1 记录故障原因

由于继电在运行中会出现各种常见故障，工作人员因对这些故障产生原因、故障表现形式、后果等方面做详细记录，为后期的故障处理提供可靠的依据。故障信息的详细程度是顺利解决运行故障的重要因素，检查过程中，如果一次系统故障未对继电保护装置产生影响，该故障则不属于微机继电的常见故障。相反，如果对微机继电保护产生影响，工作人员应先对故障情况作详细记录，故障处理完后再开展其他工作，减少对故障修复的影响。

3.2 元件的参照替换

继电保护系统在长期使用过程中，由于元件老化和故障容易对整个继电保护系统产生影响。因此，工作人员也可以采用以下两个方面处理微机继电故障：第一，替换法。替换法是处理微机继电元件故障的主要方式，即当设备元件出现问题时，可以采用新的元件对故障元件进行更换，保证继电系统的正常运行。第二，参照法。所谓参照法，即设备出现故障时，通过对比故障发生前后设备运行的参数，及时找出设备故障的原因。参照法的适用范围非常广，不仅能使用于接线错误二出现的测试值偏差，还对处理回路改造后二次系统无法正常运行具有良好的效果。

3.3 提高设备抗干扰性

由于继电设备在实际运行中，容易受到各种通讯设备的影响，造成继电保护故障。目前常见的干扰系统主要有两种：即共模T-扰干扰和筹模干扰。共模T-扰干扰对电路导线的干扰极大，严重影响继电保护装置对故障信号的接收；筹模干扰容易导致设备的二次回路出现故障，影响设备的正常运行。针对两种干扰形式，可以采取以下措施对设备的干扰：第一，硬件抗干扰。通过改变保护柜制作材料，可以有效加强硬件设备抗干扰的能力。例如：用铁质材料做保护柜，可以达到屏蔽电场和磁场的效果。这种屏蔽既可以信号干扰，又可以保证测控装置与现场信号间的联系。第二，软件抗干扰。保证板布线中信号电路间的距离，减少零件间的相互干扰。同时，可以通过降低设备屏蔽层对信号的阻抗值，加强二次回路的抗干扰能力。

4 结 语

继电保护装置的正确运行是保证电力系统可靠运行的基础，因而继电保护专业人员必需具备继电保护理论知识和现场实践，应根据运行实践经验总结常见的装置和二次故障及其排查方法、改进措施。熟悉电力系统基础知识、掌握事故分析方法、总结缺陷查找步骤、严格执行反事故措施、提升继电保护设备性能、完善保护逻辑是提升继电保护常见故障排查效率和提高继电保护稳定性、正确性的有力措施。同时，继电保护技术日益呈现出向微机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展的趋势，实际工作中应根据继电保护发展新的特点，对常见的运行故障加以分析，总结处理故障的经验，保障电网的安全稳定运行。

参考文献：

[1] 王朕，朱琳，温渤婴.基于PSCAD的继电保护电压电流发生器的研制[J].电力自动化设备，2010，（8）.

[2] 薛春旭.电力系统微机继电保护交流采样算法研究[D].西安：西安电子科技大学，2012.