继电保护论文范文

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论文摘要：通过对我国电力系统继电保护技术发展现状的分析，探讨继电保护的任务和基本要求。从分析当前继电保护装置的广泛应用，提出保护装置维护的几点建议，结合实际情况，探讨继电保护发展的趋势。

1前言

电力作为当今社会的主要能源，对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统。电力系统的飞速发展对电力系统的继电保护不断提出新的要求，近年来，电子技术及计算机通信技术的飞速发展为继电保护技术的发展注入了新的活力。如何正确应用继电保护技术来遏制电气故障，提高电力系统的运行效率及运行质量已成为迫切需要解决的技术问题。

2继电保护发展的现状

上世纪60年代到80年代是晶体管继电保护技术蓬勃发展和广泛应用的时期。70年代中期起，基于集成运算放大器的集成电路保护投入研究，到80年代末集成电路保护技术已形成完整系列，并逐渐取代晶体管保护技术，集成电路保护技术的研制、生产、应用的主导地位持续到90年代初。与此同时，我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究，高等院校和科研院所起着先导的作用，相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原东北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面，关于发电机失磁保护、发电机保护和发电机－变压器组保护、微机线路保护装置、微机相电压补偿方式高频保护、正序故障分量方向高频保护等也相继通过鉴定，至此，不同原理、不同机型的微机线路保护装置为电力系统提供了新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。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。

目前，继电保护向计算机化、网络化方向发展，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化对继电保护提出了艰巨的任务，也开辟了研究开发的新天地。随着改革开放的不断深入、国民经济的快速发展，电力系统继电保护技术将为我国经济的大发展做出贡献。

3电力系统中继电保护的配置与应用

3.1继电保护装置的任务

继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量（电流、电压、功率等）的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于:在供电系统运行正常时，安全地。完整地监视各种设备的运行状况，为值班人员提供可靠的运行依据；供电系统发生故障时，自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分，保证非故障部分继续运行；当供电系统中出现异常运行工作状况时,它应能及时、准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理。

3.2继电保护装置的基本要求

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，以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。

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。

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。

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。

3.3保护装置的应用

继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等，用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用，对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间投入，合闸后自动解除。另外，还应装设过电流保护，对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。变电站继电保护装置的应用包括：①线路保护：一般采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母联保护：需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。③主变保护：主变保护包括主保护和后备保护，主保护一般为重瓦斯保护、差动保护，后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。④电容器保护：对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。随着继电保护技术的飞速发展，微机保护的装置逐渐投入使用，由于生产厂家的不同、开发时间的先后，微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面，但基本原理及要达到的目的基本一致。4继电保护装置的维护

值班人员定时对继电保护装置巡视和检查，并做好各仪表的运行记录。在继电保护运行过程中，发现异常现象时，应加强监视并向主管部门报告。

建立岗位责任制，做到每个盘柜有值班人员负责。做到人人有岗、每岗有人。值班人员对保护装置的操作，一般只允许接通或断开压板，切换开关及卸装熔丝等工作，工作过程中应严格遵守电业安全工作规定。

做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行，防止误碰运行设备，注意与带电设备保持安全距离，避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次，每月对微机保护的打印机进行定期检查并打印。

定期对继电保护装置检修及设备查评：①检查二次设备各元件标志、名称是否齐全；②检查转换开关、各种按钮、动作是否灵活无卡涉，动作灵活。接点接触有无足够压力和烧伤；③检查控制室光字牌、红绿指示灯泡是否完好；④检查各盘柜上表计、继电器及接线端子螺钉有无松动；⑤检查电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好；⑥配线是否整齐，固定卡子有无脱落；⑦检查断路器的操作机构动作是否正常。

根据每年对继电保护装置的定期查评，按情节将设备分为三类：经过运行检验，技术状况良好无缺陷，能保证安全、经济运行的设备为一类设备；设备基本完好、个别零件虽有一般缺陷，但尚能安全运行，不危及人身、设备安全为二类设备。有重大缺陷的设备，危及安全运行，出力降低，"三漏"情况严重的设备为三类。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。

5电力系统继电保护发展趋势

继电保护技术向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化方向发展。随着计算机硬件的飞速发展，电力系统对微机保护的要求也在不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其他保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等，使微机保护装置具备一台PC的功能。为保证系统的安全运行，各个保护单元与重合装置必须协调工作，因此，必须实现微机保护装置的网络化，这在当前的技术条件下是完全可行的。在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上是一台高性能，为了测量、保护和控制的需要，室外变电站的所有设备，如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆投资大，且使得二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被保护设备旁，将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量的控制电缆。

结论。随着电力系统的告诉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，提高供电可靠性。

参考文献

[1]王翠平.继电保护装置的维护及试验[J].科苑论坛．

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关键词：变配电站继电保护综合自动化

1.电力系统电压等级与变电站种类

电力系统电压等级有220/380V（0.4kV），3kV、6kV、10kV、20kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV。随着电机制造工艺的提高，10kV电动机已批量生产，所以3kV、6kV已较少使用，20kV、66kV也很少使用。供电系统以10kV、35kV为主。输配电系统以110kV以上为主。发电厂发电机有6kV与10kV两种，现在以10kV为主，用户均为220/380V（0.4kV）低压系统。

根据《城市电力网规定设计规则》规定：输电网为500kV、330kV、220kV、110kV，高压配电网为110kV、66kV，中压配电网为20kV、10kV、6kV，低压配电网为0.4kV（220V/380V）。

发电厂发出6kV或10kV电，除发电厂自己用（厂用电）之外，也可以用10kV电压送给发电厂附近用户，10kV供电范围为10Km、35kV为20~50Km、66kV为30~100Km、110kV为50~150Km、220kV为100~300Km、330kV为200~600Km、500kV为150~850Km。

2.变配电站种类

电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换，电压升高为升压变压器（变电站为升压站），电压降低为降压变压器（变电站为降压站）。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈（绕组）的双圈变压器，一种电压变为两种电压的选用三个线圈（绕组）的三圈变压器。

变电站除升压与降压之分外，还以规模大小分为枢纽站，区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个（三圈变压器），550kV/220kV/110kV。区域站一般也有三个电压等级（三圈变压器），220kV/110kV/35kV或110kV/35kV/10kV。终端站一般直接接到用户，大多数为两个电压等级（两圈变压器）110kV/10kV或35kV/10kV。用户本身的变电站一般只有两个电压等级（双圈变压器）110kV/10kV、35kV/0.4kV、10kV/0.4kV，其中以10kV/0.4kV为最多。

3.变电站一次回路接线方案

1）一次接线种类

变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后，所有电力设备（变压器及进出线开关等）的相互连接方式。其接线方案有：线路变压器组，桥形接线，单母线，单母线分段，双母线，双母线分段，环网供电等。

2）线路变压器组

变电站只有一路进线与一台变压器，而且再无发展的情况下采用线路变压器组接线。

3）桥形接线

有两路进线、两台变压器，而且再没有发展的情况下，采用桥形接线。针对变压器，联络断路器在两个进线断路器之内为内桥接线，联络断路器在两个进线断路器之外为外桥接线。

4）单母线

变电站进出线较多时，采用单母线，有两路进线时，一般一路供电、一路备用（不同时供电），二者可设备用电源互自投，多路出线均由一段母线引出。

5）单母线分段

有两路以上进线，多路出线时，选用单母线分段，两路进线分别接到两段母线上，两段母线用母联开关连接起来。出线分别接到两段母线上。

单母线分段运行方式比较多。一般为一路主供，一路备用（不合闸），母联合上，当主供断电时，备用合上，主供、备用与母联互锁。备用电源容量较小时，备用电源合上后，要断开一些出线。这是比较常用的一种运行方式。

对于特别重要的负荷，两路进线均为主供，母联开关断开，当一路进线断电时，母联合上，来电后断开母联再合上进线开关。

单母线分段也有利于变电站内部检修，检修时可以停掉一段母线，如果是单母线不分段，检修时就要全站停电，利用旁路母线可以不停电，旁路母线只用于电力系统变电站。

6）双母线

双母线主要用于发电厂及大型变电站，每路线路都由一个断路器经过两个隔离开关分别接到两条母线上，这样在母线检修时，就可以利用隔离开关将线路倒在一条件母线上。双母线也有分段与不分段两种，双母线分段再加旁路断路器，接线方式复杂，但检修就非常方便了，停电范围可减少。

4.变配电站二次回路

1）二次回路种类

变配电站二次回路包括：测量、保护、控制与信号回路部分。测量回路包括：计量测量与保护测量。控制回路包括：就地手动合分闸、防跳联锁、试验、互投联锁、保护跳闸以及合分闸执行部分。信号回路包括开关运行状态信号、事故跳闸信号与事故预告信号。

2）测量回路

测量回路分为电流回路与电压回路。电流回路各种设备串联于电流互感器二次侧（5A），电流互感器是将原边负荷电流统一变为5A测量电流。计量与保护分别用各自的互感器（计量用互感器精度要求高），计量测量串接于电流表以及电度表，功率表与功率因数表电流端子。保护测量串接于保护继电器的电流端子。微机保护一般将计量及保护集中于一体，分别有计量电流端子与保护电流端子。

电压测量回路，220/380V低压系统直接接220V或380V，3KV以上高压系统全部经过电压互感器将各种等级的高电压变为统一的100V电压，电压表以及电度表、功率表与功率因数表的电压线圈经其端子并接在100V电压母线上。微机保护单元计量电压与保护电压统一为一种电压端子。

3）控制回路

（1）合分闸回路

合分闸通过合分闸转换开关进行操作，常规保护为提示操作人员及事故跳闸报警需要，转换开关选用预合-合闸-合后及预分-分闸-分后的多档转换开关。以使利用不对应接线进行合分闸提示与事故跳闸报警，国家已有标准图设计。采用微机保护以后，要进行远分合闸操作后，还要到就地进行转换开关对位操作，这就失去了远分操作的意义，所以应取消不对应接线，选用中间自复位的只有合闸与分闸的三档转换开关。

（2）防跳回路

当合闸回路出现故障时进行分闸，或短路事故未排除，又进行合闸（误操作），这时就会出现断路器反复合分闸，不仅容易引起或扩大事故，还会引起设备损坏或人身事故，所以高压开关控制回路应设计防跳。防跳一般选用电流启动，电压保持的双线圈继电器。电流线圈串接于分闸回路作为启动线圈。电压线圈接于合闸回路，作为保持线圈，当分闸时，电流线圈经分闸回路起动。如果合闸回路有故障，或处于手动合闸位置，电压线圈起启动并通过其常开接点自保持，其常闭接点马上断开合闸回路，保证断路器在分闸过程中不能马上再合闸。防跳继电器的电流回路还可以通过其常开接点将电流线圈自保持，这样可以减轻保护继电器的出口接点断开负荷，也减少了保护继电器的保持时间要求。

有些微机保护装置自己已具有防跳功能，这样就可以不再设计防跳回路。断路器操作机构选用弹簧储能时，如果选用储能后可以进行一次合闸与分闸的弹簧储能操作机构（也有用于重合闸的储能后可以进行二次合闸与分闸的弹簧储能操作机构），因为储能一般都要求10秒左右，当储能开关经常处于断开位置时，储一次能，合完之后，将储能开关再处于断开位置，可以跳一次闸；跳闸之后，要手动储能之后才能进行合闸，此时，也可以不再设计防跳回路。

（3）试验与互投联锁与控制

对于手车开关柜，手车推出后要进行断路器合分闸试验，应设计合分闸试验按钮。进线与母联断路，一般应根据要求进行互投联锁或控制。

（4）保护跳闸

保护跳闸出口经过连接片接于跳闸回路，连接片用于保护调试，或运行过程中解除某些保护功能。

（5）合分闸回路

合分闸回路为经合分闸母线为操作机构提供电源，以及其控制回路，一般都应单独画出。

4）信号回路

（1）开关运行状态信号由合闸与分闸指示两个装于开关柜上的信号灯组成：经过操作转换开关不对应接线后接到正电源上。采用微机保护后，转换开关取消了不对应接线，所以信号灯正极可以直接接到正电源上。

（2）事故信号有事故跳闸与事故预告两种信号，事故跳闸报警也要通过转化开关不对应后，接到事故跳闸信号母线上，再引到中央信号系统。事故预告信号通过信号继电器接点引到中央信号系统。采用微机保护后，将断路器操作机构辅助接点与信号继电器的接点分别接到微机保护单元的开关量输入端子，需要有中央信号系统时，如果微机保护单元可以提供事故跳闸与事故预告输出接点，可将其引到中央信号系统。否则，应利用信号继电器的另一对接点引到中央信号系统。

（3）中央信号系统为安装于值班室内的集中报警系统，由事故跳闸与事故预告两套声光报警组成，光报警用光字牌，不用信号灯，光字牌分集中与分散两种。采用变电站综合自动化系统后，可以不再设计中央信号系统，或将其简化，只设计集中报警作为计算机报警的后备报警。

5.变配电站继电保护

1）变配电站继电保护的作用

变配电站继电保护能够在变配电站运行过程中发生故障（三相短路、两相短路、单相接地等）和出现不正常现象时（过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等），迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警，从而减少故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度，保证电力系统稳定运行。

2）变配电站继电保护的基本工作原理

变配电站继电保护是根据变配电站运行过程中发生故障时出现的电流增加、电压升高或降低、频率降低、出现瓦斯、温度升高等现象超过继电保护的整定值（给定值）或超限值后，在整定时间内，有选择的发出跳闸命令或报警信号。

根据电流值来进行选择性跳闸的为反时限，电流值越大，跳闸越快。根据时间来进行选择性跳闸的称为定时限保护，定时限在故障电流超过整定值后，经过时间定值给定的时间后才出现跳闸命令。瓦斯与温度等为非电量保护。

可靠系数为一个经验数据，计算继电器保护动作值时，要将计算结果再乘以可靠系数，以保证继电保护动作的准确与可靠，其范围为1.3~1.5。

发生故障时的最小值与保护的动作值之比为继电保护的灵敏系数，一般为1.2~2，应根据设计规范要进行选择。

3）变配电站继电保护按保护性质分类

（1）电流速断保护：故障电流超过保护整定值无时限（整定时间为零），立即发出跳闸命令。

（2）电流延时速断保护：故障电流超过速断保护整定值时，带一定延时后发出跳闸命令。

（3）过电流保护：故障电流超过过流保护整定值，故障出现时间超过保护整定时间后发出跳闸命令。

（4）过电压保护：故障电压超过保护整定值时，发出跳闸命令或过电压信号。

（5）低电压保护：故障电压低于保护整定值时，发出跳闸命令或低电压信号。

（6）低周波减载：当电网频率低于整定值时，有选择性跳开规定好的不重要负荷。

（7）单相接地保护：当一相发生接地后对于接地系统，发出跳闸命令，对于中性点不接地系统，发出接地报警信号。

（8）差动保护：当流过变压器、中性点线路或电动机绕组，线路两端电流之差变化超过整定值时，发出跳闸命令称为纵差动保护，两条并列运行的线路或两个绕组之间电流差变化超过整定值时，发出跳闸命令称横差动保护。

（9）距离保护：根据故障点到保护安装处的距离（阻抗）发出跳闸命令称为距离保护。

（10）方向保护：根据故障电流的方向，有选择性的发出跳闸命令称为方向保护。

（11）高频保护：利用弱电高频信号传递故障信号来进行选择性跳闸的保护称为高频保护。

（12）过负荷：运行电流超过过负荷整定值（一般按最大负荷或设备额定功率来整定）时，发出过负荷信号。

（13）瓦斯保护：对于油浸变压器，当变压器内部发生匝间短路出现电气火花，变压器油被击穿出现瓦斯气体冲击安装在油枕通道管中的瓦斯继电器，故障严重，瓦斯气体多，冲击力大，重瓦斯动作于跳闸，故障不严重，瓦斯气体少，冲击力小，轻瓦斯动作于信号。

（14）温度保护：变压器、电动机或发电机过负荷或内部短路故障，出现设备本体温度升高，超过整定值发出跳闸命令或超温报警信号。

（15）主保护：满足电力系统稳定和设备安全要求，出现故障后能以最快速度有选择性的切除被保护设备或线路的保护。

（16）后备保护：主保护或断路器拒动时，用来切除除故障的保护。主保护拒动，本电力系统或线路的另一套保护发出跳闸命令的为近后备保护。当主保护或断路器拒动由相邻（上一级）电力设备或线路的保护来切除故障的后备保护为远后备保护。

（17）辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能，或当主保护和后备保护检修退出时而增加的简单保护。

（18）互感器二次线路断线报警：电流互感器或电压互感器二次侧断线会引起保护误动作，所以在其发生断线后应发出断线信号。

（19）跳闸回路断线：断路器跳闸回路断线后，继电保护发出跳闸命令断路器也不能跳开，所以跳闸回路断线时应发出报警信号。

（20）自动重合闸：对于一些瞬时性故障（雷击、架空线闪路等）故障迅速切除后，不会发生永久性故障，此时再进行合闸，可以继续保证供电。继电保护发出跳闸命令断路器跳开后马上再发出合闸命令，称为重合闸。

重合闸一次后不允许再重合的称为一次重合闸，允许再重合一次的称为二次重合闸（一般很少使用）。有了重合闸功能之后，在发生故障后，继电保护先不考虑保护整定时间，马上进行跳闸，跳闸后，再进行重合闸，重合后故障不能切除，然后再根据继电保护整定时间进行跳闸，此种重合闸为前加速重合闸。

发生事故后继电保护先根据保护整定时间进行保护跳闸，然后进行重合闸，重合闸不成功无延时迅速发出跳闸命令，此种重合闸称为后加速重合闸。

（21）备用电源互投：两路或多路电源进线供电时，当一路断电，其供电负荷可由其它电源供电，也就是要进行电源切换，人工进行切换的称为手动互投。自动进行切换的称为自动互投。互投有利用母联断路器进行互投的（用于多路电源进行同时运行）和进线电源互投（一路电源为主供，其它路电源为热备用）等多种形式。对于不允供电电源并列运行的还应加互投闭锁。

（22）同期并列与解列：对于多电源供电的变电站或发电厂要联网或上网时必须满足同期并列条件后才能并网或上网，并网或上网有手动与自动两种。

4）变电站继电保护按被保护对象分类

（1）发电机保护

发电机保护有定子绕组相间短路，定子绕组接地，定子绕组匝间短路，发电机外部短路，对称过负荷，定子绕组过电压，励磁回路一点及两点接地，失磁故障等。出口方式为停机，解列，缩小故障影响范围和发出信号。

（2）电力变压器保护

电力变压器保护有绕组及其引出线相间短路，中性点直接接地侧单相短路，绕组匝间短路，外部短路引起的过电流，中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压、过负荷，油面降低，变压器温度升高，油箱压力升高或冷却系统故障。

（3）线路保护

线路保护根据电压等级不同，电网中性点接地方式不同，输电线路以及电缆或架空线长度不同，分别有：相间短路、单相接地短路、单相接地、过负荷等。

（4）母线保护

发电厂和重要变电所的母线应装设专用母线保护。

（5）电力电容器保护

电力电容器有电容器内部故障及其引出线短路，电容器组和断路器之间连接线短路，电容器组中某一故障电容切除后引起的过电压、电容器组过电压，所连接的母线失压。

（6）高压电动机保护

高压电动机有定子绕组相间短路、定子绕组单相接地、定子绕组过负荷、定子绕组低电压、同步电动机失步、同步电动机失磁、同步电动机出现非同步冲击电流。

6.微机保护装置

1）微机保护的优点

（1）可靠性高：一种微机保护单元可以完成多种保护与监测功能。代替了多种保护继电器和测量仪表，简化了开关柜与控制屏的接线，从而减少了相关设备的故障环节，提高了可靠性。微机保护单元采用高集成度的芯片，软件有自动检测与自动纠错功能，也有提高了保护的可靠性。

（2）精度高，速度快，功能多。测量部分数字化大大提高其精度。CPU速度提高可以使各种事件以ms来计时，软件功能的提高可以通过各种复杂的算法完成多种保护功能。

（3）灵活性大，通过软件可以很方便的改变保护与控制特性，利用逻辑判断实现各种互锁，一种类型硬件利用不同软件，可构成不同类型的保护。

（4）维护调试方便，硬件种类少，线路统一，外部接线简单，大大减少了维护工作量，保护调试与整定利用输入按键或上方计算机下传来进行，调试简单方便。

（5）经济性好，性能价格比高，由于微机保护的多功能性，使变配电站测量、控制与保护部分的综合造价降低。高可靠性与高速度，可以减少停电时间，节省人力，提高了经济效益。

2）微机保护装置的特点

微机保护装置除了具有上述微机保护的优点之外，与同类产品比较具有以下特点：

(1)品种齐全：微机保护装置，品种特别齐全，可以满足各种类型变配电站的各种设备的各种保护要求，这就给变配电站设计及计算机联网提供了很大方便。

（2）硬件采用最新的芯片提高了技术上的先进性，CPU采用80C196KB，测量为14位A/D转换，模拟量输入回路多达24路，采到的数据用DSP信号处理芯片进行处理，利用高速傅氏变换，得到基波到8次的谐波，特殊的软件自动校正，确保了测量的高精度。利用双口RAM与CPU变换数据，就构成一个多CPU系统，通信采用CAN总线。具有通信速率高（可达100MHZ，一般运行在80或60MHZ）抗干扰能力强等特点。通过键盘与液晶显示单元可以方便的进行现场观察与各种保护方式与保护参数的设定。

（3）硬件设计在供电电源，模拟量输入，开关量输入与输出，通信接口等采用了特殊的隔离与抗干扰措施，抗干扰能力强，除集中组屏外，可以直接安装于开关柜上。

（4）软件功能丰富，除完成各种测量与保护功能外，通过与上位处理计算机配合，可以完成故障录波（1秒高速故障记录与9秒故障动态记录），谐波分析与小电流接地选线等功能。

（5）可选用RS232和CAN通信方式，支持多种远动传输规约，方便与各种计算机管理系统联网。

（6）采用宽温带背景240×128大屏幕LCD液晶显示器，操作方便、显示美观。

（7）集成度高、体积小、重量轻，便于集中组屏安装和分散安装于开关柜上。

3）微机保护装置的使用范围

（1）中小型发电厂及其升压变电站。

（2）110kV/35kV/10kV区域变电站。

（3）城市10kV电网10kV开闭所

（4）用户110kV/10kV或35kV/10kV总降压站。

（5）用户10kV变配电站

4）微机保护装置的种类

（1）微机保护装置共有四大类。

（2）线路保护装置

微机线路保护装置微机电容保护装置微机方向线路保护装置

微机零序距离线路保护装置微机横差电流方向线路保护装置

（3）主设备保护装置

微机双绕组变压器差动保护装置微机三绕组变压器差动保护装置

微机变压器后备保护装置微机发电机差动保护装置微机发电机后备保护装置

微机发电机后备保护装置微机电动机差动保护装置微机电动机保护装置

微机厂（站）用变保护装置

（4）测控装置

微机遥测遥控装置微机遥信遥控装置微机遥调装置微机自动准同期装置

微机备自投装置微机PT切换装置微机脉冲电度测量装置

微机多功能变送测量装置微机解列装置

（5）管理装置单元

通信单元管理单元双机管理单元

5）微机保护装置功能

微机保护装置的通用技术要求和指标（工作环境、电源、技术参数、装置结构）以及主要功能（保护性能指标、主要保护功能、保护原理、定值与参数设定，以及外部接线端子与二次图）详见相关产品说明书。

7.220/380V低压配电系统微机监控系统

1）220/380V低压配电系统特点

（1）应用范围广，现在工业与民用用电除矿井、医疗、危险品库等外，均为220/380V，所以应用范围非常广泛。

（2）低压配电系统一般均为TN—S，或TN—C—S系统。TN—C系统为三个相线（A、B、C）与一个中性线（N），N线在变压器中性点接地或在建筑物进户处重复接地。输电线为四根线，电缆为四芯，没有保护地线（PE），少一根线。设备外壳，金属导电部分保护接地接在中性线（N）上，称为接零系统，接零系统安全性较差，对电子设备干扰大，设计规范已规定不再采用。

TN—S系统为三个相线，一个中性线（N）与一个保护地线（PE）。N线与PE线在变压器中性点集中接地或在建筑物进户线处重复接地。输电线为五根，电缆为五芯。中性线（N）与保护地线（PE）在接地点处连接在一起后，再不能有任何连接，因此中性线（N）也必须用绝缘线。中性线（N）引出后如果不用绝缘对地绝缘，或引出后又与保护地线有连接，虽然用了五根线，也为TN—C系统，这一点应特别引起注意。TN—S或TN—C—S系统安全性好，对电子设备干扰小，可以共用接地线（CPE），，采用等电位连接后安全性更好，干扰更小。所以设计规范规定除特殊场所外，均采用TN—S或TN—C—S系统。

（3）220/380V低压配电系统的保护现在仍采用低压断路器或熔断器。所以220/380V只有监控没有保护。监控包括电流、电压、电度、频率、功率、功率因数、温度等测量（遥测），开关运行状态，事故跳闸，报警与事故预告（过负荷、超温等）报警（遥信）与电动开关远方合分闸操作（遥控）等三个内容（简称三遥），而没有保护。

（4）220/380V低压配电系统一次回路一般均为单母线或单母线分段，两台以上变压器均为单母线分段，有几台变压器就分几段，这是因为用户变电站变压器一般不采用并列运行，这是为了减小短路电流，降低短路容量，否则，低压断路器的断开容量就要加大。

（5）220/380V低压配电系统进线、母联、大负荷出线与低压联络线因容量较大，一般一路（1个断路器）占用一个低压柜。根据供电负荷电流大小不同，一个低压开关柜内有两路出线（安装两个断路器），四路出线（安装四个断路器），以及五、六、八与十路出线，不象高压配电系统一个断路器占用一个开关柜。因此低压监控单元就要有用于一路、两路或多路之分，设计时要根据每个低压开关的出线回路数与低压监控单元的规格来进行设计。

（6）低压断路器除手动操作外，还可以选用电动操作。大容量低压断路器一般均有手动与电动操作，设计时应选用带遥控的低压监控单元，小容量低压断路器，设计时，大多数都选用只有手动操作的断路器，这样低压监控单元的遥控出口就可以不接线，或选用不带遥控的低压监控单元。

2）220/380V低压配电系统微机监控系统的设计

（1）220/380V低压配电系统微机监控系统首先根据一次系统及用户要求进行遥测、遥信及遥控设计。

（2）测量回路设计

A测量部分的二次接线与高压一样，电流回路串联于电压互感器二次回路，电压回路并联于电压测量回路。由于220/380V低压配电系统没有电压互感器，电压测量可以直接接到220/380V母线上，和电度表电压回路一样一般可以不加熔断器保护，但柜内接线应尽量短，有条件时最好加熔断器保护，以便于检修。

B电度测量可选用自带电源有脉冲输出的脉冲电度表，对于有计算功率与电度功能的低压监控单元，只作为内部计费时，可以不再选用脉冲电度表。

C选用有显示功能的低压监控单元，可以不再设计电流、电压表，选用不带显示功能的低压监控单元时还应设计电流或电压表，不应两种都设计。

（3）信号回路设计

设计时，低压断路器要增加一对常开接点接到低压监控单元开关状态输入端子上。有事故跳闸报警输出接点的，再将其接到低压监控单元事故预告端子上。

（4）遥控回路设计

低压监控系统的遥控设计比较简单，电动操作的低压断路器都有一对合分闸按钮，只要将低压监控单元合分闸输出端子分别并在合分闸按钮上即可，必要时，可设计一个就地与遥控操作转换开关，防止就地检修开关时，遥控操作引起事故。

（5）供电电源与通信电缆设计

低压监控单元电源为交流220V供电，耗电量一般只有几瓦，设计时将其电源由端子上引到一个220V/5A两极低压断路器上，再引到开关柜端子上，然后统一用KVV—3×1.0电缆集中引到低压柜一路小容量出线上。需要时可加一个UPS电源。

通信电缆一般距离不超过200米可选用KVV—3×1.0普通屏蔽控制电缆，超过200米时应选用屏蔽双绞线（最好选带护套型）或计算机用通信电缆。

8.变配电站综合自动化系统

1）系统组成

高压采用微机保护，低压采用监控单元，再用通信电缆将其与计算机联网之后就可以组成一个现代化变配电站管理系统——变配电站综合自动化系统。

2）变配电站综合自动化系统设计内容

A高压微机保护单元（组屏或安装在开关柜上）选型及二次图设计。

B低压微机监控单元（安装在开关柜上）选型及二次图设计。

C管理计算机（放在值班室，无人值班时可放在动力调度室）选型。

D模拟盘（放在值班室或调度室）设计。

E上位机（与工厂计算机或电力部门调度联网）联网方案设计。

F通信电缆设计（包括管理计算机与上位机）。

3）管理计算机

管理计算机可根据系统要求进行配置。

4）模拟盘

用户要求有模拟盘时，可以设计模拟盘，小系统可以用挂墙式，大系统用落地式，模拟盘尺寸根据供电系统一次图及值班室面积来决定。模拟盘采用专用控制单元，将其通信电缆引到管理计算机处。模拟盘还需要一路交流220V电源，容量只有几十瓦，设计时应与管理计算机电源一起考虑。

5）变配电站综合自动化系统主要功能

篇3

电气工程及其自动化是各项科技的综合应用，其包括电力电子技术、计算机技术、电机电器技术信息、网络控制技术等，为电力系统调度运行提供多方面支撑，确保地区电网工作状态的稳定性，属于一门综合实用性的技术理论。继电保护是利用有触点的继电器来保护电力系统及其元件，例如发电机、变压器、输电线路等，有效避免电气设备受到异常损坏。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发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。

2继电保护系统的主要构成

电力系统是电能供应传输的关键，与继电保护系统联用共同构成安全稳定的用电环境。继电保护在电力系统中是不可缺少的部分，常作为用电安全保护平台，主要构成包括：

2.1测量部分

是测量通过被保护的电气元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”“非”性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应该启动。例如，输电线路以变压器为运转中心，对原始电能高低进行调配，按照用电区域电压承载力实施调控，通过继电测量可促进电能调配效率提高。

2.2逻辑部分

使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是应该使断路器跳闸、发出信号或是否动作及是否延时等，并将对应的指令传给执行输出部分。例如，继电保护器与配电变压器组合应用，可根据用电单位要求，严格控制配电量、电压高低，保障用户安全用电。

2.3输出部分

根据逻辑传过来的指令，最后完成保护装置所承担的任务。如在故障时动作于跳闸，不正常运行时发出信号，而在正常运行时不动作等。继电保护器按照电力控制指令要求，执行某个安全防护程序，并且将指令结果安全传输至调度中心，从而提升了继电保护控制器的工作性能。

3电气工程中的继电保护功能

人类社会正处于信息化改革阶段，信息技术应用于各个行业是发展趋势，也是继电保护技术控制的关键。继电保护是电气工程科技化改造的新方向，充分利用互联网平台优势，解决传统电力运行的不足，加快了电力系统网络层次改造进度，构建了符合现代化电力控制的安全调度模式。

3.1监控功能

电力系统安全化发展是必然趋势，继电保护系统与电源系统、配电系统等共同运行，共同参与电能资源调配运输工作，解决地区用电操作困境。监视电力系统的正常运行，当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏。

3.2调整功能

电气系统将朝着“高效、优质、安全”等方向发展，采用继电保护技术辅助网络化运行，这是电气系统优化升级的主要思路。反映电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，提示值班员迅速采取措施，使之尽快恢复正常，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。

3.3安全功能

实现电力系统的自动化和远程操作，以及工业生产的自动控制，均要借助继电保护技术功能，如自动重合闸、备用电源自动投入、遥控、遥测等。当系统和设备发生的故障足以损坏设备或危及电网安全时，继电保护装置能最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，如单相接地、变压器轻、重瓦斯信号、变压器温升过高等。

3.4防御功能

继电保护技术是对电气工程故障的综合防护，提前发现潜在故障风险。当前，电力系统均配备了专用监测系统，主要是对电力设备运行情况实时监控，为电网调度与控制提供真实信号。状态监测系统是多项科技的综合应用，由数字化设备参与智能调度运行，对各种电气设备或元件均起到防护作用。例如，线路电流超标会引起烧损、断电等故障，借助状态监测平台可及时防御故障发生。

4基于继电保护自动化控制系统继电保护

自动化不仅配备了专用调度中心，也增加了一系列的安全保护基础，形成相对稳定的电能分配模式。随着电力行业科技快速发展，县级电力公司要灵活应用继电保护技术作为防护，为电气工程自动化改造做好前期工作，维持电气设备工作状态的稳定性。现阶段，基于继电保护系统可组建智能保护、实时仿真、安全告警等多项保护模式，具体情况：

4.1智能保护系统

智能保护是电气工程调控新技术，借助智能系统取代人工操作，不仅保护了电力系统运行状态，对人员及设备也起到了安全防护作用。例如，电气工程中配备继电保护器与电子感应技术联用，当电气系统出现异常故障之后，第一时间发出告警信号，提醒检修人员赶往现场处理，防治故障扩大化产生的异常危害。

4.2实时仿真系统

仿真技术是对继电保护系统的模拟运行，尤其在新安装的电力系统中，借助仿真模拟平台可预测系统运行状态，正式启动前做好对应的防护措施。实时仿真由动态保护技术构成，在电气设备安装结束后执行命令。技术人员分析仿真结果，总结电力系统运行存在的漏洞，拟定针对性的保护处理方案。

4.3安全告警系统

安全告警也是电气系统防护的有效方式，采用多种保护技术维持电力系统的稳定性，利用安全防护层执行监控命令，发现系统连接设备出现故障时，立即启动告警程序。同时，对电气设备执行一级防护，确保设备在故障状态下不会二次受损，为后期检修工作争取了更多的时间，这也是继电保护技术多功能应用的表现。

5结语

篇4

1.1光纤保护的分类和主要内容光纤通信运用在电力系统继电保护中主要分为以下两类。第一，光纤保护主要就是为传送电气物理量信息的一种光纤纵联差动保护装置。第二，主要用来传送故障元件的信息的一种纵联方向保护与纵联距离保护装置。线路的纵联距离保护装置主要传送的是线路故障方向和地址码，且都是逻辑信号，内容较为单一。而纵差保护装置则是传送三相电流相量、地址码以及通信时标。

1.2继电保护对于光纤通道延迟的要求对于电力系统的继电保护来说，相关的标准对于继电保护动作发生的具体时间有一定的要求。继电保护的“四性”给出了各种保护方案中传递信息的最大允许时间，其中纵联保护对故障发生时的位置判断只与电气信号的值有关，时间长短与光纤通道的延迟无关。但在对故障发生地点的判断上是基于本侧的电气信息进行分析的，当得出故障发生在本侧时还要分析故障的方向。其次，纵联保护是根据相关的信息来分析故障发生在对侧的方向，只有保障两条分析都在同一方向时，才能确定故障发生的区域。由此可见，电力系统的继电保护时间就纵联保护来说是有叠加现象的。而就纵差保护来说，光纤延迟对继电保护的相应时间也分为两个因素。一方面，在继电保护系统对电气信息进行分析和计算的过程中，当发现电流并不等于两侧电流的总和时，实际上接收到的是对边电流与同一时刻本侧电流的和。另一方面，在本侧发生保护动作前，不仅需要本侧的差动数据满足，更需要对侧的数据保障，以避免突然断线引起的错误动作，从而影响电力系统运行。

1.3专用光纤通信方式对于电力系统来说，利用光纤通信需要为继电保护装置敷设专用的光纤通道，并且在此通道中只允许传输继电保护信息。因光的收、发接口工作距离限制和敷设的光缆成本的限制，用于继电保护装置的通信距离通常在100km以内。专用通道由光缆中断箱直接接入继电保护设备的光收发口，省去了复杂的中间环节，不需要其他的专业设备，就能实现简单、可靠的信息传输，管理起来也比较方便，因此被逐渐运用到了电力系统继电保护系统中。

2光纤通信通道异常对机电保护的影响

2.1线路交互错位影响在实际的电力系统运行过程中，如果出现光纤线路非致命性的故障时，线路自身拥有功能能够进行自动检查与修复，这也就是常说的可自愈网络。通过线路交互错位的方式，当系统的主线路出现了故障需要进行及时检修时，系统将会自动把负荷调整到备用的线路上，再通过备用的线路将数据传输到调度中心，等到主线路的故障得到修复并调整至原来的状态后即可恢复。

2.2M线路时限参数选择影响在电力系统运行的过程中，输送线路或者相应中断的异常运行很可能给SDH输送网络造成影响。通常，这种影响主要表现在线路交互错位、线路错误率变高两个层面，而如果不及时针对存在的异常进行处理，很有可能导致整个线路无法正常运行。由上述可知，SDH输送网络相较于传统的相比拥有无法超越的优势，但在实际的运用过程中，不能完全按照该种网络系统中的PDH分支线路输出信号来调整时限。因分支线路中一旦出现VC信号极易导致输出信号过大波动而难以精准对故障进行定位，其实，进行时限调整的目的就是为了将即时网络时间信息与数据信息统一传送至分支线路中。具体可参考图1所示。就我国目前的形式来看，继电保护装置就是为了实现线路进出信息的一致性，一般通过在PHD分支线路上附上实现控制设备来实现。对于这种情况，线路出口与入口上起到保护作用的PCM需要保持一致的高度，否则将会影响到保护装置的正常使用。为了保证线路保护时限的一致性，通过更改时间记录、校正记录信息以及更正系统时间等方式来进行操作，保证线路两端的响应一直。更改事件记录的方式需要通过限流信息时差和线路两端时间记录时差的对比，并根据对比的结果进行分析，以修正辅助装置的操作时间。

2.3误码产生的影响相较于电力线路或者微波通道来说，光纤通信通道不仅传输的质量高、误码率低，且频带宽、传输信息的容量较大、抗电磁干扰能力强。事实上，光纤通信通道技术也会因长时间持续工作或者其他原因影响下，有一定的误码情况。包括各种噪声源的印象、色散引起的码间干扰、定位抖动产生的误码以及复用器、较差连接设备等设备都有可能引起误码。而具体来说，通道对于保护判据产生的影响有三个方面。第一，误码会导致报文内容或CRC校验值的某一个值发生错误，最终导致报文不能通过校验。第二，误码可能使得报文头或尾部的某一个值发生错误，对报文的完整性进行破坏，导致通信控制芯片出现“报文出错”现象。此外，一般来说报文的比特位数应是8的整数倍，如果出现通道滑码，可能导致比特位数的增加或者丢失，从而导致通信控制芯片出现“非完整报文”的现象。在电力系统的纵差保护中，一旦检测出非完整报文等问题，则必须重新对通道时延进行检测，以保证两侧装置采集的数据实现同步。一方面对于单个的随机误码而言，因其可能影响报文的完整性，从而使得线路的纵差保护没有发生变化，也需要重新启动新的同步过程。另一方面，线路的纵联距离与方向保护则需要交换数据，这种数据只需要允许信号而不会有通道时延一致上的要求，且不必要同步两侧装置的采样时刻。误码可能对当前的通信报文正确性产生了一定的影响，但也不会影响后续通信报文的使用。

3结论

篇5

人工神经网络(AartificialNeuralNetwork，下简称ANN)是模拟生物神经元的结构而提出的一种信息处理方法。早在1943年，已由心理学家WarrenS.Mcculloch和数学家WalthH.Pitts提出神经元数学模型，后被冷落了一段时间，80年代又迅猛兴起［1］。ANN之所以受到人们的普遍关注，是由于它具有本质的非线形特征、并行处理能力、强鲁棒性以及自组织自学习的能力。其中研究得最为成熟的是误差的反传模型算法(BP算法，BackPropagation)，它的网络结构及算法直观、简单，在工业领域中应用较多。

经训练的ANN适用于利用分析振动数据对机器进行监控和故障检测，预测某些部件的疲劳寿命［2］。非线形神经网络补偿和鲁棒控制综合方法的应用(其鲁棒控制利用了变结构控制或滑动模控制)，在实时工业控制执行程序中较为有效［3］。人工神经网络(ANN)和模糊逻辑(FuzzyLogic)的综合，实现了电动机故障检测的启发式推理。对非线形问题，可通过ANN的BP算法学习正常运行例子调整内部权值来准确求解［4］。

因此，对于电力系统这个存在着大量非线性的复杂大系统来讲，ANN理论在电力系统中的应用具有很大的潜力，目前已涉及到如暂态，动稳分析，负荷预报，机组最优组合，警报处理与故障诊断，配电网线损计算，发电规划，经济运行及电力系统控制等方面［5］。

本文介绍了一种基于人工神经网络(ANN)理论的保护原理。

1人工神经网络理论概述

BP算法是一种监控学习技巧，它通过比较输出单元的真实输出和希望值之间的差别，调整网络路径的权值，以使下一次在相同的输入下，网络的输出接近于希望值。图1是人工神经Ui的结构模型，图中Ui为神经元内部状态，Qi为门槛值，Yi为输出信号，Xi(i=1,2,…，n)为神经元接收信号。该模型可表示为：

式中Wji——连接权值。

BP算法的神经网络图形如图2所示，设网络的输入模块为p，令其作用下网络输出单元j的输出为Opj。如果输出的希望值是Tpj，则其误差为Dpj=Tpj－Opj。若输入模块的第i个单元输入为Ipi，则就输入模块p而言，输入接点I与输出接点j之间的权值变化量为：

ΔWpji=zDpjIpi

式中，z是某一个常数。当反复迭代该式时，便可使实际值收敛于目标值［6］。其中隐含层既有输入网线，又有输出网线，每一个箭头都有一定的权值。

在神经网络投运前，就应用大量的数据，包括正常运行的、不正常运行的，作为其训练内容，以一定的输入和期望的输出通过BP算法去不断修改网络的权值。在投运后，还可根据现场的特定情况进行现场学习，以扩充ANN内存知识量。从算法原理看，并行处理能力和非线是BP算法的一大优点。

2神经网络型继电保护

神经网络理论的保护装置，可判别更复杂的模式，其因果关系是更复杂的、非线性的、模糊的、动态的和非平稳随机的。它是神经网络(ANN)与专家系统(ES)融为一体的神经网络专家系统，其中，ANN是数值的、联想的、自组织的、仿生的方式，ES是认知的和启发式的。

如图3所示，装置可直接取线路及其周边的模拟量、数字量，经模式特征变换输入给神经网络，根据以前学习过的训练材料，对数据进行推理、分析评价、输出。专家系统对运行过程控制和训练，按最优方式收集数据或由分析过程再收集控制，对输出结果进行评估，判别其正确性、一致性，作出最终判决，经变换输出，去执行机构。即使是新型保护，也会存在着某些功能模块不正确动作的可能，这时可以过后人为干预扩展专家系统数据库或由专家系统作出判别，作为训练样本训练ANN的这部分功能模块，改变其某些网线的权值，以使下次相同情况下减少不正确动作的可能。

下面是一个简单的ANN线路保护例子。当电力系统故障时，输电线路各相、各序电压、电流也随之发生变化，特别是故障后故障相的相电压和相电流，以及接地系统在接地故障的零序电流的变化有明显的代表性。比如选输入层神经元个数为14个，分别是Uar，Uai，Ubr，Ubi，UcrUci，Iai，Ibr，Ibi，Icr，Ici，Ior，Ioi(下标r和i分别代表实部与虚部)，选定输出层神经元个数为5个：YA(A相)，YB(B相)，YC(C相)，YO(接地)，YF(方向)，各输出值为1，代表选中；输出值为0，代表没选中(YF为0代表反向)。这5个输出完全满足线路方向保护的需求(没考虑正向超越)，隐含层神经元数目为2N+1(N为输入层神经元数目)。训练样本集包含14个输入变量和5个输出变量，而测试样本集中的样本则只有14个输入变量。选图4的双侧电源系统作研究对象，输电线路、系统的等值正、零序参数如图4所示。

考虑的故障类型包括单相接地(K1)，两相短路(K2)，两相接地(K1—1)，三相短路(K3)。

对图4所示的500kV双侧电源系统的各种运行方式和故障情况建立训练样本。

在正常状态下，令h∠δ=(EM)/(EN)，h=1，δ

随负荷变化，取为－60°，－50°，－40°，－30°，－20°，－10°，0°，10°，20°，30°，40°，50°，60°，有13个样本。故障情况下，δ取值为－60°，－30°，0°，30°，60°，故障点选反向出口(－0km)，正向出口(+0km)，线路中部(150km)，线末(300km)。接地电阻Rg取值0Ω，50Ω，100Ω，150Ω，200Ω，相间电阻Rp取值0Ω，25Ω，50Ω，则共有5×4×(5+3+5×3+3)=520个样本。每个样本的5个输出都有一组期望的输出值，以此作为训练样本。而实际运行、故障时，保护所测到的电流、电压极少直接与样本相同，此时就需要用到模糊理论，规定某个输出节点。如YA(A相)在某一取值范围时，则被选中。

文献［1］认为全波数据窗建立的神经网络在准确性方面优于利用半波数据窗建立的神经网络，因此保护应选用全波数据窗。

ANN保护装置出厂后，还可以在投运单位如网调、省调实验室内进行学习，学习内容针对该省的保护的特别要求进行(如反措)。到现场，还可根据该站的干扰情况进行反误动、反拒动学习，特别是一些常出现波形间断的变电站内的高频保护。

3结论

本文基于现代控制技术提出了人工神经网络理论的保护构想。神经网络软件的反应速度比纯数字计算软件快几十倍以上，这样，在相同的动作时间下，可以大大提高保护运算次数，以实现在时间上即次数上提高冗余度。

一套完整的ANN保护是需要有很多输入量的，如果对某套保护来说，区内、区外故障时其输入信号几乎相同，则很难以此作为训练样本训练保护，而每套保护都增多输入量，必然会使保护、二次接线复杂化。变电站综合自动化也许是解决该问题的一个较好方法，各套保护通过总线联网，交换信息，充分利用ANN的并行处理功能，每套保护均对其它线路信息进行加工，以此综合得出动作判据。每套保护可把每次录得的数据文件，加上对其动作正确性与否的判断，作为本身的训练内容，因为即使有时人工分析也不能区分哪些数据特征能使保护不正确动作，特别是高频模拟量。

神经网络的硬件芯片现在仍很昂贵，但技术成熟时，应利用硬件实现现在的软件功能。另外，神经网络的并行处理和信息分布存储机制还不十分清楚，如何选择的网络结构还没有充分的理论依据。所有这些都有待于对神经网络基本理论进行深入的研究，以形成完善的理论体系，创造出更适合于实际应用的新型网络及学习算法［5］。

参考文献

1陈炳华．采用模式识别(智能型)的保护装置的设想．中国电机工程学会第五届全国继电保护学术会议，［会址不详］，1993

2RobertE.Uhrig．ApplicationofArtificialNeuralNetworksinIndustrialTechnology.IEEETrans,1994,10(3)．(1):371～377

3LeeTH,WangQC,TanWK.AFrameworkforRobustNeuralNetwork-BasedControlofNonlinearServomechannisms.IEEETrans,1993，3(2)．(3)：190～197

4ChowMo-Yuen.TheAdvantageofMachineFaultDetectionUsingArtificialNeuralNetworksandFuzzyLogicTechnology.IEEETrans,1992,5(6).(2)：1078～1085

篇6

1.1分支组合方式的选择

根据柘溪发电站的4个并联分支的基本情况，本文主要考虑的是12-34、13-24以及14-23这三种分支的组合形式。

1.2横差保护分析

在仿真实验的过程中，我们对各种分支情况下的零序横差、裂相横差以及这两种横差保护相互联合作用时候的保护效果进行了统计整理，在实验的过程中，将零序横差的保护选择为0.04IN，并将其作为动作门槛，裂相横差的保护采用比率的制动特性，，差动的门槛选择为0.2IN，斜率为0.3。根据我们对零序横差以及裂相横差的保护可动作的故障数统计结果分析，我们可以看出柘溪的横差保护具有如下特点：

a.两种横差保护对同相异分支的故障动作的反映灵敏度均不高，个别的分支的动作数目可以达到18种，这主要是由于同相异分支短路的匝差太小，大部分不超过1匝所造成的。

b.同相异分支的短路故障的保护效果显示相隔的分支组合要强于其他的组合情况，而这主要是因为同相异分支的短路现象只能够发生在相邻的分支之间，比如第二分支只能够与第一或者是第三分支发生同相异分支形式的短路故障，所以采用分支相隔的组合方式具有比相邻分支组合更强的保护效果。

c.无论是零序的横差还是裂相的横差对于异相的短路故障均具有较高的反映灵敏度，这也是因为同相同分支之间的短路匝差比较小的缘故。所以柘溪水力发电站在今后的发展过程中需要不断的加强对同相同分支以及同相异分支的短路故障的保护力度。

d.同时，仿真的结果表明，零序横差以及裂相横差保护的故障动作效果之间具有较强的互补性，所以为了提高保护的效果，可以考虑将二者同时装设在同一个系统中。

1.3纵差保护分析

我们对发电机组中的各种不同分支的组合方式条件下的纵差保护的动作效果进行了效果的统计与分析，差动的门槛以及斜率的数值均与以上仿真工作中的条件相同。仿真的结果表明，纵差保护具有如下特点：a.完全的纵差保护不能够实现对于同相同分支以及同相异分支的短路故障的保护作用，但是可以实现对于2832中异相短路故障的完全保护动作；b.不完全的纵差保护对于各种的短路故障形式均具有较高的反映灵敏度，但是对同相同分支或者是同相异分支的故障的动作不够灵敏；c.对相间故障具有较高的灵敏度的保护是单套的不完全的纵差保护，但是能够实现对于异相短路故障100%动作率的只有双不完全纵差保护。

1.4联合保护方案分析

上述的各种保护方案在单独作用的情况下均有着一定的局限性，不能够收到令人满意的效果，所以需要研究横差保护与纵差保护协同作用的保护方案。通过对组合方案条件下可动作故障数的统计分析，我们得出了结论包括：

a.如果选用的是3种中性点侧的分支组合方式，那么最好选择12-34式的分支组合，以便达到最高的故障动作效率；

b.如果裂相横差与零序横差均不对这种匝间的短路进行反映，则不完全的纵差保护方案也不能够起到很好的保护作用或者是具有较高的动作率；

c.这种联合保护的方案对于异相的短路故障具有较高的动作率，几乎可以实现全部类型故障的动作，但是提高零序横差或者是裂相横差的保护门槛的时候，组合的保护方案并不能够显著的提高动作的效率，所以在现场值不确定的条件下为了提高保护的动作率，可以增加一套纵差保护，进而为异相故障提供双重化的保护效果。

2结束语

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[关键词]500kV；电力变压器；继电保护

中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0107-01

一、500kV电力变压器的继电保护装置概述

继电保护装置能够在电力系统及其元件出现故障问题时，及时检测到故障并立即触发报警信号，再由控制系统接收报警信号并进行保护装置动作，从而实现对故障问题的有效排除，确保系统的正常运行。一般来说，继电保护装置的基本性能主要有灵敏性、可靠性、快速性和选择性等几种。其中，灵敏性一般是采用灵敏系数来加以表示的，装置灵敏系数越高，则其反应故障的能力也越好；可靠性是表现在继电保护过程中，装置不会发生拒动作；快速性体现在装置消除异常与故障问题的时间问题上；而选择性则是在可能的最小的区间内切除故障，以确保设备供电的正常。在供电系统当中，继电保护装置在检测系统运行情况、控制断路器工作以及记录故障问题等方面，有着极为重要的作用。

二、500kV电力变压器继电保护的相关问题分析

1.500kV电力变压器的常见继电保护问题

（1）瓦斯保护。在500kV电力变压器的继电保护中，往往容易因变压器在滤油、加油时未将内部空气及时排出，而导致变压器运行过程中油温升高将空气逐步排出，引起瓦斯保护信号动作。同时，受到500kV电力变压器穿越性短路的影响，也易于造成瓦斯保护信号动作。另外，由于内部严重故障、油位迅速下降等，也容易引起瓦斯保护动作及跳闸。

（2）差动保护。差动保护主要是通过对500kV电力变压器的高压侧和低压侧电流大小及相位差别加以利用，从而实现保护。由于差动保护灵敏度相对较高，能够无延时对各种故障做出选择性的准确切除，且又具有选择性好、实现简单以及区分故障性能好等特点，使得差动保护在当前大多数电路保护中受到广泛应用。

（3）过励磁保护。在500kV电力变压器的工作过程中，若在其高压侧出现500kV的高压，那么此期间变压器的磁密度会接近饱和状态，此时如果有频率降低、电压升高等情况出现，将很容易导致变压器发生过励磁现象。过励磁保护便是基于此原理来反映过励磁引起的过电流，以延长变压器使用寿命。

（4）过电流保护。电力变压器过电流保护作为瓦斯保护和差动保护的后备，通常可以根据变压器的容量以及短路电流的不同情况，进行过电流保护、复合电压启动的过电流保护以及负序电流及单项式低电压启动的过电流保护等。其中，过电流保护常用于降压变压器；复合电压启动的过电流保护通常是在升压变压器，或是在过电流保护的灵敏度不够等情况下方才采用；而负序电流及单项式低电压启动的过电流保护，则在63MV-A及以上大容量升压变压器，以及系统联络变压器较为常用。

2.500kV电力变压器常见故障

一般来说，500kV电力变压器的常见故障类型主要有两类，即油箱内部故障和油箱外部故障。油箱内部故障，常见的有高、低压侧绕组间的相间短路，轻微匝间短路、中性点接地系统的侧绕组处单相接地短路，铁芯绕损烧坏等故障。电力变压器内部发生故障时，往往会产生一些电流及电弧，给绕组绝缘、铁芯等造成损坏，严重时甚至会使变压器油受热分解大量气体，引起爆炸。为此，需要继电保护及时、有效地对这些内部故障予以切除。油箱外部故障，最常见的有绝缘套管和引出线上发生相间短路、接地短路等。

三、500kV电力变压器继电保护问题的解决对策

为了使500kV电力变压器的正常、稳定运行，保障系统供电的可靠性和整个电网运行的安全性和稳定性，并尽最大限度避免一旦停运给整个电网造成巨大的经济损失，可以考虑从以下几个步骤对电力变压器继电保护问题进行有效、彻底解决。

1.利用微机及相关信息，处理继电保护故障

首先，应对微机提供的故障信息加以充分利用，以排除简单的继电保护故障；其次，应重视对人为故障的处理，例如在有些继电保护故障发生后，单从现场的信号指示并无法找到发生故障的原因，可能与工作人员的重视程度不够、措施不力有关，对于这种情况，需要如实反映，以便分析和避免浪费时间。另外，还应重视对故障录波和事件记录的充分利用，包括微机事件记录、故障录波图形、装置灯光显示信号等。通过这些记录，能够对一、二次系统进行全面检查，此时若发现继电保护正确动作是由一次系统故障所致，则可判断不存在继电保护故障处理的问题；若发现故障主要出在继电保护上，则应该尽可能维持原状，做好故障记录，通过制定相应的故障处理计划后再进行故障处理。

2.合理应用检查方法

在变压器继电保护出现误动时，可采用逆序检查法，从故障发生的结果出发，逐级往前查找微机事件记录及故障录波等；

在出现拒动时，可采用顺序检查法，通过外部检查绝缘检测定值检查电源性能测试保护性能检查的顺序，进行检验调试。另外，在检查继电保护装置的动作逻辑和动作时间时，还可应用整组试验法来进行。通过短时间内再现故障的方式，来判断继电保护发生故障的原因并加以解决。

3.继电保护常见故障的解决

结合瓦斯故障的处理方式来看，在发生瓦斯保护动作时，可通过复归音响，密切监视变压器电流、电压及温度，检查直流系统绝缘接地情况以及二次回路是否存在故障等来排除故障。

若检查发现瓦斯继电器内存在氧化，则应即刻排出瓦斯继电器的气体，同时收集并检查气体，若气体无色、无臭且不可燃，则变压器仍可继续运行；若气体为白色、淡黄色，并带刺激味或为灰黑色且可燃，则说明变压器内部发生故障，需要取油样化验其闪点，若其闪点较前次低于5℃以上时，应停运变压器，并联系检修进行内部检查。

五、结束语

继电保护是保障电力系统安全、稳定运行的重要装置。本研究对500kV电力变压器继电保护的相关问题以及电力变压器常见故障进行探讨，可以看出，电力变压器继电保护问题的处理，除了可以利用微机及相关信息处理之外，还可通过合理正确利用检查方法和针对性处理等方式加以解决，从而提高继电保护系统的工作可行性，减少故障问题的发生。另外，在500kV电力变压器继电保护中应用差动保护，还能够较为全面顾及到电力变压器内外部故障，进一步保障电力系统的安全、稳定运行。

参考文献：

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关键字：建筑 雷害 电涌 保护

中图分类号： P185.16文献标识码：A 文章编号：

雷电是大气放电所产生的气象，可以产生强烈的闪光、霹雳，掉在地上可以摧毁房屋、杀伤人畜、引发火灾等。随着近代高科技的发展，尤其是微电子技术的高速发展，雷电灾害越来越频繁，损失越来越大，原先的避雷针已无法保护建筑物、人和电器设备。80年代以后，雷灾出现新的特点,这主要是因为一些高大建筑的兴起,如高层智能大厦，微波站、天线塔等都会吸引落雷，从而使本身所在建筑及附近建筑遭到破坏。增设的各种架空长导线反倒引雷入室，使避雷装置失去作用。

此外，微电子技术的高度发达，并且广泛应用于各个领域，使得雷害对象出现了变化——从对建筑物本身的损害转移到对室内的电器、电子设备的损害。以至发生人身伤亡事故。随之防雷对象也由强电转移到弱电。雷电产生的电磁感应已成为主要危害。所以，现代建筑防雷设计就必须高度重视雷电问题，加大力度去完善建筑物内部电子设备的安全保护措施。

我国建筑智能系统的研究和开发起点较低，因此我们的智能建筑广泛存在着绝缘强度低，过电压和过电流耐受能力差，对雷电引起的外部侵入造成的电磁干扰敏感等弱点，尤其是抗雷击电涌能力差。如不加以有效防范，无法保证智能化系统及设备的正常运行。所以，目前关于智能建筑的雷击电涌保护可靠性及安全运行问题，已成为人们关注的热点。

1、建筑受雷击的途径

1.1 由附近的对地雷击引起的地电位反击

两个相邻的楼当附近有雷击时，电位的变化是不同的，所以存在着电位差，它的大小决定于雷电大小、接地电阻和楼间距离。如楼间有信号线，则将承受高压冲击，据资料介绍，电缆或建筑物附近100米以内的雷击，能感应5KV和1.25KA的浪涌。

1.2 对建筑物的直接雷击

直接雷的电流通过避雷导体系统流入大地，除了使地电位升高外，当电流快速流过长导体时，因导体的自感而在导体的二端产生电势，一根30米的避雷导线可产生1.5MV电势，使附近的无金属保护的靠墙电缆会出现“闪络”，避雷导线和附近的电缆间还可由电容或电感耦合产生电压，一个距避雷导线1米的10米×10米的回路，当避雷导线的电流为2kA/μs时，峰值电压可达9.5kV。

1.3 由电力线被直接雷击或感应雷击

直接雷击中高压电力线上，通过变压器的电容耦合产生浪涌电压（在高压线上200kA的雷击，可在低压屏产生6kV的浪涌电压）,足以引起设备损坏。直接打在高压线上的雷击概率较小，90%的雷电放电发生在云与云之间，电力线会因电磁感应或静电感应产生二次雷击。雷雨云之间的放电，因电磁辐射而在电力线上感应出脉冲，称电磁感应雷；雷雨云的静电荷电场，会在电力线表面感应出电荷，当该雷雨云的电荷与其它雷雨云接闪后，电力线表面的电荷被释放，向二边放电，称静电感应雷。上述两种感应雷，在架空或埋地的导线上产生电流或电压冲击波，沿导线经接口进入设备，即所谓雷电波窜入，对监控系统危害极大。

1.4 雷电电磁脉冲波（LEMP）

雷电放电的dv/dt及di/dt均很高，其电磁辐射很大 。 雷 电 波 的 主 频 为 1k~10kHz， 高 频 为5MHz~10MHz。电磁波可通过建筑物的门、窗和电子设备机箱上的空洞、缝隙，直接作用于设备的元、器件，引起故障。雷电波的主频不高，对大地而言，其穿透深度可达15~50m，埋在地下的通信和电力电缆将受到影响。

2、建筑物防雷设计因素

防雷是一项系统工程。

2.1接闪功能

指实现接闪功能所应具备的条件，包括接闪器的形式（避雷针、避雷带和避雷网）、耐流耐压能力、连续接闪效果、造价以及接闪器与建筑物的美学统一性等。

2.2分流影响

指引下线对分流效果的影响。引下线的粗细和数量直接影响分流效果，引下线多，每根引下线通过的雷电流就小，其感应范围就小。

2.3均衡电位

建筑物的各个部分可以形成一个电势相等的等电位。若建筑物内的结构钢筋与各种金属设置及金属管线都能连接成统一的导电体，建筑物内当然就不会产生不同的电位，这样就可保证建筑物内不会产生反击和危及人身安全的接触电压或跨步电压，对防止雷电电磁脉冲干扰微电子设备也有很大的好处。

2.4屏蔽作用

屏蔽的主要目的是保护建筑物内的通讯设备、电子计算机、精密仪器以及自动化控制系统不受雷电电磁脉冲的危险。应尽量利用钢筋混凝土结构内的钢筋，即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋，使其构成一个六面体的网笼，即笼式避雷网，从而实现屏蔽。

2.5接地效果

良好的接地效果也是防雷成功的重要保证之一。每个建筑物都要考虑哪种接地方式的效果最好和最经济。

2.6合理布线

指如何布线才能获得最好的综合效果。现代化的建筑物都离不开照明、动力、电话、电视和计算机等设备的管线，在防雷设计中，必须考虑防雷系统与这些管线的关系。为了保证在防雷装置接闪时这些管线不受影响，设计室内各种管线时，必须与防雷系统统一考虑。

3、现代建筑防雷的新重点

智能建筑的发展使得传统的建筑防雷设计不再能满足建筑本身对雷电安全的需要。雷电防护已经不仅仅是对建筑本体的防护，更侧重于对建筑内人身和电气设备的安全的防护。防雷工作正在从以传统的防直击雷为主向防雷电感应过电压对通迅、安防、自动控制等系统的设备的损害而转变。其中重要的防雷观念变化有：

3.1重视雷电电磁感应作用

以前建筑物防雷以防直击雷为主，侧重机械性破坏和雷电反击；现在则以防感应雷击为主，侧重雷电的电磁感应效应。

3.2建筑物防雷的整体性

建筑物防雷的整体性体现在对建筑物防雷设计和安装时，要对内部防雷装置和外部防雷装置做整体的统一的考虑。建筑物外的整体观念是指对一个院落、一个小区以及附近的环境要做全面的防雷规划，同时还不能违反小区规划的要求例如：所安装的避雷针杆塔是否影响小区的美观，所用的避雷针、避雷带或避雷网是否与建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大烟囱上的避雷装置所保护等等。

4.防雷通信电源的管理

通信电源在防雷方面尤其应该引起重视。

4.1 加强对电源设备的重视

电源设备与通信网中的其他设备（如交换、传输等）有较大的不同，本质上，电源设备是机电设备而非通信设备。正因为如此，在通信业中，它得不到充分的重视，然而，必须看到，通信电源作为整个通信电信网的能量保证，它的作用是整体性和全局性的。虽然它不是通信网主流设备，但它却是通信网中最重要、最关键的设备。

4.2 加强电源管理上的专业化

对通信电源要求通信网上的各级管理层次和建设、维护方面都应该有独立的电源专业管理人员。因为通信电源是一个专业，而且是个包括多种系统和学科的大专业，因此，应该对它作相应的专业管理。

4.3 电源设备购置与维护的具体措施

4.3.1在购置通信电源过程中，除考虑性价比外，要考虑高可靠性、多种自动保护功能、宽电压、良好的均流均衡性能、在线运行模式，要考虑是否严格按照高标准组织生产，另外系统故障率、防雷和电涌措施、交直流配电一体化等都应是分析考虑配置的重点。要选用可靠性高的设备，合理配置备份设备。

4.3.2供电方式要大力推广分散供电，要有备品和备份，使用同一种直流电压的通信设备，采用两个以上的独立供电系统。

4.3.3设备宜采用模块化、热插拔式，便于更换和维修。再一个就是平时应建立起对电源故障的应急措施，保证可靠供电。最后，要提高技术维护水平，大力推广集中维护体制。

综上所述，雷电危害是有目共睹的，但只要措施得当，就可以有效地降低雷害。

参考文献：

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关键词：漏电保护器；工作原理；安装；应用

漏电保护器多用于lkV以下的低压配电系统，是防止由于间接或直接接触引起的单相触电事故、防止由于漏电引起的电气火灾、监测或切除各种一相接地故障、防止电气设备损坏的一种技术措施。

一、装设漏电保护器的范围

（一）必须装漏电保护器（漏电开关）的设备和场所。

1.属于I类的移动式电气设备及手持式电动工具（I类电气产品，即产品的防电击保护不仅依靠设备的基本绝缘，而且还包含一个附加的安全预防措施，如产品外壳接地）；

2安装在潮湿、强腐蚀性等恶劣场所的电气设备；

3.建筑施工工地的电气施工机械设备；

4.暂设临时用电的电器设备；

5.宾馆、饭店及招待所的客房内插座回路；

6.机关、学校、企业、住宅等建筑物内的插座回路；

7.游泳池、喷水池、浴池的水中照明设备；

8.安装在水中的供电线路和设备；

9.医院中直接接触人体的电气医用设备；

10.其它需要安装漏电保护器的场所。

（二）报警式漏电保护器的应用

对一旦发生漏电切断电源时，会造成事故或重大经济损失的电气装置或场所，应安装报警式漏电保护器，如：

1.公共场所的通道照明、应急照明；

2.消防用电梯及确保公共场所安全的设备；

3.用于消防设备的电源，如火灾报警装置、消防水泵、消防通道照明等；

4.用于防盗报警的电源；

5.其它不允许停电的特殊设备和场所。

二、漏电保护器的安装

正确地安装使用漏电保护器对人身、设备以及整个电气系统的安全都有非常重要的作用。按规定，安装在水中的供电线路和设备，安装在潮湿、腐蚀性等场所的电气设备，移动式电气设备，手持电动工具，建筑工地的电气施工设备，临时用电的电器设备，建筑物中的各种插座回路等；都应安装漏电保护器。

漏电保护器的安装应按照产品说明书的要求，充分考虑供电线路、供电方式、供电电压及系统接地型式。

（一）漏电保护器分三极四线式和四极式两种，如图1所示。漏电保护器安装时必须严格区分中性线和保护线（设备外壳接地线）。漏电保护器的中性线应接入漏电保护回路：接零保护线应接入漏电保护器的中性线电源侧，不得接至负荷侧，经过漏电保护器后的中性线不得接设备外露部分，保护线（设备外壳接地线）应单独接地（见图1）。

（二）漏电保护器负载侧的中性线不得与其它回路共用。

（三）漏电保护器标有负载侧和电源侧时，应严格按其规定。

（四）安装漏电保护器后，不得撤掉低压供电线路和电气设备的接地保护措施。

（五）漏电保护器安装完毕后，应操作试验按钮，检验其工作性能，确认正常工作后，才能投入使用。

（六）安装必须由国家法定机构培训合格的专业电工进行。

漏电保护器的日常使用中，应每月检查一次试验按钮，看漏电保护器动作是否正常。使用中漏电保护动作后，应进行检查，未发现事故原因时，允许试送电一次，如再次动作后，必须查明原因找出故障，严禁强行连续送电。有故障的漏电保护器要及时更换，漏电保护器的使用管理、维护保养，应由专业电工进行，非专业人员不得乱动，除经检查确认漏电保护本身发生故障外，严禁拆除强行送电。

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三、漏电保护器的工作原理

漏电保护器主要包括检测元件（零序电流互感器）、中间环节泡括放大器、比较器、脱扣器等）、执行元件（主开关）以及试验元件等几个部分。

在被保护电路工作正常，没有发生漏电或触电的情况下，由克希荷夫定律可知，通过TA一次侧的电流相量和等于零，即：

iLl+iL2-iL3+iN=0

这使得’TA铁心中的磁通的相量和也为零，即：

φLl-φL2+φL3-φN=0

这样TA的二次侧不产生感应电动势，漏电保护器不动作，系统保持正常供电。

当被保护电路发生漏电或有人触电时，由于漏电电流的存在，通过TA一次侧各相电流的相量和不再等于零，产生了漏电电流Ik。

iL1+iL2-iL3+iLN=iK

这使得TA铁心中的磁通的相量和也不等于零，即：

φL1-φL2+φL3-φN=φK

在铁心中出现了交变磁通。在交变磁通作用下，TL二次侧线圈就有感应电动势产生，此漏电信号经中间环节进行处理和比较，当达到预定值时，使主开关分励脱扣器线圈TL通电，驱动主开关GF自动跳闸，切断故障电路，从而实

现保护。

用于单相回路及三相三线制的漏电保护器的工作原理与此相同，不赘述。

四、漏电保护器的正确接线方式

TN系统是指配电网的低压中性点直接接地，电气设备的外露可导电部分通过保护线与该接地点相接。

TN系统可分为：

TN2S系统：整个系统的中性线与保护线是分开的。

TN2C系统：整个系统的中性线与保护线是合一的。

TN2C2S系统：系统干线部分的前一部分保护线与中性线是共用的，后一部分是分开的。

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【关键词】SPD；应用；等电位

近年来，随着社会技术的不断发展，电子信息设备和计算机系统深入应用在各个行业，由于这些设备在工作中工作电压和耐冲击电压水平较低，极容易受到过电压的危害，雷电过电压会造成设备介电强度下降，电气元器件的损坏，致使形成监控系统和过电压保护装置出现操作失误，造成停电、停机以及各个生产单位的停工时间等。因此在当前的社会发展中，过电压保护器装置逐步扩展在各个行业应用中，特别是金融、航空、通信、IT数据中心、计算中心以及微电子生产等精密设备和仪器的加工行业的应用更为重要。

一、勘测现场文件资料的分析

在建筑物施工的时候，首先要对建筑物施工现场进行勘测，对于设置信息系统的建筑物，在施工中是否要安装防雷击电磁脉冲装置，需要进行认真的调查，是结合地理、地质、土壤和气候等多个因素分析，详细的研究防雷接地装置的安装形式和情况，对现场存在的各种问题合理处理，详细研究防雷装置的形式及其布置情况，对现场的电磁环境和所能够产生的各种风险进行严格评估，对雷电保护级别的选择是确定电子系统防护级别的重要依据，只有在安装之前对各个勘测达到合理、科学，才能够保证雷电防护系统设置安装的有效合理。

二、电涌保护器设置前提

1、首先对于需要设置信息系统的建筑物进行检测，是否需要防雷击电磁脉冲系统的安装，应该在完成直接、间接损失评估和建设、维护投资的基础上综合考虑，做到安全、使用、科学和经济分析要求。因为在当前的电涌保护器比起相关的电气开关来说价格较为昂贵，因此要结合开发商的经济负担，因此不能够盲目的追求和设置。

2、在工程设计施工阶段不知道信息系统规模和具体情况的时候，若是发现在施工的将来会产生一定的信息系统，那么在设计中就需要对建筑物设置合理的支撑物或者金属架以及钢筋混凝土，做到配电接地保护装置系统与防雷装置组成一个系统建设平台。

3、在安装之前，要合理的划分防雷区域，根据物体可能会遭受到雷击或者电磁强度的衰减影响，需要对雷区区域合理规划，避免两个防雷区域截面上出现金属物互接现象。

三、根据勘测和资料分析设置好接地、屏蔽和等电位连接

1、接地

良好的接地系统是确保电涌保护器功能发挥的有效方法，同时也是防雷措施的根本保证。在接地系统的连接和应用中，一般都采用共用接地方式，但是在施工中也不能够忽视勘察情况，需要集合勘察分析要求和情况来确定。共用接地即将交流工作地、直流工作地、安全保护地、防静电接地、防雷接地等共用一组接地装置。采用共用接地系统的主要目的是达到均压，等电位减小各种设备接地之间的电位差。接地应从共用接地网引出，通过在接地中对总线和等电位端子板和各类层辅助等电位连接端子板。

2、屏蔽

屏蔽是减少电磁干扰的基本措施，在实施过程中宜在建筑物和房间的外部设屏蔽，并以合适的路径敷设，屏蔽线路。屏蔽是利用各种金属屏蔽体为阻挡和衰减施加在电子设备上的电磁干扰或过电压能量。屏蔽具体分为建筑物屏蔽、设备屏蔽和线缆管道屏蔽。建筑物屏蔽一一是利用建筑物体的钢筋和其它金属结构相互连接在一起，并与接地网形成可靠的电气连接来构成一个法拉第笼，对建筑物内的微计算机系统进行电磁辐射防护，形成初级屏蔽网。

3、等电位连接

等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内各金属物与系统之间的电位差。建筑物内有信息系统时，在那些要求雷击电磁脉冲影响最小之处，等电位连接带宜采用金属板，并与钢筋或其他屏蔽构件作多点连接。对进入建筑物的所有外来导电部件做等电位连接的主体应包括以下内容：1)设备所在建筑物的主要金属构件和进入建筑物的金属管道；2)供电线路含外露可导电部分；3)防雷装置；4)由电子设备构成的信息系统。

四、安装中存在的问题和注意事项

1、电涌保护器安装海拔高度不应超2000m；使用和储存温度：正常范围 -5°C～+40°C，极限范围 -40°C～+70°C；安装环境相对湿度最好控制在30%～50%之间；保护器适用的接地系统为TT、TN-S、TN-C；垂直安装时倾斜度不应超过5℃，无显著摇动和冲击振动的场合。

2、电涌保护器安装场所

2.1 第一级电涌保护器安装在LPZ0与LPZ1区交界处，其标称放电电流In不宜小于15kA，宜选用电压开关型SPD，其安装位置一般在总电源进线处。如变压器低压侧或总配电柜内，及引至室外照明线路或动力线路的配电箱内；

2.2 第二级电涌保护器安装在LPZ1与 LPZ2区的交界处，其标称放电电流In不宜小于8/20μs，5kA；其安装位置一般在下端带有大量弱电、信息系统设备或需限制暂态过电压的设备的配电箱内，如楼层配电箱、电梯控制室、有线电视机房、楼宇自控室等场所的配电箱内。

3、电涌保护器的连接线的截面积：第一级应大于10m㎡（多股铜线），第二级应大于16m㎡（多股铜线）。

4、现场调试阶段，尤其是被保护设备未接入时，应断开SPD上部的保护断路器，以防止频繁的电网投切引起的操作过压使性能劣化或损坏。

5、应注意避免低压电网不正常运行工况引起的工频过压，使SPD损坏。

6、在安装接线时，包括相线、中性线、保护线间的联结长度越短越好，不宜大于0.5m；引线应尽量短而直，避免弯路，总长度不超过0.5m，以减少引线电感的瞬态高频电压降。

五、电涌保护器选择的几个原则

1、当按上述要求装的SPD之间设有配电盘时若第一级SPD的Up加上其两端引线的感应电压保护不了该配电盘内的设备，应在该配电盘内安装第二级SPD，其标称放电电流In不宜小于8／201zs5KA；

2、当在线路上多处安装SPD时，电压开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于l0m，限压型SPD之间的线路长度不宜小于5m。例如：被保护设备与配电中心距离较近，在线路敷设上可特意多绕一些导线。

3、当进线端的SPD与被保护设备之间的距离大于30m时，应在离被保护设备尽可能近的地方安装另一个SPD，通流容量可为8KA。