继电保护若干问题研究

第一篇：继电保护若干问题研究

网络教育学院

本 科 生 毕 业 论 文（设 计）

题

目： 继电保护若干问题研究

学习中心：

层 次： 专科起点本科

专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 2014年 春 季 学 号： 学 生： 指导教师：

完成日期：

继电保护若干问题研究

内容摘要

随着电力工业的迅速发展，电力系统的网架结构和运行方式日益复杂，这些都对继电保护装置提出了更高的要求，传统的依靠移相器、调压器、升流器等仪器调节电压、电流幅值和相位的测试手段已不能完全满足要求。微机型继电保护测试装置的开发与应用大大提高了继电保护装置的测试水平，提高了调试效率，对保证继电保护的正确动作，提高电网的安全水平有积极的现实意义。

电力系统在生产过程中，伴随着各类故障，而在发生故障时往往会造成很严重的后果。例如：电力系统电压大幅度下降，电气设备无法正常工作。或者故障处有很大的短路电流，产生的电弧烧坏了电气设备。还可能破坏发电机的并列运行的稳定性，引起电力系统震荡甚至使整个系统失去稳定而解列瓦解。所以，如何防止故障的发生对整个电力系统就显的尤为重要。因此，通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全连续的供电的继电保护装置就成为了电力系统中的重要一环。

继电保护装置是电力系统的重要组成部分。对保证电力系统的安全经济运行，防止事故发生和扩大起到关键性的决定作用。由于电力系统的特殊性，电气故障的发生是不可避免的。一旦发生局部电网和设备事故，而得不到有效控制，就会造成对电网稳定的破坏和大面积停电事故。现代化大电网对继电保护的依赖性更强，对其动作正确率的要求更高。

本文对目前广泛使用的微机型继电保护测试装置的现状进行了简要的回顾，阐述了其发展历程、基本构成、基本功能；对该类型测试装置在现实使用中比较普遍存在的一些问题进行了探索；并分别从硬件方面和软件方面进一步探讨了该类型测试装置未来发展的可能趋势。

关键词：继电保护原理；相关问题分析；微机继电保护研究；继电保护技术发展趋势

I

继电保护若干问题研究

目 录

内容摘要...........................................................................................................................I 1 绪论............................................................................................................................1

1.1 课题的背景及意义........................................................................................1 1.2 继电保护的发展历程....................................................................................1 1.3 继电保护的基本原理和分类........................................................................3

1.3.1 继电保护的基本原理........................................................................3 1.3.2 继电保护的分类................................................................................3 继电保护相关问题分析............................................................................................5

2.1 继电保护常见故障........................................................................................5 2.2 处理方法........................................................................................................5 2.3 继电保护故障处理的原则............................................................................6 3 微机继电保护研究....................................................................................................7

3.1 微机继电保护装置的种类及构成................................................................7

3.1.1 微机继电保护装置的种类................................................................7 3.1.2 微机继电保护装置的构成及功能....................................................7 3.2 微机保护的特点及优点................................................................................8 3.3 微机保护抗干扰措施....................................................................................9 4 继电保护技术发展趋势..........................................................................................12 5 结

论....................................................................................................................15 参考文献........................................................................................................................16

II

继电保护若干问题研究 绪论

1.1 课题的背景及意义

继电保护是指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。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路、母线等）使之免遭损害，所以沿称继电保护。

继电保护的主要任务是自动、迅速地将故障元件从系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它部分迅速恢复运行。继电保护对电力系统的安全运行具有重要意义。继电保护装置历经电磁型、整流型，发展到80年代的晶体管、集成电路型，直到现在的微机型。微机保护也经历了从简单发展到现在的智能型，保护装置越来越人性化、智能化。然而，继电保护发展至今，虽设备已经很先进，但仍有一些问题没有得到很好解决。电气设备是电力系统的重要组成部分，随着电力工业的迅速发展，对电气设备的继电保护提出了更高的要求。

1.2 继电保护的发展历程

继电保护技术的发展现状继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的，它与电力系统对运行可靠性要求的不断提高密切相关。熔断器就是最初出现的简单过电流保护，时至今日仍广泛应用于低压线路和用电设备。由于电力系统的发展，用电设备的功率、发电机的容量不断增大，发电厂、变电站和供电网的结线不断复杂化，电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大，熔断器已不能满足选择性和快速性的要求，于是出现了作用于专门的断流装置的过电流继电器。本世纪初随着电力系统的发展，继电器才开始广泛应用于电力系统的保护。这个时期可认为是继电保护技术发展的开端。

自本世纪初第一代机电型感应式过流继电器（1901年）在电力系统应用以来，继电保护已经经历了一个世纪的发展。在最初的二十多年里，各种新的继电保护原理相继出现，如差动保护（1908年）、电流方向保护（1910年）、距离保护（1923年）、高频保护（1927年），这些保护原理都是通过测量故障发生后的稳态工频量来检测故障的。尽管以后的研究工作不断发展和完善了电力系统的保护，但是这些保护的基本原理并没有变，至今仍然在电力系统继电保护领域中起主导作用。

继电保护装置是保证电力系统安全运行的重要设备。满足电力系统安全运行的要求是继电保护发展的基本动力。快速性、灵敏性、选择性和可靠性是对继电

继电保护若干问题研究

保护的四项基本要求。为达到这个目标，继电保护专业技术人员借助各种先进科学技术手段作出不懈的努力。经过近百年的发展，在继电保护原理完善的同时，构成继电保护装置的元件、材料等也发生了巨大的变革。继电保护装置经历了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式、微处理机式等不同的发展阶段。

50年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术，建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术，建立了我国自己的继电器制造业。因而60年代是我国机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

自50年代末，晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。在此期间，从70年代中，基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列，逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位，这是集成电路保护时代。

国内微机保护的研究开始于70年代末期，起步较晚，但发展很快。1984年我国第一套微机距离保护样机在试运行后通过鉴定并批量生产，以后每年都有新产品问世；1990年第二代微机线路保护装置正式投入运行。目前，高压线路、低压网络、各种主电气设备都有相应的微机保护装置在系统中运行，特别是线路保护已形成系列产品，并得到广泛应用。我国在2000年220kV及以上系统的微机保护率为43.99％，线路微机保护占86％，到2003年底，220kV以上系统的微机保护已占到70.29％，线路的微机化率达到97.6％。实际运行中，微机保护的正确动作率要明显高于其他保护，一般比平均正常动作率高0.2～0.3个百分点。国产微机保护经过多年的实际运行，依靠先进的原理和技术及良好的工艺已全面超越进口保护。从80年代220KV及以上电压等级的电力系统全部采用进口保护，到现在220KV系统继电保护基本国产化，反映了继电保护技术在我国的长足发展和国产继电保护设备的明显优势。

微机继电保护技术的成熟与发展是近三十年来继电保护领域最显著的进展。经过长期的研究和实践，现在人们已普遍认可了微机保护在电网中无可替代的优势。微机保护具有自检功能，有强大的逻辑处理能力、数值计算能力和记忆能力，并且具备很强的数字通信能力，这一切都是电磁继电器、晶体管继电器所难以匹

继电保护若干问题研究

敌的。计算机技术的进步，更高性能、更高精度的数字外围器件的采用，一直是微机继电保护不断发展的强大动力。

1.3 继电保护的基本原理和分类

1.3.1 继电保护的基本原理

继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能，需要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：

（1）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太大超过负荷电流。

（2）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。

（3）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°，而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180°+(60°～85°)。

（4）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。

不对称短路时，出现相序分量，如两相及单相接地短路时，出现负序电流和负序电压分量；单相接地时，出现负序和零序电流和电压分量。这些分量在正常运行时是不出现的。

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。

此外，除了上述反应工频电气量的保护外，还有反应非工频电气量的保护。1.3.2 继电保护的分类

1.电力系统的继电保护根据控制过程信号的不同，可分为模拟型和数字型两大类。

模拟型继电保护又可分为机电型继电保护和静态型继电保护两类。机电型继电保护是由若干个不同功能的继电器组成。继电器是一种能自动动

继电保护若干问题研究

作的电器，只有加入某种物理量(如电流或电压等)，或者加入的物理量达到一定数值时，它就会动作，其常开触点闭合，常闭触点断开，输出信号。

继电器按动作原理的不同分为：电磁型、感应型和整流型等；

按反应物理量的不同可分为：电流、电压、功率方向和阻抗继电器等； 按继电器在保护装置中的作用不同可分为：主继电器(如电流﹑电压和阻抗继电器等)和辅助继电器(如中间﹑时间和信号继电器等)。

由于这些继电器都具有机械的可动部分和接点，故称为机电型继电器。由这类继电器组成的继电保护装置称为机电型继电保护。

静态继电保护装置是应用晶体管或集成电路等电子元件来实现的，它由若干个不同功能的回路，如测量﹑比较或比相触发﹑延时﹑逻辑和输出等回路组成。具有体积小﹑重量轻、功耗小﹑灵敏度高﹑动作快和不怕震动﹑可以实现无触点等一系列的优点。

2.电力系统的继电保护根据被保护对象不同，分为发电厂、变电所电气设备的继电保护和输电线路的继电保护。

前者是指发电机、变压器、母线和电动机等元件的继电保护，简称为元件保护；

后者是指电力网及电力系统中输电线路的继电保护，简称线路保护。3.电力系统的继电保护根据作用的不同又可分为主保护、后备保护和辅助保护。

主保护是指被保护元件内部发生的各种短路故障时，能满足系统稳定及设备安全要求的、有选择地切除被保护设备或线路故障的保护。后备保护是指当主保护或断路器拒绝动作时，用以将故障切除的保护。

后备保护可分为远后备和近后备保护两种，远后备是指主保护或断路器拒绝时，由相邻元件的保护部分实现的后备；近后备是指当主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护来实现的后备，当断路器拒绝动作时，由断路器失灵保护实现后备。

辅助保护是指为了补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护。4.电力系统的继电保护根据操作电源性质的不同，可以分为直流操作电源和交流操作电源。

继电保护若干问题研究 继电保护相关问题分析

2.1 继电保护常见故障

通过一些实际的继电保护故障分析，我们不难看出电气继电保护的常见故障有以下几个方面：

第一，电压互感器的二次中性点接触不良、多次接地，和回路断线、机械问题、短路等现象，前者会造成二次接地与地网中产生一个叠加在设备电压上的电压，在增大电压后，产生误动；后者会造成零序电压比增大，回路负荷减小，电流增大，发生短路。

第二，微机继电保护的抗干扰能力不强，一旦外界的干扰器、通信设备的干扰，或电压降幅较大，就易筑成逻辑原件出现错误地分析与判断。

第三，继电保护装置或零件材质差，质量不合格，精度不够高，从而导致其性能差，很难准确发现故障，从而出现误动或拒动现象。此外，电力系统运行过程中若出现温度过高或降温不及时的现象，继电保护装置被烧坏后就失灵。

第四，电力继电保护隐形故障。对隐形故障的分析处理是保护的重点。如对于重要的输电线路，就地的断路器故障保护也将会提供确定监管所有的跳闸元件，而且在跳闸元件故障情况下所有的就地的和远方的跳闸指令有效。

2.2 处理方法

1、替代法

此法常用于处理微机保护装置内部故障。它的原理是当怀疑某元件或插件有故障的时候，就利用正常的相同元件或插件代替，来判断其是好，是坏。运用此法时，我们除了要注意在做一些如电压短接、电流短接、退出电源、退出侧保护等保护措施外，还要注意替代插件内的定值芯片、跳线、程序是否一致。

2、直观法

此法常用于仪器无法逐点测试，或者没有备品更换的情况下，是通过肉眼、嗅觉来确认故障点的。若观察到继电器内部有发黄，或有烧焦味散发出，就要及时找出并更换已损坏的元件，进而排除故障。

3、电路拆除法

电路拆除法是将二次回路依次逐个拆开后，进行故障点的判断处理后，再依次安装上的方法。它不仅是处理继电保护故障的重要方法之一，也是分析出故障发生原因的方法之一。

继电保护若干问题研究

4、参数对照法

当继电器的测试值与定值的差异较大时，可以通过对正常继电器设备的参数与故障继电器设备的参数进行比较、分析，进而找到故障设备或故障点。

5、短接法与断开法

短接法与断开法是将回路某一段或一部分用短接线人为短接或断开，来判断故障是在短接线或断开线范围内，还是其它地方，以此来缩小故障范围，其中短接法用于该闭合而未闭合的触点检测，而断开法恰好相反。其主要用于检测电气闭锁、刀闸操作、电流回路开路等问题。

2.3 继电保护故障处理的原则

1、正确、冷静对待事故

火电厂发电机运行时,对保护装置的连接片应根据运行方式的要求投、退。投、退时要两人同时进行,仔细辨别清楚,才能操作。对于跳闸回路的连接片,在对应开关运行时的投入,要先用直流电压表测量连接片两端无直流电压才能投入。电气运行人员对电机保护装置中的数据应定期检查,检查时应两人进行,且不得修改和消除内部数据。

2、利用信号判明故障点

在现场的光子牌信号、微机事件记录、故障录波器的录播图形、装置的灯光显示信号、保护掉牌信号等式继电保护事故处理的重要依据,要认真分析,去伪存真。根据有用的信息作出正确判断是解决问题的关键。

一旦判明故障点出现在二次回路上,要尽量维持原状,做好记录,待作出必要的分析并制定出事故处理计划后再开展工作,以免由于原始状况的破坏给事故处理带来不必要的麻烦。

3、人为事故的紧急处理

有一个值得重视的问题是正确对待人为事故。如果按照现场的信号指示没有找到故障的原因,或者断路器跳闸后没有信号指示,在这种情况下的事故处理比较困难,是人为的事故呢,还是设备的事故呢？必须首先弄清楚。在现场有些工作环境,由于工作人员重视程度不够、或措施不得力,容易发生误碰等人为事故。一旦发生了人为的事故,必须如实地反应,以便分析,同时要引以为戒防止此类似事件的再次发生。

继电保护若干问题研究 微机继电保护研究

3.1 微机继电保护装置的种类及构成

3.1.1 微机继电保护装置的种类

1.线路保护装置

包括微机线路保护装置、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。

2.主设备保护装置

包括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。

3.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。

4.管理装置

单元通信单元、管理单元、双机管理单元。3.1.2 微机继电保护装置的构成及功能

微机继电保护主要由单片机构成，全部基准化、模块化，有独立的测量模块、信号模块及控制模块，各模块之间和模块与外部之间完全光电隔离，增强了装置的抗干扰性，完成三遥、保护、控制功能。其硬件组成一般包括以下几个部分：

1.电源插件：该插件为直流逆变电源插件，输出装置需要的电压。2.交流插件：该插件将电压互感器、电流互感器的二次侧强电信号转换为弱电信号，同时起抗干扰和隔离的作用。

3.数模变换插件：该插件由多路电路结构完全相同的电压频率变换器，分别将交流插件输出的电压和电流变换成脉冲频率随输入模拟量幅值变化的脉冲量，并经光耦光电隔离后进入CPU计数器中记数，实现数模转换。

4.故障录波插件：该插件主要由单片机扩展系统和网络通信系统组成，两者之间通过接口进行信息传递和交换。

5.CPU 插件：该插件是整个装置的核心。CPU 插件可以有多路开关量输入和

继电保护若干问题研究

输出回路。

6.继电器插件：该插件包括以下几部分：启动继电器、装置告警回路、跳合闸出口回路、备用常开输出回路。

7.人机对话界面：该部分包括：单片机、通讯口、键盘、显示器、其他开入和开出、GPS 同步时钟输入。

3.2 微机保护的特点及优点

由于我国大量使用整流型或晶体管型继电保护装置，因此调试工作量大，尤其是一些复杂的保护，调试一套保护常常需要较长的时间。究其原因，这类保护装置是布线逻辑，保护的每一种功能都由相应的器件和连线来实现。为确保保护装置完好，需要把所具备的各种功能通过模拟试验来校核一遍。微机继电保护则不同，它的硬件是一台计算机，各种复杂的功能是由相应的程序来实现。即微机保护是由只会做几种单调的、简单操作的硬件，配以程序，把许多简单操作组合而完成各种复杂功能的。因而只要用简单的操作就可以检验微机的硬件是否完好。同时，微机保护装置具有自诊断功能，对硬件各部分和存放在EPROM中的程序不断进行自动检测，一旦发现异常就会报警，通常只要接通电源后没有报警，就可确认装置是完好的，所以对微机保护装置可以说几乎不用调试，从而大大减轻运行维护的工作量。

计算机在程序的指挥下，有极强的综合分析和判断能力，因而微机继电保护装置可以实现常规保护很难办到的自动纠错，即自地识别和排除干扰，防止由于干扰而造成误动作。另外微机继电保护装置有自诊断能力，能够自动检测出计算机本身硬件的异常部分，配合多重化可以有效地防止拒动，因此可靠性很高。

使用微型计算机后，如果配置一台打印机或其他设备，可以在系统发生故障后提供多种信息。如保护各个部分的动作顺序和动作记录，故障类型和相别及故障前后电压和电流的波形记录等，还可以提供故障点到保护安装处的距离。这样有助于运行部门对事故的分析处理。

由于计算机保护的特性主要由程序决定，所以不同原理的保护可以采用通用的硬件，只要改变程序就可以改变保护的特性和功能，因此可灵活地适应电力系统运行方式的变化。

采用微型计算构成的保护，使原有型式的继电保护装置中存在的技术问题，可以找到新的解决办法。如对距离保护如何区分振荡和短路，如何识别变压器差

继电保护若干问题研究

动保护励磁涌流和内部故障等问题，都提供了许多新的原理和解决方法。

微机保护的优点如下：

1、程序可以实现自适应性，可按系统运行状态而自动改变整定值和特性。

2、有可存取的存储器。

3、在现场可灵活地改变继电器的特性。

4、可以使保护性能得到更大的改进。

5、有自检能力。

6、有利于事故后分析。

7、可与计算机交换信息。

8、可增加硬件的功能。

9、可在低功率传变机构内工作。

3.3 微机保护抗干扰措施

抗干扰的最基本措施就是防止干扰进入弱电系统。一方面是通过改进装置的硬件部分，增加其抗干扰能力；另一方面可以从外部环境着手，通过各种屏蔽、隔离措施，切断干扰的传播途径。针对上述干扰问题，按“电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施”的要求，采取了以下几种抗干扰措施。

1、对微机保护硬件采取相应的抗干扰措施

目前生产厂家在产品的研制过程中采取了各种优异的抗干扰措施，比如采用VFC数据采集系统，使模拟系统和数字系统在电气上完全隔离，大大增强了装置硬件的抗干扰能力。以WXB-11型微机保护为例，装置硬件采取的抗干扰措施有：

(1)CPU插件的总线不出芯片；(2)模拟量的输入通道加光耦；(3)所有的开入、开出加光隔；(4)引入装置的电源加滤波措施；(5)增加对RAM、EPROM的自检功能；(6)装置背板的走线采用抗干扰措施。

2、保护屏的接地措施

微机保护屏内所有的隔离变压器一、二次绕组间应当有良好的屏蔽层，并可靠接地。微机保护装置的箱体必须经试验确定可靠接地；将保护屏底部的漆、铁锈等清除干净以后，将保护屏和底部槽钢用焊接或者螺栓固定的方式可靠连接。微机保护屏之间用不小于50mm2的多股铜芯线将其底部的接地小铜排相串连，而

继电保护若干问题研究

后接于截面不小于100mm2的接地铜排上，再将接地铜排和主控室电缆层的接地网可靠连接。

3、保护二次回路电缆的抗干扰措施

(1)对于由开关场引入保护装置的交流电流、电压回路，信号回路，直流控制回路等电缆全部采用屏蔽电缆，如KVVP2-

22、KYJVP、KXQ20等型号电缆。屏蔽层应采用电阻系数小的铜、铝等材料制成，而以前普遍使用的KVV等型号的钢带电缆均无屏蔽作用。

(2)屏蔽电缆的屏蔽层两端应可靠接地。在做电缆头之前，用1.5～2.5mm2的单股铜芯线在电缆两端的屏蔽层上紧紧缠绕10圈以上，并进行固定，然后再做电缆头，用热缩管封紧，将单股铜芯线的另一端可靠接地。保护屏处可接于屏底的接地小铜排上，开关机构处接于可靠的接地点上。

（3）对于模拟量输入回路的抗干扰，严格执行反措要求。对电压互感器二次绕组(星形)，三次绕组(开口三角形)的N相严格分开，由开关场引入控制室，在保护柜上由一点接地。对于几台同一电压等级电压互感器的N相分别引入控制室，并接到同一零相电压小母线经一点接地。对电流互感器的二次回路应有一个接地点，并在配电装置附近经端子排接地。对于有几组电流互感器连接在一起的保护装置，分别引入保护柜。在保护柜上经端子排一点接地。

（4）高压电缆不与控制电缆敷设在同一管道或同一沟道内，至少不得在同一电缆架上。

（5）低电平信息回路与电力回路，不采用公共的回程导线。由主控室敷设到开关场的回路，不得在开关处从装置的一个部件利用另一电缆的回程导线接到另一部件而形成回路。所有供电及回程导线置于同一电缆中，避免由于环路布置形成的极大磁链产生很大的电磁感应。强电的馈线采取单独走线而不是与信号线混绑在一起；强信号线与弱信号线尽量避免平行走线，在有条件的地方努力成正交走线。

4、在控制回路设计中按照反措要求加装隔离继电器

（1）保护的跳合闸出口经过操作箱的执行继电器，而不是直接将保护跳合闸继电器触点接到断路器的跳合闸线圈。

（2）变电站交流电压、电流及功率等信号均经相应电量变送器转换成直流量以后才送入微机；交流电量经小PT、小CT的隔离，使交流大地与直流地隔开，同时，所有模拟量和开关量均经光电耦合单元隔离后再由主机进行采集，使微机内

继电保护若干问题研究

外系统的电源接地线在电气上相互独立，从而大大提高了系统的抗干扰能。

（3）由远方开入接点接入微机保护的长电缆经大功率继电器隔离之后转接接入微机保护装置。

5、抑制来自电源的干扰

（1）采用在电源入口增设电源滤波器，消除以传导和磁场两种形式造成的电磁干扰。

（2）利用机箱的屏蔽作用减少电源线在装置内部产生的干扰，并注意选用外壳有屏蔽接地的滤波器，其接地点以最短的距离接在机箱的柜体上。

（3）选用抗干扰能力强、输出波纹噪声小的KTD型开关电源为系统微机保护部分供电。

（4）采用逆变后的开关电源为保护装置供电，由蓄电池电压110V或220V逆变或高频(20M6)电压后经高频变压器隔离，利用光电稠合隔离技术，隔离叠加在凹U系统输入、输出信号上的各种干扰，在输入和输出通道上采用光电隔离。

继电保护若干问题研究 继电保护技术发展趋势

电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断注入新的活力。未来继电保护的发展趋势是向计算机化，网络化及保护、控制、测量、数据通信一体化智能化发展。

1、计算机化

随着计算机硬件技术的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。从初期的8 位单CPU结构问世，不到5年时间就发展到多CPU 结构，后又发展到总线不出模块的大规模结构。除了具备保护的基本功能外，还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。这样就使得微机保护装置具有相当于一台PC 的功能。在微机保护发展初期，曾设想过用一台小型计算机做成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差，这一设想没能实现。现在，同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速断、存储容量都大大超过当年的小型机，因此，用成套工控机做成继电保护的时机已经成熟，这将是微机保护的发展方向之一。

2、网络化

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。它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止，除了差动保护和纵联差动保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件，缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的通信手段。国外早已提出过系统保护的概念，这在当时主要指安全自动装置。因此保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务)，还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统运行和故障的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。显然，实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置 用计算机网络连接起来，亦即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能的。

3、保护、控制、测量、数据通信一体化

在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上就是一台高

继电保护若干问题研究

性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可以从网络上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护、测量、数据通信一体化。

目前，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不但需要大量投资，而且使二次回路非常复杂。若将上述的保护、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。如果用光纤作为网络的传输介质，还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段，今后必将在电力系统中得到广泛应用。在采用OTA 和OTV的情况下，保护装置应放在距OTA 和OTV 最近的地方，亦即应放在被保护设备的附近。OTA 和OTV 的光电信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后，一方面用作保护的计算判断，另一方面 作为测量量，通过网络送主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置，由此一体化装置执行断路器的操作。

近年来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各领域的应用，在继电保护领域应用的研究也已开始。神经网络是一种非线性映射的方法，很多难以列出方程或难以求解的复杂的非线性问题，应用神经网络方法后则可迎刃而解。如在输电线路两侧系统电势角度摆开情况下，发生过渡电阻的短路就是一个非线性问题，距离保护很难正确做出故障位置的判断，从而造成误动或拒动。如果用神经网络方法，经过大量故障样本的训练，只要样本集中充分考虑了各种情况，则在发生任何故障时都可正确判断。其他如遗传算法、进化规划算法等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。

现在，继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围,还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信

继电保护若干问题研究

息的数据, 各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,实现微机保护装置的网络化。这样,继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多, 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。

进入20 世纪90 年代以来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用, 电力系统保护领域内的一些研究工作也转向人工智能的研究。专家系统、人工神经网络(ANN)和模糊控制理论逐步应用于电力系统继电保护中, 为继电保护的发展注入了活力。人工神经网络(ANN)具有分布式存储信息、并行处理、自组织、自学习等特点, 其应用研究发展十分迅速, 目前主要集中在人工智能、信息处理、自动控制和非线性优化等问题。近年来, 电力系统继电保护领域内出现了用人工神经网络(ANN)来实现故障类型的判别、故障距离的测定、方向保护、主设备保护等。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题, 距离保护很难正确做出故障位置的判别,从而造成误动或拒动;如果用神经网络方法, 经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。

自适应控制技术在继电保护中的应用自适应继电保护的概念始于20 世纪80 年代, 它可定义为能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的新型继电保护。自适应继电保护的基本思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化, 进一步改善保护的性能。这种新型保护原理的出现引起了人们的极大关注和兴趣, 是微机保护具有生命力和不断发展的重要内容。自适应继电保护具有改善系统的响应、增强可靠性和提高经济效益等优点, 在输电线路的距离保护、变压器保护、发电机保护、自动重合闸等领域内有着广泛的应用前景。针对电力系统频率变化的影响、单相接地短路时过渡电阻的影响、电力系统振荡的影响以及故障发展问题,采用自适应控制技术,从而提高保护的性能。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间, 也取得了一定的成果, 但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应, 必须获得更多的系统运行和故障信息, 只有实现保护的计算机网络化, 才能做到这一点。由此可见，继电保护技术必将向着自动化、智能化、网络化的方向发展。

继电保护若干问题研究 结 论

微机型继电保护测试装置已成为不可缺少的专用设备，微机型继电保护测试装置的开发与应用，大大提高了继电保护装置的测试水平，对保证继电保护的正确动作，提高电网的安全水平有重要的现实意义。虽然目前测试装置还有不少问题需要解决，但随着测试装置生产厂家不断对测试装置进行更新换代，不断地把新技术和新的元器件应用到测试装置的生产开发上，微机型测试装置的功能会不断完善，越来越方便保护装置的调试。

随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步, 继电保护技术面临着进一步发展的趋势。其发展将出现原理突破和应用革命, 发展到一个新的水平。这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。

继电保护若干问题研究

参考文献

[1] 杨春南.新型继电保护测试装置的软件开发与应用.北京：中国电力出版社，1998.[2] 陈德树.计算机继电保护原理与技术.北京：中国电力出版社，1999.[3] 吴晓梅，邹森元主编.国家电力调度通信中心编.电力系统继电保护典型故障分析.中国电力出版社，2001.[4] 国家电力公司电力自动化研究院.DSF多功能继电保护测试仿真装置用户手册.2000.[5] 北京四方华能电网控制系统有限公司.微机型多功能继电保护测试仪装置技术说明书.2000.[6] 金建源.我国现场继电保护试验装置的现状和发展.电力系统自动化，1997，(7)：57-60.[7] 赵志民，秦立军,等.继电保护测试技术的现状与发展[J].现代电力, 2002, 19(1): 43-48.[8] 周波,李月梅.微机型继电保护测试装置的现状及完善[J].云南电力技术, 2005, 30(2): 19-20.[9] 徐志恒，刘继武，向前.微机保护测试仪需考虑的若干关键问题.继电器，2004，32(17)：

64-66.[10]

何智平，周玲，张方军，吴健.国内市场微机型继电保护试验仪的现状和发展.继电器.2005，33(8)：76-80.

第二篇：关于电厂继电保护如何提高动作率的研究

关于电厂继电保护如何提高动作率的研究

摘 要：继电保护装置虽然其工作流程基本上固定，一般情况下，都不会出现特殊的故障，但是这并不代表着该装置不能出现故障，有些严重的电厂事故，正是由于继电保护装置故障而造成，因此需要电厂的相关人员格外注意。本文主要通过对电厂继电保护的重要性的介绍，进而探讨了提高继电保护动作率的措施，希望对电厂的安全运行提供有益的帮助。

关键词：电厂；继电保护；动作率；研究

电厂作为国家发电的重要场所，其涉及到的环节非常多，任何一个环节出现了问题，都会引发安全事故，轻者电厂中的某些设备出现损坏，重者则有可能出现重大安全事故，影响电厂的信誉，同时也损害了用电用户的利益，因此应该关注每一个电厂的运行环节，为了降低电厂发生事故的概率，继电保护装置的使用必不可少，但是继电保护装置自身也有可能会出现问题，这就需要相关人员注意并加以解决。电厂继电保护的重要性

电厂中之所以需要继电保护装置，只要是因为继电保护能够在最短的时间内，将发生故障的设备或者出现异常情况的运行环节迅速的切除，以此保证电场中的其他设备正常运行，不受到影响，同时也能够保证其他设备的安全性能，即使继电保护不能将设备切除，也能够及时的发出预警，告知值班人员，值班人员能够在第一时间对设备进行维修，以此确保设置性能可靠，同时也不影响电厂运行大局，进而为电厂减少了一定的损失。从上述阐述中，可知，继电保护对电厂生产的重要性，如果没有继电保护，电厂的生产运行将无法保证，安全事故无法避免，这对广大人民群众用电安全来说，也有一定的影响。但是继电保护动作如果出现了误差，不仅不会完成上述的工作任务，甚至会引发更为严重的安全事故，因此电厂应该就如何提高继电保护动作的正确率进行深入的研究。提高继电保护动作正确性的措施

继电保护动作率是否正确直接关系到电厂运行是否安全可靠，为此，电厂对于继电保护应该做到安全第一，关键是预防，尽可能的使继电保护不要出现误动作。要做到上述要求，应该做到以下几点：

2.1 制定合理有效的目标

继电保护作为电厂中最为重要的设备装置，其数量很多，而且工作程序相对要复杂一些，越是复杂的工作，越应该制定合理有效的计划，明确目标，否则管理起来会陷入到混乱的状态中，制定的目标越明确，其实际操作起来也就越容易，发生安全事故的可能性也就越低。一般而言，电厂都将继电保护装置不发生任何误操作看作是工作目标，而工作重点就是避免因为继电保护装置的误操作而引发更为严重的安全事故，比如大面积的停电等。目标是工作的依据，同时也是分配任务的根据，只有制定合理有效的目标，才能确保继电保护后续的工作安稳进行，不产生任何的突发情况，保证电厂设备的安全运行。

2.2 制定合理有序流程

继电保护装置的工作流程相对固定，但是可能依据电厂的情况进行适当的改变，无论哪种变化都要保证其工作流程合理有序，否则难以保证其工作状态。合理有序的工作流程，不仅能够提高继电保护的工作效率，还能够保证其工作质量。在制定其工作流程时，每一个环节都要做好仔细的侦查，无论是多么完美的方案，都不能完全保证其毫无差错，因此在制定合理有序的流程之外，还应该做好反事故措施，做好相应的预防工作，以备不时之需。

2.3 做好更新改造工作

电厂中继电保护装置应用的时间比较久，必然会出现老化现象，如果长期没有进行更换，其出现故障的概率非常大，因此电厂工作人员应该做好预先的调查，将所有的年代悠久的继电保护都进行更换。比如说：对220kV线路保护、110kV线路保护、220kV母线保护、锅炉附属保护等继电保护装置进行更新改造，提高继电保护的动作正确率，促进继电保护工作效率的提高。

2.4 加强安全管理

在电厂的生产运营活动中，安全管理是必不可少的，而继电保护是安全检查中的重点，安全检查质量的高低直接影响到了电厂的安全管理。因此，开展安全管理工作时要重视继电保护的安全检查。根据电厂的具体情况，制定出安全检查的工作原则和流程，并根据季节的特点来明确安全检查工作重点。比如说：在冬季时就要注重雪灾、雾闪的检查。在重大政治活动之前做好事故预测，并采取一定的措施来防范事故，确保安全用电。加强安全管理是电厂生产运行活动的总宗旨，也是继电保护工作的宗旨和原则。

2.5 消除继电保护装置的安全隐患

随着社会经济的发展，电网结构在不断发生变化，那么继电保护工作也要随着电网结构的变化而变化。在电厂的运行中，对继电保护装置进行安全隐患排查，一旦发现某些继电保护装置存在普遍性的缺陷或安全隐患时，及时对装置进行维修更换，消除保护装置的安全隐患，确保继电保护工作的顺利开展。

2.6 提高工作人员的素质

继电保护工作是由人来开展的，因此工作人员素质的高低直接影响到继电保护工作的质量和效率。企业要建设出一支具有高度责任感和较高技能水平的专业骨干队伍，促进继电保护工作高质量进行。企业要不断提高工作人员的技能水平，对不同的员工开展不同的培训，员工缺什么就补什么，开展特色培训。培训不仅仅是学习理论知识，更加要注重实践知识的提高，因此培训中多采用现场培训的方式，既能促进员工更好的理解新技术、新知识，又有利于员工实践技能水平的提高。

2.7 继电保护装置功能的完善

继电保护装置在运行中总是会出现一些故障，或是保护装置本身就有一些缺陷，因此，在开展继电保护工作中，由专门的技术人员不断对保护装置的程序进行升级，开展改进式检修工作，促进保护装置功能的完善，促进其更好的工作。对各个继电保护装置进行性能统计分析，如果能够满足可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，那么让其继续运行发挥作用；如果继电保护装置有事故隐患，那么就应迅速更换。在条件允许范围内，尽量采用微机保护。一般而言，更新的对象是：线路高频保护装置、发电机保护装置、故障录波装置、小电流接地选线装置等。企业要根据自身调研并结合其他企业的调研，制定出具体合理的改造方案，不断促进继电保护工作的顺利开展。

结束语

综上所述，可知提高继电保护的动作率的准确性对电厂来说非常重要，继电保护在电厂中的地位非常高，一旦出现错误，其将影响整个大局。尽管继电保护动作故障不能完全的避免，但是只要采取合理有效的措施，完全有能力，在减少事故发生，提高电厂的效益以及在人们心中的信誉。

参考文献

[1]王艳霞.继电保护设备的检修[J].中国科技博览，2009（28）.[2]张蓉.大型火力发电厂主系统继电保护可靠性分析[J].四川电力技术，2012，35（4）.[3]金磊，杨广.电厂继电保护如何提高动作率[J].中国科技纵横，2011（10）.[4]张沛云.继电保护课程教学改革探讨[J].山东电力高等专科学校学报，2005（3）.

第三篇：继电保护设备在线监测及状态检修研究

继电保护设备在线监测及状态检修研究

[摘 要]从现在的状况来看，继电的设备保护已经不适用现在的发展需求了。因为随着电力系统发展的速度，所以继电的设备保护也在迅速得到了增加，这种情况的发生不仅让相关的工作人员的工作量大大的增加，同时也很容易造成检修质量的下降。本文首先对继电保护设备在线监测与状态检修上面进行了简单的分析，同时阐述了继电在线监测的研究，为现实提供了一定的基础。最后对继电保护设备状态检修研究。

[关键词]继电保护设备；在线监测；状态检修

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）13-0191-01

一、继电保护设备在线监测与状态检修进行的分析

在目前的状况来看，微机结构保护装置已经替代了电磁型的保护装置，微机不但具有较强的自检功能，同时也可以在实现保护装置中对逆变电源、CPU模块、I/O连接口以及对模块的巡查以及诊断的功能之一。可是，现在的继电保护装置不够先进的同时还是不具备相关数据的远传以及能够在线自检的这个功能。所以，如果要想在线监测来完成对该继电保护装置继电连接点的情况的话，那么，回路接线监控相对来说比较困难的，但是，这也是阻碍继电设备检修的一个重要的原因。从而为状态检修推出了一个主要的因素之一。

二、对继电保护设备在线监测的研究

在线监测技术是通过多种化来监测的，主要就是通过很多检测、测量以及各种分析方法来对设备运行的状态来进行一定的估评，对设备发生的异常进行相应的技术处理。一般来说，对继电保护设备在线监测基本需要以下情形：

1、同一时间不可能发生很多的故障，并且设备的损坏程度在不断的增加。

2、设备的相关参数进行一定的检测，设备的参数就能够在第一时间反应出该设备的运行状态是否是出现故障。所以，设备异常情况的发生以及还在持续时，该在线监测系统就能认定出继电保护设备在此发生了故障。总而言之，继电保护设备在线监测的基本原理就是，通过传感器设备以及相关的设备来反应把要被检测的参数传输到计算机中间去，从而根据数据以及经验确定来进行对参数的对比，然而就可以准确的判断出被检测的设备运行的情况。

三、对继电保护设备状态检修进行研究

（1）状态检修的分析。状态的检修主要的就是对整个系统保护装置状态的一个检修过程，在检修过程中主要就是控制回路上的电以及电流输出的这两部分。比如，在交流、直流这两个系统之中就要检测到整个回路的完整以及绝缘性；在逻辑系统的判断中就包括了软件功能以及硬件的逻辑判断等等。这有这样，状态检修设备对电力系统的各个环节才能够起到检测的作用，然而就避免“盲目”这种情况出现，检修技术就得到了很好的用处。

（2）状态检修优点分析。与周期的检修相比较，状态检修相对来说就具有以下的优势：

1、有相当明确的目标，状态检修是根据情况来进行相应的检修的，所以具有针对性，在对继电保护设备进行相应检修的时候，它是有目的和方向来进行检修的，而不是盲目的来进行。可以通过它来对继电保护设备进行综合的分析，判断出继电保护设备是否有维修的部分，为之后的故障项目作出一个合理检修规划。

2、检修质量要有一定的保证，质量有所保障之后从而就节约了检修的成本。以往的检修，在检修过程中不仅要对继电保护设备的停运，并且在进行维修的时候要一点一点的来进行相应的检测然后在进行维修。这样的情况就降低了继电保护设备的功率，然而就将耗费大量的人力以及物力资源。而使用状态检修这一个先进的方法，就与刚好相反，不需要对相关的设备进行停运，同时还能进行检修，这样就节约了较大的成本，这可是一举两得之事。

（3）对继电保护设备状态检修的技术进行分析。

1、故障检修是比较基础的。相对状态检修来说，能立刻马上检测出继电保护设备的故障这才是基础。所以，在检测的过程之中一定要保证信息是不是准确性，从而能够发现设备之中所存在的不同问题，然而将进行各方面的分析，实现设备的最佳时期进行的维修。

2、综合性分析是核心内容。状态检修的核心就是对继电设备所运行的相关状态进行综合性的分析。而在进行综合分析的时候，主要的部分就是对相关信息的采集。因为只有数据信息得到完整化才能对继电保护设备的运行状态作出第一时间的反应，从而就可以更好的掌握继电保护设备的运行状态以及它们的发展趋势，让状态检修在继电保护设备上更加的有效。

（4）自检的设备和保障状态检修的第二次回路状态来实现的。随着现在科学技术的不断发展?c创新，自检的设备就运用在了继电保护设备之中。该设备运用也较为广泛。自检功能的实现主要就是计算机技术相关人员设计出的一种软件程序，平时该设备出现的小故障，它就可以自动进行自检，这个功能的出现，检修设备的成本就节约了很多。之外，保障回路的第二次检修是状态检修的难上之点。可是，如今计算机的发展比较先进，PLC就可以对该功能进行逻辑编程，就可以对该功能进行实现，这样就保障了对二次回路检修有了进一步的发展。

四、结束语

随着电力系统发展的不断加入，电网结构就变得越来越复杂起来，对此继电保护设备就是对电力系统安全进行一个保障的重要线索之一，于此就使用在线监测与状态检修的方法来对设备的安全性进行一定的保障，它的意义就相当的重要。可是，在我国发展状态检修的过程中还出现很多的问题，这些问题的出现就需要进一步对状态检修的改善以及深层次的研究。所以，继电保护设备在线监测和状态检修研究，让状态检修符合现在电力系统发展的需要，让状态检修在国家得到更好的发展。

参考文献

[1] 杨寿全.继电保护设备在线监测和状态检修探索[A].云南电网公司、云南省电机工程学会.2014年云南电力技术论坛论文集（入选部分）[C].云南电网公司、云南省电机工程学会：，2014：7.[2] 张艳.继电保护设备在线监测和状态检修研究[J].中国新通信，2016，19：162.[3] 许泉强.基于在线监测的电力系统继电保护设备状态检修管理研究[J].无线互联科技，2014，09：140+198.[4] 邰世福.浅析在线监测及故障诊断技术在继电保护状态检修的运用[J].中国新技术新产品，2015，20：17-18.[5] 高川.金华地区继电保护设备状态检修模式研究[D].华北电力大学（北京），2016.

第四篇：文档2008继电保护工作总结

2008继电保护工作总结 中国电力网舍不得你 2008继电保护工作总结-中国电力网 2010年10月30日 继电保护装置是电力系统密不可分的一部分是保障电力设备安全和防止、限制电力系统大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。实践证实继电保护一旦发生不正确动作往往会扩大事故酿成严重后果。继电保护事故的类型 1定值的题目 1整定计算的错误 由于电力系统的参数或元器件的参数的标称值与实际值有出进有时两者的差别比较大则以标称值算出的定值较不正确。2设备整定的错误 人为的误整定有看错数据值、看错位置等现象发生过。其原因主要是工作不仔细检查手段落后等才会造成事故的发生。因此在现场继电保护的整定必须认真操纵、仔细核对把好通电校验定值关才能避免错误的出现。3定值的自动漂移 引起继电保护定值自动漂移的主要原因有几方面①受温度的影响②受电源的影响③元器件老化的影响④元件损坏的影响。2装置元器件的损坏 1三极管击穿导致保护出口动作 2三极管漏电流过大导致误发信号 3回路尽缘的损坏 1回路中接地易引起开关跳闸 2尽缘击穿造成的跳闸如一套运行的发电机保护在机箱后部跳闸插件板的背板接线相距很近在跳闸触点出线处相距只有2mm由于带电导体的静电作用将灰尘吸到了接线焊点的四周因天气湿润两焊点之间形成导电通道尽缘击穿造成发电机跳闸停机事故。3不易检查的接地点 在二次回路中光字牌的灯座接地比较常见但此处的接地点不轻易被发现。4接线错误 接线错误导致保护拒动 2接线错误导致保护误动 5抗干扰性能差 运行经验证实晶体管保护、集成电路保护以及微机保护的抗干扰性能与电磁型、整流型的保护相比较差。集成电路保护的抗干扰题目最为突出用对讲机在保护屏四周使用可能导致一些逻辑元件误动作甚至使出口元件动作跳闸。在电力系统运行中如操纵干扰、冲击负荷干扰、变压器励磁涌流干扰、直流回路接地干扰、系统和设备故障干扰等非常普遍解决这些题目必须采取抗干扰措施。6误碰与误操纵的题目 1带电拔插件导致的保护出口动作 保护装置在运行中出现题目时若继电保护职员带电拔插件轻易使保护装置的逻辑造成混乱造成保护装置出口动作。2带电事故处理将电源烧坏工作职员在电源插件板没有停电的情况下拔出插件进行更换轻易使电源插件烧坏。7工作电源的题目 1逆变稳压电源逆变稳压电源存在的题目①、波纹系数过高可能造成逻辑的错误导致保护误动作。要求将波纹系数控制在规定的范围以内。②、输出功率不足。电源的输出功率不够会造成输出电压的下降假如下降幅度过大导致比较电路基准值的变化充电电路时间变短等一系列的题目影响到逻辑配合甚至逻辑判定功能错误。③、稳压性能差。电压过高或过低都会对保护性能有影响。④、保护题目。电压降低或是电流过大时快速退出保护并发出报警可避免将电源损坏。但电源保护误动作时有发生这种误动作后果是严重的对无人值班的变电站危害更大。2电池浮充供电的直流电源由于充电设备滤波稳压性能较差所以保护电源很难保证波形的稳定性即纹波系数严重超标。3UPS供电的电源在分析对保护的影响时应考虑其交流成分、电压稳定能力、带负荷能力等题目。4直流熔丝的配置题目直流系统的熔丝是按照从负荷到电源一级比一级熔断电流大的原则设置的以保证回路上短路或过载时熔丝的选择性若熔丝配置混乱其后果是回路上过流时熔丝越级熔断。8TV、TA及二次回路的题目 1①TV二次保险短路故障②TV二次开路故障。2TA二次的题目①因TA端子松动使母差保护不平衡电流超标②TA二次开路造成保护装置死机。9保护性能的题目一是性能方面的题目即装置的功能存在缺陷二是特性方面的题目即装置的特性存在缺陷。1保护性能题目的实例①变压器差动保护躲不过励磁涌流。②转子接地保护的误动与拒动。③保护跳闸出口继电器的接点不能断开跳闸电流。2保护特性变坏的实例 方向间隔保护的特性曲线为偏移特性圆或记忆特性圆由于制造的原因或是参数的变化或是元件特性的变化可能出现方向偏移的题目或记忆功能消失的题目。有的继电保护的动态特性偏离静态特性很远也会导致动作结果的错误。10设计的题目

二、事故事例

一、事故概述1996年7月28日某水电厂发生直流接地派人前往处理仅隔几分钟的时间中控室光字牌显示“全厂所有发电机、变压器、厂用电保护及操纵的直流电源全部消失。”原因尚未查清直流接地点未找到控制屏上电流表计强劲冲顶值长下令由另一组Ⅱ蓄电池向全厂机、变、厂用电的保护和操纵供直流电源由于Ⅱ组蓄电池向机、变馈电的直流支路其熔断器根本没有因而机、变的保护及操纵的直流电源仍不能立即恢复。随即5号发电机75MW出现短路弧光并冒烟5号发电机、变压器保护及操纵回路因无直流电源发电机及变压器短路器均不能跳闸短路继续蔓延由于持续大电流作用秧及4号主变压器低压线圈热击穿进而发展成为高低压线圈尽缘击穿短路。主接线见图。由于短路故障继续存在与系统并网的二条220KV线路的对侧有两条线路的零序电流二段C相跳闸一条为零序电流二段三相跳闸该线路重合闸停用此时系统是非全相线路带着该厂短路点在运行。Ⅰ、Ⅱ回线两侧均由高频闭锁保护动作跳三相保护另作分析该厂与系统解列有功甩空加上5号机短路故障仍然存在实际短路故障已经扩大到4号变压器上健全发电机端电压急剧下降调速器自动关水门或自动灭磁因都无直流电源紧急停机命令都拒尽执行。危急之中就地手动切开5号发电机出口断路器才将短路故障切除。结果全厂停电造成5号发电机、4号变压器严重烧毁重大事故。

二、故障分析5号发电机短路故障因其保护及操纵直流电源消失保护不能动作断路器不能跳闸导致事故扩大。1直流一点接地在先才派人往查找直流接地接着发生全厂发电机、变压器的保护及操纵直流电源消失由事故演变的过程从技术上分析只有直流两点接地或造成直流短路才会引起中控室光字牌Ⅰ组蓄电池、专用熔断器显示直流电源消失。2直流系统接线明显不公道、全厂主机、主变压器的保护及操纵回路均由同一直流母线馈电。一是违反了《继电保护及安全自动装置的反事故措施要点》中规定的直流熔断器的配置原则。二是电力部在1994年以191号文颁布“反措要点”之后国、网、省三级调度部分大力宣传贯彻“反措要点”之中可该水电厂就是在这种形势下将机、变保护更新为微机保护是仍沿用原熔断器配置方案。说明该厂对部颁“反措要点”的意义熟悉不足没有熟悉到“反措要点”是汇集了多年来设计与运行部分在保障继电保护装置安全运行方面的基本经验没有熟悉到“反措要点”是事故教训的总结。正由于如此该厂这次事故是重蹈副覆辙的惨重教训。

三、措施 原有直流系统接线方式及熔断器的配置方式使全厂发电机、变压器的保护和操纵直流电源同时消失扩大了事故证实原直流系统接线有致命弱点必须按“反措要点”修改。首先是直流母线的接线方式从运行经验来看直流母线采用单母线分段方式直流负荷采用辐射状馈电方式较为合适。其特点是

1、接线简单、清楚。

2、各段之间彼此独立互不影响可靠性高。

3、查找直流接地方便。

4、分段母线间设有隔离开关正常断开当一组蓄电池退出运行时合上隔离开关由另一蓄电池供两段母线负荷行方便。其次是熔断器的配置方便千万不能将一个元件指发电机、变压器、母线、线路的保护装置及操纵的直流电源从同一段直流母线段馈电方式更不答应同一元件的保护装置与操纵的直流电源共用同一对熔断器。对有双重化要求的保护断路器操纵的直流电源也要从不同的母线不同的熔断器供给直流电源。查找直流接地的留意事项查找直流接地故障做到快捷、安全、正确是一件非常不轻易的事情。更重要的是保证安全不能由于查找直流接地使运行中的保护直流电源消失也不能在查找直流接地时投合直流造成运行中的保护装置由于存在寄生回路而误动作跳闸。因此查找直流接地的留意事项必须严格遵守

1、禁止使用灯泡来查找直流接地。

2、用仪表检查时所用仪表内阻不应低于2000Ω/V

3、当直流接地时禁止在二次回路上工作。

4、处理时不得造成直流短路或另一点接地。

5、必须两人同时进行工作。

6、拉路前必须采取预先拟好的安全措施防止投、合直流熔断器时引起保护装置误动作。

四、经验教训 电力部颁发的《继电保护及安全自动装置的反事故措施要点》是汇集了全国各地电力系统多年来在运行中的事故教训是运行经验的总结。对我国电力系统继电保护装置安全可靠运行有指导意义各级继电保护职员必须要把握它把握它电力系统保障安全稳定运行能够发挥有益的作用把握它使电力生产能创造出可观的经济效益把握它能进步继电保护职员的技术水平。反之惨重事故还会重演。这次事故再次告诫我们“反撮要点”不仅要深刻理解而且要必须执行。查找直流接地的题目。变电站的直流系统和交流系统、一次设备一样也有接地和短路故障发生它同样受天气变化的影响同样受一次系统接地故障产生的过电压的破坏。它受直接雷击遭遇的尽缘击穿它还有尽缘自然老化尽缘降低的题目。总之变电站的直流系统也是经常有接地和短路故障发生尤其是那些投运年头长的变电站在碰到雷雨和长期阴雨季节其故障的频率还会高。长期以来寻找直流接地题目要做到快捷、安全、正确是并非易事这个题目一直困扰着运行值班职员甚至一些有经验的继电保护职员也视为畏途。三总结 俗话说“工欲善其事必先利其器”。要想把查找直流接地故障快捷、正确的找出来最好配备有精良的检测仪器或装置。随着设备运行周期的延长和我厂的发电设备日趋老化直流接地的情况发生的越来越频繁我们要加强设备的维护工作认真做好设备检验进步检验工艺加强尽缘监视。电力系统继电保护典型故障分析

一、继电保护事故的类型 1定值的题目1整定计算的错误由于电力系统的参数或元器件的参数的标称值与实际值有出进有时两者的差别比较大则以标称值算出的定值较不正确。2设备整定的错误 人为的误整定有看错数据值、看错位置等现象发生过。其原因主要是工作不仔细检查手段落后等才会造成事故的发生。因此在现场继电保护的整定必须认真操纵、仔细核对把好通电校验定值关才能避免错误的出现。4定值的自动漂移 引起继电保护定值自动漂移的主要原因有几方面①受温度的影响②受电源的影响③元器件老化的影响④元件损坏的影响。2装置元器件的损坏1三极管击穿导致保护出口动作2三极管漏电流过大导致误发信号 3回路尽缘的损坏回路中接地易引起开关跳闸 5尽缘击穿造成的跳闸如一套运行的发电机保护在机箱后部跳闸插件板的背板接线相距很近在跳闸触点出线处相距只有2mm由于带电导体的静电作用将灰尘吸到了接线焊点的四周因天气湿润两焊点之间形成导电通道尽缘击穿造成发电机跳闸停机事故。6不易检查的接地点在二次回路中光字牌的灯座接地比较常见但此处的接地点不轻易被发现。4接线错误 3接线错误导致保护拒动 4接线错误导致保护误动 5抗干扰性能差 运行经验证实晶体管保护、集成电路保护以及微机保护的抗干扰性能与电磁型、整流型的保护相比较差。集成电路保护的抗干扰题目最为突出用对讲机在保护屏四周使用可能导致一些逻辑元件误动作甚至使出口元件动作跳闸。在电力系统运行中如操纵干扰、冲击负荷干扰、变压器励磁涌流干扰、直流回路接地干扰、系统和设备故障干扰等非常普遍解决这些题目必须采取抗干扰措施。6误碰与误操纵的题目 带电拔插件导致的保护出口动作保护装置在运行中出现题目时若继电保护职员带电拔插件轻易使保护装置的逻辑造成混乱造成保护装置出口动作。2带电事故处理将电源烧坏 工作职员在电源插件板没有停电的情况下拔出插件进行更换轻易使电源插件烧坏。7工作电源的题目 2逆变稳压电源逆变稳压电源存在的题目①、波纹系数过高可能造成逻辑的错误导致保护误动作。要求将波纹系数控制在规定的范围以内。②、输出功率不足。电源的输出功率不够会造成输出电压的下降假如下降幅度过大导致比较电路基准值的变化充电电路时间变短等一系列的题目影响到逻辑配合甚至逻辑判定功能错误。③、稳压性能差。电压过高或过低都会对保护性能有影响。④、保护题目。电压降低或是电流过大时快速退出保护并发出报警可避免将电源损坏。但电源保护误动作时有发生这种误动作后果是严重的对无人值班的变电站危害更大。2电池浮充供电的直流电源由于充电设备滤波稳压性能较差所以保护电源很难保证波形的稳定性即纹波系数严重超标。3UPS供电的电源在分析对保护的影响时应考虑其交流成分、电压稳定能力、带负荷能力等题目。4直流熔丝的配置题目直流系统的熔丝是按照从负荷到电源一级比一级熔断电流大的原则设置的以保证回路上短路或过载时熔丝的选择性若熔丝配置混乱其后果是回路上过流时熔丝越级熔断。8TV、TA及二次回路的题目 3TV二次的题目①TV二次保险短路故障②TV二次开路故障。4TA二次的题目①因TA端子松动使母差保护不平衡电流超标②TA二次开路造成保护装置死机。9保护性能的题目 一是性能方面的题目即装置的功能存在缺陷二是特性方面的题目即装置的特性存在缺陷。2保护性能题目的实例 ①变压器差动保护躲不过励磁涌流。②转子接地保护的误动与拒动。③保护跳闸出口继电器的接点不能断开跳闸电流。2保护特性变坏的实例方向间隔保护的特性曲线为偏移特性圆或记忆特性圆由于制造的原因或是参数的变化或是元件特性的变化可能出现方向偏移的题目或记忆功能消失的题目。有的继电保护的动态特性偏离静态特性很远也会导致动作结果的错误。10设计的题目

二、综合性事故举例 停电线路保护做试验时造成运行线路保护误动作跳闸 1.1概述平行双回线中一般都装设有相差高频和零序横差双套全线速动主保护由于220KV线路电流互感器在当时一般只有四个二次绕组因此这两套全线速动主保护只能共用一组电流互感器二次绕组。然而在做停电线路保护试验时造成运行线路相差高频保护误动作跳闸事故。在某省网220KV平行双回线路中基于同一原因先后在不同的时间不同的地点发生过运行线路四次误动事故。1.2事故分析这些事故的重复发生都是在双回线中已停线路上做继电保护试验时造成的。试验时没有做好安全措施一般继电保护试验电源都有一个接地点。在一停用的保护装置上通电试验时由于双回线两组电流互感器各有一个接地点试验电源不可避免地分流到运行线路的相差高频保护回路中由于试验前没有考虑到双回线的零序方向横差保护与运行中线路的相差高频保护还有电的联系而没有采取必要的安全措施这是事故重复发生的原因。两组电流互感器的二次组合的电流回路不是一点接地而是两点接地 1.3措施要实现平行双回线路的相差高频保护和零序方向横差保护共用一组电流互感器时的接地点只有一个。在平行双回线路已停电的线路试验时必须做好安全措施。必须将运行线路的高频相差和零序方向横差保护的电流回路保持各自独立与停电线路的电流互感器二次断开。1.4经验教训一是违反了由几组电流互感器二次组合的电流回路只答应有一个接地点的规定二是两个接地点存在有两个隐患。一个隐患是若两个接地点位在开关场端子箱由于两个接地点的接地电阻不一定相同当发生短路经构架接地时接地短路电流在两个接地点间形成电位差接地电流就有可能分流到零序方向横差保护的电流回路中引起误动。二个隐患是若两个接地点位在保护屏端子排经屏接地由于接地点靠近零序横差方向保护电流线圈很近两个接地点和地构成的并联回路短接了电流线圈当在双回线路上发生接地短路时零序方向横差保护电流回路因并有两个接地点的回路分流严重时可以使零序方向横差保护灵敏度降低而拒动。所以在停电线路上做试验时不仅将运行线路的相差高频保护的电流回路与之隔离还不仅只保证一个接地点。差动保护包括双回线路的横差和纵差保护在超高压系统中应该单独使用一电流互感器不与其他保护共用。

三、体会 继电保护专业职员需要具备必要的理论知识与实践知识。既要把握保护的基本原理又要把握实际运行状况。在具体工作中主要把好调试关。继电保护的调试与检验是设备送电前的一道最重要的工序。认真搞好保护的新安装调试以及大、小修定检试验是减少事故使设备以良好的状态投进系统的关键环节不仅可以避免误动或拒动事故的发生在有故障出现时由于有完善正确的信息使题目的查找分析变得简单明了。熟悉电力系统知识、研究继电保护、把握事故分析、查找的方法使自己在生产中碰到具体题目时能够灵活地运用事故处理的基本原则以最短的时间、最快的速度和最高的效率处理好设备存在的故障和缺陷。

第五篇：继电保护期末

1-1 什么是故障,异常运行方式和事故? 它们之间有何不同? 有何联系? 答: 电力系统运行中,电气元件发生短路,断线时的状态均视为故障状态;电气元件超出正常允许工作范围,但没有发生故障运行,属于一场运行方式, 即不正常工作状态;当电力系统发生故障和不正常运行方式时,若不及时处理或者处理不当, 则将引发系统事故,事故是指系统整体或部分的工作遭到破坏,并造成对用户少供电或电能质量不符合用电标准,甚至造成人身伤亡和电气设备损坏等严重后果.故障和异常运行方式不可以避免,而事故可以避免发生.1-2 常见故障有哪些类型?故障后果体现在哪些方面? 答:常见故障是各种类型短路,包括相间短路和接地短路,另外,还有输电线路断线,旋转电机,变压器同一相绕组匝间短路等,以及由上述几种故障组合成的复杂的故障.故障会使故障设备损坏或烧毁;短路电路通过非故障设备产生热效应和力效应,使非故障元件损坏或缩短使用寿命;造成系统中部分地区电压值大幅下降,破坏电能用户正常工作,影响产品质量;破坏电力系统中各发电厂之间并联运行稳定性,使系统发生震荡, 从而使事故扩大,甚至整个电力系统瓦解.1-3什么是主保护、后备保护和辅助保护？远后备保护和近后备保护有什么区别？ 答：一般把反应被保护在主保护系统元件严重故障、快速动作与跳闸的保护装置称为主保护，而把在主保护系统失效时备用的保护称为后备保护。当本元件主保护拒动，由本元件另一套保护装置作为后备保护，这种后备保护是在同一安装处实现的，故称为近后备保护。远后备保护对相邻元件保护各种原因的拒动均能起到后备保护的作用，同时它实现简单、经济、因此要优先采用，只有在远后备保护不能满足要求时才考虑采用近后备保护。

辅助保护是为了补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护，如用电流速断保护来加速切除故障或消除方向元件的死区。

1-4继电保护装里的任务及其基本要求是什么？

答：继电保护装置的任务是自动、迅速、有选择性的切除故障元件，使其免受破坏，保证其他无故 障元件恢复正常运行；监视电力系统各元件，反映其不正常工作状态，并根据运行维护条件规范设备承 受能力而动作，发出告警信号，或减负荷、或延时跳闸；继电保护装置与其他自动装置配合，缩短停电时间，尽快恢复供电，提高电力系统运行的可靠性。继电保护装置的基本要求是满足“四性”，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。

2-1．电流互感器的极性是如何确定的?常用的接线方式有哪几种 ? 答:(1)电流互感器 TA 采用减极性标示方法，其一次绕组Ll-L2 和二次绕组 K l­K2 引出端子极性标注如图2-1(a)所示，其中Ll和Kl，L2和K2分别为同极性端。如果TA的端子标志不清楚，可用图2-1(b)所示接线测定判断出同极性端，如果用2-1(b)中实线接法U=U1-U2，则电压表U所接两个端子为同极性端，如虚线接法，则U=U1+U2，电压表U所接两个端子为异极性端。

2)电流互感器 TA 常用的接线方式有完全星形接线、不完全星形（两项V形）接线、两项电流差接线和一项式接线。

2-2．电流互感器的10%误差曲线有何用途?怎样进行10%误差校验? 答：电流互感器额定变比KTA为常数，其一次电流I1与二次电流I2,在铁芯不饱和时有I2=I1/KTA的线性关系，如图2-2(a)中直线1所示。但当铁芯饱和时，I2与I1不再保持线性关系。如图2-2(a)中曲线2所示。继电保护要求在TA一次电流I1等于最大短路电流时，其变比误差要小于或等于10%。因此可在图2-2(a)中找到一个电流I1.b(m10)自I1。b点做垂线与直线1和曲线2分别交于B、A点，且，BA在= 0.1I1(I1= I1/KTA)。如果TA 一次电流I1≤I1.b ,则TA 变比误差就不会超过10%.由于TA变比误差与其二次负荷阻抗有关，为便于计算，制造厂对每种 TA 都提供了在m10下允许的二次负荷Zal，曲线m10 =f（Zal）就称为TA的10%误差曲线，用10%误差曲线可方便的求出TA在满足误差不超过10%的最大允许负荷阻抗。如图2-2(b)所示，已知m10-1后，可以从曲线上查出允许负荷阻抗 Zl。1，如果Zal。1大于实际负荷阻抗Zl，则误差满足要求。

2-3 电流互感器的准确度有几级？和二次负荷有什么关系？

答：电流互感器准确度级有0.2、1.0、3.0、10、B级，由于TA误差与二次负荷有关，故同一台TA在使用不同准确度级时有不同的额定容量，或者说带负荷越大，其准确度级越低。

2-4 电流互感器在运行中为什么要严防二次侧开路？电压互感器在运行中为什么要严防二次侧短路？ 答：（1）TA正常运行时，二次电流产生的磁通势起去磁作用，励磁电流很小，铁芯中总磁通很小，二次绕组感应电动势不超过几十伏，如果二次侧开路，二次电流的去磁作用消失，其一次电流完全转变为励磁电流，引起铁芯内磁通剧增，铁芯处于高度饱和状态，加之二次绕组匝数很多，根据电磁感应定律可知二次绕组两端产生很高电压，可达数千伏。不但要损坏二次绕组绝缘，而且将严重危及人身安全。再者由于铁芯中磁通密度剧增，使铁芯损耗加大，严重发热，甚至烧坏绝缘。因此TA二次绕组不允许开路，故在TA二次回路中不能装设熔断器，二次回路一般不进行切换，若要切换应先将二次绕组短接。

（2）电压互感器是一个内阻极小的电压源，正常时负荷阻抗很大，相当于开路状态，二次侧仅有很小负荷电流，当二次侧短路时，负荷阻抗为零，将产生很大短路电流，将电压互感器烧坏，因此，TV二次侧不允许短路。

2-8何谓电流互感器零序电流接线? 答:用3只同型号相同变比的TA二次绕组同极性端子连接后再接人零序电流继电器KAZ，如图2-5所示，则流人继电器中电流为

13I1I)IrIaIbIc[(IAIBIC)(ImAImBImC)]0(ImAImBmCKTAKTAKTA0，即III0，则I为 当三相对称时，Ir0ABCIr1(ImAImBImC)Iunb

KTAI式中unb为不平衡电流是由三个TA励磁特性不同引起的。当发生单相接地或两相接地短路故障时，可获得零序电流，因此这种接线也成为零序电流滤过器的接线。

图2-5用三个TA构成零序电流滤过器

3-6 在定时限过流保护过程中，如何整定和调节动作电流和动作时间？反时限过流保护又如何整定和调节其动作电流和动作时间？为什么叫10倍动作电流的动作时间？

答：在定时限过流保护过程中，调节动作电流和整定时间采用改变时间继电器的整定值得办法，而反时限过流保护装置采用GL型电流继电器，它的时限调节结构是按10倍动作电流标度的动作曲线来整定，计算出短路电流在继电器中产生的动作电流倍数n=Ikr /Iop。r 和保护实际动作时间t’，确定GL型继电器的动作特性曲线，由此曲线找到n=10的动作时间t，将时限螺钉拧紧固定。

3-16 已知图3-45所示电源电势Eph=115/ √3KV，Xs.min=14Ω，Xs.max=15Ω，线路单位长度正序电抗X1=0.4Ω/km，取，保护采用不完全星形接线KTA=300/5，试对电流保护1的 I段、II段进行整定计算，即求I、II段动作电流

，动作时间

，并校验I、II段的灵敏系数，若灵敏系数不满足要求，怎么办？

解：1.各短路点最大运行方式及最小运行方式下三相短路电流值。

K1点：

K2点：

K3点：

2.线路WL1电流保护第I段保护整定计算。

（1）计算保护装置一次侧动作电流和继电器的动作电流

（2）最小灵敏系数校验，用校验最小保护范围来检查。

（3）第I段电流保护时限取。

3.线路WLI电流保护II段整定计算。（1）1QF处电流保护II段动作电流要和相邻电路WL2的电流保护第I段相配合，故首先计算线路WL2电流保护第I段动作电流值

（2）线路WL1电流保护II段动作电流值

（3）继电器动作电流

（4）线路WLI电流保护II段动作时限应与WL2电流保护第I段相配合

（5）校验电流保护II段灵敏系数，按本级线路WLI末端K1点最小运行方式下两相短路电流校验最小灵敏系数

因为灵敏系数不满足要求，改为电流保护1的II段与电流保护2的II段相配合。

灵敏系数

灵敏系数仍不合格，可以改为采用延时电流电压联锁速断保护。

3-17 如图所示网络中每条线路断路器处均装设三段式电流保护。试求线路WL1断路器1QF处电流保护第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的动作电流、动作时间和灵敏系数。图中电源电动势为115kV, A处电源的最大、最小等效阻抗为XSA.max= 20Ω，XSA.min=15Ω，线路阻抗XAB=40Ω,XBC=26Ω,XBD=24Ω,XDE=20Ω,。线路WL1的最

IⅢ大负荷为200A，电流保护可靠系数Krel=1.3，KⅡ=1.15，Krel=1.2，KTA=300/5，保护采用完全星形接成，Kss=2，Kre=0.85，t3Ⅲ=1s。

解：1.计算B、C、D、E点最大、最小运行方式下三相短路电流 B点： I(3)k.B.maxEphminXS.XAB1.20kA7

I(3)k.B.minEphXS.maxXAB1.107kA

C点： I(3)k.C.maxI(3)k.C.min

Eph0.82kA

Xs.minXABXBCEph0.772kA

Xs.maxXABXBCD点： I(3)k.D.maxEph0.841kA

Xs.minXABXBDI

E点：I(3)k.D.minEph0.79kA

Xs.maxXABXBD(3)k.E.maxEph0.671kA

Xs.minXABXBDXDEI(3)k.E.minEph0.6385kA

Xs.maxXABXBDXDE

2.线路WL1电流保护第Ⅰ段整定计算 ⑴ 保护装置一次侧动作电流

IⅠop.1KⅠ(3)rel k.B.maxI1.57kA

⑵ 继电器动作电流

IⅠop.1.rIKconIop.1KTA0.026kA

⑶ 最小保护范围校验

lp.min13Eph(XS.max)41.56km IX12IOP.1lABXAB40100km X10.41000041.56001500 lp.minlAB3.线路WL1带时限电流速断保护整定计算

⑴ 保护1第Ⅱ段动作电流要与相邻下一级WL2和ＷＬ3保护第I段电流保护相配合。Iop.2IIKrelIk.C.max1.30.821.066kA;IIop.3Ik.D.max1.30.841.092kA 保护装置一次侧动作电流为

ⅡIIⅡKop.1relIop.31.151.0921.2558kA

III继电器动作电流 op.1.rIIKconIop.1KTA0.02093kA20.93A

⑵II段电流保护时限的确定

IIt1IIt2t00.150.15s

⑶II段电流保护灵敏系数校验

KsII.mIk(2).min.B0.76331.3 IIIop.1灵敏系数不满足要求，可采用降低动作电流延长保护范围的方法提高灵敏性。改与保护3第II段电流相配合。

II保护3第II段动作电流Iop.3应与保护4第I段动作电流配合。

IIIIopK.4reIk.E.max1.30.6710.8723kA IIIIIIopK.3reIop.41.50.87231.003kA

IIIIIIIopK.1reIop.31.151.0031.154kA

KsII.m3(3)Ik.B.min0.8661.10720.831.3 IIIop.11.154灵敏系数不满足要求，改为采用带延时的电流电压联锁速断保护。时限t1II=0.5s 4.线路WL1电流保护第Ⅲ段整定计算

⑴ 保护装置一次侧动作电流

ⅢK1.22200ⅢrelKssIop.1II.max564.7A Kre0.85IⅢop.1.rKconⅢ1Iop.1564.79.412A

300KTA5Ⅲ2⑵保护时限确定

ttt10.51.5s

⑶灵敏系数校验 Ⅲ1近后备保护： Ks.minⅢ3(3)Ik.B.min0.8661.1072Ⅲ1.6981.5 合格

Iop.10.5647ⅢK远后备保护： s.min3(3)Ik.D.min0.8660.7921.211.2 合格 ⅢIop.10.5647

3-18 确定图3—15中各断路器上过电流保护的动作时间（时限极差t’=0.5s）,并在图上绘出过电流的时限特性。

t9=1s;t10=0.5s;t6=t8=t9+t’=1+0.5=1.5s;t7=0s;t5=t7+t’=0+0.5=0.5s;t4=t6+t’=1.5+0.5=2s;t2=t3=t4+t’=2+0.5=2.5s;t1=t2+t’=2.5+0.5=3s

3-19 如图3-16所示单电源辐射形网络，保护1、2和3均采用阶段式电流保护，已知线路正序电抗为X流IL.max10.4/km，AB线路最大工作电流IL.max400A，BC线路最大工作电，，350A，保护1的I段定值为，取，III段时限，保护4的III段时限。系统最大运行方式下，最小运行方式下要继电器并检验保护灵敏系数。

。整定计算保护3三段动作电流值，选择主

解：1.短路电流计算

(1)画出系统等值电路。计算构成电源的最大、最小等效阻抗Xs.min、Xs.max。

(2)B母线（K2点）短路电流

（3）C母线（K3点）短路电流

2.保护3第I段整定计算

（1）保护装置一次侧动作电流和继电器动作电流

选用DL-11/50型电流继电器，动作电流整定范围12.5~50A（2）检验最小保护范围

3.电流保护3第II段整定计算

（1）保护装置一次侧动作电流和继电器动作电流

选用DL-11/50型电流继电器，动作电流整定范围12.5~50A（2）灵敏系数校验

因为上述灵敏系数不满足要求，可采用降低动作电流，将保护3第II段改为与相邻线路保护2第II段相配合满足要求。电流保护2第II段动作电流为

保护3第II段动作电流为保护3第II段灵敏系数为

（3）动作时间

选取DS-111型时间继电器，其时限调整范围为0.1~1.3S

4.电流保护3的第III段整定计算

III III（1）保护装置一次侧动作电流Iop.3及继电器动作电流Iop.3.r计算

选用DL-11/20型电流继电器，其整定范围为2.5~10A（2）灵敏系数校验近后备保护：

远后备保护：

（3）动作时间确定

选用DS-113时间继电器，时限整定范围为0.5~9S。

4-9有一个按90度接线的LG-11型功率方向继电器，其电抗变换器UX的转移阻抗角为60度或45度，问：

（1）该继电器的内角α多大？灵敏角φm多大？

（2）该继电器用于阻抗角多大的线路才能在三相短路时最灵敏？

解：

（1）当电抗变换器UX阻抗角为60度或45度时该继电器内角为30度或45度，其灵敏角为—30度或—45度。

（2）通过图4—6中可以看出用于线路阻抗角φk=60度或45度时在三相短路时最灵敏。

5-1 为什么反应接地短路的保护一般要利用零序分量而不是其他分量？ 答：因为只有发生接地故障时短路电流中才会出现零序分量，利用零序分量构成接地保护有较大的优越性。由于对称平衡的三相系统不会出现零序分量，故零序电流保护的整定值不需要躲过电力系统的震荡电流，三相短路电流和最大负荷电流，因此零序电流保护的整定值较小，从而可提高保护的灵敏性。

5-3在中性点直接接地电网中，接地保护有哪些？它们的基本原理是什么？ 答：在中性点直接接地电网中，接地保护装置有三段式零序电流保护和三段式方向电流保护。保护第1段为零序电流速断保护，和相间速断保护一样，只能保护一部线路，不能保护线路全长。零序电流第Ⅱ段为带时限电流遮断保护，一般能保护线路全长，在线路对端母线故障时有足够的灵敏性，其动作时间比相邻线路的零序I段动作时间大一时限差Δt（Δt-般为0.5s）。零序保护第Ⅱ段为本级线路或相邻线路的后备保护，其动作时间和相邻线路豹零序Ⅱ段和Ⅲ段相配合。若零序第Ⅱ段在线路对端母线接地故障的灵敏系数不合格，就由零序第Ⅲ段保护线路全长，以保证原来对端母线接地故障时有足够的灵敏性，这时原来的零序第Ⅲ段就相应变为零序第Ⅳ段。

在变压器接地数目比较多的复杂网络，必须考虑零序保护动作的方向性，在线路两侧或多侧有接地中性点时，必须在零序电流保护中增设功率方向元件，才能保证动作的选择性。这样可构成三段式零序方向电流保护，其接线是零序功率。方向继电器的电流线圈串接在零序电流滤过器上正极性端连接取得3I0，而它的。电压线圈接在零序电压滤过器开口三角形绕组上，反极性连接，取得-3U0。

这种接线是因为单相接地时，零序电。流3I0超前零序电压3U0的电角度为95°~

110°。（考虑到负荷电流、系统阻抗的电阻和短路点的过渡电阻），如果功率方向继。电器电压绕组接-3U0则电流3I0滞后零序。电压-3U0的电角度为70°~ 85°，如图5-1(a)所示，此时继电器应正确动作；且动作最灵敏。因此m= 70°。称为功率继电器最大灵敏角。动作区一般限制在。180°，即当零序电流3I0。超前零序电压。。-3U0 20°。至零序电流3I0滞后-3U0为160°范围内，方向元件都会动作，且在。3I0滞后-3U0为70°时动作最灵敏。图5-1(b)阴影区为功率方向继电器的动作区。

在中性点直接接地电网中发生接地短路时，零序电流的方向总是由故障点流向各个中性点的变压器，因此当变压器接地数目比较多的复杂网络，必须考虑零序保护动作的方向性。在线路两侧或多侧有接地中性点时，必须在零序电流保护中增设功率方向元件，才能保证动作的选择性。

三段式零序方向电流保护由无时限零序方向电流速断保护、限时零序方向电流速断保护和零序方向过流保护组成。同一方向上的零序电流保护动作电流和动作时限的整定同三段式零序电流保护相同，零序电流元件的灵敏系数校验也与相同。只是由零序电压分布特点可知，在靠近保护安装处附近不存在方向元件死区，但远离保护安装地点发生接地短路时，流过保护的零序电流及零序电压很小，方向元件可能不动作，因此,应分别检验方向元件的电流和电压灵敏系数。

5-11.零序电流保护由哪几部分组成？零序电流保护有什么优点？

答：零序电流保护主要由零序电流过滤器、电流继电器和零序方向继电器三部分组成。零序电流保护同相间电流保护一样广泛采用三段式零序电流保护，即无时限电流速断保护、带时限电流速断保护和零序过流保护。

零序电流保护和相间电流保护相比具有灵敏系数高、动作时间短的优点，尤其对于两侧电源线路，当线路内部靠近任一侧发生接地短路时，本侧I段动作跳闸后，对侧零序电流增大使对侧零序I段也相继跳闸，使总的故障切除时间更短。

相间短路电流速断和限时电流速断受系统运行方式变化影响大，而零序电流保护受系统运行方式变化影响小，此外由于零序阻抗比正序阻抗大，X0 =(2 ~ 3.5)X1,故线路始端和末端短路时，零序电流变化显著，曲线较陡，因此，零序I段保护范围大也比较稳定，零序Ⅱ段的灵敏系数较高，也易于满足条件。

当系统发生不正常运行状态时（如系统振荡，短时过负荷等），三相对称、相间短路电流保护均受他们的影响而可能误动作，因而要采取措施，而零序电流保护不受影响。

在110kV及以上高压系统和超高压系统中单相接地故障占全部故障70%~90%,而且其他故障也往往由单相接地引起，因而采用专门的零序保护具有显著优越性。

8-1 高频保护和线路纵差保护原理基本相似，它是将线路两端的相位或功率方向转变为高频信号。然后利用输电线路本身构成高频电流通道将此信号送到对端。在线路两端保护装置中进行电流相位或功率方向的比较。高频保护不反映保护范围外的故障，在参数选择上不需要与下一级线路配合，因此，可以无时限有选择的切除内部短路故障。

因此高频保护不能单端运行。

8-4 何谓闭锁信号，允许信号和跳闸信号？

答：（1）闭锁信号是禁止保护跳闸的信号。当线路发生内部故障时，两端不发生闭锁信号，通道中无闭锁信号，保护作用域跳闸，因此，无闭锁信号是保护跳闸的必要条件。（2）允许信号是允许保护动作于跳闸的信号。有允许信号是保护跳闸的必要条件。

（3）跳闸信号是线路对端发来的直接保护动作与跳闸的高频信号。只要收到跳闸信号，不管本端保护是否动作，保护必须启动并动作于跳闸，因此，跳闸信号是保护跳闸的充分条件。

8-5 试述高频通道中各构成元件的作用及工作原理。答：高频通道中主要加工设备有高频阻波器、耦合电容、连接滤波器、高频电缆、保护间隙、接地刀闸、高频收（发）信机。

高频阻波器的作用是防止本线路高频信号电流传递到外线路，是用电感绕组和电容组成并联谐振电路构成。

耦合电容是一高压小容量电容器，其作用是对工频电流呈现较大阻抗，阻止工频电压侵入高频发信机；对高频电流呈现小阻抗，使高频电流可顺利通过。

连接滤波器由一个可调空心变压器、电容器组成。连接滤波器与耦合电容共同组成“带通滤波器”，使所需要的高频电流能通过。带通滤波器与线路侧波阻（约400）相匹配，与高频电缆一侧波阻抗（约100）相匹配。避免高频信号电磁波在传送过程中发生反射，因而减小了高频能量的附加衰耗。

高频电缆采用单芯同轴电缆，用来连接收发信机与户外的连接滤波器。这段距离虽然不长，但通过电流频率很高，如采用普通电缆将会引起很大能量衰耗。

保护间隙是高频通道的辅助设备，作过电压保护用。

接地刀闸是当检修连接滤波器和高频收发信机时，作为耦合电容接地用，保证人身和设备安全。

高频收信机用于接收高频信号，高频发信机用于发送高频信号。

8-6 相差高频保护和高频闭锁方向保护为何采用２个灵敏系数不同的启动元件？

答：高频闭锁方向保护采用２个灵敏系数不同的启动元件，ＩＫＡ灵敏系数高，用于启动发信：２ＫＡ灵敏系数低，用于启动跳闸回路。采用２个灵敏系数不同的启动元件是为防止外部故障时，故障点的保护端保护感觉到情况与内部故障一样，此时主要靠近故障点端保护发出高频信号将远故障点端保护闭锁，防止其误动作。

相差高频保护启动元件由负序电流元件ＫＡＮ和相电流元件ＫＡＰ组成。负序电流元件有高整定值和低整定值，低整定值元件灵敏系数高，用于启动发信；负序高定值元件灵敏系数低，用于启动比相回路。相电流元件与负序高定值元件、记忆元件一起构成对你短路故障的启动元件。

8--9 在什么情况下，相差高频保护出现相继动作？当线路一段跳开后，采用什么措施使对端保护迅速动作？

答：根据闭锁角公式可知，当线路长度L增加后，闭锁角的整定值必然增大，而动作角

增加，动作角

减小。另一方面，当保护范围内部故障时，M端高频信号相位差

也要随线路长度增加而增大，因此，当输电线路超过一定距离后，就可能出现

的情况，此时M端保护将不能动作。但在上述情况下，N端所售高频信号的相位差

是随线路的增加而减少的因此N端相位差必然小于

N端保护仍然能够可靠动作。

为了解决M端保护在内部故障时不能跳闸的问题，在保护线中采用了当N端保护动作跳闸同时，也使它停止自己所发的信号，在N端停信以后，M端发信机只收到自己所发的信号。由于这一信号是间断的，因此，M端的保护即可立即动作跳闸。保护装置的这种工作情况即必须一端保护先动作跳闸以后，另一端保护才能再动做跳闸，称之为相继动作。

影响相继动作的因素有 故障类型，线路长度，两侧电源电动势相角差，故障点两侧回路阻抗相角差，计算时间所取预度的大小等，其中主要是故障类型，两侧电源电动势相角差以及线路长度。

答:相差高频保护对操作电流的要求如下（1）能反映所有类型的故障

（2）线路内部故障时，两端操作电流相位差φ0或φ0（3）线路外部故障时，两端操作电流相位差φ180或φ180 为满足上述要求，通常将三相电流汇合成单一电流作为操作电流，最普遍的是将正序电流和负序电流组合成复合相序电流I1KI2,作为操作电流。I1KI2由复合相序过滤器取得。在I1KI2中正序电流能反映各种短路故障，KI2能反映不对称短路，I1虽然能反映各种类型的短路，但是当内部故障时，两端正序电流相位并非相同，有时相差很大，不利于保护工作，而内部故障时，两端负序电流基本相同，有利于保护动作

8—11 试分析高频闭锁方向保护在线路内部和外部短路故障时工作情况，电路系统振荡对高频闭锁方向保护的选择性是否有影响。

答：高频闭锁方向保护石通过高频通道简介比较背保护线路两端的功率方向，以判断是线路内部故障或外部故障，采用故障发信方式，并规定线路两端功率从母线流向线路为正，由线路流向母线为负。系统故障时，功率方向为正，则高频发信机不发信，若功率为负，则高频发信机发信。如图8—3所示电网，被保护线路都装有功率方向元件，当线路BC的k点发信故障时，对于线路AB和CD是保护范围外部故障，靠近故障点的一端保护2和5，其功率方向是由线路流向母线，故功率为负，保护不应动作，所以保护2和5应发出高频闭锁信号，通过高频用的传送到线路对端保护1和6，虽然对端保护1和5功率方向是从母线流向线路，功率方向为正，但收到对端发来的高频闭锁信号，故这一端保护1和6也不会动作。对于故障线路BC，两端保护3和4处功率方向却是由母线流向线路，动力方向为正，故两端保护3和4不发高频闭锁信号，故两端收信机都收不到高频闭锁信号，保护3和4动作，断路器3QF和4QF无延时跳闸，将故障线路切除。

电力系统振荡对高频闭锁方向保护的选择性没有影响吗，因为高频闭锁方向保护采用负序功率方向继电器作为方向元件，负序功率方向继电器能够反应各种故障，因为在对称短路时最初瞬间也会出现负序分量，所以保护无动作死区，在正常情况和系统振荡时都不会误动作。

8-12 什么叫做高频距离保护，它与距离保护有什么差别？

答：利用距离保护的启动元件和方向元件控制收、发信机发出高频闭锁信号，闭锁两侧保护的原理构成的高频保护称之为高频距离保护。它使保护无延时地切除被保护线路任一点故障，其构成原理如图8-4所示。图中ZI、ZII、ZIII分别为I、II、III段阻抗测量元件，tII、tIII为延时元件。当k1点短路时，ZIIA、ZIIIA、ZIB、ZIIB、ZIIIB均启动，B侧断路器跳闸，由于ZIB动作，B侧中间继电器1KM动作，停发B侧高频闭锁信号。同理A侧也停发高频闭锁信号，A侧收信机收不到高频闭锁信号，2KM继电器动断触点保持接通，ZIIA不带延时的立即跳开A侧断路器，实现高频距离保护的全线速动。

当k2点短路时，ZIIA、ZIIIA、ZIIIB动作，B侧发信机发出高频信号，并被A侧收信机接收，A侧2KM动断触点打开，A侧保护以tII延时跳A侧断路器（若B母线右侧断路器或其保护拒动时）。

高频闭锁距离保护与距离保护的区别是，前者既能在内部故障时快速切除被保护范围内任一点故障，又能在外部故障时作为下一级线路和变电所的后备保护，兼有距离保护和高频闭锁方向保护两种保护的优点，并能简化整个保护线路；而距离保护存在死区，不能实现全线无时限切除任一点故障，而且受各种因素影响较大。