第一篇：电力系统继电保护故障信息采集及处理系统 西南交大毕业论文
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西南大学网络与继续教育学院
毕 业 论 文
电力系统继电保护故障信息采集及处理系统
学生姓名
学
号
类
型
网络教育
专
业
电气工程及其自动化
层
次
指导教师
日
期
论文题目：
目录
一、绪论.............................................................4
（一）研究目的与意义............................................4
（二）继电保护研究现状..........................................4
（三）继电保护发展趋势..........................................5
二、继电保护装置的原理与构成.........................................7
（一）继电保护装置的种类........................................7
（二）继电保护的基本任务及要求.................................11
（三）继电保护基本原理.........................................13
（四）继电保护系统的组成.......................................14
三、故障采集及信息处理系统及硬件平台设计............................16
（一）故障采集及信息处理系统构成...............................16
（二）硬件平台设计.............................................17
（三）主站系统的硬件平台.......................................18
四、软件平台设计....................................................19
五、应用功能设计....................................................21
（一）主站系统的信息划分.......................................21
（二）主站系统的应用功能划分...................................21
六、结语............................................................25
电力系统继电保护故障信息采集及处理系统
摘要
本文提出一种电力系统继电保护故障信息采集及处理系统的设计方案，主要由主站系统、通信网络和子站系统三部分组成。该系统的应用价值和作用主要体现在主站系统的功能设计上。在综合分析国内外主要继电保护故障信息采集及处理系统研究的基础上, 着重论述了主站系统的硬件、软件平台构架及功能模块的设计。
其中硬件平台由相互独立的主站系统与EMS等现有系统构成,构架的设计充分考虑了系统的独立性、安全性和可靠性;软件平台的设计分别对两层软件架构与三层软件架构两种可行的方案进行了比较, 并分析其合理性与适用性;功能模块的设计基于故障信息的合理分类，从故障分析的各个角度对功能模块进行合理划分。最后简要地展望了主站系统的现存问题以及未来的发展趋势。
关键词：继电保护;故障录波;故障信息处理;管理信息系统;系统设计
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一、绪论
（一）研究目的与意义
近年来, 继电保护及故障信息处理系统受到电网调度运行管理部门越来越多的重视。在故障时,该系统由子站负责搜集保护装置的保护动作信息和故障录波器的录波信息, 通过网络实时传送到主站端, 供调度和保护人员及时分析和处理, 从而大大提高了电网故障的分析水平、事故处理效率以及故障信息的管理水平①。尤其是2003年美加“ 8·14”大停电事故发生后, 该系统的作用得到了广泛的关注, 它在电网多点故障和连锁误跳闸的情况下, 优先时地上传重要的异常信息到达省网调度端, 从而为调度人员统一调度并对事故进行统一指挥提供了有效的依据。目前, 国内对该系统的作用和定位已基本达成一致, 但对系统的通信协议、硬件/ 软件平台结构布局、功能界定等方面有不同的理解。
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、输电线路等），使之免遭损害，所以也称继电保护。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。
（二）继电保护研究现状
随着电网规模的扩大和全国联网的发展,电力系统中投入电网的各种保护、自动装置、故障录波器等设备越来越多。在出现故障时，这些设备记录了大量的数据和信息,如何综合利用这些信息来判断故障的元件和性质、故障重演、保护动作分析和录波分析，已成为分析电力系统事故和辅助调度员进行故障处理的重要课题。目前，西南大学网络教育学院本科毕业论文
个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，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，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联接起来，亦即实现微机保护装置的网络化。
3智能化
随着智能电网的发展，分布式发电、交互式供电模式对继电保护提出了更高要求，另一方面通信和信息技术的长足发展，数字化技术及应用在各行各业的日益普及也为探索新的保护原理提供了条件，智能电网中可利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控，然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合，最后对数据进行分析。利用这些信息可对运行状况进行监测，实现对保护功能和保护定值的远程动态监控和修正。另外，对保护装置而言，保护功能除了需要本保护对象的运行信息外，还需要相关联的其它设备的运行信息。一方面保证故障的准确实时识别，另一方面保证在没有或少量人工干预下，能够快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生。
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。它可从网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隋况下还可完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信-体化。
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广故障预测技术，以期实现防患于未然，进一步提高大机组的安全可靠性。
继电保护装置的种类主要有以下几种：
1.电流保护：（按照保护的整定原则，保护范围及原理特点）
A、过电流保护---是按照躲过被保护设备或线路中可能出现的最大负荷电流来整定的。如大电机启动电流（短时）和穿越性短路电流之类的非故障性电流，以确保设备和线路的正常运行。为使上、下级过电流保护能获得选择性，在时限上设有一个相应的级差。
B、电流速断保护---是按照被保护设备或线路末端可能出现的最大短路电流或变压器二次侧发生三相短路电流而整定的。速断保护动作，理论上电流速断保护没有时限。即以零秒及以下时限动作来切断断路器的。
过电流保护和电流速断保护常配合使用，以作为设备或线路的主保护和相邻线路的备用保护。
C、定时限过电流保护---在正常运行中，被保护线路上流过最大负荷电流时，电流继电器不应动作，而本级线路上发生故障时，电流继电器应可靠动作；定时限过电流保护由电流继电器、时间继电器和信号继电器三元件组成（电流互感器二次侧的电流继电器测量电流大小→时间继电器设定动作时间→信号继电器发出动作信号）；定时限过电流保护的动作时间与短路电流的大小无关，动作时间是恒定的。（人为设定）
D、反时限过电流保护---继电保护的动作时间与短路电流的大小成反比，即短路电流越大，继电保护的动作时间越短，短路电流越小，继电保护的动作时间越长。在10KV系统中常用感应型过电流继电器。（GL－型）
E、无时限电流速断---不能保护线路全长，它只能保护线路的一部分，系统运行方式的变化，将影响电流速断的保护范围，为了保证动作的选择性，其起动电流必须按最大运行方式（即通过本线路的电流为最大的运行方式）来整定，但这样对
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变压器初次投入、长途运输、加油、换油等原因，油中可能混入气体，积聚在气体继电器的上部（玻璃窗口能看到油位下降，说明有气体），遇到此类情况可利用瓦斯继电器顶部的放气阀（螺丝拧开）放气，直至瓦斯继电器内充满油。考虑安全，最好在变压器停电时进行放气。容量在800KVA及以上的变压器应装设瓦斯保护。
4.差动保护：这是一种按照电力系统中，被保护设备发生短路故障，在保护中产生的差电流而动作的一种保护装置。常用做主变压器、发电机和并联电容器的保护装置，按其装置方式的不同可分为：
A、横联差动保护---常用作发电机的短路保护和并联电容器的保护，一般设备的每相均为双绕组或双母线时，采用这种差动保护。
B、纵联差动保护---一般常用作主变压器的保护，是专门保护变压器内部和外部故障的主保护。
5.高频保护：这是一种作为主系统、高压长线路的高可靠性的继电保护装置。目前我国已建成的多条500KV的超高压输电线路就要求使用这种可行性、选择性、灵敏性和动作迅速的保护装置。高频保护分为相差高频保护；方向高频保护。相差高频保护的基本原理是比较两端电流的相位的保护。规定电流方向由母线流向线路为正，从线路流向母线为负。就是说，当线路内部故障时，两侧电流同相位而外部故障时，两侧电流相位差180度。方向高频保护的基本工作原理是，以比较被保护线路两端的功率方向，来判别输电线路的内部或外部故障的一种保护装置。
6.距离保护：这种继电保护也是主系统的高可靠性、高灵敏度的继电保护，又称为阻抗保护，这种保护是按照长线路 故障点不同的阻抗值而整定的。
7.平衡保护：这是一种作为高压并联电容器的保护装置。继电保护有较高的灵敏度，对于采用双星形接线的并联电容器组，采用这种保护较为适宜。它是根据并联电容器发生故障时产生的不平衡电流而动作的一种保护装置。
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设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒动时，应由相邻设备或线路的保护将故障切除。
2）速动性
速动性是指继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大电流、低电压运行的时间，降低设备的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性。
3.一般必须快速切除的故障有：
(1)使发电厂或重要用户的母线电压低于有效值(一般为0.7倍额定电压)。(2)大容量的发电机、变压器和电动机内部故障。
(3)中、低压线路导线截面过小，为避免过热不允许延时切除的故障。(4)可能危及人身安全、对通信系统造成强烈干扰的故障。
故障切除时间包括保护装置和断路器动作时间，一般快速保护的动作时间为0.04s～0.08s，最快的可达0.01s～0.04s，一般断路器的跳闸时间为0.06s～0.15s，最快的可达0.02s～0.06s。
对于反应不正常运行情况的继电保护装置，一般不要求快速动作，而应按照选择性的条件，带延时地发出信号。
3）灵敏性
灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时，保护装置的反应能力。
能满足灵敏性要求的继电保护，在规定的范围内故障时，不论短路点的位置和短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，都能正确反应动作，即要求不但在系统最大运行方式下三相短路时能可靠动作，而且在系统最小运行方式下经过较大的过渡电阻两相或单相短路故障时也能可靠动作。
系统最大运行方式：被保护线路末端短路时，系统等效阻抗最小，通过保护装置的短路电流为最大运行方式；
西南大学网络教育学院本科毕业论文 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。
（四）继电保护系统的组成
一般情况而言，整套继电保护装置由测量元件、逻辑环节和执行输出三部分组成。
1.测量比较部分
测量比较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。
2.逻辑部分
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。
3.执行输出部分
执行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4
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三、故障采集及信息处理系统及硬件平台设计
（一）故障采集及信息处理系统构成
电网继电保护及故障信息处理系统是由子站系统、主站系统和连接二者的通信网络构成。系统的总体结构如图1所示。子站系统的主要任务是负责采集变电站内的微机保护装置、故障录波器及各种电子智能设备的信息, 并负责把这些信息规范化后上传至主站系统。子站系统安装于厂站现场, 采用分布式结构, 一般包含多个子站, 每个子站一般由一台保护管理机或集控中心来完成站内装置信息的采集和通信。
主站系统的主要任务是基于子站上传的信息进行故障告警、故障分析、故障处理、信息的归档和统计等。主站系统采用分布式的C/S结构, 主要应用于地调或省调。通信网络负责信息的远程传输。一般采用以电力数据专线网(SPDnet)为主, 公众电话交换网(PSTN)为辅的广域网通信方式。从整个系统看, 子站系统侧重于信息的采集和通信, 而主站系统侧重于信息的分析、处理和管理。目前, 由于高压电网的厂站内各种智能装置新旧不一, 类型多样, 装置的通信协议往往各自独立, 子
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来保证数据安全。
（三）主站系统的硬件平台
考虑到主站系统的以上特点, 主站系统的局域网硬件平台构架如图2所示。
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方案2有以下特点: 主站软件系统的可移植性大大增强。目前不同地区的主站系统往往采用不同类型的数据库, 针对不同的数据库环境, 方案2只需对数据访间控制层进行修改, 而方案1中的通信服务层和应用服务层的所有模块都需要更改, 维护量很大。主站系统的用户级别访问控制更灵活。主站系统的用户包括保护、调度、安检和系统管理员等, 不同用户具有不同的权限, 这些权限在数据访问层更容易实现跟踪和控制。而且, 该层也便于维护不同用户对公共数据的一致性。大大简化了主站用户的计算机系统对数据库客户端环境的依赖。当然, 这一方案必须保证数据访问服务层具有足够高的可靠性和稳定性。
综上分析, 方案2比方案1更加合理, 也体现了软件设计的可复用性。两种方案均适用于主站系统二级安全区和三级安全区, 但考虑到二级安全区集中了主站系统的大多数应用, 宜采用方案2 , 而三级安全区主要是Web应用, 可以采用方案1。二级安全区和三级安全区通过各自的通信服务层来通信,以保持两个区的公共数据的一致性。
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广和发展阶段, 对于主站系统的应用功能划分还没有形成统一的看法。在对江苏和福建两省的主站系统实施过程中, 在充分了解用户需求的基础上, 结合对系统的理解, 我们对主站系统的应用功能按以下方法进行划分, 并已在实际系统中实现和应用。
1）电网正常时, 主站系统允许用户将定值库中的定值与主站召唤得到的现场保护装置的实际运行定值进行核对;系统提供了与继电保护整定计算系统的接口, 允许保护人员根据整定计算生成的定值单按照用户定制的流程, 确认后在用户权限许可下,可远程下发修改运行定值命令给子站, 达到修改定值的目的, 及早消除潜在的隐患;允许用户对厂站内装置的历史信息和运行信息进行查询和统计, 包括装置的运行定值、模拟量测量值、开关量状态等, 而且可以按地区、变电站、线路和保护装置来分级索引;主站系统还可以通过采用特定算法来分析、比较各套保护的模拟量测量值和监视装置的自检信息、录波器的运行状态信息等, 达到监视电网二次设备运行状态的目的。
2）故障时, 主站系统实时收到子站自动上传的故障信息后立即告警。告警方式可以有图形告警、列表告警和多媒体告警等。图形告警会在电网地理接线图或站内主接线图的相关故障设备上闪烁告警;列表告警会以列表方式突出提示故障简要信息。
实际系统中, 考虑到子站上传的信息由于录波通道配置信息不规范化和冗余信息“ 膨胀” , 告警的同时还进行了信息预处理, 包括信息过滤配置、信息规范化、对信息加以分类从而识别和剔除误传信息等, 以方便后续的故障诊断和故障分析基于有效信息进行。
3）故障发生后, 主站系统必须提供各种完整分析模块, 最大化地利用所有的信息帮助用户全面分析故障。波形分析模块能分析录波文件, 显示各个通道数据的波形, 并可进行谐波、相量图、序分量、功率以及高频信号、开关信号等的分析。故
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生成检修报告等工具, 并可以通过Web发布故障信息、提供录波数据文件供下载等。
综上分析, 应用功能模块划分如图6所示。
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参考文献
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第二篇：电力系统继电保护故障信息采集及处理系统的设计
河 南 理 工 大 学 万 方 科 技 学 院
毕业设计（论文）任务书
专业班级 学生姓名
一、题目
二、主要任务与要求
三、起止日期 年 月 日至 年 月 日
指导教师 签字（盖章）系 主 任 签字（盖章）
年 月 日
—1—
河 南 理 工 大 学 万 方 科 技 学 院
毕业设计（论文）评阅人评语
专业班级 学生姓名 题目
评阅人 签字（盖章）职 称
工作单位
年 月 日
—2—
河 南 理 工 大 学 万 方 科 技 学 院
毕业设计（论文）评定书
专业班级 学生姓名 题目
指导教师 签字（盖章）
职称 年 月 日
—3—
河 南 理 工 大 学 万 方 科 技 学 院
毕业设计（论文）答辩许可证
经审查，专业 班 同学所提交的毕业设计（论文），符合学校本科生毕业设计（论文）的相关规定，达到毕业设计（论文）任务书的要求，根据学校教学管理的有关规定，同意参加毕业设计（论文）答辩。
指导教师 签字（盖章）
年 月 日
根据审查，准予参加答辩。
答辩委员会主席（组长）签字（盖章）
年 月 日
—4—
河 南 理 工 大 学 万 方 科 技 学 院 毕业设计（论文）答辩委员会（小组）决议
院（系）专业 班 同学的毕业设计（论文）于 年 月 日进行了答辩。题目 答辩委员会成员 主 席（组长）委 员（成员）委 员（成员）委 员（成员）委 员（成员）委 员（成员）委 员（成员）
答辩前向毕业设计答辩委员会（小组）提交了如下资料：
１、设计（论文）说明 共 页
２、图纸 共 张
３、评阅人意见 共 页
４、指导教师意见 共 页
—5—
根据学生所提供的毕业设计（论文）材料、评阅人和指导教师意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）做出如下决议。
一、毕业设计（论文）的总评语
二、毕业设计（论文）的总评成绩
毕业设计答辩委员会主席（组长）签名
委员（组员）签名
年 月
—6— 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文
摘要
电网继电保护及故障信息处理系统由主站系统、通信网络和子站系统3 部分组成。该系统的应用价值和作用主要体现在主站系统的功能设计上。在综合分析国内各种继电保护及故障信息处理系统的基础上, 着重论述了主站系统的硬件、软件平台构架及功能模块的设计。硬件平台构架的设计充分考虑了系统的独立性、安全性和可靠性;软件平台的设计对两种可行的方案进行了比较, 分析其合理性;功能模块的设计基于故障信息的合理分类从故障分析的各个角度对功能模块进行合理划分。最后简要地展望了主站系统未来的发展趋势。
关键词：继电保护;故障录波;故障信息处理;管理信息系统;系统设计。
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目 录
1.绪论.........................................................10 1.1 继电保护研究现状...........................................11 1.2 系统保护..................................................11 1.3 继电保护发展趋势..........................................12 1.4 常用保护..................................................15 1.5 基本任务及要求............................................15 1.6基本原理....................................................18 1.7继电保护组成................................................19 1.8 系统概述..................................................19 2.硬件平台设计................................................21 2.1 主站系统的独立性...........................................21 2.2 主站系统的可靠性..........................................21 2.3 主站系统的安全性..........................................21 2.4 主站系统的硬件平台........................................22 3．软件平台设计................................................22 4．应用功能设计................................................25 4.1 主站系统的信息划分.........................................25 4.2 主站系统的应用功能划分.....................................25 5.结语.........................................................30
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1.1 继电保护研究现状
随着电网规模的扩大和全国联网的发展,电力系统中投入电网的各种保护、自动装置、故障录波器等设备越来越多。在出现故障时，这些设备记录了大量的数据和信息,如何综合利用这些信息来判断故障的元件和性质、故障重演、保护动作分析和录波分析，已成为分析电力系统事故和辅助调度员进行故障处理的重要课题。目前，网络通信技术得到了快速的发展，变电站已经具备了以数据方式向电网调度中心传输各种信息的能力，如何有效地综合运用这些信息从而提高整体调度智能信息化水平成为推动电网故障信息系统研制开发的主要动力。
1.2 系统保护
实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。虽然继电保护有多种类型,其装置也各不相同,但都包含着下列主要的环节：①信号的采集，即测量环节；②信号的分析和处理环节；③判断环节；④作用信号的输出环节。以上所述仅限于组成电力系统的各元件（发电机、变压器、母线、输电线等）的继电保护问题，而各国电力系统的运行实践已经证明，仅仅配置电力系统各元件的继电保护装置，还远不能防止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的全局和整体出发，研究故障元件被相应继电保护装置动作而切除后，系统将呈现何种工况，系统失去稳定时将出现何种特征，如何尽快恢复系统的正常运行。这些正是系统保护所需研究的内容。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，负荷停电时间减小到最短。
大电力系统的安全稳定运行，首先必须建立在电力系统的合理结构
1河南理工大学万方科技学院本科毕业论文
1计算机化
随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。电力系统对微机保护的要求不断提高，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，与其它保护、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。这就要求微机保护装置具有相当于一台pc机的功能。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。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，尚需进行具体深入的研究。
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，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。继电保护的作用主要是切除故障元件，缩小事故影响范围。因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，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联接起来，亦即实现微机保护装置的网络化。
3河南理工大学万方科技学院本科毕业论文
1.4 常用保护
传统保护
1、电流保护。多用于配电网中，分为：电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护。
2、距离保护。
3、差动保护。新兴保护
基于暂态的保护，如行波保护等。
1.5 基本任务及要求
电力系统继电保护的基本任务是：
(1)自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。
(2)反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件(如有无经常值班人员)而动作于信号，以便值班员及时处理，或由装置自动进行调整，或将那些继续运行就会引起损坏或发展成为事故的电气设备予以切除。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免暂短地运行波动造成不必要的动作和干扰而引起的误动。
(3)继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。
电力系统继电保护的基本要求是：
继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。对于作用于继电器跳闸的继电保护，5河南理工大学万方科技学院本科毕业论文
能满足灵敏性要求的继电保护，在规定的范围内故障时，不论短路点的位置和短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，都能正确反应动作，即要求不但在系统最大运行方式下三相短路时能可靠动作，而且在系统最小运行方式下经过较大的过渡电阻两相或单相短路故障时也能可靠动作。
系统最大运行方式：被保护线路末端短路时，系统等效阻抗最小，通过保护装置的短路电流为最大运行方式；
系统最小运行方式：在同样短路故障情况下，系统等效阻抗为最大，通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。
保护装置的灵敏性是用灵敏系数来衡量。4）可靠性
可靠性包括安全性和信赖性，是对继电保护最根本的要求。安全性：要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作，即不发生误动。
信赖性：要求继电保护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作，即不拒动。
继电保护的误动作和拒动作都会给电力系统带来严重危害。即使对于相同的电力元件，随着电网的发展，保护不误动和不拒动对系统的影响也会发生变化。
以上四个基本要求是设计、配置和维护继电保护的依据，又是分析评价继电保护的基础。这四个基本要求之间是相互联系的，但往往又存在着矛盾。因此，在实际工作中，要根据电网的结构和用户的性质，辩证地进行统一。
7河南理工大学万方科技学院本科毕业论文
1.7 继电保护组成
一般情况而言，整套继电保护装置由测量元件、逻辑环节和执行输出三部分组成。
测量比较部分
测量比较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。
逻辑部分
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。
执行输出部分
执行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。
1.8 系统概述
电网继电保护及故障信息处理系统是由子站系统、主站系统和连接二者的通信网络构成。系统的总体结构如图1 所示。子站系统的主要任务是负责采集变电站内的微机保护装置、故障录波器及各种电子智能设备的信息, 并负责把这些信息规范化后上传至主站系统。子站系统安装于厂站现场, 采用分布式结构, 一般包含多个子站, 每个子站一般由一台保护管理机或集控中心来完成站内装置信息的采集和通信。
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2.硬件平台设计
2.1 主站系统的独立性
主站系统侧重于在电网发生故障后实时地进行故障处理和故障分析,E M S 等侧重于电网正常运行时的实时监视和控制。因此, 主站系统与E MS 等现有系统应该是相互独立的, 所以宜采用相对独立的硬件平台, 以避免不同系统之间的干扰。
2.2 主站系统的可靠性
电网故障的突发性决定了主站系统必须具有很高的可靠性, 以保证故障时故障信息的可靠上传。为此, 采用冗余设计, 设置两台服务器作为主/ 备用通信服务器, 且每台通信服务器均可通过拨号网络或电力专线数据网络与子站系统通信。同时, 通信服务器最好采用U N IX 操作系统和基于U N IX 的底层通信服务, 因为U N IX 具有W in do w s 无可比拟的安全可靠性和灵活开放性。
2.3 主站系统的安全性
根据我国电力二次系统安全防护的总体要求,电网继电保护及故障信息处理主站系统的大多应用属于二级安全区的非控制生产区, 而W e b 信息发布的应用应属于三级安全区的生产管理区。根据安全等级和防护水平的要求, 主站系统的二级安全区与三级安全区之间应该设置安全隔离的硬件防火墙,并采取签名认证和数据过滤等措施。此外, 为了防止主站系统的数据遭到网络黑客或病毒的侵扰, 主站系统与外部系
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有如下两种设计方案:方案1 : 采用通信服务层和应用服务层2 层软件体系结构, 直接操作数据库。如图3 所示, 该方案结构简单, 易于实现。
方案2 : 采用3 层软件体系结构, 即在方案1 的基础上, 把通信服务层和应用服务层中的数据访问逻辑独立出来构成数据访问服务层。如图4 所示。
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数据的一致性。
4．应用功能设计
4.1 主站系统的信息划分
主站系统所处理的信息都来源于各个子站, 从时间上可以划分为电网正常时的信息和电网故障时的信息。此外, 还可以按照不同的角度对这些信息进行划分。
a.按照信息的来源不同, 分为: 来自录波器的录波文件列表和录波文件, 来自微机保护装置的开关变位信息、保护动作信息、故障简报等, 来自其他采集装置的状态信息等。
b.按照信息的类型不同, 分为开关量信息(开关信息、保护动作信息等)和模拟量信息(电压、电流等)。
c.按照信息的意义不同, 分为动作类、状态类、自检类等。d.按照故障时信息到达主站时间的优先不同,依次分为: 故障简报, 保护动作信息、开关变位信息、保护的录波数据等, 故障录波器的录波信息等。
e.按照获得信息的方式不同, 分为主站召唤的信息和子站上传的信息。另外, 主站系统还可以允许用户对到达主站的信息自定义分类, 例如分为重点信息、一般信息和次要信息等, 以方便用户识别重要信息。主站系统的应用都是基于以上信息进行信息管理和故障分析的, 不同的信息分类方式直接关系到应用功能模块的设计。
4.2 主站系统的应用功能划分
主站系统的作用主要定位于电网发生故障后实时/ 准实时的故障
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息过滤配置、信息规范化、对信息加以分类从而识别和剔除误传信息等, 以方便后续的故障诊断和故障分析基于有效信息进行。
c.故障发生后, 主站系统必须提供各种完整分析模块, 最大化地利用所有的信息帮助用户全面分析故障。波形分析模块能分析录波文件, 显示各个通道数据的波形, 并可进行谐波、相量图、序分量、功率以及高频信号、开关信号等的分析。故障诊断专家系统模块帮助用户定位故障元件, 并分析哪些保护误动、拒动或是正确动作。故障测距模块提供多种单端和双端测距算法, 精确定位线路故障地点, 针对线路两端录波数据不完全同步的情况, 系统提供了基于电压模值稳定和基于不同步角计算的非同步双端测距算法进行测距, 还可以辅助以过零点、突变量、人工调节等多种原理性和可视化的同步手段, 使同步误差限制在一个采样点以内, 进而利用同步测距算法, 提高双端测距的准确性。动作行为分析模块通过分析保护的动作原理并用实际测量值验算动作方程来分析保护动作的行为, 可以帮助用户找到保护误动/ 拒动是否是整定值不适合所引起, 或者是保护本身原理的缺陷所引起。
d.故障开始后, 子站系统按照信息的优先权来分批传送各类故障信息。主站系统对故障的处理过程是按照信息到达主站的时间先后进行逐级分析,并最终形成完整的故障分析报告。整个过程是分时间、分层次的, 这样处理将方便调度分析人员逐步认清故障的性质和原因, 分析故障过程兼顾了快速判断和全面分析的效果。其关系如图5 所示。
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c.主站系统应进一步提高故障智能诊断水平,增加故障辅助决策等功能, 例如可以提供网络等值计算、继电保护整定计算、故障状况评估和故障恢复辅助系统等模块, 使该系统真正发展成为一个全方位的故障处理系统。
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o t e e tiv e R e la y irlg a n dF a u lt R e e o r d e r).电力系统自动化(卢L u to m a t io n o f E le e t r ie Po w e rS ys t e m s), 2 0 0 3 , 2 7(1): 7 2 一7 5 5.张超, 房若季(Z h a n g C ha o , F a n g R u o ji).改进的1 2 5 5 压缩算法在故障信息文件远传中的应用(A pp lie a tio n o f R e m o v o d L Z SSA lg o r it h m in R e m o te T r a n s m zs s 一o n o f F a u lt In fo r m a t io n File s).电网技术(Po w e r S y s t e m f e e hn o lo g y), 2 0 0 3 , 27(6): 4 2 一4 4
第三篇：电力系统继电保护典型故障分析
电力系统继电保护典型故障分析
案例11 施土留下隐患，值班员误碰电缆断面线路跳闸
事故简况：1989年2月16日，绥化电业局220kV绥化一次变电所值班员清扫卫生中，见习值班员齐××在清擦1号主变压器保护屏屏后地面时，拖布碰到该屏后地面上电缆断面，警报铃响，220kV分段兼旁路绿灯闪光，“掉牌未复归”光字牌亮，经检查直流接地信号继电器掉牌，无其他信号，一次设备无异常，汇报调度，按调度令拉开220kV绥海线断路器，合上220kV分段兼旁路断路器正常，随后，合上220kV绥海线断路器正常。
事故原因及暴露问题：按扩建工程二次图纸设计要求，主变压器直接接地零序保护接地后，先跳220kV分段兼旁路断路器，220kV分段兼旁路综合重合闸屏至1号主变压器保护屏控制电缆分段屏侧的正电“1”与手动跳闸起动回路“R33”两芯均已接线带电。1号主变压器保护屏侧电缆芯中的正电“1”与跳闸回路“R33”之间需串入直接接地零序保护2段时间继电器的滑动触点。因当时1号主变压器在运行中，所以未施工安装，该电缆盘卷在屏后地面上，1号主变压器保护屏电缆断面的“1”与“R33”线芯裸露在外。违反《继电保护和安全自动装置检验保安规程》检验工作中对下列各点应特别注意安全谨慎从事之5“拆下的带电线头，必须包扎稳固，做好记录，恢复时逐项核对”的规定，没有对裸露在外的带电电缆芯“1”与“R33”进行包扎，是发生事故的主要原因。
值班员对回路和施工情况不清楚，致使拖布碰擦电缆断面，造成“1”与“R33”两芯短路，是发生事故的直接原因。
事故暴露出继电人员工作责任心不强，裸露的电未包扎，也未向运行人员交待。
运行单位验收不细，把关不好。
防范措施：
(1)运行单位一定要加强验收把关工作，验收时一定要严、细。
(2)对运行设备的二次电缆，投运要制定详细的施工方案和安全措施。
(3)继电人员在工程完工后，要与运行单位进行认真、详细的交待，特别是遗留下来的未完工程，更应仔细交待，应告诫运行人员要注意的地方。
案例12 触碰跳闸回路，造成母差保护误动
事故简况：1986年7月3日16时16分吉林电业局铁东变电所倒闸操作，恢复220kV母线固定连接。运行人员在拉开220kV母差保护三极隔离开关时，因带有正电源的固定三极隔离开关的螺丝窜出，误碰到220kV母差保护跳闸回路，造成220kV母联断路器跳闸。
事故原因及暴露问题：
(1)该220kV母差保护是1986年5月10～20日检定的，试验人员对盘内线头及螺丝都进行了检查和加紧，但由于对三极隔离开关固定螺丝的管辖分工概念不清，故对三级隔离开关检查不细，三极隔离开关固定螺丝早已窜出的隐患没有及早查出，是发生事故的主要原因。
(2)运行人员在拉三极隔离开关前，没有对三极隔离开关进行检查，早已窜出的带正电的螺丝误碰起动220kV母联断路器跳闸继电器MLJ回路，造成220kV母线差动保护动作，跳开220kV母联断路器，是发生事故的直接原因。
防范措施：
(1)继电人员与运行人员对设备的维护分工要有明确的划分，消灭管辖分工概念不清的死角，防止因设备分工不明造成事故。
(2)应对端子排20cm以内进行全部细致的检查，对经常操作的连接片、隔离开关、重合闸试验按钮应加强检查维护，加强复查，将隔离开关固定螺丝焊死，运行人员操作时，应先检查后操作。案例13 保护装置元件绝缘老化、脏污，造成线路跳闸
事故简况：1990年2月10日，营口电业局盘山一次变电所1号所用变屏弧光短路，引起直流正极接地，致
使220kV阜盘线C相继电器动作，断路器跳闸重合成功。
事故原因及暴露问题：
盘山一次变电所控制室内与1号所用变压器交流屏并排按放的直流屏，在弧光作用下，发生直流系统正极弧光接地，是发生事故的直接原因。
继电人员对所维护的保护装置未能按《继自装置运管规程》4.2.4条“设备专责岗位责任：掌握装置缺陷情况，及时消除并贯彻和执行本专责设备反事故措施计划，搞好设备升级、定级工作”的规定执行，其中接地综合重合闸屏选相元件C相插件绝缘老化、脏污，未能及时发现和消除，在当时特定的潮湿空气中，使插件座上18端子与地之间绝缘电阻急剧变小，这样使继电器动作跳闸经试验K点绝绝缘电阻在较干燥的天气下，可达2MΩ，而当时只有0.6MΩ；是发生220kV阜盘线C相跳闸的主要原因。事故暴露出：
(1)直流屏与交流屏之间未加隔板，所以造成相互影响。
(2)盘山地区盐碱大，空气较潮湿，门窗密封不好，造成设备脏污。
防范措施：
(1)交、直流屏间应立即加上绝缘隔板，以减少其相互间影响。
(2)要把控制室门窗密封完好，防止尘土过多积存在屏内各端子上，特别要注意和防止室内 装置受潮。
(3)继电专责岗位责任制要加强，一定要严格执行《继自装置运管规程》的各项规定，维护好设备，加强设备的巡视、检查，及时消除设备的隐患，防止保护装置误动作。
案例14 气体继电器误动作，主变压器两侧断路器跳闸
事故简况：1990年5月18日，吉林通化电业局水洞一次变电所直流接地，2号主变压器轻、重瓦斯保护动作，两侧断路器跳闸，2号主变压器停电，次日，经检查后2号主变压器恢复运行。
事故原因及暴露问题：气体继电器接线柱槽盖，在制造结构上存在易脱落的缺点，当大风雨时，槽盖脱落后，槽内进入雨水，是气体继电器误动作的直接原因。
继电人员未按《继自装置运管规程》4.2.4条“设备专责岗位责任：掌握装置缺陷情况，及时消除并贯彻执行本专责设备反事故措施计划，搞好设备升级、定级工作”的规定执行，对气体继电器接线柱槽盖易脱落的缺陷掌握不够，不能及时消除、处理，是发生事故的主要原因。
变电运行人员在巡视检查工作中，没有发现气体继电器无防雨措施和及时处理，是发生事故的重要原因。
事故暴露出继电人员、变电运行人员等责任心不强，没能严格按“规程”规定做好本职工作。防范措施
(1)针对此次事故的教训，应认真对全局各主变压器的气体保护接线柱槽盖进行一次全面检查，防止同类性质事故再次发生。
(2)气体继电器安装、调试后，应在记录簿中记录防雨措施是否完善、好用。
(3)对气体继电器接地柱槽盖易脱落缺点，应列入技改项目，发动科技人员、广大变电、继电人员，提出改进意见。
(4)继电专责人和变电运行人员，要提高责任感，认真检查、巡视设备，发现问题要及时处理。
案例15 送电线路故障，保护误动导致一次变电所全停
事故简况：1990年12月22日，吉林延边电业局图门一次变电所，因下雨雪，造成送电线路覆冰，超过设计标准，220kV图延甲线导线覆冰40mm，覆冰和粘雪使导线不均匀下落，上下跳动，造成线路混线、短路。当天2时10分，图门一次变电所全停，检查时，发现220kV珲图乙线相差高频动作，断路器跳闸不重合；220kV图延甲线两侧高频方向和距离保护一段动作，断路器三相跳闸不重合(均在单相重合闸位置)；66kV图纸线低频动作，断路器跳闸。经省调指挥于3时13分图门一次变电所恢复正常。
事故原因及暴露问题：这次事故的起因是220kV图延甲线覆冰灾害所致。
220kV珲图乙线珲春电厂侧保护误动造成图门一次变电所全停的事故，主要是因为珲春电厂侧保护装置中有一寄生回路存在，这是珲春电厂继电人员违反《继自现场保安规定》3.14条“保护装置二次线变动或改进时，严防寄生回路存在，没用的线应拆除”的规定，在保护装置二次回路线变动和改动时，没有把没有用的线拆掉所致，是珲图乙线保护误动的主要原因。
电力载波中断，原因是载波机电源中断，这主要是所用电源不可靠，通信联系不通，延误了变电所恢复送电时间，是事故延长的主要原因。
事故暴露出：
1事故发生后，电厂、变电所等沟通信息时，情况不准确，给判断事故、恢复送电造成一定的困难。2图一次变电所所用电源不可靠，地调处理时不果断，应通过韦子沟变电所送电到图一次变电所。3图纸线是供造纸厂，而该厂有自备发电机在运行中，没有低频减载装置，故这次低频动作，说明该局对用户自备电源管理不善。
防范措施：
1要对一次变电所和重要的变电所所用电必须做到有外电源并有自动切换装置，确保所用电不间断。2要加强对继电、通信和变电运行人员的技术业务培训，运行人员的重点是事故处理和各种保护连接片的使用，保护动作信号的分析和故障录波器的使用；继电人员的重点是严格执行各种检验规程、保护和自动装置的检验，最终以整体试验和模拟运行状态下检验为准；通信人员的重点是熟悉设备和系统，会紧急排除故障。
3通过这次事故，要尽快完善事故时暴露的问题，如用户自备电源的管理等。
案例16 振动过大，造成保护误动线路单相跳闸
事故简况：1992年10月13日，齐齐哈尔电业局继电人员，在北郊变电所处理220kV二郊甲线重合闸灯不亮的缺陷，因继电人员不小心，使保护盘受力振动，将B相防跳继电器触点闭合，造成B相断路器跳闸的事故。
事故原因及暴露问题：继电保护工作人员在处理220kV二郊甲线重合闸灯不亮的缺陷时，违反《安规》(变电)第217条“在保护盘上或附近打眼等振动较大的工作时，应采取防止运行中设备掉闸的措施，必要时经值班调度员或值班负责人同意，将保护暂时停用”，也违反《继自现场保安规定》第3.6条“尽量避免在运行的保护屏附近进行钻孔或进行任何有振动的工作，如要进行，则必须采取妥善措施，以防止运行的保护误动作”等规定，继电人员在拔重合闸继电器时，由于用力过猛，致使保护屏(盘)受力振动过大，将B相防跳继电器的触点闭合，造成B相断路器跳闸，是发生事故的直接原因。
运行人员在线路跳闸事故处理时，违反《齐齐哈尔电力系统调度规程》以下简称《调度规程》第169条之四“装有同期装置的线路断路器跳闸，在确认线路有电压且符合并列条件时，可不待调度命令，自行同期并列或环并”的规定，当220kV二郊甲线B相保护误动造成断路器跳闸后，运行人员没有合同期把手，就进行强送，造成强送不成功，经调度同意切开其他两相后，再次三相合闸成功。运行人员技术素质低，没按《调度规程》执行，是事故延长时间的主要原因。事故暴露出继电人员对运行的保护盘上的工作，安全重视不够、麻痹大意，工作负责人监护指导不利。
防范措施：
(1)在运行的保护盘上工作，对有可能发生较大的振动时，应派有经验的人员去进行工作，并在工作前详细研究，制定减轻振动的方法和注意事项。
(2)在运行的控制和保护盘上工作前，要做好危险点的分析，对在盘上工作的继电人员要详细交待，使每位继电工作人员都能提高警惕，并指派有经验的继电人员做监护人，监护人要认真负责，不间断地监护，随时指导和纠正不安全的动作。
(3)运行人员要加强对技术、业务学习，熟悉有关规程，遇事有章可循，确保设备安全运行，尽力减少事故处理时间。
第四篇：18春西南大学[1079]《电力系统继电保护》
1、下面哪一类设备不是二次设备？
自动装置 继电保护装置 监察测量仪表 断路器
2、当系统发生故障时，正确地切断离故障点最近的断路器，是继电保护装置的______的 体现
选择性 灵敏性 可靠性 快速性
3、过电流继电器的返回系数（）
B.大于1 等于1 小于1 等于0
4、电力系统振荡时，下面哪一个说法是错误的（）
E.振荡时，电气量呈周期性变化
振荡时，三相完全对称，没有负序和零序分量出现。
振荡时，若阻抗测量原件误动，则在一个振荡周期内动作或返回各一次 振荡时，电流、电压、阻抗等电气量在振荡前后突然变化，速度很快
5、在电力系统正常运行时，负荷阻抗的量值较大，其阻抗性以（）。
以电感性为主 以电阻性为主 以电容性为主
以电容性为主或电感性为主
6、阻抗继电器的接线方式中用于反映各种接地短路有哪些？（）-30°接线 +30°接线
相间0°接线（相间阻抗继电器的接线方式）
有零序电流补偿的0°接线方式（接地阻抗继电器接线方式）
7、闭锁式方向纵联保护采用（），而在外部故障时发出（）的方式构成的。
正常有高频电流、闭锁信号 正常有高频电流、允许信号 正常无高频电流、允许信号 正常无高频电流、闭锁信号
8、高频保护采用相-地制高频通道是因为（）？
相-地制通道衰耗大 减少对通信的干扰 相-地制通道衰耗小 比较经济；
9、为了限制故障的扩大，减轻设备的损坏，提高系统的稳定性，要求继电保护装置具有()。
灵敏性 快速性 选择性 可靠性
10、高频保护中的高频信号是通过下列哪一种通信方式传输的？
导引线通信 电力线载波通信 光纤通信 微博通信
11、低电压继电器的返回系数（）
A.小于1 等于1 大于1 等于0
12、高频阻波器的作用是（）
防止高频电流窜越 限制短路电流 防止工频电流窜越 补偿接地电流
13、下面那种设备不属于电力系统一次设备？
变压器 母线 发电机 监察测量仪表
14、由于过渡电阻的存在，一般情况下使阻抗继电器的
C.测量阻抗增大，保护范围减小
测量阻抗减小，保护范围增大 测量阻抗减小，保护范围减小 测量阻抗增大，保护范围增大
15、下列关于电流速断保护的特点，哪个是错误的：
动作速度快 简单可靠
不受系统运行方式的影响 不能保护本线路全长
16、快速切除线路任意故障的主保护是（）。
D.纵联差动保护 零序电流保护 电流速断保护 距离保护
17、阻抗继电器的接线方式中用于反映各种接地短路有哪些？（）
-30°接线
有零序电流补偿的0°接线方式（接地阻抗继电器接线方式）
+30°接线
相间0°接线（相间阻抗继电器的接线方式）
18、当变压器外部故障时，有较大的穿越性短路电流流过变压器，这时变压器的差动保护（延时动作 不应动作
立即动作
视短路时间长短而定
19、高频闭锁方向保护的发信机发送的高频信号是（）？
跳闸信号 闭锁信号
允许信号
20、变压器励磁涌流可达变压器额定电流的()1-2倍 6-8倍
10-12倍 14-16倍）多项选择题
21、根据重合闸控制断路器的相数不同，可将重合闸分为（）？
三相重合闸 单相重合闸 综合重合闸 分相重合闸
22、下面那些的情况下，重合闸应不动作？
手动投入断路器时，线路上有故障，随即被继电保护断开 值班人员手动或遥控断开断路器 断路器处于不正常状态 继电保护跳闸后
23、变压器过电流保护最大负荷电流IL.max应按照以下哪一种方式确定？
对降压变压器，应考虑电动机自启动时的最大电流
按上述AB考虑，并取最大值
对并列运行的变压器，应考虑切除一台最大容量的变压器时，在其它变压器中出现的 过负荷
按上述AB考虑，并取最小值
24、下面哪一类设备是二次设备。（）
继电保护装置 监察测量仪表 断路器
自动装置
25、电力系统继电保护的基本要求有哪些？
可靠性 灵敏性 选择性 快速性
26、下面那些设备属于电力系统一次设备？
母线 变压器 断路器 发电机
判断题
27、每套保护都有预先划分的保护范围，保护范围划分的基本原则是任一个元件的故障都能可靠地被切除，并且保证停电范围最小。（）
A.√ B.×
28、距离Ⅱ段可以保护线路全长。（）
A.√ B.×
29、全相振荡时，系统不保持对称性，系统中会出现负序，零序分量。()
A.√ B.×
30、过电流保护作为近后备时应采用最小运行方式下相邻线路末端两相短路时的电流来校验，要求Ksen ≥ 1.3 ~ 1.5。
A.√ B.×
31、反映整个被保护元件上的故障，能以最快速度有选择性地切除被保护设备和线路故障的保护称为主保护。（）
A.√ B.×
32、方向圆特性的动作特性一般用于距离保护的主保护段（Ⅰ段和Ⅱ段）中。()A.√ B.×
33、在我国，110KV及以上电压等级的电网采用中性点直接接地的方式。()A.√ B.×
34、气体保护能反映变压器油箱内的各种短路、运行比较稳定、可靠性比较高，因此能完全取代差动保护的作用。（）
A.√ B.×
35、有三条以上线路联系的双侧电源网络等不会失步的系统可以直接使用不检同步重合闸。（）A.√ B.×
36、阻抗继电器采用0°接线方式时，若发生三相短路，三个继电器的测量阻抗均等于短路点到
保护安装地点的线路正序阻抗。三个继电器均能正确动作。()A.√ B.×
37、电流速断保护的保护范围随运行方式和故障类型的变化而变化，最小的保护范围在系统最小运行为式下三相短路时出现（）
A.√ B.×
38、重合闸前后速保护主要用于35 kV以下由发电厂或重要变电所引出的直配线路上，以便快速切除故障，保证母线电压。（）
A.√ B.×
39、继电保护工作的“正方向”为由继电保护安装处指向被保护元件。()A.√ B.×
40、电流保护是利用电力系统在短路故障时，系统电流增大这一特点构成的保护，其主要优点是简单、可靠、经济。一般适用于35kV及以下电网。()A.√ B.×
41、在双绕组单相变压器纵差动保护中，忽略变压器的损耗，正常运行和 变压器外部故障时差动电流为零，保护不会动作（）。
A.√ B.×
42、对容量大于0.8MV.A及以上的油浸式变压器，当发生严重故障产生大量瓦斯时，应动作于信号
A.√ B.×
43、我国电力系统高频通道的工作方式主要采用正常无高频电流方式。（）
A.√ B.×
44、在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，有可能产生很大的励磁涌流。（）
A.√ B.×
45、相差高频保护的基本工作原理是比较被保护线路两侧电流的相位（）。
A.√ B.×
46、电流保护的接线方式是指保护中电流继电器与电流互感器之间的连接方式。()A.√ B.×
47、距离保护就是反应故障点至保护安装处的距离，并根据距离的远近而确定动作时间 的一种保护装置。()A.√
B.×
48、按照高频载波通道传送的信号在纵联保护中所起作用的不同，将电力线载波信号分为传送闭锁信号、允许信号和跳闸信号三种。()A.√ B.×
49、流入差动继电器的不平衡电流与变压器外部故障时的穿越电流有关，穿越电流越大，不平衡电流也越大。（）
A.√ B.×
50、重合闸前加速保护方式广泛应用于35kV以上网络及对重要负荷供电的送电线路上。（）
A.√ B.×
51、全阻抗继电器，没有方向性。()A.√ B.×
52、因为高频保护不反应被保护线路以外的故障，所以不能作为下一段线路的后备保护。()A.√ B.×
53、变压器的故障可分为内部故障(变压器油箱里面发生的各种故障)和 外部故障(油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各类故障)。()A.√
B.×
54、所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约束条件不满足但又不是故障的电力系统工作状态，称为不正常运行状态。（）
A.√ B.×
主观题
55、名词解释:试对下述电力系统继电保护相关名词进行解释。1.电力系统一次设备2.电力系统二次设备3.电力系统的振荡4.电力系统的振荡闭锁5.过电流保护6.定时限过电流保护7.反时限过电流保护
参考答案：
答：1.电力系统一次设备:一般将电能通过的设备称为电力系统的一次设备。如发电机、变压器、断路器、母线、输电线路、电动机等。
2.电力系统二次设备:对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备，称为电力系统的二次设备。如1.测量表计
2、绝缘监察装置。
3、控制和信号装置。
4、继电保护及自动装置
5、直流电源设备
6、高频阻波器。
7、备自投装置等
3.电力系统的振荡：并联运行的电力系统或发电厂之间出现功率角大范围周期性变化的情况，称为电力系统的振荡。
4.电力系统振荡闭锁：当系统出现振荡的时候，应采用必要的措施，防止在振荡恢复期间保护动作。这种措施就称为振荡闭锁。
5.过电流保护：是指其起动电流按躲开最大负荷电流来整定的保护。当电流的幅值超过最大负荷电流值时启动。它是三段式电流保护的第Ⅲ段。该保护不仅能保护本线路全长，且能保护相邻线路的全长。可作为本线路主保护的近后备保护以及相邻下一线路保护的远后备保护。
6.定时限过电流保护：保护启动后出口动作时间是固定的整定时间的过电流保护，称为定时限过电流保护。
7.反时限过电流保护：出口动作时间与过电流的倍数相关，电流越大，出口动作越快，称为反时限过电流保护。
56、名词解释：试对下述电力系统继电保护相关名词进行解释。1.主保护2.后备保护3.近后备保护4.闭锁式方向纵联保护5.允许式方向纵联保护6.变压器的穿越电流7.变压器的励磁涌流
参考答案：
答：1.主保护：反应整个被保护元件上的故障，并能以最短的时限有选择地切除故障的保护称为主保护。
2.后备保护：在实际运行中，由于各种原因可能存在保护或断路器拒动的情况，所以，必须要考虑后备保护（替代功能）的配备。其目的是不允许长期存在短路的情况。于是出现了近后备保护、远后备保护、断路器失灵保护等
3.近后备保护：本地的后备保护由安装于本地的另外一台（套）保护元件（或装置）来实现的保护。
4.闭锁式方向纵联保护：在系统发生故障时，线路两端功率方向元件判别流过本端的功率方向，若功率方向为负则发出闭锁信号，闭锁两端的保护，称为闭锁式方向纵联保护。5.允许式方向纵联保：在系统发生故障时，线路两端功率方向元件判别流过本端的功率方向，当功率方向为正者发出允许信号，允许两端保护跳闸，称为允许式方向纵联保护。6.穿越电流将变压器两侧的电流都折算到电流互感器二次侧，忽略变比系数不为零的影响，则区外故障时，变压器两侧的电流大小相等，方向相反，该电流称为区外故障时变压器的穿越电流Ik。
7.励磁涌流：当变压器空载投入或外部故障切除后电压恢复时，变压器电压从零或很小的数值突然上升到运行电压。在这个电压上升的暂态过程中，变压器可能严重饱和，产生很大的暂态励磁电流，称为励磁涌流。
57、什么是重合闸前加速保护，有何优缺点，主要适用于什么场合？什么是重合闸后加速保护，有何优缺点，主要适用于什么场合？
参考答案：
答：1.所谓前加速就是当线路第一次故障时，靠近电源端保护无选择性的动作，然后进行重合。如果合于永久故障上，则在断路器合闸后，再有选择性的切除故障。重合闸前加速保护一般又称为“前加速”。其优点为：
(1)能够快速地切除瞬时性故障；
(2)可能使瞬时性故障来不及发展成永久性故障，从而提高重合闸的成功率；
(3)能保证发电厂和重要变电所的母线电压在0.6~0.7倍额定电压以上，从而保证厂用电和重要用户的电能质量；
（4）使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单，经济。前加速的缺点是
(1)断路器作条件恶劣，动作次数较多
(2)重合于永久性故障上时，故障切除的时间可能较长。(3)如果靠近电源侧重合闸装置或断路器拒绝合闸，则将扩大停电范围。甚至在最末一级线
路上故障时，都会使连接在这是线路上的所有用户停电。
前加速保护主要用于35 kV以下由发电厂或重要变电所引出的直配线路上，以便快速切除故障，保证母线电压。
2.重合闸后加速保护一般又简称为“后加速”，所谓后加速就是当线路第一次故障时，保护有选择性动作，然后进行重合。如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再加速保护动作瞬时切除故障，而与第一次动作是否带有时限无关。后加速保护的优点是：
（1）第一次是有选择性的切除故障，不会扩大停电范围，特别是在重要的高压电网中，一般不允许保护无选择性的动作而后以重合闸来纠正（即前加速的方式）；（2）保证了永久性故障能瞬时切除，并仍然是有选择性的；
（3）和前加速相比，使用中不受网络结构和负荷条件的限制，一般说来是有利而无害的。后加速保护的缺点是：
（1）每个断路器上都需要装设一套重合闸，与前加速相比略为复杂；（2）第一次切除故障可能带有延时。
“后加速”方式广泛应用于35kV以上网络及对重要负荷供电的送电线路上。58、1.阐述电力线载波通道的3种工作方式？2.阐述变压器通常装设哪些保护装置？
参考答案：
1.答：电力线载波通道的工作方式有如下3种(1)正常无高频电流方式。
此方式在电力系统正常工作条件下发信机不发信，沿通道不传送高频电流，发信机只在电力系统发生故障期间才由保护的启动元件启动发信，因此又称之为故障启动发信的方式。(2)正常有高频电流方式
此方式在电力系统正常工作条件下发信机处于发信状态，沿高频通道传送高频电流，因此又称为长期发信方式。
(3)移频方式是指在正常运行情况下，发信机长期发送一个频率为f1 的高频信号，其作用是闭锁保护和对通道进行连续检查。在被保护线路发生故障时，保护控制发信机移频，改为发送频率为f2 的高频信号。
2.答：根据规程规定，变压器一般装设下列保护：（1）瓦斯保护：规程规定对于容量为800kVA及以上的油浸式变压器和400kVA及以上的车
间内油浸式变压器，应装设瓦斯保护。
（2）纵差动保护或电流速断保护：对于容量为6300kVA及以上的变压器，以及发电厂厂用工作变压器和并列运行的变压器，10000kVA及以上的发电厂厂用备用和单独运行的变压器，应装设纵差动保护。电流速断保护用于对于容量为10000kVA以下的变压器，当后备保护的动作时限大于0.5s时，应装设电流速断保护。对2000kVA以上的变压器，当电流速断保护的灵敏性不能满足要求时，也应装设纵差动保护。（3）外部相间短路和接地短路时的后备保护（4）过负荷保护（5）过励磁保护
（6）其它非电量保护：对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障，应按现行变压器标准的要求，专设可作用于信号或动作于跳闸的非电量保护。59、1、已知如图所示网络的正序阻抗Z1=0.4Ω/km，线路阻抗角ΨL=70度。A、B变电站装有反应相间短路的二段式距离保护，它的Ⅰ、Ⅱ段测量元件均系采用方向阻抗继电器。试求（1））Ａ变电站距离保护I、Ⅱ段动作值（I、Ⅱ段可靠系数均取0.8）。
（2）当在线路AB距A侧50Km和65km处发生相间金属性短路时, A变电站各段保护的动作情况。
参考答案：
60、参考答案：
第五篇：电力系统继电保护故障解决对策论文
摘要：要实现电力系统的稳定运行就必须实现继电保护的二次回路能够起到作用。在现阶段电力系统运行过程中，继电保护二次回路作为一个重要的保护装置被广泛运用，但是在其运行过程中不可避免的会出现一些故障，本文将就电力系统继电保护二次回路问题引发的故障以及其相关的解决对策进行研究。
关键词：继电保护；二次回路问题；故障；解决对策
引言
随着近些年来我国电气化设备的不断增多，对电力的依赖性不断加强，同时也极大的促进了我国电力系统的不断升级。在电力系统运行过程中由于继电保护二次回路问题引发的一系列故障也逐渐引起了人们的重视。如何对这些故障问题进行解决，保证电力系统的稳定运行已经成为现阶段研究的重点。本文将就此进行探讨。
1什么是继电保护二次回路
（1）继电保护二次回路的特点。在当前电力系统中，继电保护二次回路由于其重要作用已经成为不可缺少的一部分，同时其组成也具有一定的复杂性。现阶段使用较多的继电保护二次回路主要由测量系统、继电保护装置、开关以及电源信号系统及部分组成。通过设置继电保护二次回路可以通过以低电压的形式实现对电力设备的保护。同时继电保护二次回路由于组成较为复杂，涉及的系统较多，因此在其运行过程中需要多个系统共同参与配合才能实现其功能和作用。因此继电保护系统具有综合性和复杂性的特点。
（2）安装继电保护二次回路的作用。首先，继电保护具有一定的安全价值。传统的电力系统保护装置由于故障率较高、反应速度较慢而使得其对电力系统的保护作用大打折扣。通过进行继电保护二次回路可以实现自动化运行因此可以进行实时监测，并对检测到的数据进行在线分析。这种优点一方面可以实现对电力系统保护的有效性，另一方面还可以保障工作人员的个人安全，对电力系统的正常运行具有重要意义。其次，具有一定的经济价值。现阶段使用继电保护二次回路装置集成程度较高，因此在使用和维护时更加方便，这些优点可以有效的降低继电保护二次回路在运行过程和维护过程中的成本消耗，降低了电力系统整体的成本，因此具有较好的经济价值。最后，具有强大的功能。继电保护二次回路在对电力系统进行保护的过程中具有独特的优势。其不仅具有较大的控制范围，而且在加装以后受到保护的空间也相对较大。因而实现了其优势的较好发挥。
2继电保护二次回路的长处
（1）安全性能较高。现阶段使用的继电保护二次回路装置其组成以及运行系统都采用了最新的现代化技术，具有较高的科技含量。因此，在其运行过程中实现了操作的精确性和稳定性，降低了由于操作的原因出现的各种问题，实现了故障率的降低。同时，由于其较高的集成性使得在进行维修和检查时较为方便，使得电力系统的整体稳定性的提高。保证了电力系统运行的稳定性和可靠性。
（2）经济性较高。较高的集成性使得继电保护二次回路具有体积小，重量轻的特点。这不仅使得在进行设备装配过程中的消耗较低，同时由于其结构较为简单，在出现故障时对一些元器件进行更换时也较为便宜。较低的成本和较为简单的检修装配使得其具有较高的经济性，因此在新阶段的电力系统中大量使用。
（3）优良的性能。继电保护二次回路的大面积使用使得电力系统抵抗外部环境的影响的能力大大提高。不仅对于一些具有腐蚀性质的环境具有较高的抵御能力，同时对于电磁干扰也有了较好的抵抗能力。优良的性能使得现阶段电路系统整体性能也有了很大的提升。
3继电保护二次回路的故障分析
（1）数据破坏。继电保护二次回路在运行过程中优势会出现一些差动，差动以后会出现一定程度的误差。这种误差的出现不但会使得电力系统终端保存的数据受到破坏，同时还会使得继电保护二次回路的灵敏性受到影响，因此会对准确性降低。
（2）线路受损。由于继电保护在装配过程中会用到很多线路。因此，在进行运行过程中经常会出现线路受损的情况。这会使得回路的切断能力受到影响。出现这种情况会导致线路闭合不良和熔断机制出现问题，使得继电保护二次回路的性能下降。
（3）容量受损。继电保护二次回路在发生故障以后会使得电路系统的容量受到一定的影响，例如电缆、断路器发生容量受损的情况。这些功能在出现故障以后会加速设备的老化速度，使得整个电力系统的容量受到影响。
4相关问题的解决对策
（1）进行负荷检测。在继电保护二次回路运行过程中要特别注意装置中的负荷，因为负荷的大小会直接影响到电流互感器的运行。因此，在进行实际应用过程中必须适当的对互感器电流负荷进行一定的降低。可以通过减小电阻，选择合适的电流互感器以及进行定期状态检查等。
（2）进行质量检修。由于继电保护二次回路系统的组成较为复杂，同时系统中各个元器件的质量都会对其在运行过程中的实际效果造成一定的影响，尤其是现阶段市面上售卖的电流互感器品种繁多，在进行选择时要依据系统的实际需要进行。对于电流负荷过大的继电保护设备，在进行差动保护过程中可以选择具有一定气隙的电流互感器。这种装置铁芯磁性较小。这会使得电流互感器不易过载，可以有效提高设备的保护性能。同时由于其磁性较小，对失衡以后的电流可以产生一定的控制作用。
（3）进行保护检修。在进行继电保护二次回路维护过程中往往会出现一些操作难度较大的情况，因此可以在进行差动保护以外，还可以进行比率差动保护。这也是现阶段应用较多的一种保护措施。这种保护措施可以应用于二次回路的故障检测中。
5总结
经过多年的发展，我国电力系统的各项功能得到很大的提高，各项技术也得到了较快的发展。继电保护二次回路作为一项重要的电力系统保护措施，在现阶段电力系统运行中保证了系统的稳定性和可靠性。实现了对故障的有效解决。
参考文献：
[1]谭永湛.继电保护二次回路检修维护中的若干问题分析[J].企业技术开发,2014(13).[2]喇晓军.继电保护二次回路故障破坏作用及提高其正确性的措施[J].科技创新与应用,2015(30).
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