第一篇：繼電保護若干問題研究

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本 科 生 畢 業 論 文（設 計）

題

目： 繼電保護若干問題研究

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層 次： ?？破瘘c本科

專 業： 電氣工程及其自動化 年 級： 2014年 春 季 學 號： 學 生： 指導教師：

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繼電保護若干問題研究

內容摘要

隨著電力工業的迅速發展，電力系統的網架結構和運行方式日益復雜，這些都對繼電保護裝置提出了更高的要求，傳統的依靠移相器、調壓器、升流器等儀器調節電壓、電流幅值和相位的測試手段已不能完全滿足要求。微機型繼電保護測試裝置的開發與應用大大提高了繼電保護裝置的測試水平，提高了調試效率，對保證繼電保護的正確動作，提高電網的安全水平有積極的現實意義。

電力系統在生產過程中，伴隨著各類故障，而在發生故障時往往會造成很嚴重的后果。例如：電力系統電壓大幅度下降，電氣設備無法正常工作。或者故障處有很大的短路電流，產生的電弧燒壞了電氣設備。還可能破壞發電機的并列運行的穩定性，引起電力系統震蕩甚至使整個系統失去穩定而解列瓦解。所以，如何防止故障的發生對整個電力系統就顯的尤為重要。因此，通過預防事故或縮小事故范圍來提高系統運行的可靠性，最大限度地保證向用戶安全連續的供電的繼電保護裝置就成為了電力系統中的重要一環。

繼電保護裝置是電力系統的重要組成部分。對保證電力系統的安全經濟運行，防止事故發生和擴大起到關鍵性的決定作用。由于電力系統的特殊性，電氣故障的發生是不可避免的。一旦發生局部電網和設備事故，而得不到有效控制，就會造成對電網穩定的破壞和大面積停電事故。現代化大電網對繼電保護的依賴性更強，對其動作正確率的要求更高。

本文對目前廣泛使用的微機型繼電保護測試裝置的現狀進行了簡要的回顧，闡述了其發展歷程、基本構成、基本功能；對該類型測試裝置在現實使用中比較普遍存在的一些問題進行了探索；并分別從硬件方面和軟件方面進一步探討了該類型測試裝置未來發展的可能趨勢。

關鍵詞：繼電保護原理；相關問題分析；微機繼電保護研究；繼電保護技術發展趨勢

I

繼電保護若干問題研究

目 錄

內容摘要...........................................................................................................................I 1 緒論............................................................................................................................1

1.1 課題的背景及意義........................................................................................1 1.2 繼電保護的發展歷程....................................................................................1 1.3 繼電保護的基本原理和分類........................................................................3

1.3.1 繼電保護的基本原理........................................................................3 1.3.2 繼電保護的分類................................................................................3 繼電保護相關問題分析............................................................................................5

2.1 繼電保護常見故障........................................................................................5 2.2 處理方法........................................................................................................5 2.3 繼電保護故障處理的原則............................................................................6 3 微機繼電保護研究....................................................................................................7

3.1 微機繼電保護裝置的種類及構成................................................................7

3.1.1 微機繼電保護裝置的種類................................................................7 3.1.2 微機繼電保護裝置的構成及功能....................................................7 3.2 微機保護的特點及優點................................................................................8 3.3 微機保護抗干擾措施....................................................................................9 4 繼電保護技術發展趨勢..........................................................................................12 5 結

論....................................................................................................................15 參考文獻........................................................................................................................16

II

繼電保護若干問題研究 緒論

1.1 課題的背景及意義

繼電保護是指研究電力系統故障和危及安全運行的異常工況，以探討其對策的反事故自動化措施。因在其發展過程中曾主要用有觸點的繼電器來保護電力系統及其元件（發電機、變壓器、輸電線路、母線等）使之免遭損害，所以沿稱繼電保護。

繼電保護的主要任務是自動、迅速地將故障元件從系統中切除，使故障元件免于繼續遭到破壞，保證其它部分迅速恢復運行。繼電保護對電力系統的安全運行具有重要意義。繼電保護裝置歷經電磁型、整流型，發展到80年代的晶體管、集成電路型，直到現在的微機型。微機保護也經歷了從簡單發展到現在的智能型，保護裝置越來越人性化、智能化。然而，繼電保護發展至今，雖設備已經很先進，但仍有一些問題沒有得到很好解決。電氣設備是電力系統的重要組成部分，隨著電力工業的迅速發展，對電氣設備的繼電保護提出了更高的要求。

1.2 繼電保護的發展歷程

繼電保護技術的發展現狀繼電保護技術是隨著電力系統的發展而發展的，它與電力系統對運行可靠性要求的不斷提高密切相關。熔斷器就是最初出現的簡單過電流保護，時至今日仍廣泛應用于低壓線路和用電設備。由于電力系統的發展，用電設備的功率、發電機的容量不斷增大，發電廠、變電站和供電網的結線不斷復雜化，電力系統中正常工作電流和短路電流都不斷增大，熔斷器已不能滿足選擇性和快速性的要求，于是出現了作用于專門的斷流裝置的過電流繼電器。本世紀初隨著電力系統的發展，繼電器才開始廣泛應用于電力系統的保護。這個時期可認為是繼電保護技術發展的開端。

自本世紀初第一代機電型感應式過流繼電器（1901年）在電力系統應用以來，繼電保護已經經歷了一個世紀的發展。在最初的二十多年里，各種新的繼電保護原理相繼出現，如差動保護（1908年）、電流方向保護（1910年）、距離保護（1923年）、高頻保護（1927年），這些保護原理都是通過測量故障發生后的穩態工頻量來檢測故障的。盡管以后的研究工作不斷發展和完善了電力系統的保護，但是這些保護的基本原理并沒有變，至今仍然在電力系統繼電保護領域中起主導作用。

繼電保護裝置是保證電力系統安全運行的重要設備。滿足電力系統安全運行的要求是繼電保護發展的基本動力?？焖傩?、靈敏性、選擇性和可靠性是對繼電

繼電保護若干問題研究

保護的四項基本要求。為達到這個目標，繼電保護專業技術人員借助各種先進科學技術手段作出不懈的努力。經過近百年的發展，在繼電保護原理完善的同時，構成繼電保護裝置的元件、材料等也發生了巨大的變革。繼電保護裝置經歷了機電式、整流式、晶體管式、集成電路式、微處理機式等不同的發展階段。

50年代，我國工程技術人員創造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍，對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術，建立了我國自己的繼電器制造業。因而60年代是我國機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術的發展奠定了堅實基礎。

自50年代末，晶體管繼電保護已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護蓬勃發展和廣泛采用的時代。在此期間，從70年代中，基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產、應用仍處于主導地位，這是集成電路保護時代。

國內微機保護的研究開始于70年代末期，起步較晚，但發展很快。1984年我國第一套微機距離保護樣機在試運行后通過鑒定并批量生產，以后每年都有新產品問世；1990年第二代微機線路保護裝置正式投入運行。目前，高壓線路、低壓網絡、各種主電氣設備都有相應的微機保護裝置在系統中運行，特別是線路保護已形成系列產品，并得到廣泛應用。我國在2000年220kV及以上系統的微機保護率為43.99％，線路微機保護占86％，到2003年底，220kV以上系統的微機保護已占到70.29％，線路的微機化率達到97.6％。實際運行中，微機保護的正確動作率要明顯高于其他保護，一般比平均正常動作率高0.2～0.3個百分點。國產微機保護經過多年的實際運行，依靠先進的原理和技術及良好的工藝已全面超越進口保護。從80年代220KV及以上電壓等級的電力系統全部采用進口保護，到現在220KV系統繼電保護基本國產化，反映了繼電保護技術在我國的長足發展和國產繼電保護設備的明顯優勢。

微機繼電保護技術的成熟與發展是近三十年來繼電保護領域最顯著的進展。經過長期的研究和實踐，現在人們已普遍認可了微機保護在電網中無可替代的優勢。微機保護具有自檢功能，有強大的邏輯處理能力、數值計算能力和記憶能力，并且具備很強的數字通信能力，這一切都是電磁繼電器、晶體管繼電器所難以匹

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敵的。計算機技術的進步，更高性能、更高精度的數字外圍器件的采用，一直是微機繼電保護不斷發展的強大動力。

1.3 繼電保護的基本原理和分類

1.3.1 繼電保護的基本原理

繼電保護裝置必須具有正確區分被保護元件是處于正常運行狀態還是發生了故障，是保護區內故障還是區外故障的功能。保護裝置要實現這一功能，需要根據電力系統發生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎來構成。

電力系統發生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是：

（1）電流增大。短路時故障點與電源之間的電氣設備和輸電線路上的電流將由負荷電流增大至太大超過負荷電流。

（2）電壓降低。當發生相間短路和接地短路故障時，系統各點的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點，電壓越低。

（3）電流與電壓之間的相位角改變。正常運行時電流與電壓間的相位角是負荷的功率因數角，一般約為20°，三相短路時，電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的，一般為60°～85°，而在保護反方向三相短路時，電流與電壓之間的相位角則是180°+(60°～85°)。

（4）測量阻抗發生變化。測量阻抗即測量點(保護安裝處)電壓與電流之比值。正常運行時，測量阻抗為負荷阻抗；金屬性短路時，測量阻抗轉變為線路阻抗，故障后測量阻抗顯著減小，而阻抗角增大。

不對稱短路時，出現相序分量，如兩相及單相接地短路時，出現負序電流和負序電壓分量；單相接地時，出現負序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運行時是不出現的。

利用短路故障時電氣量的變化，便可構成各種原理的繼電保護。

此外，除了上述反應工頻電氣量的保護外，還有反應非工頻電氣量的保護。1.3.2 繼電保護的分類

1.電力系統的繼電保護根據控制過程信號的不同，可分為模擬型和數字型兩大類。

模擬型繼電保護又可分為機電型繼電保護和靜態型繼電保護兩類。機電型繼電保護是由若干個不同功能的繼電器組成。繼電器是一種能自動動

繼電保護若干問題研究

作的電器，只有加入某種物理量(如電流或電壓等)，或者加入的物理量達到一定數值時，它就會動作，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開，輸出信號。

繼電器按動作原理的不同分為：電磁型、感應型和整流型等；

按反應物理量的不同可分為：電流、電壓、功率方向和阻抗繼電器等； 按繼電器在保護裝置中的作用不同可分為：主繼電器(如電流﹑電壓和阻抗繼電器等)和輔助繼電器(如中間﹑時間和信號繼電器等)。

由于這些繼電器都具有機械的可動部分和接點，故稱為機電型繼電器。由這類繼電器組成的繼電保護裝置稱為機電型繼電保護。

靜態繼電保護裝置是應用晶體管或集成電路等電子元件來實現的，它由若干個不同功能的回路，如測量﹑比較或比相觸發﹑延時﹑邏輯和輸出等回路組成。具有體積小﹑重量輕、功耗小﹑靈敏度高﹑動作快和不怕震動﹑可以實現無觸點等一系列的優點。

2.電力系統的繼電保護根據被保護對象不同，分為發電廠、變電所電氣設備的繼電保護和輸電線路的繼電保護。

前者是指發電機、變壓器、母線和電動機等元件的繼電保護，簡稱為元件保護；

后者是指電力網及電力系統中輸電線路的繼電保護，簡稱線路保護。3.電力系統的繼電保護根據作用的不同又可分為主保護、后備保護和輔助保護。

主保護是指被保護元件內部發生的各種短路故障時，能滿足系統穩定及設備安全要求的、有選擇地切除被保護設備或線路故障的保護。后備保護是指當主保護或斷路器拒絕動作時，用以將故障切除的保護。

后備保護可分為遠后備和近后備保護兩種，遠后備是指主保護或斷路器拒絕時，由相鄰元件的保護部分實現的后備；近后備是指當主保護拒絕動作時，由本元件的另一套保護來實現的后備，當斷路器拒絕動作時，由斷路器失靈保護實現后備。

輔助保護是指為了補充主保護和后備保護的不足而增設的簡單保護。4.電力系統的繼電保護根據操作電源性質的不同，可以分為直流操作電源和交流操作電源。

繼電保護若干問題研究 繼電保護相關問題分析

2.1 繼電保護常見故障

通過一些實際的繼電保護故障分析，我們不難看出電氣繼電保護的常見故障有以下幾個方面：

第一，電壓互感器的二次中性點接觸不良、多次接地，和回路斷線、機械問題、短路等現象，前者會造成二次接地與地網中產生一個疊加在設備電壓上的電壓，在增大電壓后，產生誤動；后者會造成零序電壓比增大，回路負荷減小，電流增大，發生短路。

第二，微機繼電保護的抗干擾能力不強，一旦外界的干擾器、通信設備的干擾，或電壓降幅較大，就易筑成邏輯原件出現錯誤地分析與判斷。

第三，繼電保護裝置或零件材質差，質量不合格，精度不夠高，從而導致其性能差，很難準確發現故障，從而出現誤動或拒動現象。此外，電力系統運行過程中若出現溫度過高或降溫不及時的現象，繼電保護裝置被燒壞后就失靈。

第四，電力繼電保護隱形故障。對隱形故障的分析處理是保護的重點。如對于重要的輸電線路，就地的斷路器故障保護也將會提供確定監管所有的跳閘元件，而且在跳閘元件故障情況下所有的就地的和遠方的跳閘指令有效。

2.2 處理方法

1、替代法

此法常用于處理微機保護裝置內部故障。它的原理是當懷疑某元件或插件有故障的時候，就利用正常的相同元件或插件代替，來判斷其是好，是壞。運用此法時，我們除了要注意在做一些如電壓短接、電流短接、退出電源、退出側保護等保護措施外，還要注意替代插件內的定值芯片、跳線、程序是否一致。

2、直觀法

此法常用于儀器無法逐點測試，或者沒有備品更換的情況下，是通過肉眼、嗅覺來確認故障點的。若觀察到繼電器內部有發黃，或有燒焦味散發出，就要及時找出并更換已損壞的元件，進而排除故障。

3、電路拆除法

電路拆除法是將二次回路依次逐個拆開后，進行故障點的判斷處理后，再依次安裝上的方法。它不僅是處理繼電保護故障的重要方法之一，也是分析出故障發生原因的方法之一。

繼電保護若干問題研究

4、參數對照法

當繼電器的測試值與定值的差異較大時，可以通過對正常繼電器設備的參數與故障繼電器設備的參數進行比較、分析，進而找到故障設備或故障點。

5、短接法與斷開法

短接法與斷開法是將回路某一段或一部分用短接線人為短接或斷開，來判斷故障是在短接線或斷開線范圍內，還是其它地方，以此來縮小故障范圍，其中短接法用于該閉合而未閉合的觸點檢測，而斷開法恰好相反。其主要用于檢測電氣閉鎖、刀閘操作、電流回路開路等問題。

2.3 繼電保護故障處理的原則

1、正確、冷靜對待事故

火電廠發電機運行時,對保護裝置的連接片應根據運行方式的要求投、退。投、退時要兩人同時進行,仔細辨別清楚,才能操作。對于跳閘回路的連接片,在對應開關運行時的投入,要先用直流電壓表測量連接片兩端無直流電壓才能投入。電氣運行人員對電機保護裝置中的數據應定期檢查,檢查時應兩人進行,且不得修改和消除內部數據。

2、利用信號判明故障點

在現場的光子牌信號、微機事件記錄、故障錄波器的錄播圖形、裝置的燈光顯示信號、保護掉牌信號等式繼電保護事故處理的重要依據,要認真分析,去偽存真。根據有用的信息作出正確判斷是解決問題的關鍵。

一旦判明故障點出現在二次回路上,要盡量維持原狀,做好記錄,待作出必要的分析并制定出事故處理計劃后再開展工作,以免由于原始狀況的破壞給事故處理帶來不必要的麻煩。

3、人為事故的緊急處理

有一個值得重視的問題是正確對待人為事故。如果按照現場的信號指示沒有找到故障的原因,或者斷路器跳閘后沒有信號指示,在這種情況下的事故處理比較困難,是人為的事故呢,還是設備的事故呢？必須首先弄清楚。在現場有些工作環境,由于工作人員重視程度不夠、或措施不得力,容易發生誤碰等人為事故。一旦發生了人為的事故,必須如實地反應,以便分析,同時要引以為戒防止此類似事件的再次發生。

繼電保護若干問題研究 微機繼電保護研究

3.1 微機繼電保護裝置的種類及構成

3.1.1 微機繼電保護裝置的種類

1.線路保護裝置

包括微機線路保護裝置、微機電容保護裝置、微機方向線路保護裝置、微機零序距離線路保護裝置、微機橫差電流方向線路保護裝置。

2.主設備保護裝置

包括微機雙繞組變壓器差動保護裝置、微機三繞組變壓器差動保護裝置、微機變壓器后備保護裝置、微機發電機差動保護裝置、微機發電機后備保護裝置、微機電動機差動保護裝置、微機電動機保護裝置、微機廠（站）用變保護裝置。

3.測控裝置

微機遙測遙控裝置、微機遙信遙控裝置、微機遙調裝置、微機自動準同期裝置、微機備自投裝置、微機PT切換裝置、微機脈沖電度測量裝置、微機多功能變送測量裝置、微機解列裝置。

4.管理裝置

單元通信單元、管理單元、雙機管理單元。3.1.2 微機繼電保護裝置的構成及功能

微機繼電保護主要由單片機構成，全部基準化、模塊化，有獨立的測量模塊、信號模塊及控制模塊，各模塊之間和模塊與外部之間完全光電隔離，增強了裝置的抗干擾性，完成三遙、保護、控制功能。其硬件組成一般包括以下幾個部分：

1.電源插件：該插件為直流逆變電源插件，輸出裝置需要的電壓。2.交流插件：該插件將電壓互感器、電流互感器的二次側強電信號轉換為弱電信號，同時起抗干擾和隔離的作用。

3.數模變換插件：該插件由多路電路結構完全相同的電壓頻率變換器，分別將交流插件輸出的電壓和電流變換成脈沖頻率隨輸入模擬量幅值變化的脈沖量，并經光耦光電隔離后進入CPU計數器中記數，實現數模轉換。

4.故障錄波插件：該插件主要由單片機擴展系統和網絡通信系統組成，兩者之間通過接口進行信息傳遞和交換。

5.CPU 插件：該插件是整個裝置的核心。CPU 插件可以有多路開關量輸入和

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輸出回路。

6.繼電器插件：該插件包括以下幾部分：啟動繼電器、裝置告警回路、跳合閘出口回路、備用常開輸出回路。

7.人機對話界面：該部分包括：單片機、通訊口、鍵盤、顯示器、其他開入和開出、GPS 同步時鐘輸入。

3.2 微機保護的特點及優點

由于我國大量使用整流型或晶體管型繼電保護裝置，因此調試工作量大，尤其是一些復雜的保護，調試一套保護常常需要較長的時間。究其原因，這類保護裝置是布線邏輯，保護的每一種功能都由相應的器件和連線來實現。為確保保護裝置完好，需要把所具備的各種功能通過模擬試驗來校核一遍。微機繼電保護則不同，它的硬件是一臺計算機，各種復雜的功能是由相應的程序來實現。即微機保護是由只會做幾種單調的、簡單操作的硬件，配以程序，把許多簡單操作組合而完成各種復雜功能的。因而只要用簡單的操作就可以檢驗微機的硬件是否完好。同時，微機保護裝置具有自診斷功能，對硬件各部分和存放在EPROM中的程序不斷進行自動檢測，一旦發現異常就會報警，通常只要接通電源后沒有報警，就可確認裝置是完好的，所以對微機保護裝置可以說幾乎不用調試，從而大大減輕運行維護的工作量。

計算機在程序的指揮下，有極強的綜合分析和判斷能力，因而微機繼電保護裝置可以實現常規保護很難辦到的自動糾錯，即自地識別和排除干擾，防止由于干擾而造成誤動作。另外微機繼電保護裝置有自診斷能力，能夠自動檢測出計算機本身硬件的異常部分，配合多重化可以有效地防止拒動，因此可靠性很高。

使用微型計算機后，如果配置一臺打印機或其他設備，可以在系統發生故障后提供多種信息。如保護各個部分的動作順序和動作記錄，故障類型和相別及故障前后電壓和電流的波形記錄等，還可以提供故障點到保護安裝處的距離。這樣有助于運行部門對事故的分析處理。

由于計算機保護的特性主要由程序決定，所以不同原理的保護可以采用通用的硬件，只要改變程序就可以改變保護的特性和功能，因此可靈活地適應電力系統運行方式的變化。

采用微型計算構成的保護，使原有型式的繼電保護裝置中存在的技術問題，可以找到新的解決辦法。如對距離保護如何區分振蕩和短路，如何識別變壓器差

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動保護勵磁涌流和內部故障等問題，都提供了許多新的原理和解決方法。

微機保護的優點如下：

1、程序可以實現自適應性，可按系統運行狀態而自動改變整定值和特性。

2、有可存取的存儲器。

3、在現場可靈活地改變繼電器的特性。

4、可以使保護性能得到更大的改進。

5、有自檢能力。

6、有利于事故后分析。

7、可與計算機交換信息。

8、可增加硬件的功能。

9、可在低功率傳變機構內工作。

3.3 微機保護抗干擾措施

抗干擾的最基本措施就是防止干擾進入弱電系統。一方面是通過改進裝置的硬件部分，增加其抗干擾能力；另一方面可以從外部環境著手，通過各種屏蔽、隔離措施，切斷干擾的傳播途徑。針對上述干擾問題，按“電力系統繼電保護及安全自動裝置反事故措施”的要求，采取了以下幾種抗干擾措施。

1、對微機保護硬件采取相應的抗干擾措施

目前生產廠家在產品的研制過程中采取了各種優異的抗干擾措施，比如采用VFC數據采集系統，使模擬系統和數字系統在電氣上完全隔離，大大增強了裝置硬件的抗干擾能力。以WXB-11型微機保護為例，裝置硬件采取的抗干擾措施有：

(1)CPU插件的總線不出芯片；(2)模擬量的輸入通道加光耦；(3)所有的開入、開出加光隔；(4)引入裝置的電源加濾波措施；(5)增加對RAM、EPROM的自檢功能；(6)裝置背板的走線采用抗干擾措施。

2、保護屏的接地措施

微機保護屏內所有的隔離變壓器一、二次繞組間應當有良好的屏蔽層，并可靠接地。微機保護裝置的箱體必須經試驗確定可靠接地；將保護屏底部的漆、鐵銹等清除干凈以后，將保護屏和底部槽鋼用焊接或者螺栓固定的方式可靠連接。微機保護屏之間用不小于50mm2的多股銅芯線將其底部的接地小銅排相串連，而

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后接于截面不小于100mm2的接地銅排上，再將接地銅排和主控室電纜層的接地網可靠連接。

3、保護二次回路電纜的抗干擾措施

(1)對于由開關場引入保護裝置的交流電流、電壓回路，信號回路，直流控制回路等電纜全部采用屏蔽電纜，如KVVP2-

22、KYJVP、KXQ20等型號電纜。屏蔽層應采用電阻系數小的銅、鋁等材料制成，而以前普遍使用的KVV等型號的鋼帶電纜均無屏蔽作用。

(2)屏蔽電纜的屏蔽層兩端應可靠接地。在做電纜頭之前，用1.5～2.5mm2的單股銅芯線在電纜兩端的屏蔽層上緊緊纏繞10圈以上，并進行固定，然后再做電纜頭，用熱縮管封緊，將單股銅芯線的另一端可靠接地。保護屏處可接于屏底的接地小銅排上，開關機構處接于可靠的接地點上。

（3）對于模擬量輸入回路的抗干擾，嚴格執行反措要求。對電壓互感器二次繞組(星形)，三次繞組(開口三角形)的N相嚴格分開，由開關場引入控制室，在保護柜上由一點接地。對于幾臺同一電壓等級電壓互感器的N相分別引入控制室，并接到同一零相電壓小母線經一點接地。對電流互感器的二次回路應有一個接地點，并在配電裝置附近經端子排接地。對于有幾組電流互感器連接在一起的保護裝置，分別引入保護柜。在保護柜上經端子排一點接地。

（4）高壓電纜不與控制電纜敷設在同一管道或同一溝道內，至少不得在同一電纜架上。

（5）低電平信息回路與電力回路，不采用公共的回程導線。由主控室敷設到開關場的回路，不得在開關處從裝置的一個部件利用另一電纜的回程導線接到另一部件而形成回路。所有供電及回程導線置于同一電纜中，避免由于環路布置形成的極大磁鏈產生很大的電磁感應。強電的饋線采取單獨走線而不是與信號線混綁在一起；強信號線與弱信號線盡量避免平行走線，在有條件的地方努力成正交走線。

4、在控制回路設計中按照反措要求加裝隔離繼電器

（1）保護的跳合閘出口經過操作箱的執行繼電器，而不是直接將保護跳合閘繼電器觸點接到斷路器的跳合閘線圈。

（2）變電站交流電壓、電流及功率等信號均經相應電量變送器轉換成直流量以后才送入微機；交流電量經小PT、小CT的隔離，使交流大地與直流地隔開，同時，所有模擬量和開關量均經光電耦合單元隔離后再由主機進行采集，使微機內

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外系統的電源接地線在電氣上相互獨立，從而大大提高了系統的抗干擾能。

（3）由遠方開入接點接入微機保護的長電纜經大功率繼電器隔離之后轉接接入微機保護裝置。

5、抑制來自電源的干擾

（1）采用在電源入口增設電源濾波器，消除以傳導和磁場兩種形式造成的電磁干擾。

（2）利用機箱的屏蔽作用減少電源線在裝置內部產生的干擾，并注意選用外殼有屏蔽接地的濾波器，其接地點以最短的距離接在機箱的柜體上。

（3）選用抗干擾能力強、輸出波紋噪聲小的KTD型開關電源為系統微機保護部分供電。

（4）采用逆變后的開關電源為保護裝置供電，由蓄電池電壓110V或220V逆變或高頻(20M6)電壓后經高頻變壓器隔離，利用光電稠合隔離技術，隔離疊加在凹U系統輸入、輸出信號上的各種干擾，在輸入和輸出通道上采用光電隔離。

繼電保護若干問題研究 繼電保護技術發展趨勢

電力系統的飛速發展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發展又為繼電保護技術的發展不斷注入新的活力。未來繼電保護的發展趨勢是向計算機化，網絡化及保護、控制、測量、數據通信一體化智能化發展。

1、計算機化

隨著計算機硬件技術的迅猛發展，微機保護硬件也在不斷發展。從初期的8 位單CPU結構問世，不到5年時間就發展到多CPU 結構，后又發展到總線不出模塊的大規模結構。除了具備保護的基本功能外，還具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其他保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等。這樣就使得微機保護裝置具有相當于一臺PC 的功能。在微機保護發展初期，曾設想過用一臺小型計算機做成繼電保護裝置。由于當時小型機體積大、成本高、可靠性差，這一設想沒能實現?，F在，同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速斷、存儲容量都大大超過當年的小型機，因此，用成套工控機做成繼電保護的時機已經成熟，這將是微機保護的發展方向之一。

2、網絡化

計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱，使人類生產和社會生活的面貌發生了根本變化。它深刻影響著各個工業領域，也為各個工業領域提供了強有力的通信手段。到目前為止，除了差動保護和縱聯差動保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量。繼電保護的作用也只限于切除故障元件，縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強有力的通信手段。國外早已提出過系統保護的概念，這在當時主要指安全自動裝置。因此保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務)，還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統運行和故障的數據，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作，確保系統的安全穩定運行。顯然，實現這種系統保護的基本條件是將全系統各主要設備的保護裝置 用計算機網絡連接起來，亦即實現微機保護裝置的網絡化。這在當前的技術條件下是完全可能的。

3、保護、控制、測量、數據通信一體化

在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高

繼電保護若干問題研究

性能、多功能的計算機，是整個電力系統計算機網絡上的一個智能終端。它可以從網絡上獲取電力系統運行和故障的任何信息和數據，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡控制中心或任一終端。因此，每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數據通信功能，亦即實現保護、測量、數據通信一體化。

目前，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜不但需要大量投資，而且使二次回路非常復雜。若將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后，通過計算機網絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網絡的傳輸介質，還可免除電磁干擾。現在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗階段，今后必將在電力系統中得到廣泛應用。在采用OTA 和OTV的情況下，保護裝置應放在距OTA 和OTV 最近的地方，亦即應放在被保護設備的附近。OTA 和OTV 的光電信號輸入到此一體化裝置中并轉換成電信號后，一方面用作保護的計算判斷，另一方面 作為測量量，通過網絡送主控室。從主控室通過網絡可將對被保護設備的操作控制命令送到此一體化裝置，由此一體化裝置執行斷路器的操作。

近年來，人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等在電力系統各領域的應用，在繼電保護領域應用的研究也已開始。神經網絡是一種非線性映射的方法，很多難以列出方程或難以求解的復雜的非線性問題，應用神經網絡方法后則可迎刃而解。如在輸電線路兩側系統電勢角度擺開情況下，發生過渡電阻的短路就是一個非線性問題，距離保護很難正確做出故障位置的判斷，從而造成誤動或拒動。如果用神經網絡方法，經過大量故障樣本的訓練，只要樣本集中充分考慮了各種情況，則在發生任何故障時都可正確判斷。其他如遺傳算法、進化規劃算法等也都有其獨特的求解復雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結合可使求解速度更快。

現在，繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍,還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信

繼電保護若干問題研究

息的數據, 各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作,實現微機保護裝置的網絡化。這樣,繼電保護裝置能夠得到的系統故障信息愈多, 對故障性質、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確, 大大提高保護性能和可靠性。

進入20 世紀90 年代以來,人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等在電力系統各個領域都得到了應用, 電力系統保護領域內的一些研究工作也轉向人工智能的研究。專家系統、人工神經網絡(ANN)和模糊控制理論逐步應用于電力系統繼電保護中, 為繼電保護的發展注入了活力。人工神經網絡(ANN)具有分布式存儲信息、并行處理、自組織、自學習等特點, 其應用研究發展十分迅速, 目前主要集中在人工智能、信息處理、自動控制和非線性優化等問題。近年來, 電力系統繼電保護領域內出現了用人工神經網絡(ANN)來實現故障類型的判別、故障距離的測定、方向保護、主設備保護等。例如在輸電線兩側系統電勢角度擺開情況下發生經過渡電阻的短路就是一非線性問題, 距離保護很難正確做出故障位置的判別,從而造成誤動或拒動;如果用神經網絡方法, 經過大量故障樣本的訓練,只要樣本集中充分考慮了各種情況,則在發生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規劃等也都有其獨特的求解復雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結合可使求解速度更快?？梢灶A見,人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用,以解決用常規方法難以解決的問題。

自適應控制技術在繼電保護中的應用自適應繼電保護的概念始于20 世紀80 年代, 它可定義為能根據電力系統運行方式和故障狀態的變化而實時改變保護性能、特性或定值的新型繼電保護。自適應繼電保護的基本思想是使保護能盡可能地適應電力系統的各種變化, 進一步改善保護的性能。這種新型保護原理的出現引起了人們的極大關注和興趣, 是微機保護具有生命力和不斷發展的重要內容。自適應繼電保護具有改善系統的響應、增強可靠性和提高經濟效益等優點, 在輸電線路的距離保護、變壓器保護、發電機保護、自動重合閘等領域內有著廣泛的應用前景。針對電力系統頻率變化的影響、單相接地短路時過渡電阻的影響、電力系統振蕩的影響以及故障發展問題,采用自適應控制技術,從而提高保護的性能。對自適應保護原理的研究已經過很長的時間, 也取得了一定的成果, 但要真正實現保護對系統運行方式和故障狀態的自適應, 必須獲得更多的系統運行和故障信息, 只有實現保護的計算機網絡化, 才能做到這一點。由此可見，繼電保護技術必將向著自動化、智能化、網絡化的方向發展。

繼電保護若干問題研究 結 論

微機型繼電保護測試裝置已成為不可缺少的專用設備，微機型繼電保護測試裝置的開發與應用，大大提高了繼電保護裝置的測試水平，對保證繼電保護的正確動作，提高電網的安全水平有重要的現實意義。雖然目前測試裝置還有不少問題需要解決，但隨著測試裝置生產廠家不斷對測試裝置進行更新換代，不斷地把新技術和新的元器件應用到測試裝置的生產開發上，微機型測試裝置的功能會不斷完善，越來越方便保護裝置的調試。

隨著電力系統的高速發展和計算機技術、通信技術的進步, 繼電保護技術面臨著進一步發展的趨勢。其發展將出現原理突破和應用革命, 發展到一個新的水平。這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務,也開辟了活動的廣闊天地。

繼電保護若干問題研究

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第二篇：關于電廠繼電保護如何提高動作率的研究

關于電廠繼電保護如何提高動作率的研究

摘 要：繼電保護裝置雖然其工作流程基本上固定，一般情況下，都不會出現特殊的故障，但是這并不代表著該裝置不能出現故障，有些嚴重的電廠事故，正是由于繼電保護裝置故障而造成，因此需要電廠的相關人員格外注意。本文主要通過對電廠繼電保護的重要性的介紹，進而探討了提高繼電保護動作率的措施，希望對電廠的安全運行提供有益的幫助。

關鍵詞：電廠；繼電保護；動作率；研究

電廠作為國家發電的重要場所，其涉及到的環節非常多，任何一個環節出現了問題，都會引發安全事故，輕者電廠中的某些設備出現損壞，重者則有可能出現重大安全事故，影響電廠的信譽，同時也損害了用電用戶的利益，因此應該關注每一個電廠的運行環節，為了降低電廠發生事故的概率，繼電保護裝置的使用必不可少，但是繼電保護裝置自身也有可能會出現問題，這就需要相關人員注意并加以解決。電廠繼電保護的重要性

電廠中之所以需要繼電保護裝置，只要是因為繼電保護能夠在最短的時間內，將發生故障的設備或者出現異常情況的運行環節迅速的切除，以此保證電場中的其他設備正常運行，不受到影響，同時也能夠保證其他設備的安全性能，即使繼電保護不能將設備切除，也能夠及時的發出預警，告知值班人員，值班人員能夠在第一時間對設備進行維修，以此確保設置性能可靠，同時也不影響電廠運行大局，進而為電廠減少了一定的損失。從上述闡述中，可知，繼電保護對電廠生產的重要性，如果沒有繼電保護，電廠的生產運行將無法保證，安全事故無法避免，這對廣大人民群眾用電安全來說，也有一定的影響。但是繼電保護動作如果出現了誤差，不僅不會完成上述的工作任務，甚至會引發更為嚴重的安全事故，因此電廠應該就如何提高繼電保護動作的正確率進行深入的研究。提高繼電保護動作正確性的措施

繼電保護動作率是否正確直接關系到電廠運行是否安全可靠，為此，電廠對于繼電保護應該做到安全第一，關鍵是預防，盡可能的使繼電保護不要出現誤動作。要做到上述要求，應該做到以下幾點：

2.1 制定合理有效的目標

繼電保護作為電廠中最為重要的設備裝置，其數量很多，而且工作程序相對要復雜一些，越是復雜的工作，越應該制定合理有效的計劃，明確目標，否則管理起來會陷入到混亂的狀態中，制定的目標越明確，其實際操作起來也就越容易，發生安全事故的可能性也就越低。一般而言，電廠都將繼電保護裝置不發生任何誤操作看作是工作目標，而工作重點就是避免因為繼電保護裝置的誤操作而引發更為嚴重的安全事故，比如大面積的停電等。目標是工作的依據，同時也是分配任務的根據，只有制定合理有效的目標，才能確保繼電保護后續的工作安穩進行，不產生任何的突發情況，保證電廠設備的安全運行。

2.2 制定合理有序流程

繼電保護裝置的工作流程相對固定，但是可能依據電廠的情況進行適當的改變，無論哪種變化都要保證其工作流程合理有序，否則難以保證其工作狀態。合理有序的工作流程，不僅能夠提高繼電保護的工作效率，還能夠保證其工作質量。在制定其工作流程時，每一個環節都要做好仔細的偵查，無論是多么完美的方案，都不能完全保證其毫無差錯，因此在制定合理有序的流程之外，還應該做好反事故措施，做好相應的預防工作，以備不時之需。

2.3 做好更新改造工作

電廠中繼電保護裝置應用的時間比較久，必然會出現老化現象，如果長期沒有進行更換，其出現故障的概率非常大，因此電廠工作人員應該做好預先的調查，將所有的年代悠久的繼電保護都進行更換。比如說：對220kV線路保護、110kV線路保護、220kV母線保護、鍋爐附屬保護等繼電保護裝置進行更新改造，提高繼電保護的動作正確率，促進繼電保護工作效率的提高。

2.4 加強安全管理

在電廠的生產運營活動中，安全管理是必不可少的，而繼電保護是安全檢查中的重點，安全檢查質量的高低直接影響到了電廠的安全管理。因此，開展安全管理工作時要重視繼電保護的安全檢查。根據電廠的具體情況，制定出安全檢查的工作原則和流程，并根據季節的特點來明確安全檢查工作重點。比如說：在冬季時就要注重雪災、霧閃的檢查。在重大政治活動之前做好事故預測，并采取一定的措施來防范事故，確保安全用電。加強安全管理是電廠生產運行活動的總宗旨，也是繼電保護工作的宗旨和原則。

2.5 消除繼電保護裝置的安全隱患

隨著社會經濟的發展，電網結構在不斷發生變化，那么繼電保護工作也要隨著電網結構的變化而變化。在電廠的運行中，對繼電保護裝置進行安全隱患排查，一旦發現某些繼電保護裝置存在普遍性的缺陷或安全隱患時，及時對裝置進行維修更換，消除保護裝置的安全隱患，確保繼電保護工作的順利開展。

2.6 提高工作人員的素質

繼電保護工作是由人來開展的，因此工作人員素質的高低直接影響到繼電保護工作的質量和效率。企業要建設出一支具有高度責任感和較高技能水平的專業骨干隊伍，促進繼電保護工作高質量進行。企業要不斷提高工作人員的技能水平，對不同的員工開展不同的培訓，員工缺什么就補什么，開展特色培訓。培訓不僅僅是學習理論知識，更加要注重實踐知識的提高，因此培訓中多采用現場培訓的方式，既能促進員工更好的理解新技術、新知識，又有利于員工實踐技能水平的提高。

2.7 繼電保護裝置功能的完善

繼電保護裝置在運行中總是會出現一些故障，或是保護裝置本身就有一些缺陷，因此，在開展繼電保護工作中，由專門的技術人員不斷對保護裝置的程序進行升級，開展改進式檢修工作，促進保護裝置功能的完善，促進其更好的工作。對各個繼電保護裝置進行性能統計分析，如果能夠滿足可靠性、選擇性、靈敏性、速動性的要求，那么讓其繼續運行發揮作用；如果繼電保護裝置有事故隱患，那么就應迅速更換。在條件允許范圍內，盡量采用微機保護。一般而言，更新的對象是：線路高頻保護裝置、發電機保護裝置、故障錄波裝置、小電流接地選線裝置等。企業要根據自身調研并結合其他企業的調研，制定出具體合理的改造方案，不斷促進繼電保護工作的順利開展。

結束語

綜上所述，可知提高繼電保護的動作率的準確性對電廠來說非常重要，繼電保護在電廠中的地位非常高，一旦出現錯誤，其將影響整個大局。盡管繼電保護動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，在減少事故發生，提高電廠的效益以及在人們心中的信譽。

參考文獻

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第三篇：繼電保護設備在線監測及狀態檢修研究

繼電保護設備在線監測及狀態檢修研究

[摘 要]從現在的狀況來看，繼電的設備保護已經不適用現在的發展需求了。因為隨著電力系統發展的速度，所以繼電的設備保護也在迅速得到了增加，這種情況的發生不僅讓相關的工作人員的工作量大大的增加，同時也很容易造成檢修質量的下降。本文首先對繼電保護設備在線監測與狀態檢修上面進行了簡單的分析，同時闡述了繼電在線監測的研究，為現實提供了一定的基礎。最后對繼電保護設備狀態檢修研究。

[關鍵詞]繼電保護設備；在線監測；狀態檢修

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）13-0191-01

一、繼電保護設備在線監測與狀態檢修進行的分析

在目前的狀況來看，微機結構保護裝置已經替代了電磁型的保護裝置，微機不但具有較強的自檢功能，同時也可以在實現保護裝置中對逆變電源、CPU模塊、I/O連接口以及對模塊的巡查以及診斷的功能之一?？墒?，現在的繼電保護裝置不夠先進的同時還是不具備相關數據的遠傳以及能夠在線自檢的這個功能。所以，如果要想在線監測來完成對該繼電保護裝置繼電連接點的情況的話，那么，回路接線監控相對來說比較困難的，但是，這也是阻礙繼電設備檢修的一個重要的原因。從而為狀態檢修推出了一個主要的因素之一。

二、對繼電保護設備在線監測的研究

在線監測技術是通過多種化來監測的，主要就是通過很多檢測、測量以及各種分析方法來對設備運行的狀態來進行一定的估評，對設備發生的異常進行相應的技術處理。一般來說，對繼電保護設備在線監測基本需要以下情形：

1、同一時間不可能發生很多的故障，并且設備的損壞程度在不斷的增加。

2、設備的相關參數進行一定的檢測，設備的參數就能夠在第一時間反應出該設備的運行狀態是否是出現故障。所以，設備異常情況的發生以及還在持續時，該在線監測系統就能認定出繼電保護設備在此發生了故障?？偠灾?，繼電保護設備在線監測的基本原理就是，通過傳感器設備以及相關的設備來反應把要被檢測的參數傳輸到計算機中間去，從而根據數據以及經驗確定來進行對參數的對比，然而就可以準確的判斷出被檢測的設備運行的情況。

三、對繼電保護設備狀態檢修進行研究

（1）狀態檢修的分析。狀態的檢修主要的就是對整個系統保護裝置狀態的一個檢修過程，在檢修過程中主要就是控制回路上的電以及電流輸出的這兩部分。比如，在交流、直流這兩個系統之中就要檢測到整個回路的完整以及絕緣性；在邏輯系統的判斷中就包括了軟件功能以及硬件的邏輯判斷等等。這有這樣，狀態檢修設備對電力系統的各個環節才能夠起到檢測的作用，然而就避免“盲目”這種情況出現，檢修技術就得到了很好的用處。

（2）狀態檢修優點分析。與周期的檢修相比較，狀態檢修相對來說就具有以下的優勢：

1、有相當明確的目標，狀態檢修是根據情況來進行相應的檢修的，所以具有針對性，在對繼電保護設備進行相應檢修的時候，它是有目的和方向來進行檢修的，而不是盲目的來進行?？梢酝ㄟ^它來對繼電保護設備進行綜合的分析，判斷出繼電保護設備是否有維修的部分，為之后的故障項目作出一個合理檢修規劃。

2、檢修質量要有一定的保證，質量有所保障之后從而就節約了檢修的成本。以往的檢修，在檢修過程中不僅要對繼電保護設備的停運，并且在進行維修的時候要一點一點的來進行相應的檢測然后在進行維修。這樣的情況就降低了繼電保護設備的功率，然而就將耗費大量的人力以及物力資源。而使用狀態檢修這一個先進的方法，就與剛好相反，不需要對相關的設備進行停運，同時還能進行檢修，這樣就節約了較大的成本，這可是一舉兩得之事。

（3）對繼電保護設備狀態檢修的技術進行分析。

1、故障檢修是比較基礎的。相對狀態檢修來說，能立刻馬上檢測出繼電保護設備的故障這才是基礎。所以，在檢測的過程之中一定要保證信息是不是準確性，從而能夠發現設備之中所存在的不同問題，然而將進行各方面的分析，實現設備的最佳時期進行的維修。

2、綜合性分析是核心內容。狀態檢修的核心就是對繼電設備所運行的相關狀態進行綜合性的分析。而在進行綜合分析的時候，主要的部分就是對相關信息的采集。因為只有數據信息得到完整化才能對繼電保護設備的運行狀態作出第一時間的反應，從而就可以更好的掌握繼電保護設備的運行狀態以及它們的發展趨勢，讓狀態檢修在繼電保護設備上更加的有效。

（4）自檢的設備和保障狀態檢修的第二次回路狀態來實現的。隨著現在科學技術的不斷發展?c創新，自檢的設備就運用在了繼電保護設備之中。該設備運用也較為廣泛。自檢功能的實現主要就是計算機技術相關人員設計出的一種軟件程序，平時該設備出現的小故障，它就可以自動進行自檢，這個功能的出現，檢修設備的成本就節約了很多。之外，保障回路的第二次檢修是狀態檢修的難上之點。可是，如今計算機的發展比較先進，PLC就可以對該功能進行邏輯編程，就可以對該功能進行實現，這樣就保障了對二次回路檢修有了進一步的發展。

四、結束語

隨著電力系統發展的不斷加入，電網結構就變得越來越復雜起來，對此繼電保護設備就是對電力系統安全進行一個保障的重要線索之一，于此就使用在線監測與狀態檢修的方法來對設備的安全性進行一定的保障，它的意義就相當的重要?？墒?，在我國發展狀態檢修的過程中還出現很多的問題，這些問題的出現就需要進一步對狀態檢修的改善以及深層次的研究。所以，繼電保護設備在線監測和狀態檢修研究，讓狀態檢修符合現在電力系統發展的需要，讓狀態檢修在國家得到更好的發展。

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第四篇：文檔2008繼電保護工作總結

2008繼電保護工作總結 中國電力網舍不得你 2008繼電保護工作總結-中國電力網 2010年10月30日 繼電保護裝置是電力系統密不可分的一部分是保障電力設備安全和防止、限制電力系統大面積停電的最基本、最重要、最有效的技術手段。實踐證實繼電保護一旦發生不正確動作往往會擴大事故釀成嚴重后果。繼電保護事故的類型 1定值的題目 1整定計算的錯誤 由于電力系統的參數或元器件的參數的標稱值與實際值有出進有時兩者的差別比較大則以標稱值算出的定值較不正確。2設備整定的錯誤 人為的誤整定有看錯數據值、看錯位置等現象發生過。其原因主要是工作不仔細檢查手段落后等才會造成事故的發生。因此在現場繼電保護的整定必須認真操縱、仔細核對把好通電校驗定值關才能避免錯誤的出現。3定值的自動漂移 引起繼電保護定值自動漂移的主要原因有幾方面①受溫度的影響②受電源的影響③元器件老化的影響④元件損壞的影響。2裝置元器件的損壞 1三極管擊穿導致保護出口動作 2三極管漏電流過大導致誤發信號 3回路盡緣的損壞 1回路中接地易引起開關跳閘 2盡緣擊穿造成的跳閘如一套運行的發電機保護在機箱后部跳閘插件板的背板接線相距很近在跳閘觸點出線處相距只有2mm由于帶電導體的靜電作用將灰塵吸到了接線焊點的四周因天氣濕潤兩焊點之間形成導電通道盡緣擊穿造成發電機跳閘停機事故。3不易檢查的接地點 在二次回路中光字牌的燈座接地比較常見但此處的接地點不輕易被發現。4接線錯誤 接線錯誤導致保護拒動 2接線錯誤導致保護誤動 5抗干擾性能差 運行經驗證實晶體管保護、集成電路保護以及微機保護的抗干擾性能與電磁型、整流型的保護相比較差。集成電路保護的抗干擾題目最為突出用對講機在保護屏四周使用可能導致一些邏輯元件誤動作甚至使出口元件動作跳閘。在電力系統運行中如操縱干擾、沖擊負荷干擾、變壓器勵磁涌流干擾、直流回路接地干擾、系統和設備故障干擾等非常普遍解決這些題目必須采取抗干擾措施。6誤碰與誤操縱的題目 1帶電拔插件導致的保護出口動作 保護裝置在運行中出現題目時若繼電保護職員帶電拔插件輕易使保護裝置的邏輯造成混亂造成保護裝置出口動作。2帶電事故處理將電源燒壞工作職員在電源插件板沒有停電的情況下拔出插件進行更換輕易使電源插件燒壞。7工作電源的題目 1逆變穩壓電源逆變穩壓電源存在的題目①、波紋系數過高可能造成邏輯的錯誤導致保護誤動作。要求將波紋系數控制在規定的范圍以內。②、輸出功率不足。電源的輸出功率不夠會造成輸出電壓的下降假如下降幅度過大導致比較電路基準值的變化充電電路時間變短等一系列的題目影響到邏輯配合甚至邏輯判定功能錯誤。③、穩壓性能差。電壓過高或過低都會對保護性能有影響。④、保護題目。電壓降低或是電流過大時快速退出保護并發出報警可避免將電源損壞。但電源保護誤動作時有發生這種誤動作后果是嚴重的對無人值班的變電站危害更大。2電池浮充供電的直流電源由于充電設備濾波穩壓性能較差所以保護電源很難保證波形的穩定性即紋波系數嚴重超標。3UPS供電的電源在分析對保護的影響時應考慮其交流成分、電壓穩定能力、帶負荷能力等題目。4直流熔絲的配置題目直流系統的熔絲是按照從負荷到電源一級比一級熔斷電流大的原則設置的以保證回路上短路或過載時熔絲的選擇性若熔絲配置混亂其后果是回路上過流時熔絲越級熔斷。8TV、TA及二次回路的題目 1①TV二次保險短路故障②TV二次開路故障。2TA二次的題目①因TA端子松動使母差保護不平衡電流超標②TA二次開路造成保護裝置死機。9保護性能的題目一是性能方面的題目即裝置的功能存在缺陷二是特性方面的題目即裝置的特性存在缺陷。1保護性能題目的實例①變壓器差動保護躲不過勵磁涌流。②轉子接地保護的誤動與拒動。③保護跳閘出口繼電器的接點不能斷開跳閘電流。2保護特性變壞的實例 方向間隔保護的特性曲線為偏移特性圓或記憶特性圓由于制造的原因或是參數的變化或是元件特性的變化可能出現方向偏移的題目或記憶功能消失的題目。有的繼電保護的動態特性偏離靜態特性很遠也會導致動作結果的錯誤。10設計的題目

二、事故事例

一、事故概述1996年7月28日某水電廠發生直流接地派人前往處理僅隔幾分鐘的時間中控室光字牌顯示“全廠所有發電機、變壓器、廠用電保護及操縱的直流電源全部消失?！痹蛏形床榍逯绷鹘拥攸c未找到控制屏上電流表計強勁沖頂值長下令由另一組Ⅱ蓄電池向全廠機、變、廠用電的保護和操縱供直流電源由于Ⅱ組蓄電池向機、變饋電的直流支路其熔斷器根本沒有因而機、變的保護及操縱的直流電源仍不能立即恢復。隨即5號發電機75MW出現短路弧光并冒煙5號發電機、變壓器保護及操縱回路因無直流電源發電機及變壓器短路器均不能跳閘短路繼續蔓延由于持續大電流作用秧及4號主變壓器低壓線圈熱擊穿進而發展成為高低壓線圈盡緣擊穿短路。主接線見圖。由于短路故障繼續存在與系統并網的二條220KV線路的對側有兩條線路的零序電流二段C相跳閘一條為零序電流二段三相跳閘該線路重合閘停用此時系統是非全相線路帶著該廠短路點在運行。Ⅰ、Ⅱ回線兩側均由高頻閉鎖保護動作跳三相保護另作分析該廠與系統解列有功甩空加上5號機短路故障仍然存在實際短路故障已經擴大到4號變壓器上健全發電機端電壓急劇下降調速器自動關水門或自動滅磁因都無直流電源緊急停機命令都拒盡執行。危急之中就地手動切開5號發電機出口斷路器才將短路故障切除。結果全廠停電造成5號發電機、4號變壓器嚴重燒毀重大事故。

二、故障分析5號發電機短路故障因其保護及操縱直流電源消失保護不能動作斷路器不能跳閘導致事故擴大。1直流一點接地在先才派人往查找直流接地接著發生全廠發電機、變壓器的保護及操縱直流電源消失由事故演變的過程從技術上分析只有直流兩點接地或造成直流短路才會引起中控室光字牌Ⅰ組蓄電池、專用熔斷器顯示直流電源消失。2直流系統接線明顯不公道、全廠主機、主變壓器的保護及操縱回路均由同一直流母線饋電。一是違反了《繼電保護及安全自動裝置的反事故措施要點》中規定的直流熔斷器的配置原則。二是電力部在1994年以191號文頒布“反措要點”之后國、網、省三級調度部分大力宣傳貫徹“反措要點”之中可該水電廠就是在這種形勢下將機、變保護更新為微機保護是仍沿用原熔斷器配置方案。說明該廠對部頒“反措要點”的意義熟悉不足沒有熟悉到“反措要點”是匯集了多年來設計與運行部分在保障繼電保護裝置安全運行方面的基本經驗沒有熟悉到“反措要點”是事故教訓的總結。正由于如此該廠這次事故是重蹈副覆轍的慘重教訓。

三、措施 原有直流系統接線方式及熔斷器的配置方式使全廠發電機、變壓器的保護和操縱直流電源同時消失擴大了事故證實原直流系統接線有致命弱點必須按“反措要點”修改。首先是直流母線的接線方式從運行經驗來看直流母線采用單母線分段方式直流負荷采用輻射狀饋電方式較為合適。其特點是

1、接線簡單、清楚。

2、各段之間彼此獨立互不影響可靠性高。

3、查找直流接地方便。

4、分段母線間設有隔離開關正常斷開當一組蓄電池退出運行時合上隔離開關由另一蓄電池供兩段母線負荷行方便。其次是熔斷器的配置方便千萬不能將一個元件指發電機、變壓器、母線、線路的保護裝置及操縱的直流電源從同一段直流母線段饋電方式更不答應同一元件的保護裝置與操縱的直流電源共用同一對熔斷器。對有雙重化要求的保護斷路器操縱的直流電源也要從不同的母線不同的熔斷器供給直流電源。查找直流接地的留意事項查找直流接地故障做到快捷、安全、正確是一件非常不輕易的事情。更重要的是保證安全不能由于查找直流接地使運行中的保護直流電源消失也不能在查找直流接地時投合直流造成運行中的保護裝置由于存在寄生回路而誤動作跳閘。因此查找直流接地的留意事項必須嚴格遵守

1、禁止使用燈泡來查找直流接地。

2、用儀表檢查時所用儀表內阻不應低于2000Ω/V

3、當直流接地時禁止在二次回路上工作。

4、處理時不得造成直流短路或另一點接地。

5、必須兩人同時進行工作。

6、拉路前必須采取預先擬好的安全措施防止投、合直流熔斷器時引起保護裝置誤動作。

四、經驗教訓 電力部頒發的《繼電保護及安全自動裝置的反事故措施要點》是匯集了全國各地電力系統多年來在運行中的事故教訓是運行經驗的總結。對我國電力系統繼電保護裝置安全可靠運行有指導意義各級繼電保護職員必須要把握它把握它電力系統保障安全穩定運行能夠發揮有益的作用把握它使電力生產能創造出可觀的經濟效益把握它能進步繼電保護職員的技術水平。反之慘重事故還會重演。這次事故再次告誡我們“反撮要點”不僅要深刻理解而且要必須執行。查找直流接地的題目。變電站的直流系統和交流系統、一次設備一樣也有接地和短路故障發生它同樣受天氣變化的影響同樣受一次系統接地故障產生的過電壓的破壞。它受直接雷擊遭遇的盡緣擊穿它還有盡緣自然老化盡緣降低的題目?？傊冸娬镜闹绷飨到y也是經常有接地和短路故障發生尤其是那些投運年頭長的變電站在碰到雷雨和長期陰雨季節其故障的頻率還會高。長期以來尋找直流接地題目要做到快捷、安全、正確是并非易事這個題目一直困擾著運行值班職員甚至一些有經驗的繼電保護職員也視為畏途。三總結 俗話說“工欲善其事必先利其器”。要想把查找直流接地故障快捷、正確的找出來最好配備有精良的檢測儀器或裝置。隨著設備運行周期的延長和我廠的發電設備日趨老化直流接地的情況發生的越來越頻繁我們要加強設備的維護工作認真做好設備檢驗進步檢驗工藝加強盡緣監視。電力系統繼電保護典型故障分析

一、繼電保護事故的類型 1定值的題目1整定計算的錯誤由于電力系統的參數或元器件的參數的標稱值與實際值有出進有時兩者的差別比較大則以標稱值算出的定值較不正確。2設備整定的錯誤 人為的誤整定有看錯數據值、看錯位置等現象發生過。其原因主要是工作不仔細檢查手段落后等才會造成事故的發生。因此在現場繼電保護的整定必須認真操縱、仔細核對把好通電校驗定值關才能避免錯誤的出現。4定值的自動漂移 引起繼電保護定值自動漂移的主要原因有幾方面①受溫度的影響②受電源的影響③元器件老化的影響④元件損壞的影響。2裝置元器件的損壞1三極管擊穿導致保護出口動作2三極管漏電流過大導致誤發信號 3回路盡緣的損壞回路中接地易引起開關跳閘 5盡緣擊穿造成的跳閘如一套運行的發電機保護在機箱后部跳閘插件板的背板接線相距很近在跳閘觸點出線處相距只有2mm由于帶電導體的靜電作用將灰塵吸到了接線焊點的四周因天氣濕潤兩焊點之間形成導電通道盡緣擊穿造成發電機跳閘停機事故。6不易檢查的接地點在二次回路中光字牌的燈座接地比較常見但此處的接地點不輕易被發現。4接線錯誤 3接線錯誤導致保護拒動 4接線錯誤導致保護誤動 5抗干擾性能差 運行經驗證實晶體管保護、集成電路保護以及微機保護的抗干擾性能與電磁型、整流型的保護相比較差。集成電路保護的抗干擾題目最為突出用對講機在保護屏四周使用可能導致一些邏輯元件誤動作甚至使出口元件動作跳閘。在電力系統運行中如操縱干擾、沖擊負荷干擾、變壓器勵磁涌流干擾、直流回路接地干擾、系統和設備故障干擾等非常普遍解決這些題目必須采取抗干擾措施。6誤碰與誤操縱的題目 帶電拔插件導致的保護出口動作保護裝置在運行中出現題目時若繼電保護職員帶電拔插件輕易使保護裝置的邏輯造成混亂造成保護裝置出口動作。2帶電事故處理將電源燒壞 工作職員在電源插件板沒有停電的情況下拔出插件進行更換輕易使電源插件燒壞。7工作電源的題目 2逆變穩壓電源逆變穩壓電源存在的題目①、波紋系數過高可能造成邏輯的錯誤導致保護誤動作。要求將波紋系數控制在規定的范圍以內。②、輸出功率不足。電源的輸出功率不夠會造成輸出電壓的下降假如下降幅度過大導致比較電路基準值的變化充電電路時間變短等一系列的題目影響到邏輯配合甚至邏輯判定功能錯誤。③、穩壓性能差。電壓過高或過低都會對保護性能有影響。④、保護題目。電壓降低或是電流過大時快速退出保護并發出報警可避免將電源損壞。但電源保護誤動作時有發生這種誤動作后果是嚴重的對無人值班的變電站危害更大。2電池浮充供電的直流電源由于充電設備濾波穩壓性能較差所以保護電源很難保證波形的穩定性即紋波系數嚴重超標。3UPS供電的電源在分析對保護的影響時應考慮其交流成分、電壓穩定能力、帶負荷能力等題目。4直流熔絲的配置題目直流系統的熔絲是按照從負荷到電源一級比一級熔斷電流大的原則設置的以保證回路上短路或過載時熔絲的選擇性若熔絲配置混亂其后果是回路上過流時熔絲越級熔斷。8TV、TA及二次回路的題目 3TV二次的題目①TV二次保險短路故障②TV二次開路故障。4TA二次的題目①因TA端子松動使母差保護不平衡電流超標②TA二次開路造成保護裝置死機。9保護性能的題目 一是性能方面的題目即裝置的功能存在缺陷二是特性方面的題目即裝置的特性存在缺陷。2保護性能題目的實例 ①變壓器差動保護躲不過勵磁涌流。②轉子接地保護的誤動與拒動。③保護跳閘出口繼電器的接點不能斷開跳閘電流。2保護特性變壞的實例方向間隔保護的特性曲線為偏移特性圓或記憶特性圓由于制造的原因或是參數的變化或是元件特性的變化可能出現方向偏移的題目或記憶功能消失的題目。有的繼電保護的動態特性偏離靜態特性很遠也會導致動作結果的錯誤。10設計的題目

二、綜合性事故舉例 停電線路保護做試驗時造成運行線路保護誤動作跳閘 1.1概述平行雙回線中一般都裝設有相差高頻和零序橫差雙套全線速動主保護由于220KV線路電流互感器在當時一般只有四個二次繞組因此這兩套全線速動主保護只能共用一組電流互感器二次繞組。然而在做停電線路保護試驗時造成運行線路相差高頻保護誤動作跳閘事故。在某省網220KV平行雙回線路中基于同一原因先后在不同的時間不同的地點發生過運行線路四次誤動事故。1.2事故分析這些事故的重復發生都是在雙回線中已停線路上做繼電保護試驗時造成的。試驗時沒有做好安全措施一般繼電保護試驗電源都有一個接地點。在一停用的保護裝置上通電試驗時由于雙回線兩組電流互感器各有一個接地點試驗電源不可避免地分流到運行線路的相差高頻保護回路中由于試驗前沒有考慮到雙回線的零序方向橫差保護與運行中線路的相差高頻保護還有電的聯系而沒有采取必要的安全措施這是事故重復發生的原因。兩組電流互感器的二次組合的電流回路不是一點接地而是兩點接地 1.3措施要實現平行雙回線路的相差高頻保護和零序方向橫差保護共用一組電流互感器時的接地點只有一個。在平行雙回線路已停電的線路試驗時必須做好安全措施。必須將運行線路的高頻相差和零序方向橫差保護的電流回路保持各自獨立與停電線路的電流互感器二次斷開。1.4經驗教訓一是違反了由幾組電流互感器二次組合的電流回路只答應有一個接地點的規定二是兩個接地點存在有兩個隱患。一個隱患是若兩個接地點位在開關場端子箱由于兩個接地點的接地電阻不一定相同當發生短路經構架接地時接地短路電流在兩個接地點間形成電位差接地電流就有可能分流到零序方向橫差保護的電流回路中引起誤動。二個隱患是若兩個接地點位在保護屏端子排經屏接地由于接地點靠近零序橫差方向保護電流線圈很近兩個接地點和地構成的并聯回路短接了電流線圈當在雙回線路上發生接地短路時零序方向橫差保護電流回路因并有兩個接地點的回路分流嚴重時可以使零序方向橫差保護靈敏度降低而拒動。所以在停電線路上做試驗時不僅將運行線路的相差高頻保護的電流回路與之隔離還不僅只保證一個接地點。差動保護包括雙回線路的橫差和縱差保護在超高壓系統中應該單獨使用一電流互感器不與其他保護共用。

三、體會 繼電保護專業職員需要具備必要的理論知識與實踐知識。既要把握保護的基本原理又要把握實際運行狀況。在具體工作中主要把好調試關。繼電保護的調試與檢驗是設備送電前的一道最重要的工序。認真搞好保護的新安裝調試以及大、小修定檢試驗是減少事故使設備以良好的狀態投進系統的關鍵環節不僅可以避免誤動或拒動事故的發生在有故障出現時由于有完善正確的信息使題目的查找分析變得簡單明了。熟悉電力系統知識、研究繼電保護、把握事故分析、查找的方法使自己在生產中碰到具體題目時能夠靈活地運用事故處理的基本原則以最短的時間、最快的速度和最高的效率處理好設備存在的故障和缺陷。

第五篇：繼電保護期末

1-1 什么是故障,異常運行方式和事故? 它們之間有何不同? 有何聯系? 答: 電力系統運行中,電氣元件發生短路,斷線時的狀態均視為故障狀態;電氣元件超出正常允許工作范圍,但沒有發生故障運行,屬于一場運行方式, 即不正常工作狀態;當電力系統發生故障和不正常運行方式時,若不及時處理或者處理不當, 則將引發系統事故,事故是指系統整體或部分的工作遭到破壞,并造成對用戶少供電或電能質量不符合用電標準,甚至造成人身傷亡和電氣設備損壞等嚴重后果.故障和異常運行方式不可以避免,而事故可以避免發生.1-2 常見故障有哪些類型?故障后果體現在哪些方面? 答:常見故障是各種類型短路,包括相間短路和接地短路,另外,還有輸電線路斷線,旋轉電機,變壓器同一相繞組匝間短路等,以及由上述幾種故障組合成的復雜的故障.故障會使故障設備損壞或燒毀;短路電路通過非故障設備產生熱效應和力效應,使非故障元件損壞或縮短使用壽命;造成系統中部分地區電壓值大幅下降,破壞電能用戶正常工作,影響產品質量;破壞電力系統中各發電廠之間并聯運行穩定性,使系統發生震蕩, 從而使事故擴大,甚至整個電力系統瓦解.1-3什么是主保護、后備保護和輔助保護？遠后備保護和近后備保護有什么區別？ 答：一般把反應被保護在主保護系統元件嚴重故障、快速動作與跳閘的保護裝置稱為主保護，而把在主保護系統失效時備用的保護稱為后備保護。當本元件主保護拒動，由本元件另一套保護裝置作為后備保護，這種后備保護是在同一安裝處實現的，故稱為近后備保護。遠后備保護對相鄰元件保護各種原因的拒動均能起到后備保護的作用，同時它實現簡單、經濟、因此要優先采用，只有在遠后備保護不能滿足要求時才考慮采用近后備保護。

輔助保護是為了補充主保護和后備保護的不足而增設的簡單保護，如用電流速斷保護來加速切除故障或消除方向元件的死區。

1-4繼電保護裝里的任務及其基本要求是什么？

答：繼電保護裝置的任務是自動、迅速、有選擇性的切除故障元件，使其免受破壞，保證其他無故 障元件恢復正常運行；監視電力系統各元件，反映其不正常工作狀態，并根據運行維護條件規范設備承 受能力而動作，發出告警信號，或減負荷、或延時跳閘；繼電保護裝置與其他自動裝置配合，縮短停電時間，盡快恢復供電，提高電力系統運行的可靠性。繼電保護裝置的基本要求是滿足“四性”，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。

2-1．電流互感器的極性是如何確定的?常用的接線方式有哪幾種 ? 答:(1)電流互感器 TA 采用減極性標示方法，其一次繞組Ll-L2 和二次繞組 K l-K2 引出端子極性標注如圖2-1(a)所示，其中Ll和Kl，L2和K2分別為同極性端。如果TA的端子標志不清楚，可用圖2-1(b)所示接線測定判斷出同極性端，如果用2-1(b)中實線接法U=U1-U2，則電壓表U所接兩個端子為同極性端，如虛線接法，則U=U1+U2，電壓表U所接兩個端子為異極性端。

2)電流互感器 TA 常用的接線方式有完全星形接線、不完全星形（兩項V形）接線、兩項電流差接線和一項式接線。

2-2．電流互感器的10%誤差曲線有何用途?怎樣進行10%誤差校驗? 答：電流互感器額定變比KTA為常數，其一次電流I1與二次電流I2,在鐵芯不飽和時有I2=I1/KTA的線性關系，如圖2-2(a)中直線1所示。但當鐵芯飽和時，I2與I1不再保持線性關系。如圖2-2(a)中曲線2所示。繼電保護要求在TA一次電流I1等于最大短路電流時，其變比誤差要小于或等于10%。因此可在圖2-2(a)中找到一個電流I1.b(m10)自I1。b點做垂線與直線1和曲線2分別交于B、A點，且，BA在= 0.1I1(I1= I1/KTA)。如果TA 一次電流I1≤I1.b ,則TA 變比誤差就不會超過10%.由于TA變比誤差與其二次負荷阻抗有關，為便于計算，制造廠對每種 TA 都提供了在m10下允許的二次負荷Zal，曲線m10 =f（Zal）就稱為TA的10%誤差曲線，用10%誤差曲線可方便的求出TA在滿足誤差不超過10%的最大允許負荷阻抗。如圖2-2(b)所示，已知m10-1后，可以從曲線上查出允許負荷阻抗 Zl。1，如果Zal。1大于實際負荷阻抗Zl，則誤差滿足要求。

2-3 電流互感器的準確度有幾級？和二次負荷有什么關系？

答：電流互感器準確度級有0.2、1.0、3.0、10、B級，由于TA誤差與二次負荷有關，故同一臺TA在使用不同準確度級時有不同的額定容量，或者說帶負荷越大，其準確度級越低。

2-4 電流互感器在運行中為什么要嚴防二次側開路？電壓互感器在運行中為什么要嚴防二次側短路？ 答：（1）TA正常運行時，二次電流產生的磁通勢起去磁作用，勵磁電流很小，鐵芯中總磁通很小，二次繞組感應電動勢不超過幾十伏，如果二次側開路，二次電流的去磁作用消失，其一次電流完全轉變為勵磁電流，引起鐵芯內磁通劇增，鐵芯處于高度飽和狀態，加之二次繞組匝數很多，根據電磁感應定律可知二次繞組兩端產生很高電壓，可達數千伏。不但要損壞二次繞組絕緣，而且將嚴重危及人身安全。再者由于鐵芯中磁通密度劇增，使鐵芯損耗加大，嚴重發熱，甚至燒壞絕緣。因此TA二次繞組不允許開路，故在TA二次回路中不能裝設熔斷器，二次回路一般不進行切換，若要切換應先將二次繞組短接。

（2）電壓互感器是一個內阻極小的電壓源，正常時負荷阻抗很大，相當于開路狀態，二次側僅有很小負荷電流，當二次側短路時，負荷阻抗為零，將產生很大短路電流，將電壓互感器燒壞，因此，TV二次側不允許短路。

2-8何謂電流互感器零序電流接線? 答:用3只同型號相同變比的TA二次繞組同極性端子連接后再接人零序電流繼電器KAZ，如圖2-5所示，則流人繼電器中電流為

?13I1?????????????I?)Ir?Ia?Ib?Ic?[(IA?IB?IC)?(ImA?ImB?ImC)]?0?(ImA?ImBmCKTAKTAKTA??0，即I??I??I??0，則I?為 當三相對稱時，Ir0ABC???Ir1????(ImA?ImB?ImC)??Iunb

KTA?I式中unb為不平衡電流是由三個TA勵磁特性不同引起的。當發生單相接地或兩相接地短路故障時，可獲得零序電流，因此這種接線也成為零序電流濾過器的接線。

圖2-5用三個TA構成零序電流濾過器

3-6 在定時限過流保護過程中，如何整定和調節動作電流和動作時間？反時限過流保護又如何整定和調節其動作電流和動作時間？為什么叫10倍動作電流的動作時間？

答：在定時限過流保護過程中，調節動作電流和整定時間采用改變時間繼電器的整定值得辦法，而反時限過流保護裝置采用GL型電流繼電器，它的時限調節結構是按10倍動作電流標度的動作曲線來整定，計算出短路電流在繼電器中產生的動作電流倍數n=Ikr /Iop。r 和保護實際動作時間t’，確定GL型繼電器的動作特性曲線，由此曲線找到n=10的動作時間t，將時限螺釘擰緊固定。

3-16 已知圖3-45所示電源電勢Eph=115/ √3KV，Xs.min=14Ω，Xs.max=15Ω，線路單位長度正序電抗X1=0.4Ω/km，取，保護采用不完全星形接線KTA=300/5，試對電流保護1的 I段、II段進行整定計算，即求I、II段動作電流

，動作時間

，并校驗I、II段的靈敏系數，若靈敏系數不滿足要求，怎么辦？

解：1.各短路點最大運行方式及最小運行方式下三相短路電流值。

K1點：

K2點：

K3點：

2.線路WL1電流保護第I段保護整定計算。

（1）計算保護裝置一次側動作電流和繼電器的動作電流

（2）最小靈敏系數校驗，用校驗最小保護范圍來檢查。

（3）第I段電流保護時限取。

3.線路WLI電流保護II段整定計算。（1）1QF處電流保護II段動作電流要和相鄰電路WL2的電流保護第I段相配合，故首先計算線路WL2電流保護第I段動作電流值

（2）線路WL1電流保護II段動作電流值

（3）繼電器動作電流

（4）線路WLI電流保護II段動作時限應與WL2電流保護第I段相配合

（5）校驗電流保護II段靈敏系數，按本級線路WLI末端K1點最小運行方式下兩相短路電流校驗最小靈敏系數

因為靈敏系數不滿足要求，改為電流保護1的II段與電流保護2的II段相配合。

靈敏系數

靈敏系數仍不合格，可以改為采用延時電流電壓聯鎖速斷保護。

3-17 如圖所示網絡中每條線路斷路器處均裝設三段式電流保護。試求線路WL1斷路器1QF處電流保護第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的動作電流、動作時間和靈敏系數。圖中電源電動勢為115kV, A處電源的最大、最小等效阻抗為XSA.max= 20Ω，XSA.min=15Ω，線路阻抗XAB=40Ω,XBC=26Ω,XBD=24Ω,XDE=20Ω,。線路WL1的最

IⅢ大負荷為200A，電流保護可靠系數Krel=1.3，KⅡ=1.15，Krel=1.2，KTA=300/5，保護采用完全星形接成，Kss=2，Kre=0.85，t3Ⅲ=1s。

解：1.計算B、C、D、E點最大、最小運行方式下三相短路電流 B點： I(3)k.B.max?EphminXS.?XAB?1.20kA7

I(3)k.B.min?EphXS.max?XAB?1.107kA

C點： I(3)k.C.max?I(3)k.C.min?

Eph?0.82kA

Xs.min?XAB?XBCEph?0.772kA

Xs.max?XAB?XBCD點： I(3)k.D.max?Eph?0.841kA

Xs.min?XAB?XBDI

E點：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.線路WL1電流保護第Ⅰ段整定計算 ⑴ 保護裝置一次側動作電流

IⅠop.1??KⅠ(3)rel k.B.maxI?1.57kA

⑵ 繼電器動作電流

IⅠop.1.r??IKconIop.1KTA?0.026kA

⑶ 最小保護范圍校驗

lp.min13Eph?(?XS.max)?41.56km IX12IOP.1lABXAB40???100km X10.4?10000?41.5600?1500 lp.minlAB3.線路WL1帶時限電流速斷保護整定計算

⑴ 保護1第Ⅱ段動作電流要與相鄰下一級WL2和ＷＬ3保護第I段電流保護相配合。Iop.2II?KrelIk.C.max?1.3?0.82?1.066kA;IIop.3Ik.D.max?1.3?0.84?1.092kA 保護裝置一次側動作電流為

ⅡIIⅡ?Kop.1relIop.3?1.15?1.092?1.2558kA

III繼電器動作電流 op.1.r?IIKconIop.1KTA?0.02093kA?20.93A

⑵II段電流保護時限的確定

IIt1II?t2??t?0?0.15?0.15s

⑶II段電流保護靈敏系數校驗

KsII.mIk(2).min?.B?0.7633?1.3 IIIop.1靈敏系數不滿足要求，可采用降低動作電流延長保護范圍的方法提高靈敏性。改與保護3第II段電流相配合。

II保護3第II段動作電流Iop.3應與保護4第I段動作電流配合。

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靈敏系數不滿足要求，改為采用帶延時的電流電壓聯鎖速斷保護。時限t1II=0.5s 4.線路WL1電流保護第Ⅲ段整定計算

⑴ 保護裝置一次側動作電流

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

300KTA5Ⅲ2⑵保護時限確定

t?t??t?1?0.5?1.5s

⑶靈敏系數校驗 Ⅲ1近后備保護： Ks.minⅢ3(3)Ik.B.min0.866?1.107?2Ⅲ??1.698?1.5 合格

Iop.10.5647ⅢK遠后備保護： s.min3(3)Ik.D.min0.866?0.792???1.21?1.2 合格 ⅢIop.10.5647

3-18 確定圖3—15中各斷路器上過電流保護的動作時間（時限極差t’=0.5s）,并在圖上繪出過電流的時限特性。

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 如圖3-16所示單電源輻射形網絡，保護1、2和3均采用階段式電流保護，已知線路正序電抗為X流IL.max1?0.4?/km，AB線路最大工作電流IL.max?400A，BC線路最大工作電，，?350A，保護1的I段定值為，取，III段時限，保護4的III段時限。系統最大運行方式下，最小運行方式下要繼電器并檢驗保護靈敏系數。

。整定計算保護3三段動作電流值，選擇主

解：1.短路電流計算

(1)畫出系統等值電路。計算構成電源的最大、最小等效阻抗Xs.min、Xs.max。

(2)B母線（K2點）短路電流

（3）C母線（K3點）短路電流

2.保護3第I段整定計算

（1）保護裝置一次側動作電流和繼電器動作電流

選用DL-11/50型電流繼電器，動作電流整定范圍12.5~50A（2）檢驗最小保護范圍

3.電流保護3第II段整定計算

（1）保護裝置一次側動作電流和繼電器動作電流

選用DL-11/50型電流繼電器，動作電流整定范圍12.5~50A（2）靈敏系數校驗

因為上述靈敏系數不滿足要求，可采用降低動作電流，將保護3第II段改為與相鄰線路保護2第II段相配合滿足要求。電流保護2第II段動作電流為

保護3第II段動作電流為保護3第II段靈敏系數為

（3）動作時間

選取DS-111型時間繼電器，其時限調整范圍為0.1~1.3S

4.電流保護3的第III段整定計算

III III（1）保護裝置一次側動作電流Iop.3及繼電器動作電流Iop.3.r計算

選用DL-11/20型電流繼電器，其整定范圍為2.5~10A（2）靈敏系數校驗近后備保護：

遠后備保護：

（3）動作時間確定

選用DS-113時間繼電器，時限整定范圍為0.5~9S。

4-9有一個按90度接線的LG-11型功率方向繼電器，其電抗變換器UX的轉移阻抗角為60度或45度，問：

（1）該繼電器的內角α多大？靈敏角φm多大？

（2）該繼電器用于阻抗角多大的線路才能在三相短路時最靈敏？

解：

（1）當電抗變換器UX阻抗角為60度或45度時該繼電器內角為30度或45度，其靈敏角為—30度或—45度。

（2）通過圖4—6中可以看出用于線路阻抗角φk=60度或45度時在三相短路時最靈敏。

5-1 為什么反應接地短路的保護一般要利用零序分量而不是其他分量？ 答：因為只有發生接地故障時短路電流中才會出現零序分量，利用零序分量構成接地保護有較大的優越性。由于對稱平衡的三相系統不會出現零序分量，故零序電流保護的整定值不需要躲過電力系統的震蕩電流，三相短路電流和最大負荷電流，因此零序電流保護的整定值較小，從而可提高保護的靈敏性。

5-3在中性點直接接地電網中，接地保護有哪些？它們的基本原理是什么？ 答：在中性點直接接地電網中，接地保護裝置有三段式零序電流保護和三段式方向電流保護。保護第1段為零序電流速斷保護，和相間速斷保護一樣，只能保護一部線路，不能保護線路全長。零序電流第Ⅱ段為帶時限電流遮斷保護，一般能保護線路全長，在線路對端母線故障時有足夠的靈敏性，其動作時間比相鄰線路的零序I段動作時間大一時限差Δt（Δt-般為0.5s）。零序保護第Ⅱ段為本級線路或相鄰線路的后備保護，其動作時間和相鄰線路豹零序Ⅱ段和Ⅲ段相配合。若零序第Ⅱ段在線路對端母線接地故障的靈敏系數不合格，就由零序第Ⅲ段保護線路全長，以保證原來對端母線接地故障時有足夠的靈敏性，這時原來的零序第Ⅲ段就相應變為零序第Ⅳ段。

在變壓器接地數目比較多的復雜網絡，必須考慮零序保護動作的方向性，在線路兩側或多側有接地中性點時，必須在零序電流保護中增設功率方向元件，才能保證動作的選擇性。這樣可構成三段式零序方向電流保護，其接線是零序功率。方向繼電器的電流線圈串接在零序電流濾過器上正極性端連接取得3I0，而它的。電壓線圈接在零序電壓濾過器開口三角形繞組上，反極性連接，取得-3U0。

這種接線是因為單相接地時，零序電。流3I0超前零序電壓3U0的電角度為95°~

110°。（考慮到負荷電流、系統阻抗的電阻和短路點的過渡電阻），如果功率方向繼。電器電壓繞組接-3U0則電流3I0滯后零序。電壓-3U0的電角度為70°~ 85°，如圖5-1(a)所示，此時繼電器應正確動作；且動作最靈敏。因此?m= 70°。稱為功率繼電器最大靈敏角。動作區一般限制在。180°，即當零序電流3I0。超前零序電壓。。-3U0 20°。至零序電流3I0滯后-3U0為160°范圍內，方向元件都會動作，且在。3I0滯后-3U0為70°時動作最靈敏。圖5-1(b)陰影區為功率方向繼電器的動作區。

在中性點直接接地電網中發生接地短路時，零序電流的方向總是由故障點流向各個中性點的變壓器，因此當變壓器接地數目比較多的復雜網絡，必須考慮零序保護動作的方向性。在線路兩側或多側有接地中性點時，必須在零序電流保護中增設功率方向元件，才能保證動作的選擇性。

三段式零序方向電流保護由無時限零序方向電流速斷保護、限時零序方向電流速斷保護和零序方向過流保護組成。同一方向上的零序電流保護動作電流和動作時限的整定同三段式零序電流保護相同，零序電流元件的靈敏系數校驗也與相同。只是由零序電壓分布特點可知，在靠近保護安裝處附近不存在方向元件死區，但遠離保護安裝地點發生接地短路時，流過保護的零序電流及零序電壓很小，方向元件可能不動作，因此,應分別檢驗方向元件的電流和電壓靈敏系數。

5-11.零序電流保護由哪幾部分組成？零序電流保護有什么優點？

答：零序電流保護主要由零序電流過濾器、電流繼電器和零序方向繼電器三部分組成。零序電流保護同相間電流保護一樣廣泛采用三段式零序電流保護，即無時限電流速斷保護、帶時限電流速斷保護和零序過流保護。

零序電流保護和相間電流保護相比具有靈敏系數高、動作時間短的優點，尤其對于兩側電源線路，當線路內部靠近任一側發生接地短路時，本側I段動作跳閘后，對側零序電流增大使對側零序I段也相繼跳閘，使總的故障切除時間更短。

相間短路電流速斷和限時電流速斷受系統運行方式變化影響大，而零序電流保護受系統運行方式變化影響小，此外由于零序阻抗比正序阻抗大，X0 =(2 ~ 3.5)X1,故線路始端和末端短路時，零序電流變化顯著，曲線較陡，因此，零序I段保護范圍大也比較穩定，零序Ⅱ段的靈敏系數較高，也易于滿足條件。

當系統發生不正常運行狀態時（如系統振蕩，短時過負荷等），三相對稱、相間短路電流保護均受他們的影響而可能誤動作，因而要采取措施，而零序電流保護不受影響。

在110kV及以上高壓系統和超高壓系統中單相接地故障占全部故障70%~90%,而且其他故障也往往由單相接地引起，因而采用專門的零序保護具有顯著優越性。

8-1 高頻保護和線路縱差保護原理基本相似，它是將線路兩端的相位或功率方向轉變為高頻信號。然后利用輸電線路本身構成高頻電流通道將此信號送到對端。在線路兩端保護裝置中進行電流相位或功率方向的比較。高頻保護不反映保護范圍外的故障，在參數選擇上不需要與下一級線路配合，因此，可以無時限有選擇的切除內部短路故障。

因此高頻保護不能單端運行。

8-4 何謂閉鎖信號，允許信號和跳閘信號？

答：（1）閉鎖信號是禁止保護跳閘的信號。當線路發生內部故障時，兩端不發生閉鎖信號，通道中無閉鎖信號，保護作用域跳閘，因此，無閉鎖信號是保護跳閘的必要條件。（2）允許信號是允許保護動作于跳閘的信號。有允許信號是保護跳閘的必要條件。

（3）跳閘信號是線路對端發來的直接保護動作與跳閘的高頻信號。只要收到跳閘信號，不管本端保護是否動作，保護必須啟動并動作于跳閘，因此，跳閘信號是保護跳閘的充分條件。

8-5 試述高頻通道中各構成元件的作用及工作原理。答：高頻通道中主要加工設備有高頻阻波器、耦合電容、連接濾波器、高頻電纜、保護間隙、接地刀閘、高頻收（發）信機。

高頻阻波器的作用是防止本線路高頻信號電流傳遞到外線路，是用電感繞組和電容組成并聯諧振電路構成。

耦合電容是一高壓小容量電容器，其作用是對工頻電流呈現較大阻抗，阻止工頻電壓侵入高頻發信機；對高頻電流呈現小阻抗，使高頻電流可順利通過。

連接濾波器由一個可調空心變壓器、電容器組成。連接濾波器與耦合電容共同組成“帶通濾波器”，使所需要的高頻電流能通過。帶通濾波器與線路側波阻（約400?）相匹配，與高頻電纜一側波阻抗（約100?）相匹配。避免高頻信號電磁波在傳送過程中發生反射，因而減小了高頻能量的附加衰耗。

高頻電纜采用單芯同軸電纜，用來連接收發信機與戶外的連接濾波器。這段距離雖然不長，但通過電流頻率很高，如采用普通電纜將會引起很大能量衰耗。

保護間隙是高頻通道的輔助設備，作過電壓保護用。

接地刀閘是當檢修連接濾波器和高頻收發信機時，作為耦合電容接地用，保證人身和設備安全。

高頻收信機用于接收高頻信號，高頻發信機用于發送高頻信號。

8-6 相差高頻保護和高頻閉鎖方向保護為何采用２個靈敏系數不同的啟動元件？

答：高頻閉鎖方向保護采用２個靈敏系數不同的啟動元件，ＩＫＡ靈敏系數高，用于啟動發信：２ＫＡ靈敏系數低，用于啟動跳閘回路。采用２個靈敏系數不同的啟動元件是為防止外部故障時，故障點的保護端保護感覺到情況與內部故障一樣，此時主要靠近故障點端保護發出高頻信號將遠故障點端保護閉鎖，防止其誤動作。

相差高頻保護啟動元件由負序電流元件ＫＡＮ和相電流元件ＫＡＰ組成。負序電流元件有高整定值和低整定值，低整定值元件靈敏系數高，用于啟動發信；負序高定值元件靈敏系數低，用于啟動比相回路。相電流元件與負序高定值元件、記憶元件一起構成對你短路故障的啟動元件。

8--9 在什么情況下，相差高頻保護出現相繼動作？當線路一段跳開后，采用什么措施使對端保護迅速動作？

答：根據閉鎖角公式可知，當線路長度L增加后，閉鎖角的整定值必然增大，而動作角

增加，動作角

減小。另一方面，當保護范圍內部故障時，M端高頻信號相位差

也要隨線路長度增加而增大，因此，當輸電線路超過一定距離后，就可能出現

的情況，此時M端保護將不能動作。但在上述情況下，N端所售高頻信號的相位差

是隨線路的增加而減少的因此N端相位差必然小于

N端保護仍然能夠可靠動作。

為了解決M端保護在內部故障時不能跳閘的問題，在保護線中采用了當N端保護動作跳閘同時，也使它停止自己所發的信號，在N端停信以后，M端發信機只收到自己所發的信號。由于這一信號是間斷的，因此，M端的保護即可立即動作跳閘。保護裝置的這種工作情況即必須一端保護先動作跳閘以后，另一端保護才能再動做跳閘，稱之為相繼動作。

影響相繼動作的因素有 故障類型，線路長度，兩側電源電動勢相角差，故障點兩側回路阻抗相角差，計算時間所取預度的大小等，其中主要是故障類型，兩側電源電動勢相角差以及線路長度。

答:相差高頻保護對操作電流的要求如下（1）能反映所有類型的故障

（2）線路內部故障時，兩端操作電流相位差φ?0?或φ?0?（3）線路外部故障時，兩端操作電流相位差φ?180?或φ?180? 為滿足上述要求，通常將三相電流匯合成單一電流作為操作電流，最普遍的是將正序電流和負序電流組合成復合相序電流I1?KI2,作為操作電流。I1?KI2由復合相序過濾器取得。在I1?KI2中正序電流能反映各種短路故障，KI2能反映不對稱短路，I1雖然能反映各種類型的短路，但是當內部故障時，兩端正序電流相位并非相同，有時相差很大，不利于保護工作，而內部故障時，兩端負序電流基本相同，有利于保護動作

8—11 試分析高頻閉鎖方向保護在線路內部和外部短路故障時工作情況，電路系統振蕩對高頻閉鎖方向保護的選擇性是否有影響。

答：高頻閉鎖方向保護石通過高頻通道簡介比較背保護線路兩端的功率方向，以判斷是線路內部故障或外部故障，采用故障發信方式，并規定線路兩端功率從母線流向線路為正，由線路流向母線為負。系統故障時，功率方向為正，則高頻發信機不發信，若功率為負，則高頻發信機發信。如圖8—3所示電網，被保護線路都裝有功率方向元件，當線路BC的k點發信故障時，對于線路AB和CD是保護范圍外部故障，靠近故障點的一端保護2和5，其功率方向是由線路流向母線，故功率為負，保護不應動作，所以保護2和5應發出高頻閉鎖信號，通過高頻用的傳送到線路對端保護1和6，雖然對端保護1和5功率方向是從母線流向線路，功率方向為正，但收到對端發來的高頻閉鎖信號，故這一端保護1和6也不會動作。對于故障線路BC，兩端保護3和4處功率方向卻是由母線流向線路，動力方向為正，故兩端保護3和4不發高頻閉鎖信號，故兩端收信機都收不到高頻閉鎖信號，保護3和4動作，斷路器3QF和4QF無延時跳閘，將故障線路切除。

電力系統振蕩對高頻閉鎖方向保護的選擇性沒有影響嗎，因為高頻閉鎖方向保護采用負序功率方向繼電器作為方向元件，負序功率方向繼電器能夠反應各種故障，因為在對稱短路時最初瞬間也會出現負序分量，所以保護無動作死區，在正常情況和系統振蕩時都不會誤動作。

8-12 什么叫做高頻距離保護，它與距離保護有什么差別？

答：利用距離保護的啟動元件和方向元件控制收、發信機發出高頻閉鎖信號，閉鎖兩側保護的原理構成的高頻保護稱之為高頻距離保護。它使保護無延時地切除被保護線路任一點故障，其構成原理如圖8-4所示。圖中ZI、ZII、ZIII分別為I、II、III段阻抗測量元件，tII、tIII為延時元件。當k1點短路時，ZIIA、ZIIIA、ZIB、ZIIB、ZIIIB均啟動，B側斷路器跳閘，由于ZIB動作，B側中間繼電器1KM動作，停發B側高頻閉鎖信號。同理A側也停發高頻閉鎖信號，A側收信機收不到高頻閉鎖信號，2KM繼電器動斷觸點保持接通，ZIIA不帶延時的立即跳開A側斷路器，實現高頻距離保護的全線速動。

當k2點短路時，ZIIA、ZIIIA、ZIIIB動作，B側發信機發出高頻信號，并被A側收信機接收，A側2KM動斷觸點打開，A側保護以tII延時跳A側斷路器（若B母線右側斷路器或其保護拒動時）。

高頻閉鎖距離保護與距離保護的區別是，前者既能在內部故障時快速切除被保護范圍內任一點故障，又能在外部故障時作為下一級線路和變電所的后備保護，兼有距離保護和高頻閉鎖方向保護兩種保護的優點，并能簡化整個保護線路；而距離保護存在死區，不能實現全線無時限切除任一點故障，而且受各種因素影響較大。