电力系统广域继电保护研究综述

电力系统广域继电保护研究综述

何志勤，张

哲，尹项根，陈

卫

（华中科技大学电力安全与高效湖北省重点实验室，湖北武汉430074）

摘要：分析了传统继电保护在保障电网安稳运行时存在的问题，对基于广域信息的继电保护研究涉及的主要内容进行了综述，包括：在线自适应整定、潮流转移识别、基于故障元件识别的广域后备保护。在线整定的目的是根据系统运行方式的变化，调整保护定值至最佳状态。计及的运行方式变化包括：电力设备投退、发电机出力与负荷变化等。潮流转移识别旨在防止传统后备保护的不适当动作引发电网连锁跳闸事故，主要方法有：支路开断前后输电断面的有功潮流比较、相邻支路电流比较。广域后备保护利用电网多点量测信息确定故障元件的具体位置，从根本上克服了传统后备保护整定复杂、可靠性低的问题。主要研究包括：基于传统主保护理论的故障识别算法、广域信息的容错性算法。最后，提出了以基于故障元件识别的广域后备保护为基础，构建面向智能电网的广域继电保护系统，并对其发展方向进行了展望。

关键词：广域继电保护；在线自适应整定；潮流转移识别；广域后备保护；故障元件识别中图分类号：TM 771

文献标识码：A

文章编号：1006－6047（2010）05－0125－06

收稿日期：2009－09－10；修回日期：2009－11－30

基金项目：国家自然科学基金项目（50837002，50877031）

电力自动化设备

Electric Power Automation Equipment

Vol．30No．5May 2010

第30卷第5期2010年5月

0引言

继电保护是保障大电网安全的第一道防线。如果保护装置在故障发生时正确、快速、可靠动作，将有效遏制系统的状态恶化，起到保障电网安全稳定运行的作用。反之，则可能扩大事故，甚至导致电网大面积停电。近30年来国内外频繁发生的大停电事故调查表明，虽然引发电网大面积停电的因素很多，但由于保护误动、拒动以及电网大范围潮流转移过程中发生的保护连锁动作，是导致事故扩大，乃至引发系统大面积停电的关键因素之一。此外，传统保护采用离线整定方式确定保护定值，由于系统结构复杂、需考虑的运行方式众多，难以兼顾灵敏性和选择性的要求，无法保证定值性能始终处于最佳状态。且离线整定模式下的定值修改需依靠人工完成，存在安全隐患［1］。

近年来，随着广域同步测量和数字化变电站技术的发展与成熟，为从根本上提高和改善继电保护的性能提供了契机。因此，在复杂电网环境下审视传统继电保护存在的问题，研究能够快速识别与隔离故障、简化保护整定计算的广域保护原理和配置方案，是保障电网安稳运行的重要内容。同时，故障的快速定位与隔离、系统运行方式更新后的保护在线自适应整定也是未来智能电网要实现的主要自愈功能［2］。

根据国际大电网会议（CIGRE ）对广域保护功能的描述，其研究可分为2方面：一是基于广域信息的电网安全稳定控制研究，主要对电网的安稳运行状

态进行监测、分析和评估［3］；另一方面的研究则集中于利用广域信息改进和提高传统继电保护的性能。

引入基于广域信息的继电保护，其根本目的在于：一是防止系统发生大范围潮流转移时，现有后备保护因线路过负荷发生误动，引发电网连锁跳闸事故；二是改善现有保护性能，简化传统后备保护的整定计算，消除保护失配、整定错误等危及电网稳定运行的安全隐患。

针对以上2个目的，国内外学者已从下述3个层面对广域继电保护开展研究。

a.实时跟踪电力系统运行方式的变化，对电网进行在线自适应整定计算，特别是在线调整后备保护（对于超高压线路主要是距离保护和零序电流保护）的定值，提高保护的灵敏性和选择性，使其始终处于最佳工作状态［4］。

b.在保持现有保护配置不变的前提下，利用潮流转移识别算法区分电网大范围潮流转移和故障，并与区域安稳控制系统配合作用，消除元件过负荷，防止后备保护连锁跳闸［5］。

c.提出基于多点同步测量信息进行故障元件识别的广域后备保护［6］。应用广域方向比较、广域电流差动算法快速判别故障元件在电网中的位置，相邻元件之间只需通过简单的时序配合就能保证保护动作的选择性。

本文将对广域继电保护的现有研究进行分析，从在线自适应整定、潮流转移识别、基于故障元件识别的广域后备保护3个层面对已取得的研究成果进行论述，分析各条技术路线的研究难点并提出建议。在此基础上，进一步展望了广域继电保护的未来发展，内容包含：广域保护系统的体系结构、广域信息的组织融合及与传统保护的协调工作机制、故障快

第30卷电力自动化设备

速识别与隔离算法、基于智能变电站的通信网络、保护系统的可靠性评价指标和灾变后的重构原则。

1在线自适应整定

在线自适应整定的研究在20世纪80年代就已开始，其基本思路是：采用事件触发模式，实时跟踪电网运行方式的变化，在线调整保护的定值，防止保护失配并提高其灵敏度。基于双端电气量的主保护受系统运行方式影响不大，在线自适应整定的重点是后备保护。

系统运行方式的变化主要包括2方面：一是发电机、变压器、线路等设备的投／退及故障引起的开关跳闸；另一方面是负荷与发电机出力的变化，主要体现在电网潮流量变化。对于常见的各种运行方式，其所对应的定值可离线计算出来并存储。当该运行方式在实际应用中出现时，直接刷新定值即可［7］。1.1计及设备投退的在线自适应整定

电网中发生任意线路开断时，仅会引起断开线路相邻小范围内其他线路的短路电流水平发生显著变化，进而影响该区域内线路（或其他设备）保护的灵敏性和选择性。而远离断开线路的其他区域内的线路，短路电流水平变化较小，无需重新整定。因此，确定影响域的大小是减少在线整定计算量、提高定值刷新速度的关键。

文献［8］以支路开断前后通过保护的短路电流值为指标，提出线路运行方式变化时的影响域划分方法。文献［9］在计算短路电流时，采用外网等值来减小节点阻抗矩阵的阶数，并通过搜索电网保护的影响集和函数依赖集，最终确定零序电流保护的影响域。文献［10］采用窗口法划分电流保护的影响域，并已在实际电网中应用。

文献［11］采用改进紧邻集法，对厂站运行方式变化时的影响域进行划分。将各厂站等价为连接厂站的一条接地支路，以其阻抗变化表示厂站运行方式的变化。以最大阻抗值到最小阻抗值的变化幅度表示该厂站方式的变化幅度。将大于门槛值的厂站列入影响域中。

通过影响域确定需要刷新定值的保护后，即可对保护进行在线整定计算。由于传统分支系数的计算存在误差，文献［9］采用故障时保护的实际测量值取代离线整定时使用的分支系数，计算相间电流Ⅱ段定值。文献［11］采用感受量整定的方法计算接地距离Ⅱ、Ⅲ段定值。这2种基于实测量的整定方法准确性更高，并提高了保护的灵敏性。

1.2计及负荷变化的在线自适应整定

由于在线整定计算中计及了负荷潮流的变化，使防止潮流转移时远后备保护误动成为可能。文献［12］提出：根据系统当前运行方式下的负荷功率及线路电压值和功率因数，对相间距离Ⅲ段进行在线整定。由于母线电压不变时，负荷功率与阻抗成反比，因而在电网发生潮流转移时，可防止距离Ⅲ段误动。1.3电网黑启动过程中的在线自适应整定

在系统发生大停电后的黑启动过程中，其运行方式的变化已远超出离线整定考虑的限度，因而在线自适应整定计算更显得重要。文献［13］将与电网黑启动过程对应的整定计算分为3步，从片区电网整定动态刷新到全网正常运行整定。文献［14］进一步提出在电网黑启动初期，单电源运行方式下零序电流保护、距离保护及纵联保护的整定方法。现有文献对电网黑启动过程中的整定计算仍处于初步探讨阶段。

1.4研究的难点和建议

在线自适应整定的研究时间较长，但实用化程度一直不高，其根本原因在于现有的在线整定算法未能从根本上克服传统后备保护整定配合复杂、计算量大的缺陷。其算法本身仍存在以下缺陷：

a.系统运行方式的改变对距离保护和零序电流保护的影响不同，现有算法还只能确定单一元件投／退时的影响域划分准则，完善的保护影响域在线划分算法仍有待研究；

b.在电网黑启动过程中，如何根据电网的恢复情况，研究快速获取保护新的最小断点集算法，并进行合理的实时整定也仍有待探索。

在当前电网强化主保护、简化后备保护的指导思想下，应利用广域量测信息，进一步完善在线自适应整定算法，简化整定配合程序，提高算法的实用性。2潮流转移识别

针对传统后备保护在潮流转移时误动而是否应被取消的问题，A.G.Phadke博士指出［15］：在变电站发生直流电源掉电并无备用电源时，距离Ⅲ段仍是最有效的保护手段，不能被完全取消。因此，在现有保护配置下增设基于不同潮流转移识别算法的过负荷保护一直是研究的热点。当系统发生潮流转移时，可通过闭锁保护跳闸信号，允许被保护设备合理的短时过负荷，在其热稳定极限到达前切除受端负荷或送端机组来消除或减轻过负荷，达到防止保护误动继而引发电网连锁跳闸的目的［16］。

2.1输电断面有功安全性保护算法

文献［17］根据实时网络拓扑结构与潮流分布建立系统状态图，再利用有向图的邻接矩阵和路径矩阵搜索出电网的并行输电断面。该法避免了传统的潮流计算，为执行安全紧急控制提供了更充足的时间。文献［18］进一步探讨了在输电断面确定后，快速计算单一支路断开时，并行输电断面中其他支路有功潮流的方法。但也指出这种方法由于忽略了基态潮流的影响，会造成10%以内的误差。文献［19］以线路相关集表示单条支路断开时，与断开线路两端关联且受有功潮流影响较大的线路集合。利用决策树理论搜索线路相关集，进而估算出故障线路断开后相关线路承受的潮流转移。

2.2基于潮流转移因子的过负荷保护算法

与上述方法不同，文献［20］引入用支路电流关

何志勤

，等：电力系统广域继电保护研究综述

第5期

系表达的潮流转移因子（FTRF）概念，将FTRF矩阵通过离线计算形成。当单一支路断开时，通过FTRF 矩阵中与该支路对应的列元素估算出其他线路的电流，通过估算值与实测值的比较来判断线路是否出现潮流转移。文献［21］通过潮流转移的虚拟折返过程，推导出系统中出现多支路连锁切除时转移因子的快速算法，避免了多次修改FTRF矩阵。并在计及支路切除后的系统机电暂态过程基础上，对支路电流估算进行校正。文献［22］利用支路断开前的节点阻抗矩阵数据，估算双重支路开断后的电流分布系数，原理与前述算法类似。

2.3研究的难点和建议

从仿真结果看，以上潮流转移识别算法的运算时间都能满足实时紧急控制的要求。但由于支路切除时，系统中发电机、负荷支路的注入电流可能发生变化，再加上FACTS等非线性元件在电网中的广泛应用，很难保证转移功率（或电流）与被切除支路的原有功率（或电流）的关系是完全线性的，即算法中基于线性叠加原理的潮流分布系数和转移因子计算存在一定误差。因此，潮流转移识别算法在计算精度上仍需进一步改进。

从另一个角度看，对于输电线路而言，过负荷状态与故障状态的特性相差很大。线路发生不对称故障时，电流中会出现负序或零序分量［23］；线路发生三相短路时，保护装置的测量阻抗基本为线路阻抗，而过负荷时基本为负荷阻抗，特性也有较大差别。因此，在现有后备保护算法中，补充防止保护连锁误动的辅助判据，可以作为潮流转移识别的新思路。

3基于故障元件识别的广域后备保护这里要首先明确的是：由于广域信息传递存在延时、可靠性及安全性等局限，且现有主保护的正确动作率较高，广域继电保护与传统主保护相比无明显优势。因此，将广域信息引入到后备保护更符合实际。广域后备保护应与传统主／后备保护相协调，共同承担电网“第一道防线”的职责。

广域后备保护的核心思想在于通过电网中的多点同步测量信息，确定故障元件的具体位置，在相邻保护之间通过简单的时序配合来保证保护动作的正确性。目前的研究主要是基于主保护算法的拓展，将方向比较纵联保护和电流差动保护原理引伸到广域后备保护中，并结合智能算法提高信息的容错性。广域后备保护根据所基于的系统结构不同，可分为区域集中式、变电站集中式、分布式3类。而由于系统结构的不同，相同的算法在实现过程中也有所差别。

3.1广域方向比较纵联保护

文献［24］以区域调度中心为后备保护系统中心，通过采集区域内各变电站线路保护装置的方向判别信息，构建故障方向关联矩阵，从而快速判断出故障线路并做出动作决策。网络仿真软件（NS2）的仿真结果表明主站到子站的端对端通信时延为4.6ms，满足广域后备保护的通信要求。文献［25］进一步阐述了这一系统的硬、软件设计方案，该系统已通过了动模试验并在河南省投入实际运行。

文献［26-27］采用变电站集中式结构构建广域后备保护系统，将母线和变压器保护也纳入系统中。通过发电厂的主接线形式和方向元件位置形成关联矩阵，结合故障方向信息确定具体的故障元件，并通过采集间接相关元件的信息保证算法的容错性。在电网拓扑结构发生变化时，集中式结构的广域后备保护都只需调整关联矩阵对应的行和列即可与之适应。

针对集中式结构存在中心站单点失效风险的问题，文献［28］提出基于分布式结构的广域后备保护系统。各断路器和TA对应的智能电子设备（IED）不仅完成安装点的信息采集和运算，而且自行完成故障定位和判断。算法首先确定各IED的最小和最大保护区域，从而保证各IED只与其相关范围内的其他IED交互信息，并定义动作系数和关联系数，再通过相应判据算出被保护对象是否存在故障。

3.2广域电流差动保护

文献［29］采用基于分布式结构的广域电流差动保护算法，提出一种基于图论方法的专家系统，根据设备状态信息及拓扑结构，在线确定各设备的主、后备保护区。属同一保护区内的保护装置相互通信即可实现差动保护。并可根据网络拓扑结构的变化，自适应调整保护区。文献［30］在此基础上引入基于预测和修正自愈策略的保护Agent承担通信和协调功能。仿真结果证明其在电网连锁故障发生时，比传统过流保护具有更佳的动作特性。

文献［31］将基于Agent的后备保护系统建立在传统线路保护基础上，采用常规保护动作信息与电流差动相结合的方法判别故障元件。在广域后备保护由于通信故障退出时，可与传统保护相协调实现后备保护功能。文献［32］在此基础上对广域后备保护系统的Agent模型进行了具体分析，提出了在网络阻塞、Agent故障、断路器失灵等状态下系统的容错策略。并使用电力和通信同步仿真器（EPOCHS）对广域后备保护系统进行仿真，该仿真器实现了网络通信（NS2）和电磁暂态仿真（PSCAD）接口［33］，提高了仿真结果的可信度。

3.3广域信息容错性算法

文献［32］在信息容错性方面的研究是基于集中决策系统“知晓”何种信息错误的基础上，缺乏对信息本身正确与否的识别。文献［34］针对次此问题提出了基于遗传算法的故障判别原理，通过构造适合度函数进行选择、交叉、变异等进化操作，求出最优解。仿真结果表明在5／32的信息畸变率下保护仍能做出正确判别。文献［35］利用状态估计辨识不良数据原理，采用递归量测误差估计辨识法对不良数据进行检测和辨识，与前述算法相比，具有更高的实用价值。

3.4研究的难点和建议

从保护系统基于的结构模式看，区域集中式、变电站集中式和分布式结构的广域保护系统各有优势和缺陷。区域集中式和变电站集中式结构系统的投资较小，集成的信息量更大，可以实现更多的保护功能［36］，同时也存在对决策中心依赖程度高的缺陷。分布式结构的保护系统通信量较少，不存在决策站单点失效的风险，算法更简单可靠，但也存在对IED性能要求较高，实用化困难的缺点。因此，如何根据电网的实际情况，选择合适的结构构建系统仍有待研究。

从广域后备保护系统基于的保护算法看，采用方向比较纵联保护的最大优点在于对GPS同步对时的要求不高，但如何解决逻辑量传输的可靠性及传统纵联方向保护所面临的问题还有待研究。例如：区内（区外）单相接地故障转区外（区内）异名相单相／两相接地故障时，方向元件拒动；线路非全相运行，负／零序方向元件退出后，故障时保护拒动；环网中功率分点故障，线路两侧不同方向元件可能同判为正向，导致保护误动等。采用广域电流差动保护则可避免考虑上述问题。和前者相比，由于需要多个测量点的电流值而非逻辑值，其对GPS同步对时的要求很高。因此，多站信息的高精度同步问题，是广域电流差动算法实用化的关键。

摆脱传统保护算法的束缚，研究新的故障快速识别与隔离算法，弥补现有保护原理存在的缺陷，也是值得探索的方向。文献［37］以两端电压／电流相量的同步测量值为基础，构建复合相量函数进行故障定位。该法与电流差动算法结合应用，可在一定程度上弥补后者受线路分布电容电流影响较大的缺陷。4研究展望

从已完成的工作看，广域继电保护还处于初步理论研究和探讨阶段，研究内容虽涉及面广，并已取得一定成果，但仍局限于某些特定问题的解决，尚缺乏总体的规划和把握。

实际上，随着广域同步测量（WAMS）和数字化变电站技术的应用，继电保护可利用的信息资源和通信条件都发生了根本性的变化，从而引发继电保护在配置、原理、整定以及实现技术等方面的重大变革。笔者认为，有必要从全局角度出发，对广域继电保护从理论和实现技术等方面开展系统的研究工作。

基于故障元件识别的广域后备保护对大范围潮流转移引发的连锁误动具有较好的防御能力，和在线自适应整定、潮流转移识别算法相比，在实现方法上更为简单可靠，从根本上克服了传统后备保护整定配合复杂的问题。由华中科技大学和北京四方继保公司分别研发的实验装置也已在河南省和广东省投入运行，迈出了实用化的第一步。因此，建议以广域后备保护为基础，构建我国面向智能电网的广域

继电保护系统。

在此，对广域继电保护的研究方向提出一些建议。

a.系统的体系架构。对基于区域集中式、变电站集中式和分布式结构的广域保护系统结构进行仿真比较和理论分析，确定其分别适用的范围，为不同电压等级、输电方式、拓扑结构、经济及技术条件的电网选择合适的系统结构提供理论依据。

从广域继电保护的通信需求出发，借鉴现有调度通信网的分层结构和基本配置，建立基于多电压等级和复杂网络环境的广域保护区域划分算法、决策中心站选择准则。

b.广域信息组织与融合机制。研究不同来源、重要性和应用要求的多点信息的组织模式及权值设置准则，建立控制中心集中决策与保护控制单元分布自治、传统保护与广域保护协调动作的工作机制，改善传统主保护的性能，简化传统后备保护的整定计算，从而优化整个保护系统的动作机理和故障判别。

c.快速故障识别与隔离算法。完善现有的广域保护算法，克服传统电流差动保护、纵联方向保护存在的缺陷。构思基于网络拓扑实时跟踪和数据高容错性的新型算法，与现有保护算法互补。在此基础上，制定健全的保护跳闸策略，防止大范围潮流转移引起的保护不正确动作，提高整个保护系统在电网复杂运行方式下的应对能力。

d.通信网络的结构。IEC61850标准规范了变电站内保护／控制IED之间的通信行为和相关要求［38］，即将发布的IEC61850-90-1（变电站间通信）已包含了基于双端量测信息的电流差动、纵联距离和方向保护通信标准。广域继电保护可以此为基础，建立广域继电保护系统的数据模型和通信服务模型，制定基于智能变电站通信平台的数据传输和交互机制，根据广域信息的数据传输速度、精度和同步要求，设计其通信网络。

e.广域继电保护系统的可靠性。结合传统继电保护的可靠性评估算法，研究适合广域继电保护可靠性分析的数学模型，设计统一的可靠性评价指标。

f.研究在自然灾害导致的部分电网通信线路损坏、信息失效情况下，利用基于同步数字体系（SDH）光纤环网的迂回通道，恢复广域信息传输和交互的保护系统自适应重构原则，提高系统应对灾变的能力。参考文献：

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何志勤，等：电力系统广域继电保护研究综述

第5期

Overview of power system wide area protection

HE Zhiqin ，ZHANG Zhe ，YIN Xianggen ，CHEN Wei

（Electric Power Security and High Efficiency Lab ，Huazhong University of

Science and Technology ，Wuhan 430074，China)

Abstract ：The existing problems of traditional protections are analyzed and the main contents involved in the study of protection based on wide -area information are reviewed ，including ：on -line adaptive setting ，flow transfer identification and wide area backup protection based on fault component identification.The on -line setting is to adjust the protective settings to the optimal state according to the change of system operation modes ，including the change of electric device on -off state and the change of generator output and loads.The flow transfer identification is to prevent the improper protective actions which may lead to cascading trips ，including the comparison of transmission section active powers and adjacent branch currents before and after branch break.The wide area backup protection utilizes multiple node measurements to locate the fault component ，which has easier protection setting and higher reliability than the traditional back -up protection ，including the fault identification algorithm based on traditional main protection theory and the information error tolerance algorithm.A wide area protection system based on wide area back -up protection is presented for smart grid and its development trend is prospected.

This work is supported by the National Natural Science Foundation of China （50837002，50877031）.

Key words ：wide area protection ；on -line adaptive setting ；flow transfer identification ；wide area backup protection ；fault component identification

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（责任编辑：李玲）

作者简介：

何志勤（1982－），男，江西九江人，博士研究生，主要研究方向为电力系统广域保护与控制（E-mail ：zhiqinhe@https://www.wendangku.net/doc/5814138678.html, ）；

张

哲（1962－），男，湖南株洲人，教授，

博士研究生导师，主要研究方向为电力系统继电保护、电力设备监录技术、高压输电线

路故障定位及超导电力新技术；

尹项根（1954－），男，湖北武汉人，教授，

博士研究生导师，主要研究方向为电力系统继电保护及安全自动控制、故障仿真与状态检测、光电及电力电子应用技术；

陈

卫（1970－），男，广东东莞人，副教授，主要研究方向

为电力系统继电保护、数字化变电站技术及数字信号处理在电力系统中的应用

。

第30卷

电力自动化设

备

何志勤

浅谈电力系统继电保护技术

浅谈电力系统继电保护技术 从目前电力发展状况来看，继电保护已经成为电力系统重要组成部分之一，且随着电力系统的快速发展和智能化技术的不断更新应用，普通的继电保护技术已不能满足现行电力系统发展的需求。怎么样利用继电保护技术来减少电力系统中的故障，保障电力系统的安全稳定运行，这是目前电力系统继电保护技术研究的主要内容和热点。文章探讨电力系统继电保护技术，阐述了其基本理念和发展趋势，分析了其发展趋势。 标签：电力系统；继电保护技术；现状与趋势 1 继电保护的组成、工作原理、作用和工作要求 1.1 继电保护的组成与工作原理 继电保护的种类有很多，可是组成上一般都包括测量、逻辑、执行模块。输入信号获取的测量信号需要与给定的整定数值进行对比，并将对比结果传送至逻辑模块。逻辑模块按照测量模块传输的对比值特点、大小和出现的次序或上述各种参数的组合，进行逻辑计算，得出的逻辑数值也是决定动作是否进行的重要依据。 1.2 继电保护的作用 继电保护的主要作用就是在电力系统发生损坏用电设备或影响到电力系统安全运行的故障时，能够对电力系统起到保护的措施；并对整个电力系统进行监控，当电力系统非正常运行或某些用电设备处于非正常工作状态时能够及时发出警报信号，以便于提醒值班工作人员发现故障所在，能使故障得到处理，使其正常运行。 1.3 继电保护的应用 在一些工厂企业高压供电系统，变电站中对继电保护设备的应用非常普遍，除此以外还用于保护供电系统高压线路，主变保护中。变电站应用的继电保护的情况包含：（1）保护线路，通常应用的是二段或者三段式的电流保护，一段属于速断电流保护，二段属于速断电流显示保护，三段是过电流保护；（2）保护母联；（3）保护主变设备，保护主变主要是主保护与后备保护；（4）保护电容设备，保护用电设备主要包含了电压零序保护、过电流保护、过电压或失电压保护。伴随着继电保护技术的快速发展，逐渐开始了微机保护设备的应用。 2 电力系统继电保护技术现状分析 从目前来看，我国电力覆盖面积逐渐扩大，电力系统的安全问题得到了广泛关注，而且由于对电力系统安全问题的重视，促使继电保护技术不断提高和创新。

电力系统继电保护重点

2．对本元件主保护起后备作用的保护称为近后备保护。 3．在两相星形接线的中性线上接入一个继电器是为了提高保护的灵敏系数。 4.功率方向继电器用90°接线方式，若，则= Uab 。 5、为保证选择性,过电流保护的动作时限应按阶梯原则整定,越靠近电源处的保护,时限越长 7、距离I段和距离II 8.方向所占面积大的动作特性的阻抗继电器。 、目前在电力系统中，自动重合闸与继电保护配合的方式主要有两种：即 2.简述瞬时电流速断保护的优缺点。 优点：简单可靠、动作迅速。 缺点：不能保护本线路全长，故不能单独使用，另外，保护范围随运行方式和故障类型而变化。 4.纵联保护根据通信通道的不同可分为哪几类保护？ 1、电力线载波纵联保护(简称高频保护)。 2、微波纵联保护(简称微波保护)。 3、光纤纵联保护(简称光纤保护)。 4、导引线纵联保护(简称导引线保护)。 3、、定时限过流保护的特点是什么? 2、何谓继电保护装置的可靠性? 3、什么叫重合闸后加速? 4、相间方向电流保护中，功率方向继电器一般使用的内角为多少度?采用90°接线方式有什么优点?

1. 电力系统运行状态：是指电力系统在不同运行条件下的系统与设备的工作 状态； 2. 短路故障类型：三相故障、两相故障、两相短路接地、单相接地故障 ● 常见故障单相接地故障 3. 负荷电流与供电电压之间的相位角就是通常所说的功率因数角，一般小于 030 4. 电流速断保护：优点：简单可靠、动作迅速；缺点：不可能保护线路的全长，并且保护范围直接受运行方式变化的影响。 5. 限时电流保护：增加一段带时限动作的保护，用来切除本线路速段保护范围以外的故障，同时也能作为速断保护的后备。 6. 定时限过电流保护：保护启动后出口动作时间的固定的整定时间 7. 电流保护的接线方式 是指保护中的电流继电器与电流互感器之间的连接方式。有两种：三相星型接线、两相星型接线 8. 方向性电流保护的主要特点：在原有电流保护的基础上增加一个功率方向判断元件，以保证在反方向故障时把保护闭锁使其不致误动作。 用以判断功率方向或测定电电压间相位角的元件（继电器）称为 功率方向元件（功率方向继电器） 9. 零序电流保护主要由零序电流(电压)滤过器、电流继电器和零序方向继电器三部分组成 10. 整定阻抗 1set set Z z L =，1z 为单位长度线路的复阻抗；set L 整定长度 11. 距离保护一般由启动、测量、振荡闭锁、电压回路断线闭锁、配合逻辑和出口等几部分组成。 12. 电压形式相位比较方程： 0090arg 90C D U U -≤≤ 13. 只有实际测量电流在最小和最大精确工作电流之间、测量电压在最小精确工作电压以上时，三段式距离保护才能准确地配合工作，其误差已被考虑在可靠系数中。最小精确工作电流是距离保护测量元件的一个重要参数，越小越好。 14. 纵联保护：将线路一侧电气量信息传到另一侧去，安装于线路两侧的保护对两侧的电气量同时比较、联合工作，就是说在线路两侧之间发生纵向的联系 15. 纵联保护按4种：导引线纵联保护；电力线载波纵联保护；微波纵联保护；光纤纵联保护。 16.电力载波通道的优点：无中继通信距离长；经济、使用方便；工地施工比较简单。缺点：通信速率低；抗干扰能力低。 光纤通信组成发射机、光纤、中继器和光端接收机 前加速优点：（1）能够快速地切除瞬时故障，（2）提高重合闸的成功率；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）只需装设一套重合闸装置，简单经济。 ●前加速的缺点：（1）断路器工作条件恶劣，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多；（3）如果重合闸装置或断路器QF3拒绝合闸，则将扩大停电范围。

电力系统继电保护新技术的应用综述

电力系统继电保护新技术的应用综述 发表时间：2019-05-06T09:53:53.570Z 来源：《电力设备》2018年第31期作者：成立宇1 高玮2 [导读] 摘要：近年来，我国电力事业得到了快速发展，电力系统结构愈加完善，供电可靠性显著提高，很大程度上满足了人们用电需求。 （1.国网山西省电力公司太原供电公司山西省太原市 030012；2.国网山西省电力公司经济技术研究院山西省太原市 030000）摘要：近年来，我国电力事业得到了快速发展，电力系统结构愈加完善，供电可靠性显著提高，很大程度上满足了人们用电需求。继电保护是电力系统中十分重要的构成部分，其运行状态与电力系统的安全稳定运行息息相关。本文对电力系统继电保护运行要求及进行了总结，对继电保护领域的新技术应用情况进行了分析，提出了紧跟时代步伐，加大新技术推广应用的管理要求。 关键词：继电保护；运行要求；新技术 引言 电力系统安全运行离不开继电保护，特别是近年来我国社会快速发展，对电能的需求量不断增加，对电能质量也有了更高的要求，电力系统故障频发对电力系统造成冲击的同时，也对生产、生活造成不良影响。通过在电力系统中应用继电保护技术，能够及时、准确发现电力系统存在的故障及运行异常情况，第一时间切断故障线路，确保电力系统安全的运行，有效的实现对故障的控制，使电网能够安全、可靠的提供高质量电能供应。 1电力系统继电保护的运行要求 1.1继电保护的基本要求 电力系统继电保护有许多运行要求，其基本的运行要求主要有选择性和速动性。所谓继电保护的选择性，是指继电保护系统在电路出现故障时，能够进行选择性的判断，找出故障所在，并对其进行切断。继电保护的选择性能够确保出现故障的电路部位停止工作，防止由于故障部位对电路其他部分的运行造成损害。所谓继电保护的速动性，是指继电保护系统在电路出现故障时，能够快速的找出故障所在，及时的对故障部位进行切除，从而在最大程度上减少故障部位对整个电路带来的损失。但是，由于电路系统的复杂性，使得继电保护装置在一些情况下很难对故障部位进行准确的判断，从而影响了电力系统的稳定性和安全性，所以需要对继电保护装置进行进一步的改进，使之能够解决更加复杂的电力系统故障问题。 1.2继电保护安全运行要求 电力系统继电保护的基本要求是安全，继电保护的安全性需要建立在电网系统正常运行的基础和前提上。为保证继电保护安全运行就需要进行深入检查，确保各个元件正常运作，同时还要合理的控制好各个元件连接，使得保护装置在合理的逻辑范围内运作。另一方面，需要对继电保护装置的运行情况进行检查、记录，充分研究各项运行数据指标，针对可能存在的问题进行调试，确保继电保护装置正常工作、安全运行。 2电力系统继电保护新技术的应用 2.1智能传感技术 智能传感技术在实际应用中提升了继电保护信息采集的便捷性，使继电保护装置的各项功能得到充分发挥。以变压器保护为例，在变压器本体上安装智能传感器，包括振动传感器、温度传感器和流量传感器等，充分发挥传感器监测和控制作用，为继电保护装置提供更为细致明确的数据支持，实现多元化继电保护目标。通过智能传感器，对电力设备进行实时监测，了解设备的运行状态，并进行综合判断，降低外部环境因素带来的不良影响，为继电保护装置提供可靠数据支持，提升继电保护选择性。在智能电网中，通过传感器获取精准的电气量并辨别异常采样值已十分普遍。电力系统稳定运行中，对于其中存在的非衰减基波分量问题，也可以通过智能传感器重新分配系统电压和电流，有效避免谐波分量衰减问题。所以，通过智能传感器收集和分析信息数据，对于电力系统减少故障误判、加快故障响应速度、智能化运行有着重要意义。 2.2自适应控制技术 继电保护技术发展，需要坚持以自适应控制技术为主线。该技术主要是通过分析电力系统的实际运行情况，判定复杂电路的故障，并结合实际情况下发控制命令。通过广泛应用自适应控制技术，能够有效增强继电保护装置在故障辨别中的准确性，提升继电保护装置的运行性能，加强对电力系统的保护，降低故障影响。同时，要从更广泛的视野出发，类比其他行业自适应技术的应用，充分借鉴有效的控制措施，结合继电保护装置的逻辑本质，实现电力系统自适应控制技术不断发展和完善，提升继电保护装置在电力系统中的应用可靠性。 2.3超高压交直流混输技术 在国家电网公司建设坚强智能电网的总体要求下，电网结构不断优化和完善，超高压交直流混输技术以其独特的优势得到了广泛应用，同时，对新时期的继电保护提出了更高要求。在超高压交直流混输技术应用下，电力系统在故障后，会出现明显的暂态特征，其谐波分量快速增长，在搭配有效的电量测量装置时，继电保护装置能够做出更为精准的故障判断。在电力系统不断发展的今天，继电保护技术逐渐将谐波作为故障判定的主要依据。以变压器保护为例，内部励磁涌流可能造成变压器其他保护逻辑无法发挥作用，而二次谐波不受涌流影响，可以通过对二次谐波进行监控，实现变压器内部故障的判定。超高压交直流混输技术的应用，在解决暂态难以测定、高压长线路中串联补偿问题和零序互感问题的同时，可以通过明确跨线故障定位和电气量范围，对现有的直流线路中的母线接线方式调整和完善，增设非线性元件，提升继电保护技术水平。 2.4网络化技术 网络化技术在继电保护中也是一项不可缺少的技术，对继电保护装置的发展和改进有着积极影响。所谓网络化技术，主要是通过网络设置及计算机系统来合理的控制好各项功能，避免在电力系统中出现不合理的继电保护反应，同时还可以有效的加快故障判别速度，提升继电保护装置的选择性，保证电网的正常运行。在继电保护中，网络化技术主要是通过联网进行数据整合，通过集中控制进行电网统一管理，这样不仅可以有效的提升继电保护装置的性能，还可以使得整个系统更加安全。 2.5人工神经网络技术 人工神经网络技术是目前比较流行的新技术，主要根据人类大脑的运行机制设计出相应的系统，能够实现自主学习、自动处理信息的全部过程。利用人工神经网络技术对电路系统中的故障进行判定是继电保护发展的重要方向之一，很大程度上实现继电保护装置性能质的提升，减少继电保护装置出错的概率。将人工神经网络技术应用在继电保护中已经引起了相关研究人员的关注，也必将成为继电保护发展

电力系统继电保护基本知识

电力系统继电保护 董双桥 2005年9月

第一部分电力系统继电保护的基本知识 电力系统：由发电电厂中的电气部分，变电站，输配电线路，用电设备等组成的统一体：它包括发电机、变压器、线路、用电设备以及相应的通信，安全自动装置，继电保护，调调自动化设备等。 电力系统运行有如下特点： 1、电能的生产，输送和使用必须同时进行。 2、与生产及人们的生活密切相关。 3、暂态进程非常短，一个正常运行的系统可能在几分钟，甚致几秒钟内瓦解。 电力系统继电保护的作用。 电力系统在运行中，可能由于以下原因，发生故障或不正常工作状态。 1、外部原因：雷击，大风，地震造成的倒杆，绝缘子污秽造成污闪，线路覆冰造成冰闪。 2、内部原因：设备绝缘损坏，老化。 3、系统中运行人员误操作。 电力系统故障的类型： 1、单相接地故障D（1） 2、两相接地故障D（1.1） 3、两相短路故障D（2） 4、三相短路故障D（3） 5 线路断线故障 以上故障单独发生为简单故障。在不同地点同时发生两个或以上称为复故障。 电力系统短路故障的后果： 1、短路电流在短路点引起电弧烧坏电气设备。 2、造成部分地区电压下降。 3、使系统电气设备，通过短路电流造成热效应和电动力。 4、电力系统稳定性被破坏，可能引起振荡，甚至鲜列。 不正常工作状态有：电力系统中电气设备的正常工作遭到破坏，但未发展成故障。 不正常工作状态有： 1）电力设备过负荷，如：发电机，变压器线路过负荷。 2）电力系统过电压。 3）电力系统振荡。

4）电力系统低频，低压。 电力系统事故：电力系统中，故障和不正常工作状态均可能引起系统事故，即系统全部或部分设备正常运行遭到破坏，对用户非计划停电、少送电、电能质量达不到标准（频率，电压，波形）、设备损坏等。 继电保护的作用，就检测电力系统中各电气设备的故障和不正常工作状态的信息，并作相应处理。 继电保护的基本任务： 1）将故障设备从运行系统中切除，保证系统中非故障设备正常运行。 2）发生告警信号通知运行值班人员，系统不正常工作状态已发生或自动调整使系统恢复正常工作状态。 电力系统对继电保护的基本要求（四性） 1）选择性：电力系统故障时，使停电范围最小的切除故障的方式 2）快速性：电力系统故障对设备、人身、系统稳定的影响与故障的持续时间密切相关，故障持续时间越长，设备损坏越严重；对系统影响也越大。因此，要求继电保护快速的切除故障。 电力系统对继电保护快速性的要求与电网的电压等级有关。 35kV及以下保护动作时间工段60-80ms 110kV 工段40-60ms 220kV 高频保护20-40ms 500kV 20-40ms 快速切除故障，可提高重合闸成功率，提高线路的输送容量。 3）灵敏性：继电保护装置在它的保护范围内发生故障和不正常工作状态的反应能力（各种运行方式，最大运行方式，最小运行方式），故障时通人保护装置的故障量与保护装置的整定值之比，称为保护装置的灵敏度。 4）可靠性： ①保护范围内发生故障时，保护装置可靠动作切除故障,不拒动。 ②保护范围外发生故障和正常运行时，保护可靠闭锁,不误动。 在保护四性中：重要的是可靠性，关键是选择性，灵敏性按规程要求,快速性按系统要求。

电力系统继电保护不稳定原因及解决办法研究 臧海洋

电力系统继电保护不稳定原因及解决办法研究臧海洋 摘要：电力系统继电保护运行中对电力能源传输起到很好的保护作用，但是受 到多方面因素的影响，继电保护存在很多不稳定因素。基于此，本文分析了造成 电力系统继电保护不稳定的原因，提出相关事故处理办法，以期电力系统继电保 护稳定运行，为社会平稳发展奠定基础。 关键词：电力系统；继电保护；不稳定；解决办法 引言 电力系统的维护是保障电力系统正常运行的关键，同时对电力系统来讲意义 非凡。电力系统维护期间，继电保护非常关键，继电保护是保障电力系统如果发 生故障或者运行异常时降低影响的重要手段。真正实现在最短时间以及最小区域 内控制电力系统故障，及时清除故障。继电保护技术性非常强，要求从故障分析 到处理等能力都要得到提升，继电保护存在一些不稳定现象，文章主要寻找产生 不稳定的原因以及优化措施。 1电力系统对继电保护设备的要求 现阶段随着电力系统建设规模的不断扩大，电力系统对于继电保护设备提出 了更高的要求，其要求继电保护装置一方面要具有可靠性，要求该装置能够对于 出现问题的电力保护装置提供可靠的解决方法，减少故障损失，另一方面要具有 快速性，保证在电力系统出现问题时其能够以最快的速度进行处理，降低危害。 此外，还需要具有灵敏性，对于电力系统的故障能够快速灵敏地进行控制，降低 损失。继电保护装置只有能够满足可靠性、灵敏性以及快速性的要求才能为电力 系统安全稳定运行提供有力的保障。 2电力系统继电保护不稳定原因分析 2.1系统硬件出现问题 继电系统保护装置的硬件组成相对复杂，影响继电不稳定的因素较多，具体 可从以下几方面分析：继电保护装置。影响继电保护装置可靠性的模块有电源供 应模块、中央处理模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块； 二次回路。二次回路绝缘老化、裸露导致接地的现象并不少见，这也是在成继电 保护系统不稳定的主要原因之一；继电保护辅助装置。交流电压切换箱、三相操 作继电器箱和分相操作继电器箱是辅助装置的重要组成部分，对继电保护的稳定 性有着重要影响；装置的通信、通道和接口。影响正常通信的因素有收发信机、 光纤以及微波通信接口等装置，如果这些装置出现问题将会导致继电保护装置动 作发生错误；断路器。断路器在电力网络中占据着重要地位，不但影响继电保护 的稳定性，对电力系统主接线的稳定性也有一定影响。 2.2软件问题 计算机技术的成熟与升级，网络化信息时代的到来，为电力系统的技术优化 创造了机会，同时也全面渗透到电力企业发展中。帮助电力系统实现现代化发展，优化继电保护装置，不断融入先进的网络程序技术。这些程序技术的融入，帮助 继电保护装置更健康的运行，起到重要的指导性作用，并且强化了继电保护装置 中的操控权。但是继电保护装置相关软件开发应用等都属于初级阶段，实际投入 使用的年限并不长，所以程序中难免会存在一些编码错误或者程序设计错误等问题，这些隐藏问题一旦暴露出来，就会对继电保护系统造成影响，运行不够稳定，数据分析不全面等，甚至会出现编码错误现象。软件机构设计方面缺少合理性， 输入定值稳定，影响电力系统继电保护装置的功能发挥。

浅谈电力系统继电保护技术

浅谈电力系统继电保护技术 【摘要】电力系统继电保护是确保电力系统运行安全性，提升电力企业社会经济效益的有效措施。本文结合工作经验，就电力系统继电保护相关问题进行简要论述。 【关键词】电力系统；继电保护；原理；配置与应用；常见故障；措施 现今，伴随着我们国家社会经济的快速进步与电力系统的迅猛发展，电网规模逐渐增大，网络结构也是越来越复杂，系统短路电流容量变化的速度也是越来越大。在这个大背景之下，电力系统继电保护也就面临着更大的压力，怎样有效利用继电保护相关技术来保障电力系统的正常运转，提升电力系统运转的质量与效率具有十分重要的现实意义。本文结合工作经验，就电力系统继电保护相关问题进行简要论述。 1.电力系统继电保护概述 1.1电力系统继电保护基本原理 电力系统出现运转不正常之时，会导致电流电压间相位角的改变、电压减小、电流上升等方面的变化，所以此时系统中各个参数和系统安全运行时各个参数之间的区别就能构成不同类型、不同工作原理的继电保护。通常继电保护由测量回路、逻辑回路、执行回路构成，其工作原理由下图一所示。 测量回路从电力系统中读取相关信号，并将此信号与规定的整定值比较，最后将结果输送到逻辑回路之中；逻辑回路依据上一环节输出量的组合、出现的顺序、大小性质等方面决定是不是需要动作；假设逻辑回路判定需要动作之时，则会将需动作这个信号发送到执行回路；执行回路延时又或者是马上输出跳闸信号或者是警报信号。 1.2电力系统安装继电保护的意义 当电力系统被保护设施设备运转出现问题的时候，继电保护设备可以有选择、快速、自动地从电力系统中把故障设施设备切断，进而确保电力系统运转正常的部分快速恢复工作，避免故障设施设备的损害程度继续加大，将停电范围尽可能减小；当被保护设施设备发生故障，出现异常工作状态之时，继电保护装置应当可以反应及时，并且依据工作维护相关信息，输出信号、降低跳闸又或者是负荷动作指令的发生概率。这个时候一般对保护快速动作不作要求，而是依据对系统相关元件与整个电力系统危害程度规定某种程度的延时，防止不必须的动作。与此同时，继电保护装置也承担着监控整个电力系统的责任，它能通过测量系统电流电压情况将电力系统设施设备工作状态反映出来。 2.在电力系统中继电保护的配置与应用

电力系统继电保护复习知识点总结材料

第一章、绪论 1、电力系统运行状态概念及对应三种状态： 正常（电力系统以足够的电功率满足符合对电能的需求等）不正常（正常工作遭到破坏但还未形成故障，可继续运行一段时间的情况）故障(电力系统的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、误操作、设计制造缺陷等原因会发生如短路，断线等故障) 2、电力系统运行控制目的： 通过自动和人工的控制，使电力系统尽快摆脱不正常运行状态和故障状态，能够长时间的在正常状态下运行。 3、电力系统继电保护： 泛指继电保护技术和由各种继电保护装置组成的继电保护系统。 4、事故： 指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户停电或少送电或电能质量变坏到不能允许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏的事件。 5、故障： 电力系统的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、误操作、设计制造缺陷等原因会发生如短路，断线等。 6、继电保护装置： 指能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作与断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。 7、保护基本任务： 自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使元件免于继续遭到损坏，保障其它非故障部分迅速恢复正常运行；反应电气设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。 8、保护装置构成及作用： 测量比较元件（用于测量通过被保护电力元件的物理参量，并与其给定的值进行比较根据比较结果，给出“是”“非”“0”“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应启动）、逻辑判断元件（根据测量比较元件输出逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否该使断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执行输出部分）、执行输出元件（根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作） 9、对电力系统继电保护基本要求： 可靠性（包括安全性和信赖性；最根本要求；不拒动，不误动）；选择性；速动性；灵敏性 10、保护区件重叠： 为了保证任意处的故障都置于保护区内。区域越小越好，因为在重叠区内发生短路时，会造成两个保护区内所有的断路器跳闸，扩大停电范围。 11、故障切除时间等于保护装置（0.06-0.12s，最快0.01-0.04s）和断路器动作时间（0.06-0.15，最快0.02-0.6）之和。 12、①110kv及以下电网，主要实现“远后备”-一般下级电力元件的后备保护安装在上级（近电源侧）元件的断路器处；②220kv及以上电网，主要实现“近后备”-，“加强主保护，简化后备保护” 13、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。

继电保护毕业设计开题报告写法及示例

如何书写开题报告，以下内容可以作为参考。 一、选题背景与意义 注意不要加编号，分两段，一段讲背景，一段讲意义。背景段，回答几个问题，（1）110kV 属于什么类型的电网？是主干网么？（2）传统的110kV电网是单侧电源网还是双侧电源网？（3）现在的110kV电网存在分布式电源问题……（4）110kV电网一般配置有距离与零序电流保护，但在配置、整定与运行中中出现过什么问题？ 意义段，针对110kV电网一般配置有距离与零序电流保护所存在的问题，通过……工作，……研究，解决……问题。将对电网的安全稳定运行产生积极的意义。 二、课题关键问题及难点 关键问题： （1）等值阻抗计算与网络简化问题 ……………… （2）短路电流计算问题 ……………… （3）保护整定配合问题 ……………… （4）PSCAD仿真验证问题 …………………… 难点： （1）分支系数求取的问题 （2）系统运行方式确定的问题 （3）PSCAD仿真验证问题 等，自由发挥 三、文献综述 围绕上述问题进行综述，字数要够，格式正确，引用正确。具体方法：在《中国电机工程学报》、《电力系统保护与控制》、《电力自动化设备》、《电力系统自动化》、《中国电力》等杂志上下载20篇相关论文，注意要限定期刊，关键词为：距离保护、零序保护、分布式电源等。 四、方案（设计方案、研制方案、研究方案）论证 根据个人的任务，确定以下内容： （1）运行方式的论证 具体说明对于本课题，的大运行方式及小运行方式。…………………… （2）短路点的论证 以哪些点为短路点，为什么？准确求取什么类型的短路故障？为什么 （3）短路电流求取 求出短路点的短路电流后，将要求出哪些支路的短路电流？ （4）整定计算方案 说明一下。 （5）仿真任务 ……该条泛泛地说下即可。 五、工作计划

电力系统继电保护、安全自动装置概述参考文本

电力系统继电保护、安全自动装置概述参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

电力系统继电保护、安全自动装置概述 参考文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1．什么是继电保护装置? 答：当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电 力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向 运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断 路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施 和设备，一般通称为继电保护装置。 2．继电保护在电力系统中的任务是什么? 答：继电保护的基本任务： (1)当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元 件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路

器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。 (2)反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。 3．简述继电保护的基本原理和构成方式。 答：继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化，构成继电保护动作的原理，也有其他的物理量，如变压器油

《电力系统继电保护(第2版)》教学课件—11.微机保护基础知识

电力系统 继电保护

第11章 微机保护基 础知识

第11章 微机保护的优点 11.1 电网的距离保护 微机保护的硬件系统 11.2 微机保护的基本算法与数字滤波 11.3 微机保护的软件系统配置 11.4 微机保护的抗干扰措施 11.5

第11章微机保护基础知识 ?本章介绍微机型继电保护装置的组成、特点和工作原理。 ?要特别注意微机保护硬件的组成及保护软件的基本算法；模数转换原理、保护算法的推导及特点。

（1）改善和提高了继电保护的动作特性和性能。 ①用数学方程的数字方法构成保护的测量元件，其动作特性可以得到很大改进，或得到常规保护（模拟式）不易获得的特性。②微机保护的记忆功很强，能更好地实现故障分量保护。③可引进自动控制、新的数学理论和技术。 （2）可以方便地扩充其他辅助功能。 ①能打印故障前后电量波形：故障录波、波形分析。②能打印故障报告：日期、时间、保护动作元件、时间先后、故障类型。③能随时打印运行中的保护定值。④能利用线路故障记录数据进行测距（故障定位）。⑤能通过计算机网络、通信系统实现与厂站监控交换信 息。⑥能远方改变定值或工作模式。

（3）工艺结构条件优越。 ①硬件比较通用，制造容易统一标准。②装置体积小，可减少盘位数量。③功耗低。 （4）可靠性高。 ①数字元件的特性不易受温度变化、电源波动、使用年限的影响，不易受元件更换的影响。②自检能力强，可用软件方法检测主要元件、部件工况以及功能软件本身。 （5）调试维护方便。 微机保护采用了数字逻辑，其自身有完善的自检功能，装置上有故障就会立即报警，因 此，检验和调试非常方便，大大减轻了运行维护的工作量。

电力系统继电保护与故障检测新方法研究 张勇

电力系统继电保护与故障检测新方法研究张勇 发表时间：2018-04-18T17:01:42.150Z 来源：《电力设备》2017年第31期作者：张勇1 陈聪2 [导读] 摘要：人们生产生活中需要电力维持正常，因此电力系统的安全性和稳定性会对人们的生产生活产生直接的影响。 （1中南电力设计院有限公司湖北省武汉市 430071； 2国网湖北省电力公司技术培训中心湖北省武汉市 430079） 摘要：人们生产生活中需要电力维持正常，因此电力系统的安全性和稳定性会对人们的生产生活产生直接的影响。为了能够确保电力系统的安全性和稳定性，必须对电力系统进行检测、控制和保护，而继电保护与故障检测均能够在电力系统运行中应用，是保证电力系统安全性的重要措施。 关键词：电力系统；继电保护；故障检测 对于维持电力系统安全稳定运行而言，继电保护装置起着关键性的作用。电力系统是个整体，在其运行过程中，会受到天气气候，人为操作以及突发灾难等的影响，从而给电力系统的稳定运行带来一定的挑战。继电保护系统的正常运行，能够在电力系统发生故障的时候及时切除故障，从而控制故障范围的延伸，减小故障带来的损失。所以，加强系统继电保护故障检测已经成为保障现代电力系统安全稳定不可缺少的技术措施。 一、电力系统继电保护及故障检测的作用 1.1电力系统继电保护常见故障 ①继电保护装置质量较差。在市场经济的背景下，市场竞争不断加剧，存在部分厂家为谋取利益，生产质量不合格的继电保护产品投放至市场。这些继电保护产品质量较差，在电力系统中的应用将对电力系统的安全造成威胁。例如继电器零部件的材质和精度不达标、整体性能不合格，微机保护装置的元器件运行失调且性能与质量较差，容易导致装置的运行出现故障。②继电采样通道出现故障。电力系统中继电保护装置的应用更加广泛，但继电保护系统中，由于各种原因的影响，继电保护采样通道经常出现问题，包括压互信号故障以及流互信号故障等，不利于电力系统的安全运行。③外部故障干扰造成继电保护装置工作异常。继电保护装置应和外部二次回路，直流系统，有效结合互感器共同作用才能起到保护电力系统的作用。然而，外部设备如果出现故障，将导致继电保护装置的判断失灵，失去其应有的保护作用。 1.2电力系统继电保护故障检测的作用 电力系统继电保护及故障检测能够有效保证电力系统的安全运行，一旦系统内部某个设备或元件出现故障时，系统能够自动发出相关指令，从而有效降低故障对电力系统的实际影响，并能够实现系统内部资源的有效整合，从而促进电力系统的快速恢复运行，从而有效减少系统故障对社会生活产生的不便。电力系统继电保护及故障检测能够实现对电力系统运行情况的监测，及时发现电网运行中的异常情况和故障问题，进而对出现问题的故障区域和问题原因进行分析，采取合理的解决措施对故障进行处理。一旦电力系统内部工作状态不稳定，继电保护和故障检测能够在第一时间自动发出信号，提醒值班人员电力系统出现异常，以便故障问题能够得到第一时间的处理，从而有效降低电力系统故障问题所导致的安全隐患。从总体情况来看，电力系统继电保护和故障检测在实际应用过程中具有良好的优势，灵敏度高且可靠性较强，若相关人员能够对此进行规范操作和利用，那么继电保护及故障检测在电力系统的运行中发挥着重要的作用。 二、基于小电流接地系统的故障检测方法 2.1利用空间电磁场探测单相接地故障支路方法 若小电流接地系统出现单相接地故障时，应当全面系统的对接地点的各个支路的零序电压和电流特点进行科学合理的分析，针对其周围磁场分布的实际变化情况采取有效的措施，从而对故障问题进行合理的解决。根据小电流接地系统稳态分析的基础和不考虑负载与线路间互感影响因素的条件下，对配电线路周围的电磁场进行仿真接地点探测，得出了三相电压和电流三相合成的电场和磁场与零序电压和零序电流分别产生的电场和磁场具有可替代性的结论，并利用5次谐波电流电压的电场和磁场作为检测信号，实现故障点的探测和定位。证实了利用空间电磁场探测故障支路和故障点方法的可行性。 2.2识别故障支路和故障接地相的方法 在电力系统的实际运行过程中，若小电流接地系统出现故障，并且故障类型是单相接地故障时，电力系统会呈现出明显的暂停状态，为故障检测的有序进行提供可靠的基础。通过小电流接地系统模型的有效建立，能够对故障发生之前暂停状态的信号形成一定识别状态的波形和波段，并且系统各支路的负荷电流的波形也出现一定形式的变化，电力系统相关人员通过采取有效措施对故障信号的波段进行科学合理地分解，促进故障支路与健全支路的有效对比，从而对出现故障的支路和接地相进行有效地识别和判定，进而采取有效措施对故障进行处理。相关研究人员的研究表明，识别故障支路与故障接地相的方法在实际应用过程中，应当对故障的实际情况进行有效地分析，确保电力系统故障检测的稳定性和精准性，进而促进电力系统故障得到科学合理地解决。 三、分析系统的继电保护与故障检测 3.1综合故障分析系统功能 电力系统运行中的故障分析系统是电力系统中的重要组成部分，其分析的有效性对于电力系统的故障定位和故障解决具有重要的意义，能够准确及时地将故障信息提供给调度人员，促进系统恢复决策的及时性和快速性，并且为电力系统的稳定运行提供大量的可靠信息，实现电力系统故障分析功能的有效价值。电力系统故障分析系统具有综合性和多元化的功能，通过对系统内部各项功能的有效应用，能够对系统运行的相关数据进行可靠的记录，从而为自动化监控系统提供可靠的数据支撑。电力系统能够将故障录波器的功能进行合理的应用，实现机电保护与故障检测的有机协调，促进电力系统各项设备之间的数据共享和传输，从而满足系统运行的实际需求。综合故障分析系统的有效应用，能够在一定程度上保证故障测算的准确性和可靠性，促进系统数据的应用更加灵活。电力系统故障分析系统能够对多样化的故障信息进行集中化、一体化的处理，实现信息数据的共享。 3.2综合故障分析系统的继电保护与检测方法 从总体情况来看，综合故障分析系统的继电保护与检测方法采取网络化的方式，通过主站对电力系统的整体进行协调配置，从而促进了数据之间的传播和共享，并根据继电保护装置的实际反应情况采取行之有效的措施，促进故障定位的准确性，并保证故障原因分析的可

浅谈电力系统继电保护的运行管理

浅谈电力系统继电保护的运行管理 随着我国社会经济的高速发展，各大城市化进程加快与工农业的进度，对电能的需求量将会越来越大。在这样的形势下，对电网的安全运行有了更高的要求，其中电力系统继电保护是非常关键的一个环节，电力系统继电保护运行管理工作的有效性将会直接影响到电力系统的安全稳定运行。因此，在电力系统安全运行管理过程中，要注重电力系统继电保护管理的重要性，只有保障运行管理的合理性、有效性与准确性，才能最大限度确保电力系统继电保护在实际运作中不会出现差错，进而确保电力系统的安全稳定运行。文章针对电力系统继电保护运行管理中存在的一些问题进行分析，并尝试提出一系列改善措施，从而提升管理质量，确保电力系统安全运行。 标签：电力系统；继电保护；运行管理 电力系统继电保护的主要功能是在电力系统发生突发故障的情况下，能对设备故障进行及时的消除与修复，进而确保电力系统运行的安全稳定性。因此，电力系统继电保护运行管理的重要性必须得到正视，从而为电力系统设备的安全运行打下坚实的基础。 1 电力系统中继电保护管理的重要性与主要任务 1.1 电力系统继电保护管理的重要性 整个电力系统工作中继电保护是不可替代的一个组成部分，所涉及到责任、工作量、技术性都非常大。电力系统继电保护工作人员需要面对的是：保护装置、电网结构、设备配置、运行实际情况以及故障出现情况等相关的很多信息，需要通过电脑系统对其进行准确的统计、分析，进而进行处理工作，这类工作十分重要，并且十分繁重。為了对现场运维人员的工作量进行有效的降低，并且要更好地确保其劳动生成质量与效率，对电力系统继电保护信息管理系统的开发是当前电网改革发展的一个主要项目。 1.2 电力系统继电保护管理的主要任务 电力系统继电保护的主要任务是：针对继电保护所涉及到的表格、文件、数据以及图像等进行分析、查询、修复、浏览以及删除。由此可见，管理对象的结构是很复杂的，而且其中层次很多，无论什么样的一次设备、二次设备参数、统计分析及运行状态、档案管理等等事务管理。在分工过程中，每一层保护专业都非常详细，也是造成数据库与表格种类很多的主要因素，充分利用管理系统的优势与功能，才能最大限度地提升电力系统继电保护的工作效率与数据使用的准确性。 2 电力系统中继电保护管理存在的问题

电力系统继电保护综述

内蒙古科技大学课程设计任务书 课程名称电力系统继电保护原理 设计题目电力系统继电保护综述 指导教师时间1周 一、教学要求 电力系统继电保护课程设计是培养学生应用理论知识的一种综合训练。本课程设计教学要求是：（1）理论与实践紧密联系；（2）学习电力系统保护的配置原则以及整定计算方 法。（3）训练学生工程CAD制图方法。（4）学习保护配置原则、整定原则、灵敏系数要 求以及灵敏系数校验方法。通过课程设计，使学生系统地掌握电力系统继电保护的历史、 现状和发展前景，对各类保护的具体内容作一综合阐述。 二、设计资料及参数 （一）设计原始资料 1、参考所使用教材内容。 2、通过网络查询我国及国外电力系统继电保护发展、保护方法及最新成果等。 3、通过校园网数据库查阅全国中文核心期刊有关电力系统继电保护的综述内容。 4、通过校园网数据库查阅优秀硕博士全文论文。 三、设计要求及成果 1、理论联系实际，在查阅大量文献资料的基础上有针对性的将目前常用的继电保护 方法进行论述，不能将别人论文中的观点或内容直接拷贝复制，否则课程设计成绩记为不及格。 2、独立思考，在现有保护的基础上提出自己的创新观点，或对现有保护的不足提出 改进措施。 3、阐述过程中可以针对一种或几种保护或对某一设备的保护进行详细分析说明。 4、认真细致，在课程设计中应养成认真细致的工作作风，克服马虎潦草不负责的弊 病，为今后的工作岗位上担当建设任务打好基础。 5、按照任务书规定的内容和进度完成。 四、进度安排 1、讲解设计目的、要求、方法、任务分工。（2小时）

2、查阅资料，熟悉用户任务要求，（0.5天） 3、设计保护方案，提出可行性报告（1天） 4、查阅图书、资料、产品手册和工具书进行设备校验，绘制继电保护二次展开图（ 1 天）。 5、撰写设计说明书（2天） 五、评分标准 课程设计成绩采用非百分制记法。主要注重量化过程考核，创新能力考核，评分内容 和标准如下： (1)设计态度20% 遵守劳动纪律和安全文明实训，准时上下课，不大声喧哗，不随意走动，不做与课程 设计无关的事。认真查找资料，主动提出问题，分析问题，解决问题。服从管理，按时完 成设计任务。 (2)实践能力20% 继电保护装置满足规程要求，可靠性高，设备选择得当，计算、保护、整定等满足要 求。保护屏安装规范，布置美观。设计过程有创新，故障判断准确，短路电流计算正确。 (3)方案设计40% 课程设计报告包含两部分，设计说明书和图纸。 设计说明书要求内容完整，文字流畅，字迹端正，图纸规范，尤其要突出设计创新， 采用新方法，新工艺，新设备。设计论证充分，可靠性高。设备选择正确合理，设计心得 体会真实可信。 (4)课题说明书20% 对课题考核重点理解深刻，能正确、全面地回答问题。 若发现有抄袭或请别人代做者，取消参加考核的资格，成绩以零分记录。 最后总评以优、良、中、及格、不及格记。 六、建议参考资料 1．张保会．电力系统继电保护［M］，北京：中国电力出版社第二版，2005 2．贺家李，宋从矩．电力系统继电保护原理［M］，北京：中国电力出版社第二版， 1994 3．杨奇逊．微机型继电保护基础［M］，北京：中国电力出版社1988 4．王维俭．电力系统继电保护原理［M］，北京：清华大学出版社，1992

电力系统继电保护配置原则教学总结

电力系统继电保护配置原则 一、概述 电力系统是指由发电、送电、变电、配电和用电等各个环节（一次设备）所构成的有机整体，也包括相应的通信、继电保护（含安全自动装置）、调度自动化等设施（二次设备）。 电力系统安全运行是指运行中所有电力设备必须在不超过它们所允许的电流、电压、频率及时间限额内运行(强调充裕性)。不安全的后果可能导致电力设备的损坏，大面积停电。 2003年8月14日下午，美国纽约、底特律和克利夫兰以及加拿大多伦多、渥太华等城市均发生停电事故。事故原因俄亥俄州阿克伦城的第一能源公司的两根高压电线其中一根因树枝生长碰至线路后跳闸，另外一条线路因安全自动装置误动，导致第二条线路跳闸，最终导致各个子电网潮流不能平衡，最终系统解列。 可见，要保证电力的安全稳定运行，必须配置安全可靠的继电保护装置和安全自动装置。继电保护顾名思义在系统发生故障时及时隔离故障点保护一次设备，同时能够让电力系统继续安全稳定运行。 二、基本要求 继电保护配置方式要满足电力网结构和厂站的主接线的要求，并考虑电力网和厂站的运行方式的灵活性。所配置的继电保护装置应能满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。 1）要根据保护对象的故障特征来配置。

继电保护装置是通过提取保护对象表征其运行状况的故障量，来判断保护对象是否存在故障或异常工况并采取相应的措施的自动装置。用于继电保护状态判别的故障量，随被保护对象而异，也随电力系统周围条件而异。使用最普遍的工频电气量，而最基本的是通过电力元件的电流和所在母线的电压以及由这些量演绎出来的其它量，如功率、序相量、阻抗、频率等，从而构成电流保护、电压保护、方向保护、阻抗保护、差动保护等。 2）根据保护对象的电压等级和重要性。 不同电压等级的电网的保护配置要求不同。在高压电网中由于系统稳定对故障切除时间要求比较高，往往强调主保护，淡化后备保护。220kV及以上设备要配置双重化的两套主保护。所谓主保护即设备发生故障时可以无延时跳闸，此外还要考虑断路器失灵保护。对电压等级低的系统则可以采用远后备的方式，在故障设备本身的保护装置无法正确动作时相邻设备的保护装置延时跳闸。 3）在满足安全可靠性的前提下要尽量简化二次回路。 继电保护系统是继电保护装置和二次回路构成的有机整体，缺一不可。二次回路虽然不是主体，但它在保证电力生产的安全，保证继电保护装置正确工作发挥重要的作用。但复杂的二次回路可能导致保护装置不能正确感受系统的实际工作状态而不正确动作。因此在选择保护装置是，在可能条件下尽量简化接线。 4）要注意相邻设备保护装置的死区问题 电力系统各个元件都配置各自的保护装置不能留下死区。在设计