繼電保護配置的主要原則范文

導語：如何才能寫好一篇繼電保護配置的主要原則，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：智能變電站；繼電保護；技術規范；研究

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 08-0000-01

根據我國提出的關于電網的建設要求，需要在實際的工作當中，建立起具有統一規劃以及建設標準原則的電網，并且需要以高壓的電網，作為主干網絡，同時各級電網協調的發展，進而建設出具有自動化、智能化、互動化以及較強的信息化的國家電網。而要實現這一點內容，就需要在實際的工作當中，針對現階段電網建設當中的一些主要問題，諸如技術規范、操作配置的實際狀況、保護配置的原則等，進行深入的研究，同時，針對繼電保護工作，進行合理的加強以及改進，進而為電網建設打下堅實的基礎，很好的順應時代的發展，提升變電站的工作穩定性以及可靠性，為相關技術的進步以及發展，做出突出的貢獻。

一、智能變電站繼電保護的設計技術規范原則

針對智能變電站的繼電保護配置的基本技術規范進行詳細的分析和研究，是逐步的開展工作的重點環節。根據我國的相關規定以及技術要求，針對繼電保護的技術指標、配置的主要原則以及信息的交互性原則等，都進行了詳細的規定，同時，針對電子互感裝置以及合并的單元等，都在技術方面提出了新的要求。在實踐的工作當中，一方面需要針對智能變電站當中的繼電保護的四性進行很好的設計，還需要針對高電壓的等級繼電保護的系統進行雙重化的配置設定，保證站控層完全的獨立化，同時，其中的繼電保護設備裝置，不需要接入到網絡當中，采用具有交互式的獨立借口的數據控制裝置。針對具體的保護動作，需要采用直接的采樣，針對單間隔的保護，則需要使用直接跳閘的方式，其中涉及到多間隔的保護，也可以使用直接跳閘的方式。另外一個方面，針對智能變電站之中的繼電保護，還需要針對變壓器的保護以及線路的保護等，進行詳細的規范，針對高壓的并列線路以及母線的配置保護，進行明確的設計，全面的保證各個設備裝置都可以正常穩定的運行，針對安全自動裝置設備以及智能的終端等，進行詳細的技術要求以及具體的說明，以此為基礎，很好的提升智能變電站繼電保護工作的穩定性和可靠性，為相關技術的進步做出努力。

二、智能變電站繼電保護配置狀況

根據上文的詳細闡述和分析，可以對目前階段的智能變電站繼電保護工作當中主要的技術規范以及設計的基本原則等，有著明晰的了解和掌握。接下來，將針對智能變電站當中繼電保護的實際配置的狀況，進行細致的闡述。

在變電站之內，站內的主開關，一般是選擇常規式的開關，針對自動化的系統，則應該采用三層的設備以及兩級的網絡線路的結構來組成，在變電站之內，過程層，需要使用SV網絡以及GOOSE網絡相互結合的方式，來對具體的組網方案進行改進，同時，在變電站之內，還需要針對配置的線路保護縱差以及故障的錄波器等，進行雙重化的配置。針對雙重化的配置，首先，需要在其第一層設置相應的電子保護設備裝置以及單套的配置線路，針對繼電保護的工作進行有效的加強，同時，對于智能變電站當中的母聯保護，則需要直接的接入至過程層，以便更好的和單套配置的智能終端結合起來，全面的提升使用的效果以及工作的穩定性和協調性。另外一個方面，在智能變電站的繼電保護配置過程之中，還需要注重過程層采用直接跳閘的設置原則，這一點對于實際的工作和運行來講，尤為重要，如果采用的是網絡跳閘的方式，則有可能會導致網絡延時以及對于電力網絡的工作穩定性造成一定程度上的影響，所以，針對這一方面的問題，還需要在實際的工作和配置當中，引起足夠程度的重視。

三、智能變電站站內的各個設備繼電保護配置

在智能變電站的各個設備的繼電保護配置工作當中，主要是針對線路的保護、變壓器的保護以及母聯的保護進行具體的設計，很好的針對這一環節進行分析和研究，將直接的影響到智能變電站的工作穩定性以及工作的可靠性。

（一）線路保護。針對線路的保護，需要保證站內的控制以及測控等的功能高度一體化，同時，還需要針對重合閘以及斷路器等裝置進行很好的技術改進，以便在實踐的操作過程當中發揮出應有的效應。首先，在線路的間隔保護層之內，需要針對測控的裝置以及相關的網絡交換信息裝置進行具體的配置，同時，還需要使用點對點的方式來合并單元并且和智能的終端相互的連接，保護的裝置設備，和合并的單元之間進行數據的傳輸，很好的實現了直接的采樣功能，而這一點改進對于實踐的工作以及運行則是有著非常重要的作用和意義。此外，在安裝母線以及線路的電子互感器裝置之時，還需要針對其中的電流以及電壓的控制信號進行明確的分析，保證數據可以經過光線以及網絡保護測控裝置。

（二）變壓器的保護。針對變壓器的保護，也是相關工作當中的重點環節之一。首先，其具體的保護配置方案，和線路的保護基本一致，需要針對低壓的側和單元以及電流信號等，直接的輸出至保護側控裝置當中，很好的實現信號以及數據的直接采樣，這一點同樣對于實際的工作具有重要的意義，在高壓以及中壓的智能終端之上，需要使用GOOSE網絡，來直接的和變壓保護裝置相互連接起來，進而可以更好的實現直接的跳閘操作，保證了設備裝置以及電力系統的智能化以及自動化。

（三）母聯保護。針對母聯的保護，相關的配置原則較為簡單，并且在結構的設置之上，也更加便捷。針對分段保護裝置設備，需要很好的與合并的單元以及智能終端相互連接起來，同時，實現不通過網絡的數據交換，來進行相關電力系統運行以及工作信息數據的采樣和分析，針對其中的保護裝置設備以及合并的單元涉筆，需要通過獨立的網絡以及SV的網絡來進行連接，進而很好的實現信號的分段傳輸以及間隔式的傳輸，保證了電力設備以及相關系統的運行穩定性和可靠性。

四、結束語

綜上所述，根據對智能變電站當中的繼電保護進行詳細的分析和研究，從實際的角度出發，深入并且細致的探析了智能變電站的繼電保護具體的配置原則以及設計的技術規范，針對其中各個設備的具體設計，進行了細致的探究，從實際的角度出發，針對電力系統設備當中的線路保護、變壓器保護以及母聯的保護等，進行具體化的分析和探究，針對其中的重點環節和設計當中的難點，都進行了詳盡的闡述，力求為相關技術和工作的進步做出積極的貢獻。

參考文獻：

[1]王和平.淺議現代化的繼電保護配置基本原則以及實踐當中需要注重的幾個方面的內容[J].電力網絡設計規劃，2008，10：112-113.

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關鍵詞：繼電保護；配置；可靠性；措施

電力系統組成結構十分復雜，而且元件數量眾多，運行環境及運行情況具有復雜性。再加之設備自身及各種外界因素的影響，這就導致電力系統極易發生故障，從而對整個系統的正常運行帶來較大的影響。繼電保護裝置能夠及時發現電力系統運行過程中運行異常情況并發出報警，一旦故障發生時，繼電保護系統能夠第一時間動作，及時切除故障，避免故障范圍的擴大，有效的保證電力系統無故障部位的安全運行。

1 繼電保護的基本原理及保護裝置組成

電力系統要想確保正常運行，則其各個組成元件都需要保持在額定的安全參數內，一旦超出額定參數，則極易導致系統故障發生，威脅運行的安全。繼電保護裝置主要是針對電力系統的運行故障而采取的反故障及應急處理保護，因此在繼電保護裝置設計時，需要對設備和系統的正常和非正常運行狀態能夠正確區分，從而確保繼電保護功能的實現。

電力系統運行過程中一旦出現電路故障，則會呈現出電流劇增或是電壓銳減等特征，因此繼電保護設計的最初原則也是基于這個特征來實現對電力系統故障進行有效保護。如過電流保護、低電壓保護及母線保護等。將能夠反映這一特征的電路參數確定為阻抗，針對阻抗數值的變化來確定故障發生點的距離。

繼電保護裝置主要由參數測量、邏輯、額定值調整、命令執行等部分共同組成，通過對給定的整定值與額定參數值進行對比，以此來對設備是否處于正常的運行狀態進行判定，對參數測量部分輸出的數據進行邏輯判斷，并進行下一步邏輯關系動作。在執行部分中主要以參數測量和邏輯部分為依據來對執行結果進行判定，從而做出斷路器跳閘或是發出警報信號的動作。

2 繼電保護的配置

2.1 繼電保護配置的主要目標

當電力系統保持正常運行狀態時，繼電保護裝置能夠完整的將設備運行的情況顯現出來，并為工作人員提供精確的運行數據。當電力系統出現故障時，繼電保護裝置則能夠及r將問題報告給工作人員，從而使問題得到及時解決。而且在繼電保護作用下，系統一旦出現運行異常情況，則能夠及時發出信號或是警報，工作人員能夠及時對故障進行處理，有效的確保了電力系統運行的穩定性。

2.2 繼電保護配置的選擇要求

2.2.1 有選擇性。繼電保護在電力系統出現故障時，能夠及時將故障線路切除，并繞過故障部位確保其他部分的正常運行，這種選擇性有效的保證了電力系統運行的可靠性。

2.2.2 靈敏度。繼電保護裝置在電力系統運行異常情況出現時，能夠及時發現并發出警示信號，而且在故障發生時，有效的繞過故障，使故障部位與無故障部位獨立，相互不產生影響。

2.2.3 快速性。繼電保護裝置在故障發生時，能夠第一時間動作及時對故障進行處理，為電力系統正常、穩定的運行提供了良好的條件。

2.2.4 可靠性。繼電保護裝置利用自身的可靠性來有效的發揮對電力系統正常運行的保護作用，因此可靠性也是繼電保護配置需要堅持的最基本要求。

2.3 配置方法

當前繼電保護配置的主要方式包括三部分，即廣域電網保護、站域電網保護和就地化間隔保護。在廣域電網保護中能夠實現對中站心在內的多家變電站進行有效保護，不僅具有較強的區域保護可靠性，而且故障檢測角度也十分全面。站域電網保護作為后備保護，通過站域中心機來對變電站各個元件的信息進行收集，從而對故障進行判斷完成保護任務。而就地化間隔保護主要是針對相應的具體一次設備采取的保護，保護方式十分靈活，不依賴于單一決策。

3 加強繼電保護裝置可靠性的措施

3.1 持續完善繼電保護設備的合理配置方案

限于技術和經濟上的制約，我國110kV的繼電保護配置方案較為常見，但這個方案在雙重保護配合和智能化配置方面還存在一些不足之處，要想提高繼電保護配置方案的完備性，則需要資金和技術的支持。因此需要對繼電保護的重要性有一個深入的認識，全面提升繼電保護意識，加大資金和技術上的投入力度，在符合110kV繼電保護配置要求基礎上，還需要制定后期的故障處理方案和維護方案。近年來我國變壓器受到不同程度的損毀，這在電力系統中非常常見，追究其原因主要是由于缺乏持續性保護措施，繼電保護設備配置上過于簡單，這種方案的簡單化處理給日后維護工作帶來了較大的難度，會導致維修和保護成本增加。因此需要通過合理投入，制定科學的保護措施，進一步對繼電保護設備的配置進行完善。

3.2 調度人員對繼電保護按照獨立裝置類型進行檢查和統計

在當前電力系統運行過程中，需要針對各種保護裝置常見故障進行統計，并建立數據庫系統，因此調度人員可以將繼電保護按獨立裝置類型進行檢查和統計，對其一些常見故障進行分類檢查，并對其發生規律進行分析，采取有效的預防控制措施，在故障發生時能夠及時進行處理，同時還能夠做某為繼電保護方案的優化和升級提供必要的依據。

3.3 了解繼電保護存在的缺陷，提前預防

作為工作人員，需要對繼電保護裝置自身存在的缺陷進行有效了解和掌握，并熟悉設備運行的規律，深入了解系統可能存在的故障點，對設備運行是容易發生的常發生性故障和非常發性故障進行掌握，從而針對繼電保護易發故障點提前做好預防措施，并對故障數據進行掌握，針對存在的問題采取有效的應急處理措施，確保及時消除故障。

3.4 合理配置繼電保護高素質專業人才

電力系統調度人員需要以繼電保護方案作為依據，合理來配置繼電保護技術人員。同時日常工作中加強對繼電保護技術人員的培訓，努力提高其專業技能，使其能夠與繼電保護技術的發展水平保持一致。根據地域需求和電力系統分配情況合理配置技術人員，而且在繼電保護配置方案實施后，人員不能頻繁變動，以避免由此而對繼電保護工作帶來不利影響。

4 結束語

繼電保護裝置是電力系統安全穩定運行的重要保障，繼電保護配置的合理能夠有效的提高電網的技術水平，因此在實際工作中，需要根據各地區電力系統結構情況來制定合理的繼電保護配置方案，確保繼電保護配置技術水平的全面提升，有效的減少故障的發生率，確保電力系統安全、穩定的運行。

參考文獻

[1]王賢立，劉桂蓮，江新峰.分布式光伏電站接入配電網繼電保護配置研究[J].電氣應用，2014.

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關鍵詞：10 kV 配電網 繼電保護

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（b）-0021-02

我國電力系統主要包括發電、變電、輸電、配電和用電等五大板塊，主要由大量不同類型電氣設備和電氣路線緊密聯結組成。配電網中，各種電氣故障時有發生，因此只有做好電力系統各個環節的安全運行管理，才能夠避免電力出現故障。10 kV配電網就是電力系統中的一部分，只要電力系統有風吹草動或者故障，就會對配電網運行造成影響，因此10 kV配電網的安全可靠運行直接與電力系統正常運行及用戶安全用電相關。一般10 kV電力系統有一次系統和二次系統，前者配置與設置都簡單方便，而后者則由繼電保護裝置、自動裝置及二次回路構成，其中繼電保護裝置能夠測量、監控以及保護一次系統，因此10 kV配電網繼電保護就必須要全面考慮所有因素，科學設置其繼電保護裝置。

1 10 kV配電網中繼電保護的有效配置

10 kV配電系統運行主要有3種狀態，也就是正常運行（各種設備以及輸配電線路、指示、信號儀表正常運行）、異常運行（電力系統正常運行被破壞，但未變成故障運行狀態）以及發生故障（設備線路發生故障危及到電力系統本身，甚至會造成事態擴大），按照10 kV電力系統和供電系統設計規范要求，就必須要在其的供電線路、變壓器、母線等相P部位布設保護設施。第一，10 kV線路過電流保護。一般10 kV電路上最好要設置電流速斷保護，它是略帶時限或無時限動作的電流保護，主要有瞬時電流速斷和略帶時限電流速度，能夠在最短時間內迅速切斷短路故障，從而降低故障持續時間，有效控制事故蔓延，因此電流速斷保護常常被用到配電網中重要變電所引出線路里，如果有選擇性動作保護要求，就可以采取略帶時限的電流保護裝置。第二，10 kV配電網中變壓器的繼電保護。一般配電網供配電線路出現短路，其電流很高時，也可以采用熔斷器保護，這種保護裝置有一定條件。如果在10 kV配電網中，其變壓器容量小于400 kVA情況下，就可以采用高壓熔斷器保護裝置，該裝置能夠幾毫秒內切斷電力，如果其變壓器容量在400～630 kVA區域內，且其高壓側采用斷路器的情況下，就要設置過電流保護裝置或者過流保護時限大于0.5 s的電流速斷保護。第三，10 kV分段母線的繼電保護。10 kV的分段母線也要運行電流速度保護，因為斷路器合閘瞬間，其電流速斷保護就發揮其應有作用，斷路器合閘后，電力速斷保護就會解除保護作用，主要為了防止合閘瞬間電流過大損壞電力設備和線路。此外，10 kV分段母線也要設置過電流保護裝置，要解除其瞬間動作（反時限過電流保護中）。

2 10 kV配電網繼電保護裝置要求

10 kV配電網的繼電保護裝置也有諸多原則，主要要符合選擇性、可靠性、速動性、靈敏性等要求。第一，選擇性原則。電力系統發生故障時，繼電保護裝置必須要發揮其及時斷開相關斷路器的功效，而選擇性則是指斷開的斷路器必須距離故障點最近，才能確保切斷隔離故障線路，使得其他非故障線路能夠順利正常工作。10 kV配電網電氣設備線路中的短路故障保護（主保護和后備保護）就是遵循了選擇性原則，其主保護能夠最快有選擇切除線路故障，后備保護則是在主保護/斷路器失效時，發揮效用切除故障，兩者同樣重要。第二，靈敏性原則。繼電保護范圍內，一般不管哪種性質、那種位置短路故障，保護裝置都要快速反應出來，如果故障發生在保護范圍內，保護裝置也不能發生誤動，影響系統正常運行，因此繼電保護裝置要想其保護性能良好，就必須要有極高的靈敏系數。第三，速動性原則。繼電保護裝置切斷故障時間越短，其短路故障對線路設備造成的損壞后果就越小，因此繼電保護裝置通常都被要求要能用最快速度切斷線路，也就是要有很高的速動性，目前我國斷路器跳閘時間在0.02 s以下。第四，可靠性原則。繼電保護裝置必須要隨時待命，處于準備裝好的狀態并在需要時做出準確反應，因此保護裝置的設計方案、調試和整定計算要求就很高，且其本身元件質量過硬，運行維護要合適、簡化有效，因此繼電保護裝置效用發揮才能可靠。

3 10 kV配電網繼電保護效能及注意事項

不論10 kV供電系統是處于正常運行狀態，異常狀態還是發生故障狀態，其繼電保護裝置都必須要充分發揮其相應功效，供電正常時，繼電保護裝置就必須要監控所有設備運行狀況，及時為相關工作人員提供完整、準確、可靠設備運行信息；發生故障時，繼電保護裝置就必須要迅速、有選擇性切斷故障線路，保護其他線路順利正常運行；供電異常時，繼電保護裝置就要快速警報，以便相關人員及時處理。要想10 kV配電網中繼電保護裝置能夠充分發揮效用，其保護裝置的相關配合條件就必須要滿足要求，如果搭配條件不符就很容易造成其保護裝置做出非選擇性動作，如斷路器越級跳閘等。當然除了上述外，零序電流保護也是一種繼電保護方式，系統中性點不接地系統如果一相接地就可以采用零序電流保護。不同線路和保護要求，工作人員就要科學設計不同保護裝置，綜合靈活運用才能夠達成高效保護10 kV電力系統正常穩定運行的效果和目的。

4 結語

現在已經進入了全面電能時代，人們工作生活各方面都離不開電力的支持，因此當前人們對電力需求量、電力系統質量、電力安全可靠性要求也日益提高。10 kV配電網作為電力系統中重要的基礎成分，由于其電網覆蓋廣、分布散亂、設備線路走徑復雜等特點，使得其繼電保護難度也較高。然而10 kV配電網繼電保護作為一種自動化保護設備，能夠有效維護保障電力系統安全穩定且有效運行，有效避免電力危險事故，因此做好10 kV配電網繼電保護工作十分重要。

參考文獻

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[7] 焦玉振.10 kV繼電保護裝置的運行研究[J].華電技術，2008，30（12）：73-74.

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關鍵詞：電力網絡；電力系統調度；繼電保護系統；電力故障

一、電力系統中繼電保護裝置概述

隨著電力技術的發展，電力系統的自動化相關技術已經達到了一定的水平。全數字繼電保護測試裝置，擁有著多種功能，一是數字化，二是模塊化，三是小型化，四是嵌入式人機界面，等等。在它的技術特點中，最主要的有兩個，一是高壓保護，二是測量裝置，必須要在滿足一些條件，即數字量信號。從硬件的結構以及軟件的設計方面來完成了全數字化的操作。整機使用了兩套 DSP+CPLD ，它們有著不同的模塊，一是信號發生模塊，二是人機監控模塊，其中，用于主要控制的DSP 系統，是可以使用以太網模塊的，與此同時，還可以對內部的通信協議進行自定義，通過對模塊之間內部的 CAN 通訊接口，進行傳輸以及測試的數據，從而可監控 DSP 系統就能夠賦予了兩種功能，一是人機交互功能，二是保護自檢的功能。

二、繼電保護配置原則及要點

1、繼電保護配置原則

為了保證繼電保護裝置能夠發揮作用， 保護電力系統的穩定運行，在確定繼電保護配置方案時，應該充分考慮多方面因素，既要考慮電力設備和電網的結構特點和運行特點，又要將故障發生的概率和危害考慮其中， 同時還應該將電力系統的近期發展狀況考慮在內，同時也不能忽略經濟性和之前國內外的成熟經驗。只有綜合考慮多方面因素，才能保證繼電保護裝置配置的合理性，才能為維護電力系統穩定運行作出貢獻。為此，繼電保護裝置在配置過程中要滿足電網結構和廠站主接線的要求，并充分考慮電網和廠站運行方式的靈活性。

2、繼電保護裝置設計的基本要點

繼電保護裝置是電力系統繼電保護技術的核心， 在電力系統繼電保護技術的運用過程中， 如何選擇繼電保護裝置極為重要。 繼電保護裝置的選擇要遵循安全可靠、質量過硬的原則， 只有選擇這樣的繼電保護裝置才能保證電力系統的暢通無礙，準確及時地對電力系統的運行狀況進行監測，才能保證在電力系統產生故障時自動切除，及時排除故障。隨著網絡技術的飛速發展，把網絡技術與繼電保護技術進行整合是當前繼電保護技術發展的一個重要課題。當期繼電保護裝置功能的進一步發展，能夠支持網絡監控系統，滿足電力系統自動化和網絡監控的客觀要求。因此，繼電保護裝置的選擇要從電力系統的實際出發，充分考慮設備的穩定性、安全性和科學性，以達到保障電力系統安全穩定運行的目的。

三、關于電力系統繼電保護的設計與配置

1、縱聯保護

縱聯保護是電力系統中常用的繼電保護配置。 所謂的縱聯保護，顧名思義，就是借助某種通信通道將輸電線路兩端安裝的繼電保護裝置縱向聯結， 將各端的電氣量傳送到對端進行比較， 根據兩端電氣量的比較結果來判斷是否超過線路范圍，從而決定是否切斷被保護線路。 另外，對于 220kV 的電網應該配置兩套完全獨立的保護裝置， 每套保護裝置應該配置完整的主、后備保護。 兩套縱聯保護的通道應該遵循相互獨立的原則，既要保證兩套裝置具備獨立的傳輸裝置，又要保證兩套縱聯保護裝置具有獨立的電源和路由。 在通道發生異常時，縱聯保護裝置應該能及時采取閉鎖保護，發出告警信號，在通道恢復正常時，閉鎖保護應該自動解除。

2、后備保護

當同路發生故障時， 同路上的保護會在故障發生的瞬間發出信號，同時會斷開同路上的電氣元件，這種立即采取措施的保護被稱為主保護。 但是在實際操作中，由于某些原因，主保護在電路中不能發揮作用， 然而在極短的時間過后會發生后備保護。 后備保護啟動后，也會將故障同路斷開，從而達到保護效果。 此外，值得一提的是，在接地短路中，后備保護應該遵循以下原則：①當接地電阻小于 100Ω 時，后備保護應該具備可靠、 有選擇性地切除故障的能力。 ②接地距離保護的配置，要以階段式或反時限零序電流保護為輔助。 另外，發生相間短路時，后備保護應進行相間距離保護的配置。

3、斷路器輔助保護

作為主保護和后備保護的補充，輔助保護在單、雙母線接線方式的失靈保護與母線保護在同一裝置中時可以不出現，失靈保護電流判別元件采取母線保護的電流判別元件。 但是在主保護和后備保護退出運行后， 斷路器輔助保護發揮著重要作用。 母線保護與失靈保護分開組屏，斷路器輔助保護和線路保護組成一面屏， 失靈保護電流判別元件使用斷路器輔助保護的電流判別元件。 另外，母線保護、失靈保護、主變壓器保護、 故障錄波器等都是電力系統繼電保護配置中必不可少的裝置，對于維護電力系統的穩定發揮著重要作用。

四、電力網絡中的繼電保護系統應用

1、對于變壓器的保護

繼電保護系統主要是通過電力系統的元件發生短路或者不正常情況時的電氣量數據變化來進行繼電保護操作的。變壓器繼電保護是通常電力系統非常關鍵的一部分，在接地保護中，通常需要安裝零序電流保護，將其作為110V 以上線路的中性點，直接與接地系統中的變壓器主保護的后備保護以及相鄰的系統元件短路后備保護。當接地電流發生單相或者兩相接地短路現象時，此時的零序電流分布與大小情況和系統中的變壓器中性點的接地數量和位置有著密切的關系。而在差動保護中，主變壓器的差動是主保護。對于三圈式主變壓器的三側 CT 以內出現的故障，如果電流方向產生變化則會導致電流差流過差動繼電器發生動作。另外，在變壓器設備中，三相一般來說都是對稱的，因此，保護裝置只需要在某一相上接一個繼電器就能夠通過延時信號來反映對稱的過負荷。

2、對于電容器的保護

繼電保護系統對于電容器過流、速斷保護與線路保護方式相同，對于不平衡的電流保護，當設定值小于不平衡電流時，會引發定時器啟動，啟動后的時間如果超過了限定時間時會發生保護動作。而對于低電壓保護來說，系統在斷路器合閘的狀態下，當設定值比電壓大時，也會引發定時器啟動，如果啟動后的時間大于設定的時間則會發生保護動作。同樣，對于電容器的過電保護，當系統長時間運行切電容器的無功輸出功率增大，從而造成無功過補償，會增大電容器本身的有功損耗，導致發熱量上升，最終導致擊穿。所以，通過在并聯回路中設置過電壓保護，在斷路器合閘的狀態下，當電壓大于設定值時，也會啟動定時器定勢，如果超過時間后將發生保護動作。

3、對于線路的保護

當電力系統的線路出現單相接地故障時，線路中只存在較小的接地電容電流，此時相間電壓是對稱的，所以依然可以在短時間內繼續運行。但非故障的對地電壓應該與原來的對電壓值相同，所以線路故障還有可能是因非故障相對地的絕緣被擊穿而導致的兩相接地短路情況，最終導致開關挑戰，線路停電。此時采取單相接地產生的零序電流促使保護裝置發生動作，并發出信號，此時的單向接地保護裝置電流會避開被保護線路的最大非故障接地線路的電容電流而恢復正常。

結束語

總之，繼電保護系統對于電力網絡來說非常重要，是及時發現故障、快速切斷故障點，降低安全風險，減小故障損失，保障電力系統安全運行的重要設計。

參考文獻

[1]原云周.繼電保護系統的可靠性分析及在電網中的應用[D].天津大學，2008.

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【關鍵詞】 智能電網 繼電保護 重構

近年來，市場改革不斷深化，氣候條件也劇烈變化，環境監管日益嚴格，分布式發電資源如可再生能源等的數量不斷增加，這就給智能電網的產生創造了條件。它的主要目的是將可再生綠色能源通過先進的技術接入電網，使得電力系統的傳輸效率和能源轉化提高，保障高的可靠性和供電質量。智能電網的特點主要有以下幾個：（1）自適應和自愈；（2）可靠穩定安全；（3）可兼容性；（4）優質高效、經濟協調；（5）和用戶互動友好。自適應和自愈是指對電網的運行情況進行實時掌控，減少自我恢復、故障隔離的人為干預，防止大范圍停電事故。在繼電保護系統中，就是指對于接入分布式能源造成的系統運行方式多變狀況的自動適應，還有就是繼電保護自身系統對于隱藏故障的自愈以及自我診斷功能，防止發生連鎖故障。

目前，繼電保護系統已經具有了高的可靠性，但是繼電保護的隱藏故障仍會導致大范圍停電和連鎖跳閘事故的發生。近年來，對于繼電保護系統自身裝置的隱藏故障進行了一定的研究，也提出了相關的診斷方法和評估方法。但是繼電保護隱藏故障的在線處理并未得到有效的進展。

1 在線重構要求

繼電保護在信息處理技術和通信技術的支持下，利用方向比較理論的裝置保護和帶通道雙重化配置的電流差動裝置，很大程度上提高了動作的可靠性，然而隨著大量接入分布式能源以及要求更高的可靠性，繼電保護仍存在很多問題：（1）繼電保護的當前結構為剛性結構，適應條件、保護對象以及聯接方式都預先設定，對一次系統的適應能力以及自適應能力都較弱。（2）繼電保護的隱藏故障仍會導致電網大范圍停電的發生，目前繼電保護僅能夠在線自診斷一些失效元件，但是不能自動恢復或者轉移其功能。這就會大大降低整體系統的可靠性。（3）三段式電流是當前配電網絡的主要配置方式，分布式電源多點接入后，要求繼電保護的運行方式要適應雙向潮流和單向潮流，還要求動作速度更快，靈敏性和可靠性更高。總之，電網發展對繼電保護的可靠性和靈活性提出了更高的要求，其功能主要體現在：（1）自適應整定值電網改變自適應方式；（2）繼電保護設備可以在線配置，與變化的電網結構相適應；（3）在線診斷系統元件，識別自身的隱性或顯性故障；（4）在繼電保護裝置或元件失效時，可以西東尋求替代系統或替代元件，從而使其功能恢復；（5）為了與電網運行方式和電源結構以及故障的自恢復相適應，需要重新組合繼電保護資源，通過重構基點保護系統達到一次系統的需求。

2 重構方式

（1）繼電保護要遵循以下重構原則：第一，完整的功能：繼電保護經過重構后要超過原來系統的保護功能，并且在緊急狀況下能夠解除或降價某些功能，比如選擇性或動作速度等，從而達到最低的系統安全指標。第二，快速重構：因為一次系統時刻都需要繼電保護，所以重構繼電保護要有效快速。當需要重構多套保護時，在最低功能維持的狀況下使用同時實施或分步實施。第三，可靠重構：重構繼電保護要對設備組合重新選擇，重構后要滿足可靠性指標要求。第四，經濟重構：重構繼電保護需重新劃分設備資源，所以在可靠性得到保證時需降低資源占用率。

（2）重構繼電保護通用模型：重構繼電保護需要重新組合繼電保護資源，包括組合資源的實現及方式，還有三個核心要素）。第一，資源：根據不同組成的繼電保護系統，傳統的系統表示為功能元件的不同集合，比如：分解繼電保護系統為操作電源、執行元件、比較元件、測量元件、信息通道以及互感器等元件的組合。第二，組合資源：組合繼電保護資源需要根據給定原則重新連接內部元件或重新分配內部信號。先前的繼電保護元件不能滿足重構需求，實現重構選擇數字化元件。第三，組合方法：重新組合繼電保護的資源，是重構繼電保護的重點所在。綜合決策需要考慮繼電保護狀態信息以及一次系統信息等。

針對以上重構要素，繼電保護的重構模型可分為三層：協調決策層、重構執行及狀態監測層、功能元件層。

功能元件層集合繼電保護必需的很多功能元件。

重構執行及狀態監測層包括分析決策和信息采集的所有計算機，主要是采集元件的狀態信息，按照狀態信息診斷狀態，從而確定異常或故障元件，進而選擇替代元件，然后下達重構命令到各個功能元件。這一層根據電網拓撲結構可以設置若干區域處理中心。

通常狀況下，分布在區域處理中心的所以計算機能夠達到本區域重構繼電保護的需求，跨區域的信息需要與協調決策層設置的計算機協調信息交換。

3 殘留問題

要重構繼電保護還需要重點解決以下問題：

3.1 重構準則及目標

重構繼電保護的主要目的是當一次系統穩定安全要求沒法通過現有保護功能實現時，進行功能重構或結構重構，從而達到一次系統保護功能，保護系統經過重構后要滿足靈敏性、可靠性、快速性、選擇性的要求。

3.2 功能單元滿足繼電保護重構

重構系統的功能單元需要滿足重構的信息接口以及信息開放要求。

3.3 診斷功能元件狀態

識別及診斷系統異常狀態和隱藏故障能夠及時發現功能單元的錯誤動作以及硬件失效等故障，還能夠對廣域保護等保護系統和傳輸通道進行故障檢測。

4 結語

本文首先基于智能電網的性能特點分析目前繼電保護存在的問題，由此提出了在智能電網未來發展中建立可重構繼電保護的觀點。并且系統分析了在線重構的幾點要求，概括了什么是繼電保護重構、以及其通用模型和準則，也提出了繼電保護重構需要解決的問題。

參考文獻：

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關鍵詞：智能變電站；變電站保護；繼電保護；配置

中圖分類號：TM411文獻標識碼： A

一.引言

隨著我國經濟技術的不斷進步，國家電網也進入了智能化配置階段。在這一背景之下，一系列與變電站相關的技術便應運而生，智能變電站就是其中非常關鍵和重要的一項技術。繼電保護配置是保證電網運行穩定的一條防線，將智能變電站與繼電保護配置結合起來，是適應我國不斷發展著的電力運行安全指標的需要。

二． 智能變電站的繼電保護配置機構。

智能變電站的是在自動化一次設備基礎上加上網絡化二次設備,以IEC61850通信規范為前提,實現信息的共享和交互性,并具有繼電保護和數據管理等功能的現代化變電站。智能變電站可以分為三個層次,即現場間斷層裝置、中間網絡通信層、后臺的操作層。過程層包括合并單元、智能終端和接口設備,其核心設備是交換機。間隔層承擔著對設備進行保護和控制的作用,對間隔層數據的實時采集以及控制命令發出的優先級別等,開展操作同期以及其他控制功能,承擔承上啟下的通信功能。控制層的主要設備是主機、運動裝置、規約轉換器等。主要功能是,對全站數據信息的實時匯總,對數據庫的刷新,并把收集到的信息傳送到監控中心接受指令,向間隔層和過程層傳遞指令。另外,可以根據不同運行方式,預先結合離線定制整定算法,確定幾套定值整定方案,確定系統運行中發生狀況時,保護相應切換到預先設定好的一套定值區。

三.繼電保護應具備的性能特點

1.安全可靠。

在電力系統繼電保護的過程中，繼電保護必須要安全可靠，這是最基本的要求。安全可靠主要體現為兩個方面：其一是可依賴性；其二是安全性，這兩個方面的性能都是繼電保護必須要具備的。由于以上兩個方面存在著一定的矛盾，在繼電保護的設計與選擇過程中應根據保護對象的實際情況進行適當的協調，提高繼電保護的可靠性。

2.應具有較強的選擇性。

選擇性是指出現故障時首先應由設備自身的保護將其切除，當自身保護或斷路器拒動時，則可由相鄰元件的保護裝置將故障切除。上下級之間應隨著繼電保護與故障點之間的距離進行適當的調整。一般來說，由電源算起，故障起動值會隨著動作時間的縮短而減小。

3.繼電保護動作必須要及時、快速。

對于繼電保護來說，要想盡快的中止異常狀態或斷開故障，應在允許范圍之內以最快的速度對可控制的斷路器發出跳閘命令。因此，繼電保護動作一定要及時、快速，這是一個必須具備的重要性能。快速、及時的跳閘可以將設備的損壞程度降到最低；同時，快速跳閘在高壓電網中還可以在提高電網暫態穩定中發揮特殊的作用。通常情況下，跳閘越迅速，制動面積就會越小，相應的穩定裕度也就越大。尤其是短路故障，它極易破壞系統的穩定，有時候跳閘時間的細微差距都有可能對系統的穩定性帶來絕然不同的影響。有鑒于此，新開發的繼電保護都十分注重提高保護動作的速度，盡可能縮短繼電保護的動作時間。

4.高靈敏度。

繼電保護的靈敏度是指一旦出現異常情況或發生故障時提供可靠動作的具體能力。在繼電保護靈敏度的考核方面，業內普遍采用的是靈敏系數等指標。靈敏系數是指故障量與給定的裝置定值之間的比值。一般來說，在繼電保護設計與運行規程中都對靈敏系數有具體的要求。

四. 現有繼電保護方案存在的局限性

隨著我國西電東送、特高壓等大規模電網的建設，電網短路電流大幅度攀升，在出現故障時容易發生連鎖反應，對電網安全帶來很大威脅，現有的繼電保護配置方案已經不能適應電力系統發展的要求，主要問題如下：繼電保護系統以切除故障為目標，對故障切除后電力系統的運行情況不予反映，無法起到保護故障后電力系統的作用，可能出現因為繼電保護裝置正確動作而造成其他元件的工作異常，甚至有時保護裝置正確動作，但電力系統卻出現瓦解。保護動作判據都是基于本地測量數據，其選擇性要求繼電保護只能保護本地網絡，沒有考慮故障對整個電網的影響，難以對運行方式不斷變化的客觀系統做出全面的反映。保護裝置相互之間缺乏有效的協調，難以實現系統全局的安全穩定運行，在某些情況下（如發生聯鎖故障）會惡化系統的運行狀況。常規的后備保護雖然有比較大的保護范圍，但其選擇性的獲得要以犧牲快速性為代價，動作時間過長，有時候難以發揮應有的保護作用。現有的繼電保護配置當中，后備保護的時限整定遵循階梯時限原則，為了保證選擇性，后備保護的動作時限可能高達數秒。在電網規模和復雜程度越來越大的情況下，要作到后備保護之間的相互配合越顯困難，至今仍無法很好的解決。

五.智能變電站保護配置

1 變電站的繼電保護配置。

智能變電站的繼電保護配置主要是由過程層和變電站層組成，過程層的主要目的是配置繼電保護中的一次設備。一次設備也就是我們通常說的智能設備，一般情況下安裝在設備的內部。在一次設備的周圍一般選擇安裝需要進行維護和檢修的設備，如：退役設備、合并器和測控設備等。變電站中的繼電保護配置主要是通過全站傳輸采樣值，但這種傳輸方式不同于分布式的數據傳輸。繼電保護不會因為跳閘和采樣問題造成通信鏈路不可靠，并且在繼電保護過程中消耗的網絡數據信息非常小。變電站層的繼電保護配置主要是通過利用自適應技術和在線實時整定技術，采用后備保護的方式，實現廣域保護。

2.過程層的繼電保護分析。

（1）過程層的線路保護配置。

線路保護分為了兩個方面：一方面是交流線路保護，交流線路保護在遠距離保護下，往往比較容易受到高電阻接地影響，在系統振蕩的情況下比較容易發生短路，除此之外，受電氣量范圍以及跨線故障等因素的影響，在雙回線架設中，交流線路的故障測距誤差較大；另一方面是直流線路保護，雖然直流線路受到主保護的行波保護，但是仍然受到行波信號不確定影響。過程層的線路保護的主保護是縱聯差動保護或者是縱聯距離保護，線路保護在集中式的保護設備之中放置后備保護。在單斷路器線路中，線路保護利用光纖通信口進行通信，通過這種運行方式來體現縱聯保護的功能。在縱聯差動保護中，一般情況下，不需要引入電壓量，但是在一些比較特定的運行方式下，需要引入電壓量。在這種情況下，對電壓量可以單獨進行采樣，并且可以實現主保護通信的接入和電流量的完成同步采樣工作。

（2）過程層的變壓器保護 。

變壓器在線路運行中一般起到調節和控制的作用，對于保證供電線路的電壓穩定有重要意義。過程層中的變壓器保護配置一般情況下采用的是分布式配置，提供差動保護服務，在后備保護中，采用集中式的安裝方式。對非電量保護采取單獨安裝方式，借助電纜，引入斷路器跳閘，在采樣和GOOSE的共同網絡上可以通過光纜引入跳閘的命令。對于智能變電站，它的電壓器和母線保護，不僅可以作為多端線路采取措施進行保護，還可以按照同步采樣方案對設備進行同步采樣。在變壓器的實踐過程中，為了簡化設計方案，一般會采用乒乓原理技術。乒乓原理技術主要是應用在線路兩端的設備上，兩端的保護設備可以進行獨立采樣，并且頻率是相似的，兩端的設備保護的收發數據和信息傳輸時間是一樣的，主要包括以下內容：

1） 要將傳輸的數據發送中斷和采樣分開，如果是傳統的保護裝置，發送的數據和采樣要統一中斷，如果是電子式互感器，這兩部分就要分開，采樣主要發生在采集部分，而數據發送主要發生在保護裝置部分。雖然兩者不是發生在同一地方，但兩者的延時是可以通過一定途徑測得的。

2）需要對兩端發送的數據信息進行調整。在實踐中，就可以充分利用乒乓同步技術，借助采樣時刻調整的辦法，對兩端發送的數據信息中斷，并進行同步處理，目的是為了保證兩端的保護設備所發出的數據信息的時刻能夠保持準確性和一致性。

3）對于發送數據時刻和采樣數據的延時，需要對這種情況進行補償，可以采用將兩端的保護設備發送的數據時刻進行同步處理的辦法。

3. 智能變電站的繼電保護配置。

(1)在智能變電站的發展進化中,繼電保護經歷了由模擬式到數字式保護的過程。智能變電站中的智能化一次設備和網絡化二次設備,使各個電氣設備能夠達到信息共享和交互性操作。在分層配置的繼電保護方案中,線路保護、變壓器保護等安排在過程層,直接可以取得MU智能操作的數據信息和采樣,不必經過過程層的交換機。多間隔的母線保護配置在間隔層,獲得數據信息需要經過過程層的交換機。智能變電站的站域保護管理單元,在后臺控制層。

(2)在分層配置方案里,主設備的保護,例如線路保護、變壓器保護等,不需要一覽間隔信息,直接和MU智能操作箱進行信息交流,并且不受網絡信息癱瘓的影響,進行脫機交換。在智能變電站完全實現了保護性能,消除了傳統中繼電保護人員對網絡安全的擔心。在該方案中,對后臺控制進行了集中控制和決策,只要是對變電站的所有設備進行統一的監控和保護。這些設備包括,線路負荷保護,線路重合閘,電源備自投等。這些沒款可以通過后備保護進行整體的配合,使原來分散到變壓器、母線、線路等得保護的重復裝置進行整合得以簡化,提高了變電站運行的效率。很好解決傳統中對設備保護動作時間過長、故障切除范圍較大的問題。

(3)自適應去調整保護定值和保護范圍,避免變電站直流系統接地引發繼電保護錯誤跳閘。傳統中保護定值由運行人員切換定區域,智能邊站可以根據實際運行情況調整保護定值,也可以由人工來進行定值調整,實際運行情況的考慮涉及到線路保護,旁路運行方式等。

4. 智能繼電保護配置的廣域保護。

以數字化信息技術為基礎，借鑒于廣域式信息交互技術的廣域電網保護，在智能繼電保護配置中大放光彩。廣域電網保護是指在智能變電站一級配置數字化和二級配置網絡化的前提下，把整個電力網絡看做一個整體，利用全球定位、網絡通信、實施監測、分析判斷等技術，選擇最適合的方法控制或隔離發生故障的設備。

（1）廣域電網保護的內涵。 廣域保護融匯電力系統多點、多角度信息，運用微型處理器對信息進行精確判斷分析，對故障做出快速、可靠和精確的隔離或切除保護。

（2）廣域電網保護的特點。通過上述廣域保護的定義得出廣域保護系統的特點如下：實時可靠地采集電力系統多點信息。全球定位系統技術、數字化信息技術的發展，為電力系統的廣域測試提供技術支持，基于相量測試單元的廣域測試系統為電力系統實現實時可靠測試提供了可能，滿足智能電網大空間和同時間要求。支持多種電源接入電網，廣域保護將電力系統看做一個統一的整體，可以實時保護接入的多種電源，并依據程序準確判斷調整以期適應多電源接入電網。自我控制能力。廣域保護具有自我控制能力，可以在故障出現并隔離后，系統依據現實做出自我調整以期實現電力系統安全穩定運行。廣域保護自我控制能力是為了防止大范圍連鎖故障出現。

5. 提高智能電網技術下繼電保護配置的措施

（1）線路的保護措施

智能電網是集中式保護裝置，其是一次設備。由于智能電網可以通過網絡調控故障線路，所以繼電配置線路應加強其性能。如對線路開關的控制及線路本身的使用期限方面，可以實行獨立開關控制；同時也可以加強對主線路通道的保護。在母線保護裝置上實行雙重保護功能，這樣既可以保證母線正常運轉，同時也能夠保證兩條線路在傳輸數據的時間是吻合的。

（2）變壓器保護措施

變壓器對于線路電壓的調節起控制作用，能夠保障線路電壓的穩定，所以在應用智能電網繼電保護的技術過程中，應加強對變壓器的保護。在安裝變壓器的過程中，應注意對低壓、中壓、高壓線路的調節。因為不同線路所需的電壓是不同的，所以變壓器調節電壓的性能應較好，能應對突發狀況，并在緊急情況下能夠自動調節電壓，保持線路的穩定。

（3）數據處理能力的提升

智能電網主要通過光纜的應用，采用網絡對電網進行操控，在這過程中離不開數據的處理。為了確保數據和時間保持同步，需要提升繼電配置設備的數據處理能力。因為新技術的應用改變了傳統的信息獲得及信號發送的方式，主要通過網絡共享的方式，使用站內控制的方式實現對信息的傳輸。要想更好地落實智能電網的建設，作為電網防護層的繼電設備提高其數據處理能力是必須的。

六．結束語

繼電保護設備是智能變電站的重要組成部分，為了增強智能變電站的可靠性和速動性，需要對變電站內部智能電子設備進行統一規范，確保變電站的可靠性。為與智能電力大環境相和諧，變電站繼電保護配置也需進一步升級為智能保護配置，全面實現電網智能化保護。

參考文獻

[1]高東學,智全中,朱麗均等.智能變電站保護配置方案研究[J].電力系統保護與控制,2012,40(1):68-71.

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【關鍵詞】繼電保護;故障信息系統;設計實現

電力行業是確保國民經濟持續快速發展的重要行業，而電力系統故障以及系統信息管理是影響電力行業發展的兩大因素，因此研究繼電保護及故障信息系統的設計與實現至關重要[1]。對此，本文結合電力行業現有相關標準以及當期我國信息化技術水平，設計了一套電網繼電保護及故障信息系統，并指出了其實現方法。具體研究如下。

一、繼電保護及故障信息系統發展現狀

繼電保護及故障信息系統是確保電力系統正常運行的關鍵因素之一，關系到電力企業的經濟效益與電力行業的長遠發展。目前，多數電力企業均能認識到繼電保護及故障信息系統的重要性，并且設計實現了一系列的繼電保護及故障信息系統。然而從實際來看，當前國內大多數繼電保護及故障信息系統僅僅具備廠站端繼電保護、錄波裝置以及故障信息的收集功能，然而這些系統在故障信息綜合統計分析、信息以及信息共享等方面還存在不足，導致系統使用性較低，應用不普及[2]。基于此，相關科研人員一直在致力于開發研究具備保護動作分析、故障波形分析、計算故障距離、監測保護裝置等功能的新型繼電保護及故障信息系統。

從上文分析中，我們可以確定本研究所設計的繼電保護及故障信息系統應該實現以下具體功能：

首先，實時檢測全網各種保護以及錄波裝置，并可以實現對其的遠程控制;

其次，故障發生時，能夠快速、精準定位故障發生區域或者發生點，并對電網故障進行自動診斷，確定故障性質，并及時向維護工作人員發出提示，從而縮短故障持續時間，降低故障損失;

再次，系統能夠對繼電保護裝置的動作行為進行分析，并優化裝置的繼電保護動作;

最后，可以實現電力企業繼電保護及故障管理工作的網絡化、規范化以及標準化，從而提高電力企業管理工作效率，進而確保企業經濟效益。

二、繼電保護及故障信息系統設計原則

繼電保護及故障信息系統的設計工作不能無的放矢，為使信息系統實現我們所設想的功能，其設計工作就必須遵循一定的原則。具體來說，系統設計需要遵循的原則主要有：

第一，采用分層分布式設計。分層分布式設計方式是目前最常用的信息系統設計方式之一。總體來說，該設計思路主要將系統分為三層：控制中心、通信網絡以及現場工作站。同時該設計思路還采用了模塊化軟件系統結構，因此對系統新功能的擴展十分方便。總之，按照分層分布設計原則設計的系統具有較好的可擴展性與靈活性。

第二，標準化與規范化原則。為保證所設計的信息系統的開放性我們在進行設計工作時需要采用國際化標準，例如：IEC61970、ICE61850等。另外，在該信息系統的網絡協議應該采用國際上最常用的TCP/IP協議、配置103通信規約、采用可縮放矢量圖形格式保存相關資料，并利用可擴展標記語言進行信息交換[3]。總是，我們所設計要最大限度的保持開放性，從而確保該系統與其他系統的信息共享交換。

第三，采用智能化終端設備。為保證本文所設計的信息系統有較高的穩定性與可靠性，該系統要采用智能化以及裝置化的終端設備，從而確保信息收集的可靠性以及減少信息傳輸故障。另外，采用裝置化的終端能夠降低終端裝置發生故障的幾率，減輕維護工作任務。

第四，采用分散式存放數據的方法。以往集中式存放數據的做法雖然便于數據的集中管理，但是這種方法難以有效應對因地震、火災等重大災害而造成的數據丟失問題。對此，本文在設計信息系統時應該采用分散式數據存放方式，實現各種數據的當地存放，并利用同步機制保持本地與數據中心的同步，從而有效提高提高數據存放的安全性，便于數據丟失后的恢復工作。下圖展示了本文所設想的繼電保護及故障信息系統體系結構。

圖1 繼電保護及故障信息系統體系結構圖

三、信息系統設計及實現

（一）主站系統設計與實現

繼電保護及故障信息系統的主站系統的主要功能是對各分站系統進行監測以及信息收集、分析，并對各分站裝置進行遠程管理、控制。因此，我們所設計的主站系統主要包括以下幾個功能模塊：

第一，數據維護模塊。該模塊的主要工作任務是對系統用戶進行管理，同時配置通信規約、保護型號、通信端口以及設備定義、設置防火墻功能等。另外，該數據模塊采用了XML信息配置以實現與其他系統的數據交換。

第二，圖形維護模塊。該模塊的主要任務是根據所收集的信息繪制各種圖形，從而組合形成保護裝置、變壓器、電抗器等設備的圖元。然后，該模塊將繪制的圖形與圖元壓縮保存，并且在系統需要時按照要求對圖形進行剪切、拷貝、圖元組合等操作，然后通過通信配置將圖形文件輸出以供客戶使用。

第三，數據監控模塊。該模塊的主要工作任務是現實電網系統當前出現的各種故障信息，同時提供多種控制保護設備的方法。數據現實監控模塊還能夠同時對多個子站進行管理，顯示信息系統當前運行的多種信息。另外，該模塊最主要的功能是對所顯示的各種信息進行分類管理，并根據故障大小，優先現實最新或者最重要的信息，從而極大的提高故障檢修工作效率。

第四，波形分析模塊。該模塊的主要功能是分析系統產生的各種波形，并且該模塊能夠對波形信息進行拷貝、移動等基本操作。同時，波形分析模塊還能夠對任意多種波形進行對比觀察。另外，該模塊還能夠根據不同通道以及不同時間顯示每個通道開關量的觸況，進而自動生成故障簡報，便于維修工作的開展。

（二）分站系統的設計與實現

分站系統是建立在電網工作一線的系統，分站系統實際是一臺為各種保護信息提供接入服務的終端設備，因而分站系統也就成為信息系統數據庫中的重要節點。本文中，我們設計的分站系統使用的是嵌入式Linux操作系統，基于之一操作系統，分站系統可以對電網運行、繼電保護以及故障處理工作提供多種解決方案，從而實現電網繼電保護及故障信息收集的自動化、智能化[4]。

另外，本文所設計的分站系統滿足了信息系統設計時提出了開放性、標準化、系統裝置化、可維護性以及可傳遞性等要求，具有較高的實用性。

（三）系統安全防護設計與實現

為提高信息系統的可靠性，確保系統的持續健康運行，我們在設計信息系統時還要考慮到安全防護設計。對此，在本設計方案中，我們采取了以下幾種安全防護措施：

第一，建立授權訪問機制。針對系統用戶管理漏洞，我們采用了授權訪問機制，對系統用戶進行了分布式管理，各子站管理各自用戶。同時，我們還對系統用戶的權限進行了分類們主要分為查詢、控制、錄波器處理、事件主動通知等四種權限分類，從而最大限度的保護力系統的安全。

第二，設置系統防火墻。我們結合當前最新的防火墻技術，在系統內設置了內置防火墻，從而避免信息系統受到各種網絡病毒的攻擊以及黑客的惡意入侵，確保了系統的安全運行，進而保證了電網供電的穩定性。

四、結語

繼電保護及故障信息系統的設計實現工作是當前電網自動化建設過程中的重要內容，直接關系到電網系統的正常運行[5]。對此，本文在概述繼電保護及故障信息系統發展現狀的基礎上，結合系統設計原則對主站系統、分站系統以及安全防護系統的設計實現進行了詳細分析，為電網行業的發展做出了貢獻。

參考文獻

[1]李橋.淺析繼電保護及故障信息子站系統的方案設計[J].中國新技術新產品，2012，2（12）：128-129.

[2]易亞文，劉洪，肖勇.向家壩電廠繼電保護及故障信息系統設計與實現[J].水電站機電技術，2012，13（5）：92-94.

[3]汪建軍，戴景琪，汪建忠.繼電保護及故障信息管理系統在電網中的應用[J].內蒙古科技與經濟，2013，4（2）：90-91.

篇8

【關鍵詞】變電站 繼電保護 維護技術

智能變電站技術的興起和發展，實現了電力系統的自動化、智能化和信息網絡化，其對傳統變電技術進行了全面的革新，于此同時智能變電站的大運行量，對內部繼電保護系統提出來更高的要求，從而提高智能變電站的可靠性和安全性，因此繼電保護的運行和維護技術的研究革新，對智能變電站的運行至關重要。

1 智能變電站繼電保護技術的分析

變電站已經從傳統的模式向數據化智能化方向發展，隨著智能化變電站的成熟完善與廣泛應用，也意味著對繼電保護提出更高的技術要求，傳統的繼電保護技術已經無法滿足智能化變電站的要求，繼電保護技術作為電網的安全防線，在系統發生故障時及時作出反饋，隔離故障點，為智能變電站系統的穩定運行提供安全可靠的保障，對于智能變電站的安全性意義重大。

1.1 變電站與繼電保護技術

在變電站的進化歷程中繼電保護機制也在發生著變化，由傳統的模擬式逐漸向數字式進行轉變，在傳統變電站的繼電保護機制中主要以裝置為組織核心，而由于智能化變電站主要依賴于信息網絡，從而達到信息的共享和交互，針對智能化變電站的網絡性能，繼電保護在構成設備、架構形態以及運行模式等方面也向微機保護階段發展。變電站的繼電保護裝置主要包括線路的繼電保護、變壓器的繼電保護、母聯的繼電保護等，這些繼電保護裝置主要安排在過程層，通過智能操作箱直接對信息進行采集、處理和交流，實時掌握信息的實時性可靠性。線路的繼電保護是指在變電站的線路系統中按間隔配置智能監控裝置和安全自動裝置，可以檢測變電站的運行狀況，并將測控的信息傳輸到網絡系統中，繼電保護模塊單元對信息進行處理后提供保護指令，做出跳閘等相應的響應措施。

變壓器的繼電保護屬于過程層保護。在變壓器內，繼電保護裝置的配置方法為分布式，從而達到差動保護的效果。在此系統中，保護模塊是單獨安裝的，斷路器是通過電纜接入繼電保護系統中，主要應用非電量保護模塊進行繼電保護。母聯繼電保護架構簡單，主要采用點對點的模塊進行分段保護，同時配置過電流保護和限時電流速斷保護。

1.2 智能變電站繼電保護的技術特點

1.2.1 繼電保護裝置硬件模塊化

對于繼電保護系統采用統一的運行平臺，采用微機智能系統實現信息的采集、測量、邏輯運算等等功能。傳統變電站的機電保護系統數據的采集由保護系統進行，由于保護裝置的差異導致數據采集及出口硬件難以統一，從而難以實現模塊化。而智能變電站有著三層兩網的架構，系統的運行平臺統一，從而容易實現部分插件的標準化和模塊化。

1.2.2 繼電保護裝置軟件元件化

智能變電站中自動化技術的不斷完善實施，導致傳統的繼電保護系統需要不斷地進行相對應的修改完善，而且不同的領域保護系統程序也有所差異，從而大大降低了保護裝置的可靠性。智能變電站的繼電保護原理基本已經完善成熟，可以對智能變電站的繼電保護系統采用的軟件進行元件化，從而實現元件的標準化，提高保護系統的可靠性。

1.2.3 繼電保護功能網絡化

智能變電站中“兩網”的組織架構可以將過程層智能終端和合并單元采集的數據信息進行交互和共享，同時對于繼電保護系統的數據信息進行共享，這樣就可以在同一微機設備上對不同的保護系統的信息進行處理和反饋，實現保護體系的一體化。

1.3 智能變電站的繼電保護運行和維護

智能變電站的繼電保護系統是否正常決定著智能變電站的安全，對整個智能電網系統至關重要，因此需要對繼電保護裝置的運行和維護進行研究，并且需要對保護裝置進行調試和維護，才能做到預防安全隱患，保護智能變電站的作用。關于繼電保護裝置的調試主要包括對繼電保護元件的調試，通過對元件的性能、插件、安裝位置等方面進行檢測達到調試目的；對信息通訊網絡的調試；對繼電保護線路通道的調試；除此之外還要對外觀和電源進行檢查和調試。

除了定期對繼電保護系統進行調試以外，還要對繼電保護系統進行維護，主要包括正常運行狀態下的維護和故障狀態下的維護。正常運行下對繼電保護裝置的維護主要是日常的檢修，對運行調度情況進行巡視檢修，對運行參數及設備的運行情況進行備份，確保設備的正常運行。異常情況下的系統維護可以采取常規的維護處理方式進行調試維護。主要考慮間隔合并單元的故障、智能終端故障、交換故障和信息通訊網絡的網絡交換機故障，對故障設備運行維護處理，確保智能變電站的安全穩定運行。

2 結論

智能變電站是電網智能化自動化的標志，而如何在如此高速的發展狀態下，讓繼電保護跟上節奏，保障智能電網的安全性和穩定運行，為國家的智能電網發展戰略做出貢獻，將是所有研究者和工作人員的重大挑戰。目前繼電保護在運行模式上受智能變電站的影響正在向著自動化保護系統方向發展，但是依舊存在著一些先天性不足，因此在未來的工作中還要在傳統變電站繼電保護的基礎上，結合智能變電站的自身特點，對智能變電站的運行模式，系統設備維護調試等方面進行研究。

參考文獻

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作者簡介

盧忠新（1972-），男，漢族，山東省禹城市人。大學專科學歷。現供職于國網山東省電力公司禹城市供電公司。主要研究方向為變電運維。

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【關鍵詞】縣級供電企業；繼電保護；管理體制

一 引言

繼電保護包括繼電保護技術和繼電保護裝置，繼電保護技術是一個完整的體系，主要由電力系統故障分析、繼電保護原理及實現、繼電保護配置設計、繼電保護運行及維護等技術構成。繼電保護裝置就是能反應電力系統中電氣元件發生故障或不正常運行狀態，并動作于斷路器跳閘或發出信號的一種自動裝置。

二 對繼電保護裝置的基本要求

1．選擇性要求

當供電系統中發生故障時，繼電保護裝置應能有選擇性地將故障部分切除。也就是它應該首先斷開距離故障點最近的斷路器，以保證系統中其他非故障部分能繼續正常運行。系統中的繼電保護裝置能滿足上述要求的，就稱為有選擇性；否則就稱為沒有選擇性。

2．靈敏性要求

靈敏性是指繼電保護裝置對故障和異常工作狀況的反映能力。在保護裝置的保護范圍內，不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣，保護裝置均不應產生拒絕動作；但在保護區外發生故障時，又不應該產生錯誤動作。保護裝置靈敏與否，一般用靈敏系數來衡量。

3．可靠性要求

保護裝置應能正確動作并隨時處于準備狀態。如不能滿足可靠性的要求，保護裝置反而成為了擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性，則要求保護裝置的設計原理、整定計算、安裝調試要正確無誤。同時，組成保護裝置的各元件的質量要可靠、運行維護要得當、系統應盡可能簡化有效，以提高保護的可靠性。

三 繼電保護管理體制設計原則

最有效的管理才是好的管理。針對目前縣級供電企業人才短缺，繼電保護技術力量分散等問題，縣級供電企業應突破目前已經規定的崗位設置，采取集中力量，團隊作業的方法，組建高效的管理隊伍。因此對繼電保護管理體制工作內容分配時要遵循以下原則。

1．工作職責細化原則

電力企業應首先根據部門職責進行以下劃分：（1）繼電保護管理人員招聘和選拔職能由人事管理部門負責。（2）繼電保護施工管理、定值管理和監督管理必須打破現有規定的分離制度，建立一個新的核心部門全面專業地負責上述三項繼電保護工作，該組織可以稱為繼電保護班或繼電保護科。

2．工作內容細化分工原則

繼電保護工作面廣，一般涉及10個以上變電站、3種以上廠家設備類型，工作的好壞直接影響電網的安全穩定運行，因此工作內容必須細化到人。

3．管理等級明確原則

繼電保護管理總負責分管給生產經理或總工程師；繼電保護班歸屬變電工區或檢修部門，下面分設施工組、變電運行培訓管理組和定值計算管理組，各組長直接受繼電保護班長管理，具體工作中可及時采取矩陣制交叉安排，另設立繼電保護監督工程師為副班長一職，全面負責繼電保護監督工作，并主管繼電保護定值管理組和繼電保護培訓組。

四 繼電保護工作分析與崗位設置

縣級供電企業繼電保護管理體制包括以下內容：繼電保護管理人員招聘和選拔、繼電保護定值管理、繼電保護監督管理、繼電保護施工管理、繼電保護工作培訓、繼電保護工作考核管理。

結合實踐和以上介紹來看，縣級供電企業繼電保護管理工作主要由三大部分組成。一是繼電保護工作中的監督管理，二是電網定值計算管理，三是繼電保護定值調試管理。三者缺一不可，必須相輔相成，才能保證繼電保護管理工作不出問題。新的體制把這三部分工作都安排在繼電保護班，由繼電保護班全面專業負責，解決了縣級供電企業繼電保護力量分散的問題，形成了繼電保護工作的核心團隊，更容易達到“帕累托最優”，使工作關系和諧。

供電企業、電力生產企業的新體制下設專職技術監督工程師和相應的技術監督小組，在總工程師領導下從事技術監督工作。繼電保護技術監督工程師應具有相應的專業知識和實踐經驗，繼電保護技術監督隊伍應保持相對穩定。網調、中調、網內省調應設立調度、運行方式和繼電保護科。地區調度所和一級制的調度所應根據具體情況設立調度組、運行方式組或運行方式專責人員。根據實際情況設繼電保護組或繼電保護專責人員。

在電力生產上，現有有關規程和文件對繼電保護管理分工是明確具體的，但縣級供電企業目前繼電保護管理混亂局面的形成，主要是因為沒有相應的繼電保護人才和上用人制度混亂以及無法按工作流程建立完善的繼電保護管理體制造成的。因此各縣級供電企業首先必須采用優化原理方法，從人才入手，突破以上文件、規程規定，重新按新組合體制進行崗位設置，解決繼電保護人才短缺這一困繞企業繼電保護管理的問題。從根本上講，為解決繼電保護人才短缺情況，必須確立達到繼電保護管理目的的最優方法，確定需要專業人員的數量，才能達到效率最大或人力成本最小。

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【關鍵詞】數字化繼電保護；110kV；智能變電站

1 數字化繼電保護系統中的基本概述

1.1 確保二次回路的接線更為簡化、方便

MU 和電子互感器設備的互相配合，可以實時地將其測量到的值進行數字化處理，并且通過光纖進行傳送。那么這一數字化系統具有比較強的抗干擾能力，能夠改變以往的二次電纜傳送回路運行缺陷，從而確保有效地實現了變電器中一、二次設備的隔離運行。數字化繼電保護技術是于現場加裝好智能操作箱并且組建GOOSE 網絡之后方能夠起到保護作用，同時對于隔離開關還能夠起到遙控控制。由此看來數字化繼電保護裝置和最終的執行機構控制間并沒有了以往的電纜連接，那么目前現場的各間隔間的界限將更加清晰、明了，因此顯著地杜絕了智能變電站中的不慎連接、碰觸電纜情況發生，能夠非常有效地避免了事故發生。

1.2 數字化繼電保護裝置的應用可以提高可靠性

電子式互感器設備具有比較良好的抗干擾能力，因此其在絕緣性能方面也得到了一定加強，其中線性范圍較廣等顯著特點，裝置的先進性保障了最終測量值的安全性和準確性。與此同時智能操作箱的主要作用，就是可以利用過程層網以及保護裝置進行實時通信，將智能變電站中一次設備的實際運行情況進行及時傳遞，從而還能夠對相關設備是否保持正常的運行具有充分了解。

1.3 數字化繼電保護技術具有高度的開放性與互操作性

發展至今，國家為了能夠大力促進智能電網的快速發展，顯著提高智能變電站運行的效率和效益，國家電網公司已經于2010 年正式制定并實施了《Q/GDW441-2010智能變電站繼電保護研究規范》，該保護規范中明確規定了繼電保護以及設備配置的基本原則，其中還包括繼電保護裝置以及技術標準，繼電保護的基本信息互換原則等方面，因此分析和研究數字化繼電保護于智能變電站中的具體應用，是完全離不開該具體規范的規定。

2、110kV 智能變電站的保護配置情況

110kV變電站使用常規開關作為主開關。以某地為例，目前，該變電站內設有電子式互感器，但尚未實現一體化平臺及智能應用，然而，在變電站內的自動化系統結構、繼電保護裝置及合并單元的配置、網絡方式都可以作為智能變電站建設的參考。三層側設備，兩級網絡結構，符合智能變電站要求。變電站內過程層運用的是GOOSE網、SV網方式，與智能變電站要求獨立組網有所差距。保護配置包括所需要的母差保護裝置、線路縱差保護裝置、故障錄波器等，此外，110kV母差、主變及智能終端，合并單元按雙重化配置，均體現了智能變電站的配置要求。

3、110kV 智能變電站相關設備的保護配置

（1）線路保護。相對110kV智能變電站而言，應將站內保護、監測和控制功能綜合為一體，根據間隔情況單套設置。對線路的保護直接采樣，直接跳到斷路器；在GOOSE網使用斷路器失靈、重合閘等相關功能。具體的線路保護方案參見圖1：線路間隔內設有保護測控裝置，僅與GOOSE網絡進行交換信息，其余全部使用點對點連接，其數據傳輸方式是直接與合并單元和智能終端連接，期間對數據進行打包，再由光纖傳送到SV網，同時傳送給保護測控裝置；如遇跨間隔信息接入保護測控裝置，則使用GOOSE網傳輸。

（2）變壓器保護。根據規程要求，110kV變壓器電量保護應配置雙套，并應采用主、后備保護一體化配置，如單獨配置，后備保護應與測控裝置一體化。變壓器保護使用雙套配置時，合并單元（MU）的每一側，智能終端的每一側都要使用雙套配置；中性點以及間隙電流分別并入對應側（MU）；直接采樣，直接跳到一側斷路器；如遇跳母聯、分段斷路器和啟動失靈等情況下，則使用GOOSE網進行傳輸。

（3）母聯（分段）保護。母聯保護與線路保護基本相同，但結構上更簡單。母聯保護裝置與合并單元、智能終端直接相連，不必進行數據交換，就可以實現直接采樣、直接跳閘；并且，母聯保護裝置、合并單元、智能終端，都可以經過彼此獨立的GOOSE網和SV網，實現跨間隔傳輸信號。根據規程的相關要求，110kV母聯保護使用單套配置，應滿足保護、監測和控制綜合一體化。跳閘方式應用點對點直接跳閘，主變保護則應用GOOSE網絡跳閘；母聯保護在母線失靈的情況下，可以使用GOOSE網絡傳輸。

4、數字化繼電保護在110kV 智能變電站中的應用

繼電保護作為保證電網安全穩定運行的首道防線至關重要。智能變電站應在保持變電站基礎功能之外，改進增加繼電保護設備之間交換信息的方式。智能變電站中，使用了電子式互感器，變壓器，斷路器裝上了智能單元，連接介質全部使用光纖，信息傳輸實現了網絡化。針對各部變化，下面提出新的測試檢驗方法：

（1）原來輸入保護裝置的電壓、電流模擬量被合并器的光數字信號所取代。前提是要考慮有跨間隔數據要求的保護裝置，在不同間隔間傳輸數據時，到達時間的同步性，如不確定或差距較大，則可能無法滿足保護裝置的要求。

（2）同等設備條件下，原有變電站繼電保護使用接點直接跳閘，而智能變電站則使用GOOSE網絡，信號經網絡傳輸到智能終端后跳閘（有智能開關時除外），其可靠性更強，運行檢修擴建的安全性更高。

（3）原有變電站保護裝置，輸出信號都是經過GOOSE協議下進行網絡傳輸，智能變電器則增設了優先級別，使用GOOSE報文傳輸。我們可以通過整組傳動試驗，檢驗變電站保護裝置輸入和輸出信號的精度和實時傳輸。

（4）光纖數字電壓、電流信號的輸入方式，決定了檢驗數據同步性的測試顯得尤為重要，如變壓器差動保護、母差保護，需要對不同的同步間隔的數據進行驗證。

（5）光纖以太網主要針對誤碼率和光收發器件的功率進行檢驗，從而保證其物理連接的準確性和可靠性。檢驗過程可以借助網絡分析儀、網絡負載模擬器等工具進行。

（6）合并單元的檢驗主要是看其可否及時準確地傳輸一次電壓和電流信號；智能單元的檢驗則是看可否及時準確地傳輸數據，控制設備，保護報文，并做出相應的處理。

5、結束語

為加快智能電網建設，提高智能變電站效率和效益。當前數字化繼電保護對于智能變電站具有積極方面的作用，國內已經在一些智能變電站中逐漸應用了數字化繼電保護措施，希望以此取得的經驗與教訓能夠為未來數字化繼電保護技術于智能變電站的實際應用提供有效的經驗。

參考文獻：

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