P键词：电力系统；继电保护；障碍；处理策略
引文：随着电力等级的不断加强和系统的模式不断优化，电力系统的运行方式与网络构造越来越复杂，令继电保护方面的要求也愈来愈高。
1继电保护在电力系统中的重要性分析
在电力系统的实际运行过程中，可能出现各种故障，如相间短路、接地短路等，难以保证电力系统的正常运行状态。故障和不正常运行均可引发电力事故，造成对用户送电能力的减弱，甚至生命财产安全的损失。及时排查故障原因，恢复电力系统的正常运行，需要充分发挥人的主观能动性，加强对电气元件、电力设备维护、检修工作，并科学合理地在电力系统中设置继电保护装置，该装置可及时有效反应电力系统的不正常运行状态或电气元件所发生的故障，并实现自动跳闸或发出异常信号。继电保护装置能在电气设备发生短路故障或不正常运行时，将故障元件从电力系统中的自动、快速切除或发出信号、减负荷或直接跳闸，到达保护故障或不正常运行元件的目的，并保证电力系统快速恢复正常运行。下图是机电保护的原理。
2电力系统继电保护不稳定的原因分析
继电保护作为电力系统的二次系统，其安全稳定地运行作业是确保整个电力系统正常运行的关键，实际运行过程中可能受人为因素与继电保护系统软、硬件因素的影响而出现不稳定现象。
2.1人为因素的影响
当前继电保护尚未全面实现网络化、智能化管理，从电气设备的安装工作到继电保护装置的运行管理均通过人来进行操作。由于相关技术人员的专业技能、综合素质存在差异性，不排除某些继电保护工作人员的专业技能不合格或在实际工作中出现疏忽等原因，使得继电保护装置在安装过程中，为严格按照标准、规范进行接线，或出现错误接线的情况，致使设备无法实现正常运行。继电保护装置安装、调试工作完成以后也不是就万事大吉了，因为电路的检修工作不及时或落实不到位，造成继电保护装置因缺乏保养而出现设备老化的情况，最终导致故障的发生。此外，对继电保护设备进行保养、检修工作较为复杂，维修保养人员在工作过程中操作不规范或疏于巡查，都使得设备运行状况得不到应有的修正，故障原件未能及时更替，最终导致电力系统故障事故的发生。
2.2继电保护系统的硬件故障
继电保护系统中易发生故障的硬件是继电保护装置及其辅助装置，继电保护的构成模块包括电源供给模块、中央数据处理模块、数据转换模块及断电器4个模块，由它们同协作完成数据输入、逻辑分析、数据转化、数据输出等环节的工作并执行数字化流程，四大模块环环相扣、缺一不可，任一模块发生故障都会中断数字化流程，从而导致继电保护系统的不稳定。装备操作出现错误、电压切换不及时等会损耗继电保护系统装置，导致继电保护系统出现不稳定现象。此外，接地线绝缘体老化腐朽使电线、静电使灰尘吸附在设备表面等亦可能导致继电保护系统的不稳定。
2.3继电保护系统的软件故障
电力系统中软件程序的操作失误或运行出现故障，可能引起继电保护装置出现运行中断或错误运行的情况。软件故障的具体表现是输入数据值的误差、逻辑分析的错误、数据运算转化的错误及软件的编码错误等，而继电保护系统的数字化流程对数据的输入、分析梳理及转化输出等环节的工作要求逻辑准确、分析严密，一旦数据出现偏差，就难以保证数字化软件技术在继电保护系统中的有效作用，因此软件故障不能及时排除会导致继电保护系统的不稳定。
3电力系统继电保护故障处理策略
（1）对照法。对照法将非正常的设备与正常设备的参数进行分析对照，从不同的地方找出异常设备的故障源。对照法主要在应用于对已认为的接线错误进行排查，但在校验与定值时出现预想值与测试值的对比出入过大，从而无法准确断定出现故障的原因。此外，在进行设备更换与回路改造后，出现二次接线不能及时并正确恢复时，可以对同类的接线设备进行参照，在对继定器校验与定值时，一旦发现继定器的整定值与测试值相差过大时，不能马上对继电器特性的优劣进行判断，或者立即对继电器的刻度值进行调整，相反地，可以对同一只表计测量其他类似回路的同一种继电器的应用来进行比较，对故障的原因进行正确的处理。
（2）短接法。所谓短接法，就是将回路的某一部分或者某一段以短接线接入的方式作为其短接，并以此来进行故障范围的判断，断定故障是否存在于短接线的范围中，或者其他地方，这种短接法能有效缩短故障发生的范围，且这种方法通常用于电流回路开路、电磁锁失灵、控制判断转换开关接点是否良好以及切换的继电器不工作等方面。
（3）替换法。替换法的通常做法是用正常或良好的同样原件去替换认为或怀疑带有故障的无件，以此来进行继电保护好坏的判断，替换不仅能缩小故障查找的范围，还能减少查找故障的时间，这是对自动保护设备内部的故障进行综合性处理最常见的办法。当某些微机保护发生故障，或者一些内部回路单元比较复杂的继电器出现故障，可以利用暂处检修状态中、备用的继电器与插件进行替换。替换好后，故障消失，则表明故障的根源在被换下来的元件中，若故障依旧存在，则不排除换下元件的故障外，还要检查其他方面的故障问题。
（4）逐项拆除法。逐项排除法是指通过将联合在一块的二次回路按照顺序一一进行脱开，接着再依次放回，如果此时出现故障，则说明了故障的具置，并用此种方法在这一路中依次排查更小分支路的故障。这种方法常用于直流接地的排查，还用于交流电源其熔丝无法放置等一些故障中。以直流接地的故障为例，可以先通过拉路法，依照电源负荷的主要性，将直流屏供应的直流负荷的各个回路进行短时的分别拉开，且尤其注意切断的时间不能高于3秒，当某一回路被切除且故障也消失时，则表明该回路是出现故障的根原，此外，再通过对拉路法的进一步运用，准确确定故障的支路，最后分别拆开接地支路电源端的端子，直至找出故障点为止。
4结束语
在电力系统中，继电保护是保障其正常且安全运行的关键因素，随着电力系统的不断升级，继电保护的对安全的要求也越来越高，在其广泛的应用中，也会出现诸多问题，只有找出这些问题的主要根源，才能保障电力系统稳定运行。还要提高继电保护的相关技术，常握重要的理论知识，将理论与实践有效进行结合，提高事故和故障的外理水平。在当下继电保护技术中，其呈现出的智能化、网络化和微机化特点顺应了测量、控制和保护走向一体化的趋势。
参考文献：
在发生故障以后，会出现以下变化。第一，电流增大。短路电流值将远远超过最大电流负荷。第二，电压减小。当系统发生的故障是由于相间的短路或是接地短路造成时，系统各点的电压值就会减小，并且遵循离短路的位置越近电压下降速度越快的原则，最低时会下降到零。第三，相位角被改变。同相电压和电流间的相位角被称为负荷功率因素角，一般情况下负荷功率因素角的取值在20°；发生三相金属性短路时，同相电压与电流的相位角被称为阻抗角，架空线路的阻抗角一般在60°到85°之间；第四，阻抗改变。测量点电压与电流的向量之比即为测量阻抗。在继电保护系统正常运行时，测量阻抗与复合阻抗相同，而短路时，测量阻抗会增大。故障时的这些变化形成了判定依据，组成了原理各异的继电保护装置。
二、普通继电系统存在的问题
传统继电保护系统的调试在运行方面有着很多的问题，这些问题一直没有得到彻底的解决。主要问题有：需要过长的时间来进行后备保护；有限的故障检测方法使得故障的判定和排除都充满困难；对于系统的动态变化，保护定值无法适应其变化速度。继电保护系统能检测到的有效信息十分有限，以致其调节能力不够理想，各种保护功能没有很好的配合。传统继电保护系统的核心是电磁式继电器，但是不同的生产厂家所生产电磁式继电器的性能和物性参数都不相同，因此给继电保护系统的调试带来了极大的麻烦。同时，传统继电保护系统调试的灵敏性偏低使得自动保护装置的开启不够及时，而其庞大的体积使其很难被移动。而最主要的问题是，国家正在努力让电力设施实现自动化发展，而传统的继电保护系统调试无法做到。
三、继电保护系统调试的应用原理
（一）继电保护系统的任务继电保护系统的任务主要有3个：最基础的系统任务、主要任务和设置任务。最基础的系统任务：通过处理数据、调用保护程序、驱动输出等方法确保继电保护系统安全。稳定的运行。功能任务：主要是在发生故障时发出警报并测量等。设置任务：包括修改参数、显示数据等。继电保护系统越高效的完成这些任务，调试也就会越精确，整个系统的执行效率就能得到提高。（二）调试工作原理继电保护装置可以正确地区分系统运行的正常与故障状态。在出现故障时，继电系统会自动进行信号的检测并将传递回来的测量信号与正常整定值进行比较，然后依据结果判断保护装置是否已经开启。如果继电保护装置已经开启，那么系统的逻辑部分就会根据测量信号的性质、程度设定保护程序并将工作命令传达给执行系统，然后执行系统开始处理电力故障。
四、PLC构件在继电保护系统调试中的优势
关键词继电保护；电力系统；可靠运行；有效方法
中图分类号：TM774文献标识码：A文章编号：1671-7597（2014）14-0146-01
21世纪是一个技术时代，科学技术日新月异。随着我国国民经济的不断增长，人们的生活质量也逐渐提高，其对电力的需要量越来越大，对电力系统提出了更高的要求。在这种情况下，电力企业的发展面临着许多挑战和困难。为满足社会对电力的需求，应对社会总电量增加的问题，电力企业必须不断地改进电力设备，完善电力系统，以保障电力系统的正常运行。研究继电保护的目的就是要最大限度得保障电力系统稳定运行。
1继电保护的基本内容和要求
所谓继电保护，是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种装置。继电保护在电网运行过程中具有重要的意义，是电力系统发展中的重要组成部分，能有效的保护电能的传输，为人们提供安全可靠的电源。继电保护运行的可靠性是指当电力设备或系统可在一定的时间内完成规定功能。研究继电保护运行的可靠性，是不断完善继电保护技术的重要前提。继电保护装置必须具有一定的灵敏度，能及时地发现设备中出现的故障，充分了解设备状态，可在第一时间内，解决运行过程中的问题，加快电力系统恢复运行的速度，减少电力故障所带来的损失，进而保障电力系统的安全性。继电保护装置需要科学而合理的设计方案，要保障继电保护装置元件的质量，采用先进的电力设备，以此可有效地推动继电保护的健康发展。
2现阶段继电保护运行中存在的问题
我国大力推广继电保护技术的运用，但是在实际应用过程中仍然存在着问题，需要加以改进。如今，继电保护的运行缺乏稳定性，不够安全可靠，在运行过程中常常发生故障，未能充分体现继电保护的作用。由于所使用的继电保护缺乏可靠性，以致于不仅没有保障电力系统的安全性，还适得其反，提高了事故发生的频率。另外，继电保护装置的工作人员操作不规范，缺乏对继电保护装置的检查，使得继电保护未能得到有效的维护和调整，从而导致继电保护运行不安全。
3确保继电保护可靠运行的有效方法
3.1提高继电保护设计、安装质量
继电保护是确保电气一次系统安全运行的装置，同时电气一次系统对继电保护设置也有很大影响。电气一次系统错误接线方式，例如，有些地区将电源采用T接方式接入电网，致使继电保护难于设置，而强行设置继电保护，降低了电网运行可靠性。这就要求在设计阶段统筹考虑，完善设计。
继电保护装置多、繁杂，易发生安装错误，而微小的错误就会使保护装置拒动或误动，造成严重的电力事故。例如，曾发生过因错贴继电保护标示牌，致使操作人员误操作，造成停机停炉事故。因而，要按图施工，保障图纸和设备、设备与其标示牌完全对应，杜绝因不对应造成的误操作。要不断总结经验提高安装质量，完工后严格验收，才可效地避免继电保护设备在运行中出现问题，使其具有安全性。
3.2加强继电保护装置的日常维护
定期检查继电保护装置。最好每天都要开展一至两次的全面检查。所要检查的内容主要包括开关、压板的位置，线路之间的连接状况、电阻的温度等等。当继电保护装置在运行中出现问题及装置变更时，应详细记录下来，作为处理事故的依据。
电气一次设备变更，继电保护装置也要做相应的变更。例如因更换发电机出口输电电缆而造成相序变化，发电机并网时就会造成非同期并列，出现事故。因而在更换电缆后，要核对相序，从新设置继电保护装置。电力企业在机构设置上，电气一次和继电保护分别属于不同的责任班组，这就要求两个班组加强沟通，一个班组的所做的工作另一个班组必须知道，以保障电气设备安全稳定运行。
3.3加强培训
为促使工作人员对继电保护装置的操作符合要求，必须加强对相关工作人员的培训，以使其掌握继电保护相关的理论知识，了解其工作原理，提高其业务水平，以避免在工作中出现不恰当的操作。常用的继电保护图纸最好背过，熟练的技术人员可缩短事故处理时间，增加机组的年利用小数，提高经济效益。
3.4创新继电保护事故解决方法
当继电保护设备在运行过程中出现问题的时候，则必须及时的进行处理，让继电保护设备重新运行。要创新继电保护事故处理方法，充分利用相关的信息数据。由于继电保护的运行具有不间断性和隐蔽性，使得设备在保护工作完成之后还会继续运行，易受到损坏。而且继电保护设备的运行不易被察觉，只有发生事故的时候才能发现继电保护设备的运行，因而，可采用故障录波、微机等来了解设备发生事故时的状态，据此分析出发生故障的原因。当研究出故障发生的缘由之后，可对其进行分类，以更为细致的深入剖析事故原因，并开展相应的检查工作。技术人员要根据事故发生的原因来不断地完善继电保护技术，以促进继电保护的安全运行。
3.5不断地完善继电保护技术
为保障继电保护的可靠运行，必须不断地完善继电保护技术。通常可从这两个方面来改进继电保护的技术。一方面促进继电保护运行的微机化和网络化，目前，信息技术飞速发展，能极大的提高微机保护硬件的质量，能促使电力企业用成套的工控机来实施继电保护，有利于实现继电保护的微机化。计算机网络技术的广泛应用，能促进继电保护运行方式的改变。另一方面，可致力于提高继电保护运行的智能性，通过引入人工智能技术来提高继电保护运行的稳定性，避免继电保护连续性和隐蔽性所带来的安全隐患。
4结束语
随着电力行业的蓬勃发展，电力系统的运行越来越受关注。社会对电能的需求量也逐渐增多，为此，电力企业必须提供可靠的电力系统来供电，必须充分利用继电保护技术，以确保电力系统的安全。继电保护对电力系统的运行有着重要的影响，能创造良好的电网运行环境，是维护电力系统安全性的重要保障。电力企业的技术人员必须全面了解和分析继电保护技术在实际运用中存在的问题，要掌握继电保护技术的原理，以探寻有效而具有针对性的措施来改善继电保护技术，从而确保继电保护技术的实施具有可行性，以保证电力系统的可靠性。
参考文献
[1]胡文.确保继电保护可靠运行的方法[J].城市建设理论研究（电子版），2013（10）.
[2]陈祥.分析确保继电保护可靠运行的方法[J].城市建设理论研究（电子版），2013（12）.
2汽轮机保护系统故障回顾我厂2台25MW汽轮发电机组系长江动力集团公司武汉汽轮发电机厂设计制造，型号为C25—35/3，汽轮机用油为30号防透平油，控制系统为全液压调节系统，保安系统操作箱内装有磁力断路油门、超速限制电磁阀等保护机组安全的关键部件。近两年来，汽轮机保护系统曾发生过几次较典型的故障。
2.1保护执行机构拒动1999年12月24日17时05分1号机自动主汽门、调速汽门、旋转隔板突然关闭，负荷降至零，锅炉安全门动作。事故前1、2号机带抽汽并列运行。事故发生后检查保护继电器时，电超速保护中间继电器（6ZJ）动作（3360r/min），转速表记忆最高转速达3526r/min，经分析认为是1号机二抽止回阀没有全关，2号机抽汽倒流引起。事故后检查电磁滑阀没有复位。后经现场拆验清洗电磁阀，暂时消除了卡滞，20时45分1号机并列。在后来小修抽汽阀解体检查中发现阀杆断裂，执行机构拒动，止回阀没有全关。
2.2磁力断路油门卡滞2000年2月5日17时16分因磁力断路油门误动停机，只是因为采取了预防超速的临时措施（故障后快速关闭抽汽齿轮阀门，再手拉油开关与系统解列），机组才没有再次超速。事故后检查热工、电气保护继电器没有动作，磁力断路油门没有复位，判断与上次事故原因相同。由于有上次的经验，本次事故处理顺利，19时33分机组并列。经分析磁力断路油门卡滞的原因认为是由于电磁阀机械和液压部分引起的。
2.3保护继电器误动
2000年2月20日8时50分1号机因低油压保护动作（8ZJ继电器接点闭合）而停机。停机后进行了低油压保护传动试验动作正常，于10时55分并列；14时22分电动油泵自启动（12ZJ接点闭合），为保证机组安全运行，把低油压保护退出。经分析此次停机事故原因是压力控制器性能差，抗振能力弱，因振动引起误动造成的停机。
2000年3月12日16时42分1号机停机，停机后未见异常，于17时53分并列。事后分析有可能是停机继电器35ZJ误动引起。但因35ZJ不带自保持，深层次原因有待进一步分析。
2000年3月17日12时08分1号机停机，停机后也未见异常，于12时39分并列。本次事故后加装了36ZJ用以监视35ZJ动作，加装了3ZJ自锁装置以监视发电机主保护动作。
2000年4月3～7日1号机小修，进行了热工保护系统传动，并更换了磁力断路油门。
2000年5月6日20时31分1号机因轴向位移保护动作（9ZJ继电器接点闭合）而停机。21时03分并列。这次停机也是热工保护误动引起的。分析动作原因认为是保护装置元件抗干扰能力差，受外界干扰（振动、电压波动等）误动等原因。
以上六次事故具体情节虽不尽相同，但不外乎保护执行机构拒动、电磁阀卡滞、热工保护继电器误动等原因。
3影响保护系统可靠性的因素分析
3.1磁力断路油门电磁阀卡滞
3.1.1电磁阀的机械部分在1999年10月的小修启动试验中，曾发生磁力断路油门电磁阀卡滞现象。即热工保护动作后，按动保护复归按钮，自动主汽门、调速汽门打不开，滑阀不能复位。后经拆验清洗滑阀后，按标准进行组装，电磁阀动作正常。12月24日事故后，又出现同样情况。分析是弹簧失效、预紧力不足，弹簧端面不平整及组装电磁阀时各螺栓紧力不均匀造成的动静间隙不均等机械原因引起的滑阀卡滞。
3.1.2电磁阀的液压部分1999年大修后没有进行可靠的油循环，就进行电磁阀传动试验，造成油中机械颗粒杂质进入滑阀与套筒（壳体）的间隙内，引起滑阀卡滞。
3.2设计考虑不周公司汽轮机热工保护在系统设计、保护信号的选用、检测仪表的安装位置及保护用继电器等方面均不同程度地存在一些问题，影响了系统的可靠性。原热工保护系统设计中，油压过低保护仅由一个压力控制器采用“一取一”方式，且动作于停机，可靠性差。真空过低保护采用二次表接点带保护的方式，也动作于停机，可靠性差。1号机的油压检测信号各压力控制器均安装在振动较大的地点，易发生误动作。
3.3产品质量不良保护用的45个中间继电器，所有接点外露，易受灰尘污染，出现拒动。接点间隙较小，有振动时，可能出现误动。导线与继电器直接焊接，继电器无法拆下校验，是整个保护系统最大的缺陷之一。
摘要：根据"保护系统必须最大限度地消除可能出现的误动作和完全消除可能出现的拒动作"的原则，从解决磁力断路油门卡滞保护不能复归事故出发，结合电厂实际情况，分析影响汽轮机保护系统可靠性的因素，提出了具体的改进措施，并付诸实施。
关键词：汽轮机保护系统可靠性分析
4提高保护系统可靠性的改进措施针对以上问题，我厂组织了几次研究论证一致认为，完善和提高保护系统的可靠性、稳定性是实现机组安全稳定运行的保障。提出了充分利用现有设备淘汰所有不可靠继电器，进行检测信号及继电器可靠性改造。
4.1提高磁力断路油门电磁阀动作的可靠性
4.1.1加强油系统管理和监督
要定期化验油质，进行油液磨屑颗粒度检测，同时加强油液进货渠道管理，补油时要采用专用滤油机。大修期间必须对油系统进行彻底清洁，清除油泥和其他沉积物，机组启动前应首先进行大流量油循环，直到油质合格后再进行热工试验。运行中应坚持每二值滤油制度，滤出油中水分和杂质；保证油系统排油烟机和滤油器工作正常，加强运行中汽封压力的调整，减少轴封漏汽。
4.1.2提高装配质量在检修过程中，每名检修人员应当充分了解电磁阀的结构、性能和特点，根据不同的情况和要求，采取切实可行的检修措施（如组装前应将保安操纵箱外板及油孔清理干净；做好滑阀和壳体间的间隙测量；未装入弹簧时，芯杆及电磁滑阀应动作灵活无卡滞；做好弹簧的自由长度测量；组装时应确保螺栓紧力均匀，防止壳体变形）以达到设备能够安全、长久使用的目的。
4.1.3定期进行热工保护的检查试验热工人员对保护联锁系统的检修维护要规范化，项目、周期都要明确，定期对系统进行检修、测试、传动和清理。应明确汽机大小修和日常定期维护试验项目。在机组冷态启动前，必须进行保护联锁试验，试验应在现场模拟工作条件进行传动，严禁在盘后端子排处进行模拟试验；机组运行中也应定期活动电磁阀，避免卡涩。经验表明：认真做好热工保护联锁试验是防止电磁阀误动拒动的必要手段。
4.1.4选用制造精良的器件选择质量保证体系健全的厂家生产的合格的器件，对壳体、滑阀、弹簧等零部件进行拆验、测量，制造公差应符合技术要求。
4.2进行热工保护系统的优化改造对原热工保护从检测信号的选用及安装位置、保护回路、保护电源等方面进行改造。
4.2.1改进设计油压低于0.0196MPa停机信号按照“三取二”的优选回路，将低于0.054MPa起动电动油泵和低于0.0392MPa起动汽动油泵的两个信号各取出一个接点，接成逻辑“或”功能再和低于0.0196MPa主信号接成逻辑“与”，这样只有当油压真正低于保护定值时才能引起保护动作，而使油压过低保护更加可靠。原真空保护选用的是二次表的接点，现在改为电接点真空表及真空控制器两接点逻辑“与”作为停机信号。
将推力轴承回油温度达75℃引入停机信号。将电气主保护跳闸继电器增加记忆功能，使所有停机信号均能记忆，完善了记忆系统。增添了36ZJ继电器用以监视主停机继电器35ZJ，使主停机继电器亦具有记忆功能，便于查找故障原因。将交流24V电源供电的继电器改为有备用电源箱的直流24V电源供电，大大提高了汽轮机保护系统的可靠性。重新布置继电器盘面，新的盘面对继电器开关及端子排进行了合理安排，原保护用继电器均在1号控制盘左右两侧，选用新继电器后只新装一块继电器盘。另外各控制盘开关、按钮等采用直接接线，也起到了提高系统可靠性的作用。
4.2.2继电器选型继电器在保护系统动作信号与执行机构之间起着联接和传送作用，在整个热工保护系统中是至关重要的。没有动作信号，保护动作就是误动；有了动作信号，保护不动就是拒动，因此必须选用质量性能完全可靠的继电器，它直接影响到整个系统的可靠性。原保护用继电器没有防尘罩，接点间距较小，各接线直接焊接，使继电器无法拆下校核，且接线杂乱，检查线路十分困难，是整个保护系统最大的缺陷，也是此次热工保护改造的重要内容。这次我们选用的DZ-30系列中间继电器，后接线牢固可靠，查验检修十分便利，接插式继电器安装方便，接触优良，防尘罩透明严密，经校核动作可靠，接点距离合适，各方面均符合热工保护的要求，为整个保护系统的可靠打下了良好的基础。
4.2.3施工在选定继电器的基础上，进行了新盘二次线的配接，为了减少故障点，将原电缆直接改上新盘接线端子，尽量减少了中间环节。另外，对检测信号仪表的安装位置进行了改动：将油压等四个控制器，从振动较大的安装地点，移到了合适的位置，以保证信号的可靠，避免振动引起的误差。在油压过低保护的测量回路中，安装了报警用电接点压力表，使报警与保护达到一致，消除了原报警与保护两路测量引起的差。
[关键词]电力系统；继电保护不稳定；原因；事故处理；方法
中图分类号：F407.6文献标识码：A文章编号：1009-914X（2015）36-0080-01
引言
第二次工业革命后，电力融入人们的日常生产、生活中，电力系统在当今社会扮演者日益重要的角色，一旦电力系统发生问题就会影响大家的正常生活，电力系统的继电保护工作时电力系统正常工作的重要保证，电力系统的继电保护工作的目的在于及时地将电力系统的故障或异常情况从其从属的电力系统中切除，防止其影响整个电力系统正常工作。建立现代化的智能型电力系统是电力工作的主要目标，而智能型电力系统需要新型的结构与设备，以此来确保整个电力系统的功能。继电保护是建立智能型电力系统的基础部分，对电力系统安全和功能具有保护和维护的功能，由于继电保护设备和智能电力系统具有结构上的复杂性，受到外部影响和干扰出现电力系统继电保护的不稳定与故障就成为客观实际。应该站在建设现代化电力系统的高度去看待电力系统继电保护的稳定问题，要重视电力系统继电保护的功能和意义，分析电力系统继电保护不稳定的内在原因，通过正确处理、规范操作达到提升电力系统继电保护稳定性的目的，实现对电力系统继电保护事故准确而高效的处理，从而实现电力系统继电保护对建设智能型电力系统的功能与作用。
一、使电力系统继电保护不稳定的因素
（一）电力系统继电保护系统软件的影响
如果电力系统中继电保护系统软件出现问题，可能导致错误地发动电力系统的保护装置，就我国当下的电力系统状况分析来看，需求定义不准确、软件运行错误、软件测试出现问题都会导致继电保护不稳定。
（二）继电保护系统的硬件装置问题
通过对继电保护系统的分析，我们可以发现很多继电保护系统的二次回路存在绝缘老化的现象，这会导致二次回路接地，进而造成继电保护系统故障。断电路是继电保护系统的重要元件之一，断电路的质量直接与继电保护系统的正常运行密切相关。
（三）人为因素
据相关统计，安装人员没有按照正确的安装方法来进行继电保护系统安装工作会导致电力系统继电保护不稳定，而且此类事件在继电保护系统故障中占有一定比例。
二、对继电保护运行操作的准确性进行提高
继电保护运行人员必须首先进行继电保护原理和二次图纸的学习，然后对继电保护进行核对、并对现场二次回路端子、继电器信号吊牌压板等部件进行熟悉，对两票进行严格的控制，并实施安全保护措施票，在运行过程中严格按照继电保护的运行规程进行操作。在进行继电保护中，每一次的投入和退出都必须严格按照设备调度范围的划分在征得调度同意的前提下，才能进行调度。为了确保继电保护制度的各项标志均符合规范，必须对其进行严格的监管。
在特殊情况下对继电保护进行保护操作，运行人员主要是以通过培训的方式来进行继电保护知识的掌握的。如果在继电保护运行中发现有异常或者存在缺陷的时候，除了对其加强监管以外，还要对能加强误动的保护必须联系继电保护人员进行异常情况的处理。如果出现下列异常情况必须及时退出。
（一）母差保护
如果继电保护发出“母差交流断线”、“母茶直流电压消失”此种信号的时候，母差不平衡电流不为零的时候，无专用旁路母线的母联开关串代线路操作及恢复倒闸操作中。在此类母差保护情况中，都必须进行断电处理。
（二）高频保护
定期通道试验参数不符合数据要求的时候，直流电源突然断电的时候。在此类高频保护情况中，也必须进行断电处理。
（三）距离保护
如果采用的是PT退出运行或者三相电压断线时，在正常情况下助磁电流不符合要求的时候。在上述此种距离保护的情况下，都必须对其进行断电处理。
（四）微机保护
如果继电保护的总警灯亮同时另有一个保护警告灯亮的手，应该退出相应的保护。如果继电保护的CPU出现故障，应该退出相应的继电保护。所有警灯均不亮，并且电源指示灯也熄灭的情况下，说明直流电源消失，应该将出口压板退出，在直流电源恢复供电后再进行继电保护。
三、提高继电保护的可靠性的措施
提高继电保护应该主要应该从以下几个方面入手：
（一）选用质量可靠的继电保护装置。
（二）采用有效措施对晶体管保护的抗干扰能力进行加强。
（三）在晶体管保护装置的设计中应该充分考录实际情况。
（四）继电保护人员必须不断提高职业素养。
（五）定期对保护装置进行检查。
（六）保护继电宫殿系统地稳定性。
四、继电保护事故处理的方法
（一）分析利用计算机提供的故障信息
根据我国当下的电力系统的相关技术的发展状况，经常发生的事故都是容易处理的，只有少数故障是根据技术人员的修理经验难以解决的，就需要利用计算机等方法来进行故障信息的分析工作，并严格按照正确的方法和步骤进行操作，具体步骤如下：
1、正确分析认为因素造成的事故
由于某些继电保护系统的特性，会导致当发生事故后没发出指示信号，技术人员无法判断事故发生的原因，这就需要相关工作人员重视对继电保护系统检查工作，如实反映由人为因素造成的事故，以节约技术人员的时间，提高修理效率。
2、充分利用计算机来进行记录工作
在进行电力系统的继电保护工作时，需要安装专业的计算机装备，用于记录继电保护系统日常的工作状态，以便系统发生故障后能够及时地根据计算机的记录来分析故障的发生位置，并根据故障来采取相关解决措施。
（二）用正确的检查方法来进行继电保护系统的检查工作
1、逆序检查法
当根据计算机记录的数据不能及时地找出故障的发生位置时，就需要从事故发生的结果来进行逆向、逐一检查，直至找到故障发生的位置，该方法一般适用于保护装置发生误动的状况。
2、顺序检查法
该检查方法是用于逐一检查的方法来进行故障位置的检查工作，但是该方法要求必须按照正确的方法进行，当计算机出现故障时，导致保护装置不能正常启动或者保护装置的运行逻辑出现问题时，通常采用顺序检查法会提高检查效率。
3、整组试验法
该方法一般用于检测继电保护系统是否能够正常工作，确保保护装置的动作逻辑和动作时间正确，能够在较短的时间内检测出故障的发生位置，进而与其他方式结合找到合适的解决办法。
结语
随着时代的进步，我国科学技术发展水平不断提高，电力系统和计算机技术的发展水平日益提高，继电保护系统向智能化、网络化方向发展，由于科学技术的发展导致多种科学技术能够应用到机电保护系统发展中。
参考文献
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关键词：配电系统；继电保护；整定计算
中图分类号：C35文献标识码：A
一、城市电网10kV配电系统在电力系统中的重要位置
城市电网10kV配电系统由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不能完全避免的。在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。例如，当系统中的某工矿企业的设备发生短路事故时，由于短路电流的热效应和电动力效应，往往造成电气设备或电气线路的致命损坏还有可能严重到使系统的稳定运行遭到破坏。为了确保城市电网10kV配电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置。
二、城市电网10kV配电系统继电保护的基本类型
城市电网10kV系统中装设继电保护装置的主要作用是通过缩小事故范围或预报事故的发生，来达到提高系统运行的可靠性，并最大限度地保证供电的安全和不间断。
可以想象，在10kV系统中利用熔断器去完成上述任务是不能满足要求的。因为熔断器的安秒特性不甚完善，熄灭高压电路中强烈电弧的能力不足，甚至有使故障进一步扩大的可能；同时还延长了停电的历时。只有采用继电保护装置才是最完美的措施。因此，在10kV系统中的继电保护装置就成了供电系统能否安全可靠运行的不可缺少的重要组成部分。
在电力系统中利用正常运行和故障时各物理量的差别就可以构成各种不同原理和类型的继电保护装置。如在城市电网10kV配电系统中应用最为广泛的是反映电流变化的电流保护：有定时限过电流保护、反时限过电流保护、电流速断保护、过负荷保护和零序电流保护等，还有既反映电流的变化又反映电压与电流之间相位角变化的方向过电流保护；利用故障接地线路的电容电流大于非故障接地线路的电容电流来选择接地线路，一般均作用于发信号，在部分发达城市因电容电流较大10kV配网系统采用中性点直接接地的运行方式，此时零序电流保护直接作用于跳闸。
三、几种常用电流保护的分析
（一）反时限过电流保护
继电保护的动作时间与短路电流的大小有关，短路电流越大，动作时间越短；短路电流越小，动作时间越长，这种保护就叫做反时限过电流保护。反时限过电流保护虽外部接线简单，但内部结构十分复杂，调试比较困难；在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如电磁式继电器构成的继电保护装置。这种保护方式目前主要应用于一般用户端的进线开关处保护，不推荐使用在变电站10kV出线开关处。
（二）定时限过电流保护
1.定时限过电流保护。继电保护的动作时间与短路电流的大小无关，时间是恒定的，时间是靠时间继电器的整定来获得的。时间继电器在一定范围内是连续可调的，这种保护方式就称为定时限过电流保护。
2.继电器的构成。定时限过电流保护是由电磁式时间继电器（作为时限元件）、电磁式中间继电器（作为出口元件）、电磁式电流继电器（作为起动元件）、电磁式信号继电器（作为信号元件）构成的。它一般采用直流操作，须设置直流屏。定时限过电流保护简单可靠、完全依靠选择动作时间来获得选择性，上、下级的选择性配合比较容易、时限由时间继电器根据计算后获取的参数来整定，动作的选择性能够保证、动作的灵敏性能够满足要求、整定调试比较准确和方便。这种保护方式一般应用在电力系统中变配电所，作为10kV出线开关的电流保护。
3.定时限过电流保护的基本原理。在10kV中性点不接地系统中，广泛采用的两相两继电器的定时限过电流保护。它是由两只电流互感器和两只电流继电器、一只时间继电器和一只信号继电器构成。保护装置的动作时间只决定于时间继电器的预先整定的时间，而与被保护回路的短路电流大小无关，所以这种过电流保护称为定时限过电流保护。
（三）过电流保护的保护范围
过流保护可以保护设备的全部，也可以保护线路的全长，还可以作为相临下一级线路穿越性故障的后备保护。
四、电流速断保护
（一）电流速断保护
电流速断保护是一种无时限或略带时限动作的一种电流保护。它能在最短的时间内迅速切除短路故障，减小故障持续时间，防止事故扩大。电流速断保护又分为瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护两种。
（二）电流速断保护的构成
电流速断保护是由电磁式中间继电器（作为出口元件）、电磁式电流继电器（作为起动元件）、电磁式信号继电器（作为信号元件）构成的。它一般不需要时间继电器。它是按一定地点的短路电流来获得选择性动作，动作的选择性能够保证、动作的灵敏性能够满足要求、整定调试比较准确和方便。
（三）瞬时电流速断保护的整定原则和保护范围
瞬时电流速断保护与过电流保护的区别，在于它的动作电流值不是躲过最大负荷电流，而是必须大于保护范围外部短路时的最大短路电流。当在被保护线路外部发生短路时，它不会动作。
（四）瞬时电流速断保护的基本原理
瞬时电流速断保护的原理与定时限过电流保护基本相同。只是由一只电磁式中间继电器替代了时间继电器。
（五）略带时限的电流速断保护
瞬时电流速断保护最大的优点是动作迅速，但只能保护线路的首端。而定时限过电流保护虽能保护线路的全长，但动作时限太长。因此，它的保护范围就必然会延伸到下一段线路的始端去。这样，当下一段线路始端发生短路时，保护也会起动。为了保证选择性的要求，须使其动作时限比下一段线路的瞬时电流速断保护大一个时限级差，其动作电流也要比下一段线路瞬时电流速断保护的动作电流大一些。略带时限的电流速断保护可作为被保护线路的主保护。
五、三（两）段式过电流保护装置
由于瞬时电流速断保护只能保护线路的一部分，所以不能作为线路的主保护，而只能作为加速切除线路首端故障的辅助保护；略带时限的电流速断保护能保护线路的全长，可作为本线路的主保护，但不能作为下一段线路的后备保护；定时限过电流保护既可作为本级线路的后备保护（当动作时限短时，也可作为主保护，而不再装设略带时限的电流速断保护），还可以作为相临下一级线路的后备保护，但切除故障的时限较长。
目前在实际应用中，为简化保护配置及整定计算，同时对线路进行可靠而有效的保护，常把瞬时电流速断保护和定时限过电流保护相配合构成两段式电流保护。
关键词：发电厂继电保护微机实现
中图分类号：TM774文献标识码：A文章编号：1007-3973（2013）008-035-02
1继电保护的概念
继电保护是当电力系统发生故障或处于异常运行状态时，用继电器来保护电力系统及其元件免受损害的反事故自动化措施。在电力系统运行过程中，外界因素、内部因素、操作失误都可以引起故障或者异常运行的状况发生，电力系统的非正常运行状态主要包括过电压、过负压、振荡、次同步谐振、非全相运行等。当电力系统发生故障或有危害其安全运行的事故时，继电保护能够及时的发出报警信号，或者直接发出跳闸命令来终止事件，从而保护设备安全运行。
2电力系统对继电保护装置的基本要求
（1）选择性。电力系统在运行过程中发生故障时，继电保护装置能够准确的判断出引起故障的原因，选择性的切除出现故障的设备，尽量缩小停电范围，保证没有故障的设备能够正常运行。
（2）快速性。在电力系统发生故障时，针对引起故障的原因快速切断故障，以便提高电力系统并行运行时的稳定性，继电保护的快速性能够缩短用户在电压异常情况下的运行时间，避免故障进一步扩大，将故障元件的损害程度降到最低。
（3）灵敏性。灵敏性是指对运行故障或异常情况的反应能力，电力系统发生故障时，继电保护装置能够灵敏的反应出故障的发生。无论是短路故障的位置，还是短路的类型，运行方式发生变换，继电保护装置都应该能够灵敏的反应。
（4）可靠性。继电保护装置在保护的范围内发生故障时，不能因为装置本身的不足而拒绝执行切断故障操作，而对于不属于该装置保护范围内的故障，不能够进行误操作，从而保证切断故障的可靠性，保证设备的安全运行。
3继电保护的微机实现
电力部门的继电保护工作先后经历了机电型、整流型、晶体管型、集成电路型，目前随着科技的不断发展，实现了微机继电保护。微机继电保护是在计算机发展的基础上建立的继电保护，微机继电保护的优点是可靠性高、灵敏度高、选择性高。微机继电保护的装置主要包括硬件和软件，硬件主要有微处理器、输入、输出通道、人机接口、通讯接口等，而软件主要是决定继电保护的性能和功能。微机应用于发电厂的继电保护能够有效的解除故障或异常，它的工作原理是运用故障分析系统，预先输入设备正常使用信息以便形成完整的故障报告，当记录保护装置出现异常信号时，根据预先设定的规则对系统故障的形态、继电器的动作行为进行综合分析，并对继电保护装置的保护行为进行分析，最终对整定计算结果提出合理的反馈意见，对相关工作人员提供帮助。继电保护的微机实现主要通过以下方式：
3.1发电厂继电保护信息系统
继电保护信息系统为继电保护的安全性和规范性提供保证，同时利用数据库管理实现继电保护的智能化发展。
3.1.1图纸的绘制与加工
继电保护图纸数量大范围广，涉及到发电厂的多个运行部门。早期的图纸绘制主要采用专门开发的绘图工具，绘制出来的图纸没有规范的格式，不能很好的与绘图工具兼容，不利于信息共享。随着计算机的不断发展，计算机辅助设计（CAD）在电力系统得到了广泛的应用，大多数的继电保护图纸使用通用的绘图软件，如AutoCAD绘图，以电力系统的每一个模块为基本单位进行绘制，并组织到一起进行加工，加入元件图形所需的属性。规范的图纸绘制为图纸数据库奠定基础，便于实现微机继电保护的图纸共享。
3.1.2图纸数据库化
发电厂继电保护的微机实现其中的一种形式是实现继电保护的信息管理，而信息管理是建立在图纸和数据的基础上，使图纸和数据保持一致。图纸与数据之间具有时时的映射关系，因此，数据库的建设应该能够准确的反映两者之间的映射关系，根据这些映射关系将图纸与数据联系到一起，从而更好的实现继电保护的信息管理。传统的图纸数据库中图纸是以文件系统来存储的，而数据单独管理，这就容易造成图纸与数据的不一致性，从而影响整个系统的运行，同时也不易于系统的扩展。因此，在继电保护的微机实现中，将图形、数据进行一体化处理，将图纸作为一种数据存储到数据库中，从而建立图纸数据库，保证了图纸、数据的统一，建立了图纸与数据库内在的联系。
图纸数据库的实现过程如下：首先将AutoCAD的图纸文件转化为dwf类型的文件，利用相应的程序来提取图形中的数据，在数据的基础上建立描述图纸所包含的信息的数据库。在图纸绘制中，有必要的元件属性，绘制完成后，在AutoCAD编辑环境下，利用AutoCADObjectARX二次开发技术编写的程序，提取元件的属性和所在坐标的位置，以元件为单位储存在SQLServer数据库中，然后将其放在服务器上实现多用户访问，从而保证元件与图纸信息的统一管理。对于位图格式或者JPG格式的图纸，可以采用在Web形式下进行，保证图纸信息的资源共享。在发电厂继电保护管理信息系统中就可以查找元件的相应信息，同时，元件的坐标位置也可以表示为元件图形的拓展表，以此来判断继电保护电路的流通情况。
在对数据库进行设计时也要遵循一定的原则：（1）数据冗余度小，共享度高；（2）遵循结构化、规范化原则；（3）使数据库具有一致性、可收缩性、完整性原则；（4）满足数据库的安全性、可靠性。
3.1.3程序设计
采用ASP和ADO语言进行整个信息系统的设计，整个系统都采用面向对象的程序设计语言，并使程序具有可视化和模块化的特点，可以通过信息系统，将抽象的发电厂的结构和运行原理用图形和文字来进行表达，易于理解，且使用起来更加轻松、方便。通过点击操作，就可以完成设备参数的读取工作，也可以随时了解短路电流的计算工作，在进行整定工作时，对各个参数的范围给予提示，并且保证整定结果的正确性。信息系统设计主要是以C/S结构为主，使用图形界面来作为前台进行操作演示，通过ODBC对后台数据库进行访问，将系统的功能都结合到图形界面中来，用户可以更加方便的对设备的参数进行录入、查询、修改、删除等操作，同时也可以调用整定方案、编辑通知单的内容、完成继电保护配制工作等，从而能够更好的运用数据库，并对数据库的进行管理和维护，
3.2发电厂继电保护整定计算
随着电力系统的迅速发展，电网的规模也逐步扩大，越来越复杂，系统短路电流的流量也在不断的变化，因此工作人员要进行短路电流的计算和继电保护整定值的校验工作。目前，继电保护设备的种类和数量也在快速增加，继电保护整定运行管理工作量不断增大。传统的继电保护管理是依靠人工计算，工作效率低，也不利于管理工作的发展，因此，人工进行继电保护整定工作越来越不能满足电力发展的需要，不能满足企业的管理要求。而将继电保护工作交由计算机软件来处理会从很大程度上减轻工作人员的工作量，运用计算机高效的计算能力，提高工作效率，同时保证发电厂继电保护装置定值能够正确的运行，也使发电厂的继电保护管理系统更加的规范化、科学化、智能化。
发电厂的继电保护整定计算系统的总体结构中各模块功能如下所示：
图形建模模块：图形建模是可视化编程的一种体现，如上文所示，主要是通过绘图工具，对发电厂的电气接线图进行绘制，并将元件的参数存储在计算机中。
故障分析模块：提供人机对话接口，在继电保护发生故障时，工作人员能够及时的对故障进行查询处理；该模块需要能够自动的生产发电厂的序列网状图，在发生故障时进行故障分析，多采用稳态法进行分析，并将分析结果进行输出处理。在对故障进行分析时，发电厂的整定计算只是对母线处的故障量进行计算，因此该模块只是负责对母线处任意故障发生时的电气量进行计算处理。在故障分析模块，程序能够计算出发电厂各个设备出口处短路产生的短路电流和向本系统内其他支路的短路电流，并且能够在拓扑图上显示出是哪些设备和哪些支路出现了短路电流，是继电保护更加容易实现。
保护整定模块：该模块的功能主要包括保护整定配置和整定计算。保护配置主要是对发电厂中的设备进行配置保护，如发电机、电动机、变压器等电力设备，将不同保护装置中的相同保护种类用一定的方法进行区分，并可以根据实际情况进行修改操作。同时同一个元件也可以配置不同型号的保护。整定计算是发电厂继电保护的核心部分，它为发电厂的继电保护提供整定数据，通过相应的操作就可以完成发电厂中各种设备的整定计算和保护的过程，并对继电保护进行统一的管理，在使用面向对象程序设计语言时要严格的按照继电保护的整定规则进行设计，同时要兼顾通用性的原则，使系统具有可移植性，然后将整定规则输入到计算机中，并进行保存，在实践使用的过程中，用户可以对相应的整定过程进行调整，使系统具有更好的通用性。实践证明，利用计算机软件实现发电厂继电保护整定计算，可以减少计算量，大大提高计算速度，从而使继电保护装置能够更好的发挥其性能，避免人为的因素造成错误的整定结果，为电力系统的安全运行提供保证。
系统管理模块：该模块主要是实现对数据的管理。在对故障进行分析处理、整定计算，还需要对发电厂继电保护的相应数据进行管理，这里所涉及到的数据是元件的参数信息、故障说明书、整定计算说明书、整定计算定值单等，而对数据的管理主要包括数据的查询、数据的备份、数据的打印和删除等。
通过发电厂继电保护整定计算的系统设计，可以很直观的显示出系统中各结点各支路的短路电流情况，为继电保护提供支持，实现微机继电保护，使发电厂继电保护向智能化方向发展。
4结语
发电厂继电保护是保证电力系统安全运行的基础，而继电保护的微机实现体现了发电厂继电保护工作朝着计算机化、网络化、智能化的趋势在发展。发电厂继电保护的微机实现的主要方式是通过建立继电保护信息系统，对继电保护的设备参数进行管理，实现了电力系统信息管理的无纸化、可视化、智能化的发展趋势。通过保护整定计算，计算出短路电流值，为发电厂的继电保护提供基础，保证微机继电保护的安全有效运行。
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【关键词】电力系统；继电保护；事故；原因；改进
中图分类号：F470.6文献标识码：A文章编号：
一、前言
文章对电力系统继电保护运行原理及发展趋势及电力系统继电保护事故的种类进行了介绍，并对电力系统继电保护事故的原因进行了分析，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对电力系统继电保护改进方法进行了探讨。
二、电力系统继电保护运行工作原理
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流、电压、功率等变化来构成继电保护动作。在供电系统运行正常时，继电保护装置的可以安全地、完整地监视各种设备的运行状况，为运行维护人员提供可靠的运行依据。当供电系统发生故障时，继电保护装置可以自动地有选择地切除故障部分，保证非故障部分继续运行。当供电系统处于异常运行状况时，继电保护系统能及时、准确地发出警报信号，通知运行维护人员尽快做出事故处理。
三、电力系统继电保护事故的种类
1.定值问题：a.整定计算的误差；b.装置定值的漂移；c.人为整定错误；d.温度与湿度的影响；
2.电源问题：a.逆变稳压电源问题；b.输出功率不足或稳定性差；c.纹波系数过高；d.带直流电源操作插件；e.直流熔丝的配置问题；
3.保护性能问题：保护性能问题主要包括两方面，即装置的功能和特性缺陷。有些保护装置在投入直流电源时出现误动；高频闭锁保护存在频拍现象时会误动；有些微机保护的动态特性偏离静态特性很远也会导致动作结果的错误。在事故分析时应充分考虑到上述两者性能之间的偏差。
4.抗干扰问题：运行经验表明微机保护的抗干扰性能较差，对讲机和其他无线通讯设备在保护屏附近的使用会导致一些逻辑元件误动作。现场曾发生过电焊机在进行氢弧焊接时，高频信号感应到保护电缆上使微机保护误跳闸的事故发生。新安装、基建、技改都要严格执行有关反事故技术措施。
5.高频收发信机问题：在220kV线路保护运行中，属于收发信机问题仍然是造成纵联保护不正确动作的主要因素，主要问题是元器件损坏、抗干扰性能差等，出问题的收发信机基本上都包括了目前各制造厂生产的收发信机。
6.插件绝缘问题：微机保护装置的集成度高，布线紧密。长期运行后，由于静电作用使插件的接线焊点周围聚集大量静电尘埃，在外界条件允许时，两焊点之间形成了导电通道，从而引起装置故障或者事故的发生。
四、电力系统继电保护事故的原因分析
1.继电保护运维工作量急速增加
随着我国经济的快速增长，变电站建设规模和数量的快速增加，继电保护技术的不断发展，升级换代速度加快，变电运行无人值守和集控方式的采用，使得变电运维人员设备运维量急剧增加，变电运行和继保人员不足以应付数量日益增多的继电保护装置，因此加大了运维人员对继电保护技术掌握的难度。
2.继电保护装置参数偏差事故
继电保护装置长期暴露在电力传输线路之中，由于电力元件的疲劳老化和外界的腐蚀效应导致继电保护装置的相关的技术参数发生较大的偏差，而在日常维修保养中，对继电保护装置的参数整定工作是日常工作流程之一，往往由于整定方法不当或者是数据采集失真，导致继电保护装置的参数发生重大偏差，直接引起继电保护装置在非既定状态下出现事故。
3.继电保护装置抗干扰失效事故
由于继电保护装置是电网系统应对突发极端工况的应急装置，因此，对于继电保护装置的触发前提应该有一个清楚的定义，这是由于在实际运行中，高强度、高频率的非电信号的冲击也极易触发继电保护器，使得电网传输断开。尤其是对于一些敏感性较强的电力装置如微机系统来说，信号转化的误差会转变为瞬态脉冲信号，直接启动继电保护装置，引发跳闸。
4.缺乏相应的专业技能
电力系统中涉及面比较广且人员众多,因此工作人员中存在一些文化知识较低或者刚刚参加工作人员,这些人员对继电保护综合系统不熟练,还不具备独立操作的能力。但是在有一些地方缺乏人手也安排上去了,一旦遇到电力系统上的继电保护出现异常现象时,就束手无策不值得如何处理,或者一些能够简单判断也不能够完全判断出问题根源。而且在记录继电保护上有关的参数,有一些工作人员误记或者漏记了一些参数,都可能带来继电保护事故。
五、电力系统继电保护改进方法
只有确保了电力系统继电保护正常,才能让电力企业可持续发展。因此必须要从事故原因中挖掘问题根源,进行相关改进方法。
1.提升相关人员专业综合素质
事实上,无论什么事故主要根源还在于人,因此对电力系统相关人员专业综合、技能培训十分重要,通过培训提升工作人员专业技能,才能确保继电保护可靠运行。通过培训让工作人员在平常工作中,了解继电保护设备各个部分的结构与功能,进而能熟练操作各部分元件,一旦遇到异常就能够及时处理。同时经过相关培训让工作人员具有良好素质,增强安全意识,树立安全第一工作第一的现代化思想。只有这样,电力工程人员才能给结合自身专业技能,认真负责的做好继电保护工作,减小或者杜绝继电保护事故发生。
2.加强一二次协作
为了保证检修运行工作的顺利开展，需要加强一、二次工作的协作。通过岗前培训、定期的经验交流等协作，让所有运行检修人员都能分了解继电保护系统内部设备、模块、元件、端子等的作用和信息。并在日常运行维护中，将各自岗位运行经验定期做一、二次问的相互交流，提高运行人员对设备的了解度，保障整个系统安全可靠的运行。
3.加强检修继电保护装置
所有设备在运行中都存在磨损,都会随着时间出现各种各的问题。因此必须要加继电保护装置的检测,设备中老化元件和线路,都要及时发现及时维修更换,对于设备中的电压、电源以及电流等异常情况,及时进行更正。当主变到电抗器之间的刀闸同时断开之时,要检测电抗器限流是否影响到整个电力系统继电保护,减小损害电抗器;要时常检测开关的高频保护功能是否正常,确保发生故障时高频保护能够正常动作;还要确保预警功能系统设计正常,一旦继电保护出现异常就要及时预警。改进继电保护装置上,不仅仅上面几个方面,还要对一次二次及其他事故原因作出妥善处理措施,才能确保继电正常工作。
4.统一和推行继电保护标识标签管理
把继电保护各元件标签、区域、运行操作要求、操作方法、定值区和开入量用统一的文字、格式、颜色、划线等方式进行标准化，方便运行维护人员的操作、巡视和维护等。将保护屏内的装置、压板、切换把手、空开和端子排等标签进行完善，并统一标签命名和格式，减少误操作的可能性。另外还要将压板区按装置和行分区，将压板按行和装置用红色标识线分区，这样操作时可明显看到压板和对应标签在同一个方框内，减少误操作。
由于各厂家、各型号的保护操作方法、菜单和开入量不同、定值区功能不同，张贴相应说明标签，使得运维人员方便操作和检查保护。
5.建立事故处理系统
针对继电保护装置常见的事故发生环节所在，有针对性的进行事故监测，利用信息化的技术手段，建立基于电网继电保护装置运行事故故障的信息化管理系统平台，平台功能包括：继电保护装置运行实况监测、关键元件技术参数监测、常规检修计划表、突况处理方案和危险排除机制等等，利用一体化的管理方式，全方位的保障继电保护装置的安全运行。
六、结束语
电力系统企业应该加强对工作人员的培训，注意提升工作人员的整体素质和道德文化水平，减少电力系统继电保护事故中因认为原因而产生的事故，同时加强防范意识的培养，对于继电保护系统中的相关问题及时预防，这样才能让电力系统继电保护中的事故降到最低。
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关键词：继电保护；课程体系；人才培养
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2014）36-0104-02
大学教育理念是大学的思想、精神和灵魂，是人们对大学的理性认识、理想追求及所持教育观念，它是建立在对教育规律和时代特征深刻认识基础之上的。大学要根据经济社会发展的需要，遵循教育规律和人才成长规律，强化以创新精神、创造能力、实践能力和高尚品德人格为核心的素质教育观念[1，2]。随着我国电网技术的飞速发展，电力行业对继电保护技术要求也在不断提高，电力系统继电保护专业作为电气工程及其自动化专业的重要的专业方向之一，需要适时调整课程体系，深化教学改革，注重能力培养与职业素养的养成[3，4]，构建“知识、能力、素质”为一体化的培养模式，达到理论与实践相融合，以确保为电力行业培养出高素质的应用型人才。
一、传统课程体系存在的问题
在我国电力企业中，继电保护专业方向的技术人员所涉及的工作有：新建变电站保护的安装与调试，保护装置的相关测试与维护，电力设计院二次回路设计等。按照我校培养方案，目前与电力系统继电保护专业方向课程群的相关教学主要包括：“电力系统继电保护原理”、“电气二次回路”、“电力系统继电保护技术的新发展”等3门课程，以及“继电保护课程设计”和“电力系统继电保护毕业设计”2个实践环节。
结合目前电网继电保护技术发展现状与现场对保护技术人员能力的要求，传统继电保护教学存在以下问题：
1.保护原理的理论教学内容更新不够
随着特高压输电技术的发展、大容量发电机变压器的应用、智能变电站、分布式发电、以及量测和通信技术的发展，传统电力系统继电保护教学存在理论教学内容更新不够，特别是直流保护技术、超大容量机组的保护技术、新型光纤差动线路保护技术、工频故障分量保护技术等，这些目前现场中的广泛发展与应用的保护原理技术讲授内容不足。
2.部分教学内容与现场要求不对应
电网公司要求继电保护技术人员具备进行继电保护整定计算、保护装置的安装、调试、运行维护等工作能力，不仅要求入职人员具备继电保护的基本理论，还要求掌握电气二次回路的基本知识和继电保护的测试技术。其中，电气二次回路是现场工作人员进行变电站施工、维护、检修、测试试验、调度控制与运行等实际工作中所必须扎实掌握的基本内容。而目前“电气二次回路课程”开设学时相对较少，缺少现场常用的二次回路资料，并且现有教材二次回路标准符号不统一，难以满足现场二次回路读图的需要。另外，继电保护的测试技术目前在本科课程中没有进行相关内容的开设。
3.实践教学环节存在的问题
实践教学作为继电保护专业方向教学内容的重要部分，目前主要存在以下问题：第一，实践教学环节所参照的设计手册出版时间较早，设计规范与电力设计院的设计规范有较大偏差；第二，实践教学的设计题目需要按照现场的发展进行调整与更新，缺少现场广泛应用的微机保护装置的相应实验内容；第三，实验教学环节所用实验器材需要更新，如保护测试仪器的使用等。
二、继电保护专业方向课程体系改革思路
我国高等教育分为专科教育、本科教育与研究生教育，其中要求本科教育应当使学生比较系统地掌握本学科、专业必须的基础理论、基本知识，掌握本专业必要的基本技能、方法和相关知识，具有从事本专业实际工作和研究工作的初步能力。因此，电力系统继电保护课程的改革也应从这个要求出发，由市场需求引导和推进教学改革。
根据对当前我校继电保护方向相关专业课程的设置与现场需求存在的问题分析，继电保护专业课程体系改革需要包括四个环节：
（1）调整“电力系统继电保护原理”教学内容，并扩展继电保护实验内容；（2）扩展“电气二次回路”课程内容；（3）调整继电保护课程设计与毕业设计等实践环节；（4）开设“高压直流输电保护技术”选修课程。
1.电力系统继电保护原理
“电力系统继电保护原理”课程主要讲授线路和主要设备保护的工作原理、整定计算方法、动作行为分析、试验方法等内容，培养学生综合运用基础理论分析、解决实际问题的能力。对该课程的教学内容与实验内容改革如下：
（1）理论教学方面：绪论内容中重点介绍微机式保护的硬件和软件构成、各部分的主要功能及微机式保护的特点。
1）加大基于工频故障分量距离保护的介绍，包括工频故障分量的提取与特点、工频故障分量距离保护的工作原理、动作特性与应用特点；2）输电线路保护中，增加新型光纤分相差动线路保护原理的介绍；3）距离纵联保护与零序纵联保护的广泛应用，调整输电线路方向纵联保护一节的学时，加大这两种原理纵联保护的工作原理介绍；4）由于现场自耦变压器的广泛应用，需要加大自耦变压器故障特点及相关保护的介绍；5）增加3/2母线故障与母线保护的介绍。
（2）实验教学方面：现有实验内容包括：电磁型电流继电器特性分析、整流型功率方向继电器特性分析、整流型阻抗继电器特性分析实验、BCH―2型差动保护继电器特性分析等8学时实验内容。而现场继电保护测试试验是继电保护技术人员需要掌握的重要内容。因此，在现有实验内容基础上增设继电保护测试试验综合性实验内容，包括：保护测试仪的使用；500kV线路保护整组实验；变压器保护测试试验等。特别加强学生对保护测试试验接线环节的训练。另外，随着2012年以来智能变电站在国家电网公司的推广建设，对应智能变电站保护调试、安装技术在实验室条件不能允许的前提下，可通过视频课件等给学生普及相关知识。
2.电气二次回路课程的调整
由二次设备相互连接，构成对电气一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为电气二次回路。电气二次回路是电力系统的安全稳定运行的重要保证。电气二次回路主要包括：控制回路、调节回路、保护及自动装置回路、测量回路（记录参数及运行状态）、信号回路、操作电源回路等内容。教学大纲要求学生掌握电力系统二次回路的基本原理和构成以及工程识图的基本知识及分析方法。为学生毕业后从事本专业领域的工作打下必要的理论知识和实际应用知识的基础。
不论是变电站的运行、检修与维护，保护与安全自动装置的调试与维护，还是配电网开关柜的运行、检修与维护，都离不开二次回路识图能力，二次回路图纸作为一次设备与二次设备的纽带，无处不在。因此，现有18学时的“电气二次回路”本科选修课程远远不能满足现场技能的需要，这就需要按照现场二次回路不同工种的需求，增加学时调整教学内容，编写新的教学大纲，以满足现场的需求。
另外，目前220kV和110kV变电站气体绝缘金属封闭开关设备GIS的广泛应用，在现有电气二次回路课程中需增设GIS组合电器中断路器操作机构箱汇控柜二次回路的介绍。使学生了解断路器本体防跳回路、断路器本体三相不一致延时继电器二次回路图等内容。
3.高压直流输电保护技术
近年来，我国高压直流输电工程投入运行的已有9项，另外在建工程7项。随着750kV、1000kV输变电工程以及±800kV、±1000kV直流输电工程的建设，跨区联网逐步加强，特高压交直流线路将承担起更大范围、更大规模的输电任务。现场高压直流输电技术在电力系统中已广泛应用，而高压直流输电的相关电气设备、直流系统的故障特点、以及对应高压直流输电保护技术在本科课程中还没有增设对应的内容。因此，电力系统继电保护专业可通过开设“高压直流输电保护技术”课程，介绍高压直流输电系统中换流器故障、直流开关场设备故障、接地极故障、换流站交流设备故障、直流线路故障等故障特点、以及现场使用的保护原理与技术，为学生就业后从事高压直流输电保护的相关工作打下初步基础。
4.保护实践环节的改革
实践教学环节是理论应用于实践的重要训练环节。目前，继电保护专业的实践教学环节包括2周的35kV线路继电保护课程设计和18周的电力系统规划与继电保护设计的毕业设计。
（1）课程设计环节。35kV线路继电保护课程设计主要开展阶段式电流保护的整定计算、保护配合能力的训练，以及对应保护原理接线图和交、直流展开图等图纸的绘制。整个过程都是手算、手绘，在实验条件允许前提下，该环节可以适当增设DDRTS仿真软件开展计算机仿真，验证手算定值同时，进行线路各种故障情况下保护动作仿真，使学生对保护整定计算以及动作情况认识形象化，从而提升课程设计的效果。
（2）毕业设计环节。毕业设计环节是学生对所学专业知识综合运用的重要的实践环节，目前电力系统规划与继电保护毕业设计主要开展了电源规划、电网规划及发变组主保护的配置与整定，以及相应的图纸的绘制。毕业设计环节需要解决的主要问题是设计缺乏规范标准。另外，毕业设计所需要的各类数据无从查找，如线路型号、价格，高压电气造价、运行维护价格等缺乏，现场常用设备型号等。这就需要到省级电力设计院广泛调研，编写标准、完善的设计手册，以保证设计内容的规范。
三、相关先修课程的调整
继电保护原理课程的先修课程包括：电路、电机学、信号处理、电力系统分析等课程。其中电机学课程中变压器、发电机的结构与工作原理是后续主设备保护的重要基础；电流互感器、电压互感器作为各类保护电气量量测的重要元件，其工作原理及特性，以及接线特点等内容也是继电保护原理实现的重要基础。而目前，电机学课程中互感器的以上内容介绍偏少，需要适当增加相应内容的介绍。另外，建议电力系统分析课程中应增设高压直流输电系统故障分析的介绍，为后续高压直流输电保护的开设奠定基础。
四、职业素质的培养
“知识、能力、素质”为一体化的培养模式，是培养高素质的应用型人才的根本。继电保护专业方向课程体系的改革的实施同样要遵循这一培养模式。通过理论教学与实践环节的相互渗透，构建符合现场需求的实践训练环节，让学生深入体会继电保护配合逻辑的严密性、二次接线的复杂性，向学生灌输继电保护工作的严谨态度、安全意识和责任意识，帮助学生树立正确的职业意识和职业道德，明确继电保护专业技术人员应具备的职业素养和职业技能。通过实习环节、课程设计、毕业设计等实践环节让学生达到对现场的职业认知实习，了解岗位职业技能要求、工作职责、岗位设置、工作规范、工作环境等，形成对继电保护技术专业的认同感，激发学习热情，让学生实地感受继电保护技术应用的广泛性和重要性。
五、结论
在电力系统迅猛发展的形势下，电力企业对继电保护专业人才有着新的需求和特点。服务于学校培养应用型高级人才的目标，建立健全符合学校自身实际和体现自身特色的继电保护理论和实践教学课程体系，构建“知识、能力、素质”为一体化的培养模式，达到理论与实践相融合，力争为电力企业输送更多的优秀专业人才做出贡献。
参考文献：
[1]刘汉伟.现代大学教育理念的研究[J].辽宁工业大学学报（社会科学版），2009，11（4）：82-85.
[2]梁国艳.应用型本科院校继电保护教学改革的探索与思考[J].中国电力教育，2010，161（10）：67-68.
摘要:文章系统分析了“工频变化量”技术的理论基础和在各种保护装置中的实际应用,并总结了这些保护装置的独特优势。
关键词:工频变化量;原理;微机保护
abstract:thepapersystematicallyanalyzedtheorybasisofdpfctechnologyanditsapplicationinallkindsofprotectiondevices,andthensummeduptheuniqueadvantagesofthesedevices.
keywords:deviationofpowerfrequencycomponent;principle;microcomputerprotection
在我国电力系统继电保护领域,南瑞继保公司无疑是占尽技术优势和市场优势的领头羊。之所以能够取得这样辉煌的成就,是与南瑞继保公司董事长、中国工程院院士沈国荣先生和他创立的“工频变化量”理论紧密联系在一起的。基于这种原理的保护装置在安全性、快速性、灵敏性和选择性等各方面都有很大的提高,但是在传统的教科书中并没有具体的理论讲述,厂家的说明书也很不详细。下面将从原理和实际应用方面进行具体地分析。
1工频变化量deviationofpowerfrequencycomponent(dpfc)原理分析
工频变化量的理论基础为叠加原理,即电力系统发生故障时,经过渡电阻短路,可认为是过渡电阻下面的一点金属性短路,即该点对系统中性点电压为零,可认为该点与中性点之间串联2个大小相等、相位相反的电压源,依然保持该点与中性点间电压为零,见图1。
“叠加”有2个含义:①短路后任一点的电压,如保护安装处m母线的电压(即m点到中性点电压,是我们关心的,箭头向上表示电位为升,m母线为正,中性点为负,),等于2个图中相应点的电压之和(二种状态)。②短路后某个支路的电流,如流过保护的电流,等于2图中相应支路的电流之和。从重叠原理本身来说,对uf没有要求,可以任意取值,但在保护装置里uf取短路点短路以前的电压,es、er为电源电势,在短路前后不变,因此,图1称为正常负荷状态,图2称短路附加状态,目的就是凑出这二种状态。
与常规的稳态量保护装置不同,基于工频变化量原理的保护装置只是“考虑”短路附加状态的各种电气量,而不考虑正常负荷状态的各种电气量。在附加状态中,只有短路点有一个电压源,电气量全部为变化量用符号表示。微机保护中正在采样的u、i减去“历史”上采样出来的u、i,即为加在继电器上的u、i。zs为保护背后电源的等值阻抗,zr为保护正方向的所有阻抗,s为保护背后中性点,由下图4、图5可得出2个基本关系式:
2变压器的工频变化量比率差动保护
变压器有70%左右的故障是匝间短路,为了提高小匝间短路时差动保护的灵敏度,常规的比率制动特性差动保护中的起动电流往往整定得较小,例如整定成0.3~0.5倍的额定电流,而且初始部份没有制动特性,见下图6。
但运行实践证明这样的差动保护往往在区外短路或短路切除的恢复过程中由于各侧电流互感器暂态或稳态特性不一致或者2次回路时间常数的差异或者电流互感器饱和造成保护误动。南瑞继保公司rcs978系列保护装置在传统的差动保护基础上另外又增加了工频变化量差动继电器,提高了变压器小匝数的匝间短路时的灵敏度,由于制动系数取得较高,在发生区外各种故障、功率倒方向、区外故障中出现ta饱和与ta暂态特性不一致等状态下也不会误动作。使得保护的安全性与灵敏度同时得到了兼顾。
工频变化量比率差动保护的动作方程为:
理论上,工频变化量比率差动制动系数可取较高的数值,这样有利于防止区外故障时电流互感器饱和等因素所造成的差动保护误动。
变压器工频变化量比率差动继电器的动作特性见图7所示,阴影部分为动作区。
工频变化量比率差动继电器的特点:
(1)负荷电流对它没有影响。对于稳态量的比率差动继电器,负荷电流是一个制动量,会影响内部短路的灵敏度。随着内部故障严重程度的增大,其灵敏度会下降。
(2)受过渡电阻影响小。
(3)由于上述原因工频变化量比率差动继电器比较灵敏。提高了小匝数的匝间短路时的灵敏度。由于制动系数取得较高,在发生区外各种故障、功率倒方向、区外故障中出现ta饱和与ta暂态特性不一致等状态下也不会误动作。使得保护的安全性与灵敏度同时得到了兼顾。
图8为变压器发生小匝间短路时的实际波形图,可以看出,当变压器c相发生1.5%的匝间短路故障时,常规差动保护(图中直线2)不会动作,而工频变化量差动保护(图中曲线1)要灵敏得多,会正确动作。
(4)不必输入定值。从工频变化量的比率差动保护的动作方程式中可以看出,工频变化量比率差动保护中不必输入定值,其固定门槛与浮动门槛由其他公式得出,是公司的专利技术,在此不作讨论。
3超高压输电线路保护中的工频变化量差动继电器和阻抗继电器
3.1输电线路电流纵差保护的主要问题
当重负荷情况下线路内部经高电阻接地短路时,常规保护的灵敏度可能不够。由于负荷电流是穿越性的电流,它只产生制动电流而不产生动作电流,而此时经高电阻短路,短路电流小而制动电流大,因此保护装置的灵敏度会下降。采用工频变化量比率差动继电器可以有效地解决输电线路的这个老大难问题。
工频变化量分相差动继电器的构成:
工频变化量分相差动继电器的动作特性见下图9。
工频变化量差动继电器的特点:①不受负荷电流的影响。因此负荷电流不会产生制动电流;②受过渡电阻的影响也较小;③在单侧电源线路上发生短路,只要短路前有负荷电流,短路后无电源侧的工频变化量电流也会形成动作电流;
由于上述原因该继电器很灵敏。提高了重负荷线路上发生经高电阻短路时的灵敏度。
3.2工频变化量阻抗继电器的构成:
用于构成快速的距离ⅰ段
其动作方程为:
工频变化量阻抗继电器的特点:①保护过渡电阻的能力很强,该能力有很强的自适应能力。②由于?驻?砖∑与?驻?砖相位相同,所以过渡电阻附加阻抗是纯阻性的。因此区外短路不会超越。③正向出口短路没有死区。④正向出口短路动作速度很快。保护背后运行方式越大,本线路越长,动作速度越快。⑤系统振荡时不会误动,不必经振荡闭锁控制。⑥适用于串补线路。
南瑞继保公司的rcs931系列保护装置中采用工频变化量距离继电器自适应能力的浮动门槛,对系统不平衡和干扰具有极强的预防能力,因而测量元件能在保证安全性的基础上达到特高速,起动元件有很高的灵敏度而不会频繁起动。由于工频变化量距离继电器动作速度非常快,现场曾有3ms动作出口的记录,因而工频变化量距离i段与纵联电流差保护一起构成线路的主保护。
4结论
工频变化量保护原理先进、构成简单,便于在微机保护中实现,而且不受负荷电流、非全相运行等方式影响,抗干扰性能非常突出、自适应能力极强,最突出的特点是动作灵敏可靠而速度非常快,在继电保护领域具有很强的竞争优势,是我国继电保护工作者智慧的结晶,体现了我国继电保护的独特风格和先进的技术水平。
参考文献:
[1]戴学安.继电保护原理的重大突破综论工频变化量继电器.新技术新产品,1995
[2]沈国荣.工频变化量方向继电器原理的研究.电力系统自动化,1983,7(1).
【关键词】继电保护；技术应用；安全性
1.继电保护分析及安全性
社会现代化的日新月异变化对不断发展的电力系统提出了越来越高的要求，其中最为重要的前提条件是“安全”。作为电力系统的重要组成部分，电力电气设备的安全性能不容忽视。
1.1继电保护装置的安全标准
继电保护产品在现场运行中存在着包括电击、着火、机械、辐射、化学等多方面的危险形式，因而此类产品在安全性能方面必须达到以下几点条件：（1）在预期的环境条件下能抵御外界的非机械的影响，而不危及人身与设备的安全；（2）在满足预期的过载条件下，不应危及人身和设备的安全；（3）在可预见的过载条件下，不应危及人身和设备的安全：（4）应有对人体的直接触电或间接触电所引起的身体伤害及其他危害有足够的防护措施；（5）不应产生危害人身安全的温度、电弧或辐射等危险；（6）绝缘性能应满足各种预见的情况；（7）对危害人身和设备安全的其他危险应有足够的防护措施。
1.2电器设备的安全标准
IEC60255-27：2005将电气设备进行了分类，按照不同的安全防护级别划分为三类设备，根据不同类别的设备，提出了不同的安全要求，其中包括：（1）一般要求；（2）电击防护要求及单一故障状态定义；（3）机械方面安全要求；（4）可燃性及防火要求；（5）通用和基本安全设计要求。该标准为保证继电保护及自动化产品的安全运行提供了依据。
2.电力系统的技术应用
（1）电压矢量跳跃技术的继电保护系统的应用三相平衡交流供电蹦的电压，其大小和相位是相对稳定的，只要系统阻抗或电流不发生改变，则系统电压矢量基本维持不变。当系统故障时，突变电流将导致电压相角跳变。如突变电流增大，则系统短路；突变电流为零，则系统开路失压。常用的差动保护原理是利用比较被保护设备两端电流的大小和相位作为启动判据，不反应区外故障或电网的扰动。当系统故障，由于三干重合闸，会引起发电机输出电压或频率的波动。严重时可能出现异步情况，损坏发电机或者发电机和设备之间的传动装置。监视电压相角可作为确定馈线受扰的依据。当系统故障时，突变电流将导致电压相角跳变。跳变相角由负载变化的大小和性质决定。的变化作为保护启动的判据，当它超过保护设置的限值时，将开断发电机或跳耦合断路器，这意味着矢量跳跃主要用于电网去耦。具有矢量跳跃功能的微机保护装置，尤其适应于以下几个类型的保护：水轮机、蓄能发电机、入网发电站、柴油发电机、汽轮机、工业电力站传统的蒸汽发电站、大中型同步电动机、大中型主变压器等。
（2）基于网格平台的中压电网广域保护系统广域保护是这几年来国内外新兴的一个课题，它不同于传统的单个电气元件的逻辑保护，而是从电网的整体或区域电网的角度出发，以保证受扰动的系统能够安全、稳定地运行为最大目标。广域保护的提出是建立在计算机和通信技术发展的基础上的。与大型互联电网的安全和稳定性要求有着密切的关系。借助可靠的通信网络，以及智能仪器的推理和信息交换功能，广域保护系统可以获得电力系统多测点的信息，在快速准确地切除故障的同时，能根据故障切除前后电网潮流分布和拓扑结构变化的情况，合理选择预防性的控制措施，更新保护区域的划分和保护整定值，防止大规模的连锁跳闸和崩溃。
广域保护系统从电网的整体或区域电网的角度出发，用广域测量系统测得电力系统多测点的信息，在快速准确切除故障的同时，能根据故障切除前后的电网潮流分布和拓扑结构的变化情况，合理选择预防性的控制措施，更新保护区域的划分和保护整定值，防止大规模的连锁跳闸和崩溃，保证了受扰动的系统能够安全、稳定的运行。
3.电力系统继电保护的发展和作用
3.1继电保护的定义、功能
电力系统的故障：三相短路、两相短路、单相短路接地、两相短路接地、断线、变压器绕组匝间短路、复合故障等。电力系统不正常运行状态：小接地电流系统的单相接地、过负荷、变压器过热、系统振荡、电压升高、频率降低等。继电保护系统的作用在于，当其保护的系统中电路或元器件出现故障或不正常运行时，这个系统的额保护装置能及时根据设定的程序在系统相应的部位实现跳闸或短路等既定操作，使故障电路或元器件从系统中脱离或者发出信号通知管理人员处理，以达到最大限度地降低电路或元器件的损坏，保护整个电路系统的安全，使被保护系统稳定运行，提高系统的安全性，减少因部分电路或元器件损坏而导致的大面积故障的情况。
继电保护的发展是随着电力系统和自动化技术的发展而发展的。继电保护系统的特殊功能决定其对电路系统的安全、稳定运行起着关键的保护作用，其相应的功能也要随着电力系统的发展而改变。目前，继电保护应用的最主要方面是高压输电，随着我国电力运输系统的规模不断壮大和输电系统等级的不断提高，输电系统的运行方式和系统机构愈加复杂，对继电保护提出了更高的要求。要保证受保护的电力系统安全、可靠的运行，电力系统的继电保护必须具备四个特性：可靠性、灵敏性、速动性和选择性。即保护系统必须反应速度快，回应动作快，灵敏性高，判断准确。
3.2继电保护装置的发展，局限性及其现阶段的应用范围
继电保护原理的发展是从简单的电流保护逐步向复杂的距离保护和高频保护过度的。继电保护装置的发展则依赖于构成继电保护装置元器件技术的发展。其发展大致经历了四个阶段，即从电磁型、晶体管型、集成电路型到微机型保护的发展历程。传统的电磁和电磁感应原理的保护存在动作速度慢、灵敏度低、抗震性差以及可动部分有磨损等固有缺点。晶体管继电保护装置也有抗干扰能力差、判据不准确、装置本身的质量不是很稳定等明显的缺点。
继电保护系统在电力系统中起着开关或警报的作用，我们可以将该原理称为开关原理。现阶段，我们习惯性的将继电保护系统认定为高压、低压的电力输电系统的保护系统。然而，继电保护的这一开关原理已经广泛应用于大部分的电路、电器、电子等高压、低压、强电、弱电等技术领域。因为每个继电保护系统所要保护的对象不同，所以需要采用的保护装置也要相应的加以选择，以达到功能与成本的匹配。
【关键词】：继电保护；电力工程；应用；发展；
[Abstract]:throughtoourcountryelectricpowersystemrelayprotectiontechnologydevelopmentpresentsituationanalysis,explorestheworkofrelayprotectionandbasicrequirements.Inthispaper,theauthorfromtheanalysisofthecurrentrelayprotectiondeviceswidelyused,proposedhowtoimprovethetechnologyofrelayprotection,andputsforwardtheanalysisandprocessingofrelayprotectionaccidentsthefundamentaltrainofthoughtandmethod.
[Keywords]:relayprotection;electricalengineering;application;development;
前言
电气设备的继电保护主要是研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。在现代化的电力需求中,家电设备增多、企业用电机器增多、发电机容量增大等多种客观方面的原因使得电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大。这就需要一种既能够保护机器正常运转,又能够对短路等用电现象提出及时警报的技术。继电保护技术便应运而生
一、电力系统继电保护技术发展现状
继电保护技术的发展是电力安全发展趋势的一种必然选择,也是企业在供电过程中不可缺少的一种重要应用工程。该技术的运用必将随着电力的不断发展而提升。在现代化的电力需求中,家电设备增多、企业用电机器增多、发电机容量增大等多种客观方面的原因使得电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大。这就需要一种既能够保护机器正常运转,又能够对短路等用电现象提出及时警报的技术。无疑,继电保护技术便应运而生。本世纪初随着电力系统的发展,继电器才开始广泛应用于电力系统的保护。本文试就继电技术的发展运用作探析。
二、继电保护技术的定义及特点
继电保护技术是指在正常用电的过程中,能够对电路故障进行及时的警报,并能够有效地防止事故发生的一项技术,其核心是继电保护的装置。继电保护的装置随着现代电力的发展变化也由原先的机电整流式向集成微机处理式过渡。尤其是近三十年以来,将计算机运用技术融入继电保护装置,使得微机继电保护技术得到了长足的发展,也使得保护的性能得到进一步的增强。
继电保护技术的主要特点是:(1)自主化运行率提高,计算机的数据处理技术能够使得继电设备具有很强的记忆功能,加之自动控制等技术的综合运用,使得继电保护能更好地实现故障分量保护,提高运行的正确率;(2)兼容性辅助功能强,继电保护技术在保护装置的制造上采用了比较通用兼容的做法,便于统一标准,并且装置体积小,减少了盘位数量,在此基础上,还可以扩充其它辅助功能;(3)操作性监控管理好,该技术主要表现在一些核心部件不受外在化境的影响,能够产生一定的使用功效。与此同时,该保护技术能够通过计算机信息系统,具有一定的可监控性能,大大降低了成本。
三、电力系统中继电保护的配置与应用
1.继电保护装置的任务
继电保护装置的任务在于：在供电系统运行正常时，安全地。完整地监视各种设备的运行状况，为值班人员提供可靠的运行依据；供电系统发生故障时，自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分，保证非故障部分继续运行；当供电系统中出现异常运行工作状况时，它应能及时准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理。
2．继电保护装置的基本要求
（1）选择性：当供电系统中发生故障时，继电保护除。首先断开距离故障点最近的断路器，以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。
（2）灵敏性：保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内，不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样，保护装置均不应产生拒绝动作；但在保护区外发生故障时，又不应该产生错误动作。
（3）速动性：是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度，加快系统电压的恢复，从而为电气设备的自启动创造了有利条件，同时还提高了发电机并列运行的稳定眭。
（4）可靠性：保护装置如能满足可靠性的要求，反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性，必须确保保护装置的设计原理、整定训算、安装调试正确无误；同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效，以提高保护的可靠性。
四、继电保护事故处理的思路
(一)正确充分利用微机提供的故障信息对经常发生的简单事故是容易排除的，但对少数故障仅凭经验是难以解决的，应采取正确的方法和步骤进行。
1.正确对待人为事故有些继电保护事故发生后，按照现场的信号指示无法找到故障原因，或者断路器跳闸后没有信号指示，无法界定是人为事故或是设备事故，这种情况的发生往往与工作人员的重视程度不够、措施不力、等原因造成。人为事故必须如实反映，以便分析和避免浪费时间。
2.充分利用故障录波和时间记录微机事件记录、故障录波图形、装置灯光显示信号是事故处理的重要依据，根据有用信息作出正确判断是解决问题的关键。若通过一、二次系统的全面检查发现一次系统故障使继电保护正确动作，则不存在继电保护事故处理的问题；若判断故障出在继电保护上，应尽量维持原状，做好记录，做出故障处理计划后再开展工作，以避免原始状况的破坏给事故处理带来不必要的麻烦。
（二）运用正确的检查方法
逆序检查法如果利用微机事件记录和故障录波不能在短时间内找到事故发生的根源时，应注意从事故发生的结果出发，一极一级往前查找，直到找到根源为止。这种方法常应用在保护出现误动时。
2.顺序检查法该方法是利用检验调试的手段来寻找故障的根源。按外部检查、绝缘检测、定值检查、电源性能测试、保护性能检查等顺序进行。这种方法主要应用于微机保护出现拒动或者逻辑出现问题的事故处理中。
3.运用整组试验法此方法的主要目的是检查保护装置的动作逻辑、动作时间是否正常，往往可以用很短的时间再现故障，并判明问题的根源。如出现异常，再结合其他方法进行检查。
五、电力系统继电保护发展趋势
随着电力系统的告诉发展和计算机通信技术的进步，继电保护技术的发展向计算机化、网络化、—体化、智能化方向以及计算机硬件的飞速发展，电力系统对继电保护的要求也在不断提高，这对继电保护工作者提出了新的挑战。除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其他保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等，使保护装置具备一台PC的功能。为保证系统的安全运行，各个保护单元与重合装置必须协调工作，因此，必须实现继电保护装置的网络化，这在当前的技术条件下是完全可行的。
