继电保护装置原理

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继电保护装置原理范文第1篇

关键词：作用 原理 分类 保护方式 安装 维护管理 运行检测

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0113-02

剩余电流保护装（RCD）是在低压配电线路上经常使用的一种保安电器，虽然安装使用方法简单，但在现场使用时并不是每个使用者都能规范安装使用及按要求进行试验，更有一些使用者甚至不清楚其工作原理。根据笔者多年进行现场培训及使用剩余电流保护装的体会，谈谈剩余电流保护装的工作原理及使用中的一些问题。

剩余电流动作保护，俗称漏电保护，由剩余电流动作继电器、低压断路器或交流接触器等组成的剩余电流动作保护装置。

1 剩余电流动作保护装置的作用

在中性点接地的低压电网中，防止由漏电而引起的人身触电伤亡事故。

2 剩余电流动作保护装置的工作原理

三相剩余电流动作保护装置由零序电流互TA0、放大部分、执行机构Q等元件组成。当被保护线路上有漏电或人身触电时，零序电流互感器的二次侧感应出电流I，当电流I达到整定值时，起动放大电路，使执行机构中的脱扣器动作，切断电源（图1）。

3 剩余电流动作保护器分类

3.1 按运行方式分类

（1）不需要辅助电流的RCD。

（2）需要辅助电源的RCD，

3.2 按极数分类

（1）单极二线RCD。

（2）两极RCD。

（3）两极三线RCD。

（4）三极RCD。

（5）三极四线RCD。

（6）四极RCD。

上述的单极二线、两极三线、三极四线RCD均有一根直接穿过零序电流互感器且不能断开的中性线N。

3.3 按保护功能分类

（1）不带过载保护的RCD。

（2）带过载保护的RCD。

（3）带短路保护的RCD。

（4）带过载和短路保护的RCD。

（5）RCD的额定电流ln为：6、10、16、20、25、32、40、50、63、80、100、125、160、200A。

（6）RCD的额定剩余动作电流I为：0.006、0.01、0.03、0.05、0.1、0.3、0.5、1、3、5、10、20A。

4 剩余电流动作保护方式

（1）剩余电流动作保护装置宜作三级保护。

低压电网的配电变压器必须装有总保护，总保护安装在配电变压器的配电箱（柜）内，使配电变压器的低压网络全网处在保护范围之内。

二级保护安装在低压线路的分支线杆上（配电箱内）。

三级保护安装于客户进线开关电源侧，临时用电设备必须安装末级保护。

（2）总保护的额定剩余电流动作电流值宜采用可调的，调节范围一般在50～200 mA之间，最大可达300 mA以上。

对泄漏电流较小的电网，非阴雨天气的额定剩余电流动作电流值为50 mA，阴雨季节为200 mA；

对泄漏电流较大的电网，非阴雨天气的额定剩余电流动作电流值为100 mA，阴雨天气为300 mA。

实现完善的分级保护后，允许将动作电流加大到500 mA。

（3）二级保护动作电流值一般为50～100 mA。

（4）三级保护剩余电流动作开关的动作电流值一般不大于30 mA。其动作时间一般不超过0.1 s。

手持式电动器具额定剩余动作电流值为10 mA，特别潮湿的场所为6 mA。

（5）低压电网实施分级保护时，上级保护应选用延时保护器，其分断时间应比下一级保护器动作时间增加0.2 s。（0.5；0.3；三级小于0.1）

5 剩余电流动作保护装置的安装

（1）剩余电流动作保护装置应安装在通风、干燥的地方，避免灰尘和有害气体的侵蚀。安装位置应与交流接触器保持20 cm上的距离，应避开邻近导线和电气设备的磁场干扰。

（2）在接线时应特别注意保护装置的进线接线不要接错，应将被保护线路用纱带或胶布扎紧并穿过零序电流互感器中心，在零序电流互感器圆孔前后的20 cm范围内线束不应散开，外壳应妥善接地，以保安全。

（3）剩余电流动作保护装置必须选用符合国家标准的产品，并经上级主管部门检验合格，方可使用。

（4）组合式保护器主回路控制开关选用带分励脱扣器空气开关，也可采用交流接触器。

（5）组合式保护器外部连接的控制回路，应使用铜导线，其面应不小于1.5 mm2。剩余电流动作继电器，宜装在配电盘正面便于维护、操作的位置，一般距地面为800～1500 mm。

（6）采用电流型剩余电流动作保护器时，配电变压器中性线必须接地，中性线上不得有重复接地。中性线应保持与相线相同的良好绝缘。

（7）照明以及其它单相负荷，应均匀分配到三相上，力求三相对称运行；每年应作一次测试调整，要使各相正常漏电电流大致相等。

（8）电动机及其他电器设备的绝缘电阻不应小于0.5 MΩ。农村照明用户线路绝缘电阻，晴天不应小于0.5 MΩ；雨天不应小于0.08 MΩ。

（9）被保护的农村低压电网，其漏电流不应大于剩余动作电流值的50%；当达不到要求时，应检修线路消除泄漏点。

（10）普通塑料线和橡皮线不得直接埋人土中或墙壁内，也不得挂在钉子上或绑扎在树上。应使用穿墙套管、瓷柱等绝缘固定。

（11）剩余电流动作保护仅适用于交流50 Hz，额定电压380/220 V，电源中性点直接接地，并按TT方式运行的农村低压用电设备。

对被保护范围内两线所引起的触电危险，保护器不起保护作用。

6 剩余电流动作保护装置的运行维护管理

（1）运行中的保护器发生动作后，允许强送一次，若失败则必须查明原因，不得再次强送电。

（2）已投运的剩余电流动作保护器，严禁擅自退出运行。

（3）每年春季供电所应对剩余电流动作保护系统进行一次普查，重点检查项目如下。

①变压器和电动机接地装置有否松动和接触不良。

②测量低压电网和电器设备的绝缘电阻。

③测量漏电流，消除电网中各种漏电隐患。

④检查保护器运行纪录。

（4）建立总保护运行记录（内容包括安装、试验、动作情况），每季度总结分析一次，并逐级上报。

（5）用户发现保护器有异常情况应拉开进线开关，找电工修理或更换。

若用户有意使保护器拒动或误动，应给予批评，不改者可暂时停止该户用电，以保全村正常供电。

7 剩余电流动作保护装置的检测

（1）安装后的检测项目：剩余电流动作保护装置安装后应进行检测，检测项目如下。

①带负荷分、合开关3次，不得有误动。

②用试验按钮试跳3次，应正确动作。

③各相分别用1 kΩ左右试验电阻或40～60W灯泡接地试验3次，应正确动作。

（2）运行中的检测。

①投运后，每月至少进行一次动作试验，若发生拒动或误动应立即进行检修。

②每年结合安全大检查，对用于总保护的剩余电流动作保护器应校验动作电流值。

③每当雷击或其他原因使保护器动作后，应作一次试验。农业用电高峰及雷电季节，应增加试验次数。停运的保护器在使用前应试验一次。

（3）检测注意事项。

在进行保护器动作试验时，严禁用相线直接触碰接地装置。

8 结论

剩余电流保护装（RCD）是在低压配电线路上经常使用的一种保安电器，但是或多或少存在一定的问题，给安全生产带来严重隐患，所以对于它的学习和规范十分必要。

参考文献

[1] 贾承龙，徐啸.剩余电流动作保护装置在低压电网中的应用[J].机电信息，2010（12）：132-136.

继电保护装置原理范文第2篇

【关键词】电路板；继电保护；装置

【中图分类号】TM774 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158（2012）08—0108-02

所谓继电保护就是通过电流等电路中的物理性质的变化，反映电流信号的强弱，根据电流信号的强弱进行相关的动作，传递信号或者停止动作，从而达到对整个电路系统进行控制和及时修复的目的。因此继电保护作为电力系统中的重要组成部分，是保障供电和输电稳定的关键。继电保护装置的类型多种多样，尤其是随着电力技术的不断革新和发展，继电保护装置的功能也在不断完善。电路板的继电保护装置是迷你的电子控制器件，因为电路板小巧的特征使得继电保护装置更加直观，这样的迷继电保护装置在优化电器的布局以及电路的简化中起着重要作用。

一、继电保护装置的基本性能

继电保护装置具有提高电力系统安全性和可靠性的优势，能够大大提高电路的使用寿命。具体来说，继电保护装置具有以下基本性能：首先，继电保护装置必须具备一定动作选择的主动性。主要是指在电路系统流通的过程中，继电保护装置必须具有一定的自主选择性和灵活性，通过自主选择能够增强继电保护装置在遇到突发故障时的应变能力，这也是对目前的继电保护装置提出的重要要求。二是要保持速动性。继电保护装置需要根据现实的情况和问题及时并且迅速地做出反应，以达到保护电路安全的目的。动作的速动性是和继电装置的灵敏性直接联系在一起的，因此，继电保护装置的另一个基本性能是动作的灵敏性。可靠性是指继电保护装置是应该在保护范围内动作，在电路系统正常运行的过程中保护系统的正常运行。继电保护装置的基本性能决定了电路的稳定性，使得电路板的继电保护发挥重要作用。

二、电路板继电保护装置的特性

电路板继电保护装置是一种基于微型电子技术的继电保护装置，能够更好地提高电路的直观性和智能化，并且使得结构得以简化，提高了继电保护的工作性能。电路板继电保护装置具有其自身的特性，首先，电路板继电保护装置具有较强的触电切换能力，从而提高了继电保护装置的性能和特性。电路板继电保护装置还有区别与其他保护装置的转换触电的模式，一组常开，一组转换，缩短转换时间，提高了继电保护装置的转换效率。另一个重要特征是其微小性。电路板继电保护装置的特性直接决定了其实际应用的广度和深度，我们在对其特性有了正确准确的分析基础上，提高继电保护装置的实际运用效率，发挥其更好地电路维稳作用。

三、电路板继电保护装置运用原理及方法

电路板继电保护装置的运用原理与方法与继电保护装置的运行原理类似，通过对电力系统发生故障时产生的频率、电流等的变化做出反应，从而起到调整和及时发现问题的作用。电路继电保护装置也是如此，通过对电路中产生的故障及时做出反应，例如对电流、电压等的数据参考和性质判断，进而做出相应的反映和处理。由此可见，电路板继电保护装置的运行原理主要是对电路板内部的电压、电流以及频率等进行实时监控和控制。运作原理和工作方法体现在以下几个方面：

（一）基本原理及工作方法

电路板继电保护装置的工作原理是对电路中的异常情况做出反应，结合电路本身的结构和构成，分析电路中物理量的变化趋势，从而发现电路中的异常。电路板继电保护装置的出现是与电路板继电器的出现相适应的，电路板继电保护装置的具体工作原理与装置内部的信号传输直接相关。

首先，在电路系统中，电力运行的基本参数，例如：电流、电压等某一部分的失误都会在电路内部发生一定的参数变化，因此在电路内部形成一定的数据和信号，当这些变量增加到一定程度时，继电保护装置就会产生相应的反应。其次从继电保护装置的具体工作流程来看，电路板继电保护装置的具体操作办法主要包括了以下几个流程：

1.电力系统本身是受到保护的，继电保护装置要获取电力系统中的信号就必须在地区之间建立一定的关联关系。通过对电力系统中的电流、电压等情况进行综合观察，一旦发现异常就做出预警反应；2.信号发出之后是信号的对比分析过程，对信号中的正常状态或者是异常状态做出调整，当电路中的电流信号达到一定的整定值时，电流继电器继续工作，通过接点向下一集单元发出让电路断电跳闸的信号；如果电流信号没有达到整定值，电流继电器不动作，从而停止跳闸，在向下一级单元传递信号的动作也随之停止。这是比较单元在处理电流信号时的处理办法。3.当处理单元接受了比较单元发送的信号时，处理单元则会按照比较鉴别单元的决策进行相关的处理，从而处理单元的行为直接受比较鉴别单元的影响。处理单元会根据时间的先后顺序进行电流的保护、中断、继电等一系列动作，最终由执行单元来进行电流的电路处理。

（二）电路板继电保护装置的重要作用

电路板继电保护装置是维护电路板电路稳定的关键和重要因素，在实际的运用中发挥着重要作用。主要体现在以下三方面：一是电路板继电保护装置在实际运用中能够监视电路板电路系统的运行情况，减轻长期磨损对电路的损害，一定程度上提高了电路的寿命。第二，通过电路板继电保护装置能够直观地反映电路板工作过程中的异常情况，并且根据具体的电路情况和发出不同的信号，从而为保护电路系统的稳定提供决策的客观依据。三是体现在电路系统的自动化发展上，电路板继电保护装置的发展能够很好地提升电路使用的安全性能，同时利用先进的电力技术，促进继电保护功能的进一步完善。电力系统的自动化发展趋势是与目前信息技术现代化不谋而合的，电路的微型化也对继电保护装置提出了新的要求，如何利用现代先进的科学技术进一步提高电路版的继电保护装置的水平，是目前电力工作者以及相关研发人员探讨的重点。

综上所述，继电保护装置有其自身发展的特性，在维护电力系统稳定发展的过程中，继电保护装置发挥着功不可没的作用。从电路板继电保护装置的应用特性和原理上来看，其应用的前景是广泛的，有利于推动电力系统的完善以及综合发展。尤其是随着计算机信息技术的快速发展，信息技术在电路板继电保护装置中的应用，将进一步加强继电保护装置的智能化水平，提高继电保护的基本功能，实现继电保护的高校、准确发展。

参考文献

[1]郭建伸、李敏；浅谈继电保护装置的事故处理方法[J]；内蒙古石油化工；2010年第05期

[2]王阳春；浅谈继电保护装置的维护与试验[J]；民营科技；2010年第03期

继电保护装置原理范文第3篇

【关键词】继电保护装置 使用寿命 原因分析

1 前言

继电保护装置由两部分内容构成，分别是软件部分和硬件部分。在继电保护装置的工作过程中，软件部分一般不会随着使用时间的增加而降低性能，并且，由于运维管理人员经常会对继电保护装置软件进行升级，使得继电保护装置在使用过程中的性能和可靠性还会进一步增加。而继电保护装置的硬件部分则不同，由于继电保护装置的硬件部分在使用过程中会出现老化，因而会导致继电保护装置的硬件部分性能降低甚至实效，造成继电保护装置误动出现，进而严重威胁到系统供电安全。由此可见，继电保护装置是否可用以及使用寿命的长短，主要取决于继电保护装置的硬件。因此，分析影响继电保护装置使用寿命的原因，首先要找出会导致继电保护装置硬件故障的各类因素，在此，通过科学的分析，将影响继电保护装置使用寿命的原因总结如下。

2 温度因素

在长期的继电保护装置维护过程中，发现温度是影响继电保护装置使用寿命的最重要的因素。在此，将温度影响继电保护装置使用寿命的机理分析如下：继电保护装置中安装有很多电路和芯片，在继电保护装置正常工作过程中，电路和芯片的温度容易升高，而温度升高会导致继电保护装置的电路元件和芯片逐渐老化，并且温度越高，继电保护装置中的电路元件和芯片的老化速度就会越快，当老化达到临界点时，就会引发继电保护装置的故障。此外，随着继电保护装置的科技含量越来越高，继电保护装置中的电路元件和芯片的数量以及芯片中单位面积的集成元件数量也在增加，这也导致继电保护装置更加容易受到温度升高的影响，出现老化现象。

为了有效降低温度升高造成的继电保护装置的故障率，应当采取以下一些对策：一方面，要着重加强继电保护装置的低功耗和散热能力，使继电保护装置中产生的热量降低，同时使继电保护装置中产生的热量可以快速地扩散到外界环境中，避免造成继电保护装置的老化；另一方面，继电保护装置应当采用耐热能力强的印刷板，并在合理的范围内适当增加印刷板的厚度和导热、散热能力，同时，继电保护装置内的元器件应当选择具有更高的温度额定值的类型，采取科学的设计方式实现继电保护装置使用寿命的延长。

3 湿度因素

湿度，是导致继电保护装置老化现象和故障率升高的第二大因素。但湿度的来源和温度存在明显差异，温度主要来源于继电保护装置内部发热，而湿度主要来源于继电保护装置周围的外界环境。在外界环境中湿度较高时，继电保护装置的外壳以及内部元器件的物理性质、化学性质以及电性能都会发生一定程度的恶化，并且湿度越大、持续时间越长，继电保护装置的外壳和内部元器件的老化程度就越明显、越恶劣，在恶化达到一定程度的时候，就会导致继电保护装置出现故障甚至完全失效。

因此，为了保障继电保护装置正常运行，并实现继电保护装置寿命的延长，就必须采取有效的措施对抗外界环境中的湿度因素对继电保护装置造成的不利影响。具体来说，可以采取以下一些措施：第一，对继电保护装置进行科学设计，在不影响继电保护装置散热性能的前提下，通过科学的设计方式有效避免外界雨滴、水分等直接进入继电保护装置内部对继电保护装置内部元器件造成损害；第二，为了减轻湿度对继电保护装置造成的影响，可以在继电保护装置内部电路板表面涂覆防潮材料，例如硅橡胶就是一种非常好的选择，不仅可以有效降低外界湿度对继电保护装置造成的影响，同时也可以在一定程度上增加继电保护装置内部元器件的抗震能力，可谓一举两得。

4 电磁因素

电磁因素，也是造成继电保护装置寿命降低的一个重要原因。由于变电站工作的形式，在变电站周围会存在大量的电磁场，这些电磁场会对继电保护装置产生电磁干扰，在一些特殊的天气因素下如雷击，会导致变电站周围的电磁场对继电保护装置的电磁干扰增大，进而影响到继电保护装置的使用寿命。另外，一些人为的因素也会导致电磁场会对继电保护装置产生明显的电磁干扰，造成继电保护装置的使用寿命降低。并且，随着继电保护装置电子回路的工作电压降低，主频升高，导致继电保护装置对电磁干扰现象更加敏感，进而使继电保护装置的使用寿命愈发容易受到电磁干扰的影响。

为了有效减轻电磁因素对继电保护装置的使用寿命造成的影响，必须科学分析电磁干扰对继电保护装置造成影响的原理，再在此基础上制定措施。具体来说，可以采取以下一些措施：第一，构造继电保护装置等点位面，具体方法为，将各微机设备专用的、拥有一定截面积的接地线接到地等电位面上，形成一个等电位面的地网，有效对抗电磁干扰；第二，控制电缆隐蔽层在两端同时接地，当控制电缆被母线暂态电流产生的磁通包围时，隐蔽电流将会在电缆的隐蔽层中产生，隐蔽电流产生的磁通将会有效抵消母线暂态电流产生的磁通，避免电磁干扰对继电保护装置造成损害；第三，开关场进线在继电保护盘端子处经电容接地，这种方式操作简单、容易实现，同时也可以明显降低电磁干扰对继电保护装置造成的影响。

5 结束语

随着我国电网的不断发展，继电保护装置对电网的保护作用越来越受到人们的重视，继电保护装置的使用寿命问题也成为了相关供电企业运维管理人员关注的焦点。继电保护装置的使用寿命受到多方面因素的影响，既有人为的因素，也有环境的因素，也有继电保护装置自身设计的因素，本文主要分析的是影响继电保护装置寿命的环境因素。为了有效提升继电保护装置的使用寿命，提升继电保护装置的工作质量，必须针对影响继电保护装置使用寿命的客观环境因素，找到科学的应对策略。相信随着对影响继电保护装置使用寿命的原因的研究不断深入，一定可以找到更加行之有效的、具有高性价比的应对策略，在不影响继电保护装置工作性能的前提下，实现继电保护装置使用寿命的增加。

参考文献

[1]易永辉.继电保护装置寿命分析及寿命影响机理研究[J].电力系统保护与控制，2013（02）：79-83.

[2]李进宇.继电保护装置的使用条件和维护措施[J].山东工业技术，2014（18）：175.

继电保护装置原理范文第4篇

关键词:虚拟仪器;微机保护;实验系统

中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)19-5381-02

继电保护装置是一种利用电磁感应原理而发展起来的电力系统保护装置,随着电子技术和网络通信技术的飞速发展,目前已经发展到微机型阶段,并且利用软件技术可以实现由软件技术驱动硬件而实现微机继电保护,这就是目前研究很热的技术――基于虚拟仪器技术的继电保护系统。利用虚拟仪器技术实现的微机继电保护装置,具有传统微机继电保护装置所不具备的优势,例如控制更加安全可靠等。

本论文主要将虚拟技术应用于微机保护实验系统,拟对基于虚拟仪器技术的微机保护系统进行开发,并从中找到可靠有效的微机保护实验方法与建议,并和广大同行分享。

1 微机继电保护概述

1.1 微机继电保护的基本构成

微机继电保护装置,其基本结构构成与普通的电力保护装置一样,也是有硬件和软件两大部分构成。硬件部分主要由数据采集系统、数据处理系统及逻辑判断控制模块等几个部分构成,主要由数据采集模块负责对电力系统的相关电参数实现检测与采集,并将数据传送至数据处理系统,数据经过运算之后,由逻辑判断控制模块调用软件控制程序,并发出相应的控制信号,驱动保护装置执行保护动作,从而实现电力继电保护的功能。

随着集成电子电路技术的发展,目前发展的微机型继电保护装置,其硬件系统主要由CPU(微处理器)主机系统、模拟量数据采集系统和开关量输入/输出系统三大部分组成,尽管结构构成已经发生一定变化,但其实实现继电保护的基本原理仍是一样的,由模拟量数据采集系统负责相关保护参数的采集,微机继电保护装置是以微处理器为核心,根据数据采集系统所采集到的电力系统的实时状态数据,按照给定算法来检测电力系统是否发生故障以及故障性质、范围等,并由此做出是否需要跳闸或报警等判断。

1.2 微机继电保护装置的特点

微机保护与常规保护相比具有以下优点:

1) 微机继电保护装置主要由微处理器为核心而构成的硬件系统,因此借助于现代功能强大的微处理器,微机型继电保护装置可以实现一定程度的智能化。

2) 相比于传统的机械式硬件实现的硬件保护装置,微机型继电保护装置能够依靠数据采集模块实现对相关参数的检测与采集,整个过程实现数字化流程,这就为继电保护装置的控制功能的稳定性、可靠性提供了技术条件;另一方面,依靠微处理器内部的软件程序,微机继电保护装置能够进行周期性自检,一旦发现自身硬件或者软件发生故障,能够立即实施报警,从而保障了继电保护装置功能的可靠性。

3) 传统的机械式硬件实现的硬件保护装置,其保护功能较为单一,仅仅是实现基本的保护功能,动作依靠一次性机械元件完成,一旦该部件发生故障,则整个继电保护装置无法工作;而微机型继电保护装置除了能够利用弱电驱动控制实现继电保护的功能外,还能够依靠数据采集系统对整个电力系统的相关电力参数都实施监测与采集,通过程序的分析,实现对电力系统整体性能的检测,保护功能大大丰富。

4) 传统的机械式硬件实现的硬件保护装置,其功能调试复杂,工作量大,而且极容易造成内部晶体管集成电路的失效,而现代微机继电保护装置,依靠内部的核心微处理器,能够开发专用的人机交互系统,利用人机交互系统实现继电保护装置的调试,简单易行,还可以自动对保护的功能进行快速检查。

5) 利用微机的智能特点,可以采用一些新原理,解决一些常规保护难以解决的问题。例如,采用模糊识别原理或波形对称原理识别判断励磁涌流,利用模糊识别原理判断振荡过程中的短路故障,采用自适应原理改善保护的性能等。

2 基于虚拟仪器的微机保护实验系统开发设计

2.1 总体结构设计

本论文探讨的是基于虚拟仪器技术的微机继电保护系统,因此首先面临选择合适的虚拟仪器开发平台的问题,这里选择基于G语言的LabView开发平台是目前国际最先进的虚拟仪器控制软件,集中了对数据的采集、分析、处理、表达,各种总线接口、VXI仪器、GPIB及串口仪器驱动程序的编制。基于虚拟仪器的微机继电保护装置系统,是利用虚拟仪器开发平台,构建虚拟的微机继电保护装置,实现完整的微机继电保护装置的全部功能,并对设计的虚拟继电保护装置进行评估和改进,从而完成微机继电保护系统设计的一种设计手段。

利用虚拟仪器技术进行微机继电保护系统的开发设计,从具体设计流程来说,主要从以下几个环节入手进行总体结构的设计:

根据微机继电保护系统的设计目标、设计功能,列出所需要的相关硬件,构建整体微机继电保护系统结构框架;另一方面,尽量采用模块化的开发设计模式,将微机继电保护系统按照不同的功能环节,设计各功能模块之间的结构关系。

如下图所示,是本论文所探讨的利用虚拟仪器平台所开发的微机继电保护系统结构原理图。这种方式既便于模块的单独调试,节省系统开发周期,又便于系统功能的改变,使系统具有更强的移植与升级功能。

如图1所示,基于虚拟仪器技术的微机保护系统结构主要由一次系统、转换模块、数据采集模块、保护测量模块及保护决策软件系统等几部分构成,一次系统主要负责面向电网系统模拟设置合适的传感器,将相关拟生成电网的二次侧电压、电流信号,信号经过转换、调理电路变换成符合要求的-5V～+5V模拟信号送数据采集模块,数据采集模块主要由DAQ数据采集卡构成,能够自动将模拟产生的模拟电压信号进行A/D转换,并进行初步的数据处理转换再传送给以虚拟微处理器为核心的保护决策模块,最终将生成的继电保护控制决策信号输出到保护策略模块,最终实现微机继电保护系统的功能。

2.2 数据采集模块的设计与实现

本文中微机实现的继电保护实验系统输入信号来源于继电保护测试仪,根据保护系统测试输入信号的特点,本论文采用数据采集卡来负责数据的采集与高速传输。

2.2.1 数据采集卡的选择

要实现基于虚拟仪器技术平台的微机继电保护系统,一次系统在完成相应电力系统电参数的传感检测之后,数据采集模块要能够按照微机继电保护系统的功能于设计要求实现相应数据的转换与采集,因此,数据采集卡的选择成为整个微机继电保护系统保护功能实现的关键。目前的数据采集卡,主要有12位或16位的DAQ数据采集卡,在具体决定选用12位还是16位的DAQ设备时,主要从采集精度和分辨率这两个指标考虑,可以由给定的系统精度指标衡量出DAQ卡需要的整体精度。

在本论文中,这里选取PCI-1716数据采集卡。PCI-1716是研华公司的一款功能强大的高分辨率多功能PCI数据采集卡,它带有一个250KS/s16位A/D转换器,1K用于A/D的采样FIFO缓冲器。PCI-1716可以提供16路单端模拟量输入或8路差分模拟量输入,也可以组合输入。它带有2个16位D/A输出通道,16路数字量输入/输出通道和1个10MHz16位计数器通道。PCI-1716系列能够为不同用户提供专门的功能。

2.2.2 虚拟数据采集程序的实现

在选择了数据采集卡硬件设备之后,需要借助于虚拟仪器平台为整个系统设计虚拟护具采集程序。在具体进行设计时,由系统内部虚拟程序产生数据采集卡锁需要的相应信号,具体来说就是CT、PT信号,因此,在具体编程时,首先将CT、PT信号传输至相应的滤波器,LabVIEW提供了各种典型的滤波器模块,根据需要可以设置成低通、高通、带通、带阻等类型的滤波器;其次,将经过数据滤波处理之后的数据进行输出。数据采集模块的程序如图2所示。

2.3 微机保护模块的设计与实现

既然在数据采集模块之后需要进行数据的滤波,尽管LabVIEW提供了各种典型的滤波器模块,但是仍然需要借助于虚拟滤波模块设计专用的滤波算法,而且在微机继电保护系统中,对电力系统的继电保护功能的实现,主要是由相应的滤波保护算法实现的,因此有必要为虚拟微机电力保护系统设计滤波保护算法程序。

本论文采用如下的设计方法对滤波保护算法进行设计:

1) 利用LabVIEW自带的滤波器进行数据的排序滤波。

2) 按照系统保护功能所需要的数据频带,设置相应的低通、高通、带通、带阻等灯滤波保护功能。按照上述方法,基于虚拟仪器平台的微机继电保护系统,其滤波器输入得到的数据序列,多数是传感器采集到的电参数,如电压和电流,而电压和电流数据是离散的数字量序列,其中包含了大量的谐波干扰信号,因此有必要进行滤波。在本论文中,采用了二级滤波保护算法,即分别进行前置滤波和后置滤波,实现对数据的二级滤波保护,从而提高整个微机继电保护系统的稳定性和可靠性。前置滤波模块如图3所示,后置滤波模块如图4所示。其中前置滤波模块提供了差分滤波器、积分滤波器、级联滤波器、半波和1/4周波傅立叶滤波器、半波和1/4周波沃尔氏滤波器,可以根据需要自行选择;后置滤波模块提供了平均值滤波器、中间值滤波器,也可以自由选择。

3 结束语

利用虚拟仪器技术进行微机继电保护装置系统的设计开发,能够很好的避免了实物硬件开发设计所带来的周期较长、调试较复杂以及成本较高等劣势,所有的开发设计任务全部在虚拟仪器平台上完成。本论文将虚拟仪器技术应用到了微机保护装置的设计,对于进一步提高微机继电保护装置的可靠性与稳定性具有优势,同时借助于虚拟仪器技术的开发,能够更好的实现电气继电保护功能的完善与提升。

参考文献:

[1] 李佑光,林东.电力系统继电保护原理及新技术[M].北京:科学出版社,2003.

[2] 王亮,赵文东.微机继电保护的现状及其发展趋势[J].科技情报开发与经济,2006,16(18):150-151.

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继电保护装置原理范文第5篇

关键词：继电保护装置；使用条件；维护措施

1前言

在控制系统中，继电保护装置作为重要的电气模块，对提高控制系统运行效果，满足控制系统运行需要和提升控制系统运行质量具有重要的促进作用。基于继电保护装置的这一特点和优势，只有根据继电保护装置的使用要求正确使用该装置，才能保证控制系统安全稳定运行。但是考虑到继电保护装置容易受到外界因素干扰的现实特点来看，只有在正确条件下使用并加强维护，才能提高继电保护装置的运行质量。因此，对于继电保护装置而言，我们要对其使用条件进行认真分析，并制定具体的维护措施，保证继电保护装置能够正常工作。

2继电保护装置的使用条件分析

经过对继电保护装置的构成特点及运行环境分析后可知，继电保护装置在使用过程中对使用条件有着严格要求，如果不能在正确条件下使用，继电保护装置的作用将难以得到发挥，继电保护装置本身也容易受到破坏。为此，我们应对继电保护装置的使用条件有深入的了解。目前来看，继电保护装置的使用条件需要满足以下要求：

2.1 继电保护装置需要在无静电环境下使用

由于继电保护装置内部电气元件较多，并且连接状态较为紧密，一旦遇到静电，继电保护装置内部的电气元件将会发生击穿甚至烧毁等现象，因此，继电保护装置在使用过程中，必须要保证周围静电完全消除，同时在安装过程中，也要消除操作者手上静电，避免静电给继电保护装置带来严重损害。

2.2 继电保护装置需要在干燥状态下使用

继电保护装置和其他电气装置一样，由于内部电气元件多，需要在干燥状态下使用，一旦使用环境中过于潮湿，空气中的水蒸气将会侵蚀继电保护装置的内部元件，导致继电保护装置的内部元件失灵，严重时导致继电保护装置失去作用。

2.3 继电保护装置需要在稳定电源的状态下使用

继电保护装置在工作过程中，对电源的稳定状态也有特殊的要求，如果电源不稳定，将会造成继电保护装置内部的电气元件发生供电不足断路，或者电力过饱和烧毁等问题。因此，继电保护装置需要在稳定电源状态下使用，只有确保电源状态稳定，才能为继电保护装置提供有力支持，以此提高继电保护装置的工作效果，满足继电保护装置工作需要。

3继电保护装置在使用过程中存在的问题

从目前继电保护装置的使用来看，在实际使用过程中，受到多种因素的影响，继电保护装置在使用过程中还存在一定的问题，主要表现在以下几个方面：

3.1 电缆质量差引起的保护误动

故障现象。某变电站2#主变差动保护动作跳开三侧开关，检查差动保护范围内的一次设备无异常，传动保护装置正确在对差动回路二次电缆摇绝缘时，发现2#主变20端子箱至A相 CT 回路二次电缆绝缘为零，电缆绝缘老化接地，当负荷增大时，差流达到整定值使差动保护动作出口。

考虑到继电保护装置对稳定电源的要求，只有确保电源安全稳定才能保证继电保护装置正常工作。但是如果电缆质量较差，将会严重影响供电效果，使电压和电流变得不稳定，不利于稳定电源的提供。因此，此问题值得重视。

3.2 错误接线引发的事故

事故举例。厂家配线错误和现场安装时接线错误引起的保护误动作，在电网曾多次发生过。如某线路在区外故障时微机保护误动两次，均无任何信号，经过检查发现是PXF-[1]辅助屏接线错误，由于继电保护装置的功能设定比较明确，每一组信号的控制线都有明确说明，如果发生接错线的故事，不但影响了继电保护装置的正常工作，严重时还会烧毁继电保护装置内部元件。因此，接线错误必须要及时得到纠正。

3.3 4TV二次回路问题引起的误动作

故障现象。某站某线路19#转角塔瓷瓶闪落，致使该线路四次跳闸。在该线路故障跳闸的同时，该站另一线路工频变化量阻抗动作出口三次跳闸，重合成功。

从继电保护装置的实际使用过程来看，二次回路引起的误动作，占到了继电保护装置总体故障的20%左右，这一比例是比较高的。经过对该故障进行分析可知，该故障会引起其他线路异常跳闸。因此，此种故障必须及时消除。

4 继电保护装置的具体维护措施分析

考虑到继电保护装置在使用过程中存在的问题，为了保证继电保护装置能够正常使用，我们需要从以下几个方面入手，确保继电保护装置的维护取得积极效果：

（1）电缆敷设前应使用1000V摇表，测量全部电缆每芯对地及其同一电缆内的各芯之间的绝缘电阻。电缆施工中，应严格按照施工工艺标准进行施工，剥切电缆时防止损伤线芯和保留的绝缘层，电缆终端应包扎或加热缩套。地下直埋电缆应穿铁管，的电缆要加装蛇皮管。电缆接线完毕后在调试之前还应用 l000V摇表。由此可见，对电缆进行有效测量是保证继电保护装置正常使用的关键，只有做好电缆有效性测验，才能确保继电保护装置在稳定电源状态下使用。

（2）新安装的保护装置到货后，应参照设计图纸和厂家提供的本图，对保护屏做一次全面、细致的检查。基建施工时要特别注意二次回路接线的正确性，必须做到图纸与实际接线相符，符号与图纸相符，保证接线正确。保护装置的调试，是设备送前的一道最重要的工序。

（3）TA、TV二次回路应该分别且只能有一点接地。目标是一个变电站无论有多少PT，只能有一个二次接地点，至少要保证有直接电联系的PT（通过N600联接）二次只有一个接地点。在基建调试和验收试验中，应检查开口三角零序电压接线是否正确，尤其在用试验电压检3U0正确性时，注意同时检查各相电压的正确性。

5 结论

通过对本文的分析可知，继电保护装置作为控制系统中的重要组成部分，其工作状态对控制系统的正常工作具有重要作用。基于这一现实，我们只有明确继电保护装置的使用条件，并认真做好继电保护装置的维护工作，才能确保继电保护装置安全稳定运行，为控制系统正常运行提供有力支撑。因此，明确继电保护装置的使用条件并制定具体的维护措施十分必要的。

参考文献：