继电保护基本原理及应用

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继电保护基本原理及应用范文第1篇

关键词：《继电保护》；课程体系；教学方法

中图分类号：G71 文献标识码：A文章编号：1009—0118（2012）11—0162—02

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继电保护是在保障电力系统的安全稳定运行方面发挥了重要作用，《继电保护》课程是电力系统自动化、供用电专业的核心课程，具有理论与实践并重的特点。继电保护是一门理论性与实际结合很强的课程，但长期以来，高职院校的继电保护课程只注重理论教学，不注重实践技能的提高；并且，绝大多数院校的继电保护课程所讲授的内容与实际相脱节，我校所讲授的都是继电保护的原理。针对这种情况，我们共同构建新的课程体系，探索继电保护课程改革研究。

一、电力系统继电保护课程现状及背景

《继电保护》是我院的供用电技术专业的一门核心课程，现有的继电保护教材中，分析的都是电磁型、磁电型或集成电路型结构的继电器，而现代电力系统继电保护装置结构已经发生了相当大的变化，微机型保护装置应用的相当广泛。我院只开设了继电保护课程，没有开设电力系统稳态分析和暂态分析这两门课程，学生学习继电保护课程相当费劲；再有，目前的继电保护教材主要讲解的是继电保护的理论知识，实际的电力系统运行案例、电气设备短路电流的计算实例都未讲解，不利于学生理论学习与以后实际工作的认识统一。高职院校是培养高端技能型人才，要求学生具有一定的理论基础的同时，更要具备扎实的操作基本功和自主学习能力和自学创新意识。

二、继电保护课程体系的整合

《继电保护》课程重点分析了继电保护的基本要求、电流保护、距离保护、变压器保护、母线保护、发电机保护等。我校是专科院校，注重学生的技能培养，理论水平以够用为主。而现在电力系统的网络结构越来越复杂和多样，继电保护的原理和形式也在不断的发展和完善，过多学习理论知识是没有必要的，要加强学生的实践能力，要做中学，学中做。在目标定位上，充分考虑学生能先就业再择业的需要，坚持“宽基础、强技能”的原则。既掌握职业岗位需求的专业理论，又能在这些专业理论基础上把已形成的能力在相应职业岗位范围可以转岗。因此，在我们的课程体系改革中，改变了传统的“学科”体系，向“多元型”方向发展。《继电保护》课程的构建应遵循以下原则。

（一）讲解继电保护的基本原理。讲授电力系统暂态和稳态分析的部分知识；讲授各种保护的基本原理、保护装置和继电器的基本原理；微机型继电保护基础知识。在教材编写时要阐明模拟型保护的基本原理，微机型继电保护技术是全新的内容，思维方法与模拟型保护相比完全不一样，应重点讲解如何推倒出算法的数学模型和微机实现原理。

（二）突出课程的职业性，以职业能力作为构建课程的基础，使学生所学知识、技能满足职业岗位的需求。基础理论知识以够用为度，以掌握概念，强化应用为重点；专业知识强调针对性和实用性，培养学生综合运用知识和技能的能力。突出职业能力培养，强化学生创新能力的培养.提高学生就业上岗和职业变化的适应能力，实现“双证书”融通，即毕业证书和高级技能等级证书。

（三）围绕岗位所确定的职业能力要求设置项目，并结合职业技能鉴定考核大纲，对课程内容进行整合，开发校本课程。在课程的难度和广度方面，遵循“实用为先、够用为度”的原则，如表1为五个项目。

三、《继电保护》课程的教学方法与手段

（一）案例教学法

由于电力系统继电保护技术发展很快，在讲授课程相关知识是可以联系电力系统的实际案例，例如某某地区电厂发生断路器跳闸事故，原因是某相电接地导致的等等实际案例。使学生在校期间能了解相关领域的现状。通过典型事故的分析可以培养学生分析和解决实际问题的能力。

（二）任务驱动教学法

任务驱动教学法是任务驱动教学法中的任务是有特定含义的，它不是通常说的“教学任务”，而是指“需要通过某种活动完成的某些事”。课堂讨论、自学答疑教学形式采用任务驱动法。例如让学生设计某条线路的三段式保护。

（三）项目教学法

项目教学法是通过进行一个完整的“项目”工作而进行的实践教学活动的培训方法。教师的主要任务是确定项目内容、任务要求、工作计划，设想在教学过程可能发生的情况以及学生对项目的承受能力，时刻准备帮助学生解决困难问题。

（四）六步教学法

六步教学法是以工作过程为导向的课程实施方法，完成一个完整的实际工作需按照六个工作步骤来进行。例如设计6～10KV线路的过电流保护这个完整工作过程的六个步骤分别为：资讯、计划、决策、实施、检查、评估。资讯阶段，教师布置工作任务，学生首先了解项目要求；计划阶段，学生一般以小组方式工作，寻找与任务相关的信息（如：电压继电器、电流继电器的原理接线图），制定工作计划；决策阶段：教师考察学生做的过电流保护原理接线图，学生可听取教师的建议，对计划做出修改；实施阶段，学生根据计划完成本项目工作过程，完成项目实施工作；检查阶段，学生进行展示工作成果的工作；评估阶段，学生对完成项目任务中的表现做出自我评价、相互评价，最终由教师做出教师评估。

（五）模拟故障法

在实训室上课时，可以通过人为设置故障，测量故障时的电压和电流来分析故障特点，如何迅速、有选择的切出故障。提高了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

（六）利用常规的电流、电压保护的原理及实现的方法简单、直观的特点，通过多媒体课件演示熟悉电力系统各主要元件继电保护装置的动作原理、结构及其用途。在初步掌握电流、电压保护的基本原理后，再安排学习微机保护的基础知识的内容，由易至难，有利于学生对所学知识的理解和掌握。充分利用多媒体课件、动画演示等对保护装置元件进行直观教学，使教学过程形象生动，帮组学生记忆和理解，提高教学效果；加强课堂微机保护演示；采用在实训室边进行理论教学边进行实验的教学方法。

《继电保护》课程以以岗位能力为出发点，突出职业素质的培养，教、学、做结合，教学方法多样化。课程内容以岗位分析和具体工作过程为基础，将职业技能资格证书所需的应知应会内容贯穿于整个教学的理论和实践过程中，为学生获得“双证书”，提高就业率打下了坚实的基础。本课程基本理论以电力系统继电保护和电力系统暂态和稳态分析应知的理论为基础，理论与实际相结合，以能力培养为重点的高职高专教育特色。

参考文献：

[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京：教育科学出版社，2007.

[2]陈延枫.高职高专电力系统继电保护课程教学改革探讨[J].中国校外教育，2009.

继电保护基本原理及应用范文第2篇

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。

继电保护基本原理及应用范文第3篇

【关键词】电力系统 继电保护 类型 技术应用

电力系统继电保护的发展经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型几个阶段后，现在发展到了微机保护阶段。微机继电保护的发展史微机继电保护指的是以数字式计算机（包括微型机）为基础而构成的继电保护。它起源于20世纪60年代中后期，是在英国、澳大利亚和美国。本文将重点介绍上述类型继电保护控制类型和其技术应用。

一、继电保护控制类型

由于电力系统运行的过程中，很有可能发生非正常或者各类故障的现象，所以，需在其设备中设置一套对其工作状态进行实时监控的配件，使企业的损失降到最低，因此，继电保护设备应运而生。

继电保护主要是利用电力系统中的元件发生异常情况时而出现电气量变化的原理，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。当电力系统发生故障后，其电气量的变化特征主要有四种：电流增大、电压降低、电流与电压之间相位角改变、测量阻抗发生变化。目前根据继电保护原理来分类的话，主要有电流保护、电压保护、方向保护、距离保护等，如果按照保护所起的作用来分类主要包括主保护、后备保护、辅助保护等，主保护必须满足系统稳定和设备的安全要求，并且能够以最快的速度选择性的切除被保护设备的线路故障保护。后备保护是当主保护或者断路器据动时用来切除故障的保护，以实现对设备和后备的保护。辅助保护顾名思义则是为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。

随着继电保护技术的飞速发展以及微机保护的装置投入使用，因生产厂家的不同、开发时间的先后，目前继电保护设备呈现各显神通、形态迥异的局面，但基本原理及要达到的目的基本都是一致。完成继电保护任务，除了需要继电保护装置外，必须通过可靠的继电保护工作回路的正确工作，才能完成跳开故障元件的断路器、对系统或电力元件的不正常运行发出警报、正常运行状态不动作的任务。一般来说，继电保护装置包括测量部分和定值调整部分、逻辑部分和执行部分。如下图所示：

被测物理量从保护对象输入信号，并与整定值比较来判断设备是否发生故障；逻辑部分则是根据输出量的性质进行逻辑判断来决定是否为动作允许执行。执行的部分依据前面环节的判断所得出的结果予以执行跳闸或发信号。

二、现代继电保护技术应用

随着光电技术和计算机的飞速发展，新型光学电压、电流互感器也更加显现出其具有的强大生命力及优势，同时，随着计算机和通信技术的快速发展，尤其是当前基于GPS全网同步技术的出现，这些都将成为电力系统控制的未来发展方向。

（一）光学数字式电压、电流互感器

在当前的电力系统中广泛应用主要是以微处理器为基础的数字保护装置、计量测试仪等，其都要求采用低功率、紧凑型的电压、电流互感器代替常规的电压和电流互感器，因此，这对电力系统安全保护提出了更高的要求。

因光电技术和计算机的飞速发展，新型光学电压、电流互感器与传统的电压、电流互感器相比，优势十分明显，体积小、维修方便、抗电磁能力强等等，同时又充分利用电光晶体优异特性和现代光电技术的优点，充分发挥了其实时性等特点。目前国外一些大公司投入大量人力和物力开发光学电压、电流互感器，并且已有挂网运行产品，我国较国外起步比较晚，目前还处于样机的研究设计阶段。

（二）柱上开关及配电开关智能化

随着用户对用电可靠性要求的提高，对配网设备的自动化也提出了较高的要求。当前已开发使用的两大类装置。一类是现场远方终端和柱上开关分离，另一类是将现场远方终端与柱上开关组合在一起，成为一个设备，一个机电一体化的设备，实现保护、测量、控制、通讯、开合等功能的智能化组合。当然现场远方终端实际上是一个集合保护、测量、控制、通讯的微机型装置，也需要提高功能、扩大功能，从而满足配电网中的各种功能要求，实现配电网的自动化。

总之，随着社会经济迅速发展及通信计算机技术的进步，继电保护技术也将得到进一步的发展，这些将对当前的继电保护工作者们提出了艰巨的任务，也未其发展开辟了更广阔天地。

参考文献：

[1] 陈永琳， 电力系统继电保护的计算机整定计算， 中国电力出版社， 1994

继电保护基本原理及应用范文第4篇

配电自动化技术是服务于城乡配电网改造建设的重要技术，配电自动化包括馈线自动化和配电管理系统，通信技术是配电自动化的关键。目前，我国配电自动化进行了较多试点，由配电主站、子站和馈线终端构成的三层结构已得到普遍认可，光纤通信作为主干网的通信方式也得到共识。馈线自动化的实现也完全能够建立在光纤通信的基础上，这使得馈线终端能够快速地彼此通信，共同实现具有更高性能的馈线自动化功能。

二。配电网馈线保护的技术现状

电力系统由发电、输电和配电三部分组成。发电环节的保护集中在元件保护，其主要目的是确保发电厂发生电气故障时将设备的损失降为最小。输电网的保护集中在输电线路的保护，其首要目的是维护电网的稳定。配电环节的保护集中在馈线保护上，配电网不存在稳定问题，一般认为馈线故障的切除并不严格要求是快速的。不同的配电网对负荷供电可靠性和供电质量要求不同。许多配电网仅是考虑线路故障对售电量的影响及配电设备寿命的影响，尚未将配电网故障对电力负荷（用户）的负面影响作为配电网保护的目的。

随着我国经济的发展，电力用户用电的依赖性越来越强，供电可靠性和供电电能质量成为配电网的工作重点，而配电网馈线保护的主要作用也成为提高供电可靠性和提高电能质量，具体包括馈线故障切除、故障隔离和恢复供电。具体实现方式有以下几种：

2.1传统的电流保护

过电流保护是最基本的继电保护之一。考虑到经济原因，配电网馈线保护广泛采用电流保护。配电线路一般很短，由于配电网不存在稳定问题，为了确保电流保护动作的选择性，采用时间配合的方式实现全线路的保护。常用的方式有反时限电流保护和三段电流保护，其中反时限电流保护的时间配合特性又分为标准反时限、非常反时限、极端反时限和超反时限，参见式（1）、（2）、（3）和（4）。这类保护整定方便、配合灵活、价格便宜，同时可以包含低电压闭锁或方向闭锁，以提高可靠性；增加重合闸功能、低周减载功能和小电流接地选线功能。

电流保护实现配电网保护的前提是将整条馈线视为一个单元。当馈线故障时，将整条线路切掉，并不考虑对非故障区域的恢复供电，这些不利于提高供电可靠性。另一方面，由于依赖时间延时实现保护的选择性，导致某些故障的切除时间偏长，影响设备寿命。

2.2重合器方式的馈线保护

实现馈线分段、增加电源点是提高供电可靠性的基础。重合器保护是将馈线故障自动限制在一个区段内的有效方式「参考文献。参见图1，重合器R位于线路首端，该馈线由A、B、C三个分段器分为四段。当AB区段内发生故障F1，重合器R动作切除故障，此后，A、B、C分段器失压后自动断开，重合器R经延时后重合，分段器A电压恢复后延时合闸。同样，分段器B电压恢复后延时合闸。当B合闸于故障后，重合器R再次跳开，当重合器第二次重合后，分段器A将再次合闸，此后B将自动闭锁在分闸位置，从而实现故障切除、故障隔离及对非故障段的恢复供电。

目前在我国城乡电网改造中仍有大量重合器得到应用，这种简单而有效的方式能够提高供电可靠性，相对于传统的电流保护有较大的优势。该方案的缺点是故障隔离的时间较长，多次重合对相关的负荷有一定影响。

2.3基于馈线自动化的馈线保护

配电自动化包括馈线自动化和配电管理系统，其中馈线自动化实现对馈线信息的采集和控制，同时也实现了馈线保护。馈线自动化的核心是通信，以通信为基础可以实现配电网全局性的数据采集与控制，从而实现配电SCADA、配电高级应用（PAS）。同时以地理信息系统（GIS）为平台实现了配电网的设备管理、图资管理，而SCADA、GIS和PAS的一体化则促使配电自动化成为提供配电网保护与监控、配电网管理的全方位自动化运行管理系统。参见图2所示系统，这种馈线自动化的基本原理如下：当在开关S1和开关S2之间发生故障（非单相接地），线路出口保护使断路器B1动作，将故障线路切除，装设在S1处的FTU检测到故障电流而装设在开关S2处的FTU没有故障电流流过，此时自动化系统将确认该故障发生在S1与S2之间，遥控跳开S1和S2实现故障隔离并遥控合上线路出口的断路器，最后合上联络开关S3完成向非故障区域的恢复供电。

这种基于通信的馈线自动化方案以集中控制为核心，综合了电流保护、RTU遥控及重合闸的多种方式，能够快速切除故障，在几秒到几十秒的时间内实现故障隔离，在几十秒到几分钟内实现恢复供电。该方案是目前配网自动化的主流方案，能够将馈线保护集成于一体化的配电网监控系统中，从故障切除、故障隔离、恢复供电方面都有效地提高了供电可靠性。同时，在整个配电自动化中，可以加装电能质量监测和补偿装置，从而在全局上实现改善电能质量的控制。

三。馈线保护的发展趋势

目前，配电自动化中的馈线自动化较好地实现了馈线保护功能。但是随着配电自动化技术的发展及实践，对配电网保护的目的也要悄然发生变化。最初的配电网保护是以低成本的电流保护切除馈线故障，随着对供电可靠性要求的提高，又出现以低成本的重合器方式实现故障隔离、恢复供电，随着配电自动化的实施，馈线保护体现为基于远方通信的集中控制式的馈线自动化方式。在配电自动化的基础上，配电网通信得到充分重视，成本自动化的核心。目前国内的主流通信方式是光纤通信，具体分为光纤环网和光纤以太网。建立在光纤通信基础上的馈线保护的实现由以下三部分组成：

1）电流保护切除故障；

2）集中式的配电主站或子站遥控FTU实现故障隔离；

3）集中式的配电主站或子站遥控FTU实现向非故障区域的恢复供电。

这种实现方式实质上是在自动装置无选择性动作后的恢复供电。如果能够解决馈线故障时保护动作的选择性，就可以大大提高馈线保护的性能，从而一次性地实现故障切除与故障隔离。这需要馈线上的多个保护装置利用快速通信协同动作，共同实现有选择性的故障隔离，这就是馈线系统保护的基本思想。

四。馈线系统保护基本原理

4.1基本原理

馈线系统保护实现的前提条件如下：

1）快速通信；

2）控制对象是断路器；

3）终端是保护装置，而非TTU.

在高压线路保护中，高频保护、电流差动保护都是依靠快速通信实现的主保护，馈线系统保护是在多于两个装置之间通信的基础上实现的区域性保护。基本原理如下：

参见图3所示典型系统，该系统采用断路器作为分段开关，如图A、B、C、D、E、F.对于变电站M，手拉手的线路为A至D之间的部分。变电站N则对应于C至F之间的部分。N侧的馈线系统保护则控制开关A、B、C、D的保护单元UR1至UR7组成。

当线路故障F1发生在BC区段，开关A、B处将流过故障电流，开关C处无故障电流。但出现低电压。此时系统保护将执行步骤：

Step1：保护起动，UR1、UR2、UR3分别起动；

Step2：保护计算故障区段信息；

Step3：相邻保护之间通信；

Step4：UR2、UR3动作切除故障；

Step5：UR2重合。如重合成功，转至Step9；

Step6：UR2重合于故障，再跳开；

Step7：UR3在T内未测得电压恢复，通知UR4合闸；

Step8：UR4合闸，恢复CD段供电，转至Step10；

Step9：UR3在T时间内测得电压恢复，UR3重合；

Step10：故障隔离，恢复供电结束。

4.2故障区段信息

定义故障区段信息如下：

逻辑1：表示保护单元测量到故障电流，

逻辑0：表示保护单元未测量到故障电流，但测量到低电压。

当故障发生后，系统保护各单元向相邻保护单元交换故障区段，对于一个保护单元，当本身的故障区段信息与收到的故障区段信息的异或为1时，出口跳闸。

为了确保故障区段信息识别的正确性，在进行逻辑1的判断时，可以增加低压闭锁及功率方向闭锁。

4.3系统保护动作速度及其后备保护

为了确保馈线保护的可靠性，在馈线的首端UR1处设限时电流保护，建议整定时间内0.2秒，即要求馈线系统保护在200ms内完成故障隔离。

在保护动作时间上，系统保护能够在20ms内识别出故障区段信息，并起动通信。光纤通信速度很快，考虑到重发多帧信息，相邻保护单元之间的通信应在30ms内完成。断路器动作时间为40ms~100ms.这样，只要通信环节理想即可实现快速保护。

4.4馈线系统保护的应用前景

馈线系统保护在很大程度上沿续了高压线路纵联保护的基本原则。由于配电网的通信条件很可能十分理想。在此基础之上实现的馈线保护功能的性能大大提高。馈线系统保护利用通信实现了保护的选择性，将故障识别、故障隔离、重合闸、恢复故障一次性完成，具有以下优点：

（1）快速处理故障，不需多次重合；

（2）快速切除故障，提高了电动机类负荷的电能质量；

（3）直接将故障隔离在故障区段，不影响非故障区段；

（4）功能完成下放到馈线保护装置，无需配电主站、子站配合。

四。系统保护展望

继电保护的发展经历了电磁型、晶体管型、集成电路型和微机型。微机保护在拥有很强的计算能力的同时，也具有很强的通信能力。通信技术，尤其是快速通信技术的发展和普及，也推动了继电保护的发展。系统保护就是基于快速通信的由多个位于不同位置的保护装置共同构成的区域行广义保护。

电流保护、距离保护及主设备保护都是采集就地信息，利用局部电气量完成故障的就地切除。线路纵联保护则是利用通信完成两点之间的故障信息交换，进行处于异地的两个装置协同动作。近年来出现的分布式母差保护则是利用快速的通信网络实现多个装置之间的快速协同动作如果由位于广域电网的不同变电站的保护装置共同构成协同保护则很可能将继电保护的应用范围提高到一个新的层次。这种协同保护不仅可以改进保护间的配合，共同实现性能更理想的保护，而且可以演生于基于继电保护相角测量的稳定监控协系统，基于继电保护的高精度多端故障测距以及基于继电保护的电力系统动态模型及动态过程分析等应用领域。目前，在输电网中已经出现了基于GPS的动态稳定系统和分散式行波测距系统。在配电网，伴随贼配电自动化的开展。配电网馈线系统保护有可能率先得到应用。

继电保护基本原理及应用范文第5篇

【关键词】电力系统；继电保护；历史现状；发展前景

电力系统是一个复杂容易出现危险和故障的系统，它由发电机、变压器、母线、输配线路及用电设备组成。在电力系统运行过程中常出现危险故障或者是一些异常运行状态，这样就会造成电力系统不能正常运行，而给国家和人民的生命财产带来一定的威胁。因此，在电力系统运行过程中需要一套预警保护装置，也就是我们所熟悉的继电保护装置。

一、继电保护技术的内涵

继电保护技术确切的说包含两方面的内容，一方面是指当电力系统本身或某个被保护的原件发生危险或故障时，继电保护装置能自动、迅速、有选择的将故障原件从系统当中隔离，防止出现危险事故，同时也能保证发生故障的原件免遭更大的破坏；另一方面是指当电力系统出现故障时，继电保护装置能够第一时间向工作人员发出故障指令，例如：声光报警、图文信息等警告信号。

二、继电保护的基本要求

（一）选择性

是指电力系统发生故障时，继电保护装置能够第一时间有选择性的判断出故障的位置以及发生故障的原件，迅速切除故障。而非故障线路能够继续正常运行。电网之间继电保护应遵循逐级配合原则，以保证电网发生故障时有选择性地切除故障。切断系统中的故障部分，而其它非故障部分仍然继续供电。

（二）迅速性

是指一旦电力系统本身或者是某个原件发生故障时，继电保护装置应尽快的切除故障，以提高系统的稳定性，减轻故障设备和系统的损坏程度。

（三）灵敏性

是指，继电保护装置对设备或线路是否发生故障能够灵敏的感受到。这种情况继电保护装置有灵敏系数来衡量。

（四）可靠性

指继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作，在正常运行状态时，不该动作时应可靠不动作。任何电力设备（线路、母线、变压器等）都不允许在无继电保护的状态下运行，可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。

三、继电保护的发展及现状

机电保护技术是随着电力系统的发展而发展的。随着社会的进步，科学技术更新的速度也在逐渐的加快，在电力系统在飞速发展的同时，也对继电保护装置不断的提出新的更高饿要求。到目前为止，继电保护技术已经经过了机电式、半导体式、微机式等三个发展阶段。

（一）机电式

18世纪末人类已开始利用熔断器防止在发生短路时损坏设备，建立了过电流保护原理。19世纪初，随着电力系统的发展，继电器被广泛应用于电力系统的保护。这个时期被认为是继电器保护技术发展的开端。1905～19O8年研制出电流差动保护，自1910年起开始采用方向性电流保护，于19世纪20年代初生产出距离保护，在30年代初已出现了快速动作的高频保护。由此可见，从继电保护的基本原理上看，到本世纪20年代末现在普遍应用的继电保护原理基本上都已建立。

（二）半导体式

20世50年代后，随着晶体管的发展，出现了晶体管保护装置。这种保护装置体积小，动作速度快，无机械转动部分，经过20余年的研究与实践，晶体管式保护装置的抗干扰问题从理论和实际都得到了满意的解决。

在20世纪70年代，晶体管保护被大量采用。到了20世纪80年代后期，静态继电保护装置由晶体管式向集成电路式过渡，成为静态继电保护的主要形式

（三）微机式

随着微机的出现，科学家提出了使用小型微机来实现继电保护的设想。但是，由于当时，微机是新兴产业，价格非常昂贵，所以科学家的想法很难实现。但是随着微机的普及，微机在继电保护方面被普遍应用，进入90年代，微机保护已在大量应用，主运算器由8位机，16位机发展到目前的32位机；数据转换与处理器件由A/D转换器，压频转换器（VFC），发展到数字信号处理器（DSP）。这种由计算机技术构成的继电保护称为数字式继电保护，也称微机保护。

四、继电保护未来的发展趋势

（一）计算机化

当前，随着电力系统的迅速发展，对机电保护技术也提出了更高的要求。不单纯的停留在基本的保护功能上，而是提出了许多新的科技含量较高的要求，比如说：数据处理功能、更大容量的存储故障信息和数据、通信能力、以及与其他的相关保护装置实现资源共享的功能等。这些要求的实现，只能由计算机来完成，随着计算机技术的迅猛发展，计算机的运算、存储、通讯等技术不断加强，因此，继电保护装置计算机化是未来继电保护技术发展的一个重要趋势。计算机化的内涵不仅包括设备、操作、监视系统的微机化，还包括系统的功能软件化和信号数字化，完全摒弃各种机电式、机械式、模拟式设备，不断提高继电保护的速动性、灵敏性、可靠性，为电力系统取得更大的经济效益和社会效益。

（二）网络化

随着互联网技术的飞速发展，网络给我们的工作和生活带来了很多便利。计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，其与继电保护的结合是实现现代电力系统安全、稳定运行的重要保证。现代电力系统继电保护要求每个系统之间都能共享全系统故障信息的分析数据，这些要求只能由计算机网络来保障实现，即实现微机保护装置的网络化。现在微机保护的网络化已经开始实施，但是它还处于起步阶段，仍有较大的发展空间和潜力。

（三）智能化

随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用，新的控制原理和方法不断被应用于计算机继电保护中。近年来人工智能技术如自适应理论、人工神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑、小波理论等在电力系统各个领域都得到了应用，从而使继电保护的研究向更高的层次发展，出现了引人注目的新趋势。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题，距离保护很难正确作出故障位置的判别，从而造成误动或拒动；如果用神经网络方法，经过大量故障样本的训练，只要样本集中充分考虑了各种情况，则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也有其独特的求解复杂问题的能力。

随着电力系统的高速发展和计算机、通信等各种技术的进步和发展，可以预见，人工智能技术在继电保护领域必会得到应用，以解决用常规方法难以解决的问题。将不同的人工智能技术结合在一起，分析不确定因素对保护系统的影响，从而提高保护动作的可靠性，是今后智能保护的发展方向。

参考文献：

[1]杨奇逊，微型机继电保护基础，北京：水利电力出版社，1988.