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1、一、继电保护在电力系统中的作用 电力系统在生产过程中，有可能发生各类故障和各种不正常情况。其中故障一般可分为两类：横向不对称故障和纵向不对称故障。横向不对称故障包括两相短路、单相接地短路、两相接地短路三种，纵向对称故障包括单相断相和两相断相，又称非全相运行。电网在发生故障后会造成很严重的后果： （1）电力系统电压大幅度下降，广大用户负荷的正常工作遭到破坏。 （2）故障处有很大的短路电流，产生的电弧会烧坏电气设备。 （3）破坏发电机的并列运行的稳定性，引起电力系统震荡甚至使整个系统失去稳定而解列瓦解。 （4）电气设备中流过强大的电流产生的发热和电动力，使设备的寿命减少，甚至遭到破坏。 不正常情况
2、有过负荷、过电压、电力系统振荡等.电气设备的过负荷会发生发热现象，会使绝缘材料加速老化，影响寿命，容易引起短路故障。 继电保护被称为是电力系统的卫士，它的基本任务有：（1）当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统其余部分迅速恢复正常运行，防止故障进一步扩大。 （2）当发生不正常工作情况时，能自动、及时地选择信号上传给运行人员进行处理，或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。 可见继电保护是任何电力系统必不可少的组成部分，对保证系统安全运行、保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生，都有极其重要的作用。二、继电保护的基本原理和基本要求 电力系统从正常情况运
3、行到故障或不正常运行时，它的电气量（电流、电压的大小和它们之间的相位角等）会发生非常显著的变化，继电保护就是利用电气的突变来鉴别系统有无发生故障或不正常运行状态，根据电气量的变化测量值与系统正常时的电气参数的对比来检测故障类型和故障范围，以便有选择的切除故障。 一般继电保护装置由测量元件、逻辑元件和执行元件组成， 执行元件 逻辑元件 测量元件 输入输出信息测量元件将保护对象（输电线路、主变、母线等电气设备）的电气量通过测量元件（电流互感器和电压互感器）转换为继电保护的输入信息，通过与整定值（继电保护装置预先设置好的参数）进行比较，鉴别被保护设备有无故障或是否在正常状态运行，并输出相应的保护信息
4、。逻辑元件根据测量元件的信息，判断保护装置的动作行为，如动作于跳闸或信号，是否需要延时跳闸或延时发信。执行元件则根据逻辑元件输出的信息，送出跳闸信息或报警信息至断路器的控制回路或报警信号回路。 继电保护根据电力系统的要求，对于直接作用于断路器跳闸的保护装置，有以下几个基本要求。1、选择性 电力系统发生故障时，继电保护的动作应具有选择性，它仅切除故障部分，不影响非故障部分的继续运行，保证最大范围的供电，尽量缩小停电范围。2、快速性 电力系统由于其实时性的特点，当发生故障时要求继电保护装置尽快动作，切除故障，这样可以（1）系统电压恢复快，减少对广大用户的影响 （2）电气设备的损坏程度降低 （3）防
5、止故障进一步扩大 （4）有利于闪络处绝缘强度的恢复，提高了自动重合闸的成功率 一般主保护的动作时间在12s以内，后备保护根据其特点，动作时间相应增加。 3、灵敏性 继电保护装置反映故障的能力称为灵敏性，灵敏度高，说明继电保护装置反映故障的能力强，可以加速保护的起动。 4、可靠性根据继电保护的任务和保护范围，如果某一保护装置应该动作而未动作则称为拒动；如果电力系统在正常运行状态或故障不在保护范围内，保护装置不应动作而动作了则称为误动。继电保护的拒动和误动将影响装置的可靠性，可靠性不高，将严重破坏电力系统的安全稳定运行。装置的原理、接线方式、构成条件等方面都直接决定了保护装置的可靠性，因此现在的保
6、护装置在选用时尽量采用原理简单、运行经验丰富、装置可靠性高的保护。 除了以上四个基本的要求外，在实际的选用中，还必须考虑到经济性，在能实现电力系统安全运行的前提下，尽量采用投资少、维护费用低的保护装置。三、继电保护的历史回顾和展望 改革开放以来，我国经济的快速发展刺激着电网的快速发展，尤其是近几年全国各个地区出现的缺电现象直接促进了大规模机组的投产和电网建设进程的急剧加快。同时随着现代社会对电网供电可靠性的要求的不断提高，就需要我们继电保护发挥更加重要的作用，针对系统出现的故障能及时切除，确保电网的安全稳定经济运行。我国继电保护的发展大体经历了以下几个跨越： 1、60年代中期独立研制并生产了第
7、一套高压电网复杂保护，即整流型距离保护； 2、60年代末到80年代中期我国广泛采用晶体管型保护； 3、到80年代末，集成电路保护已形成完整系列，逐步取代晶体管保护； 4、1984年微机线路保护通过鉴定并获得应用，此后，不同原理、不同种类的微机保护相继研制生产，取得了引人注目的成果，到90年代，我国继电保护技术已完全进入微机保护数字式时代。从以上的发展过程来看，继电保护技术总是根据电力系统的需要，不断地从相关的学科中吸取最新成果而发展和完善自身的。总的来说，继电保护技术的发展可以概括为4个阶段、2次飞跃。4个阶段是电磁型（整流型）、晶体管型、集成电路型、微机型。第1次飞跃是由电磁型到晶体管型，主
8、要体现在保护由电磁式向静态式转变，保护装置弱电化、无触点化、小型化和低功耗。第2次飞跃是由集成电路型到微机型，主要体现在保护由模拟式向数字式转变，保护装置智能化和信息化。 电力系统继电保护现已发展到了微机保护阶段，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。以下各级电网所需的各种保护设备，目前我国的微机保护的研究和制造均已居于国际先进水平。在新的继电保护理论研究方面，人工神经网络在继电保护中的应用在九十年代被广泛研究。人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用，电力系统保护领域内的一些研究工作也转向人工智能的研究。专家系统、人
9、工神经网络（ANN）和模糊控制理论逐步应用于电力系统继电保护中，必将为继电保护的发展注入了活力。 四、继电保护的现状 目前，由于光纤成本的下降，直接促进了光纤保护的广泛应用。在绍兴电力局目前所属的三座500kV变电所中，对于500kV线路的保护基本都采用了两套光纤保护作为主保护，仅有少量线路还继续沿用高频保护，而220kV也有不少线路采用了光纤保护。光线保护通过光纤或数字通信设备直接将本端电流量传输到对端进行计算和保护内部整定值比较来作出判断，考虑了通信系统时间延时的影响并进行了补偿。由于采用两端电气量直接比较，所以光纤电流差动保护容易实现CT匹配和矢量变换功能，能满足长线路变压器组和“T”型
10、接线及“”型接线线路保护的要求。多端线路保护时，光纤有环形或链形连接方式。光纤电流差动保护不存在与引入电压有关的一切问题，不受系统振荡、线路串补电容、平行线路互感、系统运行方式等的影响，具有天生的选相功能，动作速度快，克服了其它纵联保护问题，适用于一切电压等级、一切形式的接地系统，而且这种数字式通信方式的抗干扰能力强、衰耗小，避免了高频保护的缺陷。其得天独厚的优点和逐渐降低的成本，相信在以后的发展过程中光线保护将会被更加广泛的采用。 五、个人对继电保护的一些看法 目前，我国已形成了继电保护科研、设计、运行、制造的完整体系，拥有北京四方、国电南瑞、国电南自、许继等多家技术型专业制造企业，能提供5
11、00kV及以下各级电网所需的各种保护设备。经过了各个阶段的发展，每个厂家也开始形成了有特色的保护产品，而且国产保护的设计原则和技术性能更适合我国电网的需要。尤其是南瑞，在新产品研发、新技术拓展方面，成效显著。本人在学习南瑞的保护过程中，认为南瑞的产品无论从保护原理还是设计功能上，都有国外产品无法比拟的优势。就如南瑞开发出的电流差动保护中的自适应功能，即通过微机处理，区外故障保护的起动电流极小，确保装置不误动，区内故障时保护装置的起动量大，很大程度上提高了保护的灵敏度，确保保护可靠迅速起动，保证了继电保护装置快速动作切除故障，减少了保护拒动的可能性，提高了装置的可靠性。而且国产保护继续沿用了以前
12、保护的优点，增加新的保护功能，更便于被运行人员所接受。 但是国产继电保护也有一些问题，其一就是保护装置原理复杂，过于考虑得面面俱到，导致主保护功能作用不突出，甚至影响了主保护的灵敏度，因小失大。其次就是硬件质量尚需加强，在我所工作的500kV变电所中，国产保护硬件维护率相对较高。最后一点就是我国超高压如500kV、750kV线路由于其特殊性，所需的技术含量高，可靠性要求突出，国产保护的采用相对较少，积累的经验还比较欠缺，值得各大厂家关注，尤其是现在超高压电网建设的不断加强，市场需求极大。 对于国外的保护，由于其运行所积累的经验丰富，经过优胜劣汰的选择，目前被广泛采用的都是原理简单，可靠性高，运行维护方便的保护装置。就我局目前采用的国外保护，功能利用率低，一套保护基本只选用一个保护功能。如ALSTOM公司生产的P546保护装置，就有自动重合闸、断线保护、短引线保护、断路器失灵保护、热过负荷保护、过流零序保护、后备距离保护、变压器馈线保护、分相电流差动保护等功能，但就我局采用的保护就只有分相电流差动保护，其他动能均为得到有效利用。这样选用从某种程度上考虑到装置故障时不至于对系统产生重大影响，但是从无论从经济上还是保护装置的利用率，都是很大的浪费。其次，国外保护的操作界面都是英文，测控装置中甚至还有其他语言，对运行人员要求较高，操作方法也较国产保护复杂。
