继电保护作用和原理范文

关键词：继电保护；课程；教学模式

中图分类号：G642.3文献标识码：A文章编号：1002-4107（2013）01-0033-02

电力系统、计算机技术、电子技术与通信技术的飞速发展给电力系统继电保护不断注入了新的活力，提出新的要求。现代电力系统是高度数字化、信息化和自动化的超大区域网络结构，电力系统继电保护是对其安全稳定运行至关重要的一门技术[1]。21世纪继电保护的未来发展趋势是计算机化；网络化；保护、控制、测量、数据通信一体化；智能化[2]。以新疆农业大学（以下简称“我校”）为例，在现有教学模式基础上，本文探讨继电保护课程教学中提高学生实践与创新能力的方法，为将学生培养成具有实践能力、创新精神的人才而努力，为该课程的教学改革提供理论支持和智力保证。

一、电力系统继电保护课程的特点

我校“电力系统继电保护原理”课程理论教学36

学时，网络教学6学时，总计42学时，作为电气工程及自动化及农业电气化与自动化的专业必修课，设置在大四上学期初；“微机继电保护”课程共26学时，均为课堂理论教学学时，作为专业选修课安排在“电力系统继电保护原理”结束后的大四上学期末开设，目的是顺应现代电力系统高度数字化的趋势，让学生了解现代数字式继电保护硬软件的知识，内容涉及到原理、保护算法、硬软件设计方法等；“继电保护课程设计”为期一周，与“微机继电保护”同时安排在大四上学期期末，目的是培养学生综合运用所学的基础理论知识分析与解决电力系统中的实际问题的能力[3]。

二、继电保护课程教学存在的问题

为适应现代数字电力系统继电保护技术的新发展，目前我校继电保护的教学内容已加入“微机继电保护”，作为少学时内容与“电力系统继电保护”共同设置在大四上学期，同时开设的其它几门专业课使得学生大四上学期课程较为集中，学习任务量较大。此时学生即将面临毕业设计开题、复习考研或找工作，第一学期过高的学习任务和课程的相对集中对其学习效果有一定影响；在课程教学上，基本停留在传统模式：即利用板书或者多媒体课件形式，将继电保护原理及其实现方法按照教材的章节和顺序进行课堂讲授，这主要存在以下几个问题。

（一）重理论，轻实践，无法提高学生的实践能力与创新精神

对教师而言，继电保护原理单纯靠板书或多媒体课件较难讲透；对学生而言，继电保护内容比较抽象且实践性强，知识描述更需要形象化演示去理解，配合学生自主实践学习才会有好的效果。比如，“零序过电流保护原则上是按照躲开在下级线路出口处相间短路时出现的最大不平衡电流来整定”，若单纯由教师口头讲授原理，学生难以理解；“微机继电保护”课程主要分析现代数字式继电保护软硬件相关知识，内容涉及原理、保护算法、硬软件设计方法等。若单纯讲解微机继电保护算法，使学生难以消化，从而会削弱其学习的积极性。

（二）教学理念不够强，教学内容需要优化

继电保护课程组与“单片机技术”、“数字信号处

理”、“电力系统自动化”、“高低压电气设备”等课程有很多联系，但教学上往往孤立、脱节，缺乏全局梳理，使学生对继电保护完整系统缺乏全面认识。课堂上，教师若能将继电保护教学作为一个整体，以实例联系相关课程内容，紧跟行业发展前沿并且结合实践，教学效果会更好；此外，目前继电保护教科书内容繁多，与其他专业课程也有所重复，需要对课程内容进行整合优化。

（三）学生自主选择力不强

学生对继电保护内容的兴趣点各有不同，部分学生未来并不从事继电保护工作，或考研方向与此关系不大。目前情况是，继电保护课程组教学课时相对较多，内容较为宽泛，对于上述内容部分学生显得索然无味，学生根据自己情况自主选择的能力不够强。为此，以学生为本，可以在课程形式上稍做一些调整。

三、教学模式的探索及实践

针对继电保护课程教学存在的问题，本文探讨了几种改进模式和方法，且部分已开始具体实施，取得了一定的教学效果。

（一）优化专业培养计划

将原本设置在大四上学期分开教学的“电力系统继电保护原理”和“微机继电保护”两门课整合为一门，设置在大三下学期。“继电保护课程设计”可设置在大四上半学期。这样设置有两方面考虑：内容上，减少学生学习任务量，突出重点，使教学有针对性。比如，可缩减“电力系统继电保护原理”教材中电磁型继电器、断路器等与“高低压电气设备”教材有所重复的内容，减少或者删除“微机继电保护”教材中与“微机原理与应用”、“单片机技术”“数字信号处理”等相关课程的重复内容；时间上，我校电气专业学生于大三至大四暑假期间设置了为期5周的发电厂生产实习，实习前对继电保护内容的理论学习，为生产实习期间学生对继电保护装置、电力系统设备等内容建立感性认识打下基础，从而提高学生的实践与创新能力。

（二）改进教学手段与教学方法

教师可采用多样化的教学手段和方法进行教学。以传统教学手段为辅，以现代化网络媒体、实验教学等方式为主。以提高学生学习的积极性及其实践创新能力为目的，建立学生对电力系统继电保护的整体概念，使学科前沿知识与教材内容相结合，课堂教学与实践教学相结合。

1.网络课程建设。利用学校现有网络平台，上传电子教案、视频，演示动画等资源，并建立一套自测系统，使学生可以主动借助网络课程平台观看和使用这些资源。教案、课件既可以作为学生的预习资源以及弥补疏漏的课后复习资料，也可以作为教师选择的教学资源库；视频资源以声、像集合的形式使学生直观了解继电保护的动作过程及原理；具有交互性的演示动画可以提高学生学习的趣味性，比如，利用FLASH将继电保护动作过程制作成SWF动画，或用VisualC++开发保护动作演示模块[4]；自测系统可以使学生在正式考试前自我检测，弥补疏漏的知识点。利用网络交互平台有助于增强课后教师与学生之间的互动性，使教师及时了解学生遇到的问题并展开网上讨论，以提高学生对课程学习的主动性。因此，网络资源的建设需要教师有针对性地选择教学内容，或利用专业软件开发演示模块，并及时更新资源。目前，我校网络课程建设已取得初步成果。

2.实验平台建设。微机保护已成为当前继电保护的主要形式。华北电力大学、湖南大学等高校先后自主开发了微机型线路保护教学仿真实验装置。实验平台建设思路为面向实践平台的建设，使学生能够对本专业内容形成完整的知识链[5]。我校可采用引进设备或者利用现有教师队伍和资源对微机继电保护实验设备进行开发。目前，我校基于TMS320F28335+PC机的继电保护教学实验平台的研制正在进行。

实验平台可作为本专业教学科研平台，不仅方便用于学生实验、课程设计和毕业设计，也可以作为教师的科研平台。该平台能够使学生直观了解微机继电保护硬件结构，并且通过配置不同的软件模块实现不同原理、不同对象的继电保护功能；开设综合性实验和设计性选做实验，有利于提高学生的积极性及实验、设计能力，有助于开阔学生的视野、发挥创新能力。

3.课程设计内容优化，加强毕业论文设计。课程设计是培养学生的实践能力、创新能力和综合能力的重要环节[6]，在传统设计内容基础上可以充分利用实验平台，先进行整定计算，后在平台上模拟故障时继电保护动作；建立以任务驱动，由教师引导、学生进行自主探究学习的框架。根据继电保护原理建立主题，比如，电流保护、距离保护、纵差保护等；也可以根据继电保护对象形成“主题”，比如，电力变压器保护、输电线路保护等。

课程设计可以在大三下学期上课期间布置下去，使学生带着问题学习，并结合大三暑假为期五周的“发电厂生产实习”，使课程设计更具针对性、实践性，从而激发学生的创新意识。此外，通过毕业论文的设计强化为工作打下基础。

4.完善评价体系。适应新的教学方法与手段，改进传统课程考核评价方式。继电保护理论课成绩应综合考勤、课堂表现、小组讨论、平时作业、网络自测、综合实验等教学环节进行考评。将平时成绩比例增大，有利于激发学生平时学习的积极性；课程设计可以对每个学生进行公开答辩及严格书面考核；毕业论文（设计）成绩评定标准应以提高学生的实践与创新能力为目的，综合文献综述、论文质量、创新能力、实验态度等因素进行考评。

本文以新疆农业大学电气工程专业、农业电气化专业为例，对继电保护课程的教学模式进行探索与实践，重点激发学生平时学习的主动性，使其能够掌握必要的工程技术、测试方法以及先进设备的研究方法。若能将每个环节都做好做实，师生就能在一整套良好有序的教学体系中受益，从而培养出适应智能电网时代、具有实践能力、创新精神的人才。

参考文献：

[1]何瑞文，陈少华.现代电力系统的继电保护课程教学改革与建设[J].电气电子教学学报，2004，（3）.

[2]付乔.继电保护发展现状综述[J].攀枝花学院学报，2006，（2）.

[3]李文武，袁兆强.继电保护课程组教学改革的探索[J].中国电力教育，2010，（12）.

[4]曾煜晓.继电保护教学培训辅助软件系统的开发与设计[D].济南：山东大学，2008.

继电保护作用和原理范文篇2

关键词：电力系统；继电保护；发展；趋势；研究

中图分类号：TM71文献标识码：A

继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的，它与电力系统对运行可靠性要求的不断提高密切相关。继电保护是在电网出现事故或异常运行情况下动作，保证电力系统和电气设备安全运行的自动装置，研究继电保护技术发展趋势，可以更好地提高继电保护的技术水平，对电力系统发展意义重大。

1电力系统继电保护概述

1.1继电保护基本概念

在电力系统运行中，由于外界因素和内部因素都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现，常见的故障有：单相接地；三相接地；两相接地；相间短路；短路等。电力系统非正常运行状态有：过负荷，过电压，非全相运行，振荡，次同步谐振，同步发电机短时异步运行等。电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时，用于快速切除故障，消除不正常状况的重要自动化技术和设备。

1.2继电保护的工作原理

继电保护的工作原理，是根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成，电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：（1）电流增大。短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。（2）电压降低。当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。（3）电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60°～85°。（4）测量阻抗发生变化。测量阻抗即测量点（保护安装处）电压与电流之比值，正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗；金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。

1.3继电保护在电力系统中的任务

电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响；并满足电力系统的某些特定要求，能够反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，以便值班人员进行处理，将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。

1.4继电保护装置必须具备的基本性能

继电保护装置必须具备的基本性能有：（1）安全性：在不该动作时，不误动；（2）可靠性：在该动作时，不拒动；（3）速动性：能以最短时限将故障或异常从系统中切除或隔离；（4）选择性：在自身整定的范围内切除故障，保证最大限度地向无故障部分继续供电，不越级跳闸；（5）灵敏性：反映故障的能力，通常以灵敏系数表示；不拒动不误动是关键。

2继电保护发展历程

继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的，最早的继电保护装置是熔断器。从20世纪50年代到90年代末，在40余年的时间里，继电保护完成了发展的4个阶段，即从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置、到集成电路继电保护装置、再到微机继电保护装置。随着电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展，智能化等先进技术相继在继电保护领域的研究应用，继电保护技术向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展。电力系统发展迅速，电网结构越来越复杂，短路容量不断增大，到20世纪产生了作用于断路器的电磁型继电保护装置。1928年电子器件已开始被应用于保护装置，在50年代迅速发展。静态继电器有较高的灵敏度和动作速度、维护简单、寿命长、体积小、消耗功率小等优点，但环境温度和外界干扰对继电保护的影响较大。1965年出现了应用计算机的数字式继电保护，出现了单板机继电保护装置。到了21世纪由于计算机技术发展非常快，微处理机和微型计算机的普遍应用，极大地推动了数字式继电保护技术的开发，大规模集成化数字式继电保护装置应用非常广泛。

3电力系统继电保护的发展趋势

3.1计算机化

随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。电力系统对微机保护的要求不断提高，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，与其它保护、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。这就要求微机保护装置具有一台PC机的功能。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚需进行具体深入的研究。

3.2网络化

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，它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。除了差动保护和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量，继电保护的作用主要是切除故障元件，缩小事故影响范围。因为继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围，还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。

3.3智能化

随着通信和信息技术的快速发展，数字化技术及应用在各行各业的日益普及也为探索新的继电保护原理提供了条件，智能电网中可利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控，把获得的数据通过网络系统进行收集、整合和分析。利用这些信息可对运行状况进行监测，实现对保护功能和保护定值的远程动态监控和修正。

结语

综上所述，随着电力系统的发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术由数字时代跨入信息化时代，发展到一个新的水平。这对继电保护工作者提出了艰巨的任务，也开辟了技术创新的广阔天地。只有了解和掌握继电保护技术，才能解决电力系统继电保护遇到的各类问题，更好地保障电力系统的安全运行。

参考文献

[1]高亮.电力系统微机继电保护[M].北京：中国电力出版社，2007.

继电保护作用和原理范文篇3

关键词：电动机保护常见故障原因教学措施

电动机保护教学在机电专业教学中有十分重要的作用，是教学的难点。如何理论联系实际，深入浅出地向学生介绍抽象的内容，使学生真正听懂，已经成为很多职业学校教师多年来研究的课题。本文结合课堂实际教学案例，分析了解电动机运行过程中的常见故障及其工作原理，以期提高学生在实际操作中处理保护故障的能力。

一、运用启发式教学法，使学生了解学习电动机保护的意义

首先，启发学生思考以下几个问题：电动机运行时，如果绕组温度过高，则会对电动机产生什么影响？交流电动机运行时，如果有一相电源断相，则会对电动机产生什么影响？如果直流并励电动机的励磁回路断路，则会对电动机产生什么影响？通过提问，学生了解了在上述各种情况下如果不能及时采取有效保护措施让电动机继续运行下去，则会对电动机产生的不良影响：减少电机使用寿命，甚至损坏电机。因此对电动机的保护是电动机运行时必不可少的环节，对电动机采取有效的保护措施是一个很重要的问题。

二、运用讲授法介绍电动机运行过程中的常见故障及原因

电动机运行过程中的常见故障有：长期过载和过热保护；缺相保护；过电流保护；短路保护；零电压保护；零激磁保护；热保护等。本文重点介绍导致电机过载过热的因素，如负载过大，电动机超过额定输出，电机绕组因电流增加而过热，特别是在堵转时，电机会在短时间内被烧毁；电网电压过低，会引起电机绕组中电流增大，三相电压不对称，甚至一相电源中断；启动和停止的操作过于频繁、环境温度太高等。

三、运用图片演示法介绍电动机运行过程中的工作原理

（一）运用图片演示热保护的方法及具体电路的原理

图1热继电器的热保护线路

图1是用热继电器作热保护的线路。热继电器FR的发热元件串联在电动机的主电路中，它的常闭触头与接触器KM的线圈相串联。电机过载时，流经FR发热元件的电流增大，经过一段时间，热继电器动作，它的常闭触头断开KM的线圈电路，KM释放，电机停转。正常情况下，发热元件中通过额定电流值，热继电器不会动作，以保证电动机正常工作。

如生产中不允许中途停车（停车会造成损失），则用热继电器发出警报。热继电器的报警线路见图2。

图2热继电器的报警线路

对于容量较大的电动机，可以采用电流互感器，热继电器的发热元件接在电流互感器的二次回路中。电机过载时流经电流互感器的电流增大，它的二次回路电流也按一定比例增加，这样热继电器可用小规格的产品。原理图如图3：

图3有电流互感器的热继电器的热保护线路

（二）用温度继电器作热保护的工作原理

温度继电器可以直接反映电动机的温度变化，它的测量元件埋在电动机发热部位（定子槽内及定子绕组的端部）。只要电动机绕组的温升超过允许值，温度继电器就立即动作，使电动机脱离电源。我国生产的温度继电器有两种：双金属片式温度继电器和热敏电阻式温度继电器。对过电流保护的要求是，当电动机产生过电流故障时，过电流继电器要立即动作，但在电动机起动或反接制动时，过电流继电器要保证电动机正常工作。

（三）过电流继电器作过电流保护线路

电路见图4。

图4过电流继电器作过电流保护线路

原理分析：过电流继电器KA的线圈串联在直流电机M的电枢电路中，常闭触头与主接触器KM的线圈串联。电机正常运转时，KA不会动作。严重过载时，主电路中的电流超过KA的电流值，KA的常闭触头断开，KM释放并切断电机电源。

（四）鼠笼式电动机的堵转保护

鼠笼式电动机处于堵转状态时，它的电流等于起动电流，时间过长电动机就会烧毁，所以必须及时切断电源，但不能用瞬时动作的过电流保护，应与延时继电器配合。电流继电器的吸引电流小于电机的启动电流，大于正常运转的最大负载电流，释放电流大于正常运转的最大负载电流。时间继电器的延时值要大于电动机的启动时间。过电流继电器的返回系数不能太低。

图5鼠笼式电动机的堵转保护

（五）短路保护

短路保护的作用就是在短路电流刚出现时，就立即切断电路电源，使电路和电器设备免受短路电流的损害。熔断器和空气开关是最重要的保护电器。熔断器作短路保护：线路简单，断开电流的任务由熔断器自己承担，但熔体容易老化，动作不准确，有时一相熔断，造成交流电机缺相运行，熔体熔断后需更换，手续麻烦。保护线路如下：

图6线路工作原理

短路时，断开短路电流的任务由接触器的主触头来完成，因此只有当接触器的分断电流大于线路的短路电流时，才能用过电流继电器作短路保护。三相电动机由于种种原因缺相时，如果没有保护装置，则缺相的后果是十分严重的。例如，小型电机启动时缺相，如果没有负荷就会不均匀地慢转，同时发热，若不及时停车，不用多长时间就会烧毁。如果带上负荷启动，就转不起来，同样也会烧毁。小型电动机最容易缺相，因为有的启动装置简陋，接触不好，或使用普通保险丝，有一根熔断造成。大一点的电动机缺相启动，就会嗡嗡直叫，就得赶快停车。用接触器启动和热继电器保护，在缺相时，热继电器可以在过流时切断接触器。

四、布置课后作业

分析缺相保护工作原理，分组讨论多种缺相保护电路。

通过本章的讲授和线路展示，学生掌握了电动机保护的理论知识。结合实际工作中常见的故障分析，了解电动机运行过程中的常见故障及其正常的工作原理，是提高学生在实际操作中处理保护故障问题能力的有效途径。

参考文献：

[1]郭晓波.电动与电力拖动[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.

继电保护作用和原理范文篇4

城市电力系统,其继电保护的性能和水平、信息化的发展、运行的安全、稳定和可靠等方面还存在一定的差距。本文对近年来继电保护新技术的发展趋势及其在农村电力系统中应用加以介绍,以对我国农村电力系统的发展提供借鉴。

1电力系统继电保护的计算机化

电力工业化的不断发展,继电保护装置除了具有继电保护的基本功能外,还应具备有大容量故障信息和数据的长期存放空间功能、数据快速处理功能、强大的通信功能和全系统数据共享功能等。因此,要实现这些功能,继电保护计算机化是继电保护技术发展的必然趋势。

继电保护计算机化是以数字式计算机为基础而构成的继电保护。一整的微机保护装置主要由硬件和软件二部分构成:硬件指模拟和数字电子电路,提供软件运行的平台,并且提供微机保护装置与外部系统的电气联系,具体包括数据采集系统、CPU主系统、开关量输出、输入系统及设备等;软件指计算机程序,由它按照保护原理和功能的要求对硬件进行控制,有序地完成数据采集、外部信息交换、数字运算和逻辑判断以及动作指令执行等各项操作。

从20世纪7O年代末,华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学等高等院校和科研院所即已开始了计算机继电保护的研究,相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。从20世纪90年代开始,我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。由于计算机继电保护与传统保护装置相比具有灵活、可靠、稳定,且可方便地扩充其他辅助功能。因此,随着近年来农网改造的逐步深入,计算机继电保护在农网中将得到广泛应用。

2电力系统继电保护网络化

继电保护装置的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围,还要保证全系统的安全稳定运行。目前,继电保护装置除了纵差动保护和纵联保护外,都只能反应保护安装处的电气量,继电保护的作用也只限于切除故障元件和缩小事故影响的范围。因此,如果每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,并在此基础上协调动作,将可确保系统的安全稳定运行。网络计划技术就是利用网络图表达计划任务的进度安排及其各项作业之间的相互关系,进而对网络进行分析并计算网络时间值,确定关键工序和关键路线并运用一定的技术组织措施对项目进行优化的方案。继电保护网络化技术通过计算机网络将全系统各主要设备的保护装置联接起来,即实现微机保护装置的网络化。其基本系统是一个基于B/S模式的三层结构系统(见图1)。

图1基于B/S模式的三层结构系统

系统由5大功能子系统构成,子系统完成自己特定功能并处于不同物理位置提供服务。这种用计算机网络实现的分布式母线保护原理,比传统的集中式母线保护原理有较高的可靠性,可大大提高保护性能,用户能够利用该系统通过计算机网络进行继电保护相关的各种业务,包括保护配置管理、参数管理、实验记录管理、安全措施管理和运行指标管理等。

农网继电保护系统由于工作地点分散,人员之间的协调、沟通难度大,值班调度人员难以及时了解和记录继电保护设备的运行情况,现场的操作人员也不能够及时地得到调度人员的传票进行现场调整,采用计算机网络系统,将可有效解决这些问题。

3电力系统继电保护智能化

近年来,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,在继电保护领域也开始得到应用。在电力系统里存在很多非线性问题,用传统的方法,难以得到满意的解决,而应用人工神经网络理论,则能够迎刃而解。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种非线性问题,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。这些人工智能方法在农村复杂的电网中得以应用,一方面在管理上使得电力系统减少了不必要的资源浪费,另一方面在其它各项技术的运用方面为工作人员提供了广阔的技术空间,具有广阔的发展前景。

4继电保护、控制、测量和数据通信一体化在实现继电保护的计算机化和网络化条件下,继电保护装置是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。一方面它可以从网上获取电力系统运行和故障的任何信息。同时,也可将自身所获得的被保护元件的任何信息传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个计算机保护装置不但可以完成继电保护功能,而且可

控制、测量和数据通信,达到实现保护、控制、测量、数据通信一体化。华中科技大学石东源等开发了电网继电保护分析计算及管理一体化系统,其同时可实现整定计算、故障计算、在线校核、故障信息远传、故障综合分析、运行管理、参数管理、设备管理和图档管理等多重任务。该一体化系统已经在国家电力调度通信中心投入运行,在实现整定计算和故障计算等分析计算自动化的同时,还实现了对6个500kV发电厂和变电站内主要继电保护装置和故障录波装置的远程在线监测,并在故障情况下能够实现故障信息的准实时上送,从而实现调度端对故障的及时准确处理。

农网为了测量、保护和控制的需要,各个地点的室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。这不仅要铺设大量的控制电缆,而且使二次回路非常复杂。如果采用保护、控制、测量和数据通信一体化计算机装置,则可有效解决以上问题。

5结束语

农网继电保护方面是我国电网继电保护的薄弱环节,许多新技术在农网继电保护上的应用还较少,农网继电保护新技术的应用是一项极具挑战性和战略性的事业,开展多领域跨学科的合作是提升农网继电保护水平,实现农村电网安全、稳定和可靠地运行,对我国新农村建设具有重要意义。

参考文献

[1]孙丽萍.继电保护原理最新研究进展[J].煤炭技术,2009(2):46—48.

[2]马顺绪.浅谈电力系统继电保护技术的发展趋势[J].科技经济市场,2010(4)27—28

[3]李任种,田有文.信息技术在农网继电保护中的应用[J].农机化研究,2008(2):175—176.

[4]胡乃有,李辉.配电网网络化继电保护[J].农村电气化,2006(12):29—30.

[5]丁锋.基于网络信息平台的继电保护管理系统研究[J].内蒙古科技与经济,2007(4):99—102.

[6]杜万秋.继电保护技术的发展历程及人工神经网络的应用[J].哈尔滨职业技术学院学报2005(4)

继电保护作用和原理范文篇5

关键词：500kV；电力变压器；继电保护；研究

中图分类号：TM77文献标识码：A

500kV电力变压器是电力系统中非常重要的电气设备，它对于电力系统的安全、可靠运行以及对用户不间断的持续供电都起到了决定性的作用。由于其具有电压等级高、传输容量大的特点，因此要求所装设的继电保护装置应当具备较高的灵敏度与可靠度，以保证变压器运行的安全与可靠。

一、500kV电力变压器继电保护配置

500kV电力变压器继电保护装置，常用配置有：两套差动保护、过电流保护、主变压器过激磁保护、过负荷（信号）保护、主变压器本体非电量保护（瓦斯保护、油温高跳闸）等。主要配置方案为：两套主后一体的微机主变压器保护+一套微机非电量保护。

1瓦斯保护

为了准确反映500kV变压器油箱内的各种短路故障或油面降低问题，应当装设瓦斯保护。瓦斯保护主要包括了轻瓦斯保护和重瓦斯保护两类，其中轻瓦斯故障的保护动作是发送信号；重瓦斯动作作用于跳闸。

2差动保护

差动保护也是500kV电力变压器的主保护，其保护范围为变压器各侧电流互感器所包含的范围。通过差动保护，能准确反映其保护范围内所出现的各类短路故障问题，其保护动作瞬间断开变压器各侧的断路器。

3过电流保护

为防止500kV变压器运行中所产生的短路故障、过负荷故障、断相故障所带来的危害，通常需要装设过电流保护装置。过电流保护属于后备保护，主要配置在变压器的高、中、低压侧和公共绕组侧，其动作时限一般为两段，第一时限跳本侧断路器，第二时限跳各侧断路器。

二、500kV电力变压器继电保护常见故障

500kV电力变压器的继电保护中常见故障，主要表现为差动保护故障、瓦斯保护故障等。

1瓦斯保护故障

瓦斯保护故障主要分为轻瓦斯误动和重瓦斯误动两类。其中，轻瓦斯保护误动的原因主要有：气体继电器内油中存在较多空气集聚、气体继电保护回路接线错误、端子排二次电缆短路等；而重瓦斯保护误动则主要是由于二次回路短路、气体继电器接线盒进水、气体继电器渗油、输油泵起动时冲击油压过大等所引起的。

2差动保护故障

差动保护故障主要表现为误动和拒动这两种故障问题，其故障原因为：一是因差动保护误整定，如整定值计算错误、整定值调整疏忽等，都会导致差动保护不正确动作问题的发生；二是因变压器二次接线错误，如电流互感器二次接线错误、保护屏配线接线错误等。

三、具体故障处理及查找措施

（一）处理故障

1瓦斯保护故障的处理

（1）轻瓦斯误动的处理。瓦斯保护通常是先报出轻瓦斯动作信号，然后再发展为重瓦斯动作跳闸。当出现轻瓦斯误动作时，并不一定是由于变压器内部故障所导致的，应首先查明是由于变压器本体故障还是其它故障所导致的，再查看变压器油位是否正常、气体继电器充气量多少等，以判断误动作原因并处理，然后再复归信号。

（2）重瓦斯误动的处理。应首先查明故障原因，判断是由二次回路短路还是由其它原因所导致的保护误动作。若检查电力变压器无任何故障现象和异常，且气体继电器无漏油、无气体问题时，可判断为二次回路故障所造成的误动跳闸。然后再根据所查找出的具体故障原因进行及时处理。

2差动保护故障的处理

（1）为避免差动保护误整定行为的发生，首先应详细测量各侧、各相电流的有效值与相位，以保证整定计算值的准确性；其次，还应及时核算差动保护的整定值，加强运行管理与定期检验，及时发现错误并加以处理。

（2）对于接线错误而导致的差动保护误动、拒动，则主要应严格按照施工图纸进行安装，在保证设备外部二次回路接线正确的同时，还应认真的对保护装置的控制系统、信号系统、测量系统等的内部接线以及电器元件，进行认真的核定与检查，确保接线的正确。

（二）合理检查

当500kV电力变压器继电保护装置出现误动故障时，通常可采用逆序检查法对保护装置以及二次回路进行检查。逆序检查法的应用原理，是从故障的不正确结果出发，通过继电保护动作原理逻辑图一级一级的逐步向前查找，当发现动作需要条件与实际条件不相符的地方，即为故障的根源所在。

而当变压器继电保护装置出现拒动故障时，则通常采用顺序法进行检查。其应用原理与逆序检查法相反，是从保护装置的外部向内部开始逐层检查，直至查找出故障点为止。顺序检查法的工作顺序大致为：外部检查绝缘检查定值检查电源性能检查保护性能检查。

四、改进办法分析

（一）故障统计数据

对近十年来我国电力系统500kV电力变压器中各类继电保护装置故障原因进行统计，其各种因素所导致的故障比例分布图，如图1所示。

从图1中可以看出，运行维护不良是导致变压器继电保护装置故障的最主要因素，约占总故障原因的49.54%；其次，为“三误”原因（误接线、误碰和误整定），分别约占15.28%、10.15%和4.82%；最后为调试质量不良（11.59%）和其它因素（8.62%）。

（二）故障改进办法

针对以上原因，在运行管理中应采取以下改进办法，以有效避免变压器继电保护中故障的发生：

1加强运行维护管理

（1）要求运行维护人员，在操作中应严格执行变压器继电保护运行的相关规程、规范，并定期组织员工进行操作技能的培训与考核工作，以提高员工的综合技能水平与专业素质。

（2）在电力变压器新保护装置安装与投运前，应及时制定该保护装置的“现场运行规程”、“调度运行说明”、“操作票”等制度，使现场运行维护人员能明确保护装置的操作方法、使用方法，以及操作中应严格遵循的原则和相关注意事项。

（3）对继电保护装置的运行状态进行全程监控，并建立保护装置的缺陷记录台账，包括了故障原因、处理情况、故障停运时间等，从而使保护装置能始终处于跟踪保护状态。

（4）加强保护装置的状态跟踪分析与可靠性评估，以此对保护装置进行定级。对于运行时间过长且存在事故隐患的保护装置，应当逐年按计划进行淘汰与更换。通常而言，500kV电力变压器继电保护装置的运行年限，不宜超过15年。

2防止“三误”行为

（1）误接线的预防与改进措施

误接线所导致的变压器继电保护装置故障问题，多属于工作人员的责任事故。为有效避免误接线现象的发生，必须做好以下多个方面的工作：一方面，应加强继电保护人员的综合业务素质与技能水平，增强员工的责任心与责任意识，养成严谨、细致的工作作风，在实际操作时，要求应严格按照设计方案进行接线，确保接线的正确；另一方面，对于新安装的继电保护装置，应根据设计图纸对保护装置的接线作一次全面、细致的检查与对线工作。

（2）误碰的预防与改进措施

为有效避免变压器继电保护装置中误碰行为的发生，除应当加强继电保护人员的技能水平以外，还应当严格按照相关规程与规范进行操作，并做好容易疏忽细节的处理。例如：在保护装置检修时应当做好安全措施，尽量避免螺钉、垫片等零部件掉落在正运行设备上，并注意做好检查与清理工作；在继电保护屏间的过道上搬运或安装检验设备时，应注意与变压器保护屏之间保持一定的间距，以防止因误碰而导致继电保护不正确动作等等。

（3）误整定的预防与改进措施

变压器继电保护装置的整定工作，是确定保护装置动作行为的基本准则，也是保证装置正确动作与安全运行的专业技术工作。因此，必须保证保护装置整定计算的严密性以及定值管理的有序性。一方面，在保护装置的整定过程中，必须做到认真计算、认真输入以及仔细核对，以有效避免误整定的发生；另一方面，变压器继电保护装置的整定值，还应当每年进行一次全面核对，以确保运行管理的整定值能与现场整定值之间保持一致。

3保证调试检验的质量

（1）新安装变压器继电保护装置的调试检验工作，必须严格按照相关规范、规定进行。在调试之前，还应当首先做好对现场调试人员的技术交底工作，然后再进行各项工作的实施，并同时做好记录与监控。

（2）调试检验时所采用的测试仪器、仪表必须由专人负责管理，并将其放置在干燥、清洁的环境中。在调试检验之前，还应当对其准确性进行校验，以保证调试检验的质量。

结语

近年来，随着经济的发展与科技的进步，500kV电力系统中相继进行了电力变压器继电保护装置的更新换代工作，其运行维护水平与管理水平也得到了进一步完善，继电保护装置的正确动作率也正逐年提高。然而，误整定、误接线、误碰、运行维护不良、调试质量不佳等因素的影响仍然存在，这都可能导致变压器继电保护装置不正确动作，而引发设备故障或停电事故。因此针对这些存在的问题，必须采取有针对性的预防与改进措施，以切实保证继电保护装置的正确动作，确保电力变压器运行的安全与稳定。

参考文献

继电保护作用和原理范文1篇6

关键词：10kV配电网继电保护

中图分类号：TM77文献标识码：A文章编号：1674-098X（2016）10（b）-0021-02

我国电力系统主要包括发电、变电、输电、配电和用电等五大板块，主要由大量不同类型电气设备和电气路线紧密联结组成。配电网中，各种电气故障时有发生，因此只有做好电力系统各个环节的安全运行管理，才能够避免电力出现故障。10kV配电网就是电力系统中的一部分，只要电力系统有风吹草动或者故障，就会对配电网运行造成影响，因此10kV配电网的安全可靠运行直接与电力系统正常运行及用户安全用电相关。一般10kV电力系统有一次系统和二次系统，前者配置与设置都简单方便，而后者则由继电保护装置、自动装置及二次回路构成，其中继电保护装置能够测量、监控以及保护一次系统，因此10kV配电网继电保护就必须要全面考虑所有因素，科学设置其继电保护装置。

110kV配电网中继电保护的有效配置

10kV配电系统运行主要有3种状态，也就是正常运行（各种设备以及输配电线路、指示、信号仪表正常运行）、异常运行（电力系统正常运行被破坏，但未变成故障运行状态）以及发生故障（设备线路发生故障危及到电力系统本身，甚至会造成事态扩大），按照10kV电力系统和供电系统设计规范要求，就必须要在其的供电线路、变压器、母线等相P部位布设保护设施。第一，10kV线路过电流保护。一般10kV电路上最好要设置电流速断保护，它是略带时限或无时限动作的电流保护，主要有瞬时电流速断和略带时限电流速度，能够在最短时间内迅速切断短路故障，从而降低故障持续时间，有效控制事故蔓延，因此电流速断保护常常被用到配电网中重要变电所引出线路里，如果有选择性动作保护要求，就可以采取略带时限的电流保护装置。第二，10kV配电网中变压器的继电保护。一般配电网供配电线路出现短路，其电流很高时，也可以采用熔断器保护，这种保护装置有一定条件。如果在10kV配电网中，其变压器容量小于400kVA情况下，就可以采用高压熔断器保护装置，该装置能够几毫秒内切断电力，如果其变压器容量在400～630kVA区域内，且其高压侧采用断路器的情况下，就要设置过电流保护装置或者过流保护时限大于0.5s的电流速断保护。第三，10kV分段母线的继电保护。10kV的分段母线也要运行电流速度保护，因为断路器合闸瞬间，其电流速断保护就发挥其应有作用，断路器合闸后，电力速断保护就会解除保护作用，主要为了防止合闸瞬间电流过大损坏电力设备和线路。此外，10kV分段母线也要设置过电流保护装置，要解除其瞬间动作（反时限过电流保护中）。

210kV配电网继电保护装置要求

10kV配电网的继电保护装置也有诸多原则，主要要符合选择性、可靠性、速动性、灵敏性等要求。第一，选择性原则。电力系统发生故障时，继电保护装置必须要发挥其及时断开相关断路器的功效，而选择性则是指断开的断路器必须距离故障点最近，才能确保切断隔离故障线路，使得其他非故障线路能够顺利正常工作。10kV配电网电气设备线路中的短路故障保护（主保护和后备保护）就是遵循了选择性原则，其主保护能够最快有选择切除线路故障，后备保护则是在主保护/断路器失效时，发挥效用切除故障，两者同样重要。第二，灵敏性原则。继电保护范围内，一般不管哪种性质、那种位置短路故障，保护装置都要快速反应出来，如果故障发生在保护范围内，保护装置也不能发生误动，影响系统正常运行，因此继电保护装置要想其保护性能良好，就必须要有极高的灵敏系数。第三，速动性原则。继电保护装置切断故障时间越短，其短路故障对线路设备造成的损坏后果就越小，因此继电保护装置通常都被要求要能用最快速度切断线路，也就是要有很高的速动性，目前我国断路器跳闸时间在0.02s以下。第四，可靠性原则。继电保护装置必须要随时待命，处于准备装好的状态并在需要时做出准确反应，因此保护装置的设计方案、调试和整定计算要求就很高，且其本身元件质量过硬，运行维护要合适、简化有效，因此继电保护装置效用发挥才能可靠。

310kV配电网继电保护效能及注意事项

不论10kV供电系统是处于正常运行状态，异常状态还是发生故障状态，其继电保护装置都必须要充分发挥其相应功效，供电正常时，继电保护装置就必须要监控所有设备运行状况，及时为相关工作人员提供完整、准确、可靠设备运行信息；发生故障时，继电保护装置就必须要迅速、有选择性切断故障线路，保护其他线路顺利正常运行；供电异常时，继电保护装置就要快速警报，以便相关人员及时处理。要想10kV配电网中继电保护装置能够充分发挥效用，其保护装置的相关配合条件就必须要满足要求，如果搭配条件不符就很容易造成其保护装置做出非选择性动作，如断路器越级跳闸等。当然除了上述外，零序电流保护也是一种继电保护方式，系统中性点不接地系统如果一相接地就可以采用零序电流保护。不同线路和保护要求，工作人员就要科学设计不同保护装置，综合灵活运用才能够达成高效保护10kV电力系统正常稳定运行的效果和目的。

4结语

现在已经进入了全面电能时代，人们工作生活各方面都离不开电力的支持，因此当前人们对电力需求量、电力系统质量、电力安全可靠性要求也日益提高。10kV配电网作为电力系统中重要的基础成分，由于其电网覆盖广、分布散乱、设备线路走径复杂等特点，使得其继电保护难度也较高。然而10kV配电网继电保护作为一种自动化保护设备，能够有效维护保障电力系统安全稳定且有效运行，有效避免电力危险事故，因此做好10kV配电网继电保护工作十分重要。

参考文献

[1]王育武.浅析10kV配电网的继电保护分析[J].工程建设与设计，2011（3）：92-94.

[2]孙志.10kV配电网继电保护探析[J].现代制造，2012（36）：

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[3]荣芳.城市10kV配电网继电保护配置常见问题及对策分析[J].科技与创新，2014（15）：44.

[4]黄美华.10kV配电网继电保护研究[J].无线互联科技，2015（9）：34-35.

[5]张敬.电子信息技术在电力自动化系统中的应用研究[J].中国电力教育，2010（9）：259-260.

[6]王喜.配电自动化发展现状及规划[J].电气时代，2010（9）.

[7]焦玉振.10kV继电保护装置的运行研究[J].华电技术，2008，30（12）：73-74.

继电保护作用和原理范文篇7

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).

继电保护作用和原理范文1篇8

【关键词】继电保护；可靠性；电力系统

Talkingabouthowtoensurereliableoperationofrelay

WangHao-jun

（ChangXinjiangYililocalpowersourceEauxLtdYiningXinjiang835000）

【Abstract】Protectionisanimportantpartofthepowersystem，ithastoensurethesafeoperationofthesystem，thepreventionofaccidentsandfailurestoexpandhasimportantsignificance.However，inpracticalwork，protectiondevicesappearoccasionallytrippingandmalfunctionsituations，reducingtheprotectionoperationreliability，andthusonthesecurity，stability，powerthreat.Throughthereliableoperationofrelayprotectiondiscussimprovegridsecurityandstability.

【Keywords】Protection；Reliability；PowerSystem

继电保护是指在正常用电的情况下，对电路故障等情况进行及时报警，从而保证电子元器件的安全。随着我国经济的持续发展，各类用电设备急剧增加，电力系统中的正常工作电流和短路电流也随之不断增大，继电保护技术就是在这一背景下发展起来的。目前，我国不少地区继电保护还不能可靠运行，保护动作失灵和大面积停电的事故时有发生，严重影响着人民群众生产生活的顺利进行。因此，提高继电保护运行的可靠性无疑具有重要的意义。

1.确保继电保护的可靠运行

1.1确保继电保护的验收和日常操作能够合理进行。

（1）做好继电保护的验收工作。在继电保护装置安装完成后，要对其进行调试和严格的自检，将安全隐患消灭在萌芽状态。工厂方面可组织检修部、运行部和生产部等部门对整个装置进行整组、开关合跳等试验，在继电保护设备生产人员的指挥下运行有效时间，在验收合格后方可投入使用。

（2）科学操作、定期检查。在与继电保护装置有关的情况出现变更时，负责人要对包括变更具体内容和时间在内的变更情况进行详细记录，并与注意事项进行核对。交接班时要对装置的运行情况进行检查。如果条件允许，还应在早晚班中间安排一到两次全面、系统的检查。检查的内容主要包括：开关、压板位置是否正确；各个回路接线处是否正常；继电器接点是否完好，线圈及附加电阻的温度是否适宜，是否被高温损坏；保护压板是否开始使用；指示灯、运行的监视灯指示是否准确；光字牌、警铃、事故音响是否出现故障等。

（3）加强对操作人员的业务培训。除了要求操作人员有丰富的理论知识外，还要对他们进行适当的岗前培训，让他们了解继电保护的原理。在对装置进行例行检查前，操作人员要预先对二次回路端子、继电器、信号掉牌及压板等进行熟悉和了解，以便使操作能够按设备调度范围的划分进行。在编写设备使用说明书时，应该做到详细、准确、规范，使值班人员能够更好地理解说明书中的内容，避免因不了解而导致误操作现象发生。

（4）另外，企业在对员工进行培训时要注意对可能出现的特殊情况进行说明，以免发生不必要的事故。例如，某110kV变电站发生110kV母PT失压，备自投动作，主供跳开，备供未合，导致全站失电。在分析事故原因后发现，二次电压线A630凤凰端子排扣反，导致PT失压，跳主供开关的线接在手跳回路中，手跳将备自投闭锁，致使备供没有合上，全站失电。凤凰端子排扣反是肉眼无法观察到的，定值是负责定值管理的工作人员下发的，而现场实际负荷电流的大小只有保护人员才知道，继电保护装置的运行有时不具有稳定性，应对可能出现的情况加以说明和重视。因此这次事故主要因为工作人员对继电保护装置的运行不够重视，没有对其运行进行准确操作造成的。

1.2转变继电保护事故处理的思路。

在做好继电保护设备的验收、日常检查工作，并能准确操作后，继电保护事故的发生概率将明显下降。然而，若继电保护运行过程中出现了事故，对其进行有效处理，并深入了解事故发生的原因，总结经验教训，才能及时地发现继电保护装置及其运行过程中存在的问题，以便对其进行及时处理和整改，从而确保设备的可靠运行。

1.2.1加强对相关数据的利用。通常，继电保护装置运行中存在工作的连续性和隐蔽性，即在保护操作结束后设备可能还会连续工作一段时间，这样就容易对用电设备造成一定的危害。同时，继电保护装置的运行还存在一定的隐蔽性，在日常操作中不易察觉，当出现故障的时候才会被发现。而利用故障录波、时间记录、微机事件记录、装置灯光显示信号等信息来还原故障发生时设备的有关情况，则能有效地找到事故发生的原因，消除连续性和隐蔽性所带来的不利影响。

1.2.2对故障原因进行有效区分。继电保护运行过程中出现故障的种类很多，原因也很多，有时很难界定是人为事故还是设备事故，因此对于事故原因的判定绝不能仅凭以往的经验作为依据，而是要有原则、有依据地一步步进行检查。对于设备存在的问题，操作和值班人员要如实向技术人员反映，以便技术人员对装置运行可靠性进行更加准确的判断，将问题消灭在萌芽状态。

1.2.3对事故处理采用正确的方法。在对事故进行处理之前，要保证所使用的继电保护测试仪、移相器等具有较强的稳定性，万用表、电压表、示波器等具有高输入阻抗性能，同时要按照有关方面的要求确保试验所用的电源为直流单独供电电源。除了要做好事故处理的准备工作外，还要采取与事故类型相适应的检查方法。常用的检查方法有：整组试验法、顺序检查法和逆序检查法。

（1）整组试验法主要通过检查继电保护装置的动作时间、动作逻辑等是否正常来判明问题产生的根源。这种方法的主要优点就是能在较短的时间内再现故障，缺点是不能有效查找故障发生的原因。通过这种检查方法发现问题后，经过处理，能提高整个装置的可靠性。

（2）顺序检查法按照外部检查、绝缘检测、定值检查、电源性能测试、保护性能检查等依次进行，通过检验调试的手段来寻找故障。针对继电保护装置在运行中微机保护出现拒动或者逻辑出现问题等不可靠性来对设备进行检查和调试。

（3）逆序检查法则是从事故发生的结果出发，一级一级往前查找，直到找到根源。针对继电保护装置在运行中出现误动的不可靠性，可利用这种方法进行检查。

1.3提高继电保护的技术水平。

提高继电保护的技术水平，可以使对继电保护的验收、日常管理和操作等工作更加便捷有效，也能减少相关事故的发生，更是确保继电保护可靠运行的关键因素。综合其发展历程，可以从以下两方面提高继电保护的技术水平。

1.3.1提高继电保护运行的微机化和网络化水平。

（1）随着电信技术的不断发展，微机保护硬件的科技含量也得到了较大幅度的提高。现在，同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度和存储容量都远远超过了当年的小型机。用成套的工控机做继电保护的想法在技术上已经变得可行，这样，就能使继电保护运行过程中的微机不可靠性得到一定的控制。但对微机化如何能更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益还需要进行深入地研究。可以说，计算机网络将深入到各种工业领域，为电力系统提供通信手段，彻底改变继电保护的运行方式和状态。

（2）从现阶段的实际情况来看，除了差动保护和纵联保护外，所有的继电保护装置都只能反映保护安装处的电气量，继电保护装置的作用也只能是切除故障元件，缩小事故的影响范围。安装、使用继电保护装置的目的不仅是缩小事故范围，还希望它能保证电力系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，从而进一步提高保护的及时性和准确性。而想要实现这一设想的前提条件是要将整个电力系统各主要设备的保护装置都通过计算机网络连接起来，实现微机保护装置的网络化，这方面的技术水平急待提高。

1.3.2提高继电保护运行的智能化水平。智能化是提高继电保护运行可靠性的重要技术创新，目前，“人工智能技术”这一词汇已经出现在社会的很多领域，诸如神经网络、进化规划、遗传算法、模糊逻辑等技术在电力系统中已经得到了应用，在继电保护领域应用的研究也正在进行并不断深化。人工智能技术的引进将使继电保护装置的稳定性大大提高，而其工作的连续性和隐蔽性等不可靠因素将会得到有效的控制和改进。

2.结束语

继电保护作用和原理范文

【关键词】广域继电保护；故障元件；判别机制；原理分析

继电保护作为电网安全运行的重要防线，广泛应用于电网建设中。随着电网建设规模的不断扩大，传统的继电保护依靠离线整定的固定定值工作方式，已不能满足现在电网系统的建设需求，尤其在电网运行方式变化时难以满足各继电保护装置之间相互配合。为了保障电网安全运行，研究快速识别与隔离故障，简化保护整定计算的广域保护原理及配置方案，成为重要内容。

1.传统继电保护应用于现代电网中面临的难题

继电保护以切除电网故障为己任，但在现代复杂的电网保护过程中往往因其动作不当而导致事故扩大。其主要表现为：

1.1定值整定与配合困难

对于现在高速发展的大电网而言，结构和运行方式复杂多变，各个相关后备保护之间动作整定值的配合非常复杂，且通过就地检测量和延时实现配合的方式在很多情况下难以确保选择性，致使人们愿意形成采取“加强主保护，简化后备保护”措施的趋向。例如：取消保护Ⅱ段、简化保护Ⅲ段定值等。值得注意的是，在大电网发生高阻故障的时候，即便采用双套主保护也不能完全杜绝其拒动发生。当主保护因灵敏度不足等原因发生拒动时，容易造成延时过长及扩大范围的跳闸，增加紧急状态下发生局部电网瘫痪的风险。

1.2远后备保护延时过长

多级阶梯延时配合可能导致远后备保护延时过长，对于电网系统安全极其不利。

1.3缺乏自适应应变能力

传统的后备保护整定配合运行方式有限，缺乏自适应应变能力，在电网网架结构及运行方式因故障而发生频繁和大幅改变时，易导致后备保护动作的性能失配而可能造成误动或事故扩大。

1.4存在潜在的误动风险

在电网结构或运行工况突发非预性改变而出现大范围的大负荷潮流转移时，极易造成距离保护Ⅲ段非预期连锁跳闸，甚至导致系统解列或大范围停电事故。出现这种问题的主要原因在于传统继电保护的动作依据仅仅是靠保护安装处设备本身的信息。若后备保护可以获取当前系统运行方式变化及远方被保护设备相关区域的信息，就能产生更加有效的故障判断和动作，那么基于广域信息有可能解决传统继电保护的一些难题，从而对电网运行进行更有效的全面保护。

2.广域继电保护原理分析

2.1广域电流差动保护和广域方向比较式保护

电流差动保护和方向比较式保护是传统继电保护中最常用的保护原理，被广泛应用于各种电力主设备和输电线路的主保护中；而方向比较式保护动作速度快、选择性好、灵敏度高，也是输电线路常用的主保护。然而这两种保护方式性能虽然优越，但只能作为主保护，无法提供后备保护，一旦主保护误动，就只能依靠延时长、选择性差的其它原理后备保护来切除故障，这对电力系统的稳定运行产生不利影响。随着电网系统环网和短线路大量出现，造成后备保护之间的整定配合非常困难。当短暂的通信数据不正确或者中断后，差动保护闭锁较长时间才能重新运行。此时如果发生区内故障保护拒动，方向比较原理的广域继电保护在通信短暂中断恢复后仍能正确判别故障。因此，在实际的广域继电保护装置中应同时配置这两种保护原理，并根据实际情况进行实时切换，实现最佳保护。

2.2基于广域信息的自适应继电保护

广域电流差动保护和广域方向比较式保护，只能提高后备保护的性能，但是对于电网系统安影响最大的还是主保护的性能。为了满足系统选择性和灵敏性的要求，必须对最不利的运行方式进行定值整定和定值校验，并采取各种措施防止继电保护在极端运行状态下拒动或误动，使保护装置的逻辑变得复杂，且降低了保护动作速度、动作可靠性等。传统电网保护一套定值要适用于多种运行方式，很难同时满足系统对保护选择性、速动性、灵敏性和可靠性的要求。利用广域信息进行自适应优化整定，在电网运行方式发生变化的情况下，保护系统能够及时更正与其不相适应的保护定值，重新优化整定从而提高保护适应电网运行方式变化的能力。例如保护定值在线预警系统能通过广域信息获得电网的实时运行方式，实现定值校核功能，对不正确的保护定值进行预警。

3.故障元件判别机制

实现故障元件判别原理（FEI）的广域继电保护的关键是故障元件判别机制。主要表现为以下三种形式：

3.1基于故障电压分布实现故障元件判别

利用一侧的电压故障分量的测量值对另一侧的电压故障分量进行估算，可以同时获得线路两侧的电压故障分量的测量值和估算值。线路发生外部故障时，任意一侧的电压故障分量的测量值和估算值是一致的，若发生内部故障，至少一侧的测量值和估算值会产生较大差异，通过这种差异构成故障元件的识别判据。结合零序分量、正序分量、和负序分量三种判别元件，综合利用线路两侧的元件形成组合判据，实现对接地故障、不对称相间故障和三相短路故障的判断。

3.2基于广域综合阻抗实现故障元件判别

基于综合阻抗的纵联保护能克服分布电容的影响，灵敏度较高，利用综合阻抗实现故障元件判别，克服广域电流差动保护的缺陷。该原理利用区域多端电压和电流构造综合阻抗，定义公式为：

Z==

式中M、N分别广域继电保护区域边界母线数及进出线路数。当N=M=2时为两端输电系统，当N=M=3时为三端输电系统。

3.3基于遗传信息融合技术实现故障元件判别

该方法基于故障方向的广域继电保护原理，利用遗传算法的信息融合数学模型求解各保护状态的期望函数。根据状态值与期望值之间的差异构造适应度函数。通过遗传算法的种群建立快速搜索运算寻找最优解，达到故障方向决策和故障元件判别。

4.总结

自上世纪80年代以来，广域继电保护是我国电力系统一直研究的重点课题，本文提出几种通过故障元件判别原理实现继电保护的方法，从不同角度解决了传统继电保护中所面临的难题，为我国电力系统的发展奠定了基础，促进我国大电网的发展与完善。[科]

【参考文献】

[1]丁伟，何奔腾，王慧芳.广域继电保护系统研究综述[J].电力系统保护与控制，2012，40（1）：145-146.

[2]苏盛，段献忠，曾祥军.基于多Agent的广域电流差动保护系统[J].电网技术，2005，29（14）：15-19.

继电保护作用和原理范文篇10

【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.

继电保护作用和原理范文篇11

论文摘要：电力系统继电保护是电力系统安全运行的保障。继电保护装置与发电厂和变电站综合自动化系统、电网调度自动化系统等密切关联。继电保护课程教学质量的好坏直接影响到后续其他专业课和选修课的教学。当前，该课程现行教材已不能满足高职教育的需要，表现在：理论教学内容偏多，缺少对各种电力设备保护配置和实际运行与检修方面技术的内容。因此，电力系统继电保护课程教材改革已迫在眉睫。在此对继电保护课程教材改革进行探讨，提出解决的设想和具体措施。

在高职院校中，电气工程及其自动化、电力系统自动化技术等专业都开设了“电力系统继电保护”课程，从目前全国发行的电力系统继电保护教材看，其教学大纲和教材都有一个共同点，都是围绕保护原理、动作整定来提出要求和进行教材编写，往往忽略了对各种电气设备进行继电保护配置，忽略了对继电保护运行、维护和检修技术的介绍。当学生毕业后，面对电厂、变电所中各种电气设备的继电保护时，不知配置有哪一种保护，感到茫然，体现出教材和教师教学偏离职业教育课程教学目标的需要。学生普遍认为课堂讲授的内容很难与实际的结合起来，短时间内很难进入工作角色。摆在电专业课教师面前的工作就是要全面分析和解决这些问题，给出令人满意的答案，让学生一走入工作单位就能胜任相应的工作岗位。在此对电力系统继电保护课程教材改革进行探索，并提出一些解决方法，更希望获得抛砖引玉的功效。

一、高职培养目标和现行继电保护教材分析

由于人的认知和观念上的惯性，社会上普遍认为高职院校学生是比普高院校低一个层次的学生，这种看法还将持续一段时间，还会在高职教育中充分表现，并将持续较长时间，具体表现在教材的编写和教师的教学全过程中。虽然许多从事职业教育研究的专家做了大量的研究工作，提出了与层次不同的观点，比如姜大源先生提出的“基于多元智能的人才观”，阐明从人才观的角度看职业院校与普通院校的教育的根本差别不是水平高低的差别，而是类型的不同。而且，他还进一步提出了非常重要的一个涉及职业教育与普通教育分野的基本问题：是在“层次下谈类型”还是“在类型中谈层次”？他指出：“在谈到教育层次与教育类型之间的关系时，是以层次下的类型为基础，还是以类型中的层次为基础，涉及到两类大相径庭的教育观。”基于层次的类型观与基于类型的层次观将成为高等职业教育定位的一个重要的选择标准、一种重要的理论基础。基于类型的层次观给予了各种类型教育自身发展的空间。

显然，针对人才和教育的层次观而提出的类型观体现了“以人为本”和“以学生为中心”的教育思想，为高职学生学习生涯的发展以及高职教育发展空间的拓展提供了有力的理论依据，具有空前的建设性。但是，这种人才类型观和教育类型观对于阐明我国确定的“以服务为宗旨、以就业为导向”的职业教育办学方针来说只是提出了清晰的原则，远没有明确和具体地阐明高职学生要成为能有效服务于社会、具有就业竞争力的人才，最根本之点是什么？也没有清楚地勾画出高职院校为了贯彻“以服务为宗旨、以就业为导向”的办学方针，其具体实施过程中需要什么样的条件？教学过程怎样实施？在这样的情况下，从事高职教育的教师只能是八仙过海、各显神通。那么，有没有规范统一的要求来规范职业教育活动呢？这还需要进一步加以探索，形成全国从事职业教育专业课教师的共同认识和规范教学行为，形成能够托起我国现代化建设高技能劳动大军的合力。

从人力资源的视点来看，高职院校学生要成为能有效服务于社会、具有就业竞争力的人才，最根本点是要具备社会所需要的胜任力。具体地说，就是要具备企业所需要的人才所必备的胜任力，基于胜任力模型的人才观也为高职院校贯彻落实“以服务为宗旨、以就业为导向”的办学方针，为有效地拓展高职教育的发展空间提供了坚实的观念基础。在这个基础之上，高职教育可以把“以服务为宗旨、以就业为导向”的办学方针具体化为：培养企业（组织）所需要的符合相应胜任力模型要求的、具有较强就业竞争力的人才，这正是高职教育的目标。

另外，一个亟待解决的问题是要廓清课程与教材的关系，即弄清教材为本，还是课程为本。否则就会本末倒置，将严重地影响教育和教学改革的主攻方向。现代意义的教材是以不同的承载媒体、不同的使用主体与不同的装帧形式出现的教学资源的集合。教材的多样化正是教材特色化的过程，服务于职业教育特色的所有教学资源以及教室与企业生产现场相结合的开放的教学资源都应反映到教材中来。

目前，全国高职院校采用的电力系统继电保护教材都有一个共同特点，那就是：首先提出继电保护的四个要求，即可靠性、选择性、速动性、灵敏性，其次提出基本电路（各种滤过器）和继电器元件图形符号；最后，按保护对象分别对各种电压输配电线路保护、变压器保护、母线保护、发电机和电动机的保护，并在各章插入微机保护。即使是精品课程教材，也难以突破这一教材编写模式，都还属于精英教育型选用教材，若老师按这样的教材去实施高职电力系统继电保护课程教学，学生是否具有胜任力，可想而知。对学生而言，他们应该知道：面对各种电气设备时，该设置哪些保护；每一种保护的电路布置；每一种保护在运行和动作时信号显示情况以及根据这些信号对其进行维护；微机保护的实现形式以及动作原理（不用程序流程图）。因此，当前的高职电力系统继电保护教材不能适应职业教育的需要，必须进行教材改革。高职电力系统继电保护课程目标的达成需要有一套合适的教材、一批具有实践工作经验的教师和良好的实验实习设施，缺哪一样都会导致学生胜任力打折扣。这里仅对电力系统继电保护课程教材改革作一些探讨。

二、电力系统继电保护课程教材体系重构和教师实践能力培训

基于对当前广泛采用的电力系统继电保护教材存在问题的分析，并结合职业教育专业目标和课程教学目标的要求，结合大多数学生的实际基础和现实学习能力，结合实训试验条件和教师的实际经验，提出对继电保护课程体系进行重构，具体考虑如下：

1.教材重构

教材是教师实施教学并达到教学目的的指南，简洁实用的教材是职业教育必不可少的。从职业教育的目标和课程目标出发去实现学生职业胜任力。因此，必须对现用教材进行拆分、瘦身、添加和重构教材体系，以便于专业课教师有效地进行教学活动。

（1）教材拆分。首先，将各种电压输配电线路保护、变压器保护、母线保护、发电机和电动机保护以及微机保护的原理和整定的体系进行拆分，把各种保护的原理从各章节中拆分出来单列一章，专门介绍反应故障保护的大值动作原理、小值动作原理（电压保护、阻抗保护）、气体动作保护原理。在各种故障情况下，故障物理量的检测电路中的检测设备或原件（ta、tv以及电流继电器、电压继电器、气体继电器、阻抗继电器）及其保护动作原理和信号显示要求。并在这一章节中增加两天去发电厂和变电所认识ta、tv、电流继电器、电压继电器、气体继电器、阻抗继电器等的安装位置以及继电保护运行信号显示情况。安排两次实验完成继电器的动作值整定实验。其次，拆分出动作值整定，只介绍整定的原则，不作复杂的理论分析计算，让高职学生从复杂、难懂的窘境中解脱出来，而把主要求精力放在继电保护的实用技术上。最后，拆分出各章节中的微机保护，并单列一章，重点介绍微机保护的实现（从故障分量的检测模数转换计算机程序实现的故障判断、指令形成，再到计算机发出控制跳闸指令到现场控制设备执行跳闸的过程）。

（2）瘦身。去掉复杂装置或元器件原理的介绍、整定计算及整定计算实例。教材篇幅减至原来的一半。

（3）添加。增加各种电气设备的继电保护配置、保护的原理图和展开图，增加去发电厂、变电所的生产现场认识实习和学校内的实验，增加对各种事故的案例分析（继电保护运行、维护和检修技术）。

（4）教材体系重构。把电力系统继电保护重构成下列几个部分。一是电力系统继电保护基础知识，重点介绍电力系统运行及继电保护的概念、主后备保护概念、保护要求、基本元件文字符号认识、保护的实现原理（反应故障保护的大值动作原理、小值动作原理、气体动作保护原理和差动保护原理。在各种故障情况下，故障物理量检测电路中的检测设备或原件：ta、tv以及电流继电器、电压继电器、气体继电器、阻抗继电器，保护动作原理和信号显示要求）。二是电气设备的继电保护配置，主要介绍电气设备继电保护的配置、保护的原理图和展开图识读。三是继电保护动作值整定：电流动作值整定（短路动作电流、过电流）、动作时间整定、动作阻抗值整定、差动保护动作电流值整定等。四是微机自适应保护：从故障分量的检测模数转换计算机程序实现的故障判断、指令形成，再到计算机发出控制跳闸指令到现场控制设备执行跳闸的过程。五是继电保护运行、维护和检修技术，收集编制案例，用案例教学方式实现学生对运行和维护技术的学习。六是实验实习实训，编制去发电厂和变电所认识实习的项目、目的，在校内试验的项目和目的。

2.加强教师在电力企业的实际工作经验

校企结合是职业技术教育培养学生的重要举措，也是加强专业教师的理论与实际结合、提高教师的教学能力的重要手段。通过学院的规划，分期分批让电专业课教师深入企业去工作一段时间，以增强教师的实践能力，增长教师对专业课教学过程的把控能力，以达到良好的教学效果。为取得可检验的实际效果，学院要求各系专业教研室拟出各批次教师的实习项目、目的和要求等，实习结束后由各教研室统一进行检验。电专业教研室针对继电保护课程教师提出具体目标：

（1）必须熟悉电力系统各个环节电气运行管理规程与维护、检修的基本技术。

（2）必须熟悉发电厂、变电所一、二次系统设计，熟悉一、二次系统的运行管理、维护与检修技术。

（3）必须熟悉一、二次设备选择、设备的布置等。

并作出相应的安排和要求如下：

（1）每年7月18日至8月18日分两组分别去发电厂和变电所实习，同运行人员同吃住，同上班；虚心请教相关专业技术人员，时刻牢记自己的实习目标。

（2）学院为每名电专业教师配置电气工程相关标准汇编一套。

（3）要求实习教师了解发电厂或变电所的电气运行情况、绘制电气主接线图、各种电气设备继电保护配置图，重点了解实习厂、所继电保护装置运行情况，并写出评价报告。

（4）了解发电厂、变电所使用新技术、新设备以及运行情况，作出书面记录。

（5）实习结束时要求教师请发电厂变电所的技术人员出来座谈和交流。

实习教师回到学校后，由教研室主任对实习教师的实习资料进行一一检查，签署意见，由系主任核实后，交资料室存档，作为教研室全体教师交流学习材料。

电专业教师到电力企业，把现代企业中的新知识、新技术、新设备和实用技能学回来，更好地与课堂教学相结合，使电专业教师向着“双师型”师资队伍方向快步前进。

三、效果

经过一年的试验和探索，这种重构后的教材对高职学生学习具有明显的好处，他们感觉学习电力系统继电保护不是太难的事，保护原理清楚、电路原理图和展开图通过课堂教学和在企业的认识实习也容易掌握，特别是各种设备的保护配置也基本清楚；通过案例教学使学生对继电保护运行维护技术有了初步认识。在岗前实习中，现在的学生没有往届学生那种茫然感觉。另外，组织教师去电力企业工作实习，增强了教师的实践能力，大大增强了教师在课堂和实验室以及实训试验中把控能力。学生对教师更有信任感，教师对学生更有感染力、示范力。由于教师能力增强，课堂教学把握得当，幽默感顿生，语言语气感染力增强，教学效果大大提高。但不足方面在于：教材中还有许多内容需要改进，对继电保护运行和维护的实践案例还不够丰富，这些方面还有很多工作要做。

四、总结

继电保护课程教材改革不是一件容易的事，需要从事电力系统继电保护的相关教师和实验实习教师积极参与才会更深入、到位。希望有更多有志者参与这项工作中来，使继电保护课程更完善。

参考文献：

[1]张保会,尹项根.电力系统继电保护[m].北京:中国电力出版社,2010.

继电保护作用和原理范文篇12

当前，电力资源是人们生产生活中不可或缺的重要资源，供电系统也成为保证人们正常生活和稳定生产的主要能源系统，电力系统中的任何部位出现安全隐患都会影响整个电力系统的安全运行，甚至引发大面积停电现象。由此可知，电力系统的继电保护工作十分重要和关键。随着电力系统的改革和创新，电力系统的继电保护和维修工作的难度日渐提升。继电保护是在这种背景下提出的新型保护方式，改善了传统电力系统保护方式的缺陷和不足，融合了几种电力系统保护方式的优势，在现代供电网络当中发挥了重要作用。

2继电保护技术概述

2.1继电保护技术的概念

继电保护技术的应用实质上是继电保护器在发挥作用的过程，继电保护器由开关、电流感应器等构件组成。在电流感应器感知到电流异常之后，会自动把主回路切断来保证设备不受到损坏和工作过程中不造成人员损伤。继电保护器主要具有2种功能，即过载保护和电流短路保护，一般会在设备产生漏电故障时自动启用保护功能，从而避免意外事故的发生[1]。

2.2继电保护技术的应用背景

如果不正确使用熔断电阻丝，实际运用的电流量超过了承载值，这时流经导线的电流产生的热量会将外表的绝缘层融化，这时就容易造成故障隐患。如果在日常工作中对器材的损坏较为严重并且没有及时检查和发现损坏情况，就容易影响电流的正常使用，容易造成安全隐患，从而引发安全事故，威胁人员安全。此时，继电保护技术的应用十分必要。

2.3继电保护技术的工作原理

继电保护技术是应用在设备漏电故障发生之时保护设备和保证安全工作的手段，因此，为更好地应用这项技术，相关人员需要了解它的工作原理。继电保护技术实质上是继电保护器对于设备出现漏电故障时利用其过载保护和短路保护的功能避免工作过程中安全事故的发生。在建筑电力系统工作过程中，因为使用电力系统的设备和环节过多，所以稍有不慎就容易导致安全事故的发生。然而，一般使用这些电力系统设备的人员只是普通的建筑人员，操作不当、检查不及时、对实际的使用原理不了解是当前工作团队中的常见问题，这极易导致各种漏电事故频频发生[2]。

继电保护器中利用其组成结构中的电流感应器，在感知电流异常时，保护器会自动关闭开关从而进行断电。一般的电力系统设备在电流输入的地方会安装继电保护器，通过导线一端接入电流感应变压装置，断电的开关安装在导线的在另一边，以便在电流通过时及时感知异常，从而阻断异常电流对设备的损坏。

3电力工程继电保护故障的成因

3.1人为原因造成的故障问题

在电力工程中，技术人员往往会遇到一种情况，即根据事故报警装置显示继电保护发生了故障问题，但是找不到导致这一故障发生的源头[3]。另外一种情况就是继电保护机械停止工作，事故报警装置却没有提前预警，这就使得技术人员未能判断故障产生的缘由和过程。然而，根据以往数据显示这几种故障情况的产生都是由于各种各样的人为原因，如职工在工作岗位中不集中注意力、没有采取及时有效的解决措施、操作不当等。一旦出现这种人为原因导致的故障，技术人员一定要在第一时间将情况如实向管理人员汇报，以此来保障故障解决的效率。

部分情况下，电力工程单位会发生一种故障情况就是电压失常，这种故障情况在发生时检测其开关等主要装置均不会排查到任何异常情况。但是技术人员会因主观原因导致判读不到位，进而导致故障处理方法不当，容易造成各种安全隐患。

3.2辅助工具应用不到位造成的故障问题

一般情况下，技术维修人员在解决电力工程继电保护故障问题时，会通过以往的故障汇总信息库、机械报警装置等要素来判断故障发生的原因，并确定故障处理的方法。电力工程管理人员会安排专门的负责人员来对继电保护器进行定期排查，如果系统存在故障问题，可以对系统进行针对性维修检查，这种情况和继电保护机械异常是无关的。然而，一旦排查到继电保护机械出现了异常情况，技术人员应当预先做好故障表现特征的信息备案，先规划出解决故障问题的方案再实施正确的解决措施，以此来降低故障问题造成更大损失的概率。在电力工程单位中，各种机械装置能够作为技术人员检查继电保护机械的辅助工具，因此，技术人员必须充分发挥这些机械装置的优势作用，以此来提升故障判断的准确性和故障解决的效率。在继电保护机械发生故障问题时，这时观察检测装置就会发现很多数据显示正常，出现这些情况的原因是相应的负责人员没有做到实时监测继电保护机械的工作情况，未发挥辅助工具的作用，同时，并未做好日常数据的记录，这时技术人员就会误判继电保护故障问题发生的原因，进而引发更加严重的故障问题。由此可见，一旦继电保护出现任何故障问题，技术人员必须对整个系统进行整体综合排查，以此来提高事故处理的质量[4]。

4电力系统继电保护技术的运用原则

继电保护技术是使得电力系统设备能够正常运行的手段，那么面对大量使用电力系统设备且用电环节多、大规模生产的电力企业来说，更应该注重这项技术的使用原则。

4.1三段式继电保护原则

在电力系统工作时，流过电流感应器的电流有相反的方向和相同的大小，这就说明电流是正常的，继电保护器并没有工作。一般来说在这种情况下，感应器中的感应磁通数值为零，且断电开关没有启动。而如果一切情况相反，流过感应器的电流有相同的方向，感应器中的感应磁通的数值不为零，且其中电流大小数值相等，断电开关工作，这就是设备在漏电故障情况下自动启用继电保护器的征兆。

4.2接零保护原则

一般电力系统设备如果存在导线外露的情况，管理人员会安排设备人员对接线采取接零保护，主要针对器材中带有金属的部分。一般接零保护时，只是配备保护的零线而不是熔断电阻丝。另外，开关不会安装在次要的保护零线上，接地保护零线和接零保护零线也不会安装在一起，这样能够保证继电保护器的安全使用。

4.3接地保护原则

为有效避免使用的电力系统装备接地效果受到影响，技术人员应该遵循接地保护原则。在大型轨道工具作业时，接地处理和3个以上的接地点是必备的，另外，1~4Ω是电力系统连接节点处可控的电阻率范围。接地保护是应用在电力系统设备导线外露的情况下，主要是在外露的导线并没有产生电流的情况下对其进行接地保护，从而使得工作人员在触碰外露导线时不会出现安全事故。这是任何金属外壳和装备进行接地处理时的必要措施，这样能保证每一个工作环节的工作人员在接触金属外露的部分时不会造成故障问题[5]。

4.4继电保护器的安装原则

①额定的继电保护时长。一般来说，针对不同等级的支干线额定的继电保护时长不同，一级的支干线相较于平常的保护时长会相差0.2s，而三级的额定保护时长则与其相差0.4s。②针对不同等级的支干线来说，额定的继电保护电流大小也不同，主要在0～300mA的数值范围根据不同等级的支干线分别调节。

5电力系统继电保护技术的发展趋势

5.1网络化

互联网技术的快速发展推动了社会各个领域的变革，例如，技术领域、政治领域、经济领域，等等。国民的数据信息通信工具就是计算机网络，并且在新时代占据了重要的支柱性地位，促使国民生活生产的情况出现了本质转变，其对工业生产行业产生了很大程度的影响，也使得该行业具备了有力的通信保障。近期，基于纵联差动保护的继电保护设备在新时代占据了重要的地位，对电力系统的安全、稳定、持续运行提供了保障。虽然继电保护主要的作用是体现在排除问题配件与降低安全事故影响等方面，但是该装置的作用并不仅限于此。在20世纪末，国内某大学专门为三峡水坝的回路母线研发出了一类分布型母线保护设备，这一设备是将传统的集中型母线保护划分为不同的母线保护。技术人员会在不同回路的保护屏当中安装这些保护单元，单元之间会留有一定的空隙，不同保护单元之间是通过计算机网络相连接的，这一网络会将回路的所有保护单元构建成为一个完整的体系。各个保护单元会按照该回路的电流量以及由计算机网络所得到的其余回路电流量作为参考依据，从而计算母线的差动保护数值。

当结果得出是母线发生了故障问题，那么继电保护装置就会将该回路的断路器隔离，排除故障线路。当外部发生故障问题时，任一保护单元计算结果均显示为外援故障，所以不会发生任何反应。相较于传统的集中型母线保护技术来说，当前这一类通过计算机所实现的分布型母线保护技术能够为电力保护系统提供更加稳定的技术保障。

5.2智能化

随着新型电子芯片的研发和新兴技术的快速发展，继电保护装置的智能化水平不断提升。神经网络是一种非线性映射的方法，很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题，应用神经网络方法则可迎刃而解。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种非线性问题，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。其他方法如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快[6]。天津大学从1996年起便开始研究神经网络式继电保护，已取得初步成果。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。

5.3绿色化

近年来，国内工业领域的发展速度不断加快，国民的生活水平也日渐提升，能够享受到越来越好的物质条件。然而，在经济水平高速提升的同时环境问题日益凸显。现阶段，国内的污染情况越来越严重，资源浪费问题也越来越严峻，国家对环保节能的关注度提升，相关部门出台了很多环保相关的政策和节能策略。由此可知，未来社会将会朝着保护环境、节约能源的方向发展，由此还诞生出了环保产品的概念。无论是从设计、生产、研发、运用等角度来看，继电保护装置都和保护环境、国民健康发展的需求相关。

5.4一体化

在实现继电保护技术计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络中的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能，即实现保护、控制、测量、数据通信一体化[7]。

6提升继电保护技术应用效果的有效方法

6.1配备专业技术人员

当前，科学技术处在不断发展的状态当中，并且继电保护技术尤为重要，对于工作人员的素质提出了较高要求。相关部门需要聘请专业的技术人员，并且组织对于工作人员的专门培训，使其掌握继电保护技术的理论知识和操作原理，从而在电力系统工作中重视继电保护技术的准确运用和电力系统设备的定期排查，从而提高人员素质，促进工作安全有效开展[8]。

6.2重视继电保护器

继电保护器是继电保护技术中主要应用的设备，其使用种类和作业场所的环境都会对其正常使用产生影响。电力企业应该将继电保护器安装到固定电源处且远离对电力系统产生安全隐患的因素，从而保证继电保护器的正常使用。另外，安装具有报警器的继电保护器是必要的，这使得电力企业中的工作人员可以及时通过警报发现设备的故障和安全隐患，从而提升供电工作的质量。