论文部分内容阅读
【摘 要】 随着经济的快速发展，负荷大幅度增加，使得电网规模不断扩大，高电压、大机组、长距离输电、电网互联的趋势，使电网结构越来越复杂，加强电力资源的优化配置，最大限度满足电力需求，保证电网的安全稳定成为人们探讨的问题之一。继电保护是一种电力系统的反事故自动装置，它能在系统发生故障或不正常运行时，迅速，准确地切除故障元件或发出信号以便及时处理。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。
【关键词】 变电所；电力设备；继电保护设计
一、继电保护基本原理
当电力系统发生故障时，总是伴随有电流的增大、电压的降低及电流和电压之间相位角的变化等物理现象。因此，便可利用这些物理量的变化，构成各种不同原理的继电保护。例如：利用短路时电流增大的特征可构成过电流保护，过电流保护反应于电流的增大而动作；利用电压的特征，可构成低电压保护，低电压保护反应于电压的降低而动作；利用电压和电流比值的变化，可构成低阻抗保护（距离保护），这种保护反应于测量阻抗的减小（或短路点到保护安装地点之间的距离）而动作；利用电压和电流之间相位关系的变化，可构成方向保护；利用比较被保护设备各端的电流大小和相位的差别可构成差动保护等等。此外，也可根据电气设备的特点实现反应非电量变化的保护。例如：反应变压器油箱内部故障的瓦斯保护。
二、关于变电所继电保护的计划
1、计划要从电力体系的全局为起点，兼顾斟酌继电保护装配的适应性，保证体系的平安、经济和运行的可靠性。
2、系统继电保护装置的型号、配置方案和原理应该完全符合部颁规范和反事故措施要求。
3、系统设计时应该考虑到每一个新建的工程在开始的时候是否容易接入系统，使得继电保护装置可以很好地起到应有的作用。
4、避免电磁环网运行对于系统安全所产生的危害以及简化保护系统装置，让供电可以更加稳定。系统内110kv网络内的环套环环网在不降低对110kv变电所供电的可靠性条件下会尽量断环运行，因而在环网中设置断环点，可以在正常运行方式下变为终端变电所，在有断环点的变电所内应该装置设备的备用电源自投装置，以便可以保证变电所的供电稳定性。备用电源自投装置应该和重合闸的配合关系为：先重合，当重合不能的时候再实现自投。
5、因为在系统设计阶段到具体真正的施工过程中，往往会出现很多意想不到的变化，因而，继电保护计算可以尽量的简单一些。假如对于一些过度阶段运行方式和运行中可能出现的某些特殊运行方式不能作为计算用运行方式，那么就必须要在进行局部检验的时候进行更改，在制定计算网络的时候，对于低压电网的设计范围也应该适当的简化。
6、在配置保护装置的时候，应该使得彼此相邻的线路保护能够合理整定，取得彼此之间的相互配合，这就要求相邻元件之间的选择性配合必须协调，也需要它们彼此的原理是一样的。
三、变电所继电保护技术
1、变电所的线路保护
（1）过流保护
在电路系统中，A、C二相中的任何一相出现电流幅值超过整定值时，此时会开启相应的定时器，返回的系数大于0.94，保护动作在定时器的时间超过整定时间的情况下会启动。过流保护的范围可以作用于线路全长和相邻线路的全长，作为辅助保护，启动电流按照规避最大载荷电流来整定。
（2）速断保护
与过流保护相似，在电路系统中，A、C二相中的某一相的电流幅值超过了整定值，会执行速断保护，其返回的系数超过了0.94，速断保护可以延时动作或瞬时动作。整定依据规避下一条线路出口处短路的条件，其保护的范围不包括线路全长，并且受系统运行方式变化的直接影响。
（3）单相接地保护
在电力系统中，如果接地的电流较小时，当出现单相接地的故障，接地的电容电流都很小，但相间电压是对称的，可以继续运行。对地电压增加到原来的31/2倍，可能会导致非故障相对地绝缘击穿，造成短路、跳闸、停电故障。单相接地保护产生的零序电流动作，单相接地保护电流依据规避被保护线路最大非故障接地的线路电容电流。
（4）重合闸及前、后加速
电力系统中的故障有可能不是永久性的故障，断路器会动作当电缆短路时，同时重合闸启动，合闸指令在指令发出之后会动作，然后判断线路是否存在故障。非永久性的电路故障没有短路，线路可以恢复正常，但电路永久性的故障时重合闸会继续动作，可以对暂时性故障和永久性故障加以区分。当重合闸动作之后线路还存在故障，后加速就会动作，执行跳闸指令，并且此类跳闸是永久性的。 2、变压器保护
（1）过电流保护
过电流保护作为后备保护，可以预防外部和内部相间出现的短路，规避可能出现的最大负载电流设备。当电流超过了做大的额定值时，保护装置动作，当流过元器件的电流超过整定值时，过电流保护能够选择延时保护动作，发出预警或跳闸的信号。
（2）差动保护
差动保护的范围包含了主变的三侧CT以内区域，当电流方向发生改变，差动继电器中有电流差，继而动作，但在高压侧的保护范围内出现短路的情况时，由于没有电流方向的改变，并不会出现差动继电器的动作，因而在高压侧保护范围内不起作用。
（3）瓦斯保护
瓦斯保护继电器安装在油枕间的管道上和调压油浸式的变压器中，可以反映变压器内部的油面降低和各种短路故障，当发生较为严重的事故时，产生大量气体，油流和气流的冲击带动口杯转动，触点闭合，跳闸动作执行。瓦斯保护主要有主变轻瓦斯和主变重瓦斯的保护。
（4）过载保护
一般情况下，变压器的负载是三相对称的，因而在某一相上安装电流保护装置，并且经过一定的延时作用来加以反映。过载保护可以反映变压器各侧绕组的负载信息，对于双绕组降压变压器，安装在高压侧，对于双绕组升压变压器，安装在低压侧。对于三绕组变压器，如果三侧的容量不同，则在绕组容量小和电源侧安装负载保护装置，如果三侧的容量相同，则在电源侧安装保护装置。
3、电容器保护
（1）过电流保护与线路保护一致。
（2）速断保护与线路保护一致。
（3）电压保护，整定值大于电压时，并且断路器合闸，定时器启动，定时时间超过了整定时间，保护激发。
（4）不平衡保护，整定值小于不平衡电流，定时器启动，当定时时间超过整定时间，不平衡保护动作。
（5）过电压保护，过压保护主要设置在并联电容器的回路中，电力工频过电压最大不能超过额定值的1.1倍，当电压过高，造成局部放电，长期运行导致电容器的输出功率增加明显，导致无功补偿和有功损耗增大，发热量增加，造成击穿。
结束语：
随着电力系统的在线监测技术和计算机通信技术的不断发展和完善，会使得继电保护技术越来越具有科学性，会沿着计算机化、网络化、一体化、还有智能化的方面去发展，只有对继电保护装置按时按需进行合理科学的检查和维护，定期检查他的运行状况，才能在第一时间内发现故障并同时采取最有效的措施，用以保证系统可以没有任何故障的运行，保证供电的稳定性。
参考文献：
[1]高海松.变电运行中的继电保护问题探讨[J].河南科技，2012（12）.
[2]周培华.浅谈电力系统中继电保护的发展趋势[J].科技咨詢导报，2012（15）.
[3]魏杰，张宜.变电运行中有关继电保护的问题研究[J].科技创新与应用，2012（34）.
【关键词】 变电所；电力设备；继电保护设计
一、继电保护基本原理
当电力系统发生故障时，总是伴随有电流的增大、电压的降低及电流和电压之间相位角的变化等物理现象。因此，便可利用这些物理量的变化，构成各种不同原理的继电保护。例如：利用短路时电流增大的特征可构成过电流保护，过电流保护反应于电流的增大而动作；利用电压的特征，可构成低电压保护，低电压保护反应于电压的降低而动作；利用电压和电流比值的变化，可构成低阻抗保护（距离保护），这种保护反应于测量阻抗的减小（或短路点到保护安装地点之间的距离）而动作；利用电压和电流之间相位关系的变化，可构成方向保护；利用比较被保护设备各端的电流大小和相位的差别可构成差动保护等等。此外，也可根据电气设备的特点实现反应非电量变化的保护。例如：反应变压器油箱内部故障的瓦斯保护。
二、关于变电所继电保护的计划
1、计划要从电力体系的全局为起点，兼顾斟酌继电保护装配的适应性，保证体系的平安、经济和运行的可靠性。
2、系统继电保护装置的型号、配置方案和原理应该完全符合部颁规范和反事故措施要求。
3、系统设计时应该考虑到每一个新建的工程在开始的时候是否容易接入系统，使得继电保护装置可以很好地起到应有的作用。
4、避免电磁环网运行对于系统安全所产生的危害以及简化保护系统装置，让供电可以更加稳定。系统内110kv网络内的环套环环网在不降低对110kv变电所供电的可靠性条件下会尽量断环运行，因而在环网中设置断环点，可以在正常运行方式下变为终端变电所，在有断环点的变电所内应该装置设备的备用电源自投装置，以便可以保证变电所的供电稳定性。备用电源自投装置应该和重合闸的配合关系为：先重合，当重合不能的时候再实现自投。
5、因为在系统设计阶段到具体真正的施工过程中，往往会出现很多意想不到的变化，因而，继电保护计算可以尽量的简单一些。假如对于一些过度阶段运行方式和运行中可能出现的某些特殊运行方式不能作为计算用运行方式，那么就必须要在进行局部检验的时候进行更改，在制定计算网络的时候，对于低压电网的设计范围也应该适当的简化。
6、在配置保护装置的时候，应该使得彼此相邻的线路保护能够合理整定，取得彼此之间的相互配合，这就要求相邻元件之间的选择性配合必须协调，也需要它们彼此的原理是一样的。
三、变电所继电保护技术
1、变电所的线路保护
（1）过流保护
在电路系统中，A、C二相中的任何一相出现电流幅值超过整定值时，此时会开启相应的定时器，返回的系数大于0.94，保护动作在定时器的时间超过整定时间的情况下会启动。过流保护的范围可以作用于线路全长和相邻线路的全长，作为辅助保护，启动电流按照规避最大载荷电流来整定。
（2）速断保护
与过流保护相似，在电路系统中，A、C二相中的某一相的电流幅值超过了整定值，会执行速断保护，其返回的系数超过了0.94，速断保护可以延时动作或瞬时动作。整定依据规避下一条线路出口处短路的条件，其保护的范围不包括线路全长，并且受系统运行方式变化的直接影响。
（3）单相接地保护
在电力系统中，如果接地的电流较小时，当出现单相接地的故障，接地的电容电流都很小，但相间电压是对称的，可以继续运行。对地电压增加到原来的31/2倍，可能会导致非故障相对地绝缘击穿，造成短路、跳闸、停电故障。单相接地保护产生的零序电流动作，单相接地保护电流依据规避被保护线路最大非故障接地的线路电容电流。
（4）重合闸及前、后加速
电力系统中的故障有可能不是永久性的故障，断路器会动作当电缆短路时，同时重合闸启动，合闸指令在指令发出之后会动作，然后判断线路是否存在故障。非永久性的电路故障没有短路，线路可以恢复正常，但电路永久性的故障时重合闸会继续动作，可以对暂时性故障和永久性故障加以区分。当重合闸动作之后线路还存在故障，后加速就会动作，执行跳闸指令，并且此类跳闸是永久性的。 2、变压器保护
（1）过电流保护
过电流保护作为后备保护，可以预防外部和内部相间出现的短路，规避可能出现的最大负载电流设备。当电流超过了做大的额定值时，保护装置动作，当流过元器件的电流超过整定值时，过电流保护能够选择延时保护动作，发出预警或跳闸的信号。
（2）差动保护
差动保护的范围包含了主变的三侧CT以内区域，当电流方向发生改变，差动继电器中有电流差，继而动作，但在高压侧的保护范围内出现短路的情况时，由于没有电流方向的改变，并不会出现差动继电器的动作，因而在高压侧保护范围内不起作用。
（3）瓦斯保护
瓦斯保护继电器安装在油枕间的管道上和调压油浸式的变压器中，可以反映变压器内部的油面降低和各种短路故障，当发生较为严重的事故时，产生大量气体，油流和气流的冲击带动口杯转动，触点闭合，跳闸动作执行。瓦斯保护主要有主变轻瓦斯和主变重瓦斯的保护。
（4）过载保护
一般情况下，变压器的负载是三相对称的，因而在某一相上安装电流保护装置，并且经过一定的延时作用来加以反映。过载保护可以反映变压器各侧绕组的负载信息，对于双绕组降压变压器，安装在高压侧，对于双绕组升压变压器，安装在低压侧。对于三绕组变压器，如果三侧的容量不同，则在绕组容量小和电源侧安装负载保护装置，如果三侧的容量相同，则在电源侧安装保护装置。
3、电容器保护
（1）过电流保护与线路保护一致。
（2）速断保护与线路保护一致。
（3）电压保护，整定值大于电压时，并且断路器合闸，定时器启动，定时时间超过了整定时间，保护激发。
（4）不平衡保护，整定值小于不平衡电流，定时器启动，当定时时间超过整定时间，不平衡保护动作。
（5）过电压保护，过压保护主要设置在并联电容器的回路中，电力工频过电压最大不能超过额定值的1.1倍，当电压过高，造成局部放电，长期运行导致电容器的输出功率增加明显，导致无功补偿和有功损耗增大，发热量增加，造成击穿。
结束语：
随着电力系统的在线监测技术和计算机通信技术的不断发展和完善，会使得继电保护技术越来越具有科学性，会沿着计算机化、网络化、一体化、还有智能化的方面去发展，只有对继电保护装置按时按需进行合理科学的检查和维护，定期检查他的运行状况，才能在第一时间内发现故障并同时采取最有效的措施，用以保证系统可以没有任何故障的运行，保证供电的稳定性。
参考文献：
[1]高海松.变电运行中的继电保护问题探讨[J].河南科技，2012（12）.
[2]周培华.浅谈电力系统中继电保护的发展趋势[J].科技咨詢导报，2012（15）.
[3]魏杰，张宜.变电运行中有关继电保护的问题研究[J].科技创新与应用，2012（34）.