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摘要：在电力系统的运行过程之中，常会出现因短路或其它的故障而导致电网中断运行的现象，从而影响人们的生产生活，甚至给电网造成重大的损失。而继电保护则能够很好地保障供电的安全性和可靠性。本文就围绕电力系统的继电保护技术浅析笔者的个人看法。
关键词：电力系统 继电保护 技术研究
在电力系统的运行过程之中，常常会出现因短路或其它的故障而导致电网中断运行的现象，从而影响人们的生产生活，甚至给电网造成重大的损失。而继电保护则能够很好地保障供电的安全性和可靠性。谈到继电保护就离不开继电保护装置，它是一种能够反映电力系统中电气设备或线路发生故障或不正常运行状态，并能使断路器跳闸和发出信号的自动装置。下面就围绕电力系统的继电保护技术浅析笔者的个人看法。
一、继电保护装置的作用分析
其一，当电网或被保护的线路以及设备发生故障时，继电保护装置能自动，迅速而且准确、有选择地借助断路器将故障元件断开，以保证系统其他部分正常运行，减轻事故危害，防止事故蔓延，使故障元件免受进一步的损坏。
其二，当被保护设备或线路出现不正常运行状态时保护装置能够发出信号，及时提醒工作人员采取有效措施，以消除不正常运行状态，防止事故发生。
其三，继电保护装置与自动重合闸，备用电源自动投入装置等供电系统的自动化装置（如相辅相成，相互配合，能够缩短事故停电时间，提高供电系统运行的可靠性和安全性。
二、继电保护的组成和工作原理分析
继电保护装置的种类其多，基本上由测量元件，逻辑元件，执行元件组成。
继电保护装置的工作原理如下：如果供电系统出现故障，会引起电流的增加和电压的降低和电流、电压间相位角的变化。所以，利用故障时的参数和正常运行时的参数的差值，就可以组成不同原理和类型的继电保护装置。比如说，当短路时电流增大时，利用这个特征，可以组成过电流保护；当系统电压降低时，利用该特征，可以组成低电压保护；利用比较被保护设备各端电流大小和相位的差别可组成差动保护。此外，还可以根据电气设备的不同特点实现反应非电量的保护。比如反应变压器油箱内故障的瓦斯保护，反应电机绕组温度升高的过负荷保护等等。
简而言之，继电保护装置的工作原理是：故障参数量——测量部分——逻辑部分——执行部分——跳闸或发生信号脉冲。
三、继电保护装置的设计和选择
在设计和选择继电保护装置时，要围绕着选择性，速动性，灵敏性和可靠性这个四个基本要求进行，才能够使继电保护装置准确及时地完成任务。
所谓选择性，即如果供电系统产生故障时，继电保护装置应该使离故障点最近的断路器首先跳闸，尽量缩小停电范围，确保无故障部分继续运行，保护装置的这种性能称为选择性。
所谓速动性，即电力系统中发生短路故障时，继电保护要尽可能短地把故障从电网中切除（切除故障的时间从发生短路算起，到断路器跳闸，电弧熄灭结束所需要的时间，这段时间的长度等同于保护装置的动作时间加上断路器跳闸时间。），达到减轻故障的危害程度，快速恢复系统电压的正常值，为电动机自启动创造条件。所以，为了保证速动性，可以选用快速动作的继电保护装置，与此同时，还要选择快速动作的断路器，要求两者时间之和最短为零点一秒。
所谓灵敏性，即继电保护装置对保护范围内发生故障的反应能力。
所谓可靠性，即在保护范围内发生故障和不正常运行状态时，继电保护装置能够正确动作，不应拒动；在不该动作时，不应误动。继电保护装置的拒动和误动都会让电力系统的事故扩大，从而造成严重后果。
四、继电保护的发展趋势分析
继电保护技术趋势是向着“三化”发展，所谓“三化”是指计算机化，网络化，一体化（保护、控制、测量和数据通信一体化）。
1.计算机化 。计算机硬件的迅猛发展，不断满足了电力系统对微机保护的要求，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。因此要求微机保护装置拥有工控机之功能、速度、存储容量大大提升，如今已经研制成用同微机保护装置结构完全相同的一类工控机加以改造作成的继电保护装置。满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。而且工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强，可运行于非常恶劣的工作环境。对于不同的保护可任意选用不同模块，配置灵活、容易扩展。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。
2.网络化。电力系统中实现了计算机的联网，继电保护装置能够得到的系统故障信息更多，就会对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测更准确。真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自动适应，获得更多的系统运行和故障信息，是实现保护的计算机网络化的优势所在。例如对于高压线路的继电保护来讲，其原理是把传统的集中式母线保护分散成若干个母线保护单元，分散装设在各回路保护屏上，各保护单元用计算机网络联接起来，每个保护单元只输入本回路的电流量，将其转换成数字量后，通过计算机网络传送给其它所有回路的保护单元，各保护单元根据本回路的电流量和从计算机网络上获得的其它所有回路的电流量，进行母线差动保护的计算，如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器，将故障的母线隔离。在母线区外故障时，各保护单元都计算为外部故障均不动作。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。由上述可知，微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性，这是微机保护发展的必然趋势。
3.一体化 。在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置就变成了一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。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，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。例如，为了测量、保护和控制的需要，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。如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被保护设备旁，将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量的控制电缆，效果明显。
五、结束语
综上，本文围绕着继电保护的作用、工作原理，继电保护装置的设计选择，以及继电保护技术的发展趋势谈了笔者个人的见解。只有深刻地了解了继电保护方面的知识，多方面地提升继电保护的技术，才能够实现供电的安全性和可靠性。
参考文献
[1]穆大庆；胡亮；多相补偿阻抗元件的研究与仿真分析[J]；电力科学与技术学报；2012年04期
[2]刁小玲；产品误接线引起220kV线路高频保护误动作的原因分析[J]；电工技术；2011年12期
[3]王均华；故障解列装置功能分析及其TA极性接法的探讨[J]；电力科学与工程；2011年09期
[4]董延昌，陈力，王诚勃；液晶显示模块在微机保护装置中的应用[J]；电力情报；2010年02期
关键词：电力系统 继电保护 技术研究
在电力系统的运行过程之中，常常会出现因短路或其它的故障而导致电网中断运行的现象，从而影响人们的生产生活，甚至给电网造成重大的损失。而继电保护则能够很好地保障供电的安全性和可靠性。谈到继电保护就离不开继电保护装置，它是一种能够反映电力系统中电气设备或线路发生故障或不正常运行状态，并能使断路器跳闸和发出信号的自动装置。下面就围绕电力系统的继电保护技术浅析笔者的个人看法。
一、继电保护装置的作用分析
其一，当电网或被保护的线路以及设备发生故障时，继电保护装置能自动，迅速而且准确、有选择地借助断路器将故障元件断开，以保证系统其他部分正常运行，减轻事故危害，防止事故蔓延，使故障元件免受进一步的损坏。
其二，当被保护设备或线路出现不正常运行状态时保护装置能够发出信号，及时提醒工作人员采取有效措施，以消除不正常运行状态，防止事故发生。
其三，继电保护装置与自动重合闸，备用电源自动投入装置等供电系统的自动化装置（如相辅相成，相互配合，能够缩短事故停电时间，提高供电系统运行的可靠性和安全性。
二、继电保护的组成和工作原理分析
继电保护装置的种类其多，基本上由测量元件，逻辑元件，执行元件组成。
继电保护装置的工作原理如下：如果供电系统出现故障，会引起电流的增加和电压的降低和电流、电压间相位角的变化。所以，利用故障时的参数和正常运行时的参数的差值，就可以组成不同原理和类型的继电保护装置。比如说，当短路时电流增大时，利用这个特征，可以组成过电流保护；当系统电压降低时，利用该特征，可以组成低电压保护；利用比较被保护设备各端电流大小和相位的差别可组成差动保护。此外，还可以根据电气设备的不同特点实现反应非电量的保护。比如反应变压器油箱内故障的瓦斯保护，反应电机绕组温度升高的过负荷保护等等。
简而言之，继电保护装置的工作原理是：故障参数量——测量部分——逻辑部分——执行部分——跳闸或发生信号脉冲。
三、继电保护装置的设计和选择
在设计和选择继电保护装置时，要围绕着选择性，速动性，灵敏性和可靠性这个四个基本要求进行，才能够使继电保护装置准确及时地完成任务。
所谓选择性，即如果供电系统产生故障时，继电保护装置应该使离故障点最近的断路器首先跳闸，尽量缩小停电范围，确保无故障部分继续运行，保护装置的这种性能称为选择性。
所谓速动性，即电力系统中发生短路故障时，继电保护要尽可能短地把故障从电网中切除（切除故障的时间从发生短路算起，到断路器跳闸，电弧熄灭结束所需要的时间，这段时间的长度等同于保护装置的动作时间加上断路器跳闸时间。），达到减轻故障的危害程度，快速恢复系统电压的正常值，为电动机自启动创造条件。所以，为了保证速动性，可以选用快速动作的继电保护装置，与此同时，还要选择快速动作的断路器，要求两者时间之和最短为零点一秒。
所谓灵敏性，即继电保护装置对保护范围内发生故障的反应能力。
所谓可靠性，即在保护范围内发生故障和不正常运行状态时，继电保护装置能够正确动作，不应拒动；在不该动作时，不应误动。继电保护装置的拒动和误动都会让电力系统的事故扩大，从而造成严重后果。
四、继电保护的发展趋势分析
继电保护技术趋势是向着“三化”发展，所谓“三化”是指计算机化，网络化，一体化（保护、控制、测量和数据通信一体化）。
1.计算机化 。计算机硬件的迅猛发展，不断满足了电力系统对微机保护的要求，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。因此要求微机保护装置拥有工控机之功能、速度、存储容量大大提升，如今已经研制成用同微机保护装置结构完全相同的一类工控机加以改造作成的继电保护装置。满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。而且工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强，可运行于非常恶劣的工作环境。对于不同的保护可任意选用不同模块，配置灵活、容易扩展。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。
2.网络化。电力系统中实现了计算机的联网，继电保护装置能够得到的系统故障信息更多，就会对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测更准确。真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自动适应，获得更多的系统运行和故障信息，是实现保护的计算机网络化的优势所在。例如对于高压线路的继电保护来讲，其原理是把传统的集中式母线保护分散成若干个母线保护单元，分散装设在各回路保护屏上，各保护单元用计算机网络联接起来，每个保护单元只输入本回路的电流量，将其转换成数字量后，通过计算机网络传送给其它所有回路的保护单元，各保护单元根据本回路的电流量和从计算机网络上获得的其它所有回路的电流量，进行母线差动保护的计算，如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器，将故障的母线隔离。在母线区外故障时，各保护单元都计算为外部故障均不动作。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。由上述可知，微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性，这是微机保护发展的必然趋势。
3.一体化 。在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置就变成了一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。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，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。例如，为了测量、保护和控制的需要，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。如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被保护设备旁，将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量的控制电缆，效果明显。
五、结束语
综上，本文围绕着继电保护的作用、工作原理，继电保护装置的设计选择，以及继电保护技术的发展趋势谈了笔者个人的见解。只有深刻地了解了继电保护方面的知识，多方面地提升继电保护的技术，才能够实现供电的安全性和可靠性。
参考文献
[1]穆大庆；胡亮；多相补偿阻抗元件的研究与仿真分析[J]；电力科学与技术学报；2012年04期
[2]刁小玲；产品误接线引起220kV线路高频保护误动作的原因分析[J]；电工技术；2011年12期
[3]王均华；故障解列装置功能分析及其TA极性接法的探讨[J]；电力科学与工程；2011年09期
[4]董延昌，陈力，王诚勃；液晶显示模块在微机保护装置中的应用[J]；电力情报；2010年02期