继电保护装置的功能篇1
【关键词】背板总线继电保护装置过程总线功能设计
1基于背板总线继电保护装置过程总线功能设计的内涵
本文以ieC61850模型为讨论和研究对象，探讨关于继电保护装置过程总线功能设计的问题。首先我们明确一个概念，所谓的ieC61850实际上是一种将智能型变电站的自动化系统划分成站点监控层、间隔层和过程控制层的设备，涉及到的继电保护装置实际上处于间隔层设备范畴。相对于常规的变电站来讲，智能化变电站的过程层主要是通过采用智能型电子设备实现开关量或者模拟量的采集和控制以及以命令形式发送的一系列功能的系统配置，并且期间以数字信号的方式流经过程总线和继电保护装置等间隔层实现设备通信的目的。过程总线的应用实际上是作为简化继电保护装置内部结构的以新的功能和性能确保数据传输的时效性和可靠性的设备技术措施。其中包含了当前先进的高速以太网通信技术、采样值的接受和同步处理技术和GooSe报文收发技术等多项应用型技术。
2基于背板总线的继电保护装置过程总线功能设计的现状
当前结合以太网的过程总线技术已经得到了快速的发展和广泛的应用，基于背板总线的继电保护装置的过程总线功能设计结合快速的以太网技术和采样值技术以及GooSe报文技术在过程总线设计的数据传输的可靠性和时效性已经得到了充分的验证。而现实中对于网络化和点对点传输的两种过程总线的应用形式要求继电保护装置必须升级到可以实现数据通信的传输和处理能力的总线数据功能。通常情况下，采用独立的模件可以实现总线数据的接收和处理工作，也可以实现继电保护的逻辑运算功能。但是，简单的通过增加通讯模件的措施依然只能实现有限扩展总线的通讯能力，同时，装置的数据流和配置情况复杂、繁琐，无法满足只能变电站多向性通信的要求，为此，我们需要建立一种以背板总线的继电保护装置的过程总线功能，实现简化过程总线数据流和配置的情况，大幅度扩展继电保护装置的通讯和计算能力，提升变电站过程总线应用的灵活性。
3基于背板总线的继电保护装置过程总线功能的设计
3.1过程总线装置的设计
通常情况下，变电站的智能继电保护装置同一次类型设备的直接电气化连接是采用独立的一次型设备的ieD进行替代的，包括其中的合并单元和智能终端模块。我们以110kv的智能化变电站的过程总线装置的设计为具体实例，装置同过程层的ieD的连接的典型配置类型如图1所示：
从图1中可以看出，该装置包含高压侧、中压侧、低压侧以及其他组成部分一共有5个单元合并接入，包含11个智能化终端设计，都以过程总线方式接入。图中的左侧方框表示为SV接入，右侧代表GooSe接入方式。
3.2功能总体性设计分析
基于背板总线的继电保护装置过程过程总线的功能设计通常包含保护模件部分、测控模件部分和监控模件以及其他若干通信模件部分组成，过程总线的数据都是通过通信模件接入传输的，然后，再通过背板总线设计对数据进行有针对性的优化和处理。背板总线的设计中相关的连接模件在背板的地址线上都是唯一标识的。保护模件和测控模件以及监控模件这类应用性模件的功能都可以分为以太网接口和应用功能以及总线驱动3部分内容。应用功能的实现是通过控制器实现的，不同的应用模件有着各自不同的应用功能；以太网接口和总线驱动的功能通常是由可编制的芯片加以实现，期间还需要配合以太网的硬件接口才能完成的实现以太网的收发数据功能。
3.3基于背板总线的功能设计
3.3.1独立模件功能和通信接口功能的设计
独立模件功能设计的接口设置如图2所示，其中虚线表示的部分只包含在应用模件中，是通过主控制器来实现应用功能的；其他部分的应用模件是共有模件，通过FpGa芯片来实现的；独立模件提供的外向型接口包含背板总线端口和以太网接口。
从图3中我们可以分析得出，其数据类型是针对背板总线实行分类、分别处理的。其中的报文配置作为功能配置；转发报文操作以以太网口为媒介，缓存报文的机制通过本地总线传输到主控制器进行处理，两种形式都可以是SV报文或者GooSe报文。以太网口端接收到的报文可以分为转发报文和SV报文两种类型，转为报文以透明转发形式传输至背板总线，而SV则是经过同步和插值以及调整采样率的方法进行重组帧后在发送到背板总线的。其中的主控制器是具备双向传输数据能力配置的，接收到得数据查询信息在缓冲区获得；发送的数据通常先由本地总线顺序性写入缓存区后，再经总线驱动进行发送操作。
3.3.2基于背板总线的通信协议设置
基于背板总线的通信协议设计的层次关系可以分为应用数据层、传输控制层和数据链路层以及物理层4个部分。其中物理层包括时钟线和控制线以及一些可以配置的其他类型数据线；链路层是通信协议的核心部分。数据链路层主要作为独立模件之间数据在地址上单向传播、分组传播和广播式的传递媒介。数据链路层的基本组成单位为数据帧，数据帧又由7个片段组成，其中的仲裁段主要起到标注报文的优先级和源地址的作用，通过令牌段确保总线控制的准确性；在数据传输方式上同空闲段和帧起始段都采取异步传输的形式；控制段负责标注目标地址；静态段和动态段是数据的两种表现形式，静态通常作为固定时隙应用，动态段则作为按需分配使用的时隙；校验段负责整个数据传输准确性的验证工作。
3.4继电保护装置功能及过程总线通信设计
3.4.1通信传输报文层设计
应用型数据报文常规上分为三类，包括初始化报文、强实时性报文和弱实时性报文。其中初始化报文通常作为确认数据传输功能，负责程序下载、配置传输文件等工作；强实时性报文则不需要经过数据的确认传输步骤，常见的有SV报文和GooSe报文两种类型；弱实时性报文也需要数据传输的确认流程，有总线报文和通信监控报文两种形式。源地址和目的地址两个字段都是模件地址；帧标志/报文编号的字段作用于报文传输；需要进行数据传输确认操作的，要将报文获取的应用数据类型进行高位取反操作，经源地址和目的地址的倒叙后，将原样发回到终端进行确认。
3.4.2采样率处理和同步设计
采样率在基于背板总线的数据传输报文设计中有两种类型，包括直接透明类传输方式和需要经过同步、插值和调整采样率的内部采样率报文格式的传输方式。后者的数据传输是在通信模件设计中实现的，数据的同步、插值和调整以及动作完成后的再次合并操作都是通过合并同步模块实现的，同步的形式包括点对点时间性同步和组网式的计数器同步两种模式。背板总线中的刚刚应用模件对于数据采样率的要求也是不同的，因此，需要使用专门的模块完成插值和采样率调整以及同步的处理。
3.5背板总线透明数据传输设计
支持背板总线透明数据传输的报文形式有两种，即GooSe报文和SV报文。独立模件通常可以向外同时提供多个以太网接口。所有的以太网数据的收发都通过共享内存区进行配置和转发，同时，由于以太网口的虚拟性设计，可以实现所有端口的数据等同处理功能。由以太网口接收到得报文信息可以经背板总线转发到其他模件，也可以发送到报文缓冲区利用主控制器进行查询解码操作；另外，由其他模件接收的数据也可以经背板总线发送到报文缓存区利用主控制器进行查询解码。
3.6过程总线配置和下载设计分析
过程总线的配置设计包括程序信息和功能信息两部分，其中所有的配置情况都通过使用监控模件加以实现。程序配置分为主控制器部分和FpGa部分；功能信息配置是建立在ieC61850基础的模型导出；资源信息通常指的是面向装置的所有软硬件的资源；系统配置工具盒ieD配置工具以及调试工具都属于智能化变电站ieD系统开发的工具类软件；iCD、SSD、SCD和CiD这4个文件是来源于ieC61850模型的标准文件。临时功能配置文件负责配置将文件下载到相应的监控模件，配置文件的生成通常由调试工具加设配合信息实现。结合过程总线的配置流程情况其配置的基本步骤可以总结为以下几个方面：
（1）通电后，加载相应程序并启动运行，通过背板总线的查询功能模件对系统模件的程序更新进行检测，如果有更新内容，则采取下载更新操作。
（2）对功能性配置文件进行解析，并通过总线下传相应的配置信息内容，待总线中相应的模件配置工作完成后，将信息回传到监控模件，由监控模件运行报文。
（3）运行过程中如果系统中某个模件发生故障，则与该模件有关联的所有程序和配置信息都要重新加载。
3.7基于背板总线继电保护装置过程总线功能设计的验证试验
基于背板总线继电保护装置过程总线功能设计应用在智能化变电站的工程中需要工程的完成情况进行验证，下面我们通过一个背板总线有5个节点模件的数据交互设计情况进行分析，其交互示意图如图3所示：
对图3中的信息分析可知，通信模件1和通信模件2是建立在点对点模式的基础上的，分别采用接入过程总线的报文形式为SV和GooSe报文，其中SV占用5个以太网口，而GooSe则占用11个网口。SV中配置有电压和电流的输入保护模件，采样周期设计为24点；电压和对输入电流的测控模件的采样周期设计为80个点。GooSe的传输方式以透明转发为主，其中在跳闸方面的设计均采用输入保护模件和测控模件，其他的相关部分仅采用保护模件配置。应用程序和信息配置在监控模件的初始化条件下就可以执行下传操作，较好的实现了数据传输的实时性。
4基于背板总线的继电保护装置过程总线功能设计的条件
4.1总线设计中电压或者电流互感器的运用
常规形式的电磁式互感器由于其自身的饱和、铁磁谐振和绝缘设计的复杂、繁琐的缺陷，在总线功能设计中已经难以适应。近几年来电子式互感器的研究和发展取得了良好的成效，电子式电压互感器和电子式电流互感器相应问世。电子式互感器从电源应用的类型上进行划分可以分成有源型和无源型两种。无源型的电子互感器主要基于法拉第磁光变换原理和普拉克效应电光变换原理设计而成；而有源型的电子式互感器则是需要有外接电源才能正常工作运行。通常情况下电子式互感器和总线中的保护模件以及测控模件等设备的采购都源于不同的生产厂家，设备之间的接口通用性以及数字化配备标准化要求也不够统一，因此，在实际的总线设计应用在智能变电站的过程中需要十分重视这类问题。
4.2高压断路器的运用
高压断路器的发展和应用主要是基于微机和电力电子技术以及新型传感器技术建立起来的断路器二次应用技术，并采用此项技术开发出的一种新型智能型断路器。其工作的特点主要采用微控制和电力电子执行单元，根据电压的波形情况控制电闸的开合角度，以便实现精准控制系统电闸开关的时间；一般情况下，断路器技术是同传感器技术结合应用的，运用微机可以实现数据信息的独立采集，可以实现对于设备早期缺陷、故障信息的诊断和预报；而传感器技术则可以对总线设备的工作运行状态进行全程记录、分析和评估，为设备的常规维护和检修提供指导。两种技术的互相融合应用过程中对于设备的故障分析和判定的准确性时效性都有很大的改善和提高。
4.3开关设备的运用
背板总线的设计同传统的封闭式电气设计相比较而言，采用紧凑形式的组合型开关设备，很大程度上节省了线路空间，提高了系统空间利用率。国际上的一些大型厂商甚至推出了插接式开关系统（paSS），在一次设备中集成了智能传感器好微处理器设备，将一些间隔设置的设备，诸如高压断路器、隔离开关、电流互感器和电压互感器等设备都集中在一个填充有SF6气体的金属罩内。但是，实际的应用过程中，受到接口不一致的情况的制约，发展和应用的范围具有局限性。
5基于背板总线的继电保护装置过程总线功能设计中的关键问题讨论
事实上，基于背板总线的继电保护装置过程总线功能设计中的关键在于采样值和跳闸保护命令这两类报文，是过程总线实现数据通信的重点。简而言之，过程总线功能设计所要解决的关键问题，也就是这两类报文面临的问题。
5.1采样值报文问题的讨论
采样值同步的内容有两个方面，第一，对于同一个需要合并的单位，如何使其同相应的各个线路总的a/D实现同步转换操作；第二，对于不同的需要合并的单元，如何让他们各自发出的同步信号实现对应性的同步操作。第二个问题相对于差动保护模件的设计十分重要。为此，我们要从采样值同步的功能性方面进行讨论和研究，其功能包括以下三方面的内容：
（1）快捷、准确和可靠的识别出数据信号；
（2）向各个线路a/D发送精度较高转换后的数据信号；
（3）及时发现设备异常情况，并提供提出措施；
针对上述采样值同步的功能性分析可知，采样值同步的设计方式不可以采用单一形式设计，否则就会出现唯一同步数据信号一旦丢失就会导致保护模件采取退出运行的操作。所以，在设计中必须考虑到两种以上的同步源设计，一旦其中一个出现同步源丢失的情况，其他的也可以作为备用的同步源进行数据信号的传输。采样值的同步方式的稳定性和有效性通常情况下是依赖于接受脉冲信号的准确性和可靠性的，而获得的信号通常是由GpS接收机等这类硬接线设备连接的。实践证明，采用ieee1588同步协议设计或者以太网通信技术以及其他的可以替代这种硬接线方式可以提高采样值同步的精度。
5.2跳闸命令的设计和讨论
对于跳闸命令的设计和功能实现，我们还要根据ieC61850定义的面向通用性变电站模型进行讨论，其模型对于间隔闭锁和跳闸信号的传输均以采用GooSe报文的传输形式得以实现。
5.2.1跳闸命令传输的实时性
跳闸命令的传输速度是确保系统稳定性的关键因素之一。采用GooSe报文的设计，可以充分利用GooSe报文实时传输的特点，对协议堆栈进行有效的优化，达到同其他的报文传输映射存在差异性，使GooSe报文的传输映射不经过tCp/ip协议，而是直接利用国际标准化组织开放系统互联（iSo/oSi）中的4层进行传输，也就是由应用层直接到达表示层，实现直接映射到底层（数据链层和物理层）的操作。在数据链路层中采用ieC802.1Q设计，可以大大提高报文的传输速度，增加数据的优先等级。
5.2.2确保跳闸命令实时性的应用注意事项
为了切实保证跳闸命令信息传输的实时性，在实际的应用过程中我们需要注意以下两方面的问题：
（1）在架构过程总线的通信网络过程中，必须配置支持优先级操作和虚拟局域网功能的交换机设备。且要充分考虑到过程层设备所处的是一个十分恶劣的电磁环境，交换机设备必须达到工业级标准。
（2）为了提高跳闸命令信息传输的可靠性，我们采用GooSe报文设计，相应的开关位置信号设计、一次设备状态信号配置也都要采用GooSe报文。在采用ieee802.1Q时，应该针对报文的类型采用不同的优先级配置，否则，一旦将所有的GooSe报文都配置为最高，系统就会默认为不存在优先级设置。一般情况下，我们要将跳闸命令信息和闭锁命令信息设置为最高优先级；而遥控开关和高压断路器通常设计为次高优先级；而闸刀的位置信号设置为普通优先级即可。通过不同优先级的配置可以提高报文信息传输的可靠性。
6结语
综上所述，我们在文章中提出多种基于背板总线的继电保护装置过程总线功能设计的方法和措施。在实际的设计过程中方案的总体架构还要以功能性为核心，然后再从性能角度出发对总线数据流的配置情况进行详细的分析和研究。事实上，背板中线的配置比较简单，功能也十分可靠，对继电保护装置从过程总线的角度上进行了数据流方式的优化和完善。基于背板总线的继电保护装置过程总线功能的设计应用在智能型变电站工程中，既可以满足继电保护装置面向过程总线功能的要求，也提高了变电站供电性能。同时，对于建设数字化、智能化变电站，提高变电站供电的稳定性和可靠性有着十分重要的意义。
参考文献：
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继电保护装置的功能篇2
[关键词]继电保护；自动化变电站；运行管理模式
继电保护作为电力系统中的安全“哨兵”，在电力系统中的作用不言而喻。它能通过检测系统中反馈的不正常新号，判断是否发生故障，作出相应的信号反馈和跳闸动作，能够及时的阻止安全事故的发生，为电力系统稳定运行提供保障。本文以变电站中继电保护的运行为例，介绍继电保护相关内容及优化处理。提升自动化变电站中继电保护装置的稳定运行和管理模式。
一、继电保护运行概述
近年来，计算机信息技术及工业自动化技术在各个领域都取得了飞跃式的进展。随着技术发展的不断更新，继电保护装置也在不断优化。继电保护在自动化变电站中的广泛运行应用，已经步入科学智能化状态，同时实现了继电保护的远程控制功能。科学智能化的继电保护装置实现了运行数据的自动采集、传输、存储。同时在故障检测以及故障分析处理模式上取得突破性进展，这些保护手段都是传统继电保护无法实现的。在自动化变电站保护装置中，继电保护应用在一定程度上缓解了传统继电器工作中人为维护的不便，同时使人为控制操作中可能发生的失误问题处理得到改善。这就使自动化变电站可能发生的故障问题的分析准确真实，保护处理工作也变得高效智能。在现代，只有不断改善自动化变电站中继电保护装置的高效智能保护功能，才能满足自动化变电站安全稳定运行的各种需求。有效提升继电保护在自动化变电站中的运行管理手段，可以更好的发展优化继电保护功能。
二、自动化变电站中继电保护的特点及问题
社会经济的飞速发展和人们生活水平的稳定提升，使得人们对用电的安全、稳定和可靠性的要求逐年增加。变电站使电力系统的枢纽，对于供电系统来讲，变电站就是它的“心脏”。随着科学技术的迅猛发展，自动化变电站逐渐替换传统的变电站，提高了电力系统的稳定可靠性。继电保护装置的主要作用就是能够对电力系统的安全可靠运行提供保障，现代化继电保护装置能够采集保护过程信息，及时反馈，有助于自动化变电站的维护管理工作实施。与传统电磁型继电保护装置相比，当前自动化微机型继保装置取得了质的飞升，它具有如下特点：（1）装置调试维护方便，操作简单；并且防护性能大为改善。（2）功能多样化，回路动作可靠性高。（3）装置实现了遥控、遥信、遥测以及遥调等功能，做到了远程监控（4）实现卫星录波功能，方便自动化变电站故障的分析处理。当然，新型继电保护在自动化变电站中的应用中还存在一些瑕疵，随着继电保护运行环境的变化，继电保护装置对防雷击、抗干扰等客观条件还需要不断适应、优化完善。以此来补充自动化变电站中继电保护的功能性、稳定性，确保电网安全、可靠运行。
三、继电保护的运行与管理
1、管理布局的科学、有效性
首先，在自动化变电站安全稳定运行中继电保护本身就是相对重要、复杂的严肃工作，所以对继电保护运行管理资质的考核标准必须相当严格，不是随意公司和部门就可以具备管理资质的。继电保护产品种类繁多，在自动化变电站运行中使用效果不同，所以不能淡村追求经济效益，而忽视继电保护产品功能性、稳定性和安全性。所以在自动化变电站继电保护运行和管理工作方面，必须科学有效的合理利用资源，完善管理制度。促进电力系统稳定运行。
其次，必须结合自动化变电站未来发展方向，对继电保护开发设计方面做出调整。要结合实际情况，灵活有效的管理、设计继电保护装置。新型继电保护装置必须适应自动化变电站在未来的可塑性，能随着变电站的优化发展，配备升级继电保护装置。
2、把控继电保护产品质量，避免运行数据偏差
继电保护的选型设计保证了其在自动化变电站运行过程中稳定、顺利运行。继电保护的选型设计必须从多方面考虑，良好的企业形象、先进的科学技术、完善的研发团队都可以作为选型的参考。知名企业的良好信誉可以避免以好充次类似恶劣性质事件发生，先进的科学技术和完善的研发团队能够保障继电保护产品在设计方案和产品性能上的可靠性。只有质量可靠的继电保护产品才能在长久运行的自动化变电站中提供安全稳定的运行条件。变电站建设必须避免因追求降低成本选择不良产品造成的损失。不良产品技术指标低，质量不达标，安全性能差，都会影响继电保护产品在自动化变电站中的安全运行。
3.调试安装过程采取安全措施管理
第一，继电保护装置的安装必须保证与自动化变电站功能相匹配，继电保护装置中涵盖了很多继电保护配套设备，比如监控设备、测量仪表、远程控制设施和信号反馈处理设施。机电保护装置安装过程必须严谨，确保安装过程无遗漏。在安装结束后，设备的调试工作尤为重要，一定要确保每个设备环节功能配合无障碍，有效保证继电保护功能的正常运行。第二，自动化变电站工作人员需要对继电保护装置进行校验。校验过程完全模拟正常运行状态进行，对于继电保护系统运行中存在的问题及时记录，做好数据整理，为改进工作提供支持。整个模拟校验过程中必须保证对所有逻辑回路进行验证检测，无遗漏。第三，定期检查继电保护装置，确保装置防潮，抗干扰能力保持良好状态。对影响继电保护的因素及时排除，保证继电保护可靠性。
4.采集管理信息，提升工作人员职业素养
加强继电保护工作的运行管理和维护，能够有效保障自动化变电站工作安全可靠性。而在管理维护工作过程中必须对工作过程信息和设备完整信息进行整理采集。这些信息既能用于安全故障问题分析，也可以作为二次故障的检查依据。完整的数据资料能够有效提高工作效率，保证系统安全。继电保护设施建设、管理、维护的相关工作人员必须具备良好的职业道德和一定的职业技能。在维护管理工作中，必须尽职尽责，抓好细节，不放过任何可能引起事故的安全隐患危险点。工作人员的认真程度和认知程度对继电保护的运行管理至关重要，有效提升员工相关职业技能和职业素养，是保证继电保护管理工作的重要基础。
总结
综上所述，要做好继电保护设施的运行管理，必须优先考虑现实工作需求，同时要以安全稳定为根本，不断优化继电保护设备。在继电保护设备被的设计、研发、安装、调试等工作环节，必须保证产品安全性、实用性、稳定性和可拓展性。在不断保护自动化变电站安全运行的同时，也要做到能够适应自动化变电站的不断发展。
参考文献
[1]陈磊，张侃君，夏勇军.智能变电站站域保护研究综述[J].华东电力，2013，（5）：947-953.
继电保护装置的功能篇3
【关键词】继电保护技术；变电站；变电运行；应用
电力系统正常的运行关系到人们的日常生产生活，继电保护装置在变电站的运行中有很重要的作用，其在变电站正常运行时是不会有动作，但是，在变电站发生故障的时候，继电保护装置就会对其故障进行有效的隔离和防护，保障变电站的正常的运行。以下就主要的对继电保护技术在变电站变电运行中的应用做分析介绍。
1继电保护概况
继电保护装置对于电网的安全以及其稳定的运行有着很重要的作用，随着我国电力系统规模的日益扩大，等级不断的提高，系统运行的方式与网络结构的日趋复杂，对于变电保护的要求也就随之不断的增高。随着计算机技术的快速的发展，大规模的集成电路技术也得到了快速的发展，微型计算机与微处理器也进入到了实用化的阶段，微机保护也开始逐渐的实用。继电保护装置的发展速度很快，其应用的范围也很广泛，功能也比较的强大。特别是在变电站的保护功能上，采用不同的装置可以实现不同的保护的功能，另外其还可以实现以前难以实现的保护的功能，随着科技的不断的发展，更多先进的技术将会应用在变电站的保护中。
2变电站电力系统对继电保护装置的要求
随着继电保护装置自身功能的快速发展，电力系统对于继电保护装置也有了新的严格的要求，电力系统对于继电保护装置最基本的要求是，要有一定的可靠性、快速性、灵敏性以及选择性。其可靠性主要强调的是其保护的装置在电力系统出现故障的时候必须有可靠的动作产生；快速性就要强调的是在发生故障的第一时间之内要产生相应的动作，这样对于继电保护装置最基本的要求，因为地理系统的故障会随之时间的延长而增加其破坏性，所以应该在最短的时间内采取防范的动作；灵敏性则主要是要求继电保护装置反应要灵敏并且要快速，动作作用的范围要准确，能够正确的反映出故障的范围，尽量的减少停电的面积；选择性最要强调的是继电保护装置不能发生误动的现象，也就是指不能发生失误操作。所以，为了保障电力系统安全的运行，继电保护装置的应用是非常必要的，这样可以有效的保障电力系统的安全运行。
3继电保护对电力系统的作用
为了使电力系统能够良好的运行，要对继电保护在电力系统中出现故障进行及时检测，并判断出故障的具置，及时有效的处理故障问题。继电保护具有以下几个方面的优点：首先其性能比较优越，继电保护技术能够有效的避免外界因素干扰，防止装置受损，能够保证数据信息的安全性。随着社会科学技术的发展，继电保护技术不仅实现了有效的防范工作，同时还在使用过程中避免了外界的腐蚀影响，为今后继电保护装置产品的性能优化提供了有利的技术发展依据。其次是投资比较少，并且安装也比较的便捷，继电保护装置因为自身材料的优越性，为电力行业施工创造了有利条件，依据新建电网运行传输通道，大大降低了电力系统占据的空间。继电保护装置不仅降低了电网运行的成本，还对故障的发生有快速的诊断作用，技术人员在安装过程中操作方便，只需按照安装电气图纸进行安装即可。第三是故障的检测和防范，当继电保护在电系统的设备或者元器件出现故障之后，要对控制的断路器分出跳闸程序操作指令，同时对系统实施报警，提醒值班人员及时进行相应处理，同时还能中断其他受损设备的运行，达到最终的设备和元器件保护的目的。
4电力系统继电保护技术应用分析
4.1根据电力系统的实际需求进行设备的选型
在电力系统继电保护装置的应用过程中，根据电力系统所需进行正确的选型是非常重要的环节，要保障电力系统的继电保护装置应该能够良好的履行其功能和任务，通过继电保护装置来实现系统运行状况的监测、实现电力系统出现故障自动切除等任务。随着现代网络技术在继电保护中的应用，继电保护装置还应该保障能够支持网络监控系统，以此来实现电力系统自动化以及网络监控的需求。所以，变现站继电保护装置的选型应该保障其科学合理性，以此来保障电力系统安全稳定的运行。
4.2继电保护在电力系统中的应用功能探讨
继电保护装置在变电站中的应用有效的实现了电力系统输变电过程中的变电设备的保护，从而使变电站运行过程中事故所造成的经济损失得到了有效的降低。首先继电保护装置主要的之采用了二段或者是三段式的电流保护，其有效的预防由于短路等情况所造成的变电设备损坏的现象。其次母线保护以及主变保护等利用继电保护装置对于输变电设备进行有效的保护，以此预防了电路故障造成了设备的损害。继电保护在变电站中的应用，有效的保障了电力系统输变电设备的安全性。
4.3现代网络化需求下继电保护技术应用
随着科学技术的不断的发展，许多新型的技术不断的应用到电力系统中，以此来实现了继电保护装置网络化以及智能化等的需求。由于受到通讯手段的限制，除了差动保护和纵联保护之外，很多的继电保护装置都只能够对安装处的电气设备进行相应的保护，由于继电保护装置切除故障点电气设备限制的故障影响的范围外，还应该保障整各电力系统的安全运行，这样就要求各个保护单元和重合闸的装在在其分析运行以及故障信息数据时能够协调动作，所以就要实现系统各主要设备的保护装置形成相应的网络，也就是要实现继电保护装置的网络化。随着人工智能技术的不断的发展，在电力行业中其也得到的开发和研究，其在继电保护领域的应用，可以使其得到更好的发展。比如：神经网络技术在继电保护中的应用，可以有效的解决方程式或者是难以求解的复杂的非线性问题，大大的提高运算的能力，人工智能方法在继电保护装置中适当的应用，可以有效的促进继电保护领域的发展。
5总结
随着科技的不断的发展，继电保护装置也得到了快速的发展，其在变电站中的应用也越来越广泛，其可以有效的保障其变电站的运行，实现继电保护装置的智能化、网络化以及自动化技术发展，能够更好的实现变电系统自动化运行以及网络化监控的目的，保障电力行业健康快速的发展。
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继电保护装置的功能篇4
随着我国电力工业的迅速发展，各大电力系统的容量和电网区域不断扩大。电力系统在运行过程中，会因为各种各样的原因而出现事故，从而可能导致电力系统的运行暂时中断，也可能引发更大的电力事故。所以在变电站中，人们采用微机继电保护装置进行电力系统的保护，微机继电保护装置在电力系统的广泛应用是电网及电气设备安全可靠运行的保证。微机继电保护装置可以在电力系统发生异常情况时进行检测、预警等，并且可以进行相应的自救措施。随着电力改革的进行，电网规模的不断增大，对于微机继电保护装置的要求也越来越高。电力工作者在不断地研究微机继电保护装置对电力系统运行的保护功能，不断地开发新型的微机继电保护装置，以适应我国国民对电力不断增加的需求。
一、35kV变电站中微机继电保护特点
为了更好地保证电力系统的正常运行，35kV变电站中微机继电保护特点如下：
可靠性是对微机继电保护装置提出的最基本的要求，也是微机继电保护装置最基本的特点。计算机在程序的指挥下，有极强的综合分析和判断能力，因而微机继电保护装置可以实现常规保护很难办到的自动纠错，即自动地识别和排除干扰，防止由于干扰而造成误动作。另外微机继电保护装置有自诊断能力，能够自动检测出计算机本身硬件的异常部分，配合多重化可以有效地防止拒动，因此可靠性很高。
由于计算机保护的特性主要由程序决定，所以不同原理的保护可以采用通用的硬件，只要改变程序就可以改变保护的特性和功能，因此可灵活地适应电力系统运行方式的变化。
采用微型计算构成的保护，使原有型式的继电保护装置中存在的技术问题，可以找到新的解决办法。如对距离保护如何区分振荡和短路，如何识别变压器差动保护励磁涌流和内部故障等问题，都提供了许多新的原理和解决方法。
当电力系统的运行发生异常情况时，微机继电保护装置必须及时作出相应的反应，以保障电力系统供电的可靠性。对于电力系统运行来说，在故障发生时不能及时得到处理，其影响程度可大可小。35kV变电站中微机继电保护克服传统继电保护装置功能单一的缺陷，增设了故障测距、事件记录、三角极性电压判断封功能，提高了继电保护装置的保护速度。
微机继电保护装置具有自动性，它摆脱了对站里工作人员定期检查的依赖性。在电力系统中所规定范围内的元件，如果发生异常情况，无论是短路的类型，还是短路点的位置，微机继电保护装置可以第一时间发现，并且给予正确的反应动作。另外在继电保护装置中连接微机管理系统，大大提高了继电保护的灵敏性。
二、35kV变电站中微机继电保护设计
在对电力系统35kV变电站中微机继电保护装置的设计中，一定要注意对微机继电保护装置中自动识别系统的设计。微机继电保护装置要正确区分其保护的元件是处于什么样的状态，要可以精确地区分元件发生故障的区段，所以，在进行35kV变电站中微机继电保护装置的设计中，需以电力系统故障的电气物理量变化为根据，结合电力系统的电压、电流等变化设计35kV变电站中微机继电保护。
（一）微机继电保护装置的组成
微机继电保护装置的主要作用是进行电力系统故障的检测与预警等，所以必须具有数据采集系统、微机装置的保护与管理装置等，这些基本硬件共同组成微机继电保护装置，共同为保证电力系统的正常运行做贡献。
数据采集系统主要负责采集电力系统中的各项电气物理参数，将电压与电流互感器发射的信号转化为数字信号，通过输入输出处理器传递给微机系统，以进行进一步的处理；微机装置是微机继电保护装置的核心部分，分为微机保护装置和微机管理装置。微机保护装置是继电保护的主要运行部分，它受变电所使用的软件的限制，根据不同的软件使用，确定不同的保护功能；微机管理装置的主导者是电力系统的工作人员，通过工作人员的有关操作，进行模拟量信号的输出和开关信号的输入，关系到变电站中外部继电器、操作把手等接点的运行。除此之外，为适应用户的需要，还配备了打印机，以对用户提供书面故障信息。
（二）微机继电保护装置的不足之处
1.语音报警慢
微机继电保护装置可以在发生电力系统故障时，进行预警，但是这种语音报警的速度并不理想。当进行停送电操作时，接连操作几个开关后，报警才会响起。
2.低周减载功能重复
专门的低周减载柜的设计是不必要的，因为在每台线路保护上都有低周减载功能，重复设计则会导致资金的浪费。
3.错误使用单项供电表
在变电站中，进线分为主用和备用两路，备用回路设计计量电度表忽略了双向供电，只使用单项供电表，不符合设计要求。
三、35kV变电站中微机继电保护的应用改进策略
对35kV变电站中微机继电保护的改进，应该建立在保持原有装置功能的基础上，提高语音报警速度、加强继电档案管理工作等方面进行，全面的提高微机继电保护系统的可靠性和适用性，使微机继电保护系统能够具备广的应用范围。
（一）相位校正
变压器两侧电流的相位差在超过一定限度时会引起不平衡电流，致使继电保护的准确性受到影响。所以，在实际工程中，利用星形接法处理变压器两侧的电线，将微机软件计算功能直接应用到相位校正中，调整电流差值，增加电流相位差超限的报警功能。
（二）过电流保护
35kV变电站中的复合电压启动时形成过电流，这种过电流将对电力系统调度造成影响，所以微机继电保护装置将过电流、低电压、进行过负载保护，稳定电力系统的供电功能，形成安全的后备保护系统。
（三）主变本体保护
微机继电保护装置对于小匝间短路的灵敏度较低，所以在35kV变电站中微机继电保护的应用时，应该注意这种保护死角的设置。利用微机的自动调节功能，按照主变本体内的气体保护程序，加强对于有载调压气体保护和压力释放保护对于主变本体的保护。
四、35kV微机继电保护装置与110kV微机继电保护装置的不同
由于35kV微机继电保护装置与110kV微机继电保护装置，在电压上存在差异，所以两者在选择电源方面，虽然都以保障微机继电保护装置的安全性为主要目的，但是在选择电源电压上还具有一定的差异；110kV微机继电保护装置采用高精度、高稳定的元件来构成采样回路，这就大大降低了环境因素对继电保护误差的影响，同时增强微机继电保护装置的自检功能，打破继电保护装置自检的时间与空间的限制。取消调节器件，实现调节采样精度的非现场化，并且提高装置的稳定性，这些都是35kV微机继电保护装置所欠缺的；但是35kV微机继电保护装置具有更强大的抗干扰性，降低了电磁对于装置的影响。
小结：
传统的微机继电保护装置已经适应不了电力系统的不断发展，所以电力系统的工作者加紧研究新型微机继电保护装置的脚步，以求可以不断完善电力系统的改革，最大限度地减少电力事故对电力设备的损害，提高电力系统供电运行的安全性、稳定性、可靠性，从而满足我国国民不断增长的电力需求。
参考文献：
[1]罗钰玲电力系统微机继电保护人民邮电出版社.
[2]文玉玲,孙博,陈军.浅谈微机继电保护[J].新疆电力技术,2009,（04）.
继电保护装置的功能篇5
【关键词】四遥线路光纤纵差保护微机保护装置控制回路二次接线设计
1综述
对于进线线路引自另一个变电站同一电压等级母线的变电站，其进线开关因光纤纵差保护为与上级变电站配合，须与上一级出线开关使用同一厂家、型号的保护装置，而站内原有微机保护系统往往为另一套不同厂家出产，存在进线开关微机保护装置与站内原有微机保护系统不兼容，导致遥测、遥信、遥控、遥调功能无法实现的情况。
针对这一情况，现有的解决方案有以下几种：
（1）在变电站增加与进线保护装置配套的通讯及后台系统，与原有微机保护系统相互独立，专用于进线开关的“四遥”功能的实现。缺点为需增加整套通讯屏及后台监控机，成本过高。
（2）使用不同厂家的保护装置与微机保护系统，其中遥信、遥测功能较易实现，而遥控、遥调的实现需修改通讯协议，定制远动系统终端软件，实现保护装置的正常通讯，从而实现“四遥”功能。缺点是需联系厂家技术人员定制编写通讯协议及后台软件，实现难度较大。
（3）采用不同厂家两套微机保护装置，设计改造控制回路使两套装置分别实现保护跳闸功能和“四遥”功能。此方法仅需在原有基础上增加一台线路保护装置，成本低，实现难度低，且能按计划实现预计功能。
由上可以看出第三种方案具有一定的优势，本文以实例介绍了第三种方案的具体实现方法。下面以南瑞继保RCS-9613CS线路光纤纵差测控保护装置与南自机电pDS-741数字式线路保护测控装置共同控制的同一进线开关柜的控制回路接线为例，分析二次回路接线中出现的问题，并提出了二次接线解决方案，供技术人员参考。
2基本情况
晋煤集团供电分公司凤北35kV变电站两回35kV进线分别引自凤凰山35kV变电站337、338开关，架空线路总长分别为3.253km、3.184km，其进线开关363、364配备光纤差动保护与过流i段、过流ii段保护，均采用南自机电pDS-741数字式线路保护测控装置实现。
2013年凤凰山35kV变电站进行了综自系统改造，由原有南京南自机电自动化有限公司的pDS-7000微机保护系统更换为南瑞继保RCS-9000系列装置，为配合上一级变电站，保障线路光纤差动保护的实现，凤北35kV变电站进线开关计划使用南瑞继保RCS-9613CS线路光纤纵差测控保护装置实现进线开关光纤差动及过流保护。由于需要与站内原有南自系统通讯及后台配合，仍使用南自pDS-741数字式线路保护测控装置实现“四遥”功能。需重新设计二次接线来保障两套保护装置的配合运行。
3设计思路及分析
设计原则：与微机保护双重化配置不同，该进线开关柜配备的光纤差动保护与过流保护仍使用同一保护装置实现，接线的基本原则是安全可靠，并兼顾投停、检修的灵活便利。从以往的保护误动事故案例统计分析来看，二次回路的复杂性是造成保护误动的主要原因之一，故两套保护装置间的联线应尽可能少，以减少因二次回路接线复杂造成的保护误动。
将设计思路归纳如下：
3.1总体设计思路
使用南自pDS-741数字式线路保护测控装置实现进线断路器手动合闸、手动跳闸、遥控合闸、遥控跳闸、合位监视、跳位监视、遥测数据上传等“四遥”功能，南瑞RCS-9613CS线路光纤纵差测控保护装置仅用来实现在故障时跳开进线断路器。与上级变电站光纤纵差保护用通讯光缆联入RCS-9613CS装置，原pDS-741装置控制回路尽可能保持完整，将南瑞RCS-9613CS保护跳闸回路接入原pDS-741装置控制回路中实现功能。
3.2直流控制电源与装置信号电源的选择
《国家电网公司十八项电网重大反事故措施继电保护实施细则》中对多重保护的直流电源未做明确规定，由于两套保护装置均使用DC220V电源做为装置电源和操作电源，为简化运行人员投停操作，同时保障不因产生寄生回路使回路中产生环流而引起保护误动作，要求装置信号电源与操作电源分开，两装置的信号电源相互独立。
在本次回路设计案例中，南瑞RCS-9613CS控制回路仅取其保护跳闸出口继电器的常开接点，相当于在pDS-741保护跳闸回路中增加了一个无源接点，因此两保护装置控制回路均使用pDS-741装置的同一操作电源。
同时按《实施细则》要求，独立的保护装置直流回路必须全部取自该保护专用的电源端子对，故采用南瑞RCS-9613CS光纤差动保护跳闸接点无源回路两端必须使用单独的端子接入pDS-741保护跳闸回路中。
3.3防跳回路的选择
两个保护装置均内置防跳回路，为防止两个防跳继电器配合问题出现使防跳继电器动作后无法返回，接线时应只使用其中一个防跳回路，出于减少接线复杂度考虑，使用南自pDS-741数字式线路保护测控装置防跳回路。
按设计要求，南瑞RCS-9613CS实现线路故障时与对侧光纤差动保护装置配合跳开进线断路器功能，防跳继电器（tBJV）、合后位置继电器（KKJ）、跳闸保持继电器（tBJ）及合闸回路、合位、跳位监视回路均不应接入实际使用控制回路中，因此仅使用图1中虚线部分即可实现功能。
图1中，KD为接线端子排，13KD2、13KD9为增加的该回路专用电源端子对，13n4XX为装置背板接线端子，13Lp1为RCS-9613CS保护跳闸压板，BtJ为装置内部保护跳闸继电器出口接点。
为防止产生寄生回路，将图1回路两侧与原回路断开，直接接入南自pDS-741装置控制回路操作正电源中。即将图1回路与南自pDS-741装置保护跳闸出口并接，如图1所示。
图1改造后的南自pDS-741控制回路原理图（局部放大）
实际运行中取下南自pDS-741装置原配的保护跳闸压板（1-42XB1），投入南瑞RCS-9613CS保护跳闸压板（13Lp1），两套保护装置设置定值相同，由南自pDS-741保护装置发出故障信号，南瑞RCS-9613CS装置实现保护跳闸回路的接通。
3.4装置电压、电流回路
两保护装置电压并接自pt同一绕组，由于光纤差动保护所需Ct绕组与过流保护使用Ct绕组极性相反，同时按《国家电网公司十八项电网重大反事故措施继电保护实施细则》要求，两保护装置电流分别引自Ct相互独立二次绕组。
4实施效果
现晋煤集团供电分公司下属机关35kV变电站、凤北35kV变电站合计4个进线开关全部采用上述接线方式，实现了两套不同厂家保护装置分别独立实现开关柜“四遥”功能与保护跳闸功能，均稳定运行，未出现异常，有效降低了综自改造时的设备购置成本，实现了预计功能，在实践应用中取得了良好地效果。
5结语
随着现场运行的微机保护设备不断更新换代，许多二次回路需根据现场实际情况进行变更，在变更中既要把握重点，又要重视细节，使二次系统真正成为电力系统的安全屏障。
参考文献：
[1]张晓亮，李江龙.谈变电二次设计过程中的细节问题[J].科技情报开发与经济，2006（24）：284-286.
继电保护装置的功能篇6
关键词:综合自动化;继电保护;管理方式
继电保护是通过比较电力系统元件在正常状态、不正常状态和故障状态时所反映的电气量上的差异不同,从而判断电力系统元件处在正常状态、不正常状态或故障状态，不正常状态动作于发信号，故障状态跳闸,从而能快速正确地切除电力系统发生的各种故障,保证电力系统安全稳定运行，提高供电的可靠性。而变电站综合自动化为我们提供了一个很好的手段，变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。
一、实现综合自动化的微机型继电保护装置应具有如下特征
1、装置必须微机化，具有良好的通讯性能。
2、保证继电保护装置能够实时向监控后台上送遥测、遥信信息，具备遥控功能。
3、装置具有良好的人机界面，便于工作人员调试校验。
4、装置具有对时功能及故障录波测距功能。
综合自动化变电站是由传统的一次设备和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，与传统的变电站相比综合自动化变电站必须保证通信的高效性、实时性、可靠性。综合自动化变电站与传统的变电站相比有着无法比拟的优越性，同时也带来了许多新的问题，如微机型继电保护装置的抗干扰问题、通讯设备的抗干扰问题、时钟同步问题、保护室的管理问题。
二、浅谈在实际工作中存在的问题
1、微机型继电保护装置的抗干扰问题
引起电磁干扰的主要原因有：雷电波冲击、电力系统短路故障、站内高压刀闸和开关的操作、站内高压设备的工频电磁场干扰等等。防止强电干扰进入弱电系统是微机型继电保护装置抗干扰的最基本措施，主要方式为一方面可以通过改进装置的硬件部分,如采用光电耦合措施将强电与弱电隔离，增加其抗干扰能力;另一方面可以从改善外部环境着手,通过各种屏蔽、隔离、接地等措施,切断干扰。
装置的屏蔽问题。对于微机型继电保护装置而言，为防止外部的干扰直接耦合到装置的内部插件和元件上，目前主要通过机箱来屏蔽。这一点目前几乎所有的微机型继电保护装置都采用了，并且采用机箱良好接地的方式。
装置的接地问题。实践证明接地措施是抗干扰的重要手段之一。良好的接地可以在很大的程度上抑制装置内部的噪声耦合，防止外部电磁干扰。实际上，微机继电保护装置外壳接地，同时起到了抑制电磁干扰和人身安全接地的双重作用。通常的做法如下：保护屏柜的下部应设有截面不小于100mm2的接地铜排，屏柜上设有接地端子，并用截面不小于4mm2的多股铜线连接到该接地铜排上，接地铜排应截面不小于50mm2的接地铜缆与二次接地网相连；保护装置箱体必须可靠接地；所有隔离变压器的一二次线圈间必须有良好的屏蔽层，屏蔽层应在保护屏可靠接地；外部引入至微机型继电保护装置的空接点进入保护装置后应经光电隔离。
2、综合自动化变电站通讯设备的抗干扰问题
保护装置的实时信息能否可靠的上传至监控后台，通讯设备的抗干扰问题尤为关键。综自系统常用的通讯接口标准主要有：现场总线、以太网、通用串行通讯接口。目前我们通用串行通讯接口主要采用RS232、RS485。RS232接口标准的缺陷与不足：接口电路的信号电平太高，容易损坏接口电路、信号的传输距离短、抗干扰能力差。提高232接口标准性能的补救措施：采用有源电流环长线驱动器，可将三线制通讯方式变为四线制，这样既提高了抗干扰能力又扩大了传输距离；还可采用光纤转换器将232信号转换为光信号进行传输，同样使用光纤做为传输介质提高了抗干扰能力又扩大了传输距离。
3、综合自动化变电站的时钟同步方案
时钟同步解决由分散的智能装置采集的遥信变位信号时标的一致性问题，为事故分析提供准确的信号动作顺序信息，所以在综合自动化变电站中各保护装置的时钟同步问题十分重要，这也要求我们的微机型继电保护装置具备对时功能。目前我站主要采用基于报文对时和秒脉冲对时相结合的时钟同步方案。通讯报文对时法由于对时报文的传输的延时和装置响应对时报文的不同步，造成对时精度只能到秒级，而毫秒级的对时必须通过秒脉冲对时法来解决，秒脉冲对时法它是借助GpS装置在每个整秒时刻发出的秒脉冲信号的上升沿去中断各装置的CpU进行毫秒计数器同步。
4、保护室的管理问题
微机型继电保护装置对运行环境有着更高的要求，良好的运行环境才能保证其长期的安全稳定运行。日常工作中应加强对运行环境的监视，制定严格执行保护室空调开启、门窗关闭等制度，以保证保护室内的空气质量、环境温度、湿度等满足微机型继电保护装置的运行要求。另外保护室内禁止使用无线通讯工具，应开通有线通讯工具，以保证调试需求。
三、微机型继电保护装置的选型设计
1、微机型继电保护装置的选型应统筹规划综合考虑,使用知名厂家、技术成熟、性能可靠的继电保护产品。
2、系统具备采集、监视、控制、自检查功能、通讯功能，可以通过网络把用户所需要的各种数据传输到监控中心。
3、微机保护具备时钟同步功能、录波功能为事故分析提供准确的信号动作顺序信息。
4、微机保护应具有很高的可靠性和抗干扰能力。
5、后台信号能够按重要等级、变电站名称划分,如Ⅰ类信号主要反映故障信号,Ⅱ类信号是告警信号，Ⅲ类信号主要反映保护装置及电力系统的状态，便于运行人员能迅速识别重要信号,做出正确的分析判断，加快故障的处理速度。
6、保护装置应具有良好的人机界面，便于操作，安装调试。
四、综合自动化变电站保护装置安装调试验收投运
1、在综合自动化变电站建设中,继电保护涉及测控装置、后台监控、直流系统、五防体系、远动设备。因此工作前应先明确继责任界限与分工,做好协调工作。
2、对于微机继电保护装置的新安装校验,模拟电力系统可能发生的各种故障,做装置的整组传动试验,确保装置各条逻辑回路的正确性。
3、安装过程中应保证继电保护及自动化装置的背板、压板、端子排、插头的接线牢固性,做好光缆及网络线防外力破坏的措施。
4、验证各个系统设备之间的协调,对时系统,监控系统,远动系统,远动系统，故障信息系统等调试工作。
5、对综自系统的继电保护进行验收,除常规的保护试验外,还要对设备的遥信、遥控、遥测操作验收以及保护的对时功能的验收。
6、根据综自系统的继电保护情况及设备的特点,重新制定相应的运行操作规程
继电保护装置的功能篇7
【关键词】电气设备；继电保护；发展
继电保护，是指电力系统中的电气元件发生故障或运行状态不正常时，能通过断路器跳闸、减负荷或告警方式，使电气设备免于遭到破坏的一种自动保护功能。提供该保护功能的装置称为继电保护装置[1]。继电保护技术的进步给电力系统带来了新气象和变化，反过来电力系统的发展也对继电保护技术提出了更高的要求。随着电力系统向超大机组、特高压、长距离、全国联网的方向发展，仅设置系统各元件的方式已不能适应容量愈来愈大、范围越来越广的电力系统长期安全稳定运行的要求了，计算机网络技术、人工智能方法、自适应原理的应用为继电保护技术的发展提供了新的动力，目前继电保护技术正朝着继电保护装置一体化、广域保护的方向发展。为了更加深入地了解和把握继电保护技术的需求和发展趋势，本文对继电保护相关技术进行了研究和探讨。
1.电气设备继电保护的主要类型及其技术
1.1继电保护的类型
继电保护按照保护对象来分类，可分为设备保护和线路保护两类。设备保护包括发电机保护、变压器保护、电动机保护、电抗器保护、电容器保护和母线保护等类型。主设备保护是除母线保护以外的其他各种设备保护。
1.2电气设备继电保护相关技术
1.2.1发电机保护
发电机继电保护包括（纵联、横）差动保护、（单相、励磁回路）接地保护、低励磁保护、失磁保护、过负荷保护及定子绕组过电流、过电压保护、负序电流保护、失步保护等。下面主要讨论接地保护和励磁保护两个方面。
为防止发电机过电压常采用中性点经配电变压器接地的方法。传递过电压、断线过电压和谐振过电压是引起发电机过电压的三个主要因素。但这些因素对大型发电机组影响不大，因为：主变高低压线圈之间电容很小，不会产生传递过电压；机端tV对地电容很小，也不会产生断线过电压；一般tV不出现质量问题，不会有谐振过电压。但为了防止过电压并最大限度提高定子接地保护的灵敏度，可在配电变压器二次侧并联大约0.2Ω的小电阻[2]。
发电机失磁保护主要由阻抗元件、母线低电压元件和闭锁（启动）元件等组成。阻抗元件应按照静稳边界或异步边界进行整定。母线低电压元件可在稳定运行条件下按临界电压进行整定，通常取发电机断路器连接母线电压的0.80.85倍。
1.2.2电力变压器保护
电力变压器继电保护包括瓦斯保护、纵联差动保护、电流保护、短路故障后备保护、过负荷保护、过励磁保护等。下面主要讨论瓦斯保护、差动保护、后备保护三种类型。
瓦斯继电器安装在油箱和油枕连接的管道中，能够对油箱中产生的气体或油流作出反应而产生动作。一般普遍采用浮筒式的瓦斯继电器，常因浮筒密封问题产生漏油并造成瓦斯继电器误动作。可将下浮筒改成旋转挡板，以提高瓦斯继电器动作的可靠性。目前生产的型式主要有浮筒挡板式和开口杯挡板式两种。
根据电流、电压变化量进行反应的差动保护装置，其测量元件安装在被保护元件一侧，但不能区分其保护范围末端及相邻范围始端的故障。虽然可以通过缩短保护区或者延长动作时限来得到保护动作的选择性，但无法避免故障范围扩大。因此，让测量元件能够采集到被保护元件两端的电量，就可以区分保护范围内外的故障。目前已广泛采用通过比较被保护元件各端电流大小和相位差别而构成的纵联差动保护。
后备保护一般用于反应外部相间短路和外部接地短路故障，一般采用过电流保护。过电流保护装置应安装在变压器电源侧，以便过流时可以通过各侧断路器断开与变压器的连接。为了避免采用完全后备保护后接线复杂的问题，可适当缩小相邻线路的保护范围。但为了保证发生三相短路时动作可靠，应确保保护装置具备足够的灵敏度。
1.2.3电力电容器保护
为了补偿电力系统无功功率的不足，改善电压质量、降低线路损耗并提高功率因数和系统运行稳定性，常在变电所中、低压侧并联电容器组。并联电容器组应配置过电流保护、过电压保护（设自动投切装置的，可不设过电压保护）、低电压保护、差压保护等方式。下面的故障类型或异常运行方式，应装设相应的保护装置：
⑴电容器组与断路器之间连接线的短路保护，应采用带有短时限速断功能的过电流保护装置。速断保护动作电流的整定，应按最小运行方式下，电容器端部引出线发生两相短路时具备足够的灵敏度。
⑵电容器组中切除故障电容器后引起的过电压超过额定电压的110%时，保护装置应能将整组电容器断开。
⑶对于电容器内部故障及其引出线发生短路的保护，应对每一个电容器都装设熔断器。选择熔断器时，其额定电流应等于电容器额定电流的1.52倍。
1.2.4发电机-变压器组保护
大型发电厂一般采用升压的方式输送电能，所以一般采用发电机-变压器组的形式。与发电机、变压器单端工作所采取的保护不同之处是：许多相同的保护类型可以合并，装设公共的纵差保护、过电流保护等。但发电机与变压器之间装有断路器时，则应分别装设纵差保护。另外，在发电机组容量较大（200mw及以上）、水轮发电机组绕组直接冷却及公用差动保护整定值超过发电机额定电流1.5倍时，为提高可靠性和灵敏度应另装设单独的发电机差动保护。
2.继电保护的发展趋势
2.1测量、保护、控制、数据通信一体化
兼具测量、保护、控制、数据通信一体化功能的微机保护装置，就近装设在变电站被保护的设备或元件附近，利用光电电压互感器（opt）、光电电流互感器（oCt）直接采集被保护设备或元件的电压、电流，并将其转化为数字化信号，再通过光纤网络传输到本站计算机和调度中心。一体化装置可实现充分的资源共享及故障录波、后台分析等功能，使故障诊断、安全监视、稳定预测、无功调节和负荷控制等功能更完善。
2.2网络化、智能化、自适应化
通过建立继电保护网络系统，使电气设备具备网络通信功能，可实现继电保护网络化管理，如通过网络监控系统的运行及进行故障处理和参数整定等。通过采用神经网络、模糊逻辑、遗传算法等智能技术，可以解决电力系统中许多非线性问题，可及时分析、判断和处理故障。自适应技术可以让继电保护装置适应电力系统发生的各种变化，提高继电保护的性能。
2.3广域保护和控制
广域保护是基于广域测量信息的继电保护。传统继电保护的信息是基于就地的，广域信息包含了就地和远方更宽广区域的信息。实现广域保护的途径是基于在线自适应整定（oaS）和故障元件判别（Fei）。广域保护的通信基于ieC61850标准。广域保护可以解决传统保护在电网运行方式改变而难以满足各继电保护之间相互配合的难题[3]。
继电保护装置的功能篇8
关键词：发电厂；综合保护；测控装置；应用分析
我厂200mw机组为东方电机的QFQS2002，高压厂用变压器为保定变压器的SFF131500/20000
11500kVa，Δ/ΔΔ1212接线，6kV系统采用aReva公司miComp系列微机综合保护测控装置，主要为p127馈线保护装置、p243电动机保护装置、p922电压/频率保护装置。在运行中，该型保护装置运行安全可靠，除定期更换电池外，未发生过运行中装置损坏事件。故在后期300mw机组建立之后的技改项目中，在6KV公用a\B段上加装了该系列的后续型号p141馈线保护装置、p225电动机保护装置以改善现场对继电保护装置的应用。
1合理配置保护功能和选择装置
aReva公司miComp系列微机综合保护测控装置种类型号较多，功能齐全，需要合理配置保护功能和选择装置型号，使被保护测控对象与保护测控装置的功能正确匹配。其主要综合测控装置型号选择及功能配置如下：
1.1馈线/分支微机综合保护miComp127及p141的保护测控功能
（1）、电流速断保护；
（2）、电流限时速断保护
（3）、接地保护；
（4）、过负荷跳闸／告警；
（5）、故障录波。
1.2微机电动机综合保护（带差动）miComp243及p225的保护测控功能
（1）、相电流速断保护；
（2）、两段定时限过电流保护；
（3）、不平衡保护；
（4）、接地保护；
（5）、电动机过热保护；
（6）、过负荷跳闸浩警；
（7）、分相比率差动保护；
（8）、电流互感器（ta）断线功能；
（9）、故障录波。
1.3变压器微机综合保护（不含差动）miComp127+p120的保护测控功能
（1）、相电流速断保护；
（2）、高压侧过流保护；
（3）、不平衡保护；
（4）、高压侧接地保护；
（5）、低压侧接地保护；
（6）、过负荷跳闸／告警；
（7）、故障录波；
（8）、大电流闭锁跳闸（用于FC回路）。
1.4变压器微机综合保护(含差动)miComp632的保护测控功能
（1）、相电流速断保护；
（2）、高压侧过流保护；
（3）、不平衡保护；
（4）、高压侧接地保护；
（5）、低压侧接地保护；
（6）、过负荷跳闸／告警；
（7）、分相比率差动保护；
（8）、ta断线功能；
（9）、故障录波。
1.5电压互感器(tV)保护miComp922的保护测控功能
（1）、低电压保护；
（2）、母线过电压告警；
（3）、零序过电压告警；
（4）、tV断线告警；
（5）、直流电源监视告警；
（6）、故障录波；
（7）、三路开关量保护（其中第一路为小车工作位置异常或二次插头未插人，告警并闭锁低电压保护）。
而根据我厂的机组容量、运行方式等实际需要，以p225电动机保护装置为例，在实际应用中选择性投入了以下功能：短时负荷保护、短路保护、超时启动保护、转子堵转保护、不平衡保护、接地故障保护、欠电流保护、欠电压保护、过电压保护。
而p141馈线保护装置为例则投入的功能有：相间过流保护、方向过流保护、电压控制的相过流保护、接地保护、负序过流保护、过负荷保护、低电压保护、过电压保护。
2二次回路设计
微机综合保护测控装置二次回路的设计，主要是完成交流电压电流输人、开关量输人输出、模拟量输人输出、保护跳闸及信号出口、通信等接口回路的设计。设计的结果都反应在二次回路施工图上，无论是断路器柜厂家还是工程施工单位，都是按图施工；有问题的设计施工图纸必将带来元件安装、二次回路接线、设备标示等问题。有的问题在断路器和保护测控装置调试时能够发现，有的则可能还发现不了，要等到运行中保护及二次回路出现问题，使保护误动或拒动，造成的影响和损失就扩大了。我们在设计中就发现了以下几个容易被忽略的细节问题。
2.1交流模件接口回路设计
miComp系列微机综合保护装置交流电流回路有1a、5a两个交流模件，miComp243保护装置局部接线图（见图l）上为1a回路接线。在进行接口设计时，要核对被保护设备ta二次回路额定电流，对应选用，如将5a回路接人1a交流模件，可能会烧坏该模件。
2.2电动机保护交流回路引入U、w相，缺少V相电流
6kV电动机断路器柜一次回路只配置了U、w相ta，而作为电动机保护的miComp243和p127都没有像国产保护在软件上进行校正，所以缺少V相电流。正常运行时，保护装置V相电流iv=0，iU＋iv+iw＝iU＋iw≠0，会出现负序电流，造成以下后果。
(l）负序保护不能正常投人。
(2）电动机三相功率计算也会出现明显错误。
以p127为例，原设计miComp127保护装置交流回路图见图2。
一次回路加装V相ta的方案投资较大，改造周期也长，可以在二次回路上想办法。修改原保护的电流回路设计，将保护装置U、w相交流模件输出端，并联接人V相交流模件输出端，从V相交流模件输人端接到tan相，这样负序保护可以投运了，电动机三相功率显示正常。修改设计后的miComp127保护装置交流回路图见图3。
2.3出口继电器定义
在6kV综合保护中，无论是电动机、变压器还是馈线／分支保护跳闸出口方式都是一致的，即保护装置中差动、速断等保护跳闸断路器都是一样的。唯独频率电压保护装置p922不一样，其低电压保护整定为：低电压1段0.55S动作跳不重要电动机，低电压2段9S动作跳重要电动机。两段保护出口需启动不同的低电压跳闸继电器，跳闸出口继电器定义要特别注意出口继电器本身的特点，才能正确选用。原设计miComp922保护装置控制原理图见图4
低电压1段跳闸为出口继电器RLi(2、6端子），低电压2段跳闸为出口继电器RL2(8、12端子），看上去没什么问题，实际上不行。因为RL1继电器为装置固定跳闸输出继电器，任何保护功能只要出口逻辑是跳闸，都会启动该继电器出口。但低电压2段保护动作却会同时动作出口继电器RL1和RL2，修改设计选择低电压1段跳闸为出口继电器RL3(14、16端子）,miComp922保护装置控制原理图见图5。
2.4出口继电器接点容量
p922出口继电器接点容量为DC25w电感性（L/R=40ms)，作为低电压保护使用时，低电压动作小母线上并联许多电动机的低电压跳闸中间继电器。当低电压保护动作时，所有中间继电器起动，接点返回时回路断开容量较大，容易烧坏p922出口继电器接点。以6kV主厂房1a段95低电压保护同时启动14只K4中间继电器（直阻为2250Ώ）计算，回路电阻R=2250114=160.7Ώ。p922出口继电器接点需要断开的容量为，为此需加装接点容量大的扩展中间继电器，保证p922保护装置出口继电器的安全运行，修改设计后miComp922保护装置控制原理图见图5。
3保护逻辑编写
aReVa的6kV综合保护与许多国产综合保护不一样，其保护逻辑需要现场编写。根据整定计算结果，编写保护元件选择、跳闸出口继电器定义、故障录波选择、LeD信号灯定义等工作。以电动机综合测控装置p243为例，pSL逻辑方案实例如图6。
4网络通信
保护装置信号采取现场总线传输方式在厂用电监控系统集中采集处理，并能在eFCS系统画面上显示模拟量、开关量等信息。保护装置与eFCS系统的通信需要分配通信地址，保证信号传输正确。还要提供综合保护装置开入量点位表，以确定遥信量的名称与设计接线一一对应。
5结语
继电保护装置的功能篇9
关键词 异步电动机 保护装置控制
异步电动机的保护是个复杂的问题。在实际使用中，应按照电动机的容量、型式、控制方式和配电设备等不同来选择相适应的保护装置及起动设备。
电动机保护装置
电动机的损坏主要是绕组过热或绝缘性能降低引起的，而绕组的过热往往是流经绕组的电流过大引起的。对电动机的保护主要有电流、温度检测两大类型。下面结合产品作些介绍。
1 电流检测型保护装置
热继电器利用负载电流流过经校准的电阻元件，使双金属热元件加热后产生弯曲，从而使继电器的触点在电动机绕组烧坏以前动作。其动作特性与电动机绕组的允许过载特性接近。热继电器虽则动作时间准确性一般，但对电动机可以实现有效的过载保护。随着结构设计的不断完善和改进，除有温度补偿外，它还具有断相保护及负载不平衡保护功能等。
带有热一磁脱扣的电动机保护用断路器热式作过载保护用，结构及动作原理同热继电器，其双金属热元件弯曲后有的直接顶脱扣装置，有的使触点接通，最后导致断路器断开。电磁铁的整定值较高，仅在短路时动作。其结构简单、体积小、价格低、动作特性符合现行标准、保护可靠，故日前仍被大量采用，特别是小容量断路器尤为显著。
电子式过电流继电器通过内部各相电流互感器检测故障电流信号，经电子电路处理后执行相应的动作。电子电路变化灵活，动作功能多样，能广泛满足各种类型的电动机的保护。其特点是：
(1)多种保护功能。主要有三种：过载保护，过载保护+断相保护，过载保护+断相保护+反相保护。
(2)动作时间可选择(符合GB14048.4-93标准)。
标准型(10级)：7.2in(in为电动机额定电梳)，4－10s动作，用于标准电动机过载保护，速动型(10a级)：7.2in时，2-10s动作，用于潜水电动机或压缩电动机过载保护。慢动型(30级)：7.2in时，9-30s动作，用于如鼓风机电机等起动时间长的电动机过载保护。
(3)电流整定范围广。其最大值与最小值之比一般可达3-4倍，甚至更大倍数(热继电器为1.56倍)，特别适用于电动机容量经常变动的场合(例如矿井等)。
(4)有故障显示。由发光二极管显示故障类别，便于检修。
固态继电器它是一种从完成继电器功能的简单电子式装置发展到具有各种功能的微处理器装置。其成本和价格随功能而异，最复杂的继电器实际上只能用于较大型、较昂贵的电动机或重要场合。它监视、测量和保护的主要功能有：
(1)最大的起动冲击电流和时间；(2)热记忆；(3)大惯性负载的长时间加速；(4)断相或不平衡相电流；(5)相序；(6)欠电压或过电压；(7)过电流(过载)运行；(8)堵转；(9)失载(机轴断裂，传送带断开或泵空吸造成工作电流下跌)；(10)电动机绕组温度和负载的轴承温度；(11)超速或失速。
上述每一种信息均可编程输入微处理器，主要是加上需要的时限，以确保在电动机起动或运转过程中产生损坏之前，将电源切断。还可用发光二极管或数字显示故障类别和原因，也可以对外向计算机输出数据。
2 温度检测型保护装置
双金属片温度继电器它直接埋人电动机绕组中。当电动机过载使绕组温度升高至接近极限值时，带有一触头的双金属片受热产生弯曲，使触点断开而切断电路。产品如Jw2温度继电器。
热保护器它是装在电动机本体上使用的热动式过载保护继电器。与温度继电器不同的是带2个触头的碗形双金属片作为触桥串在电动机回路，既有流过的过载电流使其发热，又有电动机温度使其升温，达到一定值时，双金属片瞬间反跳动作，触点断开，分断电动机电流。它可作小型三相电动机的温度、过载和断相保护。产品如spB、DRB型热保护器。
检测线圈测温电动机定子每相绕组中埋人1-2个检测线圈，由自动平衡式温度计来监视绕组温度。
热敏电阻温度继电器它直接埋入电动机绕组中，一旦超过规定温度，其电阻值急剧增大10-1000倍。使用时，配以电子电路检测，然后使继电器动作。产品如Jw9系列船用电子温度继电器。
保护装置与异步电动机的协调配合
为了确保异步电动机的正常运行及对其进行有效的保护，必须考虑异步电动机与保护装置之间的协调配合。特别是大容量电网中使用小容量异步电动机时，保护的协调配合更为突出。
2.1过载保护装置与电动机的协调配合
过载保护装置的动作时间应比电动机起动时间略长一点。电动机过载保护装置的特性只有躲开电动机起动电流的特性，才能确保其正常运转一但其动作时间又不能太长，其特性只能在电动机热特性之下才能起到过载保护作用。
过载保护装置瞬时动作电流应比电动机起动冲击电流略大一点。如有的保护装置带过载瞬时动作功能，则其动作电流应比起动电流的峰值大一些，才能使电动机正常起动。
过载保护装置的动作时间应比导线热特性小一点，才能起到供电线路后备保护的功能。
2.2过载保护装置与短路保护装置的协调配合一般过载保护装置不具有分断短路电流的能力。一旦在运行中发生短路，需要由串联在主电路中的短路保护装置(如断路器或熔断器等)来切断电路。若故障电流较小，属于过载范围，则仍应由过载保护装置切断电路。故两者的动作之间应有选择性。
继电保护装置的功能篇10
关键词：电力系统；继电保护；发展前景
中图分类号：tp27文献标识码：a
1前言
电力系统中的继电保护是保障电力系统安全高效运行的重要手段。主要是在系统内部出现故障或者异常的时候，对整个系统内部的线路和设备进行科学合理的检测，从而找到发生故障的区域，并对其进行跳闸或者隔离等有效措施。电力系统继电保护自动化在我国的发展起步较晚，许多方面尚需要进一步的研究。下面针对继电保护在我国的发展现状，谈一谈其在未来的发展趋势。
2电力系统继电保护自动化的发展历程及现状
2.1电力系统继电保护自动化的发展历程
继电保护技术在我国的发展起始于建国初期，在50年代的时候，继电保护技术开始有了一个大致的雏形，并且有了一个精通继电保护理论知识和应用经验的技术队伍。二十世纪六十年代到八十年代是我国继电保护晶体管技术发展的高峰期，并且解决了我国500kV继电保护只能从国外进口的窘况。到了二十世纪九十年代初期，我国的继电保护开始向集成电路发展，研制成功了集成电路在工频变化量方面的继电保护，同时也标志着我国电力系统的继电保护进入了微机阶段。
2.2电力系统继电保护自动化的发展现状
目前，我国的继电保护技术基本处在微机阶段，并在不断的深入。微机继电保护的核心组成部分就是微型计算机，对比于传统的继电保护技术来说，其在功能上更加的全面和高效。在这之中，微机继电保护技术融入了各种新技术，其主要有应用it技术、人工神经网络、光学数字式电压与互感器、广域保护四个方面。当前应有最广泛的继电保护装置就是三相继电保护测试仪和BoJB-902型继电保护测试仪等。
3电力系统继电保护自动化的发展趋势
3.1微机化
随着计算机技术的快速发展，对于微机保护硬件的研究也在不断的推进。根据目前电力系统的发展趋势来看，未来的电力系统继电保护除了要保证其基本的高强保护性以外，还应该有其他与电力系统相匹配的功能，比如快速处理数据能力、高级编程能力、强大的通讯能力等。因此继电保护微机化在未来的发展中在功能上应该与小型pC机相媲美，从而满足电力系统对于各个方面性能的要求。
在电力系统继电保护装置发展的初期，已经有过利用一个计算机作为继电保护的核心部分，但因为当时计算机技术还不发达，制造成本和应用可靠性都不理想，从而此设想还没有实现。但是此设想是电力系统继电保护发展的必然方向，现在在我国已经得到了迅猛的发展，并且在借鉴国外先进技术的基础上，开始向保护、控制、测量等多方向一体化发展。
3.1.1保护种类有主要三种：（1）微机零序电流保护；（2）微机距离保护；（3）变压器微机保护。与传统的保护类型相比而言，主要优势有，可靠，灵活，低成本，保护性能大大提高，易于扩充，便于维护，可以实现与综合自动化技术的完美结合。
3.1.2微机化的发展趋势主要有六个方面：第一是继电保护装置的功能正在不断完善，并且其性价比也在不断增高，从而满足了广大电力用户的需求；第二是继电保护微机化的核心CpU性能正在不断的优化，并且其各种功能和其他联动部分保持着应有的独立，但也有相互的联系，从而大大增强了电力系统继电保护的可靠性；第三是高速RS485网络在继电保护中得到了广泛的应用，从而大大优化了继电保护装置内部构造和运行过程，在提高工作效率的同时也降低了继电保护的成本；第四是目前的继电保护装置正在逐步向全封闭结构发展，从而增强了继电保护自动化装置的抗震能力与抗磁能力；第五是继电保护装置已经能够做到汉化液晶显示，从而方便了相应的工作人员进行调试与维护等工作；第六是大容量的Ram正在不断的投入应用。虽然目前对于电力系统继电保护自动化在微机化方面的发展趋势已经有了系统的认识，但为了创造更大的经济效益和社会效益，在此方面还应该进行更加完善的探究和总结。
3.2网络化
在计算机技术广泛应用的今天，计算机网络也给各个工业领域带来了巨大的变革，电力系统继电保护自动化也不例外。继电保护在电力系统的应用主要是用来预防和处理系统运行中产生的各种故障，从而增强系统的可靠性。在这之中，系统发生的故障区域时所提供的信息越多，继电保护装置工作的成效性也就越高，因此这就要求系统拥有可高和快捷的通讯能力。在进行系统网络化普及以后，继电保护就能够根据电力系统的运行规律，结合故障信息并经过一定的分析，从而自动进行相应的处理措施，进而大大提升了继电保护的精准性与可靠性。因此网络化的发展在未来首先就要将电力系统中的各个运行设备通过计算机连入网络系统中，实现各个设备之间资源和信息的共享，从而使得继电保护自动化能够利用这些信息共享通道对整个系统进行自动化的监控与管理。
3.3智能化
人机智能在电力系统中的应用已经越来越广泛，而在继电保护自动化中也有了很大的发展。首先电力系统中继电保护装置因为要处理系统内部随时可能发生的故障，并且在进行故障分析及处理的时候，要处理大量的数据，还要在综合各个设备性能参数的基础上，给各个保护设置发出相应的指令，从而使继电保护装置保护、遥信、遥测等各个功能能够高效的实现。此外，继电保护的智能化能够很好的解决电力系统中的非线性问题，并且其特色的遗法算法、模糊逻辑等对于电力系统复杂故障问题的解决也有很大的帮助，从而大大增强了继电保护的可靠性与自动性。
3.4功能一体化
电力系统继电保护装置在未来发展中，其功能将会继续向保护、控制、测量、计量和通讯五个方面拓展，而此装置作为一种高性能的智能终端，在以后也将会向“五位一体”式的功能一体化发展。这使得继电保护装置在进行故障分析以后，不但能够继续完成其基本的保护工作，还能够综合的实现控制、测量、计量和通讯等复合功能。
此种继电保护装置的体积都相对较小，并且拥有很强的灵活性，其综合性能也很高，因此在很多领域都得到了广泛的应用。不仅仅是在变压器和发变组方面的应用，它还能在箱式变电站等多个方面很好的完成其功能，实现了继电保护装置的实时监视与控制。
结语
随着社会经济的不断发展，人们对于电力的需求和要求也会越来越多。而继电保护作为保障电力系统安全运行、促进电力系统自动化的重要手段，在未来的发展中必将有其新的意义和内涵。本文经过科学合理的探究，系统的阐述了电力系统继电保护自动化的发展前景，给广大继电保护研究人员带来了总结性较强的参考意见。因此在实际应用中，继电保护设备的管理人员更应该结合这些发展前景，积极了解电力系统继电保护技术的发展新动向，从而进一步增强电力系统的运行效率。