電力系統(tǒng)繼電保護(hù)論文論文

1、關(guān)于繼電保護(hù)的討論內(nèi)容摘要繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，被稱為電力系統(tǒng)的安全屏障，同時(shí)又是電力系統(tǒng)事故擴(kuò)大的根源，做好繼電保護(hù)工作是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的必不可少的重要手段；當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)系統(tǒng)通過尋找故障前后差異可以迅速地，有選擇地，安全可靠地將短路故障設(shè)備隔離出電力系統(tǒng)，從而達(dá)到電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的。本文從繼電保護(hù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢出發(fā)，論述了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的任務(wù)對(duì)繼電保護(hù)的四個(gè)基本特性；繼電保護(hù)的基本原理及繼電保護(hù)裝置的繼電器特性，以及繼電保護(hù)是怎樣在由二次設(shè)備來控制保護(hù)一次設(shè)備的，并論述了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的前景展望。關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；發(fā)展前景；短路故障；四性

2、；二次設(shè)備；繼電器 討論方面第一部分 繼電保護(hù)的歷史背景及發(fā)展現(xiàn)狀第二部分 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用與意義第三部分 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)和基本要求第四部分 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的原理及組成第五部分 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展的前景展望第六部分 關(guān)于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)認(rèn)識(shí)和結(jié)論第一部分 繼電保護(hù)的歷史背景及發(fā)展現(xiàn)狀上世紀(jì)90年代出現(xiàn)了裝于斷路器上并直接作用于斷路器的一次式的電磁型過電流繼電器，本世紀(jì)初，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，繼電器才開始廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的保護(hù)。這個(gè)時(shí)期可認(rèn)為是繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的開端。1901年出現(xiàn)了感應(yīng)型過電流繼電器；1908年提出了比較被保護(hù)元件兩端的電流差動(dòng)保護(hù)原理。1910年方向性電流

3、保護(hù)開始得到應(yīng)用，在此時(shí)期也出現(xiàn)了將電流與電壓比較的保護(hù)原理，并導(dǎo)致了本世紀(jì)29年代初距離保護(hù)的出現(xiàn)。隨著電力系統(tǒng)載波通訊的發(fā)展，在1927年前后，出現(xiàn)了利用高壓輸電線上高頻載波電流傳送和比較輸電線兩端功率或相位的高頻保護(hù)裝置。在50年代，微波中繼通訊開始應(yīng)用與電力系統(tǒng)，從而出現(xiàn)了利用微波傳送和比較輸電線兩端故障電氣量的微波保護(hù)。早在50年代就出現(xiàn)了利用故障點(diǎn)產(chǎn)生的行波實(shí)現(xiàn)快速繼電保護(hù)的設(shè)想。經(jīng)過20余年的研究，終于誕生了行波保護(hù)裝置。顯然，隨著光纖通訊將在電力系統(tǒng)中的大量采用，利用光纖通道的繼電保護(hù)必將得到廣泛的應(yīng)用。以上是繼電保護(hù)原理的發(fā)展過程。與此同時(shí)，構(gòu)成繼電保護(hù)裝置的元件、材料、保護(hù)

4、裝置的結(jié)構(gòu)型式和制造工藝也發(fā)生了巨大的變革。50年代以前的繼電保護(hù)裝置都是由電磁型感應(yīng)型或電動(dòng)型繼電器組成的這些繼電器統(tǒng)稱為機(jī)電式繼電器.本世紀(jì)50年代初由于半導(dǎo)體晶體管的發(fā)展開始出現(xiàn)了晶體管式繼電保護(hù)裝置稱之為電子式靜態(tài)保護(hù)裝置.70年代是晶體管繼電保護(hù)裝置在我國大量采用的時(shí)期滿足了當(dāng)時(shí)電力系統(tǒng)向超高壓大容量方向發(fā)展的需要.80年代后期標(biāo)志著靜態(tài)繼電保護(hù)從第一代(晶體管式)向第二代(集成電路式)的過渡.目前后者已成為靜態(tài)繼電保護(hù)裝置的主要形式。在60年代末有人提出用小型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的設(shè)想由此開始了對(duì)繼電保護(hù)計(jì)算機(jī)算法的大量研究對(duì)后來微型計(jì)算機(jī)式繼電保護(hù)(簡稱微機(jī)保護(hù))的發(fā)展奠定了理論基

5、礎(chǔ)。70年代后半期比較完善的微機(jī)保護(hù)樣機(jī)開始投入到電力系統(tǒng)中試運(yùn)行.80年代微機(jī)保護(hù)在硬件結(jié)構(gòu)和軟件技術(shù)方面已趨于成熟并已在一些國家推廣應(yīng)用這就是第三代的靜態(tài)繼電保護(hù)裝置.微機(jī)保護(hù)裝置具有巨大的優(yōu)越性和潛力因而受到運(yùn)行人員的歡迎.進(jìn)入90年代以來它在我國得到了大量的應(yīng)用將成為繼電保護(hù)裝置的主要型式.可以說微機(jī)保護(hù)代表著電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的未來將成為未來電力系統(tǒng)保護(hù)控制運(yùn)行調(diào)度及事故處理的統(tǒng)一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成部分。第二部分 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用與意義隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù),通訊技術(shù)的進(jìn)步,繼電保護(hù)向著計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化,保護(hù)、測量、控制、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化方向進(jìn)一步快速發(fā)展。與

6、此同時(shí)越來越多的新技術(shù)、新理論將應(yīng)用于繼電保護(hù)領(lǐng)域,這要求我們繼電保護(hù)工作者不斷求學(xué)、探索和進(jìn)取,達(dá)到提高供電可靠性的目的,保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。 1、繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)安全運(yùn)行中的主要做用1.1保障電力系統(tǒng)的安全性。當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí),應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令,使故障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開,以最大限度地減少對(duì)電力系統(tǒng)元件本身的損壞,降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響,并滿足電力系統(tǒng)的某些特定要求(如保持電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性等)。1.2對(duì)電力系統(tǒng)的不正常工作進(jìn)行提示。反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況,并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件

7、的不同(例如有無經(jīng)常值班人員)發(fā)出信號(hào),以便值班人員進(jìn)行處理,或由裝置自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)整,或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會(huì)引起事故的電氣設(shè)備予以切除。反應(yīng)不正常工作情況的繼電保護(hù)裝置允許帶一定的延時(shí)動(dòng)作。1.3 對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。繼電保護(hù)不僅僅是一個(gè)事故處理與反應(yīng)裝置,同時(shí)也是監(jiān)控電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的裝置。繼電保護(hù)的順利開展在消除電力故障的同時(shí),對(duì)社會(huì)生活秩序的正?；?經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的正?；龀隽素暙I(xiàn)。不僅確保社會(huì)生活和經(jīng)濟(jì)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),還從一定程度上保證了社會(huì)的穩(wěn)定,人們生命財(cái)產(chǎn)的安全。前些年北美大規(guī)模停電斷電事故,就造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,引發(fā)了社會(huì)的動(dòng)蕩,嚴(yán)重的威脅到了人們生命財(cái)產(chǎn)的安全?？梢?電力系統(tǒng)的安全

8、與否,不僅僅是照明失效的問題,更是社會(huì)安定、人們生命安全的問題。所以,繼電保護(hù)的有效性,就給社會(huì)各方面帶來了重大的影響。第三部分 繼電保護(hù)的任務(wù)和基本要求1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的任務(wù)1.1 監(jiān)視電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對(duì)電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響。當(dāng)系統(tǒng)和設(shè)備發(fā)生的故障足以損壞設(shè)備或危及電網(wǎng)安全時(shí)，繼電保護(hù)裝置能最大限度地減少對(duì)電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響。（如：單相接地、變壓器輕、重瓦斯信號(hào)、

9、變壓器溫升過高等）。1.2 反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況。反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同發(fā)出信號(hào)，提示值班員迅速采取措施，使之盡快恢復(fù)正常，或由裝置自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會(huì)引起事故的電氣設(shè)備予以切除。反應(yīng)不正常工作情況的繼電保護(hù)裝置允許帶一定的延時(shí)動(dòng)作。1.3 實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化和遠(yuǎn)程操作，以及工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)控制。如：自動(dòng)重合閘、備用電源自動(dòng)投入、遙控、遙測等。2、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的基本要求繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求：這四“性”之間緊密聯(lián)系，既矛盾又統(tǒng)一。2.1 動(dòng)作選擇性。指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)

10、切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、線路保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)來切除故障。上、下級(jí)電網(wǎng)（包括同級(jí)）繼電保護(hù)之間的整定，應(yīng)遵循逐級(jí)配合的原則，以保證電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)有選擇性地切除故障。切斷系統(tǒng)中的故障部分，而其它非故障部分仍然繼續(xù)供電。2.2 動(dòng)作速動(dòng)性。指保護(hù)裝置應(yīng)盡快切除短路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動(dòng)重合閘和備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果。2.3 動(dòng)作靈敏性。指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)（規(guī)程中有具體規(guī)定）。通過繼電保護(hù)的整定值來實(shí)現(xiàn)。整定值的校驗(yàn)一般一年進(jìn)行一

11、次。2.4 動(dòng)作可靠性。指繼電保護(hù)裝置在保護(hù)范圍內(nèi)該動(dòng)作時(shí)應(yīng)可靠動(dòng)作，在正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，不該動(dòng)作時(shí)應(yīng)可靠不動(dòng)作。任何電力設(shè)備（線路、母線、變壓器等）都不允許在無繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行，可靠性是對(duì)繼電保護(hù)裝置性能的最根本的要求。第四部分 繼電保護(hù)的原理及組成1、基本原理?？傮w來說可以概括為：提起和利用差異。即區(qū)分出系統(tǒng)的正常、不正常故障和故障三種運(yùn)行狀態(tài)。選擇出發(fā)生故障和出現(xiàn)異常的設(shè)備，尋找到電力系統(tǒng)在這三種運(yùn)行狀態(tài)下的可測參數(shù)的差異，并提取并利用這些可測參數(shù)差異實(shí)現(xiàn)對(duì)三種運(yùn)行狀態(tài)的快速區(qū)分。2、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的組成。 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)一般由測量元件、邏輯元件及動(dòng)作元件三部分組成。2.1 測量元

12、件。測量從被保護(hù)對(duì)象出入的有關(guān)物理量，如電流、電壓、阻抗、功率方向等。并與已給定的整定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果給出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0、或“1”性質(zhì)的一組邏輯信號(hào)，從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該啟動(dòng)。2.2 邏輯元件。根據(jù)測量部分輸出量得大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)，出現(xiàn)的順序或它們的組合，是保護(hù)裝置按一定的布爾邏輯及邏輯工作，最后確定是否應(yīng)跳閘或發(fā)信號(hào)，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行元件。2.3 動(dòng)作元件。根據(jù)邏輯元件傳送的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。第五部分 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展的前景展望我國繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展的,電力系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行可靠性和安全性的要求不斷

13、提高,也就要求繼電保護(hù)技術(shù)做出革新,以應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)新的要求。熔斷器是我國最初使用的保護(hù)裝置,隨著電力事業(yè)的發(fā)展,這種裝置已經(jīng)不再適用,而繼電保護(hù)裝置的使用,是繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的開始。我國的繼電保護(hù)裝置技術(shù)經(jīng)歷了機(jī)電式、整流式、晶體管式、集成電路式的發(fā)展歷程。 隨著科技時(shí)代的來臨,我國的繼電保護(hù)技術(shù),也開始走向了科技時(shí)代。在未來的一段時(shí)間內(nèi),我國繼電保護(hù)的技術(shù)主要是朝微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)方向發(fā)展。 與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)相比,微機(jī)保護(hù)有其新的特點(diǎn)。一是全面提高了繼電保護(hù)的性能和有效性。主要表現(xiàn)在其有很強(qiáng)的記憶力,可以更有效的采取故障分量保護(hù),同時(shí)在自動(dòng)控制等技術(shù),如自適應(yīng)、狀態(tài)預(yù)測上的使用,使其運(yùn)行的正確

14、率得到進(jìn)一步提高。二是結(jié)構(gòu)更合理,耗能低。三是其可靠性和靈活性得到提高,比如其數(shù)字元件不易受溫度變化影響,具有自檢和巡檢的能力,而且操作人性化,適宜人為操作。而且可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的實(shí)效監(jiān)控。 微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的這些特點(diǎn),使得這項(xiàng)技術(shù)在未來有著廣闊的發(fā)展前途,特別是在計(jì)算機(jī)高度發(fā)達(dá)的21世紀(jì),微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)將會(huì)有更大的拓展空間。在未來繼電保護(hù)技術(shù)將向計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化,保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展的趨向發(fā)展。 我國應(yīng)當(dāng)在繼電保護(hù)技術(shù)上增加投入,以便建立一套適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全運(yùn)行保障要求的繼電保護(hù)技術(shù),在繼電保護(hù)裝置的使用上要注意及時(shí)的更新,適應(yīng)我國各方面對(duì)電力安全使用的要求,為在未來切實(shí)的做好繼電保護(hù)工作提供最基本的設(shè)備支持。同時(shí)還應(yīng)該掌握世界繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展,在微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)上進(jìn)一步的增強(qiáng)研究引進(jìn)的力度,使我國的電力系統(tǒng)的安全系數(shù)達(dá)到