继电保护

电力系统继电保护一.常用继电保护装置类型1.电流保护（按照保护的整定原则，保护范围及原理特点）过电流保护--是按照躲过被保护设备或线路中可能出现的最大负荷电流来整定的。电流速断保护--是按照被保护设备或线路末端可能出现的最大短路电流或变压器二次侧发生三相短路电流而整定的。定时限过流保护--定时限过电流保护由电流继电器、时间继电器和信号继电器三元件组成（电流互感器二次侧的电流继电器测量电流大小→时间继电器设定动作时间→信号继电器发出动作信号）；定时限过电流保护的动作时间与短路电流的大小无关，动作时间是恒定的。反时限过电流保护--继电保护的动作时间与短路电流的大小成反比，即短路电流越大，继电保护的动作时间越短，短路电流越小，继电保护的动作时间越长。无时限电流速断--不能保护线路全长，它只能保护线路的一部分。2.电压保护（按照系统电压发生异常或故障时的变化而动作的继电保护）过电压保护--防止电压升高可能导致电气设备损坏而装设的。欠电压保护--防止电压突然降低致使电气设备的正常运行受损而设的。零序电压保护--为防止变压器一相绝缘破坏造成单相接地故障的继电保护。主要用于三相三线制中性点绝缘（不接地）的电力系统中。3.瓦斯保护4.差动保护这是一种按照电力系统中，被保护设备发生短路故障，在保护中产生的差动电流而动作的一种保护装置。常用做主变压器、发电机和并联电容器的保护装置，按其装置方式的不同可分为：纵联差动保护--常用作发电机的短路保护和并联电容器的保护，一般设备的每相均为双绕组或双母线时，采用这种差动保护。横联差动保护--一般常用作主变压器的保护，是专门保护变压器内部和外部故障的主保护。5.高频保护这是一种作为主系统、高压长线路的高可靠性的继电保护装置。相差高频保护--基本原理是比较两端电流的相位的保护。规定电流方向由母线流向线路为正，从线路流向母线为负。就是说，当线路内部故障时，两侧电流同相位而外部故障时，两侧电流相位差180度。方向高频保护--基本工作原理是，以比较被保护线路两端的功率方向，来判别输电线路的内部或外部故障的一种保护装置。6.距离保护这种继电保护也是主系统的高可靠性、高灵敏度的继电保护，又称为阻抗保护，这种保护是按照长线路故障点不同的阻抗值而整定的。7.平衡保护这是一种作为高压并联电容的保护装置。它是根据并联电容器发生故障时产生的不平衡电流而动作的一种保护装置。8.负序及零序保护这是作为三相电力系统中发生不对称短路故障和接地故障时的主要保护装置。9.方向保护这是一种具有方向性的继电保护。对于环形电网或双回线供电的系统，某部分线路发生故障时，而故障电流的方向符合继电保护整定的电流方向，则保护装置可靠地动作，切除故障点。二.数字式继电保护数字式继电保护是指基于可编程数字电路技术和实时数字信号处理技术实现的电力系统继电保护。它又被称作计算机型继电保护、微型计算机型继电保护、微处理器型继电保护，或简称微机保护。一台完整的微机保护装置主要由硬件和软件两部分构成。硬件指模拟和数字电子电路，硬件提供软件运行平台，并且提供数字式保护装置与外部系统的电气联系；软件指计算机程序设计，由它按照保护原理和功能的要求对硬件进行控制，有序地王朝数据采集、外部信息交换、数字运算和逻辑判断、动作指令执行等各项操作。微机继电保护的输入信号是电力系统的模拟量，而计算机只能对数字量进行计算和判断，因此由电力系统经电压互感器和／或电流互感器输入的模拟量必先经过预处理，继电保护在大部分情况下取用输入信号中的基波模拟量。微机保护的基本特征是由软件对数字信号进行计算和逻辑处理来实现继电保护的原理，而所依据的电力系统的主要的电量却是模拟性质的信号，因此，首先需要通过数字信号采集系统将连续的模拟信号转变为离散的数字信号，这个过程称为离散化。包括两个过程：1.微机保护的数据采集•采样过程通过采样保持去器S/H把连续信号变为离散信号；•模数变换通过A/D对采样信号的幅值进行离散化。2.数字滤波目前，大多数数字式继电保护是以故障信号的基频分量或某种整次谐波分量为基础构成，而在实际故障情况下，输入信号中除了有用成分外，还包括许多无效的“噪声”分量，为了消除噪声分量的影响，有两种基本途径：1.先用数字滤波器多采样信号进行滤波，再使用算法对滤波后的信号进行处理；2.算法本身就具有良好的滤波性能，直接对输入的采样信号进行处理。一般情况下这两种基本途径或多或少都需要用到数字滤波器。3.算法问题算法的目的是从数字滤波器的输出采样序列或直接从输入采样序列中求取电气信号的特征参数，并且进而实现保护动作判据或动作方程。微机保护中算法分为两大类：一类是特征量算法，用来计算保护所需的各种电气量的特征参数，如交流电流和电压的幅值及相位、功率、阻抗、序分量等；另一类是保护动作判据或动作方程算法，与具体的保护功能密切相关，并需要利用特征量算法的结果。特征量算法是微机保护算法的基础。正弦信号的特征量算法非正弦信号的特征量算法移相算法序分量算法阻抗算法故障分量算法①特征量算法②基本动作判据的算法启动判据的算法相位比较和幅值比较判据的算法功率方向判据的算法实现距离元件动作特性的算法电流差动判据的算法三.我国电力系统继电保护的未来发展趋势我国继电保护技术在四十年的时间里四个发展的历史阶段，即从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置、到集成电路式继电保护装置、再到微机继电保护装置。1.我国电力系统继电保护技术的发展历史2.继电保护的发展趋势继电保护技术未来的趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化方向发展。•计算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，尚须进行具体深入的研究。•网络化继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多，则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。只有实现保护的计算机网络化，才能做到这一点。对于某些保护装置实现计算机联网，也能提高保护的可靠性。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，在继电保护领域应用的研究也已开始。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。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。保护、控制、测量、数据通信一体化目前，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。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资，而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、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。如果用光纤作为网络的传输介质，还可免除电磁干扰。谢谢！