機(jī)電一體化畢業(yè)論文 (2)(共17頁)

1、 山東大學(xué)(shn dn d xu)（成人教育(chn rn jio y)）畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文(lnwn)）題 目 繼電保護(hù)技術(shù) 副標(biāo)題 電力技術(shù) 性 質(zhì)： 畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文學(xué)生姓名 張揚(yáng) 年 級(jí) 2009級(jí) 函 授 站 青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)電一體化 指導(dǎo)教師 評(píng)定成績 優(yōu) 良 中 及格 不及格目 錄一、山東大學(xué)(shn dn d xu)成人(chng rn)教育(jioy)畢業(yè)論文(3-16 )1.第一章 繼電保護(hù)概念(3-6)2.第二章 10KV繼電保護(hù)的基本介紹 (6-8)3.第三章 幾種常用電流保護(hù)的分析(8-9)4.第四章 繼電器的選擇(9-10).5.第五章 繼電保護(hù)的

2、缺陷和維護(hù)(10-12)6.第六章 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展(12-14)二、參考文獻(xiàn)（16）電力(dinl)技術(shù)繼電保護(hù)技術(shù)探析 張旭摘 要在 HYPERLINK /class_free/154_1.shtml 電力(dinl)系統(tǒng)中，各種類型的、大量的電氣設(shè)備通過(tnggu)電氣線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運(yùn)行 HYPERLINK /class_free/153_1.shtml 環(huán)境極其復(fù)雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發(fā)生是不可避免的。由于電力系統(tǒng)的特殊性，上述五個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扣、時(shí)時(shí)平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時(shí)間內(nèi)完成的。根據(jù)繼電保護(hù)的缺陷提出了

3、相對(duì)應(yīng)的措施來應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的發(fā)生?；仡櫫宋覈娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的過程，概述了微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的成就，提出了未來繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)是： HYPERLINK /pc/ 計(jì)算機(jī)、 HYPERLINK /network/ 網(wǎng)絡(luò)和人工智能技術(shù)的發(fā)展,繼電保護(hù)必將向綜合自動(dòng)化技術(shù)方向發(fā)展。關(guān)鍵詞 電力系統(tǒng) 發(fā)電變電 繼電保護(hù) 微機(jī)保護(hù) 發(fā)展第一章 繼電保護(hù)的基本概念1.1繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置是一種由繼電器和其它輔助元件構(gòu)成的安全自動(dòng)裝置。它能反映電氣元件的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)。(1)故障：將故障元件切除；(2)不正常狀態(tài)自動(dòng)發(fā)出信號(hào)以便及時(shí)處理，可預(yù)防事故的發(fā)生

4、和縮小事故影響范圍，保證電能質(zhì)量和供電可靠性。1.2 繼電保護(hù)的作用與組成在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置的基本任務(wù)（作用）是:（1）當(dāng)電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備發(fā)生(fshng)短路故障時(shí)，能自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。（2）當(dāng)電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件，動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。繼電保護(hù)的組成一般由測(cè)量(cling)部分、邏輯部分和執(zhí)行部分組成。繼電保護(hù)裝置主要都包括(boku)三個(gè)部分：測(cè)量部分、邏輯部分、執(zhí)行部分。（保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)方框圖）1.3 繼電保護(hù)的基本原理現(xiàn)以最簡單的

5、過電流保護(hù)裝置為例，來說明繼電保護(hù)的組成和基本工作原理。在圖1.1 所示的輸電線路過電流保護(hù)裝置的原理接線圖中,電流繼電器KA的線圈接于被保護(hù)線路電流互感器TA的二次回路，這就是保護(hù)的測(cè)量回路，它監(jiān)視被保護(hù)線路的運(yùn)行狀態(tài)，測(cè)量線路中電流的大小。在正常運(yùn)行情況下，線路中通過負(fù)荷電流時(shí)，電流繼電器KA不動(dòng)作；當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生短路故障時(shí)，流入繼電器KA線圈回路的電流大于繼電器的動(dòng)作電流時(shí)，電流繼電器立即動(dòng)作，其接點(diǎn)閉合，接通邏輯回路中時(shí)間繼電器KT 的線圈回路，時(shí)間繼電器起動(dòng)并經(jīng)延時(shí)后接點(diǎn)閉合，接通執(zhí)行回路中的信號(hào)繼電器KS和斷路器QF跳閘線圈Y回路，使斷路器QF跳閘，切除故障 圖1.1線路過電流(

6、dinli)保護(hù)裝置單相原理接線圖可見，這種繼電保護(hù)裝置的核心是電流繼電器，它通過(tnggu)電流互感器受電，經(jīng)常測(cè)量著線路電流值的變化，并與整定值進(jìn)行比較，一旦超過整定值就動(dòng)作，向斷路器跳閘機(jī)構(gòu)送出跳閘命令，同時(shí)發(fā)出繼電保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。1.4 繼電保護(hù)(j din bo h)裝置的分類繼電保護(hù)裝置一般可以按反應(yīng)的物理量不同、被保護(hù)對(duì)象的不同、組成元件的不同以及作用的不同等方式來分類，例如：（1）根據(jù)保護(hù)裝置反應(yīng)物理量的不同可分為：電流保護(hù)、電壓保護(hù)、距離保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)等。（2）根據(jù)被保護(hù)對(duì)象的不同可分為：發(fā)電機(jī)保護(hù)、輸電線保護(hù)、母線保護(hù)、變壓器保護(hù)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)等。 （3）根據(jù)保護(hù)裝

7、置的組成元件不同可分為：電磁型、半導(dǎo)體型、數(shù)字型及微機(jī)保護(hù)裝置等。（4）根據(jù)保護(hù)裝置的作用不同可分為：主保護(hù)、后備保護(hù)，以及為了改善保護(hù)裝置的某種性能，而專門設(shè)置的輔助保護(hù)裝置等。1.5 對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求有四點(diǎn)：即選擇性、靈敏性、速動(dòng)性和可靠性 （1） 選擇性 當(dāng)供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能有選擇性地將故障部分切除。也就是它應(yīng)該首先斷開距離故障點(diǎn)最近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)正常運(yùn)行。系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置能滿足上述要求的，就稱為有選擇性；。 以圖31為例，在各個(gè)斷路器處都裝有保護(hù)裝置。當(dāng)K1點(diǎn)故障時(shí)，根據(jù)選擇性的要求，應(yīng)首先由斷路器6處

8、的保護(hù)裝置動(dòng)作，使斷路器斷開，則非故障部分可繼續(xù)正常運(yùn)行。若在K1點(diǎn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置首先使斷路器5斷開，則變電所將全部停止供電，這種情況稱為無選擇性的動(dòng)作。同理，K2點(diǎn)短路應(yīng)由斷路器5切除，K3點(diǎn)短路應(yīng)由斷路器1、2切除。 圖1-2繼電保護(hù)(j din bo h)裝置的選擇性（2） 靈敏性 靈敏性系指繼電保護(hù)裝置對(duì)故障和異常工作狀況的反映能力。在保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi)，不管短路點(diǎn)的位置如何、不論短路的性質(zhì)怎樣(znyng)，保護(hù)裝置均不應(yīng)產(chǎn)生拒絕動(dòng)作。保護(hù)裝置靈敏與否，一般用靈敏系數(shù)來衡量。保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)應(yīng)根據(jù)不利的運(yùn)行方式和故障類型進(jìn)行計(jì)算。 （3） 速動(dòng)性 縮短切除(qich)故障的

9、時(shí)間，就可以減輕短路電流對(duì)電氣設(shè)備的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓的恢復(fù)，從而為電氣設(shè)備的自啟動(dòng)創(chuàng)造了有利條件，同時(shí)還提高了發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。 （4） 可靠性 為確保保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性，則要求保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原理、整定計(jì)算、安裝調(diào)試要正確無誤；同時(shí)要求組成保護(hù)裝置的各元件的質(zhì)量要可靠、運(yùn)行維護(hù)要得當(dāng)、系統(tǒng)應(yīng)盡可能的簡化有效，以提高保護(hù)的可靠性。 第二章 10KV繼電保護(hù)的基本介紹2.1繼電保護(hù)在10KV供電系統(tǒng)中的重要位置 隨著 HYPERLINK /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keywords=%b5%e7%c1%a6%cf%b5%cd

10、%b3 o 電力系統(tǒng) t _blank 電力系統(tǒng)的高速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模日益壯大， HYPERLINK /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keywords=%b5%e7%c1%a6%cf%b5%cd%b3 o 電力系統(tǒng) t _blank 電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更顯復(fù)雜，提高 HYPERLINK /SearchResult.aspx?type=0&startpos=1&sort=1&keywords=%b5%e7%c1%a6%cf%b5%cd%b3 o 電力系統(tǒng) t _blank 電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平尤為重要。電力系統(tǒng)是電能生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使

11、用的各種電氣設(shè)備按照一定的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)要求有機(jī)組成的一個(gè)聯(lián)合系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)中，各種類型的、大量的電氣設(shè)備通過電氣線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運(yùn)行環(huán)境極其復(fù)雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發(fā)生是不可避免的。由于電力系統(tǒng)的特殊性，上述五個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扣、時(shí)時(shí)平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時(shí)間內(nèi)完成的。2.2 10KV系統(tǒng)中應(yīng)配置的繼電保護(hù) 按照工廠企業(yè)10KV供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范要求，在10KV的供電線路、配電變壓器和分段母線上一般(ybn)應(yīng)設(shè)置以下保護(hù)裝置： （1）10KV線路應(yīng)配置(pizh)的繼電保護(hù) 10KV線路一般均應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。當(dāng)過電流保護(hù)的時(shí)限不大于0.

12、5s0.7s,并沒有保護(hù)配合上的要求時(shí)，可不裝設(shè)電流速斷保護(hù)；自重要(zhngyo)的變配電所引出的線路應(yīng)裝設(shè)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)。當(dāng)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)不能滿足選擇性動(dòng)作時(shí)，應(yīng)裝設(shè)略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)。 （2）10KV配電變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù) 1）變壓器的低壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)。短路保護(hù)作為保護(hù)母線、變壓器干線的主保護(hù), 并作為配電線路的后備保護(hù)。 2）變壓器低壓側(cè)主保護(hù)應(yīng)與高壓側(cè)主保護(hù)和低壓配電線路保護(hù)有良好的選擇性,并保證系統(tǒng)出現(xiàn)正常的尖峰電流時(shí)不會(huì)引起保護(hù)裝置誤動(dòng)作。 3）變壓器低壓側(cè)主保護(hù)也可兼作單相接地保護(hù), 可采用帶單相接地保護(hù)的低壓斷路器作變壓器低壓側(cè)的主保護(hù),如靈敏度不

13、夠時(shí)應(yīng)增設(shè)零序保護(hù)。為了與出線保護(hù)取得動(dòng)作時(shí)限配合, 變壓器低壓側(cè)短路保護(hù)一般采用瞬時(shí)或短延時(shí)脫扣器動(dòng)作于斷開低壓側(cè)斷路器, 過負(fù)荷保護(hù)采用帶有長延時(shí)脫扣器低壓斷路器或給值班人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 2.3 10KV供電系統(tǒng)的幾種運(yùn)行狀況 （1）供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行 這種狀況系指系統(tǒng)中各種設(shè)備或線路均在其額定狀態(tài)下進(jìn)行工作；各種信號(hào)、指示和儀表均工作在允許范圍內(nèi)的運(yùn)行狀況； （2）供電系統(tǒng)的故障 這種狀況系指某些設(shè)備或線路出現(xiàn)了一、10kV配電系統(tǒng)的保護(hù)配置情況大部分工廠企業(yè)及居民小區(qū)用電是10kV供電，并設(shè)置配電房，一般情況下一個(gè)配電房安裝一臺(tái)或二臺(tái)10kV/400V的配電變壓器，用380V/220

14、V電壓供用戶用電，一次系統(tǒng)接線圖，如圖1。用電單位的保護(hù)配置存在下面幾種(j zhn)情況：1.10kV配電房單臺(tái)變壓器容量小于800kVA時(shí)，為了簡化和節(jié)省費(fèi)用，10kV側(cè)往往只裝環(huán)網(wǎng)柜，內(nèi)配設(shè)負(fù)荷開關(guān)和熔斷器，不裝設(shè)斷路器和繼電保護(hù)裝置，所以當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，只能靠熔斷器熔斷來保護(hù)變壓器。這種配置的缺點(diǎn)，一是變壓器沒有過載保護(hù)；二是熔斷器熔斷電流有分散性、時(shí)限不穩(wěn)定(wndng)，容易發(fā)生越級(jí)跳閘，造成停電擴(kuò)大。2.當(dāng)變壓器單臺(tái)容量大于800kVA及以上時(shí)，10kV側(cè)開關(guān)柜內(nèi)均裝設(shè)(zhun sh)斷路器并配置繼電保護(hù)裝置，配置保護(hù)的型式有兩種：裝設(shè)GL-10系列反時(shí)限過電流繼電器，構(gòu)成過

15、電流保護(hù)，電流定值可以從端子上做階梯狀調(diào)節(jié)，缺點(diǎn)是時(shí)限調(diào)節(jié)誤差較大，構(gòu)成上下級(jí)保護(hù)時(shí)限配合難度大。裝設(shè)微機(jī)保護(hù)比較完善，具有過負(fù)荷保護(hù)信號(hào)、過電流保護(hù)和速斷保護(hù)作用跳閘，保護(hù)定值和時(shí)間調(diào)整比較精確和方便，建議推廣選用。2.4 10KV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的任務(wù)（1）在供電系統(tǒng)中運(yùn)行正常時(shí)，它應(yīng)能完整地、安全地監(jiān)視各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，為值班人員提供可靠的運(yùn)行依據(jù)； （2）如供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，它應(yīng)能自動(dòng)地、迅速地、有選擇性地切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行； （3）當(dāng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運(yùn)行工作狀況時(shí)，它應(yīng)能及時(shí)地、準(zhǔn)確地發(fā)出信號(hào)或警報(bào)，通知值班人員盡快做出處理； 在10KV系統(tǒng)中裝設(shè)繼電保

16、護(hù)裝置的主要作用是通過縮小事故范圍或預(yù)報(bào)事故的發(fā)生，來達(dá)到提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，并最大限度地保證供電的安全和不間斷。因此，在10KV系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置就成了供電系統(tǒng)能否安全可靠運(yùn)行的不可缺少的重要組成部分。 第三章 幾種(j zhn)常用電流保護(hù)的分析 3.1 反時(shí)限(shxin)過電流保護(hù) 反時(shí)限過電流(dinli)保護(hù) 繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小有關(guān)，短路電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短；短路電流越小，動(dòng)作時(shí)間越長，這種保護(hù)就叫做反時(shí)限過電流保護(hù)。 （2） 繼電器的構(gòu)成 反時(shí)限過電流保護(hù)是由感應(yīng)型繼電器構(gòu)成的。這種保護(hù)方式廣泛應(yīng)用于一般工礦企業(yè)中，感應(yīng)型繼電器兼有電磁式電流繼電器、電磁式時(shí)

17、間繼電器、電磁式信號(hào)繼電器和電磁式中間繼電器的功能，用以實(shí)現(xiàn)反時(shí)限過電流保護(hù)；另外，它還有電磁速斷元件的功能，又能同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)。（3） 反時(shí)限過電流保護(hù)的基本原理 當(dāng)供電線路發(fā)生相間短路時(shí)，感應(yīng)型繼電器KA1或(和)KA2達(dá)到整定的一定時(shí)限后動(dòng)作，首先使其常開觸點(diǎn)閉合，這時(shí)斷路器的脫扣器YR1或(和)YR2因有KA1或(和)KA2的常閉觸點(diǎn)分流(短路)，而無電流通過,故暫時(shí)不會(huì)動(dòng)作。但接著KA1或(和)KA2的常閉觸點(diǎn)斷開，因YR1或(和)YR2因“去分流”而通電動(dòng)作，使斷路器跳閘，同時(shí)繼電器本身的信號(hào)掉牌掉下，給出信號(hào)。 3.2 定時(shí)限過電流保護(hù) 定時(shí)限過電流保護(hù) 繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間

18、與短路電流的大小無關(guān)，時(shí)間是恒定的，時(shí)間是靠時(shí)間繼電器的整定來獲得的。時(shí)間繼電器在一定范圍內(nèi)是連續(xù)可調(diào)的，這種保護(hù)方式就稱為定時(shí)限過電流保護(hù)。 （2） 繼電器的構(gòu)成 定時(shí)限過電流保護(hù)是由電磁式時(shí)間繼電器、電磁式中間繼電器、電磁式電流繼電器、電磁式信號(hào)繼電器構(gòu)成的。它一般采用直流操作，須設(shè)置直流屏。定時(shí)限過電流保護(hù)簡單可靠、完全依靠選擇動(dòng)作時(shí)間來獲得選擇性，上、下級(jí)的選擇性配合比較容易、時(shí)限由時(shí)間繼電器根據(jù)計(jì)算后獲取的參數(shù)來整定，動(dòng)作的選擇性能夠保證、動(dòng)作的靈敏性能夠滿足要求、整定調(diào)試比較準(zhǔn)確和方便。（3） 定時(shí)限過電流保護(hù)的基本原理 10KV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時(shí)限過

19、電流保護(hù)的原理接線圖。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時(shí)間繼電器和一只信號(hào)繼電器構(gòu)成。 當(dāng)被保護(hù)線路只設(shè)有一套保護(hù)，且時(shí)間繼電器的容量足大時(shí)，可用時(shí)間繼電器的觸點(diǎn)去直接接通跳閘回路，而省去出口中間繼電器。 3.3 電流速斷保護(hù) 電流速(li s)斷保護(hù) 電流速斷保護(hù)是一種無時(shí)限或略帶時(shí)限動(dòng)作的一種電流保護(hù)。它能在最短的時(shí)間內(nèi)迅速(xn s)切除短路故障，減小故障持續(xù)時(shí)間，防止事故擴(kuò)大。 電流速斷保護(hù)又分為(fn wi)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)和略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)兩種。 （2） 電流速斷保護(hù)的構(gòu)成 電流速斷保護(hù)是由電磁式中間繼電器、電磁式電流繼電器、電磁式信號(hào)繼電器構(gòu)成的。它一般不需要時(shí)間

20、繼電器。常采用直流操作，須設(shè)置直流屏。電流速斷保護(hù)簡單可靠、完全依靠短路電流的大小來確定保護(hù)是否需要啟動(dòng)。瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的整定原則和保護(hù)范圍 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)與過電流保護(hù)的區(qū)別，在于它的動(dòng)作電流值不是躲過最大負(fù)荷電流，而是必須大于保護(hù)范圍外部短路時(shí)的最大短路電流。即按躲過被保護(hù)線路末端可能產(chǎn)生的三相最大短路電流來整定。從而使速斷保護(hù)范圍被限制在被保護(hù)線路的內(nèi)部，從整定值上保證了選擇性，因此可以瞬時(shí)跳閘。（4） 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的基本原理 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的原理與定時(shí)限過電流保護(hù)基本相同。只是由一只電磁式中間繼電器替代了時(shí)間繼電器。 中間繼電器的作用有兩點(diǎn)：其一是因電流繼電器的接點(diǎn)容量較小，不

21、能直接接通跳閘線圈，用以增大接點(diǎn)容量；其二是當(dāng)被保護(hù)線路上裝有熔斷器時(shí)，在兩相或三相避雷器同時(shí)放電時(shí)，將造成短時(shí)的相間短路。第四章 繼電器的選擇4.1 按使用環(huán)境選型使用環(huán)境條件主要指溫度、濕度、低氣壓、振動(dòng)和沖擊。此外，尚有封裝方式、安裝方法、外形尺寸及絕緣性等要求。由于材料和結(jié)構(gòu)不同，繼電器承受的環(huán)境力學(xué)條件各異，超過產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)境力學(xué)條件下使用，有可能損壞繼電器，可按整機(jī)的環(huán)境力學(xué)條件或高一級(jí)的條件選用。4.2 按輸入信號(hào)不同確定繼電器種類按輸入信號(hào)是電、溫度、時(shí)間、光信號(hào)確定選用電磁、溫度、時(shí)間、光電繼電器，這是沒有問題的。這里特別說明電壓、電流繼電器的選用。若整機(jī)供給繼電器線圈是

22、恒定的電流應(yīng)選用電流繼電器，是恒定電壓值則選用電壓繼電器。4.3 輸入(shr)參量的選定與用戶(yngh)密切相關(guān)的輸入量是線圈工作電壓，而吸合電壓（則是繼電器制造廠控制繼電器靈敏度并對(duì)其進(jìn)行判斷、考核的參數(shù)。對(duì)用戶來講，它只是一個(gè)工作下極限參數(shù)值?？刂瓢踩禂?shù)是工作電壓/吸合電壓，如果在吸合值下使用繼電器，是不可靠的、不安全的，環(huán)境溫度升高或處于振動(dòng)、沖擊(chngj)條件下，將使繼電器工作不可靠。4.4 根據(jù)負(fù)載情況選擇繼電器觸點(diǎn)的種類和容量國內(nèi)外長期實(shí)踐證明，約70%的故障發(fā)生在觸點(diǎn)上，這足見正確選擇和使用繼電器觸點(diǎn)非常重要。根據(jù)負(fù)載容量大小和負(fù)載性質(zhì)確定參數(shù)十分重要。認(rèn)為觸點(diǎn)切換負(fù)荷

23、小一定比切換負(fù)荷大可靠是不正確的，一般說，繼電器切換負(fù)荷在額定電壓下，電流大于100mA、小于額定電流的75%最好。電流小于100mA會(huì)使觸點(diǎn)積碳增加，可靠性下降，故100mA稱作試驗(yàn)電流，是國內(nèi)外專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)繼電器生產(chǎn)廠工藝條件和水平的考核內(nèi)容。第五章 繼電保護(hù)的缺陷和維護(hù)5.1繼電保護(hù)的缺陷的危險(xiǎn)性 繼電保護(hù)運(yùn)行過程中不可避免地出現(xiàn)一些影響正常運(yùn)行的缺陷，有些缺陷甚至迫使繼電保護(hù)退出運(yùn)行，從而影響了整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性。繼電器保護(hù)繼電器的原因很多，根據(jù)職責(zé)分工，操作和維修管理部門的責(zé)任，包括操作和維修不良、誤操作、接線錯(cuò)誤，不正確的安裝及調(diào)試，原理和軟件缺陷；基礎(chǔ)設(shè)施部門的責(zé)任，調(diào)試質(zhì)量差；

24、設(shè)計(jì)部門設(shè)計(jì)不合理，設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，還有其他的責(zé)任和不明原因?；A(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)部門責(zé)任造成的問題，可以加強(qiáng)全過程技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)來解決；但保護(hù)裝置制造不良造成的問題必須依靠廠家解決。5.2 繼電保護(hù)運(yùn)行的缺陷及維修措施 如何快速有效地消除缺陷，恢復(fù)繼電保護(hù)的正常運(yùn)行，從而保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，是每個(gè)繼電保護(hù)工作者所要解決的問題。以下就變電站常見的幾種類型的繼電保護(hù)缺陷消除方法進(jìn)行探討。5.2.1.直流接地直流電源作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，為一些重要常規(guī)負(fù)荷、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置提供不間斷供電電源，并提供事故照明電源。直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生短路電流，可繼續(xù)運(yùn)行。但是必須及時(shí)查找接地點(diǎn)并盡快消除接地

25、故障，否則當(dāng)發(fā)生另一點(diǎn)接地時(shí)，有可能造成直流電源短路，引起熔斷器熔斷，或快分電源開關(guān)斷開，使設(shè)備失去操作電源，引發(fā)電力系統(tǒng)嚴(yán)重故障乃至事故。因此，不允許直流系統(tǒng)在一點(diǎn)接地情況下長時(shí)間運(yùn)行，必須加強(qiáng)在線監(jiān)測(cè)，迅速查找并排除接地故障，杜絕因直流系統(tǒng)接地而引起的電力系統(tǒng)故障。直流接地是變電站最常見的缺陷之一，直流接地時(shí)應(yīng)及時(shí)找出接點(diǎn)，盡快消除。發(fā)生直流接地時(shí)，首先要到絕緣監(jiān)測(cè)裝置上查看是哪一支路接地，然后查看這一支路接了哪些保護(hù)裝置或回路。處理直流接地的步驟是：根據(jù)運(yùn)行方式、操作情況、氣候影響進(jìn)行判斷(pndun)可能接地的處所，采用拉路尋找、逐段排除的方法，以先信號(hào)部分后操作部分，先室外部分后室內(nèi)

26、部分為原則。(1)拉路法進(jìn)行(jnxng)判斷法直流接地回路一旦(ydn)從直流系統(tǒng)中脫離運(yùn)行，直流母線的正負(fù)極對(duì)地電壓就會(huì)出現(xiàn)平衡。所以人們通常從直流接地回路瞬間停電，確定直流接地是否發(fā)生在該回路，這就是所謂的“拉路法”。直流系統(tǒng)是個(gè)不間斷電源，基于它的特性，人們不能隨意停電。根據(jù)負(fù)荷的重要性，依次短時(shí)拉開直流屏所供直流負(fù)荷各回路。當(dāng)切除某一回路時(shí)故障消失，則說明故障就在該回路之內(nèi)繼續(xù)運(yùn)用拉路法，就可以進(jìn)一步確定故障在此回路的哪一支路當(dāng)中。例如，斷開直流屏主控控制回路熔斷器，絕緣監(jiān)察裝置”接地”信號(hào)消失，說明故障在此回路中。 (2)逐段排除法讓直流負(fù)荷分段開環(huán)運(yùn)行，再斷開直流母線分段開關(guān)及回

27、路環(huán)路開關(guān)，然后采用拉路法，故障范圍更容易確定。但在切斷各專用直流回路時(shí)，切斷時(shí)間不得超過3s。如發(fā)生接地時(shí)有人在工作，則在工作設(shè)備上發(fā)生接地的可能性最大，此時(shí)應(yīng)先斷開工作設(shè)備的直流電源，查看直流接地信號(hào)是否消失，如消失則應(yīng)根據(jù)工作情況及地點(diǎn)查找出接地點(diǎn)，如若不是則繼續(xù)用拉路法尋找。以上是處理直流接地的一般原則。5.2.2.控制回路斷線1）控制回路斷線常見原因(1)接線松動(dòng)。(2)斷路器機(jī)構(gòu)的閉鎖繼電器損壞或其他閉鎖觸點(diǎn)未閉合。(3)斷路器輔助觸點(diǎn)異常。(4)保護(hù)操作箱的位置繼電器損壞。(5)斷路器分合閘線圈燒壞。2）控制回路斷線故障處理步驟(1)檢查控制電源是否正常，查看操作箱上HWJ或TW

28、J燈是否亮，如燈亮說明控制回路完好，可能是HWJ或TWJ繼電器提供的信號(hào)觸點(diǎn)有問題或者分合閘回路接線有松動(dòng)，當(dāng)然也不排除是信號(hào)回路的問題。(2)用萬用表在開關(guān)機(jī)構(gòu)上測(cè)量(cling)分合閘線圈是否完好，分合閘回路線圈完好，一般測(cè)量電阻是30-200（不同廠家，不同直流電壓而定）。如果測(cè)量值正常，則說明分合閘線圈沒問題，若測(cè)量發(fā)現(xiàn)分合閘線圈有問題，應(yīng)該(ynggi)立刻對(duì)線圈進(jìn)行更換。(3)檢查發(fā)現(xiàn)線圈完好，如果控制電源空開跳閘，說明分合閘回路上(l shng)有短路點(diǎn)，應(yīng)該進(jìn)行絕緣檢查，逐級(jí)排除。5.2.3.保護(hù)裝置異常現(xiàn)代微機(jī)保護(hù)出現(xiàn)裝置異常時(shí)，主要是由元器件損壞引起。作為現(xiàn)場繼保人員，并不

29、需要知道具體哪個(gè)元器件損壞，只要判斷是哪個(gè)插件損壞就行。這樣做一是提高現(xiàn)場處理缺陷速度，二是現(xiàn)代微機(jī)保護(hù)硬件復(fù)雜若要判斷出具體故障元器件對(duì)人員素質(zhì)要求較高，且現(xiàn)場也缺乏測(cè)試和修復(fù)設(shè)備。下面是一些引起元 器件損壞的主要原因： (1)電源損壞：電源損壞的主要原因是電源的質(zhì)量不佳或超期運(yùn)行所致。 (2)元器件質(zhì)量不良：其引起的缺陷主要有A/D轉(zhuǎn)換故障、液晶顯示失靈和跳閘位置繼電器(KCT)損壞等。 (3)設(shè)計(jì)不良：回路參數(shù)設(shè)計(jì)或軟件設(shè)計(jì)不良，特別是廠家的軟件版本控制和程序Bug問題比較突出。出現(xiàn)些類情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系廠家，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行升級(jí)處理。(4)電磁干擾：早期微機(jī)型保護(hù)裝置電磁兼容水平較低，裝置的

30、整體抗干擾能力未能達(dá)到IEC標(biāo)準(zhǔn)，造成元器件損壞次數(shù)居高不下，應(yīng)加快該類保護(hù)的改造。(5)元器件老化：這主要發(fā)生在早期的微機(jī)型保護(hù)裝置上。根據(jù)筆者多年處理裝置異常缺陷的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于運(yùn)行年限較久的保護(hù)裝置通常出現(xiàn)保護(hù)異常是由電源插件或CPU插件老化引起的。因此只要退出保護(hù)裝置，更換電源插件或CPU插件即可恢復(fù)正常。5.2.4.通道故障隨著通訊技術(shù)的發(fā)展，光纖及光纖設(shè)備造價(jià)的降低，光纖通訊網(wǎng)在電力系統(tǒng)的架設(shè)越來越普遍。而借助光纖通訊網(wǎng)的光纖電流差動(dòng)保護(hù)和光纖允許式距離保護(hù)在當(dāng)今的電力系統(tǒng)也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。由于光纖電流差動(dòng)保護(hù)具有天然的選相能力，不受系統(tǒng)振蕩、非全相運(yùn)行的影響，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。

31、因此，光纖電流差動(dòng)保護(hù)在南方電網(wǎng)220kV及以上的輸電線路獲得了廣泛的應(yīng)用。光纖電流差動(dòng)保護(hù)或光纖允許式距離保護(hù)通道故障時(shí)將可能導(dǎo)致保護(hù)的誤動(dòng)或拒動(dòng)，因此保護(hù)裝置通道告警時(shí)必須將保護(hù)退出運(yùn)行，由檢修人員立刻到現(xiàn)場進(jìn)行緊急處理。故障出現(xiàn)后，由于工作人員缺乏經(jīng)驗(yàn)和有效的檢測(cè)手段，常常不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題所在，導(dǎo)致光纖保護(hù)難以及時(shí)恢復(fù)正常運(yùn)行，從而影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。引起保護(hù)裝置通道告警的原因很多，包括熔纖質(zhì)量不好、光纜斷芯、光纖跳線接頭松動(dòng)、復(fù)用接口(ji ku)裝置故障等。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)(jsh)的現(xiàn)狀與發(fā)展6.1 我國繼電保護(hù)(j din bo h)的發(fā)展現(xiàn)狀上世紀(jì)60年代到80年代是晶體管

32、繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時(shí)代。其中天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護(hù)和南京電力自動(dòng)化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù),運(yùn)行于葛洲壩500kV線路上,結(jié)束了500kV線路保護(hù)完全依靠從國外進(jìn)口的時(shí)代。在20世紀(jì)70年代中,基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)已開始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列,逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位,這是集成電路保護(hù)時(shí)代。我國從20世紀(jì)70年代末即已開始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究,1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過鑒定,并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用,揭開了我國繼電保

33、護(hù)發(fā)展史上新的一頁,為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。從90年代開始我國繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代。不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色,為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全且工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究,在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。6.2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展趨勢(shì)6.2.1 計(jì)算機(jī)化按照著名的摩爾定律,芯片上的集成度每隔1824個(gè)月翻一番。其結(jié)果是不僅計(jì)算機(jī)硬件的性能成倍增加,價(jià)格也在迅速降低。微處理機(jī)的發(fā)展主要體現(xiàn)在單片化及相關(guān)功能的極大增強(qiáng),片內(nèi)硬件資源得到很大擴(kuò)充,單片機(jī)與DSP芯片二者技術(shù)上的融合,運(yùn)算能力的顯著提高以及嵌入

34、式網(wǎng)絡(luò)通信芯片的出現(xiàn)及應(yīng)用等方面。這些發(fā)展使硬件設(shè)計(jì)更加方便,高性價(jià)比使冗余設(shè)計(jì)成為可能,為實(shí)現(xiàn)靈活化、高可靠性和模塊化的通用軟硬件平臺(tái)創(chuàng)造了條件。我國在2000年220kV及以上系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)率為43.99%,線路微機(jī)保護(hù)占86%,到2003年底,220kV以上系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)已占到70.29%,線路的微機(jī)化率達(dá)到97.6%。實(shí)際運(yùn)行中,微機(jī)保護(hù)的正確動(dòng)作率要明顯高于其他保護(hù),一般比平均正常動(dòng)作率高0.20.3個(gè)百分點(diǎn)。繼電保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高,除了保護(hù)基本功能外,還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間,快速的數(shù)據(jù)處理功能,強(qiáng)大的通信功能

35、,與其他保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以供享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力、高級(jí)語言編程等。6.2.2 網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)保護(hù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微機(jī)保護(hù)相結(jié)合的產(chǎn)物,通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)功能,如線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)等。網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的最大好處是數(shù)據(jù)共享,可實(shí)現(xiàn)本來由高頻保護(hù)、光纖保護(hù)才能實(shí)現(xiàn)的縱聯(lián)保護(hù)。另外,由于分站保護(hù)系統(tǒng)采集了該站所有斷路器的電流量、母線電壓量,所以很容易就可實(shí)現(xiàn)母線保護(hù),而不需要另外的母線保護(hù)裝置。電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)型繼電保護(hù)是一種新型的繼電保護(hù),是微機(jī)保護(hù)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。它建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)以及微機(jī)保護(hù)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上。網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)中網(wǎng)省

36、級(jí)、省市級(jí)和市級(jí)主干網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),以及分站系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)均可采用簡單、可靠(kko)的總線結(jié)構(gòu)、星形結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)等。分站保護(hù)系統(tǒng)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)中是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。分站保護(hù)系統(tǒng)有2種模式:一是利用現(xiàn)有微機(jī)保護(hù);另一個(gè)是組建新系統(tǒng),各種保護(hù)功能完全由分站系統(tǒng)保護(hù)管理機(jī)實(shí)現(xiàn)。由于繼電保護(hù)在電網(wǎng)中的重要性,必須采取有針對(duì)性的網(wǎng)絡(luò)安全控制策略,以確保網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)的安全。6.2.3 智能化隨著(su zhe) HYPERLINK /pc/ 計(jì)算(j sun)機(jī)技術(shù)的飛速 HYPERLINK /fazhan/ 發(fā)展及計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用,新的控制原理和方法不斷被應(yīng)用于計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)

37、中,近年來人工智能技術(shù)如專家系統(tǒng)、人工神經(jīng) HYPERLINK /network/ 網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模糊邏輯、小波理論等在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用,從而使繼電保護(hù)的研究向更高的層次發(fā)展,出現(xiàn)了引人注目的新趨勢(shì)。例如電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)了用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)來實(shí)現(xiàn)故障類型的判別、故障距離的測(cè)定、方向保護(hù)、主設(shè)備保護(hù)等。在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢(shì)角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題,距離保護(hù)很難正確作出故障位置的判別,從而造成誤動(dòng)或拒動(dòng);如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)練,只要樣本集中充分考慮了各種情況,則在發(fā)生任何故障時(shí)都可正確判別。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,新的

38、方法也在不斷涌現(xiàn),在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大,為繼電保護(hù)的發(fā)展注人了新的活力。將不同的人工智能技術(shù)結(jié)合在一起,分析不確定因素對(duì)保護(hù)系統(tǒng)的影響,從而提高保護(hù)動(dòng)作的可靠性,是今后智能保護(hù)的發(fā)展方向。雖然上述智能方法在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中應(yīng)用取得了一些成果,但這些理論本身還不是很成熟,需要進(jìn)一步完善。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)、通信等各種技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展,可以預(yù)見,人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域必會(huì)得到應(yīng)用,以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。6.2.4 綜合自動(dòng)化 HYPERLINK /dangdai/ 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為改變變電站目前監(jiān)視、控制、保護(hù)和計(jì)量裝置及系統(tǒng)分割的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術(shù)基礎(chǔ)。高壓、超高壓變電站正面臨著一場技術(shù)創(chuàng)新。實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)和綜合自動(dòng)化的緊密結(jié)合,它表現(xiàn)在集成與資源共享、遠(yuǎn)方控制與信息共享。以遠(yuǎn)方終端單元(RTU)、微機(jī)保護(hù)裝置為核心,將變電所的控制、信號(hào)、測(cè)量、計(jì)費(fèi)等回路納入計(jì)算機(jī)系統(tǒng),取代傳統(tǒng)的控制保護(hù)屏,能夠降低變電所的占地面積和設(shè)備投資,提高二次系統(tǒng)的可靠性。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)二次系統(tǒng)各專業(yè)界限和設(shè)備劃分原則,改變了常規(guī)保護(hù)裝置不能與調(diào)度(控制) 中心通信的缺陷,給變電所自動(dòng)化賦予了更新的含義和內(nèi)容,代表了變電所自動(dòng)