继电保护的可信赖性

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继电保护的可信赖性范文第1篇

关键词：配电系统 ；继电保护；保护装置

随着经济的快速发展，电力需求增长迅速，配电网日趋复杂，城市10KV配电网络的改造和20KV新电压等级的配电系统试点发展规划，城市配电网中大量使用电缆，这种架空线路和电缆混合使用配电网络构架的供电可靠性要求也日趋提高，常规继电保护已不能满足配电网保护的要求，配电网系统继电保护的将如何应用已成为一个研究课题。

1、配电网继电保护基本概念

配电网继电保护(distribution network relay protection)当配电网中的电力设备发生故障或出现影响安全运行的事件时，以终止这些故障或事件发展造成对配电网进一步破坏的自动化设施和装备。这种性质的自动化装备的特点是非调节性的(即突然投人或切除某一设备)和要求快速动作。实现这种用于保护电网元件和线路的自动化成套硬件统称为继电保护装置。在整个配电网中的各个分散的继电保护装置要求相互协同配合，并按预定顺序进行工作，从而在配电网中形成一个庞大的继电保护系统，简称继电保护。继电保护装置功能尽可能在最短的时间和最小的区间内自动把发生故障的线路、变压器或其它电气设备从电网中断开，以减轻故障设备的损毁和对电网的影响。安全自动装置功能尽快消除电网出现的异常事件，防止电网大面积停电和保持对重要用电户连续供电，在事故后迅速恢复电网的正常供电和运行，例如自动重合闸、备用电源自动投入、自动切除供电负荷等。

继电保护的基本要求可归纳为可靠性、快速性、 选择性、灵敏性四个方面。

(1)可靠性。是对保护的基本要求，是指一个元件、设备或系统在预定时间内，在规定的条件下完成规定功能的能力。它又分为可信赖性和安全性两个方面。可信赖性要求继电保护在设计要求它动作的悄况下能够正确地完成动作。安全性要求继电保护在非设计要求它动作的其他所有情况下能够可靠地不动作。继电保护装置的拒动和误动都会给电力系统造成严重危害。但提高其不拒动和提高其不误动作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。

(2)快速性。是以允许的可能最快的速度动作于断路器跳闸。

(3)选择性。是继电保护在对电网影响可能最小的处所实现对断路器的控制操作，以终止故障和配电网事故的扩大。

(4)灵敏性。是继电保护对设计规定要求动作的故障或异常事件的能够动作反应的能力，一般都有具体的规定。

2、继电保护装置评价指标

2.1配电系统的几种运行状况

2.1.1正常运行 这种状况系指系统中各种设备或线路均在其额定状态下进行工作；各种信号、指示和仪表均工作在允许范围内的运行状况；

2.1.2故障 这种状况系指某些设备或线路出现了危及其本身或系统的安全运行，并有可能使事态进一步扩大的运行状况；

2.1.3异常运行 这种状况系指系统的正常运行遭到了破坏，但尚未构成故障时的运行状况。

2.2 继电保护装置属于可修复元件，在分析其可靠性时，应该先正确划分其状态，常见的状态有：

①正常运行状态。这是保护装置的正常状态。

②检修状态。为使保护装置能够长期稳定运行，应定期对其进行检修，检修时保护装置退出运行。

③正常动作状态。这是指被保护元件发生故障时，保护装置正确动作于跳闸的状态。

④误动作状态。是指保护装置不应动作时，它错误动作的状态。例如，由于整定错误，发生区外故障时，保护装置错误动作于跳闸。

⑤拒动作状态。是指保护装置应该动作时，它拒绝动作的状态。例如，由于整定错误或内部机械故障而导致保护装置拒动。

⑥故障维修状态。保护装置发生故障后对其进行维修时所处的状态。

2.3 目前常用的评价统计指标

2.3.1 正确动作率 即一定期限内（例如一年）被统计的继电保护装置的正确动作次数与总动作次数之比。

正确动作率=（正确动作次数/总动作次数）×100

用正确动作率可以观测该继电保护系统每年的变化趋势，也可以反映不同的继电保护系统（如220kv与500kv）之间的对比情况，从中找出薄弱环节。

2.3.2 可靠度r(t) 是指元件在起始时刻正常的条件下，在时间区间（0，t）不发生故障的概率。对于继电保护装置，注意力主要集中在从起始时刻到首次故障的时间。

2.3.3 可用率a(t) 是指元件在起始时刻正常工作的条件下，时刻t正常工作的概率。可靠度与可用率的不同在于，可靠度中的定义要求元件在时间区间(0，t)连续的处于正常状态，而可用率则无此要求。

2.3.4 故障率h(t) 是指元件从起始时刻直到时刻t完好条件下，在时刻t以后单位时间里发生故障的概率。

2.3.5 平均无故障工作时间m t b f 设从修复到首次故障之间的时间间隔为无故障工作时间，则其数学期望值为平均无故障工作时间。

2.3.6 修复率m(t) 是指元件自起始时刻直到时刻t故障的条件下，自时刻t以后每单位时间里修复的概率

2.3.7 平均修复时间m t t r 平均修复时间是修复时间的数学期望值。

3、10KV配电系统继电保护

目前，10KV电压等级是我国主要配电网络。它能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到企业和居民用电的畅通，而且涉及到电力系统能否正常的运行。现在10KV配电线路的保护，一般采用电流速断（Ⅰ段）、定时限过电流（Ⅲ段）、零序电流保护（仅限少数大城市的电阻接地系统）和三相一次重合闸保护（若线路有架空线）构成。下面对几种常用电流保护的进行分析。

3.1 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有关，短路电流越大，动作时间越短；短路电流越小，动作时间越长，这种保护就叫做反时限过电流保护。反时限过电流保护虽外部接线简单，但内部结构十分复杂，调试比较困难；在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如电磁式继电器构成的继电保护装置。

3.2 定时限过电流保护

继电保护的动作时间与短路电流的大小无关，时间是恒定的，时间是靠时间继电器的整定来获得的。时间继电器在一定范围内是连续可调的，这种保护方式就称为定时限过电流保护。

定时限过电流保护是由电磁式时间继电器(作为时限元件)、 电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。它一般采用直流操作，须设置直流屏。

定时限过电流保护的基本原理。在10kV中性点不接地系统中，广泛采用的两相两继电器的定时限过电流保护。它是由两只电流互感器和两只电流继电器、一只时间继电器和一只信号继电器构成。 保护装置的动作时间只决定于时间继电器的预先整定的时间，而与被保护回路的短路电流大小无关，所以这种过电流保护称为定时限过电流保护。

动作电流的整定计算。过流保护装置中的电流继电器动作电流的整定原则，是按照躲过被保护线路中可能出现的最大负荷电流来考虑的。也就是只有在被保护线路故障时才启动，而在最大负荷电流出现时不应动作。

4、20KV配电系统继电保护改造

20KV电压等级尤其适宜于较高电力负荷密度情况下的工业化初期阶段，十分适合于我国现阶段，目前，全国各地都已在20KV电压等级作为配电网的试点，为节省投资，大多对现行的10KV配电方式进行升压改造。

我国现有的10KV系统大多为中性点不接地或经消弧线圈接地系统，均为小电流接地系统，在发生单相接地故障时，一般只要求继电保护设备能有选择性的发出信号即可，而不必跳闸。但如今城市配电网络建设和改造中，电缆大量使用，造成系统的对地电容电流大幅度增加，同时绝缘水平较低的新型电气设备得到了广泛应用，传统的中性点接地方式难以适应以电缆为主的城市配电网的发展要求。20KV系统中性点宜改为经低电阻接地方式，由于单相接地故障电流大，需要立即跳闸，切除故障，这与小电流接地方式有根本的区别，因此升压后系统的继电保护也需要作出相应改造。

升压后20KV出线的继电保护，除了电压互感器、电流互感器以及一次设备需要适当调整外，二次保护装置、保护类型及定值整定原则和10KV大体一致。经实践分析，对20KV配电系统中性点经低电阻接地条件的继电保护可采取以下几种改造措施：

1）在20KV架空线路中采取中途附加自动配电开关的措施，可以扩大相间短路的保护区域，使之与10KV原系统做同样程度的整定，这种方法尤其适用于长距离20KV架空配电线路的系统。

2）20KV配电线路及主变压器20KV侧均应配置反映接地故障的零序保护。在需要或者有条件的系统中可以考虑增加零序方向电流保护，以克服地区故障点接地电阻过大可能出现拒动的弱点。

3）20KV配电线路同10KV一样，宜采用过流速断保护做主保护，以定时过电流保护作后备保护，架空线路并采用自动重合闸装置。

4）主变压器零序保护配置应根据其20KV侧绕组联结方法不同而不同。20KV母线需要配置两段定时限零序保护。

继电保护的可信赖性范文第2篇

（1）传输容量较大。光纤通信技术的传输容量主要与传输带宽、调制方式有关。由于光源的调制特性，决定了其与铜线、电缆相比具有更大的通信容量。另外，光纤通信技术还有许多手段可以进一步减少在传输过程中信息的损耗，解除信息容量的限制。

（2）抗干扰能力较强。由于光纤原材料主要是由具有绝缘性的石英材料制作而成，所以具有很强的抗干扰能力。一方面，石英材料比较稳定，具有较强的抗腐蚀性；另一方面石英是绝缘材料，所以能够不受自然界雷电以经济太阳黑子活动的干扰。除此之外，光波还能抵御一些人为释放的电磁的干扰。如果将光纤与高压输电线采用平行架设的方式，还能构成复合型光缆，有利于电网调度自动化的顺利开展，减轻电磁脉冲效应对通信的影响。

（3）保密性能较高。在进行电波传输的过程中，不可避免地会出现电磁波的泄露。电磁波一旦泄漏，就会对各个传输通道的正常工作造成一定的影响，从而导致信号安全性降低，可能被窃取。如果使用光纤通信，就可以将光信号完全限制在光纤之内。即使有部分射线泄露，也会被光纤外的不透明包皮吸收，外界无法窃取。同时，一条光缆中可能会有数量较多的光纤，但是由于光传递规律和光纤不透明包皮的限制，相邻光纤之间的信息不会相互干扰。

（4）传输损耗较低。当下，石英光纤的传输损耗低于市场现有的各个传输介质。根据最新研究表明，理论上还可以使用其他材质进一步降低光纤传输过程中的损耗。所以，光纤传输具备的低损耗性能更适应远距离的传输。随着现代交通工具的进一步发展，人们信息传输的距离也越来越远。而传输距离的增大也会导致传输损耗的增加，所以如何降低远距离信息传输中的信息损耗成为的人们研究的关键问题，利用光线通信技术可以为解决这一问题提供合理思路。

2光纤通信技术的具体应用

（1）供电单位通信概况。某供电单位下有9所变电站，其中有8所110kV变电站，有1所35kV变电站。该单位在进行通信时主要使用的是环形光纤通信系统与树形光纤通信系统相结合的方式。通过将中心变电站与调度中心连接，实现调度中心对中心变电站的控制。再将中心变电站与其他的变电站构成环状的网络结构，实现中心变电站对其的控制。各个站点之间的通信均采用光纤通信技术。

（2）光纤的配置。为了避免环路节点过多对光缆或是光纤设备造成影响，导致故障的出现，该单位主要使用双光线环路自愈网来避免通信造成中断。其原理是，将具有自愈功能的光纤收发器配备到环形光纤系统中的各个站点，一旦环路节点出现异常，光纤收发器可以自动切换，避免对系统造成进一步的损伤。该单位还使用12芯的光缆，并选取其中的两芯当作综自信息通道，从而构成了两个相互不会干扰的通信环网。在传输过程中，同一份通信报文会在两个环网中分别传递。分站每次都可以在同一时段接收到两份环路的信号。选择某一环路的信号，由光端设备传送至RTU。一旦光缆设备出现问题，仅能接收某一个环路的信号。然后收发器会做出相应的反应，使用另一个环路将接收到的信号发送出去，从而构成全新的环路。此外，从组网方式上来看，光纤通信可以构建成网状、树状、星型等。

（3）保护输电线路。某单位主要是为煤矿提供电力，所以需要电网具有较强的可靠性。所以该单位关注继电保护，并且重视对动作可信赖性的保障。一旦系统出现故障，就会立即采取切除的解决办法，避免继电保护出现拒动。这样一来，通过纵联保护，高压电网的运行就可以得到保障。纵联保护的原理是通过通道使处于线路两段的保护装置交换增长信息。通过故障信息的进一步交换，可以对故障的种类进行初步的判断。除了上文提到的综自信息传递的自动化之外，电力系统调度自动化还需要其他的通信系统支持。例如视频监控系统等，这些系统同样需要光纤通信技术的支持，在此不再赘述。

3在电力系统内光纤通信技术的发展前景

随着网络技术的不断发展，光纤通信技术与数字信号结合成为必然趋势。在传输介质材料的选择上，由于光纤具备较强的经济性和稳定性，成为了智能变电站信息通信的首选。未来，变电站会朝着智能化方向进一步发展。作为智能变电站技术的延伸，光纤通信技术需要采集、传输乃至处理信息，以便为变电站实现数字化提供基础。因此，随着智能变电站的不断发展，光纤通信技术也会获得进一步的发展。首先是在覆盖范围上，光纤通信技术整体的覆盖范围会提升，涉及到的领域也会拓展。也就是说，光纤通信技术会影响到社会各个领域，为各个行业提供更好的信息传递服务，方便人们的工作与生活。其次，光纤通信技术本身会有进一步的提升，无论在传输效率还是传输质量上都会有所提升，从而能够提供更好的服务。

4结语