继电保护特性

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继电保护特性范文第1篇

关键词：电力 继电保护 可靠性 趋势发展

中图分类号：U224 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）05-0392-01

一、电力继电保护的整体含义

随着人们对电力质量运行要求的不断提升，继电保护装置已经被广泛的应用在电力系统中，所谓的电力继电保护装置就是为了降低电力系统运行故障隐患，迅速及时的处理电力故障，缩减故障处理开支，维护电力系统维护的一种电气装置，该装置动作于断路器发出信号或者跳闸，因其独特的电路保护特性，近年来被广泛的应用。

二、继电保护装置的要求及特点

1.继电保护装置的要求

继电保护装置应满足可靠性、灵敏性和速动性的基本要求，在此基础上，在实际应用中，还需考虑经济性，在能实现电力系统安全运行的前提下，尽量采用经济可靠的继电保护装置。

1.1可靠性

可靠性是对电力继电保护装置最重要、最根本的要求。可靠性要求保护装置应有正确的动作，即不改动的时候不能有误动作，该动的的时候不应该有拒绝动作。保护装置的误动作和拒绝动作都会给整个电力系统带来严重的危害，因此，为确保保护装置动作的可靠性，必须保证装置的设计原理、安装调试等正确无误，同时要求装置各部件质量可靠以提高整个装置的可靠性。

1.2速动性

即要求继电保护设备能在最短的时间内对短路故障进行切除，从而减轻短路电流对系统设备的损坏程度，提高电力系统并列运行的稳定性，节约故障的处理时间

1.3灵敏性

指继电保护装置在其保护的范围内，对故障或异常工作情况的反应能力，在设备或者线路在被保护范围内发生金属性短路故障时，保护装置应具有必要的灵敏系数，各类保护的最小灵敏系数在规程中也有具体的规定。

2.继电保护技术特点

继电保护技术主要由以下几个特点，首先自主化运行率提高，使得继电设备具有很强的记忆功能，提高运行的精确度，其次，兼容性辅助功能强，统一标准做法的运用，方便于统一标准，并且装置的体积偏小，盘位数量减少了，在此基础上，可以增加其他的辅助功能。最后，操作性监控管理好，该技术主要表现在不受外界环境影响下的主要部件，能够产生一定的作用。

三、如何提高继电保护的可靠性

安装继电保护装置主要是为了保护电路运行过程中电路的各个配件安全性，所以提高继电保护装置的可靠性，可从以下几个方面落实。第一，继电保护装置需检验应注意的问题，将电流回路升流试验和整组试验放在本次检验最后运行，完成这两项工作后，禁止再拔插件、改定值区等工作。第二，定值区问题，定值区数量的增加是电力系统与计算机网络系统快速发展的一个重要体现，它能够适应继电保护装置运行的不同需求。从而确保电力系统稳定运行。并且由于定值区数量不断增加，人们对不同的定值数据管理会出现或大或小的问题，为此应加强管理定值区，增加其专业技术人员及时调整数据更改记录。第三，一般性检查，一般性检查的工作虽然没有专项检查要求难度高，但其检查质量的好坏直接影响到电力继电保护装置的运作，由于一般性检查工作简单，琐碎，迄今为止还没有引起人们重视，既没有做到及时的进行一般性检查，而且检查时敷衍了事，没有得到具体的实现，细微的细节都可能存在重大的安全隐患，所以一般性检查的具体落实是提高继电保护可靠性的重要方面。

四、电力系统继电保护技术的发展

继电保护技术当今趋势是向计算机化，智能化，网络化，保护、控制、测量数据通信一体化和自适应控制技术发展。

1.计算机化

随着电力系统的不断发展，其对微机保护的要求不断提高除了保护的基本功能外，还应具有强大的通信能力，高级语言编程等各方面功能，这样，继电保护装置才能够得到系统的故障较多的信息，对故障性质、位置的判断和距离检测越加的准确，大大提高保护性能和可靠性。

2.网络化

计算机网络作为现代信息和数据传送工具已成为现代技术的中坚力量，它对各个工业领域都有着很大的影响，实现这种系统保护的主要是将全系统各重要电气设备保护装置用计算机网络连接起来，实现微机保护的网络化。

3.智能化

电气自动化是当代先进科学的核心技术，也是工业现代化的重要标志，他的发展对社会科技进步具有重要意义，因此，我们要时刻展望自动化在电气工程中的应用前景。我国为进一步提高自身产品，已加大了自主创新的发展力度，提倡研究人员研发更好的并且具有创新的产品，使我国电气自动化技术得到更好的发展。

此外，我国正在逐步加大对电网的建设，电气自动化为其的继续发展拓宽了空间。

4.保护、控制、测量、数据通信一体化

在实现继电保护的计算机化和网络化下，保护装置实际上就是一台高性能，多功能的计算机，它可从多方面获得电力系统运行和故障的所有数据和信息，也将它所获得的信息和数据传送给网络控制中心或任一终端，其中在1992年，天津大学就提出了保护、控制、测量、通信一体化问题，并研制了相关数字信号处理器为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。

5.自适应控制技术

自适应继电保护的概念出现于20世纪80年代，其指能够根据电力系统运行方式和故障状态的变化而迅速实时改变保护性能、特性的新型的继电保护。自适应继电保护的基本思想就是使保护适应尽可能多的电力系统各种变化，提升改善保护的性能，这项技术具有改善系统响应、增强可靠性和节约经济成本等优点，从而拥有着广泛的前景。

五、结束语

随着科学技术的发展，电力能源已经成为国家的主要能源之一，对国民经济的发展和人民生活水平的提高产生了巨大的影响，而继电保护装置作为电力系统安全可靠运行的保障，其显得尤为重要。随着继电保护技术的不断成熟和管理制度的慢慢完善，相信日后继电保护装置的可靠性将会得到明显的提高。

参考文献

[1]王翠萍. 继电保护装置的维护及实验. 科苑论坛，2008.

[2]李海.袁琳.对继电保护故障的探讨[J].民营科技，2010.03.

[3]王姗.基于故障树分析法的继电保护系统可靠性分析[J].电气时代，2011（02）

继电保护特性范文第2篇

关键词母线保护 抗饱和 波形特点 对称识别 谐波制动

中图分类号：U224.2 文献标识码： A

0 引言

当母线发生区外故障时，故障线路流过全部短路电流，它的CT很可能由于短路时强大的短路电流以及较大的非周期分量进入深度饱和状态，励磁阻抗可能很小。因而，一次电流大部分流入励磁支路，此时差回路中的不平衡电流很大，极易造成母线保护误动。随着电力系统电压等级的升高，一次系统的时间常数也随之增大，这将使短路电流中的直流分量衰减更加缓慢，CT处于饱和状态的时间及饱和程度都将增加。另外，在使用自动重合闸的情况下，电力系统故障被第一次切除时，CT铁芯中的磁通将沿着磁滞回线下降到剩磁值。如果剩磁的极性与重合到永久性故障的短路电流所产生的磁通极性相同，CT铁芯将更快地趋于饱和，使CT二次波形产生更大的畸变。因此，电力系统的发展要求母线保护具备更高的抗CT饱和的能力。

对于母线保护而言，当发生母线区外故障时若不计非故障线路CT饱和，此时差流即故障线路饱和CT的励磁电流，因此单一CT励磁电流波形特点可以代表母线保护区外故障差流的波形特点。

尽管人们已经在CT的计算机仿真上做了大量的工作，但由于铁磁特性的复杂性，在分析时使用解析法，或用模型法都作了过多的简化，仿真结果不可避免地存在一定误差。这对于波形特点分析，尤其是定量分析是不能满足要求的，所以我们设计制作了一个易饱和CT，通过对试验的录波数据进行分析来确定抗饱和方案。

1 CT的暂态特性

为简化分析，在研究电流互感器暂态过程时作如下假设：

(1) 认为一次绕组漏抗属系统参数，即忽略一次漏抗对一次电流的影响；

(2) 认为励磁支路是纯电感支路，即忽略铁芯损耗。

电流互感器的简化等值电路如图1所示。考虑到实际CT负载的功率因数都较高，忽略，把负载视为纯阻性，则可列出等值电路方程如下：

(1)

(2)

图 1

由于短路电流中的非周期分量是引起铁芯饱和造成二次电流失真的主要因素，因此按最严重情况考虑，即认为非周期分量为最大值，此时一次电流表达式为：

(3)

将式(3)代入式(2)可得：

(4)

解此微分方程可得：

(5)

其中：

由式(5)可知，CT在暂态过程中，励磁电流中含有非周期分量和周期分量，其中非周期分量使励磁电流完全偏向时间轴一侧，它是引起CT饱和的主要原因。虽然这里尚未计及的非线性，但已可看出，，是影响CT暂态特性的主要因素。

2 试验CT的设计和参数校验

考虑到目前现场上母线保护广泛使用的是普通的保护级CT，试验CT以10P20级电流互感器为模拟对象。为获得与实际电流互感器相似的暂态特性，试验CT采用与之完全相同的由0.35mm冷轧硅钢片卷绕成的环形铁芯。

电流互感器铁芯截面积可以根据基本电磁关系式

来确定，解方程组可得铁芯截面积为：

其中：为二次电流额定值(取0.3A),

为CT二次回路总阻抗(取0.6),

为铁芯叠片系数(取0.96),

为二次绕组匝数(取50)，

为CT的额定工作磁密(对于保护级CT， ，为材料的饱和磁密，取1.68T,N为准确限值系数，取20)。

将各参数代入，计算得到铁芯截面积为200。依此确定CT的几何尺寸:=40mm, =60mm, 高H=20mm。

为减小绕组阻抗，选用双股=1.4mm漆包线对称绕制。为了今后试验方便，共绕制四个完全相同的25匝绕组，通过改变绕组间的连接方式，可改变CT的变比及其带负载能力。

CT制作完成后，对其参数和性能进行了测试，结果如下：

二次绕组阻抗小于0.02+j0.05；在，，=50的情况下，测得试验CT的复合误差约为10%。测试结果表明试验CT满足设计要求。

3 CT的暂态波形特征分析

图2是试验CT饱和的典型录波波形：

图 2

从图中我们可以发现CT饱和波形具有以下一些主要特征：

(1) 短路发生后，CT不会立即进入饱和，从大量的录波数据看来，在发生短路的开始阶段至少5ms内CT不会饱和。

(2) CT二次电流波形出现缺损，一周波内波形的对称性被破坏。

(3) CT二次电流的负向过零点提前，严重饱和时可能提前达90度；但其正向过零点偏差不大，且在此过零点附近CT有一段线性传变区，该传变区的长短随CT饱和深度而变。

(4) 对于由非周期分量引起CT饱和的情况，CT励磁电流中包含大量非周期分量，波形偏向时间轴一侧。滤去非周期分量后(如图3)，一周波内正负半波不对称。

图3

(5) 根据对CT励磁电流的谐波分析，二次和三次谐波是其中的主要谐波成分。

4 基于饱和波形特点的抗CT饱和方案

由于短路发生后CT不会立即进入饱和，利用这个特点母线保护可以区分起始时刻故障是在区区内还是区外，因此抗饱和方案需要解决的主要问题是保证区外故障不误动，而当区外故障转至区内时迅速开放保护。

如前所述，在由非周期分量引起的CT饱和的情况下，CT励磁电流一周波内正负半波不对

称，根据这一特点可以构成基于波形对称原理的CT饱和检测元件。

具体实现时先将差动电流经一次差分，以消除差流波形中非周期分量的影响，然后对本点采样值与半周波前点的采样值之差的绝对值进行半波积分得到＝，对本点采样值与半周波前点的采样值之和的绝对值进行半波积分得到＝，当差流波形对称时很小，故／值很大，而当连续两个正负半波不对称时／较小(如图4)

图4

。选择适当的K便可以根据K连续一段时间T内保持成立的情况下认为母线故障已由区外转至区内，开放保护。

对称识别判据实质上是利用CT饱和时产生的谐波对保护进行制动，所以母线故障时故障电流中的谐波分量对保护的快速动作也会有一定的影响。例如，大型水轮发电机附近短路时，短路电流中含有较大的二次谐波分量；超高压远距离输电线，由于分布电容较大以及串联补偿电容的存在，使得暂态短路电流中产生数值较大，衰减较慢的低频和高频分量。这些谐波分量的存在将使对称比的上升速度变慢，从而降低了保护切除转换性故障的速度。因此为防止母线保护在切除区外转区内故障时速度太慢，对称判据中的K不宜取值太大。

对称识别方法主要的不足之处是CT饱和时产生的奇次谐波对对称识别方法没有帮助(由于对于奇次谐波：)。

为此对对称识别方法进行改进，将原判据中的用差流中的谐波分量的标量值代替，则用差流的基波幅值代替。为获得必须先滤去差流中的基波分量，滤波算法宜选用数据窗较短的方法，如，；则可采用傅氏算法求得。

图5

从图5可以发现以下几个特点：

(1) 滤去基波后的波形每周波内总有一段波形缺损，CT饱和程度很深时尤为明显。这主要

是由于CT饱和时存在在线性传变区以及滤波算法的数据窗效应造成的。

(2) 由于波形的周期性缺损使其半波积分值也周期性振荡，而随着时间的推移CT的饱和程度逐渐减轻，随之减小(为便于与作图比较，这里的人为放大了)。

(3) 比值周期性振荡，每周波内存在一个最低值，饱和判据中的K选取时应躲过CT最严重饱和情况下该最低值可能的最大值。与对称识别判据类似，为防止母线保护在切除区外转区内故障时速度太慢，对称判据中的K不宜取值太大。

综上得到谐波制动判据：在一个周波内若有任一点持续保持成立，则认为母线故障已由区外转至区内，开放保护。

与对称识别判据相比，使用谐波制动判据进行CT饱和闭锁，母线故障时故障电流中的谐波分量对保护的快速动作的影响要小一些。这是由于一方面在差分和滤去基波的过程中，故障电流中的低次谐波大都被滤掉；另一方面，谐波制动判据利用了CT饱和的存在线性传变区的波形特点，根据一周波内谐波比的最低值选取门槛有利于降低K值。

5 结论

谐波制动方案实现简单，计算量小，适应性强，大量试验证明，在比例差动保护的基础上，加入上述的制动判据可以获得很好的抗CT饱和性能。另外，当故障由区外转至区内时，该判据能够较快地开放保护。

参考文献：

1 《母线保护》 王春生等水利电力出版社 1987

2 《互感器与相序滤过器》 刘从爱 水利电力出版社 1991

继电保护特性范文第3篇

[论文摘要]根据黄河三角洲地区所具有的植物区系成分简单，植物种类少，以及稳定性差，植物区系年轻等特点，提出了具体的保护对策。

黄河三角洲国家级自然保护区位于黄河入海口两侧新淤地带，总面积为15.3万hm2。保护区属于暖温带季风气候区，年平均气温11.9℃，无霜期210天，年平均降水量592.2mm，是东北亚内陆和环西太平洋鸟类迁徙的重要“中转站、越冬栖息和繁殖地”，是全国最大的河口三角洲自然保护区。

黄河三角洲国家级自然保护区内共有各种野生动物1524种，其中，海洋性水生动物418种，属于国家重点保护的海洋兽类有5种；淡水鱼类108种，属国家重点保护的有3种；鸟类 265种，属国家一级重点保护的7种，二级重点保护的有33种；世界上存量极少的稀有鸟类黑嘴鸥，自然保护区内有较多分布，特别是天鹅、鹤类、海鸥、野鸭总是成群结队，另有狐狸、野兔、獾等在区内出没。

黄河三角洲自然保护区自然分布的高等植物共计43科，123属，193种，以被子植物为主，分布有属于国家二级保护的濒危植物野大豆。保护区内的植被包括天然苇荡32772hm2，天然草场18143hm2，天然实生树林675hm2，天然柽柳灌木林8126hm2，人工刺槐林5603hm2。

一、黄河三角洲自然保护区生物多样性特点

（一）植物区系成分简单，植物种类少

在1530km2的自然保护区内，自然分布的高等植物只有43科、123属、193种，说明自然保护区植物区系成分简单，种类少。保护区成陆时间短、地下水位高、土壤含盐量高，风暴潮等自然灾害都是影响该区植物生长与分布的重要因素。

（二）黄河三角洲稳定性差，植物区系的年轻性特点明显

黄河三角洲自然保护区是一个新生的湿地生态系统，黄河携带的大量泥沙不断淤积使得黄河口地区的陆地面积不断向海淤进，淤积物中所携带的养分加上适宜的环境条件，不断地为自然保护区的植物资源由陆地向海岸方向发展创造良好条件，植物群落的产生、发展和演替比较频繁。

（三）木本植物种类贫乏

自然保护区内自然分布的植物中以草本植物为主，木本植物只有草麻黄、柳、杞柳、柽柳、单叶蔓荆等少数几种；另外分布有人工种植的杨树，榆树，白腊树、刺槐与各种果树等。

黄河三角洲植物群落的生活型以萆本植物为主，草本植物共计151种，占该地区植总数的88.30％，种类组成上处于绝对优势。灌木和半灌木主要是指杞柳、麻黄、二色胡枝子、达乌里胡枝子、小果白刺、柽柳、枸杞等。

（四）湿地发达，以水生湿生植物为主的广布种和世界种比例较高

黄河三角洲自然保护区作为中国暖温带最年轻、最广阔、保存最完整、面积最大的以保护黄河口新生湿地生态系统和珍稀濒危鸟类为主体的湿地类型保护区，这与保护区内大面积的水生生态环境和相应的水生植被条件密切相关。自然保护区内湿生、水生物种类半富，有芦苇、泽泻，水莎草等92种，占保护区总种数的47.7％。草本植物中以盐地碱蓬、芦苇、荻为主，构成了自然保护区的草本层。保护区内的水生植被包括沉水水生植被、浮水水生植被和挺水水生植被三个植被型。

（五）旱生和中旱生植物种类多，与干旱区有密切的区系交流

黄河三角洲自然保护区内，植物的水生生态类型组成成分较复杂，水生、湿生、湿中生、中生、旱中生、中旱生和旱生的植物种类均有分布，体现了保护区内自然环境条件，特别是水生生态条件的多样性，为各种生态类型的植物提供了必要的生存条件。

（六）广布种和世界种比例较高，说明杂草植被和湿地发达

黄河三角洲自然保护区内植物的区系地理成分，世界种24种，泛北极种(北温带)如碱蓬，古北极种(欧亚大陆温带)如枸杞，东古北极种(亚洲温带)如草木樨。广布寒温带种共计45种，5种达乌里蒙古种；3种古地中海种；3种哈萨克斯坦蒙古种;榆和蒙古鸦葱2种洲中部种；1种黑海哈萨克斯坦蒙古种。上述5类中草原种共有14种，占总数的8.19％。 东亚类型种数目较多，共有31种，占18.13％，其中世界种和广布的温带成分占优势，共计69种，占总数的40.36％。

从生活型来看主要是草本植物，木本植物较少，这也反映出保护区内地面植被相对单一，容易受到自然条件和人为因素的干扰。泛热带种也有少量分布，这表明三角洲地区的植物区系还在一定程度上留有热带地区的印迹。

（七）广泛分布于干旱区的植物在保护区中占有相当比例，充分体现了黄河的廊道作用

干旱区植物在黄河三角洲自然保护区内有一定数量的分布，其中的一些植物种在我国的干旱地区分布广泛，如羊草在内蒙古的一些地区是草原群落的主要建群种，这进一步反映了黄河三角洲自然保护区内生态系统类型的多样性，为丰富和繁荣该地区的动物、植物以及微生物资源提供了有利条件。

（八）保护区内有些植物与内蒙古共有

黄河三角洲自然保护区内植物区系的植物种中，与内蒙古植物区系所共有种类128种，只有49种内蒙古缺少，共有种数占黄河三角洲总植物种数的75％。新生代以来，古地中海逐渐消失，亚洲内陆自西向东气候干旱化，加之人类活动破坏生态环境，致使干早化加剧和扩大，西部地中海区中亚草原成分(包括内蒙古植物区系成分)沿黄河侵入山东，并且分布区逐渐扩大，这样内蒙古的植物区系成分丰富了山东省以及黄河三角洲自然保护区的植物区系。

二、生物多样性的保护对策

黄河三角洲是在特定的地理条件下形成的河口湿地生态系统，有调节水分循环和维持湿地动植物栖息地的功能，该系统内群落演替活跃，生境极易遭到破坏，抗干扰能力弱，系统对外界变化的适应能力差，而调节、恢复能力又差，人类的不合理开发利用会使生态系统发生退化，因而，在开发三角洲自然资源的同时，必须采取必要的防范措施，尽量减少对生境的破坏，保护生物多样性。

（一）重点保护稀有和濒危物种

在黄河三角洲自然保护区内已知的265种鸟类当中，属于国家Ⅰ级重点保护的有7种，属于国家Ⅱ级保护的有33种，属于《濒危野生动植物种国际贸易公约》附录Ⅰ所列保护鸟类有7种，属于附录Ⅱ所列保护鸟类有26种，属于附录Ⅲ所列保护鸟类有7种，属于《中日保护候乌及其栖息环境的协定》中的保护鸟类有152种，属于《中澳保护候鸟及其栖息环境的协定》中的保护鸟类有151种，对这些珍稀物种要重点保护。

（二）积极建立信息网络，加强国际合作

建立信息管理中心和监测网络，提供保护区生物物种及生态环境的动态变化信息，建立生物多样性保护数据库，正确预测生物多样性的变化趋势，及时科学有效地确定保护对象。加强国内及国际间的合作，开展各种形式的生物多样性研究，争取从国际上引进资金和技术，促进生物多样性保护工作的发展。

继电保护特性范文第4篇

【关键词】 造血干细胞移植；侵袭性真菌感染；对策

造血干细胞移植技术日益成熟， 但患者移植后由于本身疾病， 预防处理， GVHD的预防和治疗导致免疫力低下， 容易发生侵袭性真菌感染。近年来侵袭性真菌感染发病率呈上升趋势， 已成为影响移植效果的重要因素[1]。现将近年造血干细胞移植后发生侵袭性感染的患者进行总结有助于降低发病率和病死率， 对提高患者疗效和生存质量有重要意义。

1 临床资料

1. 1 一般资料 2007年1月～2012年1月共收治造血干细胞移植患者156例， 异基因移植42例， 自体造血干细胞移植62例， 年龄17～72岁， 平均49.5岁。

1. 2 感染部位 156例患者呼吸道真菌感染62例， 泌尿系统38例， 念珠菌32例， 曲霉菌24例。

1. 3 真菌分类 通过抽血、咽拭子、痰培养出白色念珠菌、曲霉菌等。

2 临床特点

2. 1 移植前预处理使用的大剂量化疗药物对口腔黏膜上皮细胞直接损伤。

2. 2 化疗后骨髓造血功能受到极度抑制， 白细胞显著降低， 中性粒细胞绝对值减低。

2. 3 大量广谱抗生素和糖皮质激素的应用[2]。

3 侵袭性真菌感染的问题

3. 1 会出现口腔溃疡

3. 2 患者反复发热

4 对策

4. 1 加强卫生宣教 入层流室后根据患者文化层次进行适当的宣教， 向患者说明口腔护理的意义及口腔感染后的痛苦及治疗带来的经济负担， 让患者主动积极配合做好口腔护理及口腔含漱。

4. 2 做好移植前准备 在做移植前控制好患者的真菌感染， 入仓前3 d开始服用肠道不吸收的抗生素（复方磺胺甲恶唑、制霉素片）进行肠道消毒， 药浴后进入百级间， 根据患者情况选用抗生素。

4. 3 加强移植后的漱口 加强口腔护理2次/d， 合理使用漱口液。指导患者每日用重组人白介素-11漱口液（巨和粒）100 μg+NS100 ml。晨起、每次餐后30 min及睡前进行含漱护理， 每次3～5 min。

4. 4 加强环境监测和消毒 移植后患者在无菌层流病房进行治疗， 实行严格的保护性隔离。护理人员严格执行无菌层流病房的消毒隔离制度， 每天紫外线消毒空气2次；1‰洗必泰溶液全身抹洗1次/d， 会阴抹洗或PP粉坐浴2次/d， 每天用1%的消佳净对百级室进行全室的抹洗， 包括天花板、病床、地板、桌面、墙壁等[3]。

4. 5 严格无菌操作 医务人员在执行操作时严格执行无菌操作。

4. 6 心理护理 患者出现反复发热， 会出现信心不足， 焦虑。因此， 护理人员应主动热情地关心患者， 听取患者诉说， 及时发现心理变化， 加强与患者家属取得一致配合患者治疗。

参考文献

[1] 黄晓军.血液病恶性肿瘤患者侵袭性真菌感染的诊断标准与治疗原则（草案）.中华内科杂志， 2005，44（7）：554-556.

继电保护特性范文第5篇

关键词：变电站综合自动化；功能特点；继电保护

作者简介：李惜玉（1971-），女，广东揭阳人，广东工业大学自动化学院，高级实验师；谢创利（1991-），男，广东揭阳人，广东工业大学自动化学院本科生。（广东 广州 510090）

基金项目：本文系2011年广东工业大学大学生创新基金项目（项目编号：402102026）、2012年广东工业大学大学生创新基金项目（项目编号：xj201211845021）、广东省电气工程及其自动化特色专业基金项目（项目编号：402102299）的研究成果。

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）17-0102-02

电力系统的猛速发展给继电保护提出了更高的要求，继电保护装置是电力系统重要的组成部分，也是电力系统安全、稳定和可靠运行的重要保证之一。继电保护数字仿真也已成为继电保护研究、设计和教学等各方面不可缺少的工具，电力系统变电运行中微机继电保护的参数确定、各种事故及继电保护操作等需要通过仿真来认识。然而，仅限于软件仿真，无继电保护装置、电缆等二次设备，没有真实的二次信号，操作缺乏真实感，仅靠提供一个模拟环境是无法达到教学应用和科研研究要求的。[1，2]

TQXBZ-III多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统是基于实时仿真技术的数字、物理混合仿真平台，该实验平台把实际的变电站继电保护运行“移植”到实验台中，非常接近现场变电继电保护运行，可以有效地加强学生对各种物理现象的认识，并进一步掌握和理解物理概念。[3，4]

一、多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统的技术特点

TQXBZ-III多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统采用了试验台结构。该试验台由TQWX-III微机型继电保护实验测试仪、TQXBZ-III多功能微机型实验装置、常规保护继电器、成组保护接线图、控制回路模块、按钮开关、万能转换开关、保护模式切换开关及直流电源、信号灯、蜂鸣器等附件构成，并提供了三套配套软件：《继电保护特性测试系统软件》、《电力网信号源控制系统软件》和《多功能微机保护实验装置管理程序软件》。TQXBZ-III多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统面板示意图如图1所示。该实验系统主要有以下特点：

1.适用性强

该系统既可满足“电力系统继电保护原理”、“电力系统微机保护”、“发电厂电气部分”等相关课程实验教学的需求，也可作为学生课程设计、毕业设计和创新研究的开放性平台。这样不仅节省了多种实验设备的占地面积，同时也减少了花费。

2.接近电力系统实际

采用“微机型继电保护试验测试仪”替代了由传统实验系统调压器、移相器、滑线电阻和测量仪表等构成的“地摊”式实验设备，与电力系统进行继电保护的试验方法完全相同。同时也能够让学生了解到继电保护的最新测试技术，而不仅仅是停留于过去的陈旧技术。

3.实验现象直观

配备PC机，可直观显示实验过程中的各种测试数据、动作特性曲线、波形图等。对于数字式继电器可通过PC机操作修改整定值，方便简单。另外，可通过PC机选择变量的变化方式，可手控亦可程控。

4.组态灵活

装置均具有联网功能，利用多套实验系统可组态任意结构的电力系统，以满足实验教学、课程设计、创新研究的要求。

5.接口开放

考虑到面对学生教学的特点，该实验系统中的核心设备接口开放，可作为二次研究、开发平台，学生可自己开放程序下载到装置硬件中运行，构成具有任意定制功能的新装置。[5，6]

二、多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统的功能

多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统主要具有以下功能：继电保护课程实验、微机保护课程实验和发电厂电气课程实验，详见图2。

1.继电保护课程实验

为了加深学生对继电器动作原理的认识和了解，该实验系统配备了电磁式电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器、差动继电器等继电器，以加强学生对继电保护动作装置的认识；也可将多个继电器连接构成常规成组继电保护，以深入观察、学习不同保护的配合使用。

（1）常规继电器特性实验。本装置可通过PC机控制TQWX-III微机型继电保护试验测试仪，让其发出各种电流和电压信号，从而对各种继电器的特性进行测试，且可自动获取继电保护装置的动作信号，方便记录。同时，试验台上配备了24V电源及指示灯构成的信号指示回路，方便对继电器动作信号的观察。

（2）成组继电保护实验。试验台提供了一个典型的一次系统接线图用以成组保护实验，可从其上获取信号，将多个继电器连接构成常规成组继电保护，便可进行成组继电保护的实验。

2.微机保护课程实验

电力系统微机保护课程实验包括数字式继电器特性实验、成组微机保护实验及微机保护与继电保护配合动作实验三部分。

（1）数字式继电器特性实验。该系统利用单片机或DSP技术，由TQWX-III微机型继电保护实验测试仪产生信号，通过向装置硬件中下载相应的程序模块，便可实现数字式电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、差动继电器、阻抗继电器、反时限电流继电器、零序反时限电流继电器、负序反时限电流继电器、零序电流继电器、负序电流继电器、零序电压继电器、负序电压继电器、零序功率方向继电器及负序功率方向继电器等多种常规继电器的功能。

（2）成组微机保护实验。该实验装置实验台上有成组保护实验模型图，通过从该模型图上获取电压、电流信号，可实现包括10kV线路微机保护装置、35kV线路微机保护装置、110kV线路微机保护装置、变压器微机保护装置、电容器微机保护装置、发电机微机保护装置、电动机微机保护装置等保护的功能。

（3）微机保护与继电保护配合动作实验。将多个常规继电器组合构成继电保护，利用TQXBZ-III多功能微机保护实验装置实现需要的微机保护，在成组保护实验模型图上完成微机保护与继电保护配合动作实验。此实验更贴近实际电力现场，通过此实验可使学生更加熟悉实际的电力系统继电保护，并加深对保护装置的理解。

3.发电厂电气课程实验

该试验台可对断路器控制回路及中央信号进行实验。通过这些实验，可以使学生了解、掌握断路器控制回路的工作原理及其继电保护的接线方法，以及发生事故时的应对方法和相应的操作。比如其中的闪光继电器构成的中央信号实验，通过此实验学生能够熟悉万能转换开关的位置与信号灯的状态的对应关系，并能够根据其对应关系做出相应的操作。这与在发电厂及变电站中的操作相同，能够提高学生的动手能力及锻炼学生在实际生产中对事故的应对能力。[5]

三、多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统的主要应用

1.实验教学

自多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统在广东工业大学投入使用以来，已成为“电力系统继电保护原理”、“电力系统微机保护”、“发电厂电气”等课程教学的实验平台。该实验平台以微机型继电保护试验测试仪作为实验信号源，符合电力系统现场的实验方式，并配套功能强大的电力系统信号源综合控制系统软件，具有丰富的组态功能。不但能够进行实时参数分析计算，而且可以进行任意设定点的故障分析运算，并能控制测试仪实时输出设定选配点在正常运行和故障情况下的二次电流、电压信号，为学生提供具体、直观、真实的学习环境，对继电保护实验教学有了明显的改进。在传统教学方式的基础上，实现了继电保护的测试、操作、监视和仿真，已成为电气工程及其自动化专业电力方向现代化、数字化教学必不可少的工具。

2.创新性实验

微机型继电保护试验测试仪和多功能微机保护实验装置均具有联网功能，多套（四台以上）实验培训系统联网方便实现了变电站综合自动化的实验仿真。其中，微机型继电保护试验测试仪是一台性能良好的高精度信号源设备，为电力系统继电保护测试提供了连续可调节的电流和电压信号。多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统中的核心设备接口开放，可作为学生创新研究和开发平台，提高了学生的创新思维与实践能力，加强了学生分析问题和解决问题的能力。

3.科研平台

多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统中的多功能微机保护实验装置其硬件平台采用双处理器结构，处理器采用80C196KC芯片，一块CPU作为保护CPU，主要进行数据处理；另一块CPU作为监控管理和通信CPU，用于人机界面接口与通信。两块CPU之间通过双口RAM芯片（IDT7134）进行数据交换，方便实行二次程序开发。[7]教师和研究生可在装置的硬件与软件基础上进行有关继电保护的设计和研究，比如通过自主编写、修改接口程序，完成保护相应功能并实时模拟电网短路故障时保护的动作情况。

四、结束语

创新能力培养是高等学校教育的核心内容，是培养创新人才的关键。电气工程及其自动化专业电力方向引入多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统作为先进的教学手段，能把课堂上所学的复杂的、抽象的理论融入到教学中，完整、具体、直观地仿真，有效地培养了学生的实验动手能力，提高了学生综合分析问题的能力和运用能力，不断推动了教学实践，让学生通过仿真更全面地掌握了电力继电保护知识，从而培养了学生的创新能力。多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统已逐渐成为电气工程及其自动化专业教师和学生现代化的教学与科研手段。

参考文献：

[1]周有庆，周成林，彭红海，等.变电站综合自动化数字物理仿真培训系统[J].电力系统及其自动化学报，2010，（3）：113-117，122.

[2]王宇，陈铸华.变电站微机继电保护培训系统的研制[J].湖南电力，2010，（1）：16-19，29.

[3]周有庆，邵霞，彭红海.多功能微机保护与变电站综合自动化实验培训系统[J].大众用电，2004，（5）：23-24.

[4]张镇.继电保护及测控数字物理混合仿真培训系统的应用[J].东北电力技术，2011，（3）：40-43.

[5]周有庆，等.TQXBZ-III多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统实验指导书[Z].