简述继电保护原理

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简述继电保护原理范文第1篇

【关键词】 继电保护 可靠性 风险研究

电力覆盖范围的逐渐扩大，需要提高继电保护的可靠性，防止事故的发生，保证电力系统的正常的运行，是当前电力系统面临的主要问题。继电保护的可靠性需要对继电保护进行风险评估，分析继电保护的可靠性。

1 关于继电保护

1.1 继电保护的工作原理

继电保护存在的风险性，需要对继电保护的工作原理和装置要求做出分析。从继电保护的工作理论判断，继电保护装置可以区分被保护元件的运行状况，在发生故障的时候，对故障做出区内和区外的辨别，对比整个电力系统发生故障前后的监测数据，根据电气量的变化，做出判断和处理，实现对继电的保护功能。

1.2 继电保护的工作装置

对继电保护进行风险评估，要根据继电保护的工作装置和相应的配备设置，在技术上提高对继电保护的速动性、选择性、可靠性和灵敏性，降低继电保护的风险评估难度，完成对继电保护的风险评估辅助措施。

（1）继电保护的选择性：当电力系统发生设备或者线路短路的情况时，继电保护会对发生故障的设备进行保护和故障切除，发挥继电保护的选择，实行对继电保护的风险评估。如果继电保护的选择性出现故障，会增加电力系统全面瘫痪的风险。（2）继电保护的速动性：继电保护的速动性是继电保护工作装置的另一个要素，是通过继电保护装置及时有效的切除故障，减少电流过大和电压较低状态下设备的运行时间，避免设备的损坏，提高电力系统的稳定运行功能。良好的继电保护装置的速动性，可以减少继电保护的风险性。（3）继电保护的灵敏性：继电保护的灵敏性体现在，在保护的范围内，当电气设备或者线路发生故障，电力系统不能正常运行的情况下，继电保护的灵敏性反应能力。继电保护灵敏性的灵敏系数，提供了有效的继电保护风险评估参数，保证电力系统在规定范围内，无论发生任何故障，都能够准确及时的做出反应。（4）继电保护的可靠性：继电保护的可靠性包括继电保护的安全性和信赖性。安全性是继电保护不误动，就是在继电保护过程中，在不需要动作时不发生动作，而信赖性是继电保护不拒动，是指在规定的保护范围内对发生了故障的动作进行可靠性动作。根据理论研究结果，发现继电保护的误动和拒动都会对电力系统造成危害，对继电保护的工作装置进行合理、安全和高效的保护，提高继电保护的可靠性、速动性、灵敏性和选择性的性能。

1.3 对继电器的选择

继电器是继电保护装置重要的组成部分，是继电保护对风险评估的一个项目参考。继电器决定了继电保护的潜在风险，选择正确、合适和高品质的继电器，排除环境使用的不同、输入信号的不同和参量输入的不同、负载情况等综合因素的影响，最大限度的发挥继电器的安全作用，实现电力系统的良性发展。

2 提高继电保护可靠性的方法

（1）严格控制质量：在制造和选购过程中要严格对继电保护装置进行质量管理，提高继电保护装置设备的质量。（2）保证继电保护装置定值区的正确性：重视继电保护装置的检验。对继电保护装置进行定期的检验，保证继电保护装置定值区的正确性，严格的对检验工作进行管理。（3）完善继电保护设备：对校验设备进行及时的更新和维修，完善电力系统。结合配电自动化，对故障实施快速隔离，逐渐完善电力系统的的继电保护设备和继电保护技术设施。（4）提高处理故障的能力：制定事故解决措施，提高继电保护装置的可靠性。经常对继电保护装置进行检查，检查的时候，确定设置的正确性和精确性，杜绝继电保护的保护拒动和误动隐患。

3 关于继电保护的风险性

3.1 风险评估的定义

风险评估是在发生风险事件前或者发生风险事件后，都会对生活、生命和财产安全造成影响的事件发生的可能性，进行量化评估的工作。简单来说，风险评估就是对事件造成的影响或者损失的可能性进行量化测评。

3.2 在继电保护中影响风险评估的因素

电力系统发生故障风险和电力系统的负载率，线路平均负载率和波动系数有关。例如，系统负载率是0.375或者0.467的时候，发生故障的风险值很小；如果系统负载率变大，线路的平均负载率和波动系数就会增加故障风险值的可能性。线路平均负载率和波动系数过大，故障风险值也会变大（如图1）。

根据分析数据显示，保证系统负荷的均匀分布，才能降低风险故障值。所以，系统操作人员在运行电网系统的时候，使系统总负荷保持分布均匀的状态，可以有效的降低电力系统发生故障的风险性。

3.3 建立风险评估机制

电力系统容量和规模的不断增加，加大了多重故障和灾害天气引发的风险，目前电力系统面临的严重挑战就是大范围断电现象的产生。所以，对电力系统进行风险评估，需要掌握突发事故和天气灾害发生的规律和机理，做好预防和监管工作。

4 结语

继电保护是电力系统的重要条件，是保证电网安全运行的重要因素。对继电保护的重要性和可靠性因素、原理进行充分了解，对继电保护装置进行定期的检查和维护，才能保证电力系统的正常运行。

简述继电保护原理范文第2篇

【关键词】继电保护技术；状态检修

1 继电保护装置的功能阐释

继电保护装置在日常的供电用电过程中并不会发生太大的作用，而当电力系统出现故障或是发生一些意外情况时，它会自主的进行监测、排除、发出报警信息，也有些装置会直接切断一些设备的供电，以保证人民财产不受损失。几点保护装置的功能具体有以下几个方面：首先，继电保护装置可以在故障出现的最短时间内排查到故障点，并将其从电力系统中隔离出去，确保故障设备不再继续受到损坏，同时也促进无故障线路或系统尽快恢复正常运转，使问题出现所造成的影响降到最低。其次，继电保护装置能够探测到电气设备的工作是否正常，如发现异常会发出报警信号或是跳闸，使问题出现前就提醒工作人员，从而督促其检查线路，将问题扼杀在萌芽时期。

2 继电保护装置的工作理论和组成解析

任何一项事物的运转和工作都有其原理，继电保护装置对供电系统的异常状况能够快速的做出反应，并采取措施，主要是其对系统元件发生短路或是问题时的电流、电压等因素的变化异常敏感，能够快速的捕捉到不利问题的来源，从而做出反应。一般情况下，不管监测何种电力系统元素，继电保护装置都包含检测部分、逻辑部分、应对部分，这几个方面相互协作，起到完善的保护作用。

3 继电保护装置特点的分析

鉴于电力系统的特殊性和重要性，继电保护装置为了更好的符合系统要求，起到完善的保护作用，应满足可靠性、选择性、快速反应、检测全面等要求。其中快速反应和检测全面都可以理解，而可靠性主要指的是继电装置的质量、技术能够维持正常的工作，在技术人员的维护和管理下能够起到预期的监测效果，所有的电力设施，不论大小，都不可以在没有继电装置保护的情况下运转、工作。选择性体现在严格的遵循逐级配备的原则上，确保电网发生故障时可以有选择性

4 继电保护装置状态检修5点注意事项

4.1 要严格遵循状态检修的原则

实施状态检修应当依据以下原则：一是保证设备的安全运行。在实施设备状态检修的过程中，以保证设备的安全运行为首要原则，加强设备状态的监测和分析，科学、合理地调整检修间隔、检修项目，同时制定相应的管理制度。二是总体规划，分步实施，先行试点，逐步推进。实施设备状态检修是对现行检修管理体制的改革，是一项复杂的系统工程，而我国又处于探索阶段，因此，实施设备状态检修既要有长远目标、总体构想，又要扎实稳妥、分步实施，在试点取得一定成功经验的基础上，逐步推广。三是充分运用现有的技术手段，适当配置监测设备。

4.2 重视状态检修的技术管理要求

状态检修需要科学的管理来支撑。继电保护装置在电力系统中通常是处于静态的，但在电力系统中，需要了解的恰巧是继电保护装置在电力系统故障时是否能快速准确地动作，即要把握继电保护装置动态的“状态”。因此，根据对继电保护装置静态特性的认识，对其动态特性进行判断显然是不合适的。因此，通过模拟继电保护装置在电力事故和异常情况下感受的参数，使继电保护装置启动和动作，检查继电保护装置应具有的逻辑功能和动作特性，从而了解和把握继电保护装置状况，这种继电保护装置的检验，对于电力系统是很有必要的和必须的。要搞好继电保护设备状态检修，建立每套保护装置的“设备变更记录”是非常重要的基础技术管理工作。“设备变更记录”应详细记载设备从投运到报废的整个使用过程中设备软、硬件发生的变化，包括软件的版本升级、硬件插件的更换、二次回路的变更、反事故措施的执行情况及检验数据的变化情况。这样的“设备变更记录”实际上就是保护装置所有检修记录的摘要和缩影。因此可以作为设备状态评估的依据。

4.3 开展继电保护装置的定期检验

实行状态检验以后，为了确保继电保护和自动装置的安全运行，要加强定期测试，所有集成、微机和晶体管保护最好每半年进行一次定期测试，测试项目包括：微机保护要打印采样报告、定值报告、零漂值，并要对报告进行综合分析，做出结论；晶体管保护要测试电源和逻辑工作点电位，发现问题及时处理。特别注意是状态检修不宜一步到位，应采取循序渐进的方法逐步实行并将二次设备的定期检验年限适当放长。

4.4 状态检修的经济性要求

依靠技术经济分析进行决策是状态检修的一个重要特点。有针对性地按项目和诊断结果的检修取代了以往的带有盲目性的强制计划检修，其结果是减少了不足维修带来的强迫停运损失和事故维修损失，减少了过剩维修，提高了维修工作的效率，增加了设备可用率，节约了大量检修费用。在状态检修的实践中，经济效益是技术应用的前提，技术手段是解决问题的主要方法。

4.5 努力提高检修人员技术素质

状态检修对检修人员技术素质的要求主要体现在掌握状态监测和故障分析的手段，能综合评价设备的健康状态，参与检修决策，能制定优化检修计划和检修工艺；有丰富的检修经验和高超的检修技术等方面。高素质检修人员是状态检修能否取得成功的关键。

5 电力系统继电保护技术的现状与发展

目前微机继电保护的智能化仅限于计算机硬件系统的自检，直流控制回路断线检测报警，保护四边型特性负荷边的自动调整，通过人机对话自动调整故障测距的算法以提高故障测距的精度等初步智能。可以预见，人工智能技术在继电保护领域必会得到应用，以解决常规方法难以解决的问题。

总体来说，综合自动化系统打破了传统二次系统各专业界限和设备划分原则，改变了常规保护装置不能与调度（控制）中心通信的缺陷，给变电所自动化赋予了更新的含义和内容，代表了变电所自动化技术发展的一种潮流。随着科学 技术的发展，功能更全、智能化水平更高、系统更完善的超高压变电所综合自动化系统，必将在我国电网建设中不断涌现，把电网的安全、稳定和经济运行提高到一个新的水平。

参考文献：

[1]郭伟.论继电保护装置的“状态检修”[J].水利电力机械，2007（9）.

简述继电保护原理范文第3篇

【关键词】发电厂；继电保护；干扰因素

中图分类号：TM62 文献标识码：A

一、前言

目前，国内发电厂在继电保护方面的运用比较广泛，但是在继电保护抗干扰方面的研究还比较缺乏，导致出现干扰因素的时候不能够很好的应对，因此，分析这些干扰因素很有必要。

二、继电保护概述及特点

1、继电保护

继电保护所指的是正常用电过程里，当电路发生故障时，能够及时报警，且有效阻止事故发生的一种保护装置。在继电保护装置里，可靠性所指的是在规定范围里，该动作时不能拒动作，不该动作时不能误动作。通常继电保护中的误动及拒动作均会给发电厂的电力系统带来较大危害，提高不误动及不拒动可靠性措施一般存在着相互矛盾性，当发电厂的电力系统负荷性质及构造不同时，误动及拒动造成的危害也是不同的，作为保障电力系统可靠运行重要组成的继电保护在发电厂中的作用还是很大的。

2、继电保护特点

随着计算机技术及其他技术的不断发展，继电保护技术也得到了很大提高，其主要特点有下列几方面，一是继电保护的自主运行率在不断提高，计算机技术中的数据处理让继电保护设备具有了很强的记忆力，再加上自动控制技术等综合运用，让继电保护更好地实现了电力系统中的故障分量保护，有效提高了稳定安全运行效率；二是继电保护的监控管理比较好，其主要表现为核心部件受外界环境影响比较小，具有一定使用功能，同时，还能运用计算机的信息系统进行监控，从而有效降低了保护成本；三是继电保护具有较强的兼容辅助功能，其装置的体积比较小，盘位数量也少，并且还扩充了其辅助功能，像波形分析及故障录波等；四是运用灵活，人机界面更为友好，维护调试也更为方便，维修时间缩短，并且能够根据运行经验，通过软件法在现场进行结构及特性改变。

三、继电保护装置的工作原理

由于电气设备和线路的不正常运行，或者当辅助系统发生问题时，不正常的电流与电压的变化就会使电力系统的安全受到严重威胁，这时候警报信号就会发出，警报信号是智能控制系统或者技术人员发出的，其作用是发出断开指令到断路器上，来隔离故障，使其影响的范围减小，这时候继电保护装置就起到了关键作用。继电保护装置是判断并切除故障从而保护设备的装置，它依据的就是故障电流的变化，有时候依据电压参数的变化，根据这些做出准确的反应；除此之外，其他参数也可以根据需要接入，以此作为动作发生的根据，比如：变压器油箱故障体现在瓦斯或者油流速度的增加或减少等。不论是哪种参数被采用，结构都是大同小异，其中有测量、逻辑和执行装置。由此可知继电保护装置在发电厂中是保护性装置，有较大的作用。

四、发电厂继电保护的干扰因素

继电保护在发电厂生产期间起到了关键性的保护作用，既能对设备异常状态有效检测，也可在故障发生时紧急切断处理。但从实际保护状态分析，发电厂继电保护受到了多方因素的干扰，造成继电保护装置的性能减弱，这对于发电厂安全稳定运行是不利的。

1、雷击因素

雷电对发电厂设备的破坏力较大，且自然雷击形式多样，如：直击雷、感应雷、球形雷等。若发电厂的接地元件、避雷器受到雷电袭击后，因电厂内的地网为高阻抗，使得雷击造成的高频电流在变电站的地网系统中造成暂态电位的升高。这种高阻抗干扰状态下，发电厂继电保护装置的误动作率明显上升，保护装置的灵敏性、稳定性等性能大大减弱。

2、高频因素

发电厂设备内隔离开关动作时间过长、动作速度过慢，在隔离开关触点之间则形成“电弧闪络”，由此形成过电压、高频电流等。这种高频状态会使得母线附近形成强烈的电场、磁场，使得二次回路、二次设备的运行发生异常状况，若干扰强度大于装置逻辑元件承受范围时便会使继电保护装置动作异常，干扰了发电厂继电保护装置的运行。

3、辐射因素

为了满足电能生产调控的需要，发电厂内部电力系统也配备了相应的移动通信设备，如图1所示的是某发电厂监控系统图。通信设备在使用期间会形成强辐射电场、磁场。通信设备引起的辐射也会对继电保护造成一定的干扰，如：变化的磁场耦合到附近的弱电子设备的回路中，而回路则感应出高频电压而产生假信号源，这往往会误导继电保护装置的正常动作，影响了设备保护的效果。

4、静电因素

静电因素对继电保护造成的干扰主要来源于工作人员的衣物，若技术人员长时间处于高电压环境工作时，其衣物上会留有高电压电荷，这种因素对继电保护的影响甚微。工作人员进入发电厂接触设备后则会产生放电现象，对继电保护装置的电子元件造成破坏作用，使得继电保护系统结构扰乱。而继电保护装置正常运行后会因静电干扰作用而出现误动作，不利于发电厂设备的安全运行。

5、电源因素

直流电源对发电厂设备造成的干扰作用不容忽视，发电厂接地故障发生后会导致设备状态异常，发电厂地网电位超出正常值。直流回路故障造成的短时电源中断及电源干扰破坏了继电保护的稳定性，由于抗干扰电容与分布电容使得直流的恢复时间极短。另外，电子设备内部的逻辑回路异常变化而导致继电的暂态电位差，对继电保护系统工作造成破坏。

五、继电保护装置在发电厂的应用

1、发电机变压器组的保护

在实现发电机变压器组保护的时候，应当充分考虑到机组的型号。例如：有些电厂的大型机组设备造价高、维修复杂、停机的损失大等情况。这就要求继电保护装置的配置一定要符合相关的配置要求，达到“快速、灵敏、可靠、选择”的基本要求。例如某电厂的600MW发变组保护，考虑到机组的实际情况选用的是美国通用电气公司产品,主要包括了G60、T60等保护设备，高压厂用变压器和励磁变压器则采用的是T35，非电量的保护则为C30。这些综合数字式保护装置功能全面、技术成熟、调试方便，突出的特点是硬件中含有可以实现数字信号处理的芯片（DSP）和CPU。交流电压的采样和数据处理均由DSP（数字信号处理器）完成，CPU（处理器）只进行保护算法与逻辑判断，同时DSP与CPU之间有专用通讯总线，避免了大量数据在两者之间传输时可能出现的数据阻塞，从而提高了故障计算的准确性和装置的动作速度。

在保护装置的实际选型应用中，必须根据实际的情况进行保护装置的选择，主要的依据是发电机、变压器的型号、主接线方式、控制系统的特点等进行判断，以此达到继电保护与运行、控制相配合的要求，同时也应当从经济性和便于维护等方面考虑，达到保护装置设计方案的最优化。

2、电厂电力系统的保护

在此系统的继电保护装置的选择中，应当考虑到配合性。即在合理的减少二次电缆的情况下，增加整个电力网络的自动化水平。如某电厂，在两台低压机组上配置了一套厂用电监控系统。系统在和上层的DCS（分散型控制系统）相连接的同时，与下层的厂用的继电保护装置通过通信网络相连接，利用监控系统或者DCS即可对厂用电力系统的电度量进行采集和传输，并完成对保护动作量的遥测和通信，以此控制厂用电力系统中的电源和保护装置。除了进行简单的开关遥控外还可以进行保证定值的查询和修改，让自动化的控制和通信系统增加了系统的可控性能，以此维持整个厂用电力系统的安全和灵活性调整。

3、电厂直流系统的保护

直流系统在电厂中的作用是为整个电厂的保护、自动装置、开关等进行供电。所以直流系统的可靠性和稳定性将直接关系到整个电厂的保护和自动控制系统的准确动作。发电厂用的直流系统的配置原则是按照电气一次系统的分区进行分段配置的，同时考虑到直流供电系统的远近及重要程度,对每套直流系统进行冗余配置。

六、结束语

发电厂在今后的用电和输电过程中，要进一步的提高对干扰因素的认识，同时，采取可靠的方式来尽量的避免干扰因素的出现，提高继电保护的效果。

【参考文献】

[1]赵凯,康成华,雷兆江.电力系统的继电保护装置状态检修探析[J].中国科技信息,2008(4).

[2]刘静亭.继电保护装置在发电厂的应用[J].科技资讯，2011，No.26718：133.

[3]王进.继电保护装置在电网运行中的问题探讨[J].科技创业家，2012，13：137+139.

简述继电保护原理范文第4篇

 

继电保护在电力系统发生故障时，能够快速切除故障设备，以保障系统的正常运行。传统的故障分析法一般是通过查看保护装置的动作和录波的打印报告，分析故障录波器的录播来发现故障，程序非常繁琐，无法追踪到装置内部工作情况和潜在问题。

 

一、智能变电站故障可视化概述

 

智能变电站向全面支撑调控一体化转变，其中在此基础上的智能告警和故障信息分析决策功能是其高级应用的最重要技术之一。主要表现为：挖掘事故中事件顺序记录、信号、保护装置以及故障录波等数据，对这些数据进行综合分析，以直观的可视化界面综合展示分析结果。

 

数据11是继电保护装置中间节点以及动态逻辑，其中监控主机、调度中心和动态记录装置为数据接收方。数据12是用于分析展示的故障录波信息，其中调度中心和综合应用服务器是数据接收方。工作原理为：通过保护故障记录信息流对继电保护故障进行可视化分析，综合分析应用服务器采集装置中间节点数据，再结合保护装置逻辑图、内部监控点数据，可视化展示分析结果。

 

二、G语言

 

G语言是由国家电力调度控制中心提出的电力系统图形描述规范，是基于公共信息模型中图形交换发展的新型电力系统图形描述语言，是可扩展标记语言标准基础上的纯文本语言，将基本绘图以外的常用电网图形符号定义成土元模板，生成简化图形的解析过程。

 

另外，G语言定义了连接线和端子，以及图形颜色和消隐，起到了描述图元连接关系的作用，具有对普通动态二维图形描述的功能。Key id在G语言的每一个图元中都定义了，用于解决图形和数据关联的问题。G语言将电力设备和电网信息通过图形的方式表达出来，并作为高效存取以及交换电力图形、数据的支持，具有较强的通用性。

 

三、保护逻辑图的描述方法

 

1、 保护逻辑图基本图元

 

基本图形元素：A.状态量输入：key id取中间节点文件状态通道号，有一个输出端子，输出端子的key id 取通道号值。B.状态量输出：key id 取状态信号通道号，有一个输入端子，其key id 取对应通道号值。C.“与/或”门：其中key id是自定义，储存判断结果，包含输出、输入端子，8进1出为支持最大。

 

各个基本图元的属性都含位置坐标，图元实例化用于描述元件在图形中的位置，连接线存在多个拐点，为表达其位置关系含有对各位指属性。

 

2、保护逻辑图的逻辑关系

 

保护逻辑图绘图操作是使用预定义的基本图形元素、基本绘图元素，其中各图元素的连接关系由连接线决定，并将其联系关系储存在图元实例。基本图形元素key id用作中间节点文件数据传递、结果判断。各基本图形元素以及连接线内部存在保护逻辑图的逻辑关系。

 

3、 中间节点文件

 

中间节点文件分为中间文件和描述文件，其文件后缀分别为：.mid/.d e s.中间文件存储模拟量、相对时标、开关量通道值。描述文件用于描述中间文件数据存储格式，一部分用作对中间文件的说明，包括模拟量名称、序号、模拟量量纲、

 

数字量名称和类型、;另一部分用于存储保护逻辑图。描述部分d e s标记，则G标记图形部分。

 

四、故障可视化分析

 

1、生成故障信息

 

继电保护装置启动后会产生故障录波文件、动作情况简报文件、故障信息文件、中间节点文件。其中，当装置启动故障录波文件和中间节点文件会同时产生两段时间一致的记录。故障录波文件仅包含本次启动的概要信息，用于初步故障分析，而中间节点文件包含了故障录波文件信息之外，还包含了保护装置内部逻辑的动作详细数据，主要用于对故障详细的分析。

 

2、事故可视化分析

 

故障录波分析工具是保护逻辑可视化分析的载体，其结合了中间节点文件、故障简报、故障录波文件，并以时间作为线索进行综合分析，将故障过程中各个保护功能原件的逻辑，按照时间先后顺序清晰化的再现。

 

保护逻辑图在进行可视化分析过程中，图形绘制将各节点动作情况在基本图元定义为高亮显示。其中，每个图元包含1个用于表示图元状态的state;图元内部对象包含用于表示图形元素、所有被定义元素的s t a。图形根据不同值显示不同风格就是st a的功劳。连接线根据key id 3的值进行条件绘制，st a为0，绘制黑色线;为1，绘制红色线。这样可使显示更加简介直观。

 

3、 互操作方式分析

 

G语言作为电力系统标准的图形描述语言，被保护逻辑图用作自描述，以及G图形处理工具被综合应用服务器用作解析，实现不同厂家之间的互操作。由于各厂家在实际运用中采用不同操作习惯，所以互操作方式一般分为两种情况：

 

(1)采用G语言方式的厂家，不需要做其他工作，直接配合，并可以保证故障分析风格显示一致;

 

(2)当厂家采用其他方式，那么即安装调试可视化故障分析插件便可。此外，不管该工程有多少型号装置都只需要一个插件足够，无需多个插件。可视化分析app使用条件：附加参数调用，文件名file为全路径，.cf g为后缀，波形通过“.ex e file”调用。

 

五、实际应用分析

 

保护逻辑图G语言生产模块的开发，是根据继电保护逻辑图的自描述方案，并由可视化逻辑设计软件集成。在对程序便宜进行保护时，可视化回放G语言保护逻辑图文件是根据程序设置自动生成，并且保护程序代码包含了此文件，为保护程序以及可视化保护逻辑图的一致作重要保障。中间节点文件在保护装置启动时录播自动产生，并存于.d e s文件当中。

 

其配套解决模式是在G语言继电保护逻辑图自描述方案基础之上开发的，并集成与波形分析工具，波形分析工具同时也会增加保护逻辑图故障可视化回放功能，并在录波文件启动时自动打开中间节点文件，同步回放和分析可视化保护逻辑图以及故障波形。

 

整个过程简述：保护装置启动会自动生成故障简报文件、故障录波文件、中间节点文件以及扰动通知，然后故障信息文件通过故障录波器从文件服务调取和上传。由此可见，故障录波器、调度端口、综合应用服务器都是具有故障可视化分析功能的。

 

六、结语

 

综上所述，本文提出的继电保护装置故障可视化分析方案，保护逻辑图采用了电力系统图形标准描述规范，也就是G语言进行自描述，通用G语言解析工具被后台服务器用作解析保护逻辑图和可视化回放分析。该方案不仅解决了设备间的互操作问题，还解决了保护程序和逻辑图不符合的问题，通用性和操作性都很强。

简述继电保护原理范文第5篇

关键词：电力系统；人工智能；继电保护；应用；

1引言

近年来，随着人工智能理论技术的不断发展，以模糊技术、人工神经网络和遗传算法为代表的智能理论方法在电力系统领域得到了十分广泛的应用。众所周知，电力系统是由各类发电装置、输配电线路、变压器以及用电装置等一系列单元组合而成的大规模动态系统，电力系统本质上是一个非线性动态大系统，存在着许多极为复杂的工程计算和非线性优化问题，例如：电力网络的无功优化调度电力系统规划运行、发电机组的优化组合、电力系统最优潮流计算、电力市场的交易定价等一系列问题。而这些问题都是多参数，多约束的非凸优化问题。长期以来，电力系统自动化研究者一直在寻找高效可靠的方法来解决这些问题。然而有许多电力系统中存在的问题无法得到快速与精确的结果。其主要原因在于：

(1)电力系统中的有些向题还无法建立精确切实的数学模型，包括不能完全用数学来表示反映问题实质的约束条件。

(2)随着问题的规模和复杂程度的增加，利用现有的算法和计算机条件，无法在较短的时问内获得满意的计算结果。

(3)许多问题的条件具有模糊性，对干系统的了解还不够精确，此外在求解问题的过程中需要专家的知识经验。这些都无法用精确的数学形式表示出来。

与传统的计算方法相比较，人工智能方法对于复杂的非线性系统问题求解有着极大的优势。它弥补了传统方法的单纯依靠数学求解的不足，解决了某些传统计算方法难于求解或不能解决的问题。

2人工智能技术在继电保护中的应用

2．1计算机化

随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。某电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段：从8位单CPU结构的微机保护问世，不到5年时间就发展到多CPU结构，后又发展到总线不出模块的大模块结构，性能大大提高，得到了广泛应用。

某电力自动化研究院一开始就研制了16化CPU为基础的微机线路保护，已得到大面积推广，目前也在研究32位保护硬件系统。某大学研制的微机主设备保护的硬件也经过了多次改进和提高。某大学一开始即研制以16位多CPU为基础的微机线路保护，1988年即开始研究以32位数字信号处理器(DSP)为基础的保护、控制、测量一体化微机装置，目前已与某电自动化设备公可合作研制成一种功能齐全的32位大模块，一个模块就是一一个小型计算机。采用32位微机芯片并非只着眼干精度，因为精度受A／D转换器分辨率的限制，趟过l6位时在转换速度和成本方面都是难以接受的；更重要的是32位微机芯片具有很高的集成度，很高的工作频率和计算速度，很大的寻址空间，丰富的指令系统和较多的输入输出口，CPU的寄存器、数据总线、地址总线足32位的，具有存储器管理功能、存储器保护功能和任务转换功能，并将高速缓存(Cache)和浮点数部件都集成在CPU内。

电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它保护、控制装置和调度

联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。现在，同微机保护装大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机，因此，用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟，这将是微机保护的发展方向之一。某大学已研制成用同微机保护装置结构完全相同的一种工控机加以改造作成的继电保护装置。这种装置的优点有：①具有486PC机的全部功能，能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。⑦尺寸和结构与目前的微机保护装置相似，工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强，可运行于非常恶劣的工作环境，成本可接受。③采用STD总线或PC总线，硬件模块化，对于不同的保护可任意选用不同模块，配置灵活、容易扩展。

继电保护装置的微机化、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。

2．2人工神经网络

人工神经网络(ANN)是模拟人脑组织结构和人类认知过程的信息处理系统。它以其诸多优点，如并行分布处理、自适应、联想记忆等，在智能保护中受到越来越广泛的重视，而且已显示出巨大的潜力，并为智能化继电保护的研究开辟了一条新途径。应用ANN技术实现故障诊断不同于ES诊断方法。ANN方法通过现场大量的标准样本学习与训练，不断调整ANN中的连接权和阂值，使获取的知识隐式分布在整个网络上，并实现ANN的模式记忆。因此ANN具有强大的知识获取能力，并能有效的处理含噪声数据，弥补了ES方法的不足。

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，因此在继电保护中也得到越来越多的应用，例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题，距离保护很难正确作出故障位置的判别，从而造成误动或拒动；如果用神经网络方法，经过大量故障样本的训练，只要样本集中充分考虑了各种情况，则在发生任何故障时都可正确判别。近几年来，电力系统继电保护领域内出现了用人工神经网络来实现故障类型的判别、故障距离的测定、方向保护、主设备保护等。用人工神经网络原理来实现高压输电线的方向保护，提出用BP模型作为方向保护的方向判别元件。研究结果表明，该方向判别元件能准确、快速地判别出故障的方向。基于神经网络的继电保护系统的优越性；论证了由单层感知器网络或TH网络可以实现最小二乘算法，这两种网络都可以在极短的时间(数纳秒或几百纳秒)内完成全部运算；给出了电流继电器、圆特性以及四边型特性阻抗继电器的神经网络模型，并证明了三种模型都具有很强的自适应性。基于人工神经网络的智能型自适应继电保护原理，利用了比传统保护多得多的信息量。它比传统保护能区分更多的故障类型，提高了继电保护的适用范围，从原理上解决了经高阻抗的短路故障保护问题。利用人工神经网络实现自适应电流保护的方法。该方法充分利用了人工神经网络所具有的强大的自适应能力，学习能力和模式识别能力，实现对电力系统中的各种故障情况的识别，解决电流保护中的灵敏度补偿和故障方向识别问题，使电流保护对正方向各种故障都有足够的保护范围，而对反方向的各种故障实行闭锁，从而实现电流保护的自适应。

利用神经网络可以在一定程度上提高故障诊断效率，解决用常规继电保护方法难以解决的问题，但该方法也存在“性能取决于样本是否完备、不擅长处理启发性的知识、训练时容易陷入局部最小”等问题。由于专家系统方法与神经网络方法在许多方面可以协调工作、互为补充，因此，如何取长补短将神经网络技术与故障诊断专家系统融为一体，以弥补诊断中的不足，并提供新的诊断技术和方法，具有很大的潜力和广阔的前景，是值得我们深入探讨和研究的。

2．3模糊理论(Fuzzy Sets Theory)的应用

模糊逻辑能够完成传统数学方法难以做到的近似计算。近几年来，模糊集理论在电力系统中的诸多应用领域取得了飞速进展，包括了潮流计算、系统规划、模糊控制等方面。例如对干负荷变化和电力生产的不确定性，就可运用模糊值来表示某不确定负荷在实际集合中的隶属函数，建立起电力系统最优潮流的模糊模型。

传统无功电压优化算法一般是单目标优化问题，并没有考虑有功网损的降低和限制控制量调节数最少，而且在处理电压约束时，未考虑“软约束”特性。可引入模糊线性规划算法以解决这一问题。为很好地协调降低网损、限制调节量和确保节点电压裕度三者的关系，在有限控制量调节的前题下，可实现校正违界电压、降低系统网损和确保所有节点电压留有一定的裕度。利用模糊综合评判的方法对电能质量进行综合评价的二级评判法。

2．4遗传算法(Genetic Algorithms,GA)的应用

遗传算法是基于自然选择和遗传机制，在计算机上模拟生物进化机制的寻优搜索算法。他能在复杂而庞大的搜索空间中自适应的搜索，寻找出最优或准最优解，且算法简单，适用，鲁棒性强。遗传算法对待求解问题几乎没有什么限制，也不涉及常规优化问题求解的复杂数学过程，并能够得到全局最优解或局部最优解集，这是他优于传统优化技术之处。遗传算法从优化的角度出发基本上可以解决故障诊断问题，尤其是在复故障或存在保护、断路器误动作的情况下，能够给出全局最优或局部最优的多个可能的诊断结果。但是如何建立合理的输电网络故障诊断模型是使用遗传算法的主要“瓶颈”。如果能够建立合理的数学模型，那么不仅可以使用遗传算法解决故障诊断问题，还可以使用其他类似的启发式优化算法解决故障诊断问题。

3智能方法的综合应用

每种智能控制方法都有其内在的局限性，难以满足处理电力系统实际复杂问题的需要。如何将这些控制方法结合起来形成一种综合的智能控制，使综合的智能控制系统能够体现出各种控制方法的优势而尽量避免各自的不足，综合利用模糊理论及人工神经网络各自的特点形成的模糊神经网络成为提高电力系统的可靠性、快速性、灵敏性及选择性的主要研究方向。结合ES和ANN实现对以变电站故障诊断为基础的分层分布时故障诊断系统。基于模糊理论与神经网络理论，根据特征气体法和改良IEC三比值法，建立了模糊神

经网络的变压器故障诊断模型。该模型有效的处理了故障诊断中的不确定因素，并具有较强的知识获取能力。从基于人类思维发展模式的角度，融合设备故障诊断的ES和ANN模型，构造了电力变压器的故障诊断分析系统。

综上所述，将不同的人工智能技术结合在一起。分析不确定因素对智能诊断系统的影响．从而提高诊断的准确率，是今后智能诊断的发展方向。

4结语

人工智能技术在电力系统的应用中已经获得了良好的发展。然而在我国，人工智能技术在电力系统中的应用研究才刚刚开始。随着我国电力系统的持续发展，电力系统数据总量的不断增加，管理上复杂程度的大幅度增长，以及市场竞争的影响和加大，为人工智能技术在电力系统的应用提供了广阔前景。可以预见，加强智能科学在电网中的科研和应用，将能更好的保证电网安全稳定经济运行。

参考文献

[1]韩富春，王娟娟；基于神经网络的电力系统状态估计[J]；电力系统及其自动化学报，2002(6)：49-51．