继电保护原理及应用
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇继电保护原理及应用范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
继电保护原理及应用范文第1篇
中图分类号： F406文献标识码：A
一、前言
随着经济的发展，电力系统在社会发展中的作用越来越重要，而继电保护技术在电厂中具有非常重要的作用，对电力继电保护技术的基本原理及其应用进行分析和研究，对于促进电力继电保护技术的发展具有重要作用。
二、电力系统继电保护技术概述 1.继电保护基本概念 在电力系统运行中，由于外界因素和内部因素都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现，常见的故障有：单相接地；三相接地；两相接地；相间短路；短路等。电力系统非正常运行状态有：过负荷，过电压，非全相运行，振荡，次同步谐振，同步发电机短时异步运行等。电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时，用于快速切除故障，消除不正常状况的重要自动化技术和设备。 2.电力继电保护的工作原理 继电保护的工作原理，是根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成，电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：
电流增大。短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。
电压降低。当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。
电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60°～85°。
测量阻抗发生变化。测量阻抗即测量点（保护安装处）电压与电流之比值，正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗；金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。
3.继电保护在电力系统安全运行中的作用 一个可靠稳定的继电保护系统是整个机电系统安全运行的保障。通常来说继电保护的稳定性能主要是由搭配合理的技术终端和安全可靠的继电保护设施来决定的，它们是整个电力系统安全运行的基本保障。
继电保护在电力系统安全运行中的作用如下：
（一）保障电力系统的安全性 当电力系统元件在受保护的状态中发生故障的时候，保护该元件的继电保护装置应及时准确的通过距离该原件最近的断电保护，使得故障元件能够快速的的与电力系统脱离，最大程度的减少对整个电力系统元件的破坏，把对整体供电系统的影响降低到最小。
（二）对电力系统的不正常工作进行提示
对于没有正常运行的电气设备，要根据不同的故障情况和设施运作过程中的不同情况，来发出相应的提示信息，以便值班的工作人员对故障进行相应的处理，比如：有系统进行自动的调整；手动使故障的电气设备脱离系统；手动脱离故障连带的设备。同时在设备发生不正常工作的时候，允许继电保护装置有一定的延迟，以免过度敏感的保护装置发生误报。
4.电力继电保护技术的重要性 用电设备在运行中都会发生故障致其不能正常运行，最常见的就是短路现象，短路可能产生严重的后果，它能损害发生故障的元件，也能减少元件的使用寿命甚至能影响广大人民群众的生命财产安全，继电保护技术的出现可以将其伤害降到最低，它分为测量、执行、逻辑三部分，当用电设备发生短路故障的时候，它能够快速、正确地将发生故障的元件从电力系统中撤除，避免其受到更多的损害，这样也能保障其他正常元件不会受其影响继续正常运行。并且这种保护技术还能够根据自身所处的环境，元件受损伤的程度，选择合适的方式，做出保护动作。
三、电力继电保护的基本要求1.可靠性是指保护该动体时应可靠动作。不该动作时应可靠不动作。可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。继电保护的可靠性主要由配置合理，质量和技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护和管理来保证。任何电力设备都不允许在无继电保护的状态下运行。220KV及以上电网的所有运行设备都必须由两套交，直流输入，输出回路相互独立，并分别控制不同断路器的继电保护装置进行保护。当任一套继电保护装置或任一组断路器拒绝动作时，能由另一套继电保护装置操作另一级断路器切除故障。在所有情况下，要求这套继电保护装置和断路器所取的直流电源都经由不同的熔断器供电。2.选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护，线路保护或断路器失灵保护切除故障，为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件的选择性，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。3.灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具备必要的灵敏系数，各类保护的最小灵敏系数在规程中具有具体规定。选择性和灵敏性的要求，通过继电保护的速定实现。4.速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装设速动保护，充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用，减少继电器固有动作时间和断路器跳闸的时间等方面入手来提高速动性。
四、电力继电保护技术的主要特点
继电保护技术的主要特点是:
自主化运行率提高,计算机的数据处理技术能够使得继电设备具有很强的记忆功能,加之自动控制等技术的综合运用,使得继电保护能更好地实现故障分量保护,提高运行的正确率。
兼容性辅助功能强,继电保护技术在保护装置的制造上采用了比较通用兼容的做法,便于统一标准,并且装置体积小,减少了盘位数量,在此基础上,还可以扩充其它辅助功能。
操作性监控管理好,该技术主要表现在一些核心部件不受外在化境的影响,能够产生一定的使用功效。与此同时,该保护技术能够通过计算机信息系统,具有一定的可监控性能,大大降低了成本。
五、电力继电保护技术的应用工厂和企业的高压供电系统和变电站都会运用到继电保护装置。在高压供电系统分母线继电保护的应用中，分段母线不并列运行时装设的是电流速断保护和过电流保护，但是在断路器合闸的瞬间才会投入，合闸后就会自动解除。配电所的负荷等级如果较低，就可以不装设保护装置。变电站常见的继电保护装置有线路保护、母联保护、电容器保护、主变保护等。 1.线路保护 ，通常采用二段式或者三段式的电流保护。其中一段是电流速断保护，二段是限时电流速断保护，三段是过电流保护。
母联保护 ，限时电流保护装置联同过电流保护装置一起装设。
电容器保护，包括过流保护、过压保护、零序电压保护和失压保护。 4.主变保护，包括主保护（重瓦斯保护、差动保护），后备保护（复合电压过负荷保护、过流保护）继电保护技术在目前已经得到飞速的发展，各种各样的微机保护装置正逐渐被投入使用，微机保护装置是有各种不同，但是其基本原理和目的都是一样的。
六、结束语
随着时代的进入，科研的深入，加强继电保护技术的应用对于提高社会生产力和生产效率具有重要作用，是社会发展的必然趋势。
参考文献：
[1]齐俊玲.继电保护在电力系统中的应用[J].民营科技，2013（1）：43.
[2]王金明.浅谈电力继电保护[J].大科技，2012（12）：86-87.
继电保护原理及应用范文第2篇
关键词:接地装置 腐蚀 防护 阴极保护法
1 接地装置腐蚀后的危害
接地技术已有二百多年的历史,它最早是18世纪富兰克林为避雷针防雷而提出来的。目前,接地已成为保障电力系统,电子设备和建筑设施等安全可靠运行和人身安全的重要技术措施之一。在雷电防护措施中,接地更是相当重要的一环,接闪器,引下线,避雷器只有通过良好的接地装置才能将强大的雷电流迅速泄放入地,在防静电、抑制雷电电磁脉冲干扰方面,也必须进行良好的接地处理。
在我国现阶段,用于接地的材质还主要为碳钢材料。接地装置埋设在地下,既看不见又无监视装置,当接地装置投入运行后,腐蚀问题就会暴露出来。发生腐蚀后,接地碳钢材料变脆、起层、松散甚至断裂,接地体截面减小,表层的腐蚀产物造成接地性能不良,雷电冲击电流流经地网时,可能因电动力作用使地网或引下线断裂;腐蚀之后接地电阻明显增大,雷电流经引下线由接地装置入地时,入地点的地电位,跨步电压都会显著增大,危及人身安全;由于防雷的接地装置大多与设备、电源接地共用,接地装置上过大的压降,以过电压的形式侵入电源系统,对设备造成反击,引起事故。
2 接地装置的电化学腐蚀机理
土壤由含有多种无机物和有机物的土粒、水、空气所组成的不均匀多相体系。在土粒间存在大量细微孔隙,孔隙中充满空气和水,盐类溶解在水中成为电解质。埋在土壤中的接地体,其表面的不同部位因接触介质的理化性质不同(如温度、盐浓度、氧浓度、水含量等)而形成了不同的电极电位。接地金属构件上不同部位的电位差是引起接地装置腐蚀的根本原因。它通过土壤介质构成回路,形成腐蚀电池。电位较负的部位成为阳极,进行金属溶解反应,放出电子;电位较正的部位成为阴极区,进行阴极反应。
阳极FeFe2++2e
阴极 2H++2eH2 (强酸性土壤中)
O2+2H2O+4e4OH- (中性或碱性土壤中)
铁离子进一步与OH¯结合生成Fe(OH)2
在阳极区有氧气存在时,还将进行反应:
4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
Fe(OH)3不稳定,它将转变为更为稳定的产物:
Fe(OH)3FeOOH+H2O
Fe(OH)3Fe2O33H2OFe2O3+3H2O
在含有硫酸盐还原细菌的土壤中,阴极过程还包括硫酸根的还原:
SO4²-+6H20+8eH2S+10OH-
当土壤中存在HCO3-、CO3²-、S²- 阴离子时,与阳极附近金属离子反应生成不溶性腐蚀产物,如FeCO3、FeS等。
因此,普通碳钢接地装置在土壤中的腐蚀产物主要为铁的氧化物、氢氧化物及铁离子与土壤中阴离子作用生成的不溶性物质。
3 腐蚀的防护
常用防腐方法包含以下几种:
(1) 合理设计。在接地装置设计中,应该测量土壤对铜、钢和渡锌钢的腐蚀速度, 并按预期的接地体使用年限,考虑一定的富裕量按腐蚀要求应选择的导体材料。然后与按热、动稳定要求所选择的导体截面积相比较,取大值作为设计。布置地网时,尽量避免将电极电位差较大的金属导体相连接或靠近,减小腐蚀速度。
(2)采用铜及其它耐腐蚀的有色金属做接地材料。但是铜价格昂贵,刚性不够,施工困难,并与地网连接或相邻的设备外壳构架基础、电缆皮、水油气管道等之间形成原电池,加速腐蚀。
(3)用覆盖层保护。覆盖层的作用在于使导体与外界隔离开来,以阻碍金属表面的微电池作用。覆盖层可以分为两类:一是金属覆盖层,用耐腐蚀性强的金属或合金将容易腐蚀的金属表面完全覆盖起来,如铜包钢材料、镀锌钢等。二是非金属覆盖层,其主要作用是将导体与电解质溶液隔离开来,用油漆,沥青和塑料等。这种方法主要用于接地引下线的防腐。
(4)牺牲阳极的阴极保护法。阴极保护法是电化学保护法的一种, 电化学保护法还包括阳极保护法。 阴极保护法主要有两种,一种是消耗阳极法,即牺牲阳极以保护阴极,也称为无源法;另一种是馈电法或称有源法。
图1是无源法的原理图。将一个比被保护物有更大负电性的辅助电极(镁)埋在土壤中,并与铜锌导体连接,就会产生所需电流。这样辅助电极被腐蚀,保护了锌和铜。
图2是有源法原理图。将电源负极接在被保护的锌和铜导体上,正极接在一辅助电极上(可用钢或石墨做成),这样电流从正极流向铜锌导体,辅助电极被腐蚀。
4 牺牲阳极的阴极保护法在接地装置防腐蚀中的应用
牺牲阳极的阴极保护法在海洋石油钻井平台、油气管线的腐蚀防护中广泛应用,实践证明它能有效地防止金属腐蚀,它具有保护效果好、保护周期长、施工方便等突出优点。接地体的腐蚀是由于钢材本身的电化学不均匀性和外界环境的不均匀性,在其表面形成了腐蚀原电池。因此,可以采用改变金属的表面电极电位而改变金属的腐蚀状况。牺牲阳极的阴极保护法靠电位较负的金属(例如锌和镁合金)的溶解提供保护电流,使被保护金属表面阴极极化,防止表面发生腐蚀。
目前用于牺牲阳极保护的阳极材料主要有锌、铝、镁以及以它们为基体的合金。由于锌合金阳极只适用于土壤电阻率低于15~20Ω・m的地区,铝合金阳极性能又不够稳定,在地下钢质物体的防腐保护方面大多用镁合金阳极。
当已知接地网的防蚀表面积S(m2),根据下式计算得防蚀电流:
I=S・δ(mA)δ=5~50(mA/m2)
按下式计算所需的牺牲阳极发生的电流I
I=(Ea-E0)/(ρ1/s+R)
R=(ρ1/s)・(Ea-Ep)/(Ep-E0)
式中:Ea保护阳极的开路电位 V
Ep设计保护电位 V
E0 被保护物的自然电位 V
S 被保护物的表面积 m2
ρ1 被保护物体L间距内的外敷绝缘层的电阻率Ω・m2
R阳极组的接地电阻 Ω
I―阳极输出电流,A
对于镁合金阳极,A=2205A・h/kg,η=60%,K4=0.8,则上式可简化为
T=121G/I
按以上计算公式分析,设计牺牲阳极法阴极保护时,应考虑以下几点:
(a)牺牲阳极应设在土壤潮湿,地势低洼,且透气性差的地区,土壤电阻率以50~60Ω・m为宜,不超过80Ω・m。
(b)为了减少屏蔽作用,阳极间距离以3m为宜,阳极与被保护地网的间距也以3m为宜。阳极组适于小集中、大分散布置。每组根数以6根为宜,可水平或垂直敷设.阳极组的间距一般为1~2m。
5 结语
接地装置腐蚀的本质是电化学腐蚀,采用保护层、加入缓蚀剂都不能做到长期保护,采用铜合金又因资源缺乏成本过高难以推广。利用镁合金采取牺牲阳极的阴极保护法不仅适合新建接地装置的防护,而且技术经济性好,可望实现接地装置长久有效的目标。
参考文献
[1] 陈先禄.接地.重庆:重庆大学出版社.2001.8.
[2] 陈匡民.过程装备腐蚀与防护.北京:化学工业出版社,2001.5
[3] 李景禄.《实用电力接地技术》. 北京:中国电力出版社出版, 2002 年
[4] 胡学文,许崇武.接地网腐蚀与防护的研究.武汉:武汉大学,2002.2.
继电保护原理及应用范文第3篇
关键词：微机继电保护 事故种类 处理方法
引言
微机继电保护由于各种内在和外在的原因，会发生死机、误动、误发信号、错误指示断路器位置等情况，严重威胁当前电网的安全稳定运行及微机继电保护装置的可靠性。因此，在优化硬件设计、提高制造工艺及元器件质量的同时，加强保护装置在正常运行中的维护和管理，掌握微机继电保护事故动作的一般规律，是减少微机继电保护装置故障和保障电网安全稳定运行的重要手段。
一、 继电保护事故的特点及其共性
1、逆变稳压电源问题。①纹波系数过高②输出功率不足或稳定性差③直流熔丝的配置问题 ④带直流电源操作插件。
2、定值问题。①整定计算的误差②人为整定错误③装置定值的漂移。
3、TA饱和问题。继电保护测量对二次系统运行起关键作用，系统短路电流在中低压系统中急剧饱和时，现场的馈线保护因电流互感器饱和难以启动，这时就会很容易发生事故。对TA饱和问题，从故障分析和运行设计的经验来看，主要采取分列运行的方式或采取串联电抗器的做法来限制短路电流；采取增大保护级TA的变比以及用保护安装处可能出现的最大短路电流和互感器的负载能力与饱和倍数来确定TA的变比；采取缩短TA二次电缆长度及加大二次电缆截面；保护安装在开关厂的方法有效减小二次回路阻抗，防止TA饱和。
4、插件绝缘问题。微机保护装置集成度高，布线紧密，长期运行后由于静电作用，会使得插件接线焊点周围聚集静电尘埃，在外界条件允许时两焊点之间出现导电通道，从而引起装置故障或者事故。
5、抗干扰问题。微机保护的抗干扰性能较差，对讲机和其他无线通讯设备在保护屏附近的使用会导致一些逻辑元件误动作。现场曾发生过电焊机在进行氩弧焊接时，高频信号感应到保护电缆上使微机保护误跳闸的事故。新安装、基建、技改都要严格执行有关反事故技术措施。尽可能避免操作干扰、冲击负荷干扰、直流回路接地干扰等问题的发生
6、性能问题.主要包括两方面，即装置的功能和特性缺陷。有些保护装置在投入直流电源时出现误动；高频闭所保护存在频拍现象时会误动；有些微机保护的动态特性偏离静态特性很远也会导致动作结果的错误。在事故分析时应充分考虑到上述两者性能之间的偏差。
7、软件版本问题.装置自身的质量或程序漏洞问题只有在现场运行过相当一段时间后才能发现。继电保护人员在保护调试、检验、故障分析中发现的不正常或不可靠现象应及时向上级或厂商反馈情况，及时升级软件版本.
二、微机继电保护事故处理的一般原则
1、具有高度的主人翁责任感
2、具有科学的实事求是的工作态度
继电保护的事故的处理不仅涉及运行单位和个人，且一旦拒动或误动，必须查明原因，并力图找出问题的根源所在，以便彻底解决问题。这必将涉及到事故的责任者，甚至可能接受相当严厉的处罚。事故发生后的许多资料和信息都可能被修改或丢失，给事故分析带来较大难度甚至查不出原因，存在的问题无法得到解决，系统类似的设备无法吸取事故教训。因此，事故的调查组织者必须坚持科学的实事求是的态度。
3、具有实践和理论相结合的丰富经验
继电保护的事故处理不仅涉及继电保护的原理及元器件，而且现场处理继电保护事故的经验表明：大部分继电保护事故的发生与处理过程与基建、安装、调试过程密切相关。掌握足够必要的微机继电保护基本原理及一般继电保护理论是分析和处理事故的首要条件，但足够的丰富的现场经验往往对准确分析与定性事故又起着关键作用。
4、对试验电源要求。
在微机保护试验中，要求使用单独供电电源并核实用电试验电源的相序和对称性
5、对仪器仪表要求。
万用表、电压表、示波器等电压信号仪器选用高输入阻抗；继电保护测试仪、移相器、三相调压器应注意其性能稳定。
6、掌握继电保护技术 。① 电子技术知识。电网中微机保护使用越来越多一名继电保护工作者学好电子技术及微机保护知识当务之急 ② 微机保护原理和组成。在微机继电保护测试仪及自动装置的使用过程中，要能迅速分析出产生故障或事故的原因以及故障部位，这就要求电力工作人员需要具备过硬的微机保护知识，熟悉保护原理和装置性能，熟记微机保护逻辑框图，熟悉电路原理和元件功能。 ③具备技术资料的阅读能力。 微机继电保护事故的处理离不开诸如检修规程、装置使用与技术说明书、调试大纲和调试记录、定值通知单、整组调试记录二次回路接线图等资料，所以必须具备这方面的素质。
7、运用正确的检查方法。①逆序检查法。如果利用微机事件记录和故障录波不能在短时间内找到事故发生的根源时，应注意从事故发生的结果出发，一极一级往前查找，直到找到根源为止。这种方法常应用在保护出现误动时。②顺序检查法。该方法是利用检验调试的手段来寻找故障的根源。按外部检查、绝缘检测、定值检查、电源性能测试、保护性能检查等顺序进行。这种方法主要应用于微机保护出现拒动或者逻辑出现问题的事故处理中。③运用整组试验法。此方法的主要目的是检查保护装置的动作逻辑、动作时间是否正常，往往可以用很短的时间再现故障，并判明问题的根源。如出现异常，再结合其他方法进行检查。
三、结束语
我国电力系统继电保护技术的发展经历了4个历史阶段，微机继电保护在程序的指挥下，有极强的综合分析和判断能力，因而微机继电保护装置可以实现常规保护很难办到的自动纠错，即自地识别和排除干扰，防止由于干扰而造成误动作。另外微机继电保护装置有自诊断能力，能够自动检测出计算机本身硬件的异常部分，配合多重化可以有效地防止拒动，因此可靠性很高。随着电力系统的高速发展和计算机技术和通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。其发展将出现原理突破和应用革命，由数字时代将跨入信息化时代，发展到一个新的水平。这对继电保护工作者提出了艰巨的任务，也开辟了广阔的发展空间。
参考文献
[1]王梅义.高压电网继电保护运行技术.北京.电力工业出版社.1981.
[2] 国家电力调度通讯中心.电力系统继电保护典型故障分析[M].北京：中国电力出版社，2001.
[3]段玉清，贺家李.基于人工神经网络方法的微机变压器保护.中国电机工程学报.1998.3期.
继电保护原理及应用范文第4篇
关键词：暂态量；保护；高频；行波；差动；新式算法（prony）
中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：
0 引言
现在国内电网的趋势为全国形成一个大的互联网络，为此，关于大容量、远距离、特高压和超高压输电的研究越来越成为必须。对于特高压以及超高压输电线路而言，它的两端通常连接着大系统，具有较远的输送距离以及较大的传输功率，因而对其上的继电保护提出了更高的要求，来提高系统的暂态稳定性。
现在继电保护中发挥着极其重要作用的传统型继电保护考虑的量为工频的相关电气量，但是随着对于电力系统的逐步增高的要求以及各项技术（通信、计算机及DSP等方面）的发展，对于故障过程中的基于暂态量的继电保护越来越为人们所认识和重视，做更深层次的研究。本文中，介绍了基于暂态量的继电保护的相关背景知识、相关原理以及分类等方面的内容，一种基于新算法的暂态量的保护在本文中得到探讨研究。
1 应用于输电线路基于暂态量的继电保护相关背景知识
暂态，即瞬态，是由于电路中的储能元件的存在，在电路分合瞬间产生的对应瞬时的状态。输电线路在发生故障瞬间，会产生持续时间很短暂的瞬态过程。
传统型继电保护考虑的量为工频的相关电气量，保护装置的整定值都是根据工频电气量而设定的，但是当线路发生故障时，由于存在着暂态分量，使工频下电压及电流波形畸变，在这种情况下，极易发生保护误动作[1]。为此，基于暂态量的继电保护被提出。电力输送线路发生故障时会产生含有很多表征故障信息的故障信号，例如位置、所属类型等等。
应用于输电线路的基于暂态量的继电保护具有很多优良特性，例如保护的快速性，在系统振荡时不会受到很明显的影响等。在分析得到故障信息后，不仅可以实现保护，还可以实现测距以及自动重合闸等其他功能，具有很强的实用性。为此，对于超、特高压输电线路而言，基于暂态量的保护的研究成为必须，成为研究关注的焦点。
另外，在硬件方面，光纤作为传输媒介的传输方式、互感器的一个新应用——光电互感器、全球定位系统GPS及数字信号处理DSP及其例如小波、prony新算法等相关知识及技术的发展都是基于暂态量的输电线路的根本保证[2]。
2 应用于输电线路中的基于暂态量的继电保护研究现状
当今最通用的关于基于暂态量的继电保护的分类为两类，即基于行波的继电保护以及基于高频分量的继电保护。
2.1 基于行波的继电保护
最开始应用于输电线路中的基于暂态量的继电保护是基于行波的继电保护，该保护的根本判别根据是故障瞬间行波的相关特征，例如幅值、极性以及反射特点等 [3]。基于行波的方法的优点是速度极快、很强的抗干扰能力以及检测时间极短。
基于行波的继电保护根据原理以及装置分类，有极性比较式、差动、方向等保护。本文对一个具有代表性的基于行波的继电保护——差动保护进行介绍。
2.1.1基于行波的继电保护基本原理及特点（以差动保护为例）
如图1所示，在线路M端输出的行波经过一定的时延后到达N端，并不会发生改变。将MN两端的正向行波差值与设定的整定门槛值进行比较，来判断保护区域内，是否发生故障，这是差动保护的基本原理说明 [4-5]。
图1 行波在电力输送线上分布
此类差动保护具有简单易懂、判别故障较为容易，根据行波信息容易判别出是否故障。但是采用此类差动保护，忽略了衰减特性，具有一定的理想性，对线路两端行波的同时性要求较高，传输通道要求较为严格，这些限制了它的发展。
2.1.2 基于行波的继电保护存在的局限性及研究重难点
首先，一方面由于在故障发生的瞬时，电压的初相角并不能确定，另一方面，行波的反射与母线所连接故障线路数目有很大关联，而母线结构对于我们是不确定的。以上两个方面造成了行波信号的幅值等不确定，从而影响判别。
其次，由于某些特殊情况下例如谐波和雷击等因素产生的谐波行波的特征类似于故障行波，很难把它们做明显区分，这样极易造成保护误动作。
由于前面问题的存在，如果解决，仍是个严峻的考验，如何避免这些情况并进行改正仍需要做进一步研究。
2.2 基于高频信号的继电保护
与基于行波的继电保护方式类似，基于高频分量的继电保护方式也具有简单、极易判断故障等优点。在初始角较小的情况下，性能更优于基于行波的继电保护方式。基于高频分量的继电保护按照数学处理方式不同分类，有小波算法、prony算法和形态学等保护。本部分对一个具有代表性的基于高频分量的继电保护方法新算法——prony算法保护进行介绍。
2.2.1基于行波的继电保护基本原理及特点（以新算法prony为例）
最初为了分析气体膨胀相关原理而提出的prony算法起源于1795年，它主要针对指数（复数）衰减，建立这样一种数学模型，将对象进行线性组合，来模拟一类数据，该类数据采样方法为等间隔采样，后期对于此类方法进行改善，可以应用于信号相关特征值进行估计[6]。
与传统的算法相比较而言，新算法（prony算法）的性能更优良，这是因为它更切实际，更符合实际故障运行情况。如图2所示为基于高频分量的新算法（prony）流程图。
图2 基于高频分量的新算法（prony）流程图
基于高频分量的新算法（prony）具有很多优良特征，例如，在噪声情况下并不会影响信号的提取，对于表征暂态过程具有全面性，具有极高的精度等等。
2.2.2基于高频分量的继电保护存在的局限性及研究重难点
同基于工频分量的继电保护比较而言，应用于高压传输线上的基于高频分量的保护有很多优良性能，但与此同时，仍存在着相关问题及局限性限制其发展，主要表现在以下几个方面：
1）继电保护在整定过程中，相关原则还需要完善和改进，如今的理论基础还不够行成共识；
2）在暂态过程中的提取信号分量仍是研究的重难点，来满足继保的相关要求；
3）在某些方面的研究仍处于基础阶段，并未形成一个系统性的工作，并且，为满足可靠性要求仍是一个难点，例如，故障选相等方面都有待进一步深入研究。
3 应用于输电线路的基于暂态量的继电保护前景展望
对于高电压输电线路而言，利用某些新型的信号提取、处理方法，例如基于高频的继电保护新算法（prony）等，对于满足继保特性要求都具有优良特性。
随着各项高新技术（通信、计算机及DSP等方面）的发展，继电保护的集成化发展已经成为必然趋势，将这些新技术的优点进行优化组合，综合各技术的优势，来分析暂态过程量以及处理相关问题是今后研究的一个方向。
由于仍需要解决某些存在问题，应用于输电线路的暂态量保护的研究仍处于试验阶段。但是，目前基于暂态量的继电保护研究越来越成熟以及相关知识水平的不断提高，基于暂态量的保护一定能不断取得突破性进展，并在实践中得到广泛应用。
4 总结
我国的电网的发展趋势为利用特、超高压传输线联结电网，为此对于继电保护的要求更高更严，传输线上的暂态量保护正在逐渐成为研究关注的焦点。暂态量保护应用于特、超高压系统中具有很多独特的优势，同时，在应用中，仍有很多方面需要改进和完善。本文对于当今比较完善的两种暂态量保护进行了介绍，它们分别为高频暂态保护以及行波保护，然后阐述了关于行波保护中的差动保护以及基于一种新的算法（prony）的高频保护的相关知识（原理、优缺点等），最后对暂态量保护的产生背景以及相关的需要改进和完善的方面及发展前景进行了阐述和介绍。
参考文献
[1] 黄少锋,王兴国,刘千宽. 一种基于固有频率的长距离输电线路保护方案[J]. 电力系统自动化,2008，32（8）:59-63 .
[2] 夏明超,黄益庄,王勋. 高压输电线路暂态保护的发展与现状[J]. 电网技术, 2002,36(11):65-69.
[3] 杜刚,桂林,党晓强. 高压电力传输线行波保护技术原理综述[J]. 四川电力技术,2008, 31(1)：26-29 .
[4] 董新洲,葛耀中,贺家李. 输电线路行波保护的现状与展望[J]. 电力系统自动化, 2000, 5 :56-60.
[5] 罗四倍,段建东,张保会. 基于暂态量的EHV/UHV输电线路超高速保护研究现状与展望[J]. 电网技术, 2006,30(22) :32-41.
继电保护原理及应用范文第5篇
关键词 电力系统继电保护 ；概括概述； 发展前景
前言
所谓继电保护技术就是指研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。
一、继电保护技术的发展现状
与当代其他的新兴科学技术相比，电力系统继电保护是相当古老了，然而电力系统继电保护作为一门综合性科学又总是充满青春活力，处于蓬勃发展中。之所以如此，是因为它是一门理论和实践并重的科学技术，又与电力系统的发展息息相关。它以电力系统的需要作为发展的泉源，同时又不断地吸取相关的科学技术中出现的新成就作为发展的手段。电力系统继电保护技术的发展过程充分地说明了这一论点。
二、继电保护技术的发展史
随着电力系统的出现，继电保护技术就相伴而生。由于继电保护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。以数字式计算机为基础而构成的继电保护起源于20世纪60年代中后期。60年代中期，有人提出用小型计算机实现继电保护的设想，但是由于当时计算机的价格昂贵，同时也无法满足高速继电保护的技术要求，因此没有在保护方面取得实际应用，但由此开始了对计算机继电保护理论计算方法和程序结构的大量研究，为后来继电保护的发展奠定了理论基础。我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究，高等院校和科研院所起着先导的作用。60年代中期到80年代中期是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果，到80年代末集成电路保护已形成完整系列，逐渐取代晶体管保护。90年代，电力系统继电保护技术发展到了微机保护时代，也是继电保护技术发展历史过程中的第四代。1984 年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面，东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机，变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定，投入运行。从此以后，不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。在19世纪末已开始利用熔断器防止在发生短路时损坏设备，建立了过电流保护原理，1905-1908 年研制出电流差动保护，自1910年起开始采用方向性电流保护，于19世纪20年代初生产出距离保护，在30年__代初已出现了快速动作的高频保护。由此可见，从继电保护的基本原理上看，到本世纪20年代末普遍应用的继电保护原理基本上都已建立，迄今在保护原理方面没有出现突破性发展。从实现保护装置的硬件看，从1901年出现的感应型继电器至今大体上经历了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式、微型计算机式等发展阶段。纵观继电保护将近100年的技术发展史可以看出，虽然继电保护的基本原理早已提出，但它总是根据电力系统发展的需要，不断地从相关的科学技术中取得的最新成果中发展和完善自身。
三、继电保护的发展阶段
总的看来，继电保护技术的发展可以概括为三个阶段、两次飞跃。三个阶段是机电式、半导体式、微机式。第一次飞跃是由机电式到半导体式，主要体现在无触点化、小型化、低功耗。第二次飞跃是由半导体式到微机式，主要在数字化和智能化。显而易见，第二次飞跃有着尤为重要的意义，它为继电保护技术的发展开辟了前所未有的广阔前景。当前正面临第二次飞跃的大好机遇，因此应该立足于充分发挥微机保护的智能作用，根据电力系统发展的需要，利用相关技术的新成就，把继电保护技术提高到一个更高的水平。
四、结束语
