变电站继电保护原理

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变电站继电保护原理范文第1篇

一、前言

随着智能变电站技术的发展和进步，有效的促进了智能电网的建设，是国家发展自动化、智能化、科学化电网的重要组成部分[1]。研究表明，智能变电站具有很多优势特点，比如基于IEC61850标准体系实施统一建模、应用了电子式互感器与智能一次设备、传输采用二次信息网络化等，为电网智能化、自动化的发展提供及其便利的条件，推动了智能电网的发展和推广[2]。智能变电站技术对继电保护过程中的数据信息及保护原理、实现机制和架构体系、设计和运维等具有重要的影响。

二、智能变电站对继电保护的影响研究

（一）继电保护的数据信息及保护原理的影响

智能变电站对于继电保护的数据信息和保护原理具有重要的影响，主要包括体现为以下三个方面：

1.继电保护的源数据性质

与传统变电站采用的自动化技术相比，智能变电站采用电子式互感器，与传统电磁式互感器相比，电子式互感器在数据同步、数据时延、频带宽度、线性度和响应速度等方面采用了新的原理和算法，导致继电保护的源数据性质发生了极大的变化[3]。

2.继电保护传输数据的方式

由于智能变电站采用的二次信息网络传输过程中可以共享不同间隔设备的信息，更加灵活的、简单的实现了跨间隔保护，从而促进继电保护产生了新的保护原理和实现方式，影响了继电保护传输数据的方式。

3.继电保护数据处理和使用的方式

智能变电站基于IEC61850标准体系实施统一建模，实现了电网先骨干设备之间的互通、互联和互操作，实现了LED设备与二次信息的应用分离，实现了数据源的唯一性，同时为一系列的继电保护引入了新的原理和保护组织形态。

（二）对继电保护实现机制与架构体系的影响

智能变电站技术对继电保护的实现机制和架构体系产生的影响主要包括以下三个方面：

1.数据交换方式

传统继电保护的数据交换方式为采样―计算―出口的集成一体化模式，但是智能变电站采用网络化的数据交换方式，其使用数据库保存实时的进行数据调用和存储，统一管理不同的保护功能应用和二次系统，大大降低了传统数据交换的复杂性。

2.突破二次回路不可测控

IEC61850标准引入了过程层网络控制的新概念，是智能变电站采用的独特网络，将交换机的控制智能化和LED化，使得过程层的网络数据变得可以预警、可以控制，突破了传统二次电缆回路不可测控的瓶颈，实时掌控二次网络和数据可靠性的状态，大大的提升智能变电站继电保护的可靠性水平[4]。

3.采用信息交换模式

传统继电保护设施实现基本保护功能的同时，承担定值管理和运行管理的功能，获取保护对象的状态信息主要依赖关联的保护装置，智能变电站采用了P2P信息对等交换模式，获取保护对象的信息不再与保护设施绑定，建立统一数据中心，可以更高层次的实现信息共享[5]。

（三）对继电保护的设计、调试与运维的影响

智能变电站应用指挥，有效的简化了变电站设计、调试和运行维护的生命周期，提高继电保护的有效性，其影响包括以下几个方面：

1.智能化数据采集

智能变电站可以通过智能网络有效的监控和预测继电保护二次回路采集的数据，检修继电保护装置的状态。

2.集成化监控继电保护装置

智能变电站使用IEC61850标准统一建模，将变电站所用到的设备集成在一起，有效的实现继电保护装置的集成监控，提升继电保护装置的运行和维护[6]。

3.智能变电站运维的限制

虽然智能变电站技术发展迅速很快并且其优势非常明显，但是由于其采用的标准和核心技术仍然处于发展阶段，人们对于IEC61850的标准的理解存在差异性，无法完全掌握其定义的规范，因此增加了智能变电站设计、实现、调试和运行维护的挑战，由于继电保护的定义和规范更是智能变电站的难点和重点。许多智能变电站试点的建设和运行都需要业主、设计院、设备厂家、集成商、调试单位的反复协调，不断修改方案，而变电站投入运行后，运行单位往往难以摆脱对调试单位和厂家的依赖，给电力系统的安全运行带来隐患，也成为制约智能变电站的大面积推广的瓶颈。

三、结束语

智能变电站是智能电网发展的核心环节，因此，随着智能变电站的应用和发展，其对继电保护产生了新的组织架构、保护原理，认真的研究智能变电站相关技术的关键技术要素和难点，以便有效的满足电网安全稳定运行的需求，具有极其重要的意义。

参考文献

[1]戎俊康.浅析智能变电站建设对继电保护工作的新要求[J].中国电力教育.2011（36）.

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[3]李锋，谢俊，兰金波，夏玉裕，钱国明.智能变电站继电保护配置的展望和探讨[J].电力自动化设备.2012（02）.

[4]杨增力，周虎兵，王友怀.面向智能电网的继电保护在线应用系统[J].湖北电力.2011（04）.

[5]周刚.变电站继电保护相关问题的探讨[J].中国新技术新产品.2011（15）.

变电站继电保护原理范文第2篇

[关键词]智能变电站技术；继电保护；影响；优化

中图分类号：TM76；TM77 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0125-01

引言

智能变电站技术的发展直接影响到智能电网的发展，是建立智能电网系统的重要组成部分，电网运行中继电保护环节对安全性的要求最高，所以智能变电站对电力系统的保护主要是在继电保护工作中所进行。为确保电力事业的安全运行，需要对变电站技术与继电保护的应用进行进一步深入的研究。

1 智能变电站技术概念

智能变电站技术是合理运用现阶段较为先进、环保、低碳的技术手段，并且在运行过程当中较为稳定的智能设备，将变电站的数字化水平以及信息化水平进行相应的提升的，并且使其能在运行过程当中按照相关的规定，自动完成对于相关信息的采集，数据的测量的一项智能化的技术。在智能变电站技术运行过程当中，需要对变电站的运行状态进行合理的监控等，使其能够实现变电站以及变电站之间，或者电网与电网之间的自由调度，并且符合现代社会需求的新型变电站。电力系统自动化全球通用标准使得我国传统的变电站实现了设备的智能化，交互的标准化，以及实用的互动化。一次设备智能化是智能变电站的基础。现阶段，使用较为广泛的一次设备主要有智能断路器以及智能变压器。

2 智能变电站技术及其对继电保护的影响

2.1 继电保护数据信息与保护原理的影响

电磁互感器被电子互感器所取代，造成机电保护元数据出现极大程度转变。以往电磁互感器中部分计算方法、整定原则要得到优化与重估，电子互感器所造成的数据信息延迟、同步等相互问题，对继电保护构成一定影响，应当对继电保护展开全面评估，有效发挥电子互感器所具备的的频带宽度、线性度及响应速度等方面优点特征，促进形成继电保护的新算法、新原理。继电保护的数据传输方法同样出现极大程度转变。由信息网络传输代替了过去二次电缆连接，从而使继电保护的跨间隔保护变得更加便捷灵活。

2.2 继电保护实现机制与体系的影响

以往继电保护采样―计算―出口―出口一体化模式被智能网络化数据交换所取代。无需对保护装置、数据信息及保护对象进行绑定，极大的提升了对数据动态展开调用、存储，对各种系统数据展开统一管理，对各种系统功能展开应用等的可能性，一定程度缩减了保护设备的工作难度，给维护功能组态与实现广域网保护提供了数据传递的广阔平台。网络化数据交换、交换机智能化消除了过去不可测不可控的难题。基于国际统一标准所提出的过程层网络，属于智能变电站独特的形态，可使继电保护缺乏可靠性的难题得以消除。借助交换机智能电子设备，将对应网络数据信息交换变得能够测控、能够预警，确保继电保护可动态了解二次网络、数据可靠性情形，并采取针对的处理对策，从而极大改善智能继电保护可靠性水平。

2.3 继电保护架构调试与运维的影响

智能变电站继电保护构成形态、运行模式出现了极大程度的转变，继电保护运维技术规范及准则研究存在一定的滞后性。利用二次信息网络化传输，能够对祭典保护开展二次回路监测，从而优化继电保护设备状态检修工作。结合国际统一标准，二次信息展开全面建模，促使变电站全部设备实现建模一体化，一经出现变电站设备更换、扩建等情况，怎么去对配置科学数据库文等展开实时修改，属于时下智能变电站亟待解决的问题。

3 智能变电站继电保护优化措施

3.1 就地化间隔保护

现阶段智能变电站大部分都采取新型一体化微机线路模式，变电器保护措施和继电保护一同运行，按照智能变电站设备实际情况，对线路合理进行配置，这种设计模式能够有效提高智能变电站稳定性能，保障智能变电站设备及工作人员的安全。与此同时，智能变电站在安装新型保护装置过程中，经常应用电缆采集数据模式，对继电保护装置进行数字化处理，有效缩短反应时间，对设备进行合理划分，最大程度提高智能变电站设备安全性能。

3.2 站域保o功能的应用

站域保护实际上就是在相同网络背景之下，通过计算机对智能变电站所产生的全部信息进行调动，站域保护在接受到危险信号之后，计算机能够及时进行反馈，对设备进行后备保护，信息传输整个流程全部通过电信号形式进行传输，后备保护时间大幅度缩短，能够有效满足智能变电站对继电保护灵敏性要求。

3.3 完善智能变电站设备

现阶段，我国智能变电站所应用的电气设备基本上都属于进口产品，进口电气设备技术十分先进，但是这些电气设备都是按照自身国家变电站情况进行研发制造，与我国变电站实际情况之间存在一定差异。这就需要变电站在对电气设备选择过程中，提高对电气设备有关问题关注程度，对智能变电站设备进行优化，简化智能变电站设备数量，减少智能变电站端口。智能变电站设备及端口数量在减少之后，不仅仅能够有效提高智能变电站设备操作质量，还能够有效提高智能变电站智能化水平，对智能变电站内设备进行优化。

3.4 完善继电保护规章制度

为了增强继电保护的稳定性，建立专门的监督管理制度和责任到个人的行为规范很有必要。由于变电站的生产模式或多或少都存在着相对应的差异，因此，对各个变电站的实际情况进行有效的分析，根据实际情况制定出相对应的继电保护规章制度，特别是在继电保护装置特性的选择上，由于不同的变电站在选择继电保护装置中存在着不同的差异，因此加强对继电保护的重视管理力度就显得尤为重要。例如：对继电保护设备台账、运行维护、故障分析等都应当建立严格的标准，为变电站继电保护装置的稳定运行提供基础。

3.5 继电保护监控

加强对系统运行的监控，在电力系统监督上也应该充分利用信息技术，建立电力系统故障监督平台，实现全天不间断监控，在人看不到的地方和时间段里，利用信息技术对电力系统进行监督，在电力系统出现故障时会有及时报警装置进行干预，保证迅速而有效的发送电力系统中的故障问题，及时处理、及时检修、减少危害，提高继电保护的稳定性。在工作人员进行维护和检修时，严格的按照工作标准进行安装、检查、排除隐患。

4 结语

智能变电站技术给继电保护的数据信息与保护原理、实现机制与体系、架构调试与运维带来了一定的影响，要通过就地化间隔保护、站域保护功能的应用、完善智能变电站设备、完善继电保护规章制度、加强继电保护监控等措施，来优化智能变电站继电保护，为我国电力系统能够良好地发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1] 卢林.智能变电站技术及其对继电保护的影响[J].电子技术与软件工程，2017，01：246.

[2] 戴静.研究智能变电站技术及其对继电保护的影响[J].科技传播，2016，07：152+165.

变电站继电保护原理范文第3篇

关键词：智能电网；智能变电站；继电保护

随着科学技术的不断发展，行业创新层出不穷。在此背景下，国家电网公司也开拓创新，大力发展建设智能电网。在智能电网的建设中，变电站是电网建设的关键环节，要顺应智能化的发展趋势，使智能变电站成为建设的重心，而智能变电站最终实现高效运作，离不开配套的继电保护装置[1]。文章讨论了智能变电站继电保护中的关键问题，并就如何提高继电保护的可靠性提供了一些建议。

1智能变电站概述

智能变电站是指使用数字化智能设备的新型变电站，其配套的智能化装置可自动收集、监视和控制电网信息，并操控电网，从而使电网系统能够实现智能调节[2]。智能变电站的结构如图1所示。智能变电站是变电站的最终发展模式，采用了智能终端柜和合并单元的模式，使保护就地化，具有保护可靠性高、智能化程度高、维护工作量少的优点[3]。针对智能变电站这一综合、复杂、智能化的新生事物，运行人员需要认真学习智能站的运维细则，刻苦钻研智能站的信息流图，吃透其原理和内部逻辑，成为一个合格的智能变电站运维人员。

2智能变电站继电保护的要点

2.1可靠性

继电保护的可靠性主要包括以下两个方面：（1）保护的选择性。当智能变电站发生保护区域内故障时，应及时采取保护措施。（2）保护的可靠性。在电力系统正常运行时，保护装置应避免误动或异动[4]。随着整个电力系统的自动化和数字化，电子信息技术正逐渐成为智能变电站的核心。鉴于此，信息电子设备必须被正确应用在继电保护中。许多因素会影响电子设备的稳定性，如设备电池的兼容性和设备的使用频率，这些都会影响继电保护的可靠性。为确保智能变电站继电保护的高可靠性，必须使用高稳定性的光缆，并采取措施减少来自电子设备频率的干扰。因此，有必要研发更先进的电子信息技术，并将其应用于智能变电站的继电保护系统自检，确保能及时响应系统的错误告警，采取预控措施。电网故障诊断的流程如图2所示。此外，应建立数学模型以定量分析继电保护的可靠性[5]。

2.2实时性

实时性是电力系统智能变电站继电保护的重要性能指标[6]。在数字采样的过程中，数字采集器可能在某些因素的影响下产生时间误差，在传输过程中发生严重的数据丢失。基于以上原因，在电力系统的采样过程中，采样方法应科学可行，应预估产生错误的可能性，再实施采样。在实际操作的过程中，应并行计算采样结果，以尽量减小采样结果的误差和减少延迟，从而全面提高继电保护的实时性。

2.3同步性

在传统变电站中，变压器等电力设备的使用不需要通过时间函数同步，因此传统电力系统缺乏同步保护[7]。智能变电站的信息采集依赖数字化的方法，因此继电保护需要同步。有以下两种方法可以提高智能变电站继电保护的同步性：（1）将同步检测装置和差动保护装置用于线路保护，由于同一条线路的本侧和对侧的同步装置收集的是来自不同变电站的信号幅值和相位，因此最重要的是要确保整个系统的保护同步和正确执行；（2）电力系统实施过流和过压保护，这两个保护功能很容易实现，只需在继电保护系统中输入正确的定值，保护功能实现期间不需要同步过程。

3提高智能变电站继电保护可靠性的策略

3.1加强对变压器的保护

在电力系统中，电力设备的额定电压是固定的。当系统电压高于或低于额定值时，将对系统和设备产生不良的影响。电力系统中最重要的调压装置是变压器，它也是继电保护中的重要装置。因此，将数字式电压互感器装置用于智能变电站继电保护系统时，变压器可采用分布式配置方式，以充分利用继电保护中的差动功能。此外，智能变电站可通过集中配置变压器装置实现后备保护，以加强智能变电站继电保护的可靠性。

3.2保护电压延时元件

智能变电站在日常运行中很容易受到外部因素的影响，如电流、电压因素等，任何异常状态都可能导致不必要的跳闸或电流过载问题。虽然过载电流与正常电流没有明显区别，但是，在电流过载的情况下，如果智能变电站同时发生外部干扰的故障，跳闸的可能性会很大，这将严重威胁智能变电站继电保护的动作可靠性。为此，在智能变电站的系统电路中采用电压限制延迟动作元件时，需要通过计算每条电路的电流量准确计算总电流量，如果系统中出现过载电流问题，系统就可以立即发出告警信息，所有相关分支系统会实时激活保护命令，从而显著提高继电保护的可靠性。

3.3加强线路保护

在电力系统中，线路的保护极为重要，线路保护不仅可以有效保护各级电压中的单元间隔，切除站外的故障，而且在电力系统的控制、测量、通信监控等功能实现中起着重要作用。在继电保护中实施正确可靠的线路保护配置工作，可以显著提高整个系统继电保护的可靠性。因此，技术人员应做好线路保护的正确、有效配置。可以采用垂直差动联动保护方式，这种保护方式灵敏、可靠，基本可以使所有的系统线路得到有效保护。垂直差动联动的原理如图3所示。当线路正常运行的时候，线路电流I1、I2的大小相同、方向相同，差动电流为零；当线路上发生接地故障时，I1、I2的方向发生变化，差动电流达到保护启动值。在线路保护中，差动保护动作主要有主保护和后备保护两种保护方式。在两者有效结合的情况下，如果线路中任何一个保护出现问题，配置的另一个保护都能及时动作、切除故障，从而提高电力系统的可靠性。

3.4完善线路保护机制

目前，智能变电站继电保护的主要方法是加强双重保护配置。对于后备保护，可以采用集中配置实现调节，以避免交换机故障。同时，在线路保护相邻区间和整个系统中应用双向总线，可以便于利用后备保护反馈保护信息，通过后备保护可以判断整个电网的运行情况，并对问题进行预处理，从而防止事故发生。此外，技术人员还应制订合理的策略解决线路跳闸问题[8]。在目前的保护机制下，应努力寻找更多更完善、合理的技术，以实现智能变电站的技术调整。同时，需要根据电网的整体运行情况，科学有效地分析变电站内的设备运行方式，以确保运行计划科学合理，从而进一步提高智能变电站继电保护的可靠性水平。

4继电保护案例分析

4.1案例概况

2021年4月19日，某换流站极2的最后断路器保护动作闭锁。最后断路器一般用于换流变交流进线，最后断路器跳开前需要闭锁直流，以防对设备造成损坏，断路器保护以最后一个开关的辅助接点跳开作为检测判据。故障前，双极为全压600MW平衡运行，故障后，极2功率转移至极1，未造成功率损失。闭锁前，该站极2换流变仅带5041边开关运行，5042中开关正在进行某Ⅱ线扩建后的保护定检。经分析，故障原因为该站最后断路器保护存在软件缺陷，软件以跳开关的命令作为保护判据，而正确的逻辑应以开关的辅助接点作为判据。现场人员在校验时发现，开关失灵保护时发出了跳边开关的命令，而之前的安全措施已将失灵保护跳边开关的压板退出，因此边开关虽没有跳闸，但由于误采用了跳开关命令作为判据，导致了最后断路器保护误动作。

4.2电力条例

此案例涉及的相关电力条例如下。（1）最后断路器保护设计应可靠，应避免仅以断路器辅助接点位置作为最后断路器跳闸的判断依据，防止接点误动导致直流双极强迫停运。（2）新建、扩建或改建工程的继电保护和安全自动装置应零缺陷投入运行；在新建、扩建或改建工程中，继电保护和安全自动装置缺陷处理记录等资料在投运前应移交运维检修单位，由运维检修单位负责统计存档；对于工程质保期内发生的继电保护和安全自动装置缺陷，由建设单位负责处理，运维检修单位配合。（3）在设计保护程序时，应避免使用断路器和隔离开关辅助触点位置状态量作为选择计算方法和定值的判据，应使用能反映运行方式特征，且不易受外界影响的模拟量作为判据。若必须采用断路器和隔离开关辅助触点作为判据，断路器和隔离开关应配置足够数量的辅助触点，以确保每套控制保护系统采用独立的辅助触点。

4.3应对措施

此案例事故的应对措施如下。（1）继电保护检验人员应了解有关设备的技术性能及调试结果，并认真检验自保护屏柜引至断路器（包括隔离开关）二次回路端子排处的电缆线的连接的正确性及螺钉压接的可靠性。（2）对保护装置进行计划性检验前，应编制保护装置标准化作业书；检验期间，应认真执行继电保护标准化作业书，不应为赶工期而减少检验项目和简化安全措施。（3）对运行中的保护装置外部回路接线或内部逻辑进行改动工作后，应做相应的试验，确认接线及逻辑回路正确后才能投入运行。（4）对于试运行的新型保护装置，应进行全面的检查、试验，并由电网公司继电保护运行管理部门进行审查。（5）在现场进行检验工作前，应认真了解被检验保护装置的一次设备情况，相邻的一、二次设备情况，与运行设备关联部分的详细情况等，并据此制订检验工作计划。在检验工作的全过程中都要确保系统的安全运行。

5结束语

智能变电站继电保护的要点包括继电保护的可靠性、实时性和同步性。继电保护的可靠性关系到整个智能变电站和电力系统的安全稳定运行。因此，电力企业应重点关注智能变电站的特殊保护需求，不断加强变压器保护、电压限延时、线路保护机制等，以有效提高继电保护的可靠性，推动智能变电站和电力系统的发展，最终实现电网的持续、稳定、健康发展。

参考文献：

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变电站继电保护原理范文第4篇

关键词：数字化；继电保护；变电站；应用

中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A 文章编号：

1. 数字化继电保护系统概述

近几年来，随着社会经济的飞速发展，现代科学技术和网络技术也上了一个新的台阶。变电站也逐步进入智能化和数字化发展时代。智能变电站与传统变电站相比具有先进性和优越性，是未来变电站发展的新方向。数字化继电保护以数字化为显著特点，通过数字信号的方式在设备之间传递和通信。新一代的数字化继电保护系统采用电子式互感器、智能操作箱、光纤等新配件设备，在应用中比传统的微机保护系统具有明显的高效、快捷等现代化特点。

2.继电保护组成及原理

在智能变电站中，继电保护装置的类型有许多种，根据继电保护装置的功能与构成来划分，可以分为：机电型和静态型，以及整流型三种继电器。其中，机电型和静态型继电器又分别分为：感应式继电器和极化式继电器、电磁式继电器；晶体管继电器和集成电路继电器等。根据继电保护装置输入的电气量和量度来划分，可以分为：电流、电压继电器和频率、阻抗、差动继电器等。这些继电保护装置都是由逻辑和测量，以及执行三个模块所构成。通过测量模块对电力传输系统中相关的保护对象信号进行采集，并将采集到的信号与整定值相比较后，传送结果到逻辑模块中。逻辑模块通过对组合测量模块中的各种参数进行运算，更具运算结果确定动作是否进行。当运算结果为1时，动作信号将直接发送给执行模块在实现响应后，对智能变电站是否安全运行执行报警命令。

3. 数字化继电保护在智能变电站中的应用

3.1继电保护的智能测试检验方法

保证变电站的正常运行和安全高效的第一道防线就是继电保护，对智能变电站来说，传统的继电保护方式也应随之走向科技化和现代化，笔者认为数字化继电保护是应用于智能变电站的有效保护方式，所以要改进继电保护设备之间传递信息的方式实现数字化，就要使用电子式互感器、有智能单元的断路器和变压器，用光纤连接设备使信息换地实现网络化等。笔者根据设备的变化，提出了以下几种新的测试检验方法：

第一，传统的方式是将电压、电流模拟量输入保护装置，现在发展为光纤数字信号。光纤数字信号的要求是要对有跨间隔数据要求的继电保护装置，传递数据如果是在不同间隔间要尽量保持时间的一致性，如果无法确定或是有明显超出接受范围的差异，保护装置就无法正常发挥作用。

第二，从实践中总结来看传统的变电站继电保护大多使用接点直接跳闸，发展到智能变电站，新的网络系统被应用到继电保护中，数字信号通过这一网络系统输送给智能终端之后跳闸，这样增加系统正常运行的安全和可靠性，对设备检修和扩建来说也更加及时有效和安全。

第三，传统的变电站的继电保护装置信号的传递需要经过GOOSE 协议下通过网络传输，智能变电站经过改进将智能变电器增设了优先级别，用 GOOSE 报文传递数字信号。在测试检验中可以利用整组传动试验，对智能变电站继电保护装置的输入和输出信号传输进行准确度和时间上的检验。

第四，数字化继电保护采取的光纤数字信号的输入方式是最新的技术应用成果，所以必须加强对数据同步性的测试与检验，如母差保护、对变压器差动保护等，同时测试实验的内容还包括对不同的同步间隔数据的检验与测试。

第五，光纤以太网检验的是误码率以及光收发器件的功率，这一检验是为了确保连接的准确从而保证安全生产。数字化继电保护系统对这一检验过程也是应用的现代化检验手段，通常借助网络进行检验分析、模拟等操作。

第六，合并单元的检验。这一检验测试主要针对的是合并单元能否及时、准确的传递一次电压和电流信号，智能变电站强化这一测试检验主要是为了提高数据传输准确性和及时性做好基础工作，为控制系统提供数据并作出相应的处理。

3.2 继电保护应用分析

3.2.1 网络自动化应用分析

计算机的发展带动了继电保护的发展。在智能变电站中，微机保护不仅要从基本功能上进行改善，还需要从存储故障信息和数据的空间、对数据的快速处理、语言编程和通信能力，以及其它保护和控制、网络等方面进行改善。计算机网络自动化作为当代信息技术和通信的桥梁，大大提高了继电保护实现网络化的可靠性和高保护性。在计算机网络化基础上实现智能变电站的继电保护，使整个智能变电站建立在一个智能的终端上，方便获取智能变电站运行和故障中的信息与数据，并将获取到的保护信息通过任意一个终端传送给网络控制中心。不仅有利于继电保护装置完成对智能变电站的功能保护，还有利于在智能变电站安全正常的运行状况下，完成对电气设备的测量和控制，以及通信，实现继电保护在智能变电站中应用的一体化。

3.2.2 智能化应用分析

随着目前智能变电站的发展，在智能变电站中的继电保护领域人工智能化技术也得到了相应的广泛应用，例如：神经网络和模糊逻辑等技术，其中神经网络技术属于非线性的映射手段，它能够解决智能变电站中任何复杂的非线性问题。例如：在高压输电线路方向保护的时候，采用人工智能化神经网络作为辨别保护方向的元件，对故障进行快速、准确的判别。

3.3 继电保护在智能变电站中应用故障排除

其一，直流接地和信号回路故障。由于接地查找故障的方式是先检查室外再检查室内，先检查电缆再检查装置，以及先检查旧设备再检查新设备，因此，在对直流接地进行检查的时候，将直流电源断开，极容易影响到继电保护与二次回路。而信号回路故障由于指示灯、光耦等设备长期受到冲击带电的损坏，因此，造成故障的发生。要解决这两种故障就必须在必要时打开跳闸压板和更换新的元件。

其二，控制回路故障。由于控制回路故障多发生在断路器中，因此，操作回路如果设计和接线不合理、相关操作把手与指示灯失灵，以及人为的错误操作与闭锁回路接点出现异常等等，都将造成控制回路出现故障。为了避免这些故障的发生，在改造设备和更换线路保护的同时，还要进行日常设备的维护与保护校验，不断提高继电保护工作人员的技能，以确保设备的最佳运行状态，并且还要做好每项故障的总结与分析记录，以快速、安全的方式消除故障，做好故障排除的准备。

3.4 提高继电保护效能的方式

随着继电保护技术的广泛应用，要想提高智能变电站中的继电保护效能，就要全面掌握和熟知相关电子技术和继电保护的知识，以及相关工作原理与性能。根据保护与自动装置所具有的现象对电力故障和发生原因进行详细分析，快速找到电力故障位置，并根据继电保护二次回路接线图和整组调试记录等相关资料，通过正确的检查方式进行故障的检查，一般都能够被检查出来。假如在经过常规检查还未发现故障的话，那么就要通过逐级逆向和全面的检查方式从故障暴露位置点依次分析故障原因或依照顺序逐一对装置进行故障原因的检查，以判断故障具体范围。近年来智能变电站设备在不断地推行状态检修，相信随着微机继电保护装置的自身可靠性逐步提高，继电保护等二次设备实行状态检修也将是大势所趋，通过对微机继电保护装置的在线监测，结合历次检修调试数据和异常情况分析判断，实现根据设备状况延长检修周期、减少停电频次的目的，从根本上提高继电保护装置投运率和使用效能。

4.结语：

随着计算机技术的不断发展,继电保护技术将由人工管理转向计算机系统自动控制,通过指定程序设计,实现计算机自动控制,减少运行过程中的人工监控,以提高工作效率,减少失误率,减少解决故障的时间,减少因其带来的损失。加快计算机智能系统技术的研究与开发,通过新材料,新技术,新管理系统的运用,提高计算机管理系统的智能水平,使其具有更高的故障分析、解决以及预测能力,提高继电保护水平。

参考文献：

变电站继电保护原理范文第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].