畢業(yè)論文----淺論10kv供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)

1、<p>　　淺論10KV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)</p><p>　　第一章：繼電保護(hù)的重要性</p><p>　　1.10KV供電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的重要位置</p><p>　　2.10KV系統(tǒng)中應(yīng)配置的繼電保護(hù) </p><p>　　(1)10KV線路應(yīng)配置的繼電保護(hù)</p><p>　　（2）10KV配電變壓

2、器應(yīng)配置的繼電保護(hù)</p><p>　　3. 10KV系統(tǒng)中繼電保護(hù)的配置現(xiàn)狀</p><p>　　第二章：繼電保護(hù)的基本概念</p><p>　　10KV供電系統(tǒng)的幾種運(yùn)行狀況</p><p>　　10KV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的任務(wù)</p><p>　　對繼電保護(hù)裝置的基本要求（四性）</p><

3、p><b>　　繼電保護(hù)的基本原理</b></p><p><b>　　第三章：總結(jié)</b></p><p>　　淺論10KV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)</p><p>　　前言：在電力系統(tǒng)中，各種類型的、大量的電氣設(shè)備通過電氣線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運(yùn)行環(huán)境極其復(fù)雜以及各種人為因素的，電氣故障的發(fā)生

4、是不可避免的。由于電力系統(tǒng)的特殊性，上述五個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扣、時(shí)時(shí)平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時(shí)間內(nèi)完成的。在電力系統(tǒng)中的任何一處發(fā)生事故，都有可能對電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生重大影響。 </p><p>　　第一章：繼電保護(hù)的重要性</p><p>　　1.1 10KV供電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的重要位置</p><p>　　電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電

5、等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。為實(shí)現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對電能的生產(chǎn)過程進(jìn)行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，以保證用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)有電源、電力網(wǎng)絡(luò)和負(fù)荷中心。電源指各類發(fā)電廠、站，它將一次能源轉(zhuǎn)換成電能；電力網(wǎng)絡(luò)由電源的升壓變電所、輸電線路、負(fù)荷中心變電所、

6、配電線路等構(gòu)成。它的功能是將電源發(fā)出的電能升壓到一定等級(jí)后輸送到負(fù)荷中心變電所，再降壓至一定等級(jí)后，經(jīng)配電線路與用戶相聯(lián)。電力系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)千百個(gè)交織密布，有功潮流、無功潮流、高次諧波、負(fù)序電流等以光速在全系統(tǒng)范圍傳播。它既能輸送大量電能，創(chuàng)造巨大財(cái)富，也能在瞬間造成重大的災(zāi)難性事故。為保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，必須在不同層次上依不同要求配置各類自動(dòng)控制裝置與通信系統(tǒng)，組成信息與控制子系統(tǒng)。它成為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)信息傳遞的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使

7、電力系統(tǒng)具有可觀測性與可控性，從而保證電能生產(chǎn)與消費(fèi)過程的正常進(jìn)行以及事故狀態(tài)下</p><p>　　系統(tǒng)的運(yùn)行指組成系統(tǒng)的所有環(huán)節(jié)都處于執(zhí)行其功能的狀態(tài)。系統(tǒng)運(yùn)行中，由于電力負(fù)荷的隨機(jī)變化以及外界的各種干擾（如雷擊等）會(huì)影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，導(dǎo)致系統(tǒng)電壓與頻率的波動(dòng)，從而影響系統(tǒng)電能的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成電壓崩潰或頻率崩潰。系統(tǒng)運(yùn)行分為正常運(yùn)行狀態(tài)與異常運(yùn)行狀態(tài)。其中，正常狀態(tài)又分為安全狀態(tài)和警戒狀態(tài)；異常狀態(tài)又分

8、為緊急狀態(tài)和恢復(fù)狀態(tài)。電力系統(tǒng)運(yùn)行包括了所有這些狀態(tài)及其相互間的轉(zhuǎn)移。各種運(yùn)行狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移需通過不同控制手段來實(shí)現(xiàn)。 </p><p>　　電力系統(tǒng)在保證電能質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全可靠供電的前提下，還應(yīng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，即努力調(diào)整負(fù)荷曲線，提高設(shè)備利用率，合理利用各種動(dòng)力資源，降低燃料消耗、廠用電和電力網(wǎng)絡(luò)的損耗，以取得最佳經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　在電力系統(tǒng)中，各種類型的、大量的電氣設(shè)備通過

9、電氣線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運(yùn)行環(huán)境極其復(fù)雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發(fā)生是不可避免的。由于電力系統(tǒng)的特殊性，上述五個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)是環(huán)環(huán)相扣、時(shí)時(shí)平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時(shí)間內(nèi)完成的。在電力系統(tǒng)中的任何一處發(fā)生事故，都有可能對電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生重大影響。例如，當(dāng)系統(tǒng)中的某工礦企業(yè)的設(shè)備發(fā)生短路事故時(shí)，由于短路電流的熱效應(yīng)和電動(dòng)力效應(yīng)，往往造成電氣設(shè)備或電氣線路的致命損壞還有可能嚴(yán)重到使系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行遭到破

10、壞；當(dāng)10KV不接地系統(tǒng)中的某處發(fā)生一相接地時(shí)，就會(huì)造成接地相的電壓降低，其他兩相的電壓升高，常此運(yùn)行就可能使系統(tǒng)中的絕緣遭受損壞，也有進(jìn)一步發(fā)展為事故的可能?！　?0KV供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一部分。它能否安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，不但直接關(guān)系到企業(yè)用電的暢通，而且涉及到電力系統(tǒng)能否正常的運(yùn)行。因此要全面地理解和執(zhí)行地區(qū)電業(yè)部門的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程以及相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范?！　?lt;/p><p>　　由于10KV系統(tǒng)中包

11、含著一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)。又由于一次系統(tǒng)比較簡單、更為直觀，在考慮和設(shè)置上較為容易；而二次系統(tǒng)相對較為復(fù)雜，并且二次系統(tǒng)包括了大量的繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和二次回路。所謂繼電保護(hù)裝置就是在供電系統(tǒng)中用來對一次系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、測量、控制和保護(hù)，由繼電器來組成的一套專門的自動(dòng)裝置。為了確保10KV供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須正確的設(shè)置繼電保護(hù)裝置。</p><p>　　1.2 10KV系統(tǒng)中應(yīng)配置的繼電保護(hù) </p&g

12、t;<p>　　按照工廠企業(yè)10KV供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范要求，在10KV的供電線路、配電變壓器和分段母線上一般應(yīng)設(shè)置以下保護(hù)裝置：</p><p>　　1．10KV線路應(yīng)配置的繼電保護(hù)?。骸?lt;/p><p>　　10KV線路一般均應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。當(dāng)過電流保護(hù)的時(shí)限不大于0.5s～0.7s,并沒有保護(hù)配合上的要求時(shí)，可不裝設(shè)電流速斷保護(hù)；自重要的變配電所引出的線路應(yīng)裝設(shè)瞬時(shí)電流

13、速斷保護(hù)。當(dāng)瞬時(shí)電流速斷保護(hù)不能滿足選擇性動(dòng)作時(shí)，應(yīng)裝設(shè)略帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)。</p><p>　　過電流保護(hù)其起動(dòng)電流按躲過最大負(fù)荷電流來整定,由10 kV 線路負(fù)荷變化較大,若過流定值整定大,靈敏度不夠;若過電流定值整定小,在系統(tǒng)過負(fù)荷時(shí)則容易誤動(dòng)。所以,加裝低電壓起動(dòng)元件來提高過電流保護(hù)靈敏度,以系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),不管負(fù)荷電流多大,母線上的電壓都很高,低電壓繼電器不會(huì)動(dòng)作,即使過電流繼電

14、器動(dòng)作,保護(hù)裝置也不會(huì)動(dòng)作,所以計(jì)算電流元件的起動(dòng)電流時(shí),可以不躲過最大負(fù)荷電流,而只躲過正常工作電流,一般用電氣設(shè)備的額定電流Ie來計(jì)算即可,這樣,大大降低了保護(hù)裝置的起動(dòng)電流,從而提高了靈敏度。  </p><p>　　(2)時(shí)限按反時(shí)限配置。 </p><p>　　反時(shí)限特性的保護(hù)元件,為了整體保護(hù)配合的完整性,采用反時(shí)限配置。反時(shí)限過電流保護(hù)也是按照時(shí)限的階梯原則來整定,

15、其時(shí)限級(jí)差一般為0. 7 s。而且反時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限的選擇與動(dòng)作電流的大小有關(guān)。也就是說,反時(shí)限過電流保護(hù)隨著短路電流與繼電器動(dòng)作電流的比值而變,因此,整定反時(shí)限過電流保護(hù)時(shí),所指的時(shí)間都是在某一電流值下的動(dòng)作時(shí)間。  </p><p>　　另外,感應(yīng)型繼電器慣性較大,存在一定的誤差,它的特性不近相同,新、舊型的特性也不相同。所以,在實(shí)際運(yùn)行整定時(shí),就不能單憑特性曲線作為整定

16、的依據(jù),還應(yīng)該作必要的實(shí)測與調(diào)試。故反時(shí)限過電流保護(hù)時(shí)限特性的整定和配合就相對復(fù)雜得多。 </p><p>　　2.10KV配電變壓器應(yīng)配置的繼電保護(hù)：</p><p>　　當(dāng)配電變壓器容量小于400KVA時(shí)：一般采用高壓熔斷器保護(hù)；</p><p>　　當(dāng)配電變壓器容量為400～630KVA，高壓側(cè)采用斷路器時(shí)，應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)，而當(dāng)過流保護(hù)時(shí)限大于0.

17、5s時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)；對于車間內(nèi)油浸式配電變壓器還應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)；</p><p>　　當(dāng)配電變壓器容量為800KVA及以上時(shí)，應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)，而當(dāng)過流保護(hù)時(shí)限大于0.5s時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)；對于油浸式配電變壓器還應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)；另外尚應(yīng)裝設(shè)溫度保護(hù)。</p><p>　　3.10KV分段母線應(yīng)配置的繼電保護(hù)?。骸?lt;/p><p>　　對于不并列運(yùn)行

18、的分段母線,應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動(dòng)解除；另外應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。如采用的是反時(shí)限過電流保護(hù)時(shí)，其瞬動(dòng)部分應(yīng)解除；對于負(fù)荷等級(jí)較低的配電所可不裝設(shè)保護(hù)。</p><p>　　1.3 10KV系統(tǒng)中繼電保護(hù)的配置現(xiàn)狀</p><p>　　電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行、提高經(jīng)濟(jì)效益的有效技術(shù)。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)成功運(yùn)用到電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中,使得未來繼電保護(hù)

19、技術(shù)發(fā)展趨勢具有計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等特點(diǎn)。 　　</p><p>　　目前一般企業(yè)高壓供電系統(tǒng)中均為10KV系統(tǒng)。除早期建設(shè)的10KV系統(tǒng)中，較多采用的是直流操作的定時(shí)限過電流保護(hù)和瞬時(shí)電流速斷保護(hù)外，近些年來飛速建設(shè)的電網(wǎng)上一般均采用了環(huán)網(wǎng)或手車式高壓開關(guān)柜，繼電保護(hù)方式多為交流操作的反時(shí)限過電流保護(hù)裝置。很多重要企業(yè)為雙路10KV電源、高壓母線分段但不聯(lián)絡(luò)或雖能聯(lián)絡(luò)但不能自動(dòng)投入。在系統(tǒng)供電的可靠性、

20、故障響應(yīng)的靈敏性、保護(hù)動(dòng)作的選擇性、切除故障的快速性以及運(yùn)行方式的靈活性、運(yùn)行人員的熟練性上都存在著一些急待解決的問題。</p><p>　　第二章：繼電保護(hù)的基本概念</p><p><b>　　2章節(jié)前言小論 </b></p><p><b>　　什么是繼電保護(hù)?</b></p><p>　　

21、英文名稱：relay protection </p><p>　　定義：對電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進(jìn)行檢測，從而發(fā)出報(bào)警信號(hào)，或直接將故障部分隔離、切除的一種措施，所屬學(xué)科：電力，繼電保護(hù)。</p><p>　　研究電力系統(tǒng)及安全運(yùn)行的異常工況，以探討其對策的反事故自動(dòng)化措施。因在其發(fā)展過程中曾主要用有觸點(diǎn)的繼電器來保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機(jī)器、輸電線路、母線等）使之免遭損害，所以

22、沿稱繼電保護(hù)</p><p>　　名稱解釋 研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運(yùn)行的異常工況，以探討其對策的反事故自動(dòng)化措施。因在其發(fā)展過程中曾主要用有觸點(diǎn)的繼電器電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機(jī)、變壓器，使之免遭損害，所以沿稱繼電保護(hù)。基本任務(wù)是：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時(shí)，在可能實(shí)現(xiàn)的最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi)，自動(dòng)將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號(hào)由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。&l

23、t;/p><p>　　繼電保護(hù)裝置基本原理：</p><p>　　繼電保護(hù)裝置必須具有正確區(qū)分被保護(hù)元件是處于正常運(yùn)行狀態(tài)還是發(fā)生了故障，是保護(hù)區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能。保護(hù)裝置要實(shí)現(xiàn)這一功能，需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎(chǔ)來構(gòu)成。 </p><p>　　電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是： </p><p&g

24、t;　　電流增大。 短路時(shí)故障點(diǎn)與電源之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將由負(fù)荷電流增大至大大超過負(fù)荷電流。</p><p>　　電壓降低。當(dāng)發(fā)生相間短路和接地短路故障時(shí)，系統(tǒng)各點(diǎn)的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點(diǎn)，電壓越低。 </p><p>　　電流與電壓之間的相位角改變。正常運(yùn)行時(shí)電流與電壓間的相位角是負(fù)荷的功率因數(shù)角，一般約為20°，三相短路時(shí)，電流與電壓之間的相位角

25、是由線路的阻抗角決定的，一般為60°～85°，而在保護(hù)反方向三相短路時(shí)，電流與電壓之間的相位角則是180°+(60°～85°)。 </p><p>　　測量阻抗發(fā)生變化。測量阻抗即測量點(diǎn)(保護(hù)安裝處)電壓與電流之比值。正常運(yùn)行時(shí)，測量阻抗為負(fù)荷阻抗；金屬性短路時(shí)，測量阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榫€路阻抗，故障后測量阻抗顯著減小，而阻抗角增大。 </p><p&g

26、t;　　不對稱短路時(shí)，出現(xiàn)相序分量，如兩相及單相接地短路時(shí)，出現(xiàn)負(fù)序電流和負(fù)序電壓分量；單相接地時(shí)，出現(xiàn)負(fù)序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運(yùn)行時(shí)是不出現(xiàn)的。 </p><p>　　利用短路故障時(shí)電氣量的變化，便可構(gòu)成各種原理的繼電保護(hù)。 </p><p>　　此外，除了上述反應(yīng)工頻電氣量的保護(hù)外，還有反應(yīng)非工頻電氣量的保護(hù)</p><p><b>　

27、　組成</b></p><p>　　一般情況而言，整套繼電保護(hù)裝置由測量元件、邏輯環(huán)節(jié)和執(zhí)行輸出三部分組成 。 </p><p><b>　　測量比較部分</b></p><p>　　測量比較部分是測量通過被保護(hù)的電氣元件的物理參量，并與給定的值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，給出“是”“非”性質(zhì)的一組邏輯信號(hào)，從而判斷保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟

28、動(dòng)。 </p><p><b>　　邏輯部分</b></p><p>　　邏輯部分使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍，最后確定是應(yīng)該使斷路器跳閘、發(fā)出信號(hào)或是不動(dòng)作及是否延時(shí)等，并將對應(yīng)的指令傳給執(zhí)行輸出部分。 </p><p><b>　　執(zhí)行輸出部分</b></p><p>　　執(zhí)行

29、輸出部分根據(jù)邏輯傳過來的指令，最后完成保護(hù)裝置所承擔(dān)的任務(wù)。如在故障時(shí)動(dòng)作于跳閘，不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)出信號(hào)，而在正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作等。 </p><p><b>　　分類</b></p><p>　　繼電保護(hù)可按以下4種方式分類。 </p><p>　　按被保護(hù)對象分類，有輸電線保護(hù)和主設(shè)備保護(hù)(如發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、電抗器、電容器等保護(hù))。 &l

30、t;/p><p>　?、诎幢Ｗo(hù)功能分類，有短路故障保護(hù)和異常運(yùn)行保護(hù)。前者又可分為主保護(hù)、后備保護(hù)和輔助保護(hù)；后者又可分為過負(fù)荷保護(hù)、失步保護(hù)、低頻保護(hù)、非全相運(yùn)行保護(hù)等。 </p><p>　?、郯幢Ｗo(hù)裝置進(jìn)行比較和運(yùn)算處理的信號(hào)量有模擬式保護(hù)和數(shù)字式保護(hù)。一切機(jī)電型、整流晶體管型和集成電路放大器）保護(hù)裝置，它們直接反映輸入信號(hào)的連續(xù)模擬量，均屬模擬式保護(hù)；采用微處理機(jī)和微型計(jì)算機(jī)的保護(hù)裝置

31、，它們反應(yīng)的是將模擬量經(jīng)采樣和模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的離散數(shù)字量,這是數(shù)字式保護(hù)。 </p><p>　?、馨幢Ｗo(hù)動(dòng)作原理分類，有過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、功率方向保護(hù)，動(dòng)保護(hù)、高頻（載波）保護(hù)等。 </p><p><b>　　繼電保護(hù)的系統(tǒng)保護(hù)</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)功能的設(shè)備稱為繼電保護(hù)裝置。雖然繼電保護(hù)有多種類型,其裝置也各不相同

32、,但都包含著下列主要的環(huán)節(jié)： </p><p>　　信號(hào)的采集，即測量環(huán)節(jié)；</p><p>　?、谛盘?hào)的分析和處理環(huán)節(jié)；</p><p><b>　?、叟袛喹h(huán)節(jié)；</b></p><p>　　④作用信號(hào)的輸出環(huán)節(jié)。</p><p>　　以上所述僅限于組成電力系統(tǒng)的各元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、輸

33、電線等）的繼電保護(hù)問題，而各國電力系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)踐已經(jīng)證明，僅僅配置電力系統(tǒng)各元件的繼電保護(hù)裝置，還遠(yuǎn)不能防止發(fā)生全電力系統(tǒng)長期大面積停電的嚴(yán)重事故，從電力系統(tǒng)的全局和整體出發(fā)，研究故障元件被相應(yīng)繼電保護(hù)裝置動(dòng)作而切除后，系統(tǒng)將呈現(xiàn)何種工況，系統(tǒng)失去穩(wěn)定時(shí)將出現(xiàn)何種特征，如何盡快恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這些正是系統(tǒng)保護(hù)所需研究的內(nèi)容。系統(tǒng)保護(hù)的任務(wù)就是當(dāng)大電力系統(tǒng)正常運(yùn)行被破壞時(shí)，盡可能將其影響范圍限制到最小，符合時(shí)間減小到最短。 </

34、p><p>　　大電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，首先必須建立在電力系統(tǒng)的合理結(jié)構(gòu)布局上，這是系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行調(diào)度工作中必須重視的問題。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)保護(hù)的合理配置和正確整定，同時(shí)配合系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置（如解列裝置、自動(dòng)減負(fù)荷、切水輪發(fā)電機(jī)組汽輪發(fā)電機(jī)出力、自動(dòng)重合閘、電氣等），達(dá)到電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的目的。 </p><p>　　鑒于機(jī)、爐、電諸部分構(gòu)成電力生產(chǎn)中不可分割的整體，任一部分的故障均將影

35、響電力生產(chǎn)的安全，特別是大機(jī)組的不斷增加和系統(tǒng)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，使大電力系統(tǒng)與大機(jī)組的相互影響和協(xié)調(diào)問題成為電能生產(chǎn)的重大課題。電力繼電保護(hù)配置方案應(yīng)考慮機(jī)、爐設(shè)備的承受能力，機(jī)、爐設(shè)備的設(shè)計(jì)制造也應(yīng)充分考慮電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)的實(shí)際需要。 </p><p>　　為了巨型發(fā)電機(jī)組的安全，不僅應(yīng)有完善的繼電保護(hù)裝置，還應(yīng)積極研究和推廣故障預(yù)測技術(shù)，以期實(shí)現(xiàn)防患于未燃，進(jìn)一步提高大機(jī)組的安全可靠性。 </p>

36、<p><b>　　繼電保護(hù)發(fā)展歷程:</b></p><p>　　繼電保護(hù)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來的。20世紀(jì)初隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，繼電器開始廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的保護(hù)，這時(shí)期是繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的開端。最早的繼電保護(hù)裝置是熔斷器。從20世紀(jì)50年代到90年代末，在40余年的時(shí)間里，繼電保護(hù)完成了發(fā)展的4個(gè)階段，即從電磁式保護(hù)裝置到晶體管式繼電保護(hù)裝置、到集成電路繼電保護(hù)裝置

37、、再到微機(jī)繼電保護(hù)裝置。 </p><p>　　隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人工智能技術(shù)如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)模、模糊邏輯等相繼在繼電保護(hù)領(lǐng)域的研究應(yīng)用，繼電保護(hù)技術(shù)向計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、一體化、智能化方向發(fā)展。 </p><p>　　19世紀(jì)的最后25年里，作為最早的繼電保護(hù)裝置熔斷器已開始應(yīng)用。電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，短路容量不斷增大，到20世紀(jì)初期

38、產(chǎn)生了作用于斷路器的電磁型繼電保護(hù)裝置。雖然在1928年電子器件已開始被應(yīng)用于保護(hù)裝置，但電子型靜態(tài)繼電器的大量推廣和生產(chǎn)，只是在50年代晶體管和其他固態(tài)元器件迅速發(fā)展之后才得以實(shí)現(xiàn)。靜態(tài)繼電器有較高的靈敏度和動(dòng)作速度、維護(hù)簡單、壽命長、體積小、消耗功率小等優(yōu)點(diǎn)，但較易受環(huán)境溫度和外界干擾的影響。1965年出現(xiàn)了應(yīng)用計(jì)算機(jī)的數(shù)字式繼電保護(hù)。大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,微處理機(jī)和微型計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用,極大地推動(dòng)了數(shù)字式繼電保護(hù)技術(shù)的開發(fā)

39、，目前微機(jī)數(shù)字保護(hù)正處于日新月異的研究試驗(yàn)階段，并已有少量裝置正式運(yùn)行。 </p><p><b>　　研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　隨著電力系統(tǒng)容量日益增大，范圍越來越廣，僅設(shè)置系統(tǒng)各元件的繼電保護(hù)裝置，遠(yuǎn)不能防止發(fā)生全電力系統(tǒng)長期大面積停電的嚴(yán)重事故。為此必須從電力系統(tǒng)全局出發(fā)，研究故障元件被相應(yīng)繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作切除后，系統(tǒng)將呈現(xiàn)何種工況，系統(tǒng)失去穩(wěn)定時(shí)

40、將出現(xiàn)何種特征，如何盡快恢復(fù)其正常運(yùn)行等。系統(tǒng)保護(hù)的任務(wù)就是當(dāng)大電力系統(tǒng)正常運(yùn)行被破壞時(shí)，盡可能將其影響范圍限制到最小，負(fù)荷停電時(shí)間減到最短。此外，機(jī)、爐、電任一部分的故障均影響電能的安全生產(chǎn)，特別是大機(jī)組和大電力系統(tǒng)的相互影響和協(xié)調(diào)正成為電能安全生產(chǎn)的重大課題。因此，系統(tǒng)的繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的配置方案應(yīng)考慮機(jī)、爐等設(shè)備的承變能力，機(jī)、爐設(shè)備的設(shè)計(jì)制造也應(yīng)充分考慮電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的實(shí)際需要。為了巨型發(fā)電機(jī)組的安全，不僅應(yīng)有完善的

41、繼電保護(hù)，還應(yīng)研究、推廣故障預(yù)測技術(shù)。</p><p><b>　　基本任務(wù)</b></p><p>　　電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)是： </p><p>　　自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。 </p><p>　　反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行

42、狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件(如有無經(jīng)常值班人員)而動(dòng)作于信號(hào)，以便值班員及時(shí)處理，或由裝置自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行就會(huì)引起損壞或發(fā)展成為事故的電氣設(shè)備予以切除。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免暫短地運(yùn)行波動(dòng)造成不必要的動(dòng)作和干擾而引起的誤動(dòng)。 </p><p>　　繼電保護(hù)裝置還可以與電力系統(tǒng)中的其他自動(dòng)化裝置配合，在條件允許時(shí)，采取預(yù)定措施，縮短事故停電

43、時(shí)間，盡快恢復(fù)供電，從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。</p><p>　　2.1. 10KV供電系統(tǒng)的幾種運(yùn)行狀況</p><p>　　供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行　　</p><p>　　這種狀況系指系統(tǒng)中各種設(shè)備或線路均在其額定狀態(tài)下進(jìn)行工作；各種信號(hào)、指示和儀表均工作在允許范圍內(nèi)的運(yùn)行狀況；這時(shí)，電力系統(tǒng)中總的有功功率和無功功率出力能 和負(fù)荷總的有功功率和無功功率需求達(dá)到

44、平衡(包括 電網(wǎng)損耗);電力系統(tǒng)的各母線電壓和頻率均在正常運(yùn) 行的允許偏移范圍內(nèi);各電源設(shè)備和輸變電設(shè)備均在 其各自規(guī)定的限額內(nèi)運(yùn)行。在這種狀態(tài)下，發(fā)電及輸變 電設(shè)備均有足夠的備用容量，使系統(tǒng)具有適當(dāng)?shù)陌踩?水平，能承受正常的干擾(如無故障開斷一條線路或發(fā) 電機(jī))而不產(chǎn)生有害的后果(如設(shè)備過載)。在這種正 常干擾下，系統(tǒng)能達(dá)到一個(gè)新的正常運(yùn)行狀態(tài)。 在正常運(yùn)行狀態(tài)下，電力系統(tǒng)對不大的負(fù)荷變化 的反應(yīng)，可以認(rèn)為是電力系統(tǒng)從一個(gè)正常運(yùn)行狀態(tài)

45、連 續(xù)變化到另一個(gè)正常運(yùn)行狀態(tài)。 電力系統(tǒng)運(yùn)行的目的就是要盡量維持電力系統(tǒng)處 于正常運(yùn)行狀態(tài)，所以這時(shí)的重要任務(wù)是監(jiān)視不斷變 化著的電力系統(tǒng)運(yùn)行條件，并根據(jù)負(fù)荷變化及運(yùn)行計(jì) 劃的要求進(jìn)行正常的操作控制(如起停發(fā)電機(jī)，調(diào)節(jié)發(fā) 電機(jī)出力，調(diào)整變壓器分接頭等)，使系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù) (如發(fā)電機(jī)出力，母線電壓，頻率，功率潮流，系統(tǒng)間 的交換功率等)維持在規(guī)定范圍內(nèi)，以便滿足對負(fù)荷正</p><p>　　在正常運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)使系統(tǒng)

46、中并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī) 組間合理地分配出力并根據(jù)負(fù)荷的變化相應(yīng)地開停發(fā) 電機(jī)，使全電力系統(tǒng)達(dá)到最大經(jīng)濟(jì)性(發(fā)電成本為最 小)。在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中，也必須考慮到電力系統(tǒng)的安 全可靠運(yùn)行的約束條件，例如要使系統(tǒng)具有適當(dāng)?shù)男?轉(zhuǎn)備用和過負(fù)荷能力等。 為了保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)的安全性，應(yīng) 根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)、出力及負(fù)荷分布，在計(jì)算 分析和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定若干安全界限。 </p><p>　　在正常運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)保

47、證相應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)滿足這些界 限的要求。這些參數(shù)為: ①系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用出力; ② 系統(tǒng)的冷備用出力(即在短時(shí)間內(nèi)能動(dòng)用的發(fā)電機(jī) 出力); ③母線電壓;④通過線路或變壓器等系統(tǒng)元件 的功率潮流等。當(dāng)確定這些運(yùn)行參數(shù)的安全界限時(shí)， 均考慮了一定的安全儲(chǔ)備，當(dāng)不滿足這些事先確定 的安全界限時(shí)，表明系統(tǒng)已進(jìn)人替戒狀態(tài)(見電力系 統(tǒng)勢戒狀態(tài))。 </p><p>　　為防止正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)可能出現(xiàn)的突發(fā)事故， 可以進(jìn)行預(yù)防性

48、的安全分析和控制。它是以一組事 先確定(或由運(yùn)行人員要求)的假想事故為基礎(chǔ)，對 電力系統(tǒng)未來的安全性進(jìn)行估計(jì)。如果發(fā)現(xiàn)在某一 假想事故下，電力系統(tǒng)將進(jìn)人警戒狀態(tài)或緊急狀態(tài) (見電力系統(tǒng)贊急狀態(tài))，那就認(rèn)為電力系統(tǒng)在隨后可 能出現(xiàn)這種事故時(shí)將是不安全的。為避免這種潛在 的不安全因素，應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)的控制措施(如進(jìn)行電 力系統(tǒng)接線方式和功率潮流的調(diào)整，改變發(fā)電機(jī)出力 和切換負(fù)荷等)，以保證即使出現(xiàn)這種假想的事故， 電力系統(tǒng)仍然是安全的，或者

49、盡量減輕對電力系統(tǒng)安 全性的威脅。如果為預(yù)防這種可能出現(xiàn)但不一定出現(xiàn) 的不安全狀態(tài)，需要很大地改變正常運(yùn)行方式和接線 方式，影響正常運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性(例如要改變發(fā)電機(jī)的起 停方式，改變水火發(fā)電廠間的功率分配等)，那就要由 運(yùn)行人員做出判斷，決定是否需要進(jìn)行這種控制。</p><p>　?。?）供電系統(tǒng)的故障　　這種狀況系指某些設(shè)備或線路出現(xiàn)了危及其本身或系統(tǒng)的安全運(yùn)行，并有可能使事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大的運(yùn)行狀況；</p

50、><p>　?。?）供電系統(tǒng)的異常運(yùn)行　　這種狀況系指系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到了破壞，但尚未構(gòu)成故障時(shí)的運(yùn)行狀況。</p><p>　　2.2 . 10KV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的任務(wù)　　</p><p>　　在供電系統(tǒng)中運(yùn)行正常時(shí)，它應(yīng)能完整地、安全地監(jiān)視各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，為值班人員提供可靠的運(yùn)行依據(jù)，監(jiān)視電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該由該元件的

51、繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響。當(dāng)系統(tǒng)和設(shè)備發(fā)生的故障足以損壞設(shè)備或危及電網(wǎng)安全時(shí)，繼電保護(hù)裝置能最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響。（如：單相接地、變壓器輕、重瓦斯信號(hào)、變壓器溫升過高等）；</p><p>　　反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況，并根

52、據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同發(fā)出信號(hào)，提示值班員迅速采取措施，使之盡快恢復(fù)正常，或由裝置自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會(huì)引起事故的電氣設(shè)備予以切除。反應(yīng)不正常工作情況的繼電保護(hù)裝置允許帶一定的延時(shí)動(dòng)作。如供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，它應(yīng)能自動(dòng)地、迅速地、有選擇性地切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行；　　</p><p>　　實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化和遠(yuǎn)程操作，以及工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)控制。如：自動(dòng)重合閘、備用電源

53、自動(dòng)投入、遙控、遙測等。當(dāng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運(yùn)行工作狀況時(shí)，它應(yīng)能及時(shí)地、準(zhǔn)確地發(fā)出信號(hào)或警報(bào)，通知值班人員盡快做出處理；　　</p><p>　　不難看出，在10KV系統(tǒng)中裝設(shè)繼電保護(hù)裝置的主要作用是通過縮小事故范圍或預(yù)報(bào)事故的發(fā)生，來達(dá)到提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，并最大限度地保證供電的安全和不間斷。　　</p><p>　　可以想象，在10KV系統(tǒng)中利用熔斷器去完成上述任務(wù)是不能滿足要求的

54、。因?yàn)槿蹟嗥鞯陌裁胩匦圆簧跬晟?，熄滅高壓電路中?qiáng)烈電弧的能力不足，甚至有使故障進(jìn)一步擴(kuò)大的可能；同時(shí)還延長了停電的歷時(shí)。只有采用繼電保護(hù)裝置才是最完美的措施。因此，在10KV系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置就成了供電系統(tǒng)能否安全可靠運(yùn)行的不可缺少的重要組成部分。</p><p>　　2.3. 對繼電保護(hù)裝置的基本要求　　</p><p>　　對繼電保護(hù)裝置的基本要求有四點(diǎn)：即選擇性、靈敏性、速動(dòng)性和可

55、靠性　　</p><p><b>　　選擇性　　</b></p><p>　　當(dāng)供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能有選擇性地將故障部分切除。也就是它應(yīng)該首先斷開距離故障點(diǎn)最近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)正常運(yùn)行。系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置能滿足上述要求的，就稱為有選擇性；否則就稱為沒有選擇性。主保護(hù)和后備保護(hù)：　　10KV供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和線路應(yīng)裝設(shè)短

56、路故障保護(hù)。短路故障保護(hù)應(yīng)有主保護(hù)、后備保護(hù)，必要時(shí)可增設(shè)輔助保護(hù)?！　‘?dāng)在系統(tǒng)中的同一地點(diǎn)或不同地點(diǎn)裝有兩套保護(hù)時(shí)，其中有一套動(dòng)作比較快，而另一套動(dòng)作比較慢，動(dòng)作比較快的就稱為主保護(hù)；而動(dòng)作比較慢的就稱為后備保護(hù)。即：為滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備的要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)，就稱為主保護(hù)；當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用以切除故障的保護(hù)，就稱為后備保護(hù)?！　『髠浔Ｗo(hù)不應(yīng)理解為次要保護(hù)，它同樣是重要的。后備保護(hù)不僅可以起

57、到當(dāng)主保護(hù)應(yīng)該動(dòng)作而未動(dòng)作時(shí)的后備，還可以起到當(dāng)主保護(hù)雖已動(dòng)作但最終未能達(dá)到切除故障部分的作用。除此之外，它還有另外的意義。為了使快速動(dòng)作的主保護(hù)實(shí)現(xiàn)選擇性，從而就造成了主保護(hù)不能保護(hù)線路的全長,而只能保護(hù)線路的一部分。也就是說，出現(xiàn)了保護(hù)的死區(qū)。這一死區(qū)就必須利用后</p><p><b>　　靈敏性</b></p><p>　　系指繼電保護(hù)裝置對故障和異常工作狀況

58、的反映能力。在保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi)，不管短路點(diǎn)的位置如何、不論短路的性質(zhì)怎樣，保護(hù)裝置均不應(yīng)產(chǎn)生拒絕動(dòng)作；但在保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障時(shí),又不應(yīng)該產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。保護(hù)裝置靈敏與否，一般用靈敏系數(shù)來衡量。保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)應(yīng)根據(jù)不利的運(yùn)行方式和故障類型進(jìn)行計(jì)算。靈敏系數(shù)Km為被保護(hù)區(qū)發(fā)生短路時(shí)，流過保護(hù)安裝處的最小短路電流Id.min與保護(hù)裝置一次動(dòng)作電流Idz的比值，即:　　　Km=Id.min/Idz　　靈敏系數(shù)越高，則反映輕微故障的能力越強(qiáng)。

59、各類保護(hù)裝置靈敏系數(shù)的大小，根據(jù)保護(hù)裝置的不同而不盡相同。對于多相保護(hù)，Idz取兩相短路電流最小值Idz(2);對于10KV不接地系統(tǒng)的單相短路保護(hù)取單相接地電容電流最小值Ic.min;</p><p><b>　　速動(dòng)性　　</b></p><p>　　速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障?？s短切除故障的時(shí)間，就可以減輕短路電流對電氣設(shè)備的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓

60、的恢復(fù)，從而為電氣設(shè)備的自啟動(dòng)創(chuàng)造了有利條件，同時(shí)還提高了發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性?！　∷^故障的切除時(shí)間是指保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間與斷路器的跳閘時(shí)間之和。由于斷路器一經(jīng)選定，其跳閘時(shí)間就已確定，目前我國生產(chǎn)的斷路器跳閘時(shí)間均在0.02S以下。所以實(shí)現(xiàn)速動(dòng)性的關(guān)鍵是選用的保護(hù)裝置應(yīng)能快速動(dòng)作。</p><p><b>　　可靠性</b></p><p>　　保護(hù)裝置應(yīng)能正確

61、的動(dòng)作，并隨時(shí)處于準(zhǔn)備狀態(tài)。如不能滿足可靠性的要求，保護(hù)裝置反而成為了擴(kuò)大事故或直接造成故障的根源。為確保保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性，則要求保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原理、整定計(jì)算、安裝調(diào)試要正確無誤；同時(shí)要求組成保護(hù)裝置的各元件的質(zhì)量要可靠、運(yùn)行維護(hù)要得當(dāng)、系統(tǒng)應(yīng)盡可能的簡化有效，以提高保護(hù)的可靠性。</p><p>　　2.4. 繼電保護(hù)的基本原理</p><p>　?。?）電力系統(tǒng)故障的特點(diǎn)　　：&l

62、t;/p><p>　　電力系統(tǒng)中的故障種類很多，但最為常見、危害最大的應(yīng)屬各種類型的短路事故。一旦出現(xiàn)短路故障，就會(huì)伴隨其產(chǎn)生三大特點(diǎn)。即：電流將急劇增大、電壓將急劇下降、電壓與電流之間的相位角將發(fā)生變化。</p><p>　?。?）繼電保護(hù)的類型　?。?lt;/p><p>　　在電力系統(tǒng)中以上述物理量的變化為基礎(chǔ)，利用正常運(yùn)行和故障時(shí)各物理量的差別就可以構(gòu)成各種不同原理和

63、類型的繼電保護(hù)裝置。如：　　</p><p>　　反映電流變化的電流保護(hù)，有定時(shí)限過電流保護(hù)、反時(shí)限過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)和零序電流保護(hù)等；　　</p><p>　　反映電壓變化的電壓保護(hù)，有過電壓保護(hù)和低電壓保護(hù)；既反映電流的變化又反映電壓與電流之間相位角變化的方向過電流保護(hù)；　　</p><p>　　反映電壓與電流之間比值，也就是反映短路點(diǎn)到保護(hù)安

64、裝處阻抗的距離保護(hù)；</p><p>　　反映輸入電流與輸出電流之差的差動(dòng)保護(hù)，其中又分為橫聯(lián)差動(dòng)和縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；　　</p><p>　　用于反映系統(tǒng)中頻率變化的周波保護(hù)；　　</p><p>　　專門用于反映變壓器內(nèi)部故障的氣體保護(hù)（即瓦斯保護(hù)），其中又分為輕瓦斯和重瓦斯保護(hù)；　　</p><p>　　專門用于反映變壓器溫度變化的溫度保護(hù)

65、等。　　</p><p>　　另外，10KV系統(tǒng)中一般可在進(jìn)線處裝設(shè)電流保護(hù)；在配電變壓器的高壓側(cè)裝設(shè)電流保護(hù)、溫度保護(hù)（油浸變壓器根據(jù)其容量大小尚應(yīng)考慮裝設(shè)氣體保護(hù)）；高壓母線分段處應(yīng)根據(jù)具體情況裝設(shè)電流保護(hù)等。</p><p>　　幾種常用電流保護(hù)的分析</p><p><b>　　反時(shí)限過電流保護(hù)</b></p><p

66、>　　什麼是反時(shí)限過電流保護(hù)？</p><p>　　繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小有關(guān)，短路電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短；短路電流越小，動(dòng)作時(shí)間越長，這種保護(hù)就叫做反時(shí)限過電流保護(hù)。</p><p><b>　　繼電器的構(gòu)成：</b></p><p>　　反時(shí)限過電流保護(hù)是由GL-15(25)感應(yīng)型繼電器構(gòu)成的。這種保護(hù)方式廣泛應(yīng)用于一般工

67、礦企業(yè)中，感應(yīng)型繼電器兼有電磁式電流繼電器(作為起動(dòng)元件)、電磁式時(shí)間繼電器(作為時(shí)限元件)、電磁式信號(hào)繼電器(作為信號(hào)元件)和電磁式中間繼電器(作為出口元件)的功能，用以實(shí)現(xiàn)反時(shí)限過電流保護(hù)；另外，它還有電磁速斷元件的功能，又能同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)。采用這種繼電器,就可以采用交流操作，無須裝設(shè)直流屏等設(shè)備；通過一種繼電器還可以完成兩種保護(hù)功能(體現(xiàn)了繼電器的多功能性)，也可以大大簡化繼電保護(hù)裝置。但這種繼電器雖外部接線簡單，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)

68、十分復(fù)雜，調(diào)試比較困難；在靈敏度和動(dòng)作的準(zhǔn)確性、速動(dòng)性等方面也遠(yuǎn)不如電磁式繼電器構(gòu)成的繼電保護(hù)裝置。</p><p>　　反時(shí)限過電流保護(hù)的基本原理：</p><p>　　當(dāng)供電線路發(fā)生相間短路時(shí)，感應(yīng)型繼電器KA1或(和)KA2達(dá)到整定的一定時(shí)限后動(dòng)作，首先使其常開觸點(diǎn)閉合，這時(shí)斷路器的脫扣器YR1或(和)YR2因有KA1或(和)KA2的常閉觸點(diǎn)分流(短路)，而無電流通過,故暫時(shí)不會(huì)動(dòng)作

69、。但接著KA1或(KA2)的常閉觸點(diǎn)斷開，因YR1或(和)YR2因“去分流”而通電動(dòng)作，使斷路器跳閘，同時(shí)繼電器本身的信號(hào)掉牌掉下，給出信號(hào)。在這里應(yīng)予說明，在采用“去分流”跳閘的反時(shí)限過電流保護(hù)裝置中，如繼電器的常閉觸點(diǎn)先斷開而常開觸點(diǎn)后閉合時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)下列問題：</p><p>　　繼電器在其常閉觸點(diǎn)斷開時(shí)即先失電返回，因此其常開觸點(diǎn)不可能閉合，因此跳閘線圈也就不能通電跳閘；</p><p

70、>　　繼電器的常閉觸點(diǎn)如先斷開,CT的二次側(cè)帶負(fù)荷開路，將產(chǎn)生數(shù)千伏的高電壓、比差角差增大、計(jì)量不準(zhǔn)以及鐵心發(fā)熱有可能燒毀絕緣等，這是不允許的。</p><p>　　2定時(shí)限過電流保護(hù)。</p><p>　　什麼是定時(shí)限過電流保護(hù)？</p><p>　　繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小無關(guān)，時(shí)間是恒定的，時(shí)間是靠時(shí)間繼電器的整定來獲得的。時(shí)間繼電器在一定范圍

71、內(nèi)是連續(xù)可調(diào)的，這種保護(hù)方式就稱為定時(shí)限過電流保護(hù).。  繼電器的構(gòu)成：</p><p>　　定時(shí)限過電流保護(hù)是由電磁式時(shí)間繼電器(作為時(shí)限元件)、電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動(dòng)元件)、電磁式信號(hào)繼電器(作為信號(hào)元件)構(gòu)成的。它一般采用直流操作，須設(shè)置直流屏。  </p><p>　　定時(shí)限過電流保護(hù)的基本原理：</p>&

72、lt;p>　　在10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時(shí)限過電流保護(hù)。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時(shí)間繼電器和一只信號(hào)繼電器構(gòu)成。保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間只決定于時(shí)間繼電器的預(yù)先整定的時(shí)間，而與被保護(hù)回路的短路電流大小無關(guān)，所以這種過電流保護(hù)稱為定時(shí)限過電流保護(hù)。  動(dòng)作電流的整定計(jì)算：</p><p>　　過流保護(hù)裝置中的電流繼電器動(dòng)作電流的整定原則，是按照躲過被保護(hù)線

73、路中可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來考慮的。也就是只有在被保護(hù)線路故障時(shí)才啟動(dòng)，而在最大負(fù)荷電流出現(xiàn)時(shí)不應(yīng)動(dòng)作。為此必須滿足以下兩個(gè)條： 　　1）在正常情況下，出現(xiàn)最大負(fù)荷電流時(shí)（即電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和自啟動(dòng)電流，以及用戶負(fù)荷的突增和線路中出現(xiàn)的尖峰電流等）不應(yīng)動(dòng)作。即： Idz> Ifh.max 式中 Idz----過電流保護(hù)繼電器的一次動(dòng)作電流； Ifh.max------最大負(fù)荷電流 2）保護(hù)裝置在外部故障切除后應(yīng)能可靠地返回。

74、因?yàn)槎搪冯娏飨Ш?，保護(hù)裝置有可能出現(xiàn)最大負(fù)荷電流，為保證選擇性， 　　已動(dòng)作的電流繼電器在這時(shí)應(yīng)當(dāng)返回。因此保護(hù)裝置的一次返回電流If應(yīng)大于最大負(fù)荷電流fh.max。即： If> Ifh.max 　　因此，定時(shí)限過電流裝置電流繼電器的動(dòng)作電流Idz.j 為： Idz.j=(Kk.Kjx/Kf.Nlh).Ifh.max 式中 Kk------可靠系數(shù)，考慮到繼電器動(dòng)作電流的誤差和計(jì)算誤差而設(shè)。一般取為1.15～1.25

75、Kjx------由于繼電器接入電流互感器二次側(cè)的方式不同而引入的一</p><p><b>　　第三章：總結(jié)</b></p><p>　　我國繼電保護(hù)學(xué)科、技術(shù)、繼電器制造和人才隊(duì)伍培養(yǎng)從無到有,在小活吸收國外先進(jìn)繼電保護(hù)設(shè)備和運(yùn)行技術(shù)的基礎(chǔ)上,建成了一支具有深厚理論功底和豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)隊(duì)伍。經(jīng)過60年的發(fā)展和探索,我國已經(jīng)建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計(jì)、加工制造

76、、運(yùn)行維護(hù)和教學(xué)的完整體系。</p><p>　　目前我國繼電保護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀：上世紀(jì)60年代到80年代是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時(shí)代。其中天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護(hù)和南京電力自動(dòng)化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù),運(yùn)行于葛洲壩500kV線路上,結(jié)束了500kV線路保護(hù)完全依靠從國外進(jìn)口的時(shí)代。在20世紀(jì)70年代中,基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)已開始研究。到

77、80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列,逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位,這是集成電路保護(hù)時(shí)代。我國從20世紀(jì)70年代末即已開始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究,1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過鑒定,并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用,揭開了我國繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁,為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。從90年代開始我國繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代。不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具

78、特色,為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全且工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究,在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。</p><p>　　電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展趨勢： 1.計(jì)算機(jī)化 　　按照著名的摩爾定律,芯片上的集成度每隔18—24個(gè)月翻一番。其結(jié)果是不僅計(jì)算機(jī)硬件的性能成倍增加,價(jià)格也在迅速降低。微處理機(jī)的發(fā)展主要體現(xiàn)在單片化及相關(guān)功能的極大增強(qiáng),片內(nèi)硬件資源得到很大擴(kuò)充,單

79、片機(jī)與DSP芯片二者技術(shù)上的融合,運(yùn)算能力的顯著提高以及嵌入式網(wǎng)絡(luò)通信芯片的出現(xiàn)及應(yīng)用等方面。這些發(fā)展使硬件設(shè)計(jì)更加方便,高性價(jià)比使冗余設(shè)計(jì)成為可能,為實(shí)現(xiàn)靈活化、高可靠性和模塊化的通用軟硬件平臺(tái)創(chuàng)造了條件。 　　我國在2000年220kV及以上系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)率為43.99%,線路微機(jī)保護(hù)占86%,到2003年底,220kV以上系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)已占到70.29%,線路的微機(jī)化率達(dá)到97.6%。實(shí)際運(yùn)行中,微機(jī)保護(hù)的正確動(dòng)作率要明顯高于其

80、他保護(hù),一般比平均正常動(dòng)作率高0.2—0.3個(gè)百分點(diǎn)。 　　繼電保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。電力系統(tǒng)對微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高,除了保護(hù)基本功能外,還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間,快速的數(shù)據(jù)處理功能,強(qiáng)大的通信功能,與其他保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以供享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力、高級(jí)</p><p>　　3. 智能化 　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展及計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域中的普

81、遍應(yīng)用,新的控制原理和方法不斷被應(yīng)用于計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)中,近年來人工智能技術(shù)如專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模糊邏輯、小波理論等在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用,從而使繼電保護(hù)的研究向更高的層次發(fā)展,出現(xiàn)了引人注目的新趨勢。例如電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)了用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)來實(shí)現(xiàn)故障類型的判別、故障距離的測定、方向保護(hù)、主設(shè)備保護(hù)等。在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題,距離保護(hù)很難正確作出故障位

82、置的判別,從而造成誤動(dòng)或拒動(dòng);如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)練,只要樣本集中充分考慮了各種情況,則在發(fā)生任何故障時(shí)都可正確判別。 　　隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,新的方法也在不斷涌現(xiàn),在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大,為繼電保護(hù)的發(fā)展注人了新的活力。將不同的人工智能技術(shù)結(jié)合在一起,分析不確定因素對保護(hù)系統(tǒng)的影響,從而提高保護(hù)動(dòng)作的可靠性,是今后智能保護(hù)的發(fā)展方向。雖然上述智能方法在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中應(yīng)用取得了一些成

83、果,但這些理論本身還不是很成熟,需要進(jìn)一</p><p>　　提高不拒動(dòng)和誤動(dòng)作，是繼電保護(hù)可靠性的核心。在城市電網(wǎng)配電系統(tǒng)中，各種類型的、大量的電氣設(shè)備通過電氣線路緊密地聯(lián)結(jié)在一起。為了確保供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須正確地設(shè)置繼電保護(hù)裝置并準(zhǔn)確整定各項(xiàng)相關(guān)定值，從而保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。</p><p>　　隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能技術(shù)的進(jìn)步,繼電保護(hù)技術(shù)面臨著

84、進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。其發(fā)展將出現(xiàn)原理突破和應(yīng)用革命,由數(shù)字時(shí)代跨入信息化時(shí)代,發(fā)展到綜合自動(dòng)化水平。這對繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù),也開辟了活動(dòng)的廣闊天地。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　為了能夠把所學(xué)知識(shí)得到加強(qiáng)，能夠?qū)╇娤到y(tǒng)的繼電保護(hù)加深認(rèn)識(shí)，對10K供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)進(jìn)行了簡單的一次設(shè)計(jì)。</p>&l

85、t;p>　　此片論文得以完成,首先要感謝xx老師的細(xì)心指導(dǎo)。xx老師的豐富知識(shí)和對我一次一次的指點(diǎn)讓我終生受益。我會(huì)在我后來的生活學(xué)習(xí)中時(shí)刻牢記xx老師對我的無私幫助。xx老師的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和厚道待人的嚴(yán)謹(jǐn)風(fēng)范會(huì)在以后的生活中時(shí)刻影響著我。</p><p>　　感謝各位老師在這幾年一直在生活中、組織上給予我的教導(dǎo)和無私的幫助，讓我在西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院這個(gè)大舞臺(tái)上有鍛煉的能力、自我完善的平臺(tái)。</p&g

86、t;<p>　　在此文即將完成之際，我衷心的感謝在此過程中幫助過我的每個(gè)人，在這里請接收我最誠摯的謝意！由于時(shí)間倉促、自身等原因，文章錯(cuò)誤疏漏之處在所難免，懇請各位老師斧正。 </p><p>　　參考文獻(xiàn)：1.《淺論10KV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)》作者：許世軍 刊名：中國集體經(jīng)濟(jì)</p><p>　　2.王梅義、蒙定中等編：《高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)運(yùn)行技術(shù)》，電力工業(yè)出版社，北京，1