第十章电动机保护
第一节电动机的故障类型和不正常运行工作状态电动机的主要故障是定子绕组的相间短路、匝间短路和单相接地短路，以及转子鼠笼断条等。相间短路会引起电动机的严重损坏，并引起供电网络电压降低，影响其它用户的正常工作。因此电动机应装设反应相间短路的保护装置，无时限地切除故障电动机。
高压电动机的供电网络，通常采用中性点不接地的运行方式，电动机单相接地时，故障点只流过全网络的对地电容电流，因而危害较小。容量在100kW以上的电动机，接地短路电流大于5A、对电动机铁芯有威胁时，应装设动作于跳闸的单相接地保护。
定子绕组的匝间短路同样会造成电动机的严重损坏，但目前还没有理想的、简单可行的电动机匝间短路保护，因此实际工作中通常都不装设专用于此的保护装置。
电动机最常见的不正常运行状态是过负荷引起的过电流和电压短时消失或与电动机同一母线其它连接元件短路引起的电压降低。长期过负荷将使电动机的温升超过允许值，从而加速其绝缘老化、缩短寿命，严重时甚至会烧坏电动机。因此电动机必须装设过负荷保护，作用于信号、减去所带的机械负载或动作于跳闸。
对于短时电压消失或电网内短路引起的电压降低，为了保证重要负载的电动机能够自起动，此时不重要的电动机以及电压恢复时按照技术条件和工艺要求，不允许自起动的电动机，均装设动作于跳闸的低电压保护，使其退出运行。所谓重要负载的电动机是指断开它们会引起工艺过程长期的破坏或对国民经济带来严重后果的那些电动机，如发电厂的各种水泵、风机等厂用机械的电动机。
由于大量使用的是中、小型电动机，其保护装置力求简单、可靠。因此常采用熔断器作为电动机短路故障的保护，若熔断器不能满足要求时，可采用专门的电动机保护。通常电动机装设相间短路保护、过负荷保护、失压保护等，其中相间短路保护必须装设，而其它保护根据需要进行选择。
第二节电动机相间短路保护和接地故障保护
一、电动机的电流保护
电动机的电流保护分为交流操作和直流操作两种方式
1.交流操作方式的电动机电流保护
当电动机容量较小，不具备直流控制电源时，应该采用手动合闸，交流跳闸的操作方式。如图10-1所示为采用GL型感应式电流继电器构成的电动机保护，继电器的速断部分作为相间短路保护，反时限部分作为过负荷保护，而失压保护则可利用GS2型手动操作机构中失
压脱扣器（如T 1-3型）来实现。1、2KA 为GL 型感应式反时限电流继电器。
图10-1 交流操作的电动机保护原理接线图
（a ）不完全星形接线方式；（b ）差接线方式
（a ）（b ）
如此构成的保护方式虽然简单，但只适用于满足灵敏度的小容量的电动机。尤其是如图10-1（b ）所示，采用一只继电器的差接线方式，各种相间短路时灵敏度也不相同，而且失压保护只能反应三相失压或三相短路，在两相短路时，只有失压脱扣器所接的两相能够起保护作用，此外，在电压回路断线时失压保护可能产生误动作，因而可靠性较低。
2. 直流操作方式的电动机电流保护
如图10-2、10-3所示，在有直流电源操作控制的变配电所中，容量较大电动机的相间短
图10-2 直流操作的电动机反时限过电流保护原理接线图
路和过负荷保护装置应采用直流操作。图10-2所示为采用感应型电流继电器1KA 、2KA 构成的电动机反时限电流保护的原理接线。图10-3所示为采用电磁型电流继电器1KA 、2KA 构成的定时限过电流保护及4KA 构成的接地故障保护的原理接线图。
电动机失压保护由两只电磁型电压继电器1KV 、2KV 和一只时间继电器KT 构成定时限保护，通常在电压互感器TV 的V 相不装设熔断器FU ，并且将两只电压继电器1KV 、2KV 的常闭接点串联互锁，以减少电压互感器TV 二次断线引起保护的误动作。
图10-3 直流操作的电动机定时限过电流保护原理接线图
如图10-3所示，电动机的过负荷保护可由一只感应型或电磁型继电器3KA和一只时间继电器1KT构成。过负荷保护应动作于信号、减机械负载或跳闸。
如图10-3所示，当电动机的接地电流大于10A时，由零序电流保护的4KA动作于跳闸。
二、电动机的纵差动保护
电动机的反时限和定时限电流保护速断部分的动作值一般整定较高，电动机内部短路时的保护区较小，灵敏度往往不能满足要求。因此，2000kW以上并且有6个引出端的电动机，应装设纵联差动保护。容量在5000kW以下时纵联差动保护采用两相式接线，容量超过时采用三相式接线。采用BCH-2型差动继电器构成差动保护可以躲过电动机起动时非周期分量的影响，提高保护的灵敏度和改善保护性能，其原理接线如图10-4所示。
图10-4 电动机差动保护原理接线图
电动机差动保护的工作原理与前述发电机差动保护的工作原理相同。 三、 高压电动机保护的整定计算 1. 电动机反时限过电流保护整定 （1） 按躲过最大负荷电流I L.max 整定
对于不常具有尖峰负荷的电动机，如鼓风机、皮带输送机等，I L.max 等于电动机的额定电流；而对于经常具有尖峰负荷的电动机，如破碎机、轧钢机等，I L.max 取1.2倍的额定电流。其整定计算式为
TA
L r con rel op n I K K K I max
.?
=
式中 K rel —可靠系数，取1.2；
K r —继电器的返回系数，取0.85； K con —接线系数，取1.
（2） 二倍反时限动作电流的时限整定
动作时限均应大于电动机起动电流持续的时间。通常高压电动机起动电流持续的时间为：
鼠笼式电动机空载起动，起动电流持续时间约为5s ； 鼠笼式电动机轻载起动，起动电流持续时间约为20s ； 线绕式电动机起动电流持续时间约为10~15s 。
二倍反时限动作电流的时限可按下述方法求出：将电动机起动电流折算到二次侧，并求出电动机起动电流与继电器反时限动作电流之比，如4倍时，若起动电流持续时间为10s ，则要求继电器反时限特性曲线在4倍动作电流处对应的时限大于10s ，依此曲线查出二倍动作电流处的时间，即为整定的二倍反时限动作电流的时限。
（3） 电流速断保护动作电流的整定
按躲过电动机起动电流周期分量的最大值I ast 整定。其参考值如下：单鼠笼电动机，I ast =（5.5~7）I N ；双鼠笼电动机，，I ast =（3.5~4）I N ；绕线式电动机，，I ast =（2~2.5）I N 。整定计算式为
ast TA
con
rel op I n K K I 8.1?=
式中系数同上。
由于反时限继电器速断部分的返回系数仅为0.3~0.4，惯性较大，因此要考虑电动机起动
电流的非周期分量，故式中乘系数1.8。
对于电流速断保护，在电动机出口发生两相金属性短路时，要求其灵敏系数大于2。在满足灵敏度要求的前提下允许适当提高速断保护的动作值。
2. 电动机定时限过电流保护整定
（1） 电流速断保护的动作电流按躲过电动机起动电流的最大值I ast 整定，即
ast TA
con
rel op I n K K I =
式中 K rel —可靠系数，取1.5。
电流速断保护的灵敏系数要求大于2。
（2） 过负荷保护的动作电流按躲过电动机额定电流I N 整定计算，即
TA
N
r con rel op n I K K K I ?
=
式中 K rel —可靠系数，过负荷保护动作于信号时取1.02；过负荷保护动作于跳闸时，取1.2；
K r —继电器的返回系数，取0.85。
动作时限按大于电动机起动电流持续时间整定，一般取12~20s 。 3. 电动机失压保护整定
电动机失压保护的动作值和动作时限按其用途进行决定。
（1） 按保证电动机自起动时，母线允许的最低电压U min 整定。一般U min =0.55~0.65U N ，则
N rel
r op U K K U U 55.0~45.0min
≈=
式中系数同前。
（2） 按切除不允许自起动电动机的条件整定。通常取
U op =0.6~0.7U N
上述两种整定值的保护动作时限均取0.5s ，以躲过速断保护及电压回路断线引起的误动作。
（3） 根据保安条件整定。在电压长期消失后不允许自起动的电动机，失压保护动作值通常取
U op =0.25~0.4U N
失压保护时限取6~10s 。
（4） 按具有备用设备而断开的电动机整定。失压保护整定为
U op =0.25~0.4U N
动作时限取为0.5s 。
4. 电动机纵联差动保护整定
（1） 按电流互感器二次断线不至于引起保护误动作整定。整定计算式为
I op =K re l N
式中 K rel —可靠系数，采用BCH -2型继电器时取1.3；采用DL -11型继电器时取1.5~2；
I N —电动机额定电流。
（2） B CH -2型继电器平衡绕组和短路绕组的选择。由于两侧电流互感器变比相同，因此平衡绕组可以不用，也可以与差动绕组共用。短路绕组匝数选“B 1-B 2”、“C 1-C 2”。
（3） 采用DL -11型继电器时差动保护动作时限的选择。为了躲开电动机自起动过程中的短时非周期分量电流，要求保护带0.1~0.2s 的时限动作于跳闸。
5. 电动机单相接地保护整定
起动电流按大于接地故障时被保护电动机的对地电容电流CK I .03整定，即
CK TA
rel
op I n K I .0.03=
式中 K rel —可靠系数，取4~5。
保护的灵敏系数按被保护电动机发生单相接地故障时，流过保护装置的最小接地电流
min .03G I 校验，即
op
TA G sen I n I K .0min
.03=
当K sen 不满足要求时，可考虑增加保护的动作时限，以躲开故障瞬间过渡过程的影响，并将K rel 降低至1.5~2。
电力系统继电保护 董双桥 2005年9月
第一部分电力系统继电保护的基本知识 电力系统：由发电电厂中的电气部分，变电站，输配电线路，用电设备等组成的统一体：它包括发电机、变压器、线路、用电设备以及相应的通信，安全自动装置，继电保护，调调自动化设备等。 电力系统运行有如下特点： 1、电能的生产，输送和使用必须同时进行。 2、与生产及人们的生活密切相关。 3、暂态进程非常短，一个正常运行的系统可能在几分钟，甚致几秒钟内瓦解。 电力系统继电保护的作用。 电力系统在运行中，可能由于以下原因，发生故障或不正常工作状态。 1、外部原因：雷击，大风，地震造成的倒杆，绝缘子污秽造成污闪，线路覆冰造成冰闪。 2、内部原因：设备绝缘损坏，老化。 3、系统中运行人员误操作。 电力系统故障的类型： 1、单相接地故障D（1） 2、两相接地故障D（1.1） 3、两相短路故障D（2） 4、三相短路故障D（3） 5 线路断线故障 以上故障单独发生为简单故障。在不同地点同时发生两个或以上称为复故障。 电力系统短路故障的后果： 1、短路电流在短路点引起电弧烧坏电气设备。 2、造成部分地区电压下降。 3、使系统电气设备，通过短路电流造成热效应和电动力。 4、电力系统稳定性被破坏，可能引起振荡，甚至鲜列。 不正常工作状态有：电力系统中电气设备的正常工作遭到破坏，但未发展成故障。 不正常工作状态有： 1）电力设备过负荷，如：发电机，变压器线路过负荷。 2）电力系统过电压。 3）电力系统振荡。
4）电力系统低频，低压。 电力系统事故：电力系统中，故障和不正常工作状态均可能引起系统事故，即系统全部或部分设备正常运行遭到破坏，对用户非计划停电、少送电、电能质量达不到标准（频率，电压，波形）、设备损坏等。 继电保护的作用，就检测电力系统中各电气设备的故障和不正常工作状态的信息，并作相应处理。 继电保护的基本任务： 1）将故障设备从运行系统中切除，保证系统中非故障设备正常运行。 2）发生告警信号通知运行值班人员，系统不正常工作状态已发生或自动调整使系统恢复正常工作状态。 电力系统对继电保护的基本要求（四性） 1）选择性：电力系统故障时，使停电范围最小的切除故障的方式 2）快速性：电力系统故障对设备、人身、系统稳定的影响与故障的持续时间密切相关，故障持续时间越长，设备损坏越严重；对系统影响也越大。因此，要求继电保护快速的切除故障。 电力系统对继电保护快速性的要求与电网的电压等级有关。 35kV及以下保护动作时间工段60-80ms 110kV 工段40-60ms 220kV 高频保护20-40ms 500kV 20-40ms 快速切除故障，可提高重合闸成功率，提高线路的输送容量。 3）灵敏性：继电保护装置在它的保护范围内发生故障和不正常工作状态的反应能力（各种运行方式，最大运行方式，最小运行方式），故障时通人保护装置的故障量与保护装置的整定值之比，称为保护装置的灵敏度。 4）可靠性： ①保护范围内发生故障时，保护装置可靠动作切除故障,不拒动。 ②保护范围外发生故障和正常运行时，保护可靠闭锁,不误动。 在保护四性中：重要的是可靠性，关键是选择性，灵敏性按规程要求,快速性按系统要求。
继电保护定值整定计算公式大全 1、负荷计算（移变选择）： cos de N ca wm k P S ?∑= （4-1） 式中 S ca --一组用电设备的计算负荷，kVA ； ∑P N --具有相同需用系数K de 的一组用电设备额定功率之和，kW 。 综采工作面用电设备的需用系数K de 可按下式计算 N de P P k ∑+=max 6 .04.0 （4-2） 式中 P max --最大一台电动机额定功率，kW ； wm ?cos --一组用电设备的加权平均功率因数 2、高压电缆选择： （1）向一台移动变电站供电时，取变电站一次侧额定电流，即 N N N ca U S I I 13 1310?= = （4-13） 式中 N S —移动变电站额定容量，kV ?A ； N U 1—移动变电站一次侧额定电压，V ； N I 1—移动变电站一次侧额定电流，A 。 （2）向两台移动变电站供电时，最大长时负荷电流ca I 为两台移动变电站一次侧额定电流之和，即 3 1112ca N N I I I =+= （4-14） （3）向3台及以上移动变电站供电时，最大长时负荷电流ca I 为 3 ca I = （4-15） 式中 ca I —最大长时负荷电流，A ； N P ∑—由移动变电站供电的各用电设备额定容量总和，kW ；
N U —移动变电站一次侧额定电压，V ； sc K —变压器的变比； wm ?cos 、η wm —加权平均功率因数和加权平均效率。 （4）对向单台或两台高压电动机供电的电缆，一般取电动机的额定电流之和；对向一个采区供电的电缆，应取采区最大电流；而对并列运行的电缆线路，则应按一路故障情况加以考虑。 3、 低压电缆主芯线截面的选择 1）按长时最大工作电流选择电缆主截面 （1）流过电缆的实际工作电流计算 ① 支线。所谓支线是指1条电缆控制1台电动机。流过电缆的长时最大工作电流即为电动机的额定电流。 N N N N N ca U P I I η?cos 3103?= = （4-19） 式中 ca I —长时最大工作电流，A ； N I —电动机的额定电流，A ； N U —电动机的额定电压，V ； N P —电动机的额定功率，kW ； N ?cos —电动机功率因数； N η—电动机的额定效率。 ② 干线。干线是指控制2台及以上电动机的总电缆。 向2台电动机供电时，长时最大工作电流ca I ，取2台电动机额定电流之和，即 21N N ca I I I += （4-20） 向三台及以上电动机供电的电缆，长时最大工作电流ca I ，用下式计算 wm N N de ca U P K I ?cos 3103?∑= （4-21） 式中 ca I —干线电缆长时最大工作电流，A ； N P ∑—由干线所带电动机额定功率之和，kW ； N U —额定电压，V ；
电动机继电保护计算 一、异步电动机继电保护计算 1、异步电动机继电保护方式的选择 （1）电压低于是1000V的电动机一般功率不大，重要性较小，可采用下列保护： ①熔断器保护： ②在一台电动机短路时，断开几台电动机的公用断路器； ③自动空气开关作为低电压保护。 （2）电压为3～10KV、功率大于150KW、小于2000KW的电动机，应装设电流速断保护；当电流速断保护不能满足灵敏度要求时需装设纵联差动保护。 （3）电压为3～10KV的电动机，若生产过程中易发生过负荷时，或起动、自起动等条件严重时，均应装设过负荷保护。另外，当单相接地电流大于5A时，需装设单相接地保护，一般5～10A时可作用于信号，也可作用于跳闸；大于10A 时作用于跳闸。 （4）3～35KV网络的中性点是不接地的，为保护电动机，应在电动机母线上装设“绝缘监视”装置。 （5）当电动机有必要装设低电压保护装置时，可采用在线电压上的低电压继电器将电动机断开；必要时可采用两个继电器的低电压保护。 2、异步电动机继电保护的整定
qdzdzq t=(1.2～1.4)I)起动及自起动时间。对于传动风机负荷的电动机q dz3、电流速断保护灵敏度校验(3)（2）(3)——相灵敏系数，I``n2，I=IK/k；其中=KI``K/I≥min jx ddz dzjd·min·dzmlmxdmxd ；（A）最小运行方式下，电动机出线端三相适中时流过保护安装处的超瞬变电流），n—电流互感器变比；I—保护装置的一次动作电流（A l dz 3 1，接于相电流差时取—接线系数，接于相电流时取k jx 380KW电动机的保护。6KV、例：电动机装在经常有人值班的机房内，试选择一 台运行过程中有过负荷的可能。已知电动机的额定电流Ied为47.5A，起云贵电流倍数kq为4。在最小运行方式下电动机出线端三相适中时，流过保护按装处 的(3)(3)为4800A 6500A，稳态电流超瞬变电流I``I``为min min d·d·解（1）保护装置的选择：因电 动机在运行过程中有过负荷的可能性，故需装过负荷保护。电动机由于经常有值班人员照顾，因此不需装防止长时间失压的低电压保护。装设电流速断保护和过电流保护（与电流速断共用一感应型电流继电器）采用接于两相电流差的DL— 11/100型电流继电器。 （2）保护装置整定计算及灵敏度校验： ①电流速断保护继电器的动作电流：I=kkkI/n=1.6X 3 lqjxdzjked X(4X47.5/15)=35.2A ，取决40A
电动机的主要保护及计算 一、速断保护 1.速断高值： 动作电流高定值Isdg 计算。 按躲过电动机最大起动电流计算，即： Isdg=Krel ×Kst ×In In=Ie/nTA 式中 Krel ——可靠系数1.5； Kst ——电动机起动电流倍数（在6-8之间）； In ——电动机二次额定电流； Ie ——电动机一次额定电流； n TA —— 电流互感器变比。 2. 速断低值：按躲过区外出口短路时电动机最大反馈电流计算。厂用母线出口三相短路时，根据 以 往 实测，电动 机 反馈 电流 的 暂 态 值为 5.8 Isdd=Krel ×Kfb ×In=7.8In 式中 Krel ——可靠系数1.3； Kfb ——区外出口短路时最大反馈电流倍数，取Kfb=6。 3. 动作时间整定值计算。保护固有动作时间，动作时间整定值取： 速断动作时间: tsd=0s. 二、单相接地零序过电流保护（低压电动机） 1. 一次动作电流计算。有零序电流互感器TA0的电动机单相接地保护，一次三相电流平衡时，由 于三相电流产生的漏磁通不一致，于是在零序电流 2 互感器内产生磁不 平衡电流。根据在不同条件下的多次实测结果，磁不平衡电流值均小于0.005Ip(Ip 为平衡的三相相电流)，于是按躲过电动机起动时最大不平衡电流计算，低电压电动机单相接地保护动作电流可取： I0dz=(0.05-0.15)Ie 式中 I0dz ——单相接地零序过电流保护一次动作电流整定值； Ie ——电动机一次额定电流。 当电动机容量较大时可取： I0d z =(0.05-0.075)Ie 当电动机容量较小时可取： I0d z =(0.1-0.15)Ie
电动机继电保护计算 异步电动机继电保护计算 1、异步电动机继电保护方式的选择 （1）电压低于是1000V的电动机一般功率不大，重要性较小，可采用下列保护： 1）熔断器保护： 2）在一台电动机短路时，断开几台电动机的公用断路器； 3）自动空气开关作为低电压保护。 （2）电压为3～10KV、功率大于150KW、小于2000KW的电动机，应装设电流速断保护；当电流速断保护不能满足灵敏度要求时需装设纵联差动保护。 （3）电压为3～10KV的电动机，若生产过程中易发生过负荷时，或起动、自起动等条件严重时，均应装设过负荷保护。另外，当单相接地电流大于5A时，需装设单相接地保护，一般5～10A时可作用于信号，也可作用于跳闸；大于10A时作用于跳闸。 （4）3～35KV网络的中性点是不接地的，为保护电动机，应在电动机母线上装设“绝缘监视”装置。（5）当电动机有必要装设低电压保护装置时，可采用在线电压上的低电压继电器将电动机断开；必要时可采用两个继电器的低电压保护，一组告警，一组低电压跳闸。一般0.5s跳不重要的电机，10s跳重要的电机。 2、异步电动机继电保护的整定 电压低于1000V异步电动机的继电保护整定计算,
电压高于1000V异步电动机的继电保护整定计算
注：对于一般电动机t dz=(1.1～1.2)，t q(其中t dz为保护装动作时间；t q为电动机起动及自起动时间)。对于传动风机负荷的电动机t dz=(1.2～1.4)I q 。 3、电流速断保护灵敏度校验 灵敏度校验的本质是： K（2）m=K mxd I(3)d·min/I dz≥2，I dz =I dzj n l/k jx ； 其中 K mxd ：相灵敏系数， I(3)d·min ：最小运行方式下，电动机出线端三相适中时流过保护安装处的超瞬变电流（A）； I dz:保护装置的一次动作电流（A）， n l :电流互感器变比； k jx:接线系数，接于相电流时取1，接于相电流差时取 3 。 例：试选择一台6KV、380KW电动机的保护。电动机装在经常有人值班的机房内，运行过程中有过负荷的可能。已知电动机的额定电流Ie为47.5A，起动电流倍数kq为4。在最小运行方式下电动机出线端三相适中时，流过保护安装处的超瞬变电流I(3)d·min 为6500A，稳态电流I(3)d·min 为4800A。 解： （1）保护装置的选择：因电动机在运行过程中有过负荷的可能性，故需装过负荷保护。电动机由于经常有值班人员照顾，因此不需装防止长时间失压的低电压保护。装设电流速断保护和过电流保护（与电流速断共用一感应型电流继电器）采用接于两相电流差的DL—11/100型电流继电器。 （2）保护装置整定计算及灵敏度校验： ①电流速断保护继电器的动作电流：
第一章绪论 —、基本概念 1正常状态、不正常状态、故障状态要求：了解有哪三种状态，各种状态的特征正常状态：等式和不等式约束条件均满足； 不正常运行状态：所有的等式约束条件均满足，部分的不等式约束条件不满足但又不是故障的工作状态 故障状态：电力系统的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、过电压、误操作、设计制造缺陷等原因会发生如短路、断线等故障。 2、故障的危害 要求：（了解，故障分析中学过） ①过短路点的很大短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏。 ②短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力作用，会使其的损坏或缩短其使用寿命。 ③电力系统中部分地区的电压大大降低，使大量的电力用户的正常工作遭到破坏或产生废 品。 ④破坏电力系统中各发电厂之间并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使系统瓦解。 3、继电保护定义及作用（或任务） 要求：知道定义，明确作用。 定义：继电保护是继电保护技术与继电保护装置的总称 基本任务：①自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证无故障部分迅速恢复正常运行。 ②反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或 跳闸。 4、继电保护装置的构成及各部分的作用 要求：构成三部分，哪三部分测量比较元件、逻辑判断元件、执行输出元件。 5、对继电保护的基本要求，“四性”的含义 要求：知道有哪四性，各性的含义 选择性：指电力系统发生故障时，保护装置仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。 速动性：是指尽可能快地切除故障。 灵敏性：在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。 可靠性：在保护装置规定的保护范围内发生了应该动作的故障时，应可靠动作，即不发生拒动；而在任何其他不该动作的情况下，应可靠不动作，即不发生误动作。 6、主保护、后备保护、近后备、远后备保护的概念 要求：什么是主保护、后备保护、近后备、远后备保护 主保护：指能以较短时限切除被保护线路（或元件）全长上的故障的保护装置。 后备保护：考虑到主保护或断路器可能拒动而配置的保护。 近后备：当电气元件的主保护拒动时，由本元件的另一套保护起后备作用。 远后备：当主保护或其断路器拒动时，由相邻上一元件的保护起后备作用。 第二章电网的电流保护 —、基本概念 1继电器的定义及类型
智能化变电站继电保护调试和实践 发表时间：2015-11-20T10:48:00.760Z 来源：《基层建设》2015年16期作者：樊禹孜[导读] 广西送变电建设公司继电保护装置的调试是智能化变电站继电保护调试工作的前提，对于调试装置的全方位检查有着至关重要的协助意义。 樊禹孜 广西送变电建设公司 【摘要】智能化变电站是在传统变电站的基础之上进行改革优化的变电站，与传统变电站相比，智能化变电站的继电保护技术也逐渐趋向网络化、计算机化、一体化、智能化的方向发展，这也向继电保护工作的调试方案提出了新的要求。为保证供电的可靠性，在进行智能化变电站继电保护的调试工作时，需充分结合相关工程实践，并根据其运行的实际状况制定出相应的调试方案。本文简要对智能化变电站的继电保护调试工作及实践要点提出了几点建议，仅供参考，欢迎批评指正。 【关键词】智能化变电站；继电保护；调试；实践 1.智能化变电站概述 与传统变电站相比，智能化变电站的主要优势体现为对于光电技术、信息技术与网络通信技术的应用比例大大增加，除此之外，还实现了电子信息应用模式的转换与数字化电量的输出，完成了电力系统模型化、信息化的根本提升[1]。在传统变电站中，TA与TV是两种常用的装置选择，但在智能化变电站中，则采用了新的变压器模型作为装置选择，不仅大大降低了电量与消耗，同时也对电力系统起到了优化改造的作用。从电力数据收集的角度而谈，信息统一化模型是智能化变电站主要的技术特征，对于提高电子数字测量的精度与效率发挥着重要的作用。 2.智能化变电站继电保护的调试 2.1元件调试 继电保护装置的调试是智能化变电站继电保护调试工作的前提，对于调试装置的全方位检查有着至关重要的协助意义。在进行智能化变电站继电保护元件调试时，首先应在确保电源切断且逻辑插件已拔出的前提下，对装置插件的状态，如插件上的小条线等进行全方位的检查，并检查端子排与相应压板有无松动现象，最后还应对回路的绝缘性质进行检查，确保其与相关标准相符即可[2]。得出测量结果后，为确认测量误差是否已经控制在5%的标准范围之内，还应将实际测量的结果与仪器测量的结果进行反复核对，如数据误差偏大则应进行重新测量。上述检查步骤完成后，对保护装置进行定值校验即可。 2.2通道调试 继电保护的通道调试是基于上述操作步骤完成后的基础上进行的调试工作，且在进行调试之前，还应对管线通道连接的可靠性、纵联通道异常指示灯的工作状态、是否存在警告提示等情况进行进一步确认，直至所有步骤确保无误后方可进行调试。进行通道调试的主要内容大致可划分为以下两个方面：①进行测电流与岔流的检查；②对两端纵联差动保护装置功能进行联调[3]。进行调试之前，对光纤头的清洁准备工作也是一项至关重要的环节，可对通道计数情况的稳定性形成一定的保障。另外，在其余通道的接口设备中，还应做好相应的接地设置工作，并将不同的接地网之间的通道进行完全隔离。专用光纤通道测试与复用通道测试是实际通道测试中的两种主要类型，值得注意的是，在实际测试的过程中，还应对专用光纤通道装置发光功率与通道插件的标称值是否一致引起重视。进行调试的过程中，首先应对光纤收信率及收裕度与标准范围进行比较，并进行通道内式操作。在两侧识别码一致且不存在异常警告信号的情况下，表示通道处于正常状态。 2.3GOOSE调试 GOOSE是变电站向智能化改革以来增加的一项工作内容，关于GOOSE通讯的状态与报文统计的配置项均可呈现于继电保护调试的菜单栏当中。GOOSE所划分的型号相对较多，且分别象征着不同的警示信息，根据发生模块的不同，又可分别分为八项不同功能。基于上述特性，为便于调试工作的运行，压板数量的配置往往各不一致。除此之外，在压板突然停止使用的情况下，GOOSE信息可自行进行清零处理[4]。 3.智能化变电站继电保护的几点实践 3.1对变电站开关的合理闭合进行控制 通常情况下，智能化变电站的内部线路多呈复杂多变的特点，尤其在不同的使用环境下，内部线路的复杂程度及具体情况都各不相同，例如，设计工艺、用户类别等因素的区别均可造成内部线路的差异[5]。除此之外，在不同的生产厂家中，所涉及的继电保护装置规格也并非一致，根本上存在一定差异。在这样的前提下，继电保护装置在实践运行的过程中将会受到不同程度的阻碍，因此，要使智能化变电站的继电保护工作能够得以更好地运行，首先就应对其内部线路的具体情况进行全面的掌握。为使上述问题可得带最大程度的避免，在继电保护装置应用的过程中，首先要求生产厂家优化设计图纸提高配置，从而避免继电保护装置配置的盲目性；其次，对于开合闸出现频率较高的电源回路、闭锁回路及回路，为保证其应用效能与实际工作需求相符，应对其继电保护装置进行针对性的配置工作；最后，应对继电保护装置的配置方式进行及时的优化，以便于在突发情况发生的状态下及时采取相应的措施进行处理，防止线路过载及电流、电压超负荷运行等情况的出现，对可能危及变电站运行的情况起到一定的控制作用，从而维持变电站供电工作的安全性与有序性。 3.2将继电保护装置应用于智能化保险措施中 对于智能化变电站的安全保险而言，继电保护的设计在其中发挥着良好的维护效果，对于变电站的安全性有着重要的意义，其优势主要体现在通过对继电保护的调试，可使接线方式的失误、电源回路的设计及电压回路的设计可轻易被找到，基于其良好的便捷性与直观性，对于安全保护工作的运行效率可起到较大幅度的提高作用。保险工作在智能化变电站中具有着重要的意义，不仅维护着智能化变电站的稳定性，同时也是供电工作运行的基础与保障，因此，针对智能化变电站中的保险工作，可采用以下措施进行维护：首先，除了依靠智能化变电站本身具有的保险机制，还可将继电保护装置的防过压及防过流技术应用其中，以发挥其配合保险的重要作用；其次，当出现异常情况时，应及时对区域内的电流进行隔离，并采用针对性的保护措施进行处理；最后，为及时对相应的故障进行排查，还可在网络交互的机制下设计定时报警器，以便于及时发现故障并作出处理。
电力系统中常见的故障类型和不正常运行状态 故障：短路(最常见也最危险)；断线；两者同时发生 不正常：过负荷；功率缺额而引起的频率降低；发电机突然甩负荷而产生的过电压；振荡 继电保护在电力系统发生故障或不正常运行时的基本任务和作用。 迅速切除故障，减小停电时间和停电范围 指示不正常状态，并予以控制 继电保护的基本原理 利用电力系统正常运行与发生故障或不正常运行状态时，各种物理量的差别来判断故障或异常，并通过断路器将故障切除或者发出告警信号 继电保护装置的三个组成部分。 测量部分：给出“是”、“非”、“大于”等逻辑信号判断保护是否启动 逻辑部分：常用逻辑回路有“或”、“与”、“否”、“延时起动”等，确定断路器跳闸或发出信号 执行部分 保护的四性 选择性：保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量减少速动性：继电保护装置应尽可能快的断开故障元件。 灵敏性：继电保护装置应尽可能快的断开故障元件。故障的切除时间等于保护装置和断路器动作时间之和 可靠性：在保护装置规定的保护范围内发生了它应该反映的故障时，保护装置应可靠地动作（即不拒动，称信赖性）而在不属于该保护装置动作的其他情况下，则不应该动作（即不误动，称安全性）。 主保护、后备保护 保护：被保护元件发生故障故障，快速动作的保护装置 后备保护：在主保护系统失效时，起备用作用的保护装置。 远后备：后备保护与主保护处于不同变电站 近后备：主保护与后备保护在同一个变电站，但不共用同一个一次电路。 继电器的相关概念： 继电器是测量和起动元件 动作电流：使继电器动作的最小电流值 返回电流：使继电器返回原位的最大电流值 返回系数：返回值/动作值 过量继电器：返回系数Kre<1 欠量继电器：返回系数Kre>1 绩电特性：启动和返回都是明确的，不可能停留在某个中间位置 阶梯时限特性： 最大(小)运行方式： 在被保护线路末端发生短路时，系统等值阻抗最小(大)，而通过保护装置的电流最大(小)的运行方式 三段式电流保护：由电流速断保护、限时电流速断保护及定时限过电流保护相配合构成的一整套保护 工作原理： 电流速断保护:当所在线路保护范围内发生短路时，反应电流增大而瞬时动作切
电机过热保护装置 因电机过热或温控器失灵造成的事故时有发生，需要采取相应的保安措施，因此，我们设计了基于热敏电阻检测温度的电机过热保护装置。使得电机过热时自动断开电路起到保护的目的。 有关资料表明,半导体热敏电阻是一种对温度变化的敏感元件,其电阻率受温度影响变化明显。半导体热敏电阻种类繁多,大体有正温度系数PTC型和负温度系数NTC 型,根据使用条件有直热式和旁热式。如果采用热敏电阻测温,必须了解PTC型和NTC 型热敏电阻的温度特性和伏安特性。NTC 型热敏电阻在0 ～120 ℃电阻变化明显; 而PTC 型热敏电阻在0～120 ℃变化不大,当温度在120～160 ℃时阻值升高很快。NTC 型热敏电阻流经本身的电流变化对其引起自身电阻变化较大; 而PTC 型热敏电阻自身电流对阻值影响不大,当自身电流达到一定值时阻值才发生变化。 一、工作原理 图中QA、TA、J、Q 构成电机M的主控制回路，当QA接通时，线圈Q通电吸合，电动机M运转，TA为停止按钮。变压器B、整流桥Z、电容器C1 和C2、继电器J、二极管D、运放器LM、三极管T、热敏电阻R1X,R2X 、电阻R5-R6; 构成保护回路，其保护原理如下。R1、R2、R1X、R2X构成电桥，图中R1X,R2X为电机内部测温电阻。当电机温度超过允许温升时，电桥失去平衡，即R1X/R1!=R2X/R2,这时有信号输出给运算放大器LM108（R3，R4为限流电阻）。信号经LM108放大并经电容C1消噪后，经由R5输出到三极管T使其导通，继电器
J吸合，使主控回路中线圈Q失电释放，电机M停止运转。二极管D为续流二极管，当J释放时起续流作用。调整RT可得到三极管的触发电压。
1、计算机构成保护与原有继电保护有何区别？ 主要区别在于原有的保护输入是电流、电压信号，直接在模拟量之间进行比较处理，使模拟量与装置中给定阻力矩进行比较处理。而计算机只能作数字运算或逻辑运算。因此，首先要求将输入的模拟量电流、电压的瞬间值变换位离散的数字量，然后才能送计算机的中央处理器，按规定算法和程序进行运算，且将运算结果随时与给定的数字进行比较，最后作出是否跳闸的判断。 2、零序电流保护的各段保护范围是如何划分的？ 零序电流I段躲过本线路末端接地短路流经保护的最大零序电流整定；不能保护线路的全长，但不应小于被保护线路全长的15%～20%；零序II段一般保护线路的全长，并延伸到相邻线路的I段范围内，并与之配合。零序III段是I,II段的后备段，并与相邻线路配合。 3、什么是重合闸的后加速？ 当线路发生故障时，保护按整定值动作，线路开关断开，重合闸马上动作。若是瞬时性故障，在线路开关断开后，故障消失，重合成功，线路恢复供电；若是永久性故障，重合后，保护时间元件被退出，使其变为0秒跳闸，这便是重合闸动作后故障未消失加速跳闸，跳闸切除故障点。 4、错误操作隔离开关后应如何处理？ （1）错拉隔离开关时，刀闸刚离开静触头便发生电弧，这时立即合上，就可以消弧，避免事故，若刀闸已全部拉开，则不许将误拉的刀闸再合上；（2）错拉隔离开关时，即使合错，甚至在合闸时发生电弧，也不准再拉开，因为带负荷刀闸会造成三相弧光短路。 5、什么叫R、L、C并联谐振？
电阻、电感和电容相并联的电路，在一定频率的正弦电源作用下，出现电路端电压和总电流同相，整个电路呈阻性的特殊状态，这个状态叫并联谐振。 6、射极输出器的主要特点是什么？ 输入电阻较大，输出电阻较小，电压放大倍数近似等于1，但小于1，输入电压与输出电压相同。 7、保护装置符合哪些条件可评定位一类设备？ 一类设备的所有保护装置，其技术状况良好，性能完全满足系统安全运行要求，并符合以下主要条件：（1）保护屏、继电器、元件、附属设备及二次回路无缺陷。（2）装置的原理、接线及定值正确，符合有关规定、条例的规定及反事故措施求。（3）图纸资料齐全，符合实际。（4）运行条件良好。 8、对控制开关的检查项目及其内容有哪些？ 对控制开关的检查内容有：（1）外壳清洁无油垢，完整无损。（2）安装应牢固，操作时不活动。（3）密封盖密封良好。（4）各接线头联接应牢固，不松动，不锈蚀。（5）转动灵活，位置正确，接触良好。（6）打开密封盖，用手电筒照着检查，内部应清洁，润滑油脂不干燥，接触点无烧损。用绝缘棍试压触片，压力应良好。 9、变压器差动保护在变压器空载投入时民营检查哪些内容？ 变压器的差动保护，在新安装时必须将变压器在额定电压下做5次空载试验。在作空载投入之前，应对二次接线进行检查，并确保正确无误。空载投入试验应在变压器的大电源侧和低压侧进行，这是因为系统阻抗及变压器饿漏抗能起限制励磁涌流的作用，而大电源侧系统阻抗小，且一般变压器低压绕组绕在里面，漏抗较小，故在大电源和低压侧投入时涌流较大。在试验中，保护装置一次也不应动
电力系统继电保护的基础知识 城市电网配电系统由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不能完全避免的。在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响，为了确保城市电网配电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置。 一、继电保护的基本概念 可靠性是指一个元件、设备或系统在预定时间内，在规定的条件下完成规定功能的能力。可靠性工程涉及到元件失效数据的统计和处理，系统可靠性的定量评定，运行维护，可靠性和经济性的协调等各方面。具体到继电保护装置，其可靠性是指在该装置规定的范围内发生了它应该动作的故障时，它不应该拒动作，而在任何其它该保护不应动作的情况下，它不应误动作。 继电保护装置的拒动和误动都会给电力系统造成严重危害。但提高其不拒动和提高其不误动作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。由于电力系统的结构和负荷性质的不同，拒动和误动所造成的危害往往不同。例如当系统中有充足的旋转备用容量，输电线路很多，各系统之间和电源与负荷之间联系很紧密时由于继电保护装置的误动作，使发电机变压器或输电线路切除而给电力系统造成的影响可能很小;但如果发电机变压器或输电线路故障时继电保护装置拒动作，将会造成设备的损坏或系统稳定的破坏，损失是巨大的。在此情况下提高继电保护装置不拒动的可靠性比提高其不误动的可靠性更为重要。但在系统中旋转备用容量很少及各系统之间和负荷和电源之间联系比较薄弱的情况下，继电保护装置的误动作使发电机变压器或输电线切除时，将会引起对负荷供电的中断甚至造成系统稳定的破坏，损失是巨大的。而当某一保护装置拒动时，其后备保护仍可以动作而切除故障，因此在这种情况下提高继电保护装置不误动的可靠性比提高其不拒动的可靠性更为重要。 二、保护装置评价指标 1、继电保护装置属于可修复元件，在分析其可靠性时，应该先正确划分其状态，常见的状态有：①正常运行状态。这是保护装置的正常状态。②检修状态。为使保护装置能够长期稳定运行，应定期对其进行检修，检修时保护装置退出运行。 ③正常动作状态。这是指被保护元件发生故障时，保护装置正确动作于跳闸的状
保护智能化的发展与智能继电器网络 发表时间：2019-06-04T11:35:39.550Z 来源：《电力设备》2019年第3期作者：李一磊[导读] 摘要：在当前的社会当中，对于电力能源的需求量越来越大，对电网也提出了更高的要求。 （国网江苏省电力公司南京供电分公司江苏省南京市 210000）摘要：在当前的社会当中，对于电力能源的需求量越来越大，对电网也提出了更高的要求。在电网运行的过程中，采取智能化的保护措施，维护电网良好的运行状态。为了提升保护智能化的发展程度，在继电器方面，也产生了智能继电器网络，对于电力系统的智能化发展十分有利。 关键词：保护智能化；发展；智能继电器网络 前言：在电力系统当中，继电器的作用非常重要。在传统的继电保护原理中，测量依据主要是故障检测当中的工频信号。随着科技的不断发展，基于微处理机的数字式继电器正在得到广泛的应用，因而也产生了很多新的保护方案和保护理念。在基于参数识别保护、集成保护、广域、暂态、人工智能、自适应等保护方式当中，保护智能化是一个主要的发展趋势，因而智能继电器网络在未来的发展中必然得到更大的应用。 一、智能化继电保护发展的未来 电力系统对微机保护的要求正在逐渐提升，除一些基本的功能需要保护外，还应对数据长期存放提供空间，数据处理功能要迅速，通信能力要强大，且能与其它的一些保护装置、控制装置以及调度等通过互联网实现系统数据共享。为此继电保护技术发展的走向是计算机化，智能化，网络化，控制、保护、测量以及数据通信一体化。 1.1计算机化 从1946年电子管计算机的出现至今，计算机硬件发展势头迅猛，微机保护硬件也在持续更新。微机保护的应用和发展在目前的环境下从运行中获取了丰富的经验，在性能高，可靠性强的基础上，性价比又具有良好的优势。但随着电力系统自身体系的不断完善、计算机更新日趋频繁以及用户对微机保护装置的综合性能要求逐步提升，目前的微机保护还存在一些不足。正是由于这一现象，新型数字保护构思模式开始出现。力争为满足的当前应用中的多种需要而开辟新路。继电保护装置的微机化、计算机化已是不可逆转的发展潮流。 1.2信息化管理 计算机技术以及通信技术发展势头迅速，电网管理机制正在发生转变，自动化的电网调度技术更新换代频繁。具有多种功能并集成较为方便的各类目前拥有的系统中的内联网、互联网技术已可实现对电力行业运营、管理等多用应用的覆盖。所以，在本系统设计的前期，应针对集电网运行和电力营销于一体的信息化管理系统按信息不同的层次、不同的类别、不同的分布为原则进行系统设计，在保护系统中应采用较之前的系统更为通用、并对内外部多种联接的接口支持，继而实现最大程度的保护以及与其相关信息的有效应用和共享。 1.3保护、控制、测量、数据通信一体化 在实现继电保护计算机化以及继电保护网络化的前提下，所谓保护装置应是一台性能高、功能强大的计算机，是整个电力系统计算机网络中的一个智能终端。它可以从网上对电力系统运行中的数据，又或是故障信息进行获取，也可以通过网络将被它保护的元器件信息传输到网络中心。所以，每个微机保护装置除可实现继电保护功能外，还可以在无故障稳定运行的情况下完成测量、控制以及数据通信。 1.4智能化 近年来，人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用，在继电保护领域应用的研究也已开始。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。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。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。可以预见，人工智能技术在继电保护领域必会得到应用，以解决用常规方法难以解决的问题。 二、智能电网中继电保护技术的应用 由于智能电网的出现，也就意味着对继电保护技术提出了更高的要求和标准，从而使继电保护技术成为了重点研究的对象。继电保护技术的应用不断呈多元化和复杂化的趋势发展，继电保护技术涉及到了多个方面的技术信息，融合了多种技术手段，具有显著的科技性和实效性。 随着一系列人工智能的出现，继电保护技术逐渐的开始在智能电网中广泛的运用。在实际的工作过程中，人工智能技术可以解决多个复杂的非线性问题，确保继电保护技术朝更高层次的方向发展。同时，继电保护技术，还可以对故障进行处理，改变电路的运行方式，从而达到实时保护的作用。伴随着科学技术的不断发展，继电保护技术也不断的得到完善，在智能电网中的应用速度也十分迅速，不仅提高了智能电网的可靠性，还对整个电力系统进行了实时高效的保护，从而提升了电力企业的经济效益。 三、智能电网中的继电保护应用策略 3.1电网数据的实时性控制 继电保护技术在智能电网的初期阶段，具有高效率的控制作用，其可在电网数据中实现实时性的控制。继电保护装置投运到智能电网中时，还要考虑实时性控制的问题，继电保护的装置越多，对智能电网数据实时性的控制越差，因此，智能电网初期运行时，继电保护技术受到很大的制约，需对智能电网数据采取同步交互的方式，保障继电保护技术的同步性。电网数据的实时性控制，提高了继电保护技术的时间效率，有利于控制继电保护的精度，实现继电保护的最优化控制。 3.2优化继电保护建模参数 继电保护策略中的建模参数，其理论依据是控制变量，综合分析继电保护的配置，利用继电保护的建模设计出后备保护方式，同时规划科学的配置，促使继电保护是策略具有智能化的特性。继电保护策略在建模参数的作用下实现后备保护，其可在智能电网发生故障时，迅速执行自动隔离，保障继电保护的严谨性。由于智能电网中包含了大量的电气信息，对继电保护造成很大的影响，促使继电保护中存在异常的数据，严重影响了继电保护技术的应用，所以优化继电保护建模参数，根据建模信息判断智能电网的运行状态，以此为基础提出继电保护的策略，完善继电保护技术在智能电网中的应用。
电力系统中常见的故障类型和不正常运行状态故障：短路（最常见也最危险）；断线；两者同时发生不正常：过负荷；功率缺额而引起的频率降低；发电机突然甩负荷而产生的过电压；振荡继电保护在电力系统发生故障或不正常运行时的基本任务和作用。迅速切除故障，减小停电时间和停电范围指示不正常状态，并予以控制继电保护的基本原理利用电力系统正常运行与发生故障或不正常运行状态时，各种物理量的差别来判断故障或异常，并通过断路器将故障切除或者发出告警信号继电保护装置的三个组成部分。 测量部分：给出“是”、“非”、“大于”等逻辑信号判断保护是否启动逻辑部分：常用逻辑回路有“或” 、“与”、“否”、“延时起动”等，确定断路器跳闸或发出信号 执行部分保护的四性选择性：保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量减少速动性：继电保护装置应尽可能快的断开故障元件。灵敏性：继电保护装置应尽可能快的断开故障元件。故障的切除时间等于保护装置和断路器动作时间之和可靠性：在保护装置规定的保护范围内发生了它应该反映的故障时，保护装置应可靠地动作（即不拒动，称信赖性）而在不属于该保护装置动作的其他情况下，则不应该动作（即不误动，称安全性）。 主保护、后备保护保护：被保护元件发生故障故障，快速动作的保护装置后备保护：在主保护系统失效时，起备用作用的保护装置。远后备：后备保护与主保护处于不同变电站近后备：主保护与后备保护在同一个变电站，但不共用同一个一次电路。继电器的相关概念： 继电器是测量和起动元件动作电流：使继电器动作的最小电流值返回电流：使继电器返回原位的最大电流值返回系数：返回值 / 动作值过量继电器：返回系数 Kre<1 欠量继电器：返回系数 Kre>1 绩电特性：启动和返回都是明确的，不可能停留在某个中间位置阶梯时限特性：最大（小）运行方式：在被保护线路末端发生短路时，系统等值阻抗最小（大），而通过保护装置的电流最大（小）的运行方式三段式电流保护：由电流速断保护、限时电流速断保护及定时限过电流保护相配合构成的一整套保护 工作原理： 电流速断保护：当所在线路保护范围内发生短路时，反应电流增大而瞬时动作切除故障的电流保护，为了保证保护的选择性，一般情况下只保护被保护线路的一部分 限时电流速断保护：切除本线路上电流速断保护范围之外的故障，作为电流速断保护的后备保护 定时限过电流保护：反应电流增大而动作，保护本线路全长和下一条线路全长，作为本条线路主保护拒动的近后备保护，也作为下一条线路保护和断路器拒动的远后备保护。
人工智能技术在电力系统继电保护中的应用 摘要：近十几年来，国内外将AI技术用于电力系统的研究已有不少，并取得了有成效的成果，且部分成果已在实际中得到了应用。本文结合工作实践，简述了人工智能理论的基本特点，结合计算机化、神经网络、模糊理论、遗传算法的在电力系统继电保护中的应用进行综述。 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。
41 、什么是继电保护装置? 答:当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障或危及其安全运行的事件时,需要向运行值班人员及时发出警告信号,或者直接向所控制的开关发出跳闸命令,以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套设备,一般通称为继电保护装置。 42 、继电保护在电力系统中的任务是什么? 答：继电保护的基本任务主要分为两部分: 1、当被保护的电力系统元件发生故障时,应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的开关发出跳闸命令,使故障元件及时从电力系统中断开,以最大限度地减少对电力元件本身的损坏,降低对电力系统安全供电的影响,并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。 2、反应电气设备的不正常工作情况,并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号,以便值班人员进行处理,或由装置自动地进行调整,或将那些继续运行而会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置容许带一定的延时动作。 43、简述继电保护的基本原理和构成方式？ 答:继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等）的变化,构成继电保护动作的原理,也有其他的物理量,如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。大多数情况下,不管反应哪种物理量,继电保护装置将包括测量部分(和定值调整部分）、逻辑部分、执行部分。 44、如何保证继电保护的可靠性? 答: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(线路、母线、变压器等)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,并分别控制不同开关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开关拒绝动作时,能由另一套继电保护装置操作另一组开关切除故障。在所有情况下,要求这两套继电保护装置和开关所取的直流电源均经由不同的熔断器供电。 45 、为保证电网继电保护的选择性,上、下级电网继电保护之间配合应满足什么要求? 答:上、下级电网(包括同级和上一级及下一级电网)继电保护之间的整定,应遵循逐级配合的原则,满足选择性的要求,即当下一级线路或元件故障时,故障线路或元件的继电保护整定值必须在灵敏度和动作时间上均与上一级线路或元件的 继电保护整定值相互配合,以保证电网发生故障时有选择性地切除故障。 46 、在哪些情况下允许适当牺牲继电保护部分选择性? 答：1、接入供电变压器的终端线路,无论是一台或多台变压器并列运行(包括多处T接供电变压器或供电线路),都允许线路侧的速动段保护按躲开变压器其他侧母线故障整定。需要时,线路速动段保护可经一短时限动作。 2、对串联供电线路,如果按逐级配合的原则将过份延长电源侧保护的动作时间,则可将容量较小的某些中间变电所按T接变电所或不配合点处理,以减少配合的级数,缩短动作时间。 3、双回线内部保护的配合,可按双回线主保护(例如横联差动保护)动作,或双回线中一回线故障时两侧零序电流(或相电流速断)保护纵续动作的条件考虑；确有困难时,允许双回线中一回线故障时,两回线的延时保护段间有不配合的情况。 4、在构成环网运行的线路中,允许设置预定的一个解列点或一回解列线路。 47、为保证灵敏度,接地保护最末一段定值应如何整定? 答:接地保护最末一段(例如零序电流保护Ⅳ段),应以适应下述短路点接地电阻值的接地故障为整定条件:220kV线 路,100Ω；330kV线路,150Ω；500kV线路,300Ω。对应于上述条件,零序电流保护最末一段的动作电流整定值应不大于300A。当线路末端发生高电阻接地故障时,允许由两侧线路继电保护装置纵续动作切除故障。对于110kV线路,考虑到在可能的高电阻接地故障情况下的动作灵敏度要求,其最末一段零序电流保护的电流整定值一般也不应大于300A,此时,允许线路两侧零序电流保护纵续动作切除故障。 48 、简述220千伏线路保护的配置原则是什么？ 答:对于220千伏线路,根据稳定要求或后备保护整定配合有困难时,应装设两套全线速动保护。接地短路后备保护可装阶段式或反时限零序电流保护,亦可采用接地距离保护并辅之以阶段式或反时限零序电流保护。相间短路后备保护一般应装设阶段式距离保护。