继电保护发展动态
§1 电力发展的前沿技术
一、分布式电源（Distributed Generation）
小型液体或气体燃料的内燃机
微型燃气轮机
各种工程用的无污染燃料电池。
二、大功率电力电子器件（High Power Electronics）的应用
可控整流器(SCR)、可关断的晶闸管(GTO)、MOS控制的晶闸管(MCT)、绝缘门极双极性三极管(IGBT)等大功率高压开关器件的开断能力↑。
大功率电力电子器件与现代控制技术的应用：
新一代的高压直流输电（HVDC）：采用可关断的电力电子器件代替换流变压器；消除可控整流的换流失败问题，从而可实现直流向孤立小系统的供电等。
灵活的交流输电（FACTS）：实现对电力系统功率潮流、电压、相位角、参数(如线路阻抗)的连续调节控制，大幅度提高输电线路输送能力和提高电力系统稳定水平，降低输电损耗。
定质电力技术（Custom Power Technology）：为特殊用户提供特定要求的电力供应的技术。如改善电压质量（拟制电压闪变、保持电压稳定），消谐等。
同步关断技术：利用由电子控制装置控制的电子开关实现同步关断（在电压或电流指定的相位断开或闭合电路），避免操作过电压及设备所受到的冲击。三、状态维修技术
状态维修技术（Condition Based Maintenance）包涵：
以设备或元件的可靠性（重要性）为中心的维修技术（Reliability Centered Maintenance）
基于状态检测的预测维修技术（Predictive Maintenance）
四、电磁兼容技术
电磁兼容（Electricity Magnetism Compatibility）是指设备或系统在所处的电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何其他事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。电磁兼容技术是一门迅速发展的交叉学科，涉及电子、计算机、通信、航空航天、铁路交通、电力、军事以至人民生活各个方面。
§2 保护技术的发展
§2.1 继电保护简要发展历程
一、国际
19世纪90年代出现电磁型过电流继电器
1901年出现感应型过电流继电器
1908年提出电流差动原理
20世纪20年代初出现距离保护
1927年出现高频保护
20世纪50年代出现微波保护，同时有了行波保护的设想
20世纪70年代出现微机保护
二、国内
1、电磁型、机电型
1957年，阿城继电器厂试制仿苏的感应型GH01、GH02、GH11距离保护；仿苏的电子管式GCH1高频相差保护，并于1958年投入批量生产。
阿继、许继等后续生产的仿苏凸出式成套电磁感应型继电器和装置。
2、晶体管型、整流型
20世纪70年代，许昌继电器厂生产出嵌入式结构继电器。1973年许继相继开发出的一系列晶体管保护：ZJH-1距离保护、ZLL-1零序电流保护、ZGC-1高频相差保护、SF5型收发讯机等，在清华大学通过动模试验，在湖北220kV锅顶山马口线路上试运行。1974年出现晶体管型电气化铁道的馈线保护和测距装置。
1964年上海继电器厂试制完成带助磁的整流型距离保护，用于110kV线路。1974年许继开发出整流型成套线路保护：ZGC-11型高频相差保护、LH-15型距离保护、ZLL-2型零序电流保护、ZZC-4型综合重合闸、ZFZ-1型分相断路器操作箱。经清华大学动模试验，1976年在220kV线路上投运。1982年500kV成套整流型线路保护和一套南京自动化研究所提供的晶体管线路保护装备在全部为国产设备的第一条500kV董辽线上，1984年1月正式投运。
1983年南京自动化研究院提出工频变化量原理保护。
1983年发起，1985年完成的“四统一”工作：保护结线原理统一、技术要求统一、图形符号统一、端子排统一。
3、集成电路型和微机型
1980年，南京自动化研究院推出8011集成电路距离保护。开发了CKF型工频变化量快速方向保护和CKJ型快速距离保护
1984年，华北电力学院推出第一套微机线路保护在110kV线路上试运行。1987年第一套8位机WXH-1微机线路保护在东北220kV线路上投运成功。
§2.2 微机保护及其发展
一、微机保护发展概况
1、国外：
20世纪60年代开始研究，由英、澳、美等国学者倡导，由于当时技术、经济等条件的限制，仅在计算方法和程序结构等方面进行了理论探索，然而却为微机保护的发展奠定了理论基础。
70年代初期，计算机技术出现重大突破，以微处理器为核心的微机进入实用阶段，从而带来了微机保护的研究高潮，70年代中、后期出现了比较完善的微机保护样机，并在电力系统中投运。
80年代微机保护的硬件及软件技术日趋成熟，并在少数发达国家推广应用。
90年代微机保护已开始在电力系统中得到广泛应用。
主要厂家：
德国：ABB、西门子、AEG
美国：GE、西屋、SEL
法国：阿尔斯通
日本：三菱电气、关西
2、国内：
70年代末开始研究，80年代投运，90年代推广。
*华北电力学院研制的第一套MDP-1线路微机保护装置于1984年在河北马头电厂投运。
*东南大学与华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护及发电机-变压器组保护相继于1989年、1994年通过鉴定并投运。
*1990年华北电力学院研制完成多CPU的WXH-11型微机线路保护（11型作为第二代微机保护典型代表延续了相当长的一段时间）。
*南京自动化研究院研制的微机线路保护装置于1991年通过鉴定并投运。1994年推出16位机型典型代表LFP-900系列。
*天津大学与南京自动化设备厂研制的微机相电压补偿式方向高频保护于1993年通过鉴定并投运。
*西安交通大学与许昌继电器厂研制的正序故障分量方向高频保护于1996年通过鉴定并投运。
*1996年北京四方继保自动化公司推出16位CSL100系列微机线路保护。
*2000年许继、国电南自、南瑞继保、北京四方等相继推出32位机的微机保护。*2004年6月中国电科院的32位特高压线路微机保护通过750kV动模试验。
从90年代至今的20年间，我国微机保护有了飞跃性发展，现已进入世界领先行列，微机保护在我国已得到推广应用，不同原理、机型的微机保护各具特色，
为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的微机保护装置。
国内主要的电力综合自动化（以微机保护为主）生产厂家：
五大厂家：南京南瑞集团（RCS-900系列等）
南京国电南自（PSL-600系列等）
北京四方公司（CSC系列等）
许昌许继集团（WXH800系列等）
烟台东方电子（DF3000综合自动化系统）
二、微机保护硬件的发展历程及趋势
1、第一代：以“01”型（WXB-01）为代表
特点：单CPU结构，多路转换的ADC模数变换（12位的AD574）。
2、第二代：以“11”型（WXH-11及WXB-11）为代表
特点：多个CPU并行工作（多个8位单片机），总线不引出插件，采用VFC模数变换（AD654）。
3、第三代：以CS系列（北京哈德威四方公司及华北电力大学研制的CSL-101线路保护，CST-200变压器保护）及LFP-900系列（国电南瑞公司即原南京自动化研究所研制）等为代表
特点：采用总线不引出芯片的高性能的不扩展16位单片机或DSP（数字信号处理芯片），采用较先进的网络通信结构技术。
4、硬件发展趋势：
微处理器：采用高性能的16位或32位单片机，采用DSP芯片，采用工控机（嵌入式处理器，如V40 STD；386EX；486DX等）
数据采集系统：VFC压频变换的AD654、VFC110（主要用于微机线路保护）；无需CPU干预的高速数据采集芯片如AD7874、MAX125/126等（主要用于微机元件保护）。
网络通讯：通讯端口有RS232、RS485、以太网总线接口、Lonworks网总线接口、Can网总线接口等。
三、微机保护软件的发展趋势
1、新型算法：最小二乘法；卡尔曼滤波算法；故障分量算法；自适应算法等
2、人工智能的运用：人工神经网络（ANN）；模糊理论；遗传算法（BP）等
3、小波理论的运用（在时域和频域皆具有良好的局部化分析能力，用于处理局部突变信号）
4、全球定位系统GPS的运用等
总之，目前继电保护技术正朝着计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量、信号、数据通信一体化的方向快速发展。
四、微机保护特点
1、可靠性高（元器件运行稳定，不易损坏；具有在线自检、巡检功能）
2、易于获得各种附加功能（如事故记录、事故追忆、故障录波、故障测距等）
3、保护动作特性和性能得到改善（引入新理论、新算法、新技术。如承受过渡电阻能力的改善、区分振荡与故障能力的提高、降低衰减非周期分量的影响、变压器励磁涌流的鉴别、故障分量保护、自适应保护、状态预测、小波变换应用、模糊控制、神经网络应用等）
4、使用灵活、方便（人机界面友好，维护调试方便，硬件趋于统一，易于通过整定和设置软件改变特性）
5、硬件工艺结构条件优越（硬件通用性好，体积小，功耗低，性价比高）
6、具有通讯功能（可远方监控，易于实现综合自动化和网络化）
§3 保护新技术的应用介绍
§3.1 信息融合技术的应用
一、信息融合的基本概念
信息融合的基本原理与人脑综合处理信息的过程类似，人类可以通过多种感觉所获得的信息来准确地识别环境或物体的状态，并引导他们的下一步运动或动作。即使这些信息含有一定的不确定性、矛盾或错误的成分，人们也可以将各种感觉信息综合起来，并使这些信息相互补充、印证，做出合理的判断和决策。而信息融合技术正是充分利用多个传感器资源，把大量在空间上和时间上冗余或互补的信息依据某些准则来进行综合处理，以实现对处理对象获得更全面、更可靠的综合信息，从而进行合理的判断、估计与决策。
二、模糊理论概述
现代信息融合技术——应用了人工智能的方法。
人工智能领域的两分支：模糊理论、神经网络。
(1) 模糊隶属度
以不同身高隶属于模糊概念“高个子”的程度为例：
身高超过2米：肯定是“高个子”，隶属于“高个子”的程度取为1
身高1.8米：隶属于“高个子”的程度取为0.8
……
身高1.6米：隶属于“高个子”的程度取为0.2
身高低于1.4米：肯定不是“高个子”，隶属于“高个子”的程度取为0 隶属函数：隶属度μ的变化关系。
模糊理论中引入”隶属函数”来描述差异的中间过渡，实际上是对模糊概念的一种精确描述，是精确性对模糊性的一种逼近。
(2)模糊理论的主要应用
*模糊聚类分析
是将多个研究对象按性质上的亲疏关系进行分类，由于类与类之间往往无清晰界限，因此在聚类分析中引进模糊技术，这样就形成了模糊聚类分析。
*模糊模型识别
是识别某个具体对象属于预先存在的标准模型库中的哪类标准模型，由于标准模型往往带有模糊性且被识别对象也可能存在模糊性，因此采用模糊模型识别是必要的。
*模糊综合评判
是综合决策的一种数学工具，它对事物根据多种因素（或多个评判者）按照评语分别给出的评判结果进行综合评判，从而得出一个综合评判结果。在对某事物进行决策时，由于各种因素的评判受到人的主观因素影响，而且评语本身常常是具有模糊性的，因此综合决断结果应当是评语的一个模糊集合。
三、小电流接地选线多种方法综合的模糊处理与决策
对选线结果进行综合评判时，多种方法作为模糊综合评判的多个因素，例如：零序功率方向法、五次谐波法、相间工频变化量比较法、能量函数法、小波变换法等。假设5种方法的隶属函数组成的模糊集合为{μ1, μ2, μ3, μ4, μ5}，各方法权
重因子组成的模糊子集A={a 1, a 2, a 3, a 4, a 5}，且∑=5
1
i i a =1，模糊综合决断结果采用
如下算法：b=∑=?5
1
)(i i i a μ
§3.2 小波变换的应用
一、小波变换的概念
傅立叶变换：将一个复杂的信号函数x(t)变换成频率不同的简单的正弦信号函数，原信号函数可由这些频率不同的正弦信号函数组合（相加或积分）而得到。
小波变换：将一个复杂的函数变换成位移不同、伸缩尺度不同的简单的基本小波函数，原函数可由这些小波函数重构而获得。
小波变换定义：设x(t)为平方可积函数，ψ(t)是被称为基小波或母小波的函数，则：WT x (a,τ)=
?-?dt a t t x a )()(1*τψ= < x(t),ψaτ(t) > 其中：ψaτ(t)=)(1
a t a τ
ψ-是基小波ψ(t)的位移与尺度伸缩，τ反映位移，a 是尺
度因子(a>0)。
二、小波变换在小电流接地选线中应用
小电流接地系统单相接地时，故障电流由接地点经各线路对地电容及中性点消弧线圈构成接地回路，其中突变的故障暂态信号数值较大，且含有大量的高频分量，而稳态信号的数值相对较小。因此利用暂态信号作为故障特征量将有利于接地故障的检测。
小波分析可对信号进行精确分析，特别是对暂态突变信号和微弱信号的变化较敏感，能可靠地提取出故障特征。
在小电流接地选线中应用小波变换时，采用多分辨率分解，经分解后得到各尺度（分辨率）上的一系列细节分量。一般相对较大尺度的低频信号成分代表了故障的暂态过程，能够体现故障特征且幅值较大。因此，我们可从各尺度细节分量中选出模最大的信号所在的尺度，以该尺度的信息作为选线的数据，在该尺度上模值较大且相位与其他线路的相反，则为故障线路。
§3.3 保护中故障分量的应用
故障分量的应用有利于改善保护的性能。
故障分量的获取：微机保护利用本时刻采样点的值与整数个周波前的采样点的值相减来获得：Δi k=|i k－i k-N|；Δu k=|u k－u k-N| （N：一个周波内的采样点数）
一、故障分量用于距离保护—工频变化量阻抗元件
动作条件：|?U op| > |U k[0] |
工作电压：?U op =?U M－?I M · Z zd（Z zd：整定阻抗）
故障前所测电压：U k[0]
(1)、正方向k点短路时：
U k[0] = ?U k =－?I M · ( Z M + Z kk ) ?U M =－?I M · Z M
?U op =?U M－?I M · Z zd =－?I M · ( Z M + Z zd )
当Z kk < Z zd时，故障点在保护范围内，此时|?U op| > |U k[0] |，保护动作
当Z kk > Z zd时，故障点在保护范围外，此时|?U op| < |U k[0] |，保护不动作(2)、反方向k点短路时：
U k[0] = ?U k =?I M · ( Z MN + Z N + Z kk) ?U M =?I M ·( Z MN + Z N)
?U op =?U M －?I
M · Z zd =?I M · ( Z MN + Z N －Z zd ) 可见：|?U op | < |U
k[0] |，保护不动作 特点：
动作速度快（反映工频变化量）
躲过渡电阻能力强（正向故障相当于偏移特性）
无死区和超越动作问题（正向故障偏移特性，反向故障抛圆特性）
不受振荡影响（反映工频变化量）
二、工频变化量快速方向高频保护（工频变化量快速方向元件）
正向工频变化量方向元件?F φφ+的动作条件：
270° > φ+ >90°， φ+=arg zd M zd M M Z I CZ I U ??+??-?????
??...
(C ：补偿系数；下标φφ：代表AB 、BC 、CA 相)
反向工频变化量方向元件?F φφ－的动作条件：
270° > φ－ >90°， φ－=arg
zd M M Z I U ??-?????..
(1)、正方向k 点短路时：
?U M.φφ=－?I M.φφ·Z M
φ+=180°，?F φφ+动作；φ－=0°，?F φφ－不动作。
(2)、反方向k 点短路时：
?U M.φφ=?I M.φφ·(Z MN +Z N )
φ+=0°，?F φφ+不动作；φ－=180°，?F φφ－动作。
§3.4 输电线路行波保护及行波测距
一、行波测距
在输电线路发生故障时,故障产生的电压、电流行波(下面以电流行波为例)在故障点及母线之间来回反射。装设于母线处的测距装置接入来自电流互感器二次侧的暂态行波信号,使用高通滤波器滤出行波波头脉冲,形成如图所示的电流行波波形。由于母线波阻抗一般低于线路波阻抗,电流行波在母线与故障点都是产生正反射,故障点反射波与故障初始行波同极性。母线处感受到的故障初始行波脉冲与由故障点反射回来的行波脉冲之间的时间差Δt 对应行波在母线与故障点之间往返一趟的时间,可以用来计算故障距离。
设线路长度为L ，行波速度为v ，故障初始行波与由故障点反射波到达母线的时间分别为T S1,T S2,则故障距离X S 为：
X S =21
v ·Δt=21v ·(T S2- T S1)
由于行波速度极快，行波测距的可行性关键在于准确测量出T S1、T S2，采用全球定位定时系统GPS ，使行波测距实用化。
二、行波保护
1、行波保护的基本概念
线路故障时，故障点将产生向两侧传播的暂态电磁波——行波（包括电压行波和电流行波），并且行波在波阻抗的不连续点（如母线、故障点等）将产生折反射，行波保护通过对行波信号的提取和分析，从而建立判据构成保护。
2、行波保护的优点：
*动作速度快
*不受过渡电阻的影响
*不受电流互感器饱和的影响
*不受系统振荡和长线路分布电容的影响等
3、行波保护基本原理
(1)有通道行波保护：
①方向行波保护：
（线路内部故障） （线路外部故障）
内部故障时：m 、n 两侧感受到的初始行波的传播方向一致：皆为：线路→母线 外部故障时：m 、n 两侧感受到的初始行波的传播方向相反：
m 侧：母线→线路；n 侧面：线路→母线
保护测量端行波方向的判别：
*极性比较法：
保护区正向故障：保护测量端初始电压行波和电流行波的极性相反。 保护区反向故障：保护测量端初始电压行波和电流行波的极性相同。 *顺序比较法：
（行波传播速度：a=1/00C L ，L 0，C 0：线路单位电感，电容）
m 端正向故障：在时间（0，3X d /a ）内，入射波（反向行波）与反射波（正向行波）几乎同时测到（在时间Xd/a 附近）
m 端反向故障：在时间（0，(X’d +2X mn )/a ）内，正向行波在X’d /a 时先出现，经时间2X mn /a 后反向行波才出现。
*判别式法：
判别式：F=22)(1)(dt di Z dt du i Z u m c m m c m -+-ω （线路波阻抗Z c =00/C L ） （u m 、i m ：m 端所测电压、电流行波；）
m 端正向故障：F>0
m 端反向故障：F=0
*电流极性比较法：
比较线路两端初始电流行波的极性来区分线路内、外故障。
此法不需要测量电压行波来判别方向，构成简单，但对通道的传输速度依赖性较大。
②行波差动保护：
基本原理：由完好线路一端（M端）出发的正向行波经延时后到达另一端（N端），正向行波的形状及大小是基本不变的。
令正向动作量：p = i mf(t-τ)－i nf(t)
τ：正向行波由m端传播到n端所需时间
i mf(t-τ)：m端在t-τ时刻的正向行波
i nf(t)：n端在t时刻的正向行波
线路内部无故障时：正向动作量p=0 < ξ（门槛值）
线路内部故障时：正向动作量（等于故障点暂态电流）p > ξ
(2)无通道行波保护：
①行波距离保护：即采用行波测距的方法；并可辅助以行波能量来精确区分正向本线路末端和正向下条线路出口。
②行波噪声保护：
利用改造过的阻波器堵某一频率（例如75kHz）的行波，利用改造过的耦合电容器（带通滤波器）提取该频率行波。则线路外部故障时检测不到该频率行波分量；而内部故障时却能检测到该行波分量。
4、行波保护的难点及相应手段：
* 行波信号的不稳定性（行波幅度与故障发生前瞬间电压的瞬时值有关，行波的反射、折射与母线的结构有关）
两端测量的行波保护受母线结构影响较小；另外，考虑到母线电容和线路阻波器等一次设备的作用，不同频率分量的行波在线路区内、区外故障时的折射及反射特点不同，因此利用不同频率分量的行波可有效地克服母线结构的影响。* 对行波故障特征信息的提取需要较强的数学分析手段
运用小波分析等数学手段。
* 对技术条件要求较高
采用光互感器OCT、OPT，采用高速数据采集技术和数字信号处理技术，利用GPS技术。
* 断路器分合闸、雷击等行波干扰：在检测原理及信号提取手段上予以改进。
§3.5 输电线的光纤保护
由于高频通道的传输衰耗大，抗干扰能力较低，使高频通道难以正确传送电流的幅值（或瞬时值）大小，因此高频保护只是比较两端电流的相位（相差高频）或功率方向（方向高频），而不进行两端电流大小的比较，从而没有充分利用电流的全部信息，造成在某些特殊情况下高频保护的性能较差，甚至拒动。
光纤传输的特点：衰耗小、干扰小、传输容量大。
一、光纤通道
1、光纤材料：二氧化硅
2、按光的传输模式分：
单模光纤：纤芯较细，只传一种模式的光。传输距离远，但带宽窄，对稳定性要求高。
多模光纤：纤芯较粗，可传多种模式的光。传输距离受限。
3、保护用光纤：使用单模光纤，采用1.3微米波长的光波。
4、电力用光缆敷设方式
*埋地式：直埋于地下
*缠绕式：光缆缠绕在高压输电线上
*悬挂式：并行悬挂在高压输电线上
*复合地线式（架空地线与光缆合）：外层为金属保护层作避雷线，内芯为绞制的光纤。
二、光纤保护两种方式
1、光纤纵差（电流纵差）：主要用于较短的重要输电线路
利用纵差原理，光纤通道传送两端电流的全信息（大小及相位，或瞬时值），通过比较两端电流全信息来确定保护的动作行为。一般采用分相电流纵差。
分相电流纵差基本原理：将线路两端的A相、B相、C相、零序4组电流分别进行纵差动比较。
纵差动比较基本判据：
| i m + i n |－K| i m－i n |≥ I d
动作量制动量
i m、i n：本端及对端电流
K：制动系数（0 I d：电流定值 2、光纤纵联：主要用于较长的输电线路 与高频方向保护原理相同，仅用光纤通道代替高频通道。 按纵联信号性质分为：闭锁式和允许式 §3.6 自适应保护 一、自适应保护概念 自适应保护是20世纪80年代提出的较新研究课题。 1、自适应问题的提出 以电流速断保护为例： 整定原则：为保证选择性应躲过下条线路出口短路时出现的最大短路电流（最大运行方式下三相短路）。整定值：I dz.1 = K k·I(3)d.B.max 线路在最大运行方式下发生三相短路时的保护范围为l max 当线路在最小运行方式下发生两相短路时：保护范围↓(l min)，即灵敏度↓若能跟踪系统运行方式及故障类型来实时调整保护整定值，则在线路最小运行方式下两相短路时，自动减小整定值I dz.1→保护范围↑ 2、自适应保护定义：能根据电力系统运行方式变化（负荷的变化、设备的投切、发电机出力变化等）和故障类型、故障状态的变化而实时改变保护的性能、特性或整定值的保护。 二、自适应保护作用和意义 自适应保护的宗旨在于改善保护的性能。 1、自适应功能在传统保护中已然有所体现。例如： (1)、采用记忆作用消除方向阻抗元件的死区 线路正方向出口短路时，电压U J≈0→测量阻抗Z J≈0→保护拒动，出现死区。保护采用记忆电压（记忆故障前运行时电压），使得： *正方向故障时的动作特性变为偏移特性，包含坐标原点，从而消除了死区。 *反方向故障时的动作特性变为第一象限内的抛圆特性，确保反向故障不误动。 正方向故障时动作特性反方向故障时动作特性 (2)、比率制动式变压器纵差保护： 保护的动作电流I dz随制动电流I zh增大而增大。 *变压器外部故障时，I zh大→I dz大，保护不会误动 *变压器内部故障时，I zh↓→I dz↓，保护动作灵敏度↑ 2、当前提出自适应保护的意义 自适应保护关键在于故障发生时，如何快速、准确地判断出系统的当前运行方式和故障类型。 尽管常规保护中也存在某些自适应功能，但由于技术条件等方面的限制，常规保护难以实时地、准确地判断系统运行方式及故障类型，因此，自适应功能的局限性非常大，根本算不上真正意义上的自适应保护。 微机保护的出现及网络技术的进步，为自适应保护提供了广阔的发展空间。微机的海量存储功能、永久记忆功能和高速计算功能为实时判别系统运行方式和故障类型、故障状态提供了有力的保障。利用网络技术完成电力系统中的多点间通讯，可综合更多的信息以实现更强及更全面的自适应判断和自适应功能。三、自适应保护的发展趋势 目前自适应保护还处在研究开发的初期，但一些研究成果及应用已充分展示了自适应保护的优越性，自适应保护的发展将有利于保护性能的提高： (1)、保护性能的最佳化 (2)、整定计算的在线化（离线→在线，个别在线→全面在线） (3)、使用简便化 四、目前自适应保护应用举例 1、电流速断保护的自适应 电流速断保护的自适应关键在于实时判断出系统运行方式（即保护安装处到系统电源之间的等效内阻抗）及相间故障类型（两相短路还是三相短路）： 系统电源的等效内阻抗：可利用故障分量（故障后的测量量与故障前测量量的差）来实时计算。 相间故障类型：可利用是否出现稳定的负序分量来判断是否为两相短路。2、距离保护在重合闸动作后的特性自适应调整 线路距离保护的第一段一般采用方向阻抗元件，为消除死区而采用了记忆作用。而220KV及以上电网，其距离保护电压通常引自线路侧TV，当线路故障，两端保护跳闸后，在自动重合闸过程中，由于线路上已失压，记忆作用消失，导致保护又存在死区，无法切除线路出口的永久性故障。 自适应措施：在重合闸过程中自动将阻抗元件的动作特性调整为包含坐标原点的偏移特性，以消除出口永久性短路的死区。 3、方向性零序电流II段，距离II段的动作整定值在有线路分支时的自适应 常规方向性零序电流II段、距离II段保护当线路有分支时，为保证本线路保护与下条线路保护的选择性配合，分支系数应按最小值考虑，这将造成保护范围有所缩小。 自适应措施：根据运行中分支电路断路器的开合情况，自动修正分支系数，从而自动调整保护动作整定值，使保护范围有所提高。 4、故障类型、状态的实时判别 微机保护利用采集的电流、电压的采样信息，通过算法和逻辑判断，确定故障类型，而且可判断发展性故障。 例如： 接地故障判据：ΔI0> ε1且I0> ε2 单相接地故障判据： m|ΔI b－ΔI c|<|ΔI a－ΔI b|且m|ΔI b－ΔI c|<|ΔI c－ΔI a|，判A相接地 m|ΔI c－ΔI a|<|ΔI b－ΔI c|且m|ΔI c－ΔI a|<|ΔI a－ΔI b|，判B相接地 m|ΔI a－ΔI b|<|ΔI c－ΔI a|且m|ΔI a－ΔI b|<|ΔI b－ΔI c|，判C相接地 两相故障判据： |ΔI b|>|ΔI a| 且|ΔI c|>|ΔI a|，则为B，C两相短路 |ΔI c|>|ΔI b| 且|ΔI a|>|ΔI b|，则为C，A两相短路 |ΔI a|>|ΔI c| 且|ΔI b|>|ΔI c|，则为A，B两相短路 5、发电机自适应定子接地保护 (1)、常规定子接地保护特点 100%定子接地保护：由零序电压保护和三次谐波电压保护组成 常规三次谐波电压保护动作条件：U3T > U3N U3T：机端三次谐波电压；U3N：中性点三次谐波电压 常规改进型动作条件：|U3T－K p·U3N|>K g·|U3N| K p、K g皆为定值，其中K p为复系数 (2)、自适应定子接地保护 系数自调整（自适应）式三次谐波电压保护： 用跟踪采样值得到的自适应系数：N c(t-t c)= U3S(t-t c)/U3N(t-t c)来代替常规改进型动作条件中的定值K p，有利于提高保护灵敏度。 动作条件： |U3T(t)－N c(t-t c)·U3N(t)|>K g·|U3N(t)| （t c：计算周期，可根据情况选择1~2周波） §3.7 广域保护 一、电力系统的安全稳定 1、电网稳定分三大类： * 暂态稳定（包括功角稳定、低频振荡、暂态电压稳定） * 中长期快速电压稳定 * 频率稳定 2、实时控制，保障电网稳定的“三道防线”： (1)、电网在发生常见的单一严重故障时，依靠快速可靠的继电保护与有效的预防性控制措施，以减少故障冲击，保持电网稳定运行和电网的正常供电。此为故障后保障电网安全性的第一道防线。 (2)、电网在发生概率较低的严重故障以及在元件保护误动、拒动和出现一系列偶然事故迭加时，采用稳定控制装置及切机、切负荷等紧急控制措施继续保持稳定运行。此为故障被切除后保障电网稳定性的第二道防线。 (3)、当电网遇到概率很低的多重严重事故使稳定破坏时，设置失步解列、频率及电压紧急控制装置，防止事故扩大而引发大面积停电。此为安全防御体系的第三道防线。 3、安全稳定控制措施（装置） 自动重合闸、备用电源自投、自动切负荷、自动按频率（电压）减负荷、控制无功补偿、快速励磁调节、发电机快减（增）出力、发电厂事故切机、短时电气制动、调相改发电、抽水蓄能改发电、电网自动解列等 二、广域保护提出的背景 1、电力系统大规模、远距离输电→系统稳定问题突出 2、电力市场的出现，引入竞争，为追求各自利益而减少投资，疏于电网建设，导致电网运行状态趋于稳定运行极限。 3、传统的分散而孤立的保护及安全自动装置相互之间缺乏有效的协调，在某些情况下（如发生连锁故障时）会恶化系统运行状况，甚至成为造成系统崩溃的原因。 （教训：1996年北美大停电，2003年8月14日：美加大停电） 三、广域保护（稳控系统）概念 1、广域保护（W AP）定义：基于广域测量系统（W AMS）及在线动态安全分析，依赖电力系统多点的信息，对故障进行快速、可靠、精确的切除，同时分析故障切除对系统安全稳定运行的影响，并采取相应的自动控制措施，从而同时实现继电保护和自动安全控制功能的系统。 2、国际大电网会议规定的时间划分图： 四、广域保护与常规意义保护的主要区别 1、常规意义保护： 主要目的是通过跳闸，隔离故障，保证设备、人员安全；信息一般采取就地测量，所获信息相对单一；作用对象明确而简单（因此可制成统一的通用装置）。 2、广域保护： 主要目的是通过调整机组、负荷的有功、无功、节点电压，投切机组、负荷及相关补偿设备等，保证电网故障后仍能保持所需的安全稳定工况。信息获取依赖于广域测量，信息多且复杂；作用对象不明确（难以制造统一的通用装置）。 五、广域保护的功能及性能要求 1、广域保护的功能： (1)、通过采集电网各接点数据，经计算后确定一定的控制手段以维持电网的安全稳定运行。 (2)、实时掌握和充分利用电网的输电能力。 (3)、提供更准确的电网规划方案。 2、广域保护的性能要求： 可测性、选择性、安全性（不误动，不需要时可随时退出）、可靠性（不拒动）、 Relay protection development present situation [ Key word ] relay protection present situation development，relay protections future development. [ Abstract ] reviewed our country electrical power system relay protection technological development process, has outlined the microcomputer relay protection technology achievement, proposed the future relay protection technological development tendency will be: Computerizes, networked, protects, the control, the survey, the data communication integration and the artificial intellectualization. 1 relay protection development present situation. The electrical power system rapid development to the relay protection proposed unceasingly the new request, the electronic technology, computer technology and the communication rapid development unceasingly has poured into the new vigor for the relay protection technology development, therefore, the relay protection technology is advantageous, has completed the development 4 historical stage in more than 40 years time. After the founding of the nation, our country relay protection discipline, the relay protection design, the relay manufacture industry and the relay protection technical team grows out of nothing, has passed through the path in about 10 years which advanced countries half century passes through. The 50's, our country engineers and technicians creatively absorption, the digestion, have grasped the overseas advanced relay protection equipment performance and the movement technology , completed to have the deep relay protection theory attainments and the rich movement experience relay protection technical team, and grew the instruction function to the national relay protection technical team's establishment. The acheng relay factory introduction has digested at that time the overseas advanced relay manufacture technology, has established our country relay manufacturing industry. Thus our country has completed the relay protection research, the design, the manufacture, the movement and the teaching complete system in the 60's. This is a time which the mechanical and electrical relay protection prospers, was our country relay protection technology development has laid the solid foundation. 继电保护技术的历史现状及发展 电力系统在生产过程中，伴随着各类故障，而在发生故障时往往会造成很严重的后果。例如：电力系统电压大幅度下降，电气设备无法正常工作。或者故障处有很大的短路电流，产生的电弧烧坏了电气设备。还可能破坏发电机的并列运行的稳定性，引起电力系统震荡甚至使整个系统失去稳定而解列瓦解。所以，如何防止故障的发生对整个电力系统就显的尤为重要。因此，通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全连续的供电的继电保护装置就成为了电力系统中的重要一环。 继电保护装置是电力系统的重要组成部分。对保证电力系统的安全经济运行，防止事故发生和扩大起到关键性的决定作用。由于电力系统的特殊性，电气故障的发生是不可避免的。一旦发生局部电网和设备事故，而得不到有效控制，就会造成对电网稳定的破坏和大面积停电事故。现代化大电网对继电保护的依赖性更强，对其动作正确率的要求更高。 一、继电保护技术的发展历史 继电保护技术与当代新兴科学技术相比，继电保护技术已经是相当古老了，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。电力系统在飞速发展的同时，也对继电保护装置不断提出新的要求。电子技术、计算机技术与通信技术的快速发展又为继电保护技术不断地注入了新的活力。继电保护技术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点。到现在，继电保护技术已经经过了机电式、半导体式、微机式等三个发展阶段。 1、机电式 18世纪末人类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。19世纪初，随着电力系统的发展，继电器被广泛应用于电力系统的保护。这个时期被认为是继电器保护技术发展的开端。1905～19O8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年代末现在普遍应用的继电保护原理基本上都已建立。 2、半导体式 20世50年代后，随着晶体管的发展，出现了晶体管保护装置。这种保护装置体积小，动作速度快，无机械转动部分，经过20余年的研究与实践，晶体管 浅谈电力系统继电保护技术以及其发展历程和前景展望 摘要:回顾了电力系统继电保护技术的发展过程,对我国继电保护技术的现状进行了分析和 讨论,概述了微机继电保护技术的成就,指出其与传统的继电保护相比所具有的优点。展望了未来继电保护技术的发展方向和前景。 关键词:继电保护运行现状发展前景 1、我国电力系统 继电保护技术的发展现状继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的，它与电力系统对运行可靠性要求的不断提高密切相关。熔断器就是最初出现的简单过电流保护，时至今日仍广泛应用于低压线路和用电设备。由于电力系统的发展，用电设备的功率、发电机的容量不断增大，发电厂、变电站和供电网的结线不断复杂化，电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大，熔断器已不能满足选择性和快速性的要求，于是出现了作用于专门的断流装置的过电流继电器。本世纪初随着电力系统的发展，继电器才开始广泛应用于电力系统的保护。这个时期可认为是继电保护技术发展的开端。 自本世纪初第一代机电型感应式过流继电器(1９01年)在电力系统应用以来,继电保护已经经历了一个世纪的发展。在最初的二十多年里,各种新的继电保护原理相继出现，如差动保护（19０8年）、电流方向保护(1910年)、距离保护(1９23年）、高频保护（1927年),这些保护原理都是通过测量故障发生后的稳态工频量来检测故障的。尽管以后的研究工作不断发展和完善了电力系统的保护,但是这些保护的基本原理并没有变，至今仍然在电力系统继电保护领域中起主导作用。 继电保护装置是保证电力系统安全运行的重要设备。满足电力系统安全运行的要求是继电保护发展的基本动力。快速性、灵敏性、选择性和可靠性是对继电保护的四项基本要求。 https://www.doczj.com/doc/7815925879.html, 继电保护测试仪检验报告 DEJB-H全自动继电保护测试仪是鼎升电力早期根据现场继电保护的测试要求以及GB7261-2008,DL/T995- 2006标准支持，研发的一款全自动智能化继电保护校验测试仪。 全自动继电保护测试仪采用单片微机技术，由自动同期数字毫秒表，逻辑控制单元，多功能数显单元，高精度数据采集及处理单元，电流、电压输出单元，继保测试仪具有过载及超量程保护单元部分组成，自动显示打印，测试过程中只需正确接好测试线，便可自动测试，整机精度≤1%是校验继电保护装置理想的测试仪。 技术参数 1．交流电压输出： 0～250V连续可调，最大输出容量600VA,过量程保护260V，误差为±1% 2．交流电流输出： 0～50A，0～100A连续可调，误差为±1% 0～50A时，开路电压5V 0～100Ａ时，开路电压10V。过载保护动作电流120A 3．直流电压输出： 0～250V连续可调，最大电流2A，过量程保护260V,过载保护动作电流 2.1A±5%。误差为±1% 4．直流电流输出 0～200mA 0～5 A连续可调，误差为±1% 0～200mA时，开路电压48V，过载保护动作电流230mA 0～5A时，开路电压24V,过载保护动作电流5.2A 5．直流电压固定输出 单独输出110V或220V时,电流可达2.5A，但和交流电压电流，直流电 压同时输出时。其总容量不能超过600VA 6．数字毫秒表 最大量程：999秒 分辨率：0.1毫秒 精度：0.1%±1个字 以下为继电保护测试仪省级计量测试研究院检验报告 https://www.doczj.com/doc/7815925879.html, 浅谈继电保护的未来发展 未来继电保护技术发展的趋势是：计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。 标签：继电保护未来发展 0引言 继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。 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。原华北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。华中理工大学研制的微机保护也是从8位CPU，发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。 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，还应具有大容量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。在计算机保护发展初期，曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差，这个设想是不现实的。现在，同微机保护装置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。天津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。②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。⑧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网络化 计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域，也为各个工 目录 第一章 VENUS 测试软件快速入门 (1) 1软件功能特点 (1) 2 界面介绍 (1) 3试验界面介绍 (1) 4公共操作界面 (2) 5开始进行试验 (3) 6常规试验 (4) 7试验步骤 (5) 8 实验项目 (6) 第二章微机保护装置调试报告 (13) （一）WBTJ-821微机备自投保护装置 (13) 1.1 三段式复压闭锁电流保护 (14) 1.2 电流加速保护 (16) 1.3零序电流保护 (17) 1.4 零序加速保护 (18) 1.5 过负荷保护 (19) （二）WXHJ-803微机线路保护装置 (20) 2.1 差动保护调试 (21) 2.2 距离保护调试 (24) 2.3零序电流(方向)保护调试 (27) 2.4 重合闸调试 (31) （三）WHB-811变压器保护装置 (35) 3.1比率差动保护 (35) 3.2 过负荷保护 (38) 3.3 通风启动保护 (39) 3.4 有载调压闭锁保护 (40) 第三章实习总结 (41) 继电保护毕业调试实习 第一章 VENUS 测试软件快速入门 1软件功能特点 VENUS 测试软件是本公司经过多年的开发经验，全新开发的面向继电器的测试软件。 该软件包具有以下的功能特点: 模块化设计 灵活的测试方式 试验方式逐级进化 保护装置测试模板化 完整的报告解决方案 完整的测试模块 清晰的试验模块分类 完整的试验相关量的显示 试验帮助和试验模块对应 方便灵活的测试系统配置 2 界面介绍 界面布局 VENUS 继电保护测试仪第二版的主界面的布局如图所示，此界面分为左右两个部分，左边是试验方式选择栏，右边是试验方式控制栏。 在试验方式控制栏中有三个按钮代表三种不同的试验方式：元件试验、装置试验、电站综合试验，按下相应的按钮则表示将要用按钮所代表的试验方式进行试验。 试验控制栏--元件试验 在元件试验方式对应的控制栏的画面中按照常规试验、线路保护、发电机/变压器保护 三个部分分别列出了相应的试验模块，每个试验模块用一个图形按钮代表，在按钮的下方有试验模块的名称，用户只要用鼠标双击相应的试验模块按钮就可以直接进入试验界面。 3试验界面介绍 界面布局 从图中我们可以看出，试验界面分为：菜单、工具条、试验控制台、操作信息栏、任务 执行状态栏和状态条七个部分。 菜单 VENUS 测试软件的菜单栏位于界面的最上方，通过选择菜单中的菜单项，可以完成测 1 https://www.doczj.com/doc/7815925879.html, 微机继电保护技术现状 汇卓电力是一家专业研发生产微机继电保护测试仪的厂家，本公司生产的微机继电保护测试仪设备在行业内都广受好评，以打造最具权威的“微机继电保护测试仪“高压设备供应商而努力。 继电保护技术目前正向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用,新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中,以期取得更好的效果,从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展。 计算机化 https://www.doczj.com/doc/7815925879.html, 随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了个发展阶段从位单结构的微机保护问世,不到年时间就发展到多结构,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。 保护、控制、测量、数据通信一体化 在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。 目前,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资,而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在室外变电站的被保护设备旁,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质,还可免除电磁干扰。 现在光电流互感器和光电压互感器已在研究试验阶段,将来必然在电力系统中得到应用。在采用和的情况下,保护装置应放在距盯和最近的地方,亦即应放在被保护设备附近。和的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后,一方面用作保护的计算判断另一方面作为测量量,通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置,由此一体化装置执行断路器的操作。年天津大学提出了保护、控制、测量、 文章编号:10072290X(2003)0320011204 微机继电保护发展的历史、现状及其趋势 尹星光,韩荣珍 (广东省广电集团有限公司惠州供电分公司,广东惠州516001) 摘 要:电力系统继电保护经过长期发展,已经进入微机继电保护发展时期。为此,对微机继电保护的发展史作了简述,指出其与传统的继电保护相比所具有的优点。重点介绍了微机继电保护的新趋势,即自适应控制技术、人工神经网络、变电所综合自动化技术的应用。 关键词:继电保护;微机继电保护;自适应;人工神经网络 中图分类号:TM77:TP39 文献标识码:A Development of microprocessor2based relay protection: history,status quo and tendencies YIN Xing2guang,HAN Rong2zhen (Huizhou Power Supply Branch,GPG,Huizhou,Guangdong516001,China) Abstract:The relay protection of power system has entered the stage of microprocessor2based relay protection upon years of development. This paper describes the development history of microprocessor2based relay protection,and indicates its advantages over traditional means. The tendencies of microprocessor2based relay protection are stressed,which include the applications of adaptive control,artificial neural network(ANN)and substation integrated automation technology. K ey w ords:relay protection;microprocessor2based relay protection;self2adaptive;ANN 电力系统继电保护的发展经历了机电型、整流型、晶体管型和集成电路型几个阶段后,现在发展到了微机保护阶段。 1 微机继电保护的发展史 微机继电保护指的是以数字式计算机(包括微型机)为基础而构成的继电保护。它起源于20世纪60年代中后期,是在英国、澳大利亚和美国的一些学者的倡导下开始进行研究的。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,为后来的继电保护发展奠定了理论基础。计算机技术在70年代初期和中期出现了重大突破,大规模集成电路技术的飞速 收稿日期:2002208226发展,使得微型处理器和微型计算机进入了实用阶段。价格的大幅度下降,可靠性、运算速度的大幅度提高,促使计算机继电保护的研究出现了高潮。在70年代后期,出现了比较完善的微机保护样机,并投入到电力系统中试运行。80年代,微机保护在硬件结构和软件技术方面日趋成熟,并已在一些国家推广应用。90年代,电力系统继电保护技术发展到了微机保护时代,它是继电保护技术发展历史过程中的第四代。 我国的微机保护研究起步于20世纪70年代末期、80年代初期,尽管起步晚,但是由于我国继电保护工作者的努力,进展却很快。经过10年左右的奋斗,到了80年代末,计算机继电保护,特别是输电线路微机保护已达到了大量实用的程度。我国对计算机继电保护的研究过程中,高等院校和科研院所起着先导的作用。从70年代开始,华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电 第16卷第3期广东电力Vol116No13 2003年6月GUANG DONG E LECTRIC POWER J un12003 继电保护发展动态 §1 电力发展的前沿技术 一、分布式电源（Distributed Generation） 小型液体或气体燃料的内燃机 微型燃气轮机 各种工程用的无污染燃料电池。 二、大功率电力电子器件（High Power Electronics）的应用 可控整流器(SCR)、可关断的晶闸管(GTO)、MOS控制的晶闸管(MCT)、绝缘门极双极性三极管(IGBT)等大功率高压开关器件的开断能力↑。 大功率电力电子器件与现代控制技术的应用： 新一代的高压直流输电（HVDC）：采用可关断的电力电子器件代替换流变压器；消除可控整流的换流失败问题，从而可实现直流向孤立小系统的供电等。 灵活的交流输电（FACTS）：实现对电力系统功率潮流、电压、相位角、参数(如线路阻抗)的连续调节控制，大幅度提高输电线路输送能力和提高电力系统稳定水平，降低输电损耗。 定质电力技术（Custom Power Technology）：为特殊用户提供特定要求的电力供应的技术。如改善电压质量（拟制电压闪变、保持电压稳定），消谐等。 同步关断技术：利用由电子控制装置控制的电子开关实现同步关断（在电压或电流指定的相位断开或闭合电路），避免操作过电压及设备所受到的冲击。三、状态维修技术 状态维修技术（Condition Based Maintenance）包涵： 以设备或元件的可靠性（重要性）为中心的维修技术（Reliability Centered Maintenance） 基于状态检测的预测维修技术（Predictive Maintenance） 四、电磁兼容技术 电磁兼容（Electricity Magnetism Compatibility）是指设备或系统在所处的电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何其他事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。电磁兼容技术是一门迅速发展的交叉学科，涉及电子、计算机、通信、航空航天、铁路交通、电力、军事以至人民生活各个方面。 继电保护技术的历史现状及发展 继电保护技术的历史现状及发展 电力系统在生产过程中，伴随着各类故障，而在发生故障时往往会造成很严重的后果。例如：电力系统电压大幅度下降，电气设备无法正常工作。或者故障处有很大的短路电流，产生的电弧烧坏了电气设备。还可能破坏发电机的并列运行的稳定性，引起电力系统震荡甚至使整个系统失去稳定而解列瓦解。所以，如何防止故障的发生对整个电力系统就显的尤为重要。因此，通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全连续的供电的继电保护装置就成为了电力系统中的重要一环。 继电保护装置是电力系统的重要组成部分。对保证电力系统的安全经济运行，防止事故发生和扩大起到关键性的决定作用。由于电力系统的特殊性，电气故障的发生是不可避免的。一旦发生局部电网和设备事故，而得不到有效控制，就会造成对电网稳定的破坏和大面积停电事故。现代化大电网对继电保护的依赖性更强，对其动作正确率的要求更高。 一、继电保护技术的发展历史 继电保护技术与当代新兴科学技术相比，继电保护技术已经是相当古老了，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。电力系统在飞速发展的同时，也对继电保护装置不断提出新的要求。电子技术、计算机技术与通信技术的快速发展又为继电保护技术不断地注入了新的活力。继电保护技术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点。到现在，继电保护技术已经经过了机电式、半导体式、微机式等三个发展阶段。 1、机电式 18世纪末人类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。19世纪初，随着电力系统的发展，继电器被广泛应用于电力系统的保护。这个时期被认为是继电器保护技术发展的开端。1905～19O8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年代末现在普遍应用的继电保护原理基本上都已建立。 2、半导体式 20世50年代后，随着晶体管的发展，出现了晶体管保护装置。这种保护装置体积小，动作速度快，无机械转动部分，经过20余年的研究与实践，晶体管 电力系统微机继电保护的现状及发展趋势 系别机电工程学院 专业班级电气工程及其自动化 学生姓名XXX 学号XXXXXXXXX 目录 目录 (1) 前言 (2) 一、微机继电保护的特点 (2) 二、微机继电保护的发展史 (3) 三、我国继电保护的现状 (4) 四、继电保护的未来发展 (5) 五、结束语 (7) 前言 继电保护技术是向着计算机化、智能化和数据通信一体化的方向发展。随着计算机硬件的快速发展。电力系统对微机保护的要求也在不断的提高当中，继电保护装置应该具有大容量的数据的长期存放的一个空间，这样才能够做到需要的时候快速处理这些数据，：还要有强大的通信能力，这样能够与其他保护和控制的装置来共享所有数据的信息，使得继电保护装置能够具备计算机的所欲功能。为了保证整个电力系统能够安全运行，各个保护单元要能够协调工作，所以，实现微机保护装置的网络化是势在必行的。大量电缆的投资很大，使得二次回路很复杂，但是如果利用数据通信一体化的计算机装置安装保护设备，通过计算机网络可以免除大量的控制电缆。 随着社会的不断发展，继电保护技术的发展也在不断网络化和智能化这对继电保护的技术提出了新的挑战，所以我们要对继电保护装置进行维护来使设备正常运行，从而提高整个电力系统的安全性。 一、微机继电保护的特点 研究和实践证明，与传统的继电保护相比较，微机保护有许多优点，其主要特点如下： 1．改善和提高继电保护的动作特征和性能，动作正确率高。主要表现在能得到常规保护不易获得的特性；其很强的记忆力能更好地实现故障分 量保护；可引进自动控制、新的数学理论和技术，如自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络等，其运行高正确率也已在实践中得到证明。 2．可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等，可以方便地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。 3．工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用，制造容易统一标准；装置体积小，减少了盘位数量；功耗低。 ( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2021新版浅析电力系统继电保护技术的现状与发展 Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times. 2021新版浅析电力系统继电保护技术的现 状与发展 【摘要】回顾了我国电力系统继电保护技术发展的过程，概述了微机继电保护技术的成就，提出了未来继电保护技术发展的趋势是：计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。 【关键词】继电保护现状发展 1继电保护发展现状 电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，因此，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。 建国后，我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业 和继电保护技术队伍从无到有，在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术，建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术，建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。 自50年代末，晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护，运行于葛洲坝500kV线路上，结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。 在此期间，从70年代中，基于集成运算放大器的集成电路保护 电力系统继电保护技术的发展历程和前景展望 摘要：本文主要对电力系统继电保护技术的原理、发展及其前景做一系统性梳理和分析。 关键词：电力；继电保护；技术发展 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、小波理论等在电力系统各个领域都得到了应用。在继电保护领域的应用的研究也在蓬勃发展。本文主要对电力系统继电保护技术的原理、发展及其前景做一系统性梳理和分析。 一、线路的继电保护原理与技术 在电力系统中，线路包括高压、超高压及特高压的输电线路和中低压的配电线路，从继电保护的角度出发，主要分为以下三类： （1）6～66kV的中低压配电线路； （2）110kV的输配电线路； （3）220kV及以上电压等级的高压输电线路。 这三种类型线路的继电保护在原理上和构成上有很大的差异： （1）6～66kV的中低压配电线路一般为单电源、辐射状的小电流接地系统线路，故障形式只有三相故障和两相故障两种形式（ABC三相故障或AB、BC、CA两相故障）。保护一般为电流电压保护，特殊情况下为方向性电流电压保护、距离保护或纵联保护。主要问题是速断保护区短，线路大部分的故障需要经过延时切除。 配电线路的继电保护解决问题的思路： 1）微机保护采用后，简单、经济、可靠不再是电流电压保护的独特优点； 2）配电系统全面推广应用距离保护；（技术上没有困难，不增加复杂程度，除应该考虑TV断线闭锁外，基本没有负面影响） 2）纵联保护原理应用于配电线路保护。（主要考虑用低成本的通信手段传输继电保护的信息，可用的手段包括：导引线、复用光纤、无线电台、移动通信、无线宽带技术等） （2）110kV的输配电线路一般为大电流接地系统的单电源辐射状网络，部分线路末端可能接有小的分散电源；故障的形式包括：三相故障、两相故障、两相接地故障、单相接地故障共有不同相别的十种故障类型；采用的保护一般为三段式相间距离保护、三段式接地距离保护、多段式（方向）零序电流保护；末端带有分散电源时，或线路接于较为重要的母线时，可采用纵联保护。该电压等级线路的继电保护原理和技术都比较成熟，性能基本满足要求[1]。主要问题成套保护后，只有原理上的后备保护，没有设备上的近后备保护。 华北电力大学 继电保护与自动化综合 实验报告 院系班级 姓名学号 同组人姓名 日期年月日 教师肖仕武成绩 Ⅰ. 微机线路保护简单故障实验 一、实验目的 通过微机线路保护简单故障实验，掌握微机保护的接线、动作特性和动作报文。 二、实验项目 1、三相短路实验 投入距离保护，记录保护装置的动作报文。 2、单相接地短路实验 投入距离保护、零序电流保护，记录保护装置的动作报文。 三、实验方法 1 表1- 1 2、三相短路实验 1) 实验接线 图1- 1 表1- 2 表1- 3 三相短路故障，距离保护记录 4) 保护动作结果分析 R=5.0Ω，X=1.0Ω时，距离保护I段动作，故障距离L=20.00 R=5.0Ω，X=3.3Ω时，距离保护II段动作，故障距离L=74.00 R=5.0Ω，X=6.0Ω时，距离保护III段动作，故障距离L=136.00 3、单相接地短路实验 1) 实验接线 见三相短路试验中的图1-1 2) 实验中短路故障参数设置 见三相短路试验中的表1-2 表1- 4 A相接地故障，保护记录 4) 报文及保护动作结果分析 R=5.0Ω，X=1.0Ω时，距离保护I段动作，故障距离L=20.00 R=5.0Ω，X=3.3Ω时，距离保护II段动作，故障距离L=77.50 R=5.0Ω，X=6.0Ω时，距离保护III段动作，故障距离L=142.00 四、思考题 1、微机线路保护装置161B包括哪些功能？每个功能的工作原理是什么？与每个功能相关的整定值有哪些？ 功能：距离保护，零序保护，高频保护，重合闸 1）距离保护是反应保护安装处到故障点的距离，并根据这一距离远近而确定动作时限的一种动作 距离保护三段1段：Z1set=（0.8~0.85）Z l，瞬时动作 2段：Z1set=K（Z l+Z l1）,t=0.05 1 绪论 1．继电保护的用途有哪些？ 答：（1）当电力系统中发生足以损坏设备或危及电网安全运行的故障时，继电保护使故障设备迅速脱离电网，以恢复电力系统的正常运行。 （2）当电力系统出现异常状态时，继电保护能及时发出报警信号，以便运行人员迅速处理，使之恢复正常。 2．什么是继电保护装置？ 答：指反应电力系统中各电气设备发生的故障或不正常工作状态，并用于断路器跳闸或发出报警信号的自动装置。 3．继电保护快速切除故障对电力系统有哪些好处？ 答：（1）提高电力系统的稳定性。 （2）电压恢复快，电动机容易自启动并迅速恢复正常，从而减少对用户的影响。 （3）减轻电气设备的损坏程度，防止故障进一步扩大。 （4）短路点易于去游离，提高重合闸的成功率。 4．什么叫继电保护装置的灵敏度？ 答：保护装置的灵敏度，指在其保护范围内发生故障和不正常工作状态时，保护装置的反应能力。 5．互感器二次侧额定电流为多少？为什么统一设置？ 答：5A/1A。便于二次设备的标准化、系列化。 6．电流互感器影响误差的因素？ 答：（1）二次负荷阻抗的大小。 （2）铁心的材料与结构。 （3）一次电流的大小以及非周期分量的大小。 7．当电流互感器不满足10%误差要求时，可采取哪些措施？ 答：（1）增大二次电缆截面。 （2）将同名相两组电流互感器二次绕组串联。 （3）改用饱和倍数较高的电流互感器。 （4）提高电流互感器变比。 8．电流互感器使用中注意事项？ 答：（1）次回路不允许开路。 （2）二次回路必须有且仅有一点接地。 （3）接入保护时须注意极性。 9．电流互感器为什么不允许二次开路运行？ 答：运行中的电流互感器出现二次回路开路时，二次电流变为零，其去磁作用消失，此时一次电流将全部用于励磁，在二次绕组中感应出很高的电动势，其峰值可达几千伏，严重威胁人身和设备的安全。再者，一次绕组产生的磁化力使铁芯骤然饱和，有功损耗增大，会造成铁芯过热，甚至可能烧坏电流互感器。因此在运行中电流互感器的二次回路不允许开路。 10．继电器的概念，基本要求？ 答：（1）概念：继电器是一种能自动执行断续控制的部件，具有对被控电路实现“通”、“断”控制的作用。 （2）基本要求：工作可靠，动作过程满足“继电特性”。 国家电网公司物资采购标准（电气仪器仪表卷继电保护测试仪册） 继电保护测试仪 通用技术规范 （编号：1302073-0000-00） 国家电网公司 二〇一八年一月 目录 1. 总则 (1) 2 性能要求 (2) 3 主要技术参数 (2) 4 外观和结构要求 (2) 5 验收及技术培训 (2) 6 技术服务 (3) 1. 总则 1.1 一般规定 1.1.1 投标人应具备招标公告所要求的资质，具体资质要求详见招标文件的商务部分。 1.1.2 投标人须仔细阅读包括本技术规范（通用部分和专用部分）在内的招标文件阐述的全部条款。投标人提供的继电保护测试仪应符合招标文件所规定的要求。 1.1.3 本招标文件采购标准规范提出了对继电保护测试仪技术上的规范和说明。 1.1.4 本招标文件提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，投标人应提供符合本采购标准规范引用标准的最新版本标准和本招标文件技术要求的全新产品，如果所引用的标准之间不一致或本招标文件所使用的标准与投标人所执行的标准不一致时，按要求较高的标准执行。 1.1.5 如果投标人没有以书面形式对本采购标准规范的条文提出差异，则意味着投标人提供的产品完全符合本招标文件的要求。如有与本招标文件要求不一致的地方，必须逐项在“技术差异表”中列出。 1.1.6 本采购标准规范将作为订货合同的附件，与合同具有同等的法律效力。本采购标准规范未尽事宜，由合同签约双方在合同谈判时协商确定。 1.1.7 本采购标准规范中涉及有关商务方面的内容，如与招标文件的商务部分有矛盾时，以商务部分为准。 1.1.8 本招标文件采购标准规范中通用部分各条款如与采购标准规范专用部分有冲突，以专用部分为准。 1.2 投标人应提供的资格文件 投标人提供的资格文件包含但不限于以下内容： （1）填写技术规范专用部分中的技术参数响应表； （2）填写技术规范专用部分中的投标人技术偏差表； （3）按附录A提供业绩资料； （4）按技术规范专用部分货物组件材料配置一览表填写仪器配置表； （5）检验报告。 1.3 工作范围和进度要求 1.3.1 本采购标准规范仅适用于技术规范专用部分货物组件材料配置一览表中所列继电保护测试仪的设计、制造、试验、包装、供货和服务等技术要求。 1.3.2 交货时间如有延误，卖方应及时将延误交货的原因、后果及采取的补救措施等向买方说明。 1.4 技术资料 设备交付时应提供以下技术资料： （1）产品（包括进口产品）正确完整的中文技术手册及使用说明书； （2）出厂检验报告(校验项目包括结构和外观检查、功能试验、性能试验)； （3）产品合格证； （4）装箱清单。 （5）继电保护测试仪每台仪器均需提供一份产品第三方法定计量检定机构出具的检定合格证书原件或具有国家CNAS认可/CMA认可的检测机构出具的符合技术标准要求的检验报告原件。 检验报告说明： a）、检验标准：依据DL/T 624-2010继电保护微机型试验装置技术条件、Q／GDW 11263-2014智能变电站继电保护试验装置通用技术条件； b）、检验报告项目应包括结构和外观检查、功能试验、性能试验等。 1.5 标准和规范 除采购标准规范和图纸中要求的技术条件外，卖方还将再次确认下表标准的最新版本（以文字形式通知买方），并遵照最新标准要求执行，并将最新标准通知买方。 编号：AQ-Lw-06414 ( 安全论文) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 浅析电力系统继电保护技术的 现状与发展 Status and development of relay protection technology in power system 浅析电力系统继电保护技术的现状 与发展 备注：加强安全教育培训，是确保企业生产安全的重要举措，也是培育安全生产文化之路。安全事故的发生， 除了员工安全意识淡薄是其根源外，还有一个重要的原因是员工的自觉安全行为规范缺失、自我防范能力不强。 【摘要】回顾了我国电力系统继电保护技术发展的过程，概述了微机继电保护技术的成就，提出了未来继电保护技术发展的趋势是：计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。 【关键词】继电保护现状发展 1继电保护发展现状 电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，因此，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。 建国后，我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业 和继电保护技术队伍从无到有，在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术，建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术，建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。 自50年代末，晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护，运行于葛洲坝500kV线路上，结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。 在此期间，从70年代中，基于集成运算放大器的集成电路保护继电保护的发展现状
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