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。
华南理工大学网络教育学院《电力系统继电保护原理》课程作业答案171801 20170910 作业答题注意事项： 1）本作业共含客观题48题（单选20题，判断28题），主观题5题。所有题目答案务必填写在答题页面的答题表格中，填写在 题目中间或下面空白处的答案以0分计。单项选择题填写字 母ABCD之一，判断题大写V字表示正确，大写X表示错误。 其它填写方法将不能正确判别；主观题答案写在答题纸页面内 各题的表格方框内，其内容框大小可自行调节； 2）不要把答案拍摄成图片再贴入本文档，不要修改本文件中答题表格格式，务必将答题文件命名为“[学生姓名][答案].doc”, 用word2003格式存储并上传到网页，谢谢！ 3）提交作业答案文件时请删除所有题目，答案文件应仅含个人信息表、客观题答案表和主观题答题表，不含题目； 4）不标注本人姓名的文件名无效，仅将答案拷贝到网页编辑框而没有上传答案word附件的作业，可能会造成批阅速度、格式 正确性上的较大困难，请同学们理解。 作业题目 一、单项选择题（20题） 1、电力系统继电保护的四个基本要求，不包括（）。 （A）选择性；（B）速动性；（C）灵敏性；（D）针对性。 2、使用调试最方便的保护是（）。 (A)电磁式保护；（B）分立晶体管保护；（C）集成电路保护；（D）微机保护。
3、电力系统中发生概率最大故障是（）。 （A）三相短路；（B）两相短路；（C）单相接地故障；（D）两相接地故障。 4、（）不属于影响距离保护工作的因素。 （A）短路点过渡电阻；（B）电力系统振荡； （C）电压回路断线；（D）并联电容补偿。 5、目前，（）还不能作为纵联保护的通信通道。 （A）公用无线网络通道（wireless network）； （B）输电线路载波或高频通道(power line carrier)； （C）微波通道(microwave)； （D）光纤通道(optical fiber)。 6、可以作为相邻线路的后备保护的纵联差动保护是（）。 (A)分相电流纵联差动保护；(B)电流相位比较式纵联保护； (C)方向比较式纵联保护； (D)距离纵联保护； 7、（）是后加速保护的优点之一。 (A)能够快速地切除各段线路上发生的瞬时性故障； (B)可能使瞬时性故障米不及发展成为永久性故障，从而提高重合闸的成功率； (C)使用设备少，只需装设一套重合闸装置，简单、经济； (D)第一次是有选择性地切除故障，不会扩大停电范围，特别是在重要的高压电网中一般不允许保护无选择性的动作而后以重合闸来纠正（前加速的方式）。 8、下列方式不属于综合重合闸（简称综重）工作方式的是（）。 (A)两相重合闸方式； (B)三相重合闸方式； (C)单相重合闸方式； (D)停用重合闸方式。 9、双侧电源线路的过电流保护加方向元件是为了（）。 （A）保证选择性；(B)提高灵敏性；(C)加强可靠性；(D)提高速动性。 10、发电机定子绕组单相接地时，中性点对地电压（）。 （A）为零；（B）上升为线电压；（C）上升为相电压；（D）上升为线电压α倍（α表示由中性点到故障点的匝数占全部绕组匝数的百分数）。 11、互感器二次侧应有安全可靠的接地,其作用是（）。 A 便于测量时形成回路； B 以防互感器一、二次绕组绝缘破坏时,高电压对二次设备及人身的危害； C 有助于泄放雷电流； D 提高保护设备抗电磁干扰能力。 12、瞬时电流速断保护的动作电流应大于（）。
本科实验报告 课程名称：微机继电保护 实验项目：电力系统继电保护仿真实验 实验地点：电力系统仿真实验室 专业班级：电气1200 学号：0000000000 学生：000000 指导教师：000000 2015年12 月 2 日
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。众所周知，传统的继电器是由硬件实现的，直接将模拟信号引入保护装置，实现幅值、相位、比率的判断，从而实现保护功能。而微机保护则是由硬件和软件共同实现，将模拟信号转换为数字信号，经过某种运算求出电流、电压的幅值、相位、比值等，并与整定值进行比较，以决定是否发出跳闸命令。 继电保护的种类很多，按保护对象分有元件保护、线路保护等；按保护原理分有差动保护、距离保护和电压、电流保护等。然而，不管哪一类保护的算法，其核心问题归根结底不外乎是算出可表征被保护对象运行特点的物理量，如电压、电流等的有效值和相位以及视在阻抗等，或者算出它们的序分量、或基波分量、或某次谐波分量的大小和相位等。有了这些基本电气量的计算值，就可以很容易地构成各种不同原理的保护。基本上可以说，只要找出任何能够区分正常与短路的特征量，微机保护就可以予以实现。 由此，微机保护算法就成为了电力系统微机保护研究的重点,微机保护不同功能的实现,主要依靠其软件算法来完成。微机保护的其中一个基本问题便是寻找适当的算法,对采集的电气量进行运算，得到跳闸信号，实现微机保护的功能。微机保护算法众多，但各种算法间存在着差异，对微机保护算法的综合性能进行分析,确定特定场合下如何合理的进行选择,并在此基础上对其进行补偿与改进,对进一步提高微机保护的选择性、速动性、灵敏性和可靠性,满足电网安全稳定运行的要求具有现实指导意义。 目前已提出的算法有很多种，本次实验将着重讨论基本电气量的算法，主要介绍突变量电流算法、半周期积分算法、傅里叶级数算法。 二、实验目的 1. 了解目前电力系统微机保护的研究现状、发展前景以及一些电力系统微机保护装置。 2. 具体分析几种典型的微机保护算法的基本原理。 3. 针对线路保护的保护原理和保护配置，选择典型的电力系统模型，在MATLAB软件搭建仿真模型，对微机保护算法进行程序编写。 4. 对仿真结果进行总结分析。 三、实验容 1、采用MATLAB软件搭建电力系统仿真模型 2、采用MATLAB软件编写突变量电流算法 3、采用MATLAB软件编写半周积分算法 4、采用MATLAB软件编写傅里叶级数算法算法
www.wh-huayi.com 微机继电保护设计研究 运行过程中的电力系统，由于雷击、倒塌、内部过压或者错误的运行操作等都会造成故障及危害，一旦发现故障，我们就必须迅速采取并确保系统的可靠运行。当电气设备出现问题时，应根据系统运行的维护要求，确定出相应的保护动作。为了确保电力系统能够安全可靠的运行，继电保护装置就此运应而生。 随着计算机技术和电子技术的发展，使电力系统的继电保护突破了传统的电磁型、晶体管型及集成电路型继电保护形式，出现了微型机、微控制器为核心的继电保护形式，这种保护形势称为电力系统微机继电保护。 微机继电保护的原理和特点 传统的模拟式继电保护是根据电力系统中的模拟量（电压U、电流I）进行工作的，也就是将采集的模拟量与给定的机械量（弹簧力矩）、电气量（门槛电压）进行对比和逻辑运算，做出判断，从而完成相应的保护。 机电保护装置满足的四项基本要求依次是灵敏性、选择性、速动性、可靠性。 继电保护装置工作原理包括以下三部分：1.信号检测部分、2.逻辑判断部分、3.保护动作部分。其具体工作流程如下：信号检测部分从被保护侧采集相应的模拟量和开关量，传送到逻辑判断部分，通过算法进行处理，将所得结果与给定的整定值进行对比，判断系统是否出现故障并发出相应的动作命令，最终再由保护动作部分执行相应的动作。 现代微机保护则是将电力系统的模拟量（电压U、电流I）进行采样和编码之后，转换成数字量，通过微型计算机进行分析、运算和判断，从而实现电力系统的继电保护。 微机继电保护具有的特点：稳定性好、逻辑判断准确、设备维护方便、设备附加值高、适应性强。 微机继电保护的设计 微机继电保护的设计分为硬件设计和软件设计两部分。微机继电保护的硬件设计，从功能上讲，微机保护装置包括五个部分：数据采集单元，数据处理单元（CPU），开关量输入输出回路，人机接口部分和电源回路。 微机继电保护的软件设计中，系统软件是整个保护装置的灵魂，基于各个硬件设备的基础之上实现线路继电保护及监控的各种功能。这里以微机三段式电流保护为例主要介绍微机保护的主程序设计与自检模块。 随着电力自动化技术的日益发展，微机继电保护装置取代传统继电保护装置是个必然的趋势。通过引进微机控制技术，可使电力系统的运行更加安全、可靠、稳定、高效率。总之，随着微电子技术、计算机技术、网络技术和通信技术的发展，微机继电保护和变电站自动化系统在逐渐向智能化与网络化方向发展。
. 本科实验报告 课程名称：微机继电保护 实验项目：电力系统继电保护仿真实验 实验地点：电力系统仿真实验室 专业班级：电气1200 学号：0000000000 学生姓名：000000 指导教师：000000 2015年12 月 2 日
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。众所周知，传统的继电器是由硬件实现的，直接将模拟信号引入保护装置，实现幅值、相位、比率的判断，从而实现保护功能。而微机保护则是由硬件和软件共同实现，将模拟信号转换为数字信号，经过某种运算求出电流、电压的幅值、相位、比值等，并与整定值进行比较，以决定是否发出跳闸命令。 继电保护的种类很多，按保护对象分有元件保护、线路保护等；按保护原理分有差动保护、距离保护和电压、电流保护等。然而，不管哪一类保护的算法，其核心问题归根结底不外乎是算出可表征被保护对象运行特点的物理量，如电压、电流等的有效值和相位以及视在阻抗等，或者算出它们的序分量、或基波分量、或某次谐波分量的大小和相位等。有了这些基本电气量的计算值，就可以很容易地构成各种不同原理的保护。基本上可以说，只要找出任何能够区分正常与短路的特征量，微机保护就可以予以实现。 由此，微机保护算法就成为了电力系统微机保护研究的重点,微机保护不同功能的实现,主要依靠其软件算法来完成。微机保护的其中一个基本问题便是寻找适当的算法,对采集的电气量进行运算，得到跳闸信号，实现微机保护的功能。微机保护算法众多，但各种算法间存在着差异，对微机保护算法的综合性能进行分析,确定特定场合下如何合理的进行选择,并在此基础上对其进行补偿与改进,对进一步提高微机保护的选择性、速动性、灵敏性和可靠性,满足电网安全稳定运行的要求具有现实指导意义。 目前已提出的算法有很多种，本次实验将着重讨论基本电气量的算法，主要介绍突变量电流算法、半周期积分算法、傅里叶级数算法。 二、实验目的 1. 了解目前电力系统微机保护的研究现状、发展前景以及一些电力系统微机保护装置。 2. 具体分析几种典型的微机保护算法的基本原理。 3. 针对线路保护的保护原理和保护配置，选择典型的电力系统模型，在MATLAB软件搭建仿真模型，对微机保护算法进行程序编写。 4. 对仿真结果进行总结分析。 三、实验内容 1、采用MATLAB软件搭建电力系统仿真模型 2、采用MATLAB软件编写突变量电流算法 3、采用MATLAB软件编写半周积分算法 4、采用MATLAB软件编写傅里叶级数算法算法
微机继电保护装置的维护及常见故障 微机继电保护装置的优点： 微机继电保护装置与传统的继电保护装置相比最大特点就是应用了微机技术，拥有巨大的计算、分析和逻辑判断能力，带有储存记忆功能，可以实现任何性能完善且复杂的保护原理。微机继电保护装置在可靠性、功能扩展性、工艺结构条件等方面有较大优势，其极强的综合分析和判断能力，可以实现常规模拟保护很难做到的自动纠错，即自动识别和排除干扰，防止由于干扰而造成的误动作。同时，微机继电保护装置具有自诊断能力和使用方便灵活、调试维护简便、功耗及体积小等特点。 微机继电保护装置的日常巡检维护： 1、检查微机保护装置外观及模块背板有无异常，液晶显示是否正常，接线是否有松动或脱落，有无发热、异味、冒烟等异常现象; 2、检查微机保护装置的运行状态、运行监视情况，如采集的电压、电流数据是否正确，三相是否平衡;装置的开关状态输入量显示与实际情况是否相符，如储能机构位置、断路器分合位、接地刀闸分合位、操作把手远近控位置等是否显示正确; 3、检查微机保护装置屏上各操作把手、旋转开关的位置是否正确;微机保护装置有无异常信号,如装置是否发跳闸或告警信号，如有故障信号要及时查明原因; 4、对微机保护装置定值进行核对，看是否与所下定值相符。检查整定电流、电压及时限值的输入是否正确，保护硬压板、软压板的投退是否满足定值的逻辑关系等; 5、对微机保护装置的动作报告记录进行查看; 微机继电保护装置的定期校验： 为保证微机保护装置可靠动作，应对继电保护装置及二次回路进行定期的停电校验，一般校验周期为一年，主要做以下内容： 1、对二次回路绝缘电阻的测试; 2、用继电保护测试仪输入标准的电流、电压模拟量，校验微机保护装置的电流、电压采样精度及功率角是否正确; 3、校验微机保护装置的就地或远控操作按键是否正常工作; 4、根据保护定值单，用继电保护测试仪输入模拟动作值进行开关二次整组保护动作试验。检验装置的动作可靠性及定值保护动作逻辑关系是否满足定值单要求; 微机继电保护装置常见故障：
华南理工网络-《电力系统继电保护》课堂作业答案
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《系统工程导论》 作业题 一．判断题（正确的写“对”，错误的写“错”） 1．一般系统理论重申亚里士多德的一个观点：系统的功能可以等于系统全部要素功能的总和。 【错】 2．典型故障曲线（浴盆曲线）告诉我们：系统的故障在早期故障期和偶然故障期，其故障率都很小，到损耗故障期，故障率会逐渐升高。 【对】 3．“什么也不干”，维持现状，也是一种方案，称为零方案。 【对】 4．香农把信息定义为两次不确定性之和，即： 信息(量) = 通信前的不确定性＋通信后尚存的不确定性。 【错】 5．系统模型，是对于系统的描述、模仿或抽象。它反映系统的物理本质与主要特征。 【对】 6．系统分析一般有七个步骤，根据具体情况，有些步骤可以并行进行，但不能改变顺序。 【错】 二．单项选择题（请将你选择的字母填写在括号内） 1．80年代末，钱学森提出处理开放的复杂巨系统的方法论 是从定性到定量综合集成方法，结合系统学理论和人工智能技术的发 展，又于己于1992年提出了建设从定性到定量综合集成研讨厅体系，进一步发
展了开放的复杂巨系统的系统方法。 2．系统的所谓相关性，包含两重意思：一是系统内部各元素之间存在 着这样那样的联系；二是系统与其环境之间也存在着这样那样的联系。 “联系”又称“关系”，常常是错综复杂的。 3．指标评分法主要有：（1）排队打分法；（2）_专家打分法_；（3）两两 比较法；（4）_体操计分法_：（5）_连环比率法_；（6）_逻辑判断评分法__。 4．对模型进行修正与简化的方法通常有：（1）去除一些变量；（2）合并 一些变量；（3）改变变量的性质；（4）改变变量之间的函数关系；（5）改 变约束。 5．任何一个系统都存在于一定的环境之中，在系统与环境之间 具有物质、能量和信息的交换。 6．系统分析的原则有那些？（1）内部因素与外部因素相结合； （2）微观效果与宏观效果相结合；（3）当前效果与长远效果相结合； （4）定量分析与定性分析相结合。 7．管理对于信息的要求是：（1）准确、（2）及时、（3）适用、（4）经济。 三简答题 1．按钱学森提出的系统新的分类方法，系统如何分类？对每一类系统举一例。 答：1）按照系统规模分为小系统、大系统、巨系统； 2）按照系统结构的复杂程度分为简单系统和复杂系统。 举例：小系统：一个家庭 大系统：一个地级市 巨系统：一个国家。 简单：一个局域网 复杂：因特网。 2．简述系统与环境的关系 答：新系统产生于环境；新系统的约束条件决定于环境；决策的依据来自于环境，试制所需资源来自于环境；最后，系统的品质也只能放在环境中进行评价。
一、简答题 1.微机保护中A/D的模拟量输入系统通常由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 解答：（一）电压形成回路 微机继电保护要从被保护的电力线路或设备的电流互感器、电压互感器或其他变换器 上获取信息。但这些信息的二次数值、输入范围为典型的微机继电保护电路却不适用， 一般用中间变换器实现。 （二）采样保持电路 采样过程是将模拟信号通过采样保持器每隔T采样一次输入信号的瞬时幅值，并把它 存在保持电路中，共AD转换器使用。 （三）模拟量多路转换器 可以对各个模拟量同时采样 （四）A/D转换器 把采集的电力系统中的模拟量转变成数字量，送给微机计算。 2.微机保护模拟量输入系统为什么要加模拟低通滤波器？其截止频率应该如何选 取？ 解答：滤波器是一种能使有用频率信号通过，同时拟制无用频率信号的电路。低通滤波器是只让低于截至频率通过的滤波器。 前置低通滤波器又称为抗混叠滤波器，广泛应用于各种消费、控制电路中的采样 电路前，滤除高于2倍采样频率的信号，因此截至频率被设置为1/2fs 3.简述VFC型模数转换器的基本工作原理。 频率转换（VFC）：经电压形成回路后，经过VFC，将模拟电压变换为脉冲信号，由计数器进行计数。这样在采样间隔内的计数值就与采样对象的积分值成比例。实现了模数转换 4.绘出微机保护的开关量输入回路和输出回路的典型电路图，简述电路的工作原理。 解答：开关量输入回路 原理：上第一个图，当开关闭合时输入为低电平0；开关断开时输入为高电平1。
第二个图，利用光电元件，当K2断开时，光电元件截止，输入为高电平1，K2闭合，光电元件导通，输入为低电平0。 开关量输出回路 二、相减（差分）滤波单元的差分方程为: y(n)=x(n)-x(n-k) 画出其频率响应曲线，导出可滤除的谐波次数m与步长K之间的关系。
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
微机继电保护装臵的调试技术 1 引言 近年来，随着微机型继电保护装臵的普遍使用，种类、型号、产地之多，给许多设计和现场调试人员带来很大困难。根据现场实例，针对SEL-587型微机型继电保护装臵的调试，详细介绍微机型变压器差动保护装臵的原理和调试方法。 2 微机型变压器差动保护装臵的实现原理 差动保护采用分相式比率差动，即A、B、C任意一相保护动作就有跳闸出口。以下判据均以一相为例，当方程（1）、（2）同时成立时差动元件保护动作。 I DZ＞I DZ0（I ZD＜I ZD0）（1） I DZ＞I DZ0＋K（I ZD－I ZD0）（I ZD≥I ZD0）（2） I2DZ＞K2×I DZ 其中：I DZ为差动电流 I DZ0为差动保护门坎定值 I ZD为制动电流 I ZD0为拐点电流 I2DZ为差动电流的二次谐波分量 K为比率制动特性斜率 K2为二次谐波制动系数 国内生产的微机型变压器差动保护装臵中，差动元件的动作特性多采用具有二段折线式的动作特性曲线（如图1所示）。SEL-587型装臵采用三段折线式动作曲线，但可根据实际情况只采用二段式动作特性曲线。 图1 采用二段折线式差动动作特性曲线 3装臵在实际应用中需要解决的问题
3.1解决变压器差动保护中不平衡电流的措施 （1）解决变压器两侧绕组结线不同所产生电流相位不同 微机型差动保护装臵中各侧不平衡电流的补偿是由软件完成的。变压器各侧CT二次电流由于接线造成的相位差由装臵中软件校正，变压器各侧CT二次回路都可接成Y形（也可选择常规继电器保护方式接线），这样简化了CT二次接线。SEL-587型装臵中提供了14种类型的变压器两侧CT二次不同接线的设臵（国产装臵通常仅有两种方式选择），通过对TRCON和CTCON整定值的正确设臵和选择相对应的计算常数A和B，装臵就完全解决了变压器差动保护中的不平衡电流问题。如图2为某冷轧带钢工程35/10KV主变压器两侧电流互感器二次接线图（这种接线方式属于装臵中B13类型）。 图2 B13型Δ-Y变压器带有Y-Y的CT连接 （2）解决变压器两侧电流互感器变比不能选得完全合适 微机型差动保护装臵是采用设臵不平衡系数，通过软件计算来调节。通常以高压侧为基准，高压侧不平衡系数固化为“1”，低压侧不平衡系数则按该装臵要求的特定计算公式计算后将参数设臵在装臵中。SEL-587型装臵采用两侧分别计算不平衡系数的办法，装臵内部设臵了TAP1和TAP2两个参数来进行电流的调整，参数的计算是通过该装臵的特定计算公式来进行。 3.2解决变压器励磁涌流 在变压器空载投入和外部故障切除后电压恢复的过程中，将会产生很大的励磁涌流。涌流中含有数值很大的非周期分量，其二次谐波分量占有一定数量，常规差动继电器则是采用速饱和变流器来消除它的影响，而微机型差动保护装臵是
电力系统变压器微机继电保护说明书 林健 （专业：电气工程及其自动化班级：电自104班学号：1008040227） 摘要 :电力变压器是电力系统中相当普遍又及其重要的设备，因此，变压器微机保护自从出现以来，不断经过人们的改进和发展，现以其独特的优势在电力系统中被广泛应用。而当微机保护理论与实际应用相结合时，依然存在着各式各样的问题。本文针对变压器微机保护现存的一些问题，主要对以下几个方面进行了研究分析。首先，在深入了解变压器差动保护原理的基础上，对不平衡电流产生的原因和解决方法，以及电流互感器(CT)饱和对差动保护的影响进行理论和仿真分析，尤其是对剩磁对CT饱和的影响做了进一步的研究，得出剩磁的大小与CT 的饱和时间成反比，而饱和时间的增大对变压器保护是有利的，应采取措施减少剩磁的影响，并进行了仿真验证。其次，综合分析比较了目前励磁涌流与内部故障电流鉴别原理的优点和不足，在参考相关文献的基础上，提出一种新的基于瞬时无功功率理论的励磁涌流鉴别方法，该方法与以往基于仅D0坐标系的瞬时无功功率鉴别方法不同，采用基于dq0坐标系下的广义瞬时无功功率理论来进行判断，更具有实用性。并通过MATLAB建立了仿真系统模型，对变压器发生励磁涌流时与发生内部故障时，以及空投于内部故障时做了大量的仿真分析，仿真结果证明，该方法可有效区分励磁涌流与内部故障，但对轻微匝间短路的区分不是很明显，成为下一步研究的重点。另外，针对目前傅氏改进算法中实虚部混乱问题，在给出了输入信号不同时正确的傅氏表达式的基础上，对几种典型的改进算法进行修正，并通过仿真算例验证对这几种改进算法做综合性能比较，指出了它们的优缺点和使用范围，为在不同场合的应用提供了理论依据。最后，顺应目前微机保护发展对软、硬件系统要求的主流趋势，给出一种基于双DSP结构的微机保护软、硬件系统结构方案，并对其中主要的硬件电路和软件程序流程图进行了设计和详细的分析介绍。 关键词：变压器；微机保护；电流互感器饱和；励磁涌流；傅氏算法 一、引言 电力变压器作为联系不同电压等级网络的设备，是电力系统中极其重要的组成部分，它在电力系统的发电、输电、配电等各个环节中被广泛使用。随着近些年来，电力系统规模的不断扩大，电压等级的提高，增加了很多大容量的变压器，因而它的安全运行与否，是整个电力系统能否连续稳定工作的关键，也是电力系统可靠工作的必要条件。而且电力变压器本身造价昂贵，一旦发生故障而遭到破坏，将给维修带来很大困难，造成大的经济损失。因此，必须根据变压器的容量和重要程度，并考虑到可能发生的各种故障类型和不正常运行状态，来装设性能良好、工作可靠的继电保护装置。 分析电力变压器的故障，可分为短路故障和不正常运行状态两种Ⅲ，而变压器的短路故障，又可按发生在变压器的内外部情况分为内部故障和外部故障。变压器的内部故障主要是指各相绕组之间发生的相间短路、绕组的线匝之间发生的匝间短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地短路故障等。变压器的外部故障主要是指外部绝缘套管和引出线上发生相间短路和直接接地短路故障。 变压器的不正常运行状态主要有：由于外部相间短路引起的过电流和外部接
微机型继电保护装置的抗干扰措施 点击：19 添加时间： 2007-8-2 16:47:25 近年来，微机型继电保护装置在电力系统中得到了广泛的运用。和常规保护相比，微机保护具有先进的原理及结构，安装调试简单，运行维护方便，保护动作迅速灵敏可靠，能自动记录故障信息等显著的优点。但是在现场运行过程中，如果运行环境差，抗干扰措施落实不当，则很容易受到外界环境的干扰，造成保护不正常，甚至发生保护误动作，严重威胁到电网的安全运行。 1 常见二次回路干扰的种类及传播途径 一般情况下，由于系统内发生接地故障、倒闸操作或者雷击等原因都将产生较强的电磁干扰。干扰电压主要是通过交流电压、电流回路，信号及控制回路的电缆进入保护二次设备，使装置的“读程序”或者“写程序”出错，导致CPU执行非预定的指令，或者使微机保护进入死循环。常见的干扰有以下几种： (1) 变电站内发生单相或者多相接地故障时，强大的故障电流沿着接地点进入变电站的地网，使得地网上任意不同的两点之间产生很高的地电位差。这种干扰通常称之为50 Hz工频干扰。 (2) 当操作变电站内的开关设备，比如高压隔离开关切合带电母线时，将在二次回路上引起高频干扰。干扰电压通过母线、电容器等设备进入地网，产生频率为50 Hz～1 MHz不等的高频振荡， 在二次回路上引起较强的高频干扰。 (3) 每当进入雨季，发生雷击时，由于电与磁的耦合，也会在高压导线和大地之间感应出干扰电压，称之为雷电干扰。 (4) 当断开接触器或者继电器的线圈时，会产生宽频谱的干扰波，其干扰频率甚至可达到50 MHz。另外，在高压区使用对讲机、移动电话等通讯工具，也将产生高频电磁场干扰。 2 抗干扰措施的实施情况 抗干扰的最基本措施就是防止干扰进入弱电系统。一方面是通过改进装置的硬件部分，增加其抗干扰能力；另一方面可以从外部环境着手，通过各种屏蔽、隔离措施，切断干扰的传播途径。 根据省公司的“反措”要求，淮北供电局对集成电路保护采取了沿电缆沟铺设截面为100 mm2接地铜排的措施，这为微机保护的反措提供了条件。并针对上述干扰问题，按“电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施”的要求，采取了以下几种抗干扰措施。 2.1 对微机保护硬件采取相应的抗干扰措施 目前生产厂家在产品的研制过程中采取了各种优异的抗干扰措施，比如采用VFC数据采集系统，使模拟系统和数字系统在电气上完全隔离，大大增强了装置硬件的抗干扰能力。以WXB-11型微机保 护为例，装置硬件采取的抗干扰措施有： (1) CPU插件的总线不出芯片； (2) 模拟量的输入通道加光耦； (3) 所有的开入、开出加光隔； (4) 引入装置的电源加滤波措施； (5) 增加对RAM、EPROM的自检功能； (6) 装置背板的走线采用抗干扰措施。 2.2 保护屏的接地措施 微机保护屏内所有的隔离变压器一、二次绕组间应当有良好的屏蔽层，并可靠接地。微机保护装置的箱体必须经试验确定可靠接地；将保护屏底部的漆、铁锈等清除干净以后，将保护屏和底部槽钢用焊接或者螺栓固定的方式可靠连接。微机保护屏之间用不小于50 mm2的多股铜芯线将其底部的接 地小铜排相串连，而后接于截面不小于100 mm2的接地铜排上，再将接地铜排和主控室电缆层的接地网可靠连接。
欢迎您：W320901121259 | 退出系统 ?在线作业 ?成绩管理 在线作业 ?进行中的 ?未开始的0 ?已过期的 成绩详细信息 序号时间成绩状态查看 1 2013-03-0 2 20:36:12 100.0 结束 2 2013-03-02 20:30:3 3 95.0 结束 3 2013-03-02 20:24:59 95.0 结束 返回 电力系统继电保护-在线作业_A用户名：W320901121259最终成绩：100.0 一单项选择题 1. 单相接地短路，若，当时，接地点的零序电压为（） 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0
用户解答： 知识点： 2. 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 教师评语： 用户解答： 知识点： 3. 2/3 1/2 不确定 3/4 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 高压输电线路非全相运行计算的边界条件与哪种短路的边界条件相同（ ） 电流三段保护，电流Ⅰ，Ⅱ段电流互感器的接线采用接于A 、C 相两相两继电器式接线是为了不同出线不同相别单相接地有（ ）几率只切除一回线路
用户解答： 2/3 知识点： 4. 都无死区 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 教师评语： 用户解答： 知识点： 5. 与短路点的位置无关 短路点越远零序电压 越大 不确定 短路点越远零序电压越大 本题分值： 5.0 用户得分： 5.0 教师评语： 用户解答： 与短路点的位置无关 知识点： 6. 功率方向继电器采用 接线是为了（ ）短路没有死区 小接地电流系统单相接地母线零序电压的大小（ ）
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
基于89c51单片机的继电保护装置的硬件设计 张银龙２００９０１１００３２９电气０９－３（订单） 1.1继电保护的发展趋势 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 计算机硬件迅猛发展，系统集成度越来越高。单一处理器的处理速度和处理能力不断提高，处理速度的不断提高为单一芯片作为微机继电保护技术奠定了基础。89C51作为32位芯片具有很高的集成度，很高的工作频率和计算速度，很大的寻址空间，丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU寄存器、数据总线、地址总线都是32位，具有存储器管理功能和任务转换功能，并将高速缓存和浮点数部件都集成在CPU内。 2）网络化 计算机网络作为信息和数据通信的工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活面貌发生了根本变化。它深刻影响着个个工业领域，也为各个领域提供了强有力的通信手段。继电保护作用不只是限于切除故障元件和限制事故影响范围，还要保证全系统与重合闸装置分析这些信息和数据基础上协调动作，保证系统安全稳定运行。显然，实现这种系统保护基本条件是将全系统各主要设备保护装置用计算机网络联系起来，亦即实现微机保护装置网络化。 3）保护、控制、测量、数据通信一体化 实现继电保护计算机化和网络化条件下，保护装置实际上市一台高性能，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，也可以将它所获被保护元件任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。每个微机保护装置可完成继电保护功能，无故障正常运行下还可完成测量、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、 4）智能化 今年来，人工智能技术在电力系统等各个领域都得到了应用，继电保护领域应用研究也已开始。神经网络是一种非线性映射方法，很多难以列出方程或难解的复杂问题，应用神经网络方法则可迎刃而解。 1.2继电保护的基本任务 继电保护的基本任务包括： 1）自动、迅速、有选择的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，保证其他无故障部分恢复正常运行。 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、减轻负荷或跳闸。 2.1继电保护的基本原理和保护装置的组成 2.1.1继电保护的基本原理 利用正常运行与区内外短路故障电气参数变化的特征构成保护的判据，根据不同的判据就构成不同原理的继电保护。例如： （1）电流增加（过电流保护）：故障点与电源直接连接的电气设备的电流会增加电压降低（低电压保护）：各变电站母线上的电压将在不同程度上有很大的降低，短路点得电压降到零。 （2）电流与电压的相位角会发生变化（方向保护）：正常20°左右，短路时60°~85°
第二章微机继电保护基本历程 一、微机继电保护基础 §2.1 微机保护基本结构 微机保护的基本结构包括数据处理单元、模拟量输入系统、开关量输入输出系统、人机对话和外部通信系统四个部分, 图2-1是微机保护系统方框图。 ㈠数据处理单元一般由中央处理器（CPU ）、存储器、定时器/计数器及控制电路等部分组成，并通过数据总线、地址总线、控制总线连成一个系统。继电保护程序在数字核心部件内运行，指挥各种外围接口部件运转、完成数字信号处理，实现保护原理。 CPU 是数字核心部件以及整个微机保护的指挥中枢，计算机程序的运行依赖于
CPU 来实现。存储器用来保存程序和数据，它的存储容量和访问时间也会影响整个微机保护系统的性能。定时器/计数器除了为延时动作的保护提供精确计时外，还可以用来提供定时采样触发信号、形成中断控制等作用。数字核心部件的控制电路包括地址译码器、地址锁存器、数据缓冲器、中断控制器等等，它的作用是保证微机数字电路协调工作。 ㈡模拟量输入系统 微机保护装置模拟量输入接口部件的作用是将电力传感器输入的模拟电量正确地变换成离散化的数字量，提供给数字核心部件进行处理。交流模拟量输入接口部件内部按信号传递顺序为：电压输入变换器和电流输入变换器及其电压形成回路、前置模拟低通滤波器、采样保持器、多路转换器、模数变换器。前置模拟低通滤波器是一种简单的低通滤波器，其作用是为了在对输入模拟信号进行采样的过程中满足采样定理的要求。采样保持器完成对输入模拟信号的采样。多路转换器是一种多信号输入、单信号输出的电子切换开关，可通过编码控制将多通道输入信号依次与其输出端连通，而其输出端与模数变换器的输入端相连。模数变换器实现模拟量到数字量的变换。 ㈢开关量输入输出系统 开关量是指反映“是”或“非”两种状态的逻辑变量，如断路器的“合闸”或“分闸”状态、控制信号的“有”或“无”状态等。开关量输入接口部件的作用是为正确地反映开关量提供输入通道，并在微机保护装置内外部之间实现电气隔离，以保证内部弱电电子电路的安全和减少外部干扰。开关量输出接口部件的作用是为正确地发出开关量操作命令提供输出通道，并在微机保护装置内外部之间实现电气隔离，以保证内部弱电电子电路的安全和减少外部干扰。 ㈣人机对话和外部通信系统 微机保护人机对话接口部件通常包括以下几个部分：简易键盘、小型显示屏、指示灯、打印机接口、调试通信接口。
微机线路继电保护装置功能介绍及作用 微机线路继电保护装置功能介绍及作用 线路保护装置主要功能有： u u u u u u u u u u u u u u 三段式过流保护（方向闭锁、低电压闭锁）过负荷保护反时限过流保护（3种标准特性方程）三段式零序方向过流保护低电压保护零序过压保护非电量保护小电流接地低压解载保护断线报警三相二次重合闸（检无压、同期、不检）；独立整定的合闸加速保护（前/后加速）；独立的操作回路及故障录波。 测控功能有： u u u u 16路遥信开入采集正常断路器遥控分合闸；模拟量的遥测；开关事故分合次数统计 保护信息功能有：
u u u u 保护定值远方/就地查看、修改；保护功能远方/就地查看、修改；装置状态的远方 /就地查看；装置保护动作信号的远方/就地复归。 以上各种保护均有软件开关，可分别投入和退出。 录波功能： 装置具有故障录波功能，记忆最新8套故障波形，记录故障前3个周波，故障后5个 周波，进行故障分析，上传当地监控或调度。微机线路保护装置解决策略 我国微机保护装置经过近二十年的发展、更新、升级，其理论、原理、性能、功能、 硬件已经相当完善，能够最大程度适应电力系统运行需要，过多对微机保护装置的干预， 对电网的安全运行反而是不利的。目前，我们运行管理的理念和观念却还处在一个趋向保 守的状态，在微机保护装置运行、管理上存在不少的误区，已经严重影响到变电站自动化 进程。本文主要分析了微机线路保护装置重合闸的充电条件及发生“异常自动重合”的主 要原因，并提出了相应的现场解决方案。 1. 故障事例 电力系统的故障中，大多数是送电线路的故障（特别是架空线路），电力系统的运行 经验表明架空线路的故障大都是瞬时的，因此， 线路保护动作跳开开关后再进行一次合闸，就可提高供电的可靠性。进入20世纪90 年代后，微机保护装置开始推广应用，继电保护微机化率已达100％。但多年的现场实际 应用中，发现中低压线路微机保护（如：10KV 线路微机保护）的控制回路与重合闸回路 之间的配合有问题，导致微机线路保护出现多次“异常自动重合”的现象。事例1：2019 年10月28日，某110kV 变电站1台10kV 出线开关（该开关为SIEMENS-8BK20手车开关，保护配置为LFP-966微机线路保护）在线路故障时重合未成，调度发令将该开关置于“试验”位置（即将线路转为检修状态），值班员在将手车开关由“工作”位置移至“试验” 位置后开关即自行合上，保护装置的保护动作报告为重合闸动作。 2019年11月1日，事例2：某220kV 变电站1台110kV 出线开 关（该开关为GIS 组合电气开关，保护配置110KV 微机线路保护）在线路故障时重 合未成，调度发令该出线改线路检修状态，值班员在将该单元的线路刀闸拉开后，将GIS 汇控柜内的“远方/就地”开关切至“远方”时开关自行合上，保护装置的保护动作报告 亦为重合闸动作。
