時間：2023-04-03 09:56:54
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論文摘要：通過對我國電力系統(tǒng)繼電保護技術發(fā)展現狀的分析，探討繼電保護的任務和基本要求。從分析當前繼電保護裝置的廣泛應用，提出保護裝置維護的幾點建議，結合實際情況，探討繼電保護發(fā)展的趨勢。
1前言
電力作為當今社會的主要能源，對國民經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高起著極其重要的作用。現代電力系統(tǒng)是一個由電能產生、輸送、分配和用電環(huán)節(jié)組成的大系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對電力系統(tǒng)的繼電保護不斷提出新的要求，近年來，電子技術及計算機通信技術的飛速發(fā)展為繼電保護技術的發(fā)展注入了新的活力。如何正確應用繼電保護技術來遏制電氣故障，提高電力系統(tǒng)的運行效率及運行質量已成為迫切需要解決的技術問題。
2繼電保護發(fā)展的現狀
上世紀60年代到80年代是晶體管繼電保護技術蓬勃發(fā)展和廣泛應用的時期。70年代中期起，基于集成運算放大器的集成電路保護投入研究，到80年代末集成電路保護技術已形成完整系列，并逐漸取代晶體管保護技術，集成電路保護技術的研制、生產、應用的主導地位持續(xù)到90年代初。與此同時，我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究，高等院校和科研院所起著先導的作用，相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原東北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應用，揭開了我國繼電保護發(fā)展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，關于發(fā)電機失磁保護、發(fā)電機保護和發(fā)電機－變壓器組保護、微機線路保護裝置、微機相電壓補償方式高頻保護、正序故障分量方向高頻保護等也相繼通過鑒定，至此，不同原理、不同機型的微機線路保護裝置為電力系統(tǒng)提供了新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果，此時，我國繼電保護技術進入了微機保護的時代。
目前，繼電保護向計算機化、網絡化方向發(fā)展，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化對繼電保護提出了艱巨的任務，也開辟了研究開發(fā)的新天地。隨著改革開放的不斷深入、國民經濟的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)繼電保護技術將為我國經濟的大發(fā)展做出貢獻。
3電力系統(tǒng)中繼電保護的配置與應用
3.1繼電保護裝置的任務
繼電保護主要利用電力系統(tǒng)中原件發(fā)生短路或異常情況時電氣量（電流、電壓、功率等）的變化來構成繼電保護動作。繼電保護裝置的任務在于:在供電系統(tǒng)運行正常時，安全地。完整地監(jiān)視各種設備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據；供電系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運行；當供電系統(tǒng)中出現異常運行工作狀況時,它應能及時、準確地發(fā)出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理。
3.2繼電保護裝置的基本要求
選擇性。當供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，繼電保護裝置應能選擇性地將故障部分切除。首先斷開距離故障點最近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)正常運行。
靈敏性。保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數來衡量。在繼電保護裝置的保護范圍內，不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣，保護裝置均不應產生拒絕動作；但在保護區(qū)外發(fā)生故障時，又不應該產生錯誤動作。
速動性。是指保護裝置應盡可能快地切除短路故障。縮短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓的恢復，從而為電氣設備的自啟動創(chuàng)造了有利條件，同時還提高了發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性。
可靠性。保護裝置如不能滿足可靠性的要求，反而會成為擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性，必須確保保護裝置的設計原理、整定計算、安裝調試正確無誤；同時要求組成保護裝置的各元件的質量可靠、運行維護得當、系統(tǒng)簡化有效，以提高保護的可靠性。
3.3保護裝置的應用
繼電保護裝置廣泛應用于工廠企業(yè)高壓供電系統(tǒng)、變電站等，用于高壓供電系統(tǒng)線路保護、主變保護、電容器保護等。高壓供電系統(tǒng)分母線繼電保護裝置的應用，對于不并列運行的分段母線裝設電流速斷保護，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動解除。另外，還應裝設過電流保護，對于負荷等級較低的配電所則可不裝設保護。變電站繼電保護裝置的應用包括：①線路保護：一般采用二段式或三段式電流保護，其中一段為電流速斷保護，二段為限時電流速斷保護，三段為過電流保護。②母聯(lián)保護：需同時裝設限時電流速斷保護和過電流保護。③主變保護：主變保護包括主保護和后備保護，主保護一般為重瓦斯保護、差動保護，后備保護為復合電壓過流保護、過負荷保護。④電容器保護：對電容器的保護包括過流保護、零序電壓保護、過壓保護及失壓保護。隨著繼電保護技術的飛速發(fā)展，微機保護的裝置逐漸投入使用，由于生產廠家的不同、開發(fā)時間的先后，微機保護呈現豐富多彩、各顯神通的局面，但基本原理及要達到的目的基本一致。4繼電保護裝置的維護
值班人員定時對繼電保護裝置巡視和檢查，并做好各儀表的運行記錄。在繼電保護運行過程中，發(fā)現異常現象時，應加強監(jiān)視并向主管部門報告。
建立崗位責任制，做到每個盤柜有值班人員負責。做到人人有崗、每崗有人。值班人員對保護裝置的操作，一般只允許接通或斷開壓板，切換開關及卸裝熔絲等工作，工作過程中應嚴格遵守電業(yè)安全工作規(guī)定。
做好繼電保護裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進行，防止誤碰運行設備，注意與帶電設備保持安全距離，避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。對微機保護的電流、電壓采樣值每周記錄一次，每月對微機保護的打印機進行定期檢查并打印。
定期對繼電保護裝置檢修及設備查評：①檢查二次設備各元件標志、名稱是否齊全；②檢查轉換開關、各種按鈕、動作是否靈活無卡涉，動作靈活。接點接觸有無足夠壓力和燒傷；③檢查控制室光字牌、紅綠指示燈泡是否完好；④檢查各盤柜上表計、繼電器及接線端子螺釘有無松動；⑤檢查電壓互感器、電流互感器二次引線端子是否完好；⑥配線是否整齊，固定卡子有無脫落；⑦檢查斷路器的操作機構動作是否正常。
根據每年對繼電保護裝置的定期查評，按情節(jié)將設備分為三類：經過運行檢驗，技術狀況良好無缺陷，能保證安全、經濟運行的設備為一類設備；設備基本完好、個別零件雖有一般缺陷，但尚能安全運行，不危及人身、設備安全為二類設備。有重大缺陷的設備，危及安全運行，出力降低，"三漏"情況嚴重的設備為三類。如發(fā)現繼電保護有缺陷必須及時處理，嚴禁其存在隱患運行。對有缺陷經處理好的繼電保護裝置建立設備缺陷臺帳，有利于今后對其檢修工作。
5電力系統(tǒng)繼電保護發(fā)展趨勢
繼電保護技術向計算機化、網絡化、智能化、保護、控制、測量和數據通信一體化方向發(fā)展。隨著計算機硬件的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)對微機保護的要求也在不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其他保護、控制裝置和調度聯(lián)網以共享全系統(tǒng)數據、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等，使微機保護裝置具備一臺PC的功能。為保證系統(tǒng)的安全運行，各個保護單元與重合裝置必須協(xié)調工作，因此，必須實現微機保護裝置的網絡化，這在當前的技術條件下是完全可行的。在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上是一臺高性能，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜投資大，且使得二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置，就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后，通過計算機網絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜。
結論。隨著電力系統(tǒng)的告訴發(fā)展和計算機通信技術的進步，繼電保護技術的發(fā)展向計算機化、網絡化、一體化、智能化方向發(fā)展，這對繼電保護工作者提出了新的挑戰(zhàn)。只有對繼電保護裝置進行定期檢查和維護，按時巡檢其運行狀況，及時發(fā)現故障并做好處理，保證系統(tǒng)無故障設備正常運行，提高供電可靠性。
參考文獻
[1]王翠平.繼電保護裝置的維護及試驗[J].科苑論壇．
論文摘要：介紹了光纖通道的特點和工作原理，以及目前在電力光纖網絡中光纖保護裝置與光纖通道的連接方式和主要特點，討論了光纖保護在實際應用中可能遇到的問題及其解決辦法。
隨著通信技術的發(fā)展，在縱聯(lián)保護通道的使用上，已經由原來的單一的載波通道變?yōu)楝F在的載波、微波、光纖等多種通道方式。由于光纖通道所具有的先天優(yōu)勢，使它與繼電保護的結合，在電網中會得到越來越廣泛的應用。
1光纖通道作為縱聯(lián)保護通道的優(yōu)勢
光纖通道首先在通信技術中得到廣泛的應用，它是基于用光導纖維作為傳輸介質的一種通信手段。光纖通道相對于其他傳統(tǒng)通道（如：電纜、微波等）具有如下特點：
1.1傳輸質量高，誤碼率低，一般在10-10以下。這種特點使得光纖通道很容易滿足繼電保護對通道所要求的"透明度"。即發(fā)端保護裝置發(fā)送的信息，經通道傳輸后到達收端，使收端保護裝置所看到的信息與發(fā)端原始發(fā)送信息完全一致，沒有增加或減少任何細節(jié)。
1.2光的頻率高，所以頻帶寬，傳輸的信息量大。這樣可以使線路兩端保護裝置盡可能多的交換信息，從而可以大大加強繼電保護動作的正確性和可靠性。
1.3抗干擾能力強。由于光信號的特點，可以有效的防止雷電、系統(tǒng)故障時產生的電磁方面的干擾，因此，光纖通道最適合應用于繼電保護通道。
以上光纖通道的三個特點，是繼電保護所采用的常規(guī)通道形式所無法比擬的。在通道選擇上應為首選。但是由于光纜的特點，抗外力破壞能力較差，當采用直埋或空中架設時，易于受到外力破壞，造成機械損傷。若采用OPGW，則可以有效的防止類似事件的發(fā)生。
2光纖通道與光纖保護裝置的配合方式
目前，縱聯(lián)保護采用光纖通道的方式，得到了越來越廣泛的應用，在現場運行設備中，主要有以下幾種方式：
2.1專用光纖保護：
光纖與縱聯(lián)保護（如：WXB-11C、LFP-901A）配合構成專用光纖縱聯(lián)保護。采用允許式，在光纖通道上傳輸允許信號和直跳信號。此種方式，需要專用光纖接口（如：FOX-40），使用單獨的專用光芯。優(yōu)點是：避免了與其他裝置的聯(lián)系（包括通信專業(yè)的設備），減少了信號的傳輸環(huán)節(jié)，增加了使用的可靠性。缺點是：光芯利用率降低（與復用比較），保護人員維護通道設備沒有優(yōu)勢。而且，在帶路操作時，需進行本路保護與帶路保護光芯的切換，操作不便，而且光接頭經多次的拔插，易造成損壞。
2.2復用光纖保護：
光纖與縱聯(lián)保護（如：7SL32、WXH-11、CSL101、WXH-11C保護）配合構成復用光纖縱聯(lián)保護。采用允許式，保護裝置發(fā)出的允許信號和直跳信號需要經音頻接口傳送給復用設備，然后經復用設備上光纖通道。優(yōu)點是：接線簡單，利于運行維護。帶路進行電信號切換，利于實施。提高了光芯的利用率。缺點是：中間環(huán)節(jié)增加，而且?guī)非袚Q設備在通信室，不利于運行人員巡視檢查，通信設備有問題要影響保護裝置的運行。
2.3光纖縱聯(lián)電流差動保護：
光纖電流差動保護是在電流差動保護的基礎上演化而來的，基本保護原理也是基于克希霍夫基本電流定律，它能夠理想地使保護實現單元化，原理簡單，不受運行方式變化的影響，而且由于兩側的保護裝置沒有電聯(lián)系，提高了運行的可靠性。目前電流差動保護在電力系統(tǒng)的主變壓器、線路和母線上大量使用，其靈敏度高、動作簡單可靠快速、能適應電力系統(tǒng)震蕩、非全相運行等優(yōu)點是其他保護形式所無法比擬的。光纖電流差動保護在繼承了電流差動保護的這些優(yōu)點的同時，以其可靠穩(wěn)定的光纖傳輸通道保證了傳送電流的幅值和相位正確可靠地傳送到對側。時間同步和誤碼校驗問題是光纖電流差動保護面臨的主要技術問題。在復用通道的光纖保護上，保護與復用裝置時間同步的問題對于光纖電流差動保護的正確運行起到關鍵的作用，因此目前光纖差動電流保護都采用主從方式，以保證時鐘的同步；由于目前光纖均采用64Kbit數字通道，電流差動保護通道中既要傳送電流的幅值，又要傳送時間同步信號，通道資源緊張，要求數據的誤碼校驗位不能過長，這樣就影響了誤碼校驗的精度。目前部分廠家推出的2Mbit數字接口的光纖電流差動保護能很好地解決誤碼校驗精度的問題。3光纖保護實際應用中存在的問題
3.1施工工藝問題
光纖保護是超高壓線路的主保護，通道的安全可靠對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行起到重要的作用。由于光纜傳輸需要經過轉接端子箱、光纜機、電纜層和高壓線路等連接環(huán)節(jié)，并且光纖的施工工藝復雜、施工質量要求高，因此如果在保護裝置投入運行前的施工、測試中存在誤差，則會導致保護裝置的誤動作，進而影響全網的安全穩(wěn)定運行。
3.2通道雙重化問題
光纖保護用于220kV及以上電網時，按照220kV及以上線路主保護雙重化原則的要求，縱聯(lián)保護的信號通道也要求雙重化，高頻保護由于是在不同的相別上耦合，因此能滿足雙通道的要求，如果使用2套光纖保護作為線路的主保護，通道雙重化的問題則一直限制著光纖保護的大規(guī)模推廣應用。
3.3光纖保護管理界面的劃分問題
隨著保護與通信銜接的日益緊密，繼電保護專業(yè)與通信專業(yè)管理界面日益難以區(qū)分，如不從制度上解決這一問題，將直接影響到光纖保護的可靠運行。對于獨立纖芯的保護，通信專業(yè)與繼電保護專業(yè)管理的分界點在通信機房的光纖配線架上。配線架以上包括保護裝置的那段尾纖，屬于繼電保護專業(yè)維護，這就要求繼電保護專業(yè)人員具備一定的光纖校驗維護技能。
3.4光纖保護在旁路代路上的問題
線路光纖保護在旁路代路時不方便操作，由于光纖活接頭不能隨便拔插，每次拔插都需要重新作衰耗測試，而且經常性拔插也容易造成活接頭的損壞，因此不宜使用拔插活接頭的辦法實現光纖通道的切換。對于電網中沒有單獨的旁路保護，旁路代路時是切換交流回路，因此不存在通道切換問題，但對電網有獨立的旁路保護，對于光纖閉鎖式、允許式縱聯(lián)保護暫時可以采用切換二次回路的方式，但對于光纖差動電流保護則無法代路，目前都是采取旁路保護單獨增設一套光纖差動保護的方法解決。已有部分廠家在謀求解決光纖保護切換問題的辦法，如使用光開關來實現光纖通道切換。
結束語
盡管目前光纖保護在長距離和超高壓輸電線路上的應用還有一定的局限性，在施工和管理應用上仍存在不足，但是從長遠看，隨著光纖網絡的逐步完善、施工工藝和保護產品技術的不斷提高，光纖保護將占據線路保護的主導地位。
參考文獻
在電網正常運行過程中，發(fā)現繼電保護設備異常的途徑主要有以下三個方面:通過日常監(jiān)盤發(fā)現，通過運行巡視、巡檢發(fā)現，通過專業(yè)巡檢發(fā)現。在發(fā)現異常后，調度部門、運行部門、檢修部門及專業(yè)管理部門之間如何協(xié)作、各司其職，并能高效、有效地實現對異常現象的快速響應和處理，是應急管理工作的重點。繼電保護應急管理工作流程圖如圖1所示。
2應急處理和缺陷處理原則
應急處理和缺陷處理是繼電保護異常應急管理的核心，因而制定應急處理和缺陷處理原則是本次研究的關鍵。應急處理原則主要依據網省及地區(qū)運行規(guī)程和整定方案、相關應急管理規(guī)定，以及各生產廠家軟硬件設計原理制定。缺陷處理原則主要依據《繼電保護及電網安全自動裝置檢驗規(guī)程》等管理規(guī)定和專業(yè)管理規(guī)范制定。以下詳細論述各類型異常應急處理和缺陷處理原則。
2．1涉及裝置本體且與外電路無關的異常
此類異常信息出現后，裝置程序處理原則是閉鎖保護，可能為裝置程序運行出錯或裝置硬件故障導致，因而優(yōu)先采取重啟裝置的辦法進行處理。因設備處于異常狀態(tài)，為防止異常狀態(tài)下重啟造成繼電保護裝置程序運行出錯或無法有效閉鎖誤動作，故重啟前采取短時退出保護出口壓板的措施。若重啟裝置后仍然無效，則退出整套保護裝置，等待檢修人員處理。對于僅配置單套保護裝置的設備，如線路、電容器、接地變等，考慮到此時設備運行可能處于無保護狀態(tài)，為防止設備或線路故障擴大，應考慮采取旁代間隔或停役間隔的處理辦法。對于安全自動裝置和母差保護，則采取退出整套保護的措施。對于110kV及以下主變，保護采用主后分箱式配置，某一套保護異常閉鎖后，在條件允許的情況下，應轉移負荷后停役主變，進行保護異常處理。若因重載等原因一次設備無法停役時，應退出單套保護并進行帶電處理。此時，電網保護整定配合可能存在失配，需要調度部門做好相關應急處理預案。涉及裝置本體且與外電路無關的異常主要有:運行中，裝置DSP模塊出現軟硬件故障，如“DSP出錯”“DSP采樣異常”“裝置內部通信出錯”等;數據存儲器、程序及定值等芯片出錯;定值及軟壓板出錯;裝置自檢出口異常;雙CPU采樣的開關量信息不對應;看門狗出錯導致CPU復位，如“保護初始化”“裝置通電”等［1］。對于本體插件故障，在更換相應插件后應做相關檢測。若對帶電設備進行通流、加壓檢測，則必須嚴格執(zhí)行二次作業(yè)安全措施票。下文介紹內容涉及帶電試驗檢測的，要求相同。
2．2涉及裝置本體且與外電路有關的異常
此類異常信息出現后，裝置程序處理原則是不閉鎖整套保護，僅閉鎖保護裝置部分相關邏輯功能，或僅發(fā)出報警。因此，在這種異常情況下，應優(yōu)先檢查外電路是否異常。為防止異常擴大造成保護誤動或拒動，一般采取以下處理方法。2．2．1電流互感器TA斷線或異常當運行中出現多套保護或測控裝置發(fā)出“TA斷線、異常及差電流異常、TA不平衡”報警或采樣信號異常時，一般懷疑是TA本體故障、一次系統(tǒng)出現斷線或TA接線盒至端子箱、匯控箱的二次電纜故障。若現場確認多套設備均采樣異常，則應采取停役一次設備進行檢查處理的措施。當運行中出現單套保護設備采樣信號異常時，故障點大多在二次回路、TA本體二次繞組或裝置本體上。對于雙重化配置的設備，應退出采樣信號異常的整套保護。對于單套配置的設備，除安全自動裝置和母差保護整套退出處理外，線路應考慮旁代或轉電停役處理，電容器、接地變停役處理。110kV及以下主變保護采用主后分箱式配置，無法轉電停役處理，則應退出采樣信號異常的整套保護進行處理。在運行中出現TA異常等信號，不論信號是否自動復歸，均應安排人員到現場檢查、確認。運行人員在獲得TA異常信息后，在檢修人員未到達之前，應先攜帶測溫儀進站檢查確認。檢查內容包括:TA一次設備是否斷芯，是否有異常響聲;端子箱或匯控箱、保護屏內電流接線是否有明顯放電、燒灼現象。若無上述異常，則借助測溫儀對端子箱或匯控箱、保護屏內端子排(包括裝置背板)所有電流端子進行紅外成像檢測，檢查是否有異常發(fā)熱點。現場帶電檢查處理時，必須保證人身安全，如帶絕緣手套或站在絕緣墊上，使用的工器具必須經絕緣處理等。2．2．2電壓互感器TV斷線或異常當多個間隔出現TV斷線信號時，一般懷疑是TV本體故障、一次系統(tǒng)故障或公用切換并列裝置及其相關二次回路故障(包括屏頂小母線絕緣下降、TV二次保護測量電壓總空氣斷路器損壞等)。此時，不退保護相應功能壓板，現場檢查確認后再采取進一步措施，如倒母線或二次并列等。若為空氣斷路器脫扣跳閘，在確認現場設備無燒焦異味后，可先試送一次空氣斷路器。當某一間隔出現多套保護或測控TV異常時，一般懷疑為該間隔切換裝置或二次回路發(fā)生故障，可不退出相關保護，但如果220kV線路兩套主保護均受TV斷線影響而被閉鎖，就應考慮將該線路停電處理，防止整定惡化造成失配。若僅單套保護異常，對雙重化配置的保護采取退出異常保護的處理措施;對單套配置的保護則不退相關保護，保留運行，但如果是220kV旁路線路保護異常，可能會令線路失去主保護，此時應考慮停役;另外，若是備投裝置異常，可能會引起誤動作，應退出處理。對于TV回路異常的保護裝置處理方法如下:①在測得進保護裝置電壓正常的情況下，應懷疑裝置本體發(fā)生故障，單套保護的設備采取整套退出、旁代或轉電停役間隔的措施進行檢查處理，防止故障擴大，進而引起保護誤動作;②出現TV斷線信號后，在斷開保護裝置電源前，應退出所有保護出口壓板，防止斷電重啟過程中造成帶偏移特性阻抗繼電器誤動作;③一般采取分段檢查的方法來確定故障點。2．2．3開入異常當出現開入異常(包括光耦失電、位置報警、開入電源異常等)信號時，對雙重化配置的保護采取退單套保護的處理措施;對單套配置的保護，由于開入功能無效，可能造成無保護運行或外部閉鎖開入失效，所以建議采取旁代或轉電停役間隔的處理措施，備投等安全自動裝置則采取退出整套保護的處理措施。母差保護發(fā)出“開入異常”或其他如“刀閘切換電源異常”“TWJ(跳閘位置繼電器)異常”“刀閘位置報警”等信號時，采取不退保護的處理措施，待現場檢修人員做進一步檢查。若判斷為裝置本體故障，停役間隔進行處理。若狀態(tài)檢修巡檢或監(jiān)盤過程中發(fā)現母線保護測量三相電壓偏移或中性點直接接地系統(tǒng)零序電壓3U0分量大于1V，應通知檢修人員到現場檢查處理，防止TV二次回路兩點接地造成縱聯(lián)方向保護拒(誤)動。2．2．4通道異常出現該異常信號后，應立即退出兩側主保護或差動壓板。若涉及保護裝置插件更換或更改定值，則需要退出整套保護裝置;涉及接口裝置、收發(fā)信機或光電轉換裝置插件更換，則需退主保護。缺陷檢查時，采取分段測量收、發(fā)功率，并用逐段自環(huán)的方法確認故障位置。2．2．5裝置直流電源消失裝置直流電源消失主要表現為液晶顯示屏黑屏，運行燈或電源指示燈熄滅等。對于雙重化配置的保護，采取退單套保護的處理措施。對于單套配置的保護，可安排運行人員現場檢查保護設備是否有燒焦等異常情況。若只是保護屏直流空氣斷路器脫扣跳閘，而裝置無異常，可先試送一次。試送不成功或有其他異常情況，應對母差保護和備投等安全自動裝置采取退出整套保護的處理措施，對分箱式配置的主變保護建議短時退出整套故障保護，調度部門應做好相應事故預案。2．2．6控制電路斷線對于雙組跳閘配置的斷路器，當單組出現控制電路斷線時，斷路器仍可繼續(xù)運行。若為第一組控制電源斷電，則會影響斷路器的合閘功能。此時，可投入保護閉鎖重合閘壓板或將重合閘停用，故障時保護直接跳三相斷路器，避免由保護動作跳單相斷路器，再由非全相保護動作跳三相斷路器。對于單組跳閘配置的斷路器，在排除非二次回路松動或電源空氣斷路器脫扣導致的控制電路斷線后，為了避免設備或線路故障造成斷路器越級跳閘，應考慮對該設備進行隔離(如斷開上一級電源)。更換操作箱插件或更換斷路器機構分合閘線圈后，應做相關檢測。更換電纜后，應進行分合試驗，分相斷路器應逐相確認。更換防跳功能的板件或繼電器，還應進行參數及功能測試。2．2．7直流電源失地出現直流電源失地時，應立即通知檢修人員到現場進行處理。同時，運行人員在現場應結合天氣、站內人員操作(檢修)等情況，以及絕緣監(jiān)測裝置報警、選線等綜合信息進行初步判斷，排除裝置誤報的可能性，并對絕緣監(jiān)測裝置選出的接地支路優(yōu)先進行試拉。若未報出具體接地支路，則應測量是否為交流竄入直流，并隔離檢修設備和試拉部分非重要負荷。在處理過程中，應防止造成另一點接地。若絕緣監(jiān)測裝置無法正確選線，可借助接地查找儀等設備進行查找定位。在無其他有效措施的情況下，可采取分段拉路的方法查找故障點。2．2．8線路保護重合閘無法充電對于雙重化配置的保護，若僅一套保護出現該異常，解除該套保護即可，防止單相瞬時性接地故障時異常保護直接跳三相斷路器，造成線路非計劃停運。單套配置的保護出現該異常，應立即通知檢修人員處理。2．2．9備自投無法充電出現該異常時，應立即解除整套裝置，并通知檢修人員檢查處理，重點檢查開入位置狀態(tài)是否與實際相符，是不是有異常外部閉鎖備自投開入。2．2．10指示狀態(tài)與實際不符正常運行時，保護裝置面板、操作箱或切換裝置指示燈與實際狀態(tài)不一致，但保護裝置液晶面板、監(jiān)控系統(tǒng)無異常信息。若該狀態(tài)指示燈與外電路有關，應優(yōu)先檢查相關二次回路或輔助接點;若該狀態(tài)指示燈與外電路無關，則檢查指示燈是否損壞。2．2．11保護“通信中斷”保護測控一體化裝置出現通信中斷信號會影響運行人員對設備的監(jiān)盤和監(jiān)測，運行人員必須立即通知檢修人員到現場檢查處理。當站內多間隔保護都出現通信中斷時，運行人員可在檢修人員指導下先進行交換機、管理機等設備的重啟。現場應重點檢查裝置通信地址、規(guī)約配置是否正確，通信線是否接觸良好，管理機是否故障等。
3系統(tǒng)開發(fā)及應用
3．1系統(tǒng)框架
應急管理系統(tǒng)軟件構架前臺采用了Delphi和J2EE多層框架平臺，采用Oracle9i數據庫，Weblogic8．1作為中間層服務器，采用EJB作為持久層的基礎開發(fā)框架，UI(用戶界面)采用了EXT2為基礎框架。應急管理系統(tǒng)軟件構架各層關系如圖2所示。
3．2系統(tǒng)模塊及功能實現
3．2．1應急處理庫模塊根據保護及二次回路(通用)的監(jiān)控系統(tǒng)光字牌和報文動作信息、裝置液晶面板顯示自檢信息、裝置面板指示燈信息組成的異常信息庫，分析故障原因及對保護設備運行的影響，并提出相應的應急處理策略。3．2．2缺陷處理庫模塊根據異常信息，制定缺陷判別定位流程，分析可能的故障點，并關聯(lián)到相應故障裝置插件;預判查找過程中可能出現的危險點并制定相應的預控措施及合理的現場檢查步驟;列出異常消除后需要進行的檢測項目及相應試驗儀器;關聯(lián)典型案例供維修人員參考。3．2．3應急處理綜合策略模塊根據異常信息，檢索相應專家診斷簡要、應急處理和缺陷處理策略、關聯(lián)的備品備件信息及綜合策略等。3．2．4備品備件管理模塊實現備品備件出入庫流程化管理、插件通用性管理，以及插件重要等級和數量的預警等。3．2．5缺陷統(tǒng)計分析管理模塊自動生成月度、季度及年度統(tǒng)計分析報表，裝置同型號、同批次無故障率信息，對疑似家族性缺陷進行統(tǒng)計、分析及跟蹤。3．3應用情況應急管理系統(tǒng)投入實際應用后，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，大大加快了運行、檢修人員日常缺陷處理速度。根據掌握的現場異常信息直接在系統(tǒng)上檢索應急處理綜合策略，能夠快速掌握應急處理策略，獲取可能故障點、備品備件信息，以及專業(yè)值班網、制造廠家技術服務相關聯(lián)系方式等信息。同時，還可借助該系統(tǒng)開展日常檢修、運行人員的繼電保護技術技能培訓，促進人員業(yè)務水平的提高。
4結語
關鍵詞：變配電站繼電保護綜合自動化
1.電力系統(tǒng)電壓等級與變電站種類
電力系統(tǒng)電壓等級有220/380V（0.4kV），3kV、6kV、10kV、20kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV。隨著電機制造工藝的提高，10kV電動機已批量生產，所以3kV、6kV已較少使用，20kV、66kV也很少使用。供電系統(tǒng)以10kV、35kV為主。輸配電系統(tǒng)以110kV以上為主。發(fā)電廠發(fā)電機有6kV與10kV兩種，現在以10kV為主，用戶均為220/380V（0.4kV）低壓系統(tǒng)。
根據《城市電力網規(guī)定設計規(guī)則》規(guī)定：輸電網為500kV、330kV、220kV、110kV，高壓配電網為110kV、66kV，中壓配電網為20kV、10kV、6kV，低壓配電網為0.4kV（220V/380V）。
發(fā)電廠發(fā)出6kV或10kV電，除發(fā)電廠自己用（廠用電）之外，也可以用10kV電壓送給發(fā)電廠附近用戶，10kV供電范圍為10Km、35kV為20~50Km、66kV為30~100Km、110kV為50~150Km、220kV為100~300Km、330kV為200~600Km、500kV為150~850Km。
2.變配電站種類
電力系統(tǒng)各種電壓等級均通過電力變壓器來轉換，電壓升高為升壓變壓器（變電站為升壓站），電壓降低為降壓變壓器（變電站為降壓站）。一種電壓變?yōu)榱硪环N電壓的選用兩個線圈（繞組）的雙圈變壓器，一種電壓變?yōu)閮煞N電壓的選用三個線圈（繞組）的三圈變壓器。
變電站除升壓與降壓之分外，還以規(guī)模大小分為樞紐站，區(qū)域站與終端站。樞紐站電壓等級一般為三個（三圈變壓器），550kV/220kV/110kV。區(qū)域站一般也有三個電壓等級（三圈變壓器），220kV/110kV/35kV或110kV/35kV/10kV。終端站一般直接接到用戶，大多數為兩個電壓等級（兩圈變壓器）110kV/10kV或35kV/10kV。用戶本身的變電站一般只有兩個電壓等級（雙圈變壓器）110kV/10kV、35kV/0.4kV、10kV/0.4kV，其中以10kV/0.4kV為最多。
3.變電站一次回路接線方案
1）一次接線種類
變電站一次回路接線是指輸電線路進入變電站之后，所有電力設備（變壓器及進出線開關等）的相互連接方式。其接線方案有：線路變壓器組，橋形接線，單母線，單母線分段，雙母線，雙母線分段，環(huán)網供電等。
2）線路變壓器組
變電站只有一路進線與一臺變壓器，而且再無發(fā)展的情況下采用線路變壓器組接線。
3）橋形接線
有兩路進線、兩臺變壓器，而且再沒有發(fā)展的情況下，采用橋形接線。針對變壓器，聯(lián)絡斷路器在兩個進線斷路器之內為內橋接線，聯(lián)絡斷路器在兩個進線斷路器之外為外橋接線。
4）單母線
變電站進出線較多時，采用單母線，有兩路進線時，一般一路供電、一路備用（不同時供電），二者可設備用電源互自投，多路出線均由一段母線引出。
5）單母線分段
有兩路以上進線，多路出線時，選用單母線分段，兩路進線分別接到兩段母線上，兩段母線用母聯(lián)開關連接起來。出線分別接到兩段母線上。
單母線分段運行方式比較多。一般為一路主供，一路備用（不合閘），母聯(lián)合上，當主供斷電時，備用合上，主供、備用與母聯(lián)互鎖。備用電源容量較小時，備用電源合上后，要斷開一些出線。這是比較常用的一種運行方式。
對于特別重要的負荷，兩路進線均為主供，母聯(lián)開關斷開，當一路進線斷電時，母聯(lián)合上，來電后斷開母聯(lián)再合上進線開關。
單母線分段也有利于變電站內部檢修，檢修時可以停掉一段母線，如果是單母線不分段，檢修時就要全站停電，利用旁路母線可以不停電，旁路母線只用于電力系統(tǒng)變電站。
6）雙母線
雙母線主要用于發(fā)電廠及大型變電站，每路線路都由一個斷路器經過兩個隔離開關分別接到兩條母線上，這樣在母線檢修時，就可以利用隔離開關將線路倒在一條件母線上。雙母線也有分段與不分段兩種，雙母線分段再加旁路斷路器，接線方式復雜，但檢修就非常方便了，停電范圍可減少。
4.變配電站二次回路
1）二次回路種類
變配電站二次回路包括：測量、保護、控制與信號回路部分。測量回路包括：計量測量與保護測量。控制回路包括：就地手動合分閘、防跳聯(lián)鎖、試驗、互投聯(lián)鎖、保護跳閘以及合分閘執(zhí)行部分。信號回路包括開關運行狀態(tài)信號、事故跳閘信號與事故預告信號。
2）測量回路
測量回路分為電流回路與電壓回路。電流回路各種設備串聯(lián)于電流互感器二次側（5A），電流互感器是將原邊負荷電流統(tǒng)一變?yōu)?A測量電流。計量與保護分別用各自的互感器（計量用互感器精度要求高），計量測量串接于電流表以及電度表，功率表與功率因數表電流端子。保護測量串接于保護繼電器的電流端子。微機保護一般將計量及保護集中于一體，分別有計量電流端子與保護電流端子。
電壓測量回路，220/380V低壓系統(tǒng)直接接220V或380V，3KV以上高壓系統(tǒng)全部經過電壓互感器將各種等級的高電壓變?yōu)榻y(tǒng)一的100V電壓，電壓表以及電度表、功率表與功率因數表的電壓線圈經其端子并接在100V電壓母線上。微機保護單元計量電壓與保護電壓統(tǒng)一為一種電壓端子。
3）控制回路
（1）合分閘回路
合分閘通過合分閘轉換開關進行操作，常規(guī)保護為提示操作人員及事故跳閘報警需要，轉換開關選用預合-合閘-合后及預分-分閘-分后的多檔轉換開關。以使利用不對應接線進行合分閘提示與事故跳閘報警，國家已有標準圖設計。采用微機保護以后，要進行遠分合閘操作后，還要到就地進行轉換開關對位操作，這就失去了遠分操作的意義，所以應取消不對應接線，選用中間自復位的只有合閘與分閘的三檔轉換開關。
（2）防跳回路
當合閘回路出現故障時進行分閘，或短路事故未排除，又進行合閘（誤操作），這時就會出現斷路器反復合分閘，不僅容易引起或擴大事故，還會引起設備損壞或人身事故，所以高壓開關控制回路應設計防跳。防跳一般選用電流啟動，電壓保持的雙線圈繼電器。電流線圈串接于分閘回路作為啟動線圈。電壓線圈接于合閘回路，作為保持線圈，當分閘時，電流線圈經分閘回路起動。如果合閘回路有故障，或處于手動合閘位置，電壓線圈起啟動并通過其常開接點自保持，其常閉接點馬上斷開合閘回路，保證斷路器在分閘過程中不能馬上再合閘。防跳繼電器的電流回路還可以通過其常開接點將電流線圈自保持，這樣可以減輕保護繼電器的出口接點斷開負荷，也減少了保護繼電器的保持時間要求。
有些微機保護裝置自己已具有防跳功能，這樣就可以不再設計防跳回路。斷路器操作機構選用彈簧儲能時，如果選用儲能后可以進行一次合閘與分閘的彈簧儲能操作機構（也有用于重合閘的儲能后可以進行二次合閘與分閘的彈簧儲能操作機構），因為儲能一般都要求10秒左右，當儲能開關經常處于斷開位置時，儲一次能，合完之后，將儲能開關再處于斷開位置，可以跳一次閘；跳閘之后，要手動儲能之后才能進行合閘，此時，也可以不再設計防跳回路。
（3）試驗與互投聯(lián)鎖與控制
對于手車開關柜，手車推出后要進行斷路器合分閘試驗，應設計合分閘試驗按鈕。進線與母聯(lián)斷路，一般應根據要求進行互投聯(lián)鎖或控制。
（4）保護跳閘
保護跳閘出口經過連接片接于跳閘回路，連接片用于保護調試，或運行過程中解除某些保護功能。
（5）合分閘回路
合分閘回路為經合分閘母線為操作機構提供電源，以及其控制回路，一般都應單獨畫出。
4）信號回路
（1）開關運行狀態(tài)信號由合閘與分閘指示兩個裝于開關柜上的信號燈組成：經過操作轉換開關不對應接線后接到正電源上。采用微機保護后，轉換開關取消了不對應接線，所以信號燈正極可以直接接到正電源上。
（2）事故信號有事故跳閘與事故預告兩種信號，事故跳閘報警也要通過轉化開關不對應后，接到事故跳閘信號母線上，再引到中央信號系統(tǒng)。事故預告信號通過信號繼電器接點引到中央信號系統(tǒng)。采用微機保護后，將斷路器操作機構輔助接點與信號繼電器的接點分別接到微機保護單元的開關量輸入端子，需要有中央信號系統(tǒng)時，如果微機保護單元可以提供事故跳閘與事故預告輸出接點，可將其引到中央信號系統(tǒng)。否則，應利用信號繼電器的另一對接點引到中央信號系統(tǒng)。
（3）中央信號系統(tǒng)為安裝于值班室內的集中報警系統(tǒng)，由事故跳閘與事故預告兩套聲光報警組成，光報警用光字牌，不用信號燈，光字牌分集中與分散兩種。采用變電站綜合自動化系統(tǒng)后，可以不再設計中央信號系統(tǒng)，或將其簡化，只設計集中報警作為計算機報警的后備報警。
5.變配電站繼電保護
1）變配電站繼電保護的作用
變配電站繼電保護能夠在變配電站運行過程中發(fā)生故障（三相短路、兩相短路、單相接地等）和出現不正常現象時（過負荷、過電壓、低電壓、低周波、瓦斯、超溫、控制與測量回路斷線等），迅速有選擇性發(fā)出跳閘命令將故障切除或發(fā)出報警，從而減少故障造成的停電范圍和電氣設備的損壞程度，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
2）變配電站繼電保護的基本工作原理
變配電站繼電保護是根據變配電站運行過程中發(fā)生故障時出現的電流增加、電壓升高或降低、頻率降低、出現瓦斯、溫度升高等現象超過繼電保護的整定值（給定值）或超限值后，在整定時間內，有選擇的發(fā)出跳閘命令或報警信號。
根據電流值來進行選擇性跳閘的為反時限，電流值越大，跳閘越快。根據時間來進行選擇性跳閘的稱為定時限保護，定時限在故障電流超過整定值后，經過時間定值給定的時間后才出現跳閘命令。瓦斯與溫度等為非電量保護。
可靠系數為一個經驗數據，計算繼電器保護動作值時，要將計算結果再乘以可靠系數，以保證繼電保護動作的準確與可靠，其范圍為1.3~1.5。
發(fā)生故障時的最小值與保護的動作值之比為繼電保護的靈敏系數，一般為1.2~2，應根據設計規(guī)范要進行選擇。
3）變配電站繼電保護按保護性質分類
（1）電流速斷保護：故障電流超過保護整定值無時限（整定時間為零），立即發(fā)出跳閘命令。
（2）電流延時速斷保護：故障電流超過速斷保護整定值時，帶一定延時后發(fā)出跳閘命令。
（3）過電流保護：故障電流超過過流保護整定值，故障出現時間超過保護整定時間后發(fā)出跳閘命令。
（4）過電壓保護：故障電壓超過保護整定值時，發(fā)出跳閘命令或過電壓信號。
（5）低電壓保護：故障電壓低于保護整定值時，發(fā)出跳閘命令或低電壓信號。
（6）低周波減載：當電網頻率低于整定值時，有選擇性跳開規(guī)定好的不重要負荷。
（7）單相接地保護：當一相發(fā)生接地后對于接地系統(tǒng)，發(fā)出跳閘命令，對于中性點不接地系統(tǒng)，發(fā)出接地報警信號。
（8）差動保護：當流過變壓器、中性點線路或電動機繞組，線路兩端電流之差變化超過整定值時，發(fā)出跳閘命令稱為縱差動保護，兩條并列運行的線路或兩個繞組之間電流差變化超過整定值時，發(fā)出跳閘命令稱橫差動保護。
（9）距離保護：根據故障點到保護安裝處的距離（阻抗）發(fā)出跳閘命令稱為距離保護。
（10）方向保護：根據故障電流的方向，有選擇性的發(fā)出跳閘命令稱為方向保護。
（11）高頻保護：利用弱電高頻信號傳遞故障信號來進行選擇性跳閘的保護稱為高頻保護。
（12）過負荷：運行電流超過過負荷整定值（一般按最大負荷或設備額定功率來整定）時，發(fā)出過負荷信號。
（13）瓦斯保護：對于油浸變壓器，當變壓器內部發(fā)生匝間短路出現電氣火花，變壓器油被擊穿出現瓦斯氣體沖擊安裝在油枕通道管中的瓦斯繼電器，故障嚴重，瓦斯氣體多，沖擊力大，重瓦斯動作于跳閘，故障不嚴重，瓦斯氣體少，沖擊力小，輕瓦斯動作于信號。
（14）溫度保護：變壓器、電動機或發(fā)電機過負荷或內部短路故障，出現設備本體溫度升高，超過整定值發(fā)出跳閘命令或超溫報警信號。
（15）主保護：滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定和設備安全要求，出現故障后能以最快速度有選擇性的切除被保護設備或線路的保護。
（16）后備保護：主保護或斷路器拒動時，用來切除除故障的保護。主保護拒動，本電力系統(tǒng)或線路的另一套保護發(fā)出跳閘命令的為近后備保護。當主保護或斷路器拒動由相鄰（上一級）電力設備或線路的保護來切除故障的后備保護為遠后備保護。
（17）輔助保護：為補充主保護和后備保護的性能，或當主保護和后備保護檢修退出時而增加的簡單保護。
（18）互感器二次線路斷線報警：電流互感器或電壓互感器二次側斷線會引起保護誤動作，所以在其發(fā)生斷線后應發(fā)出斷線信號。
（19）跳閘回路斷線：斷路器跳閘回路斷線后，繼電保護發(fā)出跳閘命令斷路器也不能跳開，所以跳閘回路斷線時應發(fā)出報警信號。
（20）自動重合閘：對于一些瞬時性故障（雷擊、架空線閃路等）故障迅速切除后，不會發(fā)生永久性故障，此時再進行合閘，可以繼續(xù)保證供電。繼電保護發(fā)出跳閘命令斷路器跳開后馬上再發(fā)出合閘命令，稱為重合閘。
重合閘一次后不允許再重合的稱為一次重合閘，允許再重合一次的稱為二次重合閘（一般很少使用）。有了重合閘功能之后，在發(fā)生故障后，繼電保護先不考慮保護整定時間，馬上進行跳閘，跳閘后，再進行重合閘，重合后故障不能切除，然后再根據繼電保護整定時間進行跳閘，此種重合閘為前加速重合閘。
發(fā)生事故后繼電保護先根據保護整定時間進行保護跳閘，然后進行重合閘，重合閘不成功無延時迅速發(fā)出跳閘命令，此種重合閘稱為后加速重合閘。
（21）備用電源互投：兩路或多路電源進線供電時，當一路斷電，其供電負荷可由其它電源供電，也就是要進行電源切換，人工進行切換的稱為手動互投。自動進行切換的稱為自動互投。互投有利用母聯(lián)斷路器進行互投的（用于多路電源進行同時運行）和進線電源互投（一路電源為主供，其它路電源為熱備用）等多種形式。對于不允供電電源并列運行的還應加互投閉鎖。
（22）同期并列與解列：對于多電源供電的變電站或發(fā)電廠要聯(lián)網或上網時必須滿足同期并列條件后才能并網或上網，并網或上網有手動與自動兩種。
4）變電站繼電保護按被保護對象分類
（1）發(fā)電機保護
發(fā)電機保護有定子繞組相間短路，定子繞組接地，定子繞組匝間短路，發(fā)電機外部短路，對稱過負荷，定子繞組過電壓，勵磁回路一點及兩點接地，失磁故障等。出口方式為停機，解列，縮小故障影響范圍和發(fā)出信號。
（2）電力變壓器保護
電力變壓器保護有繞組及其引出線相間短路，中性點直接接地側單相短路，繞組匝間短路，外部短路引起的過電流，中性點直接接地電力網中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓、過負荷，油面降低，變壓器溫度升高，油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。
（3）線路保護
線路保護根據電壓等級不同，電網中性點接地方式不同，輸電線路以及電纜或架空線長度不同，分別有：相間短路、單相接地短路、單相接地、過負荷等。
（4）母線保護
發(fā)電廠和重要變電所的母線應裝設專用母線保護。
（5）電力電容器保護
電力電容器有電容器內部故障及其引出線短路，電容器組和斷路器之間連接線短路，電容器組中某一故障電容切除后引起的過電壓、電容器組過電壓，所連接的母線失壓。
（6）高壓電動機保護
高壓電動機有定子繞組相間短路、定子繞組單相接地、定子繞組過負荷、定子繞組低電壓、同步電動機失步、同步電動機失磁、同步電動機出現非同步沖擊電流。
6.微機保護裝置
1）微機保護的優(yōu)點
（1）可靠性高：一種微機保護單元可以完成多種保護與監(jiān)測功能。代替了多種保護繼電器和測量儀表，簡化了開關柜與控制屏的接線，從而減少了相關設備的故障環(huán)節(jié)，提高了可靠性。微機保護單元采用高集成度的芯片，軟件有自動檢測與自動糾錯功能，也有提高了保護的可靠性。
（2）精度高，速度快，功能多。測量部分數字化大大提高其精度。CPU速度提高可以使各種事件以ms來計時，軟件功能的提高可以通過各種復雜的算法完成多種保護功能。
（3）靈活性大，通過軟件可以很方便的改變保護與控制特性，利用邏輯判斷實現各種互鎖，一種類型硬件利用不同軟件，可構成不同類型的保護。
（4）維護調試方便，硬件種類少，線路統(tǒng)一，外部接線簡單，大大減少了維護工作量，保護調試與整定利用輸入按鍵或上方計算機下傳來進行，調試簡單方便。
（5）經濟性好，性能價格比高，由于微機保護的多功能性，使變配電站測量、控制與保護部分的綜合造價降低。高可靠性與高速度，可以減少停電時間，節(jié)省人力，提高了經濟效益。
2）微機保護裝置的特點
微機保護裝置除了具有上述微機保護的優(yōu)點之外，與同類產品比較具有以下特點：
(1)品種齊全：微機保護裝置，品種特別齊全，可以滿足各種類型變配電站的各種設備的各種保護要求，這就給變配電站設計及計算機聯(lián)網提供了很大方便。
（2）硬件采用最新的芯片提高了技術上的先進性，CPU采用80C196KB，測量為14位A/D轉換，模擬量輸入回路多達24路，采到的數據用DSP信號處理芯片進行處理，利用高速傅氏變換，得到基波到8次的諧波，特殊的軟件自動校正，確保了測量的高精度。利用雙口RAM與CPU變換數據，就構成一個多CPU系統(tǒng)，通信采用CAN總線。具有通信速率高（可達100MHZ，一般運行在80或60MHZ）抗干擾能力強等特點。通過鍵盤與液晶顯示單元可以方便的進行現場觀察與各種保護方式與保護參數的設定。
（3）硬件設計在供電電源，模擬量輸入，開關量輸入與輸出，通信接口等采用了特殊的隔離與抗干擾措施，抗干擾能力強，除集中組屏外，可以直接安裝于開關柜上。
（4）軟件功能豐富，除完成各種測量與保護功能外，通過與上位處理計算機配合，可以完成故障錄波（1秒高速故障記錄與9秒故障動態(tài)記錄），諧波分析與小電流接地選線等功能。
（5）可選用RS232和CAN通信方式，支持多種遠動傳輸規(guī)約，方便與各種計算機管理系統(tǒng)聯(lián)網。
（6）采用寬溫帶背景240×128大屏幕LCD液晶顯示器，操作方便、顯示美觀。
（7）集成度高、體積小、重量輕，便于集中組屏安裝和分散安裝于開關柜上。
3）微機保護裝置的使用范圍
（1）中小型發(fā)電廠及其升壓變電站。
（2）110kV/35kV/10kV區(qū)域變電站。
（3）城市10kV電網10kV開閉所
（4）用戶110kV/10kV或35kV/10kV總降壓站。
（5）用戶10kV變配電站
4）微機保護裝置的種類
（1）微機保護裝置共有四大類。
（2）線路保護裝置
微機線路保護裝置微機電容保護裝置微機方向線路保護裝置
微機零序距離線路保護裝置微機橫差電流方向線路保護裝置
（3）主設備保護裝置
微機雙繞組變壓器差動保護裝置微機三繞組變壓器差動保護裝置
微機變壓器后備保護裝置微機發(fā)電機差動保護裝置微機發(fā)電機后備保護裝置
微機發(fā)電機后備保護裝置微機電動機差動保護裝置微機電動機保護裝置
微機廠（站）用變保護裝置
（4）測控裝置
微機遙測遙控裝置微機遙信遙控裝置微機遙調裝置微機自動準同期裝置
微機備自投裝置微機PT切換裝置微機脈沖電度測量裝置
微機多功能變送測量裝置微機解列裝置
（5）管理裝置單元
通信單元管理單元雙機管理單元
5）微機保護裝置功能
微機保護裝置的通用技術要求和指標（工作環(huán)境、電源、技術參數、裝置結構）以及主要功能（保護性能指標、主要保護功能、保護原理、定值與參數設定，以及外部接線端子與二次圖）詳見相關產品說明書。
7.220/380V低壓配電系統(tǒng)微機監(jiān)控系統(tǒng)
1）220/380V低壓配電系統(tǒng)特點
（1）應用范圍廣，現在工業(yè)與民用用電除礦井、醫(yī)療、危險品庫等外，均為220/380V，所以應用范圍非常廣泛。
（2）低壓配電系統(tǒng)一般均為TN—S，或TN—C—S系統(tǒng)。TN—C系統(tǒng)為三個相線（A、B、C）與一個中性線（N），N線在變壓器中性點接地或在建筑物進戶處重復接地。輸電線為四根線，電纜為四芯，沒有保護地線（PE），少一根線。設備外殼，金屬導電部分保護接地接在中性線（N）上，稱為接零系統(tǒng)，接零系統(tǒng)安全性較差，對電子設備干擾大，設計規(guī)范已規(guī)定不再采用。
TN—S系統(tǒng)為三個相線，一個中性線（N）與一個保護地線（PE）。N線與PE線在變壓器中性點集中接地或在建筑物進戶線處重復接地。輸電線為五根，電纜為五芯。中性線（N）與保護地線（PE）在接地點處連接在一起后，再不能有任何連接，因此中性線（N）也必須用絕緣線。中性線（N）引出后如果不用絕緣對地絕緣，或引出后又與保護地線有連接，雖然用了五根線，也為TN—C系統(tǒng)，這一點應特別引起注意。TN—S或TN—C—S系統(tǒng)安全性好，對電子設備干擾小，可以共用接地線（CPE），，采用等電位連接后安全性更好，干擾更小。所以設計規(guī)范規(guī)定除特殊場所外，均采用TN—S或TN—C—S系統(tǒng)。
（3）220/380V低壓配電系統(tǒng)的保護現在仍采用低壓斷路器或熔斷器。所以220/380V只有監(jiān)控沒有保護。監(jiān)控包括電流、電壓、電度、頻率、功率、功率因數、溫度等測量（遙測），開關運行狀態(tài)，事故跳閘，報警與事故預告（過負荷、超溫等）報警（遙信）與電動開關遠方合分閘操作（遙控）等三個內容（簡稱三遙），而沒有保護。
（4）220/380V低壓配電系統(tǒng)一次回路一般均為單母線或單母線分段，兩臺以上變壓器均為單母線分段，有幾臺變壓器就分幾段，這是因為用戶變電站變壓器一般不采用并列運行，這是為了減小短路電流，降低短路容量，否則，低壓斷路器的斷開容量就要加大。
（5）220/380V低壓配電系統(tǒng)進線、母聯(lián)、大負荷出線與低壓聯(lián)絡線因容量較大，一般一路（1個斷路器）占用一個低壓柜。根據供電負荷電流大小不同，一個低壓開關柜內有兩路出線（安裝兩個斷路器），四路出線（安裝四個斷路器），以及五、六、八與十路出線，不象高壓配電系統(tǒng)一個斷路器占用一個開關柜。因此低壓監(jiān)控單元就要有用于一路、兩路或多路之分，設計時要根據每個低壓開關的出線回路數與低壓監(jiān)控單元的規(guī)格來進行設計。
（6）低壓斷路器除手動操作外，還可以選用電動操作。大容量低壓斷路器一般均有手動與電動操作，設計時應選用帶遙控的低壓監(jiān)控單元，小容量低壓斷路器，設計時，大多數都選用只有手動操作的斷路器，這樣低壓監(jiān)控單元的遙控出口就可以不接線，或選用不帶遙控的低壓監(jiān)控單元。
2）220/380V低壓配電系統(tǒng)微機監(jiān)控系統(tǒng)的設計
（1）220/380V低壓配電系統(tǒng)微機監(jiān)控系統(tǒng)首先根據一次系統(tǒng)及用戶要求進行遙測、遙信及遙控設計。
（2）測量回路設計
A測量部分的二次接線與高壓一樣，電流回路串聯(lián)于電壓互感器二次回路，電壓回路并聯(lián)于電壓測量回路。由于220/380V低壓配電系統(tǒng)沒有電壓互感器，電壓測量可以直接接到220/380V母線上，和電度表電壓回路一樣一般可以不加熔斷器保護，但柜內接線應盡量短，有條件時最好加熔斷器保護，以便于檢修。
B電度測量可選用自帶電源有脈沖輸出的脈沖電度表，對于有計算功率與電度功能的低壓監(jiān)控單元，只作為內部計費時，可以不再選用脈沖電度表。
C選用有顯示功能的低壓監(jiān)控單元，可以不再設計電流、電壓表，選用不帶顯示功能的低壓監(jiān)控單元時還應設計電流或電壓表，不應兩種都設計。
（3）信號回路設計
設計時，低壓斷路器要增加一對常開接點接到低壓監(jiān)控單元開關狀態(tài)輸入端子上。有事故跳閘報警輸出接點的，再將其接到低壓監(jiān)控單元事故預告端子上。
（4）遙控回路設計
低壓監(jiān)控系統(tǒng)的遙控設計比較簡單，電動操作的低壓斷路器都有一對合分閘按鈕，只要將低壓監(jiān)控單元合分閘輸出端子分別并在合分閘按鈕上即可，必要時，可設計一個就地與遙控操作轉換開關，防止就地檢修開關時，遙控操作引起事故。
（5）供電電源與通信電纜設計
低壓監(jiān)控單元電源為交流220V供電，耗電量一般只有幾瓦，設計時將其電源由端子上引到一個220V/5A兩極低壓斷路器上，再引到開關柜端子上，然后統(tǒng)一用KVV—3×1.0電纜集中引到低壓柜一路小容量出線上。需要時可加一個UPS電源。
通信電纜一般距離不超過200米可選用KVV—3×1.0普通屏蔽控制電纜，超過200米時應選用屏蔽雙絞線（最好選帶護套型）或計算機用通信電纜。
8.變配電站綜合自動化系統(tǒng)
1）系統(tǒng)組成
高壓采用微機保護，低壓采用監(jiān)控單元，再用通信電纜將其與計算機聯(lián)網之后就可以組成一個現代化變配電站管理系統(tǒng)——變配電站綜合自動化系統(tǒng)。
2）變配電站綜合自動化系統(tǒng)設計內容
A高壓微機保護單元（組屏或安裝在開關柜上）選型及二次圖設計。
B低壓微機監(jiān)控單元（安裝在開關柜上）選型及二次圖設計。
C管理計算機（放在值班室，無人值班時可放在動力調度室）選型。
D模擬盤（放在值班室或調度室）設計。
E上位機（與工廠計算機或電力部門調度聯(lián)網）聯(lián)網方案設計。
F通信電纜設計（包括管理計算機與上位機）。
3）管理計算機
管理計算機可根據系統(tǒng)要求進行配置。
4）模擬盤
用戶要求有模擬盤時，可以設計模擬盤，小系統(tǒng)可以用掛墻式，大系統(tǒng)用落地式，模擬盤尺寸根據供電系統(tǒng)一次圖及值班室面積來決定。模擬盤采用專用控制單元，將其通信電纜引到管理計算機處。模擬盤還需要一路交流220V電源，容量只有幾十瓦，設計時應與管理計算機電源一起考慮。
5）變配電站綜合自動化系統(tǒng)主要功能
關鍵詞：電力系統(tǒng)發(fā)電變電輸電配電
1.10KV供電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的重要位置
電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等五個環(huán)節(jié)組成的。在電力系統(tǒng)中，各種類型的、大量的電氣設備通過電氣線路緊密地聯(lián)結在一起。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運行環(huán)境極其復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，上述五個環(huán)節(jié)應是環(huán)環(huán)相扣、時時平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時間內完成的。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)的運行產生重大影響。例如，當系統(tǒng)中的某工礦企業(yè)的設備發(fā)生短路事故時，由于短路電流的熱效應和電動力效應，往往造成電氣設備或電氣線路的致命損壞還有可能嚴重到使系統(tǒng)的穩(wěn)定運行遭到破壞；當10KV不接地系統(tǒng)中的某處發(fā)生一相接地時，就會造成接地相的電壓降低，其他兩相的電壓升高，常此運行就可能使系統(tǒng)中的絕緣遭受損壞，也有進一步發(fā)展為事故的可能。
10KV供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一部分。它能否安全、穩(wěn)定、可靠地運行，不但直接關系到企業(yè)用電的暢通，而且涉及到電力系統(tǒng)能否正常的運行。因此要全面地理解和執(zhí)行地區(qū)電業(yè)部門的有關標準和規(guī)程以及相應的國家標準和規(guī)范。
由于10KV系統(tǒng)中包含著一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)。又由于一次系統(tǒng)比較簡單、更為直觀，在考慮和設置上較為容易；而二次系統(tǒng)相對較為復雜，并且二次系統(tǒng)包括了大量的繼電保護裝置、自動裝置和二次回路。所謂繼電保護裝置就是在供電系統(tǒng)中用來對一次系統(tǒng)進行監(jiān)視、測量、控制和保護，由繼電器來組成的一套專門的自動裝置。為了確保10KV供電系統(tǒng)的正常運行，必須正確的設置繼電保護裝置。
2.10KV系統(tǒng)中應配置的繼電保護
按照工廠企業(yè)10KV供電系統(tǒng)的設計規(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設置以下保護裝置：
（1）10KV線路應配置的繼電保護
10KV線路一般均應裝設過電流保護。當過電流保護的時限不大于0.5s～0.7s,并沒有保護配合上的要求時，可不裝設電流速斷保護；自重要的變配電所引出的線路應裝設瞬時電流速斷保護。當瞬時電流速斷保護不能滿足選擇性動作時，應裝設略帶時限的電流速斷保護。
（2）10KV配電變壓器應配置的繼電保護
1）當配電變壓器容量小于400KVA時：一般采用高壓熔斷器保護；
2）當配電變壓器容量為400～630KVA，高壓側采用斷路器時，應裝設過電流保護，而當過流保護時限大于0.5s時，還應裝設電流速斷保護；對于車間內油浸式配電變壓器還應裝設氣體保護；
3）當配電變壓器容量為800KVA及以上時，應裝設過電流保護，而當過流保護時限大于0.5s時，還應裝設電流速斷保護；對于油浸式配電變壓器還應裝設氣體保護；另外尚應裝設溫度保護。
（3）10KV分段母線應配置的繼電保護
對于不并列運行的分段母線,應裝設電流速斷保護，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動解除；另外應裝設過電流保護。如采用的是反時限過電流保護時，其瞬動部分應解除；對于負荷等級較低的配電所可不裝設保護。
3.10KV系統(tǒng)中繼電保護的配置現狀
目前，一般企業(yè)高壓供電系統(tǒng)中均為10KV系統(tǒng)。除早期建設的10KV系統(tǒng)中，較多采用的是直流操作的定時限過電流保護和瞬時電流速斷保護外，近些年來飛速建設的電網上一般均采用了環(huán)網或手車式高壓開關柜，繼電保護方式多為交流操作的反時限過電流保護裝置。很多重要企業(yè)為雙路10KV電源、高壓母線分段但不聯(lián)絡或雖能聯(lián)絡但不能自動投入。在系統(tǒng)供電的可靠性、故障響應的靈敏性、保護動作的選擇性、切除故障的快速性以及運行方式的靈活性、運行人員的熟練性上都存在著一些急待解決的問題。
二繼電保護的基本概念
1.10KV供電系統(tǒng)的幾種運行狀況
（1）供電系統(tǒng)的正常運行
這種狀況系指系統(tǒng)中各種設備或線路均在其額定狀態(tài)下進行工作；各種信號、指示和儀表均工作在允許范圍內的運行狀況；
（2）供電系統(tǒng)的故障
這種狀況系指某些設備或線路出現了危及其本身或系統(tǒng)的安全運行，并有可能使事態(tài)進一步擴大的運行狀況；
（3）供電系統(tǒng)的異常運行
這種狀況系指系統(tǒng)的正常運行遭到了破壞，但尚未構成故障時的運行狀況。
2.10KV供電系統(tǒng)繼電保護裝置的任務
（1）在供電系統(tǒng)中運行正常時，它應能完整地、安全地監(jiān)視各種設備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據；
（2）如供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，它應能自動地、迅速地、有選擇性地切除故障部分，保證非故障部分繼續(xù)運行；
（3）當供電系統(tǒng)中出現異常運行工作狀況時，它應能及時地、準確地發(fā)出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理；
不難看出，在10KV系統(tǒng)中裝設繼電保護裝置的主要作用是通過縮小事故范圍或預報事故的發(fā)生，來達到提高系統(tǒng)運行的可靠性，并最大限度地保證供電的安全和不間斷。
可以想象，在10KV系統(tǒng)中利用熔斷器去完成上述任務是不能滿足要求的。因為熔斷器的安秒特性不甚完善，熄滅高壓電路中強烈電弧的能力不足，甚至有使故障進一步擴大的可能；同時還延長了停電的歷時。只有采用繼電保護裝置才是最完美的措施。因此，在10KV系統(tǒng)中的繼電保護裝置就成了供電系統(tǒng)能否安全可靠運行的不可缺少的重要組成部分。
3.對繼電保護裝置的基本要求
對繼電保護裝置的基本要求有四點：即選擇性、靈敏性、速動性和可靠性
（1）選擇性
當供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，繼電保護裝置應能有選擇性地將故障部分切除。也就是它應該首先斷開距離故障點最近的斷路器，以保證系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)正常運行。系統(tǒng)中的繼電保護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。
主保護和后備保護：
10KV供電系統(tǒng)中的電氣設備和線路應裝設短路故障保護。短路故障保護應有主保護、后備保護，必要時可增設輔助保護。
當在系統(tǒng)中的同一地點或不同地點裝有兩套保護時，其中有一套動作比較快，而另一套動作比較慢，動作比較快的就稱為主保護；而動作比較慢的就稱為后備保護。即：為滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設備的要求，能以最快速度有選擇地切除被保護設備和線路故障的保護，就稱為主保護；當主保護或斷路器拒動時，用以切除故障的保護，就稱為后備保護。
后備保護不應理解為次要保護，它同樣是重要的。后備保護不僅可以起到當主保護應該動作而未動作時的后備，還可以起到當主保護雖已動作但最終未能達到切除故障部分的作用。除此之外，它還有另外的意義。為了使快速動作的主保護實現選擇性，從而就造成了主保護不能保護線路的全長,而只能保護線路的一部分。也就是說，出現了保護的死區(qū)。這一死區(qū)就必須利用后備保護來彌補不可。
近后備和遠后備：
當主保護或斷路器拒動時，由相臨設備或線路的保護來實現的后備稱為遠后備保護；由本級電氣設備或線路的另一套保護實現后備的保護，就叫近后備保護；
輔助保護：
為補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運行而增設的簡單保護，稱為輔助保護。
（2）靈敏性
靈敏性系指繼電保護裝置對故障和異常工作狀況的反映能力。在保護裝置的保護范圍內，不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣，保護裝置均不應產生拒絕動作；但在保護區(qū)外發(fā)生故障時,又不應該產生錯誤動作。保護裝置靈敏與否，一般用靈敏系數來衡量。保護裝置的靈敏系數應根據不利的運行方式和故障類型進行計算。靈敏系數Km為被保護區(qū)發(fā)生短路時，流過保護安裝處的最小短路電流Id.min與保護裝置一次動作電流Idz的比值，即:
Km=Id.min/Idz
靈敏系數越高，則反映輕微故障的能力越強。各類保護裝置靈敏系數的大小，根據保護裝置的不同而不盡相同。對于多相保護，Idz取兩相短路電流最小值Idz(2);對于10KV不接地系統(tǒng)的單相短路保護取單相接地電容電流最小值Ic.min;
（3）速動性
速動性是指保護裝置應能盡快地切除短路故障。
縮短切除故障的時間，就可以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度，加快系統(tǒng)電壓的恢復，從而為電氣設備的自啟動創(chuàng)造了有利條件，同時還提高了發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性。
所謂故障的切除時間是指保護裝置的動作時間與斷路器的跳閘時間之和。由于斷路器一經選定，其跳閘時間就已確定，目前我國生產的斷路器跳閘時間均在0.02S以下。所以實現速動性的關鍵是選用的保護裝置應能快速動作。
（4）可靠性
保護裝置應能正確的動作，并隨時處于準備狀態(tài)。如不能滿足可靠性的要求，保護裝置反而成為了擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性，則要求保護裝置的設計原理、整定計算、安裝調試要正確無誤；同時要求組成保護裝置的各元件的質量要可靠、運行維護要得當、系統(tǒng)應盡可能的簡化有效，以提高保護的可靠性。
4.繼電保護的基本原理
（1）電力系統(tǒng)故障的特點
電力系統(tǒng)中的故障種類很多，但最為常見、危害最大的應屬各種類型的短路事故。一旦出現短路故障，就會伴隨其產生三大特點。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。
（2）繼電保護的類型
在電力系統(tǒng)中以上述物理量的變化為基礎，利用正常運行和故障時各物理量的差別就可以構成各種不同原理和類型的繼電保護裝置。如：
反映電流變化的電流保護，有定時限過電流保護、反時限過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護和零序電流保護等；
反映電壓變化的電壓保護，有過電壓保護和低電壓保護；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；
反映電壓與電流之間比值，也就是反映短路點到保護安裝處阻抗的距離保護；反映輸入電流與輸出電流之差的差動保護，其中又分為橫聯(lián)差動和縱聯(lián)差動保護；
用于反映系統(tǒng)中頻率變化的周波保護；
專門用于反映變壓器內部故障的氣體保護（即瓦斯保護），其中又分為輕瓦斯和重瓦斯保護；
專門用于反映變壓器溫度變化的溫度保護等。
另外，10KV系統(tǒng)中一般可在進線處裝設電流保護；在配電變壓器的高壓側裝設電流保護、溫度保護（油浸變壓器根據其容量大小尚應考慮裝設氣體保護）；高壓母線分段處應根據具體情況裝設電流保護等。
三幾種常用電流保護的分析
1.反時限過電流保護
（1）什麼是反時限過電流保護
繼電保護的動作時間與短路電流的大小有關，短路電流越大，動作時間越短；短路電流越小，動作時間越長，這種保護就叫做反時限過電流保護。
（2）繼電器的構成
反時限過電流保護是由GL-15(25)感應型繼電器構成的。這種保護方式廣泛應用于一般工礦企業(yè)中，感應型繼電器兼有電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式時間繼電器(作為時限元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)和電磁式中間繼電器(作為出口元件)的功能，用以實現反時限過電流保護；另外，它還有電磁速斷元件的功能，又能同時實現電流速斷保護。采用這種繼電器,就可以采用交流操作，無須裝設直流屏等設備；通過一種繼電器還可以完成兩種保護功能(體現了繼電器的多功能性)，也可以大大簡化繼電保護裝置。但這種繼電器雖外部接線簡單，但內部結構十分復雜，調試比較困難；在靈敏度和動作的準確性、速動性等方面也遠不如電磁式繼電器構成的繼電保護裝置。
（3）反時限過電流保護的基本原理
當供電線路發(fā)生相間短路時，感應型繼電器KA1或(和)KA2達到整定的一定時限后動作，首先使其常開觸點閉合，這時斷路器的脫扣器YR1或(和)YR2因有KA1或(和)KA2的常閉觸點分流(短路)，而無電流通過,故暫時不會動作。但接著KA1或(KA2)的常閉觸點斷開，因YR1或(和)YR2因“去分流”而通電動作，使斷路器跳閘，同時繼電器本身的信號掉牌掉下，給出信號。
在這里應予說明，在采用“去分流”跳閘的反時限過電流保護裝置中，如繼電器的常閉觸點先斷開而常開觸點后閉合時，則會出現下列問題：
1）繼電器在其常閉觸點斷開時即先失電返回，因此其常開觸點不可能閉合，因此跳閘線圈也就不能通電跳閘；
2）繼電器的常閉觸點如先斷開,CT的二次側帶負荷開路，將產生數千伏的高電壓、比差角差增大、計量不準以及鐵心發(fā)熱有可能燒毀絕緣等，這是不允許的。
2.定時限過電流保護
（1）什麼是定時限過電流保護
繼電保護的動作時間與短路電流的大小無關，時間是恒定的，時間是靠時間繼電器的整定來獲得的。時間繼電器在一定范圍內是連續(xù)可調的，這種保護方式就稱為定時限過電流保護。
（2）繼電器的構成
定時限過電流保護是由電磁式時間繼電器(作為時限元件)、電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)構成的。它一般采用直流操作，須設置直流屏。定時限過電流保護簡單可靠、完全依靠選擇動作時間來獲得選擇性，上、下級的選擇性配合比較容易、時限由時間繼電器根據計算后獲取的參數來整定，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調試比較準確和方便。這種保護方式一般應用在10～35KV系統(tǒng)中比較重要的變配電所。
（3）定時限過電流保護的基本原理
10KV中性點不接地系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限過電流保護的原理接線圖。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時間繼電器和一只信號繼電器構成。
當被保護線路只設有一套保護，且時間繼電器的容量足大時，可用時間繼電器的觸點去直接接通跳閘回路，而省去出口中間繼電器。
當被保護線路中發(fā)生短路故障時，電流互感器的一次電流急劇增加，其二次電流隨之成比例的增大。當CT的二次電流大于電流繼電器的起動值時，電流繼電器動作。由于兩只電流繼電器的觸點是并聯(lián)的，故當任一電流繼電器的觸點閉合，都能接通時間繼電器的線圈回路。這時，時間繼電器就按照預先整定的時間動作使其接點吸合。這樣，時間繼電器的觸點又接通了信號繼電器和出口中間繼電器的線圈，使其動作。出口中間繼電器的觸點接通了跳閘線圈回路，從而使被保護回路的斷路器跳閘切斷了故障回路，保證了非故障回路的繼續(xù)運行。而信號繼電器的動作使信號指示牌掉下并發(fā)出警報信號。
由上不難看出，保護裝置的動作時間只決定于時間繼電器的預先整定的時間，而與被保護回路的短路電流大小無關，所以這種過電流保護稱為定時限過電流保護。
（4）動作電流的整定計算
過流保護裝置中的電流繼電器動作電流的整定原則，是按照躲過被保護線路中可能出現的最大負荷電流來考慮的。也就是只有在被保護線路故障時才啟動，而在最大負荷電流出現時不應動作。為此必須滿足以下兩個條：
1）在正常情況下，出現最大負荷電流時（即電動機的啟動和自啟動電流，以及用戶負荷的突增和線路中出現的尖峰電流等）不應動作。即：
Idz>Ifh.max
式中Idz----過電流保護繼電器的一次動作電流；
Ifh.max------最大負荷電流
2）保護裝置在外部故障切除后應能可靠地返回。因為短路電流消失后，保護裝置有可能出現最大負荷電流，為保證選擇性，
已動作的電流繼電器在這時應當返回。因此保護裝置的一次返回電流If應大于最大負荷電流fh.max。即：
If>Ifh.max
因此，定時限過電流裝置電流繼電器的動作電流Idz.j為：
Idz.j=(Kk.Kjx/Kf.Nlh).Ifh.max
式中
Kk------可靠系數，考慮到繼電器動作電流的誤差和計算誤差而設。一般取為1.15～1.25Kjx------由于繼電器接入電流互感器二次側的方式不同而引入的一個系數。電流互感器為三相完全星形接線和不完全星形接線時
Kjx=1；如為三角形接線和兩相電流差接線時Kjx=1.732;
Kf-------返回系數，一般小于1；
Nlh------電流互感器的變比。
（5）動作時限的整定原則
為使過電流保護具有一定的選擇性，各相臨元件的過電流保護應具有不同的動作時間。
在線路XL-1、XL-2、XL-3的靠近電源端分別裝有過電流保護裝置1、2、3。當D1點發(fā)生短路時，短路電流由電源提供并流過保護裝置1、2、3，當短路電流大于它們的整定值時，各套保護裝置均啟動。但按選擇性的要求，應只由保護裝置3（離故障點最近）動作于跳閘。在故障切除后，保護裝置1、2返回。因此就必須使保護裝置2的動作時間較保護裝置1長一些；而保護裝置3又要比保護裝置2長一些，并依次類推，即：
t1>t2>t3
不難看出，各級保護裝置的動作時限是由末端向電源端逐級增大的。也就是越靠近電源端，保護的動作時限越長，有如階梯一樣，故稱為階梯性時限特性。各級之間的時限均差一個固定的數值，稱其為時限級差Dt。對于定時限過電流保護的時限級差Dt一般為0.5S;對于反時限的時限級差Dt
一般為0.7S。可是，越靠近電源端線路的阻抗越小，短路電流將越大，而保護的動作時間越長。也就是說過電流保護存在著缺陷。這種缺陷就必須由電流速斷保護來彌補不可。
（6）過電流保護的保護范圍
過流保護可以保護設備的全部，也可以保護線路的全長，還可以作為相臨下一級線路穿越性故障的后備保護。
3.電流速斷保護
（1）什麼是電流速斷保護
電流速斷保護是一種無時限或略帶時限動作的一種電流保護。它能在最短的時間內迅速切除短路故障，減小故障持續(xù)時間，防止事故擴大。
電流速斷保護又分為瞬時電流速斷保護和略帶時限的電流速斷保護兩種。
（2）電流速斷保護的構成
電流速斷保護是由電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)構成的。它一般不需要時間繼電器。常采用直流操作，須設置直流屏。電流速斷保護簡單可靠、完全依靠短路電流的大小來確定保護是否需要啟動。它是按一定地點的短路電流來獲得選擇性動作，動作的選擇性能夠保證、動作的靈敏性能夠滿足要求、整定調試比較準確和方便。
（3）瞬時電流速斷保護的整定原則和保護范圍
瞬時電流速斷保護與過電流保護的區(qū)別，在于它的動作電流值不是躲過最大負荷電流，而是必須大于保護范圍外部短路時的最大短路電流。即按躲過被保護線路末端可能產生的三相最大短路電流來整定。從而使速斷保護范圍被限制在被保護線路的內部，從整定值上保證了選擇性，因此可以瞬時跳閘。當在被保護線路外部發(fā)生短路時，它不會動作。所以不必考慮返回系數。由于只有當短路電流大于保護裝置的動作電流時，保護裝置才能動作。所以瞬時電流速斷保護不能保護設備的全部，也不能保護線路的全長，而只能保護線路的一部分。對于最大運行方式下的保護范圍一般能達到線路全長的50%即認為有良好的保護效果；對于在最小運行方式下的保護范圍能保護線路全長的15%～20%，即可裝設。保護范圍以外的區(qū)域稱為“死區(qū)”。因此，瞬時電流速斷保護的任務是在線路始端短路時能快速地切除故障。
當線路故障時，瞬時電流速斷保護動作，運行人員根據其保護范圍較小這一特點,可以判斷故障出在線路首端，并且靠近保護安裝處；如為雙電源供電線路，則由兩側的瞬時電流速斷保護同時動作或同時都不動作，可判斷故障在線路的中間部分。
（4）瞬時電流速斷保護的基本原理
瞬時電流速斷保護的原理與定時限過電流保護基本相同。只是由一只電磁式中間繼電器替代了時間繼電器。
中間繼電器的作用有兩點：其一是因電流繼電器的接點容量較小，不能直接接通跳閘線圈，用以增大接點容量；其二是當被保護線路上裝有熔斷器時，在兩相或三相避雷器同時放電時，將造成短時的相間短路。但當放完電后，線路即恢復正常，因此要求速斷保護既不誤動，又不影響保護的快速性。利用中間繼電器的固有動作時間，就可避開避雷器的放電動作時間。
（5）略帶時限的電流速斷保護
瞬時電流速斷保護最大的優(yōu)點是動作迅速，但只能保護線路的首端。而定時限過電流保護雖能保護
線路的全長，但動作時限太長。因此，常用略帶時限的電流速斷保護來消除瞬時電流速斷保護的“死區(qū)”。要求略帶時限的電流速斷保護能保護全線路。因此，它的保護范圍就必然會延伸到下一段線路的始端去。這樣，當下一段線路始端發(fā)生短路時，保護也會起動。為了保證選擇性的要求，須使其動作時限比下一段線路的瞬時電流速斷保護大一個時限級差，其動作電流也要比下一段線路瞬時電流速斷保護的動作電流大一些。略帶時限的電流速斷保護可作為被保護線路的主保護。略帶時限的電流速斷保護的原理接線和定時限過電流保護的原理接線相同。
4.三段式過電流保護裝置
由于瞬時電流速斷保護只能保護線路的一部分，所以不能作為線路的主保護，而只能作為加速切除線路首端故障的輔助保護；略帶時限的電流速斷保護能保護線路的全長，可作為本線路的主保護，但不能作為下一段線路的后備保護；定時限過電流保護既可作為本級線路的后備保護（當動作時限短時，也可作為主保護，而不再裝設略帶時限的電流速斷保護。），還可以作為相臨下一級線路的后備保護，但切除故障的時限較長。
一般情況下，為了對線路進行可靠而有效的保護，也常把瞬時電流速斷保護（或略帶時限的電流速斷保護）和定時限過電流保護相配合構成兩段式電流保護。
對于第一段電流保護，究竟采用瞬時電流速斷保護，還是采用略帶時限的電流速斷保護，可由具體情況確定。如用在線路---變壓器組接線，以采用瞬時電流速斷保護為佳。因在變壓器高壓側故障時，切除變壓器和切除線路的效果是一樣的。此時，允許用線路的瞬時電流速斷保護，來切除變壓器高壓側的故障。也就是說，其保護范圍可保護到線路全長并延伸到變壓器高壓側。這時的第一段電流保護可以作為主保護；第二段一般均采用定時限過流保護作為后備保護，其保護范圍含線路---變壓器組的全部。
通常在被保護線路較短時，第一段電流保護均采用略帶時限的電流速斷保護作為主保護；第二段采用定時限過流保護作為后備保護。
在實際中還常采用三段式電流保護。就是以瞬時電流速斷保護作為第一段，以加速切除線路首端的故障，用作輔助保護；以略帶時限的電流速斷保護作為第二段，以保護線路的全長，用作主保護；以定時限過電流保護作為第三段，以作為線路全長和相臨下一級線路的后備保護。對于北京電信的10KV（含35KV）供電線路今后宜選用兩段式或三段式電流保護。
因為這種保護的設置可以在相臨下一級線路的保護或斷路器拒動時，本級線路的定時限過流保護可以動作，起到遠后備保護的作用；如本級線路的主保護（瞬時電流速斷或略帶時限的電流速斷保護）拒動時，則本級線路的定時限過電流保護可以動作，以起到近后備的作用。
5.零序電流保護
電力系統(tǒng)中發(fā)電機或變壓器的中性點運行方式，有中性點不接地、中性點經消弧線圈接地和中性點直接接地三種方式。10KV系統(tǒng)采用的是中性點不接地的運行方式。
系統(tǒng)運行正常時，三相是對稱的，三相對地間均勻分布有電容。在相電壓作用下，每相都有一個超前90°的電容電流流入地中。這三個電容電流數值相等、相位相差120°，其和為零.中性點電位為零。
假設A相發(fā)生了一相金屬性接地時，則A相對地電壓為零，其他兩相對地電壓升高為線電壓，三個線電壓不變。這時對負荷的供電沒有影響。按規(guī)程規(guī)定還可繼續(xù)運行2小時，而不必切斷電路。這也是采用中性點不接地的主要優(yōu)點。但其他兩相電壓升高，線路的絕緣受到考驗、有發(fā)展為兩點或多點接地的可能。應及時發(fā)出信號，通知值班人員進行處理。
10KV中性點不接地系統(tǒng)中，當出現一相接地時，利用三相五鐵心柱的電壓互感器（PT)的開口三角形的開口兩端有無零序電壓來實現絕緣監(jiān)察。它可以在PT柜上通過三塊相電壓表和一塊線電壓表（通過轉換開關可觀察三個線電壓）看到“一低、兩高、三不變”。接在開口三角形開口兩端的過電壓繼電器動作，其常開接點接通信號繼電器，并發(fā)出預告信號。采用這種裝置比較簡單，但不能立即發(fā)現接地點，因為只要網絡中發(fā)生一相接地，則在同一電壓等級的所有工礦企業(yè)的變電所母線上，均將出現零序電壓，接有帶絕緣監(jiān)視電壓互感器的電力用戶都會發(fā)出預告信號。也就是說該裝置沒有選擇性。為了查找接地點，需要電氣人員按照預先制定的“拉路序位圖”依次拉路查找，并隨之合上未接地的回路，直到找到接地點為止。可以看出，這種方法費力、費時、安全性差，在某些情況下這樣做還是不允許的。因此，這種裝置存在一定的缺陷。
當網絡比較復雜、出線較多、可靠性要求高，采用絕緣監(jiān)察裝置是不能滿足運行要求時，可采用零序電流保護裝置。它是利用接地故障線路零序電流較非接地故障線路零序電流大的特點構成的一種保護裝置。
零序電流保護一般使用在有條件安裝零序電流互感器的電纜線路或經電纜引出的架空線路上。當在電纜出線上安裝零序電流互感器時，其一次側為被保護電纜的三相導線，鐵心套在電纜外，其二次側接零序電流繼電器。當正常運行或發(fā)生相間短路時，一次側電流為零。二次側只有因導線排列不對稱而產生的不平衡電流。當發(fā)生一相接地時，零序電流反映到二次側，并流入零序電流繼電器，使其動作發(fā)出信號。在安裝零序電流保護裝置時，特別注意的一點是：電纜頭的接地線必須穿過零序電流互感器的鐵心。這是由于被保護電纜發(fā)生一相接地時，全靠穿過零序電流互感器鐵心的電纜頭接地線通過零序電流起作用的。否則互感器二次側也就不能感應出電流，因而繼電器也就不可能動作。
不難理解，當某一條線路上發(fā)生一相接地時，非接地線路上的零序電流為本身的零序電流。因此，為了保證動作的選擇性，在整定時，保護裝置的啟動電流Idz應大于本線路的電容電流，即：
Idz=Kh.3Uxan.w.Co=Kh.Io
式中Idz------保護裝置的啟動電流；
Kh-------可靠系數，如無延時，考慮到不穩(wěn)定間歇性電弧所發(fā)生的振蕩涌流時，取4～5；如延時為0.5S時，則取1.5～2;
Uxan------相電壓值；
Co--------被保護線路每相的對地電容；
Io--------被保護線路的總電容電流。
按上式整定后，還需校驗在本線路上發(fā)生一相接地時的靈敏系數Klm,由于流經接地線路上的零序電流為全網絡中非接地線路電容電流的總和，可用3Uxan.w.(CS-Co)表示，因此靈敏系數為:
Klm=3Uxan.w.(CS-Co)/Kh.3Uxan.w.Co
=(CS-Co)/Kh.Co
上式可改寫成:
Klm=I0S-Io/Kh.Io
=I0S-Io/Idz
式中CS------同一電壓等級網絡中，各元件每相對地電容之和；
I0S------與CS
相對應的對地電容電流之和。對電纜線路取大于或等于1.25;架空線路取1.5;對于架空線路，由于沒有特制的零序電流互感器，如欲安裝零序電流保護，可把三相三只電流互感器的同名端并聯(lián)在一起，構成零序電流過濾器，再接上零序電流繼電器。其動作電流整定值中，要考慮零序電流過濾器中不平衡電流的影響。
四對北京電信10KV系統(tǒng)中繼電保護的綜合評價
1.定時限過電流保護與反時限過電流保護的配置
10KV系統(tǒng)中的上、下級保護之間的配合條件必須考慮周全，考慮不周或選配不當，則會造成保護的非選擇性動作，使斷路器越級跳閘。保護的選擇性配合主要包括上、下級保護之間的電流和時限的配合兩個方面。應該指出，定時限過電流保護的配合問題較易解決。由于定時限過電流保護的時限級差為0.5S，選擇電網保護裝置的動作時限，一般是從距電源端最遠的一級保護裝置開始整定的。為了縮短保護裝置的動作時限，特別是縮短多級電網靠近電源端的保護裝置的動作時限，其中時限級差起著決定的作用，因此希望時限級差越小越好。但為了保證各級保護裝置動作的選擇性,時限級差又不能太小。雖然反時限過電流保護也是按照時限的階梯原則來整定，其時限級差一般為0.7S。而且反時限過電流保護的動作時限的選擇與動作電流的大小有關。也就是說，反時限過電流保護隨著短路電流與繼電器動作電流的比值而變，因此整定反時限過電流保護時，所指的時間都是在某一電流值下的動作時間。還有，感應型繼電器慣性較大，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，在實際運行整定時，就不能單憑特性曲線作為整定的依據，還應該作必要的實測與調試。比較費力、費事。因此，反時限過電流保護時限特性的整定和配合就比定時限過電流保護裝置復雜得多。通過分析可以看出，北京電信10KV新建及在建工程中，應以配置三段式或兩段式定時限過電流保護、瞬時電流速斷保護和略帶時限的電流速斷保護為好。
2.北京電信10KV系統(tǒng)中高壓設備的配置
目前，北京電信10KV系統(tǒng)中高壓開關柜的配置主要有兩大類：即固定式高壓開關柜和手車式高壓開關柜。關于固定式高壓開關柜是我國解放初期自前蘇聯(lián)引進的老產品，柜型高大、有足夠的安全距離、但防護等級低、元器件陳舊、防電擊水平較低；而手車式高壓開關柜是近年來引進國外技術，消化吸收研制的換代產品，體積縮小、防護等級大大提高、元器件的選用比較先進、防電擊水平較高。其主要特點可歸納為：它有四室（手車室、電纜室、母線室和繼電儀表室）、七車（斷路器手車、隔離手車、接地手車、所用變壓器手車、電壓互感器手車、電壓互感器和避雷器手車、避雷器和電容器手車）、三個位置（工作位置、試驗位置和拖出柜外檢修位置）和兩個鎖定（工作位置的鎖定和試驗位置的鎖定）。它用高壓一次隔離觸頭替代了高壓隔離開關、用接地開關替代了臨時接地線等。對于系統(tǒng)的運行安全提供了很好的條件。關于配電變壓器安裝于主機樓時，一般均采用了防火等級較高的干式變壓器，筆者曾率先嘗試采用了D/Yo-11接線組別的干式變壓器（傳統(tǒng)采用Y/Yo-12接線組別），其一次接成了D形接線，為電信部門產生的大量高次諧波提供了通路，這樣就較為有效的防止了我們電信部門的用電對系統(tǒng)造成的諧波污染（目前電業(yè)部門正在諧波管理方面考慮采取必要的經濟措施）；同時，采用了這種接線組別，使得繼電保護的靈敏性有所提高。按照IEC及新的國家標準GB50054-96的要求，應逐步推廣采用D/Yo-11接線組別的配電變壓器。
3.關于10KV一相接地保護方式的探討
10KV中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)生一相接地時，按照傳統(tǒng)方式是采用三相五鐵心柱的JSJW-10型電壓互感器作為絕緣監(jiān)視。但是，當我們選用了手車式高壓開關柜后，再繼續(xù)安裝JSJW-10已經比較困難，又由于10KV系統(tǒng)中的一次方案有了變化、原有的絕緣監(jiān)視方案又存在著缺陷，因此較為可取的辦法是采用零序電流保護裝置。
1.1繼電保護的概念及工作方式
我們知道，對于電力系統(tǒng)來說，出現故障是時常發(fā)生的，這主要取決于外界的因素干擾以及自身的內部因素，無論哪種因素，一旦使電力系統(tǒng)發(fā)生故障沒有辦法正常運行的話，將會給企業(yè)、個人帶來損失，那么日常生活中我們要想到解決辦法的前提是要了解出現的故障原因及沒有正常運行的明顯狀態(tài)有哪些，當電力系統(tǒng)出現單相接地、兩相接地、三相接地、短路等的話就是很明顯的出現了故障。而如果電力系統(tǒng)在運行中出行超負荷、超電壓、產生振蕩、本身同步運行的發(fā)電機卻異步運行時等，就是非正常運行狀態(tài)。綜上各種原因，我們就不難看出繼電保護的主要作用是什么。那么繼電保護的基本工作原理我們歸結為，它主要是根據電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎構成的，一旦電力系統(tǒng)發(fā)生故障之后，工頻電氣量將會發(fā)生很大的變化，這些變化的主要特征是：
（1）電流增大的情況。當設備發(fā)生短路時，那么在出現故障的某點和電源與電源相連接的電氣設備與輸送電能的線路上，所產生的電流將迅速的增大，從負荷電流開始，到最后會比負荷電流大得多；
（2）電壓降低的情況。一旦相間短路和接地短路發(fā)生故障的時候，將會導致電力系統(tǒng)之中的各個點之間的相間電壓或者是相電壓值迅速降低，而且距離短路點原來越近的話，其中的電壓也會越來越低；
（3）電流與電壓之間的相位角會發(fā)生變化。當電力系統(tǒng)處于正常的工作運行狀態(tài)時，那么電流與電壓之間的相位角與負荷的功率因數角是相等的，正常應該為20°，而如果出現三相短路時的話，電流與電壓之間的相位角的大小將取決于線路的阻抗角，這個時候會為正常運行的3～4倍；
（4）測量點電壓與電流之比值會產生變化。一般來說我們將測量點的電壓與電流之間的比值稱之為測量阻抗。那么如果系統(tǒng)在正常的運行狀態(tài)時，測量阻抗是負荷阻抗的。如果發(fā)生金屬性短路的話，線路阻抗將會取代測量阻抗，我們會看出系統(tǒng)故障時測量阻抗的值將會變小，相反的阻抗角將會明顯增大。我們利用電路發(fā)生故障時電氣量的多變性加以利用，便可形成各種原理的繼電保護對。
1.2對于繼電保護功能的基本要求
之所以會出現繼電保護裝置，主要是為了電力系統(tǒng)在發(fā)生故障時，繼電保護裝置將會運用自身的工作原理，將損失降低到最小化，使電力系統(tǒng)設備不損壞或者損壞的程度降低。那么我們就要求繼電保護裝置要具有一定的可靠性、靈敏性、及時性、速度型，還要有選擇性。它自身的工作責任及工作方法將決定主要的工作狀態(tài)。之所以要具有及時性，就是要求繼電裝置在電力系統(tǒng)運中出現故障時發(fā)出的信號進行感知，并及時地調整或者及時地將主要引起事故的設備進行切斷。及時地對系統(tǒng)進行提醒、規(guī)范、預防，以減少在運行中出現故障的可能性，使電力系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)。
2電力變壓器繼電保護實例
2.1電力變壓器的主要故障種類及保護方法
2.1.1電力變壓器的故障種類
我們一般可以將變壓器的內部故障分為兩大類：一類是油箱內故障；另一類是油箱外故障。油箱內故障有很多的原因可以導致其發(fā)生，其中包括繞組的相間短路、匝間短路、接地短路及經鐵芯燒毀等原因。變壓器油箱內如果發(fā)生故障的話，我們必須要引起高度重視，因為隨時會發(fā)生危險，主要因為當變壓器內充滿了變壓器油的時候，如果發(fā)生故障，那么短路電流將會使變壓器油迅速地去分解氣化，這個時候大量的可燃性氣體（瓦斯）就會產生，那么油箱會爆炸很容易引起油箱爆，導致人員的傷亡。對于油箱外的故障主要劃分為套管和引出線上發(fā)生的相間短路和接地短路。電力變壓器如果發(fā)生故障和非正常的運行狀態(tài)，那么主要是由于外部相間短路、接地短路引起的相間過電流和零序過電流，負荷超過其額定容量引起的過負荷、油箱漏油引起的油面降低，以及過電壓、過勵磁等原因造成的。
2.1.2電力變壓器保護方法：
（1）裝設帶時限的電流維護裝置或者電流速斷的維護；
（2）瓦斯的維護；
（3）單相接電維護；
（4）過電流維護；
（5）溫度維護；
（6）其他的維護。
2.2電力變壓器保護的主要配置
2.2.1電力變壓器保護配置的一般要求。根據實際情況，變壓器一般應裝設以下的保護設備：
（1）瓦斯維護。瓦斯保護能夠保護變壓器油箱內的各種輕微故障，例如繞組輕微的匝間短路、鐵芯燒損等；
（2）裝設帶時限的電流維護裝置或者電流速斷的維護。對于容量為6300kVA及以上的變壓器、發(fā)電廠廠用變壓器和并列運行的變壓器、10000kVA及以上的發(fā)電廠廠用備用變壓器和單獨運行的變壓器，應裝設電流維護裝置。電流速斷保護用于對于容量為10000kVA以下的變壓器，當后備保護的動作時限大于0.5s時，應裝設電流速斷保護；
（3）單相接電維護。變壓器的相間短路后備保護通常采用過電流保護、低電壓啟動的過電流保護、復合電壓啟動的過電流保護以及負序過電流保護等。發(fā)生接地故障時，變壓器中性點將出現零序電流，母線將出現零序電壓，變壓器的接地后備保護通常都是反應這些電氣量構成的；
（4）過電流維護。變壓器長期過負荷運行時，繞組會因發(fā)熱而受到損傷。對400kVA以上的變壓器，當數臺并列運行或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時，應根據可能過負荷的情況，裝設過負荷保護；
（5）溫度維護。對變壓器溫度及油箱內壓力升高和冷卻系統(tǒng)故障，應按現行有關變壓器的標準要求，專設可作用于信號或動作于跳閘的非電量保護；
（6）其他維護。高壓側電壓為500kV及以上的變壓器，應裝設過勵磁保護，在變壓器允許的過勵磁范圍內，保護作用于信號，當過勵磁超過允許值時，可動作于跳閘。
2.2.2電力變壓器保護配置情況：
（1）主保護：瓦斯保護和差動保護；
（2）瓦斯保護：重瓦斯和輕瓦斯保護；
（3）差動保護：差動速斷、比率差動保護、分側差動保護；
（4）比率差動保護：二次諧波閉鎖原理和波形判別閉鎖原理的差動保護高壓側后備保護：復合電壓（方向）過流、零序方向過流、零序過流、零序電流電壓保護、非全相、過負荷、TV斷線。
3結語
1.1維護安全，性能優(yōu)越
繼電保護對于維護電力系統(tǒng)信息數據的安全性具有非常重要的作用，同時還可以有效的減少或是避免外界因素對裝置所帶來的干擾，確保了裝置的安全，而且通過繼電保護裝置，可以在電力系統(tǒng)運行過程中實現有效的防范監(jiān)測，確保了電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。
1.2投資較少，安裝便捷
繼電保護裝置由于自身重量較小，裝置小巧，易于安裝，所以在電力行業(yè)施工過程中，有效的減少了所占據的空間，為施工的順利進行創(chuàng)造了良好的條件。同時在安裝過程中也有效的提高了操作的效率，減少了成本的投入，只需按照電氣圖紙安裝人員即可完成繼電裝置的安裝工作。
1.3檢測故障及防范
電力系統(tǒng)上安裝繼電保護裝置后，一旦系統(tǒng)中有設備或是元器件發(fā)生故障，則繼電保護裝置則會及時發(fā)出預警，提醒值班人員進行處理。同時在發(fā)生故障的第一時間內，繼電保護裝置還會向斷路器發(fā)出跳閘等指令，對故障線路進行及時切斷，有效的保障了正常線路的運行，減少了故障所給設備及元器件所還來的損失，繼電保護裝置在電力系統(tǒng)運行過程中具有較高的故障防范能力，具有不可替代性。
2繼電保護故障處理的原則
2.1處理繼電保護故障時要保持正確、冷靜的態(tài)度。
電力系統(tǒng)的發(fā)電機等設備在運行過程中，繼電保護裝置的連接片要根據運行方式的變化而進行相應的投、退處理。在進行這兩項處理時要求工作人員同時進行，而且要經過細致的辨別清楚后，才能夠操作。而且對于跳閘回路的連接片來說，只有相應的開關在運行的過程中才能夠投入。
2.2能夠根據信號狀態(tài)準確判斷故障發(fā)生點。
在繼電保護現場中出現的光子牌信號、事件記錄以及故障錄波器所采集到的圖形、繼電保護裝置的燈光信號或者其他信號等都是對繼電保護的故障進行處理的基礎依據。所以，在對繼電保護的故障進行處理之前，要對這些信號進行分析，判斷出信號處的故障和真?zhèn)巍?/p>
2.3對人為故障要給以緊急處理。
在繼電保護裝置對故障進行處理時，人為故障的處理具有較大的難度，也是一個非常關鍵的問題。在繼電保護裝置處理故障過程中，根據其所提供的故障信息無法找到導致故障發(fā)生的原因時，或者當斷路器動作后沒有發(fā)生預警信號時，這時無法判斷出導致故障的原因是人為因素還是設備、裝置自身的故障，所以給處理帶來了較大的難度。再加之繼電保護現場中，部分運行人員由于專業(yè)技能水平不高，工作缺乏責任心，對故障不重視，不能及時對存在的故障進行處理，操作過程中也極易發(fā)生誤碰等情況，從而導致人為故障增加。這就需要對現場人為故障進行如實反映，這樣對于能夠為工作人員進行故障處理提供必要的依據。而且對于現場這類人為故障的原因及處理方式也要進行如實的記錄，確保類似故障不再發(fā)生。
3差動保護二次回路檢修方法
3.1負荷檢修
一旦負荷過大時，則會導致電流互感器處于超負荷運行狀態(tài)下，這樣會導致電流互感器的使用壽命降低，所以需要利用差動保護來對負荷進行嚴格控制，根據實際的需要，來適當的對電流互感器的勵磁電流進行降低，通過對電纜的電阻及選擇弱電控制用電流互感器等來降低二次負荷，同時還要對互感器的實際運行狀態(tài)進行定期檢查。
3.2質量檢修
目前電流互感器的種類較多，市場上的產品較為多樣化，這樣就需要在實際購買過程中需要選擇與系統(tǒng)保護方式相適應的電流互感器。在差動保護過程中，當繼電保護裝置的測電流過大時，則需要選擇帶小氣隙的電流互感器，由于該種類的電流互感器的鐵芯剩磁小，有利于差動保護裝置性能的提升，而且其勵磁電流也較小，能夠有效的實現對失衡電流的有效控制。
3.3電流檢修
在差動保護實施過程中，電流互感器作為差動保護效果的重要元件，所以需要對互感器的使用型號進行科學的選擇，通常D級電流互感器最為適合進行差動保護。當電流經過差動保護裝置的穩(wěn)態(tài)短路電流時，一旦電流達到最大值，則需要有效的控制好差動保護回路的二次負荷，使其誤差在規(guī)定的范圍內。
3.4保護檢修
1電力繼電保護器的種類簡述
在電力系統(tǒng)運行時，繼電保護自動化機組會采集繼電保護對象的故障信號，比較定值與采集信息，將其傳輸到邏輯模塊中，邏輯模塊在收到信息后，會對信息進行計算與分析，如果計算結果為1，信號就會傳遞到執(zhí)行模塊之中。
2繼電保護自動化技術的簡述
電力系統(tǒng)作為一個全面、綜合工作的網絡系統(tǒng)，需要專門的保護裝置與專業(yè)的技術人員確保其安全工作，而繼電保護的最基本職能就是在電力系統(tǒng)運行不夠穩(wěn)定或出現一些故障時實施有效的保護措施，將故障帶來的損失降到最低，防止電力系統(tǒng)的進一步惡化。繼電保護自動化技術在實施保護時主要表現在以下幾個方面：
2.1當運行中的電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護就會迅速的做出保護措施，將出現故障的零件或者設備與整個系統(tǒng)隔離，這樣能夠防止故障對其他設備或整個電力系統(tǒng)帶來影響，避免故障的進一步擴散，將故障造成的損失降到最低。
2.2當故障已經發(fā)生時，繼電保護裝置就會迅速的發(fā)出報警信號，提醒工作人員及時的對設備進行修理。當故障發(fā)生較為嚴重時，我們要停止整個電力系統(tǒng)的工作，對其進行一次全面的檢查，對于存在安全隱患的設備或零件盡快的更換，確保整個電力系統(tǒng)安全的運行，為客戶提供高質量的電能。
2.3當設施設備和電力系統(tǒng)發(fā)生的故障比較嚴重時，已經威脅到電網的安全或者已經損壞了電力系統(tǒng)的安全設施設備時，繼電保護的自動化裝置就會發(fā)揮它的功能和作用，盡量減少損壞或者威脅的程度，盡量避免更大面積的災害發(fā)生，繼電保護的自動化裝置，能夠減弱電力系統(tǒng)被破壞的程度和損害電力系統(tǒng)給安全供電造成的影響。
3繼電保護自動化技術在電力系統(tǒng)中的應用分析
繼電保護自動化技術的應用的過程中包括幾個環(huán)節(jié)，即提出問題、分析問題、安裝調試、投入運行、后續(xù)維護、檢修技改，這幾個環(huán)節(jié)是相互聯(lián)系的，在應用繼電保護自動化技術的過程中，必須要把握好以上幾個環(huán)節(jié)的工作，將其有機結合起來，這樣才能夠保障技術應用的安全性，繼電保護自動化及時在電力系統(tǒng)中的應用包括以下幾個方面：
3.1在地接地保護中的應用
電力系統(tǒng)線路接地方式存在一定的差異，從類型上來看，電力系統(tǒng)能夠分為小電流型接地與大電流型接地兩種類型，前者只負責報警信號的，如果系統(tǒng)中的粗線出現故障，電力系統(tǒng)依然能夠正常運行。大電流型接地在發(fā)生故障時，會將電源立即切斷，這可以起到理想的保護作用。
3.2在變壓器中的應用
變壓器是電力系統(tǒng)的有機組成部分，直接影響著電力系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性，考慮到這一因素，必須要做好變壓器的繼電保護工作。這包括以下幾個內容：第一、接地保護。對于直接接地的變壓器，需要使用零序電流保護法，在接地兩側位置設置保護動作，對不接地變壓器，使用零序電壓保護措施即可。第二、瓦斯保護。在變壓器油箱出現故障的情況下，絕緣材料與油會發(fā)生反應，生成有害氣體，因此，瓦斯保護應該是重中之重，在設置好瓦斯保護后，如果油箱出現故障，就能夠在第一時間啟動保護動作，發(fā)出報警。第三、短路保護。短路保護有阻抗保護與過電流保護兩個內容，阻抗保護是利用變壓器中阻抗元件原理起到保護作用的方式，在阻抗元件經過一段時間的運行之后，會跳閘，就可以很好的保護變壓器；過電流保護即電流元件經過一段時間的運行之后，也會切斷電源，起到保護作用。
3.3在發(fā)電機中的應用
對于電力系統(tǒng)發(fā)電機的保護可以采用如下幾種方式：第一、重點保護法。重點保護法應該著重降低發(fā)電機失磁故障發(fā)生率，為了達到這一目的，需要將中性點保護、電流保護、發(fā)電機相位保護結合起來，形成一種縱聯(lián)差動模式。如果發(fā)電機電流超過標準，可以設置好接地保護裝置，如果發(fā)電機定子繞組匝間發(fā)生短路，不僅會破壞絕緣層，也會導致發(fā)電機出現故障，為此，要在定子繞組中安裝好保護裝置，避免匝間出現短路故障。第二、備用保護法。如果定子繞組負荷偏低，保護裝置就會將電源切斷，報警，有時甚至會出現反時限問題，采用過過電保護法就能夠有效降低此類故障的發(fā)生率。此外，在必要的情況下，還需要設置好過電壓保護，避免發(fā)電機出現絕緣擊穿問題。
4繼電保護自動化技未來發(fā)展趨勢
隨著計算機技術、通信技術以及信息技術的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)繼電保護裝置面臨著新的發(fā)展趨勢，繼電保護裝置計算機化將隨著科學技術的發(fā)展向智能化，網絡化，保護、控制、測量和數據通信一體化發(fā)展，將會極大的程度提高繼電保護裝置及其技術的自動化水平，以促進電力系統(tǒng)更加的安全可靠的運行，真正實現安全高效的運行，為電力企業(yè)和國家創(chuàng)造更大的經濟效益和社會效益。
4.1智能化趨勢
人工智能網絡的神經網絡是運用一種非線性映射的方法，在很多難以列出方程式的復雜的非線性問題上利用神經網絡的方法，解開這些線性問題十分簡單，其中如遺法算法、模糊邏輯和進程規(guī)劃等在求解復雜問題的能力上也都有其獨特的方法。因此，將人工智能技術與繼電保護相結合，在一定程度上能加快電力系統(tǒng)的計算速度；另外，人工智能技術在電力系統(tǒng)繼電保護的自動化技術上發(fā)揮著重要作用，為繼電保護技術中一些常規(guī)方法難以解決問題提出了確實可行的辦法。
4.2計算機化趨勢
繼電保護裝置的計算機化和微機化是電力系統(tǒng)發(fā)展的總趨勢，在滿足電力系統(tǒng)要求的前提下，企業(yè)應該在考慮經濟效益與社會效益的同時，思考如何提高繼電保護裝置的計算機化和微機化，從而提高繼電保護的可靠性。隨著電力系統(tǒng)對繼電保護的要求不斷提高，除了基本的保護職能外，還需要對故障信息和數據的整理和存儲。強大的通訊能力和快速的數據信息存儲以及保護裝置與其他控制裝置和調度設備的信息需要數據信息和網絡資源聯(lián)網，這就要求繼電保護裝置不僅僅是保護還要具備計算機的功能。
5總結
這里首先看一下過程管理的概念，所謂過程管理主要是把動態(tài)形式的活動相關的認識、控制和優(yōu)化方面的要求進行總結，同時把資源進行充分利用，最大化調動各方面的積極性，盡力克服各方面的不利因素，只有這樣才能確定獲得較高的管理效果，從而達到過程管理的追求目標，可以認為是管理中的管理，是對原有管理的創(chuàng)新和改進。也就是在管理的結果上，進行相關管理的重新認識和把握，從定量上對于某個環(huán)節(jié)可能出現的失誤進行探討，使得管理細化，這樣就可以通過相應的約束來規(guī)范行為，從而實現管人進而管事的要求。
管理過程要求我們未雨綢繆，第一次就要把事情辦好，是非常適合綜合自動化改造的管理方法。
2綜合自動化改造問題分析
(1)較廣的涉及面
電力系統(tǒng)構成復雜，主要包括一次主設備和二次保護、控制、調節(jié)、信號等輔助設備組成，綜合自動化改造工作涉及到變電所每個間隔的一次設備和相應的二次設備。
(2)較大的工作影響范圍
如果綜合自動化改造工作稍有差錯，就不僅僅對電力系統(tǒng)的運行造成嚴重的影響，而且國民經濟和人民生活帶來不可估量的損失。其中，繼電保護“三誤”（誤碰、誤接線、誤整定）操作呈現出多樣、易發(fā)生的特點，是保護的頭號敵人
(3)改造難度大
綜合改造過程中要求停電時間短，技術難度高，復雜性強，細微事情多，稍有想不到的地方都可能對電網安全運行帶來威脅。
3綜合自動化改造施工中的危險因素
(1)對“三措方案”、作業(yè)指導書學習體會不夠，造成工作上被動。
(2)未掌握圖紙、技術規(guī)范、規(guī)程制度，未完全了解現場實際情況，對停電設備間隔不知道，造成延誤工期甚至出現威脅電網安全事故。
(3)拆除舊電纜時拆錯線造成保護誤動。
(4)機械傷人、保護誤碰等在拆、搬屏柜過程中出現時應該引起注意。
(5)交流短路、直流短路接地等往往在接線過程中誤接線引起，這樣也應該格外注意。
(6)誤投壓板、調試不慎引起設備損壞，相關保護誤動等需要特別注意。
4綜自改造施工中過程管理思考
由于綜自改造的特點分析，從整體上考慮應該強化過程管理是非常必要的，否則，輕則延誤工期，重則釀成事故。做好圖紙資料，材料工器具等的準備工作在改造前就顯得尤為必要和關鍵，另外，符合現場的施工“三措”方案也應該及時制定。而在施工過程中需要注意的工作有，做好每日工作日志，交代清楚工作內容，同時對于危險點及預控措施應該提前準備，確保使用安全措施票。完備的實施細則應該在重點階段、重點環(huán)節(jié)體現出來，另外這些措施應該體現出針對性和區(qū)別性，使得各個環(huán)節(jié)相互輔佐，從整體上保證施工安全。
4.1從施工方案反映施工總體情況
綜自改造施工方案應包括施工組織措施、安全措施、技術措施，同時還包括施工工程進度安排，改造前、后的屏柜布置，施工作業(yè)指導書等內容。施工“三措”方案要盡可能詳細，對現場的人員組織、危險點、預控措施、全過程技術把關等內容要全面準確。施工前對每個參加施工人員及現場運行人員進行交底，使每個人都對整個施工過程所有內容能完全掌握。
4.2從施工日志體現全過程
綜自改造施工是一項面廣點散的工作，如果采取工作負責人全面負責的辦法，工作負責人的壓力非常大，工作班成員的積極性也低，責任意識也會淡薄，從而影響施工的安全與進度。為此我們在變電站改造施工中，充分利用施工日計劃和施工日志的辦法解決了這一難題，并大大提高了工作效率。施工日前一天晚上就將次日的施工計劃編制好，將各項工作詳細分解到人，并且交代了各工作點的危險點及預控措施，做到責任到人，當日工作前逐一交待，使得工作多而不亂；施工日志則記錄每日的工作完成情況、工作中存在的問題及解決措施。
4.3繼電保護安全措施票-小措施大作用
盡管從某一方面來說作為進入現場工作的一張通行證的工作票具有一定作用，但是在較為復雜情況下，這樣做就遠遠不夠了。在復雜的合自動化改造施工和220kV以上保護調試工作中，當進行拆除與運行設備相關的連線過程中，往往需要處理在二次回路中接臨時安全措施線，這就意味著大量繁瑣而必須的步驟不能缺少。為了更好解決這個問題，同時在保證安全至上的前提下，即對工作負責的同時又對自己安全負責，就提出了繼電保護安全措施票措施，具體來說，繼電保護安全措施票包括編號、簽發(fā)人、工作負責人、工作內容、設備狀態(tài)、安全措施。每一項安全措施都要列出執(zhí)行時間和恢復時間，不需要恢復的項目要在恢復欄中寫明原因。在改造中通過繼電保護安全措施票實施從根本上杜絕了“三誤”的發(fā)生，同時也可以真正做到層層把關，責任到人，并做到有據可查，提高了保護人員工作責任心和工作態(tài)度，大大保證了施工的安全。
4.4過程管理細則化-將關鍵工作精細化
在綜合自動化改造過程中，由于每個間隔停電時間短，涉及運行的保護屏、控制屏多，而且交叉作業(yè)多，為此針對220kV線路綜自改造只有3天的時間，我們制定了施工實施細則。內容均為事先制定，現場每一分項工作負責人根據表中所列內容安排分工，每項工作完成后由工作負責人寫工作完成情況匯報到總負責人，由總負責人進行把關驗收每項工作的完成情況，然后再把工作中存在的問題和改進措施反饋到每一分項負責人。這樣就可以把整個改造工作過程梳理清晰，現場使用簡單，服務于現場負責人，起到很好的作用。
