继电器在电力系统中应用的设计.docx

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继电器在电力系统中应用的设计

继电器在电力系统中应用的设计

摘要

在国家加大基础设施建设力度的大背景之下，对作为基础能源部门的电力部门，建设力度也得到不断加强。

随着国民经济的不断发展，对电力的需求越来越大，电力供应开始出现紧张，在很多地方出现了供电危机，使其不得不采取限电、停电等措施，以缓解电力供应的紧张局面。

因而，加强电力系统的安全保护及其应用与发展至关重要，继电器对电力系统的保护有着重大意义。

因此，加大变配电站（所）电气保护系统研发力度，提高其安全保护能力，可以最大限度地减少停电故障发生时间，提高变配电站（所）的平均无故障运行时间，提高变配电站（所）供电可靠性。

随着输变电技术的日臻完善，电力系统变得更加巨大和庞杂，对变配电站（所）的运行保障能力要求也越来越高，各类用户对电力供应的可靠性要求也越来越高。

变配电站（所）安全保护系统必须能够实现当变配电站（所）运行过程中发生三相短路、两相短路、单相接地等故障，以及出现过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等不正常现象时，能够快速反应，实现选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警，从而减少故障造成的停电范围，减轻对电气设备造成的破坏，确保电力系统安全、稳定运行。

关键词：

继电器、主保护、母线保护、继电保护、输电线路保护、距离保护

Designandapplicationofrelayinelectricpowersystem

Abstract

Underthebackgroundofnationalinfrastructureconstruction,asofthepowersectorbasedenergysector,constructionhasbeenstrengthened.Withthecontinuousdevelopmentofthenationaleconomy,growingdemandforelectricity,powersupplybegantoappearnervous,inmanyplacesappearedthepowersupplycrisis,totakepowerbrownouts,poweroutagesandothermeasurestoalleviatethetensesituationonthepowersupply.Therefore,tostrengthenthesafetyanditsapplicationanddevelopmentisessentialtotheprotectionofpowersystem,isofgreatsignificancetotheelectricalpowersystemrelayprotection.Therefore,increasethetransformersubstationandpowerdistributionstation）electricalprotectionsystemresearchanddevelopmentefforts,improvethesafetyprotectionability,canmaximallyreduceoutagetime,improvethepowertransformeranddistributionstationof（the）averagefailurefreeoperationtime,improvethepowertransformeranddistributionstationof（the）powersupplyreliability.

Withthegradualimprovementofthetechnologicaltransformation,powersystembecomelargerandmorecomplex,ofsubstationandpowerdistributionstationoperationsupportcapabilityrequirementsarealsogettinghigherandhigher,alltypesofusersofelectricitysupplyreliabilityrequirementsarealsogettinghigherandhigher.Substationandpowerdistributionstationsafetyprotectionsystemmustbeabletoachievewhensubstationandpowerdistributionstationoperationoccurredduringthreephaseshortcircuit,phasetophaseshortcircuit,single-phasegroundingfault,aswellastheemergenceofaload,overvoltage,lowvoltage,lowfrequency,gas,ultratemperature,controllingandmeasuringcircuitdisconnectionetc.isnotanormalphenomenon,canrapidresponsetoachieveselectiveissueatripcommandwillberemovingthefaultoralarm,soastoreducethefaultcausedbythepowercutscope,andreducethedamagecausedtotheelectricalequipmenttoensurethesecurityandstabilityofpowersystemoperation.

Keywords:

relay,mainprotection,busbarprotection,relayprotection,transmissionlineprotection,distanceprotection

1绪论

随着电力系统规模的日益扩大，对保证电网安全、经济运行和电能质量的要求在不断提高，继电保护和安全自动装置作为电力系统的卫士，成为电力系统中不可缺少的重要组成部分。

电力系统在正常运行的过程中，可能发生各种故障和不正常运行状态。

发生故障的原因主要有：

雷电、鸟兽跨越电器设备、电气设备维修当或操作错误、电气设备绝缘强度下降等。

最危险的故障时发生各种形式的短路，发生短路时可能产生以下的后果：

（1）通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，会损坏故障元件；

（2）短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命；

（3）电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品量；

（4）破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至使整个系统瓦解。

电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。

例如，过负荷就是一种最常见的不正常运行状态。

由于过负荷，元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘材料的老化和损坏，进一步可能发展成故障。

系统中出现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、电力系统震荡等，都属于不正常运行状态。

故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。

事故，就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。

为了提高供电可靠性，防止造成上述严重后果，一是对电气设备进行正确的设计、制造、安装、维护和检修，力求减少发生故障的可能性；二是对异常运行状态必须及时发现，并采取措施予以消除；三是一旦发生故障，必须迅速并有选择性地切除故障元件。

继电保护装置是指能反映电力系统中电气元件发生的故障或不正常远行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动化装置。

它的基本任务是：

（1）自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，是故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。

（2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件，而动作于发生信号、减负荷或跳闸。

一般情况下不要保护迅速动作，而是根据电力系统及其元件的危害程度经一定的延时动作于信号。

2变电站综合自动化系统的展望

变电站综合自动化系统是一门综合多专业、多学科的综合技术,它给我们带来了技术应用上质的飞跃,给电力系统的高质量运行提供了便宜和技术保证。

伴随着电网规模日新月异的发展,自动化设备性能的完善和提高,变电站综合自动化必然会是变电站今后发展、应用的主要模式。

经过多年的实际应用,微机保护原理和算法目前也日趋成熟。

但是电力系统是个复杂的非线性系统,目前的算法仍然没有很好的同时解决电力系统继电保护所要求的快速性、安全性、可靠性。

目前对微机保护算法的研究仍需继续深入。

变电站的综自设计还缺乏相关的规程规范,变电站自动化应用受生产厂家影响巨大。

如何配置系统功能,使它将现场监控、远方监控、保护、自动化以及一次设备有机地配合到一起,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的方向发展,最大限度地发挥它资源共享、信息共享、数字通信的优势,同时,让综合自动化这种新技术更好地适应目前的电力系统管理模式,执行各项反事故措施要求,值得我们充分的探讨和研究。

无论是在电能的运输、使用、分配等各个环节中，均可能发生电力系统故障，进而影响电能的使用质量。

为了能够改变这种现状，电力保护装置得到了快速的发展，古老的电力保护系统包括普通的继电保护系统、刀闸系统、空气开关等等，其中对于继电保护的研究起步较晚，在二十世纪五六十年代，仍旧需要采用进口的电力保护装置。

但是随着我国信息技术以及电力控制技术的不断发展，对于电力系统的保护技术也基本实现了自动化、智能化，特别是针对于继电保护方面来说，自动化、智能化继电保护装置已经在电力系统中得到了广泛的应用。

2.1对于电力系统自动保护装置的研究现状

目前，我国对于电力系统的保护技术研究已经有了一定的起色，特别是计算机技术、网络控制技术的应用，对于电力保护方面已经提高了一定的效率。

电力系统的继电保护装置的研究时电力系统保护装置研究中的核心部分。

不同点在于保护装置也包括电力系统运行监控平台的建立，远程电力系统的控制以及监控等等，其对于保障电力系统的稳定具有重要的意义。

我国现有的电力系统自动保护装置，包括自动整合限流器，自动重合开关、自动限压器等等，这些装置中已经包含了较为先进的电力控制以及监测技术，并且能够在电力系统暂态的情况下迅速的确定电力系统的故障类别进而有利于对相关的电力故障进行排除。

如今，电力系统自动保护装置的发展已经趋向于网络化、智能化，且计算机通信技术的应用，也实现了对电力系统的实时监控以及保护，电力系统的整个保护装置其实就像一台多功能、复杂的科研计算机，并可以看成整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。

电力系统的继保护装置不但可从网上获取电力系统运行和故障的各种停息和数据，还可以将它所获得的被保护元件的任何数据以及信息传送给网络控制终端，所以，现代化的电力系统自动保护装置能够将控制、保护