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繼電保護(hù)的可信賴性范文第1篇

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng) ；繼電保護(hù)；保護(hù)裝置

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力需求增長(zhǎng)迅速，配電網(wǎng)日趨復(fù)雜，城市10KV配電網(wǎng)絡(luò)的改造和20KV新電壓等級(jí)的配電系統(tǒng)試點(diǎn)發(fā)展規(guī)劃，城市配電網(wǎng)中大量使用電纜，這種架空線路和電纜混合使用配電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的供電可靠性要求也日趨提高，常規(guī)繼電保護(hù)已不能滿足配電網(wǎng)保護(hù)的要求，配電網(wǎng)系統(tǒng)繼電保護(hù)的將如何應(yīng)用已成為一個(gè)研究課題。

1、配電網(wǎng)繼電保護(hù)基本概念

配電網(wǎng)繼電保護(hù)(distribution network relay protection)當(dāng)配電網(wǎng)中的電力設(shè)備發(fā)生故障或出現(xiàn)影響安全運(yùn)行的事件時(shí)，以終止這些故障或事件發(fā)展造成對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)一步破壞的自動(dòng)化設(shè)施和裝備。這種性質(zhì)的自動(dòng)化裝備的特點(diǎn)是非調(diào)節(jié)性的(即突然投人或切除某一設(shè)備)和要求快速動(dòng)作。實(shí)現(xiàn)這種用于保護(hù)電網(wǎng)元件和線路的自動(dòng)化成套硬件統(tǒng)稱為繼電保護(hù)裝置。在整個(gè)配電網(wǎng)中的各個(gè)分散的繼電保護(hù)裝置要求相互協(xié)同配合，并按預(yù)定順序進(jìn)行工作，從而在配電網(wǎng)中形成一個(gè)龐大的繼電保護(hù)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱繼電保護(hù)。繼電保護(hù)裝置功能盡可能在最短的時(shí)間和最小的區(qū)間內(nèi)自動(dòng)把發(fā)生故障的線路、變壓器或其它電氣設(shè)備從電網(wǎng)中斷開，以減輕故障設(shè)備的損毀和對(duì)電網(wǎng)的影響。安全自動(dòng)裝置功能盡快消除電網(wǎng)出現(xiàn)的異常事件，防止電網(wǎng)大面積停電和保持對(duì)重要用電戶連續(xù)供電，在事故后迅速恢復(fù)電網(wǎng)的正常供電和運(yùn)行，例如自動(dòng)重合閘、備用電源自動(dòng)投入、自動(dòng)切除供電負(fù)荷等。

繼電保護(hù)的基本要求可歸納為可靠性、快速性、 選擇性、靈敏性四個(gè)方面。

(1)可靠性。是對(duì)保護(hù)的基本要求，是指一個(gè)元件、設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下完成規(guī)定功能的能力。它又分為可信賴性和安全性兩個(gè)方面?？尚刨囆砸罄^電保護(hù)在設(shè)計(jì)要求它動(dòng)作的悄況下能夠正確地完成動(dòng)作。安全性要求繼電保護(hù)在非設(shè)計(jì)要求它動(dòng)作的其他所有情況下能夠可靠地不動(dòng)作。繼電保護(hù)裝置的拒動(dòng)和誤動(dòng)都會(huì)給電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。但提高其不拒動(dòng)和提高其不誤動(dòng)作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。

(2)快速性。是以允許的可能最快的速度動(dòng)作于斷路器跳閘。

(3)選擇性。是繼電保護(hù)在對(duì)電網(wǎng)影響可能最小的處所實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器的控制操作，以終止故障和配電網(wǎng)事故的擴(kuò)大。

(4)靈敏性。是繼電保護(hù)對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)定要求動(dòng)作的故障或異常事件的能夠動(dòng)作反應(yīng)的能力，一般都有具體的規(guī)定。

2、繼電保護(hù)裝置評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.1配電系統(tǒng)的幾種運(yùn)行狀況

2.1.1正常運(yùn)行 這種狀況系指系統(tǒng)中各種設(shè)備或線路均在其額定狀態(tài)下進(jìn)行工作；各種信號(hào)、指示和儀表均工作在允許范圍內(nèi)的運(yùn)行狀況；

2.1.2故障 這種狀況系指某些設(shè)備或線路出現(xiàn)了危及其本身或系統(tǒng)的安全運(yùn)行，并有可能使事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大的運(yùn)行狀況；

2.1.3異常運(yùn)行 這種狀況系指系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到了破壞，但尚未構(gòu)成故障時(shí)的運(yùn)行狀況。

2.2 繼電保護(hù)裝置屬于可修復(fù)元件，在分析其可靠性時(shí)，應(yīng)該先正確劃分其狀態(tài)，常見的狀態(tài)有：

①正常運(yùn)行狀態(tài)。這是保護(hù)裝置的正常狀態(tài)。

②檢修狀態(tài)。為使保護(hù)裝置能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)定期對(duì)其進(jìn)行檢修，檢修時(shí)保護(hù)裝置退出運(yùn)行。

③正常動(dòng)作狀態(tài)。這是指被保護(hù)元件發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置正確動(dòng)作于跳閘的狀態(tài)。

④誤動(dòng)作狀態(tài)。是指保護(hù)裝置不應(yīng)動(dòng)作時(shí)，它錯(cuò)誤動(dòng)作的狀態(tài)。例如，由于整定錯(cuò)誤，發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，保護(hù)裝置錯(cuò)誤動(dòng)作于跳閘。

⑤拒動(dòng)作狀態(tài)。是指保護(hù)裝置應(yīng)該動(dòng)作時(shí)，它拒絕動(dòng)作的狀態(tài)。例如，由于整定錯(cuò)誤或內(nèi)部機(jī)械故障而導(dǎo)致保護(hù)裝置拒動(dòng)。

⑥故障維修狀態(tài)。保護(hù)裝置發(fā)生故障后對(duì)其進(jìn)行維修時(shí)所處的狀態(tài)。

2.3 目前常用的評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)

2.3.1 正確動(dòng)作率 即一定期限內(nèi)（例如一年）被統(tǒng)計(jì)的繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作次數(shù)與總動(dòng)作次數(shù)之比。

正確動(dòng)作率=（正確動(dòng)作次數(shù)/總動(dòng)作次數(shù)）×100

用正確動(dòng)作率可以觀測(cè)該繼電保護(hù)系統(tǒng)每年的變化趨勢(shì)，也可以反映不同的繼電保護(hù)系統(tǒng)（如220kv與500kv）之間的對(duì)比情況，從中找出薄弱環(huán)節(jié)。

2.3.2 可靠度r(t) 是指元件在起始時(shí)刻正常的條件下，在時(shí)間區(qū)間（0，t）不發(fā)生故障的概率。對(duì)于繼電保護(hù)裝置，注意力主要集中在從起始時(shí)刻到首次故障的時(shí)間。

2.3.3 可用率a(t) 是指元件在起始時(shí)刻正常工作的條件下，時(shí)刻t正常工作的概率?？煽慷扰c可用率的不同在于，可靠度中的定義要求元件在時(shí)間區(qū)間(0，t)連續(xù)的處于正常狀態(tài)，而可用率則無此要求。

2.3.4 故障率h(t) 是指元件從起始時(shí)刻直到時(shí)刻t完好條件下，在時(shí)刻t以后單位時(shí)間里發(fā)生故障的概率。

2.3.5 平均無故障工作時(shí)間m t b f 設(shè)從修復(fù)到首次故障之間的時(shí)間間隔為無故障工作時(shí)間，則其數(shù)學(xué)期望值為平均無故障工作時(shí)間。

2.3.6 修復(fù)率m(t) 是指元件自起始時(shí)刻直到時(shí)刻t故障的條件下，自時(shí)刻t以后每單位時(shí)間里修復(fù)的概率

2.3.7 平均修復(fù)時(shí)間m t t r 平均修復(fù)時(shí)間是修復(fù)時(shí)間的數(shù)學(xué)期望值。

3、10KV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)

目前，10KV電壓等級(jí)是我國主要配電網(wǎng)絡(luò)。它能否安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，不但直接關(guān)系到企業(yè)和居民用電的暢通，而且涉及到電力系統(tǒng)能否正常的運(yùn)行?，F(xiàn)在10KV配電線路的保護(hù)，一般采用電流速斷（Ⅰ段）、定時(shí)限過電流（Ⅲ段）、零序電流保護(hù)（僅限少數(shù)大城市的電阻接地系統(tǒng)）和三相一次重合閘保護(hù)（若線路有架空線）構(gòu)成。下面對(duì)幾種常用電流保護(hù)的進(jìn)行分析。

3.1 反時(shí)限過電流保護(hù)

繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小有關(guān)，短路電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短；短路電流越小，動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)，這種保護(hù)就叫做反時(shí)限過電流保護(hù)。反時(shí)限過電流保護(hù)雖外部接線簡(jiǎn)單，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，調(diào)試比較困難；在靈敏度和動(dòng)作的準(zhǔn)確性、速動(dòng)性等方面也遠(yuǎn)不如電磁式繼電器構(gòu)成的繼電保護(hù)裝置。

3.2 定時(shí)限過電流保護(hù)

繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小無關(guān)，時(shí)間是恒定的，時(shí)間是靠時(shí)間繼電器的整定來獲得的。時(shí)間繼電器在一定范圍內(nèi)是連續(xù)可調(diào)的，這種保護(hù)方式就稱為定時(shí)限過電流保護(hù)。

定時(shí)限過電流保護(hù)是由電磁式時(shí)間繼電器(作為時(shí)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(dòng)元件)、電磁式信號(hào)繼電器(作為信號(hào)元件)構(gòu)成的。它一般采用直流操作，須設(shè)置直流屏。

定時(shí)限過電流保護(hù)的基本原理。在10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，廣泛采用的兩相兩繼電器的定時(shí)限過電流保護(hù)。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時(shí)間繼電器和一只信號(hào)繼電器構(gòu)成。 保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間只決定于時(shí)間繼電器的預(yù)先整定的時(shí)間，而與被保護(hù)回路的短路電流大小無關(guān)，所以這種過電流保護(hù)稱為定時(shí)限過電流保護(hù)。

動(dòng)作電流的整定計(jì)算。過流保護(hù)裝置中的電流繼電器動(dòng)作電流的整定原則，是按照躲過被保護(hù)線路中可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來考慮的。也就是只有在被保護(hù)線路故障時(shí)才啟動(dòng)，而在最大負(fù)荷電流出現(xiàn)時(shí)不應(yīng)動(dòng)作。

4、20KV配電系統(tǒng)繼電保護(hù)改造

20KV電壓等級(jí)尤其適宜于較高電力負(fù)荷密度情況下的工業(yè)化初期階段，十分適合于我國現(xiàn)階段，目前，全國各地都已在20KV電壓等級(jí)作為配電網(wǎng)的試點(diǎn)，為節(jié)省投資，大多對(duì)現(xiàn)行的10KV配電方式進(jìn)行升壓改造。

我國現(xiàn)有的10KV系統(tǒng)大多為中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，均為小電流接地系統(tǒng)，在發(fā)生單相接地故障時(shí)，一般只要求繼電保護(hù)設(shè)備能有選擇性的發(fā)出信號(hào)即可，而不必跳閘。但如今城市配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和改造中，電纜大量使用，造成系統(tǒng)的對(duì)地電容電流大幅度增加，同時(shí)絕緣水平較低的新型電氣設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式難以適應(yīng)以電纜為主的城市配電網(wǎng)的發(fā)展要求。20KV系統(tǒng)中性點(diǎn)宜改為經(jīng)低電阻接地方式，由于單相接地故障電流大，需要立即跳閘，切除故障，這與小電流接地方式有根本的區(qū)別，因此升壓后系統(tǒng)的繼電保護(hù)也需要作出相應(yīng)改造。

升壓后20KV出線的繼電保護(hù)，除了電壓互感器、電流互感器以及一次設(shè)備需要適當(dāng)調(diào)整外，二次保護(hù)裝置、保護(hù)類型及定值整定原則和10KV大體一致。經(jīng)實(shí)踐分析，對(duì)20KV配電系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地條件的繼電保護(hù)可采取以下幾種改造措施：

1）在20KV架空線路中采取中途附加自動(dòng)配電開關(guān)的措施，可以擴(kuò)大相間短路的保護(hù)區(qū)域，使之與10KV原系統(tǒng)做同樣程度的整定，這種方法尤其適用于長(zhǎng)距離20KV架空配電線路的系統(tǒng)。

2）20KV配電線路及主變壓器20KV側(cè)均應(yīng)配置反映接地故障的零序保護(hù)。在需要或者有條件的系統(tǒng)中可以考慮增加零序方向電流保護(hù)，以克服地區(qū)故障點(diǎn)接地電阻過大可能出現(xiàn)拒動(dòng)的弱點(diǎn)。

3）20KV配電線路同10KV一樣，宜采用過流速斷保護(hù)做主保護(hù)，以定時(shí)過電流保護(hù)作后備保護(hù)，架空線路并采用自動(dòng)重合閘裝置。

4）主變壓器零序保護(hù)配置應(yīng)根據(jù)其20KV側(cè)繞組聯(lián)結(jié)方法不同而不同。20KV母線需要配置兩段定時(shí)限零序保護(hù)。

繼電保護(hù)的可信賴性范文第2篇

（1）傳輸容量較大。光纖通信技術(shù)的傳輸容量主要與傳輸帶寬、調(diào)制方式有關(guān)。由于光源的調(diào)制特性，決定了其與銅線、電纜相比具有更大的通信容量。另外，光纖通信技術(shù)還有許多手段可以進(jìn)一步減少在傳輸過程中信息的損耗，解除信息容量的限制。

（2）抗干擾能力較強(qiáng)。由于光纖原材料主要是由具有絕緣性的石英材料制作而成，所以具有很強(qiáng)的抗干擾能力。一方面，石英材料比較穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的抗腐蝕性；另一方面石英是絕緣材料，所以能夠不受自然界雷電以經(jīng)濟(jì)太陽黑子活動(dòng)的干擾。除此之外，光波還能抵御一些人為釋放的電磁的干擾。如果將光纖與高壓輸電線采用平行架設(shè)的方式，還能構(gòu)成復(fù)合型光纜，有利于電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的順利開展，減輕電磁脈沖效應(yīng)對(duì)通信的影響。

（3）保密性能較高。在進(jìn)行電波傳輸?shù)倪^程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)電磁波的泄露。電磁波一旦泄漏，就會(huì)對(duì)各個(gè)傳輸通道的正常工作造成一定的影響，從而導(dǎo)致信號(hào)安全性降低，可能被竊取。如果使用光纖通信，就可以將光信號(hào)完全限制在光纖之內(nèi)。即使有部分射線泄露，也會(huì)被光纖外的不透明包皮吸收，外界無法竊取。同時(shí)，一條光纜中可能會(huì)有數(shù)量較多的光纖，但是由于光傳遞規(guī)律和光纖不透明包皮的限制，相鄰光纖之間的信息不會(huì)相互干擾。

（4）傳輸損耗較低。當(dāng)下，石英光纖的傳輸損耗低于市場(chǎng)現(xiàn)有的各個(gè)傳輸介質(zhì)。根據(jù)最新研究表明，理論上還可以使用其他材質(zhì)進(jìn)一步降低光纖傳輸過程中的損耗。所以，光纖傳輸具備的低損耗性能更適應(yīng)遠(yuǎn)距離的傳輸。隨著現(xiàn)代交通工具的進(jìn)一步發(fā)展，人們信息傳輸?shù)木嚯x也越來越遠(yuǎn)。而傳輸距離的增大也會(huì)導(dǎo)致傳輸損耗的增加，所以如何降低遠(yuǎn)距離信息傳輸中的信息損耗成為的人們研究的關(guān)鍵問題，利用光線通信技術(shù)可以為解決這一問題提供合理思路。

2光纖通信技術(shù)的具體應(yīng)用

（1）供電單位通信概況。某供電單位下有9所變電站，其中有8所110kV變電站，有1所35kV變電站。該單位在進(jìn)行通信時(shí)主要使用的是環(huán)形光纖通信系統(tǒng)與樹形光纖通信系統(tǒng)相結(jié)合的方式。通過將中心變電站與調(diào)度中心連接，實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心對(duì)中心變電站的控制。再將中心變電站與其他的變電站構(gòu)成環(huán)狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)中心變電站對(duì)其的控制。各個(gè)站點(diǎn)之間的通信均采用光纖通信技術(shù)。

（2）光纖的配置。為了避免環(huán)路節(jié)點(diǎn)過多對(duì)光纜或是光纖設(shè)備造成影響，導(dǎo)致故障的出現(xiàn)，該單位主要使用雙光線環(huán)路自愈網(wǎng)來避免通信造成中斷。其原理是，將具有自愈功能的光纖收發(fā)器配備到環(huán)形光纖系統(tǒng)中的各個(gè)站點(diǎn)，一旦環(huán)路節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)異常，光纖收發(fā)器可以自動(dòng)切換，避免對(duì)系統(tǒng)造成進(jìn)一步的損傷。該單位還使用12芯的光纜，并選取其中的兩芯當(dāng)作綜自信息通道，從而構(gòu)成了兩個(gè)相互不會(huì)干擾的通信環(huán)網(wǎng)。在傳輸過程中，同一份通信報(bào)文會(huì)在兩個(gè)環(huán)網(wǎng)中分別傳遞。分站每次都可以在同一時(shí)段接收到兩份環(huán)路的信號(hào)。選擇某一環(huán)路的信號(hào)，由光端設(shè)備傳送至RTU。一旦光纜設(shè)備出現(xiàn)問題，僅能接收某一個(gè)環(huán)路的信號(hào)。然后收發(fā)器會(huì)做出相應(yīng)的反應(yīng)，使用另一個(gè)環(huán)路將接收到的信號(hào)發(fā)送出去，從而構(gòu)成全新的環(huán)路。此外，從組網(wǎng)方式上來看，光纖通信可以構(gòu)建成網(wǎng)狀、樹狀、星型等。

（3）保護(hù)輸電線路。某單位主要是為煤礦提供電力，所以需要電網(wǎng)具有較強(qiáng)的可靠性。所以該單位關(guān)注繼電保護(hù)，并且重視對(duì)動(dòng)作可信賴性的保障。一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就會(huì)立即采取切除的解決辦法，避免繼電保護(hù)出現(xiàn)拒動(dòng)。這樣一來，通過縱聯(lián)保護(hù)，高壓電網(wǎng)的運(yùn)行就可以得到保障?？v聯(lián)保護(hù)的原理是通過通道使處于線路兩段的保護(hù)裝置交換增長(zhǎng)信息。通過故障信息的進(jìn)一步交換，可以對(duì)故障的種類進(jìn)行初步的判斷。除了上文提到的綜自信息傳遞的自動(dòng)化之外，電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化還需要其他的通信系統(tǒng)支持。例如視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)同樣需要光纖通信技術(shù)的支持，在此不再贅述。

3在電力系統(tǒng)內(nèi)光纖通信技術(shù)的發(fā)展前景

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖通信技術(shù)與數(shù)字信號(hào)結(jié)合成為必然趨勢(shì)。在傳輸介質(zhì)材料的選擇上，由于光纖具備較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性，成為了智能變電站信息通信的首選。未來，變電站會(huì)朝著智能化方向進(jìn)一步發(fā)展。作為智能變電站技術(shù)的延伸，光纖通信技術(shù)需要采集、傳輸乃至處理信息，以便為變電站實(shí)現(xiàn)數(shù)字化提供基礎(chǔ)。因此，隨著智能變電站的不斷發(fā)展，光纖通信技術(shù)也會(huì)獲得進(jìn)一步的發(fā)展。首先是在覆蓋范圍上，光纖通信技術(shù)整體的覆蓋范圍會(huì)提升，涉及到的領(lǐng)域也會(huì)拓展。也就是說，光纖通信技術(shù)會(huì)影響到社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，為各個(gè)行業(yè)提供更好的信息傳遞服務(wù)，方便人們的工作與生活。其次，光纖通信技術(shù)本身會(huì)有進(jìn)一步的提升，無論在傳輸效率還是傳輸質(zhì)量上都會(huì)有所提升，從而能夠提供更好的服務(wù)。

4結(jié)語