什么是繼電保護

　　研究電力系統故障和危及安全運行的異常工況，以探討其對策的反事故自動化措施。因在其發展過程中曾主要用有觸點的繼電器來保護電力系統及其元件（發電機、變壓器、輸電線路等），使之免遭損害，所以沿稱繼電保護。

　　基本任務是：當電力系統發生故障或異常工況時，在可能實現的最短時間和最小區域內，自動將故障設備從系統中切除，或發出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區供電的影響。

　　最早的繼電保護裝置是熔斷器。以后出現了作用于斷路器的電磁型繼電保護裝置、電子型靜態繼電器以至應用計算機的數字式繼電保護。

　　繼電保護的分類

　　1、按被保護對象分類，有輸電線保護和主設備保護（如發電機、變壓器、母線、電抗器、電容器等保護）。

　　2、按保護功能分類，有短路故障保護和異常運行保護。前者又可分為主保護、后備保護和輔助保護；后者又可分為過負荷保護、失磁保護、失步保護、低頻保護、非全相運行保護等。

　　3、按保護裝置進行比較和運算處理的信號量分類，有模擬式保護和數字式保護。一切機電型、整流型、晶體管型和集成電路型（運算放大器）保護裝置，它們直接反映輸入信號的連續模擬量，均屬模擬式保護；采用微處理機和微型計算機的保護裝置，它們反應的是將模擬量經采樣和模/數轉換后的離散數字量，這是數字式保護。

　　4、按保護動作原理分類，有過電流保護、低電壓保護、過電壓保護、功率方向保護、距離保護、差動保護、縱聯保護、瓦斯保護等。

　　繼電保護的性能

　　對動作于跳閘的繼電保護，在技術上一般應滿足四個基本要求：選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。 即保護四性。

　　1、選擇性

　　選擇性是指電力系統發生故障時，保護裝置僅將故障元件切除，而使非故障元件仍能正常運行，以盡量縮小停電范圍。

　　2、速動性

　　快速切除故障。○1提高系統穩定性；○2減少用戶在低電壓下的動作時間；○3減少故障元件的損壞程度 ，避免故障進一步擴大。

　　一般的快速保護動作時間為0.06～0.12s，最快的可達0.01～0.04s。

　　一般的斷路器的動作時間為0.06～0.15s，最快的可達0.02～0.06s。

　　3、靈敏性

　　指在規定的保護范圍內，對故障情況的反應能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應在區內故障時，不論短路點的位置與短路的類型如何，都能靈敏地正確地反應出來。

　　通常，靈敏性用靈敏系數來衡量，并表示為Klm。

　　其中故障參數的最小、最大計算值是根據實際可能的最不利運行方式、故障類型和短路點來計算的。

　　在《繼電保護和安全自動裝置技術規程（DL400－91）》中，對各類保護的靈敏系數Klm的要求都作了具體規定。

　　4、可靠性

　　指發生了屬于它改動作的故障，它能可靠動作，即不發生拒絕動作（拒動）；而在不改動作時，他能可靠不動，即不發生錯誤動作（簡稱誤動）。

　　影響可靠性有內在的和外在的因素：

　　內在的：裝置本身的質量，包括元件好壞、結構設計的合理性、制造工藝水平、內外接線簡明，觸點多少等；

　　外在的：運行維護水平、調試是否正確、正確安裝

　　上述四個基本要求是分析研究繼電保護性能的基礎，也是貫穿全課程的一個基本線索。在它們之間既有矛盾的一面，又有在一定條件下統一的一面。

　　繼電保護的用途

　　1、當電網發生足以損壞設備或危及電網安全運行的故障時，使被保護設備快速脫離電網；

　　2、對電網的非正常運行及某些設備的非正常狀態能及時發出警報信號，以便迅速處理，使之恢復正常；

　　3、實電力系統自動化和遠動化，以及工業生產的自動控制

　　繼電保護的發展趨勢

　　微機保護經過近20年的應用、研究和發展，已經在電力系統中取得了巨大的成功，并積累了豐富的運行經驗，產生了顯著的經濟效益，大大提高了電力系統運行管理水平。近年來，隨著計算機技術的飛速發展以及計算機在電力系統繼電保護領域中的普遍應用，新的控制原理和方法被不斷應用于計算機繼電保護中，以期取得更好的效果，從而使微機繼電保護的研究向更高的層次發展，繼電保護技術未來趨勢是向計算機化，網絡化，智能化，保護、控制、測量和數據通信一體化發展。

　　1、計算機化

　　隨著計算機硬件的迅猛發展，微機保護硬件也在不斷發展。電力系統對微機保護的要求不斷提高，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，與其它保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺pc機的功能。繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，如何取得更大的經濟效益和社會效益，尚需進行具體深入的研究。

　　2、網絡化

　　計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱，它深刻影響著各個工業領域，也為各個工業領域提供了強有力的通信手段。到目前為止，除了差動保護和縱聯保護外，所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量。繼電保護的作用主要是切除故障元件，縮小事故影響范圍。因繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍，還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信息的數據，各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作，確保系統的安全穩定運行。顯然，實現這種系統保護的基本條件是將全系統各主要設備的保護裝置用計算機網絡聯接起來，亦即實現微機保護裝置的網絡化。

　　3、智能化

　　隨著智能電網的發展，分布式發電、交互式供電模式對繼電保護提出了更高要求，另一方面通信和信息技術的長足發展，數字化技術及應用在各行各業的日益普及也為探索新的保護原理提供了條件，智能電網中可利用傳感器對發電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監控，然后把獲得的數據通過網絡系統進行收集、整合，最后對數據進行分析。利用這些信息可對運行狀況進行監測，實現對保護功能和保護定值的遠程動態監控和修正。另外，對保護裝置而言，保護功能除了需要本保護對象的運行信息外，還需要相關聯的其它設備的運行信息。一方面保證故障的準確實時識別，另一方面保證在沒有或少量人工干預下，能夠快速隔離故障、自我恢復，避免大面積停電的發生。

　　保護、控制、測量、數據通信一體化在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統計算機網絡上的一個智能終端。它可從網上獲取電力系統運行和故障的任何信息和數據，也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡控制中心或任一終端。因此，每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行隋況下還可完成測量、控制、數據通信功能，亦即實現保護、控制、測量、數據通信一體化