继电保护的对象范文

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【关键词】：智能电网继电保护 发展影响

中图分类号：TM421 文献标识码：A

【正文】：

0引言

由于信息通信技术的快速发展、电气设备关键制造工艺的技术突破，以及适应大规模清洁能源接入、应对气候变化实现节能减排的需求，催生了智能电网的迅速发展。因具有稳定性、自愈性、安全性、兼容性、经济性等诸多优点，智能电网在世界各国得到了大量的推广与应用。国家在2009年对智能电网发展进行了全面的规划，分三个阶段运用先进的通信、信息及控制技术，全面完成以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的智能电网建设，目前正处于大规模建设阶段，预计到2020年基本建成。继电保护运行状况直接关系系统安全可靠运行，现代大电网更是对继电保护提出了更高要求。智能电网的发展使传统电力系统的形态发生很大的变化，电子式互感器、数字化变电站、广域测量、交直流灵活输电和网络控制技术的广泛运用，给继电保护的配置运行带来深刻影响。本文在研究智能电网继电保护构成的基础上，阐述了智能电网对继电保护的影响，对智能电网继电保护发展有关问题进行探讨。

1 智能电网继电保护的构成

目前继电保护正在向数字化、智能化，保护控制测量集成化以及数据通信一体化方向发展。电网的分布式发电、交互式供电对继电保护提出了更高的要求，网络通信与信息处理技术的快速发展，数字化技术深化应用也为探索新的保护机理提供了帮助。智能电网能够利用传感器对发电、输电、配电、供电等重要设备的运行情况进行监控，把得到的数据经过网络系统来收集、整合，最后再进行数据分析。利用这些数据能监测系统及设备运行的具体状况，达到对保护性能及保护定值的远程动态监控、诊断与修正功能。除此之外，对保护装置来说，保护收集的信息不但需要涵盖本保护对象的运行状况，还需要与之密切相关的其它设备的运行信息，确保故障的准确识别，另外借助保护的智能诊断功能，在无人工干预情况下，可以迅速隔离故障、自行恢复运行，防止事故扩大和大面积停电状况发生。因此智能电网继电保护装置保护动作时不确定是否仅跳本保护对象，还可能在跳本保护对象时需发联跳命令跳开别的相关节点，还有可能仅发连跳命令跳开别的关联节点，不跳开本保护对象。

典型智能变电站保护及自动化配置联络如图1所示。

图1典型智能变电站保护及自动化配置联络图

2 智能电网继电保护的典型特征

智能电网是以物理电网为基础，覆盖通信、信息、计算机、传感测量、新能源等技术，把发、输、配、用各环节连接成一个高度智能化的网络。智能电网继电保护从设计、配置、运维管理上都有许多不用于以往的新特性，其典型特征主要表现在以下几个方面。

2.1 数字化

智能电网的一个重要特征是数字化，对继电保护而言，一是测量手段的数字化，广泛采用电子式互感器和数字接口；二是信息传输方式的数字化，传统变电站采用的模拟量电缆传输和状态量电缆传输方式将被以光纤为媒介的网络数字传输所代替。图1所示系统图中电子式互感器取代了基于电磁感应原理的传统互感器。

电子式互感器的优越性在于其采用光电转换原理进行测量，体积小、绝缘性能好。对继电保护其最大的优势是传输频带宽、暂态性能好，不存在电磁式互感器和电容式电压互感器等传统互感器的测量误差和暂态特性，能很好地将电力系统运行状态信号变换到二次侧。随着智能电网的建设及智能化仪器、设备的推广，传统的互感器将逐步退出运行。

电子式互感器采用网络接口，通过网络保护装置和智能断路器连接，大大简化了二次回路接线,易于维护。

2.2 网络化

智能电网的核心节点是数字化变电站，近年来基于IEC61850标准的数字化变电站建设逐步铺开，已出现500 kV全数字化示范变电站,各网、省公司都在大力推广数字化变电站建设。

数字化变电站最大的特点是采用基于IEC61850标准的分布分层的结构体系，面向对象的数据统一建模、数据自描述，采用抽象通信服务接口(ACSI)和特殊通信服务映射(SCSM)技术实现智能设备间的信息共享和互操作。

图1所示智能变电站系统图分为三个工作控制层面（过程层、间隔层、站控层），三个工作层面的各组件通过基于IEC61850标准的MMS网、GOOSE网、SV网三个网络实现互联。MMS服务应用于设备和监控后台之间的数据交互，实现各装置信号上送、测量上送、定值操作、控制操作和故障报告上送等功能。GOOSE服务应用于保护、测控、智能终端等智能化设备之间的通讯服务，通过广播方式传送报文数据，实现装置之间互相通信及信息共享。SV服务主要完成采样值的网络传输。该接线形式大大简化了保护采样、出口跳闸及保护屏柜之间二次电缆接线，使全站信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化。

对继电保护来说，数字化变电站的网络化带来了两方面的变革，一是信息获取，虽然继电保护主保护的功能仍然保持不变，但由于网络数据传输的共享性，可以获取全站相关设备元件的信息(电气量信息)；二是信息发送，由于采用带数字接口的智能断路器，跳合闸等控制信号的传输方式也由二次电缆改为数字信号的网络传输。

2.3 输电灵活化

智能电网的一个最大特点就是输电效率的提高，控制手段的灵活。智能电网中必然大量采用诸如可控串联补偿装置、静止无功补偿装置、电能质量控制装置、统一潮流控制器及STATCOM等交流灵活输电技术。另外，我国电网的交直流混合输电的特征也使电网中非线性可控电力元件数量大大增加。以电力电子器件的广泛应用为特征的智能电网的故障暂态过程与仅有同步发电机等旋转元件的传统电力系统将有显著的不同。

电网暂态过程的复杂性及电网运行方式灵活控制造成的多变性，使现有继电保护装置面临较大考验。

2.4 广域化

近年来，随着我国电网信息化进程不断推进，各网、省公司都在大力推进基于PMU的WAMS网络建设，继电保护信息专用网络也已初步建成，将成为智能电网控制的重要环节。虽然WAMS网络和继电保护信息系统建设的初衷不是为继电保护服务，但利用其提供的广域信息来提高后备保护的性能、提高安全自动装置的性能却值得思考。

3 智能电网继电保护需关注的问题

智能电网的规划和发展改变了电能传输的某些特点，信息化和数字化的特征使智能电网与传统电力系统产生了本质的差别，作为继电保护专业，也需要适应其发展，进行相关的研究工作。

3.1利用数字化提高保护性能

电子式互感器独特的工作原理和传输性能的提高使继电保护不需要再考虑电流互感器饱和、二次回路断线、二次回路接地等互感器故障问题。电气量信息通过网络传输也为继电保护装置性能的提高带来了便利条件。但无论是电子式互感器、智能组件还是光纤传输系统，对运行环境的要求都很高，目前数字化变电站中测控保护交换机等数字化组件均在设备现场分散布置，如何适应现场复杂的运行环境保持连续可靠运行是一个重要课题。同时如何简化继电保护的辅助功能，利用数字化传感器提高继电保护的整体性能，也是是未来继电保护发展需要研究的核心问题。

3.2提升继电保护网络化配置形态下运行可靠性

基于IEC61850网络的数字化变电站改变了传统继电保护信息获取和信号发送的媒介，利用网络上共享的站内其它相关电气元件的信息提高主保护的性能，利用共享的控制信号网络简化继电保护配置,是智能电网中继电保护研究的前沿性问题。网络化带来共享信息的同时，也带来基于网络信息传输的可靠性和安全性问题。与传统二次电缆的传输方式不同，基于网络的控制信号传输的可靠性必须得到保证。数字化变电站条件下继电保护的可靠性问题及如何进行保护配置保证可靠性是网络化二次回路的关键问题。

3.3提升安全自动装置性能

PMU和WAMS网络为电力系统安全防御和紧急控制提供广域信息，能够利用其已建成的网络，提高对时间敏感性不强的后备保护和安全自动装置的性能，改变现有保护和安全自动装置的延时整定原则，使其能够在某些情况下及时判断系统故障，采取措施避免大停电等恶性事故的发生。

3.4研究继电保护在线整定技术

自适应保护的思想在继电保护领域已被广泛应用，限于条件，传统的自适应保护仅能根据被保护线路的运行情况对定值进行调整，不能利用全网信息准确、实时地判断运行方式来调整定值。智能电网的发展有望改变这一现状,从而实现在线整定。

3.5研究继电保护新原理与新技术

风能、太阳能、生物能等新能源接入的随机性和间歇性，使电网接入安全问题日益受到重视，相应的调度方式在智能电网背景下将更快、更灵活地调整传输方式和潮流方向。以电力电子控制为依托的电网灵活控制方式将改变传统电网的故障暂态特征，研究适应智能电网灵活控制的继电保护新原理与新技术是智能电网中继电保护相关研究的一个关键问题。

4 结束语

智能电网的建设是电力系统的一次重要变革，是电网未来的发展方向。如今，智能电网的建设已经全面铺开，建设过程中新技术和新设备的应用将给继电保护专业领域带来革命性的变化。随着智能电网建设的推进，相关研究的深入，继电保护专业要适应电网需求向智能化方向发展，紧跟电网建设步伐，为智能电网建设提供可靠技术支持。

【参考文献】：

[1]林宇锋,钟金,吴复立.智能电网技术体系探讨[J].电网技术,2009,

[2]国家电网公司.坚强智能电网综合研究报告[R].国家电网公司, 2009.

[3]谢 开,刘永奇,朱治中,等.面向未来的智能电网[J].中国电力,2008.

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关键词:智能电网继电保护影响

中图分类号：TU856文献标识码： A

智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向,被认为是21世纪电力系统重大科技创新和发展趋势。作为全球最大的公用事业企业,国家电网公司根据我国特高压电网建设规划,结合大力发展风电等清洁新能源政策,充分考虑世界电网发展新趋势及我国电网现状,提出了建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,利用先进的通信、信息和控制技术,构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网的战略发展目标;形成了“一个目标、两条主线、三个阶段、四个体系、五项内涵、六个应用环节”的发展战略框架;制定了从发电到用户各应用环节和通信信息平台的发展路线;明确了总体发展目标、分阶段建设目标和重点工程,并对社会综合经济效益进行了初步分析评估。

智能电网将极大地改变传统电力系统的形态,电子式互感器、数字化变电站技术、广域测量技术、交直流灵活输电及控制技术的大量应用,必然对电力系统继电保护带来影响。

1 智能电网的定义和特点

尽管各国专家针对提高电网智能化水平及等级已经达成共识,但是,智能电网仍处于起步研究阶段,尚无明确的定义。由于发展环境和驱动因素不同,各国的电网企业和组织均以自己的方式理解智能电网。对智能电网进行研究和实践,各国智能电网发展的思路和重点也各不相同。因此,智能电网的概念处于不断丰富、发展阶段。

1.1 美国

美国电力科学研究院定义的智能电网可以描述为以下5个主要特征。

a.自愈性

复杂的电网监控系统能够预测并及时应对系统问题以避免或减少故障失电和电压不稳等电力供应质量问题。

b.安全性

电网可以在自然状态和计算机监控状态下更安全运行,新技术的应用和新设备的配置能够更好地识别和应对人为破坏及自然侵害。

c.兼容性

电网能够支持广泛分散电源的使用。标准化的电力网络通信平台和通信界面接点将使用户可以就地连接燃料电池、风能、生物能等可再生能源发电及其它分散的电源,并以简单的“即插即用”方式使用。

d.交互性

用户可以更好地控制自己的用电设备、装置,无论是家庭用户还是工商业用户,电网将与智能建筑物的能源管理系统相连,以帮助用户管理其能源使用,并减少能耗开销。

e.高效性

电网将达到更优化的输配量比,从而减少电力成本。电网的升级将提高输电网的输送能力,使输送容量最优化,减少损耗,使最低成本发电的电源得到最高利用率。同时可以更好地协调电力输送与

当地负荷的匹配、地区间能源流动与通信传输量之间的关系。

1.2 欧盟

欧盟委员会将智能电网的特性概括为:一是灵活性,满足用户对电力的多样化需求;二是易接入性,保证所有用户都可接入电网,尤其是高效清洁的太阳能、生物能等可再生能源发电能够就地入网;三是可靠性,提高电力供应的可靠性与安全性;四是经济性,通过改革及竞争调节实现最有效的能源管理,提高电网的经济效益。

1.3 我国国家电网公司

国家电网公司对坚强智能电网的基本特征的定义为技术上体现信息化、数字化、自动化、互动化;管理上体现集团化、集约化、精益化、标准化。信息化是坚强智能电网的实施基础,实现实时及非实时信息的高度集成、共享与利用;数字化是坚强智能电网的主要实现形式,定量描述电网对象、结构、特性及状态,实现各类信息的精确高效采集与传输;自动化是坚强智能电网的重要实现手段,依靠先进的自动控制策略,实现电网运行控制自动化水平的全面提高与管理水平的全面提升;互动化是坚强智能电网的内在要求,实现电源、电网和用户的友好互动和相互协调。坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动是坚强智能电网的基本内涵。坚强可靠是具有坚强的网架结构、强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应能力;经济高效是提高电网运行和输送效率,降低运营成本,促进能源资源和电力资产的高效利用;清洁环保,促进可再生能源开发和利用,降低能源消耗和污染物排放,提高清洁电能在终端能源消费中的比重;透明开放是电网、电源和用户的信息透明共享,电网无歧视开放;友好互动是实现电网运行方式的灵活调整,友好兼容各类电源和用户接入与退出,促进发电企业和用户主动参与电网运行调节。

2 智能电网对继电保护的影响

智能电网是以物理电网为基础,充分利用先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术、控制技术、新能源技术,把发、输、配、用各环节互联成一个高度智能化的新型网络。作为电力系统安全稳定第一道防线的继电保护,按传统电网进行设计和配置不能适应于智能电网。智能电网的技术特点将影响现有继电保护的应用。

a.数字化

智能电网的一个重要特征是数字化,对继电保护而言:一是测量手段的数字化,广泛采用电子式互感器和数字接口;二是信息传输方式的数字化,传统变电站采用的模拟量电缆传输和状态量电缆传输方式将被以光纤为媒介的网络数字传输所代替。

电子式互感器的优越性在于其采用光电转换原理进行测量,体积小、绝缘性能好。对继电保护其最大的优势是传输频带宽、暂态性能好,不存在电磁式互感器和电容式电压互感器等传统互感器的测量误差和暂态特性,能很好地将电力系统运行状态信号传到二次侧。随着智能电网的建设及智能化仪器、设备的推广,传统的互感器将逐步退出运行。

电子式互感器采用网络接口,通过网络保护装置和智能断路器连接,大大简化了二次回路接线,易于维护。

b.网络化

近年来基于IEC61850标准的数字化变电站建设逐步铺开,已出现500 kV全数字化示范变电站,各网、省公司都在大力推广数字化变电站建设。

数字化变电站最大的特点是IEC61850采用分布分层的结构体系,面向对象的数据统一建模,数据自描述,采用抽象通信服务接口(ACSI)和特殊通信服务映射(SCSM)技术,实现智能设备间的互操作能力,面向未来的开放体系结构。

对继电保护来说,数字化变电站的网络化带来了2方面的变革:一是信息获取,虽然继电保护主保护的功能仍然是“自扫门前雪”,但由于网络数据传输的共享性,可以获取全站相关设备元件的信息(电气量信息);二是信息发送,由于采用带数字接口的智能断路器,跳合闸等控制信号的传输方式也由二次电缆改为数字信号的网络传输。

c.广域化

近年来,随着我国电网信息化进程不断推进,大多数网、省公司都在大力推进基于PMU的WAMS网络建设,继电保护信息专用网络也已初步建成,将成为智能电网控制的重要环节。虽然WAMS网络和继电保护信息系统建设的初衷不是为继电保护服务,但利用其提供的广域信息来提高后备保护的性能、提高安全自动装置的性能却值得思考。

d.输电灵活化

智能电网的一个最大特点就是输电效率的提高,控制手段的灵活。智能电网中必然大量采用诸如可控串联补偿装置、静止无功补偿装置、电能质量控制装置、统一潮流控制器及STATCOM等交流灵活输电技术。另外,我国电网的交直流混合输电的特征也使电网中非线性可控电力元件数量大大增加。以电力电子器件的广泛应用为特征的智能电网的故障暂态过程与仅有同步发电机等旋转元件的传统电力系统将有显著的不同。

电网暂态过程的复杂性及电网运行方式灵活控制造成的多变性,使现有继电保护装置面临较大考验。

3 值得关注的继电保护相关问题

近年来,由于信息技术和电子技术的发展,继电保护专业得到了较大的发展,继电保护装置的可靠性、功能的完善性、操作的方便性及操作界面的人性化等要求已基本满足。我国继电保护在原理上能够满足我国电网运行的要求。

智能电网的规划和发展改变了电能传输的某些特点,信息化和数字化的特征使智能电网与传统电力系统产生了本质的差别,作为继电保护专业,也需要适应其发展,进行相关的研究工作。

a.利用数字化提高保护性能

互感器传输性能的提高和互感器故障的减少使继电保护不需要再考虑电流互感器饱和、二次回路断线、二次回路接地等互感器故障问题。电气量信息传输的真实性也为继电保护装置性能的提高带来了便利条件。如何简化继电保护的辅助功能,利用数字化传感器提高继电保护的整体性能,是未来继电保护发展需要研究的核心问题。

b.网络化将改变继电保护的配置形态

基于IEC61850网络的数字化变电站改变了传统继电保护信息获取和信号发送的媒介,利用网络上共享的站内其它相关电气元件的信息提高主保护的性能,利用共享的控制信号网络简化继电保护配置,是智能电网中继电保护研究的前沿性问题。网络化带来共享信息的同时,也带来基于网络信息传输的可靠性和安全性问题。与传统二次电缆的传输方式不同,控制信号传输网络的可靠性必须得到保证。数字化变电站条件下继电保护的可靠性问题及如何进行保护配置保证可靠性是网络化二次回路的关键问题。

c.提高安全自动装置性能

PMU和WAMS网络为电力系统防御和紧急控制提供广域信息,能够利用其已建成的网络,提高对时间敏感性不强的后备保护和安全自动装置的性能,改变现有保护和安全自动装置的延时整定原则,使其能够在某些情况下及时判断系统故障,采取措施避免大停电等恶性事故的发生。

d.继电保护新原理与新技术

风能、太阳能、生物能等新能源接入的随机性,使电网接入安全问题日益受到重视,相应的调度方式在智能电网背景下将更快、更灵活地调整传输方式和潮流方向。以电力电子控制为依托的电网灵活控制方式将改变传统电网的故障暂态特征,研究适应智能电网灵活控制的继电保护新原理与新技术是智能电网中继电保护相关研究的一个关键问题。

e.在线整定技术

自适应保护的思想在继电保护领域已被广泛应用,限于条件,传统的自适应保护仅能根据被保护线路的运行情况对定值进行调整,不能利用全网信息准确、实时地判断运行方式来调整定值。智能电网的发展有望改变这一现状,从而实现在线整定。

4 结束语

智能电网的建设是电力系统的一次重要变革,是电网未来的发展方向。如今,智能电网的建设已经开始,建设过程中新技术和新设备的应用将给继电保护专业领域带来革命性的变化。随着智能电网建设的推进,相关研究的深入,继电保护专业要适应电网需求向智能化方向发展,跟进电网建设步伐,为智能电网建设提供技术支持。

参考文献:

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[关键词]智能变电站技术；继电保护；影响；优化

中图分类号：TM76；TM77 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0125-01

引言

智能变电站技术的发展直接影响到智能电网的发展，是建立智能电网系统的重要组成部分，电网运行中继电保护环节对安全性的要求最高，所以智能变电站对电力系统的保护主要是在继电保护工作中所进行。为确保电力事业的安全运行，需要对变电站技术与继电保护的应用进行进一步深入的研究。

1 智能变电站技术概念

智能变电站技术是合理运用现阶段较为先进、环保、低碳的技术手段，并且在运行过程当中较为稳定的智能设备，将变电站的数字化水平以及信息化水平进行相应的提升的，并且使其能在运行过程当中按照相关的规定，自动完成对于相关信息的采集，数据的测量的一项智能化的技术。在智能变电站技术运行过程当中，需要对变电站的运行状态进行合理的监控等，使其能够实现变电站以及变电站之间，或者电网与电网之间的自由调度，并且符合现代社会需求的新型变电站。电力系统自动化全球通用标准使得我国传统的变电站实现了设备的智能化，交互的标准化，以及实用的互动化。一次设备智能化是智能变电站的基础。现阶段，使用较为广泛的一次设备主要有智能断路器以及智能变压器。

2 智能变电站技术及其对继电保护的影响

2.1 继电保护数据信息与保护原理的影响

电磁互感器被电子互感器所取代，造成机电保护元数据出现极大程度转变。以往电磁互感器中部分计算方法、整定原则要得到优化与重估，电子互感器所造成的数据信息延迟、同步等相互问题，对继电保护构成一定影响，应当对继电保护展开全面评估，有效发挥电子互感器所具备的的频带宽度、线性度及响应速度等方面优点特征，促进形成继电保护的新算法、新原理。继电保护的数据传输方法同样出现极大程度转变。由信息网络传输代替了过去二次电缆连接，从而使继电保护的跨间隔保护变得更加便捷灵活。

2.2 继电保护实现机制与体系的影响

以往继电保护采样―计算―出口―出口一体化模式被智能网络化数据交换所取代。无需对保护装置、数据信息及保护对象进行绑定，极大的提升了对数据动态展开调用、存储，对各种系统数据展开统一管理，对各种系统功能展开应用等的可能性，一定程度缩减了保护设备的工作难度，给维护功能组态与实现广域网保护提供了数据传递的广阔平台。网络化数据交换、交换机智能化消除了过去不可测不可控的难题。基于国际统一标准所提出的过程层网络，属于智能变电站独特的形态，可使继电保护缺乏可靠性的难题得以消除。借助交换机智能电子设备，将对应网络数据信息交换变得能够测控、能够预警，确保继电保护可动态了解二次网络、数据可靠性情形，并采取针对的处理对策，从而极大改善智能继电保护可靠性水平。

2.3 继电保护架构调试与运维的影响

智能变电站继电保护构成形态、运行模式出现了极大程度的转变，继电保护运维技术规范及准则研究存在一定的滞后性。利用二次信息网络化传输，能够对祭典保护开展二次回路监测，从而优化继电保护设备状态检修工作。结合国际统一标准，二次信息展开全面建模，促使变电站全部设备实现建模一体化，一经出现变电站设备更换、扩建等情况，怎么去对配置科学数据库文等展开实时修改，属于时下智能变电站亟待解决的问题。

3 智能变电站继电保护优化措施

3.1 就地化间隔保护

现阶段智能变电站大部分都采取新型一体化微机线路模式，变电器保护措施和继电保护一同运行，按照智能变电站设备实际情况，对线路合理进行配置，这种设计模式能够有效提高智能变电站稳定性能，保障智能变电站设备及工作人员的安全。与此同时，智能变电站在安装新型保护装置过程中，经常应用电缆采集数据模式，对继电保护装置进行数字化处理，有效缩短反应时间，对设备进行合理划分，最大程度提高智能变电站设备安全性能。

3.2 站域保o功能的应用

站域保护实际上就是在相同网络背景之下，通过计算机对智能变电站所产生的全部信息进行调动，站域保护在接受到危险信号之后，计算机能够及时进行反馈，对设备进行后备保护，信息传输整个流程全部通过电信号形式进行传输，后备保护时间大幅度缩短，能够有效满足智能变电站对继电保护灵敏性要求。

3.3 完善智能变电站设备

现阶段，我国智能变电站所应用的电气设备基本上都属于进口产品，进口电气设备技术十分先进，但是这些电气设备都是按照自身国家变电站情况进行研发制造，与我国变电站实际情况之间存在一定差异。这就需要变电站在对电气设备选择过程中，提高对电气设备有关问题关注程度，对智能变电站设备进行优化，简化智能变电站设备数量，减少智能变电站端口。智能变电站设备及端口数量在减少之后，不仅仅能够有效提高智能变电站设备操作质量，还能够有效提高智能变电站智能化水平，对智能变电站内设备进行优化。

3.4 完善继电保护规章制度

为了增强继电保护的稳定性，建立专门的监督管理制度和责任到个人的行为规范很有必要。由于变电站的生产模式或多或少都存在着相对应的差异，因此，对各个变电站的实际情况进行有效的分析，根据实际情况制定出相对应的继电保护规章制度，特别是在继电保护装置特性的选择上，由于不同的变电站在选择继电保护装置中存在着不同的差异，因此加强对继电保护的重视管理力度就显得尤为重要。例如：对继电保护设备台账、运行维护、故障分析等都应当建立严格的标准，为变电站继电保护装置的稳定运行提供基础。

3.5 继电保护监控

加强对系统运行的监控，在电力系统监督上也应该充分利用信息技术，建立电力系统故障监督平台，实现全天不间断监控，在人看不到的地方和时间段里，利用信息技术对电力系统进行监督，在电力系统出现故障时会有及时报警装置进行干预，保证迅速而有效的发送电力系统中的故障问题，及时处理、及时检修、减少危害，提高继电保护的稳定性。在工作人员进行维护和检修时，严格的按照工作标准进行安装、检查、排除隐患。

4 结语

智能变电站技术给继电保护的数据信息与保护原理、实现机制与体系、架构调试与运维带来了一定的影响，要通过就地化间隔保护、站域保护功能的应用、完善智能变电站设备、完善继电保护规章制度、加强继电保护监控等措施，来优化智能变电站继电保护，为我国电力系统能够良好地发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1] 卢林.智能变电站技术及其对继电保护的影响[J].电子技术与软件工程，2017，01：246.

[2] 戴静.研究智能变电站技术及其对继电保护的影响[J].科技传播，2016，07：152+165.

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【关键词】不对称断线;继电保护;影响

1.引言

随着科学技术的不断发展，我国国民经济迅速增长，社会各领域对电力的依赖性越来越强，对电力安全的要求也越来越高，电力系统一旦出现故障，就会造成严重的经济损失，这就意味着确保电力系统安全稳定运行势在必行。电网运行过程中，不对称断线故障一旦发生，短时间内就会产生很大的电流，极有可能造成设备烧毁，同时引起大面积的断电现象，对人们的生产生活和国民经济的发展都会造成很大的影响。近年来，电网管理自动化的程度越来越高，很多变电站也实现了无人值班，大大降低了劳动强度，提高了工作效率，在这种情况下，就需要利用继电保护系统确保供电系统的安全。继电保护对电力系统的安全稳定运行起着非常重要的作用，由于电网环境越来越复杂，传统的继电保护系统已经不能满足人们的需要，因此需要不断的对继电保护进行改进或者重新设计，确保在不对称断线故障发生时，继电保护系统能够及时作出反应。

2.常见的断线故障及其危害

在中性点不接地系统中，不对称短线故障一般有两相短路和三相短路两种形式，其中三相短路故障所造成的危害最大，三相短路故障时，会瞬间生成特别大的电流，电气设备的使用寿命缩短，甚至是直接过热、烧毁，还有可能引起火灾，由于线路中的电压过低，正常用电的用户也会受到很大的影响，其次，三相电压不对称还会产生负序电流，导致电机过热，降低其工作效率。

不管是主、变还是高压、低压母线上出现断线都有可能造成保护引出跳闸，主变中性点不接地的情况下，不管是什么形式的发电机出口断线和高压断线都是负序引出跳闸;主变中性点直接接地的情况下，高压断线由主变零序启动跳闸。若故障的运行电流比额定电流小，由于断线种类和运行方式的差异，保护启动的情况也不同，可能跳闸，也可能不跳闸，对于跳闸的故障，工作人员要准确的做出判断，要以最快的速度解决故障。判断不跳闸的故障时，要区分一次断线和二次断线，两种情况都会启动负序过负保护，但是一次断线时三相电流不等，二次断线时一次三相电流平衡。

3.不对称断线

所有的不对称运行都可以看作是三相阻抗不相等，而断线不对称是三相阻抗不相等特殊方式。将断相看作是断口阻抗，剩下的两相在断口相阻抗为零，同不对称短路分析一样。

首先，要根据电力系统参数和接线图将各序网络做出，其次，由断相种类的不同，确定断相处的边界条件，建立复合序网，再次，将断口处电压电流的各序分量计算出来，同时将各序网中节点电和压电流的序对称分量计算出来，最后，综合得出全电压和全电流。

4.不对称断线对继电保护装置的影响

4.1 需要提供可靠性

不对称断线故障发生时，往往伴随着三相电压的不对称，接着会造成三相电流的不对称，就会造成电气设备过载，因此，需要利用继电保护装置避免这种情况的发生，而且对于继电保护装置有着很高的要求，在不对称断线故障发生时，继电保护装置会依据当时的情况做出准确的判断，确保装置做出准确的动作，继电保护装置会在需要的时候及时发挥作用，正常情况下，继电保护装置也不会发生误动。

继电保护装置的安全可靠性既取决于装置的出厂质量，也与继电保护装置日常中的保养和维护有关，这就要求在继电保护装置的选择上，要选择正规厂家生产的产品，并在平时做好保养和维护工作，及时发现并解决装置存在的问题，确保继电保护装置一直处于良好的工作状态。常见的继电保护装置如图1所示。

图1 常见的继电保护装置

4.2 对继电保护的选择性影响

在电力系统出现短路故障时，为了减小故障对设备造成的危害，继电保护装置会自动对受故障影响的设备断开，同时还要确保在故障电路的保护装置拒动的时候，相邻设备的保护装置能够将其断开。近年来，我国电网规模不断扩大，电网结构也越来越复杂，因此只是核对后备设备进行保护是不够的，还需要利用附近的装置对其保护，发生短路故障时，附近的保护装置会在变压器主保护举动的情况下对其进行保护，因此对线路进行设置时，为了尽可能的提高安全性和可靠性，要确保继电保护装置能够充分实现选择性。

在此基础上，设置变电线路保护时，可以考虑选择远程保护，不对称断线故障一旦发生，极有可能会造成二次回路故障和直流电源故障，进而导致装置拒动，这时选择远程保护，有利于提高电力系统的安全性，因此，远程保护应该广泛应用于变压器的继电保护中，在远程保护不能发挥其功能时，再进行近的后备保护的设置。

4.3 对速度性的影响

速度性指的是在不断线故障发生时，继电保护装置要在最短的时间采取最正确的动作对主要设备进行保护，尽可能的减少过载电流和过载电压对设备的影响，同时，继电保护装置动作的速度还要满足选择性的要求，一般设备价格昂贵，操作复杂，低压电力设备中也不采用，只是在高压电力设备和电力线路中采用，在高压配变电电网中，特别是在不对称断线故障的处理中，继电保护装置的快速动作对保护变电设备具有十分重要作用，由于不对称断线故障发生时，电流和电压会瞬间升高，这时就需要继电保护装置能在短时间内做出准确的动作。

4.4 对于灵敏性的影响

继电保护装置的安全性与可靠性在一定程度上也与灵敏度有关，灵敏度既不能太高，也不能太低，恰当的灵敏度才能确保继电保护装置的安全稳定运行，只有能够准确的判断异常电流，才能准确的做出保护动作。凡是与要求相符的继电保护装置，故障在规定范围内出现时，无论短路点有没有过渡电阻，也不管短路的性质和短路的位置，继电保护装置都能做出准确的动作，不管是在系统最小运行方式下经过较大的单相短路，还是经过较大的电阻过渡，又或者是在系统最大运行方式下经过三相短路，继电保护装置都能做出动作。

系统最小运行方式指的是在被保护线路末端短路故障的情况下，系统等效阻抗最大，流过继电保护装置的短路电流就是最小的运行方式;系统最大运行方式指的是在被保护线路末端短路故障的情况下，系统等效阻抗最下，流过继电保护装置的短路电流就是最大的运行方式。阻抗、电压和电流等故障参数进行计算时，要按照实际情况，采取最不利的故障类型和运行方式进行极端，增加装置的灵敏性，也就是增加继电保护装置的依赖性，在一定程度上与安全性相矛盾，对于不同作用的保护和被保护的线路的设备，要求的灵敏度系数也不相同。

5.结束语

对发电机的过流保护是造成断线的主要原因，众所周知，我国国民经济的发展越来越快，人们对电网的依赖性越来越大，对电网安全性的要求也越来越高，电网系统一旦发生故障，就会给人民的生产生活和国民经济的发展带来巨大的经济损失，因此，确保电网的安全稳定运行时至关重要的，不断线故障发生时，会产生很大的电流，就会导致电力系统设备发热，甚至是烧毁，研究不对称断线对变电继电保护的影响是未来不对称断电研究的主要方向，具有十分重要的意义，有利于促进我国国民经济的进一步发展。

参考文献

[1]韩智玲，侯贸军.以网络为基础的的继电保护管理信息系统的体系结构[J].电气时代，2005（6）.

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1.1 次谐波的产生和危害

1.1.1 谐波定义和生成

谐波是一个周期电量的正弦波分量，其频率通常是基波部分的频率整数倍。这部分的谐波功率更大的范围基本频率组件的非正弦电源周期的傅里叶分解。谐波频率是一个整数倍数的基本的频率，我们也常常称为谐波。

1.1.2 谐波的危害

谐波污染对电力系统安全、 稳定和经济运行构成潜在的威胁，对周围的电子环境影响大。具体的危害如下所示：

电源供应的影响。对电容器谐波的影响。统计数据显示，约 70%在电容器的谐波故障出现。研究显示有矿物油浸渍绝缘电容器电压畸变的两年增加一倍的介质损耗因数的 5%的条件下运行。在谐波函数中，电源线损坏，但也大大改善。高次谐波产生旋转磁场产生的涡流旋转电机铁损耗增加，同步电机过热阻尼线圈或感应电动机定子、 转子生成额外的铜损。此外，引起振动转矩的谐波电流，电机转速变化定期。失真造成的电压、 电机和变压器绝缘寿命会缩短。

继电保护和自动装置的影响。谐波的影响，从而导致的主变压器和总线复杂压过流保护复合电压锁定的元素开始被误。也造成跳闸事故发电机负序电流保护故障。录像机故障的故障，影响实际故障记录。由谐波电磁和静电诱导，通信干扰。谐波干扰强度取决于距离的谐波电压、 电流、 频率和输电线路和通信线路和帧长度的大小。

电力计量和文书中的角色常用的说明。研究表明高次谐波和负频率误差感应式电能，广泛使用的电路的谐波含量不能准确地衡量。当趋势的谐波和基本方向，该文书将会较少的电源，在发生的谐波电压线性用户，测量时的谐波及基本趋势，感应式电能表相反的方向不能被谐波和基代数和波能量网格谐波反措施-也部分抵消的根本动力。很明显，合理的解决办法，产生的电能计量，影响下的谐波不仅经济意义，并有助于谐波污染。

可见，谐波严重影响电源系统是正常、 稳定和安全的操作。

1.2 谐波对继电保护和自动装置的影响

1.2.1 高次谐波的各类保护的影响

1）谐波电磁继电器

电磁式电压继电器，与通过线圈的电流有效值平方成正比。线圈匝数的阻抗元件的阻抗是不同的频率，增加的谐波行动的理由是为了提高线圈的阻抗。谐波电压接入继电器。电磁继电器慢，设置误差值要求较低的谐波含量小于10％，谐波的影响不会太大。然而，当谐波含量和谐波衰减和慢时，电磁继电器由一个大的网络事件造成的错误。

2）谐波整流继电器

整流距离保护装置（如LH-21）的振荡闭锁经常移动，这些现象的原因是负序滤波器的三相电流单电压（比负序电流），序列过滤器通过连接构造之间的相电流互感器两相电抗变压器的连接。谐波电流和谐波是不相等的，非对称和负序过滤器，具有很大的谐波输出，加上分相电路谐波进一步放大效应，使整个直流脉冲，使保护误动。

3）谐波的微机保护谐波对计算机的保护作用：（1）电脑的电源系统；（2）模拟量输入电路微控制器。当微机模拟输入电路包含谐波影响正常工作的微机保护，测量计算机控制系统也不例外，在前面ADC的模拟低通滤波器抑制谐波和提高有用信号和干扰信号。

4）谐波距离保护

从元素的保护装置，通常设置在基本阻抗。故障条件下，当电流谐波（三次谐波），测得的阻抗相对的根本阻抗值可能有相当大的错误。所以当阻抗接地故障电流通过高电阻接地阻抗主。如果应采取的电流谐波滤波措施，否则会造成继电器故障的可能性。通过实验，谐波含量小于5％，它具有继电器谐波的影响不大。

1.2.2 继电器的保护措施，以遏止谐波失真

继电器性能的评价通常采用三项措施：灵敏度，选择性和快速的行动。导致性能恶化的主要原因，输入电流和电压波形畸变之一。

硬件保护装置（模拟）和软件（数字滤波器），去除直流分量和谐波分量的电力系统数据，以及各种保护动作精度。

模拟滤波器通常使用以下几种类型：1）带通滤波器的谐振式电流互感器；2）带通滤波器，利用运算放大器，由于其规模小，精度高的优点，已被广泛使用。

数字滤波器是由软件实现，因此不会受到外部环境的影响（如温度），高可靠性，高标准。不像模拟滤芯差异的影响过滤效果，有没有元件老化和负载阻抗匹配。此外，数字滤波器，具有高度的灵活性，当需要改变滤波器的性能只能被编程。

2 通流计算的谐波分布

牛顿－拉夫逊法是为解决流动方程的方法，最成功的，不仅在大多数情况下，更快的收敛与前两年的风险之间没有分歧，可以大大减少计算时间。牛顿的过程实质上是求解非线性方程组到相应的线性方程组求解的过程中，这通常被称为一个线性过程。

3 结论

谐波对继电保护的影响很大，如何更好地减小谐波对继电保护的干扰，继而维持电力系统的稳定、可靠运行是继电保护工作者的一项值得研究的课题。同时，通过继电保护自动装置加强对谐波的监测从而减小谐波对电力系统的污染也是江苏省电力公司的一项迫切任务。

参考文献

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【关键词】继电保护；变电系统；影响

在科学技术迅速发展的今天，继电保护也变得非常多样化。不仅方式不再单一，并且继电保护的影响范围也更加广泛。为了保证变电系统更好的进行变电工作，同时对居民的生活和工作用电提供一个较强的保证，我们必须利用继电保护的优势，强化变电系统的运行。另一方面，还要对地区的情况进行调研，每个地区的变电工作都存在一定的差异，结合市民对电力资源的实际需求，加上合理的继电保护方式，才能让变电系统发挥出更大的作用。本文就继电保护对变电系统的影响进行一定的讨论。

1 继电保护的概述

1.1 概念

对于继电保护来说，很多的人虽然听过，但是却没有办法说出个所以然来。为了进一步讨论继电保护对变电系统的影响。本文在此首先阐述一下继电保护的概念。在变电系统正常的运行过程中，不仅仅需要一些辅助的设备，同时还需要一系列的技术来帮助变电系统更好的运行，对外部和内部产生一些有效的保障。继电保护就是众多的保障措施之一，而且效果比较值得肯定，因此在近几年的发展中，获得了广泛的应用。从理论上来说，继电保护是由一个或者几个保护元件组合而成的设备，属于自动化设备的范畴。当系统运行的过程中，一旦出现线路故障或者设备故障，继电保护装置会在第一时间发出警报、跳闸的指令，在根本上防止事态进一步严重化。另一方面，能够有效保护系统的安全，避免安全事故的发生。

1.2 继电保护的主要任务

对于继电保护来说，现阶段的主要任务分为两点。首先，继电保护需要有效的监控系统的运行。变电系统在运行的过程中，不可能完全靠人工来进行监督，而且由于变电系统比较复杂，单单靠人工来进行监控工作，很有可能产生遗漏。继电保护则不同，它能够对变电系统的日常运行全方位的监控。当变电系统发生故障的时候，继电保护便会第一时间做出反应，不仅会发出警报，同时还会自动跳闸，避免恶性事件发生。其次，继电保护会及时反应系统设备的异常情况。电气设备在出现的异常情况的时候，会第一时间通知工作人员赶到现场处理，从而避免产生较大的损失。由此可见，继电保护的功能较多，而且可以有效的帮助变电系统运行。

2 继电保护对变电系统的影响

从以上表述来看，继电保护的确能够对变电系统产生较大的积极影响。但是具体应用后的效果仍然需要在实践以后才能得到肯定。在此，本文将继电保护对变电系统的影响进行一定的表述：

2.1 变压器瓦斯保护

变压器瓦斯保护可以反应变压器内部的漏油故障以及匝间短路故障等所有形式的故障，有着非常高的灵敏度。变压器瓦斯保护的一个主要元件是气体继电器，其位于油枕和油箱之间的连接管。当变压器在发生故障的时候，它的绝缘物和油就会发生一定的分解反应，并且产生很多的气体，为了让这部分气体能够较为顺畅的通过连接管，从而流到油枕当中，就需要保证连接管和变压器顶盖存在一个合理的坡度。当气体通过气体继电器的时候，变压器的瓦斯保护就会启动，从而达到保护变压器的作用。通过以上的阐述能够清楚的看到，利用继电保护的原理，可以对变压器的瓦斯起到较强的保护作用，而且用时较短。

2.2 电流速断保护

电流速断保护是继电保护对变电系统产生的积极影响之一。很多的地区的变电系统较为复杂，在发生问题的时候，常规手段并没有办法对事故进行一个较好的控制。针对这样的情况，电流速断保护就能够达到一个较高的工作水准。从客观的角度来分析，一些容量相对较小的变压器，比较适合应用这种保护方式。我们可以在实际的工作中，将电流速断保护安放在变压器的电源侧面，这样一来，既不会占用太多的空间，同时还不会影响日常的保护工作。电流速断保护拥有一个较强的优势，那就是接线比较简单，反应也非常的迅速。另一方面，电流速断保护还能够通过与变压器瓦斯保护的有效配合，二者之间互相弥补劣势，从而形成一个内部的变压器保护系统，进而对变电运行产生较大的积极影响。

2.3 纵联差动保护

它是变电系统变压器上的一种主保护，可以很好的对故障发生范围进行区分，并且反应出各种类型的短路故障，例如引线短路、绕组短路等，同时能及时切除位于其保护范围以内的所有元件短路故障。此种保护方式能够对变电系统的运行产生一个全面的保障，从现有的情况来看，当从纵联差动保护启动时，配合相应的重合闸装置动作，可以有效切除电力系统上一些瞬时故障和临时故障，并有效保护电网系统的稳定和提高用户供电的可靠性。当遇到永久性故障时，纵联差动保护更是能快速切除故障点，防止故障事故的进一步扩大，保护非故障设备的安全运行，提高了电网的稳定性。

2.4 过电流保护

对于变电系统来说，无论是否应用继电保护，都需要设置过电流保护。其主要作用是反应变压器外部相间短路故障而发生的过电流。对于变电系统来说，在正常运行的情况下，当然不会发生问题。但是随着居民的用电量不断的提高，国家在发电的过程中，有时候会出现疏漏，这个时候就需要过电流保护，否则会扩大损失。从现阶段的发展来看，过电流保护是最简单的保护方式，以此为基础，低电压启动的过电流保护在其上增设了低压继电器，而复合电压启动的过电流保护则又是在低电压启动的过电流保护的基础上增设了负序电压继电器。从任何一个角度来看，过电流保护无疑是继电保护对变电系统的影响是非常积极的。在今后的工作中，仍然要对其不断的深化和加强。

2.5 过负荷保护

变电系统在运行的过程中，不仅仅需要过电流保护，同时还需要过负荷保护。在日常的设置当中，变电系统会有一定的负荷范围，在其范围之内，变电系统自身就能够很好的处理，如果超出应有的范围，势必会引起一定的事故。利用继电保护的原理，能够有效的进行过负荷保护，从而避免一系列安全问题的产生。

3 总结

本文对继电保护进行了一定的阐述，同时将继电保护对变电系统的影响进行了一定的讨论，从现有的情况来看，很多地区的变电系统并没有良好的应用继电保护的方式和原理。因此，在今后的工作中，需要结合实际的发展情况，让继电保护对变电系统产生更大的积极影响。

参考文献：

[1]冯少辉.浅析电力系统继电保护的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2010（07）.

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关键词 不对称断线；继电保护；影响

中图分类号TM77 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）52-0018-01

1 概述

随着我国电网技术的不断发展和成熟，数字化以及自动化的管理手段在整个电力系统得到了广泛的使用。其中自动化技术在整个电力系统中的采用，在很大程度上减少了工作人员的重复劳动，提高了工作效率，缩短工作时间，进而提高了整个电网的安全性与稳定性。但是不可否认，我国的电网环境相对复杂，还存在着很多的问题，这样继电保护系统作为维护电网安全的重要手段越来越受到相关部门的重视。因此，为了应对电网中可能存在的安全隐患，保证整个电力系统的安全稳定的运行，就需要对继电保护装置进行相应的改进。在电网运行的实际工作中，不对称短线的发生具有十分严重的危害，一点出现断线故障，电网中的电流就会在瞬时加大，对变压器等设备造成很大的冲击，甚至会造成变压器的烧毁，进而导致大面积的停电故障，针对这种情况，就需要采取继电保护措施。

2 常见断线故障及危害

不对称短线故障在中性点不接地系统中的表现形式十分多样，主要有以下几种：三相短路、两相短路、两相接地短路。在这些之中，三相短路的危害最为严重。在发生三相短路故障时，线路中的电流在瞬间增大，从而严重危害整个线路中的电器设备，严重时会造成设备的烧毁，频繁的故障会造成电器设备寿命周期大大缩短。短路发生时还会造成线路中的电压降低，影响经济生产以及居民的日常用电，甚至还会造成大面积的停电事故。除此之外，短路还会对整个系统产生振荡。

3 不对称断线对继电保护装置影响

3.1 需要提供可靠性

不对称短线造成三相电压的不对称，引起三相电流的不对称，最终导致线路中的电气设备由于电流过大而遭到损坏。为了避免这种情况的发生，就需要可靠性高的继电保护装置，也就是说继电保护装置能够根据现场发生的实际情况做出准确的动作。继电保护装置的可靠性主要表现在两个方面：一方面，要对不同的情况做出灵活准确的反应。另一方面，在不应该发生动作的时候能够不产生误动。继电保护装置的可靠性主要由生产厂家的出场质量以及日后对于其维护的水平共同决定的。总的来说应该选择元件质量高的合格产哦，回路采取尽可能简单的接线方式，并且定期对装置进行相应的维护以及调试，确保其反应的灵敏以及状态的可靠。

3.2 对继电保护的选择性影响

继电保护装置应该具备相应的选择判断能力也就是说电网一点出现短路故障，继电保护装置能够进行相应的判断对于受到影响的设备优先进行切除。如果故障设备或者线路的保护出现拒动的情况，那么就有附近的保护装置对其进行切除。但是由相邻的设备进行故障设备切除的时候，往往会造成大范围的断电。由于电网的结构比较复杂，这给后备设备的保护工作造成可极大的困难，一般采用就近原则对其进行保护。在电网实际运行过程中，当发生不对称断线时，与变压器距离最近的保护装置应该能够在短路器拒动的情况下对其进行必要的保护，这就是变电站继电保护中的选择性保护。所以在线路设计的时候，对每个需要重点保护的设备都要进行相应的选择性设计，以便在短路器出现拒动时能够对重要设备提供必要的保护。

除此之外，由于一旦出现不对称断线故障，断路器以及二次回路都有出现拒动的可能性，为了避免这种情况的发生，在对重要设备的后备继电保护系统的设计过程中可以考虑远程保护设备，这样的设计成本较低，且提高了可靠性。

3.3 对速动性的影响

一旦出现不对称断线故障，继电保护装置应该以最短的时间进行反应，采取相应的动作对主要的设备进行保护。这样可以将故障发生时过大的电流对设备的冲击降到最低。继电保护装置的速动性必须建立在选择性和准确性的基础之上的，否则时间再短，如果采取的是错的动作就没有意义了。由于设备的价格昂贵，结构复杂，对于低压设备一般没有使用的必要，大多用于高压线路以及电气设备之中。

而在高压配变电电网中，对变电设备的保护需要继电保护设备的快速动作，这对于不对称断线引发的故障尤其适用。因为不对称断线会在线路中产生瞬间的强电流，对设备造成冲击时间越长，损害就越大，如果继电保护装置以最短的时间做出正确的反应动作，将会使电流对于设备的损坏降到最低。

实际上，对不同电压等级和不同结构的电网，切除故障的最小时间有不同的要求。例如，对于35kV~60kV配电网络，通常0.5s~0.7s； 110kV~330kV高压电网，约为0.15s~0.3s；500kV及以上超高压电网，约为0.1s~0.12s。目前国产的继电保护装置，在一般情况下，完全可以满足上述电网对快速切除故障的要求。对于反应不正常运行情况的继电保护装置，一般不要求快速动作，而应按照选择性的条件，带延时地发出信号。

3.4 对于灵敏性的影响

灵敏度时一把双刃剑，继电保护的灵敏度的标准是可靠性联系在一起的，也就是在故障面前采取正确的动作的基础。只有对异常电流进行准确的判断才能作出准确的保护动作。只有满足灵敏性要求的继电保护才能在规定的范围内作出这样的动作。符合要求的继电保护装置，在规定范围内的故障出现时，不管短路的位置和短路的性质，以及短路点是否有过渡电阻，都会作出正确的动作，即要求不但在系统最大运行方式下的三相短路时采取可靠动作，而在系统最小运行方式下经过较大的电阻过渡两相或者单相短路的时候也能动作。

所谓系统最大运行方式就是被保护线路末端短路时，系统等效阻抗最小，通过保护装置的短路电流为最大运行方式；系统最小运行方式就是在同样短路故障情况下，系统等效阻抗为最大，通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。故障参数如电流、电压和阻抗等的计算，应根据实际可能的最不利的运行方式和故障类型来进行。增加灵敏性，即增加了保护动作的信赖性，但有时与安全性相矛盾。对不同作用的保护及被保护的设备和线路，所要求的灵敏系数不同。

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关键词：分布式发电； 配电网继电保护

中图分类号：TM77 文献标识码：A

随着科技的不断创新与发展，资源的利用率也将大幅度提高。分布式发电正是可以高效利用资源、安全的进行发电的方式。然而随着分布式发电的广泛运用和不断的发展过程中，发现分布式发电的弊端就是一旦大量使用分布式发电将会对配电网的结构产生巨大的冲击，并且会改变配电网络之中电流大小方向等等多种因素。配电网继电保护能够使电力网络更加的稳定、安全，增加了电力网络的可靠性。而本文主要浅析了分布式发电对于配电网继电保护的影响。

一、配电网继电保护装置

因配电网一般呈辐射状网络，且网络结构较为简单，方便使用运行。配电网继电保护装置是同配电网络存在着最为直接的联系，故配电网继电保护装置对于整个配电网有着至关重要的关系，有必要单独介绍与分析。变电站中接近母线的线路断路器处是配电网继电保护的重要位置，其中将会配置过电流、定时限电流、瞬时电流三段式电流进行保护。这就是典型的配电网继电保护装置。其中过电流的保护与定时限电流速断保护都可以有效保护电流线路的总长，而瞬时电流速断保护无法保护电流线路的总长。一般的电路为了简化保护装置，经常选择过电流保护与瞬时电流速断保护两种保护装置合成为一个二段式保护，并且使用三相一次的重合闸方法，保护电流线路的总长。其中三相一次的重合闸可以使得发生了故障的电路能够尽快的恢复电力供应。

二、分布式发电对配电网继电保护的影响

分布式发电与配电网络相连接之后，使得从前的网络增加了更多的电源，成为了一个多电源网络。分布式发电系统接入配电网络并网运行后，无疑会对原先的配电网络产生一定的影响。这些影响中最为主要的是产生故障电流的影响以及对于整个配电网络继电保护装置的影响。分布式发电系统接入造成的影响使得整个配电网络的基础形态以及基础结构发生了根本改变，同时也使得配电网络运行时的可靠性大大降低，故障出现率也会有所增加，故障出现后的排除也增加了不少的难度。故我们需要研究分布式发电对配电网继电保护的影响，有以下几点：（1）配电网继电保护装置保护误动作。当分布式发电系统接入配网后，原配电网成为多电源网络，使得多个无故障电路中均可能感应到多电源网络单一故障引起的故障电流，使得其它无故障电路速断保护的误启动，扩大电网事故范围。（2）三相一次重合闸失效。当分布式发电系统接入到配电网电路后，由于多电源导致线路故障时，仅仅发生保护动作跳闸而不将分布式发电方式从电路之中移除，分布式发电系统将会继续为故障点输送短路电流，致使故障点的位置无法确定。重合闸也会重合于故障状态，使得重合闸失去效果。（3）配电系统保护装置灵敏度下降。当分布式发电系统接入电路中后，所产生的故障电流将会由原系统以及分布式发电系统两者所提供，在保护定值未发生改变的情况下，使得保护装置仅能够感受到原系统所提供的故障电流，使得目前的保护装置灵敏度降低，故分布式发电系统的容量大小与配电网络保护装置灵敏度息息相关。在分布式发电系统刚刚出现的一段时间之内，人们通常会使用减少分布式发电接入电路的方式来降低其对于配电网络继电保护装置的影响。但是分布式发电系统通常使用微网的方式接入配电系统。微网是一种可以并网或者选择独立两种运行方式的电子系统。这种电力系统使得整个配电网络产生更多不确定的故障，更加容易受到外界的干扰。使得以前的配电网络保护装置在这种情况之下，对于电路的保护、故障的分析判断以及对于故障的整定配合都可能失去原有的保护范围和保护效果。以至于产生更大的影响：

1对配电网电压波动的影响

在未接入分布式发电方式的配电网络系统之中，所有的负荷会使得整个系统电压发生相应的变动。越靠近线路末端的方向，电压波动就会越发强烈，当所有的负荷都集中在配电系统的末端，对于配电网电压波动的影响就会更加明显。这种分布式发电对于配电网电压的影响主要由于两个方面的问题造成的：（1）分布式发电的启动与停止还有输送功率大小都具有随机性，使得分布式发电电源与所连接的负荷无法协调工作，可能使得输出的电压出现质量问题。（2）电压的变动如果与分布式发电系统协调工作，将会使得输出端到负荷端电压的变动与负荷需求的变动而变动，将会使得系统电压受到限制。

2 分布式发电系统对配电网继电保护装置整合的影响

即使继电保护整定是根据综合继电保护性能提供的合理装置，但同样的分布式发电系统给配电网继电保护带来了不少的影响。因配电网电网框架结构改变，而电网中相应的电流保护定值不变，大大影响了保护装置的灵敏度，使得配合难度相应的增加，部分故障只有通过并网纵联保护来处理相应的问题。

3短路电流所受到分布式发电的影响

电网中出现故障的时候，将会出现较大的冲击短路电流进入配电网中，大大超出了配电网短路时产生短路电流的标准，对于整个系统都会造成不同程度地冲击与损害，而其中的本应正常运转的配电网保护装置相关的逆功率继电器也无法正常的发挥相应的作用，无法阻止分布式发电对网配电网输出功率。

三、分布式发电对配电网继电保护装置影响的解决方案

上述分析可以看出分布式发电对于配电网继电保护装置可能产生巨大的影响，使得配电网出现相应的故障并且难以排除。故预防与解决这些影响，是我们在使用分布式发电的同时，更应该思考与分析的问题。由于分布式发电与配电网的配合需要更加完善及合理的管理，配置相应的能够做出快速、准确反应的保护继电器，并加强监管监控力度，采用新型的监控技术加强对负荷的控制，将可能产生的影响降到最低，这些都是我们现在可以达到的预防的程度。而相应的解决方案有以下的几种：

1降低分布式发电的规模。这种方法可以从最为根本的部分来将分布式发电可能造成的影响降到了最低点。但是随着需求的不断增大，减少发电机组容纳量这种方式将会显得越来越没有力度。

2加大监控力度的同时，加大故障反应力度的强度。当出现故障时，及时的隔离、切断故障点对于整个系统起到相应的保护作用，迅速对于故障点进行抢修，也可以使得造成的损失降到最低。

结语

经过上述对于分布式发电系统对配电网继电保护装置的影响的分析，我们可以发现分布式发电将会随着资源的日益紧张而发展更加迅速，并且这种方式也会极大地帮助我们解决能源紧缺造成的危机。而这一种新型的发电方式无疑会对原先较为传统的电力网络造成一定的影响，可能会使得整个电力网络的供电方面出现不少问题。所以今后电网发展过程中，我们在接受分布式发电给我们带来的便利的同时，还要针对分布式发电所产生的问题进行分析，并做出相应的改进，对于现在的分布式发电系统接入电网方式进行相应的调整，使其更加适应现在配电网络系统，使得分布式发电系统可以更加高效的工作，为人们提供更多的经济效益和社会便利。

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【关键词】光伏发电；配电网；继电保护

0 引言

随着光伏发电系统的日益成熟且成本越来越低，光伏系统并网成为利用这一资源的最好方式。然而，光伏发电有其自己的特点，光伏发电系统的并网，使配电系统从单系统放射状网络变为分布有中小型系统的有源网络，改变系统的潮流分布，进而影响配电网继电保护的合理性，对配电系统的继电保护造成一定的影响[1-2]。

目前国内外很多学者已经对此开展了大量的研究工作，主要包括光伏发电短路特性和计算模型，分布式光伏发电系统及其接入位置、接入容量的不同对配电网电流保护、重合闸、自动化策略的影响等内容。文献[3]针对用户侧光伏发电并网对配电网继电保护的影响进行了分析，提出了继电保护配置方案以及保护整定原则，为今后的工程应用提供一定的借鉴。文献[4]指出，分布式光伏发电接入中低压配电网后，将对电流保护的灵敏性和选择性产生影响，影响程度与光伏电源的接入位置、装机容量有紧密的关系。同时，含分布式光伏发电的配电网不宜采用快速重合闸。文献[5]采用动态等值阻抗的建模方法，将光伏发电站表示为戴维南等效电路来研究光伏电站接入配电网后的继电保护整点计算。

因此，本文从理论上分析了光伏并网发电对配电网继电保护的影响，包括光伏系统接入位置和接入容量，并指出在今后配电网继电保护配置以及整定计算时，需考虑并网光伏发电系统。本文的研究成果也为光伏并网发电的工程实施提供理论依据和技术支持。

1 光伏电源接入位置对继电保护的影响

我国10kV配电网一般为单电源辐射形式并以三段式电流保护为主保护，图1为10kV配电网基本接线图。设系统容量为SS，系统电压为ES，系统电抗XS，光伏发电系统容量为SE，光伏发电系统电压为EP，等效阻抗为XP。各线路电抗值为X1、X2、X3、X4、X5、X6。K1、K2、K3、K4、K5、K6分别为本段末端发生三相接地短路。

由单辐射网络结构可知，故障发生在图1所示配电网的6个不同位置时，短路电流的变化方向是一致的。下面假设K2处发生故障，保护2处测得短路电流Id2计算如下：

很明显，保护2处的短路电流明显增加。因此在K1、K2、K3、K4、K5、K6发生故障时，故障处的电流势必会增大。故障处电流不仅由系统提供，还有光伏电源的影响。因此光伏电源在始端接入会使保护的范围扩大、降低保护的灵敏性。当短路电流增大到一定值时，会使I段保护和下级的I段保护失去选择性。情况严重时还会波及下级线路II段保护的选择性。

同样的方法可以分析光伏电源接入配电网中端或末端对继电保护的影响。光伏电源在中端接入会使相邻馈线保护的范围扩大、降低保护的灵敏性。当短路电流增大到一定值时，会使I段保护和下级的I段保护失去选择性，情况严重时还会波及下级线路II段保护的选择性；光伏电源在末端接入时，会使相邻馈线的保护装置的保护范围变大，灵敏性降低，并有可能使相邻馈线的保护失去选择性，当容量达到一定值时会使相邻馈线的保护失去选择性。

2 光伏电源接入对配网继电保护影响的仿真分析

针对图1所示的10kV配电网在PSCAD仿真软件环境下进行仿真计算，分析光伏电源接入对配电网继电保护的影响分析，其中光伏电池等效电路图如图2所示。

光伏并网发电采用增量电导法控制光伏电源输出最大功率，其并网系统结构图如图2所示。

根据光伏阵列可以组成5MW、10MW、20MW容量的光伏发电系统。光伏系统接升压斩波电路，并通过控制IGBT 的导通率，实现最大功率跟踪。后经DC/AC转换变流器实现并网。配电网线路参数见表1。

当光伏接入馈线末端时，接入容量分别为5MW、10MW、20MW时，数据如表2所示。

当K2发生故障，相比未接入光伏电源时流经保护2的短路电流增大，并随着容量的上升短路电流增加的越多。流经保护的4处的短路电流值，不随容量的变化而变化。

光伏接入馈线中端时，接入容量分别为5、10、20MW时，数据如表3所示。

当K2发生故障时，相比于未接入光伏电源的情况，保护2处的短路电流增大，保护4处为反向电流。当K4发生故障时，流经保护4短路电流变化不大。当k5发生故障时，流经保护5处的短路电流增加。

当光伏接入馈线首端时，接入容量分别为5、10、20MW时，数据如表4所示。

当K2发生故障时，相比与未接入光伏系统时短路电流增大。当K4发生故障使，相比与未接入光伏系统时短路电流增大。并且随容量的增加短路电流值随着增加。

由以上的数据分析可知，我们所做的理论研究是正确的。实验数据与理论分析相匹配，验证上了理论分析的正确性。

3 结论

本文通过理析和仿真分析计算了光伏电源电源接入配电网对继电保护的影响，理论分析和仿真计算的结果一致，并获得如下结论：

（1）光伏电源接在配电网的始端时，其对配电网的短路电流有助增作用。短路电流变大，对电流保护的I段保护范围扩大，而II段保护又是根据下级线路I段整定，所以II保护范围也相应扩大。

（2）当光伏电源接在配电网的中端时，当故障发生在本馈线光伏电源上游时，光伏电源接入对相邻馈线不会产生影响。光伏电源会对下游继续供电，并向短路处提供短路电流，形成孤岛效应。此时，接入的容量越大对本馈线故障处提供短路电流越大，对相邻馈线、本馈线故障处保护的短路电流不会产生影响。

（3）光伏电源接在配电网的末端时，当故障是发生在本馈线上时，其对本馈线故障处上游短路电流没有影响，但故障点下游处会由光伏电源提供反向的短路电流，由于在故障段只有上游有保护装置，所以下游会形成孤岛效应。光伏电源容量越大，对故障点下游提供的反向短路电流越大，由于没有保护方向性可能产生误动。

【参考文献】

[1]石振刚，王晓蔚，赵书强.并网光伏发电系统对配电网线路保护的影响[J].华东电力，2010，38（9）：1406-1409.

[2]李斌，袁越.并网光伏发电对保护及重合闸的影响及对策[J].电力自动化设备，2013，33（4）：12-18.

[3]叶荣波，周昶，施涛，等.用户侧光伏发电并网对继电保护分析[J].科技通报，2014，30（1）：158-162.

篇10

关键词：分布式电源；继电保护；配电网

前言

分布式电源具有规模小、经济环保、灵活度高等特点，在配电网中得到广泛的应用，虽然该技术起步较晚，但是发展却极快，尤其是在配电网工程不断发展的情况下，分布式电源已经成为配电网中不可缺少的重要组成部分。当然，在接入电网的过程中还需要考虑多种影响因素，针对不同的电网区域不仅要引入分布式电源，同时也要配有相应的保护设备这样才能起到对电网更好的保护作用。

1 分布式电源的概述

分布式电源这个概念在20世纪70年代美国提出的，主要是通过分散的方式将电源布置在用电用户的附近，而且，都是一种小型模块式的独立电源，对环境有着较好的兼容性。从目前的配电网的发展来看，分布式电源还未能得到广泛的应用，因为从某个角度来分析，分布式电源对配电网的继电保护会产生一定的影响。例如，在风场中的分布式电源应用，具体如下（如图1所示）。

图1 风场的分布式电源的应用

2 配电网继电保护的基本要求

配电网是为人们提供电能使用的主要输送途径，运行的过程中也会受环境、自身以及设备等方面的影响而发生故障或运行异常。如果发生故障的话，那么电力系统的故障电流会过大，对一些设备以及线路都造成极大的影响，不仅影响了正常的供电工作，故障甚至进一步扩大化，造成电压崩溃、系统震荡等严重事故；如果继电保护出现运行异常的话，那么对电力系统中的各个电气元件可能会造成一定的危害，当然，在这种情况下并没有发生配电网故障运行，如，配电网的过负荷、过电压、系统震荡等，继电保护的工作异常将已经发生的配电网故障认为是无故障运行，如果不能及时对其采取有效措施的话，对配电网运行的稳定性、安全性以及可靠性都会造成严重的影响[1]。因此，必须要保证配电网中采用继电保护装置，而且要保证继电保护装置能够正常运行，这样才能对配电网起到一定的保护作用，才能保证配电网运行的安全性、可靠性以及稳定性。

3 分布式电源对配电网继电保护的影响分析

3.1 继电保护的拒动、误动

正常来说电力系统中的潮流是单向的，也就是说，如果系统发生故障的话，那么故障电流是从配电网的系统电源侧流向配电网线路的故障发生点，在这种情况下对故障电流存在影响的主要是线路的阻抗。如果将分布式电源接入电力系统之后的话，在电力系统发生故障时，就会引入一些额外的线路故障电流源，这样电路上就会存在着双向的故障电流，在使用分布式电源向着线路的故障点处注入短路电流的话，那么主馈线上的继电保护装置所检测到的线路故障电流值也会随之减少，而在这种情况下对配电网的继电保护装置的动作灵敏度会造成严重的影响，使之出现拒动、误动的现象，不能有效的对配电网起到保护的效果[2]。

3.2 电力系统潮流非单向性

配电网运行的过程中，传统的电网系统是由一个单电源网络组成的，拓扑结构主要是呈辐射状，其方向是由电力系统侧流向负荷侧，而要将分布式电源连接到配电网系统中的话，就会将变电系统的的电源变成一个多电源网络，在电力系统正常运行的情况下，一旦系统供需出现不平衡的现象，就会产生反向的潮流现象，如果继续采用传统的电网继电保护的话，会对继电保护造成极大的影响，也就是说，如果要将分布式电源接入配电网系统中，对配电网继电保护装置的要求也会更高。另外，如果电力系统的总供需平衡的话，可再生能源的间歇性特点对地域性、周边气候环境有着较强的依赖性[3]。因此，它的出力很难对其进行预测，而在这种情况下，配电网系统的潮流正向时由可能出现反向的现象，对配电网继电保护的判断产生影响。

3.3 对电网运行的安全造成影响

传统的配电网系统时一种辐射状的单电源供电系统，如果电网系统中出现故障电流或单向潮流的话，原有的继电保护装置将会及时、快速、有效的清除电流故障，对电网运行的安全性有着极大的保障，然而，在接入分布式电源之后，电力系统中的电路结构会发生形式上的变化，也会对原有的继电保护系统的安全性造成一定的影响[4]。另外，引入分布式电源的话，对电力系统也会造成一定的安全影响，例如，对设备造成的损坏，分布式电源会导致大量的故障电流出现，一旦超出了电网设备额定短路电流值的话，那么，就会造成电力设备出现安全问题。

4 分布式电源应用到配电网中的几点改进措施

4.1 加装故障限流器

从上述提到的分布式电源对配电网继电保护产生的影响中得知，一旦线路发生短路故障的话，电流增大对外会呈现出高阻抗，为了避免这类现象可以在配电网线路上加装故障限流器，能够减少电路上的故障电流，可以有效解决这类问题，当然，可以根据配电网实际的运行情况也可以适当的选择采用超导型的故障限流器。

4.2 加装方向性元件以及断路器

如果线路上接入分布式电源的话，在发生故障的情况下，潮流方向会产生反向，对配电网继电保护装置的功能产生一定的影响。对此，可以采用方向性元件，在线路接入分布式电源位置的上游两侧实施安装，同时，在保护的对侧也可以加装断路器，这样对故障电路会进行更好地控制，而且，会根据实际的故障情况进行重合闸的操作，提高配电线路继电保护设备动作的灵敏度。可以对配电线路段两端注入功率的方向进行判别，如果是一正一负的话，那么说明本线路区域存在故障[5-6]。另外，对于分布式电源下游的配网线路来说，可以将分布式电源转换成为线路的辅助增电源，并对每段线路的保护进行整定，将原有的三段式配网线路电流保护保留，这样能够有效地规避分布式电源对配电网继电保护带来的影响。

4.3 加装其他保护措施

配电网运行的安全性、稳定性极其重要，一旦发生配电网故障也会对配网的正常运行造成影响，虽然继电保护装置是保护电网正常运行的重要手段，但是，在分布式电源的引入之后，还依旧有很多无法预料的故障，对此，要在配电网中加入其它保护装置，一方面避免分布式电源对配电网继电保护带来的影响，可以保证继电保护的正常运行，另一方面通过其他保护措施的应用，进一步提高配电网继电保护的可靠性。通过在配电网线路上加装电气量作为度量单位的保护，如，方向比较式的众联保护，主要是通过输电线路两端功率相同方向或相反方向的特征来对配电网区域内、区域外的故障进行判断分析。这样可以进一步提高配电网安全、可靠的运行。

5 结束语

实践证明分布式电源在使用的过程中，能源利用率极高，而且，对环境产生的负面影响也极小，能够有效地提高能源供应的可靠性以及经济效益。当然，分布式电源作为配电网中的新型供电模式，在未来的发展中也是电力系统中广泛应用的一种电源供电模式，通过文章对分布式电源对配电网继电保护的影响分析，也针对各类影响因素提出了解决方案。

参考文献

[1]许琴.含小容量分布式电源的配电网区域继电保护研究[J].电工技术，2014（03）.

[2]陈建杰，郝永晶，纪元，高亮.分布式电源对配电网继电保护影响的仿真与分析[J].上海电力学院学报，2014（01）.

[3]张继明.分布式发电对配网保护的影响分析[J].中国电业（技术版）， 2013（12）.

[4]荆江平.分布式电源接入对配电网线路保护的影响及对策研究[J].电工电气，2013（12）.