继电保护启动值和动作值范文

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【关键词】35KV变电站；继电保护

35KV substation relay protection device applied research

CHEN　Jun－hua

（Guangdong Province Shunde Switch Factory Company Limited　Guangdong　Foshan　528000）

【Abstract】This article on the35KV substation relay protection device used in the corresponding problem undertook study an analysis.

【Key words】35KV substation;Relay protection

1.35KV变电站电力系统中继电保护的发展状况

由于继电保护装置对高压电网的安全、稳定运行有着极其重要的作用。随着电力系统规模不断扩大和等级的不断提高，系统的网络结构和运行方式日趋复杂，对继电保护的要求也越来越高。传统的电磁和电磁感应原理的保护存在动作速度慢、灵敏度低、抗震性差以及可动部分有磨损等固有缺点。晶体管继电保护装置也有抗干扰能力差、判据不准确，装置本身的质量不是很稳定等明显的缺点。随着数字计算机技术的发展，大规模集成电路技术的飞速发展．微处理器和微型计算机进入实用化的阶段，微机保护开始逐渐趋于实用。

微机继电保护装置一般以微处理器为基础，采用数字处理的方法:

用不同的模块化软件来实现各种功能。随着微电子技术的发展，各种功能强大的微处理器及其他相关大规模集成电路器件的广泛应用，使得微机继电保护装置得到了很大的发展。其应用范围越来越大，功能也越来越强大。特别是在保护功能上，采用不同的装置可以有效地实现线路、变压器、发电机、电动机和母线等设备的保护功能，不仅如此，利用微处理器强大的数据处理能力，还能实现过去难以实现的很多保护功能。随着通讯网络技术的发展，采用微机保护技术使得变电站内的设备功能数字化实现成为可能。

2.35KV变电站电力系统对继电保护装置的要求

随着继电保护装置的飞速发展。电力系统对继电保护装置有了越来越严格的要求。而电力系统对继电保护装置的基本要求主要包括快速性、可靠性、选择性和灵敏性。在进入计算机时代的今天，这四个要求也越来越容易得到满足。快速性强调的是“一旦发生故障就立即产生动作”，这是对继电保护装置的最根本要求。快速性要求继电保护装置在尽可能短的时间内发现并排除故障，因为故障对电力系统的危害性随着其时间越长就会发展越大。可靠性主要强调保护装置在电力系统发生故障情况下必须产生可靠动作，绝不能拒动。因为对于我国电力系统目前的现状而言，保护装置的拒动的危害性要大大超过误动。另外选择性则强调的是继电保护装置不能误动，即不能发生误操作。灵敏性则要求保护装置反应灵敏并且快速，动作范嗣准确，正确反映故障范同，还能够减少停电面积。因此对于电力部门而言，为保证电力系统安全运行。要求继电保护设备的设置必须是常备的，多样的，可靠的。

3.继电保护装置在电力系统中的动作过程

对于继电保护装置来说。它的动作过程大概可以分为三个阶段,第一阶段启动，保护装置在正常运行时．它的“出口回路”是被“启动元件”闭锁的．而启动元件开放闭锁一般比较容易。如用零序元件作启动元件的，或者用过流单元作启动元件的，简单说来，就是选择一种只有在电力系统产生故障的状态下才会有的特征作为启动元件的启动条件。第二阶段判断，当启动元件满足启动条件后，继电保护装置的“主回路”要对这个启动条件进行判断，此时保护装置的“定值”就是评判的标准。如果从电力系统电流回路、电压回路中传来的电流，电压或它们的计算值都达不到所设定的“定值”，则保护装置就不会产生任何动作。而装置的启动元件在启动特征消失后便自动返回。如这些值达到“定值”，则继电保护装置就进人发跳闸命令的最后一个阶段—“闭锁”阶段。第三阶段闭锁，闭锁就是在满足了保护装置的定值要求，而去发跳闸命令之前对一些电力系统的一些附加条件自行判断，如果附加条件也能满足要求，则保护装置就会立即发跳闸信号。

4.35KV变电站中继电保护故障信息处理系统

继电保护系统南于本身所处工作环境的原因，以及对于变电站电力系统的重要性，我们应该尽量避免继电保护系统发生故障，但是一旦继电保护系统发生故障时，这时继电保护故障处理系统就开始发挥其再要作用了。

4.1故障信息处理系统的可行性分析

在变电站综合自动化系统中，各种类型的保护装置的故障报告提供了故障发生时保护装置记录的状态信息，包括故障发生时刻、重合闸情况、故障类型、故障时各通道模拟量的有效值、断路器跳闸情况、保护元件启动、返回时间等；而故障录波器提供了故障时的电压、电流波形。电力系统技术人员可以根据装置记录的信息判断发生故障元件，并且通过对故障波形的分析计算，根据整定值和保护原理验证故障报告提供的信息，从而进一步判断保护动作行为的正确性。

4.2故障信息的分层诊断

电力系统为了有效的提高诊断速度和灵敏性，将得到的故障信息进行分层处理：第一层为在任何SCADA系统中都能保证快速且准确的获取开关变位的遥感信息；第二层为保护动作信息：第三层为故障录波信息。先利用开关动作信息来判断故障区域，如果可以确定唯一的故障解则诊断结束。否则，再利用收集到的保护动作信息进行诊断，如果能确定唯一的故障解则诊断结束。否则，利用录波信息来做进一步的分析，并且确定故障类型、故障相别、故障地点等，并结合波形对保护、开关和重合闸动作情况进行分析。

4.3故障信息的处理

当变电站出现故障时，变电站监控系统可以获取到大量的故障信息，包括时间顺序记录、开关动作信息、保护带有的故障录波功能所记录的故障前后电气量波形信息、保护动作信息等。在这些故障信息中先将装置动作的开关、保护继电器作为诊断的依据，通过在提示框中输入这些可能发生故障的设备的编号，利用变电站专家系统的正向推理方法，即在软件知识库中搜索与之相对应的规则来确定发生故障元件和产生故障的原因。当得出多种诊断结果时，再利用信息系统的反向推理方法，在得到的可疑故障电力设备中，利用故障录波信息，根据所采用的微机保护算法和设备所装设的保护原理来判断继电保护是否应该有所动作。从而对诊断结果范围的进一步缩小，并对开关和保护的动作性能进行判断，这样使发现故障线路的几率也大大增加。在诊断完成后。用户可以根据需要对诊断结果进行保存，便于以后通过对历史数据的分析来不断完善知识库。

5.结语

本文主要是论述了继电保护系统在变电站电力系统中的应用情况．包括其发展历程，当代电力系统对继电保护装置的要求。继电保护装置的动作过程的简要介绍，着重讲述了继电保护的故障信息处理系统。这也是当今电力系统发展中一个十分重要的知识领域，相信随着科技的迅速发展，今后的继电保护装置必定会发展到一个新的水平。

【参考文献】

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【关键词】电力变压器；故障类型；继电保护

处在正常工作状态下的电力变压器会出现各式各样的安全事故，不仅会严重影响到电力系统的连续稳定运行，同样也会给用户的生命财产安全造成损害。超高压输电设备等的投入使用，让很多超大容易的变压器投入到生产中去，这些变压器能不能正常工作会影响到电网整体架构的安全性。

1 电力变压器故障类型

1.1 绕组

变压器中的绕组元件对于变压器不同等级间的电能转换工作所起的作用是基础性的，其所出现的常见故障有绕组接地、绕组短路、绕组中断等，绕组短路问题可以再细划成单相短路与相间短路、股间短路等几个类别。

1.2 绝缘

针对实际检修记录加以总结，可以很容易发现，变压器中的故障类别里，绝缘故障所占的比重最高，约为75%至85%，意即绝大多数变压器故障均由绝缘系统不稳定所产生。当变压器在工作状态下，绝缘材料持续损耗，而又有变压器波动效应给设备添加的影响，使得绝缘材料发生老化，形成发黑与枯焦问题。所以在检修时要重点关注绝缘系统的工作情况，如果变压器发生个别部位太热与放电问题，要马上将变压器从供配电系统里面退出来。

1.3 开关

如果变压器产生漏油问题，它的分接开关可能要直接暴露出来，外部气流渗入会让形状出现绝缘受潮问题，这是分接开关短路故障的主要成因，继而可能带来变压器损坏。而当分接开关处在磨损及外部污染等原因影响下，其触头接触电阻的面积会有所增加，从而造成分接开关触头强烈的发热氧化反应。

1.4 油泄漏

如果变压器的油位太高，则易于引起油枕泄漏，若是当变压器的油位太低，则会形成绝缘击穿故障。通过大量的检修维护结果调查可以发现，变压器中的油位变化会同负荷、冷却系统工作情况、环境条件等因素产生关联。

2 电力变压器的继电保护方式研究

2.1 变压器气体继电保护

变压器的气体继电保护可以有效保护油浸型变压器，避免它的内部出现功能式故障。例如在变压器发生油箱渗漏事故时，气体继电保护装置能够放出及时的跳闸信号。继电器是这类保护装置的重要元件，其安装位置在油箱及油枕中间的联接管位置。

（1）轻瓦斯继电保护动作：在油箱中发生的故障很轻的时候，有微量气体带到气体继电器中来，实现从上到下的排油，让油面位置下降，这时候上部触点会被有效连接，启动信号回路，发出音响与灯光信号。

（2）重瓦斯继电保护动作：在油箱中发生的故障较为严重的时候，会有很多气体出现，造成油箱里面的油在范围流动，从连接管带入到油枕中，油气混合物在与气体继电器接触以后，继电器的下触点连通，启动跳闸回路，发出音响与灯光信号。

2.2 变压器差动继电保护

差动继电保护的优点很多，诸如灵敏度好、选择性佳等，并且易于操作，可以在发电机、电动机、电抗器等多个部位得到利用。差动继电保护除了能够发现鉴别设备故障，还能够对故障进行独立消除，有着其他方法所不具备的独特优势。差动继电保护形成的原理是变压器高压与低压两翼电流相伴进行对比。在变压器处在平稳运行的工作状态下，或者是处在外部简单故障状态下，差动继电器中的电流会同两翼电流互感器电流和之间保持很小的差值（差值数额几乎为零），在此时，变压器的差动继电器无主动动作产生，也不会进行有关的保护动作。但是在变压器发生内部故障之际，差动继电器里面的电流会同两翼电流互感器电流和保持一致，故障位置会有很强的短路电流出现，继电器会发生显著动作，以便让各边断路器故障马上排除掉，并同时产生动作警示信号。

2.3 变压器过电流保护

如果电力便压器发生内部或者外部故障，除了可以应用变压器的气体继电保护及差动继电保护之外，还可以把变压器所安装的过电流保护设备当作保护装置。从变压器的基本容量及电流短路情况的区别，过电流保护的办法可以划分成如下几种，如负序式保护、复合式启动保护与低电压启动式保护等。负序式保护我区应用面不广，复合式启动保护是由负序继电器保护与低电压继电器联合组成的闭合回路，只有在电流与电压元件发生同步动作时，才有可能出现跳闸情况。所谓的变压器过电流保护方法则要相对复杂一些，由于要保障动作启动后的安全运行，使动作启动可以自动跳开变压器两边附属位置的断路器，因此要按照可以避开电力变压器最大值负荷电流的前提情况进行启动保护设备的工作，以使启动电流得到最合规范的调整，其用意也就是避开最大值负荷自启动装置电流。

2.4 变压器超负荷保护

因为电力变压器出现的绝大多数过负荷均是发生于三相对称情况下的，所以针对过负荷继电保护装置，原则上可以应用单独的电流继电器同单相线路进行连接，达到一对一接线，具体可以分为如下几种情况予以安排。其一，针对双绕组情况的变压器，要在主电源附近安装布置过负荷保护设备。其二，对于一边存在电源的三绕组式降压器而言，若是三边绕组的基础容量保持一致的话，那么要在电源一边安装过负荷保护设备；而若是三边绕组的基础容量存在较大差距，则只于绕组容量较低的一边进行过负荷设备安装即可；其三，针对两边都安排电源的三相绕组降压器设备来讲，最好是在三边都设备过负荷保护装置。其四，针对三边都安排电源的三相绕组降压器来讲，最好是在每一边都安装过负荷保护装置。

3 总结

电力变压器是不同电压间的电能资源转换载体，其在供电与配电体系中发挥的作用非常关键。本文分析了电力变压器的常故障种类，并且提出了几点电力变压器的继电保护方式。如果将这些方法有效地利用起来，必将可以有效提升变压器故障检修能力，确保变压器在配电供电安全保护工作中发挥出更加积极的作用。

参考文献：

[1]尹义武.浅析电力变压器继电保护设计[J].科技传播，2010（18）.

[2]李进.浅谈电力变压器的继电保护[J].北京电力高等专科学校学报，2009（12）.

[3]黄婷君.试论电力变压器继电保护设计[J].科技信息，2010（15）.

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【关键字】继电保护；开关电源；故障分析；改进

1.继电保护中的开关电源简述

继电保护装置中所使用的开关电源必须能够在恶劣条件下可靠运行，可以适应-20～+70℃的温度范围。因此与普通的电源相比，它有着自己的特点。

1.1效率高，性能好

继电保护用的开关电源常年都处于运行状态，如果功耗很大的话不仅会浪费大量的能源，而且会使温升增加，有可能导致周围的元器件长期处在高温环境下而失效。因此，高效率的开关电源对继电保护装置来说是十分重要的。继电保护用的开关电源输出电源要求能够在AC 176～264V之间的电压波动下可靠运行，输出的过冲电压以及暂态电压要低，而且对电压调整率和负载调整率等有严格的要求。

1.2体积小，重量轻

继电保护中的开关电源将从电网获得的交流电压进行整流和滤波处理后输入进高频变压器，然后得到不同的脉冲电压。这样就会使电源的体积变的更小，不再使用原来笨重的工频变压器，更有利于节省继电保护装置的内部空间，从而大大降低了设备的成本。

1.3抗干扰性优良

继电保护所用的开关电源要严格按照国家的有关规定，对其进行抗干扰试验，例如在辐射电磁场环境下、快速瞬变干扰环境下、静电放电干扰环境下、脉冲群干扰环境下等，按实验等级规定的实验值，干扰信号分别施加在电源输入回路，保障电源的正常工作。

1.4安全可靠

继电保护的开关电源要具有自动保护功能。这是因为电力系统在工作有可能出现各种未知的故障，例如短路、过压、过流等，这时就要求继电保护系统可靠的进行动作，开关电源自动工作，对各元件起到保护的作用。

2.开关电源的故障分析及改进措施

2.1电源波动，开关电源停止工作

故障现象：开关电源的外部输入突然出现故障导致暂时失去电源，然后输入电压马上恢复了正常，但是开关电源却没有继续工作，一直没有电压输出。只有通过手动断电、上电之后才能恢复到正常的状态。

故障分析：首先我们要对开关电源的正常启动逻辑以及输出电压保护逻辑进行了解。当供电电源输入正常的工作电压后，输出电压+5V 用来建立主回路，然后根据对输出电压时序的要求，经过一定时间的延时，大约为50毫秒，然后输出电压变为+24V。而输出电压的欠压保护逻辑却如下：当检测到任何一路的输出电压下降到额定电压的五分之一以下时，那么欠压保护便会动作，并且没有自动恢复的功能。因此，上述因输入电压瞬时通断而引起电源欠压保护产生了误动作，根本的原因是延时电路没有根据输入电压的变化而及时的进行复位，从而导致上电后错误的欠压信号没有屏蔽掉，进而导致开关电源不能正常的输出电压。

改进策略：改进的策略是在原有的保护环节上建立一个针对输入电压的检测电路，并且在延时电容上并联上电子开关，当输入电压低于设定的电压值时，也就是低于开关电源正常工作时的电压值，那么该电子开关便会闭合，从而延时电路复位。假如输入电压重新恢复到开关电源正常工作时的电压值时，那么给保护电路提供电源的延时电路重新开始工作，进而电源重启时的错误欠压信号就会被屏蔽掉，这样就可以彻底解决由于输入电压的瞬时波动造成开关电源没有输出电压的问题。

2.2启动电流由于过大致使供电电源发出过载报警

故障现象：电源模块的正常额定功率为20.8W左右，电压为相电压220V，当输出为额定值时的输入电流约为0.13A。当开关电源输入电压在缓慢的增加时，输入电流剧烈的上升，导致供电电源发出过载的警告。

故障分析：经过认真的检测后发现当输入电压为60V时，此时电源启动瞬态电流约为0.2A，稳态电流为0.6A，启动时稳态电流和瞬态电流将为0.6士0.2A，从而造成输出电流快速的升高。由于一定的条件限制，这个电源模块的供电电源输出电流仅仅为0.5A，因而会使供电电源发出过载报警。其根本原因是由于不仅开关电源工作时需要一定的功率，输出回路的启动也需要一定的功率。但是这些在设计中没有考虑全面，电源启动时的电压比较低，所以功率的突增，必然带来开关电源启动瞬态电流的激增，这时电流迅速变化会对供电电源造成很大的冲击，有可能使供电电源出现损坏。

改进策略：开关电源启动时需要一定的功率，因此如果想要降低启动电流，那么可以适当的提高启动电压。建议可以将开关电源的启动电压增加到135士5V左右。

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【关键词】断路器；200kV失灵保护；原理；分析

0 引言

220kV断路器失灵保护作为变压器、断路器重要的继电保护，对电网的安全稳定运行意义重大。同时也是电气运行值班员应掌握、了解的重要继电保护。本文浅谈220kV断路器失灵保护原理及回路，分析了解失灵保护动作过程，对电气运行值班员在事故处理及分析时可起到积极作用。

1 220kV失灵保护的定义及基本工作原理

1）定义：当母线引出线上发生故障时，当故障元件的保护动作而断路器因操作失灵拒绝跳闸时，为缩小故障范围，利用故障元件的保护作用在其所在母线相邻断路器使其跳闸，有条件的还可以利用通道，使远端有关断路器同时跳闸的保护装置或接线称为断路器失灵保护，也是“近后备”保护中防止断路器拒动的一项有效措施。

2）基本工作原理如图1所示：断路器失灵保护包括启动元件、时间元件和跳闸出口元件，在k点发生故障时，断路器QF7保护动作但断路器拒动，则失灵保护启动切除断路器QF4、QF5。

图1 断路器失灵保护原理图

2 220kV断路器失灵保护分析

2.1 启动方式

线路的失灵保护启动装置中的相电流判别元件接点与线路保护该相保护动作触点串联后，提供给母线保护，经过母线保护中的母线运行方式识别元件判定失灵断路器所在母线，满足失灵保护电压闭锁条件后，经较短时限跳开母联断路器，再经一时限切除失灵断路器所在母线的各个连接元件。

线路保护装置向母线保护提供保护动作触点，与母线保护中的相电流启动接点构成与门，经过母线保护中的母线运行方式识别元件判定失灵断路器所在母线，满足失灵保护电压闭锁条件后，经较短时限跳开母联断路器，再经一时限切除失灵断路器所在母线的各个连接元件。

2.2 启动220kV线路失灵保护的保护

2.2.1 可用线路的主保护、后备保护动作，启动分相跳闸继电器，经分相动作触点启动失灵保护。

2.2.2 可用母线保护动作，启动三相跳闸继电器，经三相动作触点启动失灵保护。

2.2.3 可由三相不一致保护本身启动，经三相动作触点启动失灵保护，三相不一致保护通过断路器本体无法实现启动失灵保护。

2.2.4 其他辅助保护（如过电流保护、充电保护等）动作后，经三相动作触点启动失灵保护。

对于220kV线路保护，分相启动失灵保护正产应投入，三相启动失灵保护可退出。

3 220kV断路器失灵保护的整定分析

主要从时间元件（动作时间）、电流判别元件、负序电压、零序电压和低电压闭锁元件等方面进行分析

3.1 时间元件分析（动作时间的整定）

应在保证断路器失灵保护动作选择性的前提下缩短时间（大于故障线路或电力设备跳闸时间和保护返回时间之和），再考虑一定的时间裕度。需保证让故障线路或设备的保护装置可靠跳闸后，以较短时限断开母联（分段）断路器，在经过一时限断开失灵断路器所在母线的其他支路断路器。双母线接线方式下，断开母联（分段）断路器时间取0.25-0.35S，断开失灵断路器所在母线的其他支路断路器取0.5S。

如果失灵保护同时断开，断开母联（分段）断路器和失灵断路器所在母线的其他支路断路器，动作时间取0.25S。

3.2 电流判别元件分析

应保证线路末端故障是有足够的灵敏度，并尽可能躲过正常运行负荷电力，一般灵敏系数大于1.3。负序电流和零序电流判别元件的定值应不大于300A，考虑到失灵保护是以较短时限跳开母联（分段）断路器、以长时限跳开与失灵断路器所在母线的其他支路断路器，计算电流判别元件定值时，应分别计算母联（分段）断路器断开前后的灵敏度。应注意考虑在目前常见运行方式下，一条出线或一个元件检修时出现的电流判别元件灵敏度不足，造成失灵保护误动的可能。

3.3 负序电压、零序电压和低电压闭锁元件分析

如同电流判别元件分析那样，应保证线路末端故障是有足够的灵敏度，负序电压、零序电压元件应可靠躲过正常情况下的不平衡电压，低电压元件在母线最低运行电压下不动作，切除故障后能可靠返回。在断路器失灵保护的出口回路与母线差动保护共有时，母差保护和失灵保护复合电压闭锁电压定值应分开整定。原因为：（1）母差保护的保护范围是母线及各个出线开关TA靠母线侧的所有一次电气部分，保护范围小，对于母差保护范围内的各类短路工作，低电压、负序电压、零序电压的灵敏度都比较高，因此取值范围应比较大。（2）失灵保护作为近后备保护，相比母差保护当发生较长高压线路末端故障时，母线TV感受到的零序电压、负序电压就小很多，而反应对称故障的低电压相对就高些。因此当失灵保护的出口回路与母差保护共用时应分开整定，以保证失灵保护的可靠动作。

4 结束语

随着国民经济的快速发展，电力系统网架结构也在不断完善，继电保护的重要性显而易见，但不可避免的存在继电保护拒动的可能性。继电保护拒对电力系统的危害很大。断路器失灵保护作为断路器的后备保护，能有效避免事故的扩大，其瞬时跟跳功能，以及有选择的将失灵断路器所连接母线上的其余支路断路器断开功能，有利于电网的安全、稳定、可靠的运行。因此断路器失灵保护是每一位电气运行值班员必须掌握的技术知识，作为电网设备的监护者，我们应加强对继电保护及自动装置的学习，提高自身专业技能，为电网的安全运行做出应有的贡献。

【参考文献】

[1]成云云，王婷.地区电网继电保护实用技术[M].中国电力出版社.

[2]李坚.电网运行及调度技术问答[M].中国电力出版社.

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关键字：继电保护；故障分析；保护设计；110kV变电所

供电系统发生故障，对电力的安全运行存在着很大的威胁，甚至可能造成非常严重的后果。因此，在电力系统中加入继电保护，以此将发生故障的元件进行检测并将其隔离开来，以此防止事故的发生，从而保障整个系统的安全。

一、继电保护的基本作用

继电保护的原理是当被保护一次设备在发生故障的时候，通过继电保护，可对故障设备进行检测并将其迅速从系统中断开，以此防止在故障运行下发生电力事故，从而最大限度的减少故障对电力系统的损害，提高电力系统供电的安全。同时通过继电保护，对不正常工作的设备和工作情况发出不同的告警信号，以便相关的值班人员及时进行处理，或由装置进行自动的调整等。

二、继电保护故障原因

目前，大部分变电所内继电保护装置均采用微机型保护装置，具有较高的运行可靠性和灵敏性，但是，在10kV馈线柱上开关继电保护装置很多仍采用电磁式保护庄主。该类元件在接线的方式上比较复杂，同时经常被暴露在风雨中，导致很容易出现元件被暴露而出现空气氧化现象，造成继电保护器出现不能接入电路的问题，从而影响继电保护的保护作用。而一旦继电保护器出现问题，电力系统将不再受到保护，将给整个供电系统带来很大的损伤。

三、对继电保护器设计及设计标准

1.满足对变压器的保护标准

首先，差动保护是变压器保护的主保护，其主要保护构成差动保护的各侧电流互感器之间所包围的部分。正常运行或外部故障时，流入变压器的电流等于流出变压器的电流，两侧电流的相量和为零，此时，差动保护不应动作。在变压器内部故障时，两侧电流的相量和等于短路点的短路电流，差动保护动作，切除变压器。

重瓦斯保护也是变压器保护的主保护，它能反映变压器内部的各种故障。当变压器少数绕组发生匝间短路时，虽然故障电流很大，但在差动保护中产生的差流可能不大，差动保护可能拒动，此时，靠重瓦斯保护切除故障。另外，变压器本体保护还包括轻瓦斯、压力保护、温度及油位保护等，当变压器发生故障或运行异常的情况下，保护动作于信号并告警。

其次，复合电压闭锁过流保护作为变压器主要后备保护，其主要保护主变电流互感器以下部分（高后备取主变套管侧CT，低后备取主变低压侧CT）。当该范围内发生故障时，故障电流大于整定值，过流继电器保护动作。

对于110kV及以上的中性点直接接地的变压器，应装设零序电流保护，作为变压器和相邻元件（包括母线）接地短路故障的后备保护。零序电流的自身的分布和大小与其在中性点接地的台数和其位置有着很大的关系。正常运行时系统中有且只有一点接地，当发生接地故障时，系统中有零序电流流通，当零序电流3I0大于整定值时，该段零序电流元件动作。

根据反措要求110kV及以上电力变压器中性点应装设放电间隙，以保护变压器中性点绝缘安全。在变压器中性点对地之间安装一个击穿间隙。在变压器不接地运行时，若因某种原因变压器中性点对地电位升高到不允许值时，间隙击穿，产生间隙电流。另外，当系统发生故障造成全系统失去接地点时，故障时母线电压互感器的开口三角形绕组两端将产生很大的3U0电压。变压器间隙保护就是用流过变压器中性点的间隙电流及母线上开口三角形电压大小作为危及中性点安全判据来实现的。

为防御变压器因过负荷造成异常运行而装设过负荷保护。变压器的过负荷电流，在大多数情况下，都是三相对称的，故过负荷保护主要任意一相电流大于整定值时，电流继电器动作，并经过一定的延时作用于信号。

2.满足电容器的保护设计

电容器保护配置有速断、过流、过/欠压保护、零序电压保护（差压保护）。在对保护进行设计的时候，首先要确定电容器的容量。在通常的情况下，保护为二段式，过流保护按照额定电流的1.5-2倍来整定，速断保护按躲过电容器投入的冲击电流来整定，一般为额定电流的3-5倍；电容器只能允许在1.1倍额定电压下长期运行，当母线稳态电压升高时，过电压保护应动作；当供电电压消失，电容器组失去电源开始放电，其上电压逐渐降低，若残余电压未放电到0.1倍额定电压就恢复供电，则电容器组上将承受高于1.1倍额定电压的合闸过电压，导致电容器组的损坏，因此低电压保护也是必不可少的；当电容器内部故障时，由专用熔断器切除后，继续运行的电容器将出现不允许的过载和过电压，此时零序电压保护或差压保护将动作（保护原理随接线方式的不同而不同）；另外要确定继电保护装置与变压器、CT、PT等设备的连接必须正确，以此满足用户的相关需求。

3.对线路的保护作用

第一，在过流保护A，C二相中，任何的一相电流幅值大于整定值的时候，过流保护会启动继电器，在经过设定的延时后，保护出口跳闸。保护按照躲过本线路的最大负荷电流来进行整定，保护的范围不仅可以对全线进行保护，同时还可对相邻的进行保护，并起到后备的作用。

第二，当速断保护A，C二相中任何一相电流幅值大于整定值时，则速断保护会启动继电器，在经过设定的延时后，保护出口跳闸。保护按保证本线路末端故障有足够的灵敏度整定，不能对全线进行保护，并且受到系统运行方式变化的影响。

第三，35kV及以下馈线系统一般为中性点非直接接地系统，当发生单相接地故障时，零序电流很小，无法准确区分故障线路，此时可以用小电流接地选线系统来判断接地故障线路并及时隔离。如果发生单相接地的故障的时候，会产生很小的接地电容电流，但是其产生的相间电压是对称的，因此可以在短时间之内继续运行。但是，由于非故障导致的相对地电压可升高为原来的 倍，所以，很有可能引起非故障的对地击穿而导致发生短路的情况，并同时引起开关跳闸，而线路停电则利用单相接地所产生的零序电流使得保护装置启动，并给予相对的信号。单相接地保护电流则按照躲过被保护线路最大故障接地的线路电容电流。

第四，投入线路的重合闸以及其前后加速的重合闸的原因最主要考虑的是其在某一个时刻所发生的故障是否为永久性的故障，在通常情况，当10kV线路电缆长度超过总长度的60%-70%时，线路重合闸不投入。后加速是当重合闸之后还存在着故障，就会出现立刻跳闸，并且动作为永久性的跳闸，将不再启动。前加速是指在没有任何故障的情况下出现跳闸，在这情况下，必须马上启动重合闸，由于前加速不具有有选择性，只适用于不重要用户的直配线路上使用，一般不采用。

四、结论

综上，继电保护是对整个电力系统的运行起到安全保护的作用。而在实际的运用中，继电保护装置基本都是通过发现和切断的方式来对电路系统以及系统中的元件进行保护，并通过自动预警的方式将信息传递给工作人员，以便进行处理。本文通过对继电保护的作用以及以110kV变电所作为案例，对其发生的故障进行分析，在对继电保护进行设计和详细的论述。同时本文也指出了我国电力系统中传统的电磁型继电保护，其准确率在不断的降低。而微机继电保护则采用软硬件结合完成，其灵敏度和动作可靠性都比较高，因此，在未来继电保护的发展中，微机继电保护将成为发展的趋势。

参考文献：

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[2]袁桂华，张瑞芳，郭明洁.110kV变电所继电保护整定方案优化[J].中国造纸.2010（07）

[3]孙杰华.220KV变电所综合自动化系统与继电保护研究[J].黑龙江科技信息.2010（28）.

[4]李亚男.电力变压器检修过程中突发事件的应急处理方法[J].价值工程2009，（2）P37-38.

[5]何文强，刘冰.电力变压器的安装调试运行技术措施[J].硅谷2009，（5）P25-26.

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二、主设备保护的发展趋势

（一）保护装置的一体化发展

1．充分的资源共享，一个装置包含了被保护元件所有的模拟量，保护逻辑的判据可以充分利用所有电气量，使保护更加完善、可靠，判据更加灵活实用。

2．主后一体化装置，给故障录波、后台分析带来了便利。任何一个故障启动或动作保护装置就可以录下整个单元所有模拟量，使得现场故障的综合分析、定性及事故处理更加方便，而分体式保护只能录下部分信息。

3．主后一体化装置便于保护双重化的实现。主后共用一组TA，TA断线概率大大下降；装置数量少，误动概率降低。

（二）新型光电流互感器、光电压互感器的应用

传统的电磁式TA是一种非线性电流互感器，具有铁磁谐振、磁饱和、绝缘结构复杂、动态范围小、使用频带窄、铜材耗费大，远距离传送造成电位升高等问题。

（三）信息网络化

变电站监控和发电厂电气监控系统的发展，要求主设备保护具有强大的通信功能，以便通过监控系统实现保护动作报文管理、故障数据处理、定值远方整定、事故追忆等功能，实现了电气智能设备运行的深层次管理。

在采用高速度、大容量的微处理器及高速总线设计后，保护装置将具有更完善的数据处理功能和通信功能，可以更好地实现保护信息化、网络化设计。主设备保护除了动作后经通信网络上传故障报文、数据到监控系统以外，还可以为系统动态提供保护装置的运行状态和信息，并可根据系统运行方式的变化通过数据交换，提供修改保护判据和定值的依据，保证全系统的安全稳定运行。

（四）故障分析技术

新一代主设备保护必须具有强大的故障录波功能，除了记录完整的事件报文、故障数据外，装置还可以记录故障发生前后全过程所有的模拟量、开关量、启动量、中间量的变化，完整地记录每个保护的动作行为。主设备保护的故障信息上传至电气监控系统或保护信息管理系统后，通过高级应用软件，分析保护的动作行为是否正确，为故障查找、分析提供充分的依据。完整的故障数据经数字仿真系统可实现主设备的故障再现，对事故进行深入分析，为保护性能的改进完善提供重要的依据。

（五）信息网络技术

当代继电保护技术的发展，正在从传统的模拟式、数字式探索着进入信息技术领域。在变电站综合自动化方面，保护的配置比较灵活。如果变电站综合自动化采用传统模式，也就是远方终端装置（RTU）加上当地监控系统，这时候，保护装置的信息可以通过遥信输入回路进入RTU，也可以通过串行口与RTU按照约定的通信规约进行信息传递。

（六）自适应技术、智能技术和数字技术的发展

自适应继电保护的基本思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化，进一步改善保护的性能。对于主设备保护而言，它与某些保护的判据、定值和系统的变化也是息息相关的，比如发电机失步保护、变压器零序保护等。目前，部分保护功能已经具备了一定的自适应能力，比如浮动门限、变斜率比率差动保护中的制动特性、自适应3次谐波电压比率定子接地判据等。随着与微机保护技术密切相关的其他科技领域新技术和新理论的出现，通信技术、信息技术、自适应控制理论、全球定位系统（GPS）等的应用，必将促进自适应保护的飞速发展。

三、结语

随着电力系统容量日益增大，范围越来越广，仅设置系统各元件的继电保护装置，远不能防止发生全电力系统长期大面积停电的严重事故。在我国当前继电器发展的主要趋势是逐步朝着计算机化、网络化发展，以实现智能化控制和保护系统为前提基础进行探索和追求。为此，必须从电力系统全局出发，进行电气设备继电保护的相关研究。

【参考文献】：

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关键词：光纤电流纵差保护；距离保护；重合闸；单相接地事故；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM773 文章编号：1009-2374（2017）07-0194-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.07.092

1 概述

华电大同第一热电厂运行两台135MW循环流化床机组，厂内设110kV和220kV两级母线。每台发电机配一台三绕组变压器，中压侧与110kV双母线连接，高压侧与220kV单母线连接，输送电能。

2 故障前运行方式及故障过程

2.1 故障前运行方式简介

此电厂的一次系统如图1所示。故障发生前，#1机和#2机均带100MW左右负荷正常运行，同时向周边用户提供供热。

2.2 故障过程

某日早6点53分报警旺三Ⅰ线211开关掉闸。就地检查#211旺三Ⅰ线RCS-931AM超高压线路成套保护装置、PSL602GC数字式保护装置两套保护的差动保护、距离保护、零序保护动作，将#211旺三Ⅰ线电厂内211开关掉闸。经与调度联系，三井变电站旺三Ⅰ线对应站内291出口开关掉闸。同时，厂内线路数字式保护装置PSL602GC重合l动作启动，重合结果失败。

此次事故造成#1发电机停机，其所提供热源中断，#2发电机按照调度要求，满负荷运行，保证冬季供热效率不降低。

3 故障分析

3.1 保护动作检查情况

本电厂配置严格按照《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求继电保护实施细则》第三条第三款防止继电保护事故要求，220kV送电线路211采用双重化配置原则，采用南瑞RCS931AM光纤纵联差动保护装置及南自PSL602GC光纤纵联距离保护装置。

3.1.1 电厂内保护动作后现场检查情况。

第一，南瑞保护装置RCS931AM光纤（芯）纵联差动保护动作，9ms电流差动保护，550ms重合闸动作；南自PSL602GC保护动作，27ms纵联保护A跳出口，62ms综重重合闸启动，562ms综重重合闸动作。

第二，主保护Ⅰ装置RCS931AM光纤（芯）纵联差动保护测算故障距离为16.6km；主保护Ⅱ装置PSL602GC距离保护测算故障距离为19.06km；故障录波器ZH-2装置测算故障距离是-15.478km；故障A相最大短路电流：12.14A。220kV送电线#211故障录波器ZH-2所录波形如下：

3.1.2 线路沿线检查情况。从发电厂旺三Ⅰ线出线沿线路排查，在矿务局棚户区南侧环城高速公路下旺三线第56号和57号杆塔之间，距56号杆塔西侧50米的距离，有XX集团宏远公司的水泥灌装车在施工中，不慎将伸缩臂触碰到211线路最下端的A项上，致使211线路A项钢芯铝绞线外部铝绞线全部断裂，只剩下很细的钢芯还在连接中。

3.2 保护动作分析情况

3.2.1 220kV架空线路保护的技术要求。根据继电保护和自动化装置技术标准化要求：220kV线路保护装置按双重化标准配置，即配置两套完整、独立的、能够处理可能发生的所有类型的数字式保护装置。这两套装置宜由不同厂家采用不同的保护动作原理构成组屏。两套独立的保护装置所需引入的电气量应分别接自不同的CT、PT上，安装在电气柜内的交直流电源、通讯连接设备、跳合闸线圈等需要完全独立。两套保护装置必须具备独立运行的能力，当运行中一套保护异常或动作需要完全退出或临时检修时，不应影响另一套保护的正常运行。220kV架空线路须采用自动重合闸装置，以保证线路瞬时故障后能够短时恢复运行，提高供电可靠性，减少停电损失，提高系统的暂态稳定能力。

3.2.2 线路差动保护功能动作分析。

第一，光纤纵差保护原理。光纤纵差的通道有四种：电力线载波通道、微波通道、光纤通道、导引线通道，本案例所涉及的南瑞RCS931和南自PSL602装置均采用光纤通道传输。架空线路光纤传输是以光导纤维为介质进行的数据、信号传输，不仅可用来传输模拟信号还可以传送数字信号，传输距离能达几十公里甚至更远。架空线路光纤传输的核心装置是光电转化器，也叫光纤收发器，是一种能把模拟、数字电信号转化为光信号或反向转化并进行远距离传输的装置。架空线路光纤收发器的主要原理是通过光电耦合实现，将各电流量和开关量的二进制的电信号转变成编码形式的光信号，传输至对侧装置再进行光电转化，最终在对侧获得模拟或数字电信号。

差动保护是利用基尔霍夫电流定律：在整个架空线路保护范围的安装处流入装置差动继电器电流的总和等于零。当设备在保护范围内发生故障时，流进被保护设备继电器的电流和流出的电流不相等，也就是差动电流大于零。当这个差流值大于保护装置的启动整定值时，保护装置启动差流判断具备出口的一个条件；当差流大于或等于差动电流的整定值时，保护装置动作出口，并启动断路器操作回路，将被保护设备的双侧断路器跳开，切除故障。南瑞RCS931和南自PSL602装置的保护原理基本相同，但两个厂家的判别逻辑不同。从本案例的动作结果看：南瑞RCS931的纵差保护更迅速、灵敏地切除故障点，提高了稳定运行能力。

若以架空线路某处单相短路故障示意如图4：

线路内部发生某一单相短路时，流经保护装置的电流大小、方向均发生改变，其中：

动作电流矢量表示为：

制动电流矢量表示为：

因为动作电流远大于制动电流，故差动保护判断为动作。

光纤差动保护的实质是比较线路两侧的电流方向，正常运行或区外故障时，线路首端电流是由母线流向线路、线路末端电流是由线路流向母线，保护不动作。线路内部故障时，在两侧都有电源的情况下，两侧电流都是由母线流向线路，单侧电源时，首端由母线流向线路，末端没有电流，则差动保护动作跳闸。

第二，本案例差动保护分析。根据保护动作报告可知，当在0s时刻A相发生施工触碰接地故障，南瑞RCS-931AM超高压线路保护装置纵联差动启动发出跳开A相指令，于3ms出口跳开A相，此时A相故障电流消失。重合闸满足启动条件，RCS931装置与PSL602装置同时在62ms时发出综重启动指令并于562ms动作于出口，出现接地短路电流，纵联差动保护在644ms发出动作指令动作于断路器，将三相开关跳开，并在683ms发出远方启动跳闸信号。

RCS931分相差动保护逻辑图示5如下：

厂内另一套保护装置南自PSL602GC动作报告显示：602保护装置纵联差动保护功能启动27ms后，纵差保护A相跳闸，PSL602装置与931装置同时在62ms时发出综重启动指令并于562ms动作于出口，出现接地短路电流，纵联差动保护在644ms动作于断路器，三相开关跳开；679ms后纵联距离加速永跳指令发出并于689ms纵联保护永跳出口。PSL602保护装置差动原理同上，不再累述。

PSL602分相差动保护逻辑图与RCS931分相差动保护逻辑略有不同：在判断条件中增加了零序差动、TA断线差动元件及TA断线闭锁差动，分别进入A/B/C相差动出口动作和向对侧发差动动作允许信号的逻辑判断中，此差异完全符合双重化配置标准要求。

3.2.3 线路距离保护功能动作分析。

第一，输电线路的距离保护原理。阻抗是对交流电所起的阻碍作用，常用Z表示。阻抗通常由电阻、感抗和容抗三种成分组成，包括了对故障点电气量的大小、性质、方向的计算与判断。距离保护是以距离测量元件为基础的保护装置。距离测量元器件引入电流和电压两种参数对故障点阻抗进行计算，通过计算结果与装置整定值的比较，判断出故障点的距离和短路电流，并启动保护功能出口于断路器，切除故障。距离保护在超高压及特高压系统的线路保护中，占有极其重要的地位。整套距离保护包括故障启动、故障距离测量、相对应的时间逻辑回路与电压回路断线闭锁等部分。其中，测量部分是距离保护的核心，用以判断故障点离距离保护装置处的距离和方向：如果在装置的保护范围内，就发出动作信号；如果在保护范围外，距离保护装置就不动作。

第二，本案例距离保护分析。根据保护动作报告可知，A相发生施工触碰接地故障时，南瑞931AM保护装置纵差跳开A相，该装置故障测距结果为16.6km，南自602装置测距为19.06km。不同厂家的产品所采用的实现方法不尽相同，逻辑框图也有差异（详见技术说明书），所以两套距离保护装置测量故障结果基本正确。

3.2.4 线路重合闸保护功能动作分析。

第一，架空线路重合闸保护原理。在架空线路的运行中会出现许多种故障，根据电力系统的运行经验表明，架空线路上绝大多数故障是瞬时性，此种故障系统可以不经处理及检修，系统可以自行恢复正常的绝缘水平。另外10%的故障是属于永久性故障，需要处理或停电检修的。

自动重合闸（ARC）是能够将因故跳开断路器再次按照判断逻辑和运行需要自动、快速投入运行的一种自动装置。在继电保护装置动作出口，启动断路器操作箱将输电线两侧的开关跳开后，由于没有短路电流，等到足够的去游离时间后，电弧将自动熄灭恢复绝缘水平。如果自动重合闸装置将断路器重合就可以运行，就可以减少停电损失，增大高压线路的送电容量。

自动重合闸按照作用方式分为三相、单相和综合重合闸三种。在本案例中，调度定值整定为只投单相重合闸。单相重合闸是指线路上发生单相接地故障时，保护动作只跳开故障相的断路器并单相重合；当单相重合不成功或多项故障时，保护动作跳开三相断路器，不再进行重合。当由于其他任何原因跳开三相断路器时，也不再重合。单相重合闸主要应用于：220kV及以上电压单回联络线、两侧电源之间相互联系薄弱的线路和若发生单相接地故障三相重合无法满足系统稳定要求的线路。

第二，本案例重合闸保护分析。本电厂南瑞RCS931和南自PSL602装置重合闸方式均采用后加速重合方式，当被保护线路发生故障时，自动重合闸保护装置实现重合一次。

在本次A相接地故障中，当RCS931AM纵差保护动作于断路器操作箱CZX-A，将A相跳开。PSL602装置综重重合闸于62ms启动，550ms发出重合闸动作指令，装置于562ms综重出口（综合重合闸定值为0.5s）。由于重合于故障线路，931纵差保护装置无时限动作于A、B、C相跳闸。

重合闸回路的方框结构示意如图6。

故障发生过程为：当RCS931装置的差动保护动作快速将故障A相切除，同时，自动重合闸自动启动，重合一次，自动重闸失败后RCS931保护装置立即以无时限、无选择的跳开断路器。整个故障处理过程完全符合重合闸保护设计要求。

4 应对措施

因送电线旺三Ⅰ线211跳闸，经与调度联系故障确认引线严重破损，短时间不能恢复。鉴于该系统（见图1）设计存在没有备用电源的缺陷，当#2发电机单机运行状态下，若旺三Ⅱ线212因故掉闸将造成220kV系统失电，直接导致全厂停电。

鉴于以上情况，制定应急预案。在线路故障恢复以前运维人员必须加强巡视，检修范围不能扩大，如发生全厂停电，严格按照应急预案执行。

参考文献

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对继电保护装置进行试验和调整分交接验收试验，运行中的定期试验和补充试验三种。

一、继电保护装置继电器的一般试验

主要试验项目为：外部和内部及机械部分的检查和调整；绝缘电阻试验，线圈直流电阻的测量；起动和返回系数试验；刻度试验；接点工作可靠性试验；整组跳闸 试验；耐压试验等。为避免重复，先将相同的试验和检查项目分述如下：

1、外部检查

（1）清扫继电器外壳上的灰尘

（2）检查封印有无变动

（3）继电器外壳与底座接合应牢固紧密，安装应端正。

（4）玻璃完整，嵌接良好。

（5）继电器端子接线应牢固可靠。

试验周期：交接时，定期试验一年一次。

2、绝缘电阻试验

用1000V的摇表测量互相不连接回路间的绝缘电阻和线圈对接触点、机械部分、电磁铁及其他金属部件的绝缘电阻，阻值不应小于50MΩ。验收试验时应摇测绝缘和作耐压试验。定期检验时可以连同二次回路同时进行。

试验周期：交接时，定期试验一年一次，

3、测量继电器的直流电阻

用电桥或欧姆表测量继电器的直流电阻，其值不应超过出厂标准值的±10%。

试验周期：交接时和认为必要时。

4、接点的清扫和打磨。继电器接点应接触良好，开断时应无振动现象，接点不应烧伤，常开接点应有足够的压力。当接点接触不良或发生抖动和鸟啄现象时，可用小木片、橡皮或鹿皮纸进行擦拭，用细油石或光锉打磨，然后用软布擦净。禁止用砂布和粗锉打磨接点。

5、耐压试验。继电器线圈对金属部分和外壳，应能承受交流50HZ、电压2000V、历时1min的耐压试验，无击穿和闪络现象。允许用2500V摇表试验绝缘电阻代替交流耐压试验。

试验周期：交接时，认为必要时。

二、电流、电压继电器的试验

1、DL―10型电流继电器试验

（1）内部和机械部分的检验

1）清除继电器灰尘及轴承，轴尖的氧化物。检查各引出线头焊接情况并消除假焊。螺丝、螺母连接线和轴承连接可靠，特别注意触头桥及弹簧在轴上的固定螺丝的紧固状态。

2）检查转轴纵向和横向的活动范围，不应大于0.15――0.2mm。

3）检查舌片与电磁铁极间的间隙，舌片应不与磁极相碰，且上、下间隙应尽量相同。舌片上、下端部弯曲的程度亦应相同，舌片活动范围约7°左右。

4）检查刻度盘把手固定的可靠性，当把手放在某一位置后不应自由活动，把手与传动弹簧杆应为90°。

5）检查螺旋弹簧，弹簧的平面应与转轴严格垂直，若不能达到要求时，可拧松弹簧内圈套箍和转轴间的固定螺丝，然后移套箍至适当的位置，再将固定螺丝重新拧紧。

（2）起动和返回电流的试验。

调节调压器将电压升高，使电流均匀地上升到电流继电器动作，即常闭接点断开，常开接点闭合即灯亮。再使电流均匀地减少到电流继电器返回，即常开接点断开，常闭接点闭合，即灯暗。将返回电流除以起动电流再乘上百分数即为返回系数，启动电流应连续进行三次以上重复试验，一般返回系数为0.85――0.9。起动电流的大小可借调整杆改变弹簧拉力和舌片的起始位置来调整，弹簧拉力愈大，以及舌片在起始位置时端部与磁极的间隙愈大，则起动电流愈大；反之则起动电流将减少。经上述调整后应将调整螺丝拧紧，重复进行起动与返回电流试验。若继电器为金属外壳时，应加上盖后进行试验。

（3）整组调闸试验。断路器动作应灵活、正确。继电保护整组值应符合要求。

2、DJ―100型电压继电器试验

（1）外部检查、绝缘电阻试验和直流电阻测定与DL――10电流继电器方法相同。

（2）电压继电器返回系数试验

将电压加至继电器的电压线圈，调整电阻器，使电压均匀地上升或下降，达到电压继电器动作为止。动作电压值和返回电压值之比为返回系数。过电压继电器返回系数一般要求0.85――0.9，低电压继电器不得大于1.15%。

（3）接点工作可靠性试验。验收试验时应在最小刻度进行，定期试验应在整定值下进行。

1）低电压继电器。当电压从最大值均匀地降至零值时，接点应无闪光。当突然降低至0.9倍动作值时，接点应无鸟啄现象。

2）过电压继电器。以动作电压的1.05――5倍均匀升压，接点不应闪光。并在此范围内选取3点，每点做3次冲击试验，接点应无鸟啄现象。

各接点应接触良好，断弧时无振动现象，接点不应烧伤，常开接点应有足够压力。

3、GL―10型过电流继电器试验

（1）内部和机械部分试验

1）清除继电器及圆盘与磁极间的灰尘，检查各零件的完好性，电流插头及螺丝和线头应压接良好。

2）检查扇齿与蜗杆的咬合程度。咬合程度以扇齿齿深的1/3――2/3处为宜，过深会卡死，过浅会引起扇齿中途返回。扇齿横向活动范围以不超过蜗杆中心线为宜。

3）检查圆盘轴向间隙应为0.15――0.2mm。圆盘转动一周与磁极上下间隙不小于0.4 mm。磁极平面应与圆盘面平行。

4）检查方框轴向活动范围，不应大于0.15 mm。拉力弹簧应均整无变形。

5）速断部分的可动衔铁应灵活地在轴上转动，整定旋钮应可靠地固定在任何位置。

6）检查接点的固定和清洁情况，有无折伤或烧损，折损要更换，烧伤要打磨。

7）检查信号表示牌，动作应正确、灵活。

（2）绝缘电阻试验。与上述继电器试验方法相同。

（3）起动电流试验。启动电流为电流继电器动作电流的20―40%。如达不到上述要求时，应检查和清扫圆盘上、下轴承及轴尖，必要时可对调上、下轴承或更换钢球。

（4）动作电流和返回电流的返回系数

返回电流与动作电流之比，称为返回系数，一般为0.8以上。

动作电流与整定端子的电流相差过大时，可调整弹簧拉力大小，来改变其动作值。返回电流的改变可通过调整框架下面的铁片与电磁铁边侧的距离来实现。改变蜗杆与扇形齿的契合深度，亦可改变返回电流，深度大时，返回系数下降，反之则高。

速断部分试验：按住框架，使蜗杆不与扇形齿接触，调整电阻使电流升高到速断定值，拉开试验闸刀，调整速断部分螺丝，冲击通入电流，并测动作时间，动作电流与额定值的误差不得超过±10%。再通入90%额定值电流，速断部分应不动作。再通入110%额定值电流，测量速断部分动作时间，不应大于0.2S。

（5）动作时间特性试验

应先做时间整定试验，三次所测时间平均值与整定值比较不应大于±5%。

（6）接点工作可靠性试验

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关键词 电力；变压器；安全运行；继电保护

中图分类号TM77 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）98-0044-02

0引言

伴随着国内经济不断发展，电力工业在国民经济、居民生活中占据了越来越重要的位置。因此，增强电力系统的安全性，保障国民经济和居民正常生活供电是电力系统的基本要求。对于整个电力系统运行而言，变压器是整个系统的关键。为了保护变压器，电力从业人员设计了继电保护装置，继电保护可以在电力系统出现故障时准确快速的切断问题器件，并同时报告相关监测人员，并采取对应措施补救，从而达到保障电力系统运行安全的目的。

1 变压器的常见问题

变压器的正常运行是电力系统安全运行的保证。对于变压器，故障主要分为两种，外部和内部。油箱外部的故障主要是不同相间线路短路和接地短路。而油箱内部的安全隐患是指线圈间的相间短路，接地短路以及线圈内部铁芯的损坏。短路时常会引起电弧的产生，这样可能融化线圈外部绝缘皮，破坏内部铁芯，甚至由于线圈外绝缘皮受热之后的化学分解产生的气体导致邮箱的爆炸，造成重大安全事故。因此，当变压器运行出现问题时，应当立即采取措施将变压器从电力系统中切断隔离，再进行相应的维修。根据以往的经验，油箱外部的线圈间的短路以及接线短路是主要的故障形式，其他故障相对来说比较少见。

对于变压器来说，除了上述故障还存在着不稳定运行状况，主要包括油箱外部短路造成的过大电流，负荷过大引起的过负载，由于变压器冷却装置出现问题引起的过热等。由于不稳定运行状态会导致线圈和内部铁芯过热，因此针对变压器的运行故障和不稳定运行，继电保护随时监测变压器运行情况，根据相应故障，分析其故障类型，报告检测人员及时发现并相应的采取保护措施，维护电力系统的正常运行。

2 变压器的保护措施

由于变压器灵敏程度的局限性，变压器发生的某些较轻微的故障可能不会被监测到，作为补偿监测，变压器还需要设置其他监测指标（例如温度，油，气等）作为非电量保护装置。另外，针对变压器的不稳定运行状态，由于过热也可能造成变压器的损坏，也需要针对性的设计保护装置。根据电力运行与设计规范，变压器主要有以下保护措施。

2.1 瓦斯保护

瓦斯保护是保护变压器内部故障的主要方式，其主要针对变压器、线圈间短路、铁芯损坏、线圈短路及绝缘性能下降和变压油减少等故障。当油浸式变压器的内部发生故障时，由于电弧使线圈包皮发生化学反应导致材料分解并产生大量的气体，由于气体的冲击作用，会产生油流冲击油枕，瓦斯继电器根据变压器内部的油位来进行继电保护，瓦斯保护还被称为气体保护。

瓦斯保护还分为“轻瓦斯”和“重瓦斯”两类，轻瓦斯是指变压器内部过热导致油温上升，产生一定量的气体，充聚于继电器内，当达到监测浓度时继电器触发，将变压器隔断。重瓦斯是指变压器发生严重短路时对变压器内部的介质油产生冲击，使油回流冲向继电器挡板，将变压器跳闸隔开。当变压器轻瓦斯保护动作后，需要尽快查明原因，并做好记录和及时向上级汇报。当重瓦斯保护后，需要全面检查变压器外部，并测量变压器绝缘电阻，进行零起升压试验，在恢复使用时，必须投入差动保护。

瓦斯保护的优点在于动作迅速，灵敏可靠而且结构简单，但是它存在局限性，无法检测油箱外部电路的故障。有时瓦斯保护也会由于某些原因出现轻瓦斯动作等误操作。

2.2 差动保护

差动保护是通过输入到变压器两端CT的电流矢量差，当达到系统设定的阀值时发出信号启动断路元件。将CT接在变压器两端，差动保护将变压器看成节点，当正常使用时流进和流出的电流相等，若差动电流大于设定值，则报警启动相应动作，将变压器断开电路。

由于变压器一、二次电压电流量不一样，各有各的相位，CT也具有各自的特性，电源两侧亦具有励磁电流，都可能造成额外电流输入到继电器。通过采用D级电流互感器作为变压器差动保护CT，可以在一定程度上降低稳定情况下的不平衡电流。由于不稳定电流的存在，差动保护继电器可以设置10%左右的误差值。

差动保护的优点在于原理简单、监测指标为电气量、保护范围明确、动作执行迅速。差动保护的缺点是不能够及时对变压器内部轻微的线圈间间短路问题作出反应。

2.3 复压闭锁过流保护

复压闭锁过流保护主要是解决变变压器内部隐患以及变压器线圈电流过大的故障。复压闭锁启动装置由低电压继电器和滤过式负序电压继电器组成。通过在过流保护装置里加入监测元件，当系统出现问题时电流增大，电压降低，由此产生的电流超过过流设定值且电压低于复压定值保护时采取保护动作。复压闭锁过流保护可以减少误操作，避免变压器过载时的误动作（例如启动过载），提高系统灵敏度和稳定性。

3结论

变压器继电保护装置以安全性能可靠，灵敏程度高而成为电力系统正常运行的可靠保证。通过及时发现并排除故障，降低事故发生的可能性，提高电力系统的安全性，保证电力系统能够正常并可靠的为经济建设、社会生产以及居民生活稳定的输送电力。

参考文献

[1]郭立新.电力变压器继电保护设计[J].西北职教，2007（9）.

[2]吕国栋.浅议电力系统继电保护技术发展[J].成才之路，2008（35）.

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关键词：继电保护；装置；功能；发展

1 继电保护的相关内容

1.1 继电保护的定义

继电保护的概念理解起来并不是很困难，因其与人们的生活息息相关，在生活中都能够接触到，所以理解起来也就很容易。从某种程度上来说，继电保护的基本任务就是保证非故障设备继续运行，尽量缩小停电范围，因此换句话可以说继电保护就是一种电力保护装置，保护电网安全平衡运行的系统。

1.2 继电保护的作用

研究电力系统故障和危及安全运行的异常工程况，以及探讨其对策的反事故自动化措施，使之免遭损害，称之为继电保护。他的基本作用是：当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。

1.3 继电保护的类型

（1）电流保护；（2）电压保护；（3）瓦斯保护；（4）差动保护；（5）高频保护；（6）距离保护与主动保护。

1.4 对继电保护装置的要求

继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。对于作用于继电器跳闸的继电保护，应同时满足四个基本要求，而对于作用于信号以及只反映不正常的运行情况的继电保护装置，这四个基本要求中有些要求可以降低。

（1）选择性；（2）速度性；（3）灵敏性；（4）万能性。

2 继电保护的基本任务

2.1 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使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。

2.2 反应电气元件的不正常运行工况，并根据运行维护的条件（如有无经常值班人员）而动作于信号，以便值班员及时处理，或由装置自动进行调整，或将那些继续运行就会引起损坏或发展成为事故的电气设备予以切除。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免暂短地运行波动造成不必要的动作和干扰而引起的误动。

2.3 继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。

3 继电保护的基本原理与保护装置的结构

反应系统正常运行与故障时电器元件（设备）一端所测基本参数的变化而构成的原理（单端测量原理，也称阶段式原理）

4 继电保护的组成

一般情况而言，整套继电保护装置由测量元件，逻辑环节和执行输出三部分组成。

4.1 测量部分

测量比较部分是测量通过被保护的电气元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”“非”性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应该启动。

4.2 逻辑部分

逻辑部分使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是应该使断路器跳闸、发出信号或是否动作及是否延时等，并将对应的指令传给执行输出部分。

4.3 执行输出部分

执行输出部分根据逻辑传过来的指令，最后完成保护装置所承担的任务。如在故障时动作于跳闸，不正常运行时发出信号，而在正常过行时不动作等。

5 继电保护的用途

5.1 当电网发生足以损坏设备或危及电网安全运行的故障时，使被保护设备快速脱离电源。

5.2 对电网的非正常运行及某些设备的非正常状态能及时发出警报信号，以便迅速处理，使之恢复正常。

5.3 实现电力系统自动化和远动化，以及工业生产的自动控制。

6 继电保护的未来发展方向

随着基础科学技术的发展，继电保护技术未来发展方向是向计算机化，网络化、智能化和综合自动化发展。

结束语

随着电力系统的高速发展和计算机技术、网络技术、通信技术和人员智能技术以及继电保护理论的发展，继电保护技术还存在着很大的发展空间。

参考文献

[1]许建安.电力系统继电保护[M].北京：中国水力水电出版社，2005.