浅谈电力系统继电保护的原理及应用_开题报告

随着工农业生产进程的加快,对电能的需求量加大,也对电网的稳定运行提出了更高的要求,继电保护是电网中的一个重要组成部分,它对电力系统安全稳定地运行起着极为重要的作用。电力系统作为电能的供应的企业，其运行的安全性是保证电网安全输送电能的基础。电力系统中任何一个微小环节上的故障，都会对电网的安全运行产生严重影响，为了减少电力系统故障的发生，在电力系统正常运行时需要正确安装继电保护装置，在电网运行异常时可以快速地切断故障，保护设备和线路的安全，减少电力系统的经济损失。[1]

基本特征

机器用久了总会出现故障，电力系统的运行也不能除外。如果电力系统出现故障是由于短路或者电路超载的话，电力系统中的继电保护自动化技术的几个保护设备就可以迅速地发布跳闸的指令，迅速地保障人们的用电安全。

使用继电保护自动化技术的主要目的就是尽可能少地缩短故障的范围，或者直接将故障线路断开在主要线路之上。由于继电保护自动化技术的存在，大大降低了电力系统的故障几率，所以继电保护自动化技术很少应用在解决故障问题上。一般情况都是拒动或者误动。拒动是指电力系统出现故障时不能够及时地修复或者报警，也没有将故障和正常线路分隔开来，既不能及时地起到保护电力系统的作用。误动是指正常情况下，电力系统并没有出现故障问题，而继电保护自动化技术却出现了报警和电路切断等保护措施。这些拒动和误动都不能够出现在电力保护系统之中。因此，就要对继电保护自动化技术进行不断的创新。新型的继电保护自动化技术一般来说都具有在线远程监控的功能，因此现如今的自动化技术不仅仅涉及到继电保护装置中，也涉及到远程监控之中来。[2]

常见故障

电力系统非正常运行状态有：过负荷，过电压，非全相运行，振荡，次同步谐振，同步发电机短时失磁异步运行等。

通常电力系统产生的故障包括两类：第一类是隐性的故障；第二类是硬性的故障。

（一） 电力系统的隐性故障

电力机制设备处于运转状态的时候会存在一些故障，有些故障是潜在的，不容易被发现，通常表现为故障突然发生了，事实上这种故障已经隐藏了许久，经过量变的积累之后发生了质变。当电力机制存在隐患之后，随着其持续运转，就会对电力机制造成一定的影响，如果没有及时发现并采取有效的措施解决，甚至会导致电力系统停止运转的严重后果。

（二） 电力系统的硬性故障

当电力系统处于运行状态的时候，产生的硬性故障在初期阶段不容易被发现的，其发生率非常高，只有当工作人员对系统进行检查验收的时候，硬性故障才有可能被发现，但遗憾的是，此时已经产生了电力系统运转故障。当电力处于正常运转状态的时候，硬性故障的存在会对系统的运行造成阻碍，如果电力系统的继电保护装置运行中出现硬性故障，继电保护电力系统就不能发挥有效的防护功能，潮流分配上也会存在问题，此时很有可能存在隐性故障，二次回路系统不能正常运行，导致误动发生，保护装置也不能很好地发挥保护作用。电力系统处于运转工作中，如果出现了隐性故障，当系统潮流分配中存在一些问题，很有可能导致电力系统无法正常运行。养护的难度增加，电力系统就很难正常运转了。[3] 

 

四、发展过程

（一） 继电保护技术在我国的发展历史 

继电保护技术将各种电力保护以及电力维护技术集合在一起。电力系统继电保护技术一共经历了四个阶段，分别是电磁型、晶体管型、集成电路型和微机保护装置。 

早在上一个世纪的60年代，国外就已经开始发展继电保护技术，而我国在其后的10多年才开始着手研究。在 90年代，我国的继电保护技术才正式步入微机时代，虽然我国的继电保护技术起步相对于国外比较晚，但由于一批又一批辛劳的继电保护工作研究的人才的努力，我国的继电保护技术在较短 的时间内有了很大的突破与发展。在 20 世纪 80 年代的时候，纵观我国市场大部分的电力系统保护装置都是来自国外进口，使得电力系统的保护成本大大提高了，然而目前市场上的电力系统的保护装置都是来自我国自己生产的，在一定程度上降低了成本。

（二） 微机继电保护的快速发展 

微机保护装置是在微型计算机的基础上生产出来的保护装置，把现代化的计算机技术融入到了继电保护技术中。由于微机继电保护装置在维护时只需要几块电板，它的维护就相对比较便利，因此也成为了很多人的选择。因为在前期设计的时候，充分考虑到了可能遇到的一些故障问题，提前做出预防和分析能力，使得微机继电保护装置拥有了较高的可靠性。由于微机继电保护装置不间断地对系统进行检测，因此能够及时判断并分析出故障的原因。[4]

五、 未来前景

（一） 计算机信息化继电保护技术的发展

在电力整体系统中，继电保护系统所储存的大量数据和安全信息是正确分析电力系统运行正常与否的有利资源，大量的数据计算和处理离不开计算机技术，凸显了处理数据和信息的强大优势。从成本控制角度审视电网系统运用计算机技术，信息容量扩增、成本低和效率高成为继电保护系统不可逆转性的发展趋势。加上计算机的硬件和软件系统紧随着社会技术的更新而不断提升，为继电保护系统的应用空间开辟了广阔的天地，继电保护系统的性价比、灵活程度及模块化水平都将达到一定的水平，满足日益增加的电力需求。

（二） 网络化继电保护技术的发展

网络化保护是新型的保护方式，存在于电网之中，与多数后配保护装置密切配合，集网络技术、计算机技术以及多项技术于一体，对继电系统中的母线和线路等元器件运行进行安全保障，形成一整套的设备网络化。如果一个保护装置的拒动或误动，可能会牵动其他保护装置的连锁反应，甚至引发连锁跳闸风险，因此，建立先进的网络管理，分别或综合定量反映保护系统的数据，提高电力系统的数据信息共享能力，促使电力系统继电保护的运行效率，优化继电网络保护的运行结构，完善继电保护的可靠性和安全性。特别是对高压供电系统的线路保护，继电保护装置的合闸动作通过断路器合闸的瞬间投入，合闸后自动消除，分别对高压线路继电保护装置进行线路保护、母联保护和主变保护等网络化应用。

（三） 综合自动化继电保护技术的发展

高性能和多功能的计算机系统为电力系统继电保护技术奠定了智能终端基础，通过这个智能终端的帮助，被保护元件信息和数据完整无缺地传输到网络控制中心，电力系统运行过程的详细情况都会显示无遗，不但可以将有限的人力计算解放出来，而且可以提高保护消缺，整定计算效率。电力系统中的保护、监控和计量等多项功能实现升级处理，使常规保护装置和调度中心的通信难题迎刃而解，其良好的应用效果自不待言，最终实现对电力网络运行的效率、安全和稳定的提高。

（四） 智能化继电保护技术的发展

近年来，电力系统技术广泛应用遗传算法、专家系统和人工神经网络等智能技术，为继电保护技术的发展提供了更高端、全面的技术原理和方法，为继电保护的未来发展注入了活力，为电力系统带来了巨大的经济效益。在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路问题，对于距离保护措施应用多种人工智能方法同步来求解是最恰当不过的。[5]

研究内容及方法

针对未来继电保护系统的应用及改进方向进行深入分析研究，通过大量查阅资料文献的方式，判断我国继电保护技术的现状与世界先进继电保护系统的优劣，对我国继电保护技术的未来发展方向和应用方式作出大致的规划。

参考文献

[1]娄坤、陈正慧.关于电力系统继电保护安全运行的对策与管理[EB/OL].(2014.1.26)[2020.4.8]. :// .googcc.com.cn/qikan/hdkj/lw6554.html

[2]张冉.解析电力系统中的继电保护自动化技术[J].科技资讯.2019.(33):40

[3]王剑.电力系统中的主要故障及继电保护对策[J].电子技术与软件工程.2019.(24):214

[4]卢山、孟庆波.电力系统继电保护技术的现状与发展[J].科技风.2019.(36):186

[5]姜思坤.探究未来电力系统继电保护应用发展[J].工程建设与设计.2017.（20）:47