电力系统微机保护

电力系统微机保护＿＿绪论
2、优化配置的后备保护
1）开展断路器失灵保护及死区保护优化研究 通过加装光TA差动保护和基于站域信息共享等技术方案，优化断路器失灵保护及 死区保护的动作性能，达到将死区故障完全切除时间压缩至105ms以内、开关失灵切 除时间压缩至200ms以内的目标。 2）研究推广零序反时限保护 全网采用相同特性的反时限零序电流曲线，通过平移动作曲线，实现电网各级线 路零序电流保护的配合，提升后备保护整体性能。 3）深化站域控制保护技术的研究与应用 结合大电网运行的特点和需求，统筹考虑变电站二次系统整体方案，科学、合理 的制定变电站二次系统的优化与重构方案。基于站域信息共享实现变电站内控制保 护功能的全局优化。
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继电保护是保证系统安全、稳定运行的第一道防线，是 系统安全稳定运行的“哨兵”！ 继电保护学科方向—电力系统及其自动化二级学科 电力系统继电保护 内容：
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• 一、计算机在继电保护领域中的应用和发展概况 • （1）世界微机保护的发展历史
※ 20世纪60年代末期，开始倡议用计算机构成继电保 护。 ※ 20世纪70年代，掀起了研究热潮。 ※ 20世纪70年代末期，开始进入实用化阶段。 ※ 1979年后，推出各种定型的商业性微机保护产品， 并迅速推广。
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3、坚持适应电网发展原则
继电保护要站在电网发展、电网安全的高度，主动适应电网运行特性 变化，把握技术发展方向，积极解决电网和设备运行中存在的问题，满足 电网安全稳定要求。
4、坚持创新引领原则
继电保护要坚持以问题为导向，增强创新意识，实现创新驱动，吸 收芯片和通信等相关领域技术发展成果，不断提升核心技术与核心装备 的自主创新能力，重点培育一批国际领先的技术成果，实现技术引领。
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1）采样数字化 保护装置直接接收电子式互感器输出数字信号，不依赖外部对时信号实现 保护功能。 2）保护就地化 保护装置采用小型化、高防护、低功耗设计，实现就地化安装，缩短信号 传输距离，保障主保护的独立性和速动性。 3）元件保护专网化 元件保护分散采集各间隔数据，装置间通过光纤直连，形成高可靠无缝冗 余的内部专用网络，保护功能不受变电站SCD文件变动影响。 4）信息共享化 智能管理单元集中管理全站保护设备，作为保护与变电站监控的接口，采 用标准通信协议，实现保护与变电站监控之间的信息共享。
电力系统微机保护 本课程安排：
1、绪论 2、基本原理学习 3、学习讨论 4、微机保护硬件学习 5、微机保护常规算法的学习
本课程成绩评定：
1、出勤（10%） 2、学习讨论（20%） 3、考试（70%）
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• 继电保护装置是一种能反应电力系统故障和不正常状 态，并及时动作于断路器跳闸或发出信号的自动化设 备。
2、电力电子化电网的故障暂态特性复杂多变
电力电子装置高度渗透至电力系统发、输、变、配、用电等各个环节，改 变了系统的结构与参数，其本体控制保护系统具有离散性、非线性的动态响应 又将进一步增加故障暂态过程的复杂性和多变性。传统基于稳态工频量的继电 保护动作原理、配置方案、整定原则有待进一步改进以适应电力电子化电网的 需求。
二、集成电路式继电保护装置——集成电路技术的发展，可 以将众多的晶体管 集成在一块芯片上，从而出现了体积更 小、工作更可靠的集成电路元件。 上世纪80年代后期，集成电路式保护装置成为静态继电保护 的主要形式。
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数字式继电保护------由计算机技术构成的继电保护
上世纪60年代末，开始了对继电保护计算机算法的大量研究； 上世纪70年代后期，出现了性能比较完善的微机保护样机并投入系 统试运行； 上世纪80年代末，微机保护在硬件结构和软件技术方面已趋成熟； 上世纪90年代，微机保护已在我国大量应用，主运算器发展到目前 的32位机；数据转换与处理器件发展到数字处理器（DSP）； 上世纪90年代后半期，变电站自动化技术和无人值班运行模式得到 迅速发展，变电站综合自动化装备已成为目前我国绝大部分新建变 电站的二次设备。
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4、三大继电保护技术支撑平台
1）继电保护设备运行管理平台 依托调控云技术，构建一体化的继电保护设备运行管理平台，整合设备基础数据、运 行数据、故障信息等海量数据，应用大数据的关联分析和挖掘分析技术，开展保护设备 的状态评价，支撑状态检修。 2）智能整定与在线校核平台 基于调控云实现一体化的整定计算技术，统一全网数据、模型和图形标准，统一基础 数据平台、统一整定计算原则，实现不同调控机构间整定计算管理的相互贯通和高效协 同，提升全网继电保护定值的正确性和配合性能。 3）保护在线监视与智能诊断平台 集成故障录波、二次回路可视化、网络记录分析、保护信息子站“四合一”功能，收 集处理全站继电保护的动作事件记录、动作简报、故障录波、装置状态、网络报文、回 路状态等信息，实现电网故障的快速处理和保护装置异常的智能诊断，达到电网二次设 备的实景可展示、状态可观测、电网故障可分析的目标。
微机保护： 用微型计算机构成的继电保护。
电磁型继电保护：用电磁型继电器构成的继电保护。
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（2）我国微机保护的发展历史 ※ 70年代后半期开始，对国外计算机继电保护的发展作了广
泛的介绍和综述分析。 ※ 70年代末至80年代初广泛地开展各种算法以至样机的研制。 ※ 1984年，华北电力学院杨奇逊教授主持研制的第一套微机 距离保护样机在河北马头电厂投入试运行。 ※ 1986年，全国第一台微机高压线路保护装置投入试运行。 ※ 1987年9月26日，微机距离保护经受人工短路考验。 ※ 目前，高中压等级继电保护设备几乎均为微机保护产品。 ※ 在微机保护和网络通信等技术结合后，变电站自动化、配 电网自动化系统也已在全国系统中广泛应用。 ※ 未来几年内，微机保护发展趋势： a）从应用上，向高可靠性、简便性、开放性、通用性、灵活性和动 作过程透明化方向发展。 b）从原理上，向智能化、模块化、网络化和综合化方向发展。
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3、智能化运检体系
1）加强智能站文件管控，提升变电站建设运行水平 构建智能站配置文件管控平台，确保配置文件的正确性及一致性；研究基于系统 描述的继电保护虚端子关联的自动化生成方法，简化智能站配置流程；建立基于标准 工程文件的继电保护数据、模型、图形的一体化展示平台，对二次设备实现自动精益 化评估。 2）实施智能化高效检修，实现智能站可观、可控、可维护 通过“装置智能诊断、远程终端支持、安措自动执行、二次回路可视、检修综合 决策”等技术，实现变电站可观、可控、可维护，提升现场工作效率和防误水平。 3）研发信息化单兵装备，提高现场智能感知和作业能力 研究、推广手持终端、智能穿戴设备等基于物联网技术的信息化单兵装备，提高 现场智能感知和作业能力，实现继电保护设备和人员的双向互动、现场和远程的双向 互动，提升现场工作的质量、效率和应急抢修能力。 4）开展自动化无人巡视，提升巡视质量和效率 利用人工智能技术，建立二次设备机器人巡视和远方巡视相结合的自动化巡视模 式，有效提高巡视效率，减轻现场人员压力。
• 所谓微机继电保护就是基于微处理器和基于数字信号 处理技术的继电保护。
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(1)继电保护原理的发展
二十世纪初，继电器才广泛应用于电力系统的保护，被认为是继电保护技术 发展的开端；
1901年出现了感应型过电流继电器；
1908年提出了比较被保护元件两端电流的电流差动保护原理； 1910年方向性电流保护开始应用，并出现了将电流与电压相比较的保护原理， 导致了1920年后距离保护装置的出现； 1927年前后，出现了利用输电线载波传送输电线两端功率方向或电流相位的 高频保护装置； 1950年稍后，就提出了利用故障点产生的行波实现快速保护的设想； 1975年前后诞生了行波保护装置； 1980年左右反应工频故障分量（或称工频突变量）原理的保护被大量研究； 1990年后该原理的保护装置被广泛应用。
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微机保护
的结构
CPU板
电力系统微机保护＿＿绪论 继电保护面临的挑战与展望
一、电网发展对继电保护提出的新要求
1、交直流混联电网故障全局化特征明显
特高压、直流输电建设的快速推进，复杂大电网一体化特征不断加 强。一些常见的扰动或者常规操作均有可能引发交直流系统连锁性故障 ，甚至造成近区直流换相失败，威胁系统稳定运行。电网故障复杂化、 全局化已成为新常态，对继电保护的速动性与可靠性以及交直流系统保 护的协同配合提出了严苛要求。
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二、微机继电保护装置的特点
（1）维护调试方便 保护功能是由程序完成，只要程序和设计时一样，就必然会达到 设计时的要求，不用逐台检验每一种功能是否正确。微机保护具有很 强的自检功能，一旦发现硬件损坏就会发出警报。 （2）可靠性高 可靠性是继电保护的基本要求，通过不断的完善，微机保护的可 靠性已经完全能够满足电力系统的要求。 （3）易于获得附加功能 可以通过配置的打印机、显示屏、网络提供电力系统故障后的多 种信息，有助于运行部门对事故的分析和处理。 （4）灵活性大。只需通过改变软件来改变保护性能和功能。 （5）保护性能得到很好改善。充分利用计算机的智能特点。
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三、重点发展方向
1、即插即用的就地化保护
构建以“采样数字化、保护就地化、元件保护专网化、信息共享化 ”为特征的即插即用就地化保护体系，推动智能变电站技术的进步。利 用就地化保护接口标准、更换便捷、就地安装的优势，积极推动继电保 护“工厂化调试＋更换式检修”的管理创新，提高安装检修效率，同时 实现基建工程的降本增效。
电力系统微机保护＿＿绪论 （2） 继电保护装置的发展:
1 机电式保护装置发展阶段 2 静态继电保护装置发展阶段 3 数字式继电保护装置发展阶段（微机保护） 4 测控保护一体装置发展阶段（智能保护单元）
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机电式保护装置 具有机械转动部件带动触点开、合的机电式继电器 所组成，如电磁型、感应型和电动型继电器。
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5、直流控制保护
从保障交直流大电网系统整体安全的层面出发，提升直流二次 系统的标准化、模块化与可靠性，建立直流控制保护可靠性评价系 统，开发换流站全息实景展示及故障反演系统，推进柔性直流控制 保护新技术研究，不断夯实对电网安全运行的基础保障作用。
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二、技术发展应该坚持的四项原则
1、必须坚持继电保护“四性”
“可靠性、快速性、选择性、灵敏性”是几十年电网行 经验总结提炼出来的，是制造、设计、建设及运行各个环节 必须坚持的基本原则。
2、坚持快速保护的独立原则
快速保护属于电网安全稳定的第一道防线，其迅速可靠动作对于避 免直流换相失败尤为重要。从减少处理环节、简化二次回路、提高可靠 性等角度出发考虑，必须坚持快速保护独立配置的原则。
优点：其工作比较可靠不需要外加工作电源，抗干 扰性能好，使用了相当长的时间，特别是单个继电 器目前仍在电力系统中广泛使用。 缺点：这种保护装置体积大、动作速度慢、触点易 磨损和粘连，难于满足超高压、大容量电力系统的 需要。
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静态继电保护装置
一、晶体管式继电保护装置——这种保护装置体积小、动作 速度快、无机械转动部分、无触点。 上世纪50年代出现，上世纪70年代晶体管式保护在我国被大 量采用。
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电力系统安全稳定运行的三道防线
《电力系统安全稳定导则》
第一道：继电保护——快速可靠地切除故障元件给出预防信号
最直接最有效地保证Biblioteka Baidu统稳定运行及正常供电
第二道：采用自动控制装置及切机、切负荷等紧急控制措施
在严重故障时尽可能继续保持稳定运行
第三道：依靠自动解列装置、频率及电压紧急控制装置 严重故障时，防止事故扩大、造成大面积停电