继电保护与电气自动化范文篇1

关键词：智能电网；智能变电站；电气自动化

中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1006-8937（2015）26-0118-02

近年来，我国建设坚强智能电网的进程不断推进，以智能化、自动化、节能高效为特征的智能电网时代已经悄悄来临。智能电网的迅猛发展推动了电网的发输变配等各个环节的技术革新，目前新建变电站中智能变电站占据了较大比重，基于此，有关智能变电站的电气自动化和数字化等问题成为理论界的研究热点。

1智能电网与智能变电站

在世界能源危机背景下，智能电网的概念应运而生。同传统的电网技术相比，智能电网以清洁、灵活、自愈为特征，具有显著的优点，成为近年来世界电网发展的主流方向。

智能电网六大支撑技术包括：灵活的网络拓扑技术、实时通信技术、先进的传感与测量技术、智能化继电保护、发达的故障诊断技术、科学的运行决策技术。

智能变电站的建设与应用恰是智能电网技术的集中体现，在信息的采集、通信、传递和输出的全过程实现了智能化，以保护智能化、通信网络化、协议统一化、管理自动化为特征，如图1所示。

2智能变电站的电气自动化探讨

我国的变电站电气自动化技术起步较晚，但发展迅速，经历了电磁式、晶体管型、集成电路等发展阶段后，微机保护开始占据变电站继电保护的主流，近年来逐渐成熟的智能化保护更是成为智能变电站电气自动化的发展热门。

2.1一次设备的智能化

智能变电站的发展首先推动了一次设备的智能化，首先是变压器的自动化，主要体现在在线监测的自动化，包括：对变压器油的色谱实时监测、套管绝缘的实时监测、变压器油等的实时监测，通过对变压器工作状态的实时监测实现变压器的智能化。

此外，包括互感器、开关、断路器在内的一次设备普遍实现了智能化，包括各类测量表计、PMU、合并单元、智能终端等在内的电气设备智能化，通过测量数字化、控制网络化，实现一次设备的状态可视化和功能一体化，从而完成对变电站设备的实时监控，实现站内一次设备的整体可控制和自动化，近年来逐渐向着集成式一次设备方向发展和演变，将数字化测量、智能化控制和状态监测集成于一体。

同时，智能变电站的发展也给光电互感器技术发展带来了巨大机遇，各类新型的光学数字式互感器进入变电站，成为智能变电站发展的重要特征，随着光电技术和微电子技术的发展，有源光电互感器迅速发展，通过光纤传输节省了大量的电缆，模拟量的A/D转换直接在互感器内部进行，降低了敷设工作的压力，节省了投资成本，普通互感器与光学互感器的对比，如图2所示。

2.2二次设备的智能化

2.2.1智能化保护

智能化保护的系统结构图，如图3所示。通过光学互感器或电子式互感器采集一次设备的电压、电流等模拟量，并经过合并单元对数据进行数据的汇总，通过多路采集器来将模拟量进行汇总并上送，从而节省了大量的电力电缆，达到了变电站一次与二次系统的隔离，提升了模拟量的测试精度。变电站内间隔层与过程层之间通过IEC61850-9-2协议进行通信，将各类信息上送到智能化保护，在保护中完成逻辑的运算，随着近年来DSP和单片机技术的发展，智能化保护在计算速度、指令周期、运算效率等方面的性能不断提升，保护输出的GOOSE跳闸指令能够实时下发，控制断路器的跳合闸。

2.2.2电力系统广域保护

电力系统广域保护也是近年来电网电气自动化技术的研究热点问题，为电网后备保护的发展提供了新的思路。传统的继电保护必须依靠系统的单端电气量或双端电气量，而电力系统广域保护则立足于广域电气量的采集，将各区域电网视为一体，实时采集广域量，并通过实时数据监测和高速数据运算，来实现保护逻辑的判断，最终动作于告警和跳闸。

目前，广域保护包括集中式、IED分布式、集中和分布式相配合这三种模式，与传统保护相比，广域保护能够更好的适应不同的负荷工况和系统运行方式、保护功能的实现对定值整定的依赖程度低、提升了系统躲过负荷限制的能力。

同时，由于广域保护需要采集众多的电网内部广域数据，因此需要的信息交互延时较长，一定程度上影响了其动作速度，因此，可以作为后备保护应用于电网。

2.3各类人工智能技术的应用

随着智能电网的推进，电力系统逐渐向着智能化、网络化、一体化方向发展，各类人工智能技术在变电站电气自动化领域发挥了巨大作用，包括神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑、小波理论等新型技术获得推广应用，继电保护技术逐步向着保护、控制、测量、通信集成的方向发展。

在此推动下，电力系统继电保护不仅能够存储更大容量的故障信息，还能有更快的数据处理功能和更大的存放空间，保护的通信能力更强，能够更加智能化的与其它的保护和控制设备通讯，实现全网数据与信息的资源共享。

以人工神经网络为例，电力系统内部存在很多非线性元件，包括电容、电感、电力电子元件等，通过人工神经网络理论，能够克服传统保护方法的特点，很好的解决包括配电箱线损较高、电网动态分析等非线性难题。

2.4交直流一体化电源

智能变电站能够通过调控一体和运维一体化实现无人值守，无人值守变电站需要配备交直流一体化的电源，通过统一设计、统一集中控制、统一进行生产和调试，来达到对分散数据的采集和集中管控，同时在变电站内，能够实时查阅各交直流电源的参数和运行状态，并同步修改系统的参数、运行方式，发出相应的遥控开关命令，从而实现对智能变电站一体化交直流电源的状态检修和智能化管理，降低日常巡视、管理、维护的工作量。

3结语

智能电网技术的发展在全世界范围内掀起了一场技术革新的浪潮，变电站作为电网的基本组成部分，包括一次设备、二次设备、辅助电源等在内的电气设备逐步自动化和智能化，电网处于不断的发展和变革之中，电网技术的发展也将更加的多元化、多维度、高精度，经过持续不断的技术探索，我国智能变电站的发展前景持续向好，电气自动化程度将不断提升。

参考文献：

[1]刘强.智能电网继电保护技术探讨[J].江苏电机工程，2010，（2）.

[2]熊小伏，陈星田，夏莹，等.面向智能电网的继电保护系统重构[J].电力系统自动化，2009，（17）.

[3]邵宝珠，王优胤，宋丹.智能电网对继电保护发展的影响[J].东北电力技术，2010，（2）.

继电保护与电气自动化范文

【关键词】电气自动化电气工程

1电气自动化的发展现状以及前景

1.1电气自动化的发展现状分析

随着我国信息技术以及计算机技术的不断发展，在电气行业中已经基本实现了运用计算机进行自动化控制的目的，在电气行业中可以通过各种计算机的模拟操作，对电力系统中的各个环节进行有效的监控。当前，我国的电气自动化以及普遍采用PC入机界面，在灵活性与直观性方面具有很大的提升，也易于进行有效的集成。可以通过微处理器的功能，使得传统的测量控制仪表具有数字通信以及计算的功能，将远程的计算机控制和电气设备的测量控制等进行有效的综合，完成各种数据和信息的传输，建立一种自动化的控制系统。

1.2电气自动化的发展前景

（1）随着各种现代化技术的不断应用，电气自动化企业要将电气产品的创新当做一种责任与目标，在各种科技成果的基础上提出发展的目标，将创新的能力应用于产品生产研发中，同时要利用各种创新精神提升产品的科技含量，在电气产品以及电气自动化控制系统方面进行创新。

（2）对于电气自动化企业，在进行各种电气自动化技术开发以及系统集成的过程中，也要加强社会化的协作，有计划地进行关键技术的研究，加强对各种资源的配置和利用，以适应整个市场经济体制的发展与变化。

（3）电气自动化的控制系统能否成功的运作与其系统结构之间有十分紧密的联系。促进电气自动化系统结构的通用化可以对企业的所有网络结构形成一种保护，保证计算机的监督与电气现场控制设备之间的各种数据传输更加顺畅，促进电气企业的管理水平提升。

（4）对于电气自动化系统的程序接口，要逐渐实现标准化发展，也是电气自动化的一个重要的发展前景。在未来的电气自动化发展过程中，可以以微软公司的技术和标准作为一个发展的平台，降低在各种电气工程的成本，也可以为电气自动化系统与办公系统之间的数据共享和传输带来一定的便利。采用标准化的接口，可以对不同的硬件设备之间的进行的数据交换提供一定的保障，排除各种通信的障碍。

2电气自动化在电气工程中的融合运用分析

电气自动化在建筑行业中的应用已经取得了较大的成就，除了在建筑行业中有广泛的应用，在电力行业中的应用也受到了很高的重视。尤其是随着电网系统的发展，系统的覆盖面积变得越来越广泛，系统越来越复杂，在当前的形势下，加强电力系统的电气自动化发展显得十分重要。在电力工程中应用电气自动化，有以下几个方面。

2.1电网调度实现自动化

电网调度自动化指的是在调度过程中形成的一种由计算机网络、电网调度服务器以及电网调度工作站等设备组成的一种自动化系统，如果电气自动化在电力工程中进行应用，不仅可以对电力系统的运行情况进行实时的评估，还能够对各种数据信息以及运行经验进行分析，对电力负荷情况进行评估，从而确定是否要对电网系统进行调整，以满足用户的用电需求。电气自动化与电气工程的融合，就是实现经济调度以及发电控制自动化的过程，这种融合需要具有专业化的设备、知识以及人才储备，因此要对各种人才进行相应的培训，并且要合乎相应的规定之后才能够进行相应的融合。

2.2在发电厂分散测控系统中的应用

发电厂分散测控系统包括很多方面，比如分布结构、分层结构的高速数据通讯网、远行人员工作站等。分散测控系统的通讯方式主要是利用主控模件将信息传递到可冗余上，然后再传递到智能输出以及输入模块中的一个过程，在这个过程中，不仅可以在信号接收时对现场的变送器、热电偶、开关量、热电阻等设备进行控制，还可以在电网系统中的各种活动都运行完成之后对信号的输出以及实时的显示进行相应的控制，将各种数据传输到设备中，对设备的运行情况进行控制，并且利用这种传送方式对执行机构进行驱动，从而实现电气自动化与电气工程之间的融合。

2.3变电站实现自动化

变电站的自动化不仅能够促进变电站的监控能力不断增强，还能够实现自动化监视以及自动化操作，相对于传统的人工化监视方式而言是一种很大的突破和创新。人工化操作过程中容易出现各种问题和误差，自动化操作有助于提高变电站的运行效率，提高变电站的运行水平。变电站的自动化具有多层次以及全方位的监控作用。可以对电网系统中的各种设备进行监控，从而实现对各种设备的有效控制。传统的变电站自动化是利用电磁装置进行监视的，在当前的发展过程中都利用全计算机以及微机操作进行控制，能够对各种设备进行监视以及操作，在进行数据操作的过程中，也应该要利用计算机电缆，替代传统的电力信号电缆，计算机电缆在实现自动化统计记录以及运行管理的过程中具有高效的作用。

2.4电气自动化与继电保护装置的融合

继电保护装置的主要作用是当电气系统发生故障时，可以第一时间传出警示的信号，并且对线路进行切断的一种装置。传统的继电保护装置容易发生拒动以及误动的现象，可以对继电保护装置进行实时监测，从而有效的控制电气系统中的各种设备的正常运行。与此同时，还能够对继电保护装置进行远程控制，即使继电保护装置是长时间的带电工作，也可以进行有效的控制。加强电气自动化与继电保护装置之间的融合运用，可以使得继电保护装置在第一时间内做出连续的反映，比如当电气设备或者线路出现过载或者短路的现象，继电保护装置可以立即将与之相连的线路进行切断，通过报告一些危险的信号，对故障进行报告。由于继电保护装置在电气系统中是起预防作用的，因此真正发挥作用的机会并不多。继电保护装置中出现的问题主要有两种，即拒动以及误动。

3结语

加强电气自动化与电力工程的有效融合，可以促进电力工程的快速发展，需要从多个方面着手。比如电网自动化、变电站自动化、继电保护装置自动化等，不断加强电气自动化的应用，促进电力工程的深入发展。

参考文献

[1]高召宁，李培华.刍议电气自动化在电气工程中的应用[J].青年与社会，2013（09）.

[2]彭杰.浅谈电气与自动化在电气工程中融合运用[J].民营科技，2013（11）.

继电保护与电气自动化范文

关键词：继电保护二次回路故障

1继电保护的基本任务

继电保护的动作原理是：考虑电力系统短路或其它非正常情况时相应电气量的变化，以这些变化为依据构建继电保护动作的数学模型，再加上对其他物理量变化的综合考虑，例如当变压器油箱内发生故障时会产生非常多的瓦斯，变压器油的流速也会随之增大也可能是变压器油的压强随之增高。通常情况下，在继电保护装置中无论是基于哪种电气量的变化，其基本上都由测量部分、逻辑部分、执行部分构成。继电保护的基本任务有：

①自动、快速、有选择地切除故障原件，很快的实现非故障原件对电力系统的正常供电。如果某些电力系统中的电气原件出现短路，根据其选择性，该电气原件的继电保护装置需要及时发出跳闸命令给距离此故障电气原件最近的断路器，以最快的从电力系统中切除故障的电气元件，从而最大限度的减小故障对电气原件的损坏，降低故障对电力系统稳定性的破坏，从而保证电力系统安全稳定运行。

②除了能够反映故障情况外，继电保护装置还应该能够反映电力系统中电气设备的非正常运行状态，而且可以从非正常工作的具体情况以及设备的实际运行和维护条件来看，发出相应的信号，以便通知现场值班运行工作人员进行相应的处理，也可以通过继电保护装置自动调整，带有一定延时动作于断路器跳闸。

③另外继电保护装置还应该与供电系统、配电系统的自动装置相配合，从电网的实际运行方式来看，合理选择短路类型，分配合适的分支系数，使因事故造成的停电时间变得最少，最大可能的保证供电系统的运行可靠性。

2继电保护与二次回路系统中常见的故障

2.1继电保护电源故障

一般情况下是由变电所的直流电源系统或交流保安电源系统提供继电保护装置所需要的电源，然后再通过继电保护装置内部的稳压电源装置进行转换，将其转换成与装置电子电路工作相适应的专用电源。基本上所有的电源过电流、过电压保护都是在故障发生后由电源停止工作，这时输出为0，然后再由相关人员对其进行复位，才可以再开始工作；或者在故障发生后由供电电源自动停止输出，过一会儿供电电源将会自动恢复工作。当继电保护电源中断时，或者当继电保护装置的电源装置出现故障时，供电装置指示其正常工作的电源指示灯不再亮着。当继电保护装置没有供电电源时，就将无法正常工作，此时一些保护将发生自动闭锁，并且自动向对侧线路发出闭锁信号，以防止误动作。

2.2线圈故障

线圈部分的故障主要包括：

①线圈断线：线圈断线可能由使用超声波清洗造成也可能由在线圈上施加过电压造成。

②线圈供电不足：在某些情况下线圈节点可能会不动作，其中线圈供电电压过低占很大的比重。

③线圈极性接反：在线圈内部有二极管继电器，一旦没有正确连接其极性会直接导致接点不动作。

④交流线圈、直流线圈供电错误：如果我们把交流线圈和直流线圈的供电电源接反，交流线圈会因为接上直流电而发热，进而烧毁线圈；直流线圈会因为接上交流电而使铁片发生反复振荡，不可能正常工作。

⑤如果我们给线圈长期通电，线圈将会发热，其绝缘也会极度恶化，导致继电器不能正确动作。

2.3连接故障

连接部分故障主要是继电器接点粘连和继电器接点接触不良。导致前者出现的原因是：接点连接的负荷容量比继电器节点的额定容量大很多；继电器的开关频率比继电器的正常开关频率大很多；或者超出了继电器的有效使用日期。

造成继电器接点接触不良的因素主要有：线圈内部的电压不稳定；继电器接点表面有异物；继电器接点表面发生腐蚀；继电器接点发生机械性的接触不好；超出了继电器的正常使用周期；继电器的使用环境不好（有振动或者存在冲击）。

2.4保护装置故障

继电保护装置故障即继电保护装置内部元件发生损坏或者其在非正常运行情况。继电保护装置在现场运行中非常容易受到周围环境的影响。当运行环境中的粉尘和腐蚀性气体很多时，或者长期运行在高温环境，继电保护装置的老化速度将会加快，随之而来的就是继电保护装置性能的恶化。

2.5二次回路隐形故障

隐形故障即当电力系统未出现任何故障时，系统将不会受到任何影响的潜在故障，继电保护装置和二次回路元件中都可能存在隐形故障，例如：电压互感器、电流互感器、继电保护出口压板、继电保护接线的各个端子等。如果电力系统出现了故障，或者是发电设备出现了故障，隐形故障非常容易导致电力系统发生重大事故，严重损坏设备，使电网系统不能稳定运行。

有很多原因可以早场隐形故障，比如定值计算错误、定值配合不科学；电力系统元件老化、电力系统元件毁坏、电力系统插件接触不良；电力系统检修人员或者电力系统运行人员误碰、误动电力设备；没有按照标准校验保护装置；二次回路存在寄生回路；实际上，继电保护设备没有很好的运行环境；电力系统检修、运行人员并没有认真做好继电保护设备维护工作。

3继电保护及二次回路中的故障排查及预防