论配电系统综合继电保护

摘要：配电系统是电力系统的重要组成部分，其安全稳定运行，对用户的用电可靠性影响很大。配电系统综合继电保护在配电系统安全稳定运行中占有重要的地位，其研究是电力改革重要内容。本文从综合继电保护装置出发，探讨了其发展与形成，并分析其可靠性和功能。

关键词：配电系统、综合继电保护、互感器。

中图分类号：F407.61文献标识码：A

发、变、配、用是组成电力系统五个重要组成部分，配电系统是当中重要成分，当配电系统的安全稳定性出现问题的时候，整个电力系统的安全稳定将受到严重威胁。为了确保配电系统的安全稳定运行，需正确的设定综合继电保护装置。综合继电保护装置是电力系统的一道防火墙，是防止电力系统发生故障的重要组成部分。随着经济的快速发展，用户对电力系统的稳定性提出了更高的要求，这就给继电保护提出了更高的要求。目前综合继电保护广泛的受到电力企业的认可，综合继电保护的推广使用是电力系统深化改革的重要组成部分。

1综合继电保护装置

综合继电保护是配电开关柜的保护设施，常见的继电保护装置是：电流互感器、电压互感器、高压隔离开关、高压断路器、高压负荷开关和高压熔断器。这些设备是组成综合继电保护的基础。下面进行简要介绍。

1.1电流互感器和电压互感器

互感器是综合继电保护的最基本装置，其包括电流互感器和电压互感器。在配电系统运行过程中，电压和电流的测量很重要。同时互感器除了测量以外，还可以作为继电保护装置电源，将电力系统中的控制单元和高压电路隔开，减少之间的干扰。

1.2高压隔离开关

高压隔离开关的主要作用是在检修的时候，隔离高压电源。但是高压隔离开关不涉及灭弧装置，不能够接通或切断正常负荷电流，不能带负载工作。

1.3高压断路器

高压断路器具有灭弧装置，是高压配电中最重要的电气设备，高压断路器不同于高压隔离开关，它能够接通和切断正常的负荷电流，并能够自动跳闸，以减少故障带来的损失。在配电系统中，断路器和隔离开关是相辅相成的，二者各有功能，必须配合工作，才能够完成相应的操作。综合继电保护装置和高压断路器的电气控制原理图如图1所示。

图1（实线框内为继电保护设备内部接线；虚线框内为高压断路器内部接线）

1.4高压负荷开关

高压负荷开关是一种隔离高压电源的装置，可以实现负荷电流的通断。但不能够接通或切断短路电流，高压负荷开关需要在高压熔断器的配合下才能进行短路电流的切断。

1.5高压熔断器

高压熔断器是最简单的保护装置，其作用的机理是当线路的电流超过负荷值的时候，自动的熔断，以切断线路，减少电流过大引起的故障。

2综合继电保护的发展与形成

综合继电保护的发展经过了多年的历程，传统的继电保护装置相对独立，装置的运行需要由专人维护，效率较低。综合继电保护发展经历了电磁型、晶体管型、集成电路型；最后微机型的综合继电保护装置产生了。微机型的继电保护装置目前应用较为广泛，主要依靠的是电子信息技术的高速发展。目前高性能低价位的微机型产品得以实现。综合继电保护将遥信、遥测、遥控和遥调等加入了继电保护中去，通过微机的平台将这诸多的功能进行融合。综合继电保护能够极大的减少人力的投入，是自动化继电装置的重要组成部分，目前通过微机的人机界面，可以实现对继电装置的控制，能够高效率的发现和解决问题。伴随着电子信息技术的不断发展，综合继电保护也将会不断取得突破，以逐渐实现继电保护的自动化。

3 继电保护装置的可靠性分析

3.1继电保护装置可靠性的重要性

继电保护装置对电力系统的安全运行很重要，因为目前企业的自动化设备较多，当发生断电等情况的时候，企业的损失是很大的。继电装置在运行的过程中，随着时间的推移，难免发生相应的故障。这样，检修维护就成了继电装置正常运行的重要内容。当电力系统发生故障的时候，需要快速的排除故障，以减少故障带来的损失，所以提高继装置的可靠性具有重要意义。继电保护装置就是对电力系统进行检测，发现故障，并发出信号的一种安全保护装置。继电保护装置的安全可靠性，是指当电力系统发生故障的时候，其不应该发生误动或拒动的情况。随着继电装置的快速发展，综合继电装置已经慢慢取代传统的相对独立的继电保护装置，微机型综合继电保护装置很大程度上提升了继电装置的可靠性，这就增强了发现并处理故障的能力，在电力系统的安全运行中发挥着重要的作用。

3.2继电保护装置可靠性指标

继电保护装置的安全可靠，需要相应的指标来进行衡量，可靠性指标是衡量其可靠性的重要参数。可靠性指标不仅将可靠性量化，同时解决了可靠性分析难度大的问题。目前，通用的可靠性指标主要包括：可靠度R、可用度A、故障率λ、修复率μ、切换时间T、平均无故障工作时间MTBF和平均修复时间MTTR。下面针对这些指标进行简要介绍。

3.2.1可靠度R。可靠度R是装置的故障和时间关系，其表示正常工作的连续时间，当其出现第一次故障的时候，认为其可靠使用时间以经达到，通常的说法就是保质期。不同的构件的可靠度时间不同，对安全稳定要求较高的位置，当构件达到时间的时候，即使没有发生故障，也需要对其进行更换。

3.2.2可用度A。可用度A与可靠度R的定义类似，但是其较可靠度的值大，可用度是正常工作的时间／(正常工作的时间+故障时间)。一般的构件都是通过可用度指标来评定的。

3.2.3故障率λ。故障率λ是与可靠度R相反的指标，故障率是指正常使用后发生故障的概率。故障率的大小直接决定了对这部分构件的检测程度。

3.2.4修复率μ。修复率μ是指构件修复故障的概率，主要针对的对象是配电网系统，当配电网系统发生故障以后，构件自动的进行修复，可修复率越高，代表其自动化程度越高，安全稳定性越好。

3.2.5切换时间T。切换时间T是反应构件灵敏度的物理量，电力系统出现故障后，继电保护装置会切断故障，以减少故障带来的损失，在故障发生和切断之间有一个时间，这个时间越短，则故障造成的损失越小，保护装置的稳定性越高。

3.2.6平均无故障工作时间和平均修复时间。平均无故障工作时间和平均修复时间是数学期望值，往往在评定构件的稳定性的时候用到，平均无故障工作时间和平均修复时间能够在一定程度上直接反应配电系统的安全稳定性。

3.3常用综合继电保护装置控制原理

3.3.1控制原理介绍

以下，我们以配电房高压出线柜为例子，显示常用综合继电保护装置控制原理。如图2所示的综合继电保护装置为配电系列保护装置。其主要应用于中低压等级的电力系统中，可以独立或者配合完成带变压器出线的保护。功能包括：保护功能、测控功能、通信功能。其中保护功能包括：a、三段式过流保护。b、两段式零序过流保护。c、低电压。d、温度保护。e、瓦斯保护。f、非电。g、控制回路断电。h、装置故障、失电告警。

图2

3.3.2主要保护功能电气逻辑

3.3.2.1三段式电流保护。当“电流曲线”为反时限时，断路器闭合 Tys 时间后反时限保护自动投入。如装置所带负载为电动机，则可将Tys 时间设定为电动机的启动时间，以免在电动机启动时装置告警。如不需延时功能，可退出“反时延时”功能。逻辑图如图3所示。

3.3.2.2低电压保护。断路器在合闸状态时，当三个线电压Uab、Ubc、Uca 同时低于低电压整定值ULdz，经延时TL后低电压动作。 为了防止TV断线导致低电压动作，本保护增加了无流闭锁功能。当“低压无流”投入，三相电流任一个大于“电流定值”Idy时，闭锁低电压保护。逻辑图如图4所示。

图3图4

3.3.2.2高温保护

本单元设有变压器高温保护，高温保护分高温报警和高温跳闸。该保护是通过变压器温度继电器提供的开入量实现的。投入高温告警，当变压器温度上升至温度继电器告警接点

(IN02)闭合时，装置经过整定时间Twdgj后发出告警信号；投入高温跳闸保护，温度继续上升至高温跳闸接点(IN03)闭合时，经过整定时间Twdtz后跳闸。逻辑图如图5所示。

图5

4结语：

经济的快速发展，用户对电力的安全稳定的要求越来越高，特别是企业的生产对连续性供电的要求很高。断电的发生，往往给用户带来巨大的损失，所以继电保护的安全稳定就显得尤为重要。目前配电企业广泛的使用的都是微机综合继电保护装置，这种装置极大的提升了配电的安全稳定性，减少了配电运行的人力，极大的提升了配电系统的自动化运行，随着电子信息技术的不断发展，综合继电保护装置的发展的空间还很大。

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