繼電保護論文范文

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論文摘要：通過對我國電力系統繼電保護技術發展現狀的分析，探討繼電保護的任務和基本要求。從分析當前繼電保護裝置的廣泛應用，提出保護裝置維護的幾點建議，結合實際情況，探討繼電保護發展的趨勢。

1前言

電力作為當今社會的主要能源，對國民經濟的發展和人民生活水平的提高起著極其重要的作用。現代電力系統是一個由電能產生、輸送、分配和用電環節組成的大系統。電力系統的飛速發展對電力系統的繼電保護不斷提出新的要求，近年來，電子技術及計算機通信技術的飛速發展為繼電保護技術的發展注入了新的活力。如何正確應用繼電保護技術來遏制電氣故障，提高電力系統的運行效率及運行質量已成為迫切需要解決的技術問題。

2繼電保護發展的現狀

上世紀60年代到80年代是晶體管繼電保護技術蓬勃發展和廣泛應用的時期。70年代中期起，基于集成運算放大器的集成電路保護投入研究，到80年代末集成電路保護技術已形成完整系列，并逐漸取代晶體管保護技術，集成電路保護技術的研制、生產、應用的主導地位持續到90年代初。與此同時，我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究，高等院校和科研院所起著先導的作用，相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原東北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定，并在系統中獲得應用，揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁，為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面，關于發電機失磁保護、發電機保護和發電機－變壓器組保護、微機線路保護裝置、微機相電壓補償方式高頻保護、正序故障分量方向高頻保護等也相繼通過鑒定，至此，不同原理、不同機型的微機線路保護裝置為電力系統提供了新一代性能優良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果，此時，我國繼電保護技術進入了微機保護的時代。

目前，繼電保護向計算機化、網絡化方向發展，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化對繼電保護提出了艱巨的任務，也開辟了研究開發的新天地。隨著改革開放的不斷深入、國民經濟的快速發展，電力系統繼電保護技術將為我國經濟的大發展做出貢獻。

3電力系統中繼電保護的配置與應用

3.1繼電保護裝置的任務

繼電保護主要利用電力系統中原件發生短路或異常情況時電氣量（電流、電壓、功率等）的變化來構成繼電保護動作。繼電保護裝置的任務在于:在供電系統運行正常時，安全地。完整地監視各種設備的運行狀況，為值班人員提供可靠的運行依據；供電系統發生故障時，自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分，保證非故障部分繼續運行；當供電系統中出現異常運行工作狀況時,它應能及時、準確地發出信號或警報，通知值班人員盡快做出處理。

3.2繼電保護裝置的基本要求

選擇性。當供電系統中發生故障時，繼電保護裝置應能選擇性地將故障部分切除。首先斷開距離故障點最近的斷路器，以保證系統中其它非故障部分能繼續正常運行。

靈敏性。保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數來衡量。在繼電保護裝置的保護范圍內，不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣，保護裝置均不應產生拒絕動作；但在保護區外發生故障時，又不應該產生錯誤動作。

速動性。是指保護裝置應盡可能快地切除短路故障。縮短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度，加快系統電壓的恢復，從而為電氣設備的自啟動創造了有利條件，同時還提高了發電機并列運行的穩定性。

可靠性。保護裝置如不能滿足可靠性的要求，反而會成為擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性，必須確保保護裝置的設計原理、整定計算、安裝調試正確無誤；同時要求組成保護裝置的各元件的質量可靠、運行維護得當、系統簡化有效，以提高保護的可靠性。

3.3保護裝置的應用

繼電保護裝置廣泛應用于工廠企業高壓供電系統、變電站等，用于高壓供電系統線路保護、主變保護、電容器保護等。高壓供電系統分母線繼電保護裝置的應用，對于不并列運行的分段母線裝設電流速斷保護，但僅在斷路器合閘的瞬間投入，合閘后自動解除。另外，還應裝設過電流保護，對于負荷等級較低的配電所則可不裝設保護。變電站繼電保護裝置的應用包括：①線路保護：一般采用二段式或三段式電流保護，其中一段為電流速斷保護，二段為限時電流速斷保護，三段為過電流保護。②母聯保護：需同時裝設限時電流速斷保護和過電流保護。③主變保護：主變保護包括主保護和后備保護，主保護一般為重瓦斯保護、差動保護，后備保護為復合電壓過流保護、過負荷保護。④電容器保護：對電容器的保護包括過流保護、零序電壓保護、過壓保護及失壓保護。隨著繼電保護技術的飛速發展，微機保護的裝置逐漸投入使用，由于生產廠家的不同、開發時間的先后，微機保護呈現豐富多彩、各顯神通的局面，但基本原理及要達到的目的基本一致。4繼電保護裝置的維護

值班人員定時對繼電保護裝置巡視和檢查，并做好各儀表的運行記錄。在繼電保護運行過程中，發現異常現象時，應加強監視并向主管部門報告。

建立崗位責任制，做到每個盤柜有值班人員負責。做到人人有崗、每崗有人。值班人員對保護裝置的操作，一般只允許接通或斷開壓板，切換開關及卸裝熔絲等工作，工作過程中應嚴格遵守電業安全工作規定。

做好繼電保護裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進行，防止誤碰運行設備，注意與帶電設備保持安全距離，避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。對微機保護的電流、電壓采樣值每周記錄一次，每月對微機保護的打印機進行定期檢查并打印。

定期對繼電保護裝置檢修及設備查評：①檢查二次設備各元件標志、名稱是否齊全；②檢查轉換開關、各種按鈕、動作是否靈活無卡涉，動作靈活。接點接觸有無足夠壓力和燒傷；③檢查控制室光字牌、紅綠指示燈泡是否完好；④檢查各盤柜上表計、繼電器及接線端子螺釘有無松動；⑤檢查電壓互感器、電流互感器二次引線端子是否完好；⑥配線是否整齊，固定卡子有無脫落；⑦檢查斷路器的操作機構動作是否正常。

根據每年對繼電保護裝置的定期查評，按情節將設備分為三類：經過運行檢驗，技術狀況良好無缺陷，能保證安全、經濟運行的設備為一類設備；設備基本完好、個別零件雖有一般缺陷，但尚能安全運行，不危及人身、設備安全為二類設備。有重大缺陷的設備，危及安全運行，出力降低，"三漏"情況嚴重的設備為三類。如發現繼電保護有缺陷必須及時處理，嚴禁其存在隱患運行。對有缺陷經處理好的繼電保護裝置建立設備缺陷臺帳，有利于今后對其檢修工作。

5電力系統繼電保護發展趨勢

繼電保護技術向計算機化、網絡化、智能化、保護、控制、測量和數據通信一體化方向發展。隨著計算機硬件的飛速發展，電力系統對微機保護的要求也在不斷提高，除了保護的基本功能外，還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間，快速的數據處理功能，強大的通信能力，與其他保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源的能力，高級語言編程等，使微機保護裝置具備一臺PC的功能。為保證系統的安全運行，各個保護單元與重合裝置必須協調工作，因此，必須實現微機保護裝置的網絡化，這在當前的技術條件下是完全可行的。在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下，保護裝置實際上是一臺高性能，為了測量、保護和控制的需要，室外變電站的所有設備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜投資大，且使得二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置，就地安裝在室外變電站的被保護設備旁，將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后，通過計算機網絡送到主控室，則可免除大量的控制電纜。

結論。隨著電力系統的告訴發展和計算機通信技術的進步，繼電保護技術的發展向計算機化、網絡化、一體化、智能化方向發展，這對繼電保護工作者提出了新的挑戰。只有對繼電保護裝置進行定期檢查和維護，按時巡檢其運行狀況，及時發現故障并做好處理，保證系統無故障設備正常運行，提高供電可靠性。

參考文獻

[1]王翠平.繼電保護裝置的維護及試驗[J].科苑論壇．

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關鍵詞：變配電站繼電保護綜合自動化

1.電力系統電壓等級與變電站種類

電力系統電壓等級有220/380V（0.4kV），3kV、6kV、10kV、20kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV。隨著電機制造工藝的提高，10kV電動機已批量生產，所以3kV、6kV已較少使用，20kV、66kV也很少使用。供電系統以10kV、35kV為主。輸配電系統以110kV以上為主。發電廠發電機有6kV與10kV兩種，現在以10kV為主，用戶均為220/380V（0.4kV）低壓系統。

根據《城市電力網規定設計規則》規定：輸電網為500kV、330kV、220kV、110kV，高壓配電網為110kV、66kV，中壓配電網為20kV、10kV、6kV，低壓配電網為0.4kV（220V/380V）。

發電廠發出6kV或10kV電，除發電廠自己用（廠用電）之外，也可以用10kV電壓送給發電廠附近用戶，10kV供電范圍為10Km、35kV為20~50Km、66kV為30~100Km、110kV為50~150Km、220kV為100~300Km、330kV為200~600Km、500kV為150~850Km。

2.變配電站種類

電力系統各種電壓等級均通過電力變壓器來轉換，電壓升高為升壓變壓器（變電站為升壓站），電壓降低為降壓變壓器（變電站為降壓站）。一種電壓變為另一種電壓的選用兩個線圈（繞組）的雙圈變壓器，一種電壓變為兩種電壓的選用三個線圈（繞組）的三圈變壓器。

變電站除升壓與降壓之分外，還以規模大小分為樞紐站，區域站與終端站。樞紐站電壓等級一般為三個（三圈變壓器），550kV/220kV/110kV。區域站一般也有三個電壓等級（三圈變壓器），220kV/110kV/35kV或110kV/35kV/10kV。終端站一般直接接到用戶，大多數為兩個電壓等級（兩圈變壓器）110kV/10kV或35kV/10kV。用戶本身的變電站一般只有兩個電壓等級（雙圈變壓器）110kV/10kV、35kV/0.4kV、10kV/0.4kV，其中以10kV/0.4kV為最多。

3.變電站一次回路接線方案

1）一次接線種類

變電站一次回路接線是指輸電線路進入變電站之后，所有電力設備（變壓器及進出線開關等）的相互連接方式。其接線方案有：線路變壓器組，橋形接線，單母線，單母線分段，雙母線，雙母線分段，環網供電等。

2）線路變壓器組

變電站只有一路進線與一臺變壓器，而且再無發展的情況下采用線路變壓器組接線。

3）橋形接線

有兩路進線、兩臺變壓器，而且再沒有發展的情況下，采用橋形接線。針對變壓器，聯絡斷路器在兩個進線斷路器之內為內橋接線，聯絡斷路器在兩個進線斷路器之外為外橋接線。

4）單母線

變電站進出線較多時，采用單母線，有兩路進線時，一般一路供電、一路備用（不同時供電），二者可設備用電源互自投，多路出線均由一段母線引出。

5）單母線分段

有兩路以上進線，多路出線時，選用單母線分段，兩路進線分別接到兩段母線上，兩段母線用母聯開關連接起來。出線分別接到兩段母線上。

單母線分段運行方式比較多。一般為一路主供，一路備用（不合閘），母聯合上，當主供斷電時，備用合上，主供、備用與母聯互鎖。備用電源容量較小時，備用電源合上后，要斷開一些出線。這是比較常用的一種運行方式。

對于特別重要的負荷，兩路進線均為主供，母聯開關斷開，當一路進線斷電時，母聯合上，來電后斷開母聯再合上進線開關。

單母線分段也有利于變電站內部檢修，檢修時可以停掉一段母線，如果是單母線不分段，檢修時就要全站停電，利用旁路母線可以不停電，旁路母線只用于電力系統變電站。

6）雙母線

雙母線主要用于發電廠及大型變電站，每路線路都由一個斷路器經過兩個隔離開關分別接到兩條母線上，這樣在母線檢修時，就可以利用隔離開關將線路倒在一條件母線上。雙母線也有分段與不分段兩種，雙母線分段再加旁路斷路器，接線方式復雜，但檢修就非常方便了，停電范圍可減少。

4.變配電站二次回路

1）二次回路種類

變配電站二次回路包括：測量、保護、控制與信號回路部分。測量回路包括：計量測量與保護測量。控制回路包括：就地手動合分閘、防跳聯鎖、試驗、互投聯鎖、保護跳閘以及合分閘執行部分。信號回路包括開關運行狀態信號、事故跳閘信號與事故預告信號。

2）測量回路

測量回路分為電流回路與電壓回路。電流回路各種設備串聯于電流互感器二次側（5A），電流互感器是將原邊負荷電流統一變為5A測量電流。計量與保護分別用各自的互感器（計量用互感器精度要求高），計量測量串接于電流表以及電度表，功率表與功率因數表電流端子。保護測量串接于保護繼電器的電流端子。微機保護一般將計量及保護集中于一體，分別有計量電流端子與保護電流端子。

電壓測量回路，220/380V低壓系統直接接220V或380V，3KV以上高壓系統全部經過電壓互感器將各種等級的高電壓變為統一的100V電壓，電壓表以及電度表、功率表與功率因數表的電壓線圈經其端子并接在100V電壓母線上。微機保護單元計量電壓與保護電壓統一為一種電壓端子。

3）控制回路

（1）合分閘回路

合分閘通過合分閘轉換開關進行操作，常規保護為提示操作人員及事故跳閘報警需要，轉換開關選用預合-合閘-合后及預分-分閘-分后的多檔轉換開關。以使利用不對應接線進行合分閘提示與事故跳閘報警，國家已有標準圖設計。采用微機保護以后，要進行遠分合閘操作后，還要到就地進行轉換開關對位操作，這就失去了遠分操作的意義，所以應取消不對應接線，選用中間自復位的只有合閘與分閘的三檔轉換開關。

（2）防跳回路

當合閘回路出現故障時進行分閘，或短路事故未排除，又進行合閘（誤操作），這時就會出現斷路器反復合分閘，不僅容易引起或擴大事故，還會引起設備損壞或人身事故，所以高壓開關控制回路應設計防跳。防跳一般選用電流啟動，電壓保持的雙線圈繼電器。電流線圈串接于分閘回路作為啟動線圈。電壓線圈接于合閘回路，作為保持線圈，當分閘時，電流線圈經分閘回路起動。如果合閘回路有故障，或處于手動合閘位置，電壓線圈起啟動并通過其常開接點自保持，其常閉接點馬上斷開合閘回路，保證斷路器在分閘過程中不能馬上再合閘。防跳繼電器的電流回路還可以通過其常開接點將電流線圈自保持，這樣可以減輕保護繼電器的出口接點斷開負荷，也減少了保護繼電器的保持時間要求。

有些微機保護裝置自己已具有防跳功能，這樣就可以不再設計防跳回路。斷路器操作機構選用彈簧儲能時，如果選用儲能后可以進行一次合閘與分閘的彈簧儲能操作機構（也有用于重合閘的儲能后可以進行二次合閘與分閘的彈簧儲能操作機構），因為儲能一般都要求10秒左右，當儲能開關經常處于斷開位置時，儲一次能，合完之后，將儲能開關再處于斷開位置，可以跳一次閘；跳閘之后，要手動儲能之后才能進行合閘，此時，也可以不再設計防跳回路。

（3）試驗與互投聯鎖與控制

對于手車開關柜，手車推出后要進行斷路器合分閘試驗，應設計合分閘試驗按鈕。進線與母聯斷路，一般應根據要求進行互投聯鎖或控制。

（4）保護跳閘

保護跳閘出口經過連接片接于跳閘回路，連接片用于保護調試，或運行過程中解除某些保護功能。

（5）合分閘回路

合分閘回路為經合分閘母線為操作機構提供電源，以及其控制回路，一般都應單獨畫出。

4）信號回路

（1）開關運行狀態信號由合閘與分閘指示兩個裝于開關柜上的信號燈組成：經過操作轉換開關不對應接線后接到正電源上。采用微機保護后，轉換開關取消了不對應接線，所以信號燈正極可以直接接到正電源上。

（2）事故信號有事故跳閘與事故預告兩種信號，事故跳閘報警也要通過轉化開關不對應后，接到事故跳閘信號母線上，再引到中央信號系統。事故預告信號通過信號繼電器接點引到中央信號系統。采用微機保護后，將斷路器操作機構輔助接點與信號繼電器的接點分別接到微機保護單元的開關量輸入端子，需要有中央信號系統時，如果微機保護單元可以提供事故跳閘與事故預告輸出接點，可將其引到中央信號系統。否則，應利用信號繼電器的另一對接點引到中央信號系統。

（3）中央信號系統為安裝于值班室內的集中報警系統，由事故跳閘與事故預告兩套聲光報警組成，光報警用光字牌，不用信號燈，光字牌分集中與分散兩種。采用變電站綜合自動化系統后，可以不再設計中央信號系統，或將其簡化，只設計集中報警作為計算機報警的后備報警。

5.變配電站繼電保護

1）變配電站繼電保護的作用

變配電站繼電保護能夠在變配電站運行過程中發生故障（三相短路、兩相短路、單相接地等）和出現不正常現象時（過負荷、過電壓、低電壓、低周波、瓦斯、超溫、控制與測量回路斷線等），迅速有選擇性發出跳閘命令將故障切除或發出報警，從而減少故障造成的停電范圍和電氣設備的損壞程度，保證電力系統穩定運行。

2）變配電站繼電保護的基本工作原理

變配電站繼電保護是根據變配電站運行過程中發生故障時出現的電流增加、電壓升高或降低、頻率降低、出現瓦斯、溫度升高等現象超過繼電保護的整定值（給定值）或超限值后，在整定時間內，有選擇的發出跳閘命令或報警信號。

根據電流值來進行選擇性跳閘的為反時限，電流值越大，跳閘越快。根據時間來進行選擇性跳閘的稱為定時限保護，定時限在故障電流超過整定值后，經過時間定值給定的時間后才出現跳閘命令。瓦斯與溫度等為非電量保護。

可靠系數為一個經驗數據，計算繼電器保護動作值時，要將計算結果再乘以可靠系數，以保證繼電保護動作的準確與可靠，其范圍為1.3~1.5。

發生故障時的最小值與保護的動作值之比為繼電保護的靈敏系數，一般為1.2~2，應根據設計規范要進行選擇。

3）變配電站繼電保護按保護性質分類

（1）電流速斷保護：故障電流超過保護整定值無時限（整定時間為零），立即發出跳閘命令。

（2）電流延時速斷保護：故障電流超過速斷保護整定值時，帶一定延時后發出跳閘命令。

（3）過電流保護：故障電流超過過流保護整定值，故障出現時間超過保護整定時間后發出跳閘命令。

（4）過電壓保護：故障電壓超過保護整定值時，發出跳閘命令或過電壓信號。

（5）低電壓保護：故障電壓低于保護整定值時，發出跳閘命令或低電壓信號。

（6）低周波減載：當電網頻率低于整定值時，有選擇性跳開規定好的不重要負荷。

（7）單相接地保護：當一相發生接地后對于接地系統，發出跳閘命令，對于中性點不接地系統，發出接地報警信號。

（8）差動保護：當流過變壓器、中性點線路或電動機繞組，線路兩端電流之差變化超過整定值時，發出跳閘命令稱為縱差動保護，兩條并列運行的線路或兩個繞組之間電流差變化超過整定值時，發出跳閘命令稱橫差動保護。

（9）距離保護：根據故障點到保護安裝處的距離（阻抗）發出跳閘命令稱為距離保護。

（10）方向保護：根據故障電流的方向，有選擇性的發出跳閘命令稱為方向保護。

（11）高頻保護：利用弱電高頻信號傳遞故障信號來進行選擇性跳閘的保護稱為高頻保護。

（12）過負荷：運行電流超過過負荷整定值（一般按最大負荷或設備額定功率來整定）時，發出過負荷信號。

（13）瓦斯保護：對于油浸變壓器，當變壓器內部發生匝間短路出現電氣火花，變壓器油被擊穿出現瓦斯氣體沖擊安裝在油枕通道管中的瓦斯繼電器，故障嚴重，瓦斯氣體多，沖擊力大，重瓦斯動作于跳閘，故障不嚴重，瓦斯氣體少，沖擊力小，輕瓦斯動作于信號。

（14）溫度保護：變壓器、電動機或發電機過負荷或內部短路故障，出現設備本體溫度升高，超過整定值發出跳閘命令或超溫報警信號。

（15）主保護：滿足電力系統穩定和設備安全要求，出現故障后能以最快速度有選擇性的切除被保護設備或線路的保護。

（16）后備保護：主保護或斷路器拒動時，用來切除除故障的保護。主保護拒動，本電力系統或線路的另一套保護發出跳閘命令的為近后備保護。當主保護或斷路器拒動由相鄰（上一級）電力設備或線路的保護來切除故障的后備保護為遠后備保護。

（17）輔助保護：為補充主保護和后備保護的性能，或當主保護和后備保護檢修退出時而增加的簡單保護。

（18）互感器二次線路斷線報警：電流互感器或電壓互感器二次側斷線會引起保護誤動作，所以在其發生斷線后應發出斷線信號。

（19）跳閘回路斷線：斷路器跳閘回路斷線后，繼電保護發出跳閘命令斷路器也不能跳開，所以跳閘回路斷線時應發出報警信號。

（20）自動重合閘：對于一些瞬時性故障（雷擊、架空線閃路等）故障迅速切除后，不會發生永久性故障，此時再進行合閘，可以繼續保證供電。繼電保護發出跳閘命令斷路器跳開后馬上再發出合閘命令，稱為重合閘。

重合閘一次后不允許再重合的稱為一次重合閘，允許再重合一次的稱為二次重合閘（一般很少使用）。有了重合閘功能之后，在發生故障后，繼電保護先不考慮保護整定時間，馬上進行跳閘，跳閘后，再進行重合閘，重合后故障不能切除，然后再根據繼電保護整定時間進行跳閘，此種重合閘為前加速重合閘。

發生事故后繼電保護先根據保護整定時間進行保護跳閘，然后進行重合閘，重合閘不成功無延時迅速發出跳閘命令，此種重合閘稱為后加速重合閘。

（21）備用電源互投：兩路或多路電源進線供電時，當一路斷電，其供電負荷可由其它電源供電，也就是要進行電源切換，人工進行切換的稱為手動互投。自動進行切換的稱為自動互投。互投有利用母聯斷路器進行互投的（用于多路電源進行同時運行）和進線電源互投（一路電源為主供，其它路電源為熱備用）等多種形式。對于不允供電電源并列運行的還應加互投閉鎖。

（22）同期并列與解列：對于多電源供電的變電站或發電廠要聯網或上網時必須滿足同期并列條件后才能并網或上網，并網或上網有手動與自動兩種。

4）變電站繼電保護按被保護對象分類

（1）發電機保護

發電機保護有定子繞組相間短路，定子繞組接地，定子繞組匝間短路，發電機外部短路，對稱過負荷，定子繞組過電壓，勵磁回路一點及兩點接地，失磁故障等。出口方式為停機，解列，縮小故障影響范圍和發出信號。

（2）電力變壓器保護

電力變壓器保護有繞組及其引出線相間短路，中性點直接接地側單相短路，繞組匝間短路，外部短路引起的過電流，中性點直接接地電力網中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓、過負荷，油面降低，變壓器溫度升高，油箱壓力升高或冷卻系統故障。

（3）線路保護

線路保護根據電壓等級不同，電網中性點接地方式不同，輸電線路以及電纜或架空線長度不同，分別有：相間短路、單相接地短路、單相接地、過負荷等。

（4）母線保護

發電廠和重要變電所的母線應裝設專用母線保護。

（5）電力電容器保護

電力電容器有電容器內部故障及其引出線短路，電容器組和斷路器之間連接線短路，電容器組中某一故障電容切除后引起的過電壓、電容器組過電壓，所連接的母線失壓。

（6）高壓電動機保護

高壓電動機有定子繞組相間短路、定子繞組單相接地、定子繞組過負荷、定子繞組低電壓、同步電動機失步、同步電動機失磁、同步電動機出現非同步沖擊電流。

6.微機保護裝置

1）微機保護的優點

（1）可靠性高：一種微機保護單元可以完成多種保護與監測功能。代替了多種保護繼電器和測量儀表，簡化了開關柜與控制屏的接線，從而減少了相關設備的故障環節，提高了可靠性。微機保護單元采用高集成度的芯片，軟件有自動檢測與自動糾錯功能，也有提高了保護的可靠性。

（2）精度高，速度快，功能多。測量部分數字化大大提高其精度。CPU速度提高可以使各種事件以ms來計時，軟件功能的提高可以通過各種復雜的算法完成多種保護功能。

（3）靈活性大，通過軟件可以很方便的改變保護與控制特性，利用邏輯判斷實現各種互鎖，一種類型硬件利用不同軟件，可構成不同類型的保護。

（4）維護調試方便，硬件種類少，線路統一，外部接線簡單，大大減少了維護工作量，保護調試與整定利用輸入按鍵或上方計算機下傳來進行，調試簡單方便。

（5）經濟性好，性能價格比高，由于微機保護的多功能性，使變配電站測量、控制與保護部分的綜合造價降低。高可靠性與高速度，可以減少停電時間，節省人力，提高了經濟效益。

2）微機保護裝置的特點

微機保護裝置除了具有上述微機保護的優點之外，與同類產品比較具有以下特點：

(1)品種齊全：微機保護裝置，品種特別齊全，可以滿足各種類型變配電站的各種設備的各種保護要求，這就給變配電站設計及計算機聯網提供了很大方便。

（2）硬件采用最新的芯片提高了技術上的先進性，CPU采用80C196KB，測量為14位A/D轉換，模擬量輸入回路多達24路，采到的數據用DSP信號處理芯片進行處理，利用高速傅氏變換，得到基波到8次的諧波，特殊的軟件自動校正，確保了測量的高精度。利用雙口RAM與CPU變換數據，就構成一個多CPU系統，通信采用CAN總線。具有通信速率高（可達100MHZ，一般運行在80或60MHZ）抗干擾能力強等特點。通過鍵盤與液晶顯示單元可以方便的進行現場觀察與各種保護方式與保護參數的設定。

（3）硬件設計在供電電源，模擬量輸入，開關量輸入與輸出，通信接口等采用了特殊的隔離與抗干擾措施，抗干擾能力強，除集中組屏外，可以直接安裝于開關柜上。

（4）軟件功能豐富，除完成各種測量與保護功能外，通過與上位處理計算機配合，可以完成故障錄波（1秒高速故障記錄與9秒故障動態記錄），諧波分析與小電流接地選線等功能。

（5）可選用RS232和CAN通信方式，支持多種遠動傳輸規約，方便與各種計算機管理系統聯網。

（6）采用寬溫帶背景240×128大屏幕LCD液晶顯示器，操作方便、顯示美觀。

（7）集成度高、體積小、重量輕，便于集中組屏安裝和分散安裝于開關柜上。

3）微機保護裝置的使用范圍

（1）中小型發電廠及其升壓變電站。

（2）110kV/35kV/10kV區域變電站。

（3）城市10kV電網10kV開閉所

（4）用戶110kV/10kV或35kV/10kV總降壓站。

（5）用戶10kV變配電站

4）微機保護裝置的種類

（1）微機保護裝置共有四大類。

（2）線路保護裝置

微機線路保護裝置微機電容保護裝置微機方向線路保護裝置

微機零序距離線路保護裝置微機橫差電流方向線路保護裝置

（3）主設備保護裝置

微機雙繞組變壓器差動保護裝置微機三繞組變壓器差動保護裝置

微機變壓器后備保護裝置微機發電機差動保護裝置微機發電機后備保護裝置

微機發電機后備保護裝置微機電動機差動保護裝置微機電動機保護裝置

微機廠（站）用變保護裝置

（4）測控裝置

微機遙測遙控裝置微機遙信遙控裝置微機遙調裝置微機自動準同期裝置

微機備自投裝置微機PT切換裝置微機脈沖電度測量裝置

微機多功能變送測量裝置微機解列裝置

（5）管理裝置單元

通信單元管理單元雙機管理單元

5）微機保護裝置功能

微機保護裝置的通用技術要求和指標（工作環境、電源、技術參數、裝置結構）以及主要功能（保護性能指標、主要保護功能、保護原理、定值與參數設定，以及外部接線端子與二次圖）詳見相關產品說明書。

7.220/380V低壓配電系統微機監控系統

1）220/380V低壓配電系統特點

（1）應用范圍廣，現在工業與民用用電除礦井、醫療、危險品庫等外，均為220/380V，所以應用范圍非常廣泛。

（2）低壓配電系統一般均為TN—S，或TN—C—S系統。TN—C系統為三個相線（A、B、C）與一個中性線（N），N線在變壓器中性點接地或在建筑物進戶處重復接地。輸電線為四根線，電纜為四芯，沒有保護地線（PE），少一根線。設備外殼，金屬導電部分保護接地接在中性線（N）上，稱為接零系統，接零系統安全性較差，對電子設備干擾大，設計規范已規定不再采用。

TN—S系統為三個相線，一個中性線（N）與一個保護地線（PE）。N線與PE線在變壓器中性點集中接地或在建筑物進戶線處重復接地。輸電線為五根，電纜為五芯。中性線（N）與保護地線（PE）在接地點處連接在一起后，再不能有任何連接，因此中性線（N）也必須用絕緣線。中性線（N）引出后如果不用絕緣對地絕緣，或引出后又與保護地線有連接，雖然用了五根線，也為TN—C系統，這一點應特別引起注意。TN—S或TN—C—S系統安全性好，對電子設備干擾小，可以共用接地線（CPE），，采用等電位連接后安全性更好，干擾更小。所以設計規范規定除特殊場所外，均采用TN—S或TN—C—S系統。

（3）220/380V低壓配電系統的保護現在仍采用低壓斷路器或熔斷器。所以220/380V只有監控沒有保護。監控包括電流、電壓、電度、頻率、功率、功率因數、溫度等測量（遙測），開關運行狀態，事故跳閘，報警與事故預告（過負荷、超溫等）報警（遙信）與電動開關遠方合分閘操作（遙控）等三個內容（簡稱三遙），而沒有保護。

（4）220/380V低壓配電系統一次回路一般均為單母線或單母線分段，兩臺以上變壓器均為單母線分段，有幾臺變壓器就分幾段，這是因為用戶變電站變壓器一般不采用并列運行，這是為了減小短路電流，降低短路容量，否則，低壓斷路器的斷開容量就要加大。

（5）220/380V低壓配電系統進線、母聯、大負荷出線與低壓聯絡線因容量較大，一般一路（1個斷路器）占用一個低壓柜。根據供電負荷電流大小不同，一個低壓開關柜內有兩路出線（安裝兩個斷路器），四路出線（安裝四個斷路器），以及五、六、八與十路出線，不象高壓配電系統一個斷路器占用一個開關柜。因此低壓監控單元就要有用于一路、兩路或多路之分，設計時要根據每個低壓開關的出線回路數與低壓監控單元的規格來進行設計。

（6）低壓斷路器除手動操作外，還可以選用電動操作。大容量低壓斷路器一般均有手動與電動操作，設計時應選用帶遙控的低壓監控單元，小容量低壓斷路器，設計時，大多數都選用只有手動操作的斷路器，這樣低壓監控單元的遙控出口就可以不接線，或選用不帶遙控的低壓監控單元。

2）220/380V低壓配電系統微機監控系統的設計

（1）220/380V低壓配電系統微機監控系統首先根據一次系統及用戶要求進行遙測、遙信及遙控設計。

（2）測量回路設計

A測量部分的二次接線與高壓一樣，電流回路串聯于電壓互感器二次回路，電壓回路并聯于電壓測量回路。由于220/380V低壓配電系統沒有電壓互感器，電壓測量可以直接接到220/380V母線上，和電度表電壓回路一樣一般可以不加熔斷器保護，但柜內接線應盡量短，有條件時最好加熔斷器保護，以便于檢修。

B電度測量可選用自帶電源有脈沖輸出的脈沖電度表，對于有計算功率與電度功能的低壓監控單元，只作為內部計費時，可以不再選用脈沖電度表。

C選用有顯示功能的低壓監控單元，可以不再設計電流、電壓表，選用不帶顯示功能的低壓監控單元時還應設計電流或電壓表，不應兩種都設計。

（3）信號回路設計

設計時，低壓斷路器要增加一對常開接點接到低壓監控單元開關狀態輸入端子上。有事故跳閘報警輸出接點的，再將其接到低壓監控單元事故預告端子上。

（4）遙控回路設計

低壓監控系統的遙控設計比較簡單，電動操作的低壓斷路器都有一對合分閘按鈕，只要將低壓監控單元合分閘輸出端子分別并在合分閘按鈕上即可，必要時，可設計一個就地與遙控操作轉換開關，防止就地檢修開關時，遙控操作引起事故。

（5）供電電源與通信電纜設計

低壓監控單元電源為交流220V供電，耗電量一般只有幾瓦，設計時將其電源由端子上引到一個220V/5A兩極低壓斷路器上，再引到開關柜端子上，然后統一用KVV—3×1.0電纜集中引到低壓柜一路小容量出線上。需要時可加一個UPS電源。

通信電纜一般距離不超過200米可選用KVV—3×1.0普通屏蔽控制電纜，超過200米時應選用屏蔽雙絞線（最好選帶護套型）或計算機用通信電纜。

8.變配電站綜合自動化系統

1）系統組成

高壓采用微機保護，低壓采用監控單元，再用通信電纜將其與計算機聯網之后就可以組成一個現代化變配電站管理系統——變配電站綜合自動化系統。

2）變配電站綜合自動化系統設計內容

A高壓微機保護單元（組屏或安裝在開關柜上）選型及二次圖設計。

B低壓微機監控單元（安裝在開關柜上）選型及二次圖設計。

C管理計算機（放在值班室，無人值班時可放在動力調度室）選型。

D模擬盤（放在值班室或調度室）設計。

E上位機（與工廠計算機或電力部門調度聯網）聯網方案設計。

F通信電纜設計（包括管理計算機與上位機）。

3）管理計算機

管理計算機可根據系統要求進行配置。

4）模擬盤

用戶要求有模擬盤時，可以設計模擬盤，小系統可以用掛墻式，大系統用落地式，模擬盤尺寸根據供電系統一次圖及值班室面積來決定。模擬盤采用專用控制單元，將其通信電纜引到管理計算機處。模擬盤還需要一路交流220V電源，容量只有幾十瓦，設計時應與管理計算機電源一起考慮。

5）變配電站綜合自動化系統主要功能

篇3

1.1維護安全，性能優越

繼電保護對于維護電力系統信息數據的安全性具有非常重要的作用，同時還可以有效的減少或是避免外界因素對裝置所帶來的干擾，確保了裝置的安全，而且通過繼電保護裝置，可以在電力系統運行過程中實現有效的防范監測，確保了電力系統運行的穩定性和可靠性。

1.2投資較少，安裝便捷

繼電保護裝置由于自身重量較小，裝置小巧，易于安裝，所以在電力行業施工過程中，有效的減少了所占據的空間，為施工的順利進行創造了良好的條件。同時在安裝過程中也有效的提高了操作的效率，減少了成本的投入，只需按照電氣圖紙安裝人員即可完成繼電裝置的安裝工作。

1.3檢測故障及防范

電力系統上安裝繼電保護裝置后，一旦系統中有設備或是元器件發生故障，則繼電保護裝置則會及時發出預警，提醒值班人員進行處理。同時在發生故障的第一時間內，繼電保護裝置還會向斷路器發出跳閘等指令，對故障線路進行及時切斷，有效的保障了正常線路的運行，減少了故障所給設備及元器件所還來的損失，繼電保護裝置在電力系統運行過程中具有較高的故障防范能力，具有不可替代性。

2繼電保護故障處理的原則

2.1處理繼電保護故障時要保持正確、冷靜的態度。

電力系統的發電機等設備在運行過程中，繼電保護裝置的連接片要根據運行方式的變化而進行相應的投、退處理。在進行這兩項處理時要求工作人員同時進行，而且要經過細致的辨別清楚后，才能夠操作。而且對于跳閘回路的連接片來說，只有相應的開關在運行的過程中才能夠投入。

2.2能夠根據信號狀態準確判斷故障發生點。

在繼電保護現場中出現的光子牌信號、事件記錄以及故障錄波器所采集到的圖形、繼電保護裝置的燈光信號或者其他信號等都是對繼電保護的故障進行處理的基礎依據。所以，在對繼電保護的故障進行處理之前，要對這些信號進行分析，判斷出信號處的故障和真偽。

2.3對人為故障要給以緊急處理。

在繼電保護裝置對故障進行處理時，人為故障的處理具有較大的難度，也是一個非常關鍵的問題。在繼電保護裝置處理故障過程中，根據其所提供的故障信息無法找到導致故障發生的原因時，或者當斷路器動作后沒有發生預警信號時，這時無法判斷出導致故障的原因是人為因素還是設備、裝置自身的故障，所以給處理帶來了較大的難度。再加之繼電保護現場中，部分運行人員由于專業技能水平不高，工作缺乏責任心，對故障不重視，不能及時對存在的故障進行處理，操作過程中也極易發生誤碰等情況，從而導致人為故障增加。這就需要對現場人為故障進行如實反映，這樣對于能夠為工作人員進行故障處理提供必要的依據。而且對于現場這類人為故障的原因及處理方式也要進行如實的記錄，確保類似故障不再發生。

3差動保護二次回路檢修方法

3.1負荷檢修

一旦負荷過大時，則會導致電流互感器處于超負荷運行狀態下，這樣會導致電流互感器的使用壽命降低，所以需要利用差動保護來對負荷進行嚴格控制，根據實際的需要，來適當的對電流互感器的勵磁電流進行降低，通過對電纜的電阻及選擇弱電控制用電流互感器等來降低二次負荷，同時還要對互感器的實際運行狀態進行定期檢查。

3.2質量檢修

目前電流互感器的種類較多，市場上的產品較為多樣化，這樣就需要在實際購買過程中需要選擇與系統保護方式相適應的電流互感器。在差動保護過程中，當繼電保護裝置的測電流過大時，則需要選擇帶小氣隙的電流互感器，由于該種類的電流互感器的鐵芯剩磁小，有利于差動保護裝置性能的提升，而且其勵磁電流也較小，能夠有效的實現對失衡電流的有效控制。

3.3電流檢修

在差動保護實施過程中，電流互感器作為差動保護效果的重要元件，所以需要對互感器的使用型號進行科學的選擇，通常D級電流互感器最為適合進行差動保護。當電流經過差動保護裝置的穩態短路電流時，一旦電流達到最大值，則需要有效的控制好差動保護回路的二次負荷，使其誤差在規定的范圍內。

3.4保護檢修

篇4

1.1光纖保護的分類和主要內容光纖通信運用在電力系統繼電保護中主要分為以下兩類。第一，光纖保護主要就是為傳送電氣物理量信息的一種光纖縱聯差動保護裝置。第二，主要用來傳送故障元件的信息的一種縱聯方向保護與縱聯距離保護裝置。線路的縱聯距離保護裝置主要傳送的是線路故障方向和地址碼，且都是邏輯信號，內容較為單一。而縱差保護裝置則是傳送三相電流相量、地址碼以及通信時標。

1.2繼電保護對于光纖通道延遲的要求對于電力系統的繼電保護來說，相關的標準對于繼電保護動作發生的具體時間有一定的要求。繼電保護的“四性”給出了各種保護方案中傳遞信息的最大允許時間，其中縱聯保護對故障發生時的位置判斷只與電氣信號的值有關，時間長短與光纖通道的延遲無關。但在對故障發生地點的判斷上是基于本側的電氣信息進行分析的，當得出故障發生在本側時還要分析故障的方向。其次，縱聯保護是根據相關的信息來分析故障發生在對側的方向，只有保障兩條分析都在同一方向時，才能確定故障發生的區域。由此可見，電力系統的繼電保護時間就縱聯保護來說是有疊加現象的。而就縱差保護來說，光纖延遲對繼電保護的相應時間也分為兩個因素。一方面，在繼電保護系統對電氣信息進行分析和計算的過程中，當發現電流并不等于兩側電流的總和時，實際上接收到的是對邊電流與同一時刻本側電流的和。另一方面，在本側發生保護動作前，不僅需要本側的差動數據滿足，更需要對側的數據保障，以避免突然斷線引起的錯誤動作，從而影響電力系統運行。

1.3專用光纖通信方式對于電力系統來說，利用光纖通信需要為繼電保護裝置敷設專用的光纖通道，并且在此通道中只允許傳輸繼電保護信息。因光的收、發接口工作距離限制和敷設的光纜成本的限制，用于繼電保護裝置的通信距離通常在100km以內。專用通道由光纜中斷箱直接接入繼電保護設備的光收發口，省去了復雜的中間環節，不需要其他的專業設備，就能實現簡單、可靠的信息傳輸，管理起來也比較方便，因此被逐漸運用到了電力系統繼電保護系統中。

2光纖通信通道異常對機電保護的影響

2.1線路交互錯位影響在實際的電力系統運行過程中，如果出現光纖線路非致命性的故障時，線路自身擁有功能能夠進行自動檢查與修復，這也就是常說的可自愈網絡。通過線路交互錯位的方式，當系統的主線路出現了故障需要進行及時檢修時，系統將會自動把負荷調整到備用的線路上，再通過備用的線路將數據傳輸到調度中心，等到主線路的故障得到修復并調整至原來的狀態后即可恢復。

2.2M線路時限參數選擇影響在電力系統運行的過程中，輸送線路或者相應中斷的異常運行很可能給SDH輸送網絡造成影響。通常，這種影響主要表現在線路交互錯位、線路錯誤率變高兩個層面，而如果不及時針對存在的異常進行處理，很有可能導致整個線路無法正常運行。由上述可知，SDH輸送網絡相較于傳統的相比擁有無法超越的優勢，但在實際的運用過程中，不能完全按照該種網絡系統中的PDH分支線路輸出信號來調整時限。因分支線路中一旦出現VC信號極易導致輸出信號過大波動而難以精準對故障進行定位，其實，進行時限調整的目的就是為了將即時網絡時間信息與數據信息統一傳送至分支線路中。具體可參考圖1所示。就我國目前的形式來看，繼電保護裝置就是為了實現線路進出信息的一致性，一般通過在PHD分支線路上附上實現控制設備來實現。對于這種情況，線路出口與入口上起到保護作用的PCM需要保持一致的高度，否則將會影響到保護裝置的正常使用。為了保證線路保護時限的一致性，通過更改時間記錄、校正記錄信息以及更正系統時間等方式來進行操作，保證線路兩端的響應一直。更改事件記錄的方式需要通過限流信息時差和線路兩端時間記錄時差的對比，并根據對比的結果進行分析，以修正輔助裝置的操作時間。

2.3誤碼產生的影響相較于電力線路或者微波通道來說，光纖通信通道不僅傳輸的質量高、誤碼率低，且頻帶寬、傳輸信息的容量較大、抗電磁干擾能力強。事實上，光纖通信通道技術也會因長時間持續工作或者其他原因影響下，有一定的誤碼情況。包括各種噪聲源的印象、色散引起的碼間干擾、定位抖動產生的誤碼以及復用器、較差連接設備等設備都有可能引起誤碼。而具體來說，通道對于保護判據產生的影響有三個方面。第一，誤碼會導致報文內容或CRC校驗值的某一個值發生錯誤，最終導致報文不能通過校驗。第二，誤碼可能使得報文頭或尾部的某一個值發生錯誤，對報文的完整性進行破壞，導致通信控制芯片出現“報文出錯”現象。此外，一般來說報文的比特位數應是8的整數倍，如果出現通道滑碼，可能導致比特位數的增加或者丟失，從而導致通信控制芯片出現“非完整報文”的現象。在電力系統的縱差保護中，一旦檢測出非完整報文等問題，則必須重新對通道時延進行檢測，以保證兩側裝置采集的數據實現同步。一方面對于單個的隨機誤碼而言，因其可能影響報文的完整性，從而使得線路的縱差保護沒有發生變化，也需要重新啟動新的同步過程。另一方面，線路的縱聯距離與方向保護則需要交換數據，這種數據只需要允許信號而不會有通道時延一致上的要求，且不必要同步兩側裝置的采樣時刻。誤碼可能對當前的通信報文正確性產生了一定的影響，但也不會影響后續通信報文的使用。

3結論

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人工神經網絡(AartificialNeuralNetwork，下簡稱ANN)是模擬生物神經元的結構而提出的一種信息處理方法。早在1943年，已由心理學家WarrenS.Mcculloch和數學家WalthH.Pitts提出神經元數學模型，后被冷落了一段時間，80年代又迅猛興起［1］。ANN之所以受到人們的普遍關注，是由于它具有本質的非線形特征、并行處理能力、強魯棒性以及自組織自學習的能力。其中研究得最為成熟的是誤差的反傳模型算法(BP算法，BackPropagation)，它的網絡結構及算法直觀、簡單，在工業領域中應用較多。

經訓練的ANN適用于利用分析振動數據對機器進行監控和故障檢測，預測某些部件的疲勞壽命［2］。非線形神經網絡補償和魯棒控制綜合方法的應用(其魯棒控制利用了變結構控制或滑動模控制)，在實時工業控制執行程序中較為有效［3］。人工神經網絡(ANN)和模糊邏輯(FuzzyLogic)的綜合，實現了電動機故障檢測的啟發式推理。對非線形問題，可通過ANN的BP算法學習正常運行例子調整內部權值來準確求解［4］。

因此，對于電力系統這個存在著大量非線性的復雜大系統來講，ANN理論在電力系統中的應用具有很大的潛力，目前已涉及到如暫態，動穩分析，負荷預報，機組最優組合，警報處理與故障診斷，配電網線損計算，發電規劃，經濟運行及電力系統控制等方面［5］。

本文介紹了一種基于人工神經網絡(ANN)理論的保護原理。

1人工神經網絡理論概述

BP算法是一種監控學習技巧，它通過比較輸出單元的真實輸出和希望值之間的差別，調整網絡路徑的權值，以使下一次在相同的輸入下，網絡的輸出接近于希望值。圖1是人工神經Ui的結構模型，圖中Ui為神經元內部狀態，Qi為門檻值，Yi為輸出信號，Xi(i=1,2,…，n)為神經元接收信號。該模型可表示為：

式中Wji——連接權值。

BP算法的神經網絡圖形如圖2所示，設網絡的輸入模塊為p，令其作用下網絡輸出單元j的輸出為Opj。如果輸出的希望值是Tpj，則其誤差為Dpj=Tpj－Opj。若輸入模塊的第i個單元輸入為Ipi，則就輸入模塊p而言，輸入接點I與輸出接點j之間的權值變化量為：

ΔWpji=zDpjIpi

式中，z是某一個常數。當反復迭代該式時，便可使實際值收斂于目標值［6］。其中隱含層既有輸入網線，又有輸出網線，每一個箭頭都有一定的權值。

在神經網絡投運前，就應用大量的數據，包括正常運行的、不正常運行的，作為其訓練內容，以一定的輸入和期望的輸出通過BP算法去不斷修改網絡的權值。在投運后，還可根據現場的特定情況進行現場學習，以擴充ANN內存知識量。從算法原理看，并行處理能力和非線是BP算法的一大優點。

2神經網絡型繼電保護

神經網絡理論的保護裝置，可判別更復雜的模式，其因果關系是更復雜的、非線性的、模糊的、動態的和非平穩隨機的。它是神經網絡(ANN)與專家系統(ES)融為一體的神經網絡專家系統，其中，ANN是數值的、聯想的、自組織的、仿生的方式，ES是認知的和啟發式的。

如圖3所示，裝置可直接取線路及其周邊的模擬量、數字量，經模式特征變換輸入給神經網絡，根據以前學習過的訓練材料，對數據進行推理、分析評價、輸出。專家系統對運行過程控制和訓練，按最優方式收集數據或由分析過程再收集控制，對輸出結果進行評估，判別其正確性、一致性，作出最終判決，經變換輸出，去執行機構。即使是新型保護，也會存在著某些功能模塊不正確動作的可能，這時可以過后人為干預擴展專家系統數據庫或由專家系統作出判別，作為訓練樣本訓練ANN的這部分功能模塊，改變其某些網線的權值，以使下次相同情況下減少不正確動作的可能。

下面是一個簡單的ANN線路保護例子。當電力系統故障時，輸電線路各相、各序電壓、電流也隨之發生變化，特別是故障后故障相的相電壓和相電流，以及接地系統在接地故障的零序電流的變化有明顯的代表性。比如選輸入層神經元個數為14個，分別是Uar，Uai，Ubr，Ubi，UcrUci，Iai，Ibr，Ibi，Icr，Ici，Ior，Ioi(下標r和i分別代表實部與虛部)，選定輸出層神經元個數為5個：YA(A相)，YB(B相)，YC(C相)，YO(接地)，YF(方向)，各輸出值為1，代表選中；輸出值為0，代表沒選中(YF為0代表反向)。這5個輸出完全滿足線路方向保護的需求(沒考慮正向超越)，隱含層神經元數目為2N+1(N為輸入層神經元數目)。訓練樣本集包含14個輸入變量和5個輸出變量，而測試樣本集中的樣本則只有14個輸入變量。選圖4的雙側電源系統作研究對象，輸電線路、系統的等值正、零序參數如圖4所示。

考慮的故障類型包括單相接地(K1)，兩相短路(K2)，兩相接地(K1—1)，三相短路(K3)。

對圖4所示的500kV雙側電源系統的各種運行方式和故障情況建立訓練樣本。

在正常狀態下，令h∠δ=(EM)/(EN)，h=1，δ

隨負荷變化，取為－60°，－50°，－40°，－30°，－20°，－10°，0°，10°，20°，30°，40°，50°，60°，有13個樣本。故障情況下，δ取值為－60°，－30°，0°，30°，60°，故障點選反向出口(－0km)，正向出口(+0km)，線路中部(150km)，線末(300km)。接地電阻Rg取值0Ω，50Ω，100Ω，150Ω，200Ω，相間電阻Rp取值0Ω，25Ω，50Ω，則共有5×4×(5+3+5×3+3)=520個樣本。每個樣本的5個輸出都有一組期望的輸出值，以此作為訓練樣本。而實際運行、故障時，保護所測到的電流、電壓極少直接與樣本相同，此時就需要用到模糊理論，規定某個輸出節點。如YA(A相)在某一取值范圍時，則被選中。

文獻［1］認為全波數據窗建立的神經網絡在準確性方面優于利用半波數據窗建立的神經網絡，因此保護應選用全波數據窗。

ANN保護裝置出廠后，還可以在投運單位如網調、省調實驗室內進行學習，學習內容針對該省的保護的特別要求進行(如反措)。到現場，還可根據該站的干擾情況進行反誤動、反拒動學習，特別是一些常出現波形間斷的變電站內的高頻保護。

3結論

本文基于現代控制技術提出了人工神經網絡理論的保護構想。神經網絡軟件的反應速度比純數字計算軟件快幾十倍以上，這樣，在相同的動作時間下，可以大大提高保護運算次數，以實現在時間上即次數上提高冗余度。

一套完整的ANN保護是需要有很多輸入量的，如果對某套保護來說，區內、區外故障時其輸入信號幾乎相同，則很難以此作為訓練樣本訓練保護，而每套保護都增多輸入量，必然會使保護、二次接線復雜化。變電站綜合自動化也許是解決該問題的一個較好方法，各套保護通過總線聯網，交換信息，充分利用ANN的并行處理功能，每套保護均對其它線路信息進行加工，以此綜合得出動作判據。每套保護可把每次錄得的數據文件，加上對其動作正確性與否的判斷，作為本身的訓練內容，因為即使有時人工分析也不能區分哪些數據特征能使保護不正確動作，特別是高頻模擬量。

神經網絡的硬件芯片現在仍很昂貴，但技術成熟時，應利用硬件實現現在的軟件功能。另外，神經網絡的并行處理和信息分布存儲機制還不十分清楚，如何選擇的網絡結構還沒有充分的理論依據。所有這些都有待于對神經網絡基本理論進行深入的研究，以形成完善的理論體系，創造出更適合于實際應用的新型網絡及學習算法［5］。

參考文獻

1陳炳華．采用模式識別(智能型)的保護裝置的設想．中國電機工程學會第五屆全國繼電保護學術會議，［會址不詳］，1993

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3LeeTH,WangQC,TanWK.AFrameworkforRobustNeuralNetwork-BasedControlofNonlinearServomechannisms.IEEETrans,1993，3(2)．(3)：190～197

4ChowMo-Yuen.TheAdvantageofMachineFaultDetectionUsingArtificialNeuralNetworksandFuzzyLogicTechnology.IEEETrans,1992,5(6).(2)：1078～1085

篇6

1.1分支組合方式的選擇

根據柘溪發電站的4個并聯分支的基本情況，本文主要考慮的是12-34、13-24以及14-23這三種分支的組合形式。

1.2橫差保護分析

在仿真實驗的過程中，我們對各種分支情況下的零序橫差、裂相橫差以及這兩種橫差保護相互聯合作用時候的保護效果進行了統計整理，在實驗的過程中，將零序橫差的保護選擇為0.04IN，并將其作為動作門檻，裂相橫差的保護采用比率的制動特性，，差動的門檻選擇為0.2IN，斜率為0.3。根據我們對零序橫差以及裂相橫差的保護可動作的故障數統計結果分析，我們可以看出柘溪的橫差保護具有如下特點：

a.兩種橫差保護對同相異分支的故障動作的反映靈敏度均不高，個別的分支的動作數目可以達到18種，這主要是由于同相異分支短路的匝差太小，大部分不超過1匝所造成的。

b.同相異分支的短路故障的保護效果顯示相隔的分支組合要強于其他的組合情況，而這主要是因為同相異分支的短路現象只能夠發生在相鄰的分支之間，比如第二分支只能夠與第一或者是第三分支發生同相異分支形式的短路故障，所以采用分支相隔的組合方式具有比相鄰分支組合更強的保護效果。

c.無論是零序的橫差還是裂相的橫差對于異相的短路故障均具有較高的反映靈敏度，這也是因為同相同分支之間的短路匝差比較小的緣故。所以柘溪水力發電站在今后的發展過程中需要不斷的加強對同相同分支以及同相異分支的短路故障的保護力度。

d.同時，仿真的結果表明，零序橫差以及裂相橫差保護的故障動作效果之間具有較強的互補性，所以為了提高保護的效果，可以考慮將二者同時裝設在同一個系統中。

1.3縱差保護分析

我們對發電機組中的各種不同分支的組合方式條件下的縱差保護的動作效果進行了效果的統計與分析，差動的門檻以及斜率的數值均與以上仿真工作中的條件相同。仿真的結果表明，縱差保護具有如下特點：a.完全的縱差保護不能夠實現對于同相同分支以及同相異分支的短路故障的保護作用，但是可以實現對于2832中異相短路故障的完全保護動作；b.不完全的縱差保護對于各種的短路故障形式均具有較高的反映靈敏度，但是對同相同分支或者是同相異分支的故障的動作不夠靈敏；c.對相間故障具有較高的靈敏度的保護是單套的不完全的縱差保護，但是能夠實現對于異相短路故障100%動作率的只有雙不完全縱差保護。

1.4聯合保護方案分析

上述的各種保護方案在單獨作用的情況下均有著一定的局限性，不能夠收到令人滿意的效果，所以需要研究橫差保護與縱差保護協同作用的保護方案。通過對組合方案條件下可動作故障數的統計分析，我們得出了結論包括：

a.如果選用的是3種中性點側的分支組合方式，那么最好選擇12-34式的分支組合，以便達到最高的故障動作效率；

b.如果裂相橫差與零序橫差均不對這種匝間的短路進行反映，則不完全的縱差保護方案也不能夠起到很好的保護作用或者是具有較高的動作率；

c.這種聯合保護的方案對于異相的短路故障具有較高的動作率，幾乎可以實現全部類型故障的動作，但是提高零序橫差或者是裂相橫差的保護門檻的時候，組合的保護方案并不能夠顯著的提高動作的效率，所以在現場值不確定的條件下為了提高保護的動作率，可以增加一套縱差保護，進而為異相故障提供雙重化的保護效果。

2結束語

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[關鍵詞]500kV；電力變壓器；繼電保護

中圖分類號：TM41 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）40-0107-01

一、500kV電力變壓器的繼電保護裝置概述

繼電保護裝置能夠在電力系統及其元件出現故障問題時，及時檢測到故障并立即觸發報警信號，再由控制系統接收報警信號并進行保護裝置動作，從而實現對故障問題的有效排除，確保系統的正常運行。一般來說，繼電保護裝置的基本性能主要有靈敏性、可靠性、快速性和選擇性等幾種。其中，靈敏性一般是采用靈敏系數來加以表示的，裝置靈敏系數越高，則其反應故障的能力也越好；可靠性是表現在繼電保護過程中，裝置不會發生拒動作；快速性體現在裝置消除異常與故障問題的時間問題上；而選擇性則是在可能的最小的區間內切除故障，以確保設備供電的正常。在供電系統當中，繼電保護裝置在檢測系統運行情況、控制斷路器工作以及記錄故障問題等方面，有著極為重要的作用。

二、500kV電力變壓器繼電保護的相關問題分析

1.500kV電力變壓器的常見繼電保護問題

（1）瓦斯保護。在500kV電力變壓器的繼電保護中，往往容易因變壓器在濾油、加油時未將內部空氣及時排出，而導致變壓器運行過程中油溫升高將空氣逐步排出，引起瓦斯保護信號動作。同時，受到500kV電力變壓器穿越性短路的影響，也易于造成瓦斯保護信號動作。另外，由于內部嚴重故障、油位迅速下降等，也容易引起瓦斯保護動作及跳閘。

（2）差動保護。差動保護主要是通過對500kV電力變壓器的高壓側和低壓側電流大小及相位差別加以利用，從而實現保護。由于差動保護靈敏度相對較高，能夠無延時對各種故障做出選擇性的準確切除，且又具有選擇性好、實現簡單以及區分故障性能好等特點，使得差動保護在當前大多數電路保護中受到廣泛應用。

（3）過勵磁保護。在500kV電力變壓器的工作過程中，若在其高壓側出現500kV的高壓，那么此期間變壓器的磁密度會接近飽和狀態，此時如果有頻率降低、電壓升高等情況出現，將很容易導致變壓器發生過勵磁現象。過勵磁保護便是基于此原理來反映過勵磁引起的過電流，以延長變壓器使用壽命。

（4）過電流保護。電力變壓器過電流保護作為瓦斯保護和差動保護的后備，通常可以根據變壓器的容量以及短路電流的不同情況，進行過電流保護、復合電壓啟動的過電流保護以及負序電流及單項式低電壓啟動的過電流保護等。其中，過電流保護常用于降壓變壓器；復合電壓啟動的過電流保護通常是在升壓變壓器，或是在過電流保護的靈敏度不夠等情況下方才采用；而負序電流及單項式低電壓啟動的過電流保護，則在63MV-A及以上大容量升壓變壓器，以及系統聯絡變壓器較為常用。

2.500kV電力變壓器常見故障

一般來說，500kV電力變壓器的常見故障類型主要有兩類，即油箱內部故障和油箱外部故障。油箱內部故障，常見的有高、低壓側繞組間的相間短路，輕微匝間短路、中性點接地系統的側繞組處單相接地短路，鐵芯繞損燒壞等故障。電力變壓器內部發生故障時，往往會產生一些電流及電弧，給繞組絕緣、鐵芯等造成損壞，嚴重時甚至會使變壓器油受熱分解大量氣體，引起爆炸。為此，需要繼電保護及時、有效地對這些內部故障予以切除。油箱外部故障，最常見的有絕緣套管和引出線上發生相間短路、接地短路等。

三、500kV電力變壓器繼電保護問題的解決對策

為了使500kV電力變壓器的正常、穩定運行，保障系統供電的可靠性和整個電網運行的安全性和穩定性，并盡最大限度避免一旦停運給整個電網造成巨大的經濟損失，可以考慮從以下幾個步驟對電力變壓器繼電保護問題進行有效、徹底解決。

1.利用微機及相關信息，處理繼電保護故障

首先，應對微機提供的故障信息加以充分利用，以排除簡單的繼電保護故障；其次，應重視對人為故障的處理，例如在有些繼電保護故障發生后，單從現場的信號指示并無法找到發生故障的原因，可能與工作人員的重視程度不夠、措施不力有關，對于這種情況，需要如實反映，以便分析和避免浪費時間。另外，還應重視對故障錄波和事件記錄的充分利用，包括微機事件記錄、故障錄波圖形、裝置燈光顯示信號等。通過這些記錄，能夠對一、二次系統進行全面檢查，此時若發現繼電保護正確動作是由一次系統故障所致，則可判斷不存在繼電保護故障處理的問題；若發現故障主要出在繼電保護上，則應該盡可能維持原狀，做好故障記錄，通過制定相應的故障處理計劃后再進行故障處理。

2.合理應用檢查方法

在變壓器繼電保護出現誤動時，可采用逆序檢查法，從故障發生的結果出發，逐級往前查找微機事件記錄及故障錄波等；

在出現拒動時，可采用順序檢查法，通過外部檢查絕緣檢測定值檢查電源性能測試保護性能檢查的順序，進行檢驗調試。另外，在檢查繼電保護裝置的動作邏輯和動作時間時，還可應用整組試驗法來進行。通過短時間內再現故障的方式，來判斷繼電保護發生故障的原因并加以解決。

3.繼電保護常見故障的解決

結合瓦斯故障的處理方式來看，在發生瓦斯保護動作時，可通過復歸音響，密切監視變壓器電流、電壓及溫度，檢查直流系統絕緣接地情況以及二次回路是否存在故障等來排除故障。

若檢查發現瓦斯繼電器內存在氧化，則應即刻排出瓦斯繼電器的氣體，同時收集并檢查氣體，若氣體無色、無臭且不可燃，則變壓器仍可繼續運行；若氣體為白色、淡黃色，并帶刺激味或為灰黑色且可燃，則說明變壓器內部發生故障，需要取油樣化驗其閃點，若其閃點較前次低于5℃以上時，應停運變壓器，并聯系檢修進行內部檢查。

五、結束語

繼電保護是保障電力系統安全、穩定運行的重要裝置。本研究對500kV電力變壓器繼電保護的相關問題以及電力變壓器常見故障進行探討，可以看出，電力變壓器繼電保護問題的處理，除了可以利用微機及相關信息處理之外，還可通過合理正確利用檢查方法和針對性處理等方式加以解決，從而提高繼電保護系統的工作可行性，減少故障問題的發生。另外，在500kV電力變壓器繼電保護中應用差動保護，還能夠較為全面顧及到電力變壓器內外部故障，進一步保障電力系統的安全、穩定運行。

參考文獻：

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關鍵字：建筑 雷害 電涌 保護

中圖分類號： P185.16文獻標識碼：A 文章編號：

雷電是大氣放電所產生的氣象，可以產生強烈的閃光、霹靂，掉在地上可以摧毀房屋、殺傷人畜、引發火災等。隨著近代高科技的發展，尤其是微電子技術的高速發展，雷電災害越來越頻繁，損失越來越大，原先的避雷針已無法保護建筑物、人和電器設備。80年代以后，雷災出現新的特點,這主要是因為一些高大建筑的興起,如高層智能大廈，微波站、天線塔等都會吸引落雷，從而使本身所在建筑及附近建筑遭到破壞。增設的各種架空長導線反倒引雷入室，使避雷裝置失去作用。

此外，微電子技術的高度發達，并且廣泛應用于各個領域，使得雷害對象出現了變化——從對建筑物本身的損害轉移到對室內的電器、電子設備的損害。以至發生人身傷亡事故。隨之防雷對象也由強電轉移到弱電。雷電產生的電磁感應已成為主要危害。所以，現代建筑防雷設計就必須高度重視雷電問題，加大力度去完善建筑物內部電子設備的安全保護措施。

我國建筑智能系統的研究和開發起點較低，因此我們的智能建筑廣泛存在著絕緣強度低，過電壓和過電流耐受能力差，對雷電引起的外部侵入造成的電磁干擾敏感等弱點，尤其是抗雷擊電涌能力差。如不加以有效防范，無法保證智能化系統及設備的正常運行。所以，目前關于智能建筑的雷擊電涌保護可靠性及安全運行問題，已成為人們關注的熱點。

1、建筑受雷擊的途徑

1.1 由附近的對地雷擊引起的地電位反擊

兩個相鄰的樓當附近有雷擊時，電位的變化是不同的，所以存在著電位差，它的大小決定于雷電大小、接地電阻和樓間距離。如樓間有信號線，則將承受高壓沖擊，據資料介紹，電纜或建筑物附近100米以內的雷擊，能感應5KV和1.25KA的浪涌。

1.2 對建筑物的直接雷擊

直接雷的電流通過避雷導體系統流入大地，除了使地電位升高外，當電流快速流過長導體時，因導體的自感而在導體的二端產生電勢，一根30米的避雷導線可產生1.5MV電勢，使附近的無金屬保護的靠墻電纜會出現“閃絡”，避雷導線和附近的電纜間還可由電容或電感耦合產生電壓，一個距避雷導線1米的10米×10米的回路，當避雷導線的電流為2kA/μs時，峰值電壓可達9.5kV。

1.3 由電力線被直接雷擊或感應雷擊

直接雷擊中高壓電力線上，通過變壓器的電容耦合產生浪涌電壓（在高壓線上200kA的雷擊，可在低壓屏產生6kV的浪涌電壓）,足以引起設備損壞。直接打在高壓線上的雷擊概率較小，90%的雷電放電發生在云與云之間，電力線會因電磁感應或靜電感應產生二次雷擊。雷雨云之間的放電，因電磁輻射而在電力線上感應出脈沖，稱電磁感應雷；雷雨云的靜電荷電場，會在電力線表面感應出電荷，當該雷雨云的電荷與其它雷雨云接閃后，電力線表面的電荷被釋放，向二邊放電，稱靜電感應雷。上述兩種感應雷，在架空或埋地的導線上產生電流或電壓沖擊波，沿導線經接口進入設備，即所謂雷電波竄入，對監控系統危害極大。

1.4 雷電電磁脈沖波（LEMP）

雷電放電的dv/dt及di/dt均很高，其電磁輻射很大 。 雷 電 波 的 主 頻 為 1k~10kHz， 高 頻 為5MHz~10MHz。電磁波可通過建筑物的門、窗和電子設備機箱上的空洞、縫隙，直接作用于設備的元、器件，引起故障。雷電波的主頻不高，對大地而言，其穿透深度可達15~50m，埋在地下的通信和電力電纜將受到影響。

2、建筑物防雷設計因素

防雷是一項系統工程。

2.1接閃功能

指實現接閃功能所應具備的條件，包括接閃器的形式（避雷針、避雷帶和避雷網）、耐流耐壓能力、連續接閃效果、造價以及接閃器與建筑物的美學統一性等。

2.2分流影響

指引下線對分流效果的影響。引下線的粗細和數量直接影響分流效果，引下線多，每根引下線通過的雷電流就小，其感應范圍就小。

2.3均衡電位

建筑物的各個部分可以形成一個電勢相等的等電位。若建筑物內的結構鋼筋與各種金屬設置及金屬管線都能連接成統一的導電體，建筑物內當然就不會產生不同的電位，這樣就可保證建筑物內不會產生反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓，對防止雷電電磁脈沖干擾微電子設備也有很大的好處。

2.4屏蔽作用

屏蔽的主要目的是保護建筑物內的通訊設備、電子計算機、精密儀器以及自動化控制系統不受雷電電磁脈沖的危險。應盡量利用鋼筋混凝土結構內的鋼筋，即建筑物內地板、頂板、墻面、及梁、柱內的鋼筋，使其構成一個六面體的網籠，即籠式避雷網，從而實現屏蔽。

2.5接地效果

良好的接地效果也是防雷成功的重要保證之一。每個建筑物都要考慮哪種接地方式的效果最好和最經濟。

2.6合理布線

指如何布線才能獲得最好的綜合效果。現代化的建筑物都離不開照明、動力、電話、電視和計算機等設備的管線，在防雷設計中，必須考慮防雷系統與這些管線的關系。為了保證在防雷裝置接閃時這些管線不受影響，設計室內各種管線時，必須與防雷系統統一考慮。

3、現代建筑防雷的新重點

智能建筑的發展使得傳統的建筑防雷設計不再能滿足建筑本身對雷電安全的需要。雷電防護已經不僅僅是對建筑本體的防護，更側重于對建筑內人身和電氣設備的安全的防護。防雷工作正在從以傳統的防直擊雷為主向防雷電感應過電壓對通迅、安防、自動控制等系統的設備的損害而轉變。其中重要的防雷觀念變化有：

3.1重視雷電電磁感應作用

以前建筑物防雷以防直擊雷為主，側重機械性破壞和雷電反擊；現在則以防感應雷擊為主，側重雷電的電磁感應效應。

3.2建筑物防雷的整體性

建筑物防雷的整體性體現在對建筑物防雷設計和安裝時，要對內部防雷裝置和外部防雷裝置做整體的統一的考慮。建筑物外的整體觀念是指對一個院落、一個小區以及附近的環境要做全面的防雷規劃，同時還不能違反小區規劃的要求例如：所安裝的避雷針桿塔是否影響小區的美觀，所用的避雷針、避雷帶或避雷網是否與建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大煙囪上的避雷裝置所保護等等。

4.防雷通信電源的管理

通信電源在防雷方面尤其應該引起重視。

4.1 加強對電源設備的重視

電源設備與通信網中的其他設備（如交換、傳輸等）有較大的不同，本質上，電源設備是機電設備而非通信設備。正因為如此，在通信業中，它得不到充分的重視，然而，必須看到，通信電源作為整個通信電信網的能量保證，它的作用是整體性和全局性的。雖然它不是通信網主流設備，但它卻是通信網中最重要、最關鍵的設備。

4.2 加強電源管理上的專業化

對通信電源要求通信網上的各級管理層次和建設、維護方面都應該有獨立的電源專業管理人員。因為通信電源是一個專業，而且是個包括多種系統和學科的大專業，因此，應該對它作相應的專業管理。

4.3 電源設備購置與維護的具體措施

4.3.1在購置通信電源過程中，除考慮性價比外，要考慮高可靠性、多種自動保護功能、寬電壓、良好的均流均衡性能、在線運行模式，要考慮是否嚴格按照高標準組織生產，另外系統故障率、防雷和電涌措施、交直流配電一體化等都應是分析考慮配置的重點。要選用可靠性高的設備，合理配置備份設備。

4.3.2供電方式要大力推廣分散供電，要有備品和備份，使用同一種直流電壓的通信設備，采用兩個以上的獨立供電系統。

4.3.3設備宜采用模塊化、熱插拔式，便于更換和維修。再一個就是平時應建立起對電源故障的應急措施，保證可靠供電。最后，要提高技術維護水平，大力推廣集中維護體制。

綜上所述，雷電危害是有目共睹的，但只要措施得當，就可以有效地降低雷害。

參考文獻：

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關鍵詞：漏電保護器；工作原理；安裝；應用

漏電保護器多用于lkV以下的低壓配電系統，是防止由于間接或直接接觸引起的單相觸電事故、防止由于漏電引起的電氣火災、監測或切除各種一相接地故障、防止電氣設備損壞的一種技術措施。

一、裝設漏電保護器的范圍

（一）必須裝漏電保護器（漏電開關）的設備和場所。

1.屬于I類的移動式電氣設備及手持式電動工具（I類電氣產品，即產品的防電擊保護不僅依靠設備的基本絕緣，而且還包含一個附加的安全預防措施，如產品外殼接地）；

2安裝在潮濕、強腐蝕性等惡劣場所的電氣設備；

3.建筑施工工地的電氣施工機械設備；

4.暫設臨時用電的電器設備；

5.賓館、飯店及招待所的客房內插座回路；

6.機關、學校、企業、住宅等建筑物內的插座回路；

7.游泳池、噴水池、浴池的水中照明設備；

8.安裝在水中的供電線路和設備；

9.醫院中直接接觸人體的電氣醫用設備；

10.其它需要安裝漏電保護器的場所。

（二）報警式漏電保護器的應用

對一旦發生漏電切斷電源時，會造成事故或重大經濟損失的電氣裝置或場所，應安裝報警式漏電保護器，如：

1.公共場所的通道照明、應急照明；

2.消防用電梯及確保公共場所安全的設備；

3.用于消防設備的電源，如火災報警裝置、消防水泵、消防通道照明等；

4.用于防盜報警的電源；

5.其它不允許停電的特殊設備和場所。

二、漏電保護器的安裝

正確地安裝使用漏電保護器對人身、設備以及整個電氣系統的安全都有非常重要的作用。按規定，安裝在水中的供電線路和設備，安裝在潮濕、腐蝕性等場所的電氣設備，移動式電氣設備，手持電動工具，建筑工地的電氣施工設備，臨時用電的電器設備，建筑物中的各種插座回路等；都應安裝漏電保護器。

漏電保護器的安裝應按照產品說明書的要求，充分考慮供電線路、供電方式、供電電壓及系統接地型式。

（一）漏電保護器分三極四線式和四極式兩種，如圖1所示。漏電保護器安裝時必須嚴格區分中性線和保護線（設備外殼接地線）。漏電保護器的中性線應接入漏電保護回路：接零保護線應接入漏電保護器的中性線電源側，不得接至負荷側，經過漏電保護器后的中性線不得接設備外露部分，保護線（設備外殼接地線）應單獨接地（見圖1）。

（二）漏電保護器負載側的中性線不得與其它回路共用。

（三）漏電保護器標有負載側和電源側時，應嚴格按其規定。

（四）安裝漏電保護器后，不得撤掉低壓供電線路和電氣設備的接地保護措施。

（五）漏電保護器安裝完畢后，應操作試驗按鈕，檢驗其工作性能，確認正常工作后，才能投入使用。

（六）安裝必須由國家法定機構培訓合格的專業電工進行。

漏電保護器的日常使用中，應每月檢查一次試驗按鈕，看漏電保護器動作是否正常。使用中漏電保護動作后，應進行檢查，未發現事故原因時，允許試送電一次，如再次動作后，必須查明原因找出故障，嚴禁強行連續送電。有故障的漏電保護器要及時更換，漏電保護器的使用管理、維護保養，應由專業電工進行，非專業人員不得亂動，除經檢查確認漏電保護本身發生故障外，嚴禁拆除強行送電。

■

三、漏電保護器的工作原理

漏電保護器主要包括檢測元件（零序電流互感器）、中間環節泡括放大器、比較器、脫扣器等）、執行元件（主開關）以及試驗元件等幾個部分。

在被保護電路工作正常，沒有發生漏電或觸電的情況下，由克希荷夫定律可知，通過TA一次側的電流相量和等于零，即：

iLl+iL2-iL3+iN=0

這使得’TA鐵心中的磁通的相量和也為零，即：

φLl-φL2+φL3-φN=0

這樣TA的二次側不產生感應電動勢，漏電保護器不動作，系統保持正常供電。

當被保護電路發生漏電或有人觸電時，由于漏電電流的存在，通過TA一次側各相電流的相量和不再等于零，產生了漏電電流Ik。

iL1+iL2-iL3+iLN=iK

這使得TA鐵心中的磁通的相量和也不等于零，即：

φL1-φL2+φL3-φN=φK

在鐵心中出現了交變磁通。在交變磁通作用下，TL二次側線圈就有感應電動勢產生，此漏電信號經中間環節進行處理和比較，當達到預定值時，使主開關分勵脫扣器線圈TL通電，驅動主開關GF自動跳閘，切斷故障電路，從而實

現保護。

用于單相回路及三相三線制的漏電保護器的工作原理與此相同，不贅述。

四、漏電保護器的正確接線方式

TN系統是指配電網的低壓中性點直接接地，電氣設備的外露可導電部分通過保護線與該接地點相接。

TN系統可分為：

TN2S系統：整個系統的中性線與保護線是分開的。

TN2C系統：整個系統的中性線與保護線是合一的。

TN2C2S系統：系統干線部分的前一部分保護線與中性線是共用的，后一部分是分開的。

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【關鍵詞】SPD；應用；等電位

近年來，隨著社會技術的不斷發展，電子信息設備和計算機系統深入應用在各個行業，由于這些設備在工作中工作電壓和耐沖擊電壓水平較低，極容易受到過電壓的危害，雷電過電壓會造成設備介電強度下降，電氣元器件的損壞，致使形成監控系統和過電壓保護裝置出現操作失誤，造成停電、停機以及各個生產單位的停工時間等。因此在當前的社會發展中，過電壓保護器裝置逐步擴展在各個行業應用中，特別是金融、航空、通信、IT數據中心、計算中心以及微電子生產等精密設備和儀器的加工行業的應用更為重要。

一、勘測現場文件資料的分析

在建筑物施工的時候，首先要對建筑物施工現場進行勘測，對于設置信息系統的建筑物，在施工中是否要安裝防雷擊電磁脈沖裝置，需要進行認真的調查，是結合地理、地質、土壤和氣候等多個因素分析，詳細的研究防雷接地裝置的安裝形式和情況，對現場存在的各種問題合理處理，詳細研究防雷裝置的形式及其布置情況，對現場的電磁環境和所能夠產生的各種風險進行嚴格評估，對雷電保護級別的選擇是確定電子系統防護級別的重要依據，只有在安裝之前對各個勘測達到合理、科學，才能夠保證雷電防護系統設置安裝的有效合理。

二、電涌保護器設置前提

1、首先對于需要設置信息系統的建筑物進行檢測，是否需要防雷擊電磁脈沖系統的安裝，應該在完成直接、間接損失評估和建設、維護投資的基礎上綜合考慮，做到安全、使用、科學和經濟分析要求。因為在當前的電涌保護器比起相關的電氣開關來說價格較為昂貴，因此要結合開發商的經濟負擔，因此不能夠盲目的追求和設置。

2、在工程設計施工階段不知道信息系統規模和具體情況的時候，若是發現在施工的將來會產生一定的信息系統，那么在設計中就需要對建筑物設置合理的支撐物或者金屬架以及鋼筋混凝土，做到配電接地保護裝置系統與防雷裝置組成一個系統建設平臺。

3、在安裝之前，要合理的劃分防雷區域，根據物體可能會遭受到雷擊或者電磁強度的衰減影響，需要對雷區區域合理規劃，避免兩個防雷區域截面上出現金屬物互接現象。

三、根據勘測和資料分析設置好接地、屏蔽和等電位連接

1、接地

良好的接地系統是確保電涌保護器功能發揮的有效方法，同時也是防雷措施的根本保證。在接地系統的連接和應用中，一般都采用共用接地方式，但是在施工中也不能夠忽視勘察情況，需要集合勘察分析要求和情況來確定。共用接地即將交流工作地、直流工作地、安全保護地、防靜電接地、防雷接地等共用一組接地裝置。采用共用接地系統的主要目的是達到均壓，等電位減小各種設備接地之間的電位差。接地應從共用接地網引出，通過在接地中對總線和等電位端子板和各類層輔助等電位連接端子板。

2、屏蔽

屏蔽是減少電磁干擾的基本措施，在實施過程中宜在建筑物和房間的外部設屏蔽，并以合適的路徑敷設，屏蔽線路。屏蔽是利用各種金屬屏蔽體為阻擋和衰減施加在電子設備上的電磁干擾或過電壓能量。屏蔽具體分為建筑物屏蔽、設備屏蔽和線纜管道屏蔽。建筑物屏蔽一一是利用建筑物體的鋼筋和其它金屬結構相互連接在一起，并與接地網形成可靠的電氣連接來構成一個法拉第籠，對建筑物內的微計算機系統進行電磁輻射防護，形成初級屏蔽網。

3、等電位連接

等電位連接的目的在于減小需要防雷的空間內各金屬物與系統之間的電位差。建筑物內有信息系統時，在那些要求雷擊電磁脈沖影響最小之處，等電位連接帶宜采用金屬板，并與鋼筋或其他屏蔽構件作多點連接。對進入建筑物的所有外來導電部件做等電位連接的主體應包括以下內容：1)設備所在建筑物的主要金屬構件和進入建筑物的金屬管道；2)供電線路含外露可導電部分；3)防雷裝置；4)由電子設備構成的信息系統。

四、安裝中存在的問題和注意事項

1、電涌保護器安裝海拔高度不應超2000m；使用和儲存溫度：正常范圍 -5°C～+40°C，極限范圍 -40°C～+70°C；安裝環境相對濕度最好控制在30%～50%之間；保護器適用的接地系統為TT、TN-S、TN-C；垂直安裝時傾斜度不應超過5℃，無顯著搖動和沖擊振動的場合。

2、電涌保護器安裝場所

2.1 第一級電涌保護器安裝在LPZ0與LPZ1區交界處，其標稱放電電流In不宜小于15kA，宜選用電壓開關型SPD，其安裝位置一般在總電源進線處。如變壓器低壓側或總配電柜內，及引至室外照明線路或動力線路的配電箱內；

2.2 第二級電涌保護器安裝在LPZ1與 LPZ2區的交界處，其標稱放電電流In不宜小于8/20μs，5kA；其安裝位置一般在下端帶有大量弱電、信息系統設備或需限制暫態過電壓的設備的配電箱內，如樓層配電箱、電梯控制室、有線電視機房、樓宇自控室等場所的配電箱內。

3、電涌保護器的連接線的截面積：第一級應大于10m㎡（多股銅線），第二級應大于16m㎡（多股銅線）。

4、現場調試階段，尤其是被保護設備未接入時，應斷開SPD上部的保護斷路器，以防止頻繁的電網投切引起的操作過壓使性能劣化或損壞。

5、應注意避免低壓電網不正常運行工況引起的工頻過壓，使SPD損壞。

6、在安裝接線時，包括相線、中性線、保護線間的聯結長度越短越好，不宜大于0.5m；引線應盡量短而直，避免彎路，總長度不超過0.5m，以減少引線電感的瞬態高頻電壓降。

五、電涌保護器選擇的幾個原則

1、當按上述要求裝的SPD之間設有配電盤時若第一級SPD的Up加上其兩端引線的感應電壓保護不了該配電盤內的設備，應在該配電盤內安裝第二級SPD，其標稱放電電流In不宜小于8／201zs5KA；

2、當在線路上多處安裝SPD時，電壓開關型SPD與限壓型SPD之間的線路長度不宜小于l0m，限壓型SPD之間的線路長度不宜小于5m。例如：被保護設備與配電中心距離較近，在線路敷設上可特意多繞一些導線。

3、當進線端的SPD與被保護設備之間的距離大于30m時，應在離被保護設備盡可能近的地方安裝另一個SPD，通流容量可為8KA。