电力系统光纤通信强电保护论文

摘要：目前，科学技术发展日益迅猛，电力行业也得到了快速发展，在变电站中，自动化技术的应用范围越来越广泛，尤其在继电保护方面，而继电保护在保护电网、设备安全中起到了非常重要的作用，同时也是电网稳定、安全运行的重要保障。今天小编给大家找来了《电力系统光纤通信强电保护论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

电力系统光纤通信强电保护论文 篇1：

智能继电保护系统的可靠性分析

摘要：近年来，随着电力行业的发展，大量智能化电力设备在我国电力工程中获得了应用。继电保护属于先进的反事故自动装置，能够有效确保供电质量、防止电力事故扩大。正是由于继电保护承担了电网运行工作中的第一道防线责任，因此继电保护的可靠性尤为重要，这也是智能变电站继电保护技术先进性、规范性的重要标准。文章通过对智能变电站继电保护的组成部分、可靠性实施探讨，对智能变电站继电保护设备进行了详细的介绍，同时对加强智能变电站继电保护系统可靠性的有效方法进行了研究，以供后续参考。

关键词：智能继电;继电保护;系统稳定

引言

在电力发展过程中，为了有效适应社会发展每个阶段对于电力的不同需求，电力系统需要通过不断引入新的技术来对自身进行优化升级，例如当前被广泛推广建设的智能变电站。但是智能化对于继电保护仍然具有比较高的要求，因为继电保护系统作为智能变电站整体架构中重要的组成部分，其可靠性的高低将在很大程度上决定智能变电站运行的稳定以及安全。基于继电保护系统在智能运行过程中的重要性，本文对智能继电保护系统的可靠性进行简单的介绍说明。

1智能继电保护系统可靠性的重要意义

电器元件在单位时间内、特定的环境下完成规定功率，并且不发生任何故障，这就能够代表这个元件的可靠性。电网的智能化建设过程中继電保护是最为关键的节点，继电保护系统的智能化程度以及运行稳定性对于电网的稳定运行产生直接的影响。变电站的智能化实现一般通过两个途径，信息化及网络技术，其中有很多的电子元件及智能设备，并且所有的元件及设备都必须安全、稳定、可靠。变电站运行的客观条件、数据及环境因素发生一定的变化都会影响整个电力系统的运行，继电保护系统会在故障发生的第一时间发挥其隔离的作用，让整个系统规避电压、电流带来的危害，提升整个系统运行的稳定性。所以，继电保护系统稳定性直接关系到整个电力系统的运行，必须着力于提升其可靠性。

2智能继电保护系统的结构

2.1系统结构

分析智能变电站继电保护系统的结构，需要对系统装置的可靠性以及与结构之间的关联性进行掌握，以保障在智能变电站运行中继电保护装置可以被有效控制，进而发挥性能。一般而言，智能变电站继电保护系统是在110kV供电跳闸的前提上展开，其可以通过不同形式，完成对智能变电站供电系统的设计。智能变电站继电保护的控制方法为：（1）直采直跳式，通过光纤将继电保护装置直联一次智能设备，达到直接操控对应电网接线的效果，从而避开外部干扰快速有效切除故障。（2）网采直跳式，通过组网对继电保护装置中的各开关数据进行综合分析判别并直接作用于组网开关，做到继电保护能力的整体提升。（3）直采网跳式，应对智能变电站运行受组网控制的情况，不直接作用于组网开关，按照智能变电站的运行需求进行有序的配合继电。

2.2智能组件

智能组件包含合并单元和智能终端。经过一系列信息化处理，电子式互感器会把收集的模拟量传输给合并单元，各种开关量及设备控制量会被集中到智能终端，统一使用科学合理的排列方式后转换成特定的数据格式，并将其传送至保护装置中。在智能变电站继电保护系统中，智能组件是保护设备与一次设备间的桥梁，由于具有智能组件，可以有效规避一次设备与保护装置之间复杂接线，降低构建智能变电站的成本，确保数据可以在二次设备中实现共享。

一次设备智能化将模拟量信息、电量信息、设备控制转化为数据，节省了一次设备投入的同时，既提高了信息的准确性又为集成组网、设备共享提供了条件。智能化去掉了中间继电器环节，极大地简化了二次接线，增加接线可靠性和提高保护反应速度的同时，使得继电保护向软件化集成化发展，既减少了保护装置数量又为继电保护多样性配合提供了更好的平台。

2.3光纤交换机

智能变电站全面采用了光纤通信的方式，光纤通信极大提高了传输数据的速率、容量、距离和准确性，抗干扰能力高，从而提升了保护装置的反应速度，使得继电保护更加灵敏更加可靠。假设继电保护装置是大树的根部，则交换机就是大树的躯干，在智能变电站继电保护系统中，光纤交换机是极为重要的组成部分。在实现数据传输时，我们可以通过光纤交换机对变电站继电保护系统的数据帧进行快速交换，以此来达到高速有效通信的目的。

3智能继电保护系统结构的可靠性分析

3.1改用双A/D系统加入合并单元

合并单元是整个系统中比较重要的一个环节，主要的任务是采集相关信息。它的实际应用情况对于整个系统造成的影响远大于别的元件。在相关的智能化进程中，一个合并单元MU以及电子式互感器就能够完成所有信息的收集过程，为了增强这些收集信息的可靠程度，所有的采样合并单元都应该加入两个A/D系统，这样单个合并单元就能够产生两个采样值，让合并单元拥有更为稳定、准确的采样值，不会发生采样信息的错误，也就规避了因此产生的保护失败问题，很大程度上提升继保系统的可靠程度。

3.2增强过程层继电保护可靠性

继电保护系统中相关的过程层继电保护主要是指对系统变压器设备以及母线进行最大限度保护，从而有效确保电网系统的正常运行。在过程层继电保护系统的支持下，可以保证电网对于可能出现的电力波动做到快速响应，在最短的时间内将非正常波动规律的电力波动恢复到正常稳定的可控范围内。由于在对系统变压器设备和母线进行保护时，需要保证相关硬件和对应开关控制的相对独立，在对过程层继电保护可靠性进行有效增强的过程中，通常会采用多段线路保护方式。该方式下的增强过程，可以保证实时记录数据的准确性，由此便可以增强过程层继电保护的可靠性。

3.3完善自动报警功能

变电站运行过程中，如果系统内部出现故障，就会自动发出警报，智能变电站的继电保护装置就能做出反应，通过识别智能变电站中相关电力数据和整理信息以及保存之后，再识别故障发生位置;系统的分析模块会利用系统故障前后的运行数据，完成对故障的初步诊断工作，之后智能变电站内部的继电保护会跳闸以保护整个系统[4]。报警装置的运行速度和自动化水平有关，智能变电站建设中应该完善自动报警功能，保证系统稳定性和可靠性。必须加强对自动报警系统诊断和自动识别功能上的研发，提升对智能变电站故障问题的发现速度和诊断的准确性，保护智能变电站的同时也保护电力系统，避免电力系统受到故障问题的干扰，充分保证智能变电站运行的稳定。

3.4过流电压限定保护

智能变电站运行中会受到外界因素的干扰而出现电流过载的问题，容易引发线路或变电站相关一次设备出现过电流，也即电流过负荷，从而导致故障发生时继电保护误动或者拒动，影响系统稳定性和可靠性等一系列问题。因此，可以在智能变电站中设计电压限定延时，以实现每个间隔终端电流的准确测量，一旦发现负荷问题，及时对系统进行调整，实现对系统的过流电压限定保护。

结语

随着智能变电站技术的快速发展，不仅对可靠性的要求很高，而且对敏感性的要求也很高。通过现代化的技术不断优化，以智能变电站作为电网建设的核心，在组织过程中对构建系统进行相应的管理，可以改善整体的稳定性，提高智能变电站的总体技术水平。电力是经济建设的主要支撑点，在社会发展中起着重要作用，电网已经成为首要防御体系。现如今的智能变电站发展极为迅速，智能化继电保护技术包含了信息网络和智能操作的新内容，并在安全管理中达到了电网可靠性的新水平。与传统的中间继电器保护相比，智能化继电保护系统具有更高的设备协作能力，设备信息交换更简单、更快捷，可以节省大量的人力和物质资源，因此具有明显的优势。

参考文献：

[1]熊保金，薛晓东.智能变电站继电保护可靠性分析.电气技术与经济，2020（5）：27-29.

[2]王佳楠.智能变电站继电保护系统可靠性.电子技术与软件工程，2020（6）：219-22.

[3]熊迪.智能变电站继电保护系统可靠性分析.通信电源技术，2019，36（6）：138-139.

[4]顾海峰.提高继电保护运行可靠性的方法及措施分析.科技创新导报，2019（36）：84+86.

作者：舒玉琴

电力系统光纤通信强电保护论文 篇2：

35kV变电站的自动化继电保护策略

摘 要：目前，科学技术发展日益迅猛，电力行业也得到了快速发展，在变电站中，自动化技术的应用范围越来越广泛，尤其在继电保护方面，而继电保护在保护电网、设备安全中起到了非常重要的作用，同时也是电网稳定、安全运行的重要保障。文章展开了对35 kV变电站自动化继电保护的研究，首先，简单介绍了继电保护的内涵以及配置方案，其次，对35 kV变电站的自动化继电保护配置进行了分析，并在此基础上，探讨了35 kV变电站的自动化继电保护策略，最后进行总结。

关键词：35 kV变电站；继电保护；自动化系统；配置方案；策略分析

随着自动化技术的不断推广与应用，自动化技术已在电力行业得到了广泛应用，尤其是变电站。在自动化系统应用于变电站过程中，自动化继电保护成为了电力企业关注的焦点。继电保护是变电站的重要组成部分，直接影响着变电站的可靠性与安全性，以自动化系统为核心，展开继电保护配置与改进，有助于变电站的安全运行，能够推动电力行业的发展。

1 继电保护的内涵及配置方案

1.1 继电保护的内涵

继电保护是一种自动装置，当变电站电力系统运行异常或发生事故时，可确保变电站与电气设备安全运行[1]。继电保护能够有效保证供电系统的稳定性以及电气设备的安全性，是非常重要的保护手段。与此同时，继电保护还是一种应对措施，能够对电力系统进行检测，并且发出报警信号，直接将故障自动排除；继电保护还是一种设备，能够对电力系统的运行状况进行管理与监测，若发現事故，则自动将电气设备元件断开，对电路及电气设备进行保护。继电保护的主要作用就是反映变电站电气设备运行异常状态进行监测，然后有选择、自动迅速断开特定的断路器。继电保护的的基础构造是电气设备物理量的变化，基本要求为可靠性、灵敏性、选择性以及速动性。

1.2 配置方案

继电保护的配置方案主要有两种，即常规保护配置方案和集中式保护配置方案。

常规保护配置方案是根据对象进行配置的，其中常规保护包括变压器保护、馈线保护、母线保护、电容器保护以及其他的保护测控设备[2]。

常规保护配置对原来保护装置的交流量输入插件、CPU插件的模拟量处理以及I/O接口插件进行更换，分别改为数据采集光纤通信接口、通信接口处理以及GOOSE光纤通信接口，该方案使变电站继电保护实现了向数字化的过渡。常规保护配置方案的结构图，如图1所示。

集中式保护配置方案是一种新型保护概念，以光纤以外网为基础，基于IEC61850规约等一系列现代数字通信研发的。集中式保护配置方案是保护控制一体化装置，将变电站的所有信息集于一个计算机系统中，具有灵活性、可靠性以及互补性，不仅可以同时保护变电站中的多个独立设备，而且还具有控制作用[3]。具体的结构图，如图2所示。

2 35 kV变电站自动化继电保护配置分析

35 kV变电站自动化继电保护配置进行优化与改进时，其中关键环节是设备选型，设备选型的质量对整个自动化继电保护配置的可靠性有着极其重要的影响。继电保护配置在进行选型时应遵循的原则为：基于保护、监控与测控等多个方面，对系统内的冗余设备进行合理控制，保证功能能够合理分布[4]。具体包括以下内容。

2.1 采用先进主变压器保护装置

继电保护配置选型时，应对主保护与后保护被控装置进行综合考虑，所选设备应该具备遥控、遥信以及遥测主变压器两侧位置断路器的功能，并在变电站自动化运行时，能够发生一系列保护动作，如差动速断、重瓦斯与过流等。

2.2 选用保护进线开关与联络开关的线路保护装置

继电保护装置不仅要具有一般性的遥信、遥控与遥测功能，而且还要具备接地保护、限过流保护以及过负载功能。

2.3 采用保护电容器的保护装置

电容器保护是保护重点，测控装置应以其为主，采用集中补偿的方式，而且还应过电压保护以及馈线保护着手，确保电容器能够可靠、安全运行。

3 35 kV变电站的自动化继电保护策略

3.1 以质量为主，对设备质量进行严格控制，使装置的使 用性得到有效提高

在设计装置时，应该对各种外在环境的变化进行充分考虑，确保装置即使处于严寒、潮湿或高温环境下，也能保持正常工作。一方面，确定装置安全系数，即适应湿度、温度、超负荷运行结果预测以及振动系统等，且必须保证其准确性；另一方面，在进行设计时，使设备趋向标准化与简单化，即在确保可靠性的基础上，零部件越少，产品构造越简单，系统出现故障的概率就越小。

3.2 对于冗余技术，应该科学、合理运用，使安全性与可 靠性不断提升

冗余技术，又被称之为储备技术，是一种提高系统可靠性的有效手段，主要通过利用系统的并联模型来发挥作用[5]。在继电保护装置中，应该对软件、硬件、信息以及时间的冗余资源加以充分利用，使双系统保障技术得以实现，尤其针对电力系统的关键环节以及薄弱环节，必须科学、合理运用冗余技术。对于软件系统，可以正确采用信息保护技术、系统容错技术以及防火墙技术等冗余技术，从而使相关设备装置的可靠性得到保障；在设计硬件时，需要对组建级冗余结构加以正确应用；信息冗余即有效利用复杂的编码和检错与增加信息位数，从而采用奇偶检验、多重模块以及阶段表决等方式对错误进行自动纠正；时间冗余主要对装置的预测性加以有效利用，对于出现的故障，可提前发现，进行检测，使故障的恢复率得以提升。只有软件冗余、硬件冗余、信息冗余以及时间冗余相互协调、共同发展时，装置的可靠性才可得到有效保障。

3.3 对于软件给予足够的重视，不断提升软件设计的水 平，确保软件能够正常运行

软件产品在特定的时间内以及特定的条件下完成特定功能的能力，被称之为软件可靠性。在设计继电保护系统软件时，需对用户个性化需求进行综合考虑，以满足用户个性化需求为核心，设计时应遵循的原则主要包括两点，一方面应该简单，容易操作；另一方面能够有效提高运行效率，在遵循原则的基础上，正确设计算法以及处理结构。在编写代码时，应该确保科学性以及合理性，及时发现测试时出现的问题，确保数据输入与输出的一致性， 与此同时，建立并健全软件系统的自查自修功能，使软件系统的可靠性以及完整性得到保障。

3.4 加强培训，不断提高技术人员的综合素质，同时定期 展开安全检查工作

由于继电保护装置在不断发展，且更新速度很快，此外对技术有较高的要求，因此，加大对员工的培训力度，不仅要展开专业技能方面的培训，而且还要增强素质培训，在提高员工专业技术水平的同时，不断提升员工的综合素质，调动员工的工作热情，增强其工作使命感以及责任心，不断提升员工及时发现问题并解决问题的能力。

在35 kV变电站自动化继电保护时，常出现的问题是临时性停电，从而影响继电保护的正常工作，因此，维护工作者应根据临时性定点的具体情况，对整个运行系统展开定期性检查，通常定期性检查工作应至少每年进行一次。

此外，在1～2年间隔区间需要展开一次整组性试验，使继电保护运行性能能够稳定发挥出来；然后在3-4年间隔区间，对出口回路、数据采样回路等相关部分的运行性能展开检查，便于及时发现安全隐患。

4 结 语

在35 kV变电站中，提高自动化繼电保护装置的可靠性以及安全性具有非常重要的意义，本文对自动化继电保护策略展开了分析，希望有助于提高继电保护装置的安全性、高效性以及可靠性。

参考文献：

[1] 李蓉.35 kV变电站的自动化继电保护对策论述[J].中国高新技术企业， 2016，（4）.

[2] 李世保，刘兵.探析35 kV变电站的自动化继电保护策略[J].技术与市 场，2016，（2）.

[3] 杨革民.35 kV变电站自动化的继电保护对策的讨论[J].电子制作， 2013，（18）.

[4] 舒文华，冉启传.35 kV变电站的自动化继电保护对策探究[J].通讯世 界，2015，（3）.

[5] 叶夏杰，谈明.35 kV变电站自动化继电保护研究[J].科技资讯，2014， （21）.

作者：申力

电力系统光纤通信强电保护论文 篇3：

浅谈35KV主变压器保护

【摘要】继电保护是电力系统设计有关事故时减小停电范围，限制事故对设备损害的一种手段，电力系统继电保护的设计与配置是否合理，直接影响电力系统安全运行，故选择保护方式时，满足继电保护的基本要求。选择保方式和正确的整定计算，以保证电力系统的安全运行。

【关键字】35KV主变压器；变压器保护；继电保护

随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况‘供电的可靠性也日渐提高，因此对供电系统的设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响投资、运行费用和有色金属的消耗量，也反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人生安全密切相关。变电站是电力系统中的一个重要组部分，由电气设备及配电网络按一定的连接方式所构成，它从电力系统中取得电能，通过变换、分配、运输与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的专设场所。变压器是电力系统中较为重要的电气原件，且作为变电所的核心设备，它具有故障小，结构可靠的特点，但是在实际的运行过程中，还是会产生一定的故障和异常情况。因此，为了减少故障对电力系统造成的影响，保护电力系统的安全运行，必须根据电力变电站的容量、电压的等级情况， 从反应各种不同故障的可靠、快速、灵敏及提高系统的安全性出发，安装可靠性较高的继电保护装置。

一、断电保护的基本理论

1、 继电保护的组成：

继电保护装置：就是指反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。继电保护一般由三个部分组成：测量部分、逻辑部分和执行部分。

2、 继电保护的装置的基本任务

（1） 发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使非故障部分继续运行。

（2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件而动作于信号，以便值班员及时处理，或由装置自动进行调整，或将那些继续运行就会引起损坏或发展成为事故的电气设备予以切除。

（3）继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。

3、继电保护的基本性能：继电保护装置必须具备以下5项基本性能：①安全性。在不该动作时，不发生误动作。②可靠性。在该动作时，不发生拒动作。③快速性。能以最短时限将故障或异常消除。④选择性。在可能的最小区间切除故障，保证最大限度地向无故障部分继续供电。⑤灵敏性。反映故障的能力，通常以灵敏系数表示。选择继电保护方案时，除设置需满足以上5 项基本性能外，还应注意其经济性。即不仅考虑保护装置的投资和运行维护费，还必须考虑因装置不完善而发生拒动或误动对国民经济和社会生活造成的损失。

二、继电保护技术发展

继电保护的发展是随着电力系统和自动化技术的发展而发展的。熔断器就是最早、最简单的过电流保护。1890年后出现了电磁型过电流继电器。1901年出现了感应型过电流继电器。1908年提出了电流差动保护原理。1910年方向电流保护开始得到應用，1920年后距离保护装置出现。在1927年前后，出现了高频保护装置。20世纪70年代诞生了行波保护装置。显然，随着光纤通信将在电力系统中的大量采用，利用光纤通道的继电保护必将得到广泛的应用。继电保护装置的元件、材料、保护装置的结构形式和制造工艺也发生了巨大的变革。经历了机电式保护装置、静态保护装置和数字式保护装置三个发展阶段。20世纪50年代，随着晶体管的发展，出现了晶体管保护装置。20世纪70年代，晶体管保护在我国被大量采用。随着集成电路的发展，出现了体积更小、工作更可靠的集成电路保护。在20世纪70年代后期，便出现了性能比较完善的微机保护样机并投入运行。进入 90年代，微机保护已在我国大量应用，主运算器由8位机、16位机发展到目前的32位机；数据转换与处理器件由A/D转换器、压频转换器（VFC），发展到数字信号处理器（DSP）。这种由计算机技术构成的继电保护称为数字式继电保护。

这种保护可用相同的硬件实现不同原理的保护，使制造大为简化，生产标准化、批量化，硬件可靠性高；具有强大的存储、记忆和运算功能，可以实现复杂原理的保护，为新原理保护的发展提高了实现条件。除了实现保护功能外，还可兼有故障录波、故障测距、事件顺序记录和保护管理中心计算机及调度自动化系统通信等功能，这对于保护的运行管理、电网事故分析及事故后的处理等均有重要意义。

三、35KV主变压器结构组成

1、铁芯： 2、绕组3、储油柜4、气体继电器5、压力保护装置6、油温测量装置。

7、有载分接开关8、散热器及风扇控制。9、控制箱

四、35KV变电所主变压器结构与原理

35KV变电所一般为智能型箱式变电站。这种变电站由35KV一次、二次设备、主变压器、10KV一次、二次设备构成的。主要的结构特征为：采用箱式结构：35KV一次设备、主变压器露天安装于箱外，35KV二次设备和10KV一次、二次设备安装在一个密封、恒温的变电箱内。10KV一次系统在箱内采用单元真空开关柜结构。二次控制保护系统采用单元抽屉式结构。二次系统采用分层分布网络及单元结构，其中执行层包括安装在相应一次单元上的多种控制保护器；主变压器控制保护选用变压器自动控制保护器；电容控制保护选用电容自动控制保护器；10KV 出线控制保护选用重合器自动控制保护器；系统工作电源采用交流220V且以在线UPS电源为后盾；计量选用脉冲电度表装于相应单元真空开关柜内；远动选择TD196箱站微机远动装置。主变压器的工作原理是利用初、次级线圈，通过感应电动势原理变换交流电压、阻抗以及电流。

五、35KV变电所主变压器停电烧毁事故分析

35KV变电所主变压器作为电力输送的枢纽设备，具有传送效率高、结构稳定，故障率低等特点，但在结合各个电力器件与不同应用中还是会遇到异常状况，在这些异常里以主变压器停电烧毁危害最为严重。

六、35KV变电所主变压器停电烧毁的预防措施

1、要掌握35KV变电所主变压器的结构与原理，掌握避雷器的架设技术。35KV的进电力线路且接近变电所2Km内的所有线路都要架设上避雷装置，一般为避雷线。这样在雷雨天气可以有效预防雷电击穿线路产生雷击过电压。从很多国内变电所的实际运行中可以看到，只要变电站的避雷防雷措施到位，电路设计合理，接地电阻应用合理，就不容易发生雷击损坏线路的情况。可见，防雷线路的架设至关重要。

2、在主变压器高压侧安装断路保护器

主变压器高压侧部分的电路是整个电路部分的核心，一旦破坏将产生一些列连锁影响。本事故中山区的小变电站受地势与天气等影响较多，极易出故障。原有的跌落熔断器不能够与负荷开关共同完成差路保护功能，因为，为保障整个变电所电网的顺畅运行，一定要在主变压器高压侧安装断路器。

3、在主变压器高压侧安装断路保护器

主变压器高压侧部分的电路是整个电路部分的核心，一旦破坏将产生一些列连锁影响。本事故中山区的小变电站受地势与天气等影响较多，极易出故障。原有的跌落熔断器不能够与负荷开关共同完成差路保护功能，因为，为保障整个变电所电网的顺畅运行，一定要在主变压器高压侧安装断路器。

作者：胡士超