微机保护技术分析论文

【摘要】分析“微机保护测试技术”课程开发的背景，对“微机保护测试技术”课程进行基于工作过程的“项目导向、任务驱动”的项目化课程教学改革，并引入清华教育在线（THEOL）进行混合式教学改革。今天小编为大家推荐《微机保护技术分析论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

微机保护技术分析论文 篇1：

浅析变电站二次回路运行问题

摘 要：油田供配电系统二次回路具有设备多、故障复杂等特点，故障问题繁多、查找困难、表现不一，本文结合二次回路故障问题分析，对变电站二次回路运行中微机保护技术措施进行了探究。

关键词：配电系统；二次回路；故障分析

在油田供配电系统二次回路中，包含端子、电缆、保护压板等众多设备，这些设备在油田复杂恶劣供电运行环境中极易出现故障，而且故障诊断和排除较为困难，一旦出现故障将会造成较大损失。因此，有必要结合油田供配电系统二次回路故障分析，对运行保护技术措施进行探究，提升油田供配电系统二次回路运行稳定性。

1 油田供配电系统二次回路运行故障

1.1配电二次回路直流系统故障

在供配电网络中，二次回路直流系统在正常运行时是不接地的供电网络体系，因为油田供配电分布广、点多面广，造成直流系统在长期高负荷运行中易出现绝缘性降低或出现一点、多点接地的状况，导致误跳故障引发危险。在二次回路直流系统故障中，主要故障有线路保护装置直流电源串入交流造成误动跳闸、断路器偷跳等，类似故障中可能有时不会出现监控后台，以及保护装置无报警和信号，保护装置也没有记录报告。因为没有出现操作和控制装置动作，无法及时发现和准确分析故障。在直流系统接地等故障时，一点接地情况下不会出现短路电流和造成设备损坏，系统一般可以继续运行，所以故障不易被发现，而实际上因为一次接地造成断路器误跳闸等事故越来越常见，特别是现代油田配电网络中对控制电缆多采取分布电容配套问题，易引发故障。在110kv及以上级别变电站中，为了杜绝开关场干扰电压导入继电保护设备引发故障，一般需要在二次回路中应用带有屏蔽层的电缆线，可在开关场和控制室两端同时接地。在该类电缆中，分布电容因为处于芯线和屏蔽层间隙，所以电缆长度越大则分布电容效应越明显，因为屏蔽层两端都是接地的，所以降低了引发危险和故障的可能性。在直流回路中，分布电容可以改变直流母线共模干扰，但一旦直流系统一点接地或直流串扰，就会造成分布电容出现瞬间放电的现象，对直流操作回路造成干扰，这些干扰信号、电流或由此引发的功率就会造成继电保护系统误动作。一般情况下，分布电容等级越大，其产生的干扰电压衰减速率和幅度也就越慢，可能会引发继电保护器的误动作概率也就越高。

通过以上分析可以发现，为有效降低二次回路直流系统故障，必须要对分布电容进行容量降低处理，可通过缩短控制电缆长度、利用电容效应较低线缆等方式实现。油田供配电常见方式是采取多个保护小室、露天高压配电装置GIS改造等方式缩短控制电缆总长度，同时还可以利用性能先进的光缆代替传统电缆，可有效传递保护跳闸信号，杜绝或降低分布电容的不利影响。变电站一般设有直流绝缘监测装置对直流母线接地绝缘性进行判断，但在接地报警后无法准确的进行故障支路的诊断分析，只能进一步采取试停法、逼近法等方法进行直流系统的供电网络分段解列，通过逐个支路断开的方式查找接地点，操作较为复杂，且断路会造成供电不稳定，影响油田正常作业生产。因此，为杜绝这一问题，可采用直流传感器进行微机选线型绝缘检测装置设置，对直流系统正负极、各支路对地绝缘电阻情况等进行实时监测，杜绝传统电桥式继电器绝缘装置无法准确反映故障地点的缺陷，还能降低“死区”问题，并避免了传统监测诊断方式的复杂性，降低了故障检测成本、提升了检测精度。但该方式在应用中如不能合理进行平衡桥电阻和切换电阻参数设置，将造成系统正负极对地电压过大波动，在一点接地情况下就会造成光耦合器和出口继电器等部分误动作。

1.2配电二次回路交流系统故障

在配电二次回路交流系统中，回路交流系统异常会影响二次测量和判斷精准性，还会影响自动装置、继电保护装置动作精度，所以接地不合理是影响二次回路正常运行的重要原因。在二次回路交流系统中，必须有1个可靠接地点，并且要对这一接地点进行准确评价，同时电压互感器存在差异的二次回路必须相互独立，实现二次绕组和辅助二次绕组独立设置，确保开口三角绕组输出准确。交流系统故障除接地、回路独立等原因外，还会因为电压和电流极性问题出现故障，互感器在预防性试验和周期性检测中有时存在接线端子倒换等问题，影响互感器极性连接的精准性和电能计量、保护动作的启动。交流系统回路断线也是常见故障，在回路缺陷和接线问题诊断中，可采取利用电压互感器二次回路的永久接地小母线串入小型电阻的方式改变电阻值，然后对过流电流进行测定，以电流为依据对电压回路接地情况进行判断，还可以通过可靠的接地处理和定期的检查，确保交流回路接地正确和装置之间的独立性。

2 油田供配电系统二次回路运行的微机保护措施

一是微机保护输入。要以配电系统二次回路运行实际需要为基础值，设定微机保护模拟量，确保互感器极性、接地和二次绕组正确。对继电保护动作信号、断路器触点位置等强电信号，要转换为微机保护内部弱电信号，确保微机保护输入模拟值的准确性。

二是微机保护干扰。主要是内部元器件布局、保护装置结构、工艺干扰和外部的环境干扰，前者可通过保护装置工艺改进和元器件合理结构布局改进，后者主要是研究抑制电场耦合、磁场耦合和公共阻抗耦合等引发的干扰，对电场耦合，可通过静电屏蔽、优化敷设路径增大耦合阻抗、缩短电缆长度减少耦合电容等方式抑制。对磁场耦合，可通过电磁屏蔽、减少互阻抗的方式进行屏蔽，特别是应用双绞线抵消磁场感应。对公共阻抗耦合的抑制，要确保二次回路中只有一个固定接地点。对电磁干扰的抑制，主要是采取屏蔽的措施。对光耦导通回路引发的故障，要严格选择合理的元器件，利用动作值较高且运行可靠的继电器，综合考虑动作灵敏度、导通电压、导通电流和动作功率等进行光电耦合器的合理选择。对由分布电容引发的误动作，主要是增加保护小室、应用光纤跳闸通道取代电缆跳闸信号通道等措施进行抑制。

3 结论

综上所述，油田配电系统二次回路运行稳定可确保供电系统运行可靠，针对二次回路直流系统和交流系统运行问题，综合采取微机保护措施，结合常见运行故障采取抑制和应对措施，有利于提升供配电二次回路系统运行的稳定性。

参考文献：

[1]姜俊莉，刘占荣，王勇焕.河南油田配电网接地选线装置应用述评[J].电气应用，2008（02）.

[2]王伟，焦彦军.暂态信号特征分量在配网小电流接地选线中的应用[J].电网技术，2008（04）.

[3]刘志强，郭上华.配合FTU的非有效接地系统单相故障定位方法[J].广东输电与变电技术，2009（01）.

[4]朱志平，张民.一种实用的配电网短路故障定位方法[J].电网技术，2008（04）.

作者：黄浩 张现剑 靳平会

微机保护技术分析论文 篇2：

基于THEOL混合式教学的“微机保护测试技术”项目化课程改革

【摘 要】分析“微机保护测试技术”课程开发的背景，对“微机保护测试技术”课程进行基于工作过程的“项目导向、任务驱动”的项目化课程教学改革，并引入清华教育在线（THEOL）进行混合式教学改革。

【关键词】微机保护测试技术课程 清华教育在线（THEOL） 混合式教学 项目化教学

一、课程开发的背景

电力系统发生故障时，保护装置可靠地动作迅速而有选择性地切除故障，是确保电力系统稳定运行的关键。发电厂、变电站的微机保护装置的安装接线、检验测试与运行管理和维护的技术技能是电力系统发电厂及变电站二次岗位的核心技能。与之对应的“微机保护测试技术”课程理论知识抽象深奥，岗位技能操作复杂技术性强，理论基础相对较薄弱的广西电力职业技术学院高职学生掌握先进的微机保护测试技术的确存在困难，课程教学改革迫在眉睫。

专业核心课程教学改革需要解决的是高职学生学习的实用性问题和学习的有效性问题。学习的实用性问题是指高职学生能否学到与专业相关的职业岗位技能以提升自身的就业竞争力;而学习的有效性问题是指如何提高高职学生的学习主动性与学习兴趣，提高学习的效果。

专业核心课程的建设是广西电力职业技术学院特色高校建设项目的一项重要建设内容，而作为电力系统二次岗位的核心技能的保护装置测试技术，毫无疑问成为专业核心课程建设的一项重要内容。借此契机，我们成立了课程改革小组，着手进行“微机保护测试技术”课程的项目化教学改革。

二、基于工作过程的“项目导向、任务驱动”的项目化课程教学改革

高职院校为企业培养生产一线的高技术技能型人才，高职学生不是来泛泛地接受知识、积累知识的，而是来学习实用的就业能力，毕业后能在未来的职业岗位上解决实际的问题。知识可以传授，而岗位技能的能力是无法传授的，只有在训练中才能逐步提高技能的水平。对于理论基础知识相对薄弱的高职学生来说，传统的以教师为主体突出知识目标的的教学方式已不再适应新时代职业教育的要求。为提高教育教学质量，我们着手开始“微机保护测试技术”课程的项目化教学改革。

在进行广泛的电力行业企业调研的基础上，通过对电力系统继电保护技术员岗位的工作过程进行分析，将电力系统继电保护岗位工作过程划分为微机保护装置的运行管理、检验与测试和安装接线等具体的工作任务。以基于工作过程系统化开展“项目导向、任务驱动”课程开发，以项目为载体，任务驱动及“教、学、做一体化”设计课程教学情境，以典型工作任务将课程按简单到复杂分成若干个任务。教师按职业能力的需求，由认识到操作，由实物到图纸，由图纸到配置、装接、整定，按照由浅入深，由单一到综合的原则划分项目课程教学单元。工作项目的选择由易到难，教师的传授由多到少，学生自主学习程度由低到高。围绕完成项目工作任务这一目标，以技术实践知识为明线，以技术理论知识为暗线，强调学生主体功能，强调师生互动、情境支撑，在完成项目工作任务的过程中掌握扎实的理论知识和复杂的岗位综合技能。

在课程项目化改革的过程中，针对高职学生能力应用的培养目标和高职学生的特点，重新制订了课程标准，重构了课程内容，对理论知识方面的内容以“够用”为原则，剔除了数字滤波器和保护算法的冗长的数学推导，避免了过于复杂烦琐的理论分析。对课程进行了整体设计和单元设计，技术技能实操项目以“实用”为准则，设计了微机保护装置运行管理、检验与测试和安装接线等三大教学项目，包含了7个具体工作任务和近20个工作子任务，内容包括微机保护的原理、二次回路、运行维护和安装测试等方面，基本涵盖了在变电站建设及运行维护过程中所需的与继电保护及二次回路有关的知识和技能。同时，利用特色高校建设项目经费购进了线路、变压器保护装置等当前电力系统应用的主流设备，完善了继电保护实训室的建设，为项目化教学的实施提供了充分的物质条件。在课堂教学中，以职业活动为导向，以项目为载体，以学生为主体实施一体化的教学，学生在边学边做的过程中学习技能，大大提高了学习的效果。

三、基于THEOL的混合式教学改革

在项目化课程实施的过程中，要完成每一项工作任务，需要花费大量的课余时间和精力去搜集、归纳、掌握大量的保护装置的构成和动作原理等二次回路相关理论知识。同时，目前现场应用的主流厂家的继电保护装置自动化程度高，每一个工作任务的安装接线及操作过程对于理论和实操基础较薄弱的高职学生仍然显得相当复杂，要做到融会贯通仍然存在一定的难度。

2015年7月，课题组参加了北京清华大学组织的混合式教学改革培训班，在清华大学教育技术研究所的指导和支持下，进行了本课程的混合式教学改革。清华教育在线（THEOL）网络教学综合平台包含通用网络教学平台、播课教学与流媒体支持平台、数字化教学资源中心等方面的功能，支持课程管理和教学资源的组织和管理，支持教学内容和教学活动的深层次整合，支持站内学习社区、站外社会网络系统的分享功能，可能实现多元化的在线教学。

混合学习指在学习过程中将面授学习与在线学习相融合，以达到有效学习的一种学习模式。根据“微机保护测试技术”项目化教学课程的特点，课题组系统地对每个教学单元的教学内容进行分析和分解，划分为认知类、技能类和情感类等不同的知识点，针对不同的教学内容，选择不同的教学策略并使用不同的课堂组织结构。同时，确定了要进行课堂讲授、演示的内容和进行课前在线呈现的内容。

在线教学内容并不是面授内容的搬家，在线教学注重学习者自主学习，在原有课程基础上根据教学内容的特征合理地对内容进行选择和组织，使教学重点突出，学习内容的逻辑关系明确，方便学习者更容易地获取和理解知识。对复杂的安装接线和保护装置主要功能的测试步骤，可以在实训室教学现场预先录制好操作过程的视频供学习者观摩。授课教师在线上预先布置学习任务并提出问题，学习者主动登录线上学习形式多样的教学内容知识，完成教师提交的在线作业，为完成项目化工作任务储备充足的理论知识。

混合式学习线上资源丰富形式多样，支持大量的信息和资源的提供，扩展了学习的空间和增加交流的机会，支持课程管理活动，通过交互与合作极大地促进学生积极参与到教学活动中，大大提高了学习的效果。

四、结语

基于工作过程的“项目导向、任务驱动”的“微机保护测试技术”课程项目化教学改革，根据电力系统发电厂及变电站继电保护岗位工作的特点和实际情况进行科学系统地设计工作项目和工作任务，课程教学做到了学生主体教师主导，学生在完成教师下发工作任务的前提下，能够自主、自由地进行学习，充分发挥学生的学习自主性，保证了学生所学知识和技能的实用性和针对性。

基于THEOL的混合式教学改革，将项目化教学内容加以分析并拆分为一系列的知识点，利用清华大学先进的教育信息技术网络平台，以教学目标为核心，科学合理地进行面授学习与在线学习的整合，增加了学生学习的灵活性、便捷性和有效性。混合式教学的项目化课程改革，必将为新时期的职业教育改革创建一条全新的思路。

【参考文献】

[1]潘光贵，姚旭明，黎庚荣.微机保护安装测试与维护[M].北京：中国水利水电出版社，2015

[2]黄栋，吴轶群.发电厂及变电站二次回路[M].北京：中国水利水电出版社，2006

【基金项目】广西电力职业技术学院广西特色高校建设项目

【作者简介】黎庚荣（1974— ），男，广西电力职业技术学院。

（责编 黎 原）

作者：黎庚荣

微机保护技术分析论文 篇3：

变电所微机保护装置的应用分析

（摘 要： 伴随着电力工业的发展和微机继电保护相关的科学和技术的进步，经过对微机保护装置结构的不断优化，功能的不断增强，应用上的不断灵活，微机保护装置有更深层次意义上的发展。简要介绍微机保护的特点，简析微机保护系统的硬件组成，并分析微机保护的发展方向与趋势。

关键词： 微机保护；变电所自动化；应用

利用数字信号处理技术，微机保护实现了复杂的逻辑判断和计算功能，取代了传统继电器保护设备通过硬件连接所能完成的任务。继电器保护的调试工作在微机保护的智能化下变得简单易行，大大减少了硬件维护环节。数字化、智能化、网络化和数字通讯化的微机保护大大提高了继电器保护在快速性、选择性、灵敏性和可靠性等方面的性能，从而促进了电力系统管理和维护的信息化和远程化，提高了电力系统安全经济运行的水平。

1 微机保护的特点

1）实用性强。对于生产运行中存在的实际问题，解决了二次部分各类数据源的共享和使用；对于继电保护技术工作者，则可以更为有效地进行系统分析和数据统计，使得运行保护水平得到提高。

2）维护调试方便。微机保护中，各种复杂的逻辑功能都是通过软件程序实现的，只需要简单的对程序进行调试或修改就可以完成对微机保护的维护，从而大大减少运行维护的工作量。

3）可靠性高。保护程序的运行，增强了微机的综合分析和判断能力，自检和巡检能力。微机能自动检测出硬件故障，发出报警信号，同时软件也具有自检功能，可以对输入的数据进行检测和纠错，自动识别干扰，排除干扰，大大提高了保护的可靠性和抗干扰能力。

4）灵活性大。微机保护的功能特性是由软件决定的，保护原理虽有不同，但可以采用通用的功能软件，因此若需要改变保护的特性和功能，则只要改变相应的功能软件既可，从而使得电力系统运行方式的变得更为灵活。

5）实现网络化。微机保护具有强大的数据通讯能力，通过通信接口，微机保护装置可以实现网络连接，进行数据共享，从而使得遥测、遥控、遥信、遥调等功能变为现实。

2 微机保护的硬件组成

微机保护是一种由微型计算机实现的新型保护，主要包括硬件和软件（即程序）两大部分。硬件的核心是微处理器。微机保护的硬件是通用的。软件决定保护性能和功能。软件具有强大的分析、计算和逻辑判断能力，并且具有记忆功能，因此可以实现一系列性能完善且复杂的保护原理。一套硬件可以完成多个保护功能，还兼有故障滤波、故障测距、事件顺序记录和对外交换信息等辅助功能。微机保护硬件主要包括如下几部分：

1）数据采集系统。微机保护能够处理的信号是离散化的数字信号，将模拟信号转换成为数字信号的过程就是通常所说的数据采集，也称为模拟量输入系统。此系统主要包括电压形成回路、前置模拟低通滤波器、采样保持电路、多路转换器、模数变换电路等五个部分。

2）数据处理单元。数据处理系统是微机保护的核心（微机主系统即CPU系统），它主要由中央处理器（CPU）、存储器（RAM，ROM）、定时器/计时器（TIMER）及控制电路等组成，并通过数据总线、地址总线、控制总线连成一个系统，实现数据交换和操作控制。继电保护程序在数字核心部件内运行，通过对数字信号进行处理，指挥各种外围接口部件运转，从而实现继电保护的原理和各项功能。CPU指挥微机系统自动工作；存储器是保存程序数据，定时器在触发采集信号在V/F变换中，是频率信号转变为数字信号的关键部件。

3）开关量输入/输出系统。微机保护所需要采集的信息分为模拟量和开关量。开关输入、输出量正好对应二进制数字的“1”或“0”，所以开关量可作为数字量“1”或“0”输入和输出。此系统包含并行口、光电耦合电路及有接点的中间继电器，用来完成各种保护的出口跳闸、信号指示及外部接点输入等工作。输入系统采集有接点的量（如瓦斯保护、温度信号）作为开关量输入，通过开关量输出发出起动信号、动作跳闸继电器等，从而完成保护各种功能。

4）人机对话接口。人机对话接口建立了微机保护装置与使用者之间的信息联系，以便对保护装置进行调试、人工操作和得到其反馈信息。MMI部件通常包括：键盘、显示屏、指示灯、按钮、打印机接口和调试通信接口。

5）通讯接口。除了完成自身的独立功能之外，为形成集微机保护、监控、远程控制和管理于一体的变电站综合自动化系统，微机保护通过主机向本地或远方传送保护定值、故障报告等，同时远方可通过主机对微机保护实行远方控制，如俢改定值、投切压板等，这些都需由通信接口来实现。

6）电源。微机保护装置通常使用的是逆变电源，这样就达到了变电所强电系统的直流与微机保护装置的弱电系统电气隔离的目的。直流电源在通过逆变后具有较强的抗干扰能力，可以极大地消除因断路器跳合闸等产生的强干扰。

3 微机保护技术未来的发展方向与趋势

微机保护技术未来将会朝着网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化的方向和趋势发展。

1）网络化。网络保护结合了计算机技术、通信技术和网络技术，是通过计算机网络来实现各种保护功能。数据共享是网络保护的最大优点，由此可实现本来需要高频保护、光纤保护才能实现的纵联保护。电力系统网络型继电保护是建立在计算机技术、通信技术、网络技术和微机保护技术基础上的是一种新型继电保护技术，是微机保护技术未来发展趋势的必然。

2）智能化。近年来，人工智能技术广泛应用于电力系统各个领域，为微机保护技术的发展增添了新的动力。结合不同的人工智能技术用以分析不确定因素对保护系统的影响，从而使得保护动作的可靠性得到提高，是今后智能保护的主要发展方向。

3）保护、控制、测量、数据通信一体化。通过网络，继电保护装置可以获取电力系统运行或故障的任何信息和数据，也可将所获得的被保护元件的信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此，在正常运行情况下，每个微机保护装置在完成继电保护功能的同时也能完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

4 结束语

高速发展的电力系统和飞速发展的计算机技术、通信技术，给微机保护技术进一步发展带来了新的动力。微机保护技术的网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化是大势所趋，这对微机保护工作者提出了艰巨的挑战，但同也时存在着巨大的活动天地等待着继电工作者们去开辟。总之，伴随着各种技术进步和发展的微机保护必将呈现新的特征，也将获得更广泛的应用。

参考文献：

[1]田国政、谭伟，微机保护的发展，电网技术，2006.10.

[2]陈德树，计算机继电保护原理与技术，北京：水利水电出版社，1992.

作者简介：

杨海宁（1984-），男，河北省保定人，本科，助理工程师，吐哈油田供水供电处，主要从事变电所运行维护、供配电线路运行维护、变电所自动化改造；石春霞（1985-），女，湖北省黄石人，本科，助理工程师，吐哈油田供水供电处，主要从事变电所运行维护、供配电线路运行维护、变电所自动化改造。

作者：杨海宁 石春霞