继电保护器的工作原理篇1
关键词：电力系统；继电器；可靠性
中图分类号：TM8文献标识码：A文章编号：1674-7712(2012)06-0019-01
一、继电保护的组成以及其工作原理
电力系统和电力传输系统在供电的过程中会出现故障，但因为故障的不可预见可能引起电流或电压急剧变化，并且相位角改变，为防止此问题继电保护由不同原理功能出现不同的继电保护器。
（一）对继电器的分析。按继电器的功能促成分为：a.机电型继电器；b.整流型继电器；c.静态型继电器。其机电型继电器中包括感应式、电磁式、极化式继电器等，静态式继电器包括晶体管集成电路继电器等。除此之外按输入的电气量的变化特性还有度量继电器：这种继电器直接对于被保护数额倍的电气量变化敏感。其中有电流继电器、正序负序零序继电器、频率阻抗差动继电器等。
（二）继电器的组成以及原理。继电器通常是由测量模块、逻辑模块、执行模块组成。其原理为：输入信号经测量模块，逻辑模块，由执行模块执行，再输出信号，最后保护输出。其中的输入信号就是电力传输的系统保护对象的信号，测量模块会采集来自与被保护对象相关联的特征信号，并且有所给的定值进行对比，其结果送至逻辑模块。逻辑模块根据多种参数的组合逻辑运算，所计算出的值决定了是否进行动作。
二、继电保护中常见的故障影响及排除研究
（一）互感饱和对配电系统中的影响。电流互感饱和会影响变电设备以及配电保护，而随着配电系统负荷的增容，系统一旦短路，电流会很大，甚至达到电流互感器额定值百倍量级的电流。通常短路时，互感器的误差会随一次短路电流倍数的增大而增大，在电流速断保护灵敏度较低时可至阻止动作长生。线路的短路时，因为互感器的电流饱和，感应到的二次电流极小，也可能致使保护装置无法按正常工作。而当在配电的出口线动作致使进口线动作，就会使配电系统断电。
（二）开关保护设备选择不当引起影响。选择合适的开关保护设备也是相当的重要，现今，很多配电系统都将开关站建立在高负荷密集区域，也就是变电所—开关站—配电变压器方式输送。没有继电保护自动化的开关站，大多采用组合继电器设备系统实行保护作用。一般的，符合开关组合电器只在直接带配电压设备的出口线路中选用，且大多数为熔断器与负荷开关组合，所以故障出在配电所出口处时，开关站会断电跳闸。
（三）如何排除机电保护系统故障信息。信息故障处理模块主要实现如下功能：（1）与不同的厂站端子系统通信，取得各类的实时信息同时经行处理以及显示和存储。（2）查询统计主站和子站历史记录并分析，通过故障两端的数据，进行双端测距，来完成复杂的运算，精确定位故障点，最后由故障分析结果自动对相关装置的动作进行判断。
（四）如何排除继电保护中常见的隐性故障的。通过实际的调查，现今在用电系统上有超过75%的停电事故都是因电力保护系统所引起的，而继电保护又有很多故障，目前已成为电力系统工程人员正在研究解决的热点问题，多数文章中都强调分析继电保护隐形故障。对中要的输电线路来说，跳闸元件故障时全部的本地和远地的跳闸指令有效。因此所有的设计要求一个更加可靠的机电保护系统。只有完成这样的设计后才会使一个配电系统正常运行时足够安全。
三、几种典型差动继电器的比较
在现今的电力系统和电力传输系统的继电保护中，母线的保护非常重要，母线保护的最基本的继电器类型是量度继电器的电流差动继电器。通过基尔霍夫电流定律就可以深刻理解其工作原理。在母线上有多个设备终端，任何时刻流入系统的总电流为零，如果令总电流唯一定制Ic，则Ic=0，成Ic为母线保护的差动电流。如果母线故障发生，电流Ic发生变化母线保护便开始作用，有效的切断母线上的故障点。以下是对电流差动继电器和比率差动继电器的比较分析。
（一）电流差动继电器的特性。电流差动继电器的动作特征：当电流互感器存在的误差是0.1的时候，电流动差继电器就会发生误判断，从而导致错误的动作产生。换言说，电流动差继电器只能用于较小的电流流出的母线系统。
（二）比率差动继电器的特性。比率动差继电器的动作特征：抗CT误差能力比较强，并且适用于母线短路电流达到50%的情形下。但是不同的系数所对应的电流流出值也是不同的。
四、继电保护装置可靠性的提高方法
通过上述的分析可得知，继电保护系统关系到电网安全和稳定的运行，是电力以及电力传输系统的重要组成设备。可以选择通过加强二次回路的维修和检护，来实现实时的状态检修，整理统计故障点以及出现的故障缘由，促进规范的管理操作规程，加强设备冗余的设计等。
五、展望继电保护的发展
1.网络化：当前计算机网络在信息处理和数据通信的过程中起到为国家的能源以及国民经济建设的重要作用，网络化信息所带来快捷和便利，现已逐步开始得到在电力传输与配电系统当中的广泛应用。
2.信息化：随着现代通信技术飞速的发展，基于CPU核来实现的硬件保护措施也在不管得到提高，由自动化芯片控制使用的电路已经经历了从16G到32G位单CPU结构的微机保护发展到32G位多结构的发展阶段后来又发展到了总线结构，其性能与影响速度大大的得到提高，现已开始得到广泛的应用。
3.智能化：近几年来，例如神经网络、模糊算法、遗传算法等的人工智能技术广泛的应用在了电力系统自动化相关的领域中，而在继电保护领域中的应用和研究也日益兴起。因此在实现继电保护的信息化条件下，使得保护、测控、数据通讯一体化，同时并逐步实现继电保护的智能化，成为了现今乃至今后电力以及传输系统继电保护技术主要发展方向。
电力系统的安全性以及电力传输问题关系到人们的日常生活甚至是国家的经济发展，其安全的重要性更尤为重要，因此电力系统继电保护的关键性较为显著。为了顺应现代化的脚步，提高电力工作的安全性，运行便捷性，工作简洁性所采取的保护措施正在完善的过程中。又由于快速发展的智能科技的介入，电力继电保护系统运用了通信技术，正在进一步的向智能化转型。进一步改造的电力系统会更好的为国民经济造福，提高我国电力系统各项性能。
参考文献：
继电保护器的工作原理篇2
【关键词】电力继电保护现状发展
中图分类号：F407文献标识码：A
前言
随着我国近年来经济步伐的快速向前，对电力的需求量日益增大，从而全国各地不同程度地出现了电力供应紧张局面，甚至有些地区不得不采取限电、停电等措施来缓解电力供应的紧张局势。因此，加强对电力系统的安全维护至关重要，而继电保护正是其中主要的保护手段之一。
一、继电保护的作用
继电保护自动装置是电力系统安全、稳定运行的可靠保证,其任务是当电力系统出现故障或不正常工作状态时,向运行人员或者控制主设备的断路器发出信号,断路器或运行人员根据信号对不正常工作状态进行处理,以保证无故障部分继续运行,并防止不正常工作状态造成事故。
二、供电系统中继电保护装置中存在的主要问题
在工业用电或民用用电中，继电保护装置是不可缺少的，各个领域中都广泛应用。其中主要是用在电容器保护、高压系统的线路保护和主变保护。在安装继电保护装置的过程，继电器的参数设备不合理、线圈的安装不到位、继电器保护触点的松动等各方面的原因，都会对继电保护带来不少的故障。
1、继电器中参数的不合理设置
铆装设备是构成继电器的零部件，由于铆钉结合强度差或者松动，这两方面都会造成继电器的参数异常，同时高低温参数也会发生，继电器的机械振动能力和抗抗冲击就会相对较差，其中还有部分是因为一些模具质量不合格、铆接件超长或安装不正确引起的。
2、继电器线圈中的问题
继电器用的线圈种类不同,造成线圈碰撞、连合，形成断线而分开，所以线圈必须分别放在不同的设备装置中。在供电系统进行安装时，压力不够，会导致磁损耗增加、松卷的现象，同时使用过大的压力，同样会造成阀芯或线圈导线热潮变的绕组故障，因此，在其调整过程中压力机压力和手扳压床应适中。多绕组线圈中是用不同颜色引线做头，在进行焊接时，要区分开，一不注意就会造成线圈焊接故障。针对有有始末端要求的线圈,一定要对始末端进行做标记的方法标明，同时在焊接和装配时，必须要注意相关细节。
3、继电器保护触点的松动
继电器中用来完成切换负荷的电接触零件是触点,在继电器使用过程中，继电器中多数存在触点松动、触点开裂、和触点尺寸位置有偏差等问题,这些问题对继电器接触的可靠性有很大的影响，其造成这样的原因主要是由于触点簧片铆接压力调节不当操作或者是接触点的配合尺寸不合理导致的。由于触点使用太多的压力材料太多或硬度太高导致触点开裂。其实触点使用不同的材料就要采用不同的工艺。针对部分接触材料硬度较高的必须回归处理；由于工作人员操作不到位或者上下模具有错位导致触点铆偏；而没有对模具上的油污染或铁屑进行干净成造成触点污染、损伤。无论哪种原因，都会对继电器的工作带来影响，从而对整个供电系统的安全性不利。
4、装置中铆装件的变形
装置铆装时，必须要检查模具、零件的尺寸以及形状是否正确，如果模具安装不正确影响系统的装配质量，铆接件后零件歪斜、弯曲、墩粗糙对装配过程或调整造成问题，甚至造成废品，从而影响整个系统。
5、玻璃绝缘子的损伤问题
玻璃绝缘子是玻璃与金属插脚烧结组成的，在装配、检验、运输、调节和清洗过程中容易弯曲，造成玻璃绝缘子表面发生裂纹、掉块，而形成绝缘的压降以及泄漏功能，影响产品的可靠性。这就需要求装配的操作者在整个继电器生产过程中的要轻拿轻放,零部件必须整洁的排列放在传递盒内。
三、继电保护新技术
许多新技术都不断应用到继电保护的领域,例如IT技术的应用,实现了保护、控制、测量、数据通信一体化;应用人工神经网络,可以解决复杂的非线性化问题;应用光电互感器解决电流互感器的饱和问题;应用可编程控制器(PLC)代替传统的机械触点继电器等等。
1、信息网络技术在继电保护中的应用
当代继电保护技术的发展,正在从传统的模拟式、数字式探索着进入信息技术领域。在变电站综合自动化方面,保护的配置比较灵活。如果变电站综合自动化采用传统模式,也就是远方终端装置(RTU)加上当地监控系统,保护装置的信息可以通过遥信输入回路进入RTU,也可以通过串行口与RTU按照约定的通信规约进行信息传递。如果变电站综合自动化采用全分散式,也就是按一次主设备为安装单位,将保护、控制等单元分散,就地安装在主设备旁。具体实施又分为两种模式:保护相对独立,控制和测量合一,如SIEMENS的LSA678系统;保护、控制和测量合一,如CSC-2000。
2、可编程控制器在继电保护中的应用
可编程控制器(PLC)可以视为具有特殊体系结构的工业计算机,更适应于控制要求的编程语言。在由继电器组成的控制系统里,要把各个分立元件用导线连接起来,这对于实现复杂的逻辑关系以及需要定期改变操作任务来说显然是不适宜的。而使用PLC就可以解决上述问题,通过软件编程的方式来代替实际的各个分立元件之间的接线。为了减少占地面积,还可以用PLC内部已定义的各种辅助继电器来取代传统的机械触点继电器。
3、智能化
进入20世纪90年代以来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,电力系统保护领域内的一些研究工作也转向人工智能的研究。人工神经网络(ANN)具有分布式存储信息、并行处理、自组织、自学习等特点,其应用研究发展十分迅速,目前主要集中在人工智能、信息处理、自动控制和非线性优化等问题。近年来,电力系统继电保护领域内出现了用人工神经网络(ANN)来实现故障类型的判别、故障距离的测定、方向保护、主设备保护等。
4、变电所综合自动化技术
综合自动化系统打破了传统二次系统各专业界限和设备划分原则,改变了常规保护装置不能与调度(控制)中心通信的缺陷,给变电所自动化赋予了更新的含义和内容,代表了变电所自动化技术发展的一种潮流。随着科学技术的发展,功能更全、智能化水平更高、系统更完善的超高压变电所综合自动化系统,必将在中国电网建设中不断涌现,把电网的安全、稳定和经济运行提高到一个新的水平。
四、电力系统继电保护发展建议
继电保护的发展在历经机电型、晶体管型以及集成电路型阶段之后,目前处于微机型阶段,计算机化、网络化、智能化、多功能一体化是其发展方向。笔者根据目前继电保护发展现状,针对其未来发展提出若干观点,为促进继电保护更好更快地发展提供参考性建议。
1、深入推广继电保护综合自动化系统的应用
（1）继电保护综合自动化系统的工作原理。电网继电保护综合自动化系统运用客户机/服务器的工作模式。客户机的任务是实时监控继电保护系统的运行状态,服务器用于在接收到客户端的应用请求和事故报告后执行故障计算程序,然后向客户机发出执行指令,从而达到对各种保护设备的实时监控。
（2）继电保护综合自动化系统的功能。继电保护综合自动化系统主要实现以下功能:实现继电保护装置对系统的自适应、实现继电保护装置的状态检修及其故障的准确定位、完成事故分析及事故恢复的继电保护辅助决策对系统中运行的继电保护装置进行可靠性分析、自动完成线路参数修正;另外,还可以实现种附加功能,如记录保护动作顺序和时间、判别故障类别以及记录电流、电压波形等,这些加功能为分析处理故障提供了有力的帮助。继电保护综合自动化系统运用便捷,能够有效克服传统保护存在的弊端,已经得到应用,值得深入推广,这将为增强继电保护的效能和可靠性发挥重要作用。
2、增强继电保护基础管理
继电保护装置、技术及其运作是一个复杂的体系,需要各个环节相互配合和协调。为确保继电保护系统的正常运行,应加强对继电保护基础管理的重视。基础管理包括以下几个方面:
（1）重视人力资源培养。继电保护人员的技能水平和思想素质直接关系到工作完成的质量和效率,并与电网的安全稳定运行紧密相连。因此,提高继电保护的准确性和高效性,首先应从根本入手,重视人力资源的培养。
（2）加强基础数据管理。促进继电保护更加健全地发展,应当运用网络技术建立完整、实用的继电保护管理基础数据库,实现对继电保护的信息化管理。这将有助于了解目前保护的配置情况及运行情况等,还可为保护选型提供基础数据。
（3）保护实验设备管理。目前继电保护的三相试验台大都为微型机试验台,电流和电压输出为自产模式,现场使用时间过长后可能出现输出不稳定、波形畸变等问题,从而影响校验精度,因此必须注意加强试验台的定检工作。
结论
随着电力系统的高速发展和计算机技术、网络技术和人工智能技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。其发展将出现原理突破和应用革命，由数字时代跨入信息化时代，发展到综合自动化水平。这对继电保护工作者提出了艰巨的任务，也开辟了活动的广阔天地。
参考文献
[1]杨奇逊.微型机继电保护基础[M].北京:水利电力出版社,2011
继电保护器的工作原理篇3
关键词：继电器；电气工程；自动低压电器；应用
中图分类号：TM585
前言
在电气工程中，继电器是不可或缺的设备之一，它的应用能够进一步降低自动化低压电器设备故障的发生几率。而想要使继电器充分发挥出自身的保护作用，应当进行合理选型，并确保继电器的运行可靠性。只有这样，才能使继电器在电气工程中的作用获得最大程度地发挥。
1继电器的基本原理与作用
1.1继电器的基本原理
现如今，随着科学技术水平的不断提高，电气系统的自动化程度也越来越高，继电器作为电气系统中较为重要的组成部分之一，其应用也越来越广泛。就继电器而言，其常常被用于
保护电气设备的运行安全性，如变压器、马达、发电机以及输电线路短路保护等等。当电力系统出现异常故障时，继电器可以向值守人员发出告警信号，而想要确保继电器能够发挥出应用的作用，其应当具备以下功能特性：其一，安全性和可靠性，这是一个合格的继电器必须具备的特性，只有这样才能避免继电器本身出现故障；其二，快速反应能力。能够以最短时间消除可以消除的所有故障；其三，选择性。继电器应当能够确保电力系统始终向无故障区域进行供电；其四，灵敏性。电力系统运行过程中的参数在正常运行和发生故障情况下的区别是非常明显的，继电器就是通过这些参数的具体变化情况，在反映和检测的基础之上对电力系统的故障性质和故障影响范围进行判断，并作出相应的反应和处理。
继电器的基本工作原理如下：由取样单元负责将被保护设备运行过程中的物理量经过电气隔离并将之转换为继电保护装置中比较鉴别单元能够接收到的信号，然后根据该单元的要求进行相应处理，再按照比较环节输出量的性质、大小以及组合方式出现顺序的先后确定出继电保护装置是否需要动作。
1.2继电器的作用
继电器本身具有以下优点：标准化程度高、通用性好、能够使电路简化等，正是因为继电器的这些优点使其被广泛应用于工业自动化控制以及家电产品等领域当中。但是有些专家认为，在电子元器件当中，继电器是最不可靠的一种装置，并且在整机的可靠性设计当中，往往将继电器、可调电感器以及电位器等装置列为不用或是少用的元件。然而，因为继电器在控制电路中有着十分独特的电气和物理特性，其断路状态下的高绝缘电阻以及通路状态下的低导通电阻是其它任何电子器件都无法比拟的。为此，确保继电器的运行可靠性成为业界研究的重点课题之一。电子元器件的可靠性应当包括以下两个方面的内容，即固有可靠性和使用可靠性。其中前者是元器件可靠的基础，一般都是通过设计和制造厂商来进行控制，以确保制造出来的元器件能够达到要求的可靠性等级，而后者则是整机可靠性的基础，必须阐明的是，使用高可靠质量等级的元器件却并一定能够制造出高可靠性的整机，这是因为里面涉及到使用可靠性的问题。使用可靠性具体是指按照各种元器件的特性通过可靠性设计方法，最大限度地发挥出元器件固有可靠性的作用，进而达到整机的可靠性要求。与其它电子元器件相比，继电器是由机械传动和电磁两个部分构成的，这种结构更加复杂，因而继电器的可靠性就显得相对较差，若是实际使用过程中采取一定的防范措施，则能够使其达到理想中的效果。此外，继电器可靠性不高除了自身质量原因外，使用方法不当也是一个原因。因此，想要使继电器能够充分发挥出自身的作用，不但应当进一步完善自身的质量，而且还必须合理使用。
2继电器在电气工程中的应用
2.1电磁类继电器的应用
1）电磁继电器的特性。此类继电器的主要特性是输入-输出，也就是我们通常所说的继电特性，其特性曲线如图1所示。当继电器的输入量X由0增至X2之前，继电器输出量Y为0；当输入量X增至X2时，继电器吸合，此时输出量为Y1，如果X继续增大，Y保持不变；当X减小至X1时，继电器释放，此时输出量由Y1变为0，若是X继续减小，Y值均为0。图1中的X2是继电器的吸合值，想要使继电器完成吸合这一过程，输入量就必须≥X2；X1是继电器的释放值，想要使继电器完成释放这一过程，输入量则必须≥X1。继电器的返回系数则可以用fK表示，12KX/Xf=，这是继电器较为重要的一个参数，并且fK本身是能够调节的，这样一来即便输入量的波动变化较大也不会引起继电器误动作。通常情况下，欠电压继电器对返回系数的要求相对较高，fK值应当>0.6。假设某一继电器的fK=0.66，吸合电压为额定电压的90%，那么当电压低于额定电压的50%时，继电器便会释放，
进而达到欠电压保护的目的。此外，继电器的吸合与释放时间也是比较重要的参数之一。其中吸合时间主要是指从线圈接受电信号到衔铁完成吸合过程所需要的时间，而释放时间则是指从线圈失电到衔铁完全释放所需要的时间。通常情况下，继电器的吸合与释放时间为0.05-0.15，该数值的大小对继电器的操作频率会有一定的影响。
2.2非电磁类继电器的应用
非电磁类继电器又被称为热继电器，即FR，这种类型的继电器常常被用于电力拖动系统当中电动机负载的过载保护。在实际运行过程中，电动机常常会出现过载的现象，一般时间
较短、绝缘绕组在允许温升范围内的过载是可以经常出现的，但是若过载情况比较严重、时间较长，便会引起电动机绝缘过早老化，这样会导致电动机的使用寿命缩短，如果过载情况非常严重，还有可能造成电动机烧损的后果。为此，对电动机进行过载保护就显得非常重要。FR主要由双金属片、热元件以及触点等组成，其中热元件是由发热电阻丝制作而成，双金属片具体是由两种热膨胀系数不停的金属辗压而成，当双金属片受热时便会出现弯曲变形的情况。实际使用时，可将热元件串接到电动机的主电路上，同时将常闭触点串接在电动机的控制电路当中。当电动机处于运转的状态时，虽然热元件所产生出来的热量也会使双金属出现弯曲的情况，但是并不足以是FR的触点发生动作；而当电动机过载时，双金属片的弯曲位移便会随之不断增大，在这一过程中会推动导板是常闭触点断开，进而起到切断电动机控制电路的作用，这样便不会造成电动机因过载损坏。通常情况下，FR动作之后不会自动复位，需要等待双金属片完全冷却后手动按下复位按钮才会恢复到原位。FR动作电流的调节可通过旋转凸轮到不同的位置来实现。
参考文献：
继电保护器的工作原理篇4
关键词：变压器；微机保护；应用；差动保护
变压器是电力系统的主设备，在电网的运行中占有举足轻重的地位。这些保护的特点如下：
a.集主保护、后备保护功能于一身，非常适合220kV及以上电压等级的变压器实现完全独立的双重化保护。
b.具有远方通讯功能，便于实现变电站的综合自动化。
c.具有自检功能，自动故障定位减轻了维护人员的工作量。
微机型变压器保护在通化网中已得到广泛运用，如许继电气股份有限公司的WBH-800系列的变压器。装置的投运，将保护人员从大量的元件校验和维护工作中解脱出来；另一方面，由于保护功能的程序化、硬件的集成化，对继电保护人员的技术水平和管理水平提出了更高要求。
微机型变压器保护的基础是微处理器技术继电保护原理。对于专业人员来说，困难主要在于计算机及算法的基本知识，应以掌握程序方框图为主。在学习微机型变压器保护时，还应结合具体保护装置，以避免理论脱离实际。
1、差动保护
差动保护是变压器的主保护，微机型变压器保护仍以差动速断和比率差动为主。
根据励磁涌流的特点，不同的厂家采用了各种克服励磁涌流的原理。主要有二次谐波原理、间断角原理、波形对称原理，这3种原理都是利用涌流的一方面特征来区别涌流和故障电流。由于选的特征量不同，实现手段不同，继电器动作行为也有差别。
目前系统中配置的变压器保护，主要是二次谐波原理、间断角原理差动保护。随着微机技术的迅猛发展，各大公司纷纷推出基于波形对称原理的最新型微机型变压器保护装置，如WBH-800系列等。
1.1波形对称原理：
采用一种波形对称算法，将变压器在空载合闸时产生的励磁涌流和故障电流区分开来。具体方法如下：首先将流入继电器的差动电流进行微分，将微分后差流的前半波和后半波做对称比较。
电力变压器多采用Y/Δ接线，流入继电器的电流是两相电流之差。流入继电器的涌流分为2种：一种是偏于时间轴一侧的单向涌流；另一种是分布于时间轴两侧的对称涌流。对于工频量来说，当2种涌流导数的前半波和后半波在90°内是完全不对称的，在另90°内方向对称，数值也不对称；而故障电流导数的前半波和后半波基本对称。利用这一特点，设定恰当采样频率和计算门坎，用差电流导数的前半波和后半波做对称比较，就可以区别励磁涌流和故障电流。
1.2波形对称原理实现的变压器保护的优点
a.变压器空载合闸至内部故障或外部故障切除转化为内部故障，保护能够瞬时动作。对于三相变压器，用波形对称原理计算，任何条件下的任何一相的励磁涌流，都有明显特征，即都能做到可靠制动，利用分相制动方式，当变压器合闸时发生故障，保护不受健全相的影响，能够快速出口。
b.对变压器剩磁的适应力强，当变压器有0.9倍最大磁通剩磁时，不需附加判据，装置完全能够正确动作。
c.计算冗余度大。
1.3相位补偿问题
微机型变压器差动保护的明显优点是对Y/Δ型变压器的相位补偿问题不需要在TA（电流互感器）二次侧靠接线进行YΔ的变换，只要把各侧TA二次按Y型接线即可。但是对于TA二次电流相位的校正，各厂家在软件处理上不尽相同。下面以Y/Δ-11接线为例简要说明。
1.3.1.Y侧变换角度而幅值不变。
变换后各相与Δ侧各相角度相同，实现了相位补偿，各侧平衡系数又不用考虑YΔ变换带来的幅值增大■倍的问题。四方公司CST-200、南瑞公司LFP-900、PST-1200系列变压器保护均采用这种方式。
1.3.2.Y侧变换角度而幅值增大。
■倍的问题。即在Δ侧平衡系数乘■。清华紫光的DCAP型变压器保护就是采用这种方式。
1.3.3.Δ侧变换。
由于变换前Δ侧各电流为线电流，校正后则为各相电流，能够真实反映各相情况，因此故障相、非故障相具有有名特征，励磁涌流闭锁判据可以实现分相制动，南瑞公司RCS-978系列变压器保护装置即采用这种方式。
但是，在变压器内部严重故障、短路电流很大的情况下，TA严重饱和使交流暂态传变严重恶化，二次侧基波电流为零，高次谐波分量增大，比率差动保护将无法反映区内短路故障，所以，变压器比率差动保护应当配备作为辅助保护的差动速断保护，以加快保护在变压器内部严重故障时的动作速度。差动速断保护的整定值按躲过最大不平衡电流和励磁涌流来整定。
2、后备保护
过流保护依然是最基本的后备保护。现在有些超高压系统的变压器后备保护已经配备了阻抗保护，有相间阻抗保护和接地距离保护各若干段。距离保护保护性能并不能完全取代过电流保护，因此阻抗保护和复合电压闭锁过流保护共同构成的后备保护更加完善。
2.1.复合电压的使用
复合电压作为一个闭锁条件，在新型微机保护中使用更加灵活。变压器各侧复合电压并联使用非常容易：一侧TV（电压互感器）检修时，可以通过控制字或压板投退本侧电压，这时本侧复合电压条件不满足，本侧复合电压启动其它侧条件也不满足。这样便有效地解决了变压器某侧造成的失去闭锁的问题。
2.2.方向问题
零序方向元件由于采用自产3U0，电压极性易于保证。但是零序电流可采用自产或外接中性点电流，这就要求严格保证不同装置对中性点TA极性，只有保证中性点TA极性正确才能确保零序方向的正确性。
3、非电量保护
非电量保护即本体保护，在微机保护装置中与以往区别不大，相当于继电器箱。但是必须注意瓦斯保护启动中间继电器的动作电压问题。
变压器重瓦斯保护启动跳闸中间继电器的控制电缆很长，电缆芯线对地电容较大，容抗Xc=1/jωC较小，通过线间电磁耦合过来的干扰电压较大，尤其在发生直流接地时，容易造成重瓦斯保护无故障跳闸。对此国家电力公司颁布的《继电保护反事故措施要点》有相关规定，一定要提高重瓦斯保护启动跳闸中间继电器的动作电压，动作电压应提高到0.55～0.6Ue。因此，在二次安装校验时，一定要进行检验。
4、直流电源
变压器保护实现了双重化，其直流电源也必须分开，2套保护电源应取自不同的直流母线，2段母线由2组蓄电池供电，这样才能实现真正的双重化。即2套保护装置电源分别取自2段直流母线，正常运行时，应将一组开关投入，另一组开关断开。
5、TA分配问题
双重化的变压器微机保护要求由不同的TA绕组供电，220kV的多为6组，TA有一种常见故障是底部芯线对地闪络，原因是顶部端盖密封不严、漏水，由于TA内部积水而引起绝缘损坏。因此，在分配TA二次绕组时，原则是对该点故障，应在任何情况下均有快速保护。针对目前双重化的变压器微机保护主保护和后备保护一体的趋势，对2套保护TA二次绕组的分配，1套应注重差动保护，取靠近开关侧二次绕组；另1套注重后备保护，取靠近变压器侧二次绕组。这样，既保证了差动保护的范围及对TA故障保护，又保证了各侧对母线的后备保护。
参考文献
继电保护器的工作原理篇5
关键字：继电保护；煤矿；供电系统；应用；
中图分类号：TM774文献标识码：A
1、引言
煤矿供电系统在正常运行工作过程中不可避免的会发生以下故障或者非常态的状况，例如短路、断线、绝缘老化等，会导致供电系统可能出现危险情况，造成不必要的财产损失。因此，煤矿供电系统的主要电器设备和供电线路都要装设继电保护装置，在煤矿供电系统中设置科学合理的继电保护装置对于保证煤矿供电系统的安全可靠具有至关重要要的作用，是保证煤矿供电系统安全运行过程中不可缺少的装置之一。近年来，煤矿供电系统中继电保护装置的应用研究已经成为国内外大量专家和学者研究的重要课题，对于煤矿供电系统的安全运行提供了科学的理论指导作用和实际应用价值。
2、继电保护装置的主要作用及其基本要求
2.1继电保护装置的主要作用
（1）监视煤矿电力系统的正常运行，当被保护的电力系统发生故障时，继电保护装置迅速准确地给距离故障点最近的断路器发出跳闸命令，使故障线路及时从电力系统中断开，最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏。
（2）反映煤矿电力系统的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，提示值班员迅速采取措施，使之尽快恢复正常，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。
（3）继电保护装置在煤矿供电系统中的应用对于提高电力系统的远程控制以及自动化控制有着至关重要的作用，并且能够为煤矿生产过程实现自动化控制功能。
2.2继电保护装置的基本要求
通常情况下，在煤矿供电系统中继电保护装置要满足以下四个方面的要求：速动性、选择性、可靠性以及灵敏性，其基本要求如下：
（1）继电保护装置动作速动性是指在煤矿供电系统出现故障时，继电保护装置能够迅速准确的切除出现故障的电路，保证供电系统的稳定性，减轻出现故障的供电电路中的设备和元器件的损坏程度，降低线路损坏程度，从而切断故障防止故障外延，引起其他不必要的损失。
（2）继电保护装置选择性是指当煤矿供电系统出现故障时，首先切断故障设备或者元器件以及线路本身的故障，当以上动作不能够按照指令执行时，继电保护装置能够进行选择行的切除故障相邻的上一级的设备和元器件电路，或者由上一级的继电保护装置选择性的进行切除线路故障。
（3）继电保护装置灵敏性指的是在电路系统规定的保护范围内，对于系统出现的故障状况的实际反应的能力。继电保护装置应该保证无论煤矿供电系统中出现何种故障或者故障发生在何种位置，都能够及时迅速领命的将故障的情况反映出来，这样才能够说明继电保护装置满足灵敏性的要求规定。
（4）继电保护装置可靠性指的是对于煤矿供电系统出现的任何故障都要能够迅速的执行正确的动作，不能够出现不工作状况，在不应该执行动作时，不应该出现错误动作。继电保护装置的可靠性对于煤矿供电系统的运行有着十分很总要的作用，出现任何的错误动作动能够使的故障的影响范围变大，对于生产造成不必要的损失。
3、继电保护装置在煤矿供电系统的应用
煤矿供电系统在发生故障或者不正常运行是，电路中的主要表现特征为电路电流瞬间增大或者电路电压瞬间降低。继电保护装置中的过电流保护在煤矿供电系统中应用较为广泛，是一种利用及时测量电路中电流增大的特点而构成的继电保护装置，其主要的工作原理如下所示。
3.1过电流保护装置的工作原理
正常运行时，线路中流过工作电流小于继电器的动作电流，继电器不能动作，继电器的触点都是断开的。当保护范围内发生短路故障时，流过线路的电流增加，当电流达到电流继电器的整定值时，电流继电器动作，闭合其常开触点，使时间继电器线圈有电，经过一定延时，时间继电器触点闭合，接通信号继电器线圈回路，信号继电器触点闭合，接通灯光、音响信号回路。由此可见，保护的动作时限从线路的末端到电源是逐级增加的，越接近电源，动作时限越长，这种确定保护动作时限的方法称为时限的阶梯原则。定时限过电流保护装置的动作时限是由时间继电器的整定值决定的，只要通过电流继电器的电流大于其动作电流，保护装置就会启动，而其动作时限的长短与短路电流的大小无关。所以把具有这种时限特性的过电流保护称为定时限过电流保护。
3.2电流速断保护
实施电流速断保护的主要目的是为了保证动作具有选择性。在工程中，为了确保保护装置的动作时限尽量长，设定的前一级保护的动作时限比后一级长一个时限阶段扯，从而会造成短路电流很大，因此危害就会很大。此时就要进行电流速断保护，因为我们常见的继电器电流保护装置的动作时限不会多于1s，而这种设置的动作时限一般都不会少于1s。对于浅井作业供电方式来研究电流速断保护的应用。第一种应用为浅井所使用的电压为低压，设备也都为低压设备，通过变压器变为低压送入井底，再由井底内配电所送给各个设备。第二种是无高压作业情况，所供负荷较小，可使用地面的变电站变配电供采区负荷不大且无高压用电设备时，由地面变电站将降为380V或660V后，再由采区配电所送给各个设备使用。第三种应用为高压作业情况，所供负荷较大，利用高压电缆经钻孔送电，但所送的电为高压电，必须经过采区变电所降压后方可使用。
4、煤矿供电系统中继电保护装置类别及特征
4.1煤矿供电系统中继电保护装置类别
煤矿供电系统中会应用许多保护设施，他们功能各不相同，但究其组成原理和构成部件来说，无外乎是三种部件组成，测量元件、逻辑元件和执行元件。测量元件识别并存储和保护电气参数，在存储和保护过程中完成参数的变换，之后传递给逻辑元件；逻辑元件将参数与给定值分析比较给出逻辑判断，如果参数不符合逻辑，发出指令给执行元件；执行元件接受指令并发出命令，断路器自动跳闸，最终完成继电保护。下面根据煤矿供电系统发挥的作用和参数不同，对继电器进行了详细划分。
由反应物理量不同，将继电器划分为电流继电器、电压继电器、功率继电器
方向继电器、阻抗继电器五类。原理不同，所分类型有所差别，通常情况下经常分为：晶体管型继电器、电磁型继电器、整流型继电器、感应型继电器。
由元件之间连接方式不同，将继电器分为一次作用式继电器和二次作用式继电器。一次作用式继电器是指元件与主回路直接连接，不需要其他元件辅助连接的继电器；二次作用式是指元件与主回路要通过互感器才能连接。
由跳闸方式不同将继电器分为直接动作式继电器和间接作用式继电器。直接动作式继电器是指：执行元件的电磁机构在动作发生时直接作用使开关跳闸；必须通过跳闸线圈才能使开关跳闸的称为间接作用式继电器。
4.2煤矿供电系统中继电保护装置特征
（1）电磁型继电器特征：结构简单、可靠性能优良、用途广泛、可适用多种场合；工作原理是磁力矩＞可动系统摩擦力矩+弹簧反作用力矩。目前市场上已经生产出的成品类型有：极化式的电磁型继电器、螺管式电磁型继电器、干簧式电磁型继电器、拍合式电磁型继电器、转动无片式电磁型继电器等等。
（2）感应型继电器的特征：动作反应灵敏、具有反时限性质。工作原理是利用可动铝盘（也可以是铝杯）以及固定电磁铁动作。
（3）整流型继电器特征：反时限性质、具有感应继电器的特性，利用单结晶体管完成动作，反应迅速。
（4）晶体管型继电器特征：敏捷、反应更快、可靠性好、体积小、节能、噪声小、动作速度快，可以与其他元件组合成复杂程度高的继电器。此继电器发展迅猛，很有可能会成为未来继电器行业的主导。
5、结语
综上所述，在煤矿供电系统的设计及其应用过程中，为了确保工作人员以及工作现场的人身安全和财产安全，必须安装有继电保护装置，防止供电系统出现不正常的现象，造成不必要的损失。在今后的研究工作中，应该重点对煤矿系统中继电保护装置的安装位置及继电保护装置本身安全性能进行研究，并且探索研究创新的继电保护装置，使得继电保护装置在煤矿供电系统中发挥到应有的作用，确保煤矿供电系统的正常运行。
参考文献
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继电保护器的工作原理篇6
关键词：起重机;安全;继电保护
Abstract:Alongwiththedevelopmentofmodernindustrialprogress,peopleonthecranerequirement,somelargeandhighspeedcraneconstantlyamplification.Relayprotectionofcraneisveryimportant,butalsomakespeoplepaymoreattentiontotheroleofthisprotectiondevice.Basedonthebackgroundanddevelopmenttrendofelectricpowersystem,relayprotectionforcraneapplicationandimprovementofdiscussion,powersystemsforthesafeproductionandprovideatheoreticalreference.
Keywords:crane;safety;relayprotection
随着生产及进出口规模的扩大，集装箱装卸在海路运输业中的作用日益提升,为了满足对工作量大，效率高等需求，岸边集装箱箱起重机自动化程度越来越高,起重机能否高效安全稳定的工作者对于码头,对整个行业来说非常的重要，而安全则是重中之重,是集装箱起重机生产厂家长期面对的问题之一，而继电保护就成为起重机安全运行成功的垫脚石。
一、继电保护的基本原理
继电保护装置是指在电力系统中电气元件由于受到破损不能正常工作，然后继电器通过判断起到跳闸或者发出报警信号的一种自动保护装置。这种装置能够保证机器的安全性以及修复的简单性。继电保护装置的构成包括测量比较元件、逻辑判断元件、执行输出元件。这些元素是阶梯运行，缺一不可。通过测量与之前给定元件的物理参量进行准确比较，分析处理信息，然后根据测量的结果比如输出信号的性质，持续时间等判断故障的范围是元件内还是元件外的，最后做出保护措施跳闸或者报警信号的等，最后通过根据前一命令的指令进行发出信号，跳闸等指令。
继电保护的保护分区是为了保护在指定范围内的故障，不属于范围内的不采取控制，这样可以减少因故障跳闸引起的停电区域，也可以将没有影响到得部分起到保护作用，然后继续工作。所以电力系统中每个继电保护的界限划分的很清楚。当电力系统发生故障，继电保护就会及时的切除故障，所以继电保护的特点就是速度快、有选择性，灵敏性，可靠性。
二、继电器保护在集装箱起重机上的应用
当起重机发生故障时，继电保护作用显得尤为重要，这是一种重要的反事故的工作控制。灵敏性是继电保护的主要特点。当元件在继电保护的划分区域内发生障碍，在系统的运行下，无论故障位置，还是故障类型是否有过渡电阻都能够进行灵敏的判断进行继电保护作用。当起重机的电力系统在工作运行时出现故障，比如短路，短路有几种基本形式，一般有单项小电流接地，两相短路，两相接地短路等。这时候继电保护会通过辅助触点发出信号到PLC由PLC进行处理，或者直接对控制的电路进行跳闸等形式确保机器的安全性。
在起重机上继电器在继电保护中发挥不可或缺的作用。一般使用的有电磁继电器，主要就是产生电磁效应，由铁心，导线，衔铁片，触点簧片组成。其工作原理就是当电路通过一定量的电流时，衔铁就会因为电磁力的作用克服了簧片的拉力，向铁心靠拢，使得两点相接构成通路，当电路中断电的时候，电磁力也随之消失，衔铁因为没有电磁力的作用会被簧片的作用力拉回原处，使得两触点分开，构成断路确保了机器的使用安全，这样相接，分开在电路中就形成了导通与断路的作用。所以电磁继电器的装置基本能够符合快速性，灵敏性的特点。但是随着科技的进步，这种继电器也会随之改变。继电器也有物理参量，有一定的加载电压和电流，它原有的物理参量决定了继电器能够控制电路中的电压和电流的大小，使用时如果超出此值就会影响继电保护的工作状态，会破坏继电器的触点。不同起重机的继电保护装置有所不同，但是工作原理是相同的。起重机的继电保护一般具有可靠性还有安全性，这样给机器本身的正常运作提供很大的便捷，及时发出信号及时作出判断，所以继电保护在起重机上的使用是由元件的调控到继电保护装置的分配达到指定命令的控制措施。
三、改进和发展方向
由于科技的发展，企业现代化的需要不断提高，继电保护的在起重机上的改进和发展是一个迫在眉睫的问题。现时代的光电技术和计算机的发展速度飞猛提升，新型光学电压，电流互感器的发展前景很大。随着对电力需求的日益增加，传统的电磁感应已经不能满足对快节奏时代的运用，体积大，容量小，绝缘结构复杂同时耗费大量的铜线这种现象已经难以满足电力系统的发展要求。电流互感器已经成为一种潮流慢慢会取代电磁互感器，这种技术的产生式时代进步的一个象征，数字时代的来临必将会解决老式电磁互感器存在的一些弊端，采用数字时电压，电流互感器，实现数字运用的功能，将物理参数变成数字量，再用光信号去传输，这样的数字技术不仅节约了成本还提高了工作效率。新型的光学技术不仅体积小，质量轻而且与传统的电压、电流互感器相比工作效率已经操纵会变得简单。充分发挥了快速性，可靠性，实时性，简单性的处理特点。起重机上的电力系统如果采用这种数字技术，不仅提高了机器的运行效率，更能给企业带来更多的收益。微处理器的数字保护装置已经广泛运用于电力保护系统之中作为新型的能源。目前一些保护装置，计算测量仪这些设备都需要这种低功率，而且节约型的电压电流互感器。传统的互感器必将被这些新型的数字技术所取代。这对电力系统特别是继电保护作用有着重大的意义。
总之，工业生产的规模不断增长，起重机发挥了不可或缺的作用，物料搬运所需要的费用不断的提升，导致企业所需的大型或高速起重机的猛增，但是工作量的日益增大，人们对起重机的可靠性、安全性、操作性的要求就不断提升，简单的操作，容易的维护，这样才是新时代科技进步的代表，继电保护作为一种电力系统的一种保护装置对起重机的保护系统提供了简单，可靠的控制。机器出现故障这种保护措施的几种特性发挥了重大作用，所以电力系统提供的是一种性能良好，工作可靠性高的一种保护装置，但是随着科技的发展，光电技术以及计算机的不断进步，这种技术将会被数字技术所取代，慢慢的将起重机的保护装置将会做的更加完善，更符合人们对工作要求简单，操作灵活的要求。
参考文献：