时间：2023-04-03 09:56:54
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论文摘要：通过对我国电力系统继电保护技术发展现状的分析，探讨继电保护的任务和基本要求。从分析当前继电保护装置的广泛应用，提出保护装置维护的几点建议，结合实际情况，探讨继电保护发展的趋势。
1前言
电力作为当今社会的主要能源，对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统。电力系统的飞速发展对电力系统的继电保护不断提出新的要求，近年来，电子技术及计算机通信技术的飞速发展为继电保护技术的发展注入了新的活力。如何正确应用继电保护技术来遏制电气故障，提高电力系统的运行效率及运行质量已成为迫切需要解决的技术问题。
2继电保护发展的现状
上世纪60年代到80年代是晶体管继电保护技术蓬勃发展和广泛应用的时期。70年代中期起，基于集成运算放大器的集成电路保护投入研究，到80年代末集成电路保护技术已形成完整系列，并逐渐取代晶体管保护技术，集成电路保护技术的研制、生产、应用的主导地位持续到90年代初。与此同时，我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究，高等院校和科研院所起着先导的作用，相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原东北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面，关于发电机失磁保护、发电机保护和发电机－变压器组保护、微机线路保护装置、微机相电压补偿方式高频保护、正序故障分量方向高频保护等也相继通过鉴定，至此，不同原理、不同机型的微机线路保护装置为电力系统提供了新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果，此时，我国继电保护技术进入了微机保护的时代。
目前，继电保护向计算机化、网络化方向发展，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化对继电保护提出了艰巨的任务，也开辟了研究开发的新天地。随着改革开放的不断深入、国民经济的快速发展，电力系统继电保护技术将为我国经济的大发展做出贡献。
3电力系统中继电保护的配置与应用
3.1继电保护装置的任务
继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量（电流、电压、功率等）的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于:在供电系统运行正常时，安全地。完整地监视各种设备的运行状况，为值班人员提供可靠的运行依据；供电系统发生故障时，自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分，保证非故障部分继续运行；当供电系统中出现异常运行工作状况时,它应能及时、准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理。
3.2继电保护装置的基本要求
选择性。当供电系统中发生故障时，继电保护装置应能选择性地将故障部分切除。首先断开距离故障点最近的断路器，以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。
灵敏性。保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内，不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样，保护装置均不应产生拒绝动作；但在保护区外发生故障时，又不应该产生错误动作。
速动性。是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度，加快系统电压的恢复，从而为电气设备的自启动创造了有利条件，同时还提高了发电机并列运行的稳定性。
可靠性。保护装置如不能满足可靠性的要求，反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性，必须确保保护装置的设计原理、整定计算、安装调试正确无误；同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效，以提高保护的可靠性。
3.3保护装置的应用
继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等，用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用，对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间投入，合闸后自动解除。另外，还应装设过电流保护，对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。变电站继电保护装置的应用包括：①线路保护：一般采用二段式或三段式电流保护，其中一段为电流速断保护，二段为限时电流速断保护，三段为过电流保护。②母联保护：需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。③主变保护：主变保护包括主保护和后备保护，主保护一般为重瓦斯保护、差动保护，后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。④电容器保护：对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。随着继电保护技术的飞速发展，微机保护的装置逐渐投入使用，由于生产厂家的不同、开发时间的先后，微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面，但基本原理及要达到的目的基本一致。4继电保护装置的维护
值班人员定时对继电保护装置巡视和检查，并做好各仪表的运行记录。在继电保护运行过程中，发现异常现象时，应加强监视并向主管部门报告。
建立岗位责任制，做到每个盘柜有值班人员负责。做到人人有岗、每岗有人。值班人员对保护装置的操作，一般只允许接通或断开压板，切换开关及卸装熔丝等工作，工作过程中应严格遵守电业安全工作规定。
做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行，防止误碰运行设备，注意与带电设备保持安全距离，避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次，每月对微机保护的打印机进行定期检查并打印。
定期对继电保护装置检修及设备查评：①检查二次设备各元件标志、名称是否齐全；②检查转换开关、各种按钮、动作是否灵活无卡涉，动作灵活。接点接触有无足够压力和烧伤；③检查控制室光字牌、红绿指示灯泡是否完好；④检查各盘柜上表计、继电器及接线端子螺钉有无松动；⑤检查电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好；⑥配线是否整齐，固定卡子有无脱落；⑦检查断路器的操作机构动作是否正常。
根据每年对继电保护装置的定期查评，按情节将设备分为三类：经过运行检验，技术状况良好无缺陷，能保证安全、经济运行的设备为一类设备；设备基本完好、个别零件虽有一般缺陷，但尚能安全运行，不危及人身、设备安全为二类设备。有重大缺陷的设备，危及安全运行，出力降低，"三漏"情况严重的设备为三类。如发现继电保护有缺陷必须及时处理，严禁其存在隐患运行。对有缺陷经处理好的继电保护装置建立设备缺陷台帐，有利于今后对其检修工作。
5电力系统继电保护发展趋势
继电保护技术向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化方向发展。随着计算机硬件的飞速发展，电力系统对微机保护的要求也在不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其他保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等，使微机保护装置具备一台PC的功能。为保证系统的安全运行，各个保护单元与重合装置必须协调工作，因此，必须实现微机保护装置的网络化，这在当前的技术条件下是完全可行的。在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上是一台高性能，为了测量、保护和控制的需要，室外变电站的所有设备，如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆投资大，且使得二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被保护设备旁，将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量的控制电缆。
结论。随着电力系统的告诉发展和计算机通信技术的进步，继电保护技术的发展向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展，这对继电保护工作者提出了新的挑战。只有对继电保护装置进行定期检查和维护，按时巡检其运行状况，及时发现故障并做好处理，保证系统无故障设备正常运行，提高供电可靠性。
参考文献
[1]王翠平.继电保护装置的维护及试验[J].科苑论坛．
论文摘要：介绍了光纤通道的特点和工作原理，以及目前在电力光纤网络中光纤保护装置与光纤通道的连接方式和主要特点，讨论了光纤保护在实际应用中可能遇到的问题及其解决办法。
随着通信技术的发展，在纵联保护通道的使用上，已经由原来的单一的载波通道变为现在的载波、微波、光纤等多种通道方式。由于光纤通道所具有的先天优势，使它与继电保护的结合，在电网中会得到越来越广泛的应用。
1光纤通道作为纵联保护通道的优势
光纤通道首先在通信技术中得到广泛的应用，它是基于用光导纤维作为传输介质的一种通信手段。光纤通道相对于其他传统通道（如：电缆、微波等）具有如下特点：
1.1传输质量高，误码率低，一般在10-10以下。这种特点使得光纤通道很容易满足继电保护对通道所要求的"透明度"。即发端保护装置发送的信息，经通道传输后到达收端，使收端保护装置所看到的信息与发端原始发送信息完全一致，没有增加或减少任何细节。
1.2光的频率高，所以频带宽，传输的信息量大。这样可以使线路两端保护装置尽可能多的交换信息，从而可以大大加强继电保护动作的正确性和可靠性。
1.3抗干扰能力强。由于光信号的特点，可以有效的防止雷电、系统故障时产生的电磁方面的干扰，因此，光纤通道最适合应用于继电保护通道。
以上光纤通道的三个特点，是继电保护所采用的常规通道形式所无法比拟的。在通道选择上应为首选。但是由于光缆的特点，抗外力破坏能力较差，当采用直埋或空中架设时，易于受到外力破坏，造成机械损伤。若采用OPGW，则可以有效的防止类似事件的发生。
2光纤通道与光纤保护装置的配合方式
目前，纵联保护采用光纤通道的方式，得到了越来越广泛的应用，在现场运行设备中，主要有以下几种方式：
2.1专用光纤保护：
光纤与纵联保护（如：WXB-11C、LFP-901A）配合构成专用光纤纵联保护。采用允许式，在光纤通道上传输允许信号和直跳信号。此种方式，需要专用光纤接口（如：FOX-40），使用单独的专用光芯。优点是：避免了与其他装置的联系（包括通信专业的设备），减少了信号的传输环节，增加了使用的可靠性。缺点是：光芯利用率降低（与复用比较），保护人员维护通道设备没有优势。而且，在带路操作时，需进行本路保护与带路保护光芯的切换，操作不便，而且光接头经多次的拔插，易造成损坏。
2.2复用光纤保护：
光纤与纵联保护（如：7SL32、WXH-11、CSL101、WXH-11C保护）配合构成复用光纤纵联保护。采用允许式，保护装置发出的允许信号和直跳信号需要经音频接口传送给复用设备，然后经复用设备上光纤通道。优点是：接线简单，利于运行维护。带路进行电信号切换，利于实施。提高了光芯的利用率。缺点是：中间环节增加，而且带路切换设备在通信室，不利于运行人员巡视检查，通信设备有问题要影响保护装置的运行。
2.3光纤纵联电流差动保护：
光纤电流差动保护是在电流差动保护的基础上演化而来的，基本保护原理也是基于克希霍夫基本电流定律，它能够理想地使保护实现单元化，原理简单，不受运行方式变化的影响，而且由于两侧的保护装置没有电联系，提高了运行的可靠性。目前电流差动保护在电力系统的主变压器、线路和母线上大量使用，其灵敏度高、动作简单可靠快速、能适应电力系统震荡、非全相运行等优点是其他保护形式所无法比拟的。光纤电流差动保护在继承了电流差动保护的这些优点的同时，以其可靠稳定的光纤传输通道保证了传送电流的幅值和相位正确可靠地传送到对侧。时间同步和误码校验问题是光纤电流差动保护面临的主要技术问题。在复用通道的光纤保护上，保护与复用装置时间同步的问题对于光纤电流差动保护的正确运行起到关键的作用，因此目前光纤差动电流保护都采用主从方式，以保证时钟的同步；由于目前光纤均采用64Kbit数字通道，电流差动保护通道中既要传送电流的幅值，又要传送时间同步信号，通道资源紧张，要求数据的误码校验位不能过长，这样就影响了误码校验的精度。目前部分厂家推出的2Mbit数字接口的光纤电流差动保护能很好地解决误码校验精度的问题。3光纤保护实际应用中存在的问题
3.1施工工艺问题
光纤保护是超高压线路的主保护，通道的安全可靠对电力系统的安全、稳定运行起到重要的作用。由于光缆传输需要经过转接端子箱、光缆机、电缆层和高压线路等连接环节，并且光纤的施工工艺复杂、施工质量要求高，因此如果在保护装置投入运行前的施工、测试中存在误差，则会导致保护装置的误动作，进而影响全网的安全稳定运行。
3.2通道双重化问题
光纤保护用于220kV及以上电网时，按照220kV及以上线路主保护双重化原则的要求，纵联保护的信号通道也要求双重化，高频保护由于是在不同的相别上耦合，因此能满足双通道的要求，如果使用2套光纤保护作为线路的主保护，通道双重化的问题则一直限制着光纤保护的大规模推广应用。
3.3光纤保护管理界面的划分问题
随着保护与通信衔接的日益紧密，继电保护专业与通信专业管理界面日益难以区分，如不从制度上解决这一问题，将直接影响到光纤保护的可靠运行。对于独立纤芯的保护，通信专业与继电保护专业管理的分界点在通信机房的光纤配线架上。配线架以上包括保护装置的那段尾纤，属于继电保护专业维护，这就要求继电保护专业人员具备一定的光纤校验维护技能。
3.4光纤保护在旁路代路上的问题
线路光纤保护在旁路代路时不方便操作，由于光纤活接头不能随便拔插，每次拔插都需要重新作衰耗测试，而且经常性拔插也容易造成活接头的损坏，因此不宜使用拔插活接头的办法实现光纤通道的切换。对于电网中没有单独的旁路保护，旁路代路时是切换交流回路，因此不存在通道切换问题，但对电网有独立的旁路保护，对于光纤闭锁式、允许式纵联保护暂时可以采用切换二次回路的方式，但对于光纤差动电流保护则无法代路，目前都是采取旁路保护单独增设一套光纤差动保护的方法解决。已有部分厂家在谋求解决光纤保护切换问题的办法，如使用光开关来实现光纤通道切换。
结束语
尽管目前光纤保护在长距离和超高压输电线路上的应用还有一定的局限性，在施工和管理应用上仍存在不足，但是从长远看，随着光纤网络的逐步完善、施工工艺和保护产品技术的不断提高，光纤保护将占据线路保护的主导地位。
参考文献
在电网正常运行过程中，发现继电保护设备异常的途径主要有以下三个方面:通过日常监盘发现，通过运行巡视、巡检发现，通过专业巡检发现。在发现异常后，调度部门、运行部门、检修部门及专业管理部门之间如何协作、各司其职，并能高效、有效地实现对异常现象的快速响应和处理，是应急管理工作的重点。继电保护应急管理工作流程图如图1所示。
2应急处理和缺陷处理原则
应急处理和缺陷处理是继电保护异常应急管理的核心，因而制定应急处理和缺陷处理原则是本次研究的关键。应急处理原则主要依据网省及地区运行规程和整定方案、相关应急管理规定，以及各生产厂家软硬件设计原理制定。缺陷处理原则主要依据《继电保护及电网安全自动装置检验规程》等管理规定和专业管理规范制定。以下详细论述各类型异常应急处理和缺陷处理原则。
2．1涉及装置本体且与外电路无关的异常
此类异常信息出现后，装置程序处理原则是闭锁保护，可能为装置程序运行出错或装置硬件故障导致，因而优先采取重启装置的办法进行处理。因设备处于异常状态，为防止异常状态下重启造成继电保护装置程序运行出错或无法有效闭锁误动作，故重启前采取短时退出保护出口压板的措施。若重启装置后仍然无效，则退出整套保护装置，等待检修人员处理。对于仅配置单套保护装置的设备，如线路、电容器、接地变等，考虑到此时设备运行可能处于无保护状态，为防止设备或线路故障扩大，应考虑采取旁代间隔或停役间隔的处理办法。对于安全自动装置和母差保护，则采取退出整套保护的措施。对于110kV及以下主变，保护采用主后分箱式配置，某一套保护异常闭锁后，在条件允许的情况下，应转移负荷后停役主变，进行保护异常处理。若因重载等原因一次设备无法停役时，应退出单套保护并进行带电处理。此时，电网保护整定配合可能存在失配，需要调度部门做好相关应急处理预案。涉及装置本体且与外电路无关的异常主要有:运行中，装置DSP模块出现软硬件故障，如“DSP出错”“DSP采样异常”“装置内部通信出错”等;数据存储器、程序及定值等芯片出错;定值及软压板出错;装置自检出口异常;双CPU采样的开关量信息不对应;看门狗出错导致CPU复位，如“保护初始化”“装置通电”等［1］。对于本体插件故障，在更换相应插件后应做相关检测。若对带电设备进行通流、加压检测，则必须严格执行二次作业安全措施票。下文介绍内容涉及带电试验检测的，要求相同。
2．2涉及装置本体且与外电路有关的异常
此类异常信息出现后，装置程序处理原则是不闭锁整套保护，仅闭锁保护装置部分相关逻辑功能，或仅发出报警。因此，在这种异常情况下，应优先检查外电路是否异常。为防止异常扩大造成保护误动或拒动，一般采取以下处理方法。2．2．1电流互感器TA断线或异常当运行中出现多套保护或测控装置发出“TA断线、异常及差电流异常、TA不平衡”报警或采样信号异常时，一般怀疑是TA本体故障、一次系统出现断线或TA接线盒至端子箱、汇控箱的二次电缆故障。若现场确认多套设备均采样异常，则应采取停役一次设备进行检查处理的措施。当运行中出现单套保护设备采样信号异常时，故障点大多在二次回路、TA本体二次绕组或装置本体上。对于双重化配置的设备，应退出采样信号异常的整套保护。对于单套配置的设备，除安全自动装置和母差保护整套退出处理外，线路应考虑旁代或转电停役处理，电容器、接地变停役处理。110kV及以下主变保护采用主后分箱式配置，无法转电停役处理，则应退出采样信号异常的整套保护进行处理。在运行中出现TA异常等信号，不论信号是否自动复归，均应安排人员到现场检查、确认。运行人员在获得TA异常信息后，在检修人员未到达之前，应先携带测温仪进站检查确认。检查内容包括:TA一次设备是否断芯，是否有异常响声;端子箱或汇控箱、保护屏内电流接线是否有明显放电、烧灼现象。若无上述异常，则借助测温仪对端子箱或汇控箱、保护屏内端子排(包括装置背板)所有电流端子进行红外成像检测，检查是否有异常发热点。现场带电检查处理时，必须保证人身安全，如带绝缘手套或站在绝缘垫上，使用的工器具必须经绝缘处理等。2．2．2电压互感器TV断线或异常当多个间隔出现TV断线信号时，一般怀疑是TV本体故障、一次系统故障或公用切换并列装置及其相关二次回路故障(包括屏顶小母线绝缘下降、TV二次保护测量电压总空气断路器损坏等)。此时，不退保护相应功能压板，现场检查确认后再采取进一步措施，如倒母线或二次并列等。若为空气断路器脱扣跳闸，在确认现场设备无烧焦异味后，可先试送一次空气断路器。当某一间隔出现多套保护或测控TV异常时，一般怀疑为该间隔切换装置或二次回路发生故障，可不退出相关保护，但如果220kV线路两套主保护均受TV断线影响而被闭锁，就应考虑将该线路停电处理，防止整定恶化造成失配。若仅单套保护异常，对双重化配置的保护采取退出异常保护的处理措施;对单套配置的保护则不退相关保护，保留运行，但如果是220kV旁路线路保护异常，可能会令线路失去主保护，此时应考虑停役;另外，若是备投装置异常，可能会引起误动作，应退出处理。对于TV回路异常的保护装置处理方法如下:①在测得进保护装置电压正常的情况下，应怀疑装置本体发生故障，单套保护的设备采取整套退出、旁代或转电停役间隔的措施进行检查处理，防止故障扩大，进而引起保护误动作;②出现TV断线信号后，在断开保护装置电源前，应退出所有保护出口压板，防止断电重启过程中造成带偏移特性阻抗继电器误动作;③一般采取分段检查的方法来确定故障点。2．2．3开入异常当出现开入异常(包括光耦失电、位置报警、开入电源异常等)信号时，对双重化配置的保护采取退单套保护的处理措施;对单套配置的保护，由于开入功能无效，可能造成无保护运行或外部闭锁开入失效，所以建议采取旁代或转电停役间隔的处理措施，备投等安全自动装置则采取退出整套保护的处理措施。母差保护发出“开入异常”或其他如“刀闸切换电源异常”“TWJ(跳闸位置继电器)异常”“刀闸位置报警”等信号时，采取不退保护的处理措施，待现场检修人员做进一步检查。若判断为装置本体故障，停役间隔进行处理。若状态检修巡检或监盘过程中发现母线保护测量三相电压偏移或中性点直接接地系统零序电压3U0分量大于1V，应通知检修人员到现场检查处理，防止TV二次回路两点接地造成纵联方向保护拒(误)动。2．2．4通道异常出现该异常信号后，应立即退出两侧主保护或差动压板。若涉及保护装置插件更换或更改定值，则需要退出整套保护装置;涉及接口装置、收发信机或光电转换装置插件更换，则需退主保护。缺陷检查时，采取分段测量收、发功率，并用逐段自环的方法确认故障位置。2．2．5装置直流电源消失装置直流电源消失主要表现为液晶显示屏黑屏，运行灯或电源指示灯熄灭等。对于双重化配置的保护，采取退单套保护的处理措施。对于单套配置的保护，可安排运行人员现场检查保护设备是否有烧焦等异常情况。若只是保护屏直流空气断路器脱扣跳闸，而装置无异常，可先试送一次。试送不成功或有其他异常情况，应对母差保护和备投等安全自动装置采取退出整套保护的处理措施，对分箱式配置的主变保护建议短时退出整套故障保护，调度部门应做好相应事故预案。2．2．6控制电路断线对于双组跳闸配置的断路器，当单组出现控制电路断线时，断路器仍可继续运行。若为第一组控制电源断电，则会影响断路器的合闸功能。此时，可投入保护闭锁重合闸压板或将重合闸停用，故障时保护直接跳三相断路器，避免由保护动作跳单相断路器，再由非全相保护动作跳三相断路器。对于单组跳闸配置的断路器，在排除非二次回路松动或电源空气断路器脱扣导致的控制电路断线后，为了避免设备或线路故障造成断路器越级跳闸，应考虑对该设备进行隔离(如断开上一级电源)。更换操作箱插件或更换断路器机构分合闸线圈后，应做相关检测。更换电缆后，应进行分合试验，分相断路器应逐相确认。更换防跳功能的板件或继电器，还应进行参数及功能测试。2．2．7直流电源失地出现直流电源失地时，应立即通知检修人员到现场进行处理。同时，运行人员在现场应结合天气、站内人员操作(检修)等情况，以及绝缘监测装置报警、选线等综合信息进行初步判断，排除装置误报的可能性，并对绝缘监测装置选出的接地支路优先进行试拉。若未报出具体接地支路，则应测量是否为交流窜入直流，并隔离检修设备和试拉部分非重要负荷。在处理过程中，应防止造成另一点接地。若绝缘监测装置无法正确选线，可借助接地查找仪等设备进行查找定位。在无其他有效措施的情况下，可采取分段拉路的方法查找故障点。2．2．8线路保护重合闸无法充电对于双重化配置的保护，若仅一套保护出现该异常，解除该套保护即可，防止单相瞬时性接地故障时异常保护直接跳三相断路器，造成线路非计划停运。单套配置的保护出现该异常，应立即通知检修人员处理。2．2．9备自投无法充电出现该异常时，应立即解除整套装置，并通知检修人员检查处理，重点检查开入位置状态是否与实际相符，是不是有异常外部闭锁备自投开入。2．2．10指示状态与实际不符正常运行时，保护装置面板、操作箱或切换装置指示灯与实际状态不一致，但保护装置液晶面板、监控系统无异常信息。若该状态指示灯与外电路有关，应优先检查相关二次回路或辅助接点;若该状态指示灯与外电路无关，则检查指示灯是否损坏。2．2．11保护“通信中断”保护测控一体化装置出现通信中断信号会影响运行人员对设备的监盘和监测，运行人员必须立即通知检修人员到现场检查处理。当站内多间隔保护都出现通信中断时，运行人员可在检修人员指导下先进行交换机、管理机等设备的重启。现场应重点检查装置通信地址、规约配置是否正确，通信线是否接触良好，管理机是否故障等。
3系统开发及应用
3．1系统框架
应急管理系统软件构架前台采用了Delphi和J2EE多层框架平台，采用Oracle9i数据库，Weblogic8．1作为中间层服务器，采用EJB作为持久层的基础开发框架，UI(用户界面)采用了EXT2为基础框架。应急管理系统软件构架各层关系如图2所示。
3．2系统模块及功能实现
3．2．1应急处理库模块根据保护及二次回路(通用)的监控系统光字牌和报文动作信息、装置液晶面板显示自检信息、装置面板指示灯信息组成的异常信息库，分析故障原因及对保护设备运行的影响，并提出相应的应急处理策略。3．2．2缺陷处理库模块根据异常信息，制定缺陷判别定位流程，分析可能的故障点，并关联到相应故障装置插件;预判查找过程中可能出现的危险点并制定相应的预控措施及合理的现场检查步骤;列出异常消除后需要进行的检测项目及相应试验仪器;关联典型案例供维修人员参考。3．2．3应急处理综合策略模块根据异常信息，检索相应专家诊断简要、应急处理和缺陷处理策略、关联的备品备件信息及综合策略等。3．2．4备品备件管理模块实现备品备件出入库流程化管理、插件通用性管理，以及插件重要等级和数量的预警等。3．2．5缺陷统计分析管理模块自动生成月度、季度及年度统计分析报表，装置同型号、同批次无故障率信息，对疑似家族性缺陷进行统计、分析及跟踪。3．3应用情况应急管理系统投入实际应用后，系统运行稳定，大大加快了运行、检修人员日常缺陷处理速度。根据掌握的现场异常信息直接在系统上检索应急处理综合策略，能够快速掌握应急处理策略，获取可能故障点、备品备件信息，以及专业值班网、制造厂家技术服务相关联系方式等信息。同时，还可借助该系统开展日常检修、运行人员的继电保护技术技能培训，促进人员业务水平的提高。
4结语
关键词：变配电站继电保护综合自动化
1.电力系统电压等级与变电站种类
电力系统电压等级有220/380V（0.4kV），3kV、6kV、10kV、20kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV。随着电机制造工艺的提高，10kV电动机已批量生产，所以3kV、6kV已较少使用，20kV、66kV也很少使用。供电系统以10kV、35kV为主。输配电系统以110kV以上为主。发电厂发电机有6kV与10kV两种，现在以10kV为主，用户均为220/380V（0.4kV）低压系统。
根据《城市电力网规定设计规则》规定：输电网为500kV、330kV、220kV、110kV，高压配电网为110kV、66kV，中压配电网为20kV、10kV、6kV，低压配电网为0.4kV（220V/380V）。
发电厂发出6kV或10kV电，除发电厂自己用（厂用电）之外，也可以用10kV电压送给发电厂附近用户，10kV供电范围为10Km、35kV为20~50Km、66kV为30~100Km、110kV为50~150Km、220kV为100~300Km、330kV为200~600Km、500kV为150~850Km。
2.变配电站种类
电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换，电压升高为升压变压器（变电站为升压站），电压降低为降压变压器（变电站为降压站）。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈（绕组）的双圈变压器，一种电压变为两种电压的选用三个线圈（绕组）的三圈变压器。
变电站除升压与降压之分外，还以规模大小分为枢纽站，区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个（三圈变压器），550kV/220kV/110kV。区域站一般也有三个电压等级（三圈变压器），220kV/110kV/35kV或110kV/35kV/10kV。终端站一般直接接到用户，大多数为两个电压等级（两圈变压器）110kV/10kV或35kV/10kV。用户本身的变电站一般只有两个电压等级（双圈变压器）110kV/10kV、35kV/0.4kV、10kV/0.4kV，其中以10kV/0.4kV为最多。
3.变电站一次回路接线方案
1）一次接线种类
变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后，所有电力设备（变压器及进出线开关等）的相互连接方式。其接线方案有：线路变压器组，桥形接线，单母线，单母线分段，双母线，双母线分段，环网供电等。
2）线路变压器组
变电站只有一路进线与一台变压器，而且再无发展的情况下采用线路变压器组接线。
3）桥形接线
有两路进线、两台变压器，而且再没有发展的情况下，采用桥形接线。针对变压器，联络断路器在两个进线断路器之内为内桥接线，联络断路器在两个进线断路器之外为外桥接线。
4）单母线
变电站进出线较多时，采用单母线，有两路进线时，一般一路供电、一路备用（不同时供电），二者可设备用电源互自投，多路出线均由一段母线引出。
5）单母线分段
有两路以上进线，多路出线时，选用单母线分段，两路进线分别接到两段母线上，两段母线用母联开关连接起来。出线分别接到两段母线上。
单母线分段运行方式比较多。一般为一路主供，一路备用（不合闸），母联合上，当主供断电时，备用合上，主供、备用与母联互锁。备用电源容量较小时，备用电源合上后，要断开一些出线。这是比较常用的一种运行方式。
对于特别重要的负荷，两路进线均为主供，母联开关断开，当一路进线断电时，母联合上，来电后断开母联再合上进线开关。
单母线分段也有利于变电站内部检修，检修时可以停掉一段母线，如果是单母线不分段，检修时就要全站停电，利用旁路母线可以不停电，旁路母线只用于电力系统变电站。
6）双母线
双母线主要用于发电厂及大型变电站，每路线路都由一个断路器经过两个隔离开关分别接到两条母线上，这样在母线检修时，就可以利用隔离开关将线路倒在一条件母线上。双母线也有分段与不分段两种，双母线分段再加旁路断路器，接线方式复杂，但检修就非常方便了，停电范围可减少。
4.变配电站二次回路
1）二次回路种类
变配电站二次回路包括：测量、保护、控制与信号回路部分。测量回路包括：计量测量与保护测量。控制回路包括：就地手动合分闸、防跳联锁、试验、互投联锁、保护跳闸以及合分闸执行部分。信号回路包括开关运行状态信号、事故跳闸信号与事故预告信号。
2）测量回路
测量回路分为电流回路与电压回路。电流回路各种设备串联于电流互感器二次侧（5A），电流互感器是将原边负荷电流统一变为5A测量电流。计量与保护分别用各自的互感器（计量用互感器精度要求高），计量测量串接于电流表以及电度表，功率表与功率因数表电流端子。保护测量串接于保护继电器的电流端子。微机保护一般将计量及保护集中于一体，分别有计量电流端子与保护电流端子。
电压测量回路，220/380V低压系统直接接220V或380V，3KV以上高压系统全部经过电压互感器将各种等级的高电压变为统一的100V电压，电压表以及电度表、功率表与功率因数表的电压线圈经其端子并接在100V电压母线上。微机保护单元计量电压与保护电压统一为一种电压端子。
3）控制回路
（1）合分闸回路
合分闸通过合分闸转换开关进行操作，常规保护为提示操作人员及事故跳闸报警需要，转换开关选用预合-合闸-合后及预分-分闸-分后的多档转换开关。以使利用不对应接线进行合分闸提示与事故跳闸报警，国家已有标准图设计。采用微机保护以后，要进行远分合闸操作后，还要到就地进行转换开关对位操作，这就失去了远分操作的意义，所以应取消不对应接线，选用中间自复位的只有合闸与分闸的三档转换开关。
（2）防跳回路
当合闸回路出现故障时进行分闸，或短路事故未排除，又进行合闸（误操作），这时就会出现断路器反复合分闸，不仅容易引起或扩大事故，还会引起设备损坏或人身事故，所以高压开关控制回路应设计防跳。防跳一般选用电流启动，电压保持的双线圈继电器。电流线圈串接于分闸回路作为启动线圈。电压线圈接于合闸回路，作为保持线圈，当分闸时，电流线圈经分闸回路起动。如果合闸回路有故障，或处于手动合闸位置，电压线圈起启动并通过其常开接点自保持，其常闭接点马上断开合闸回路，保证断路器在分闸过程中不能马上再合闸。防跳继电器的电流回路还可以通过其常开接点将电流线圈自保持，这样可以减轻保护继电器的出口接点断开负荷，也减少了保护继电器的保持时间要求。
有些微机保护装置自己已具有防跳功能，这样就可以不再设计防跳回路。断路器操作机构选用弹簧储能时，如果选用储能后可以进行一次合闸与分闸的弹簧储能操作机构（也有用于重合闸的储能后可以进行二次合闸与分闸的弹簧储能操作机构），因为储能一般都要求10秒左右，当储能开关经常处于断开位置时，储一次能，合完之后，将储能开关再处于断开位置，可以跳一次闸；跳闸之后，要手动储能之后才能进行合闸，此时，也可以不再设计防跳回路。
（3）试验与互投联锁与控制
对于手车开关柜，手车推出后要进行断路器合分闸试验，应设计合分闸试验按钮。进线与母联断路，一般应根据要求进行互投联锁或控制。
（4）保护跳闸
保护跳闸出口经过连接片接于跳闸回路，连接片用于保护调试，或运行过程中解除某些保护功能。
（5）合分闸回路
合分闸回路为经合分闸母线为操作机构提供电源，以及其控制回路，一般都应单独画出。
4）信号回路
（1）开关运行状态信号由合闸与分闸指示两个装于开关柜上的信号灯组成：经过操作转换开关不对应接线后接到正电源上。采用微机保护后，转换开关取消了不对应接线，所以信号灯正极可以直接接到正电源上。
（2）事故信号有事故跳闸与事故预告两种信号，事故跳闸报警也要通过转化开关不对应后，接到事故跳闸信号母线上，再引到中央信号系统。事故预告信号通过信号继电器接点引到中央信号系统。采用微机保护后，将断路器操作机构辅助接点与信号继电器的接点分别接到微机保护单元的开关量输入端子，需要有中央信号系统时，如果微机保护单元可以提供事故跳闸与事故预告输出接点，可将其引到中央信号系统。否则，应利用信号继电器的另一对接点引到中央信号系统。
（3）中央信号系统为安装于值班室内的集中报警系统，由事故跳闸与事故预告两套声光报警组成，光报警用光字牌，不用信号灯，光字牌分集中与分散两种。采用变电站综合自动化系统后，可以不再设计中央信号系统，或将其简化，只设计集中报警作为计算机报警的后备报警。
5.变配电站继电保护
1）变配电站继电保护的作用
变配电站继电保护能够在变配电站运行过程中发生故障（三相短路、两相短路、单相接地等）和出现不正常现象时（过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等），迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警，从而减少故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度，保证电力系统稳定运行。
2）变配电站继电保护的基本工作原理
变配电站继电保护是根据变配电站运行过程中发生故障时出现的电流增加、电压升高或降低、频率降低、出现瓦斯、温度升高等现象超过继电保护的整定值（给定值）或超限值后，在整定时间内，有选择的发出跳闸命令或报警信号。
根据电流值来进行选择性跳闸的为反时限，电流值越大，跳闸越快。根据时间来进行选择性跳闸的称为定时限保护，定时限在故障电流超过整定值后，经过时间定值给定的时间后才出现跳闸命令。瓦斯与温度等为非电量保护。
可靠系数为一个经验数据，计算继电器保护动作值时，要将计算结果再乘以可靠系数，以保证继电保护动作的准确与可靠，其范围为1.3~1.5。
发生故障时的最小值与保护的动作值之比为继电保护的灵敏系数，一般为1.2~2，应根据设计规范要进行选择。
3）变配电站继电保护按保护性质分类
（1）电流速断保护：故障电流超过保护整定值无时限（整定时间为零），立即发出跳闸命令。
（2）电流延时速断保护：故障电流超过速断保护整定值时，带一定延时后发出跳闸命令。
（3）过电流保护：故障电流超过过流保护整定值，故障出现时间超过保护整定时间后发出跳闸命令。
（4）过电压保护：故障电压超过保护整定值时，发出跳闸命令或过电压信号。
（5）低电压保护：故障电压低于保护整定值时，发出跳闸命令或低电压信号。
（6）低周波减载：当电网频率低于整定值时，有选择性跳开规定好的不重要负荷。
（7）单相接地保护：当一相发生接地后对于接地系统，发出跳闸命令，对于中性点不接地系统，发出接地报警信号。
（8）差动保护：当流过变压器、中性点线路或电动机绕组，线路两端电流之差变化超过整定值时，发出跳闸命令称为纵差动保护，两条并列运行的线路或两个绕组之间电流差变化超过整定值时，发出跳闸命令称横差动保护。
（9）距离保护：根据故障点到保护安装处的距离（阻抗）发出跳闸命令称为距离保护。
（10）方向保护：根据故障电流的方向，有选择性的发出跳闸命令称为方向保护。
（11）高频保护：利用弱电高频信号传递故障信号来进行选择性跳闸的保护称为高频保护。
（12）过负荷：运行电流超过过负荷整定值（一般按最大负荷或设备额定功率来整定）时，发出过负荷信号。
（13）瓦斯保护：对于油浸变压器，当变压器内部发生匝间短路出现电气火花，变压器油被击穿出现瓦斯气体冲击安装在油枕通道管中的瓦斯继电器，故障严重，瓦斯气体多，冲击力大，重瓦斯动作于跳闸，故障不严重，瓦斯气体少，冲击力小，轻瓦斯动作于信号。
（14）温度保护：变压器、电动机或发电机过负荷或内部短路故障，出现设备本体温度升高，超过整定值发出跳闸命令或超温报警信号。
（15）主保护：满足电力系统稳定和设备安全要求，出现故障后能以最快速度有选择性的切除被保护设备或线路的保护。
（16）后备保护：主保护或断路器拒动时，用来切除除故障的保护。主保护拒动，本电力系统或线路的另一套保护发出跳闸命令的为近后备保护。当主保护或断路器拒动由相邻（上一级）电力设备或线路的保护来切除故障的后备保护为远后备保护。
（17）辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能，或当主保护和后备保护检修退出时而增加的简单保护。
（18）互感器二次线路断线报警：电流互感器或电压互感器二次侧断线会引起保护误动作，所以在其发生断线后应发出断线信号。
（19）跳闸回路断线：断路器跳闸回路断线后，继电保护发出跳闸命令断路器也不能跳开，所以跳闸回路断线时应发出报警信号。
（20）自动重合闸：对于一些瞬时性故障（雷击、架空线闪路等）故障迅速切除后，不会发生永久性故障，此时再进行合闸，可以继续保证供电。继电保护发出跳闸命令断路器跳开后马上再发出合闸命令，称为重合闸。
重合闸一次后不允许再重合的称为一次重合闸，允许再重合一次的称为二次重合闸（一般很少使用）。有了重合闸功能之后，在发生故障后，继电保护先不考虑保护整定时间，马上进行跳闸，跳闸后，再进行重合闸，重合后故障不能切除，然后再根据继电保护整定时间进行跳闸，此种重合闸为前加速重合闸。
发生事故后继电保护先根据保护整定时间进行保护跳闸，然后进行重合闸，重合闸不成功无延时迅速发出跳闸命令，此种重合闸称为后加速重合闸。
（21）备用电源互投：两路或多路电源进线供电时，当一路断电，其供电负荷可由其它电源供电，也就是要进行电源切换，人工进行切换的称为手动互投。自动进行切换的称为自动互投。互投有利用母联断路器进行互投的（用于多路电源进行同时运行）和进线电源互投（一路电源为主供，其它路电源为热备用）等多种形式。对于不允供电电源并列运行的还应加互投闭锁。
（22）同期并列与解列：对于多电源供电的变电站或发电厂要联网或上网时必须满足同期并列条件后才能并网或上网，并网或上网有手动与自动两种。
4）变电站继电保护按被保护对象分类
（1）发电机保护
发电机保护有定子绕组相间短路，定子绕组接地，定子绕组匝间短路，发电机外部短路，对称过负荷，定子绕组过电压，励磁回路一点及两点接地，失磁故障等。出口方式为停机，解列，缩小故障影响范围和发出信号。
（2）电力变压器保护
电力变压器保护有绕组及其引出线相间短路，中性点直接接地侧单相短路，绕组匝间短路，外部短路引起的过电流，中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压、过负荷，油面降低，变压器温度升高，油箱压力升高或冷却系统故障。
（3）线路保护
线路保护根据电压等级不同，电网中性点接地方式不同，输电线路以及电缆或架空线长度不同，分别有：相间短路、单相接地短路、单相接地、过负荷等。
（4）母线保护
发电厂和重要变电所的母线应装设专用母线保护。
（5）电力电容器保护
电力电容器有电容器内部故障及其引出线短路，电容器组和断路器之间连接线短路，电容器组中某一故障电容切除后引起的过电压、电容器组过电压，所连接的母线失压。
（6）高压电动机保护
高压电动机有定子绕组相间短路、定子绕组单相接地、定子绕组过负荷、定子绕组低电压、同步电动机失步、同步电动机失磁、同步电动机出现非同步冲击电流。
6.微机保护装置
1）微机保护的优点
（1）可靠性高：一种微机保护单元可以完成多种保护与监测功能。代替了多种保护继电器和测量仪表，简化了开关柜与控制屏的接线，从而减少了相关设备的故障环节，提高了可靠性。微机保护单元采用高集成度的芯片，软件有自动检测与自动纠错功能，也有提高了保护的可靠性。
（2）精度高，速度快，功能多。测量部分数字化大大提高其精度。CPU速度提高可以使各种事件以ms来计时，软件功能的提高可以通过各种复杂的算法完成多种保护功能。
（3）灵活性大，通过软件可以很方便的改变保护与控制特性，利用逻辑判断实现各种互锁，一种类型硬件利用不同软件，可构成不同类型的保护。
（4）维护调试方便，硬件种类少，线路统一，外部接线简单，大大减少了维护工作量，保护调试与整定利用输入按键或上方计算机下传来进行，调试简单方便。
（5）经济性好，性能价格比高，由于微机保护的多功能性，使变配电站测量、控制与保护部分的综合造价降低。高可靠性与高速度，可以减少停电时间，节省人力，提高了经济效益。
2）微机保护装置的特点
微机保护装置除了具有上述微机保护的优点之外，与同类产品比较具有以下特点：
(1)品种齐全：微机保护装置，品种特别齐全，可以满足各种类型变配电站的各种设备的各种保护要求，这就给变配电站设计及计算机联网提供了很大方便。
（2）硬件采用最新的芯片提高了技术上的先进性，CPU采用80C196KB，测量为14位A/D转换，模拟量输入回路多达24路，采到的数据用DSP信号处理芯片进行处理，利用高速傅氏变换，得到基波到8次的谐波，特殊的软件自动校正，确保了测量的高精度。利用双口RAM与CPU变换数据，就构成一个多CPU系统，通信采用CAN总线。具有通信速率高（可达100MHZ，一般运行在80或60MHZ）抗干扰能力强等特点。通过键盘与液晶显示单元可以方便的进行现场观察与各种保护方式与保护参数的设定。
（3）硬件设计在供电电源，模拟量输入，开关量输入与输出，通信接口等采用了特殊的隔离与抗干扰措施，抗干扰能力强，除集中组屏外，可以直接安装于开关柜上。
（4）软件功能丰富，除完成各种测量与保护功能外，通过与上位处理计算机配合，可以完成故障录波（1秒高速故障记录与9秒故障动态记录），谐波分析与小电流接地选线等功能。
（5）可选用RS232和CAN通信方式，支持多种远动传输规约，方便与各种计算机管理系统联网。
（6）采用宽温带背景240×128大屏幕LCD液晶显示器，操作方便、显示美观。
（7）集成度高、体积小、重量轻，便于集中组屏安装和分散安装于开关柜上。
3）微机保护装置的使用范围
（1）中小型发电厂及其升压变电站。
（2）110kV/35kV/10kV区域变电站。
（3）城市10kV电网10kV开闭所
（4）用户110kV/10kV或35kV/10kV总降压站。
（5）用户10kV变配电站
4）微机保护装置的种类
（1）微机保护装置共有四大类。
（2）线路保护装置
微机线路保护装置微机电容保护装置微机方向线路保护装置
微机零序距离线路保护装置微机横差电流方向线路保护装置
（3）主设备保护装置
微机双绕组变压器差动保护装置微机三绕组变压器差动保护装置
微机变压器后备保护装置微机发电机差动保护装置微机发电机后备保护装置
微机发电机后备保护装置微机电动机差动保护装置微机电动机保护装置
微机厂（站）用变保护装置
（4）测控装置
微机遥测遥控装置微机遥信遥控装置微机遥调装置微机自动准同期装置
微机备自投装置微机PT切换装置微机脉冲电度测量装置
微机多功能变送测量装置微机解列装置
（5）管理装置单元
通信单元管理单元双机管理单元
5）微机保护装置功能
微机保护装置的通用技术要求和指标（工作环境、电源、技术参数、装置结构）以及主要功能（保护性能指标、主要保护功能、保护原理、定值与参数设定，以及外部接线端子与二次图）详见相关产品说明书。
7.220/380V低压配电系统微机监控系统
1）220/380V低压配电系统特点
（1）应用范围广，现在工业与民用用电除矿井、医疗、危险品库等外，均为220/380V，所以应用范围非常广泛。
（2）低压配电系统一般均为TN—S，或TN—C—S系统。TN—C系统为三个相线（A、B、C）与一个中性线（N），N线在变压器中性点接地或在建筑物进户处重复接地。输电线为四根线，电缆为四芯，没有保护地线（PE），少一根线。设备外壳，金属导电部分保护接地接在中性线（N）上，称为接零系统，接零系统安全性较差，对电子设备干扰大，设计规范已规定不再采用。
TN—S系统为三个相线，一个中性线（N）与一个保护地线（PE）。N线与PE线在变压器中性点集中接地或在建筑物进户线处重复接地。输电线为五根，电缆为五芯。中性线（N）与保护地线（PE）在接地点处连接在一起后，再不能有任何连接，因此中性线（N）也必须用绝缘线。中性线（N）引出后如果不用绝缘对地绝缘，或引出后又与保护地线有连接，虽然用了五根线，也为TN—C系统，这一点应特别引起注意。TN—S或TN—C—S系统安全性好，对电子设备干扰小，可以共用接地线（CPE），，采用等电位连接后安全性更好，干扰更小。所以设计规范规定除特殊场所外，均采用TN—S或TN—C—S系统。
（3）220/380V低压配电系统的保护现在仍采用低压断路器或熔断器。所以220/380V只有监控没有保护。监控包括电流、电压、电度、频率、功率、功率因数、温度等测量（遥测），开关运行状态，事故跳闸，报警与事故预告（过负荷、超温等）报警（遥信）与电动开关远方合分闸操作（遥控）等三个内容（简称三遥），而没有保护。
（4）220/380V低压配电系统一次回路一般均为单母线或单母线分段，两台以上变压器均为单母线分段，有几台变压器就分几段，这是因为用户变电站变压器一般不采用并列运行，这是为了减小短路电流，降低短路容量，否则，低压断路器的断开容量就要加大。
（5）220/380V低压配电系统进线、母联、大负荷出线与低压联络线因容量较大，一般一路（1个断路器）占用一个低压柜。根据供电负荷电流大小不同，一个低压开关柜内有两路出线（安装两个断路器），四路出线（安装四个断路器），以及五、六、八与十路出线，不象高压配电系统一个断路器占用一个开关柜。因此低压监控单元就要有用于一路、两路或多路之分，设计时要根据每个低压开关的出线回路数与低压监控单元的规格来进行设计。
（6）低压断路器除手动操作外，还可以选用电动操作。大容量低压断路器一般均有手动与电动操作，设计时应选用带遥控的低压监控单元，小容量低压断路器，设计时，大多数都选用只有手动操作的断路器，这样低压监控单元的遥控出口就可以不接线，或选用不带遥控的低压监控单元。
2）220/380V低压配电系统微机监控系统的设计
（1）220/380V低压配电系统微机监控系统首先根据一次系统及用户要求进行遥测、遥信及遥控设计。
（2）测量回路设计
A测量部分的二次接线与高压一样，电流回路串联于电压互感器二次回路，电压回路并联于电压测量回路。由于220/380V低压配电系统没有电压互感器，电压测量可以直接接到220/380V母线上，和电度表电压回路一样一般可以不加熔断器保护，但柜内接线应尽量短，有条件时最好加熔断器保护，以便于检修。
B电度测量可选用自带电源有脉冲输出的脉冲电度表，对于有计算功率与电度功能的低压监控单元，只作为内部计费时，可以不再选用脉冲电度表。
C选用有显示功能的低压监控单元，可以不再设计电流、电压表，选用不带显示功能的低压监控单元时还应设计电流或电压表，不应两种都设计。
（3）信号回路设计
设计时，低压断路器要增加一对常开接点接到低压监控单元开关状态输入端子上。有事故跳闸报警输出接点的，再将其接到低压监控单元事故预告端子上。
（4）遥控回路设计
低压监控系统的遥控设计比较简单，电动操作的低压断路器都有一对合分闸按钮，只要将低压监控单元合分闸输出端子分别并在合分闸按钮上即可，必要时，可设计一个就地与遥控操作转换开关，防止就地检修开关时，遥控操作引起事故。
（5）供电电源与通信电缆设计
低压监控单元电源为交流220V供电，耗电量一般只有几瓦，设计时将其电源由端子上引到一个220V/5A两极低压断路器上，再引到开关柜端子上，然后统一用KVV—3×1.0电缆集中引到低压柜一路小容量出线上。需要时可加一个UPS电源。
通信电缆一般距离不超过200米可选用KVV—3×1.0普通屏蔽控制电缆，超过200米时应选用屏蔽双绞线（最好选带护套型）或计算机用通信电缆。
8.变配电站综合自动化系统
1）系统组成
高压采用微机保护，低压采用监控单元，再用通信电缆将其与计算机联网之后就可以组成一个现代化变配电站管理系统——变配电站综合自动化系统。
2）变配电站综合自动化系统设计内容
A高压微机保护单元（组屏或安装在开关柜上）选型及二次图设计。
B低压微机监控单元（安装在开关柜上）选型及二次图设计。
C管理计算机（放在值班室，无人值班时可放在动力调度室）选型。
D模拟盘（放在值班室或调度室）设计。
E上位机（与工厂计算机或电力部门调度联网）联网方案设计。
F通信电缆设计（包括管理计算机与上位机）。
3）管理计算机
管理计算机可根据系统要求进行配置。
4）模拟盘
用户要求有模拟盘时，可以设计模拟盘，小系统可以用挂墙式，大系统用落地式，模拟盘尺寸根据供电系统一次图及值班室面积来决定。模拟盘采用专用控制单元，将其通信电缆引到管理计算机处。模拟盘还需要一路交流220V电源，容量只有几十瓦，设计时应与管理计算机电源一起考虑。
5）变配电站综合自动化系统主要功能
关键词：电力系统发电变电输电配电
1.10KV供电系统在电力系统中的重要位置
电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等五个环节组成的。在电力系统中，各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不可避免的。由于电力系统的特殊性，上述五个环节应是环环相扣、时时平衡、缺一不可，又几乎是在同一时间内完成的。在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。例如，当系统中的某工矿企业的设备发生短路事故时，由于短路电流的热效应和电动力效应，往往造成电气设备或电气线路的致命损坏还有可能严重到使系统的稳定运行遭到破坏；当10KV不接地系统中的某处发生一相接地时，就会造成接地相的电压降低，其他两相的电压升高，常此运行就可能使系统中的绝缘遭受损坏，也有进一步发展为事故的可能。
10KV供电系统是电力系统的一部分。它能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到企业用电的畅通，而且涉及到电力系统能否正常的运行。因此要全面地理解和执行地区电业部门的有关标准和规程以及相应的国家标准和规范。
由于10KV系统中包含着一次系统和二次系统。又由于一次系统比较简单、更为直观，在考虑和设置上较为容易；而二次系统相对较为复杂，并且二次系统包括了大量的继电保护装置、自动装置和二次回路。所谓继电保护装置就是在供电系统中用来对一次系统进行监视、测量、控制和保护，由继电器来组成的一套专门的自动装置。为了确保10KV供电系统的正常运行，必须正确的设置继电保护装置。
2.10KV系统中应配置的继电保护
按照工厂企业10KV供电系统的设计规范要求，在10KV的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置：
（1）10KV线路应配置的继电保护
10KV线路一般均应装设过电流保护。当过电流保护的时限不大于0.5s～0.7s,并没有保护配合上的要求时，可不装设电流速断保护；自重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时，应装设略带时限的电流速断保护。
（2）10KV配电变压器应配置的继电保护
1）当配电变压器容量小于400KVA时：一般采用高压熔断器保护；
2）当配电变压器容量为400～630KVA，高压侧采用断路器时，应装设过电流保护，而当过流保护时限大于0.5s时，还应装设电流速断保护；对于车间内油浸式配电变压器还应装设气体保护；
3）当配电变压器容量为800KVA及以上时，应装设过电流保护，而当过流保护时限大于0.5s时，还应装设电流速断保护；对于油浸式配电变压器还应装设气体保护；另外尚应装设温度保护。
（3）10KV分段母线应配置的继电保护
对于不并列运行的分段母线,应装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间投入，合闸后自动解除；另外应装设过电流保护。如采用的是反时限过电流保护时，其瞬动部分应解除；对于负荷等级较低的配电所可不装设保护。
3.10KV系统中继电保护的配置现状
目前，一般企业高压供电系统中均为10KV系统。除早期建设的10KV系统中，较多采用的是直流操作的定时限过电流保护和瞬时电流速断保护外，近些年来飞速建设的电网上一般均采用了环网或手车式高压开关柜，继电保护方式多为交流操作的反时限过电流保护装置。很多重要企业为双路10KV电源、高压母线分段但不联络或虽能联络但不能自动投入。在系统供电的可靠性、故障响应的灵敏性、保护动作的选择性、切除故障的快速性以及运行方式的灵活性、运行人员的熟练性上都存在着一些急待解决的问题。
二继电保护的基本概念
1.10KV供电系统的几种运行状况
（1）供电系统的正常运行
这种状况系指系统中各种设备或线路均在其额定状态下进行工作；各种信号、指示和仪表均工作在允许范围内的运行状况；
（2）供电系统的故障
这种状况系指某些设备或线路出现了危及其本身或系统的安全运行，并有可能使事态进一步扩大的运行状况；
（3）供电系统的异常运行
这种状况系指系统的正常运行遭到了破坏，但尚未构成故障时的运行状况。
2.10KV供电系统继电保护装置的任务
（1）在供电系统中运行正常时，它应能完整地、安全地监视各种设备的运行状况，为值班人员提供可靠的运行依据；
（2）如供电系统中发生故障时，它应能自动地、迅速地、有选择性地切除故障部分，保证非故障部分继续运行；
（3）当供电系统中出现异常运行工作状况时，它应能及时地、准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理；
不难看出，在10KV系统中装设继电保护装置的主要作用是通过缩小事故范围或预报事故的发生，来达到提高系统运行的可靠性，并最大限度地保证供电的安全和不间断。
可以想象，在10KV系统中利用熔断器去完成上述任务是不能满足要求的。因为熔断器的安秒特性不甚完善，熄灭高压电路中强烈电弧的能力不足，甚至有使故障进一步扩大的可能；同时还延长了停电的历时。只有采用继电保护装置才是最完美的措施。因此，在10KV系统中的继电保护装置就成了供电系统能否安全可靠运行的不可缺少的重要组成部分。
3.对继电保护装置的基本要求
对继电保护装置的基本要求有四点：即选择性、灵敏性、速动性和可靠性
（1）选择性
当供电系统中发生故障时，继电保护装置应能有选择性地将故障部分切除。也就是它应该首先断开距离故障点最近的断路器，以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。系统中的继电保护装置能满足上述要求的，就称为有选择性；否则就称为没有选择性。
主保护和后备保护：
10KV供电系统中的电气设备和线路应装设短路故障保护。短路故障保护应有主保护、后备保护，必要时可增设辅助保护。
当在系统中的同一地点或不同地点装有两套保护时，其中有一套动作比较快，而另一套动作比较慢，动作比较快的就称为主保护；而动作比较慢的就称为后备保护。即：为满足系统稳定和设备的要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护，就称为主保护；当主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护，就称为后备保护。
后备保护不应理解为次要保护，它同样是重要的。后备保护不仅可以起到当主保护应该动作而未动作时的后备，还可以起到当主保护虽已动作但最终未能达到切除故障部分的作用。除此之外，它还有另外的意义。为了使快速动作的主保护实现选择性，从而就造成了主保护不能保护线路的全长,而只能保护线路的一部分。也就是说，出现了保护的死区。这一死区就必须利用后备保护来弥补不可。
近后备和远后备：
当主保护或断路器拒动时，由相临设备或线路的保护来实现的后备称为远后备保护；由本级电气设备或线路的另一套保护实现后备的保护，就叫近后备保护；
辅助保护：
为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护，称为辅助保护。
（2）灵敏性
灵敏性系指继电保护装置对故障和异常工作状况的反映能力。在保护装置的保护范围内，不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样，保护装置均不应产生拒绝动作；但在保护区外发生故障时,又不应该产生错误动作。保护装置灵敏与否，一般用灵敏系数来衡量。保护装置的灵敏系数应根据不利的运行方式和故障类型进行计算。灵敏系数Km为被保护区发生短路时，流过保护安装处的最小短路电流Id.min与保护装置一次动作电流Idz的比值，即:
Km=Id.min/Idz
灵敏系数越高，则反映轻微故障的能力越强。各类保护装置灵敏系数的大小，根据保护装置的不同而不尽相同。对于多相保护，Idz取两相短路电流最小值Idz(2);对于10KV不接地系统的单相短路保护取单相接地电容电流最小值Ic.min;
（3）速动性
速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障。
缩短切除故障的时间，就可以减轻短路电流对电气设备的损坏程度，加快系统电压的恢复，从而为电气设备的自启动创造了有利条件，同时还提高了发电机并列运行的稳定性。
所谓故障的切除时间是指保护装置的动作时间与断路器的跳闸时间之和。由于断路器一经选定，其跳闸时间就已确定，目前我国生产的断路器跳闸时间均在0.02S以下。所以实现速动性的关键是选用的保护装置应能快速动作。
（4）可靠性
保护装置应能正确的动作，并随时处于准备状态。如不能满足可靠性的要求，保护装置反而成为了扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性，则要求保护装置的设计原理、整定计算、安装调试要正确无误；同时要求组成保护装置的各元件的质量要可靠、运行维护要得当、系统应尽可能的简化有效，以提高保护的可靠性。
4.继电保护的基本原理
（1）电力系统故障的特点
电力系统中的故障种类很多，但最为常见、危害最大的应属各种类型的短路事故。一旦出现短路故障，就会伴随其产生三大特点。即：电流将急剧增大、电压将急剧下降、电压与电流之间的相位角将发生变化。
（2）继电保护的类型
在电力系统中以上述物理量的变化为基础，利用正常运行和故障时各物理量的差别就可以构成各种不同原理和类型的继电保护装置。如：
反映电流变化的电流保护，有定时限过电流保护、反时限过电流保护、电流速断保护、过负荷保护和零序电流保护等；
反映电压变化的电压保护，有过电压保护和低电压保护；既反映电流的变化又反映电压与电流之间相位角变化的方向过电流保护；
反映电压与电流之间比值，也就是反映短路点到保护安装处阻抗的距离保护；反映输入电流与输出电流之差的差动保护，其中又分为横联差动和纵联差动保护；
用于反映系统中频率变化的周波保护；
专门用于反映变压器内部故障的气体保护（即瓦斯保护），其中又分为轻瓦斯和重瓦斯保护；
专门用于反映变压器温度变化的温度保护等。
另外，10KV系统中一般可在进线处装设电流保护；在配电变压器的高压侧装设电流保护、温度保护（油浸变压器根据其容量大小尚应考虑装设气体保护）；高压母线分段处应根据具体情况装设电流保护等。
三几种常用电流保护的分析
1.反时限过电流保护
（1）什麽是反时限过电流保护
继电保护的动作时间与短路电流的大小有关，短路电流越大，动作时间越短；短路电流越小，动作时间越长，这种保护就叫做反时限过电流保护。
（2）继电器的构成
反时限过电流保护是由GL-15(25)感应型继电器构成的。这种保护方式广泛应用于一般工矿企业中，感应型继电器兼有电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式时间继电器(作为时限元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)和电磁式中间继电器(作为出口元件)的功能，用以实现反时限过电流保护；另外，它还有电磁速断元件的功能，又能同时实现电流速断保护。采用这种继电器,就可以采用交流操作，无须装设直流屏等设备；通过一种继电器还可以完成两种保护功能(体现了继电器的多功能性)，也可以大大简化继电保护装置。但这种继电器虽外部接线简单，但内部结构十分复杂，调试比较困难；在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如电磁式继电器构成的继电保护装置。
（3）反时限过电流保护的基本原理
当供电线路发生相间短路时，感应型继电器KA1或(和)KA2达到整定的一定时限后动作，首先使其常开触点闭合，这时断路器的脱扣器YR1或(和)YR2因有KA1或(和)KA2的常闭触点分流(短路)，而无电流通过,故暂时不会动作。但接着KA1或(KA2)的常闭触点断开，因YR1或(和)YR2因“去分流”而通电动作，使断路器跳闸，同时继电器本身的信号掉牌掉下，给出信号。
在这里应予说明，在采用“去分流”跳闸的反时限过电流保护装置中，如继电器的常闭触点先断开而常开触点后闭合时，则会出现下列问题：
1）继电器在其常闭触点断开时即先失电返回，因此其常开触点不可能闭合，因此跳闸线圈也就不能通电跳闸；
2）继电器的常闭触点如先断开,CT的二次侧带负荷开路，将产生数千伏的高电压、比差角差增大、计量不准以及铁心发热有可能烧毁绝缘等，这是不允许的。
2.定时限过电流保护
（1）什麽是定时限过电流保护
继电保护的动作时间与短路电流的大小无关，时间是恒定的，时间是靠时间继电器的整定来获得的。时间继电器在一定范围内是连续可调的，这种保护方式就称为定时限过电流保护。
（2）继电器的构成
定时限过电流保护是由电磁式时间继电器(作为时限元件)、电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。它一般采用直流操作，须设置直流屏。定时限过电流保护简单可靠、完全依靠选择动作时间来获得选择性，上、下级的选择性配合比较容易、时限由时间继电器根据计算后获取的参数来整定，动作的选择性能够保证、动作的灵敏性能够满足要求、整定调试比较准确和方便。这种保护方式一般应用在10～35KV系统中比较重要的变配电所。
（3）定时限过电流保护的基本原理
10KV中性点不接地系统中，广泛采用的两相两继电器的定时限过电流保护的原理接线图。它是由两只电流互感器和两只电流继电器、一只时间继电器和一只信号继电器构成。
当被保护线路只设有一套保护，且时间继电器的容量足大时，可用时间继电器的触点去直接接通跳闸回路，而省去出口中间继电器。
当被保护线路中发生短路故障时，电流互感器的一次电流急剧增加，其二次电流随之成比例的增大。当CT的二次电流大于电流继电器的起动值时，电流继电器动作。由于两只电流继电器的触点是并联的，故当任一电流继电器的触点闭合，都能接通时间继电器的线圈回路。这时，时间继电器就按照预先整定的时间动作使其接点吸合。这样，时间继电器的触点又接通了信号继电器和出口中间继电器的线圈，使其动作。出口中间继电器的触点接通了跳闸线圈回路，从而使被保护回路的断路器跳闸切断了故障回路，保证了非故障回路的继续运行。而信号继电器的动作使信号指示牌掉下并发出警报信号。
由上不难看出，保护装置的动作时间只决定于时间继电器的预先整定的时间，而与被保护回路的短路电流大小无关，所以这种过电流保护称为定时限过电流保护。
（4）动作电流的整定计算
过流保护装置中的电流继电器动作电流的整定原则，是按照躲过被保护线路中可能出现的最大负荷电流来考虑的。也就是只有在被保护线路故障时才启动，而在最大负荷电流出现时不应动作。为此必须满足以下两个条：
1）在正常情况下，出现最大负荷电流时（即电动机的启动和自启动电流，以及用户负荷的突增和线路中出现的尖峰电流等）不应动作。即：
Idz>Ifh.max
式中Idz----过电流保护继电器的一次动作电流；
Ifh.max------最大负荷电流
2）保护装置在外部故障切除后应能可靠地返回。因为短路电流消失后，保护装置有可能出现最大负荷电流，为保证选择性，
已动作的电流继电器在这时应当返回。因此保护装置的一次返回电流If应大于最大负荷电流fh.max。即：
If>Ifh.max
因此，定时限过电流装置电流继电器的动作电流Idz.j为：
Idz.j=(Kk.Kjx/Kf.Nlh).Ifh.max
式中
Kk------可靠系数，考虑到继电器动作电流的误差和计算误差而设。一般取为1.15～1.25Kjx------由于继电器接入电流互感器二次侧的方式不同而引入的一个系数。电流互感器为三相完全星形接线和不完全星形接线时
Kjx=1；如为三角形接线和两相电流差接线时Kjx=1.732;
Kf-------返回系数，一般小于1；
Nlh------电流互感器的变比。
（5）动作时限的整定原则
为使过电流保护具有一定的选择性，各相临元件的过电流保护应具有不同的动作时间。
在线路XL-1、XL-2、XL-3的靠近电源端分别装有过电流保护装置1、2、3。当D1点发生短路时，短路电流由电源提供并流过保护装置1、2、3，当短路电流大于它们的整定值时，各套保护装置均启动。但按选择性的要求，应只由保护装置3（离故障点最近）动作于跳闸。在故障切除后，保护装置1、2返回。因此就必须使保护装置2的动作时间较保护装置1长一些；而保护装置3又要比保护装置2长一些，并依次类推，即：
t1>t2>t3
不难看出，各级保护装置的动作时限是由末端向电源端逐级增大的。也就是越靠近电源端，保护的动作时限越长，有如阶梯一样，故称为阶梯性时限特性。各级之间的时限均差一个固定的数值，称其为时限级差Dt。对于定时限过电流保护的时限级差Dt一般为0.5S;对于反时限的时限级差Dt
一般为0.7S。可是，越靠近电源端线路的阻抗越小，短路电流将越大，而保护的动作时间越长。也就是说过电流保护存在着缺陷。这种缺陷就必须由电流速断保护来弥补不可。
（6）过电流保护的保护范围
过流保护可以保护设备的全部，也可以保护线路的全长，还可以作为相临下一级线路穿越性故障的后备保护。
3.电流速断保护
（1）什麽是电流速断保护
电流速断保护是一种无时限或略带时限动作的一种电流保护。它能在最短的时间内迅速切除短路故障，减小故障持续时间，防止事故扩大。
电流速断保护又分为瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护两种。
（2）电流速断保护的构成
电流速断保护是由电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。它一般不需要时间继电器。常采用直流操作，须设置直流屏。电流速断保护简单可靠、完全依靠短路电流的大小来确定保护是否需要启动。它是按一定地点的短路电流来获得选择性动作，动作的选择性能够保证、动作的灵敏性能够满足要求、整定调试比较准确和方便。
（3）瞬时电流速断保护的整定原则和保护范围
瞬时电流速断保护与过电流保护的区别，在于它的动作电流值不是躲过最大负荷电流，而是必须大于保护范围外部短路时的最大短路电流。即按躲过被保护线路末端可能产生的三相最大短路电流来整定。从而使速断保护范围被限制在被保护线路的内部，从整定值上保证了选择性，因此可以瞬时跳闸。当在被保护线路外部发生短路时，它不会动作。所以不必考虑返回系数。由于只有当短路电流大于保护装置的动作电流时，保护装置才能动作。所以瞬时电流速断保护不能保护设备的全部，也不能保护线路的全长，而只能保护线路的一部分。对于最大运行方式下的保护范围一般能达到线路全长的50%即认为有良好的保护效果；对于在最小运行方式下的保护范围能保护线路全长的15%～20%，即可装设。保护范围以外的区域称为“死区”。因此，瞬时电流速断保护的任务是在线路始端短路时能快速地切除故障。
当线路故障时，瞬时电流速断保护动作，运行人员根据其保护范围较小这一特点,可以判断故障出在线路首端，并且靠近保护安装处；如为双电源供电线路，则由两侧的瞬时电流速断保护同时动作或同时都不动作，可判断故障在线路的中间部分。
（4）瞬时电流速断保护的基本原理
瞬时电流速断保护的原理与定时限过电流保护基本相同。只是由一只电磁式中间继电器替代了时间继电器。
中间继电器的作用有两点：其一是因电流继电器的接点容量较小，不能直接接通跳闸线圈，用以增大接点容量；其二是当被保护线路上装有熔断器时，在两相或三相避雷器同时放电时，将造成短时的相间短路。但当放完电后，线路即恢复正常，因此要求速断保护既不误动，又不影响保护的快速性。利用中间继电器的固有动作时间，就可避开避雷器的放电动作时间。
（5）略带时限的电流速断保护
瞬时电流速断保护最大的优点是动作迅速，但只能保护线路的首端。而定时限过电流保护虽能保护
线路的全长，但动作时限太长。因此，常用略带时限的电流速断保护来消除瞬时电流速断保护的“死区”。要求略带时限的电流速断保护能保护全线路。因此，它的保护范围就必然会延伸到下一段线路的始端去。这样，当下一段线路始端发生短路时，保护也会起动。为了保证选择性的要求，须使其动作时限比下一段线路的瞬时电流速断保护大一个时限级差，其动作电流也要比下一段线路瞬时电流速断保护的动作电流大一些。略带时限的电流速断保护可作为被保护线路的主保护。略带时限的电流速断保护的原理接线和定时限过电流保护的原理接线相同。
4.三段式过电流保护装置
由于瞬时电流速断保护只能保护线路的一部分，所以不能作为线路的主保护，而只能作为加速切除线路首端故障的辅助保护；略带时限的电流速断保护能保护线路的全长，可作为本线路的主保护，但不能作为下一段线路的后备保护；定时限过电流保护既可作为本级线路的后备保护（当动作时限短时，也可作为主保护，而不再装设略带时限的电流速断保护。），还可以作为相临下一级线路的后备保护，但切除故障的时限较长。
一般情况下，为了对线路进行可靠而有效的保护，也常把瞬时电流速断保护（或略带时限的电流速断保护）和定时限过电流保护相配合构成两段式电流保护。
对于第一段电流保护，究竟采用瞬时电流速断保护，还是采用略带时限的电流速断保护，可由具体情况确定。如用在线路---变压器组接线，以采用瞬时电流速断保护为佳。因在变压器高压侧故障时，切除变压器和切除线路的效果是一样的。此时，允许用线路的瞬时电流速断保护，来切除变压器高压侧的故障。也就是说，其保护范围可保护到线路全长并延伸到变压器高压侧。这时的第一段电流保护可以作为主保护；第二段一般均采用定时限过流保护作为后备保护，其保护范围含线路---变压器组的全部。
通常在被保护线路较短时，第一段电流保护均采用略带时限的电流速断保护作为主保护；第二段采用定时限过流保护作为后备保护。
在实际中还常采用三段式电流保护。就是以瞬时电流速断保护作为第一段，以加速切除线路首端的故障，用作辅助保护；以略带时限的电流速断保护作为第二段，以保护线路的全长，用作主保护；以定时限过电流保护作为第三段，以作为线路全长和相临下一级线路的后备保护。对于北京电信的10KV（含35KV）供电线路今后宜选用两段式或三段式电流保护。
因为这种保护的设置可以在相临下一级线路的保护或断路器拒动时，本级线路的定时限过流保护可以动作，起到远后备保护的作用；如本级线路的主保护（瞬时电流速断或略带时限的电流速断保护）拒动时，则本级线路的定时限过电流保护可以动作，以起到近后备的作用。
5.零序电流保护
电力系统中发电机或变压器的中性点运行方式，有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地三种方式。10KV系统采用的是中性点不接地的运行方式。
系统运行正常时，三相是对称的，三相对地间均匀分布有电容。在相电压作用下，每相都有一个超前90°的电容电流流入地中。这三个电容电流数值相等、相位相差120°，其和为零.中性点电位为零。
假设A相发生了一相金属性接地时，则A相对地电压为零，其他两相对地电压升高为线电压，三个线电压不变。这时对负荷的供电没有影响。按规程规定还可继续运行2小时，而不必切断电路。这也是采用中性点不接地的主要优点。但其他两相电压升高，线路的绝缘受到考验、有发展为两点或多点接地的可能。应及时发出信号，通知值班人员进行处理。
10KV中性点不接地系统中，当出现一相接地时，利用三相五铁心柱的电压互感器（PT)的开口三角形的开口两端有无零序电压来实现绝缘监察。它可以在PT柜上通过三块相电压表和一块线电压表（通过转换开关可观察三个线电压）看到“一低、两高、三不变”。接在开口三角形开口两端的过电压继电器动作，其常开接点接通信号继电器，并发出预告信号。采用这种装置比较简单，但不能立即发现接地点，因为只要网络中发生一相接地，则在同一电压等级的所有工矿企业的变电所母线上，均将出现零序电压，接有带绝缘监视电压互感器的电力用户都会发出预告信号。也就是说该装置没有选择性。为了查找接地点，需要电气人员按照预先制定的“拉路序位图”依次拉路查找，并随之合上未接地的回路，直到找到接地点为止。可以看出，这种方法费力、费时、安全性差，在某些情况下这样做还是不允许的。因此，这种装置存在一定的缺陷。
当网络比较复杂、出线较多、可靠性要求高，采用绝缘监察装置是不能满足运行要求时，可采用零序电流保护装置。它是利用接地故障线路零序电流较非接地故障线路零序电流大的特点构成的一种保护装置。
零序电流保护一般使用在有条件安装零序电流互感器的电缆线路或经电缆引出的架空线路上。当在电缆出线上安装零序电流互感器时，其一次侧为被保护电缆的三相导线，铁心套在电缆外，其二次侧接零序电流继电器。当正常运行或发生相间短路时，一次侧电流为零。二次侧只有因导线排列不对称而产生的不平衡电流。当发生一相接地时，零序电流反映到二次侧，并流入零序电流继电器，使其动作发出信号。在安装零序电流保护装置时，特别注意的一点是：电缆头的接地线必须穿过零序电流互感器的铁心。这是由于被保护电缆发生一相接地时，全靠穿过零序电流互感器铁心的电缆头接地线通过零序电流起作用的。否则互感器二次侧也就不能感应出电流，因而继电器也就不可能动作。
不难理解，当某一条线路上发生一相接地时，非接地线路上的零序电流为本身的零序电流。因此，为了保证动作的选择性，在整定时，保护装置的启动电流Idz应大于本线路的电容电流，即：
Idz=Kh.3Uxan.w.Co=Kh.Io
式中Idz------保护装置的启动电流；
Kh-------可靠系数，如无延时，考虑到不稳定间歇性电弧所发生的振荡涌流时，取4～5；如延时为0.5S时，则取1.5～2;
Uxan------相电压值；
Co--------被保护线路每相的对地电容；
Io--------被保护线路的总电容电流。
按上式整定后，还需校验在本线路上发生一相接地时的灵敏系数Klm,由于流经接地线路上的零序电流为全网络中非接地线路电容电流的总和，可用3Uxan.w.(CS-Co)表示，因此灵敏系数为:
Klm=3Uxan.w.(CS-Co)/Kh.3Uxan.w.Co
=(CS-Co)/Kh.Co
上式可改写成:
Klm=I0S-Io/Kh.Io
=I0S-Io/Idz
式中CS------同一电压等级网络中，各元件每相对地电容之和；
I0S------与CS
相对应的对地电容电流之和。对电缆线路取大于或等于1.25;架空线路取1.5;对于架空线路，由于没有特制的零序电流互感器，如欲安装零序电流保护，可把三相三只电流互感器的同名端并联在一起，构成零序电流过滤器，再接上零序电流继电器。其动作电流整定值中，要考虑零序电流过滤器中不平衡电流的影响。
四对北京电信10KV系统中继电保护的综合评价
1.定时限过电流保护与反时限过电流保护的配置
10KV系统中的上、下级保护之间的配合条件必须考虑周全，考虑不周或选配不当，则会造成保护的非选择性动作，使断路器越级跳闸。保护的选择性配合主要包括上、下级保护之间的电流和时限的配合两个方面。应该指出，定时限过电流保护的配合问题较易解决。由于定时限过电流保护的时限级差为0.5S，选择电网保护装置的动作时限，一般是从距电源端最远的一级保护装置开始整定的。为了缩短保护装置的动作时限，特别是缩短多级电网靠近电源端的保护装置的动作时限，其中时限级差起着决定的作用，因此希望时限级差越小越好。但为了保证各级保护装置动作的选择性,时限级差又不能太小。虽然反时限过电流保护也是按照时限的阶梯原则来整定，其时限级差一般为0.7S。而且反时限过电流保护的动作时限的选择与动作电流的大小有关。也就是说，反时限过电流保护随着短路电流与继电器动作电流的比值而变，因此整定反时限过电流保护时，所指的时间都是在某一电流值下的动作时间。还有，感应型继电器惯性较大，存在一定的误差，它的特性不近相同，新旧、型的特性也不相同。所以，在实际运行整定时，就不能单凭特性曲线作为整定的依据，还应该作必要的实测与调试。比较费力、费事。因此，反时限过电流保护时限特性的整定和配合就比定时限过电流保护装置复杂得多。通过分析可以看出，北京电信10KV新建及在建工程中，应以配置三段式或两段式定时限过电流保护、瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护为好。
2.北京电信10KV系统中高压设备的配置
目前，北京电信10KV系统中高压开关柜的配置主要有两大类：即固定式高压开关柜和手车式高压开关柜。关于固定式高压开关柜是我国解放初期自前苏联引进的老产品，柜型高大、有足够的安全距离、但防护等级低、元器件陈旧、防电击水平较低；而手车式高压开关柜是近年来引进国外技术，消化吸收研制的换代产品，体积缩小、防护等级大大提高、元器件的选用比较先进、防电击水平较高。其主要特点可归纳为：它有四室（手车室、电缆室、母线室和继电仪表室）、七车（断路器手车、隔离手车、接地手车、所用变压器手车、电压互感器手车、电压互感器和避雷器手车、避雷器和电容器手车）、三个位置（工作位置、试验位置和拖出柜外检修位置）和两个锁定（工作位置的锁定和试验位置的锁定）。它用高压一次隔离触头替代了高压隔离开关、用接地开关替代了临时接地线等。对于系统的运行安全提供了很好的条件。关于配电变压器安装于主机楼时，一般均采用了防火等级较高的干式变压器，笔者曾率先尝试采用了D/Yo-11接线组别的干式变压器（传统采用Y/Yo-12接线组别），其一次接成了D形接线，为电信部门产生的大量高次谐波提供了通路，这样就较为有效的防止了我们电信部门的用电对系统造成的谐波污染（目前电业部门正在谐波管理方面考虑采取必要的经济措施）；同时，采用了这种接线组别，使得继电保护的灵敏性有所提高。按照IEC及新的国家标准GB50054-96的要求，应逐步推广采用D/Yo-11接线组别的配电变压器。
3.关于10KV一相接地保护方式的探讨
10KV中性点不接地系统中发生一相接地时，按照传统方式是采用三相五铁心柱的JSJW-10型电压互感器作为绝缘监视。但是，当我们选用了手车式高压开关柜后，再继续安装JSJW-10已经比较困难，又由于10KV系统中的一次方案有了变化、原有的绝缘监视方案又存在着缺陷，因此较为可取的办法是采用零序电流保护装置。
1.1继电保护的概念及工作方式
我们知道，对于电力系统来说，出现故障是时常发生的，这主要取决于外界的因素干扰以及自身的内部因素，无论哪种因素，一旦使电力系统发生故障没有办法正常运行的话，将会给企业、个人带来损失，那么日常生活中我们要想到解决办法的前提是要了解出现的故障原因及没有正常运行的明显状态有哪些，当电力系统出现单相接地、两相接地、三相接地、短路等的话就是很明显的出现了故障。而如果电力系统在运行中出行超负荷、超电压、产生振荡、本身同步运行的发电机却异步运行时等，就是非正常运行状态。综上各种原因，我们就不难看出继电保护的主要作用是什么。那么继电保护的基本工作原理我们归结为，它主要是根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础构成的，一旦电力系统发生故障之后，工频电气量将会发生很大的变化，这些变化的主要特征是：
（1）电流增大的情况。当设备发生短路时，那么在出现故障的某点和电源与电源相连接的电气设备与输送电能的线路上，所产生的电流将迅速的增大，从负荷电流开始，到最后会比负荷电流大得多；
（2）电压降低的情况。一旦相间短路和接地短路发生故障的时候，将会导致电力系统之中的各个点之间的相间电压或者是相电压值迅速降低，而且距离短路点原来越近的话，其中的电压也会越来越低；
（3）电流与电压之间的相位角会发生变化。当电力系统处于正常的工作运行状态时，那么电流与电压之间的相位角与负荷的功率因数角是相等的，正常应该为20°，而如果出现三相短路时的话，电流与电压之间的相位角的大小将取决于线路的阻抗角，这个时候会为正常运行的3～4倍；
（4）测量点电压与电流之比值会产生变化。一般来说我们将测量点的电压与电流之间的比值称之为测量阻抗。那么如果系统在正常的运行状态时，测量阻抗是负荷阻抗的。如果发生金属性短路的话，线路阻抗将会取代测量阻抗，我们会看出系统故障时测量阻抗的值将会变小，相反的阻抗角将会明显增大。我们利用电路发生故障时电气量的多变性加以利用，便可形成各种原理的继电保护对。
1.2对于继电保护功能的基本要求
之所以会出现继电保护装置，主要是为了电力系统在发生故障时，继电保护装置将会运用自身的工作原理，将损失降低到最小化，使电力系统设备不损坏或者损坏的程度降低。那么我们就要求继电保护装置要具有一定的可靠性、灵敏性、及时性、速度型，还要有选择性。它自身的工作责任及工作方法将决定主要的工作状态。之所以要具有及时性，就是要求继电装置在电力系统运中出现故障时发出的信号进行感知，并及时地调整或者及时地将主要引起事故的设备进行切断。及时地对系统进行提醒、规范、预防，以减少在运行中出现故障的可能性，使电力系统处于正常运行状态。
2电力变压器继电保护实例
2.1电力变压器的主要故障种类及保护方法
2.1.1电力变压器的故障种类
我们一般可以将变压器的内部故障分为两大类：一类是油箱内故障；另一类是油箱外故障。油箱内故障有很多的原因可以导致其发生，其中包括绕组的相间短路、匝间短路、接地短路及经铁芯烧毁等原因。变压器油箱内如果发生故障的话，我们必须要引起高度重视，因为随时会发生危险，主要因为当变压器内充满了变压器油的时候，如果发生故障，那么短路电流将会使变压器油迅速地去分解气化，这个时候大量的可燃性气体（瓦斯）就会产生，那么油箱会爆炸很容易引起油箱爆，导致人员的伤亡。对于油箱外的故障主要划分为套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。电力变压器如果发生故障和非正常的运行状态，那么主要是由于外部相间短路、接地短路引起的相间过电流和零序过电流，负荷超过其额定容量引起的过负荷、油箱漏油引起的油面降低，以及过电压、过励磁等原因造成的。
2.1.2电力变压器保护方法：
（1）装设带时限的电流维护装置或者电流速断的维护；
（2）瓦斯的维护；
（3）单相接电维护；
（4）过电流维护；
（5）温度维护；
（6）其他的维护。
2.2电力变压器保护的主要配置
2.2.1电力变压器保护配置的一般要求。根据实际情况，变压器一般应装设以下的保护设备：
（1）瓦斯维护。瓦斯保护能够保护变压器油箱内的各种轻微故障，例如绕组轻微的匝间短路、铁芯烧损等；
（2）装设带时限的电流维护装置或者电流速断的维护。对于容量为6300kVA及以上的变压器、发电厂厂用变压器和并列运行的变压器、10000kVA及以上的发电厂厂用备用变压器和单独运行的变压器，应装设电流维护装置。电流速断保护用于对于容量为10000kVA以下的变压器，当后备保护的动作时限大于0.5s时，应装设电流速断保护；
（3）单相接电维护。变压器的相间短路后备保护通常采用过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护以及负序过电流保护等。发生接地故障时，变压器中性点将出现零序电流，母线将出现零序电压，变压器的接地后备保护通常都是反应这些电气量构成的；
（4）过电流维护。变压器长期过负荷运行时，绕组会因发热而受到损伤。对400kVA以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况，装设过负荷保护；
（5）温度维护。对变压器温度及油箱内压力升高和冷却系统故障，应按现行有关变压器的标准要求，专设可作用于信号或动作于跳闸的非电量保护；
（6）其他维护。高压侧电压为500kV及以上的变压器，应装设过励磁保护，在变压器允许的过励磁范围内，保护作用于信号，当过励磁超过允许值时，可动作于跳闸。
2.2.2电力变压器保护配置情况：
（1）主保护：瓦斯保护和差动保护；
（2）瓦斯保护：重瓦斯和轻瓦斯保护；
（3）差动保护：差动速断、比率差动保护、分侧差动保护；
（4）比率差动保护：二次谐波闭锁原理和波形判别闭锁原理的差动保护高压侧后备保护：复合电压（方向）过流、零序方向过流、零序过流、零序电流电压保护、非全相、过负荷、TV断线。
3结语
电气工程及其自动化是各项科技的综合应用，其包括电力电子技术、计算机技术、电机电器技术信息、网络控制技术等，为电力系统调度运行提供多方面支撑，确保地区电网工作状态的稳定性，属于一门综合实用性的技术理论。继电保护是利用有触点的继电器来保护电力系统及其元件，例如发电机、变压器、输电线路等，有效避免电气设备受到异常损坏。当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。
2继电保护系统的主要构成
电力系统是电能供应传输的关键，与继电保护系统联用共同构成安全稳定的用电环境。继电保护在电力系统中是不可缺少的部分，常作为用电安全保护平台，主要构成包括：
2.1测量部分
是测量通过被保护的电气元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”“非”性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应该启动。例如，输电线路以变压器为运转中心，对原始电能高低进行调配，按照用电区域电压承载力实施调控，通过继电测量可促进电能调配效率提高。
2.2逻辑部分
使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是应该使断路器跳闸、发出信号或是否动作及是否延时等，并将对应的指令传给执行输出部分。例如，继电保护器与配电变压器组合应用，可根据用电单位要求，严格控制配电量、电压高低，保障用户安全用电。
2.3输出部分
根据逻辑传过来的指令，最后完成保护装置所承担的任务。如在故障时动作于跳闸，不正常运行时发出信号，而在正常运行时不动作等。继电保护器按照电力控制指令要求，执行某个安全防护程序，并且将指令结果安全传输至调度中心，从而提升了继电保护控制器的工作性能。
3电气工程中的继电保护功能
人类社会正处于信息化改革阶段，信息技术应用于各个行业是发展趋势，也是继电保护技术控制的关键。继电保护是电气工程科技化改造的新方向，充分利用互联网平台优势，解决传统电力运行的不足，加快了电力系统网络层次改造进度，构建了符合现代化电力控制的安全调度模式。
3.1监控功能
电力系统安全化发展是必然趋势，继电保护系统与电源系统、配电系统等共同运行，共同参与电能资源调配运输工作，解决地区用电操作困境。监视电力系统的正常运行，当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏。
3.2调整功能
电气系统将朝着“高效、优质、安全”等方向发展，采用继电保护技术辅助网络化运行，这是电气系统优化升级的主要思路。反映电气设备的不正常工作情况，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。
3.3安全功能
实现电力系统的自动化和远程操作，以及工业生产的自动控制，均要借助继电保护技术功能，如自动重合闸、备用电源自动投入、遥控、遥测等。当系统和设备发生的故障足以损坏设备或危及电网安全时，继电保护装置能最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，如单相接地、变压器轻、重瓦斯信号、变压器温升过高等。
3.4防御功能
继电保护技术是对电气工程故障的综合防护，提前发现潜在故障风险。当前，电力系统均配备了专用监测系统，主要是对电力设备运行情况实时监控，为电网调度与控制提供真实信号。状态监测系统是多项科技的综合应用，由数字化设备参与智能调度运行，对各种电气设备或元件均起到防护作用。例如，线路电流超标会引起烧损、断电等故障，借助状态监测平台可及时防御故障发生。
4基于继电保护自动化控制系统继电保护
自动化不仅配备了专用调度中心，也增加了一系列的安全保护基础，形成相对稳定的电能分配模式。随着电力行业科技快速发展，县级电力公司要灵活应用继电保护技术作为防护，为电气工程自动化改造做好前期工作，维持电气设备工作状态的稳定性。现阶段，基于继电保护系统可组建智能保护、实时仿真、安全告警等多项保护模式，具体情况：
4.1智能保护系统
智能保护是电气工程调控新技术，借助智能系统取代人工操作，不仅保护了电力系统运行状态，对人员及设备也起到了安全防护作用。例如，电气工程中配备继电保护器与电子感应技术联用，当电气系统出现异常故障之后，第一时间发出告警信号，提醒检修人员赶往现场处理，防治故障扩大化产生的异常危害。
4.2实时仿真系统
仿真技术是对继电保护系统的模拟运行，尤其在新安装的电力系统中，借助仿真模拟平台可预测系统运行状态，正式启动前做好对应的防护措施。实时仿真由动态保护技术构成，在电气设备安装结束后执行命令。技术人员分析仿真结果，总结电力系统运行存在的漏洞，拟定针对性的保护处理方案。
4.3安全告警系统
安全告警也是电气系统防护的有效方式，采用多种保护技术维持电力系统的稳定性，利用安全防护层执行监控命令，发现系统连接设备出现故障时，立即启动告警程序。同时，对电气设备执行一级防护，确保设备在故障状态下不会二次受损，为后期检修工作争取了更多的时间，这也是继电保护技术多功能应用的表现。
5结语
【关键词】继电保护现状发展
一、继电保护发展现状
电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，因此，继电保护技术得天独厚，在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。
建国后，我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有，在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术，建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术，建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。
自50年代末，晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护，运行于葛洲坝500kV线路上，结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。
在此期间，从70年代中，基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列，逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位，这是集成电路保护时代。在这方面南京电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用，天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。
我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究，高等院校和科研院所起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用［5］，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面，东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机?变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定，投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护，西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。至此，不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。
二、继电保护的未来发展
继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
2.1计算机化
随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段：从8位单CPU结构的微机保护问世，不到5年时间就发展到多CPU结构，后又发展到总线不出模块的大模块结构，性能大大提高，得到了广泛应用。华中理工大学研制的微机保护也是从8位CPU，发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。
南京电力自动化研究院一开始就研制了16位CPU为基础的微机线路保护，已得到大面积推广，目前也在研究32位保护硬件系统。东南大学研制的微机主设备保护的硬件也经过了多次改进和提高。天津大学一开始即研制以16位多CPU为基础的微机线路保护，1988年即开始研究以32位数字信号处理器(DSP)为基础的保护、控制、测量一体化微机装置，目前已与珠海晋电自动化设备公司合作研制成一种功能齐全的32位大模块，一个模块就是一个小型计算机。采用32位微机芯片并非只着眼于精度，因为精度受A/D转换器分辨率的限制，超过16位时在转换速度和成本方面都是难以接受的；更重要的是32位微机芯片具有很高的集成度，很高的工作频率和计算速度，很大的寻址空间，丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU的寄存器、数据总线、地址总线都是32位的，具有存储器管理功能、存储器保护功能和任务转换功能，并将高速缓存(Cache)和浮点数部件都集成在CPU内。
电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期，曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差，这个设想是不现实的。现在，同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机，因此，用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟，这将是微机保护的发展方向之一。天津大学已研制成用同微机保护装置结构完全相同的一种工控机加以改造作成的继电保护装置。这种装置的优点有：(1)具有486PC机的全部功能，能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。(2)尺寸和结构与目前的微机保护装置相似，工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强，可运行于非常恶劣的工作环境，成本可接受。(3)采用STD总线或PC总线，硬件模块化，对于不同的保护可任意选用不同模块，配置灵活、容易扩展。
继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚须进行具体深入的研究。
2.2网络化
计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止，除了差动保护和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件，缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念，这在当时主要指安全自动装置。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务)，还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。显然，实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来，亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。
对于一般的非系统保护，实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多，则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间，也取得了一定的成果，但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应，必须获得更多的系统运行和故障信息，只有实现保护的计算机网络化，才能做到这一点。
对于某些保护装置实现计算机联网，也能提高保护的可靠性。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理，初步研制成功了这种装置。其原理是将传统的集中式母线保护分散成若干个(与被保护母线的回路数相同)母线保护单元，分散装设在各回路保护屏上，各保护单元用计算机网络联接起来，每个保护单元只输入本回路的电流量，将其转换成数字量后，通过计算机网络传送给其它所有回路的保护单元，各保护单元根据本回路的电流量和从计算机网络上获得的其它所有回路的电流量，进行母线差动保护的计算，如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器，将故障的母线隔离。在母线区外故障时，各保护单元都计算为外部故障均不动作。这种用计算机网络实现的分布式母线保护原理，比传统的集中式母线保护原理有较高的可靠性。因为如果一个保护单元受到干扰或计算错误而误动时，只能错误地跳开本回路，不会造成使母线整个被切除的恶性事故，这对于象三峡电站具有超高压母线的系统枢纽非常重要。
由上述可知，微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性，这是微机保护发展的必然趋势。
2.3保护、控制、测量、数据通信一体化
在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、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。
目前，为了测量、保护和控制的需要，室外变电站的所有设备，如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资，而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被保护设备旁，将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质，还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段，将来必然在电力系统中得到应用。在采用OTA和OTV的情况下，保护装置应放在距OTA和OTV最近的地方，亦即应放在被保护设备附近。OTA和OTV的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后，一方面用作保护的计算判断；另一方面作为测量量，通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置，由此一体化装置执行断路器的操作。1992年天津大学提出了保护、控制、测量、通信一体化问题，并研制了以TMS320C25数字信号处理器(DSP)为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。
2.4智能化
近年来，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，在继电保护领域应用的研究也已开始。神经网络是一种非线性映射的方法，很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题，应用神经网络方法则可迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题，距离保护很难正确作出故障位置的判别，从而造成误动或拒动；如果用神经网络方法，经过大量故障样本的训练，只要样本集中充分考虑了各种情况，则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。天津大学从1996年起进行神经网络式继电保护的研究，已取得初步成果。可以预见，人工智能技术在继电保护领域必会得到应用，以解决用常规方法难以解决的问题。
三、结束语
建国以来，我国电力系统继电保护技术经历了4个时代。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为：计算机化，网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化，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。
这里首先看一下过程管理的概念，所谓过程管理主要是把动态形式的活动相关的认识、控制和优化方面的要求进行总结，同时把资源进行充分利用，最大化调动各方面的积极性，尽力克服各方面的不利因素，只有这样才能确定获得较高的管理效果，从而达到过程管理的追求目标，可以认为是管理中的管理，是对原有管理的创新和改进。也就是在管理的结果上，进行相关管理的重新认识和把握，从定量上对于某个环节可能出现的失误进行探讨，使得管理细化，这样就可以通过相应的约束来规范行为，从而实现管人进而管事的要求。
管理过程要求我们未雨绸缪，第一次就要把事情办好，是非常适合综合自动化改造的管理方法。
2综合自动化改造问题分析
(1)较广的涉及面
电力系统构成复杂，主要包括一次主设备和二次保护、控制、调节、信号等辅助设备组成，综合自动化改造工作涉及到变电所每个间隔的一次设备和相应的二次设备。
(2)较大的工作影响范围
如果综合自动化改造工作稍有差错，就不仅仅对电力系统的运行造成严重的影响，而且国民经济和人民生活带来不可估量的损失。其中，继电保护“三误”（误碰、误接线、误整定）操作呈现出多样、易发生的特点，是保护的头号敌人
(3)改造难度大
综合改造过程中要求停电时间短，技术难度高，复杂性强，细微事情多，稍有想不到的地方都可能对电网安全运行带来威胁。
3综合自动化改造施工中的危险因素
(1)对“三措方案”、作业指导书学习体会不够，造成工作上被动。
(2)未掌握图纸、技术规范、规程制度，未完全了解现场实际情况，对停电设备间隔不知道，造成延误工期甚至出现威胁电网安全事故。
(3)拆除旧电缆时拆错线造成保护误动。
(4)机械伤人、保护误碰等在拆、搬屏柜过程中出现时应该引起注意。
(5)交流短路、直流短路接地等往往在接线过程中误接线引起，这样也应该格外注意。
(6)误投压板、调试不慎引起设备损坏，相关保护误动等需要特别注意。
4综自改造施工中过程管理思考
由于综自改造的特点分析，从整体上考虑应该强化过程管理是非常必要的，否则，轻则延误工期，重则酿成事故。做好图纸资料，材料工器具等的准备工作在改造前就显得尤为必要和关键，另外，符合现场的施工“三措”方案也应该及时制定。而在施工过程中需要注意的工作有，做好每日工作日志，交代清楚工作内容，同时对于危险点及预控措施应该提前准备，确保使用安全措施票。完备的实施细则应该在重点阶段、重点环节体现出来，另外这些措施应该体现出针对性和区别性，使得各个环节相互辅佐，从整体上保证施工安全。
4.1从施工方案反映施工总体情况
综自改造施工方案应包括施工组织措施、安全措施、技术措施，同时还包括施工工程进度安排，改造前、后的屏柜布置，施工作业指导书等内容。施工“三措”方案要尽可能详细，对现场的人员组织、危险点、预控措施、全过程技术把关等内容要全面准确。施工前对每个参加施工人员及现场运行人员进行交底，使每个人都对整个施工过程所有内容能完全掌握。
4.2从施工日志体现全过程
综自改造施工是一项面广点散的工作，如果采取工作负责人全面负责的办法，工作负责人的压力非常大，工作班成员的积极性也低，责任意识也会淡薄，从而影响施工的安全与进度。为此我们在变电站改造施工中，充分利用施工日计划和施工日志的办法解决了这一难题，并大大提高了工作效率。施工日前一天晚上就将次日的施工计划编制好，将各项工作详细分解到人，并且交代了各工作点的危险点及预控措施，做到责任到人，当日工作前逐一交待，使得工作多而不乱；施工日志则记录每日的工作完成情况、工作中存在的问题及解决措施。
4.3继电保护安全措施票-小措施大作用
尽管从某一方面来说作为进入现场工作的一张通行证的工作票具有一定作用，但是在较为复杂情况下，这样做就远远不够了。在复杂的合自动化改造施工和220kV以上保护调试工作中，当进行拆除与运行设备相关的连线过程中，往往需要处理在二次回路中接临时安全措施线，这就意味着大量繁琐而必须的步骤不能缺少。为了更好解决这个问题，同时在保证安全至上的前提下，即对工作负责的同时又对自己安全负责，就提出了继电保护安全措施票措施，具体来说，继电保护安全措施票包括编号、签发人、工作负责人、工作内容、设备状态、安全措施。每一项安全措施都要列出执行时间和恢复时间，不需要恢复的项目要在恢复栏中写明原因。在改造中通过继电保护安全措施票实施从根本上杜绝了“三误”的发生，同时也可以真正做到层层把关，责任到人，并做到有据可查，提高了保护人员工作责任心和工作态度，大大保证了施工的安全。
4.4过程管理细则化-将关键工作精细化
在综合自动化改造过程中，由于每个间隔停电时间短，涉及运行的保护屏、控制屏多，而且交叉作业多，为此针对220kV线路综自改造只有3天的时间，我们制定了施工实施细则。内容均为事先制定，现场每一分项工作负责人根据表中所列内容安排分工，每项工作完成后由工作负责人写工作完成情况汇报到总负责人，由总负责人进行把关验收每项工作的完成情况，然后再把工作中存在的问题和改进措施反馈到每一分项负责人。这样就可以把整个改造工作过程梳理清晰，现场使用简单，服务于现场负责人，起到很好的作用。
