继电保护方式(6篇)
时间：2024-02-05
时间：2024-02-05
【关键词】电力系统；继电保护；自动化
1、前言
随着科学技术的日益发展，继电保护技术也取得了一定的技术进步，但科技进步也给继电保护技术的提出了新的要求。微机继电保护的发展是近些年继电保护领域的显著成就，继电保护装置作为电网安全稳定运行的防线，确保它的正常、健康运行始终具有非常重要的意义，与此同时，智能化电网的快速发展，加上系统继电保护装置类型也是日新月异，传统的继电保护装置对于当前电网的运行特性是否适用，在电网系统安全稳定运行中还能否发挥应有作用，就逐渐形成了严肃的课题。因此电力技术人员须不断完善继电保护自动化系统。
2、继电保护自动化的概念及工作原理
一般而言，继电保护是指电力技术人员继电保护技术如何有效的遏制电力系统中可能发生的或特殊情况，有效保障其的运行效率和运行质量。继电保护自动化是指只要继电保护技术能够检测潜在问题，便会发出报警信号、跳闸命令的自动装置，甚至直接把故障部分隔离或切除的一种措施。因此，当短路或过载运行等故障发生时，应保证此装置能及时传递报警信号，并做好对系统其它设备和装置的故障范围的控制工作，甚至直接排除故障。
继电保护的继电器通常由引脚，线圈，衔铁，触点等构成。输入信号是指源于其传输系统的保护对象的信号，测量模块通过采集被保护对象的有关运行特征信号，而得到测量信号，须与整定值进行对比，比较结果被送达至逻辑模块。逻辑模块依据测量模块的比较值的大小、性质及产生的次序或以上几种参数的组合，来进行逻辑运算，其逻辑值决定动作是否进行。
在自动化的电网实际运行中，它对于发电、配电、输电等电气设备的监控，都是由传感器来完成的，并且结合网络系统来采集和整合监控数据，然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合，最后对数据进行分析。利用这些信息可对运行状况进行监测，实现对保护功能和保护定值的远程动态监控和修正。因此，这种分布式发电、交互式供电对继电保护提出了更高要求。这就要求，自动化的继电保护装置不仅要确保保护对象信息的安全，还需要关联到其它电气设备的运行信息。
在新型的自动化继电保护系统中，主要通过监控系统，讲被保护对象所有的电气量信息以及与其关联节点的其他节点的运行状况信息进行分析和决策，实时对相应继电保护装置的保护功能和保护定值进行修正、调整，确保保护装置能够适应灵活变化的情况。
3、继电保护自动化关键环节
根据继电保护的工作范围和效果进行详细的特征分类，可分为选择性、灵敏性、快速性、可靠性，这四个点是继电保护的系统能否正常运行的客观要求。
3.1灵敏性
在继电保护系统中，当电力系统发生其维护范围之内的故障时，可以通过灵敏系数有效的反应，确保系统的运行安全。
3.2可靠性
继电保护系统的可靠性是指当在规定的范围之内，系统产生了其应该动作范围内的故障时，装置不该拒绝该动作。然而不是它的动作范围内的情况时，该装置不应误动作操作。
3.3快速性
为了防止故障蔓延，减轻危害，尽可能的恢复电压。因此，当系统发生故障时，装置应保证动作迅速，及时切除故障。
3.4选择性
当系统发生故障时，为了继续给无故障部分最大限度的供电，继电保护系统的设计与运行均须在尽可能的小区间移除故障。首先从离故障点最近的断路器切除故障线路，尽可能减少停电的范围，确保系统中没有故障的部分可以正常运行。
4、新时期电力系统对继电保护自动化的影响和挑战
新时期，电力系统和我国的电网将朝着数字化、自动化、智能化的方向发展，由此也对继电保护自动化带来了影响和挑战。因此，继电保护技术也应该朝着数字化的方向发展，以适应时代的需要，包活信息传输、测量手段等等都逐步实现数字化。其次，随着智能技术的不断进步与发展，继电保护工作中的信息平台的建立，促进智能电网不断朝着网络化的方向发展。相应的继电保护技术也应该与时俱进，向网络化方向发展。智能电网的快速建设，加大了整个电网系统的压力，因此，出现故障的机率也较传统要高。因此，要进行充分的后备保护服务，提高整个保护装置的性能，确保电力系统运行的安全与稳定。
目前，在电力系统的大力发展下，针对自动化的继电保护技术，需要解决的问题主要只有：时间和数据的同步性以及继电保护的整定计算。
智能电网中的额电子式互感器是分布式的，数据采集模式也是通过单元合并的，为了保证数据采集和传输的同步，在系统中需要精确的时钟同步。
在电网继电保护整定计算中，需要考虑很多的因素，比如电网的接线方式，以及运行方式，它们会对定值计算产生很大的影响。为了合理协调保护的灵敏性、速动性、选择性和可靠性之间的关系，保证各保护达到最佳的配合状态，就要求我们对电网的各种运行方式及多种故障情况进行反复而周密的计算。
5、继电保护自动化的发展
智能化、数字化、网络化是未来智能电网继电保护技术的发展趋势，特别是保护、控制、测量、数据通信的一体化。
对于继电保护技术来说，它是对电力系统中各种电气设备进行有效检测保护的重要手段，同时，智能化、数字化、网络化等都是它的未来发展趋势，尤其是监测、测量、保护以及数据通信的一体化。但是目前对于网络整定管理技术方面，还存在一些问题，比如系统数据结构和网络结构对维护人员带来的阻力；系统的定值计算与管理系统定值分离，操作失误较大。
在继电保护智能化的应用方面，将神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。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。自适应继电也是值得发展和研究的内容，它的基本思想是使继电保护能尽可能地适应电力系统的各种变化，进一步改善保护的性能。这种新型保护原理的出现引起了人们的极大关注和兴趣，是微机保护具有生命力和不断发展的重要内容。
6、结语
科技发展飞速，继电保护技术发展的趋势将是更加计算机、网络化和智能化，将会为电力系统的保护做出更大的贡献。只要充分考虑各种情况，正确做出判别，都能发挥其独特的求解复杂问题的能力。在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下，使保护、控制、测量、数据通信一体化，并逐渐实现继电保护的智能化，是当今电力系统继电保护技术发展的主要趋势。
参考文献
【关键词】电力系统；继电保护；整定计算；改善措施
1继电保护整定计算存在的问题
利用计算机进行继电保护整定计算的步骤为：①出现故障时，用电气量来计算继电保护的整定值。②用序分量法口卅或相分量法口卅来检测计算电力系统出现故障时的电气量。为了能够让继电保护能够适应电力系统的运行方式，要按照每套继电保护对应的电力系统最大运行值作为整定计算过程中计算保护的动作值，在动作时间上必须满足严格的配合关系。在这种原则的基础上利用计算机对继电保护整定系统进行计算，发现以下几个问题：
（1）线性流程是继电保护整定计算中采用的方法，这种方法会造成多次重复计算同一个分支系数；
（2）在计算过程中，正序网断相口的开路电压会受到非全相振荡的影响，引起计算结果的误差；
（3）若继电保护整定计算按保护装置循环安排顺序，则会造成多次重复开断同一条线路。
（4）若不考虑电力系统中分布电源运行方式的变化则会造成分支系数的计算误差；
（5）在计算继电保护延时段的动作值时，若引入分支系数，会引起动作值的计算结果误差；
2解决这些问题的对策
2.1断相口开路电压计算中出现的问题及解决方案
1）在对这个问题进行了仔细的研究探讨之后，得到了以下结论：电力系统运行的路线应该被列为电力系统继电保护整定计算中的重点。因为电压参数在正序网断相口的位置开路与发电机母线运行发电机装置的电压参数等值在已经拟定好的电力系统中和等值的阻抗参数联系比较密切。开路电压参数一旦采用这种方法，虽然这种方法有它的好处所在，但在进行计算的过程中还是会出现一些问题，所以要谨慎使用，而出现这些问题的主要原因是：①电力系统的网络结构一旦发生变化，则发电机的等值电势和阻抗参数也会随着网络结构的变化而变化。②可以用暂时状态下的稳定计算来实现发电机的等值电势、阻抗参数的计算；但这种计算方法也有弊端：每操作一次网络，都需要对上次的参数做出修改和计算，加大了工作量，使工作变的繁琐。这一问题解决的关键所在是：简化整定的计算方式可以让线路两侧发电机的实时电势幅值参数保持恒定的状态，当然这种方法也有劣势，最主要的是它在工作过程中忽略了正序网相口开路的电压参数，此电压参数因受网络结构状态的影响，会让网络结构变得复杂，使计算结果出现错误。
2）解决方案：在开路的电压计算过程中，引入网络等值计算的方法，不仅可以让整定计算的结果更加准确，还能有效地保证继电保护工作的可控性。下图1.为无缘双端口网络的示意图。
图1无源双端口网络系统示意图
通过对阻抗参数的物理价值分析，发现它对整个网络系统的计算模型参数有补偿的作用。由此可见，我们可以根据下图2.用叠加原理来进行计算：
图2双端口网络阻抗参数的等值电路计算方式示意图
根据图2，可以得到自阻和互阻抗的抗参数。另外，若要推定电力系统双端口网络下的T型等值电路结构形式还可以结合电力系统外的原则，在此基础上获得与之对应的正序等值电路如下图3.，
图3正序等值电路结构示意图
2.2查找计算过程中运行方式出现的问题与解决方式
（1）运行方式查找计算存在的问题：继电保护整定计算的可以从运行方式的方面来说，其主要存在的问题可以总结归纳为以下加点：第一，电力系统在运行的过程中，继电保护整定计算无法准确地查找最不利运行方式，对于现阶段的查找方式来说，这种最不利查找方式仅能够对在线路两侧的侧母线进行查找，这种轮流式的断开方法不能保证正确的电力系统运行；第二，计算机辅助作用下的继电保护整定计算常常会出现同一线路一直重复的问题；现阶段，线性流行方式在计算机的辅助下使继电保护整定动作的整个过程中避免了所断开线路的重复性。如果继电保护整定计算在频繁的开断操作不能保证其精准性，那么也就不能保证电力系统网络结构的稳定性。
（2）解决方案：此方法在查找的过程中仍有两个问题不能解决，可以分为以下方面：首先，要框定整定结果的取值范围就要借助于计算机应用程序对开断线路状态下扰动的区域，借此作为电力系统最不利运行方式查找的辅助。继电保护系统中的扰动域在一般情况下被称为在线路开断状态下部分将会受到影响的区域。对扰动域边界及划定范围的测定是在对电力系统某条线路进行开断的操作之后，以圆心为起点，按照由内向外的方法进行短路电流参数的计算。其次，用参照开断线路的循环趋势也是对继电保护整定计算方法的一种补偿方式，此方法是运用二次组合并借助于计算机辅助来完成继电保护的整定计算，能够有效地把线路频繁开断这一问题解决。
3结束语
随着技术的不断进步，继电保护整定计算方法也运用到了高压电网系统当中，高压电网系统中以单侧电气量指标的继电保护装置得到了广泛的应用。继电保护动作其实就是一种带有明显固定动作的保护。尤为重要的一点是，上述的保护动作具有非自适应的特点，均是以离线的计算方式对继电保护中的整定参数均予以计算，相应的人员首先要做的是对电力运行系统故障状态下的电气量参数加以计算，然后作为判定继电保护整定值的参数。综上所述，文章简要说明了相关继电保护整定计算的相关问题，希望能够得到广泛的关注和重视。
参考文献：
[1]周阳红，王朝晖，黄石东.等.大型互联电网继电保护整定计算数据一体化管理系统[J].电力系统自动化，2012（03）.
关键词：35kv；继电保护；整定
1特殊天气下35kv变电站继电保护定值适应性分析
1.1线路保护弱馈适应性
冰灾期间，由于线路故障跳闸，不少35kv变电站仅剩一回出线甚至全停，造成不少线路临时变成终端线运行，出现弱馈方式。如果保护不投弱馈控制字，若线路出现纯相间故障，则全线速动保护不能动作，仅靠后备保护延时切除。如2008年1月30日16：23赣嘉i线ac相问故障，嘉定变为弱馈侧，电流消失，该线路正常为联络线，两侧均为强电源侧，未设置弱馈控制字。根据正常逻辑，线路故障后，被对侧启动发信闭锁两侧高频保护，两侧高频保护均不能出口，最后依靠赣州变相间距离ⅱ段正确动作跳三相开关，嘉定变保护不动作。
考虑到冰灾发生期间电网运行方式变化无序，线路强弱电转换频繁，依靠人工更改定值难以实时跟踪电网运行方式的变化，同时线路故障绝大部分是单相故障，出现纯相间故障的几率非常低，再加上电网遭受破坏后，系统稳定要求相对有所降低，故没必要对临时出现的终端线路更改弱馈定值。
1.2保护装置启动元件定值的适应性
根据多年来的整定计算和故障分析经验，我们在日常整定计算中，着重提高了保护装置启动元件的灵敏度，一般灵敏度高达4，相电流突变量、高频零序电流、高频负序电流定值一次值均小于或等于180a，因而对运行方式具有较高的适应性。在这次冰灾中，通过对多条线路保护装置启动元件定值的校核，不存在灵敏度不足的问题，没有对保护装置启动定值进行更改，系统出现任何故障，保护均可靠启动并迅速切除故障。
1.3零序电流保护定值的适应性
随着电网的快速发展，电网结构日趋复杂，由于零序电流受系统运行方式的影响极大，零序保护i段已难以适应电网运行方式的变化。近年来，通过对零序保护定值研究分析，在系统小方式下，近70％的保护零序i段保护范围还不足40％；如果再考虑到保护背侧元件检修的话，那么零序i段的保护范围还将进一步缩短，在相当多的情况下，零序保护i段即使在出口处故障也无法可靠启动，完全丧失了配置该段保护的意义。
为了保证电网的安全稳定运行，避免电网运行31方式频繁变化引起零序电流保护i段的超越，在35kv及以上系统配置双套主保护的前提下，从2005年开始，我们在简化35kv线路零序保护整定计算上迈开了关键的一步，即结合新建工程将35kv线路零序电流i段全部退出运行，仅保留零序ⅱ、ⅲ、ⅳ段。采用上述零序电流保护简化方案后，零序保护对电网运行方式变化适应性大为增强，这次冰灾中我们没有由于运行方式原因更改线路零序保护瞬时段定值，系统也没有因此出现保护的超越问题，效果明显。但是零序电流保护受系统运行方式影响大，零序ⅱ、ⅲ、ⅳ段仍然按照逐级配合的原则进行整定计算，由于电网结构复杂，35kv电磁环网运行，35kv线路成串成环，长短线路交替出现，运行方式灵活多变，造成零序后备保护段失配严重。
冰灾期间由于线路受损停运，引起电网运行方式灵活变化，对继电保护线路保护弱馈、保护装置启动元件、零序电流保护继电定值会出现问题，因此，在实际继电保护定值确定时要考虑到这些特殊天气情况。
2继电保护误整定分析
2007年7月5日23时40分，采石变繁采2876线路因天气阴雨，空气湿度过大，引起瓷瓶发生雾闪，线路两侧2876开关a相均跳闸，重合成功。同时，引发刘村变2868线路保护误动，2031开关单跳重合成功，2032开关跳闸。
事故发生后，通过对刘村变2868线路rcs一902a微机高频闭锁保护、微机光纤纵差保护动作报告及2031、2032开关保护面板显示信息的分析，发现高频闭锁保护、微机光纤纵差保护均起动但来动作出口，导致2868线路跳闸的唯一保护为工频变化量阻抗保护。核对定值单，工频变化量阻抗保护一次整定值为312，tv变比2200，ta变比240，折算到二次值应为0.33ω；现场检查发现rcs－902a装置内工频变化量阻抗保护定值仍为3ω，即未进行一、二次折算。从而当发生区外正方向故障时，误动跳开刘村变2868线路2031、2032开关。
3继电保护定值整定注意事项
3.1加大对弱电源自适应保护的研究
冰灾期间以及电网恢复过程中，系统运行方式变化无常，线路强弱电源变化无序，通过人工更改定值难以跟踪电网运行方式的变化，线路纵联保护有拒动的可能。为响应国家关于节能降耗的发展战略，今后将改革现行发电调度方式，开展节能发电调度，则电网和发电机组的运行方式更趋灵活，同时随着35kv电磁环网解环，将出现部分35kv线路强、弱电源频繁转换等问题，频繁地更改保护定值就是电网的不安全因数，因此应研究解决35kv线路强、弱电源转换引起保护装置自适应问题。
3.2加强继电保护管理
为了杜绝继电保护“三误”事故的发生，应加强继电保护管理。定值管理作为其中的一项重要内容，应结合电力系统发展变化，定期编制或修订系统继电保护整定方案。正常情况下各部门均应严格按照继电保护运行方案执行。现场编制继电保护定值单清册。并建立二次设备台帐。设备变更后及时更新台帐。
3.3健全沟通渠道
新设备投入时，调度部门整定专责应在新装置投运前下达调试定值单供现场调试使用，保护人员现场调试后将调试结果、调试定值单中存在的问题，书面反馈整定专责。保护整定人员认为定值符合现场要求，经生技部门认可后，调度部门下达正式定值单供现场使用。
3.4加强检验力度
在设备检修、试验、事故等情况下，涉及临时校核、调整有关保护定值时，方式人员应将方式变更情况等提前通知整定专责，整定专责依据检修申请或方式变更方案，根据一次方式变化情况和要求，进行临时定值的校核计算并反馈方式人员，调度下令通知运行人员和修试部门，由保护人员按临时定值对定值进行重整或按新定值另置区。当电网恢复正常运行方式时，由调度下令，保护人员恢复正常方式定值。
关键词配电系统继电保护整定计算
城市电网10kV配电系统是电力系统发电、变电、输电、配电和用电等五个环节的一个重要组成部分。它能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到党政机关、工矿企业、居民生活用电的畅通，而且涉及到电力系统能否正常的运行。
1城市电网10kV配电系统在电力系统中的重要位置
城市电网10kV配电系统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能完全避免的。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。为了确保城市电网10kV配电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置。
2城市电网10kV配电系统继电保护的基本类型
城市电网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。
在电力系统中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。如在城市电网10kV配电系统中应用最为广泛的是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，还有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；利用故障接地线路的电容电流大于非故障接地线路的电容电流来选择接地线路，一般均作用于发信号，在部分发达城市因电容电流较大，10kV配网系统采用中性点直接接地的运行方式，此时零序电流保护直接作用于跳闸。
3几种常用电流保护的分析
3.1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。反时限过电流保护虽外部接线简单，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。这种保护方式目前主要应用于一般用户端的进线开关处保护，不推荐使用在变电站10kV出线开关处。
3.2定时限过电流保护
3.2.1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。
3.2.2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电力系统中变配电所，作为10kV出线开关的电流保护。
3.2.3定时限过电流保护的基本原理。在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。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。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。
3.2.4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件。
(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Ifh.max，即：If>lfh.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.Kix／Kf.Nlh)。Ith.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=根号下3Kf：返回系数，一般小于1Nlh：电流互感器的变比。
3.3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。各级保护装置的动作时限是由末端向电源端逐级增大的。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。
3.4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。
4三(两)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。
目前在实际应用中，为简化保护配置及整定计算，同时对线路进行可靠而有效的保护，常把瞬时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。
【关键词】20kV配电网；接地方式；继电保护；改造策略
近年来，随着经济社会的发展和人们生活水平的提高，我国对电力的需求不断增加，在这种形势背景下，10kV配电网应用的局限性日益突出，20kV配电网在我国电力系统中的应用越来越广泛，在保证我国供电安全方面发挥着重要作用。下面，我们就对20kV配电网进行介绍，并对它的中性点接地方式和继电保护等相关问题进行分析。
一、20kV配电网应用的重大意义
在过去，10kV配电网在我国电力系统中的应用占有很大比例。但是，目前我国电力的需求不断增加，10kV配电网已经不能很好地满足现实的发展需要。面对这种状况，我国配电网正在逐渐由10kV配电网向20kV配电网过渡。在具体的应用过程中，20kV配电网的应用具有重大意义。具体来说，它的应用优势主要表现在以下几个方面。第一，提高了电力输送功率。在20kV配电网中，如果导线的截面和电流一定，配电网中的电压越高，它的输送容量也就越大，大大提高了配电网输送的功率，从而可以达到节约有色金属的目的。第二，有利于降低损耗。在电力系统中，20kV配电网的应用还可以降低损耗。具体来讲，首先有利于降低配电网功率的损耗。其次，有利于降低配电网中电压的损耗，提高电能的质量。另外还有利于降低配电网中变压器的负载损耗。总之，无论是在农村电网中还是城市电网中，20kV配电网的应用都具有很大优势。因此，今后我们要加强对10kV配电网的改造，不断推进20kV配电网的推广和应用，促进我国配电网的新发展。这里，我们主要对20kV配电网中性点的接地方式和继电保护改造问题进行分析探讨。
二、20kV配电网中性点接地方式
在配电网运行中，中性点接地方式与配电网中设备的绝缘水平和电网的经济效益有着密切关系。因此，在20kV配电网建设或者改造中，我们要选择合适的中性点接地方式，从而在保证配电网安全性和稳定性的基础上，尽可能控制配电网的造价成本。下面，我们就对一些常见的配电网中性点接地方式进行介绍。
1、中性点不接地方式
在20kV配电网中，中性点不接地这种接地方式在应用中结构比较简单，并且即使出现接地故障问题，仍旧可以继续进行供电，减少故障对供电的影响，提高供电可靠性。但是，它也存在一定的缺点，比如，这种接地方式对配电网中设备的绝缘水平要求比较高，导致设备绝缘投资增加。另外，它在使用范围上也存在一定的局限性，就目前的技术水平来看，它只能在一些农村配电网中使用，并且要求农村配电网的电容电流要低于10A，如果在一些配电网中的电容电流量较大，它就很容易引起故障，影响配电网的正常供电，甚至给配电网造成严重的经济损失。
2、中性点经消弧线圈接地方式
中性点经消弧线圈接地方式也是配电网中常见的一种接地方式，与中性点不接地方式相比，它主要应用于一些电容电流比较大的配电网，比如，我国城市配电网中多采用这种接地方式。在配电网中，这种接地方式的最大特点就是当配电网中出现单相接地故障时，它能够把一些间歇性的电弧过电压进行消除，把故障中的电流降低到最小，同时又避免了非故障相中工频的电压过高，不再引起跳闸，从而把配电网中的故障迅速消失，使配电网尽快恢复供电。由此可见，这种接地方式在保证配电网供电可靠性方面发挥着重要作用，可以在20kV配电网中推广和应用。但是，在应用过程中，与其他接地方式一样，它也存在一些缺陷。比如，这种接地方式中所使用的消弧线圈使投资增加，并且消弧装置的投资随着配电网中电容电流的增大而不断增加。另外，在接方式中使用消弧线圈，增加了配电网中故障线路的选线难度，这会在一定程度上影响恢复供电的速度。
随着经济社会的发展，配电网的接地方式也越来越多，每种接地方式各有优劣，我们要从实际情况出发，在20kV配电网建设或改造中选择最佳的接地方式，保证配电网的安全高效运行。
三、20kV配电网继电保护改造策略
在过去10kV配电网中，继电保护主要使用的是电流速断、过流定时保护以及三相一次的重合闸装置等对配电网进行保护。在20kV配电网中，它的运行情况发生了很大的变化，因此，在继电保护方面我们也要采取一些措施对其进行改造，使其能够更好地配合20kV配电网的运行。具体来讲，在20kV配电网继电保护方面，我们要对一次设备、电压和电流互感器以及二次保护装置等各个方面做出适当的调整。
1、配电网线路过电流保护的改造策略
在20kV配电网中，配电网线路承担的电流量更大。因此，我们需要加强对配电网线路过电流的保护。具体来讲，为了扩展继电保护的距离，我们可以在配电网线路的途中位置设置一个配电开关。在应用过程中，这个开关具有过电流检测的作用，它不仅不受到配电网线路中负荷变动的影响，而且还可以对配电网中的负荷电流和短路电流进行自动切断或者开放，通过对配电网线路中电流的采集和关合，从而达到扩大配电网电流保护的范围。这样一来，不仅完成了对10kV配电网继电保护的改造，使继电保护更好的满足20kV配电网的运行需要，而且对于实现配电网中的自动化具有重大意义。
2、配电网中的零序保护整定策略
在20kV配电网中，零序保护整定是继电保护中的一个关键性的问题。这里，我们主要以经电阻接地方式下的零序保护整定问题进行分析，我们选取了20kV配电网中的一个主变压器和一个出线进行讨论。
在这个保护系统中，我们采用了三段式零序电流对其进行保护，这三段分别是零序电流速断保护、零序电流限时速断保护以及零序过电流保护。其中，零序电流速断保护是一种不限时保护，不能保护线路全长只能保护全线的一部分；零序电流限时速断保护可以保护线路全长，它和零序电流速断保护共同构成本线路接地故障的主保护；而零序过电流保护则作为线路接地故障的后备保护。在具体的应用中，我们可以根据实际需要增减其中的段数。
关键词：电力系统；继电保护；现状；发展
0引言
面对经济发展速度日渐加快的现状，对于电力能源的需求也日趋加大，所以电力工程面临着负荷运转的状态，因此提高电力系统的安全性是当前要考虑的重点内容，所以继电保护装置的应用显得尤为重要。继电保护技术在保障电力系统安全性的同时还能够使故障发生的概率降低，从而提高电力系统的经济性，尤其是近年来随着单片机技术以及计算机技术等不断发展，继电保护技术也日趋成熟。笔者结合自身的实际经验针对电力系统继电保护的现状进行分析，再对未来发展做出探讨。
1电力系统继电保护的发展现状
1.1机电式继电保护阶段
在建国之后我国在电力系统继电保护方面进行了深入的探究，用了将近十年的时间就达到了发达国家大半个世纪的研究水平，经历了继电保护设计与学科从无到有的过程。比较重要的时间段是20世纪50年代时，我国的工程技术人员通过自己的刻苦钻研以及借鉴国外先进的继电保护技术，形成了符合我国自身发展的继电保护理论，并且总结了十分丰富的继电保护经验，到那时为止已经建立了既有深厚的理论支撑又有丰富经验的继电保护技术队伍，为日后国内继电保护技术的发展打下了坚实的基础。到20实际60年代时，我国已经具备完整的继电保护研究、设计以及教学等多方面的体系，迎来了继电保护的繁荣时代。
1.2晶体管式继电保护阶段
晶体管继电保护的正式开始研究在上个世纪50年代末期，晶体管大量应用于继电保护是在20世纪60代到80年之间，晶体管式继电保护得到了蓬勃的发展。标志性的事件是葛洲坝500kv线路应用的晶体管高频闭锁距离保护技术，这种技术是由天津大学与南京电力自动化设备厂合理研究的，该项技术的应用标志着我国告别了500kv线路完全依靠国外进口的状态。
1.3集成电路式继电保护阶段
随着上个世纪70年代基于集成运算放大器的集成电路研究起步，到200世纪80年代时我国的集成电路继电保护就已经形成了完整的体系，晶体管式的继电保护也逐渐被取代，这一阶段属于集成电路保护的时代。
1.4计算机式继电保护阶段
伴随着计算机技术的发展，在上个世纪70年代计算机技术已经逐渐应用于继电保护方面，许多高等院校以及研究院都很重视计算机技术在继电保护方面的应用，并且都研制出了不同原理与样式的微机保护装置。华北电力学院在1984年研制的输电线路微机保护装置在系统中获得了大范围的应用，为计算机式继电保护的发展揭开了新的篇章。到目前为止，微机线路的设备呈现原理多样化与机型多样化的趋势，它们各具特色，如今我国继电保护已经变为计算机保护时代。
2电力系统继电保护发展趋势
2.1智能化发展
随着计算机技术的突飞猛进以及计算机技术在继电保护系统领域中应用的逐渐扩展，尤其是近年来许多新型的控制原理与方法不断被应用到计算机继电保护中来，类似于人工神经网络、模糊逻辑以及专家理论等人工智能技术在电力系统的很多领域中都有应用，尤其推动了继电保护的研究向更高层次的方向发展。人工智能技术的发展为继电保护注入了新的元素，将多种人工智能技术结合，可以提高继电保护的可靠性，同时也为今后的继电保护发展指出了一个新方向。如今计算机以及通信等各种技术的快速发展也推动了继电保护技术的进步，可以预见出人工智能技术必将会广泛应用于继电保护领域之中，将常规方法难以解决的问题变得简单化。
2.2计算机化发展
计算机硬件的性能可以根据摩尔定律算出，即芯片的集成度每隔18-24个月便会翻一番，因此硬件性能是成倍增加的，而当前的芯片的价格也是逐渐降低的。另外，单片化以及功能的不断强大是当前微处理机的主要发展趋势，所以一方面片内的硬件资源得到了大幅度的扩充，另一方面，单片机与DSP芯片二者在技术上也得到了融合，所以在运算能力上得到了显著的提高。在实际的使用过程中计算机保护的正确率也要远远高于其它模式，如今继电保护装置的计算机化已经成为了不可改变的趋势。
2.3网络化发展
通过计算机网络可以实现线路保护、变压器保护等多方面功能，另外，与其它保护方式相比网络保护可以实现数据共享，另外，在母线的保护方面，由于分站保护系统采集了该站所有断路器的电流量、母线电压量，所以相比之下实现起来也更为容易。作为一种新的继电保护形式，网络式的继电保护是计算机保护技术发展的必然趋势，该模式的保护技术以通信技术、网络技术以及计算机技术为基础，主要针对省级或者市级主干网络的拓扑结构而言。
3结语：
经济的发展离不开电力系统的支持，面对经济发展的快速进行对于电力系统来说也提出了更高的要求，因此电力系统的安全性必须要得到有效的保护。继电保护技术共经历了机电式保护、晶体管式保护、集成电路式保护以及计算机式保护四个阶段，针对这四个阶段的分析对继电保护为了的发展趋势做出探究，电力系统的继电保护未来将会向着智能化、计算机化以及网络化的方向发展，面对这一形式，对于继电保护工作者来说既是机遇也是挑战。
参考文献：
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