導(dǎo)語：如何才能寫好一篇繼電保護保護原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：背景及意義；繼電保護；變壓器保護；配置；發(fā)展趨勢

一、 課題的背景及意義

繼電保護的主要任務(wù)是自動、迅速地將故障元件從系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它部分迅速恢復(fù)運行。繼電保護對電力系統(tǒng)的安全運行具有重要意義。

電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要電氣設(shè)備，隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)的規(guī)模和密集程度越來越大，其負荷也越來越大。電力變壓器的故障時有發(fā)生，尤其是大型電力變壓器，其能否正常巡行將影響整個電網(wǎng)架構(gòu)的可靠性和安全性?；诖藢﹄娏ψ儔浩鞯某Ｒ姽收虾筒徽顟B(tài)進行分析，根據(jù)變壓器的容量大小、電壓的高低及重要程度，設(shè)計合理的繼電保護裝置。

電力變壓器的內(nèi)部故障一班分為二類，油箱內(nèi)故障和油箱外故障。不正常狀態(tài)一般包括過電流、過負荷、過勵磁、油面降低或油位升高等。采取的保護配置有主保護和后備保護，主保護包括比率差動、差動速斷的差動保護和本體輕重瓦斯、有載重瓦斯、壓力釋放、冷控失電、油溫高、油位高低等的非電量保護，后備保護包括高、中、低后備保護。

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展和人民生活水平的提高，對電力系統(tǒng)運行控制的有效性提出非常高的要求，同時對電力變壓器保護提出了更高的要求。

2.我國電力變壓器繼電保護發(fā)展現(xiàn)狀

回顧我國電力系統(tǒng)的繼電保護技術(shù)發(fā)展的過程，完成了機電式、晶體管、集成電路和計算機繼電保護四個歷史剪短。60年代是我國機電式繼電保護大量使用的年代，為我國繼電保護技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。自50年代末，晶體管繼電保護已開始研究，60-80年代是晶體管繼電保護發(fā)展和廣泛使用的年代。70年代中期，基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究，80年代末產(chǎn)品形成系列，逐漸取代晶體管保護，這是集成電路保護時代。國內(nèi)微機保護的研究開始于70年代末，起步較晚，發(fā)展迅速，可以說90年代開始已進入微機保護時代。目前，在高壓線路、低壓網(wǎng)絡(luò)、各種主電氣設(shè)備如電力變壓器都有相應(yīng)的微機保護裝置在系統(tǒng)中巡行。由于我國經(jīng)濟發(fā)展不均衡，地區(qū)差異等因素，也存在多種保護方式并存的情況。

三、 電力變壓器保護中存在的問題

目前電力變壓器繼電保護裝置被廣泛應(yīng)用，自動化水平也正在不斷提高，但其仍然有不完善之處。

1、勵磁電流及涌流問題

勵磁涌流是變壓器所特有的，在變壓器空載投入電源或外部故障后電壓恢復(fù)過程中，會出現(xiàn)勵磁涌流。合閘時，變壓器鐵芯中的磁通急劇增大，使鐵芯瞬間飽和，這時出現(xiàn)數(shù)值很大的沖擊勵磁電流，可以達到變壓器額定電流的5至10倍。勵磁涌流幅值大且衰減，含有非周期分量；中小型變壓器勵磁涌流大（可達10倍以上），衰減快；大型變壓器一般不超過4-5倍，衰減慢。由于內(nèi)部磁路的關(guān)系，變壓器勵磁電流成了差動保護不平衡電流的一個來源。變壓器正常運行時，勵磁電流通常低于額定電流1，所以設(shè)定差動保護動作值可準確判斷變壓器內(nèi)部故障與外部故障。但是，電力變壓器運行條件復(fù)雜，當變壓器過勵磁運行時，勵磁電流可達到變壓器額定電流的水平，將會引起差動保護的誤動作。另外，勵磁涌流可與短路電流相比擬，勵磁涌流經(jīng)電源側(cè)，造成變壓器二測電流不平衡，導(dǎo)致差動保護誤動作。為保證變壓器差動保護正常工作，應(yīng)根據(jù)實際情況采取措施予以消除。

2、110KV變電站電力變壓器零序保護存在的問題

在有效接地系統(tǒng)中，變壓器中性點對地偏移電壓被限制在一定的水平，中性點間隙保護不會產(chǎn)生作用。配置間隙保護的目的，是為了防止非有效接地系統(tǒng)中零序電壓升高對變壓器絕緣造成的危害。只有當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，有關(guān)的中性點直接接地變壓器全部跳閘，而帶電源的中性點不接地變壓器仍保留在故障電網(wǎng)中時，放電間隙才放電，以降低對地電壓，避免對變壓器絕緣造成危害。間隙擊穿會產(chǎn)生截波，對變壓器匝間絕緣不利，因此，在單相接地故障引起零序電壓升高時，我們更希望由零序過電壓保護完成切除變壓器的任務(wù)。相反，間隙電流保護則存在一定程度的偶然性，可能因種種原因使間隙電流保護失去作用，從這個意義講，對于保護變壓器中性點絕緣而言，零序過電壓保護比間隙電流保護更重要，零序過電壓保護通常和間隙電流保護一起共同構(gòu)成變壓器中性點絕緣保護。所以僅設(shè)置間隙電流保護而沒有零序過電壓保護是不夠完善的，特別是當間歇性擊穿時，放電電流無法持續(xù)，間隙電流保護將不起作用。

3、微機保護設(shè)計中主變后背保護的探討

主變10kV側(cè)僅裝10kV復(fù)合電壓過流保護并不能滿足速動性要求。在保護整定中，三卷主變10kV側(cè)過流的時間一般整定為2.5s或3.0s，雙卷主變10kV不設(shè)過流保護，而110kV側(cè)過流時間達2.0s或2.5s?，F(xiàn)系統(tǒng)的容量越來越大，10kV側(cè)短路電流也越來越大。隨著10kV短線路不斷增加，10kV線路離變電所近區(qū)故障幾率也越來越大，由于開關(guān)拒動或保護拒動短路電流較長時間沖擊變壓器，對變壓器構(gòu)成極大威脅。

四、總結(jié)

繼電保護對電力系統(tǒng)的安全運行，起著不可替代的作用，是電力系統(tǒng)正常運行的重要保障。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，繼電保護技術(shù)呈現(xiàn)出微機化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化的發(fā)展趨勢。本文有一些論點存在局限性，未能從深度和廣度來探討，要做好繼電保護，就要對繼電保護原理和應(yīng)用有深刻的了解，及時掌握繼電保護新產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用，關(guān)注繼電保護的發(fā)展方向。

參考文獻：

[1] 楊曉敏.電力系統(tǒng)繼電保護原理及應(yīng)用.第一版.北京：中國電力出版社出版，2006.8

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【關(guān)鍵詞】 廣域繼電保護裝置 方向比較 故障位置 主線連接 關(guān)聯(lián)矩陣

電網(wǎng)構(gòu)建格局日益復(fù)雜化，整體系統(tǒng)運行方式也趨向靈活，但有關(guān)后備保護功能的調(diào)整工作確顯得步履維艱。在繼電保護動作不規(guī)范狀況下產(chǎn)生的停電事故比較頻繁。尤其在廣域電網(wǎng)開發(fā)的階段實踐過程中，要真正強化繼電保護系統(tǒng)的相關(guān)性能，就要結(jié)合各種資源力量實現(xiàn)長期研究和驗證。這種環(huán)境下的保護工作理念并不是一味地否定傳統(tǒng)保護方案的既定價值，而是利用不同部件故障信息落實準確問題判斷的技術(shù)標準，對過去的主設(shè)備和后備保護工作進行全面優(yōu)化和補充。這有助于將系統(tǒng)內(nèi)部隱患逐個清除，具體提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定效果和可靠質(zhì)量。

1 方向比較原理下廣域繼電保護裝置的結(jié)構(gòu)研究

這種保護裝置主要安置在變電站內(nèi)部，利用保護系統(tǒng)對相鄰變電站設(shè)備故障方向信息實現(xiàn)匯總和分析，實現(xiàn)智能化準確驗證。變電站配合內(nèi)部局域網(wǎng)將具體部件故障方向信息收集起來，并直接傳輸?shù)經(jīng)Q策系統(tǒng)中去；同時，相鄰變電站也會根據(jù)不同控制主體之間的廣域網(wǎng)渠道實現(xiàn)向廣域繼電保護決策中心傳輸方向信息的功能，在廣域條件下的決策設(shè)備會按照電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)對完成部件故障信息確認工作提供指導(dǎo)。這種決策引導(dǎo)設(shè)備如果將故障部件和位置方向確認無誤后，就會馬上向相關(guān)的終端執(zhí)行部門發(fā)送跳閘信號，以便提升故障部件的快速隔離動作效率。

這種集中形式的結(jié)構(gòu)設(shè)計對廣域保護決策系統(tǒng)存在著一定的依賴效果，為了盡量提升保護動作的可靠程度，杜絕保護系統(tǒng)停止運行隱患，對變電站的廣域保護決策設(shè)備最好采取冗余方式處理，加上電力專用光纖數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，關(guān)于這類保護系統(tǒng)的長期穩(wěn)定效能已經(jīng)開始有所保障。

2 具體的繼電保護措施分析

2.1 一次設(shè)備安裝技術(shù)改進

在整個廣域繼電保護系統(tǒng)中，主要管理的對象就是站內(nèi)所有一次設(shè)備和出線工作。母線保護功能與廠站主線連接模式關(guān)系比較密切，所以涉及這些設(shè)備的描述應(yīng)該具體展現(xiàn)電網(wǎng)的實際拓撲規(guī)格。為了將不同部件故障問題排查清楚，在單個斷路器和電流互感設(shè)備位置上，必須依照一定的方向標準安裝IED。目前關(guān)于虛擬母線的應(yīng)用動機就是將IED內(nèi)部關(guān)系整理透徹，接線方式包括結(jié)構(gòu)兩端和T接線兩種。

2.2 關(guān)聯(lián)矩陣的設(shè)置

為了全面研究一次設(shè)備和相關(guān)方向部件的連接關(guān)系，實際的連接處理方式包括三種類型，方向部件與一次設(shè)備實現(xiàn)直接相連，可對一次設(shè)備故障問題實現(xiàn)直接檢驗；再就是方向部件與設(shè)備之間利用某種設(shè)備實現(xiàn)間接處理，在相關(guān)方向部件信息不足的狀況下，可將對應(yīng)的設(shè)備穩(wěn)定狀況記錄明確；最后是方向部件與設(shè)備不進行連接控制，不同方向元件的具體動作現(xiàn)象也不能判斷對應(yīng)設(shè)備是否出現(xiàn)故障。在這種矩陣格局中，利用不同線路和部件處理方式，可以清晰地闡述不同設(shè)備與方向元件的連接狀況。

2.3 具體的故障定位處理

在廣域繼電保護系統(tǒng)檢測流程與內(nèi)部范圍元件啟動工作對應(yīng)的時候，會出現(xiàn)一定的延遲反應(yīng)，保護控制系統(tǒng)會按照不同方向部件和動作信息標準規(guī)定，將內(nèi)部記錄數(shù)據(jù)傳輸?shù)綇V域繼電保護終端。該系統(tǒng)通過不同元件實際輸出值的驗證，對一次設(shè)備關(guān)聯(lián)矩陣模型實現(xiàn)優(yōu)化處理，塑造合理的矩陣空間范圍。需要注意的是，在對一次設(shè)備進行賦值處理時，如果部件與設(shè)備之間存在直接相關(guān)聯(lián)系，就應(yīng)該把既定方向的設(shè)備輸出數(shù)值賦予給同在關(guān)聯(lián)矩陣空間下的對應(yīng)元素；如果元件與設(shè)備是間接控制的，就可以將設(shè)備和方向元件在關(guān)聯(lián)矩陣空間下的對應(yīng)元素直接賦予零值的處理。

3 結(jié)語

按照這種方向比較理論進行廣域繼電保護裝置的分析，主要根據(jù)站內(nèi)局域網(wǎng)絡(luò)和站間廣域網(wǎng)渠道完成不同方向元件的輸出值檢驗。在網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和不同部件安裝位置的綜合作用下，形成一定規(guī)格的關(guān)聯(lián)矩陣，為了防止保護系統(tǒng)產(chǎn)生任何技術(shù)缺陷，只要通過保護范圍下元件輸出形式的確認和數(shù)值初始化處理，就可以將矩陣必要信息提取完畢，并按照必要技術(shù)規(guī)范要求確定產(chǎn)生故障問題的具體部件?？傊?，本文具體闡述的研究手段可以對不同線路和設(shè)備問題實現(xiàn)全面排查和改進處理，并且適應(yīng)性能良好，為后期大規(guī)模的改造活動提供更加堅實的基礎(chǔ)力量。

參考文獻：

[1]湯俊.廣域后備保護多系統(tǒng)的仿真建模與實現(xiàn)[J].中國電機工程學報，2008，21（9）：66-68.

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關(guān)鍵詞：繼電保護；干擾原因；電力

中圖分類號：F407.61 文獻標識碼：A

1 繼電保護裝置正常運行的基本要求

1.1 繼電保護裝置的主要功能就是在電力系統(tǒng)的運行中遇到短路故障時，能夠及時迅速的切斷該區(qū)域的電路，從而保證該故障的出現(xiàn)不威脅整個系統(tǒng)的運行，避免更大的安全事故的發(fā)生,是一種為了保障整個電力系統(tǒng)運行而設(shè)置的裝置。

1.2 遇到電力系統(tǒng)的故障時，繼電保護裝置的反應(yīng)應(yīng)該做到快速性和選擇性，所謂快速性，就是切斷電路要及時，以免造成短路事故。所謂選擇性，即準確的判斷出應(yīng)該切斷的線路的位置，但是通常在實踐中，這兩種特性只能擇一個進行，所以，我們要根據(jù)具體的電路系統(tǒng)的不同情況選擇不同的繼電保護裝置，一般情況下，準確性的選擇要優(yōu)于速度性，但是對于電路的及時切斷也可以在一定程度上避免故障的擴散。

1.3 另外，在電力系統(tǒng)的正常運行過程中，繼電保護裝置要保持高度的靈敏度，對于運行中的各個指標的情況能夠做到隨時監(jiān)控,這樣才能在出現(xiàn)故障的第一時間做出及時且正確的反應(yīng)。

2 繼電保護的干擾因素

2.1 繼電保護裝置運行中的高頻干擾，是繼電保護中的最大干擾因素，因為變電所環(huán)境中二次回路與二次聯(lián)接設(shè)備的特殊性，易受到高頻干擾，主要為斷路器送電操作以及隔離刀閘帶電操作空母線等。如電力系統(tǒng)的隔離開關(guān)操作速度緩慢，操作時在隔離開關(guān)的兩個觸點間就會產(chǎn)生電弧閃絡(luò)，產(chǎn)生操作過大電壓，出現(xiàn)高頻電流，高頻電流通過母線時，將在母線周圍產(chǎn)生很強的電場和磁場，從而對相關(guān)二次回路和二次設(shè)備產(chǎn)生干擾，高頻電流通過接地電容設(shè)備流入地網(wǎng)，將引起地電位的升高,而地電的變化會直接通過繼電保護裝置的接地電源傳導(dǎo)給繼電保護裝置的各個工作元件，干擾各部分的運行。

2.2 繼電保護裝置運行中的輻射干擾。隨著通訊設(shè)備的發(fā)展和應(yīng)用，各種無線信號對于電力系統(tǒng)的干擾也是非常嚴重的，各種無線通訊設(shè)備的使用過程中會產(chǎn)生大量的輻射電波，嚴重干擾了回路中繼電保護裝置對于高頻電壓的感應(yīng)能力，造成錯誤判斷，導(dǎo)致運行問題,這種輻射干擾不僅會干擾系統(tǒng)的信號，嚴重的還會對繼電保護裝置的功能造成永久性傷害，所以我們要有條件的情況下為盡量在繼電保護裝置周圍設(shè)置防輻射裝置。

2.3 繼電保護裝置運行中的直流電源干擾。變電所的接地電源如果出現(xiàn)運行故障，會直接導(dǎo)致接地電源中的電流運行的混亂，進而影響繼電保護裝置的接地電源中的電流運行。當繼電保護裝置的接地電流受到影響時，會造成系統(tǒng)的功能故障，影響繼電保護裝置的判斷故障的能力，和切斷電路的執(zhí)行工作，從而導(dǎo)致電力系統(tǒng)的運行故障。

2.4 繼電保護裝置運行中的靜電放電干擾。主要是工作人員在電力系統(tǒng)的作業(yè)中的衣著不合規(guī)定造成的，因為特殊的工作服裝可以阻隔衣料摩擦產(chǎn)生的靜電，避免電荷干擾繼電保護裝置的運行。一旦工作人員在衣服上存在靜電電荷的情況下，接觸到設(shè)備，就會導(dǎo)致電荷的轉(zhuǎn)移，擾亂原電路中的電荷流動方向和順序，進而給繼電保護裝置造成功能障礙，所以靜電干擾的預(yù)防重點在于對于工作人員的管理上的加強，要嚴格操作程序，尤其是對操作過程中的服裝的要求，結(jié)合相應(yīng)的獎懲措施可以達到更好的效果，另外，要加強對于技術(shù)員的安全知識的培訓(xùn)，從觀念上杜絕這種違規(guī)操作帶來的靜電干擾。

2.5 繼電保護裝置運行中的雷擊因素干擾。雷擊對于電力系統(tǒng)的任何環(huán)節(jié)都是應(yīng)該引起足夠重視的，因為雷擊中的電流會嚴重干擾到電力系統(tǒng)的運行。表現(xiàn)在繼電保護裝置中就是，雷擊能嚴重影響變電所的一次、二次設(shè)備，當變電站的接地部件或者避雷器遭受雷擊時，雷擊波通過變電所母線進行傳播，經(jīng)避雷器實現(xiàn)入地，轉(zhuǎn)為接地電流，由于變電站的地網(wǎng)為高阻抗或者從設(shè)備到地網(wǎng)的接地線為高阻抗，電磁耦合作用會導(dǎo)致導(dǎo)線和地面之間出現(xiàn)干擾電波，導(dǎo)致繼電保護裝置誤動作或損壞靈敏設(shè)備其后果是非常嚴重的，所以，我們一定要預(yù)先根據(jù)雷擊因素的破壞性制定相關(guān)的預(yù)防措施。

3 加強電力系統(tǒng)繼電保護的方法及措施

3.1 變電所應(yīng)當采取的抗干擾措施

3.1.1 控制電纜、模擬量電纜屏蔽層兩端可靠接地，即從避免接地電源受干擾的角度來預(yù)防繼電保護裝置受到干擾的可能性。連接開關(guān)場導(dǎo)入電子設(shè)備間繼電保護裝置的電纜，應(yīng)在開關(guān)場與電子設(shè)備兩端，實施屏蔽層接地處理，增強抗干擾能力。

3.1.2 高頻電纜屏蔽層兩端接地處理，安設(shè)并行接地粗導(dǎo)線。一般的操作方法是在變電所安設(shè)100mm2粗導(dǎo)線，依次向各耦合電容進行焊接分叉，高頻電纜和粗導(dǎo)線分布相鄰，可以降低繼電保護裝置在運行中受到高頻干擾的幾率。

3.1.3 確保電流與電壓互感器二次回路一點接地，有效預(yù)防互感器一、二次線圈間的分布電容與二次回路的對地電容引發(fā)一次高壓引入二次回路，提高抗干擾水平及保障安全。

3.1.4 電纜的鋪設(shè)過程中要做到，交直流不混用電纜，強弱電不共用電纜，這樣不僅便于操作中的管理，也會防止二者間的相互干擾，或者在受到意外的電壓和電流的干擾時，造成同時的故障，這樣產(chǎn)生的后果是非常嚴重的，有可能導(dǎo)致兩股電流的運行沖撞，造成嚴重的安全事故。

3.2 繼電保護裝置的抗干擾途徑

3.2.1 微機保護裝置更適合預(yù)防電磁干擾

在變電站的改造中，如果原先的繼電保護裝置的類型為電磁型，則應(yīng)該在改造中直接改為微機型，這樣可以大大提高繼電保護裝置的抗電磁干擾的能力，因為電磁型的繼電保護裝置本身的工作原理就是要依靠電磁波的感應(yīng)來進行，這樣在運行過程中就會產(chǎn)生一定的磁場，容易受到相關(guān)的裝置的干擾和輻射，而微機型的極點保護裝置的工作原理是通過系統(tǒng)的數(shù)字化的數(shù)據(jù)控制來實現(xiàn)的，就避免了電磁型的保護裝置的干擾問題。

3.2.2 微機保護裝置的接地要嚴格按規(guī)定執(zhí)行

在微機保護裝置內(nèi)部都是電子電路，經(jīng)常受到強電場與強磁場的干擾，外殼接地進行屏蔽，對改善微機保護運行環(huán)境是有利的。微機保護可靠性方面，要在抑制干擾源與敏感回路抗干擾能力的提高上努力。

3.2.3 開展RAM自檢，判斷RAM工作狀態(tài)

由CPU向RAM輸入數(shù)據(jù)，判斷RAM工作狀態(tài)。開展EPROM檢測，得出數(shù)據(jù)存放在EPROM末尾地址，微機保護常規(guī)運行中也以同等方式對EPROM中數(shù)據(jù)開展運算，運算結(jié)果和CRC校驗碼相符則正常，反之則告警。開展E2PROM檢測，正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)自檢能在相應(yīng)區(qū)定值運算后，再與該CRC碼開展比對，以此來對E2PROM正確性開展檢測。這種抗干擾途徑較前兩者更為可靠和有效，但是缺點是造價較高，一般的小型變電所中無法使用，多用于大型的變電站中。

綜上所述，在安裝和使用繼電保護裝置的過程中，我們應(yīng)該考慮到各種干擾因素，并針對原因逐一予以解決和預(yù)防，只有這樣才能保證繼電保護裝置的正常運行，進而保障電力系統(tǒng)的正常供電，更好的服務(wù)于我國的電力系統(tǒng)的發(fā)展和用戶的安全用電。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：電動機；保護器；保護原理；應(yīng)用

一、引言

電動機是當前應(yīng)用最廣泛的動力設(shè)備，是其他機電設(shè)備的動力源泉，電動機正常的輸出是其驅(qū)動的機電設(shè)備正常工作的前提，如今已被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、交通運輸、國防等領(lǐng)域。電動機所帶的負載種類繁多，且往往是整個設(shè)備中的關(guān)鍵部分，因而確保電動機的正常運行就顯得十分重要。電動機保護器（電機保護器）是發(fā)電、供電、用電系統(tǒng)的重要器件，是跨行業(yè)、量大面廣、節(jié)能效果顯著的節(jié)能機電產(chǎn)品[1]。電動機保護器的作用是給電機全面的保護控制，在電機出現(xiàn)過流、欠流、斷相、堵轉(zhuǎn)、短路、過壓、欠壓、漏電、三相不平衡、過熱、接地、軸承磨損、定轉(zhuǎn)子偏心時、繞組老化予以報警或保護控制。如今電動機保護器幾乎滲透到所有用電領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟和節(jié)能事業(yè)中有著不可替代的重要地位和作用。

二、電動機保護器的保護原理與構(gòu)成

對電動機來說，其故障形式從機械角度可以分為繞組損壞和軸承損壞兩方面。造成繞組損壞的主要原因有：1.電動機長時間的電、熱、機械和化學作用下，繞組的絕緣老化損壞，定轉(zhuǎn)子繞組匝間短路或是對地短路。2.電網(wǎng)供電質(zhì)量差，電源電壓三相不平衡、電壓波動大、電網(wǎng)電壓波形畸變、高次諧波嚴重或者電動機斷相運行。3.電源電壓過低使得電動機啟動轉(zhuǎn)矩不夠，電動機不能順利啟動或者是在短時間內(nèi)重復(fù)啟動，電動機長時間承受過大的啟動電流導(dǎo)致電機過熱。4.因機械故障或其它原因造成電動機轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)。5.某些大型電機冷卻系統(tǒng)故障或是長時間工作在高溫高濕環(huán)境下造成電機故障。

電動機保護原理的研究是保證電動機保護器性能高低的關(guān)鍵，根據(jù)三相對稱分量法的理論，三個不對稱的向量可以唯一分解成三組對稱的向量，分別為正序分量、負序分量和零序分量。對稱分量的計算公式如下：

根據(jù)（1）式，電動機在發(fā)生對稱故障和不對稱故障時，電動機的三相電流都會發(fā)生變化。電動機故障條件流過繞組的電流過大，超過電動機的額定電流，因此可根據(jù)這一特征來對電動機過電流進行保護。電機過載、斷相、欠壓都會造成繞組電流超過額定值。電源電壓欠壓，運行電流上升的比例將等于電壓下降的比例；電機過載時，常造成堵轉(zhuǎn)，此時的運行電流會大大超過額定電流。針對以上情況，電動機保護器可通過對三相運行電流進行檢測，根據(jù)運行電流的不同性質(zhì)來確定不同的保護方式，從而對電機予以的斷電保護。電動機的故障類型分為過流保護、負序電流保護、零序電流保護、電壓保護和過熱保護等幾種。

通過對電動機保護器的保護原理分析可以看出，理想的電動機保護器應(yīng)滿足可靠、經(jīng)濟、方便等要素，具有較高的性能價格比。經(jīng)過發(fā)展和更新，如今電動機保護器一般由電流檢測電路、溫度檢測電路、基準電壓電路、邏輯處理電路、時序處理電路、啟動封鎖及復(fù)位電路、故障記錄電路、驅(qū)動電路、電動機控制電路組成。電動機保護器的構(gòu)成原理如圖l所示。

圖1 電動機保護器組成模塊和構(gòu)成原理圖

三、電動機保護器的類型及應(yīng)用分析

目前我國普遍采用的電動機保護器主要有熱繼電器、溫度繼電器和電子式電動機保護器。熱繼電器是五十年代初引進蘇聯(lián)技術(shù)開發(fā)的金屬片機械式電動機過載保護器，它在保護電動機過載方面具有反時限性能和結(jié)構(gòu)簡單的特點[2]。但存在功能少，無斷相保護，對電機發(fā)生通風不暢，掃膛、堵轉(zhuǎn)、長期過載，頻繁啟動等故障不起保護作用。這主要是因為熱繼電器動作曲線和電動機實際保護曲線不一致，失去了保護作用。且重復(fù)性能差，大電流過載或短路故障后不能再次使用，調(diào)整誤差大、易受環(huán)境溫度的影響誤動或拒動，功耗大、耗材多、性能指標落后等缺陷。溫度繼電器是采用雙金屬片制成的盤式或其他形式的繼電器，在電動機中埋入熱元件，根據(jù)電動機的溫度進行保護，但電動機容量較大時，需與電流監(jiān)測型配合使用，避免電動機堵轉(zhuǎn)時溫度急劇上升，由于測溫元件的滯后性，導(dǎo)致電動機繞組受損。溫度繼電器具有結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠，保護范圍廣泛等優(yōu)點，但動作緩慢，返回時間長，3KW以上的三角形接法電動機不宜使用。目前在電風扇、電冰箱、空調(diào)壓縮機等方面大量使用。電子式電動機保護器通過檢測三相電流值和整定電流值，采用電位器旋鈕或拔碼開關(guān)操作來實現(xiàn)對電動機的保護，電路一般采用模擬式，采用反時限或定時限工作特性。

除了上述三種常見的電動機保護器，磁場溫度檢測型繼電器和智能型電動機保護器也在電動機故障保護中得到普遍應(yīng)用。磁場溫度檢測型保護器通過在電動機中埋入磁場檢測線圈和溫度探頭，根據(jù)電動機內(nèi)部旋轉(zhuǎn)磁場的變化和溫度的變化進行保護，主要功能包括過載、堵轉(zhuǎn)、缺相、過熱保護和磨損監(jiān)測，保護功能完善，缺點是需在電動機內(nèi)部安裝磁場檢測線圈和溫度傳感器。智能型電動機保護器能實現(xiàn)電動機智能化綜合保護，集保護、測量、通訊、顯示為一體。整定電流采用數(shù)字設(shè)定，通過操作面板按鈕來操作，用戶可以根據(jù)自己實際使用要求和保護情況在現(xiàn)場自行對各種參數(shù)修正設(shè)定，采用數(shù)碼管作為顯示窗口，或采用大屏幕液晶顯示，能支持多種通訊協(xié)議，目前高壓電動機保護均采用智能型

四、電動機保護器應(yīng)用選擇原則

選用電動機保護裝置的目的，既能使電動機充分發(fā)揮過載能力，又能免于損壞，而且還能提高電力拖動系統(tǒng)的可靠性和生產(chǎn)的連續(xù)性。合理選用電機保護裝置，既能充分發(fā)揮電機的過載能力，又能免于損壞，從而提高電力拖動系統(tǒng)的可靠性和生產(chǎn)的連續(xù)性。具體的功能選擇應(yīng)綜合考慮電機的本身的價值、負載類型、使用環(huán)境、電機主體設(shè)備的重要程度、電機退出運行是否對生產(chǎn)系統(tǒng)造成嚴重影響等因素，力爭做到經(jīng)濟合理。在能滿足保護要求的情況下首先考慮最簡單保護裝置，當簡單的保護裝置不能滿足要求時，或?qū)ΡＷo功能和特性提出更高要求時，才考慮應(yīng)用復(fù)雜的保護裝置，做到經(jīng)濟性和可靠性的統(tǒng)一。

五、結(jié)束語

如今電動機保護器已發(fā)展到了微電子智能型時代，電動機保護器也朝著多元化方向發(fā)展。這就需要我們的工作人員在選型時應(yīng)充分考慮電動機保護實際需求，超前、準確、及時地判斷電動機的故障，合理選擇保護功能和保護方式，實現(xiàn)對電動機的良好保護，達到提高設(shè)備運行可靠性，減少非計劃停車，減少事故損失的目的。

參考文獻

篇5

[關(guān)鍵詞]電力系統(tǒng)；繼電保護不穩(wěn)定；原因；事故處理；方法

中圖分類號：F407.6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）36-0080-01

引言

第二次工業(yè)革命后，電力融入人們的日常生產(chǎn)、生活中，電力系統(tǒng)在當今社會扮演者日益重要的角色，一旦電力系統(tǒng)發(fā)生問題就會影響大家的正常生活，電力系統(tǒng)的繼電保護工作時電力系統(tǒng)正常工作的重要保證，電力系統(tǒng)的繼電保護工作的目的在于及時地將電力系統(tǒng)的故障或異常情況從其從屬的電力系統(tǒng)中切除，防止其影響整個電力系統(tǒng)正常工作。建立現(xiàn)代化的智能型電力系統(tǒng)是電力工作的主要目標，而智能型電力系統(tǒng)需要新型的結(jié)構(gòu)與設(shè)備，以此來確保整個電力系統(tǒng)的功能。繼電保護是建立智能型電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，對電力系統(tǒng)安全和功能具有保護和維護的功能，由于繼電保護設(shè)備和智能電力系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性，受到外部影響和干擾出現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護的不穩(wěn)定與故障就成為客觀實際。應(yīng)該站在建設(shè)現(xiàn)代化電力系統(tǒng)的高度去看待電力系統(tǒng)繼電保護的穩(wěn)定問題，要重視電力系統(tǒng)繼電保護的功能和意義，分析電力系統(tǒng)繼電保護不穩(wěn)定的內(nèi)在原因，通過正確處理、規(guī)范操作達到提升電力系統(tǒng)繼電保護穩(wěn)定性的目的，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)繼電保護事故準確而高效的處理，從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護對建設(shè)智能型電力系統(tǒng)的功能與作用。

一、使電力系統(tǒng)繼電保護不穩(wěn)定的因素

（一）電力系統(tǒng)繼電保護系統(tǒng)軟件的影響

如果電力系統(tǒng)中繼電保護系統(tǒng)軟件出現(xiàn)問題，可能導(dǎo)致錯誤地發(fā)動電力系統(tǒng)的保護裝置，就我國當下的電力系統(tǒng)狀況分析來看，需求定義不準確、軟件運行錯誤、軟件測試出現(xiàn)問題都會導(dǎo)致繼電保護不穩(wěn)定。

（二）繼電保護系統(tǒng)的硬件裝置問題

通過對繼電保護系統(tǒng)的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)很多繼電保護系統(tǒng)的二次回路存在絕緣老化的現(xiàn)象，這會導(dǎo)致二次回路接地，進而造成繼電保護系統(tǒng)故障。斷電路是繼電保護系統(tǒng)的重要元件之一，斷電路的質(zhì)量直接與繼電保護系統(tǒng)的正常運行密切相關(guān)。

（三）人為因素

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，安裝人員沒有按照正確的安裝方法來進行繼電保護系統(tǒng)安裝工作會導(dǎo)致電力系統(tǒng)繼電保護不穩(wěn)定，而且此類事件在繼電保護系統(tǒng)故障中占有一定比例。

二、對繼電保護運行操作的準確性進行提高

繼電保護運行人員必須首先進行繼電保護原理和二次圖紙的學習，然后對繼電保護進行核對、并對現(xiàn)場二次回路端子、繼電器信號吊牌壓板等部件進行熟悉，對兩票進行嚴格的控制，并實施安全保護措施票，在運行過程中嚴格按照繼電保護的運行規(guī)程進行操作。在進行繼電保護中，每一次的投入和退出都必須嚴格按照設(shè)備調(diào)度范圍的劃分在征得調(diào)度同意的前提下，才能進行調(diào)度。為了確保繼電保護制度的各項標志均符合規(guī)范，必須對其進行嚴格的監(jiān)管。

在特殊情況下對繼電保護進行保護操作，運行人員主要是以通過培訓(xùn)的方式來進行繼電保護知識的掌握的。如果在繼電保護運行中發(fā)現(xiàn)有異常或者存在缺陷的時候，除了對其加強監(jiān)管以外，還要對能加強誤動的保護必須聯(lián)系繼電保護人員進行異常情況的處理。如果出現(xiàn)下列異常情況必須及時退出。

（一）母差保護

如果繼電保護發(fā)出“母差交流斷線”、“母茶直流電壓消失”此種信號的時候，母差不平衡電流不為零的時候，無專用旁路母線的母聯(lián)開關(guān)串代線路操作及恢復(fù)倒閘操作中。在此類母差保護情況中，都必須進行斷電處理。

（二）高頻保護

定期通道試驗參數(shù)不符合數(shù)據(jù)要求的時候，直流電源突然斷電的時候。在此類高頻保護情況中，也必須進行斷電處理。

（三）距離保護

如果采用的是PT退出運行或者三相電壓斷線時，在正常情況下助磁電流不符合要求的時候。在上述此種距離保護的情況下，都必須對其進行斷電處理。

（四）微機保護

如果繼電保護的總警燈亮同時另有一個保護警告燈亮的手，應(yīng)該退出相應(yīng)的保護。如果繼電保護的CPU出現(xiàn)故障，應(yīng)該退出相應(yīng)的繼電保護。所有警燈均不亮，并且電源指示燈也熄滅的情況下，說明直流電源消失，應(yīng)該將出口壓板退出，在直流電源恢復(fù)供電后再進行繼電保護。

三、提高繼電保護的可靠性的措施

提高繼電保護應(yīng)該主要應(yīng)該從以下幾個方面入手：

（一） 選用質(zhì)量可靠的繼電保護裝置。

（二） 采用有效措施對晶體管保護的抗干擾能力進行加強。

（三） 在晶體管保護裝置的設(shè)計中應(yīng)該充分考錄實際情況。

（四） 繼電保護人員必須不斷提高職業(yè)素養(yǎng)。

（五） 定期對保護裝置進行檢查。

（六）保護繼電宮殿系統(tǒng)地穩(wěn)定性。

四、繼電保護事故處理的方法

（一）分析利用計算機提供的故障信息

根據(jù)我國當下的電力系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)的發(fā)展狀況，經(jīng)常發(fā)生的事故都是容易處理的，只有少數(shù)故障是根據(jù)技術(shù)人員的修理經(jīng)驗難以解決的，就需要利用計算機等方法來進行故障信息的分析工作，并嚴格按照正確的方法和步驟進行操作，具體步驟如下：

1、正確分析認為因素造成的事故

由于某些繼電保護系統(tǒng)的特性，會導(dǎo)致當發(fā)生事故后沒發(fā)出指示信號，技術(shù)人員無法判斷事故發(fā)生的原因，這就需要相關(guān)工作人員重視對繼電保護系統(tǒng)檢查工作，如實反映由人為因素造成的事故，以節(jié)約技術(shù)人員的時間，提高修理效率。

2、充分利用計算機來進行記錄工作

在進行電力系統(tǒng)的繼電保護工作時，需要安裝專業(yè)的計算機裝備，用于記錄繼電保護系統(tǒng)日常的工作狀態(tài)，以便系統(tǒng)發(fā)生故障后能夠及時地根據(jù)計算機的記錄來分析故障的發(fā)生位置，并根據(jù)故障來采取相關(guān)解決措施。

（二）用正確的檢查方法來進行繼電保護系統(tǒng)的檢查工作

1、逆序檢查法

當根據(jù)計算機記錄的數(shù)據(jù)不能及時地找出故障的發(fā)生位置時，就需要從事故發(fā)生的結(jié)果來進行逆向、逐一檢查，直至找到故障發(fā)生的位置，該方法一般適用于保護裝置發(fā)生誤動的狀況。

2、順序檢查法

該檢查方法是用于逐一檢查的方法來進行故障位置的檢查工作，但是該方法要求必須按照正確的方法進行，當計算機出現(xiàn)故障時，導(dǎo)致保護裝置不能正常啟動或者保護裝置的運行邏輯出現(xiàn)問題時，通常采用順序檢查法會提高檢查效率。

3、整組試驗法

該方法一般用于檢測繼電保護系統(tǒng)是否能夠正常工作，確保保護裝置的動作邏輯和動作時間正確，能夠在較短的時間內(nèi)檢測出故障的發(fā)生位置，進而與其他方式結(jié)合找到合適的解決辦法。

結(jié)語

隨著時代的進步，我國科學技術(shù)發(fā)展水平不斷提高，電力系統(tǒng)和計算機技術(shù)的發(fā)展水平日益提高，繼電保護系統(tǒng)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，由于科學技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致多種科學技術(shù)能夠應(yīng)用到機電保護系統(tǒng)發(fā)展中。

參考文獻

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篇6

關(guān)鍵詞：變壓器；縱差保護；不平衡電流；穩(wěn)態(tài)；暫態(tài)

Transformer differential protection principle and the unbalanced current analysis and overcoming method

Huang Shengbin

Abstract: in this paper the transformer longitudinal differential protection based on the basic principle of longitudinal differential protection, the unbalanced current were analyzed, and put forward the transformer longitudinal differential protection of unbalance current in overcoming methods.

Keywords: transformer;Longitudinal differential protection;Unbalance current;Steady-state；Transient

引言

縱差保護是發(fā)電機、變壓器、輸電線路的主保護之一，應(yīng)用非常廣泛，尤其在變壓器保護上運用較為成功。變壓器的縱差動保護用來反應(yīng)變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路故障，是變壓器的主保護。變壓器縱差動保護的基本工作原理與線路的縱差動保護相同，是通過比較變壓器各側(cè)電流的大小和相位而構(gòu)成的保護。它具有靈敏度高、選擇性好的優(yōu)點，但是變壓器縱差保護一直存在不平衡電流難以鑒定的問題，雖然已經(jīng)有幾種較為有效的閉鎖方案，又因為超高壓輸電線路長度的增加、靜止無功補償容量的增大以及變壓器硅鋼片工藝的改進、磁化特性的改善等因素，變壓器縱差保護的固有原理性矛盾更加突出。本文從變壓器縱差保護構(gòu)成原理和不平衡電流產(chǎn)生的原因與克服方法方面對這個問題進行了分析探討。

一、變壓器縱差保護基本原理

縱差保護在發(fā)電機上的應(yīng)用比較簡單，但是作為變壓器內(nèi)部故障的主保護，縱差保護將有許多特點和困難。變壓器具有兩個或更多個電壓等級，構(gòu)成縱差保護所用電流互感器的額定參數(shù)各不相同，由此產(chǎn)生的縱差保護不平衡電流將比發(fā)電機的大得多，縱差保護是利用比較被保護元件各端電流的幅值和相位的原理構(gòu)成的，根據(jù)KCL基本定理，當被保護設(shè)備無故障時恒有各流入電流之和必等于各流出電流之和。

當被保護設(shè)備內(nèi)部本身發(fā)生故障時，短路點成為一個新的端子，此時電流大于0，但是實際上在外部發(fā)生短路時還存在一個不平衡電流。事實上，外部發(fā)生短路故障時，因為外部短路電流大，非凡是暫態(tài)過程中含有非周期分量電流，使電流互感器的勵磁電流急劇增大，而呈飽和狀態(tài)使得變壓器兩側(cè)互感器的傳變特性很難保持一致，而出現(xiàn)較大的不平衡電流。因此采用帶制動特性的原理，外部短路電流越大，制動電流也越大，繼電器能夠可靠制動。

另外，由于縱差保護的構(gòu)成原理是基于比較變壓器各側(cè)電流的大小和相位，受變壓器各側(cè)電流互感器以及諸多因素影響，變壓器在正常運行和外部故障時，其動差保護回路中有不平衡電流，使縱差保護處于不利的工作條件下。為保證變壓器縱差保護的正確靈敏動作，必須對其回路中的不平衡電流進行分析，找出產(chǎn)生的原因，采取措施予以消除。

二、縱差保護不平衡電流分析

1、穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流

變壓器在正常運行時縱差保護回路中不平衡電流主要是由電流互感器、變壓器接線方式及變壓器帶負荷調(diào)壓引起。

由電流互感器計算變比與實際變比不同而產(chǎn)生。正常運行時變壓器各側(cè)電流的大小是不相等的。為了滿足正常運行或外部短路時流入繼電器差動回路的電流為零，則應(yīng)使高、低壓兩側(cè)流入繼電器的電流相等，即高、低側(cè)電流互感器變比的比值應(yīng)等于變壓器的變比。但是，實際上由于電流互感器的變比都是根據(jù)產(chǎn)品目錄選取的標準變比，而變壓器的變比是一定的，因此上述條件是不能得到滿足的，因而會產(chǎn)生不平衡電流。

由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生。變壓器經(jīng)常采用兩側(cè)電流的相位相差30°的接線方式。此時，假如兩側(cè)的電流互感器仍采用通常的接線方式，則二次電流由于相位不同，也會在縱差保護回路產(chǎn)生不平衡電流。

由變壓器帶負荷調(diào)整分接頭產(chǎn)生。在電力系統(tǒng)中，經(jīng)常采用有載調(diào)壓變壓器，在變壓器帶負荷運行時利用改變變壓器的分接頭位置來調(diào)整系統(tǒng)的運行電壓。改變變壓器的分接頭位置，實際上就是改變變壓器的變化。假如縱差保護已經(jīng)按某一運行方式下的變壓器變比調(diào)整好，則當變壓器帶負荷調(diào)壓時，其變比會改變，此時，縱差保護就得重新進行調(diào)整才能滿足要求，但這在運行中是不可能的。因此，變壓器分接頭位置的改變，就會在差動繼電器中產(chǎn)生不平衡電流，它與電壓調(diào)節(jié)范圍有關(guān)，也隨一次電流的增大而增大。

2、暫態(tài)情況下的不平衡電流

1由變壓器勵磁涌流產(chǎn)生

變壓器的勵磁電流僅流經(jīng)變壓器接通電源的某一側(cè)，對差動回路來說，勵磁電流的存在就相當于變壓器內(nèi)部故障時的短路電流。因此，它必然給縱差保護的正確工作帶來不利影響。正常情況下，變壓器的勵磁電流很小，故縱差保護回路的不平衡電流也很小。在外部短路時，由于系統(tǒng)電壓降低，勵磁電流也將減小。因此，在正常運行和外部短路時勵磁電流對縱差保護的影響經(jīng)常可忽略不計。但是，在電壓忽然增加的非凡情況下，比如變壓器在空載投入和外部故障切除后恢復(fù)供電的情況下，則可能出現(xiàn)很大的勵磁電流，這種暫態(tài)過程中出現(xiàn)的變壓器勵磁電流通常稱勵磁涌流。

2由變壓器外部故障暫態(tài)穿越性短路電流產(chǎn)生

縱差保護是瞬動保護，它是在一次系統(tǒng)短路暫態(tài)過程中發(fā)出跳閘脈沖。因此，必須考慮外部故障暫態(tài)過程的不平衡電流對它的影響。在變壓器外部故障的暫態(tài)過程中，一次系統(tǒng)的短路電流含有非周期分量，它對時間的變化率很小，很難變換到二次側(cè)，而主要成為互感器的勵磁電流，從而使互感器的鐵心更加飽和。

三、變壓器縱差保護中不平衡電流的克服方法

從上面的分析可知，構(gòu)成縱差保護時，如不采取適當?shù)拇胧?，流入差動繼電器的不平衡電流將很大，按躲開變壓器外部故障時出現(xiàn)的最大不平衡電流整定的縱差保護定值也將很大，保護的靈敏度會很低。若再考慮勵磁涌流的影響，保護將無法工作。因此，如何克服不平衡電流，并消除它對保護的影響，提高保護的靈敏度，就成為縱差保護的中心問題。

1、由電流互感器變比產(chǎn)生的不平衡電流的克服方法

對于由電流互感器計算變比與實際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流可采用2種方法來克服：一是采用自耦變流器進行補償。通常在變壓器一側(cè)電流互感器裝設(shè)自耦變流器，將LH輸出端接到變流器的輸入端，當改變自耦變流器的變比時，可以使變流器的輸出電流等于未裝設(shè)變流器的LH的二次電流，從而使流入差動繼電器的電流為零或接近為零。二是利用中間變流器的平衡線圈進行磁補償。通常在中間變流器的鐵心上繞有主線圈即差動線圈，接入差動電流，另外還繞一個平衡線圈和一個二次線圈，接入二次電流較小的一側(cè)。適當選擇平衡線圈的匝數(shù)，使平衡線圈產(chǎn)生的磁勢能完全抵消差動線圈產(chǎn)生的磁勢，則在二次線圈里就不會感應(yīng)電勢，因而差動繼電器中也沒有電流流過。采用這種方法時，按公式計算出的平衡線圈的匝數(shù)一般不是整數(shù)，但實際上平衡線圈只能按整數(shù)進行選擇，因此還會有一殘余的不平衡電流存在，這在進行縱差保護定值整定計算時應(yīng)該予以考慮。

2、由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流的克服方法

對于由變壓器兩側(cè)電流相位不同而產(chǎn)生的不平衡電流可以通過改變LH接線方式的方法來克服。對于變壓器Y形接線側(cè)，其LH采用形接線，而變壓器形接線側(cè)，其LH采用Y形接線，則兩側(cè)LH二次側(cè)輸出電流相位剛好同相。但當LH采用上述連接方式后，在LH接成形側(cè)的差動一臂中，電流又增大了3倍，此時為保證在正常運行及外部故障情況下差動回路中沒有電流，就必須將該側(cè)LH的變比擴大3倍，以減小二次電流，使之與另一側(cè)的電流相等。

3、由變壓器外部故障暫態(tài)穿越性短路電流產(chǎn)生的不平衡電流的克服方法

在變壓器外部故障的暫態(tài)過程中，使縱差保護產(chǎn)生不平衡電流的主要原因是一次系統(tǒng)的短路電流所包含的非周期分量，為消除它對變壓器縱差保護的影響，廣泛采用具有不同特性的差動繼電器。

對于采用帶速飽和變流器的差動繼電器是克服暫態(tài)過程中非周期分量影響的有效方法之一。根據(jù)速飽和變流器的磁化曲線可以看出，周期分量很輕易通過速飽和變流器變換到二次側(cè)，而非周期分量不輕易通過速飽和變流器變換到二次側(cè)。因此，當一次線圈中通過暫態(tài)不平衡電流時，它在二次側(cè)感應(yīng)的電勢很小，此時流入差動繼電器的電流很小，差動繼電器不會動作。

另外，采用具有磁力制動特性的差動繼電器。這種差動繼電器是在速飽和變流器的基礎(chǔ)上，增加一組制動線圈，利用外部故障時的短路電流來實現(xiàn)制動，使繼電器的起動電流隨制動電流的增加而增加，它能可靠地躲開變壓器外部短路時的不平衡電流，并提高變壓器內(nèi)部故障時的靈敏度。因此，繼電器的啟動電流隨著制動電流的增大而增大。通過正確的定值整定，可以使繼電器的實際啟動電流不論在任何大小的外部短路電流的作用下均大于相應(yīng)的不平衡電流，變壓器縱差保護能可靠躲過變壓器外部短路時的不平衡電流。

四、結(jié)束語

變壓器縱差動保護其差動回路中的不平衡電流大，形成不平衡電流的因素多，所以必須采取措施躲開和減少不平衡電流的影響。由于勵磁涌流產(chǎn)生的不平衡電流仍然是縱差保護的重點，不平衡電流的影響導(dǎo)致縱差保護方案的設(shè)計也不盡相同。因此，在實踐的變壓器差動保護中，應(yīng)結(jié)合不同方案進行具體的設(shè)計。

參考文獻

1、李火元，《電力系統(tǒng)繼電保護與自動裝置》，2002年1月.

2、翁昭華，《繼電保護（I） 》，1999年9月.

篇7

關(guān)鍵詞：小電流；接地保護；新原理；微機型；保護裝置

配電網(wǎng)采用中性點不直接接地方式運行時，發(fā)生接地故障情況下，流過接地點的電流很小，所以稱其為小電流接地系統(tǒng)。在小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，雖然接地點故障電流小，對供電設(shè)備不至馬上造成很大的危害，但如果不及時地進行有效的處理，仍然可能導(dǎo)致嚴重后果。

一、小電流接地保護新原理的研究

為了提高配電自動化水平，出現(xiàn)了一些故障選線方法，這些方法一般需要集中比較各條出線的電流大小或相位，使得儀器接線復(fù)雜，且現(xiàn)場運行可靠性不高。隨著小波分析等新信號處理工具的引入，也出現(xiàn)了一些根據(jù)暫態(tài)電流特定頻帶特征進行選線的方法。由于故障，特別是諧振接地系統(tǒng)故障時，暫態(tài)電流的成分與諸多因素有關(guān)，這些方法還需要經(jīng)受實踐的檢驗。分析了小電流接地系統(tǒng)發(fā)生接地故障時負序電流的分布，提出了一系列基于負序電流的保護新原理，為實現(xiàn)基于就地測量量的饋線接地保護提供了新的思路。然而，這些方法在具體實施時可能會遭遇一些困難，如：負序過流保護，整定時需要避開健全線的最大負序電流，在配電系統(tǒng)中可能由于各條線路所帶負荷變化很大，整定工作相當繁瑣，而且保護的靈敏度不高；負序方向保護需要與系統(tǒng)側(cè)的負序電流或故障相電壓比相，對前者來說，系統(tǒng)側(cè)的負序電流不一定能很方便地得到，對于后者來說，金屬接地故障時故障相電壓接近0，且消弧線圈工作在諧振狀態(tài)附近時，故障支路的電流近似為零，作為故障總電流1/3 的負序電流及其分配也近似為零，在TV、TA變換線性度范圍、裝置A/D 變換精度有限等因素的影響下，極小電壓（電流）甚至是零電壓（電流）的相位很難正確測量，所以，上述2 種判據(jù)都存在一定的局限性。

利用故障相電壓和支路負序電流直接乘積積分構(gòu)成的暫態(tài)能量保護在一定程度上能彌補上述不足，但其整定可能相對困難。提出了基于負序和零序基波電流大小的接地保護，對負序和零序電流保護設(shè)置一個精工電流門檻，當負序和零序基波幅值均大于門檻時，啟動接地保護。接地保護采用反時限特性，在一定程度上具有了自適應(yīng)的特點。但由于采用基波電流作為判斷依據(jù)，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，如果消弧線圈工作在諧振點附近，保護處分配的負序電流很可能遠小于精工電流，導(dǎo)致保護靈敏度不足或失去選擇性。另外，在不同補償方式下，保護處觀測到的負序電流和零序基波電流大小可能存在很大差別，用同一個過電流定值無法適應(yīng)實際系統(tǒng)的要求。因此，基于負序的單相接地故障保護要真正能夠適應(yīng)各種運行方式和故障情況，還有工作要做。本文提出一種新的負序電流補償零序電壓的自適應(yīng)接地保護，希望能為該問題的解決提供有益的借鑒。

二、微機型保護裝置的研制1、總體方案設(shè)計硬件平臺是軟件算法的運行載體，是實現(xiàn)準確、高效選線的保障。本文設(shè)計的選線裝置采用雙CPU。即"DSP+單片機"的處理機構(gòu)。DSP作為運算CPU，負責信號采集、選線計算部分；單片機作為管理CPU，主要負責人機交互部分。DSP處理器由于內(nèi)部采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，指令是流水線操作，以及獨立的硬件乘法器結(jié)構(gòu)等，非常適合進行數(shù)字信號處理，進行實時的數(shù)據(jù)分析和監(jiān)控。本文采用TI公司的TMS320LF2407A(以下簡稱LF2407A)DSP芯片為數(shù)據(jù)采集和處理CPU，充分利用其強大的數(shù)據(jù)處理能力和速度，實現(xiàn)多點數(shù)據(jù)采集和快速參數(shù)計算。單片機采用瑞薩M16C／62P系列單片機，該單片機具有很強的抗干擾能力和1M的尋址空間，適用于事件管理和人機交互。系統(tǒng)總體方案如圖1所示。本保護裝置位于現(xiàn)場，進行數(shù)據(jù)采集和處理，并且與上位機之間進行通信。保護裝置采用M16C／62P單片機為主CPU，負責系統(tǒng)顯示、控制和與上位機通信；采用TMS320LF2407ADSP為從CPU，負責數(shù)據(jù)采集和處理；DSP與單片機之間用雙端口RAM進行通信。系統(tǒng)通過RS232和RS485與上位機通信。

2接地保護安裝調(diào)試注意事項

(1)在無選擇性零序電壓保護裝置及零序功率方向保護裝置中，電壓互感器一次、二次中性點必須可靠接地，一次繞組中性點接地不僅是安全接地而且是工作接地。若中性點接地不可靠，二次系統(tǒng)則不能正確反映一次系統(tǒng)發(fā)生接地故障時不平衡電壓零序功率方向，因此開口三角形電壓極性必須正確。

(2)在利用零序電流互感器(多為電纜出線)構(gòu)成的接地保護裝置中，當電網(wǎng)發(fā)生接地故障時，故障電流不僅可能經(jīng)大地流動，而且也經(jīng)電纜導(dǎo)電外皮和鎧裝流動。因此，零序電流互感器上方電纜頭保安接地線必須沿電纜方向穿過LH在線路側(cè)接地。

零序互感器下方電纜皮接地則不需穿過零序互感器，避免形成短路環(huán)，電纜固定夾頭與電纜外殼、接地線絕緣、零序電流互感器變比、極性誤差應(yīng)調(diào)整一致、正確，以減少互感誤差。

(3)在經(jīng)消弧線圈接地的電網(wǎng)單相接地保護通常利用反映諧波的電纜電容的五次諧波分量保護和暫態(tài)電流速動保護，其實現(xiàn)選擇性較困難?？稍诎l(fā)現(xiàn)接地故障時投入有效電阻，以增加故障電流有功分量方法，利用零序電流保護、方向保護有選擇地切除故障。

(4)在電容器自投切系統(tǒng)中，補償電容器應(yīng)接成中性點不接地Y或D接法。發(fā)生接地后，三相負載仍保持對稱運行，從而不影響零序電流，保證接地保護的靈敏性、正確性。

(5)在同一系統(tǒng)電纜線路和經(jīng)電纜線路出線的架空線路中，它們單相接地電容電流大小存在差別，零序電流保護定值應(yīng)充分考慮。

(6)利用三個電流互感器構(gòu)成的零序電流濾過器，必須克服其不平衡電流的影響。

三、結(jié)束語

隨著電力科技的發(fā)展，近年來小電流接地電力系統(tǒng)逐步應(yīng)用了獨立的小接地電流選線裝置。將小電流系統(tǒng)所有出線引入裝置進行接地判斷及選線，從而解決了零序電流較小、各種裝置LH誤差、測量誤差、電力電纜潛流、消弧線圈、電容充放電過程等影響，能正確判別或切除故障線路。

參考文獻：

[1] 丁磊. 小電流接地系統(tǒng)單相接地選線與定位技術(shù)的研究[D]. 山東大學, 2005, (04) .

[2] 李榮明. 小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線[D]. 重慶大學, 2005, (01) .

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關(guān)鍵詞：智能電機 控制裝置 控制系統(tǒng)

1、智能控制及其控制目的

智能控制是自動控制領(lǐng)域內(nèi)的一門新興學科，模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是其中的兩項關(guān)鍵技術(shù)，可以用來解決一些傳統(tǒng)控制方法難以解決的問題。首先，智能控制不依賴于控制對象的數(shù)學模型，只按實際效果進行控制，在控制中有能力并可以充分考慮系統(tǒng)的不精確性和不確定性。其次，智能控制具有明顯的非線性特征。就模糊控制而言，無論是模糊化、規(guī)則推理，還是反模糊化，從本質(zhì)上來說都是一種映射，這種映射反映了系統(tǒng)的非線性，而這種非線性很難用數(shù)學來表達。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在理論上就具有任意逼近非線性有理函數(shù)的能力，還能比其他逼近方法得到更加易得的模型。近些年來，已提出了各種基于智能控制的控制策略和控制方法，已逐步形成了一種新的控制技術(shù)。應(yīng)著重指出的是，雖然將智能控制應(yīng)用于伺服驅(qū)動的研究已取得了不少成果，但是還有許多理論和技術(shù)問題尚待解決。由于智能控制涉及面廣，不可能具體介紹很多內(nèi)容，好在這方面已有很多文獻可供參考，這里希望通過舉例來介紹它們的控制思想和控制方式。

2、智能電機控制系統(tǒng)的組成及應(yīng)用

2.1逆變器

2.1.1主要電路形式選擇與功率開關(guān)管的應(yīng)用

現(xiàn)階段，很多生產(chǎn)加工行業(yè)常用的是以星形三相三狀態(tài)和兩相導(dǎo)通星形三相六狀態(tài)兩種方式。主電路的核心部分是作用各異的逆變器功率開關(guān)管。在大功率電機的控制中，也可選擇MCT，它是MOSFET與晶閘管的復(fù)合器件，具有高電壓、大電流、工作頻次高、控制功率小、易驅(qū)動、使用低成本集成驅(qū)動電路控制等優(yōu)點。為了提高逆變器的可靠性、縮小體積，也可以采用近年來迅速發(fā)展的功率集成電路(PIC)。PIC將多個功率開關(guān)管及其快恢復(fù)二極管集成為一體。

2.1.2驅(qū)動電路的構(gòu)成

在電機使用中，首先由驅(qū)動電路將控制器的輸出信號進行功率放大后，才能向各功率開關(guān)管送去使其能飽和導(dǎo)通和可靠關(guān)斷的驅(qū)動信號。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)把驅(qū)動電路制成有一定輸出功率的專用集成電路，并且已經(jīng)開始漸漸在無刷直流電動機上得到推廣應(yīng)用。

2.2控制器

智能電機中的控制器主要有兩個概念。一個是基于專用集成電路的控制系統(tǒng)。就現(xiàn)在的市場環(huán)境來講，國內(nèi)很多生產(chǎn)廠家推出了不同規(guī)格和用途的無刷直流電動機控制專用集成電路。這些具有一定專利的指定電機配用的集成控制電路克服了分立元件帶來的弊端，使控制電路體積小、可靠性高，對于特定環(huán)境下完成特定功能、并具有規(guī)?；a(chǎn)的無刷直流電動機來說，是首選方案。但其應(yīng)用范圍局限性大，功能難以擴展。第二種智能電機中的控制器主要是指以微型計算機技術(shù)為核心的數(shù)模混合控制系統(tǒng)與全數(shù)字化控制系統(tǒng)。隨著無刷直流電動機應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用范圍越來越廣，對它的實用性能也提出了更高的要求，因而其控制器由以硬件模擬電子器件為主，轉(zhuǎn)向采用數(shù)字電路、單片機以及數(shù)字信號處理器方向發(fā)展，實現(xiàn)半數(shù)字化的數(shù)?；旌峡刂坪腿珨?shù)字化控制，控制規(guī)律由硬件實現(xiàn)轉(zhuǎn)向以軟件實現(xiàn)。

2.3智能電機控制系統(tǒng)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用

智能電機的出現(xiàn)極大提高了各行業(yè)的勞動生產(chǎn)率，為社會的進步和經(jīng)濟的發(fā)展做出了巨大貢獻。其應(yīng)用范圍已經(jīng)非常廣泛，而且更多應(yīng)用在了高、精、尖的設(shè)備層面，例如船用空調(diào)設(shè)備、大型吊裝設(shè)備、礦山開采設(shè)備、大型通風控制系統(tǒng)、資源探測等大型設(shè)備。在現(xiàn)實生活微觀方面更是舉不勝舉，小到任何一件家用電器的系統(tǒng)管理控制和漏電保護，大到路邊隨處可見的變壓器、通信網(wǎng)絡(luò)控制及信號接收設(shè)備，無處不見智能電機控制和保護裝置。在當今社會城市公共服務(wù)建設(shè)如火如荼之際，放眼城市各處，遍地都是塔吊林立，大型施工設(shè)備經(jīng)?？梢?。自第一次工業(yè)革命以來，就逐漸掀起了機器設(shè)備帶動人力勞動的一頁，發(fā)展到今天，機器設(shè)備也不再需要過多人去機械的控制，已經(jīng)可以走向智能化，而越來越多的研究人員和電機設(shè)備生產(chǎn)廠家也都開始瞄準了更高的科研要求。

3、智能控制在電機控制系統(tǒng)的應(yīng)用

智能控制目的是控制那些難以建模的復(fù)雜過程或?qū)ο?。在以電機為控制對象的交直流傳動系統(tǒng)中，雖然直流電機數(shù)學模型很簡單，交流電機經(jīng)前面研究過的矢量變換也可等效為直流電機模型，同時也有比較成熟的控制方案。同時，為了進行有效的軟件開發(fā)，集散控制結(jié)構(gòu)對傳感器的編程控制提出了新的要求。傳感器配置的形式和范圍大小隨傳感器系統(tǒng)的復(fù)雜性及功能的不同而變化。在制成的多傳感器系統(tǒng)里包含基本傳感器和信號處理兩大部分。

雖然智能控制在電機控制系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。但是作為技術(shù)人員，必須清醒地意識到，交流電機各種控制方法中大多要涉及定、轉(zhuǎn)子電阻和電感，這些物理數(shù)值隨溫度、頻率等變化產(chǎn)生變化將使控制指標達不到最佳狀態(tài)，嚴重的還會失去高性能控制的價值。負載轉(zhuǎn)動的慣量數(shù)值在某些應(yīng)用中還會隨施工情況產(chǎn)生細微改變，加上非線性因素的影響，盡管解耦控制可以將電機參量調(diào)整為完全獨立的通道，但是由于拖動系統(tǒng)含有彈性耦合及間隙等非線性因素，使系統(tǒng)的魯棒性變差，如果把智能控制與P1調(diào)節(jié)、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等方法相結(jié)合，將可獲得更加優(yōu)良的傳動性能。在布局上應(yīng)采用多環(huán)控制結(jié)構(gòu)，依靠智能控制環(huán)決定系統(tǒng)的最終控制性能。

在電機控制中應(yīng)用時，首先應(yīng)根據(jù)先驗系統(tǒng)確立模糊變量和模型集；其次要確立模糊規(guī)則和模型推理的操作算子。與這種控制方法相適應(yīng)的小型生成方法主要側(cè)重于空間電壓矢量SPWM方法。在控制中要針對低速特性和電機參數(shù)特性采取相應(yīng)的專家系統(tǒng)或在線狀態(tài)觀測。這樣做的效果表明，它不但適應(yīng)于一般變頻調(diào)速特性和電機參數(shù)特性，更適應(yīng)于伺服控制和機器人控制。

參考文獻：

[1]王成元,夏加寬,孫宜標.現(xiàn)代電機控制技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社,2009

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關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);繼電保護;原因;事故處理方法

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）03-0115-02

在電力系統(tǒng)中，繼電保護具有十分重要的作用，若是其在運行中出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，那么就會對電力系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生影響，必須找出使其不穩(wěn)定的原因，通過對原因進行分析，找出有效的解決措施，進而避免繼電保護出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，杜絕其對電力系統(tǒng)造成不利的影響。

1 導(dǎo)致繼電保護出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象的主要原因

1.1 軟件因素

繼電保護的正常運行離不開系統(tǒng)軟件，若是系統(tǒng)軟件中的程序設(shè)置錯誤，那么系統(tǒng)在運行的過程中就會出現(xiàn)誤動等情況，進而導(dǎo)致繼電保護出現(xiàn)失誤。軟件問題主要包括以下幾種：①編碼數(shù)據(jù)不準確;②設(shè)計人員設(shè)計的軟件結(jié)構(gòu)存在不合理的地方;③定值數(shù)據(jù)信息輸入不準確等。

1.2 硬件因素

繼電保護裝置的結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，其中包含二次回路以及斷路器等，這些構(gòu)成系統(tǒng)使裝置中具有電源供應(yīng)模塊以及中央處理模塊等，這些模塊的功能不同，若是其中某一模塊出現(xiàn)故障無法正常運行，那么繼電保護就會受到影響。比如，若是二次回路的線路出現(xiàn)老化現(xiàn)象，那么其在回路的過程中，就有可能產(chǎn)生接地故障。繼電保護系統(tǒng)中的繼電箱若是出現(xiàn)故障，也會對繼電保護的穩(wěn)定運行產(chǎn)生不利的影響。另外，若是斷路器出現(xiàn)故障，那么就會對系統(tǒng)中的主接線產(chǎn)生影響。

1.3 設(shè)備干擾因素

當電力系統(tǒng)出現(xiàn)突發(fā)性故障的時候，繼電保護設(shè)備就會開啟保護動作，通過此點可以看出，繼電保護設(shè)備正常運行是需要一定條件的。在繼電保護設(shè)備運行的過程中，由于其身處的環(huán)境比較復(fù)雜，電網(wǎng)會發(fā)射出高頻率以及高強度的非電信號沖擊，這些沖擊對具備高度敏感性的設(shè)備來說，其干擾信號會變成瞬態(tài)脈沖信號，進而使得設(shè)備出現(xiàn)誤動。

1.4 直流電源因素

導(dǎo)致繼電保護無法穩(wěn)定運行的主要因素有直流電流因素。當變電所在運行過程中出現(xiàn)接地故障之后，因故障而產(chǎn)生的電流就會經(jīng)過地網(wǎng)，再通過電阻，這樣就導(dǎo)致當?shù)仉妷哼h遠低于故障產(chǎn)生的地網(wǎng)電壓。因此，當直流回路中出現(xiàn)電源中斷的時候，相關(guān)人員就應(yīng)該采取有效的措施對其進行修復(fù)，但由于修復(fù)的時間長短不一，所以電容以及抗電容會在裝置內(nèi)部發(fā)生作用，繼而導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)電位差。

1.5 人為因素

在電力系統(tǒng)中，執(zhí)行各項工作的主體是電力工作人員，若是這些工作人員的綜合素質(zhì)不高，那么在執(zhí)行工作的過程中就不可避免的會出現(xiàn)失誤，工作人員的小失誤，對電力系統(tǒng)運行來說有著不容忽視的影響，因此，導(dǎo)致電力系統(tǒng)中繼電保護不穩(wěn)定的主要原因之一就是人為因素。一些工作人員在進行工作的過程中，由于經(jīng)驗不足，對專業(yè)知識不了解，所以無法準確的判斷電力事故，就不能采取有效的措施解決問題，這樣的情況就使得電力安全事故造成的危害是極大的。比如，某一變電所進行倒閘操作，恢復(fù)220 kV母線固定連接。工作人員在將母差保護三級隔離開關(guān)拉開的時候，帶有正電源的固定三級隔離開關(guān)中的螺絲竄出，碰觸到保護跳閘回路，進而導(dǎo)致220 kV母聯(lián)短路器跳閘。導(dǎo)致此事故出現(xiàn)的主要原因就是因為工作人員沒有對三級隔離開關(guān)中的螺絲進行檢查，在操作的過程中，沒有做好檢查工作。

2 解決電力系統(tǒng)繼電保護不穩(wěn)定的主要措施

2.1 在日常工作中做好檢修以及維護工作

工作人員在日常工作中，應(yīng)該注重檢修以及維護工作，只有這樣才能降低繼電保護出現(xiàn)不穩(wěn)定的幾率。做好日常的檢修以及維護工作，可以從以下幾方面入手：

第一，對設(shè)備的連接部位進行檢查。在設(shè)備中，很多部位都通過焊接方式來連接在一起的，在設(shè)備長期使用的情況下，連接部位很可能會出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，若是此種情況發(fā)生，那么設(shè)備就無法正常運行。因此，工作人員應(yīng)該對設(shè)備的連接部位進行檢查，確保其連接是緊固的。另外，還應(yīng)該對通過螺絲來固定的部位進行檢查，要確保螺絲沒有松動，這樣就可以在一定程度上避免設(shè)備出現(xiàn)誤動現(xiàn)象。

第二，做好清潔工作。繼電保護裝置在長期的使用之后，其表面會累積一層灰塵，這樣就容易使其發(fā)生絕緣失效問題。因此，工作人員應(yīng)該在日常的工作中，定期的對設(shè)備進行清潔，這樣可以降低設(shè)備出現(xiàn)故障的幾率。另外，在進行檢修的時候，應(yīng)該和帶電的設(shè)備保持一定的間距，這樣就可以避免接地事故發(fā)生。

2.2 使用正確的檢查方法

工作人員在對繼電保護裝置進行檢查的過程中，必須采用正確的檢查方法，若是使用的方法不正確，那么就會增加裝置出現(xiàn)誤動等現(xiàn)象的幾率。正確的檢查方法有以下幾種：

第一，逆序檢查法。當設(shè)備出現(xiàn)故障之后，工作人員在對故障進行分析的時候，很難找出事故的發(fā)生點，在這個時候，工作人員就可以采用逆序檢查法，通過對事故的結(jié)果進行分析，逐漸地往前查找原因，這樣就可以由后往前的找出事故發(fā)生的根源。此方法主要是在繼電保護出現(xiàn)誤動現(xiàn)象的檢查中使用。

第二，順序檢查法。此方法主要是使用檢驗調(diào)試手段來對發(fā)生事故的根源進行查找。在查找過程中，需要按照先外部再內(nèi)部的順序進行排除檢查，此方法主要是在微機出現(xiàn)拒動現(xiàn)象的檢查工作中使用的。

第三，整組試驗法。此方法主要是應(yīng)用在對設(shè)備的動作邏輯以及時間進行檢查的工作中。應(yīng)用此方法可以在短時間內(nèi)找出故障問題，并順勢找出發(fā)生事故的根源。工作人員在應(yīng)用此方法進行查找工作的時候，還可以將其和其它方法進行結(jié)合，這樣可以提高工作效率，縮短繼電保護不穩(wěn)定的時間，降低其對電力系統(tǒng)的不利影響。

2.3 降低干擾幅度

直流電源會對繼電保護的正常運行產(chǎn)生極大的影響，因此，解決此問題是非常有必要的。工作人員在發(fā)現(xiàn)直流電源對裝置產(chǎn)生干擾的時候，可以通過增加續(xù)流回路的方式來降低干擾對其產(chǎn)生的影響，與此同時，還應(yīng)該增加感應(yīng)線圈中的電容電阻回路數(shù)量，這樣當直流電源發(fā)出干擾的時候，釋放斷開感應(yīng)線圈中的電流就可以解決問題了。

2.4 提高工作人員的工作水平

隨著人們對電能需求的不斷增加，繼電保護裝置的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，其涉及范圍也越來越廣泛。在此種情況下，若是工作人員在繼電保護裝置了解并不全面的基礎(chǔ)上進行電力檢修以及維護工作，有可能就會導(dǎo)致故障增加，因此，提高工作人員的工作水平，加深其對繼電保護裝置的了解是非常有必要的。相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該為工作人員提供培訓(xùn)的機會，讓人們了解并掌握更多更先進的維修技術(shù)，這樣，工作人員的維護水平就會有所提高，在工作時就可以有效的解決問題。

3 結(jié) 語

綜上所述，繼電保護裝置不穩(wěn)定會對電力系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生不利的影響，因此，相關(guān)人員必須對其出現(xiàn)不穩(wěn)定的原因進行分析，并采取有效的措施解決問題，進而確保繼電的穩(wěn)定運行。

篇10

關(guān)鍵詞：電源通路管理器；PowerPath；LTC4098；高壓保護

前言

USB端口是快速數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x方法，也正在迅速成為便攜式設(shè)備電池充電的首選方法，因為可以不再需要單獨的交流適配器。不過，用USB端口給設(shè)備電池充電時存在功率限制。另外，由于便攜性需求，越來越需要在家庭之外的場所充電(例如，在汽車中)。但是汽車電源也有缺點，如電壓瞬態(tài)或來自交流發(fā)電機的浪涌。因此，電池充電器集成電路需要很好地保護，以應(yīng)對這類嚴酷的情況。模擬集成電路中的電源通路(PowerPath)充電系統(tǒng)拓撲為系統(tǒng)設(shè)計師和最終產(chǎn)品用戶帶來了無數(shù)優(yōu)點，如能夠自主和無縫地管理多個輸入電源，為系統(tǒng)負載供電并給電池充電。這種集成電路拓撲除了能減少熱量，還可實現(xiàn)較快的充電時間和即時接通工作。

這類集成電路的一個新趨勢是集成高壓能力和過壓保護功能，以處理汽車、Firewire或未穩(wěn)壓交流適配器輸入。這些電源通路管理器集成電路采用扁平封裝，需要極少的外部組件，可為個人導(dǎo)航器、媒體播放器、數(shù)碼相機、PDA和智能電話等手持式電子產(chǎn)品組成簡單、緊湊和經(jīng)濟的解決方案。

設(shè)計難題

能承受汽車電源、Firewire端口或未穩(wěn)壓12V/24V適配器等高壓輸入電源為在家庭或辦公室之外的場所充電提供了方便。例如，有了適配器電源，手持式產(chǎn)品中的適配器電壓和電池電壓之間的壓差可以很大。而視所需充電時間和充電電流的不同，線性充電器也許不能承受這么大的功耗。這種情況通常需要一個具有開關(guān)模式拓撲的集成電路來保持快速充電，同時提高效率并減少熱量管理問題。另外，具有高壓能力和／或過壓保護的集成電路還不容易受到輸入電壓瞬態(tài)的損害，提高了集成電路和系統(tǒng)的抗瞬態(tài)性和可靠性。

管理最終產(chǎn)品中的電源通路是另一個設(shè)計難題。今天，很多便攜式電池供電電子產(chǎn)品可以由低壓源(交流適配器、USB端口或鋰離子／聚合物電池等)以及高壓源供電。不過，自主管理這些電源和電池之間的電源通路并為負載供電帶來了極大的技術(shù)挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)上，設(shè)計師一直用少量MOSFET、運算放大器和其它組件來單獨實現(xiàn)這一功能，但是一直面臨著負載熱插拔、負載上有大浪涌電流以及大電壓瞬態(tài)等難題，這些問題可能引起嚴重的系統(tǒng)可靠性問題。

鋰離子和鋰聚合物電池是便攜式消費類電子產(chǎn)品的首選，因為它們的能量密度相對較高，在給定尺寸和重量限制下，可比其它可用化學材料實現(xiàn)更高的電池容量。隨著便攜式產(chǎn)品變得越來越復(fù)雜，它們消耗的功率也越來越多，因此對較高容量電池的需求也增強了，相應(yīng)地也需要更先進的電池充電器。較大的電池要充滿電就需要較高的充電電流或者需要更長的充電時間。另外，在很多情況下，能用USB端口給電池充電意味著對用戶更方便，但是USB兼容性造成了對USB電流(最大500mA)和功率(最大2.5W)的限制?；赨SB的電池充電器必須盡可能高效率地從USB端口抽取更多功率，以滿足今天功率密集型應(yīng)用嚴格的熱量限制。

大多數(shù)消費者都希望縮短充電時間，因此提高充電電流似乎是顯而易見的選擇，但是提高充電電流有兩個大的弊端。首先，就線性充電器而言，提高電流會增加功耗，這些功耗轉(zhuǎn)換成了熱量，從而將典型的實際“最大”功率降至2.1W。其次，充電器必須視主器件協(xié)商好的模式，將從5V USB總線吸取的電流限制為1 00mA(500mW)或500mA(2.5W)。充電過程中浪費的任何功率都直接導(dǎo)致較長的充電時間。需要高效率充電、電池充電器集成電路具有高的功能集成度以及需要節(jié)省電路板空間和提高產(chǎn)品可靠性，這些都給由電池供電的電子產(chǎn)品的設(shè)計師施加了壓力。

制造商們也正在改變印刷電路板的使用方式，現(xiàn)在他們不是使用單個多層電路板，而是越來越多地在空間受限設(shè)計中使用相互堆疊的多個電路板。先進的封裝有助于減少高度／厚度并節(jié)省印刷電路板面積，可以實現(xiàn)更高效的堆疊。

總之，系統(tǒng)設(shè)計師面臨的主要難題包括：

?最大限度地提高從USB端口獲得的電流(可提供2.5W)；

?管理多個輸入電壓源和電池之間的電源通路，同時向負載供電；

?保護集成電路免被高壓系統(tǒng)瞬態(tài)損壞；

?最大限度減少熱量同時快速充電；

?最大限度提高充電效率和延長電池工作時間；

?最大限度減小解決方案占板面積和高度。

具有高壓輸入能力和過壓保護功能、集成和緊湊的電源通路管理器IC簡單輕松地解決了這些問題。

一個簡單的解決方案

具有電源通路控制功能的集成電路能夠自主和無縫地管理USB、交流適配器、電池等不同輸入電源之間的電源通路，同時優(yōu)先向負載供電。為了確保充滿電的電池在連接USB總線時仍然保持滿電量，這類集成電路通過USB總線向負載供電而不是從電池抽取功率。一旦電源去掉，電流就通過一個內(nèi)部低損耗理想二極管從電池流向負載，從而最大限度地提高效率、降低功耗。理想二極管的正向壓降遠低于常規(guī)或肖特基二極管，因此最大限度地提高了能量傳輸效率，反向電流泄漏也更小。典型值為20mV的微小正向壓降減少了功率損耗和自熱，因此延長了電池工作時間。另外，三終端(或“中間總線”)拓撲去掉了電池與Vot。的耦合，允許最終產(chǎn)品一插上電源插頭就立即工作，而不管電池的充電狀態(tài)甚至電池缺失也一樣，這通常稱作“即時接通”工作。

電池充電器與電源通路控制器和理想二極管器件(“電源通路管理器”)集成，可高效管理各種輸入電源、給電池充電、優(yōu)先向負載供電并降低功耗。電源通路控制電路可以采取線性或開關(guān)拓撲，因為視具體充電要求不同，他們對系統(tǒng)而言都有一定的優(yōu)點。

開關(guān)電源通路系統(tǒng)的優(yōu)點

與電池饋送型系統(tǒng)相比，線性電源通路系統(tǒng)的優(yōu)點是向負載／系統(tǒng)提供功率的效率高，但是在線性電池充電器單元中有功率損耗，尤其是如果電池電壓較低(導(dǎo)致輸入電壓和電池電壓之間出現(xiàn)大的壓差)時更是這樣。而基于開關(guān)模式拓撲的電源通路電路通過符合USB要求的降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)生中間總線電壓，穩(wěn)壓器穩(wěn)定在比電池電壓高300mV的電壓上(參見圖1)。這種形式的自適應(yīng)輸出控制被凌力爾特公司稱作“電池跟蹤(Bat―Track)”。穩(wěn)定的中間電壓剛好高到允許通過內(nèi)部線性充電器恰當充電。用這種方法跟蹤電池電壓，最大限度地降低了線性電池充電器中的功率損耗、提高了效率并最大限度地提高了提供給負載的功率。具有平均輸入限流的開關(guān)架構(gòu)最大限度地提高了使用USB電源提供的所有2.5W功率的能力?？蛇x外部PFET降低了電池和負載之間理想二極管的阻

抗，進一步減少了熱損耗。這種架構(gòu)是使用大電池(＞1.5AHr)的系統(tǒng)“必須”采用的。

LTC4098―兼具高效率充電和高壓保護

LTC4098(圖2)是一種自主式高效率電源通路管理器、理想二極管控制器和電池充電器，用于通過USB供電的便攜式設(shè)備，如媒體播放器、數(shù)碼相機、PDA、個人導(dǎo)航器和智能電話，該器件采用超薄(0.55mm)20引腳3mm×4mm QFN封裝。就汽車、Firewire或其它高壓應(yīng)用而言，LTC4098用凌力爾特公司的開關(guān)穩(wěn)壓器提供電池跟蹤控制，工作輸入高達38V(瞬態(tài)為60V)，最大限度地提高了電池充電器效率、減小了熱損耗，甚至用更高電壓電源也可以無縫運作。

LTC4098提供高達66V的過壓保護(OVP)電路，僅需要一個外部NFET／電阻組合，可防止偶然的高壓情況引起的輸入損壞。該集成電路自動降低充電電流可實現(xiàn)快速接通工作，確保一插上電源插頭就向系統(tǒng)負載供電，甚至電池沒電或缺失時也一樣。其片上理想二極管保證總是向VOUT提供充足的功率，即使LTC4098的兩個輸入引腳的功率不充足也一樣。該集成電路的理想二極管控制器可用來驅(qū)動可選PFET的柵極，將對電池的阻抗降至30mΩ或更低。

LTC4098的全功能單節(jié)鋰離子／聚合物電池充電器允許負載電流超過從USB端口吸取的電流，同時符合USB負載規(guī)范。因為保存了能量，所以就快速充電而言，該集成電路的高效率開關(guān)輸入級幾乎將USB端口提供的所有2.5W功率都轉(zhuǎn)換成了可用系統(tǒng)電流，從USB端口限制的500mA實現(xiàn)了高達700mA的電流。用交流適配器供電時還有1.5A的可用充電電流。

過壓保護(OVP)

LTC4098僅用N溝道FET和6.04kΩ電阻這樣兩個外部組件，就能在VBUS或WALL意外地加上過大電壓時保護自己免受損壞。最高安全過壓幅度將由該外部NMOS晶體管及其漏極擊穿電壓決定。

電池跟蹤開關(guān)穩(wěn)壓器的輸入限流和高壓控制

LTC4098從VBUS到VOUT的功率傳遞由2.25MHz恒定頻率降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器控制。為了滿足USB最大負載規(guī)格要求，該開關(guān)穩(wěn)壓器含有一個測量和控制系統(tǒng)，以確保平均輸入電流保持低于CLPROG引腳的編程值。這樣，VOUTS，就可以驅(qū)動外部負載和電池充電器的組合。

如果這個組合負載沒有讓開關(guān)電源達到編程設(shè)定的輸入限流值，那么該集成電路的VOUT將跟蹤大約比電池電壓高0.3V。通過將電池充電器電壓保持在這個低電壓值上，最大限度地降低了電池充電器的功率損耗。

如果組合外部負載加上電池充電電流足夠大，使得開關(guān)電源達到了編程設(shè)定的輸入限流值，那么電池充電器將嚴格按照滿足外部負載所需的量降低充電電流。即使電池充電電流被編程至超過容許的USB電流，就平均輸入電流而言，也不會不滿足USB性能規(guī)格。另外，如果VOU，端的負載電流導(dǎo)致超過從VBUS的編程設(shè)定功率，那么將通過理想二極管從電池吸取額外的負載電流，即使電池充電器正在工作也一樣。

WALL、/ACPR和VC引腳可連同LT3480等外部高壓降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器一起使用，以最大限度地減少用較高電壓源工作時產(chǎn)生的熱量。電池跟蹤控制電路將外部開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出電壓調(diào)節(jié)至較高的(BAT+300mV)或3.6V。這最大限度地提高了電池充電器的效率，同時在電池深度放電時仍然允許即時接通工作。

LTC4098先進的超薄(典型值為0.55mm)QFN封裝在印刷電路板相互堆疊的空間受限應(yīng)用中使用有優(yōu)勢。這種封裝可組成“體積”緊湊的解決方案，為系統(tǒng)設(shè)計師提供了靈活性。另外，該器件具有與更高的(0.75mm)前一代QFN封裝相同的熱性能。

結(jié)語