[科普中国]-线路保护装置

线路保护装置是指主要用于各电压等级的间隔单元的保护测控，具备完善的保护、测量、控制、备用电源自投及通信监视功能，为变电站、发电厂、高低压配电及厂用电系统的保护与控制提供了完整的解决方案，可有力地保障高低压电网及厂用电系统的安全稳定运行的装置。

发展阶段线路保护装置随着科学技术的发展逐渐经历了四个发展阶段：

(1)传统的继电器式继电保护。

(2)半导体晶体管式继电保护。

(3)集成电路继电保护。

(4)微机保护。

前三个阶段可近似认为是常规继电保护。而微机保护如今则已经成为所有保护装置的主流应用。各个阶段最显著的区别就是保护装置物理逻辑器件的变化。1

常见装置特点1．常规继电保护的缺点

常规继电保护是采用继电器组合而成的，如过电流继电器、时间继电器、中间继电器等，通过复杂的组合来实现保护功能，它的缺点如下：

(1)占的空间大，安装不方便。

(2)采用的继电器触点多，大大降低了保护的灵敏度和可靠性。

(3)调试、检修复杂，一般要停电才能进行，影响正常生产。

(4)没有灵活性，当rrA变比改动后，保护定值修改要在继电器上调节，有时候还要更换。

(5)使用寿命太短，由于继电器线圈的老化直接影响保护的可靠动作。

(6)继电器保护功能单一，要安装各种表计才能观察实时负荷。

(7)数据不能远方监控，无法实现远程控制。

(8)继电器自身不具备监控功能，当继电器线圈短路后，不到现场是不能发现的。

(9)继电器保护是直接和电器设备连接的，中间没有光电隔离，容易遭受雷击。

(10)常规保护已经逐渐淘汰，很多继电器已经停止生产。

(11)维护复杂，故障后很难找到问题。

(12)运行维护工作量大，运行成本比微机保护增加60%左右。

(13)操作复杂，可靠性低。在以往的运行经验中发现很多事故的发生主要原因有两 条：①人为原因：因为自动化水平低，操作复杂而造成事故发生。②继电保护设备性能水平低，二次设备不能有效的发现故障。

(14)常规保护从单套价来说比微机保护便宜，但使用的电缆数量多、屏柜多，特别 是装置寿命短，运行费用(管理费用、维护费用等)比微机保护高出60%，综合费用还 是比微机保护多。

2．微机保护的优点

(1)微机保护原来采用单片机，系统具备采集、监视、控制、自检查功能。通过一 台设备可以发现输电线路的故障、负荷和设备自身的运行情况（当设备自身发生某种故障时，微机保护通过自检功能，把故障进行呈现），采用计算机原理进行远程控制和监视。

(2)由于微机保护采用各种电力逻辑运算来实现保护功能，所以只需要采集线路上、的电流电压，就可以大大简化接线。

(3)微机保护的保护出口、遥控出口、就地控制出口都是通过一组继电器动作的，所以非常可靠。

(4)微机保护采用计算机控制功能，保护定值、保护功能、保护手段采用程序逻辑，这样可以随时修改保护参数和保护功能，不用重新调试。

(5)微机保护还具备通信功能，可以通过网络把用户所需要的各种数据传输到监控中心，进行集中调度。

(6)微机保护采用光电隔离技术，把所有采集上来的电信号统一形成光信号，这样有强电流攻击时候，设备可以建立自身保护机制。

(7)微机保护采用CPU进行数据处理，加大了数据处理速度。

(8)微机保护的寿命长，由于设备在正常状态处于休眠状态，只有程序实时运行，各个元器件的寿命大大加长。

(9)微机保护具备时钟同步功能，采用故障录波的方式把故障记录下来，便于对故障进行分析。

(10)微机保护采用了多层印刷板和表面贴装技术，因而具有很高的可靠性和抗干扰能力。

(11)中文用户界面标准化，易学、易用、易维护。

(12)微机保护从单套价来说比常规保护贵些，但使用的电缆数量极少、屏柜少，特别是使用寿命长达25年，运行费用（管理费用、维护费用等）比常规保护降低60%，综合费用还是比常规保护少许多。

组成线路保护装置一般由测量元件、逻辑元件和执行元件三部分组成。

(1)测量元件。作用：测量从被保护对象输人的有关物理量(如电流、电压、阻抗、功率方向等)，并与已给定的整定值进行比较，根据比较结果给出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护是否应该启动。

(2)逻辑元件。作用：根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑工作，最后确定是否应跳闸或发信号，并将有关命令传给执行元件。逻辑回路有或、与、非、延时启动、延时返回、记忆等。

(3)执行元件。作用：根据逻辑元件传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如：故障时跳闸；不正常运行时发信号；正常运行时不动作。1

装置异常原因分析：①电流互感器断线；②电压互感器断线：⑧CPU检测到电流、电压采样异常：④内部通信出错：⑤装置长期启动；⑥保护装置插件或部分功能异常：⑦通道异常。

造成后果：①保护装置部分功能不可用：②装置可靠性降低，但尚不至于完全失去保护功能。

处置原则：

(1)立即通知运维单位，汇报调度，重点核实有无误动、拒动风险，是否需要退出该套保护，必要时可向保护专业咨询。

(2)应根据现场运维人员报告情况和保护专业意见，报告调度，确定是否将失去保护的出线退出运行或采用相关开关串带方式运行。

(3)了解异常的原因、现场处置的情况，现场处置结束后，检查信号是否复归并做好记录。2

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学