1. 目的及意义

1.1目的

目前，随着电力系统规模的不断增大，其中发生的复杂故障，开关、保护的误动、拒动以及由于通信问题而导致的信息数据丢失等问题也逐渐增多。对于维持电力系统安全稳定运行而言，继电保护装置起着关键性的作用。电力系统是个整体，在其运行过程中，会受到天气气候，人为操作以及突发灾难等的影响，从而给电力系统的稳定运行带来一定的挑战。继电保护系统的正常运行，能够在电力系统发生故障的时候及时切除故障，从而控制故障范围的延伸，减小故障带来的损失。所以，继电保护装置已经成为保障现代电力系统安全稳定不可缺少的设备。

电力系统的可靠运行保障了国民经济的快速发展， 提高了人民的生活质量，在社 会生活中起着重要作用。随着电力系统的高速发展和计算机技术，通讯技术的进步，继电保护向着计算机化、网络化，保护、测量、控制、数据通信一体化和人工智能化方向进一步快速发展。与此同时越来越多的新技术、 新理论将应用于继电保护领域，这要求我们继电保护工作者不断求学、探索和进取，达到提高供电可靠性的目的，保障电网安全稳定运行。本文对电网中继电保护的基本要求、作用，以及在电力设备出现故障时采集技术进行表述、分析，以使故障信息采集系统能更好的为电力系统可靠、安全供电提供帮助。

1.2继电保护研究现状

电力系统继电保护作为一种能反应电力系统电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的装置，电力系统中不可或缺的一部分。对于电力系统的安全与稳定运行起到了重要的作用。电力系统继电保护技术的发展可以概括为三个阶段、两次飞跃。三个阶段是指机电式、半导体式、微机式。第一次飞跃是由机电式到半导体式，主要体现在无触点化、小型化、低功耗。第二次飞跃是由半导体式到微机式，主要在数字化和智能化。第二次飞跃有着尤为重要的意义,它为继电保护技术的发展开辟了前所未有的广阔前景。

微机继电保护指的是以数字式计算机（包括微型机）为基础而构成的继电保护。众所周知，传统的继电器是由硬件实现的，直接将模拟信号引入保护装置，实现幅值、相位、比率的判断，从而实现保护功能。而微机保护则是由硬件和软件共同实现，将模拟信号转换为数字信号，经过某种运算求出电流、电压的幅值、相位、比值等，并与整定,值进行比较，以决定是否发出跳闸命令。

继电保护的种类很多，按保护对象分有元件保护、线路保护等；按保护原理分有差动保护、距离保护和电压、电流保护等。然而，不管哪-类保护,其核心问题归根结底不外乎是算出可表征被保护对象运行特点的物理量，如电压、电流等的有效值和相位及视在阻抗等。所以继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能，需要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来构成。电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是:

1.电流增大：短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。

2.电压降低：当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降且越靠近短路点电压越低。

3.电流与电压之间的相位角改变：正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60°~85°，而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180° (60°~85°)。

4.测量阻抗发生变化：测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值。正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗;金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。

当系统发生不对称短路时，出现相序分量，如两相及单相接地短路时，出现负序电流和负序电压分量；单相接地时，出现负序和零序电流和电压分量。这些分量在正常运行时是不出现的。利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。此外，除了上述反应工频电气量的保护外，还有反应非工频电气量的保护。