繼電保護的一般概念范文
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關鍵詞:微機繼電保護技術;概念;構成;趨勢
中圖分類號: F406 文獻標識碼: A 文章編號:
前言:微機繼電保護的智能化方便了繼電保護的調試工作,極大的減少了對硬件維護量。尤其是,其憑借數字化、智能化、網絡化及較強的數字通訊能力,極大的提高了微機繼電保護的快速性、選擇性、靈敏性、可靠性等性能,在促進電力系統管理、維護的信息化、遠程化的同時,提高了電力系統的安全經濟運行的水平。因此,我們可以清楚的認識到微機繼電保護的重要性。以下筆者根據多年從事微機繼電保護的實際工程經驗,對電力系統微機繼電保護系統的構成特點及發展趨勢進行粗淺的探究,以供參考。
1.微機繼電保護概述
1.1 基本概念
微機繼電保護是以數字式計算機為基礎來構成的繼電保護,其硬件以微處理器為核心,配以合適的輸入輸出通道、人機接口、通訊接口等;隨著計算機技術及網絡技術的持續快速的發展,加之微機保護相比于傳統繼電保護裝置有著更加顯著的優勢,日益在電力系統中得到廣泛應用。
1.2 微機繼電保護系統的構成
(1)管理與保護故障錄波器的接口,實現對不同廠家的保護及故障錄波器的數據采集及轉換功能。通常情況下,對保護的運行狀態進行巡檢,接收保護的異常報告。當電網出現故障后,接收、保護故障錄波器的事故報告。
(2)管理與遠動主站的接口,把裝置異常、保護投退,以及其它關鍵的信息通過遠動主站進行實時上送到調度端。
(3)管理、修改保護定值。
(4)主動或者按照服務器的要求傳送事故報告,執行服務器發出的對指定保護與故障錄波器進程查詢的命令。服務器設置在調度端,可由一臺或者多臺高性能計算機構成。
通過以上的功能劃分可看出,客戶機與服務器間的數據交換量并不是太大,僅在電網出現故障后,因為與故障設備有關聯的廠站的客戶機需向服務器傳送詳細的故障報告,此時才會有較大的信息量。所以客戶機與服務器間的聯絡,在目前的使用情況下,完全可采用調制解調器來進行異步通信,若有更好的條件,建議盡量采用廣域網來實現數據的交換。
2.微機繼電保護技術發展的趨勢
2.1 自動化、智能化
隨著我國智能電網概念的提出及相關技術標準的制定,必須加快智能電網相應配套的關鍵技術與系統的研發速度。對于微機繼電保護技術,可深入挖掘神經網絡、遺傳算法、進化規劃模糊邏輯等智能技術微機繼電保護方面的應用前景,充分發揮技術生產力的作用,從而使常規技術難以解決的實際問題得到解決[4]。
2.2 自適應控制技術
于20世紀80年代,自適應繼電保護的概念開始興起,其可定義為能根據電力系統的運行方式與故障狀態的變化而能夠對保護性能、特性或定值進行實時改變的新型繼電保護。其基本思想就是盡最大可能使保護適應電力系統的各種變化,從而保護的性能得到進一步的改善。其憑借能改善系統響應、增強可靠性、提高經濟效益等方面的優勢,在輸電線路對距離、變壓器、發電機的保護及自動重合閘等領域得到了廣泛的應用。
2.3 人工神經網絡的應用
20世紀90年代以來,神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等人工智能技術在電力系統的多個領域都得到了應用,保護領域內的一些研究工作也開始轉向人工智能領域的研究。專家系統、人工神經網絡、模糊控制理論在電力系統繼電保護中的應用,為其持續發展注入了新的活力。
基于生物神經系統的人工神經網絡具有分布式存儲信息、并行處理、自組織、自學習等特點,其應用研究得到較迅速發展,目前主要集中在人工智能、信息處理、自動控制和非線性優化等方面。近年,在電力系統微機繼電保護領域內出現了用人工神經網絡來實現故障類型的判別、故障距離的測定、方向保護、主設備保護等技術。我國相關部門也都對神經網絡在電力系統微機繼電保護中的應用進行了相關的研究。
2.4 可編程控制器在繼電保護中的應用
可編程控制器可簡單的視為具有特殊體系結構的工業計算機,相比于一般計算機具有更強的與工業過程相連的接口,以及更適應于控制要求的編程語言;用PLC通過軟件編程的方式來代替實際的各個分立元件之間的接線,來解決在由繼電器組成的控制系統里,為了完成一項操作任務,要把各個分立元件如繼電器、接觸器、電子元件等用導線連接起來的問題是非常容易的;此外,為了減少占地面積,還可以用PLC內部已定義的各種輔助繼電器來取代傳統的機械觸點繼電器。
2.5 變電所綜合自動化技術
現代計算機、通信、網絡等技術為改變變電站目前監視、控制、保護、故障錄波、緊急控制裝置、計量裝置,以及系統分割的狀態,提供了優化組合與系統集成的技術基礎。繼電保護和綜合自動化的緊密結合己成為可能,主要體現在集成與資源共享、遠方控制與信息共享。以遠方終端單元、微機保護裝置做為核心,把變電所的控制、信號、測量、計費等回路納入到計算機系統中,從而將傳統的控制保護屏進行取代,大大降低變電所的占地面積及對設備的投資,使二次系統的可靠性得到提高。伴隨著微機性價比的不斷提高,現代通信技術的快速發展,以及標準化規定制度的陸續推出,變電站綜合自動化已經成為了熱門話題。根據變電站自動化集成的程度,可將未來的自動化系統劃分為協調型自動化與集成型自動化兩類。
結束語:
總之,隨著電力系統的高速發展及計算機、通信技術的不斷進步,繼電保護技術將會向自動化,智能化,自適應控制技術,變電站綜合自動化技術,人工神經網絡、PLC技術的應用等趨勢發展,在確保我國電力系統的安全穩定運行,以及國民經濟的快速持續增長中發揮越來越大的作用。
參考文獻
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[3]王彬.淺論電力系統微機繼電保護的技術應用[J].中華民居,2011,11:162,163.
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(一)10KV供電系統在電力系統中的重要位置
電力系統是由發電、變電、輸電、配電和用電等五個環節組成的。在電力系統中,各種類型的、大量的電氣設備通過電氣線路緊密地聯結在一起。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運行環境極其復雜以及各種人為因素的影響,電氣故障的發生是不可避免的。由于電力系統的特殊性,上述五個環節應是環環相扣、時時平衡、缺一不可,是在同一時間內完成的。在電力系統中的任何一處發生事故,都有可能對電力系統的運行產生重大影響。10KV供電系統是電力系統的一部分。它能否安全、穩定、可靠地運行,不但直接關系到企業用電的暢通,而且涉及到電力系統能否正常的運行。因此要全面地理解和執行地區電業部門的有關標準和規程以及相應的國家標準和規范。
(二)10KV系統中應配置的繼電保護
按照工廠企業10KV供電系統的設計規范要求,在10KV的供電線路、配電變壓器和分段母線上一般應設置以下保護裝置:1、10KV線路應配置的繼電保護。2、10KV配電變壓器應配置的繼電保護。(1)當配電變壓器容量小于400KVA時:一般采用高壓熔斷器保護;(2)當配電變壓器容量為400~630KVA,高壓側采用斷路器時,應裝設過電流保護,而當過流保護時限大于0.5s時,還應裝設電流速斷保護;(3)當配電變壓器容量為800KVA及以上時,應裝設過電流保護,而當過流保護時限大于0.5s時,還應裝設電流速斷保護;對于油浸式配電變壓器還應裝設氣體保護。3、10KV分段母線應配置繼電保護。
(三)10KV系統中繼電保護的配置現狀
目前,一般企業高壓供電系統中均為10KV系統。除早期建設的10KV系統中,較多采用的是直流操作的定時限過電流保護和瞬時電流速斷保護外,近些年來飛速建設的電網上一般均采用了環網或手車式高壓開關柜,繼電保護方式多為交流操作的反時限過電流保護裝置。很多重要企業為雙路10KV電源、高壓母線分段但不聯絡或雖能聯絡但不能自動投入。
二、繼電保護的基本概念
在10KV系統中裝設繼電保護裝置的主要作用是通過縮小事故范圍或預報事故的發生,來達到提高系統運行的可靠性,并最大限度地保證供電的安全和不間斷。在10KV系統中的繼電保護裝置是供電系統能否安全可靠運行的不可缺少的重要組成部分。
(一)對繼電保護裝置的基本要求
對繼電保護裝置的基本要求有四點:1、選擇性。當供電系統中發生故障時,繼電保護裝置應能選擇性地將故障部分切除。也就是它應該首先斷開距離故障點最近的斷路器,以保證系統中其它非故障部分能繼續正常運行。系統中的繼電保護裝置能滿足上述要求的,就稱為有選擇性,否則就稱為沒有選擇性。2、靈敏性。靈敏性系指繼電保護裝置對故障和異常工作狀況的反映能力。在保護裝置的保護范圍內,不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣,保護裝置均不應產生拒絕動作。但在保護區外發生故障時,又不應該產生錯誤動作。3、速動性。速動性是指保護裝置應能盡快地切除短路故障。4、可靠性。
(二)繼電保護的基本原理
1、電力系統故障的特點。電力系統中的故障種類很多,但最為常見、危害最大的應屬各種類型的短路事故。一旦出現短路故障,就會伴隨其產生三大特點。即:電流將急劇增大、電壓將急劇下降、電壓與電流之間的相位角發生變化。
2、繼電保護的類型。在電力系統中以上述物理量的變化為基礎,利用正常運行和故障時各物理量的差別就可以構成各種不同原理和類型的繼電保護裝置。
三、幾種常用電流保護的分析
1、反時限過電流保護。繼電保護的動作時間與短路電流的大小有關,短路電流越大,動作時間越短;短路電流越小,動作時間越長,這種保護就叫做反時限過電流保護。反時限過電流保護是由GL-15(25)感應型繼電器構成的。當供電線路發生相間短路時,感應型繼電器KA1或(和)KA2達到整定的一定時限后動作,首先使其常開觸點閉合,這時斷路器的脫扣器YR1或(和)YR2因有KA1或(和)KA2的常閉觸點分流(短路),而無電流通過,故暫時不會動作。
2、定時限過電流保護。繼電保護的動作時間與短路電流的大小無關,時間是恒定的,時間是靠時間繼電器的整定來獲得的。時間繼電器在一定范圍內是連續可調的,這種保護方式就稱為定時限過電流保護。
3、零序電流保護。電力系統中發電機或變壓器的中性點運行方式,有中性點不接地、中性點經消弧線圈接地和中性點直接接地三種方式。10KV系統采用的是中性點不接地的運行方式。
篇3
【關鍵詞】繼電保護;可靠性;失效事件
1.引言
隨著經濟和科技的蓬勃發展,我國電力系統的應用也越來越廣泛,復雜的電網系統也變得越來越重要,繼電保護作為電網系統的第一道防線,其重要性不言而喻。繼電保護裝置的功能是區分被保護元件是正常運行還是發生了故障,故障是在保護區內還是在保護區外,所以如果不對繼電保護的可靠性和風險性進行研究,就無法及時發現繼電保護裝置的隱患,可能會導致電網發生意外故障,引起一系列事故發生。
2.繼電保護裝置
在國內,關于電力系統可靠性的研究主要經過了確定性評估、概率評估和風險評估三個階段。確定性評估一般是研究最重大的事故,如“N-1”安全分析,略顯保守;概率評估是研究了故障發生的幾率,但不考慮其后果;風險評估則綜合了發生故障的概率和產生的后果。在正常運行電網時,沒有失誤波動,沒有錯誤操作,這就是繼電保護裝置的可靠性。為了能精準的做出關于繼電保護的風險評估,應當首先分析它的原理。
2.1 繼電保護裝置的可靠性
繼電保護裝置是可修復的,其可靠性的特點有以下幾點:
(1)由于繼電保護工作的環境和其自身狀況的變動性,繼電保護裝置的可靠度和發生失效的時間有一定的幾率性和隨機性;
(2)繼電保護裝置的可靠性包含的因素太多。除了保護裝置,還有關系很密切的一次設備、系統通訊的運行和一些人為因素;電網的保護設計的原理、實際的運行方式和它的整定、配置方式都對電網的繼電保護裝置有著極大的影響,各種復制的軟件設備和硬件又涵蓋了電網的各個方面。所以,從軟件設備方面會有很多不穩定的物理因素像軟件的設計、系統的輸入和使用都會影響繼電保護的可靠性;在硬件方面,繼電保護的可靠性更多的是要看每個基礎設施和電路的設計方式是否可靠;
(3)繼電保護裝置的失效分成拒動失效和誤動失效,這兩種失效又可以分成不可以被檢測可可以被檢測兩種,在制定可靠性的一些指標時需要將兩種情況綜合在一起來考慮。
2.2 繼電保護裝置可靠性的影響因素
繼電保護裝置的可靠性和許多因素有關,如:
(1)繼電保護裝置基本上都是由電子設備和軟件組成的,電子設備老化或損壞會直接影響保護裝置;其運行水平和環境的干擾等也會影響到繼電保護裝置的可靠性;
(2)保護裝置的平臺是硬件,實行保護功能的核心是軟件,因此軟件的可靠性也顯得極為重要;
(3)C、PT等互感器和斷路器通過傳變輸入量和執行輸出直接影響繼電保護裝置;
(4)二次回路然的絕緣老化和線路等原因導致元件連接的接觸不良或者松動都會給被保護的元件帶來不利影響。全數字化的保護系統通過用高速網絡通信來取代二次電纜,因為二次回路能夠自我監測;
(5)繼電保護定值是離線整定在繼電保護裝置中的重要因素。常規的繼電保護裝置是通過離線計算其定值并穩定在運行中。可是電網結構越來越復雜,在整定計算時得到的返回系數等數值運算復雜、運算時間過長,會影響被保護元件的應能,因此為了能有效克服離線定值的缺點,保護在線整定的定值顯得有越重要。
2.3 繼電保護的可靠性評價模型
在對繼電保護裝置進行關于可靠性的評估時,可以采用的模型有模擬和解析兩種方法。解析法是根據元件的功能、裝置的結構還有兩者在邏輯上的關系,來建立一種可靠性的概率形式,分析模型可以用遞推的方式或者迭代的方式,計算從系統得出的可靠性的指標。它的優點有精準度搞、概念清晰明了,缺點是他的計算量會因為系統數據規模的增大而增大。而模擬法則是利用概率分布圖來采樣選擇和評估,從統計學的角度得到關于裝置可靠性的數據。模擬法的優點是較為直觀,清晰明了,缺點就是計算時間長,和需要極高的精準度。在目前關于繼電保護裝置可靠性的評估中最常采用的是解析法,比如Markov模型法和故障樹法。故障樹法從裝置故障的模式出發,用瞬間照相對故障進行分析推理,一般來說是先算出最小的割集,再通過使用最小的割集概率來計算出裝置發生事故的幾率。由于故障樹法在使用方法上的不足,本文主要研究了GO法的應用,GO法運算分析過程(如圖1所示)。和傳統的解析法不同的是,GO法的出發點是裝置結構圖,更能清楚地反映裝置和元件之間的聯系。
圖1 GO運行分析過程
2.4 提高繼電保護可靠性的方法
(1)增強排除故障的能力:模擬事故的解決方法,提升繼電保護裝置的可靠性。增加檢查繼電保護裝置的頻率,加強檢查繼電保護裝置的力度,確定堅持的精準性,提前預防繼電保護裝置發生故障,減少事故發生的隱患;
(2)改善繼電保護裝置的設備:及時對檢驗設備的維修和檢測,完善電網系統配電自動化,隔離故障,使得電網系統和繼電保護裝置系統更為完全;
(3)嚴格把控質量關卡:對繼電保護裝置中的零件從選購制造方面抓起,嚴格把關增強繼電保護裝置的質量;
(4)保證繼電保護裝置在定值區的精準度:重視對繼電保護設備的檢查,定時檢查繼電保護裝置的各個零件,保證繼電保護裝置在定值區的準確性,重視每一次對設備的檢查。
3.風險評估
電力系統可靠性的研究方法主要是確定性評估、概率評估和風險評估三種。確定性評估出現最早,也應用最為廣泛,一般通過給定系統的參數、擾亂方式和運行方式來研究最重大的事故,如“N-1”安全分析,不考慮不同運行狀況等可能性,直接分析得出的結果略顯保守;概率評估不同于確定性分析,研究了故障發生的幾率,但不考慮其不同程度的后果;風險評估則綜合了前兩者的長處,分析了發生故障的概率和產生的后果。
3.1 風險評估方法
風險評估(Risk Assessment)指,在事件發生前后,將其風險事件所造成的影響或損失統計評估出來。識別各種不同的風險、評估可能發生風險的幾率、控制風險的等級和應對風險的消減對策,還有和預測會產生的一些負面影響是風險評估最主要的任務。
3.2 在繼電保護裝置中影響風險評估的因素
平均負載率和線路波動系數過大時,故障的風險值也會一同增大(如表1所示)。數據顯示,只有確定系統負荷的平均分布,才能減低風險的故障值。所以系統的操作人員運行電力系統時,需要使得系統總負荷均勻分布,才能最大限度的減低電網故障發生的風險性。
4.結束語
根據以上可知,繼電保護裝置在電網系統中處于十分重要的位置,嚴格把關對繼電保護裝置的檢查工作是確保電力安全運輸的重要環節。相關工作人員需要及時把握對繼電保護裝置的監控和檢測,預防意外事故的發生,明確繼電保護在電網環節中的重要性,確保電網的正常運行。
參考文獻
篇4
Zhang Lei
(Xinyang Electric Power Supply Company,Electric Power of He'nan,Xinyang 464000,China)
摘要:近年來,電網由于繼電保護拒動、誤動引起的大面積停電事故時有發生,給國民經濟和人民生活帶來極大危害,對公司系統也造成了極大的震動,對此,提高繼電保護的運行技術,具有十分重要的意義。
Abstract: In recent years, because failure operation and maloperation of relay protection, the power cut accidents in large area have occurred sometimes, which caused enormous harm to the national economy and the lives of people, and also created the enormous vibration to the company system. So, it is very significant to enhance the movement technology of relay protection.
關鍵詞:繼電保護 技術
Key words: relay protaction;technique
中圖分類號:TM4 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)26-0044-01
1繼電保護技術的基本概念
繼電保護是指采用繼電保護技術或有各種繼電保護裝置單元組成的繼電系統,是一種能反映電力系統故障和不正常運行狀態,并及時作用于斷路器跳閘或發出信號的自動化設備。在現代電力系統中,繼電保護裝置是保證電力系統安全運行的重要工具。
2繼電保護裝置的基本任務與作用
2.1 繼電保護裝置的任務在供電系統運行正常時,安全地、完整地監視各種設備的運行狀況,為值班人員提供可靠的運行依據;供電系統發生故障時,自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分,保證非故障部分繼續運行。
2.2 繼電保護的作用
2.2.1 當電氣設備出現不正常運行狀態時或發生不太嚴重的故障(如中性點非直接接地電網中發生單相接地)時,保護裝置動作,發出警告信號,提示運行值班人員采取相應的措施以清除。
2.2.2 繼電保護在現代電氣系統中用于保護運行中的所有電氣設備,包括發電機、電動機、變壓器、電力線路、電力電纜、母線、斷路器、電抗器、電力電容器和其他各種電氣元器件。
2.2.3 繼電保護裝置應能快速切除故障,可以減輕短路電流對電氣設備所引起的傷害,故障切除時間等于保護動作時間與斷路器跳閘時間之和,為了快速切除故障,應采用與快速斷路器相配合的快速保護裝置,一般快速保護時間的動作時間為0.06-0.12s,最快的可達0.01-0.04s,一般斷路器的動作時間為0.06-0.15s,最快的可達0.02-0.06s。
3繼電保護裝置的類別
由于電力系統的電壓等級越來越高,電網和設備的容量越來越大,保護的原理也越來越先進,保護裝置也越來越復雜,所以使用的繼電保護裝置的種類也很多,按照被測的電氣量來劃分,常用的繼電保護有以下四類:①反映電流量數值變化的保護,包括各種正序和負序電流量的增大或縮小,如各種電氣設備上都裝設的過電流保護,是采用最多的保護。②反映電壓數量數值變化的保護,包括各種正序和負序電壓量的降低或升高,如欠電壓保護。③反映兩個或多個電氣量之間相位變化的保護,包括電流與電壓之間的相位變化,電流與電流之間相位變化,電壓與電壓之間的相位變化,如方向保護、同期檢測等。④反映系統阻抗變化的保護,根據電工原理可知,阻抗反映的是電流與電壓之間的關系,如距離保護。
4選擇繼電保護裝置時需要注意的問題
4.1 變電站所有保護裝置硬件必須標準化,且完全可以互換,保護裝置機結構開孔尺寸應當完全統一,以利于運行維護,減少備品備件。
4.2 選擇保護裝置時,應當考慮保護定值誤差、測量準確極等。并當充分利用微機保護裝置軟硬件資源,獲得附加功能,如諧波錄波、故障定位、測量等。
4.3 微機保護裝置具有完整型式試驗報考,因為主變壓器事故情況復雜,受各因素影響較多,且主變壓器價值昂貴,事故時損失太大。
4.4 配電系統由于運行環境極其復雜以及各種人為因素的影響,電氣故障的發生是不能完全避免的。為了確保配電系統的正常運行,必須正確地設置繼電保護裝置。
5繼電保護日常處理方法
5.1 嚴格巡檢制度,確保繼電保護裝置及其二次回路的正確完好,保護屏指示燈正確,無異常,接線正常,無松脫、發熱現象及焦臭味不存在;熔斷器接觸良好;強化措施,完善制度,確保繼電保護運行操作的準確性。
5.2 運行人員熟悉現場二次回路端子、保護裝置的一般操作、常見信號的處理及投退壓板的正確性。
5.3 認真進行保護動作分析,加強防范,確保保護動作的可靠性。
5.4 凡屬不正確動作的保護裝置,及時組織現場檢查和分析處理,找出原因,提出防范措施,避免重復性事故的發生。
5.5 現場二次回路老化,應重新標示,做到美觀、準確、清楚。杜絕回路錯誤或寄生回路引起的保護誤動作。
5.6 加強技術改造工作,對保護進行重新選型、配置時,首先考慮的是滿足可靠性、選擇性、靈敏性及快速性,其次考慮運行維護、調試方便,且便于統一管理。
6如何提高繼電保護技術
6.1 掌握足夠必要的理論知識,作為一名繼電保護工作者,學好電子技術及微機保護知識是當務之急。
6.2 工作人員必須具備微機保護的基本知識,必須全面掌握和了解保護的基本原理和性能,熟記微機保護的邏輯框圖,熟悉電路原理和元件功能。
6.3 具備相關技術資料諸如檢修規程、裝置使用與技術說明書、調試大綱和調試記錄、定值通知單、整組調試記錄,二次回路接線圖等資料。
6.4 掌握微機保護事故處理技巧在微機保護的事故處理中,以往的經驗是非常寶貴的,它能幫助工作人員快速消除重復發生的故障,但技能更為重要。
7結語
繼電保護技術向計算機化、網絡化、智能化飛速發展,電力系統對微機保護的要求也在不斷提高,除了保護的基本功能外,還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間,快速的數據處理功能,強大的通信能力,與其他保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源的能力,高級語言編程等,使微機保護裝置具備一臺PC的功能。繼電保護技術的發展向計算機化、網絡化、一體化、智能化方向發展,這對繼電保護工作者提出了新的挑戰。
參考文獻:
篇5
關鍵詞:背景及意義;繼電保護;變壓器保護;配置;發展趨勢
一、 課題的背景及意義
繼電保護的主要任務是自動、迅速地將故障元件從系統中切除,使故障元件免于繼續遭到破壞,保證其它部分迅速恢復運行。繼電保護對電力系統的安全運行具有重要意義。
電力變壓器是電力系統的重要電氣設備,隨著電力工業的迅速發展,電網的規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架構的可靠性和安全性。基于此對電力變壓器的常見故障和不正常狀態進行分析,根據變壓器的容量大小、電壓的高低及重要程度,設計合理的繼電保護裝置。
電力變壓器的內部故障一班分為二類,油箱內故障和油箱外故障。不正常狀態一般包括過電流、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。
隨著我國經濟的高速發展和人民生活水平的提高,對電力系統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展現狀
回顧我國電力系統的繼電保護技術發展的過程,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的發展奠定了堅實基礎。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。國內微機保護的研究開始于70年代末,起步較晚,發展迅速,可以說90年代開始已進入微機保護時代。目前,在高壓線路、低壓網絡、各種主電氣設備如電力變壓器都有相應的微機保護裝置在系統中巡行。由于我國經濟發展不均衡,地區差異等因素,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過程中,會出現勵磁涌流。合閘時,變壓器鐵芯中的磁通急劇增大,使鐵芯瞬間飽和,這時出現數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。由于內部磁路的關系,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,所以設定差動保護動作值可準確判斷變壓器內部故障與外部故障。但是,電力變壓器運行條件復雜,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,勵磁涌流經電源側,造成變壓器二測電流不平衡,導致差動保護誤動作。為保證變壓器差動保護正常工作,應根據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生作用。配置間隙保護的目的,是為了防止非有效接地系統中零序電壓升高對變壓器絕緣造成的危害。只有當系統發生單相接地故障,有關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。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成變壓器中性點絕緣保護。所以僅設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,間隙電流保護將不起作用。
3、微機保護設計中主變后背保護的探討
主變10kV側僅裝10kV復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側過流的時間一般整定為2.5s或3.0s,雙卷主變10kV不設過流保護,而110kV側過流時間達2.0s或2.5s。現系統的容量越來越大,10kV側短路電流也越來越大。隨著10kV短線路不斷增加,10kV線路離變電所近區故障幾率也越來越大,由于開關拒動或保護拒動短路電流較長時間沖擊變壓器,對變壓器構成極大威脅。
四、總結
繼電保護對電力系統的安全運行,起著不可替代的作用,是電力系統正常運行的重要保障。隨著科學技術的發展,繼電保護技術呈現出微機化、網絡化、智能化,保護、控制、測量和數據通信一體化的發展趨勢。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用有深刻的了解,及時掌握繼電保護新產品的開發和應用,關注繼電保護的發展方向。
參考文獻:
[1] 楊曉敏.電力系統繼電保護原理及應用.第一版.北京:中國電力出版社出版,2006.8
篇6
【關鍵詞】電力系統 繼電保護 安全措施
一、繼電保護的概念
繼電保護裝置就是在供電系統中用來對一次系統進行監視、測量、控制和保護的自動裝置。它能反應電力系統中電氣元件發生故障或不正常運行狀態,并使斷路器跳閘或發出信號。其基本任務是自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統中切除,使故障元件免于繼續遭到破壞,保證其它無故障部分迅速恢復正常運行。另外,它還能反映出電氣元件的不正常運行狀態,并根據運行維護的條件,發出信號、減負荷或跳閘。
二、繼電保護的要求
(1)可靠性。可靠性是對繼電保護性能的最根本要求。可靠性主要取決于保護裝置本身的制造質量、保護回路的連接和運行維護的水平。一般而言,保護裝置的組成元件質量越高、回路接線越簡單,保護的工作就越可靠。同時,正確地調試、整定,良好地運行維護以及豐富的運行經驗,對于提高保護的可靠性具有重要的作用。要防止繼電保護的誤動和拒動給電力系統造成嚴重的危害。
(2)選擇性。繼電保護的選擇性,是指保護裝置動作時,在可能最小的區間內將故障從電力系統中斷開,最大限度地保證系統中無故障部分仍能繼續安全運行。
(3)速動性。繼電保護的速動性,是指盡可能快地切除故障,其目的是提高系統穩定性,減輕故障設備和線路損壞程度,縮小故障波及范圍,提高自動重合閘和備用電源或備用設備自動投入的效果等。
(4)靈敏性。繼電保護的靈敏性,是指對于其保護范圍內發生故障或不正常運行狀態的反應能力。
三、確保繼電保護安全運行的措施
(一)調度保護定值整定單應采取的措施:
①對于新保護的投運,必須要求提供周全的技術資料,包括裝置的技術說明書、一二次圖紙、CT回路變比、相關設備的出廠試驗報告等,在熟悉相關的技術資料后出具調試定值單,提供給施工單位完成現場的保護調試。其中應該特別注意有關保護程序的更改在保護技術說明書中可能沒有反映,因此施工人員在調試過程中必須將保護程序更改的情況及時反饋給調度保護定值整定人員,在調試工作完成后由調度定值整定人員出具符合現場實際的保護定值單,該定值單必須由相關部門業務領導審核確認后方可交給施工單位現場放定值。定值放置驗收合格后必須與調度核對現場使用的定值單正確。②保護定值單的整定應考慮到利用一定的延時使本線路的后備保護與主保護正確配合外,還必須注意相鄰元件后備保護之間的正確配合,以滿足選擇性的要求;注意裝置速動保護、充分發揮零序接地瞬時段保護及相間速斷保護的作用,減少繼電器固有動作時間和斷路器跳閘時間等方面入手來實現速動性的要求。
(二)保護設備安裝檢查應采取的措施
新保護屏抵達生產現場后一般性檢查非常重要,大致包括以下幾個方面:①清點連接件是否緊固、焊接點是否虛焊、機械特性等。保護屏后的端子排端子螺絲非常多,特別是新安裝的保護屏經過運輸、搬運,大部分螺絲已經松動,在現場就位以后,必須認認真真、一個不漏地緊固一遍,否則就是保護拒動、誤動的隱患。②是應該將裝置所有的插件拔下來檢查一遍,將所有的芯片按緊,螺絲擰緊并檢查虛焊點。在檢查中,還必須將各元件、保護屏、控制屏、端子箱的螺絲緊固作為一項重要工作來落實。③保護屏的各裝置機箱、屏障等的接地問題,必須接在屏內的銅排上,一般生產廠家已做得較好,只需認真檢查。最重要的是,保護屏內的銅排是否能可靠地接入地網,應該用較大截面的銅辮或導線可靠緊固在接地網上,并且用絕緣表測電阻是否符合規程要求。④電流、電壓回路的接地也存在可靠性問題,如接地在端子箱,那么端子箱的接地是否可靠,也需要認真檢驗。
(三)繼電保護裝置現場調試應采取的措施
在繼電保護裝置檢驗過程中必須注意:①對保護裝置的功能進行認真檢驗,不能漏項、缺項,發現問題及時聯系調度繼電保護人員和生產廠家,整改到位;②應嚴格檢驗二次回路接線是否正確、是否與廠家屏圖及二次施工圖紙相一致,在檢驗過程中發現二次回路有設計錯誤需要修改圖紙應上報設計人員和調度保護管理人員,經三方確認后由設計人員出具設計修改通知單后方可進行二次回路修改并在二次施工圖上做相應更正,待施工完成后將修改的施工圖送交設計單位出竣工圖。③將整組試驗和電流回路升流試驗放在本次檢驗最后進行,這兩項工作完成后,嚴禁再拔插件、改定值、改定值區、改變二次回路接線等工作。電流回路升流、電壓回路升壓試驗,也必須在其它試驗項目完成后最后進行。④檢驗結束后,必須將調試報告和二次接線的變更情況上報調度二次保護管理及現場運維單位。⑤檢驗結束后,由保護及運維管理單位組織對保護裝置交接驗收,交接驗收應該按照規定的流程進行,發現問題及時整改到位。應特別注意現場保護裝置定值區的放置與核對。
篇7
關鍵詞 電網繼電保護 綜合自動化系統研究
隨著微機繼電保護裝置的廣泛應用和變電站綜合自動化水平的不斷提高,各種智能設備采集的模擬量、開關量、一次設備狀態量大大增加,運行人員可以從中獲取更多的一、二次設備的實時信息。但是,由于目前的微機型二次設備考慮較多的是對以往設備功能的替代,導致這些設備基本上是獨立運行,致使它們采集的大量信息白白流失,未能得到充分利用。電網是一個不可分割的整體,對整個電網的一、二次設備信息進行綜合利用,對保證電網安全穩定運行具有重大的意義。近幾年,計算機和網絡技術的飛速發展,使綜合利用整個電網的一、二次設備信息成為可能。
1 系統構成
電網的結構和參數,可以從調度中心獲得;一次設備的運行狀態及輸送潮流,可以通過EMS系統實時獲得;保護裝置的投退信息,由于必須通過調度下令,由現場執行,因此可以從調度管理系統獲得,并從變電站監控系統得到執行情況的驗證;保護裝置故障及異常,可以從微機保護裝置獲得;電網故障信息,可以從微機保護及微機故障錄波器獲得。
分析看出,實現電網繼電保護綜合自動化系統的信息資源是充分的。為了更好的利用信息資源,應建立客戶/服務器體系的系統結構,按此結構將系統分解成幾個部分,由客戶機和服務器協作來實現上述七種主要功能。這樣就可以實現最佳的資源分配及利用,減少網絡的通信負擔,提高系統運行的總體性能。
2 功能分析
2.1實現對各種復雜故障的準確故障定位。
目前的保護和故障錄波器的故障測距算法,一般分為故障分析法和行波法兩類。其中行波法由于存在行波信號的提取和故障產生行波的不確定性等問題而難以在電力生產中得到較好的運用。而故障分析法如果想要準確進行故障定位,必須得到故障前線路兩端綜合阻抗、相鄰線運行方式、與相鄰線的互感等信息,很顯然,僅利用保護或故障錄波器自己采集的數據,很難實現準確的故障定位。另外,對于比較復雜的故障,比如跨線異名相故障,單端分析手段已經無法正確判斷故障性質和故障距離,因此,往往出現誤報。
我們知道,得到的系統故障信息愈多,則對故障性質、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確,因此,通過電網繼電保護綜合自動化系統,可以徹底解決這個問題。調度端數據庫中,已經儲備了所有一次設備參數、線路平行距離、互感情況等信息,通過共享EMS系統的數據,可以獲得故障前系統一次設備的運行狀態。故障發生后,線路兩端變電站的客戶機可以從保護和故障錄波器搜集故障報告,上送到服務器。調度端服務器將以上信息綜合利用,通過比較簡單的故障計算,就可確定故障性質并實現準確的故障定位。
2.2實現繼電保護裝置的狀態檢修。
根據以往的統計分析數據,設計存在缺陷、二次回路維護不良、廠家制造質量不良往往是繼電保護裝置誤動作的主要原因。由于微機型繼電保護裝置具有自檢及存儲故障報告的能力,因此,可以通過電網繼電保護綜合自動化系統實現繼電保護裝置的狀態檢修。
通過以上措施,可以加強狀態檢修,相應延長定期檢修周期,使保護裝置工作在最佳狀態。同時,還可以提高維護管理水平,減輕繼電保護工作人員的勞動強度,減少因為人員工作疏漏引起的誤動作。
2.3對線路縱聯保護退出引起的系統穩定問題進行分析,并提供解決方案。
隨著電網的發展,系統穩定問題日益突出。故障能否快速切除成為系統保持穩定的首要條件,這就對線路縱聯保護的投入提出較高要求。但是,在目前情況下,由于通道或其它因素的影響,導致線路雙套縱聯保護退出時,只能斷開線路以保證系統穩定和后備保護的配合。這種由于二次設備退出而影響一次設備運行的狀況是我們所不愿意看到的。
2.4對系統中運行的繼電保護裝置進行可靠性分析。
通過與繼電保護管理信息系統交換保護配置、服役時間、各種保護裝置的正動率及異常率等信息,電網繼電保護綜合自動化系統可以實現對繼電保護裝置的可靠性分析。特別是當某種保護或保護信號傳輸裝置出現問題,并暫時無法解決時,通過將此類裝置的可靠性評價降低,減輕系統對此類保護的依賴,通過遠程調整定值等手段,實現周圍系統保護的配合,防止因此類保護的拒動而擴大事故。
2.5自動完成線路參數修正。
由于征地的限制,新建線路往往與原有線路共用線路走廊,線路之間電磁感應日益增大,造成新線路參數測試的不準確以及原有線路參數的變化。現在,依靠電網繼電保護綜合自動化系統,可以將每次故障周圍系統保護的采樣數據進行收集,利用線路兩端的故障電流、故障電壓,校核并修正線路參數,實現線路參數的自動在線測量,從而提高繼電保護基礎參數的可靠性,保證系統安全。
3 實現本系統的難點分析
3.1管理問題
從技術上說,實現電網繼電保護綜合自動化系統的條件已經成熟,無論是變電站客戶機對保護信息的搜集、信息的網絡傳輸還是調度端服務器對EMS系統共享數據的讀取、故障及穩定分析計算,都可以得到解決。主要的實施難度在于此系統需要綜合繼電保護、調度、方式、遠動、通信以及變電站綜合自動化等各個專業的技術,并且涉及到控制運行設備,其它專業一般不愿牽扯其中,因此只有解決好管理問題,才可能順利實施。例如,目前變電站客戶機對信息的搜集,完全可以也應該納入到變電站綜合自動化系統,但是,由于管理界面的劃分,有些運行單位希望保護專業獨立組網搜集信息,這樣就造成資源的分割和浪費,不利于今后對系統的擴展。為了保證電力系統的安全運行,希望在將來的保護設計導則中,對此類問題統一予以規范。
3.2安全性問題
安全性解決的好壞,將是本系統能否運用的關鍵。初步設想,調度端服務器必須采用雙機熱備用方式保證硬件安全;通過遠方修改保護定值時,客戶機必須通過加密的數字簽名核實調度端傳送定值的可信度,并通過校驗碼及數據回送保證定值的可靠性。并且,當客戶機向保護傳送定值時,必須不能影響保護的正常性能。在這方面,還需要做大量的工作。
3.3規約問題
由于本系統將全網所有微機保護及故障錄波器聯系到了一起,如果能夠解決好信息的組織及傳輸規約,將對系統實施起到事半功倍的作用。因此,希望參照國外標準,盡快建立國內繼電保護信息組織規約。
篇8
[關鍵詞]煤礦供電;繼電保護裝置;優化
中圖分類號:TM77 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)44-0047-01
引 言:煤礦供電系統是整個煤礦生產的動力來源,繼電保護系統是供電系統安全運行的重要保障,它可以保證煤礦電網及負荷安全穩定地運行,幾乎涉及范圍較大的大型系統事故都與繼電保護裝置的不正確動作有直接或間接的關系。因此,合理配置繼電保護裝置是保障電網安全運行的重要條件。
低壓電網短路狀態是煤礦井下最嚴重的故障形式之一。為了使供電系統可靠、安全地運行,并將短路帶來的損失和危害限制在最小范圍內,必須進行井下低壓電網短路電流的計算。一方面在選用各種開關設備時,需要計算出可能通過電器設備的最大短路電流及其產生的電動力效應和熱效應,以便檢驗電氣設備的動穩定性和熱穩定性;另一方面在選擇和整定繼電保護裝里時,需要計算出被保護范圍內可能產生的最小短路電流,以便校驗繼電保護裝置靈敏度,在被保護范圍內發生任何短路時,保護裝置可靠動作,迅速切斷電源。
為了提高電力輸送能力,最優解決方式就是提高供電電壓,即在煤礦上采用10kV供電系統,將10kV電源直接送到井下。經過多年努力,目前的10kV并下開關設備、電動機、變壓器、電纜等電氣設備的各項指標已能夠滿足井下10kV供電的要求。
1 整定原則的優化
1.1 瞬時速斷保護的優化
考慮到地面10kV出線開關的重要性,設置為三段式保護,瞬時速斷動作電流按躲過下井線路末端最大三相短路電流來整定,在最小運行方式下發生兩相短路時,至少具有線路全長約20%的保護范圍。剩下的80%由限時速斷來解決。
1.2 限時速斷保護的優化。
根據煤礦井下電網的特殊情況,各母線間短路電流的差距很小,雖在地面10kV至中央變電所之間增設電抗器,中央變電所之后多級保護之間動作電流的差距仍不能保證系統縱向的選擇性。為解決這個問題,改變傳統的II段時限與相鄰線路I段時限配合的整定原則,在各出線處II段時限按與相鄰線路出線處II段時限配合的原則進行整定;進線保護II段亦與相鄰線路出線處II段進行配合。此原則降低了越級跳閘的可能性。
整定原則:按同一靈敏度系數法整定,在最小運行方式下線路末端發生兩相短路時有足夠的靈敏度。
1.3 定時限過流保護的優化
一般定時限過流保護均按能躲過正常最大工作電流Ic.max整定,但考慮煤礦特點是沒有自啟動現象,故按躲過被保護線路的尖峰電流Ii.max來整定,或用尖峰電流來代替正常最大工作電流。線路尖峰電流的概念是:該線路其它設備正在以半小時最大負荷運行,而線路中一臺最大容量的電動機正在啟動時,在線路中產生的短時最大工作電流。啟動電流倍數根據井下防爆電動機的實際情況可取5~6倍。定時過流要求能保護全長,故應用線路末端最小兩相短路電流來校驗其靈敏度Klm,Klm應不小于1.5。
2.系統優化方案效果分析
動作于跳閘的繼電保護在技術上要滿足四個基本要求,即可靠性、選擇性、速動性和靈敏性。這四個基本要求是評價和研究繼電保護性能的基礎。繼電保護的科學研究、設計、制造和運行的大部分工作也是圍繞如何處理好這四者的辨證統一關系進行的。
2.1 可靠性分析
從繼電保護設置與設計的角度考慮,可靠性主要是要求有完備的后備保護和較高的靈敏度。對于10kV出線處,限時速斷作為主保護保護全長,定時過流作為全線的近后備保護,瞬時速斷作為線路
20%~80%全長的快速保護,保護的可靠性是較高的,另外,35kV變電所主變電流保護,還可以作為下井線路開關上保護的遠后備保護。
其余各條線路,均由限時速斷為主保護保護全長,定時過流為各自的近后備保護,且凡上級甚至再上一級的保護均可作為下級甚至再下一級相應保護的遠后備保護,因而保護的可靠性沒有問題。
2.2 選擇性分析
保護系統的橫向選擇性由過流保護本身的原理所保證,縱向選擇性則主要由限時速斷的短階梯時限配合動作電流值的優化來保證。對于下井線路的瞬時速斷,雖然無時限,但動作電流拉開較大的差距(因有限流電抗器的作用),而在中央變電所母線以后的任何地點發生短路,其短路電流均小于首端動作電流,不會使開關的瞬時速斷動作,沒有發生越級跳閘的可能。
對于限時速斷,由于引入短階梯延時原則,共設置0.6s,0.4s,0.2s三級階梯延時,確保縱向的選擇性;各級動作電流整定除第一級有一定差距外,其余各級因各級短路電流差距很小,故動作電流也不易拉開差距,但僅時限的差別就可以保證其縱向的選擇性,不會發生越級跳閘,而且上級保護均可作為下級保護的遠后備保護。
對于定時過流,同樣是采用短階梯延時原則,在10KV出線和中央變電所出線設置O.Os,0.6s兩級階梯延時,同樣能確保該段保護的縱向選擇性;各級動作電流可以拉開一定的差距,對確保選擇性,亦起到一定的作用。
2.3 速動性分析
對于下井線路全長的前20%部分,發生最小兩相短路時,可實現無時限跳閘,當發生最大運行方式下的三相短路時,瞬時速斷的保護距離可達80%左右,對于瞬時速斷保護區外的短路,其短路電流小于首端動作電流,對主變壓器的沖擊相對較小,則由限時速斷來保護。
2.4 靈敏性分析
除瞬時速斷的最小保護區有時為全長的20%外,其余所有的保護其范圍均為全長,動作靈敏度均不小于I .5,故系統靈敏性完全有保證。
結束語
在電壓等級不斷增高,對供電可靠性要求越來越高的今天,重視配電系統繼電保護的配置,增加配電系統繼電保護的可靠性有著十分重要的意義。針對中低壓配電系統繼電保護現存問題,可以考慮借鑒高壓系統中更多的保護配置及保護原則,通過從原理上進行簡化來達到經濟性和安全性的雙重目的。
參考文獻
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篇9
關鍵詞: 電力系統 繼電保護運行 原因 維護策略
中圖分類號:TM77 文獻標識碼:A 文章編號1672-3791(2016)06(a)-0000-00
一直以來,我們國家電力系統的發展一直處在快速發展的列車軌道上。它主要是由電能產生、輸送和分配以及用電環節組成。隨著我國智能電網的不斷發展與建設,電力系統對繼電保護的要求越來越高,繼電保護作為電力系統中的核心主要角色,它的安全運行在一定程度上確保了電系統的順利發展,同時也給國家帶來了很大的經濟效益。近年來隨著我國經濟的快速發展以及人們生活水平的提高,人們對電力的的使用要求也越來越高,因此安全用電不僅在每個人的心中生根發芽,更得到了人們的關注,電力系統在可靠的安全運行中,繼電保護作為電力系統安全運行的一個重要手段和重要裝置,但是如果對繼電保護這個重要的裝置操作不正確的話,也會出現一些安全隱患,甚至發生一些重大事故,不僅損壞電氣設備,更會影響到人們的生活與生命安全,乃至導致社會生產得不到穩定進行。當然對于整個電力系統來說,也會讓電力系統處于瓦解狀態。因此說,在電力系統中做好繼電保護的運行工作十分重要。實際生活中,我們能夠經常看到這樣的現象,電力系統中繼電保護裝置一旦出現異常運行情況,即使對于專業的電力人士來說對于異常運行中出現的一些故障診斷也是很難的進行分析和處理。為了能夠讓電力系統中繼電保護正常運行,盡量減少或降低異常運行狀況。因此,文章首先對電力系統繼電保護的概念以及電力系統中繼電保護裝置的要求進行了闡述,同時,對于影響繼電保護裝置運行中出現的異常因素進行了分析,最后筆者結合實踐工作經驗給出了幾點加強電力系統中繼電保護裝置的運行管理維護策略。以下是具體淺談分析:
1電力系統中繼電保護的概念以及運行的要求
所謂繼電保護裝置就是指,在電力系統運行中,它可以有效地通過一次對電力系統進行很好的監測與測量,做好控制與保護工作的一個自動裝置。繼電保護是一個完成的技術體系,主要是由電力系統故障分析、繼電保護原理以及繼電保護配置設計、繼電保護運行和維護組成。它是電力系統的主要組成部分,繼電保護裝置是完成繼電保護功能的核心。當電力系統出現異常運行的時候,繼電保護可以迅速對電力系統中電氣元件出現故障的反應下,會自動發信號,可以在最短的時間之內將故障元件在電力系統中徹底的切除,進而做到保護故障元件不會再次受到損壞,確保無損壞、無故障的其他部分繼續正常運行。
電力系統繼電保護裝置在選擇的過程中一定要做好選擇性,當發生事故的時候,繼電保護裝置可迅速的切除電器開關,降低事故的發生。但是在特殊的情況下,繼電保護裝置的選擇性與迅速性也是會產生矛盾的,兩者之間存在著緊密的聯系關系,既矛盾又統一。我們要根據電力系統運行的具體情況來滿足繼電保護運行的要求,不同情況不同分析來做配置與配合每個電力元件的保護工作。一般情況下,繼電保護裝置也具有靈敏性和可靠性。總之繼電保護裝置運行的要求具體可分為:選擇性、快速性、靈敏性、可靠性這幾個特點來概括。
2影響繼電保護裝置正常運行的因素分析
2.1人為因素
設計人員在安裝接線的過程中,沒有按照繼電保護裝置的程序來進行操作,正因如此,由于操作程序不正確進而導致出現異常事故的發生。在實際工作中,我們能夠經常看到,安裝設人員由于操作程序未能按照機電保護裝置程序來進行安裝操作,因此發生許多事故。
2.2微機保護裝置方面存在的因素
微機設備的接入起到的作用是非常巨大的,它可以向電網運行人員提供科學、有效的數據,進而確保繼電保護正常的運行。但實際中,對于微機設備裝置提供的數據很多科學的數據沒有得到有效的利用,正因如此,導致微機設備的數據分析能力不高,進而影響了電力系統繼電電保護裝置的順利發展。
2.3繼電保護系統軟件因素
在電力系統中,如果軟件出現錯誤會直接造成繼電保護裝置誤動或拒動。當下,從我們國家電力系統的發展來看,導致軟件出錯的主要原因就是:一方面軟件編碼不正確、軟件結構設計失誤;另一方面測試不規范、定值輸入出現錯誤等原因。
3提高并加強電力系統中繼電保護運行的管理與維護策略
3.1充實繼電保護專業隊伍,提高業務技能和職業素質
應加強繼電保護工作人員專業技能和職業素質的培訓,高度重視繼電保護工作,充實配備技術力量,保持繼電保護隊伍的穩定。專業性強,技術要求高,繼電保護工作具有以上兩個特點,每位繼電保護工作人員都必須經過系統的專業技能培訓,特別是職業素質方面的培訓,有效建立一支敬業愛崗的專業隊伍。
3.2認真執行繼電保護及自動裝置運行規程和有關制度
要進一步加強管理,及時編制、修訂繼電保護運行規程和典型操作票。各級調度人員應進一步合理安排電網運行方式,加強電網繼電保護運行管理工作,提高電網安全穩定運行水平,充分發揮繼電保護效能,防止由于保護拒動、誤動引起系統穩定破壞和電網瓦解、大面積停電事故的發生。繼電保護專業人員在檢修工作中必須執行電氣工作票及二次安全措施單制度,逐步推廣完善作業文件包制度。
3.3加強日常的巡視、檢查和維護
養成好的工作記錄和檢查習慣:工作記錄必須認真、詳細,真實地反映工作的一些重要環節,這樣的工作記錄應該說是一份技術檔案,在日后的工作中是非常有用的。繼電保護工作記錄應在規程限定的內容以外,認真記錄每一個工作細節、處理方法。工作完成后認真檢查一遍所接觸過的設備是一個良好的習慣,它往往會發現工作中的疏漏,對于每一位繼電保護工作人員來說都應該養成這一良好的工作習慣。
4結束語
總本文的探討分析中不難看出,繼電保護在電力系統中占有的份量很重,它是電力系統正常運行跳動的心臟。隨著我國經濟的發展,電力系統系統正在朝著電網智能化方向一步一的發展,這其繼電保護作出的貢獻是不可忽視的。隨著電力系統的迅猛發展,對當今的繼電保護提出的要求也越來越高,我們更要時刻的了解并知曉影響繼電保護運行的主要原因,并找出相應的解決與維護對策,只有這樣才會保證電力系統的正常運行,進而為人類與社會更好的提供服務。
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關鍵詞:繼電保護;基本原則 ;故障分析
中圖分類號:U226.8+1 文獻標識碼:A 文章編號:
電力系統安全、可靠運行是非常重要的,從而要求繼電保護及自動化裝置必需具有很高的可靠性。對于繼電保護及自動化裝置的可靠性指標和標準,繼電保護及自動化裝置是電力系統二次回路的保護和控制部分。繼電保護裝置的功能是在電力系統出現異常現象時,及時準確地發現故障并發出各信號, 迅速地切除, 防止故障的擴大,保證電力系統安全運行。自動化裝置的功能是對電力系統運行的各種設備的運行參數進行實時監測、控制,并實現遙測、遙信、遙調、遙控, 保證電力系統的可靠運行。
1. 繼電保護的基本概念和組成
1.1繼電保護
泛指繼電保護的技術和由各種繼電保護設備組成的保護系統。
具體包括: 繼電保護的設計、配置、整定、調試等技術;從獲取電量信息的互感器二次回路、經過繼電保護裝置、至斷路器跳閘線圈的一整套設備。
組成:
測量部分:測量從被保護對象輸入的有關電氣量,適當處理后并與已給定的整定值進行比較,根據比較結果,給出邏輯信號。判斷保護裝置是否應該動作。
邏輯部分:根據測量部分的輸出,使保護裝置按照一定的邏輯關系工作,最后確定是否應該使斷路器跳閘或發出信號。
執行部分:根據邏輯部分傳送的信號,最后完成保護裝置所擔負的任務。
1.2 裝置的工作特點
繼電保護裝置不是一種頻繁動作電器。在系統發生故障時,如出現短路或者過載運行, 繼電保護裝置必須要可靠動作,發出各種信號, 并操作其它電氣設備及時切除故障。由于電力系統出現故障的幾率較低,繼電保護裝置動作的次數是不會太多的。繼電保護裝置的故障形式一般分為2 類,一類故障稱之為拒動故障,即當電力系統發生故障時,繼電保護裝置不能及時可靠動作,使電力系統的故障或不正常的運行狀態得不到及時的切除或改,嚴重時會造成電力系統的崩潰和瓦解。另一類故障稱之為誤動,即當電力系統沒有故障時。繼電保護裝置由于本身的動作特性欠佳或由于各種干擾信號的作用而發生誤動作,當發生誤動時, 也會產生一定的經濟損失。自動化裝置是一種對電力系統運行的各種設備的運行參數進行實時監測、控制的設備, 并能實現遙測、遙信、遙調、遙控, 因此是一種長期帶電工作的設備。它的故障形式就是不能正確地進行測量、傳輸、調節、控制電力系統的運行參數。
2. 繼電保護的基本原則
對作用于跳閘的繼電保護,在技術上有5個基本原則:可靠性、靈敏性、選擇性、速動性以及經濟性。
2.1可靠性
可靠性指在該保護裝置規定的保護范圍內發生了它應該動作的故障時,它不應該拒絕動作,而在任何其他該保護不應該動作的情況下,則不應該誤動作。可靠性主要指保護裝置本身的質量和運行維護水平而言,可以用拒動率和誤動率來衡量。當兩者愈小,則保護的可靠性愈高。
為保證可靠性,應采用由可靠的硬件和軟件構成的裝置,并應具有必要的自動監測、閉鎖、報警等措施。
2.2 靈敏性
靈敏性是指保護裝置對其保護區內發生故障或不正常運行狀態的反應能力,用靈敏系數來衡量。如下圖:
1.2(如滿足此要求將使保護過分復雜或在技術上難以實現時,可僅按常見的運行方式和故障類型校驗靈敏度)
變壓器 縱聯差動保護 2
3 - 10kV電纜線路 中性點不直接接地電網零序電流保護
1.25
3 - 10kV架空線路 1.5
2.3 選擇性
選擇性是指當供電系統發生故障時,首先由故障設備或線路本身保護且出故障,當故障設備或線路的保護或斷路器拒動時,應由相鄰設備或線路的保護將故障切除。如下圖所示,k處故障時QF2動作。
2.4 速動性
速動性是指繼電保護裝置應能盡快地切除故障,以減少設備及用戶在大電流、低電壓運行的時間,降低設備的損壞程度,提高系統列并運行的穩定性,縮小故障波及范圍,提高自動重合閘和備用電源或備用設備自動投入的效果等。一般從裝置速動保護、充分發揮零序瞬時段保護及相間速斷保護的作用,減少繼電器固有動作時間和斷路器跳閘時間等方面入手來提高速動性。
故障切除時間=保護裝置動作時間+斷路器動作時間
不同電壓等級和不同結構的電網切除故障最小時間如下表:
2.5 經濟性
經濟性是指在經濟上以最少的投資達到最高程度的保護原則。
3. 電力系統繼電保護的作用
繼電保護在電力系統中在設備發生故障時,自動的,迅速的,有選擇的將故障設備從系統中切除,保證無故障設備迅速恢復正常運行,并防止故障設備繼續遭到破壞,當系統出現不正常的運行狀態時,發出報警,以便使值班人員采取有效措施。電力系統在生產過程中,有可能發生各類故障和各種不正常情況。其中故障一般可分為兩類:橫向不對稱故障和縱向不對稱故障。橫向不對稱故障包括兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路三種,縱向對稱故障包括單相斷相和兩相斷相,又稱非全相運行。電網在發生故障后會造成很嚴重的后果。
3.1 電力系統電壓大幅度下降,廣大用戶負荷的正常工作遭到破壞。
3.2故障處有很大的短路電流,產生的電弧會燒壞電氣設備。
3.3 破壞發電機的并列運行的穩定性,引起電力系統震蕩甚至使整個系統失去穩定而解列瓦解。
3.4 電氣設備中流過強大的電流產生的發熱和電動力,使設備的壽命減少,甚至遭到破壞。 不正常情況有過負荷、過電壓、電力系統振蕩等.電氣設備的過負荷會發生發熱現象,會使絕緣材料加速老化,影響壽命,容易引起短路故障。繼電保護被稱為是電力系統的衛士,它的基本任務有:
(1)當電力系統發生故障時,自動、迅速、有選擇地將故障設備從電力系統中切除,保證系統其余部分迅速恢復正常運行,防止故障進一步擴大。
(2)當發生不正常工作情況時,能自動、及時地選擇信號上傳給運行人員進行處理,或者切除那些繼續運行會引起故障的電氣設備。
可見繼電保護是任何電力系統必不可少的組成部分,對保證系統安全運行、保證電能質量、防止故障的擴大和事故的發生,都有極其重要的作用。
4.繼電保護系統的故障分析
4.1繼電系統中常見的故障
(1)開關保護設備的選擇出現的問題。開關保護設備的選擇是非常重要的一項工作,現在的多數配電都在高負荷密集的地區建立起開關站,也就是采用變電所-開關站-配電變壓器的供電輸電的模式。在未實現繼電保護自動化的開關站內,我們應當更多地采用負荷開關或與其組合的繼電器設備系統作為開關保護的設備。
(2)電流互感飽和故障電流互感器的飽和對電力系統繼電保護的影響是非常之大。隨著配電系統設備終端負荷的不斷增容,如果發生短路,則短路電流會很大。如果是系統在靠近終端設備區的位置發生短路時,電流可能會達到或者接近電流互感器單次額定電流的 100 倍以上。在常態短路情況下,越大電流互感器誤差是隨著一次短路電流倍數增大而增大,當電流速斷保護使靈敏度降低時就可能阻止動作。
4.2繼電系統常見故障的解決方法
(1)比較法:把穩定的設備與出現問題的設備的各種參數進行詳細的比較,發現問題的關節所在,這個辦法的實用性在接線發生失誤、定值校驗過程中測試值與預想值有比較大差異的故障。如果進行了修理和換新之后,二次接線不可正常使用,要根據相似裝置的接線來嘗試,繼電器開展定值檢查的時候,若出現某一繼電裝置的測試數字有疑問,這個時候不能斷然做出判斷,例如性能是否較差,建議更換繼電器上方的刻度,也可以用同樣一個表去和另外的回路相同的繼電器對比來看。
(2)替換法:替換法簡單的來講就是用完好的元件代替被認定有故障的元件,來判斷它的好與壞,可以快速縮小故障的查找范圍,這是一種最常見而且也很有效的一種方法。
(3)短線連接法:將回路某一段或一部分用短接線短接,來進行判斷故障是否存在短接線范圍內或者其他地方,這樣來確定故障范圍。此法主要是用在電磁鎖失靈、電流回路開路、切換繼電器不動作、判斷控制等轉換開關的接點是否完好。
5.結束語
在電力系統中,除應采取各種積極措施消除或減少發生故障的可能性以外,故障一旦發生,必須迅速而有選擇地切除故障設備,以確保電力系統非故障部分繼續安全運行,避免事故擴大,縮小事故的范圍和影響,最大限度地保證向用戶安全連續供電,這是保證電力系統安全運行的最有效方法之一。電力系統繼電保護裝置就扮演著這一重要角色,是電力系統安全可靠運行不可或缺的技術措施。
參考文獻: