繼電保護特色范文
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篇1
關鍵詞:《繼電保護》;課程體系;教學方法
中圖分類號:G71 文獻標識碼:A文章編號:1009—0118(2012)11—0162—02
繼電保護是在保障電力系統的安全穩定運行方面發揮了重要作用,《繼電保護》課程是電力系統自動化、供用電專業的核心課程,具有理論與實踐并重的特點。繼電保護是一門理論性與實際結合很強的課程,但長期以來,高職院校的繼電保護課程只注重理論教學,不注重實踐技能的提高;并且,絕大多數院校的繼電保護課程所講授的內容與實際相脫節,我校所講授的都是繼電保護的原理。針對這種情況,我們共同構建新的課程體系,探索繼電保護課程改革研究。
一、電力系統繼電保護課程現狀及背景
《繼電保護》是我院的供用電技術專業的一門核心課程,現有的繼電保護教材中,分析的都是電磁型、磁電型或集成電路型結構的繼電器,而現代電力系統繼電保護裝置結構已經發生了相當大的變化,微機型保護裝置應用的相當廣泛。我院只開設了繼電保護課程,沒有開設電力系統穩態分析和暫態分析這兩門課程,學生學習繼電保護課程相當費勁;再有,目前的繼電保護教材主要講解的是繼電保護的理論知識,實際的電力系統運行案例、電氣設備短路電流的計算實例都未講解,不利于學生理論學習與以后實際工作的認識統一。高職院校是培養高端技能型人才,要求學生具有一定的理論基礎的同時,更要具備扎實的操作基本功和自主學習能力和自學創新意識。
二、繼電保護課程體系的整合
《繼電保護》課程重點分析了繼電保護的基本要求、電流保護、距離保護、變壓器保護、母線保護、發電機保護等。我校是專科院校,注重學生的技能培養,理論水平以夠用為主。而現在電力系統的網絡結構越來越復雜和多樣,繼電保護的原理和形式也在不斷的發展和完善,過多學習理論知識是沒有必要的,要加強學生的實踐能力,要做中學,學中做。在目標定位上,充分考慮學生能先就業再擇業的需要,堅持“寬基礎、強技能”的原則。既掌握職業崗位需求的專業理論,又能在這些專業理論基礎上把已形成的能力在相應職業崗位范圍可以轉崗。因此,在我們的課程體系改革中,改變了傳統的“學科”體系,向“多元型”方向發展。《繼電保護》課程的構建應遵循以下原則。
(一)講解繼電保護的基本原理。講授電力系統暫態和穩態分析的部分知識;講授各種保護的基本原理、保護裝置和繼電器的基本原理;微機型繼電保護基礎知識。在教材編寫時要闡明模擬型保護的基本原理,微機型繼電保護技術是全新的內容,思維方法與模擬型保護相比完全不一樣,應重點講解如何推倒出算法的數學模型和微機實現原理。
(二)突出課程的職業性,以職業能力作為構建課程的基礎,使學生所學知識、技能滿足職業崗位的需求。基礎理論知識以夠用為度,以掌握概念,強化應用為重點;專業知識強調針對性和實用性,培養學生綜合運用知識和技能的能力。突出職業能力培養,強化學生創新能力的培養.提高學生就業上崗和職業變化的適應能力,實現“雙證書”融通,即畢業證書和高級技能等級證書。
(三)圍繞崗位所確定的職業能力要求設置項目,并結合職業技能鑒定考核大綱,對課程內容進行整合,開發校本課程。在課程的難度和廣度方面,遵循“實用為先、夠用為度”的原則,如表1為五個項目。
三、《繼電保護》課程的教學方法與手段
(一)案例教學法
由于電力系統繼電保護技術發展很快,在講授課程相關知識是可以聯系電力系統的實際案例,例如某某地區電廠發生斷路器跳閘事故,原因是某相電接地導致的等等實際案例。使學生在校期間能了解相關領域的現狀。通過典型事故的分析可以培養學生分析和解決實際問題的能力。
(二)任務驅動教學法
任務驅動教學法是任務驅動教學法中的任務是有特定含義的,它不是通常說的“教學任務”,而是指“需要通過某種活動完成的某些事”。課堂討論、自學答疑教學形式采用任務驅動法。例如讓學生設計某條線路的三段式保護。
(三)項目教學法
項目教學法是通過進行一個完整的“項目”工作而進行的實踐教學活動的培訓方法。教師的主要任務是確定項目內容、任務要求、工作計劃,設想在教學過程可能發生的情況以及學生對項目的承受能力,時刻準備幫助學生解決困難問題。
(四)六步教學法
六步教學法是以工作過程為導向的課程實施方法,完成一個完整的實際工作需按照六個工作步驟來進行。例如設計6~10KV線路的過電流保護這個完整工作過程的六個步驟分別為:資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估。資訊階段,教師布置工作任務,學生首先了解項目要求;計劃階段,學生一般以小組方式工作,尋找與任務相關的信息(如:電壓繼電器、電流繼電器的原理接線圖),制定工作計劃;決策階段:教師考察學生做的過電流保護原理接線圖,學生可聽取教師的建議,對計劃做出修改;實施階段,學生根據計劃完成本項目工作過程,完成項目實施工作;檢查階段,學生進行展示工作成果的工作;評估階段,學生對完成項目任務中的表現做出自我評價、相互評價,最終由教師做出教師評估。
(五)模擬故障法
在實訓室上課時,可以通過人為設置故障,測量故障時的電壓和電流來分析故障特點,如何迅速、有選擇的切出故障。提高了學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。
(六)利用常規的電流、電壓保護的原理及實現的方法簡單、直觀的特點,通過多媒體課件演示熟悉電力系統各主要元件繼電保護裝置的動作原理、結構及其用途。在初步掌握電流、電壓保護的基本原理后,再安排學習微機保護的基礎知識的內容,由易至難,有利于學生對所學知識的理解和掌握。充分利用多媒體課件、動畫演示等對保護裝置元件進行直觀教學,使教學過程形象生動,幫組學生記憶和理解,提高教學效果;加強課堂微機保護演示;采用在實訓室邊進行理論教學邊進行實驗的教學方法。
《繼電保護》課程以以崗位能力為出發點,突出職業素質的培養,教、學、做結合,教學方法多樣化。課程內容以崗位分析和具體工作過程為基礎,將職業技能資格證書所需的應知應會內容貫穿于整個教學的理論和實踐過程中,為學生獲得“雙證書”,提高就業率打下了堅實的基礎。本課程基本理論以電力系統繼電保護和電力系統暫態和穩態分析應知的理論為基礎,理論與實際相結合,以能力培養為重點的高職高專教育特色。
參考文獻:
[1]姜大源.職業教育學研究新論[M].北京:教育科學出版社,2007.
[2]陳延楓.高職高專電力系統繼電保護課程教學改革探討[J].中國校外教育,2009.
篇2
【關鍵詞】新時期;電力系統;繼電保護;管理
隨著我國近年來經濟步伐的快速向前,對電力的需求量日益增大,從而全國各地不同程度地出現了電力供應緊張局面,甚至有些地區不得不采取限電、停電等措施來緩解電力供應的緊張局勢。因此,加強對電力系統的安全維護至關重要,而繼電保護正是其中主要的保護手段之一。
1.新時期加強電力系統繼電保護管理存在的問題
縱觀目前電力系統各發、供電單位的繼電保護管理情況,會發現各單位繼電保護管理中存在的問題形式多樣、記錄內容不盡相同、記錄格式各異、填寫也很不規范;另外,幾乎所有單位對管理漏洞的發現和處理往往只是做記錄,存在的故障消除后也沒有再進行更深層次分析和研究。更嚴重的是個別單位甚至對故障不做任何記錄,出現管理上的不足后往往只是安排人員解決后就算完事。由于各單位對管理程度不同程度的重視,最終造成運行維護效果也很不相同:有的單位出現故障,可能一次就根除,設備及電網安全基礎牢固;而有的單位出現同樣的故障,可能多次處理還不能完全消除,費時費力又耗材,而且嚴重影響設備及電網的安全穩定運行;甚至有些故障出現時,因為專業班組人員緊張,不能立即消除,再加上對故障又不做相應記錄,從而導致小故障因擱淺而變成大損失。針對此種現象,為了減少重復消缺工作,不斷增強繼電保護人員處理故障的能力和積累經驗,提高繼電保護動作指標,確保電力設備健康運行以及電網安全穩定運行。切實將故障排除管理工作做好,并通過科學管理來指導安全運行維護工作。必須對故障及漏洞要實行微機化管理,借助微機強大的功能,對出現的故障存貯統計、匯總、分類,并進行認真研究、分析,尋找設備運行規律,更好地讓故障管理應用、服務于運行維護與安全生產。
2.新時期加強電力系統繼電保護管理的對策
2.1要全面及時地分析電力設備運行狀態數據
相關技術人員必須要了解電力各種設備出現故障的規律,不斷地分析繼電保護裝置運行狀態的日常數據信息。確保做到預先判斷分析故障出現的部位和時間,從而使故障在發生前能夠得到有效地排除。所以,我們必須要重視設備的狀態檢修數據,要把設備運行的設備狀態監測等數據有機結合起來,通過正確的完整的技術數據進行狀態檢修。通過數據的把握和設備運行規律的把握,可以科學地制定設備的檢修方案,從而提高保護裝置的使用周期與安全系數,保證電力系統的正常、有效運行。
2.2要詳細了解電力設備的初始狀態
研究表明,電力系統中繼電保護設備的初始狀態往往會與其日后的正常和有效運行息息相關。因而,相關技術人員很有必要收集、整理相關技術資料與設備圖紙的運行和檢測數據的資料等。同時,要對設備日常狀態的檢修以及設備生命周期中各個環節都必須予以關注,并且要進行全過程的管理,確保設備的安全、正常、有效運作,但是應該避免投入不符合相關技術要求的設備。此外,在設備真正投入使用前,務必要記錄好相應設備的試驗數據、型式試驗數據以及交接試驗數據和運行記錄等信息,從而為企業實現經濟效益提供保障。
2.3采用新的技術對設備進行監管和維護
從我國目前電力事業發展的形式看來,繼電保護將面臨著新的挑戰,尤其是在繼電保護設備不夠完善的情況下,更需要我們不斷地加強對新技術的應用與研發,只有這樣才能確保繼電保護裝置能夠科學、有效地運作,并為相關電力企業實現低成本高收益的目標提供可靠保障。
3.新時期加強電力系統繼電保護管理發展趨勢
由于對斷電保護裝置的嚴格要求,繼電保護技術的發展趨勢是算機化,網絡化,智能化,計算機化、智能化和數據通信一體化發展。
3.1計算機化
繼電保護的計算機化表現在硬件和軟件兩個方面,從硬件上來看,微機線路保護的基本配置已經從CPU8位結構發展到32位微機保護,同時,還應具有容量故障信息的長期存放空間,快速的數據處理功能、強大的通信能力,以上對繼電保護系統共享數據和信息的能力等得到有效的提高。
3.2網絡化
目前為止,有斷電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量,其作用范圍也僅限于切除故障元件,縮小事故影響的程度。實際上,如果要從根本上對整個電力系統進行保護,則需要更為強大的通訊手段。計算機網絡的發展,為系統保護這一概念的實現提供了現實條件,特別是GPS系統和光纖通信技術的發展,為全系統的繼電保護提供了重要的技術支撐。通過對電力系統網絡化,可以使得整個系統上的各個單元共享系統安全的各種信息數據,在分析這些信息和數據的基礎上進行協調一致地運作。
3.3智能化
近年來,人工智能技術開始在繼電保護領域得到應用,典型的有神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等。總體來看,這種智能化主要包括自適應繼電保護和暫態保護兩大類型,前者主要是指根據電力系統運行方式和故障狀態,對電力系統進行適應性改變的一種方式,這種自適應保護可以實現保護性能最優化、整定計算在線化和使用簡便化等三大特點。暫態保護通過檢測故障暫態產生的高頻信號來實現傳輸線及電力設備等的保護,它通過特殊設計的高頻檢測裝置及算法來從故障暫態中提取所需的高頻信號,利用專門設計的快速信號處理算法判斷故障。
3.4計算機化、智能化和數據通信一體化
隨著計算機硬件的快速發展,電力系統對微機保護的要求也在不斷的提高當中,繼電保護裝置應該具有大容量的數據的長期存放的一個空間,這樣才能夠做到需要的時候快速處理這些數據。同時,繼電保護系統還要有強大的通信能力,這樣能夠與其他保護和控制的裝置來共享所有數據的信息,使得繼電保護裝置能夠具備計算機的所欲功能。為了保證整個電力系統能夠安全運行,各個保護單元要能夠協調工作,所以,實現微機保護裝置的網絡化是勢在必行的。
4.結論
繼電保護發展的總體方向是實現智能化的全網保護,在這方面,電力技術與計算機技術、人工智能技術和網絡技術呈現出深入融合的態勢,體現出學科交叉和復雜性系統的技術特色,需要在多方面進行深入的研究和探討。作為一名變電運維人員,最重要的職責是保證人身、設備和電網的安全穩定連續運行,只有在工作中不斷學習,提高自己的業務知識水平,才能勝任變電站值班員這個崗位。還要有認真負責的工作態度和豐富的經驗,只有這樣,才能適應工作崗位的要求。
【參考文獻】
[1]顧毅華.電力系統繼電保護技術的發展和前景[J].硅谷,2009,(03).
篇3
關鍵詞:農村電網 繼電保護 配置 可靠性
1、繼電保護技術發展的歷史階段
電力系統技術的發展對繼電保護提出了新的要求,電子技術、計算機技術與通信技術的發展又為繼電保護技術的發展注入了新的動力,繼電保護技術的發展,也是科技實力的發展。
建國后,我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業和繼電保護技術隊伍從無到有,在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。50年代,我國工程技術人員創造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術,建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍,對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。在引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術后,建立了我國自己的繼電器制造業。在60年代中期我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代,為我國繼電保護技術的發展奠定了堅實基礎。
50年代末,晶體管繼電保護已開始研究。6O年代中期到80年代中期是晶體管繼電保護蓬勃發展和廣泛采用的時代。我國研制的500kV晶體管方向高頻保護和晶體管高頻閉鎖距離保護的成功運行,結束了500kV線路保護依靠進口的時代。從7O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。到8O年代末集成電路保護已形成完整系列,逐漸取代晶體管保護。到9O年代初集成電路保護的研制、生產、應用仍處于主導地位,這是集成電路保護時代。
70年代末開始計算機繼電保護的研究,高等院校和科研院所起著先導的作用。1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定,并在系統中獲得應用,揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁,為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面,東南大學和華中理工大學研制的發電機失磁保護、發電機保護和發電機變壓器組保護也相繼于l989年、l994年通過鑒定并投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護,西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于l993年、l996年通過鑒定。至此,不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色,為電力系統提供了一批新一代性能優良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究,在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。從90年代開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代,開始走上高科技的發展時代。
2、農村電網保護配置存在的問題
(1)由于系統運行方式變化大,利用簡單的電流、電壓型保護有時很難同時滿足快速性、選擇性和靈敏性的要求。
(2)隨著農村電網的改造,環形網、雙回路網的增加,現有保護配置(非方向元件)難以適應運行方式的要求。
(3)保護采用的電磁型、晶體管型、集成電路型繼電保護比微機保護可靠性差。
(4)隨著線路長度的縮短,電流速斷保護范圍相應縮短,短線路一般無保護范圍,影響了快速性和靈敏性。
3、繼電保護技術的發展前景
智能化進入2O世紀90年代以來,人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等在電力系統各個領域都得到了應用,電力系統保護領域內的一些研究工作也轉向人工智能的研究。專家系統、人工神經網絡(ANN)和模糊控制理論逐步應用于電力系統繼電保護中,為繼電保護的發展注入了活力。隨著計算機技術的飛速發展以及計算機在電力系統繼電保護領域中的普遍應用,新的控制原理和方法被不斷應用于計算機繼電保護中,以期取得更好的效果,從而使微機繼電保護的研究向更高的層次發展,其未來趨勢向計算機化,網絡化,智能化,保護、控制、測量和數據通信一體化發展。微計算機硬件的更新和網絡化發展在計算機領域,發展速度最快的當屬計算機硬件,按照著名的摩爾定律,芯片上的集成度每隔18~24個月翻一番。其結果是不僅計算機硬件的性能成倍增加,價格也在迅速降低。微處理機的發展主要體現在單片化及相關功能的極大增強,片內硬件資源得到很大擴充,單片機與DSP芯片二者技術上的融合,運算能力的顯著提高以及嵌入式網絡通信芯片的出現及應用等方面。這些發展使硬件設計更加方便,高性價比使冗余設計成為可能,為實現靈活化、高可靠性和模塊化的通用軟硬件平臺創造了條件。硬件技術的不斷更新,使微機保護對技術升級的開放性有了迫切要求。未來的繼電保護技術、變電所綜合自動化技術現代計算機技術、通信技術和網絡技術為改變變電站目前監視、控制、保護和計量裝置及系統分割的狀態提供了優化組合和系統集成的技術基礎。高壓、超高壓變電站正面臨著一場技術創新。實現繼電保護和綜合自動化的緊密結合,它表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(RTu)、微機保護裝置為核心,將變電所的控制、信號、測量、計費等回路納入計算機系統,取代傳統的控制保護屏,能夠降低變。
電所的占地面積和設備投資,提高二次系統的可靠性。自適應控制技術在繼電保護中的應用自適應繼電保護的概念始于20世紀80年代,它可定義為能根據電力系統運行方式和故障狀態的變化而實時改變保護性能、特性或定值的新型繼電保護。自適應繼電保護的基本思想是使保護能盡可能地適應電力系統的各種變化,進一步改善保護的性能。這種新型保護原理的出現引起了人們的極大關注和興趣,是微機保護具有生命力和不斷發展的重要內容。自適應繼電保護具有改善系統的響應、增強可靠性和提高經濟效益等優點,在輸電線路的距離保護、變壓器保護、發電機保護、自動重合閘等領域內有著廣泛的應用前景。隨著電力系統的高速發展和計算機技術、通信技術的進步,繼電保護技術面臨著進一步發展的趨勢。其發展將出現原理突破和應用革命,由數字時代跨入信息化時代,發展到一個新的水平。未來中國電力系統繼電保護技術的發展前景,會以嶄新的姿態走在世界前列。
4、10KV線路保護中容易被忽視的問題及解決方法
(1)10kV線路如裝有大量的配電變壓器,在線路投入時,這些配電變壓器是掛在線路上,在合閘瞬間,各變壓器所產生的勵磁涌流在線路上相互迭加、來回反射,產生了一個復雜的電磁暫態過程,在系統阻抗較小時,會出現較大的涌流,時間常數也較大。二段式電流保護中的電流速斷保護由于要兼顧靈敏度,動作電流值往往取得較小,特別在長線路或系統阻抗大時更明顯。勵磁涌流值可能會大于裝置整定值,使保護誤動。這種情況在線路變壓器個數少、容量小以及系統阻抗大時并不突出,因此容易被忽視,但當線路變壓器個數及容量增大后,就可能出現。
勵磁涌流的特征,就是它含有大量的二次諧波,另一特征就是它的大小隨時間而衰減,一開始涌流很大,一段時間后涌流衰減為零,流過保護裝置的電流為線路負荷電流,利用涌流這個特點,在電流速斷保護加入一短時間延時,一般為0.15~0.2s的時限,就可以防止勵磁涌流引起的誤動作,這樣雖然會增加故障時間,但在對穩定運行影響較小的地方還是適用的。
(2)10kV線路出口處短路電流一般都較小,特別是農網中的變電所,它們往往遠離電源,系統阻抗較大。對于同一線路,出口處短路電流大小會隨著系統規模及運行方式改變而改變。隨著系統規模的不斷擴大,10kV系統短路電流會隨著變大,可以達到TA一次額定電流的幾百倍,系統中原有一些能正常運行的變比小的TA就可能飽和;另一方面,短路電流中含大量非周期分量,又會進一步加速TA飽和。在10kV線路短路時,由于TA飽和,感應到二次側的電流會很小或接近于零,使保護裝置拒動,影響供電可靠性,而且嚴重威脅運行設備的安全。
避免TA飽和一是在選擇TA時,變比不能選得太小,要考慮線路短路時TA飽和問題,一般10kV線路保護TA變比最好大于300/5。另一方面要盡量減少TA二次負載阻抗,盡量避免保護和計量共用TA,縮短TA二次電纜長度及加大二次電纜截面等,就能很好的防止TA飽和現象。
篇4
關鍵詞:繼電保護;智能電網;發展
中圖分類號:U665.12 文獻標識碼:A 文章編號:
引言
智能電網是當今世界電力系統發展變革的最新動向,被認為是21世紀電力系統重大科技創新和發展趨勢。智能電網作為當今世界電力系統發展變革的最新動向,已由最初模糊的概念到了具體實施階段。隨著國家電網公司智能電網建設的開展,智能電網的特征帶來的網絡重構、分布式電源接入、微網運行等技術,對繼電保護提出了新的要求,基于本地測量信息及少量區域信息的常規保護在解決這些問題時面臨較大的困難。智能電網將極大地改變傳統電力系統的形態,電子式互感器、數字化變電站技術、廣域測量技術、交直流靈活輸電及控制技術的大量應用,必然對電力系統繼電保護帶來影響。本文在分析智能電網環境下繼電保護構成的基礎上,對智能電網對繼電保護發展的影響進行探討。
1、智能電網條件下繼電保護的構成
繼電保護向保護、控制、測量和數據通信一體化發展,它是實現電力網絡及相關設備監測保護的重要技術,計算機化、網絡化、智能化是未來該領域的長期發展趨勢。智能電網的分布式發電、交互式供電對繼電保護提出了要求。
第一,對保護裝置而言,保護功能一方面需要相關聯的其他設備的運行信息,另一方面還需要本保護對象的運行信息。能夠快速隔離故障、自我恢復,避免大面積停電的發生,但前提是在保證故障的準確實時識別,還保證在沒有或少量人工干預下。所以智能電網繼電保護裝置保護動作不一定只跳本保護對象,也有可能只發連跳命令跳開其他關聯節點,不跳開本保護對象,更有可能在跳本保護對象時還需發連跳命令跳開其他關聯節點。
第二,各行各業的日益普及也為探索新的保護原理提供了條件,通信和信息技術的長足發展,數字化技術及應用得到廣泛發展,智能電網中可對日常運行狀況進行實時監控。主要是利用傳感器對發電、輸電、配電、供電等關鍵設備來完成的。利用這些信息可對運行狀況進行監測,把獲得的數據通過網絡系統進行收集、整合和分析,實現對保護功能和保護定值的遠程動態監控和修正。
2、智能電網下繼電保護應解決的問題
2.1保證時間及數據的同步
智能電網采用分布式電子式互感器及合并單元的數據采集模式,數據經網絡傳送至保護等電子式設備的方式傳輸。為了實現數據采集的同步以及各保護之間信息交互與相互配合,需要一個統一精確的時鐘作為系統的時鐘源,并通過精密對時技術實現各數據采集單元時鐘、各保護裝置的時鐘的準確同步。
2.2智能電網中系統方式變更對繼電保護的影響
智能電網中,網狀結構使每個點即可能是電源點又是最終的用戶點,因此線路潮流的流向是雙向的。另外,分布式電源作為網狀電網的一個點,也可能會從系統中解列出來,形成微網單獨運行。這種電網的運行方式是不確定和易變的,從而導致系統運行阻抗的千變萬化,最終導致傳統的過流保護、距離保護定值無法整定,保護不能單獨使用。基于此,必須考慮新的保護方案,使它不受電網運行方式變化的影響。
2.3繼電保護的整定計算更加復雜
從電網繼電保護整定計算的角度出發,需要考慮的因素很多,其中電網的接線方式和運行方式對定值計算的影響最大。隨著電網的發展,電網規模愈來愈大,接線方式和運行方式日趨復雜。其中大環、小環相互重疊,長線、短線交錯連接的狀況已經比較普遍,這些都給保護定值的整定計算工作帶來困難。為了合理協調保護的靈敏性、選擇性、速動性和可靠性之間的關系,以使各保護達到最佳的配合狀態,就必須對電網的各種運行方式及多種故障情況進行反復而周密的計算。
3、智能電網對繼電保護發展的影響
3.1數字化
智能電網的一個重要特征是數字化,對繼電保護而言,一是測量手段的數字化,二是信息傳輸方式的數字化。隨著智能電網的建設及智能化儀器、設備的推廣,傳統的互感器將逐步退出運行。電子式互感器采用網絡接口,通過網絡保護裝置和智能斷路器連接,大大簡化了二次回路接線,易于維護。
3.2網絡化
對繼電保護來說,數字化變電站的網絡化帶來了兩個方面的變革,一是信息獲取,雖然繼電保護主保護的功能仍然是“自掃門前雪”,但由于網絡數據傳輸的共享性,可以獲取全站相關設備元件的信息(電氣量信息)。二是信息發送,由于采用帶數字接口的智能斷路器,跳合閘等控制信號的傳輸方式也由二次電纜改為數字信號的網絡傳輸。
3.3廣域化
近年來,隨著我國電網信息化進程不斷推進,繼電保護信息專用網絡也已初步建成,將成為智能電網控制的重要環節。雖然WAMS網絡和繼電保護信息系統建設的初衷不是為繼電保護服務,但利用其提供的廣域信息來提高后備保護的性能、提高安全自動裝置的性能卻值得思考。
3.4輸電靈活化
智能電網的一個最大特點就是輸電效率的提高,控制手段的靈活。智能電網中必然大量采用諸如可控串聯補償裝置、靜止無功補償裝置、電能質量控制裝置、統一潮流控制器及STAT-COM等交流靈活輸電技術。另外,我國電網的交直流混合輸電的特征也使電網中非線性可控電力元件數量大大增加。
4、智能電網下繼電保護的發展
4.1保護、控制、測量、數據通信一體化
在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下,保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機,是整個電力系統計算機網絡上的一個智能終端。它可從網上獲取電力系統運行和故障的任何信息和數據,也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡控制中心或任一終端。因此,每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能,而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數據通信功能,亦即實現保護、控制、測量、數據通信一體化。
4.2繼電保護技術智能化的應用
近年來,人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等在電力系統各個領域都得到了應用,在繼電保護領域應用的研究也已開始。神經網絡是一種非線性映射的方法,很多難以列出方程式或難以求解的復雜的非線性問題,應用神經網絡方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側系統電勢角度擺開情況下發生經過渡電阻的短路就是一個非線性問題,距離保護很難正確作出故障位置的判別,從而造成誤動或拒動;如果用神經網絡方法,經過大量故障樣本的訓練,只要樣本集中充分考慮了各種情況,則在發生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規劃等也都有其獨特的求解復雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結合可使求解速度更快。可以預見,人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用,以解決用常規方法難以解決的問題。
4.3繼電保護自適應控制技術的應用
自適應繼電保護就是能根據電力系統運行方式和故障狀態的變化而實時改變保護性能、特性或定值的新型繼電保護。它的基本思想是使繼電保護能盡可能地適應電力系統的各種變化,進一步改善保護的性能。這種新型保護原理的出現引起了人們的極大關注和興趣,是微機保護具有生命力和不斷發展的重要內容。自適應繼電保護具有改善系統的響應、增強可靠性和提高經濟效益等優點,在輸電線路的距離保護、變壓器保護、發電機保護、自動重合閘等領域內有著廣泛的應用前景。針對電力系統頻率變化的影響、單相接地短路時過渡電阻的影響、電力系統振蕩的影響以及故障發展問題,采用自適應控制技術,從而提高保護的性能。
5 結語
隨著我國經濟的持續發展,智能電網的發展步伐會不斷加快,智能電網的建設是電力系統的一次重要變革,是電網未來的發展方向。隨著智能電網建設的推進和相關研究的深入,繼電保護專業要適應電網需求向智能化方向發展,跟進電網建設步伐,為智能電網建設提供技術支持。
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篇5
關鍵詞: 海島;智能微電網;自動檢測;繼電保護;潮流雙向性
0 引言
微電網在海島上的應用是微電網應用的重大舉措之一。隨著海洋資源的不斷開發利用,發展海島經濟越來越受到國家和社會的重視。然而海島一般遠離市區,海底電纜工程造價昂貴,電力供應始終是制約海島經濟發展的瓶頸。某些海島已經改變了當初單一依靠柴油機供電模式,充分利用太陽能,風能等新能源發電,形成了獨具特色的風光柴蓄微電網供電系統。為了保障海島的供電安全,提高海島的供電可靠性,建立海島智能微電網繼電保護系統是勢在必行的。
1 海島智能微電網保護的特性
海島遠離大陸,基本上無市電,相當于孤網運行。微電網的特殊結構決定了微電網的繼電保護和普通配電網的不同,其特性有以下幾點:
1)在普通配電網中,其結構一般都是放射型的,采用單電源供電模式,因此其潮流方向一般都是單向的,而在微電網中,有多個分布式電源(DG)并在同一條交流母線上,這樣對于某個節點來說,其潮流的方向是雙向的。
2)在普通的配電網中,故障電流一般都很大,而在微電網中,各個分布式電源采用電力電子裝置給微電網供電,這樣當微電網發生故障時,微電源產生的故障電流較之普通配電網較小,就造成繼電保護的靈敏性問題,因此需要新的繼電整定方法。
3)太陽能和風能,在無光或無風的特殊天氣情況下,此類清潔能源的發電功率幾乎為零,那么低壓線路上的故障電流則會產生一定的變化,線路上繼電器的整定值則需要重新調整。
2 海島智能微電網繼電保護原理
海島智能微電網繼電保護系統圖如圖1所示。
如圖1所示,該海島微電網的保護系統由微電源(光伏發電、風力發電、柴油機發電等)、數字斷路器,變壓器,并網逆變器,風能變流器,雙向逆變器,以及主控機,交換機,總線等組成。該繼電保護系統是基于先進的通訊設備和檢測設備,監測微電源的運行情況,將運行數據回饋到主控機上,由主控機自動調整過流繼電器的整定值,從而使得斷路器能在線路故障時及時切除故障,保障線路設備不受到損壞。
圖1中有三個微電源:光伏發電,風力發電以及柴油機發電(或蓄電池)。柴油機發電(或蓄電池)通過雙向逆變器這條支路對整個微電網系統起電壓支撐的作用。如圖1所示,低壓交流母線上并入微電源,通常微電源分布的地域范圍較廣,造成低壓交流母線的距離較長,為了更好更快地發現故障,在低壓交流母線上加裝了斷路器,將低壓交流母線分為幾段,這樣做的好處是能及時發現故障發生位置以及縮小受故障影響的區域。本文提出一個整定電流的辦法,例如當低壓母線上發生故障k2,如圖1所示,當發生短路故障k2時,此時的CB3.1按照以下的公式整定Ki指的是微電源對故障點短路電流的貢獻系數。IDGi指的是微電源的額定電流。一般來說,采用電力電子裝置接入微網的微電源,系數ki取2,而直接接入的微網的同步電源系數ki取5。假設為陰雨天氣,光伏發電功率很小,則此時光伏發電對故障電流貢獻系數則為0。通過主控機的控制,整定值會根據光伏是否發電相應的做出調整。當CB3.1跳開之后,主控機根據控制程序,遠程控制先后斷開斷路器CB2.1和CB1。這樣不僅能準確地切除故障k2,而且監控人員根據控制屏上的顯示發現故障位置,方便維修。
假設主變壓器發生故障k1,斷路器CB1根據整定值跳閘。跳閘之后,斷路器CB0在主控機的控制之下跟隨CB1跳閘。這樣不僅能夠切除變壓器故障,低壓側仍然能夠為負荷供電。而對于負荷側的故障k3,系統斷開斷路器CB3.4切除該故障,若CB3.4沒有跳閘,則CB3.3和CB3.5作為后備保護,切斷光伏供電、故障和低壓交流母線的聯系。
3 結語
海島的電力供應是制約海島經濟發展的一個重要因素,確保海島的電力供應可靠就顯得非常重要。太陽能,風能等清潔能源的利用確實豐富了海島上的電力來源,同時也有利于海島生態環境的保護。但此類清潔能源發電易受自然因素的影響,變化較大,接入海島微電網中會引起海島供電網絡的潮流變化較大,對海島微電網的繼電保護提出了更高的要求。本文介紹了海島微電網保護的一些特性,分析海島微電網繼電保護系統結構的基礎上提出了如何確定整定值的方法。最后分析各個故障產生后,系統如何快速發現與切除故障。探討建立一種采用先進的通訊設備,能夠不斷適應微電源變化的繼電保護系統。該繼電保護系統能夠高效地對海島微電網系統進行保護,保障電力的正常供應。
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篇6
繼電保護發展現狀
電力系統的飛速發展對繼電保護不斷提出新的要求,電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發展又為繼電保護技術的發展不斷地注入了新的活力,因此,繼電保護技術得天獨厚,在40余年的時間里完成了發展的4個歷史階段。
建國后,我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業和繼電保護技術隊伍從無到有,在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。50年代,我國工程技術人員創造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術[1],建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍,對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術,建立了我國自己的繼電器制造業。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代,為我國繼電保護技術的發展奠定了堅實基礎。
自50年代末,晶體管繼電保護已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護蓬勃發展和廣泛采用的時代。其中天津大學與南京電力自動化設備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護,運行于葛洲壩500kV線路上[2],結束了500kV線路保護完全依靠從國外進口的時代。
在此期間,從70年代中,基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列,逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產、應用仍處于主導地位,這是集成電路保護時代。在這方面南京電力自動化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護起了重要作用[3],天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的集成電路相電壓補償式方向高頻保護也在多條220kV和500kV線路上運行。
我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究[4],高等院校和科研院所起著先導的作用。華中理工大學、東南大學、華北電力學院、西安交通大學、天津大學、上海交通大學、重慶大學和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定,并在系統中獲得應用[5],揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁,為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面,東南大學和華中理工大學研制的發電機失磁保護、發電機保護和發電機?變壓器組保護也相繼于1989、1994年通過鑒定,投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護,西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此,不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色,為電力系統提供了一批新一代性能優良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究,在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。可以說從90年代開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代。
2繼電保護的未來發展
繼電保護技術未來趨勢是向計算機化,網絡化,智能化,保護、控制、測量和數據通信一體化發展。
2.1計算機化
隨著計算機硬件的迅猛發展,微機保護硬件也在不斷發展。原華北電力學院研制的微機線路保護硬件已經歷了3個發展階段:從8位單CPU結構的微機保護問世,不到5年時間就發展到多CPU結構,后又發展到總線不出模塊的大模塊結構,性能大大提高,得到了廣泛應用。華中理工大學研制的微機保護也是從8位CPU,發展到以工控機核心部分為基礎的32位微機保護。
南京電力自動化研究院一開始就研制了16位CPU為基礎的微機線路保護,已得到大面積推廣,目前也在研究32位保護硬件系統。東南大學研制的微機主設備保護的硬件也經過了多次改進和提高。天津大學一開始即研制以16位多CPU為基礎的微機線路保護,1988年即開始研究以32位數字信號處理器(DSP)為基礎的保護、控制、測量一體化微機裝置,目前已與珠海晉電自動化設備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊,一個模塊就是一個小型計算機。采用32位微機芯片并非只著眼于精度,因為精度受A/D轉換器分辨率的限制,超過16位時在轉換速度和成本方面都是難以接受的;更重要的是32位微機芯片具有很高的集成度,很高的工作頻率和計算速度,很大的尋址空間,豐富的指令系統和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數據總線、地址總線都是32位的,具有存儲器管理功能、存儲器保護功能和任務轉換功能,并將高速緩存(Cache)和浮點數部件都集成在CPU內。
電力系統對微機保護的要求不斷提高,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,與其它保護、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。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺PC機的功能。在計算機保護發展初期,曾設想過用一臺小型計算機作成繼電保護裝置。由于當時小型機體積大、成本高、可靠性差,這個設想是不現實的。現在,同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當年的小型機,因此,用成套工控機作成繼電保護的時機已經成熟,這將是微機保護的發展方向之一。天津大學已研制成用同微機保護裝置結構完全相同的一種工控機加以改造作成的繼電保護裝置。這種裝置的優點有:(1)具有486PC機的全部功能,能滿足對當前和未來微機保護的各種功能要求。(2)尺寸和結構與目前的微機保護裝置相似,工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強,可運行于非常惡劣的工作環境,成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線,硬件模塊化,對于不同的保護可任意選用不同模塊,配置靈活、容易擴展。
繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統要求,如何進一步提高繼電保護的可靠性,如何取得更大的經濟效益和社會效益,尚須進行具體深入的研究。
2.2網絡化
計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱,使人類生產和社會生活的面貌發生了根本變化。它深刻影響著各個工業領域,也為各個工業領域提供了強有力的通信手段。到目前為止,除了差動保護和縱聯保護外,所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量。繼電保護的作用也只限于切除故障元件,縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強有力的數據通信手段。國外早已提出過系統保護的概念,這在當時主要指安全自動裝置。因繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務),還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信息的數據,各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作,確保系統的安全穩定運行。顯然,實現這種系統保護的基本條件是將全系統各主要設備的保護裝置用計算機網絡聯接起來,亦即實現微機保護裝置的網絡化。這在當前的技術條件下是完全可能的。
對于一般的非系統保護,實現保護裝置的計算機聯網也有很大的好處。繼電保護裝置能夠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。對自適應保護原理的研究已經過很長的時間,也取得了一定的成果,但要真正實現保護對系統運行方式和故障狀態的自適應,必須獲得更多的系統運行和故障信息,只有實現保護的計算機網絡化,才能做到這一點。
對于某些保護裝置實現計算機聯網,也能提高保護的可靠性。天津大學1993年針對未來三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護的原理[6],初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統的集中式母線保護分散成若干個(與被保護母線的回路數相同)母線保護單元,分散裝設在各回路保護屏上,各保護單元用計算機網絡聯接起來,每個保護單元只輸入本回路的電流量,將其轉換成數字量后,通過計算機網絡傳送給其它所有回路的保護單元,各保護單元根據本回路的電流量和從計算機網絡上獲得的其它所有回路的電流量,進行母線差動保護的計算,如果計算結果證明是母線內部故障則只跳開本回路斷路器,將故障的母線隔離。在母線區外故障時,各保護單元都計算為外部故障均不動作。這種用計算機網絡實現的分布式母線保護原理,比傳統的集中式母線保護原理有較高的可靠性。因為如果一個保護單元受到干擾或計算錯誤而誤動時,只能錯誤地跳開本回路,不會造成使母線整個被切除的惡性事故,這對于象三峽電站具有超高壓母線的系統樞紐非常重要。
由上述可知,微機保護裝置網絡化可大大提高保護性能和可靠性,這是微機保護發展的必然趨勢。
2.3保護、控制、測量、數據通信一體化
在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下,保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機,是整個電力系統計算機網絡上的一個智能終端。它可從網上獲取電力系統運行和故障的任何信息和數據,也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡控制中心或任一終端。因此,每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能,而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數據通信功能,亦即實現保護、控制、測量、數據通信一體化。
目前,為了測量、保護和控制的需要,室外變電站的所有設備,如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜不但要大量投資,而且使二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置,就地安裝在室外變電站的被保護設備旁,將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后,通過計算機網絡送到主控室,則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網絡的傳輸介質,還可免除電磁干擾。現在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗階段,將來必然在電力系統中得到應用。在采用OTA和OTV的情況下,保護裝置應放在距OTA和OTV最近的地方,亦即應放在被保護設備附近。OTA和OTV的光信號輸入到此一體化裝置中并轉換成電信號后,一方面用作保護的計算判斷;另一方面作為測量量,通過網絡送到主控室。從主控室通過網絡可將對被保護設備的操作控制命令送到此一體化裝置,由此一體化裝置執行斷路器的操作。1992年天津大學提出了保護、控制、測量、通信一體化問題,并研制了以TMS320C25數字信號處理器(DSP)為基礎的一個保護、控制、測量、數據通信一體化裝置。
2.4智能化
篇7
【關鍵詞】繼電保護;光纖通道;保護研究;分析信號
電網多次發生因普纜遭外破造成多套保護同時停運,嚴重的造成多條線路兩套主保護通道同時中斷導致線路停運,為提高繼電保護設備運行可靠性,調度信息通信中心要加強繼電保護光纖通道運行維護工作,對電網220KV線路光纖繼電保護通道進行隱患排查工作。對繼電保護主備的通道不同類型進行相關的統計,對照通道的參數即:首先對高頻保護的頻率、其次對光纖保護的光纜纖芯、2M端口、線路長度、保護設備的型號、廠家、通道路由方式進行統計。按照《電網繼電保護復用通道技術及管理規定》對繼電保護通道配置是否符合保護專業要求,承載同一條線路的兩套繼電保護通道的光纖設備、電源設備是否雙配置并滿足相互獨立的要求進行復核。對承載繼電保護電路的光纜路由是否安全、保護設備和通道標識是否進行特殊標志進行檢查。目前,調度信息通信中心已完成隱患排查工作,查出隱患兩條,上報省信通中心協助解決。此項工作的開展,將提高電網繼電保護復用通道的運行管理,促進繼電保護安全和復用通道的穩定運行。在制訂保護光纖化改造方案的時候,要考慮到檢修、調度及運行單位密切配合的問題,而對于電網線路保護通道的全光纖化改造工作可以徹底解決線路保護高頻每天進行通道檢測的問題,降低了運行維護成本,為加快智能電網建設奠定了堅實的基礎。
一、繼電保護裝置與光纖電力互感器的接口
對帶光纖接口的保護裝置來說,它的采樣值輸入設備為裝置外部的數字式輸出的電子式光纖電力互感器。各個光纖電力互感器將數字式采樣值數據經由一次轉換器轉換成合適在傳輸系統中傳輸的信號,并通過傳輸系統將這些信號傳輸至二次部分,二次部分中的二次轉換器接收這些信號后,將其轉換為測量儀器、控制裝置等設備所用到的信號形式,并將其傳送至信息合并單元。信息合并單元將各路二次轉換器傳送進來的數據進行匯總后作同步處理,再將這些數據打包校驗,發送出去。保護裝置最后通過光纖接口接收前端信息合并單元傳送過來的數字式電量采樣值。繼電保護裝置作為變電站自動化系統的一部分,與系統中的其它智能電子裝置存在著高效通訊的要求。目前為止,由許多制造廠開發的特定的專用通訊規約已經得到應用,但是當采用不同制造廠的智能電子裝置時要求復雜的、高費用的規約轉換。而工業的經驗已經表明了這種需要,允許不同制造廠的裝置具有互操作性,互操作性是指能夠工作在同一個網絡上或者通訊通路上共享信息和命令的能力。這里還有智能電子設備的互換性,它是指一個制造廠的裝置可以用另一個制造廠的裝置代替而不造成改變系統中其他元件。互操作性是電力公司、設備制造廠和標準化組織的共同目標。而變電站自動化通訊標準IEC61850的目的就在于解決智能電子設備之間這種高效通信的要求。在IEC61850中,電站在功能上分為三層:變電站(第二層),間隔層(第一層)和過程層(第0層)。IEC61850中的第九部分詳細地定義了間隔層和過程層之間特定通訊服務的映射。這個部分詳細說明了一個串行單向多支路點對點連接的映射。它在變電站中主要應用于電流電壓傳感器與間隔層設備(如保護裝置、測量儀器等控制設備)之間的連接。按照IEC61850-9中的建議,光纖數字化保護裝置與前端的信息合并單元采用IEEE802.3以太網協議傳輸采樣值數據,其傳輸媒介為多膜光纖。在這里保護裝置只是通過光纖接口單向接收采樣數據,因此在光纖通道上不會出現信道沖突的問題,有力地保證了傳輸數據的可靠性。數據應用層的標示格式采用與IEC61850-9-1相一致的格式,它允許測量值超過正常值的10000倍而不會發生溢出。
二、TX5115繼電保護光纖通道測試儀
適用于無交流供電條件的測試;集成了光繼電保護通道多種常用的測試儀功能:多波長光功率計、雙波長單模光源、數字預置可變光衰減器、光電話和2M接口誤碼測試儀。
主要技術指標及功能:光功率計,工作波長:850nm、1300nm、1310nm、1550nm;測量范圍: -50.00dBm~+3.00dBm(850nm、1300nm);-50.00dBm~+20.00dBm(1310nm、1550nm)。顯示分辨率:0.01dB;基本測量誤差:優于±0.2dB;具備已調低頻方波的解調和識別功能:和本機光源的低頻輸出調制功能配合使用,實現對纖和波長識別功能。
解調靈敏度:優于-50dBm;可識別的已調低頻方波頻率:0.27kHz、0.33kHz、1.00kHz或2.00kHz。具備相對功率電平測試功能:和本機光源配合使用,實現對損耗或衰減的測量,根據光纖的衰減系數,可對光纖的長度進行估算。具備衰減校準功能:當外置固定衰減量的光衰減器時,和本機光源配合使用進行衰減校準,使光功率計的顯示值為當前功率實測值,無需衰減量折算。光源工作波長:1310nm、1550nm;輸出功率:連續波輸出:典型值0dBm;低頻方波調制輸出:典型值-3dBm。長時穩定度:優于±0.01dB/1h低頻方波調制頻率:270Hz、330Hz、1kHz、2kHz。可變光衰減器采用鍵盤數字預置方式進行衰減量調節。工作波長:1310nm、1550nm;衰減范圍:15dB~40dB;顯示分辨率:0.1dB。2M接口誤碼儀信號速率:2048kbit/s±50ppm;工作模式:非成幀、成幀(PCM30、PCM30C 、PCM31、PCM31C);接口編碼:HDB3、AMI;負載阻抗:輸出阻抗:不平衡75Ω、平衡120Ω;輸入阻抗:不平衡75Ω、不平衡高阻,平衡120Ω、平衡高阻。收發時鐘:內部時鐘;測試圖案:偽隨機碼(223-1、215-1、211-1、29-1、23-1)或八位人工碼;插入誤碼:關、1bit、1×10-3、1×10-4;、1×10-5、1×10-6;最大連續測試時間:999小時;比特誤碼率顯示范圍:1.0~1.0×10-14。提供對測量輸入通道0dB、+6dB的輸入增益設置:當被測設備2M電接口輸出信號的幅度出現衰減并有可能影響正常測試時,可預置測量輸入通道的增益為+6dB,以滿足正常測試要求。提供對測量輸出通道0dB、-6dB的輸出衰減設置:以檢驗被測設備2M電接口的輸入信號端對輸入信號幅度的適應要求。特色功能:光電話選購光電話適配器時,可在一根單模光纖上實現雙工電話功能。工作波長:1310nm、1550nm;動態范圍:35dB。綜合測試功能具備測試操作簡單的光通信設備的發射功率和接收靈敏度綜合測試功能。工作波長:1310nm、1550nm;發射功率測試范圍:-20dBm~+20dBm;接收靈敏度測試范圍:-15dBm~-50dBm。
三、光纖通道交換機的技術
核心級交換機一般位于大型SAN的中心,使若干邊緣交換機相互連接,形成一個具有上百個端口的SAN網絡。核心交換機也可以用作單獨的交換機或者邊緣交換機,但是它增強的功能和內部結構使它在核心存儲環境下工作的更好。核心交換機的其他功能還包括:支持光纖以外的協議、支持2Gbps光纖通道、高級光纖服務。核心級光纖交換機通常提供很多端口,從64口到128個端口到更多。它使用非常寬的內部連接,以最大的帶寬路由數據幀。使用這些交換機的目的是為了建立覆蓋范圍更大的網絡和提供更大的帶寬,它們被設計成為在多端口間以盡可能快的速度用最短的延遲路由幀信號。
結束語
基于光纖通信具有通信容量大、抗干擾、運行穩定等優點,把繼電保護通道光纖化改造作為加快電網發展的首要工作。在制訂保護光纖化改造方案的時候,要考慮到檢修、調度及運行單位密切配合的問題,而對于電網線路保護通道的全光纖化改造工作可以徹底解決線路保護高頻每天進行通道檢測的問題,降低了運行維護成本,為加快智能電網建設奠定了堅實的基礎。
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篇8
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電力系統的繼電保護及裝置結構
繼電保護概述
繼電保護主要由電力系統故障分析、繼電保護原理及實現繼電保護配置設計、繼電保護裝置運行與維護等技術構成。利用電力系統中發生故障或不正常運行狀態時的電氣量(電流、電壓、功率、頻率等)的變化,迅速找出有別于正常運行狀態的特征量,從而構成繼電保護動作的原理,還有根據電氣設備的特點實現反映非電氣量的保護,如變壓器油箱內部繞組發生短路時產生的大量瓦斯和油箱壓力增大的保護。
電力系統繼電保護裝置
電力系統繼電保護裝置是就是通過反映電力系統中被保護設備的各種電氣狀態,當發生故障或不正常運行狀態時,自動、迅速、準確地跳開離故障元件最近的斷路器,使故障元件及時從電力系統中切除,減少對電網及系統元件的損壞,防止事故的擴大和蔓延;繼電保護裝置是電力系統密不可分的一部分,是保障電力設備安全和防止、限制電力系統大面積停電的最基本、最重要、最有效的技術手段。同時,它的基本要求有選擇性、速動性、靈敏性、可靠性,除了以上四個基本的要求外,在實際中還要考慮經濟性,在能實現電力系統安全運行的前提下,盡量采用投資少、維護費用低的保護裝置。
母線繼電保護的基本原則
(1)電流差動母線保護:通過比較與母線相連的所有元件的流入與流出電流,即差動回路的電流∑I,可以用來判斷母線故障或正常運行與母線外部故障;以單母線電流差動保護為例,所有接于母線的支路,都將其電流接入差動回路,因而這些支路的元件發生故障都不在母線差動保護范圍內。在正常運行及外部故障時,I流入差動回路=Iub;當母線上故障時,流入差動回路的電流如下:
(2)電流比相式母線保護:利用總差動電流判別是否母線上發生故障,在判別為母線故障的情況下,一差動電流為參考量,用母聯電流相位判別故障母線。在正常運行及母線外部故障時,至少有一個母線連接元件中的電流相位和其余元件中的電流相位是相反的,即電流流入的元件和電流流出的元件中電流的相位相反;當母線故障時,除電流等于零的元件以外,其他元件的電流基本上是同相位的。
(3)斷路器失靈保護:在110kV及以上電壓等級的電網中,當母線發生故障,在保護裝置動作于切除故障時,出現了斷路器拒動現象,稱之為斷路器失靈故障,所以要裝設斷路器失靈保護。斷路器失靈保護動作時要求故障母線上連接的所有支路斷路器能夠以較短的時間全都跳開,隔離故障部分,降低保護勿動帶來的損失。對斷路器失靈保護增加了兩個保護動作出口條件:故障支路保護裝置出口繼電器在保護動作后一直處于保持狀態不返回;被保護范圍內的故障狀態仍未被切除。當母線支路較多時,一般采用母線Tv檢測的方法判斷母線故障或者斷路器拒動是否被切除;當母線支路較少時,一般采用各支路TA檢測的方法判斷母線故障或者斷路器拒動是否被切除。
新建220kV變電站仿真系統
新建220kV變電站主接線圖如圖1所示。新建220kV變電站采用雙母線雙分段接線方式,有兩臺母聯聯絡斷路器,220kV八回出線,其中六回為聯絡線,一回線為聯絡線或終端方式,一回為終端線,220kV與35kV母線之間用三臺兩圈五載調壓變壓器連接,單臺容量為100兆伏安,35kV側接地變中性點經小電阻接地。35kV為單母線六分段接線方式,中間用三臺分段斷路器連接,共24回出線,35kV母線上接有三組電容器,電抗器作為無功補償。兩臺站用變,35kV/380V。直流部分分為二套硅整流器,一套硅整流器,一套蓄電池,二段直流母線,八路直流負荷線。
變電站繼電保護配置:變電站中2201線采用7SD24,LCD21,PL-H-11A(相間距離Ⅰ Ⅱ Ⅲ段,接地距離Ⅰ、Ⅱ段,零序Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ段),斷路器失靈保護等保護配置;2202線的保護配置有電流Ⅰ、Ⅱ段(兩套);而2203線與2207線采用WXB-11C,LFP901A保護配置,2204線與2208線采用JGB-11D,JGX-11D,PLH-11A(相間距離Ⅰ Ⅱ Ⅲ段,接地距離Ⅰ Ⅱ段,零序Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ段)保護配置,而2205線采用CLS101A,LEP902A保護配置,2206線采用LEP931A,LFP902A;母線上220母聯和220分段都采用充電保護、解列保護、斷路器失靈保護,主變T1、T2、T3的保護配置有差動(BCH-1),220kV零流Ⅰ Ⅱ段,220kV零壓,220kV速斷、220kV過流、35kV過流、35kV零流、35kV過負荷、重瓦斯、溫度、斷路器失靈保護;同時,該變電站在接地變裝有速斷、過流、零流Ⅰ Ⅱ段,重瓦斯、輕瓦斯等保護配置,在35kV母線上有單母母差保護,35kV電容器采用了過流Ⅰ Ⅱ段,零流Ⅰ Ⅱ段,壓差、低電壓、過電壓等保護配置,35kV電抗器則采用了差動、重瓦斯、過流Ⅰ Ⅱ段、零流Ⅰ Ⅱ段等保護配置。
母線故障模擬及結果分析
故障類型:正一母線A相接地
(1)故障現象:該變電站與正一母線相連接的負載斷開,母聯斷路器、分段斷路器斷開。1號母聯斷路器中正一母差動動作,220kV1號母聯第一、二組出口跳閘,正一母復合電壓動作;2201線路中第一、二組出口跳閘;2202線路中第一、二組出口跳閘,WXB-11C故障,LFP-901發信及異常,WXB-11C發信 ;2203線路中的WXB-11C故障,LFP-901A發信及異常,WXB-11C發信;2204線路JGX-11D發信,JGB-11發信;2205線路上YBX-1(CSL-101A)動作;2206線路中WXB-11C故障,LFP-901A發信及異常,WXB-11C發信;2207線路中WXB-11C故障,LFP-901A發信及異常;2208線路中JGX-11D發信,JGB-11D發信。
(2)故障分析:壓板打上之后,正一母線發生A相接地故障時,A相電壓下降為零,正一母差動動作跳閘,切除正一母與付一母的連接,防止故障擴大到付一母線,同理,分段斷路器2也動作跳閘,切除正一母線與正二母線的連接,防止故障擴大到正二母線。2201、2202線路與正一母連接, 2201線路零序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段保護動作,母線故障導致WXB-11C微機高頻距離保護和LFP-901A微機方向高頻保護檢測到外部故障先發出閉鎖信號;在正一母切除后,線路2202失壓,WXB-11C發信使2202的第一、二組出口跳閘,切除線路與母線的連接;同理,連接在正一母線上的負載全部斷開連接。對于2203~2208的其他負載線路,正一母線的故障屬于外部故障,因此,對應線路的保護會發出相應的閉鎖信號。
故障類型:220kV正一母A相接地(壓變處)、220kV#1母聯開關拒動
(1)故障現象:該變電站的2201線路第一、二組出口跳閘,2202線路第一、二組出口跳閘,WXB-11C故障,LFP-901A發信及異常;2203線路WXB-11C故障,WXB-11C發信;2204線路JGX-11D發信,JGB-11D發信;2205線路中YBX-1(CSL-101A)動作,YBX-1(LFP-902A)動作;2206線路FOX-40動作信號;2207線路WXB-11C故障,LFP-901A發信及異常,WXB-11C發信;而2208線路JGX-11D發信,JGB-11D發信;母線上正一母線上母差動作和復合電壓動作,付一母線上復合電壓動作,220kV1號母聯第一、二組出口跳閘,付二母線上復合電壓動作,正二母線上復合電壓動作;220kV1號分段斷路器的第一、二組出口跳閘;35kV母聯上一/六母線失壓,二/三母線失壓,四/五母線失壓,一/六母線低電壓動作,二/三母線低電壓動作;此時2203線路第一、二組出口跳閘;2204線路出口跳閘,付一母差動動作,正一母線失靈動作,付一母線失靈動作;220千伏2號分段處第一、二組出口跳閘,35kV四/五母線低電壓動作,35kV一/六分段報警、彈簧未儲能,自切動作,35kV二/三分段自切動作。
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關鍵詞:繼電保護及自動化;專業英語;教學方式;考核模式
作者簡介:王燦(1981-),女,重慶人,重慶大學電氣工程學院碩士研究生,重慶電力高等專科學校,講師(重慶?400053)。(重慶?400044)
基金項目:本文系2010年重慶電力高等專科學校校內教研課題的研究成果。
中圖分類號:G642?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)28-0152-02
專業英語是重慶電力高等專科學校(以下簡稱“我校”)發電廠及電力系統專業、電力系統繼電保護及自動化專業及供用電技術專業的一門必修課,雖然學時較少,以2009級電力系統繼電保護及自動化專業為例僅為28學時,但它是公共英語課的延伸,是專業課程和英語相結合的課程,對于培養大學生英語實際應用能力有重要作用。對于一名專業英語教師來說,一定要清楚專業英語課程的定位,并且按照此定位合理的選擇教學內容,采用合理的教學方式,爭取在大學階段培養學生的專業文獻閱讀能力、赴國外與專家交流的能力以及對國外先進技術的學習能力。
一、專業英語教學情況
1.學生英語基礎和專業基礎較差
我校電力工程系電氣、繼保、供用電、電力營銷等專業學生以理科類居多,本來部分學生的英語基礎就較差,學習基礎英語的過程就已經比較吃力,再加上電力類專業課程較難掌握,導致這部分學生在專業英語的學習中很難理解專業詞匯。
2.課程安排不夠協調
專業英語課程的學時一直遠少于基礎英語,如我校繼電保護及自動化專業,由于只有26~28個學時,因此在教學進度上較為緊張,不利于教師擴展專業知識,也不利于教學方式的多樣化安排。此外,在課程安排上也不夠協調,例如專業英語課程在其他專業課程之前開設,或者在一個學期同時開設,學生還沒熟悉理解專業知識,就開始講授英文部分,自然會對學生的專業英語學習帶來很大困難。
3.教學方式單一、學生缺乏興趣
在專業英語教學中,教師有時太看重翻譯,以教師的翻譯講解為主,而對于聽、說、讀、寫以及實踐方面的要求較少,導致學生覺得專業英語枯燥沉悶,缺乏學習積極性。此外,因為專業英語的專業性很強,授課的教師一般都是專業課教師,雖然他們熟練理解這些教學內容,但由于不是英語專業出身,因此在教學方式和口語能力方面始終是弱項,教學效果不理想,導致學生學完后,覺得英語應用能力并沒有提升,聽說方面的能力也沒有明顯的進步。
4.考核模式不全面
我校專業英語一般為考查課,即考核過程是由教師自行組織,不列入學校期末統考,更沒有獲取證書的要求,教師一般通過最后一次筆試成績來考核,而筆試題大多為翻譯題,對于學生的聽、說、實踐方面的能力難以考核,造成專業英語聽、說、讀、寫、譯和實踐全方面提高的教學目的難以實現。
二、專業英語教學方式和考核模式的試點研究
1.研究的主要內容和基本思路
本次研究對象主要為我校2009級電力系統繼電保護及自動化專業學生,研究目標是針對該專業所需的聽、說、讀、寫、譯和實踐等方面,改進專業英語課程的教學方法和考核方式,幫助學生更好的利用專業英語課程中所學知識,獲取最新的專業科技知識、資料和招聘等信息,并為學生今后從事的工作積累必備的英語知識。
(1)主要研究內容。
1)教學內容的設置:在教學過程中,應根據專業不同,合理的選擇教學內容,圍繞本專業的特色介紹專業英語的文體特點,基本的專業術語,輔以翻譯和讀寫的技巧。
2)教學方法的改進:增加多種教學方式,培養學生的興趣,提高學生在讀、寫、譯、聽、說及實際應用等多方面的能力。
3)考核方式的多樣化:筆試、口試、平時考核等多種考核方式相結合,考核學生的綜合能力。
(2)研究基本思路。
1)針對本學期電力工程系開設專業英語課程的班級進行調研,收集學生對于現有內容設置的意見和建議,再根據不同專業的人才培養計劃和專業英語大綱要求,改進授課內容的設置。
2)組織任課教師和學生代表討論教學方法的改進,針對如何調動學生對于專業英語課程學習的積極性,如何達到教與學的互動,如何更好的改進專業英語考核方法,真正使學生的綜合能力得到考核等方面進行探討。
3)收集國內外各高校不同專業關于專業英語教學過程中的多種方式,重點收集對培養學生聽、說、讀、寫、譯和實踐等多方面能力提升有益的方式。
4)在教學過程中應用多種教學方式和考核方式,并在課程結束時對學生進行問卷調查,主要涉及本課程專業知識的接受程度、課程內容設置的難易程度、學生的滿意度等方面。
2.研究過程
(1)選取合適的教學內容。選擇合適的教學內容對于專業英語的教學非常重要,選擇的內容要涵蓋本專業的基礎內容和重點內容,因此在內容的選擇過程中,需收集大量的英文原版資料,并針對本學期電力工程系開設專業英語課程的班級進行調研,收集學生對于現有內容設置的意見和建議,再根據不同專業的人才培養計劃和專業英語大綱要求,改進了授課內容的設置。最終確定了以下6個單元的內容作為2009級電力系統繼電保護及自動化專業2011~2012學年上學期專業英語教學的主要內容,具體為:
1)能源的產生:各種能源的特點,包括各種新能源的優缺點,并配套視頻及圖片。
2)電力系統中基本主設備:發電機、電動機、變壓器等設備的運行特點,結構特點及基本原理。
3)電網部分:變電站和電網部分、配電網的組成等相關知識。
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、電動機以及低壓配電線路,尤其是在線路有分支線,且分支線用高壓熔斷器保護時具有更優秀的保護特性。在我國,反時限過流保護應用的范圍很小,還沒有充分認識到它的優越性,應用反時限原理的繼電器也僅有感應型和用電容充放電來模擬等幾種,作者認為在這方面應向國外同類繼電保護學習。
6 事件報告
WXB-11在系統故障時能通過打印機打印多種信息,如故障時刻、故障類型、短路點距保護安裝處距離、各種保護動作情況和動作時間順序及每次故障前20ms和故障后40ms各相電壓/電流采樣值。
SEL-321在以下四種情況之一時,產生事件報告。
a.保護出口跳閘;
b.鍵入Trigger(啟動報告)命令;
c.由SEL-logic控制的啟動報告的事件發生;
d.外部啟動。
產生的事件報告有4種形式,可根據需要任選一種:
a.摘要模式:簡要顯示故障信息及動作順序;
b.缺省模式:每隔1/4周期記錄一次采樣值及繼電器動作順序;
c.延長模式:每隔1/16周期記錄一次采樣值及繼電器動作順序;
d.計算機模式:通過RS-232標準串行口與PC機相聯,并應用專門程序讀出事件詳細記錄并產生故障錄波圖。
7 高頻保護
WXB-11型微機保護的高頻保護元件在相間故障時用高頻距離保護,單相接地故障時用高頻零序方向保護,但同裝置內的距離和零序保護插件相互獨立。高頻保護自身帶有方向元件,其主要性能如下:
a.相電流差突變量啟動元件在電網發生故障時,啟動元件動作驅動QDJ,并首先執行一個由相電流差突變量原理構成的選相程序,判斷故障類型及相別;
b.若判斷為相間故障時,則計算故障相間阻抗,并由帶記憶的多邊形方向阻抗動作特性判別方向;正方向時,驅動TXJ動作,并等待對側信息。在兩側均為正方向時出口跳三相,如果經100ms不跳閘,進入振蕩閉鎖狀態,閉鎖高頻距離;
c.如判斷為單相接地故障,由零序方向元件判別方向,在對側也是正方向時出口跳閘,如判斷為反方向,立即進入振蕩閉鎖狀態;
d.通過控制字可以選擇閉鎖式或允許式兩種工作方式。
閉鎖式:由QDJ觸點啟動發信,由TXJ控制停信。裝置的收信輸入端子監視收發訊機收信繼電器觸點的狀態,保護動作的判據是QDJ動作后至少連續5ms后收不到信號,并且本側在停信狀態。
允許式:不用QDJ觸點去啟動發信,而用TXJ常開觸點去控制發信,向對側發送允許信號。保護動作跳閘的判據是本側判斷為正方向,同時有收到對側發來的允許信號;
e.本裝置工作于閉鎖方式時,要求收發訊機具有遠方啟動功能。
SEL-321型微機保護本身不設有單獨的高頻保護,但是可以通過整定值選擇高頻保護邏輯,并與該保護中有關阻抗元件配合,構成完整的高頻保護。SEL-321最常用的高頻保護邏輯叫做“方向比較解鎖式”(簡稱DCUB),這是一種國外常見而國內很少見的高頻保護邏輯,這里有必要做一介紹。
方向比較解鎖系統(DCUB),在正常運行時連續傳送一個閉鎖信號,而在線路故障時傳送一個解鎖信號,這要求收發訊機是一種長期發訊移頻式收發訊機。正常運行時長期發送一個閉鎖(監控)頻率,區內故障時,發訊機將頻率改變為“解鎖”(跳閘)頻率。正常運行時發信功率為1W,區內故障發訊機移頻后將發信功率增至10W。
簡化的DCUB邏輯框圖如圖4所示,保護示意圖和直流回路圖如圖5所示。如圖,每個斷路器的故障檢測元件應檢測出被保護線路上的所有故障,它可以是相間/接地距離元件,也可以是方向元件,但必須將保護區延伸到下一線路始端。兩側的發收訊機使用不同的工作頻率,也就是說每臺收發訊機的發信頻率和收信頻率不同,這是DCUB邏輯一個獨具的特色。在正常運行時,收訊機收到對側發來的閉鎖頻率,解鎖頻率收不到,因此或1輸出為0,從而與1、與2輸出為0,或2輸出為0,RR不動作,CKJ不出口。區內故障時,如FI,兩側故障檢測元件P均動作,啟動收發訊機將頻率移至解鎖頻率,并準備好跳閘回路,如果收訊機收到解鎖頻率,經或2直接輸出啟動RR,從而CKJ出口跳閘,同時使與1輸出為0,停止計時。若由于區內故障,信道被破壞,收訊機收不到解鎖頻率,這時由于兩個頻率都消失,或1輸出為1,與1輸出也為1,在時間元件計時未到150ms之前與2輸出也為1,從而經或2輸出啟動RR出口跳閘。在150ms后,或2將被閉鎖,同時輸出閉鎖信號。區外故障時,如FE,很顯然兩側的P和RR只能有一個動作而不可能同時動作,保護不會出口跳閘。正常運行時,如果信道故障,兩個頻率都消失,則在150ms后閉鎖保護并發信號。
圖4 簡化的DCUB邏輯框圖
圖5 應用DCUB邏輯的線路保護示意圖和直流回路圖
DCUB邏輯與我國通用的閉鎖式和允許式高頻邏輯相比,既具有閉鎖式的可靠性,又具有允許式的安全性,同時由于采用長期發信,能起到信道監視的作用,保證不會誤跳閘,只有在區外故障后150ms內信道故障這種極惡劣的情況下保護才可能誤動。而且由于不需要啟動元件,簡化了直流回路,使得整套保護更加簡單可靠。以上這些優點使這種邏輯成為高頻保護中最具優越性的邏輯,在國外已泛應用,技術上也十分成熟,而在國內這種邏輯卻很少,我們應當認真加以研究。
這里順便介紹一下DCUB邏輯所需要的TCF-10B型可編程移頻收發訊機,它除了具有前面介紹過的基本邏輯之外,還具有遠方跳閘功能,即在正常運行時,發訊機發出中心頻率fc,區內故障時發出解鎖頻率fh=fc+Δf,遠方跳閘時發出另一個下移的頻率f1=fc-Δf,fc可在面板上整定,Δf則取決于收發訊機帶寬。這套收發訊機采用插件式結構,內部主要采用集成電路元件和晶體振蕩器。此外,TCF-10B還可以選擇設置語言接口插件,可聯接電話進行全雙工通信。
8 重合閘
在我國,對于重合閘裝置的基本要求是能確定故障相,能檢無壓或檢同期,在故障后經一定延時重合,且只重合一次。WXB-11的綜重元件靠軟件來實現了以上功能。對于轉換性故障,在單跳后又三跳時,由軟件保證重新計時,軟件同時設置一個計數器,以模擬重合閘電容充電,每次上電復位或重合后都有15s的充電時間準備,以防止多次重合。如保護發出單跳令,但充電未準備好,此時將由綜重發三跳令,以防止線路長期非全相運行。
而在國外,在高電壓輸電線路上常采用瞬時重合閘,即在斷路器跳開后立即重合,不經延時也不檢同期,這是因為國外的輸電線路大都采用多回線環網供電,且采用全線路速動保護。此外國外還通常采用多次重合閘,每次重合閘的時間可以整定。參考文獻[1]認為多次重合閘確實能提高重合成功率,但是第二、三次重合成功率要明顯小于第一次重合。
SEL-279就是根據以上原則設計的微機型重合閘裝置,它用軟件模擬一個多觸點的時間繼電器,如圖6所示。
圖6 SEL-279的時間特性
從圖上可以看出,這個時間繼電器共有8個重合時間整定點MT1D至MT8D,一個閉鎖時間整定點MTPD。每個整定點的延時均可獨立整定,也可以不整定。對于每個重合閘整定點,可分別通過控制字來整定為非同期,檢無壓或檢同期。當斷路器跳閘啟動重合閘后,重合時間繼電器動作,每到達一個整定點,如果滿足該點所規定的重合閘條件即可發重合令,如不滿足就繼續計時,直至到達合適的整定點。如果重合成功,則時間繼電器繼續計時至MTPD,然后啟動復位定時器(<時間另行整定),復位計時器時間到后,回到起始(復位)狀態。如在某一整定點重合不成功,重合時間繼電器繼續計時,到達下一個重合整定點再發重合令。如果重合一直不成功,則在重合時間繼電器計時到MTPD后,進入閉鎖狀態,不啟動復歸計時器并發信號。
筆者認為,由于運行要求的不同,我國不采用多次重合閘,但對于無人值班的變電所還是多次重合閘更具優勢。瞬時重合閘和多次重合閘對斷路器的性能提出了更高的要求。在國外,由于較多采用橋型或3/2斷路器接線方式,每條線路由兩臺斷路器供電,一般地,其中一臺采用高速重合閘和一個長延時重合閘,另一臺采用短延時重合閘。當線路故障,兩臺斷路器跳開后,其中一臺立即重合,如重合成功,另一臺則以短延時重合后恢復正常運行。如第一臺重合不成,第二臺則以短延時重合,如果重合還不成功,通過輔助觸點可以閉鎖第一臺斷路器,如果成功了,第一臺斷路器則以長延時重合恢復正常運行。SEL-279這種多次重合閘裝置在這里得到了很好的應用。
9 結 束 語
通過以上的對比與分析,筆者認為兩套微機保護各有其特色和優勢。WXB-11在保護功能的全面性和可靠性方面見長,而SEL-321和SEL-279則在簡化回路和廣泛的適用性方面占優。由于國情及運行習慣的不同,兩種保護在原理和性能上有些差異,應該從實際出發,相互學習,取長補短,豐富、完善并開發出新的保護原理。同時通過對這兩種保護的對比與分析,更加深了對微機保護基本原理的理解,開闊了眼界,活躍了思維,這對于我們繼電保護工作者是大有裨益的。
參 考 文 獻