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關鍵詞:繼電保護;故障;維修技術;淺析
電力系統是我國國民經濟的支柱和基礎行業,隨著我國國民經濟的高速發展,人們生活水平得到大幅度的提高,當前計算機、傳真機等高科技產品被人們廣泛應用,相對應的對于電力系統可靠性的要求不斷增加,電力系統對繼電保護技術的要求也在不斷提高,而現今通信技術與計算機技術的不斷發展又為繼電保護技術的發展提供了新的活力,繼電保護向著網絡化、一體化和智能化方向快速發展。與此同時,越來越多的新理論、新技術應用于繼電保護系統。本文通過對繼電保護的作用、基本要求及主要的故障進行分析,對如何做好電力系統的繼電保護,進一步深人開展繼電保護研究,提出了部分建議。
一、繼電保護的概念
1.繼電保護的基本任務
(1)迅速、有選擇性、自動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,保證其他無故障部分能夠迅速恢復正常的運轉。
(2) 繼電保護裝置還可以與電力系統中的其他自動化裝置進行聯合,在一定條件下,采取預定措施,縮短電力系統故障時間,盡快恢復政策運轉,從而提高電力系統運行的可靠性。
(3) 反應電氣元件的不正常運行狀態,并根據運行維護的條件而動作于信號,以便工作人員及時進行處理,或由繼電保護裝置自動進行調整。
2.繼電保護的基本要求
(1)選擇性
選擇性就是指當電力系統中的設備或線路發生短路時,其繼電保護僅將故障的設備或線路從電力系統中切除,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。
(2)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,提高系統并列運行的穩定性。
(3)靈敏性
靈敏性是指電氣設備或線路在被保護范圍內發生短路故障或不正常運行情況時,保護裝置的反應能力。能滿足靈敏性要求的繼電保護,在規定的范圍內故障時,不論短路點的位置和短路的類型如何,以及短路點是否有過渡電阻,都能正確反應動作,即要求不但在系統最大運行方式下三相短路時能可靠動作,而且在系統最小運行方式下經過較大的過渡電阻兩相或單相短路故障時也能可靠動作。
(4)可靠性
可靠性包括安全性和信賴性,是對繼電保護最根本的要求。安全性要求繼電保護在不需要它動作時不發生誤動。信賴性要求繼電保護在規定的保護范圍內發生了應該動作的故障時能夠獲得可靠動作。繼電保護的誤動作和拒動作都會給電力系統帶來嚴重危害。
二、繼電保護的主要故障
1.二次電壓回路運行故障
作為繼電保護測量設備的起始點,電壓互感器對二次系統的正常運行非常重要,二次電壓回路上的故障會導致保護誤動或拒動等嚴重后果。二次電壓回路異常主要集中在以下幾方面:
(1)二次中性點接地方式異常。二次中性點接地方式異常除了變電站接地網的原因,更多是由接線工藝引起的。這樣二次接地相與地網間產生電壓,這個電壓疊加到保護裝置各相電壓上,使各相電壓產生幅值和相位變化,引起阻抗元件和方向元件拒動或誤動。
(2)開口三角電壓回路異常。在電磁型母線、變壓器保護中,由于不按照要求安裝電流繼電器,使得當變電站內或出口接地故障時,開口三角電壓回路由于電阻過小,產生短路。
2.微機繼電保護裝置故障
(1)電源問題,比如電源輸出功率的不足會造成輸出電壓下降,若電壓下降過大,會導致比較電路基準值的變化,充電電路時間變短等一系列問題,從而影響到微機保護的邏輯配合,甚至邏輯功能判斷失誤。尤其是在事故發生時有出口繼電器、信號繼電器、重動繼電器等相繼動作,要求電源輸出有足夠的功率。對逆變電源應加強現場管理,在定期檢驗時一定要按規程進行逆變電源檢驗。
(2)干擾和絕緣問題,微機保護的抗干擾性能較差,對講機和其他無線通信設備在保護屏附近使用,會導致一些邏輯元件誤動作。微機保護裝置的集成度高,布線緊密。長期運行后,由于靜電作用使插件的接線焊點周圍聚集大量靜電塵埃,可使兩焊點之間形成了導電通道,從而引起繼電保護故障的發生。
三、繼電保護故障的維修技術方法
1.替換法
用質量較好的或較為正常的相同元件代替認為產生故障的元件,通過判斷元件的好壞,能夠較為快速地縮小故障查找范圍。這是處理自動化繼電保護保護裝置故障最常用的方法。如果是某些微機保護故障,或者某些內部回路復雜的單元繼電器,可以使用備用或者暫時無用的插件、繼電器取代疑似故障的元件,如故障消失,則說明元件的確存在問題,反之則繼續查找其他元件的好壞。
2.參照法
通過將正常與發生故障設備的技術參數進行對比,從異常處查明故障設備的故障點。特別是對于接線錯誤,定值校驗過程中發現測試值與預想值有較大出入又無法斷定原因之類的故障有著很好的效果。在繼電器進行定值校驗時,如發現某一只繼電器測試值與整定值之間差距較大,可用同只表計去測量其他相同回路的同類繼電器進行比較,以此確定此繼電器特性是否異常。
3.短接法
將回路某一段或一部分用短接線接入為短接,來判斷故障是否存在短接線范圍內,從而縮小故障查找的范圍。短接法主要用于切換繼電器不動作、電流回路開路、判斷控制、電磁鎖失靈、轉換開關的接點是否良好等。
4.直觀法
當面對某些無法用儀器逐點測試,或者故障元件無法更換,而又需將故障排除的
情況下,對故障元件內外部構造進行直接觀察物理特征,通過直觀的判斷尋找故障處理的方法。
5.逐項拆除法
按照順序將并聯在一起的二次回路拆開,然后再依次重新放回,一旦出現故障,則表明故障點所在。
四、繼電保護事故實例
某500kV變電站在正常運行時, 主變差動保護動作, 三側跳閘。
1.主變跳閘后檢查情況
(1)1號主變保護C柜(PST- 1200)分相差動保護出口,主變三側跳閘, 錄波器啟動。35kV側TA 電流突變, 分相差動保護B 相電流突變, 電流波形顯示有明顯的強電干擾。
(2)檢查TA 回路, 發現1 號主變A 相35kV 側套管TA1S3接線柱線芯(C751)燒斷, TA 開路。
(3)檢查1 號主變B 相端子箱發現: B 相本體端子箱至主變就地端子箱電流回路1 根7x4 電纜的35kV 側TA 纜芯(B751)和公共繞組TA 纜芯(B541)對地絕緣為零(接地電阻分別為14 和168Q)。進一步檢查, 本體端子箱電纜頭熱縮套內部最外層相鄰的兩芯線即A751 和B541 對地擊穿, 外皮燒黑, 線芯。
(4)對主變A 相35kV 側套管TA 絕緣檢查情況良好; 伏安特性檢查并與同相另一組TA 比較, 基本一致,TA無異常。
(5)檢查與35kV側套管TA同芯聯系的其它相電纜絕緣良好。
(6)對主變公共繞組和35kV 錄波器電流回路在主變端子箱通電檢查, 裝置顯示正常, 測量主變各側保護回路直流電阻正常。
2.原因分析
由于變壓器35kV套管TA 接線盒端子松動, 在負荷較大的情況下產生電弧, 將二次線燒斷, 造成TA 二次開路, 產生很高的電壓, 致二次電纜的薄弱環節(電纜頭)不穩定擊穿, 放電電弧灼傷相鄰的分相差動保護公共繞組B 相纜芯, 將高電壓引入分相差動保護B 相TA 回路, 造成保護動作跳閘。不穩定放電也引起了錄波器的頻繁啟動。
3.處理方法
(1)對主變A 相35kV側TA 電纜進行更換。
(2)對擊穿的纜芯進行絕緣包扎處理(在條件允許的情況下考慮更換), 處理后絕緣良好。送電后, 檢查主變各側TA 回路電流采樣值均正常。
4.防范措施
(1)定期檢查保護及自動裝置TA、Tv 回路采樣值, 對異常情況及時進行檢查和消缺。
(2)主變本體二次電纜布線槽盒要規范齊全, 同時要提高回路檢查操作的工藝水平。
【關鍵詞】110kV;繼電保護;裝置;技術分析
1 繼電保護的概述與基本任務
繼電保護主要是指確保電力系統供電可靠性和保障電氣設備安全。繼電保護的可靠性是指保護裝置在預定時間內在規定條件下完成規定功能的能力。一般要求繼電保護裝置滿足選擇性、可靠性、速動性和靈敏性要求,能在電網發生故障時快速、可靠地動作,有效遏制系統狀態進一步惡化,起到保障電網安全的作用。繼電保護系統主要根據電氣元件發生故障時電力系統的電氣量的變化情況構成保護動作,即該系統由一套或者幾套相互獨立的繼電保護裝置經某種方式相連接構成。
繼電保護的首要任務是在被保護元件發生故障時,確保該元件的繼電保護裝置向距故障元件最近且具有脫離故障功能的斷路器迅速、準確地發出跳閘命令,使故障元件能夠及時、快速地從電力系統中剝離,從而盡可能地降低電力系統元件本身損壞。這樣,可以最大限度地降低故障元件對電力系統安全穩定供電的影響。其次,繼電保護還能夠在一定程度上反映電氣設備的不正常運行狀態。當設備運行維護條件不當或者設備不正常運行時,繼電保護能夠發出警示信號,便于自動裝置進行調節、自動切除某些危險設備或者提醒值班人員進行及時處理。
2 110 kV繼電保護裝置技術要求
2.1 繼電保護裝置的設置基本要求
按照電力企業110kV 供電系統的設計規范要求,在110kV 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:
2.1.1 110kV 線路應配置的繼電保護
110kV 線路一般均應裝設過電流保護。當過電流保護的時限不大于0.5~0.7s,并沒有保護配合上的要求時,可不裝設電流速斷保護;自重要的變配電所引出的線路應裝設瞬時電流速斷保護。當瞬時電流速斷保護不能滿足選擇性動作時,應裝設略帶時限的電流速斷保護。
2.1.2 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;對于車間內油浸式配電變壓器還應裝設氣體保護;
(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:另外尚應裝設溫度保護。
2.1.3 分段母線應配置的繼電保護
對于不并列運行的分段母線,應裝設電流速斷保護,但僅在斷路器合閘的瞬間投入,合閘后自動解除:另外應裝設過電流保護。如采用的是反時限過電流保護時,其瞬動部分應解除;對于負荷等級較低的配電所可不裝設保護。
2.2 繼電保護裝置的設置
2.2.1 主保護和后備保護
110kV 供電系統中的電氣設備和線路應裝設短路故障保護。短路故障保護應有主保護、后備保護,必要時可增設輔助保護。當在系統中的同一地點或不同地點裝有兩套保護時,其中有一套動作比較快,而另一套動作比較慢,動作比較快的就稱為主保護:而動作比較慢的就稱為后備保護。即:為滿足系統穩定和設備的要求,能以最快速度有選擇地切除被保護設備和線路故障的保護,就稱為主保護;當主保護或斷路器拒動時,用以切除故障的保護,就稱為后備保護。后備保護不應理解為次要保護,它同樣是重要的。后備保護不僅可以起到當主保護應該動作而未動作時的后備,還可以起到當主保護雖己動作但最終未能達到切除故障部分的作用。
除此之外,它還有另外的意義。為了使快速動作的主保護實現選擇性,從而就造成了主保護不能保護線路的全長,而只能保護線路的一部分。也就是說,出現了保護的死區,這一死區就必須利用后備保護來彌補不可。后備保護包括近后備和遠后備,當主保護或斷路器拒動時,由相臨設備或線路的保護來實現的后備稱為遠后備保護;由本級電氣設備或線路的另一套保護實現后備的保護,就叫近后備保護。
2.2.2 輔助保護
為補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運行而增設的簡單保護,稱為輔助保護。另外,110kV 系統中一般可在進線處裝設電流保護;在配電變壓器的高壓側裝設電流保護、溫度保護(油浸變壓器根據其容量大小尚應考慮裝設氣體保護);高壓母線分段處應根據具體情況裝設電流保護等。
3 110kV電力系統應配置的繼電保護的功能
按照變配電所110kV 供電系統的設計規范要求,在110kV的供電線路、配電變壓器上一般應設置以下保護裝置:
3.1 110kV 線路的過電流保護
110kV 線路一般均應裝設過電流保護。當過電流保護的時限不大于0.5~0.7s,并沒有保護配合上的要求時,可不裝設電流速斷保護,但自重要的變配電所引出的線路應裝設瞬時電流速斷保護。當瞬時電流速斷保護不能滿足選擇性動作時,應裝設略帶時限的電流速斷保護。
3.2 110kV 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。當過流保護時限大于0.5s 時,還應裝設電流速斷保護。對于車間內油浸式配電變壓器還應裝設氣體保護。
(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,另外尚應裝設溫度保護。
4 110 kV繼電保護的綜合評價
4.1 定時限過電流保護與反時限過電流保護的配置
110 kV系統中的上、下級保護之間的配合條件必須考慮周全,考慮不周或選配不當,則會造成保護的非選擇性動作,使斷路器越級跳閘。保護的選擇性配合主要包括上、下級保護之間的電流和時限的配合兩個方面。應該指出,定時限過電流保護的配合問題較易解決。由于定時限過電流保護的時限級差為0.5s,選擇電網保護裝置的動作時限,一般是從距電源端最遠的一級保護裝置開始整定的。為了縮短保護裝置的動作時限,特別是縮短多級電網靠近電源端的保護裝置的動作時限,其中時限級差起著決定的作用,因此希望時限級差越小越好。但為了保證各級保護裝置動作的選擇性,時限級差又不能太小。雖然反時限過電流保護也是按照時限的階梯原則來整定,其時限級差一般為0.7s。而且反時限過電流保護的動作時限的選擇與動作電流的大小有關。也就是說,反時限過電流保護隨著短路電流與繼電器動作電流的比值而變,因此整定反時限過電流保護時,所指的時間都是在某一電流值下的動作時間。還有,感應型繼電器慣性較大,存在一定的誤差,它的特性不近相同,新舊型的特性也不相同。所以,在實際運行整定時,就不能單憑特性曲線作為整定的依據,還應該作必要的實測與調試。因此,反時限過電流保護時限特性的整定和配合就比定時限過電流保護裝置復雜得多。通過分析可以看出,目前110kV 新建及在建工程中,應以配置三段式或兩段式定時限過電流保護、瞬時電流速斷保護和略帶時限的電流速斷保護為好。
4.2 一相接地的保護方式
110kV 中性點不接地系統中發生一相接地時,按照傳統方式是采用三相五鐵心柱的JSJW-10 型電壓互感器作為絕緣監視。但是,如果選用手車式高壓開關柜后,再繼續安裝JSJW-10就比較困難,因此較為可取的辦法是采用零序電流保護裝置。
關鍵詞:繼電保護技術;應用現狀;發展
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.156
0 前言
隨著我國近年來在電力工業方面取得的相關進步,我國的電力生產相關技術取得了許多實質性的突破,甚至在一些領域達到了世界先進水平。不過,在我國電力技術發展迅速的同時,隨著我國經濟與社會的相關發展,我國電力行業面臨的責任與壓力也在逐年增長。針對這種現狀,對我國電力生產中的繼電保護技術的應用現狀與發展前景進行相關研究就顯得很有必要。
1 什么是電力繼電保護技術
在電力系統中,繼電保護技術是一種由各種電力保護、維護技術所構成的一種完整的電力系統繼電保護體系。在這一體系中包含著對電力系統的相關故障分析、繼電保護的配置設計等多方面功能。近年來,繼電保護技術一直隨著我國電力系統的不斷進步而發展。在最早出現的繼電保護技術應用中,采用的繼電保護裝置是一種熔斷器,而隨著近年來繼電保護技術的相關發展,我國的繼電保護裝置經歷了“電磁式繼電保護裝置-晶體管式繼電保護裝置-集成電路式繼電保護裝置-微機繼電保護裝置”這四個階段的發展[1]。
2 電力繼電保護技術的應用現狀
我國于二十世紀五十年代開始繼電保護技術的起步,通過與外國相關電力技術人員的學習,開啟了我國繼電保護技術的先河。經過六十多年的發展,我國繼電保護技術的相關科學技術水平得到了不斷提高,較為有效的保護了我國電力系統的正常運轉。
在我國當前的繼電保護技術使用中,微機繼電保護是目前運用范圍最廣的一種繼電保護技術。我國自八十年代左右成功研發出微機繼電保護技術,隨后的三十多年間,微機繼電保護技術在我國得到了廣泛的推廣與使用。相較于傳統的繼電保護技術,微機繼電保護有著自我測試的功能,而其本身具有的極強的處理能力相較于傳統的繼電保護裝置有著明顯的優勢。此外,微機繼電保護因為本身有著微型計算機的支持,這就使得其能夠支持我國電力系統保護的自動化,最大程度上降低因為人為操作錯誤產所生的問題,因此微機繼電保護擁有更強的安全性。在我國多年間的微機繼電保護技術發展中,經過相關權威機構調查表明,我國所生產的微機繼電保護裝置從技術上已經超越了國外進口的相同裝置[2]。
3 電力繼電保護技術的發展前景
隨著我國科學技術的不斷進步,我國的繼電保護技術也會隨之不斷進步,筆者結合自身工作經驗來看,我國現階段的繼電保護技術的發展,將由微機繼電保護向計算機化、網絡化、智能化、保護、控制、測量以及數據通信一體化的方向展開發展。
3.1 電力系統繼電保護技術的計算機化
隨著我國近年來計算機技術的不斷發展,繼電保護技術同樣得到了長足的發展。在繼電保護技術中運用計算機技術,能夠大大加強我國電力部門對繼電保護裝置的統一管理,原本分散的繼電保護裝置得到集中,這就大大促進了我國繼電保護的一體化進程,促進了我國繼電保護技術的相關發展。總而言之,繼電保護技術向計算機化方向的發展,將大大的方便我國繼電保護的相關管理[3]。
3.2 電力系統繼電保護技術的網絡化
隨著我國近年來網絡技術的不斷發展,我國的繼電保護技術與網絡已經擁有了較為緊密的聯系,而繼電保護技術也隨著網絡相關技術的發展得到了長足的進步。在繼電保護技術網絡化中,相關電力管理部門對于電力系統保護的便利性大大增強,這就大大推動了我國電力系統繼電保護管理的一體化進程。總而言之,繼電保護技術向網絡化方向的發展,將大大的提高我國繼電保護的相關管理水平。
3.3 電力系統繼電保護技術的智能化
隨著我國計算機與智能手機在各行各業中的普遍應用,我國人們已經日益意識到智能化帶來的便利,在這種社會大勢的驅動下,電力系統繼電保護技術的相關智能化發展就顯得很有必要。在電力系統繼電保護中結合相關智能化技術,能夠大大提高電力系統繼電保護的相關效率,并能夠為電力系統繼電保護技術開拓更遠大的發展空間。
3.4 電力系統繼電保護中的自適應控制技術
所謂自適應控制技術,指的是根據電力系統中的運行狀態以及相關故障,實時改變相關保護性能的一種新型繼電保護技術。自適應繼電保護控制技術,能夠靈活的適用于電力系統中發生的種種變化,對于我國電力系統來說,是一項極具潛力的繼電保護相關技術[4]。
3.5 電力系統繼電保護的控制
在我國的電力系統繼電保護的控制中,近年來推出的變電所綜合自動化技術等技術對于其相關控制有著較為不錯的推動作用。這些相關高新技術的推廣,使得電力系統繼電保護技術的一體化能力進一步提高,大大提升了我國電力系統繼電保護工作的展開。
4 結論
隨著我國科技與經濟的發展,我國的計算機技術與繼電保護技術的相關結合使得繼電保護的相關發展進入到了一個新的時期。雖然在計算機技術與繼電保護技術在我國現階段的結合中還存在著一定問題,但二者的結合正是我國電力系統繼電保護技術的最重要的一個發展方向,而隨著二者的不斷發展,我國的相關電力產業也必將迎來一個無比光明的未來。
參考文獻:
[1]沈旭曉,劉雷,蔡偉民.電力系統繼電保護技術的應用現狀及發展趨勢研究[J].機電信息,2013(24):176-177.
[2]劉言冬,丁宏濱.電力系統繼電保護技術的現狀與發展[J].化學工程與裝備,2009(02):90-91.
1.1冗余設計以及優化措施。增強繼電保護工作的可靠性,減少繼電保護裝置的數目,壓縮電力企業投資以及運營成本,離不開容錯技術,這一技術的使用又可以通過硬件冗余來完成。運用這一技術的最簡單直接的方法就是設計并聯電路,當部分繼電保護裝置出現故障,不至于產生粘連效應,破壞整個電力系統的運行能力。另外,也可以采取備用裝置切換技術,當某些繼電保護裝置不能正常工作時,有足夠的備用的和替補可以取而代之,完成規劃電力系統功能作業。在采用這些方法的時候,也可以同時采用處于萌芽狀態的誤動率高頻顯示的技術手段,這樣就能夠有效實現拒動率和使用的全面改善。冗余技術的完成方法較多,我們應該以基礎目標為前提,對整個電力系統運行狀況進行全面預測和評估,選擇合理、經濟、適合的冗余設計實施技術手段,進而有效的提高繼電保護運行的可靠性。
1.2加強繼電保護裝置的可靠性。當保護裝置在發生故障時,依然是在規定的范圍中,那么繼電保護裝置不應該出現拒動故障,當其他保護裝置在對拒動進行保護時,繼電保護裝置不會出現誤動作,這就是繼電保護的可靠性。為了保證繼電保護能夠安全可靠的運行,必須要對繼電保護裝置的可靠性指標進行科學合理的計算,確保可靠性指標的準確性和有效性。在對繼電保護裝置運行工作的正確率進行有效的計算時,要排除不正確動作。在利用繼電保護輔助配套裝置時,主要是在二次繼電保護和自動控制回路中進行利用。繼電保護輔助配套裝置具備的可靠性,在很大程度上影響著繼電保護裝置的安全可靠運行,因此,必須要提高繼電保護輔助裝置的可靠性。
1.3加強繼電保護裝置的維護工作。繼電保護裝置主要由名稱、二次設備的零部件的標示、裝置轉換開關、操作按鈕、以及連接裝置、控制室的報警提示裝置構成。在對其進行維護的時候,也應主要從以上方面進行進行檢查,要檢查裝置標示是否明確,名稱是否混亂、運行連接裝置運行是否自如,警示紅綠燈是否正常工作,整體保護裝置是否缺少零部件等等。除此以外,我們還應該確保電路電線的正常工作,要定期檢查,絕緣皮是否老化,連接處是否有漏電的危險,對電路系統可能發生的故障進行預測和排除,當發現有異常問題時,相關檢修維護人員及時做好檢查維護記錄,通報有關部門進行安全妥善處理,只有這樣,才能防患于未然,使繼電保護裝置安全可靠運行,將安全隱患癥結扼殺在搖籃之中。
2加強自動化裝置的可靠性
2.1自動化保護裝置是繼電保護裝置中的一項重要應用,目前大多數電力企業更傾向于將自動化裝置應用到此項工程之中,雖然該裝置自身結構繁瑣,影響其正常運行的因素較多。既然這樣,那么就要求相應技術工作人員能夠熟練的掌握自動化裝置的操作,對其相關技術資料耳熟能詳,定期的對自動化裝置進行數據校對,以維持它良好穩定運行,進而提高繼電保護裝置的可靠性。
2.2自動化裝置在使用的過程中,常常會由于其自身質量問題,使用過程中的維護保修缺漏,使用時間過長,裝置老化問題等等,面對此類問題,我們要不斷的對裝置運行規律進行記錄總結,然后有針對性地對相關數據進行分析處理,為日常工作提供理論依據;同時,我們還可以對其進行定期的科學合理的檢查與維修,對于不適合的自動化裝置及時的更換。
2.3要對自動化裝置的技術更新和改造進行全面的關注,為了與不斷發展的電力系統相適應,在選擇自動化裝置時,必須要科學合理的選擇。在選擇繼電保護裝置和自動化裝置時,可以選擇兩套不同的生產廠家,同時也具備著不同的原理,從而能夠有效的保護繼電保護、自動化裝置對線路以及母線。這時能夠降低裝置發生事故的現象,但是在同一站內,不能夠使用太多的保護裝置型號。在對信息進行采樣、控制和存儲時,可以相應的利用全數字化保護系統以及非常規互感器數字信號等方式。
2.4為了保證自動化保護裝置的可靠性,必須要利用裝置檢測器對其進行有效的檢測。在對保護裝置進行日常檢測和保護時,可以利用變壓器繞組對其進行變形測試,同時也可以紅外熱成像技術等方法等進行檢測和保護。
3結束語
關鍵詞:電力系統 繼電保護 技術 前景
繼電保護是電網保護的重要組成部分,是電力系統安全運行、實現經濟效益最大化的有效手段。繼電保護信息化的應用使得繼電保護向著計算機化、網絡化、智能化的方向發展。
我國繼電保護學科、技術、繼電器制造和人才隊伍培養從無到有,在小活吸收國外先進繼電保護設備和運行技術的基礎上,形成了完整的行業體系,并建成了一支具有深厚理論功底和豐富運行經驗的繼電保護隊伍。
1. 我國繼電保護發展現狀
微機保護國內的研究開始于七十年代后期,起步較晚,但發展迅速。中國首個在198年,以保護電腦的樣機試運行后,通過鑒定和大規模生產,在新產品問世,每年在1990年的第二代微機線路保護裝置正式投入運行目前,高壓線路,低壓電網,各種主要電氣設備具有適當的保護裝置的計算機系統中運行,尤其是線路保護產品已形成并得到廣泛應用。中國在2000年220千伏系統,微機保護率為43.99%,線占86%的微機保護到2003年底,220千伏或以上的微機保護系統已經占了70.29%,符合率微機97.6%。實際操作上,在微機保護的正確動作率明顯高于其他保護,一般的運作比平均高0.2?0.個百分點。微機保護取得經過多年的實際操作,依靠先進的技術和良好的原則和進程已經超越了進口保護。從上個世紀八十年代及以上的220千伏高壓電力系統,以保護使用進口,到現在的基本國內220千伏系統的繼電保護,反映了技術的迅速發展中得到中國的國內繼電保護設備和具有明顯優勢。
2. 電力系統繼電保護的前景
2.1計算機化
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。
繼電保護裝置的計算機化是不可逆轉的發展趨勢。電力系統對微機保護的要求不斷提高,除了保護基本功能外,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,強大的通信功能,與其他保護、控制裝置和調度聯網以供享全系統數據、信息和網絡資源的能力、高級語言編程等。
2.2網絡化
計算機網絡和數據通信作為信息工具,已經成為一個支柱,信息時代的技術,以生產人類和社會生活發生了根本變化。到目前為止,除了保護和縱差保護結合,所有繼電保護裝置只能應付保護電氣安裝的電氣量。繼電保護的有限作用是以清除組件故障,從而縮小了意外的影響范圍。這主要是由于缺乏強有力的手段的數據通信。國外早已提出的概念,系統的保護,它主要是指安全自動裝置。由于作用的中繼失敗并不局限于取消元件和范圍限制的影響,事故(這是首要任務),而且還確保安全穩定運行的系統。這就要求每個單位可以共享,保護全系統的運行與故障信息的數據,各單位和重合閘保護裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調行動,以確保安全穩定運行的系統。
2.3智能化
近年來,人工智能技術,如神經網絡,遺傳算法,進化規劃,模糊邏輯等所有領域中的電力系統已經應用領域中的應用繼電保護也已開始。神經網絡是一個非線性映射方法,遇到許多困難,或難以解決的方程組,在復雜的非線性問題,應用神經網絡就可以解決。例如,按照雙方的角度來看潛力揮桿系統發生短路的電阻是一個非線性問題,距離難以保護的權利,以確定故障的位置,導致誤操作或拒絕搬遷:如果用神經網絡方法經過了大量的失敗的訓練樣本,只要樣本集中充分考慮到所有情況,在發生任何故障可以正確識別。另一些國家,如遺傳算法,進化規劃,也有自己獨特的能力來解決復雜的問題。將是一個適當的結合,這些方法的人工智能將使更快的解決。人工智能技術在繼電器將適用于解決與傳統方法難以解決的問題。
2.4綜合自動化
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。
綜合自動化系統打破了傳統二次系統各專業界限和設備劃分原則,改變了常規保護裝置不能與調度(控制)中心通信的缺陷,給變電所自動化賦予了更新的含義和內容,代表了變電所自動化技術發展的一種潮流。隨著科學技術的發展,功能更全、智能化水平更高、系統更完善的超高壓變電所綜合自動化系統,必將在中國電網建設中不斷涌現,把電網的安全、穩定和經濟運行提高到一個新的水平。
隨著科技的不斷發展與網絡信息的逐漸介入,繼電保護面臨著更加深入的發展趨勢,如何將信息技術更好的應用與電力系統的繼電保護,將成為業內研究者進一步加強研究的課題。
參考文獻:
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[2]楊國福.電力系統繼電保護技術的現狀與發展趨勢[J].電氣制造,2007,(07).
【關鍵詞】電力系統;繼電保護;發展現狀;發展前景
近些年來,隨著我國社會經濟的不斷發展,我國的民眾生活基礎行業得到了快速的發展。在這些民生行業中,電力行業的發展速度是特別的飛快。在我國,人民生活對電力的需求量越來越大,使我國的各個地區都出現了不同程度的用電緊張問題,為了緩解這種用電緊張的局面,在我國的少部分地區甚至都采取了限電以及停電的解決措施。所以,對電力系統的保護措施進行加強是非常重要的。而這些電力系統的保護措施中,繼電保護技術是一項非常重要的措施。
1繼電保護技術目前的發展狀況
我國的繼電保護技術到目前為止,已經經歷了四個發展階段,主要包括:①電磁式繼電保護②晶體管繼電保護③集成電路保護④微機式繼電保護。從20世紀50年開始,國外比較先進的繼電保護技術以及設備被我國的科研工作人員先后引入國內。同時,科研人員根據我國當時的具體國情對這些技術做了相應的調整,最終形成了一套與我國國情相符的繼電保護理論以及對應的技術人員隊伍。在當時,我國也逐漸擁有了自主的繼電器制造業。當我國在20世紀60年代到80年代的時候,我國的繼電器制造業走向了晶體管繼電保護階段,在此期間,晶體管繼電保護技術取得了很好的進展。我國的某科研機構制造出了電壓為500kv的晶體管方向高頻保護,并且將其成功的使用在某壩500kv的線路上。讓我國中止了向外進口500kv線路保護的歷史。
隨著時代的進一步發展,我國的晶體管繼電保護技術已經不斷地走向了成熟,集成電路保護體系在我國也逐漸建立起來。到了20世紀90年代,對于集成電路保護工作,我國已經基本地完成了研制、生產以及應用一體化的工作。在70年代的時候,我國已經著手于對計算機的繼電保護技術進行研究,經過很多研究院的共同研究合作,各種原理以及形式的微機保護裝置相繼問世。隨著我國對微機保護裝置的深入研究,我國在算法以及微機保護軟件等領域獲得了顯著的研究成果。在20世紀90年代以來,我國的繼電保護事業邁向了微機時代。
2維護電力系統的繼電保護
2.1采用新技術實現對設備的維護
在目前,我國的電力事業發展速度非常的快,在這種情況下,繼電保護能力無法滿足電力事業的發展需要。特別是我國目前的繼電保護設備存在著配置不夠完善的現象,在整個繼電保護系統中,存在著很多的漏洞以及缺陷。在此情況下,就非常需要進行繼電保護的工作者必須很好地掌握對新技術的利用能力。這樣一來,對繼電保護裝置,就可以保證平穩、有效的運行環境,同時,也能夠也可以進一步提高電力企業的經濟效益。
2.2對電力設備的運行狀態進行全面及時的分析
作為相那些關技術的工作人員,要匯總電力系統運行的各種信息,對繼電保護的日常運行數據進行分析,對可能發生事故的具置進行預先的確定,就能夠在安全事故未發生之前就將隱患及時有效的清除掉。
3繼電保護在未來的發展
3.1網絡化
到目前為止,我國已經逐漸步入信息化時代.計算機網絡技術在發展上,已經基本走向成熟,人們在進行交流的過程中,也越來越傾向于對互聯網的使用。計算機網絡技術的進一步發展創新大大的影響了人們的生活,在此同時,繼電保護設備也受到了一定的影響。現今,對于繼電保護設備,因為缺乏強有力的通信設備,使繼電保護設備的只具有對故障元件進行切除,進而對事故的影響范圍進行一定的縮小。在這種情況下,國外的個別專家都對此提出了過度保護理論.理論主要是針對安全自動裝置進行提出的。一方面,保證了繼電保護能夠實現上述功能.另一方面,也進一步保證了整個系統的安全可靠運行。為了確保整個系統能夠處于一種相對安全穩定的運行狀態,要求各個保護單元以及重合閘裝置在對這些數據以及信息進行分析的過程中,要保持動作的一致協調。要想實現該種理論,其必須具備的一個基礎前提就是利用計算機技術將整個系統的所有設備聯結起來。我國的計算機技術在目前完全能夠達到這種要求,最終使微機保護裝置實現網絡化。
3.2計算機化
隨著我國計算機網絡技術的快速發展,微機在保護硬件方面,也得到了一定的更新。將某電力學院研制的微機線路保護硬件作為討論對象,該硬件從研制成功到現在,已經經歷了三次的更新換代。硬件在更新后其性能得到顯著的提升.因此也受到了用戶的好評。某學院研制的微機保護,其運行內存由原來的8位發展到現在的32位。在不久的將來,我國繼電保護裝置一定會實現微機化、計算機化。但是如何才能滿足電力系統更多的需求,使繼電保護裝置在能力上進行提升.進而提升企業的經濟效益以及社會效益,仍然需要相關部門的深入研究。
3.3實現控制、保護、數據通信以及測量一體化
繼電保護系統如果實現了計算機化以及網絡化,對于整個電力系統,事實上就是一臺功能繁多、運算極其復雜的計算機。而繼電保護在整個系統中,就相當于一個智能終端。此時,繼電保護裝置在電力系統中就可以通過互聯網對電力系統運行信息以及各種故障的詳細信息進行及時獲取.然后將與之對應的信息從互聯網及時地傳送到網絡控制終端。最終就會實現控制、保護、數據通信以及測量的一體化。如此一來,電力系統的工作效率就會得到很大的提高,使電力企業在成本投入方面得到有效的降低。一方面對電力系統運行能力進行了有效保證,另一方面,也提高了電力企業的經濟效益。
4結語
隨著我國社會的發展,人們對電力的需求量越來越大。為了使電力系統能夠安全可靠地運行,繼電保護技術在我國得到了很好的發展。繼電保護技術在電力系統中發揮了很好的作用,能夠有效緩解我國目前用電緊張的局面。如果要實現控制、保護、數據通信以及測量一體化,還需要繼電保護工作人員更加的努力。
【參考文獻】
[1]趙志勇.電力系統中繼電保護技術的應用分析[J].城市建設理論研究(電子版),2013(8).
[關鍵詞]110 kV電力系統;繼電保護;主保護;后備保護
中圖分類號:TM77 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)06-0125-01
引言
隨著中國經濟的持續發展,電力負荷增長幅度較大,為了避免電力傳輸損耗,在110 kV電力系統中傳輸的電壓也越來越高;由于110 kV電力系統中存在大量的不同功能電力設備,這些設備之問的互連相當的復雜緊密,同時電力系統傳輸區域較大,容易受到環境因素的干擾,也容易受到人類活動的影響,因此電力系統容易發生不同的電氣故障;電力系統由發電系統、供電系統和用電系統構成,這些系統是同步運行的,如果電力系統中存在任何的事故,都容易對電力系統不同了系統的正常運行造成影響,因此繼電保護技術對于110 kV電力系統的安全可靠運行具有重要意義。
1 繼電保護技術
繼電保護技術可以有效保證110 kV電力系統安全可靠地運行,當110 kV電力系統因為短路等故障處于不正常工作狀態時,繼電保護裝置能夠及時診斷故障并向控制器發出故障信號,控制系統及時對電力系統相關故障區域進行處理,以保障非故障區域正常工作。在110 kV電力系統中,繼電保護技術主要通過以下兩種方式進行系統保護:快速實現電力系統的電壓調節,保證供電電壓穩定,使得終端系統的電力供應不受影響;通過繼電保護裝置快速切除電力系統故障區域,減輕由于故障對用電設備的影響,保證重合閘的快速完成。
對于110 kV電力系統而言,繼電保護技術可以實現準確快速地對電力系統進行保護,因此電力系統對繼電保護技術存在一定的技術要求。電力系統的繼電保護需要滿足速動性、可靠性、選擇性等要求。繼電保護速動性要求保護系統能夠快速對故障反應,快速實現故障切除;繼電保護可靠性要求保護系統能夠可靠工作,提高電力系統的可靠性;繼電保護選擇性要求保護系統首先對白身保護區域實現可靠的故障反應,不跨區域發生誤動問題。
2 繼電保護系統設計
110 kV電力系統主要有一次電力系統和二次電力系統構成,一次電力系統主要有輸電線路、變壓器設備構成,系統構成簡單,但是不具備任何電力系統保護設備;二次電力系統主要負責對一次電力系統進行保護,主要有繼電保護設備、白動保護裝置和控制回路等構成,系統構成比較復雜;為了確保110 kV電力系統的正常運行,必須對二次電力系統的繼電保護裝置進行正確地設計,使得繼電保護裝置能夠可靠地對一次電力系統進行監測和保護,最終有效提高110 kV電力系統的故障及保護設計水平。在實際的110 kV電力系統中,繼電保護設備的具體設計如下:
輸電線路繼電保護設計:110 kV輸電線路由于短路故障等容易發生過電流問題,因此需要在輸電線路配備過電流保護裝置,電流保護設計需滿足速動性;如果不需要多個電流保護裝置相互配合進行保護,電流速斷的要求可以適當放寬;輸電線路的變配電所等屬于重要設備,需要在相應線路中配備瞬時過電流速斷保護裝置;當線路裝備多個瞬時過電流速斷保護裝置時,容易發生同時觸發保護的問題,導致故障區域擴大化,因此應該選擇時限電流速斷保護裝置,滿足故障發生時保護裝置能夠選擇性地進行保護動作。
變壓器設備繼電保護設計:當電力系統配備的變壓器設備容量小于350 kV A時,此時系統容易發生過壓問題,可以在系統中配備高壓熔斷器,對系統過電壓進行保護;當電力系統配備的變壓器設備容量為350 kV A一650 kV A時,變壓器設備的高壓端需要配備過電流保護裝置,過電流保護設備速動性要求小于0.4 s,如果速動性不能滿足要求,需要在高壓端添加過電流速斷保護裝置,以便能夠快速進行故障切除;當電力系統配備的變壓器設備容量達到較高水平時,此時電力系統需要考慮過電流問題,因此需要添加過電流保護裝置,增加系統運行可靠性。
3 繼電保護系統協同工作設計
在110 kV電力系統實際運行過程中,不僅需要添加繼電保護設備對電路系統的相關電氣設備和線路進行保護,同時需要考慮同級繼電保護設備之問的協同工作問題,以達到較好的保護效果。繼電保護可以分為主保護和后備保護兩種,由于電力系統中會有兩套甚至多套保護設備處于同時運行狀態,為了滿足不同故障類型和保護系統可靠運行的要求,不同保護設備之問反應速度是不一致的,有的保護設備反應速度比較快,有的保護設備反應速度比較慢,反應速度快的保護設備稱為主保護設備,運行中需要滿足以盡可能快的速度對被保護設備和線路故障進行有選擇性地保護;反應速度比較慢的就稱為后備保護設備,運行需要滿足在主保護失效的情況下保證快速進行故障保護。
主保護和后備保護在電力系統保護中占據同等重要的地位,主保護主能夠對線路進行快速保護,但是存在著一定的保護范圍,不能實現線路全長保護;后備保護可以實現對主保護的死區線路進行保護,還一定程度上避免了主保護的失效問題,保證故障發生時能夠達到切除故障的最終目的。
在110 kV電力系統繼電保護設計中,還需要考慮上下級繼電保護設備之問的相互配合問題。上下級繼電保護設備保護的配合不僅需要考慮過電流保護問題,還需要考慮時限控制問題,必須綜合對兩個方面進行保護設計,否則容易發生保護繼電保護設備不同級發生誤保護等問題。由于固定時限的過電流保護中問保護反應時問較長,所以上下級設備的保護配合相對較為容易;由于多級電網的存在,保護時限會變得越來越長,這樣保護的反應速度大大降低,因此在實際操作中需要不同級之問的時限長度越短越好,但是時限保護也需要考慮保護動作具有針對性,從而使得保護時限限定在一定范圍之內。因此在繼電保護設計過程中,需要進行實際的測試工作,同時參考繼電保護系統的時效特性曲線,選擇合適的保護時限。
隨著國家經濟對電力能源需求的不斷增加,為了保證110 kV電力系統的安全可靠運行,系統研究了電力系統繼電保護技術,闡述了110 kV電力系統繼電保護的原理,針對電力系統繼電保護提出了參考設計,為電力系統繼電保護更好更快的發展提供了參考性研究。
參考文獻
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[2]向藝,黃曼輸變電系統中繼電保護的問題與對策[J}.科技資訊,2011(17):231-233.
[3]楊紅娟.電力系統裝置的保護分析[J}.科技資訊,2009(01):65.
【關鍵詞】繼電保護;微機保護;發展
0 前言
繼電保護的是在電力系統中電氣元件發生故障時將故障元件從電力系統中切除,使故障元件免于遭受更大破壞,并保證電力系統盡快恢復正常運行。
隨著科學技術的發展,電力工業突飛猛進,整個電力系統呈現出往超高電壓等級,單機容量增大,大聯網系統方面發展的趨勢,這就對主設備保護的可靠性,靈敏性,選擇性和快速性提出了更高的要求。
1 繼電保護的重要性
加強對電力系統的維護顯得非常重要。而繼電保護技術就能夠起到很好的作用,所以繼電保護對于企業生產而言,具有重要的意義。
繼電保護能夠保障電力系統安全,正常的運轉,使企業生產不受到干擾。當電力系統發生故障或異常的運轉,使企業生產不受到干擾,當電力系統發生故障或異常的情況時,繼電保護設備可以在最短時間和最小區域內,實現自動從系統中排除故障,也可以向電力監控系統發出警報,這樣繼電保護不僅能有效的防止電力設備的損壞,還能降低相鄰地區供電受連帶故障的機率,同時還可以有效的防止因電力系統出現的各種問題,導致時間長,面積廣的停電事故,造成企業生產無法正常工作。
繼電保護技術的推廣,在消除電力故障的同時,也就對社會生活秩序的正常化,企業經濟生產的正常化做出貢獻。不僅能夠確保社會生活和經濟的正常運轉,還從一定程度上保證了社會穩定。
2 微機繼電保護的主要特點
1)改善和提高繼電保護的動作特征和性能,正確運輸和率高。主要表現在能得到常規保護不易獲得的特性,其很強的記憶力能更好地實現故障分量保護。
2)可以方便地擴充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等,可以方便地附加低頻減載,自動重合閘,故障錄波,故障測距等功能。
3)工藝結構條件優越。體現在硬件比較通用,制造容易統一標準,裝置體積小,減少了盤位數量,功耗低。
4)可靠性容易提高。體現在數字元件的特性不易受溫度變化,電源波動,使用年限的影響,不易受元件更換的影響,且自檢和巡檢能力強,可用軟件方法檢測主要元件。
5)使用靈活方便,人機界面越來越友好。其維護調試也更方便,從而縮短維修時間,同時依據運行經驗,在現場可通過軟件方法改變特性,結構。
6)可以進行遠方監控。微機保護裝置具有串行通信功能,與變電所微機監控系統的通信聯絡使微機保護具有遠方監控特性。
3 繼電保護技術的作用及發展過程
1)繼電保護的作用。當電力系統的被保護元件發生故障時,繼電保護裝置應能自動,迅速,有選擇地將故障元件從電力系統中切除,以保證無故障部分迅速恢復正常運行,并使故障件免于繼續遭受損害,當電力系統的被保護元件出現異常運行狀態時,繼電保護應能及時反應,并根據運行維護條件,而動作于發出信號,減負荷或跳閘,此時一般不要求保護迅速動作,而是根據對電力系統及其元件的危害程度規定一定的延時,以免不必要的動作和由于干擾而引起的誤動作。
2)繼電保護的發展。電力系統繼電保護先后經歷了不同的發展時期,機電式繼電保護,晶體管繼電保護,基于集成運算放大器的集成電路保護,到了20世紀90年代,繼電保護技術進入了微機保護時代,微機保護有強大的邏輯處理能力,數值計算能力和記憶能力,它不僅具有傳統保護和自動裝置的功能,而且還能發展到故障測距,故障錄波等功能。微機保護經過20多年的發展,已經取得了巨大的成功并積累了豐富的運行經驗。
隨著計算機技術的飛速發展以及計算機在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。
4 繼電保護的維護管理
4.1 微機保護裝置要采取電磁干擾防護措施
變電站改造中,電磁型保護更換成微機型保護時,必須采取防電磁干擾的技術措施,即嚴格執行微機保護裝置的安裝條件,安裝帶有屏蔽層必須接地。
4.2 微機保護裝置的接地要嚴格按規定執行
微機保護裝置內部是電子電路,容易受到強電場,強磁場的干擾,外殼的接地屏蔽有利于微機保護裝置的運行環境,微機保護提高可靠性應以抑制干擾源,阻塞耦合通道,提高敏感回路抗干擾能力入手,并運用自動檢測技術腋窩人口負債期是設計來保證微機保護裝置的可靠性,容錯即容忍錯誤,即使出現局部錯誤也不會導致保護裝置的誤動或拒動。
4.3 防護措施
微機保護的一些定值設定以及重要參數修改在硬件設計上設置操作鎖,操作時必須正確輸入操作員的密碼和監護人的密碼時,方可進行正常操作,并將操作人和監護人的姓名等信息予以記錄和保存。
4.4 繼電保護裝置的日常維護
(1)當班運行人員定時對繼電保護裝置進行巡視和檢查,對運行情況要做好運行記錄。(2)建立崗位責任制做到人人有崗,每崗有人。(3)做好繼電保護裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進行,防止誤碰運行設備,注憊與帶電設備保持安全距離。避免人身觸電和造成二次回路短路,接地事故。(4)對微機保護的電流,電壓采樣值每周記錄一次。
4.5 每月對微機保護的打印機進行檢查并打印
5 繼電保護故障處理特點
5.1 直觀法
處理一些無法用儀器逐點測試,或某一插件故障一時無備品更換,而又想將故障排除的情況。比如10KV開關柜分或柜合故障處理,在操作命令下發后,觀察到合閘接觸器或跳閘線圈能動作,說明電氣回路正常,故障存在機構內部,到現場如直接觀察到繼電器內部明顯發黃,或哪個元器件發出濃烈的焦味等便可快速確認故障所在,更換損壞的元件即可。
5.2 掉換法
用好的或認為正常的相同元件代替懷疑的或認為有故障的元件,來判斷它的好壞,可快速地縮小查找故障范圍,這是處理綜合自動化保護裝置內部故障最常用的方法。
5.3 逐項拆除法
將并聯在一起的二次回路順序脫開,然后再依次放回,一旦故障出現,就表明故障存在哪路。再在這一路內用同樣方法查找更小的分支路直至找到故障點。此法主要用于查找直流接地,交流電源容絲放不上等故障。
6 結束語
繼電保護是電力系統安全正常運行的重要保障。目前已經得到了廣泛的應用,隨著科學技術的不斷進步,繼電保護技術日益呈現出向微機化,網絡化,智能化,保護,控制,測量和數據通信一體化發展的趨勢。
【參考文獻】
[1]羅鈺玲.電力系統微機繼電保護[M].北京人民郵電出版社.2005.
關鍵詞:電力系統;繼電保護;工作原理;故障;發展趨勢
Abstract: with the rapid development of the power system, the relay protection technology also continuously put forward new requirements. This paper, through the introduction of the power system protection development present situation, discussed the relay protection and its influencing factors and the common faults exclusion methods, how to improve the reliability of the power system protection measures, this paper discusses the development trend of the technology of relay protection.
Keywords: electric power system; The relay protection; Working principle; Fault; Development trend
中圖分類號:TM715 文獻標識碼:A文章編號:
前言
隨著學科技術的發展,為繼電保護技術的發展注入了新的活力,同時也給繼電保護技術不斷的提出了新的要求。繼電保護技術如何有效的遏制故障,使電力系統的運行效率及運行質量得到有效的保障,是電力技術人員需要解決的技術問題。
1 繼電保護發展現狀
上世紀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,建立了繼電保護技術隊伍,對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。60到80年代,晶體管繼電保護技術蓬勃發展。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。在這方面某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。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。目前,繼電保護技術發展迅速,正向計算機化、網絡化方向發展,實現保護、控制、測量、數據通信—體化和智能化。
2 繼電保護工作原理及分類
2.1繼電器組成及原理
繼電保護的一般都是由測量模塊、邏輯模塊、執行模塊組成。輸入信號指來自電力傳輸系統保護對象的信號,測量模塊采集來自被保護對象相關運行的特征信號,獲得的測量信號需要與給定的整定值對比,將比較結果送至邏輯模塊。邏輯模塊根據測量模塊輸出比較值的大小、性質及產生的次序或上述多種參數的組合,進行邏輯運算,得到的邏輯值是決定是否動作的主要依據。當邏輯值為真,即為1時,激勵動作信號至執行模塊,此刻,由執行模塊立即響應或在規定的延時時刻執行掉電或者警報命令。
2.2繼電器分類
2.2.1繼電器按結構型式分類,有電磁型、感應型、整流型以及靜態型。
2.2.2繼電器按在繼電保護中的作用,可分為測量繼電器和輔助繼電器兩大類。測量繼電器能直接反映電氣量的變化,按所反應電氣量的不同,又可分為電流繼電器、電壓繼電器、功率方向繼電器、正序負序零序繼電器、阻抗繼電器、頻率繼電器以及差動繼電器等;輔助繼電器可用來改進和完善保護的功能,按其作用的不同,可分為中間繼電器、事件繼電器以及信號繼電器等。
3 繼電保護裝置的基本要求
3.1 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,首先斷開距離故障點最近的斷路器,以保證系統中其他非故障部分能繼續正常運行。
3.2 速動性
是指保護裝置應盡可能快地切除短路故障。縮短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度,加快系統電壓的恢復,從而為電氣設備的自啟動創造了有利條件,同時還提高了發電機并列運行的穩定性。
3.3 靈敏性
保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數來衡量。在繼電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。
3.4 可靠性
保護裝置如不能滿足可靠性的要求,反而會成為擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性,必須確保保護裝置的設計原理、整定計算、安裝調試正確無誤;同時要求組成保護裝置的各元件的質量可靠、運行維護得當、系統簡化有效,以提高保護的可靠性。
4 繼電保護常見故障影響及排除
4.1開關保護設備選擇不當造成影響
開關保護設備的選擇很重要,現在,多數配電都采用了在高負荷密集區建立開關站,即采用變電站——開關站(環網柜)。在未實現繼電保護自動化的開關站(環網柜)內,廣泛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設備。通常來說,對開關站入口線路采用負荷開關實現日常分合負載電流不設保護;對直接帶配電變壓設備的出口線路選用負荷開關組合電器;通常為負荷開關與熔斷器組合的電器,因此在造成配電所出口故障時,容易造成變電站開關越級跳閘。
4.2 電流互感飽和對配電系統的影響
電流互感器飽和對變電設備和配電保護的影響非常大,隨著配電系統設備終端負荷的不斷增容,系統如果發生短路,其短路電流很大,當系統靠近終端設備區發生短路時,電流固然大,可以達到或接近電流互感器單次額定電流的百倍量級。在常態短路情形下,越大,電流互感器誤差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低時就可能阻止動作。在線路短路時,由于電流互感器電流飽和,再次感應的二次電流小或接近于零,也會導致定時限過流保護裝置無法動作。當在配電系統的出口線過流保護拒動作導致配電所進口線保護動作了,則使整個配電系統斷電。
4.3 系統故障信息的排除
故障信息處理模塊主要實現以下功能:(1)與不同廠家、不同型號的廠站端子系統進行通信,獲取各種實時信息并進行處理、顯示和存儲;(2)對主站、子站歷史數據進行查詢、管理和統計分析:全面分析和定位故障,對錄波文件進行波形分析,利用故障線路兩端的記錄數據,采用雙端測距,完成各種復雜的計算,達到對故障點的精確定位,根據故障分析結果,自動判斷相關裝置的動作行為是否正確。
4.4常見隱形故障的排除
經過調查,現在用電系統上有四分之三以上的停電事故都是由于電力系統保護系統的造成的,繼電保護存在很多隱形故障,當前已經成為電力配電系統工程技術人員研究解決的熱點問題之一,大多文章中都強調對繼電保護隱形故障的分析。對于重要的輸電線路,在跳閘元件故障情況下所有的本地的和遠地的跳閘指令有效。所有的這些設計需要有一個更可靠的繼電保護系統。完成這樣的設計才能使一個配電系統在正常操作運行時具有足夠的安全系數。
5 繼電保護的日常維護
繼電保護裝置應加強保護與管理。(1)制定崗位責任制度,持證上崗,責任落實到人,操作過程應嚴格遵守電力安全工作規范;(2)加強安全檢查和清掃工作,做好詳細的運行記錄,并由專業技術員相互配合對設備進行安全清掃;(3)定期做好設備安全評估,如發現繼電保護有缺陷必須及時處理,嚴禁其存在隱患運行。對有缺陷經處理好的繼電保護裝置建立設備缺陷臺帳,有利于今后對其檢修工作。
6 繼電保護的發展展望
科技發展飛速,繼電保護技術發展的趨勢將是更加計算機、網絡化和智能化,將會為電力系統的保護做出更大的貢獻。
6.1 計算機化
隨著計算機等現代通訊技術的迅猛發展,微機保護硬件也在不斷發展,基于CPU核實現的硬件保護也在不斷發展。自動化芯片控制的電路保護硬件從l6位單CPU結構的微機保護發展到32位CPU結構,后又發展到總線結構,性能和響應速度大大提高,目前已得到廣泛應用。繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發展趨勢。
6.2 網絡化
計算機網絡在信息處理和數據通信過程中已成為當今國家能源和國民經濟建設作用,網絡化帶來的便利,近年來也逐漸開始應用到電力系統中來。光纖通信系統將各變電站的測量收集匯總處理后,即可得到各變電站之間動態相量的變化,并據此實施相量控制。實現計算機聯網,能提高保護的可靠性。實現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。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。
6.3 智能化
近年來,人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、模糊邏輯算法和自適應算法等在電力系統自動化相關領域都得到了廣泛應用,在繼電保護領域應用的研究和應用也逐漸興起。以上幾種算法只要充分考慮各種情況,正確做出判別,都能發揮其獨特的求解復雜問題的能力。在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下,使保護、控制、測量、數據通信一體化,并逐漸實現繼電保護的智能化,是當今電力系統繼電保護技術發展的主要趨勢。