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关键词:低压配电 基本 继电 保护要求
Abstract: In today's society, power has become one of the most important human energy. In the last 10 years, China's generating capacity has been in the trend of growth year after year. China's annual power generation in 1995 was 1.00773 trillion kwh, up to 3.2559 trillion kwh in 2007, more than three times in 1995. But at the same time for the benefit of human society in the growing energy power usage caused by improper fire (electrical fire) the harm caused is very striking. Therefore, this paper analyzes the basic relay protection requirements of the low voltage distribution.Keywords: low voltage power distribution; basic; relay; protection requirements
中图分类号:TM642+.2文献标识码:A 文章编号:
1.低压配电系统的组成
典型低压配电系统主要由降压变电所、低压配电线路和用电设备组成。
(1)降压变电所主要由高压断路器和降压变压器等组成。高压断路器有非常好的开断性能,具有能熄灭电弧的装置,不仅能接通和分断额定负荷,且能接通和分断过负荷或短路电流。降压变压器普遍选用10/0.4kV,容量为1600MVA的干式变压器。
(2)低压配电线路主要由低压断路器和输电线路组成。低压断路器是低压配电线路的关键设备,能在正常情况下接通和切断电路,且具有过载、短路、漏电等多种保护功能。输电线路通常采用多股绞合的裸导线架设,IOkV及以下采用铜(铝)芯聚氯乙烯绝缘架空电缆。
(3)典型建筑中的用电设备大致可分为两类:一类是需要接在三相电源上才能正常工作的三相用电设备,如三相电机、风机水泵及空调机等,其每相负载的阻抗值和阻抗角完全相等,为三相对称性负载;另一类是只需接在单相电源上就能正常工作的单相用电设备,如照明灯、家用电器、电脑等,它们可以接在三相电源中的任意一相相电压或线电压上,对于电源来说,多个单相用电设备也组成三相负载,但各相阻抗一般难以相等,往往是三相非对称负载。
2.基本的继电保护要求
2.1配电变压器应配兰的继电保护
(1)变压器的低压侧应装设短路保护和过负荷保护。短路保护作为保护母线、变压器干线的主保护,并作为配电线路的后备保护。
(2)变压器低压侧主保护应与高压侧主保护和低压配电线路保护有良好的选择性,并保证系统出现正常的尖峰电流(如电动机起动电流)时不会引起保护装置误动作。
(3)变压器低压侧主保护也可兼作单相接地保护,可采用带单相接地保护的低压断路器作变压器低压侧的主保护(如DW16型低压断路器),如灵敏度不够时应增设零序保护。
(4)为了与出线保护取得动作时限配合,变压器低压侧短路保护一般采用瞬时或短延时脱扣器动作于断开低压侧断路器,过负荷保护采用带有长延时脱扣器低压断路器或给值班人员发出报警信号。
2.2配电线路的主保护
(1)低压配电线路应装设短路保护、过负荷保护和接地故障保护。在故障时用来切断供电电源或发出报警信号。
配电线路保护装置一般采用熔断器或低压断路器。低压断路器的动作时间可分为具有长延时、短延时、瞬动及接地故障保护等几种形式。在中性点直接接地的三相四线制中过电流脱扣器应装设在所有不接地的各相上;在接地的直流系统中,在每个不接地的极上装设。
(2)装设短路保护装置的配电线路,在被保护线路的末端发生:中性点直接接地系统中的单相短路,保护装置必须尽快动作(对于固定式用电设备动作时间不大于5s切除短路故障。
2.3交流电动机的保护
为了保护交流电动机线圈匝间短路、接地和过负荷,交流电动机应装设相间短路保护,并根据具体情况装设接地故障保护、过负荷保护、和断相保护。电动饥的短路保护宜采用熔断器或具有瞬动(或短延时)脱扣器的低压断路器;对个别容量较大的重要电动机,也可采用过电流继电器作用于低压断路器。分述如下:
2.3.1短路保护
(1)当电动机端子处发生相间短路以及中性点直接接地系统中发生单相接地短路时,保护装置应尽快切断故障。
(2)当电动机正常起动和自起动时,短路保护装置不应误动作。为此,熔断器熔体的额定电流应根据其安秒特性曲线计即偏差后略高于电动机起动电流和起动时间的交点来选取,但不得小于电动机的额定电流。对于瞬动的过电流脱扣器或继电器的整定电流可取电动机起动电流周期分量的1.7一2倍以躲开起动时非周期分量电流的影响。
(3)由低压断路器和接触器组成的电动机主回路,当短路电流大于接触器的“弹开电流,(使接触器触头因电动力而自动弹开的电流)时,即使低压断路器在接触器释放前断开,但在其熄弧时间内接触器的触头仍会因短路电流电动力的作用而弹开以致发生强烈电弧,灼伤触头,产生熔焊,使接触器不能继续工作。在这种情况下,对操作不频繁的电动机,可采用快速动作的低压断路器或用带电动操作机构的低压断路器代替上述低压断路器和接触器组成的保护线路;对频繁操作的电动机,尽量将接触器放在主回路的末端,以减小接触器后的短路电流,使其小于“弹开电流”。
(4)交流电动机的短路保护电器应按下列规定装设:
①每台电动机宜分别装设短路保护,但当数台电动机总计算电流不超过20A且允许无选择地切断时或在工艺上密切相关的一组电动机可共用一套短路保护电器。此时,短路保护电器应与其负荷侧的控制电器和电动机的过负荷保护电器相配合。
②短路保护兼作接地故障保护时,应在每个不接地的相线上装设。短路保护仅作相间短路保护时,熔断器应在每个不接地的相线上装设,过电流脱扣器或继电器应至少在两相上装设。
2.3.2接地故障保护
交流电动机的接地故障保护应按下列规定装设:
(1)采用自动断电法作间接接地保护时,每台电动机宜分别装设接地故障保护,但当共用一套短路保护电器的一组电动机或允许无选择地切断一组次要末端线路时,数台电动机可共用一套接地故障保护电器。
(2)接地故障保护的设置应与接地系统型式和故障回路阻抗值相适应。当发生接地故障时除满足热稳定要求外,还应迅速切断故障电路,使在线路危险故障电压的持续时间内不会导致人身触电伤亡和电气火灾事故。
2.3.3过负荷保护
交流电动机的过负荷保护应按下列规定装设:
(1)运行中容易过负荷的电动机和起动或自起动条件严酷而要求限制起动时间的电动机,应装设过负荷保护,连续运行的电动机宜装设过负荷保护。过负荷保护一般延时动作于断开电源。
(2)短时工作或断续周期工作的电动机,可不装设过负荷保护,但运行中可能发生堵转情况时,应装设堵转保护。突然断电将导致比过负荷损失更大的电动机,不宜装设过负荷保护或使过负荷保护作用于信号。
(3)过负荷保护电器一般采用热继电器或过电流脱扣器,也可采用过电流继电器。对于大型的交流电动机有条件时还可采用温度保护或其它适当的保护。
(4)过负荷保护电器的动作特性应与电动机过负荷特性相配合。当电动机正常运行、正常起动或自起动时,保护电器不应误动作。保护电器的额定电流或整定电流一般按下列要求选择:
①保护电器的额定电流应尽量接近电动机的额定电流。
②保护电器的整定电流,对1型电器(整定电流按电动机的满载电流选定)应不小于电动机的额定电流;对2型电器(整定电流就是最终动作电流)应为电动机额定电流的120%一130%。
2.3.4断相保护
交流电动机的断相保护,应按下列规定装设:
(1)连续运行的三相电动机,用熔断器保护时应装设断相保护,用低压断路器保护时宜装设断相保护。
(2)短时工作或断续周期工作额定功率不超过3kw的电动机,可不装设断相保护。
(3)断相保护电器一般采用带断相保护的热继电器,目前生产的电动机保护开关,大都附用断相保护装置。
参考文献:
[1] 司戈.我国建筑电气火灾的现状、问题和防控对策.建筑电气,2008,10.
【关键词】继电保护;任务;现状;发展
1 电力系统继电保护技术的任务和要求
(1)当电力系统发生故障时,有选择性的将故障元件从系统中快速自动切除,使其损坏程度减到最轻,以避免故障元件继续遭到破坏。保证系统其它非故障部分能继续运行。
(2)反应电力系统的不正常工作状态,一般发生报警信号。提醒值班人员进行处理,无人值班情况下,继电保护装置可视设备承受能力作用于减负荷或延时跳闸。
对继电保护的基本要求是:
(1)动作的选择性:当出现故障时。继电保护动作时应该首先将故障的设备切除,让出现拒动的现象时,才允许相邻设备保护、线路保护等动作。电网之间的继电保护要遵循逐级配合的原则,保证当继电保护装置切断系统中的故障部分后,其他非故障的设备仍然可以可靠的进行供电;
(2)动作的速动性:指的是继电保护装置在允许时间内以最快的速度切除故障元件,针对短路故障时尤其重要。从而缩小故障导致的范围,降低设备和线路的损坏情况,提高自动投切设备的效果;
(3)动作的灵敏性:指的是继电保护装置在保护范围内,保护装置应该具备的灵敏系数,即应当故障时的能力,。
(4)动作的可靠性:可靠性是对对电力系统继电保护的基本要求。任何电力设备都不允许在没有继电保护的状态下运行,同时继电保护在保护范围内需要动作时应可靠动作,不应该动作时应可靠的不动作。
2 电力系统继电保护的现状
我国继电保护起步于50年代,此时的技术人员主要是对国外先进的继电保护技术进行引进和吸收,从而来培养自己的专业队伍。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代。从60年代中到80年代中的晶体管式继电保护蓬勃发展的时代,到了80年代末期时集成电路保护已形成完整系列,形成了90年代中期的集成电路式继电保护时代。
随着社会现代化步伐的加快,发电机组的容量不断增大,各种大型的设备和人民的生活对电力系统的需求越来越大。不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。现在的继电保护处于微机式继电保护时代。目前,我国建设的变电站等电力设施都已经实现了综合自动化,无人值守的变电站已经得到了广泛的应用。
3 电力系统继电保护的发展趋势
3.1 网络化 现在,继电保护的目的不只是要切除故障设备和降低故障的影响区域,更主要的是确保整个系统的安全可靠的运行。这就需要每个保护单元都能共享整个系统的运行和故障信息, 每个保护单元与重合闸装置在分析系统数据的基础上可以进行有效的协调。这样,继电保护装置对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测会更加的准确。实现这种系统保护的条件就是对信息的有效传输,这就要求用计算机网络将各主要电气设备的保护装置进行连接。因此,计算机网络作为信息和数据通信工具已成为继电保护未来发展的一个重点。
3.2 智能化 近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、模糊控制等在在继电保护领域应用的研究已经起步。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动;如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。
随着各种技术和智能软件的不断完善。可以预见人工智能技术在继电保护领域一定会得到广泛的应用,以解决对电力系统更高的需要。将智能技术和故障诊断技术进行结合在一起,分析和处理不确定因素对电力系统的影响,是今后电力系统继电保护的新的发展空间。 3.3 综合自动化 微机继电保护装置可以在线获取电力系统的运行和故障信息和数据,并将得到的信息传输到监控中心进行显示和分析,从而为工作人员提供实时的现场数据。继电保护系统在完成继电保护功能的同时,还完成了保护、控制、测量、数据通信等方面的综合自动化。 综合自动化系统的发展打破了常规保护装置不能与监控中心进行实时监控的不足,给电力系统自动化赋予了更新的含义和内容,代表了电力系统自动化技术发展的一种潮流。
4 总结 随着我国电力系统的不断完善和发展,计算机技术、网络技术、通信技术和微电子技术等方面的进步,继电保护技术有着新的发展机遇。其发展内容将突破原有的原理和应用范围,由数字时代跨入信息化时代,发展到微机智能综合自动化水平。这同时对我们的工作来说也是巨大的挑战,一定要把握机会,为我国继电保护的发展开阔更广泛的空间。
参考文献:
[1]王维俭著.电力系统继电保护基本原理[M].清华大学出版社, 1991.
[2]刘岳松. 电力系统继电保护的现状与发展趋势[J]. 黑龙江科技信息. 2008(07).
[3]宁磊,陈涛. 电力继电保护现状及展望[J]. 科技信息. 2010(20).
关键词:电力系统;继电保护装置;应用
中图分类号: U224.4 文献标识码:A
1 电力系统中继电保护的配置与应用
1.1 继电保护装置的任务
继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量(电流、电压、功率等)的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于:在供电系统运行正常时,安全地。完整地监视各种设备的运行状况,为值班人员提供可靠的运行依据;供电系统发生故障时,自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分,保证非故障部分继续运行;当供电系统中出现异常运行工作状况时,它应能及时、准确地发出信号或警报,通知值班人员尽快做出处理。
1.2 继电保护装置的基本要求
选择性。当供电系统中发生故障时,继电保护装置应能选择性地将故障部分切除。首先断开距离故障点最近的断路器,以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。
可靠性。保护装置如不能满足可靠性的要求,反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性,必须确保保护装置的设计原理、整定计算、安装调试正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效,以提高保护的可靠性。
灵敏性。保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内,不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样,保护装置均不应产生拒绝动作;但在保护区外发生故障时,又不应该产生错误动作。
速动性。是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度,加快系统电压的恢复,从而为电气设备的自启动创造了有利条件,同时还提高了发电机并列运行的稳定性。
1.3 保护装置的应用
继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等,用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用,对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸后自动解除。另外,还应装设过电流保护,对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。变电站继电保护装置的应用包括:①线路保护:一般采用二段式或三段式电流保护,其中一段为电流速断保护,二段为限时电流速断保护,三段为过电流保护。②母联保护:需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。③主变保护:主变保护包括主保护和后备保护,主保护一般为重瓦斯保护、差动保护,后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。④电容器保护:对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。随着继电保护技术的飞速发展,微机保护的装置逐渐投入使用,由于生产厂家的不同、开发时间的先后,微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面,但基本原理及要达到的目的基本一致。
2 继电保护装置的维护
值班人员定时对继电保护装置巡视和检查,并做好各仪表的运行记录。 在继电保护运行过程中,发现异常现象时,应加强监视并向主管部门报告。
建立岗位责任制,做到每个盘柜有值班人员负责。做到人人有岗、每岗有人。 值班人员对保护装置的操作,一般只允许接通或断开压板,切换开关及卸装熔丝等工作,工作过程中应严格遵守电业安全工作规定。
做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行,防止误碰运行设备,注意与带电设备保持安全距离,避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次,每月对微机保护的打印机进行定期检查并打印。
定期对继电保护装置检修及设备查评:一是检查二次设备各元件标志、名称是否齐全;二是检查转换开关、各种按钮、动作是否灵活无卡涉,动作灵活。接点接触有无足够压力和烧伤;三是检查控制室光字牌、红绿指示灯泡是否完好;四是检查各盘柜上表计、继电器及接线端子螺钉有无松动;五是检查电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好;六是配线是否整齐,固定卡子有无脱落;七是检查断路器的操作机构动作是否正常。
根据每年对继电保护装置的定期查评,按情节将设备分为三类:经过运行检验,技术状况良好无缺陷,能保证安全、经济运行的设备为一类设备;设备基本完好、个别零件虽有一般缺陷,但尚能安全运行,不危及人身、设备安全为二类设备。有重大缺陷的设备,危及安全运行,出力降低,”三漏”情况严重的设备为三类。如发现继电保护有缺陷必须及时处理,严禁其存在隐患运行。对有缺陷经处理好的继电保护装置建立设备缺陷台帐,有利于今后对其检修工作。
3 电力系统继电保护发展趋势
继电保护技术向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化方向发展。随着计算机硬件的飞速发展,电力系统对微机保护的要求也在不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其他保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等,使微机保护装置具备一台PC的功能。为保证系统的安全运行,各个保护单元与重合装置必须协调工作,因此,必须实现微机保护装置的网络化,这在当前的技术条件下是完全可行的。在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上是一台高性能,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆投资大,且使得二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在室外变电站的被保护设备旁,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆。
结语
随着电力系统的迅速发展和计算机通信技术的进步,继电保护技术的发展向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展,这对继电保护工作者提出了新的挑战。只有对继电保护装置进行定期检查和维护,按时巡检其运行状况,及时发现故障并做好处理,保证系统无故障设备正常运行,提高供电可靠性。
参考文献
[1] 王翠平.继电保护装置的维护及试验[J].科苑论坛.
效提高电力系统继电保护及运行措施。
关键词:电力系统;继电保护;微机保护;安全措施
前言:
电力系统已然建立成跨国联网体系,且有着高度自动化运行的现代化系统。如今,国内的全国性联网也已然实现普及。大电网互联将对电力系统运行带来一系列新问题。电力系统高速发展和新技术的应用,也给电力系统保护与控制带来了新的挑战。尽管现代电网的设计运行技术近些年取得了长足发展,但仍不能完全避免大电网瓦解事故的发生。因此,寻求电网更为有效的保护及控制措施,确保互联电力系统的安全稳定运行是我们面临的又一重要课题。当前分布式发电技术的发展和应用,使得电源结构和分布发生改变,电力系统将因电源原动机特性和电源分布的不同而影响其性能,要求我们进一步研究相应的系统控制策略,开发新的继电保护与控制装置,从而改善系统运行特性,避免电力系统事故的发生。
在电力系统中,继电保护的作用在于:当被保护的电力系统元件发生故障时,该元件的继电保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令,使故障元件及时从电力系统中断开,以最大限度地减少对电力元件本身的损坏,降低对电力系统安全供电的影响,从而满足电力系统稳定性的要求,改善继电保护装置的性能,提高电力系统的安全运行水平。随着电力系统规模不断扩大和等级的不断提高,系统的网络结构和运行方式日趋复杂,对继电保护的要求也越来越高。
1继电保护的概念及类型
1.1 继电保护的基本概念
继电保护装置就是在供电系统中用来对一次系统进行监视、测量、控制和保护的自动装置。它能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,并使断路器跳闸或发出信号。其基本任务是自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除,使故障元件免于继续遭到破坏,保证其它无故障部分迅速恢复正常运行。另外,它还能反映出电气元件的不正常运行状态,并根据运行维护的条件,发出信号、减负荷或跳闸。
1.2 继电保护的类型
在电力系统中,一旦出现短路故障,就会产生电流急剧增大,电压急剧下降,电压与电流之间的相位角发生变化。以上述物理量的变化为基础,利用正常运行和故障时各物理量的差别就可以构成各种不同原理和类型的继电保护装置,如:反映电流变化的电流继电保护、定时限过电流保护、反时限过电流保护、电流速断保护、过负荷保护和零序电流保护等,反映电压变化的电压保护,有过电压保护和低电压保护,既反映电流变化又反映电流与电压之间相位角变化的方向过电流保护,用于反应系统中频率变化的周波保护,专门反映变压器温度变化的温度保护等。
2配电系统继电保护的要求
配电系统继电保护在技术上一般应满足四个基本要求,即可靠性、选择性、速动性和灵敏性。这几个特性之间紧密联系,既矛盾又统一,必须根据具体电力系统运行的主要矛盾和矛盾的主要方面,配置、配合、整定每个电力元件的继电保护。
2.1 可靠性
可靠性是对继电保护性能的最根本要求。可靠性主要取决于保护装置本身的制造质量、保护回路的连接和运行维护的水平。一般而言,保护装置的组成元件质量越高、回路接线越简单,保护的工作就越可靠。同时,正确地调试、整定,良好地运行维护以及丰富的运行经验,对于提高保护的可靠性具有重要的作用。继电保护的误动和举动都会给电力系统造成严重的危害。然而,提高不误动的安全性措施与提高不拒动的信赖性的措施是相矛盾的。由于不同的电力系统结构不同,电力元件在电力系统中的位置不同,误动和拒动的危害程度不同,因而提高保护安全性和信赖性的侧重点在不同情况下有所不同。因此,要在保证防止误动的同时,要充分防止拒动;反之亦然。
2.2 选择性
继电保护的选择性,是指保护装置动作时,在可能最小的区间内将故障从电力系统中断开,最大限度地保证系统中无故障部分仍能继续安全运行。这种选择性的保证,除利用一定的延时使本线路的后备保护与主保护正确配合外,还必须注意相邻元件后备保护之间的正确配合。
2.3 速动性
继电保护的速动性,是指尽可能快地切除故障,其目的是提高系统稳定性,减轻故障设备和线路损坏程度,缩小故障波及范围,提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装置速动保护、充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用,减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。
2.4 灵敏性
继电保护的灵敏性,是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应该是在规定的保护范围内部故障时,在系统任意的运行条件下,无论短路点的位置、短路的类型如何,以及短路点是否有过渡电阻,当发生断路时都能敏锐感觉、正确反应。以上四个基本要求是评价和研究继电保护性能的基础,在它们之间,既有矛盾的一面,又要根据被保护元件在电力系统中的作用,使以上四个基本要求在所配置的保护中得到统一。
3微机保护的特点
传统的电磁和电磁感应原理的保护存在动作速度慢、灵敏度低、抗震性差以及可动部分有磨损等固有缺点。晶体管继电保护装置也有抗干扰能力差、判据不准确、装置本身的质量不是很稳定等明显的缺点。随着计算机技术和大规模集成电路技术的飞速发展,微处理器和微型计算机进入实用化的阶段,微机保护开始逐渐趋于实用。
微机保护充分利用了计算机技术上的两个显著优势: 高速的运算能力和完备的存贮记忆能力,以及采用大规模集成电路和成熟的数据采集,A/D 模数变换、数字滤波和抗干扰措施等技术,使其在速动性、可靠性方面均优于以往传统的常规保护,而显示了强大的生命力,与传统的继电保护相比,微机保护有许多优势,其主要特点如下:
(1)改善和提高继电保护的动作特征和性能,正确动作率高。主要表现在能得到常规保护不易获得的特性;其很强的记忆力能更好地实现故障分量保护;可引进自动控制、新的数学理论和技术,如自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络等,其运行正确率很高,已在运行实践中得到证明。
(2)可以方便地扩充其它辅助功能。如故障录波、波形分析等,可以方便地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。
(3)工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用,间隔内部和间隔间以及间隔同站级间的通信用少量的光纤总线实现,取消传统的硬线连接。总体来说,综合自动化系统打破了传统二次系统各专业界限和设备划分原则,改变了常规保护装置不能与调度(控制)中心通信的缺陷,给变电所自动化赋予了更新的含义和内容,代表了变电所自动化技术发展的一种潮流。随着科学技术的发展,功能更全、智能化水平更高、系统更完善的超高压变电所综合自动化系统,必将在中国电网建设中不断涌现,把电网的安全、稳定和经济运行提高到一个新的水平。继电保护技术的未来发展趋势应是向微机化、网络化、智能化,保护、控制、测量、计量、数据通讯一体和人机智能化方向发展。
4确保继电保护安全运行的措施
(1)继电保护装置检验应注意的问题:在继电保护装置检验过程中必须注意: 将整组试验和电流回路升流试验放在本次检验最后进行,这两项工作完成后,严禁再拔插件、改定值、改定值区、改变二次回路接线等工作网。电流回路升流、电压回路升压试验,也必须在其它试验项目完成后最后进行。在定期检验中,经常在检验完成后或是设备进人热备状态,或是投入运行而暂时没负荷,在这种情况下是不能测负荷向量和打印负荷采样值的。
(2)定值区问题:微机保护的一个优点是可以有多个定值区,这极大方便了电网运行方式变化情况下的定值更改问题。但是还必须注意的是定值区的错误对继电工作来说是一大忌,必须采用严格的管理和相应的技术手段来确保定值区的正确性。采取的措施是,在修改完定值后,必须打印定值单及定值区号,注意日期、变电站、修改人员及设备名称,并重点在继电保护工作记录中注明定值编号,避免定值区出错。
(3)一般性检查:不论何种保护,一般性检查都是非常重要的,但是,在现场也是容易被忽略的项目,应该认真去做。一般性检查大致包括以下两个方面:①清点连接件是否紧固、焊接点是否虚焊、机械特性等。现在保护屏后的端子排端子螺丝非常多,特别是新安装的保护屏经过运输、搬运,大部分螺丝已经松动,在现场就位以后,必须认认真真、一个不漏地紧固一遍,否则就是保护拒动、误动的隐患。②是应该将装置所有的插件拔下来检查一遍,将所有的芯片按紧,螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中,还必须将各元件、保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项重要工作来落实。
(4)接地问题:继电保护工作中接地问题是非常突出的,大致分以下两点:①保护屏的各装置机箱、屏障等的接地问题,必须接在屏内的铜排上,一般生产厂家已做得较好,只需认真检查。最重要的是,保护屏内的铜排是否能可靠地接入地网,应该用较大截面的铜鞭或导线可靠紧固在接地网上,并且用绝缘表测电阻是否符合规程要求。②电流、电压回路的接地也存在可靠性问题,如接地在端子箱,那么端子箱的接地是否可靠,也需要认真检验。
(5)工作记录和检查习惯:工作记录必须认真、详细,真实地反映工作的一些重要环节,这样的工作记录应该说是一份技术档案,在日后的工作中是非常有用的。继电保护工作记录应在规程限定的内容以外,认真记录每一个工作细节、处理方法。工作完成后认真检查一遍所接触过的设备是一个良好的习惯,它往往会发现工作中的疏漏,对于每一位继电保护工作人员来说都应该养成这一良好的工作习惯。
5结语:
综上所述,要保证电力系统中继电保护装置动作的可靠性,就必须保证装置的整定计算、安装调试、设计原理都要准确没有错误;并且组成保护装置的各种元件质量一定要可靠、系统应该尽量做到简化有效、运行维护也要适当,从而提高装置保护的有效可靠性。
参考文献
[1] 孙言蓓.继电保护装置在电力系统的应用,黑龙江科技信息,2010(8):37.
[2] 李佑光 , 林东 . 电力系统继电保护原理及新技术 [M]. 北京 : 科学出版社 ,2009.
【关键词】电力系统;继电保护;措施与对策
继电保护是我国现代电网建设与运行的关键环节,是电力系统密不可分的一部分,对于保障电力设备安全,防止大面积停电发挥着重要的作用。而继电保护一旦出现故障,很容易酿成严重的后果。随着我国电力技术的发展,继电保护朝着信息化智能化方向发展,能够迅速识别故障并及时制定方案加以解决,先进的技术和信息化的管理对于提高继电保护装置的性能有着积极的意义。
1.电力继电保护的概念及基本要求
1.1 电力继电保护的概念
继电保护主要是指当变压器、输电线缆和发电机组等出现故障或者短路的时候,自动启用断电的措施来对电力系统设备进行保护,以此来避免变压器、输电线缆、发电机组遭受损害,从而确保电力系统安全稳定的运行,达到实时控制电路的作用[1]。继电保护是电力系统安全稳定运行的保障,对于电力系统的良好运行起着重要的作用。当电力系统出现故障时,继电保护能够自动、迅速地把故障部分从电力系统中去除,并使用无故障部分继续保障电力系统的正常运行,以达到持续不间断供电和保护故障部分不受损害的目的。继电系统一般由输入、测量、逻辑判断、输出执行四个部分组成。现场信号输入后,由测量信号转化为逻辑信号,并按照一定关系的逻辑组合运算进行最终执行,最后输出完成任务。
1.2 电力继电保护的基本要求
总的来说,电力系统继电保护必须满足选择性、快速性、灵敏性、可靠性四个基本要求,才能保证保障电力系统的稳定运行。首先,可靠性是最根本的要求,就是指继电保护在保护范围内发生作用的可靠性,也就是在发生属于它应该动作的故障时,不应该由于本身的一些缺陷而不能工作,而在不应该它发生动作的范围内时,不能错误动作。其次,选择性主要是指当电力系统发生故障时,只对故障部分进行去除,对于无故障部分应该保障其能继续运行。再次,快速性是指电力系统发生故障时能够迅速及时地切除故障保证电力系统的正常运行,减短由于故障造成的设备中断时间,减轻故障部分受损程度,使电力系统能够持续供电。最后,灵敏性是指系统发生故障时能够在保护范围内,不论故障怎样变化,都能迅速反应出来。继电保护只有满足这些基本要求,才能发挥其作用,保障电力系统的正常运行。
2.电力继电保护常见问题分析
2.1 装置本身故障
装置本身故障是电力系统继电保护出现问题的原因之一,装置运行时间过久,质量容易出现问题,从而导致电力系统无法稳定运行。比如进线开关跳闸线圈出现故障就容易导致进线开关在运行过程中,空投合上正常,但一旦带上负荷就跳进线开关[2]。发电机磁系统出现问题而引起失磁,使得保护出现错误动作。还有晶体管的质量和性能较差也可能导致电力系统运行不协调。所以,继电保护装置的性能的高低决定了其能否发挥应有的作用,直接关系着电力系统故障出现的几率。
2.2 运行故障
运行故障也是继电保护常见的,也是危害性最大的故障。继电保护装置在长期的运行过程中,由于没能及时检修或者维护,损害较大,使得装置性能较低,容易出现设备失灵的状况。比如二次回路故障,主要是由于主变压器气体继电器安装时,接线盒内导线预留过长,造成接线盒存在缝隙,在特定风向下雨时有雨水渗入,使界限端短路被击穿而跳闸[3]。
2.3 隐形故障
隐形故障主要是指电力系统在正常运行情况下没有出现对系统产生影响的故障,而当电力系统其它设备出现问题时会引发电力系统故障,一旦这种故障发生,不但不能使继电保护发挥作用,还会导致整个电力系统出现问题甚至瘫痪。一般情况下,隐形故障是不容易被技术人员发现的。隐形故障产生的原因主要有两种:一是系统中整体电路出现问题,二是电容器或其它设备出现问题。这两个故障都会导致继电保护不能正常工作,使得整个电力系统出现异常。
3.电力继电保护措施
3.1 加强设备维护,定期检查、更新装置元件
继电保护装置由于各种原因容易出现问题,是电力系统常见的故障之一。所以,应该加强对设备的维护,需要安排技术人员定期检查,及时发现装置问题和故障,并进一步维修或者更新设备元件。通过及时地检修,清除系统障碍,加强对继电保护装置运行状态和性能的监测,及早地发现问题,做好提前预防的工作。
3.2 直观法,对简单的继电保护故障处理
当无法用专业的电子设备进行检修时,直观法就成为最简单有效的处理方法。在继电保护故障时,直观法的运用可有效地解决临时出现的故障。比如,可通过观察一些部件运行的状态,判断电力系统的实际运行状况。还可以通过观察继电器的颜色或气味,判断元件是否出现故障,如果能够观察到继电器发黄或元件有浓烈的味道便能迅速确认故障位置。技术人员根据多年的经验,通过对设备的观察能够直接判断出故障的发生,及时地解除故障,更换新元件。所以,直观法能够有效地解决简单的故障,提高继电保护故障处理的效率。
3.3 降低外界干扰的幅度
电力系统能够产生高强度的电磁干扰,继电保护装置在这种环境下运行必然会受到一定程度的干扰,当外界干扰超过其能承受的范围时,继电保护装置就容易出现问题。比如雷击干扰、静电放电干扰、接地故障造成的工频干扰、辐射干扰等都会造成继电保护装置不能很好的工作。因此,降低外界干扰的幅度是保障继电保护装置运行的手段之一。具体来说,可通过降低源于一次设备的干扰和完善直流控制回路等方法减少外界干扰的程度。
3.4 健全继电保护管理制度
除了技术方面的保护措施外,继电保护管理制度的建立和完善也是有效保障系统正常运行的手段之一。一方面,需要对继电保护出现的故障、处理方法、继电保护运行、定期维护和检修进行实时跟踪,了解继电保护装置的性能和运行状况,并根据这些情况制定应对和防范措施,及时改造和升级电力系统。另一方面,建立惩罚和激励制度,对于由于自身工作错误所造成的继电保护故障进行惩罚,而对积极参与电力系统创新和改革工作的人员进行奖励。通过加强对继电保护故障的管理和监测,提高整个电力系统运行的稳定性。
3.5 实现电力系统继电保护技术的智能化
当今社会是信息化、网络化的社会,只有很好地将信息技术运用到相应领域才能适应社会的发展需求。在电力系统中,信息技术的运用尤为重要。现阶段,智能化在电力系统中也得到了广泛的发展,但在继电保护中还没能快速运用起来。所以,将信息智能化引入继电保护将是未来的发展趋势之一,其对于充分发挥继电保护的自动性、智能性、系统性有着推动性的作用。
4.总结
我国电力系统的快速发展对继电保护提出了较高的要求。现阶段,继电保护由于各种原因仍然存在一些问题,针对这些故障可以通过一定的措施加以解决,比如加强设备维护与检修、降低外界干扰,健全管理制度等等。但从长远来看,只有将信息化智能化引入继电保护中才能从根本上解决问题,保障电力系统的正常运行。
参考文献
[1]刘言冬,丁宏滨.电力系统继电保护技术的现状与发展[J].化学工程与装备,2009(02).
[2]席建国.电力系统继电保护技术发展历程和前景展望[J].黑龙江科技信息,2009(26).
[3]刘惠清.电力继电保护现状及发展的探究[J].电力建设,2011(06).