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关键词:电力系统;继电保护;技术;发展;研究
中图分类号:U224.4 文献标识码:A
电力系统继电保护是在电网出现事故或异常运行情况下动作,保证电力系统和电气设备安全运行的自动装置,研究继电保护技术发展趋势,可以更好地提高继电保护的技术水平,对电力系统发展意义重大。
1 电力系统继电保护概述
1.1 继电保护基本概念
在电力系统运行中,由于外界因素和内部因素都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现,常见的故障有:单相接地;三相接地;两相接地;相间短路;短路等。
电力系统非正常运行状态有:过负荷,过电压,非全相运行,振荡,次同步谐振,同步发电机短时异步运行等。电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时,用于快速切除故障,消除不正常状况的重要自动化技术和设备。
1.2 继电保护在电力系统中的任务
电力系统元件发生故障时,应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱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系统元件本身的损坏,降低对电力系统安全供电的影响;并满足电力系统的某些特定要求,能够反应电气设备的不正常工作情况,并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号,以便值班人员进行处理,或由装置自动地进行调整,或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。
2 继电保护发展历程
继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的,最早的继电保护装置是熔断器。从20世纪50年代到90年代末,在40余年的时间里,继电保护完成了发展的4个阶段,即从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置、到集成电路继电保护装置、再到微机继电保护装置。随着电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展,智能化等先进技术相继在继电保护领域的研究应用,继电保护技术向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展。电力系统发展迅速,电网结构越来越复杂,短路容量不断增大,到20世纪产生了作用于断路器的电磁型继电保护装置。1928年电子器件已开始被应用于保护装置,在50年代迅速发展。静态继电器有较高的灵敏度和动作速度、维护简单、寿命长、体积小、消耗功率小等优点,但环境温度和外界干扰对继电保护的影响较大。1965年出现了应用计算机的数字式继电保护,出现了单板机继电保护装置。到了21世纪由于计算机技术发展非常快,微处理机和微型计算机的普遍应用,极大地推动了数字式继电保护技术的开发,大规模集成化数字式继电保护装置应用非常广泛。
3 电力系统继电保护的发展趋势
随着计算机技术的飞速发展以及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用,新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中,以期取得更好的效果,从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展,继电保护技术未来趋势是向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信——体化发展。
3.1 计算机化
随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展。电力系统对微机保护的要求不断提高,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,与其它保护、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。这就要求微机保护装置具有一台PC机的功能。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚需进行具体深入的研究。
3.2 网络化
计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,它深刻影响着各个工业领域,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。除了差动保护和纵联保护外,所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量,继电保护的作用主要是切除故障元件,缩小事故影响范围。 因为继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围,还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。
3.3 智能化
随着通信和信息技术的快速发展,数字化技术及应用在各行各业的日益普及也为探索新的继电保护原理提供了条件,智能电网中可利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控,把获得的数据通过网络系统进行收集、整合和分析。利用这些信息可对运行状况进行监测,实现对保护功能和保护定值的远程动态监控和修正。
4 保证继电保护安全运行的措施
4.1 做好常规巡视检查
不论何种保护,常规巡视检查都是非常重要的,清点连接件是否紧固焊接点是否虚焊机械特性等,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。
4.2 做好继电保护装置检验
认真完成各类检验项目,在完成整组试验和电流回路升流试验,严禁再拔插件.改定值、改定值区、改变回路接线等工作。
4.3 接地问题
继电保护工作中接地问题是非常突出的,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,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辫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。
结语
综上所述,随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为计算机化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化和智能化,只有了解和掌握继电保护技术,才能更好地处理遇到的问题,保证电力系统安全运行。
参考文献
[1]国家电力调度通信中心.国家电网公司继电保护培训教材[M].北京:中国电力出版社.2009.
关键词:Agent;多Agent技术;继电保护
中图分类号:TM774 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 09-0000-01
Relay Protection System Based On Multi-Agent
Su Zikang,Jiang Baolei
(School of Information and Electrical Engineering,CUMT,Xuzhou221008,China)
Abstract:Multi-Agent technology in recent years the field of distributed AI has been widely used,this paper describes Multi-Agent Systems(MAS)of the protection system of the structure,characteristics,
and to its system architecture,communication,reliability and other issues were outlined.
Keywords:Agent;Multi-Agent;Relay protection
一、Agent与多Agent基本概念
Agent与多Agent系统(MAS)概念源于人工智能领域,是分布式人工智能的主要方向之一。概括的说,Agent是对过程运行中的决策或控制任务进行抽象而得到的一种具有主动行为能力的实体,利用数学计算或规则推理完成特定操作任务,并通过消息机制与过程对象及其他Agent交互以完成信息传递与协调。Agent具有自治性、可通信性、面向目标性和针对环境性等特性。
由于单个Agent的知识、信息和资源是受限的,不能用于较复杂问题的解决,可用适当的体系结构把多个Agent连接起来构成多Agent系统(MAS)共同完成一个特定任务。MAS通过协调来组织全组Agent完成一些任务,这些Agent分散分布且独立运行,相互协调并能为单个个体服务,当Agent之间的目标或行为发生冲突时,Agent之间能够通过竞争或者协商来协调处理冲突,协同完成一个任务。MAS有以下优势:能通过Agent间协作增强问题求解能力和可靠性;各Agent可并行操作,效率高;Agent间通信协作,具有较好的容错能力;各Agent既可协同工作,也可单独工作,有较高的灵活性。所以,它不仅具备一般分布式系统的资源共享、易扩展、可靠性、灵活性、实时性的特点,而且可以通过各Agent协调解决大规模的复杂问题,其系统有很好的鲁棒性、可靠性和自组织能力。
二、基于MAS的继电保护系统
(一)基于MAS的常规继电保护系统
Wong和Kalam在1995年“能量管理和电力输送”及1996年“智能系统在电力系统中的应用”国际会议上,将Agent技术引入继电保护领域。基于MAS的保护系统由组织层、协调层和执行层组成。故障的检测隔离由各层的Agent协作完成,其结构如图1所示。
图1.基于MAS的保护系统结构
Agent分层分布,对应不同层的任务,如协调层的搜索Agent和跳闸Agent等;各Agent独立完成各自的任务,如:状态检测、网络重组等;能据外界变化快速做出反应,如断路器不能断开时,搜索跳开邻近断路器;各个Agent间相互通信,将信息就地化、分布化并共享化,利用电力线路沿线的多点信息共享综合加速保护动作、更准地判断和隔离故障区段;多个Agent协作完成保护任务,通过局部Agent和管理Agent协调各Agent的行为,以更好适应电力系统的实际运行状态,提高保护的快速性和准确性;Agent能依需要激活上级Agent或与同级Agent交互,如状态检测Agent感受到开关变位时激活网络重组Agent,改善继电保护的自适应性与可靠性;一种保护任务可由多个Agent组合完成,有很好的灵活性、可移植性。
(二)基于MAS的协作继电保护系统
常规的继电保护存在故障判断和定位困难,后备保护整定时间过长且故障隔离区域过大等缺陷。1997年,Yasushi Tomita等人提出利用多Agent的相互协作实现电力系统的保护。多Agent协同有四个基本目标:通过并行性提高任务完成效率;通过共享资源扩展完成任务的范围;通过任务的重复分配增加任务完成的可能性;通过避免有害相互作用降低任务之间的干扰。该方法中的Agent分为:设备Agent,主要采集和管理设备的数据,并可用各自间的联系数据表示网络的拓扑结构;移动Agent,可在各个设备Agent之间运动,使用其数据;保护Agent,用以检测和隔离故障;重组Agent,当电力系统拓扑结构发生变化时,对保护系统进行网络重组。无论实际电力系统的运行状况如何发生变化,保护系统都能有效地进行故障诊断隔离,最大限度减少故障隔离区。
三、MAS中Agent的通信问题
各Agent间必须能有机地合作,而合作的实现很大程度上依赖于通信。按通信机制Agent间通信方式有:点对点式,广播式,转发式和混合式。实际系统中,常用混合式,对Agent分组,每个组都有自己的组区域(黑板),可以同时实现公共数据区域的广播通信与组内的组播通信以及点对点和转发通信。若按通信介质可分为光纤通信,载波通信和同轴电缆通信。在条件允许,尽量采用能较好兼顾快速性、可靠性以及投资等方面需要的光纤或同轴电缆通信。
四、结束语
电力系统继电保护是电力系统安全稳定运行的保证,MA技术是计算机技术、人工智能和网络技术等多学科交叉而形成的新兴分支。MAS的保护系统在保护的协同和整体性能上更具自适应性、灵活性、可靠性和容错能力。随着研究的深入多Agent在电力系统继电保护的应用应该有更为广阔的前景。
参考文献:
[1]王惠中,李文龙.基于Agent技术的继电保护的研究现状及发展趋势[J].工业仪表与自动化装置,2010,6
[2]陈艳霞.基于多Agent技术的继电保护系统[J].电力系统自动化,2002,6,25(26):12
关键词:继电保护;电力系统;稳态;故障
中图分类号:TM73 文献标识码:A
文章编号:1009—0118(2012)10—0258—02
要分系电力系统是否稳定,就要首先了解电力系统的稳态与暂态的基本概念,这也是分析电力系统的基础。稳态与暂态的区分,是当前人们从能量平衡角度对对电力系统进行分析必然结果。而对继电保护进行分析的基础则是从电力系统故障状态、电力系统不正常运行以及电力系统正常运行三个状态进行分析。这种分类方法是通过电路的角度对电力系统进行分析的。在实际工作中,无论社会生产还是进行专项科研,都必须对这些概念有着准确的把握。
一、电力系统运行的三种状态的特征定义
(一)电力系统正常运行的定义
1、电力系统或相应的设备中的电流在设定的路径中流动。
2、整个电力系统中,所有相关的电力设备运行参数都在系统的规定范围之内。
3、电力系统电能质量符合相关规定的要求。
以上三点式正常情况下,电力系统正常运行的三项基本特征。除此之外,电力系统提供正常运行还有更高层次的特征要求:首先,电力系统的整体结构必须具备高度的可靠性。其次,必须确保电力系统运行的经济效益。在这里,上述基本三点中第二、三条都是在相关的规定与书籍中有详细论述的,而第一条则是本文新增的内容。下面将对此进行说明:
首先,第一条是必须具备的基础条件,只有在电力系统的运行状态满足条件一时,才能过说明整个电力系统的运行中没有出现断线、短路等故障。确定电力系统中没有金属性短路与电阻短路等情况发生。这时由于,一旦电力系统运行中发生断线,或者出现大量的过渡电阻短路等情况,电力系统的稳定性很可能不会受到影响,相应的电力设备运行也都在规定的参数范围之内。系统中的电能质量也符合各项相关的规定与要求。然而,这种状态下,电力系统的运行是不正常的,且整个电力系统也处于故障状态,没有足够的安全系数。
(二)电力系统不正常运行的定义
在电力系统或相应的电力设备中,电流的流动运行仍然按照原设定的路径进行,但是整个电力系统中的某些或部分电力设备的运行参数超出了其规定范围的运行状态。
过去对于电力系统不正常运行的定义一直是针对“没有发生故障”这一特定情况进行定义的,修改后针对“不正常运行”进行重新定义,避免了同级别名词的重复运用,也更加加强了对电力系统不正常运行的定义的准确性。
(三)电力系统故障的定义
在运行中的电力系统或相应电力设备中,电流的流动运行与最初设计的路径不同的情况。其中,短路是指,在原设定的电力系统或设备的路径之外出现的新的电流流通路径。而断线则是指,在电力系统或设备中,设定的电流流通路径断裂的情况。
一直以来,电力系统故障的定义都是针对短路与断线的,在电力系统故障的定义中,往往直接以“断线”与“短路”这两种情况对电力系统故障进行定义,这样的定义方法显然无法适应当前的电力系统。通过对定义的修改,避免了对“短路”与“断线”的针对性。
二、电力系统稳态与暂态的定义
(一)电力系统稳态
长期以来,对电力系统稳态的描述一直是“电力系统的正常运行状态”。这一定义是不准确的。这是由于,电力系统正常运行固然是稳态,但是稳态的电力系统却未必是正常运行的。在电力系统稳态运行中,电力系统的某些设备可能会处于超负荷运行的状态,这就是电力系统的不正常运行。
因此,这里建议将电力系统稳态的定义改为:在发电机组调速器作用下,各发电机转子吸收的正方向机械转矩等于转子受到的反方向电磁转矩;电力系统中所有发电机转子都以相同的速度均匀转动。在发电机励磁调节器作用下,发电机转子中的励磁电流按照均方差不变的规律调整变动;电力系统各母线电压也按照均方差不变的规律调整变动。
这样的定义能够更加准确的反应电力系统稳态的运行状况。
(二)电力系统暂态
本文建议电力系统暂态的定义为:电力系统从一种稳定运行状态向另一稳定运行状态的过渡过程;或者,电力系统从一种稳定运行状态到电力系统崩溃的过渡过程。
三、电力系统继电保护的基本作用
继电保护作为电力系统正常运行的安全保障,这里建议对其的定义为一下三点:
(一)在电力系统及相应电力设备正常运行中,继电保护装置不发生动作。
(二)当电力系统出现不正常运行的状况时,相应的继电保护装置将发出相应的警告信号,确保值班人员能够及时的获知信息并进行处理,从而确保电力设备的正常运行,对部分问题也可以通过机电保护装置直接进行智能处理。
(三)在电力设备出现故障的情况下,继电保护设备能够快速的向故障设备附近的短路器发出信息,及时跳闸,从而及时的切除故障设备与电力系统的联系。在最大程度上降低故障对电力设备造成的损害,同时缩小停电范围,确保其他电力系统的安全运行。
在这里,继电保护设备在运行中必须做到“不误动”以及“不拒动”这两点的要求,那么第一条的添加确保了对继电保护设备进行了准确的定义,因此是十分必要的。而第二与第三条则对“不拒动”进行了详细的分类与说明。此外,由于跳闸指令的发出必须通过短路器来进行执行,因此,在定义中体现断路器的应用也是十分必要的。
四、结论
综上所述,在实际操作中,通过对电力系统运行状态、故障状态以及其暂态、稳态等不同状态的认识,进而对电力系统继电保护进行了重新定义,强化了对“不误动”以及“不拒动”这两点的体现于认识,了解其基本概念以及相应的定义与内涵,能够有效的提高电力系统的运用,同时提高电力系统基本概念的完整性及严谨程度。当然,在这里由于笔者自身水平有限,所提出的部分建议可能还存在着一定的缺陷,望同业佼佼者及时加以补正。
参考文献:
[1]曹一家,王光增.电力系统复杂性及其相关问题研究[J].电力自动化设备,2010,(30).
[2]艾琳,华栋.电力系统智能型调度[J].电力自动化设备,2008,(28).
[3]刘取,刘宪林.21世纪电力系统的先进技术[J].电力自动化设备,2010,(30).
[4]何剑,孙元章,程林,刘海涛.电力系统运行可靠性在线控制[J].中国电机工程学报,2008,(28).
【关键词】世界电力系统燃气轮机燃气 蒸汽联合循环发电机组继电保护
上世纪八十年代后确立的燃气轮机及其联合循环总能系统,开始逐渐改变世界电力系统的大格局,联合循环总能系统凭借其高效率、低排放、低耗能、以及污染小的特点将世界发电技术带入新的阶段,
1 燃气-蒸汽联合循环发电机组简介
1.1 基本原理
燃气-蒸汽联合循环发电机组的核心设备包括:燃气轮机、余热锅炉、汽轮机、发电机和凝汽机。
当系统运作时,燃气机轮首先运转起来,于此同时压气机将外部空气吸入并压缩,形成高温高压,当空气温度增加后输入到燃气室,与燃料混合燃烧产生燃气后输入燃气轮机内作功,带动发电机发电,而燃气轮机的排气则进入余热锅炉中产生高温高压,此时蒸汽又将带动汽轮机发电;凝汽机则又利用汽轮机的排汽凝结水,再输送到余热锅炉完成蒸汽动力循环发电。
1.2 特点以及应用
燃气-蒸汽联合循环发电机组的特点是发电效率高,污染排放少,可靠性高,耗水量少,建厂周期短以及自动化程度高、运行人员少。
目前全世界的燃气-蒸汽联合循环发电系统应用广泛,每年新增的装机容量中,燃气-蒸汽联合循环发电机组占到三分之一,美国已经占到了二分之一,全球现有的燃气-蒸汽联合循环发电机组的总容量已经了超过400GW,并且其单机功率也已经超过了300MW。据相关预测,仅我国未来十年,对燃气轮机总需求量将接近34000MW。
1.3 联合循环发电机组的配置
燃气-蒸汽联合循环发电机组有不同的配置方案;“一拖一”单轴配置方案是指一套机组中同轴的一台燃气轮机与一台蒸汽轮机一起拖动同轴的同一台发电机,另配一台余热锅炉;“二拖一”多轴配置方案,是指一套机组中有二台燃气轮机和一台蒸汽轮机,它们分别拖动与各自同轴的发电机,每台燃气轮机各配一台余热锅炉。
2 燃气-蒸汽联合循环发电机组继电保护配置
2.1 基本概念
电力系统继电保护是继电保护技术和继电保护装置的统称,继电保护装置是完成保护功能的核心,继电保护装置就是能反应电力系统中电器元件发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
继电保护的四个基本要求:可靠性、安全性、信赖性、灵敏性。
2.2 基本原理及作用
燃气-蒸汽联合循环发电机组继电保护装置是保证电力系统正常、安全运行的有力保障,任何电力设备(线路、母线、变压器)都不允许在没有机电保护的状态下运行,它是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电器量(电流、电压、功率、频率等)的变化,构成继电保护动作的原理,也有其他的物理量 。
燃气-蒸汽联合循环发电机组继电保护装置的作用是当电力系统发生的保护元件或者自身系统故障时,保护装置就会自动、迅速、有选择性的从电力系统中切除故障,这样就可以保护故障元件或电力系统免于遭到继续性的破坏,使得其他无故障元件或区间可以恢复正常运行状态 。
2.3 实际应用
(1)继电保护装置与联合循环发电机组共同在发电模式下运行时,也就是说两种装置同步运行,值得注意的的保护有:逆功率保护,是指发电情况下,燃气轮机的供气中断但是发电机断路器GMCB1未中断,机组就会从电力系统中利用功率,同时保留励磁电源,变为同步电动机运行状态;异频保护,其保护能力取决于原动机叶片的频率特性和燃气轮发电机机低频运行燃烧的稳定性;程序跳闸出口,其设置是为了防止当一些异常运行保护动作于停机时,断开发电机出口断路器但原机动气源却未切断,由此导致的原机动超速“飞车”事故,虽然一些发电机组取消了此类设计,但这类设计针对的安全性也是不可忽视的。
(2)燃气轮发电机组起动阶段的继电保护,这种情况下的继电保护装置需要根据燃气轮发电机组在变频起动过程中以同步转速低于额定值的同步电动机变速、降压运行下发热电气量变化而研究设计,这就会涉及到:SFC回路保护,由于SFC装置内设置的闸流管保护主要是针对闸流管的流动和过压等故障,因此不能全方面的保护发电机排除故障;发电及配置保护,燃气-蒸汽联合循环发电机配置的继电保护装置内部测量变换器和软件算法的设计多是基于额定工频50HZ,在燃气轮机组起动过程中频率在0.05Hz-33.3Hz范围内变化,所以误差是在所难免的,考虑到电压、电流互感器受低频影响而使得传变性能下降,可能引发保护装置不正确的修正,所以必须考虑具体装置由生产商明确出保护装置的频率特性,判断保护装置能否正常发挥在燃气轮机起动过程中的作用;定子绕组接地保护,这类保护应注意起动过程中的电流要在发电机允许的安全值内,若发生SFC直流回路一点接地就会造成变压器损坏,并且谐波滤过式电压型接地保护作用也无法发挥,此时建议退出接地配电变压器和发电机接地保护,但保留绝缘监测设施和零序过电压保护;过励磁和过电压保护,这两项保护一般不会误动,但为防止异常过电压情况,都建议保留;逆功率和异频保护,建议在发电机并网后使用;失磁保护,适宜由电源变压器6kV开关柜内设的综合保护和测控单元测出无功功率反向和过符合信号检测失磁作用,可以不退出发电机起动过程,也不用专门设置;失步保护,起动元件多采用阻抗元件,种类较多。
2.4 我国继电保护的发展现状及趋势
2.4.1 发展现状
上世纪六十年代起,晶体管继电保护就进入蓬勃时期,发展到八十年代末集成电路保护已经成熟,而取代了晶体管。我国自九十年代后,也进入了继电保护的微机时代,为电力系统提供了性能优良、功能周全的继电保护装置。
2.4.2 未来趋势
(1)计算机化;
(2)网络化;
(3)智能化;
(4)综合自动化。
3 总结
燃气蒸汽联合循环发电机组继电保护装置保证了联合循环发电的正常安全的运行,是一项具有极高价值的技术,继电保护下的燃气蒸汽联合循环发电机组会带来更大的环境效益和经济效益。继电保护系统也会随着网络、计算机技术、和人工智能技术的发展而进步完善,迎来广阔的发展天地。
参考文献
[1]黄蕾,姚挺生,沈俪,傅明.9FA型燃气-蒸汽联合循环发电机组的国产保护设备配置方案[J].电力自动化设备,2009,12:122-126.
可靠性是指一个元件、设备或系统在预定时间内,在规定的条件下完成规定功能的能力。可靠性工程涉及到元件失效数据的统计和处理,系统可靠性的定量评定,运行维护,可靠性和经济性的协调等各方面。具体到继电保护装置,其可靠性是指在该装置规定的范围内发生了它应该动作的故障时,它不应该拒动作,而在任何其它该保护不应动作的情况下,它不应误动作。
继电保护装置的拒动和误动都会给电力系统造成严重危害。但提高其不拒动和提高其不误动作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。由于电力系统的结构和负荷性质的不同,拒动和误动所造成的危害往往不同。例如当系统中有充足的旋转备用容量,输电线路很多,各系统之间和电源与负荷之间联系很紧密时由于继电保护装置的误动作,使发电机变压器或输电线路切除而给电力系统造成的影响可能很小;但如果发电机变压器或输电线路故障时继电保护装置拒动作,将会造成设备的损坏或系统稳定的破坏,损失是巨大的。在此情况下提高继电保护装置不拒动的可靠性比提高其不误动的可靠性更为重要。但在系统中旋转备用容量很少及各系统之间和负荷和电源之间联系比较薄弱的情况下,继电保护装置的误动作使发电机变压器或输电线切除时,将会引起对负荷供电的中断甚至造成系统稳定的破坏,损失是巨大的。而当某一保护装置拒动时,其后备保护仍可以动作而切除故障,因此在这种情况下提高继电保护装置不误动的可靠性比提高其不拒动的可靠性更为重要。
2保护装置评价指标
2.1继电保护装置属于可修复元件,在分析其可靠性时,应该先正确划分其状态,常见的状态有:①正常运行状态。这是保护装置的正常状态。②检修状态。为使保护装置能够长期稳定运行,应定期对其进行检修,检修时保护装置退出运行。③正常动作状态。这是指被保护元件发生故障时,保护装置正确动作于跳闸的状态。④误动作状态。是指保护装置不应动作时,它错误动作的状态。例如,由于整定错误,发生区外故障时,保护装置错误动作于跳闸。⑤拒动作状态。是指保护装置应该动作时,它拒绝动作的状态。例如,由于整定错误或内部机械故障而导致保护装置拒动。⑥故障维修状态。保护装置发生故障后对其进行维修时所处的状态。
2.2目前常用的评价统计指标有
2.2.1正确动作率即一定期限内(例如一年)被统计的继电保护装置的正确动作次数与总动作次数之比。用公式表示为:
正确动作率=(正确动作次数,总动作次数)×100
用正确动作率可以观测该继电保护系统每年的变化趋势,也可以反映不同的继电保护系统(如220kv与500kv)之间的对比情况,从中找出薄弱环节。
2.2.2可靠度r(t)是指元件在起始时刻正常的条件下,在时间区间(0,t)不发生故障的概率。对于继电保护装置,注意力主要集中在从起始时刻到首次故障的时间。
2.2.3可用率a(t)是指元件在起始时刻正常工作的条件下,时刻t正常工作的概率。可靠度与可用率的不同在于,可靠度中的定义要求元件在时间区间(0,t)连续的处于正常状态,而可用率则无此要求。
2.2.4故障率是指元件从起始时刻直到时刻t完好条件下,在时刻t以后单位时间里发生故障的概率。
2.2.5平均无故障工作时间建设从修复到首次故障之间的时间间隔为无故障工作时间,则其数学期望值为平均无故障工作时间。
2.2.6修复率m(t)是指元件自起始时刻直到时刻t故障的条件下,自时刻t以后每单位时间里修复的概率
2.2.7平均修复时间mttr平均修复时间是修复时间的数学期望值。310kv供电系统继电保护
10KV供电系统是电力系统的一部分。它能否安全、稳定、可靠地运行,不但直接关系到企业用电的畅通,而且涉及到电力系统能否正常的运行。
3.110KV供电系统的几种运行状况
3.1.1供电系统的正常运行这种状况系指系统中各种设备或线路均在其额定状态下进行工作;各种信号、指示和仪表均工作在允许范围内的运行状况;
3.1.2供电系统的故障这种状况系指某些设备或线路出现了危及其本身或系统的安全运行,并有可能使事态进一步扩大的运行状况:
3.1.3供电系统的异常运行这种状况系指系统的正常运行遭到了破坏,但尚未构成故障时的运行状况。
3.210KV供电系统继电保护装置的任务
3.2.1在供电系统中运行正常时,它应能完整地、安全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:
3.2.2如供电系统中发生故障时,它应能自动地、迅速地、有选择性地切除故障部分,保证非故障部分继续运行:
3.2.3当供电系统中出现异常运行工作状况时,它应能及时地、准确地发出信号或警报,通知值班人员尽快做出处理。
3.3几种常用电流保护的分析
3.3.1反时限过电流保护继电保护的动作时间与短路电流的大小有关,短路电流越大,动作时间越短;短路电流越小,动作时间越长,这种保护就叫做反时限过电流保护。反时限过电流保护虽外部接线简单,但内部结构十分复杂,调试比较困难;在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如电磁式继电器构成的继电保护装置。
3.3.2定时限过电流保护继电保护的动作时间与短路电流的大小无关,时间是恒定的,时间是靠时间继电器的整定来获得的。时间继电器在一定范围内是连续可调的,这种保护方式就称为定时限过电流保护。
继电器的构成。定时限过电流保护是由电磁式时间继电器(作为时限元件)、电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。它一般采用直流操作,须设置直流屏。
定时限过电流保护的基本原理。在10kV中性点不接地系统中,广泛采用的两相两继电器的定时限过电流保护。它是由两只电流互感器和两只电流继电器、一只时间继电器和一只信号继电器构成。保护装置的动作时间只决定于时间继电器的预先整定的时间,而与被保护回路的短路电流大小无关,所以这种过电流保护称为定时限过电流保护。
动作电流的整定计算。过流保护装置中的电流继电器动作电流的整定原则,是按照躲过被保护线路中可能出现的最大负荷电流来考虑的。也就是只有在被保护线路故障时才启动,而在最大负荷电流出现时不应动作。