继电保护的主要用途

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继电保护的主要用途范文第1篇

[关键词]电气二次设计；安全；保护；措施

中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0131-01

引言

电力技术系统在工业上有三大支柱：第一是发、输、变、配电等设备上经济性、可靠性、可控性的稳步提高；第二是对各种各样继电保护、安全闭锁装置和安全防护装置的动作速度与动作率的提高；第三是包括发电厂自动化、电力系统自动化在内的自动化系统的调节、适应性与控制性能的提高，确保电力系统在一定情况下能够快速做出反应，实现平衡，保持稳定。这三个方面是相辅相成、相互作用的关系。安全防护、继电保护和安全闭锁装置是电力系统最基础的的安全卫士，失去任何一项都无法保证电力系统的安全稳定运行。

1、安全防误

电力行业始终坚持的宗旨就是“以安全生产为基础，经济效益为中心”。国家电网公司的相关条例中明确规定，凡是可能引起事故的一次电气设备都必须安装防误装置。电力系统的设计、施工、运行、检修、管理，无论是从哪一个角度进行考虑，“安全”都必须是第一要务。防误装置的设计必须实现以下五个功能：一是防止误分、误合开关；二是防止带负荷进行拉、合隔离刀闸；三是防止带电进行挂接底线；四是防止带接地线拉合开关；五是防止误入带电间隔。因此，为了更好地落实五防功能的有效运行，就必须在电气设备上装设微机五防系统或闭锁装置。常见的有机械闭锁装置、程序锁、电磁闭锁装置、电气闭锁装置等等系统。同时装设的防误装置应该具备结构简单、操作简便、实用可靠、便于维护等特点，确保尽可能不增加正常操作和事故处理的复杂性。在拥有先进的锁闭设施同时应该配有专用的解锁工具，并且防误装置应该选用符合国家产品标准，经过专业部门进行鉴定的产品，不应该影响开关、隔离刀等设备的主要性能指标。

与此同时，为了保证电力系统的安全运行，杜绝因为电力人员误操作而引发事故，应该加强防误装置的管理。明确防误人员专职专责，建立防误装置操作的具体制度，对各种型号的防误装置进行认真系统的分析，做好基础工作，把防误装置的日常维护与检修工作落实到实处；对相应的开关、刀闸、电动按钮以及继电器设置防误碰装置，专用电源配备独立控制开关，防止工作人员误触误碰，增加不同的附件达到防控形程的目的。

2、继电保护

继电保护是保障电网安全的第一道防线，实行双重化配置是为了防止因装置拒动而导致系统事故的有效措施。如果保护装置在故障发生时准确、快速的动作，将会有效地遏制事故的恶化，起到保护电网系统安全稳定运行的作用。但是在设计时要求注意装置之间应该避开任何电的联系，电压与电流回路、断路器回路与保护配置回路必须独立，做到每一套保护措施都不相互影响。这些原则都是电气二次设计的基本要求。应该特别需要注意的是，双重化配置不应该采取不同厂家不同原理的不同产品，不同的厂家在设计图纸与软件编程规范上不尽相同，这样不能确保电气二次设计的规范化与维护运行。同时要做到人员工作到位、设备维护检修到位，对设备运行的变化情况及时记录与对比分析，有针对性的进行技术处理，尽量降低设备故障与大规模事故。

3、光纤纵差保护

光纤纵差保护在电力系统中得到广泛的应用，因为它具有传输信息量大、中继距离长、防雷电与抗干扰性能好的优点。作为电力系统的主保护，光纤纵差保护系统主要由保护装置、光通信系统与光通信接口设备组成。基尔霍夫电流定律就是纵差保护原理的基本理论依据，它通过比较两侧电流方向与大小来判断是否发生了保护线路上的短路现象，再决定是否做出保护动作。但就当前的应用状况来看，光纤通道大多采用复合光缆OPGW，在发生倒塔等严重线路时就会伴随着光缆断裂故障，对承担着大电网系统快速保护的工作是一个不可忽视的问题。因此，在设计时就必须做到整体考虑，在继电保护室到通信机房之间铺设接地铜线，施工时采取外屏蔽层两端接地，这样可以降低影响内屏蔽层两端接地的高频段共模干扰，同时降低低频段的容性耦合。对提高电力系统的输电供电灵活性与电力系统稳定性的建设具有重要意义。

4、二次接地与抗干扰

电力二次系统工作性能的可靠性与稳定性对于整个电力电网系统具有极其重要的作用，研究分析电力二次系统抗干扰与接地等问题同样具有重大意义。常用的二次系统接地种类有：①工作接地：工作接地常常是为了让系统正常工作而采取的接地方法。例如在需要降低电力设备的绝缘水平时，采用中性点接地的方式运用在110kV的电力系统中，同时中性点接地也可以应用在两线一地的双极高压直流输电中。②防雷接地：避雷针、避雷器等防雷设备都必须配备相应的接地装置来把雷电引入到大地，以防止雷击事件。③安全接地：设计中采取电气设备外壳接地的方法来保证人员的人身安全。

二次系统的常见干扰源有：电磁耦合干扰、射频干扰、内部电子元器件干扰、雷电干扰、操作等产生的干扰。在电力二次系统的设计中，采取硬件上的抗干扰措施，可以有效地抑制干扰信号的侵入，提高抗干扰的能力。主要的措施有①屏蔽：通过具有良好导电性金属制成的全封闭壳体来衰减和隔离电磁干扰。② 滤波、退耦与旁路抑制横模干扰：主要方法是采用滤波和退耦电路的交流信号输入通道的低通滤波器的抗干扰作用。

5、电流电压的选用

电力系统中电流、电压互感器应用的主要用途是为继电保护、仪表、测量提供电力系统的一次电流与电压信息。电压、电流互感器的二次参数直接影响继电保护器的测量与计量精度和稳定可靠性以及电网安全与工程投资。电力系统向大容量的电网发展，光学式光电互感器也正走向实用。光纤通信技术、计算机技术与光电互感器的有机结合，形成强大的光纤局域网，广泛应用于电力系统中，是电力电网系统向自动化方向发展的标志。选用先进的电压电流设备，不仅能简化电气二次保护、测量装置，还能很大程度上提高系统的准确性与稳定可靠性，为整个电力系统带来时代性的变革。

6、结语

信息技术、计算机技术、光电技术的空前发展使得电力系统自动化、继电保护以及自动控制技术产生了新的变革，为新技术的更好进行与推广应用做出贡献。同时，许许多多的新课题、新产品也伴随着新技术而诞生，这就需要科研、设计、制造等相关部门根据时代需要，不断推出经济、可靠的产品，为提高电力系统自动化水平、确保电力电网安全、稳定运行做出更大的贡献。

参考文献

[1] 吴斯雅.变电站电气二次设计的探讨.《民营科技》.2012年6期.

继电保护的主要用途范文第2篇

本工程设计范围是污水处理厂内10KV进线柜及其后的厂内高低压配电系统（所有用电建构筑物的动力、配电供配电）设计，电气设备的常规控制，电量检测仪表，厂内电缆敷设及防雷接地系统的设计。

一、供配电系统

（1）供电电源

根据国家有关规范，本工程负荷性质为二级负荷。为满足供电可靠性要求，系统采用两路10KV高压电源供电。一期两路高压电源一用一备，二期两路电源两常用。

（2）负荷计算

根据负荷分布情况，主要用电负荷为鼓风机，变配电站设于鼓风机房旁。本工程首期设备安装容量664.55KW，计算容量451.72KW。视在功率为559KVA。本工程设置两台变压器,一台工作一台备用,当工作变压器故障时,备用变压器投入运行，二期工程完成时，两台变压器两常用、互为备用,当一台变压器故障时,低压母联开关投运,另一台变压器保证全厂的二级负荷用电。安装两台SCB-63010/0.4KV变压器。变压器负荷率为0.717。

（3）电能计量电能计量采用专用高压计量柜，设于高压进线处。高压柜采用交流操作。

（4）无功补偿

无功补偿采用集中补偿方式，设在低压(0.4kV) 侧，在低压母线设自动补偿电容柜。补偿后整个供电系统功率因数不小于0.9。

（5）设备选型

10KV高压开关柜选用金属铠装固定式环网开关设备（“五防”产品），负荷开关可电动操作。380/220V配电装置采用抽屉式开关柜。10/0.4kV变压器采用绝缘环氧浇注干式变压器。1kV电缆采用聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电缆及聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套内钢带铠装铜芯电缆。10kV电缆采用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电缆.

（6）继电保护

高压进线柜设熔断器作短路保护。10KV变压器馈线柜设温度保护。低压配电进线总开关设过负荷延时、短路速断保护，低压用电设备及馈线电缆设短路及过载保护。

（7）照明

厂区道路照明采用3米庭院灯，光源采用节能灯，各构筑物宜选用射灯照明，满足正常生产运行。办公楼室内照明采用T5节能荧光灯。

（8）电缆敷设

厂区建构筑物室外电缆敷设采用电缆沟、穿管直埋敷设相结合的方式，构筑物内采用电缆沟、电缆桥架及穿钢管埋地敷设。

（9）防雷接地

各主要构筑物及变配电室采用避雷带防直接雷击，利用柱内主筋及基础地圈梁主筋作防雷引下线。所有用电器都应接地保护。防雷接地，工作接地，保护接地共用接地装置。利用自然接地体作为接地装置。接地电阻≤1欧姆，本工程低压供电系统采用TN-S系统。高低压进线处设避雷装置。在PLC等控制设备电源进线处装设涌流抑制器，外场监测设备信号线也装设涌流抑制器。

（10）通讯

选用数字程控用户交换机（40门）作为厂内外通讯联络用，综合楼内设总机房，并配有UPS电源。

二、仪表及自动控制系统

为保证污水处理厂污水处理过程的安全可靠性和生产的连续性，让污水厂的管理人员和操作人员能够全面有效的管理和监控整个污水处理厂的运行过程，提高污水处理厂管理的自动化水平，自动控制系统采用目前在国内外污水厂广泛应用的PLC+PC集散控制系统，配以相应的仪表检测设备，对污水处理全过程进行实时管理和监控。

（1）计算机监控系统的构成

监控系统分为两级控制系统：监测管理级和设备控制级。监测管理级是工业控制计算机（PC）和光纤环网及交换机等等，其置于综合楼的中心控制室。监测管理级主要由以下设备组成：监控计算机（供操作人员用），管理计算机（供工程师用），UPS电源，图形打印机，报表打印机，彩色大屏幕投影仪、光纤环网和交换机等。设备控制级是可编程控制器（PLC）,其置于现场。设备控制级分别设在污水厂各工艺区现场，主要由PLC1控制站和PLC2控制站组成。

（2）计算机监控系统的功能

中心控制室的功能：中心控制室通过配置WINDOWS XP操作平台，配以实时监控软件、通讯软件可实现以下功能。

1)通过光纤环网，可对现场各控制单元（PLC1、PLC2）采集到的工艺参数，设备运行状态进行实时显示处理，建立各参数/状态数据库，储存主要参数的历史数据，显示各操作界面，工艺流程图，各工艺参数直方图，趋势曲线图。进行事故和异常情况报警，打印主要参数变化值，以及日/月报表。

2)设备的参数设置及操作控制

3)彩色大屏幕投影仪用于将监视器上的各种画面投影到大屏幕上，方便观察。

（3）现场设备控制级（PLC控制站）的功能

1)PLC1控制站设于变配电房控制室

负责监控粗格栅间及提升泵房、细格栅及旋流沉砂池、CASS池、鼓风机房、紫外线消毒池等构筑物。

a.粗格栅及污水提升泵房：根据粗格栅前后水位及时间控制格栅除污机的起、停，并实现格栅机与螺旋输送机、螺旋压榨机的联动控制；根据提升泵房内的液位对提升泵的开启台数进行控制，并实现泵的轮流工作。

b.细格栅及旋流沉砂池：根据细格栅前后水位及时间控制格栅除污机的起、停，并实现格栅机与螺旋输送机、螺旋压榨机的联动控制；根据进水流量及时间控制吸砂泵的运行与停止。

c.鼓风机房：负责鼓风机房的设备状态检测和控制。根据CASS池的溶解氧含量控制相应的鼓风机变频器，控制鼓风机风量及鼓风机之间的相互切换；根据每座CASS池的运行周期及各个CASS池运行顺序，控制鼓风机运行。

d.CASS池：使每座池子在不同时间段内按充水/曝气―沉淀―滗水/闲置顺序循环工作；使每座池子在同一时间段内分别处于充水/曝气―沉淀―滗水/闲置顺序工作中的某个阶段；根据对每座池中进水流量、液位及时间顺序，控制其进水电动阀的开启度；在充水/曝气阶段进行回流污泥泵的控制；根据时间对剩余污泥泵进行控制。

2)PLC2现场控制站（污泥浓缩脱水机房控制室）

负责监控的单元 ：污泥浓缩脱水机房和储泥池

a.脱水机房：按时间顺序先后开启轴流风机，冲洗水泵，带式压滤机，污泥螺杆泵，加压泵，皮带运输机等设备；停机时先停加药泵，然后停污泥螺杆泵，带式压滤机，冲洗水泵，轴流风机，最后停皮带输送机。

b.储泥池：储泥池内滗水器及搅拌机由池内液位信号及时间来控制。

中控室的显示由电脑屏幕实现，现场设有仪表的就地显示。在现场的PLC控制站上设有操作员面板，显示有关数据。

（4）设备的操作控制方式

设备的操作控制方式有以下几种

自动方式：MCC柜上的转换开关位于“自动”档，设备的控制信号来自PLC的输出模块，此时PLC控制站有两种模式，A)人工模式，由中控室监控计算机键盘或鼠标发出指令，或由PLC操作员面板发出指令。B)过程模式，PLC按预编程序自动控制。

手动模式：MCC柜上的转换开关位于“手动”档，设备由MCC柜或就地控制箱上按钮就地控制。

（5）检测仪表的设置

为了检测必要的工艺参数和配合集散控制系统的合理控制，在污水厂各工艺段设置相应的检测仪表。各构筑物的仪表配置及主要用途如下：

1)粗格栅间及细格栅间：在粗格栅、细格栅前、后分别设置液位开关，检测格栅前后液位差，用于控制格栅除污机的起停。提升泵至细格栅管道上设电磁流量计，用于检测进水流量。

2)污水提升泵房：设有液位计，用于控制污水提升泵的开启台数及轮流工作。

3)沉砂池：设置取样器一台，用于采集进厂水的水样。采用水量与进厂水流量成正比。定时取样，定时排样，保持水样新鲜，以确保进厂水质化验分析的准确性。在沉砂池旁设置仪表小屋，设置COD、氨氮在线监测仪表。在沉砂池出水渠设置超声波液位计，用于检测出水渠水位。根据进水流量及时间控制吸砂泵的运行与停止。

4)CASS反应池：设置有溶解氧检测仪、液位计、氧化还原电位传感器、污泥浓度计等等，用以控制鼓风机及滗水器的工作。

5)在紫外线消毒池设一个取样器，用于采集出厂水水样。采样水量与出厂水流量成正比。定时取样，定时排样，保持水样新鲜，以确保出厂水质化验分析的准确性。在紫外线消毒池旁设一个仪表小屋，设置COD、氨氮在线监测仪表

6)储泥池：设置液位开关及污泥界面仪表，用于控制污泥回流泵的起停。