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一、继电保护运作的风险评估
既然继电保护的运行存在一定的风险,有关部门和单位在使用该装置前,就必须对可能产生的风险进行评估和预测,以此来推测可能产生的危害,并做好预防工作。因为风险产生的方式是多样的,不是单一的,不同的继电保护运行风险有可能组合出现。一般来说,在进行风险分析的过程中,主要应用的公式为R=P・I,R表示的是运行风险,P表示该风险所可能产生的概率,I表示该风险发生的后果。
在电力系统运行过程中,对于继电保护的基本要求包括选择性、灵敏性、速动性及可靠性。首先,继电保护的选择性即当电力系统的某些设备或者线路发生故障,继电保护会将故障设备或线路从系统中切除,若出现保护拒动,则会通过相邻设备或线路进行保护动作,将故障从系统中切除。继电保护的选择性对于保护功能的正常发挥非常重要,如果选择性存在问题,则电力系统故障扩大甚至出现重大事故的风险就会加大。其次,继电保护的灵敏性即当设备或线路发生故障时继电保护装置的反应能力。如果继电保护的灵敏性达到要求,则在任何运行状态下当系统发生故障时,继电保护系统都能正确进行保护动作。继电保护的灵敏系数,可以作为风险评估的重要参数。再次,继电保护的速动性也是另一个重要的要求,速动性即继电保护系统应具备在故障发生时快速地实施保护动作的能力,快速地实施保护动作有助于减少设备在故障中的损坏程度,有助于在故障发生时整个电力系统能相对稳定地继续运行。因此对继电保护进行风险评估,速动性也是重要的评价依据。最后,可靠性是继电保护最根本的要求,可靠性即继电保护不应发生拒动和误动,无论是保护拒动还是保护误动,都会给电力系统带来严重的损害。因此在对继电保护进行风险评估时,应将这些基本要求考虑在内,评估继电保护是否达到了以上要求。在实际工作中,主要通过两个方面对继电保护进行风险评估。即对保护定值的运行风险进行评估和对硬件系统缺陷进行评估。
(一)对保护定值进行风险评估
在继电保护开始投入运行前,需要设置相应的保护定值,用以设置好继电保护的选择性,同时提高其灵敏性。实际工作中,一般是在离线条件下对保护定值进行计算和设定,但电网在实际运行过程中,情况是处于变化之中的,因此保护定值的设定对于电网安全的保护一般存在以下三种不同的效果:第一,保护定值未能达到继电保护所要求的灵敏度,则使继电保护存在隐患。第二,保护定制未能满足继电保护所要求的选择性,例如未能达到对越级跳闸的选择。第三,对相间距离三段保护值的设定未能满足大负荷时的选择。对定值设定不合理,会使继电保护存在不同的风险及隐患,而且对不同位置的定值设置不合理时,产生的危害也有所不同,同时对于电网处于不同运行状态或者不同负荷水平时,定值的设定也存在不同的风险。
继电保护定值的不合理设定使继电保护可能发生的不正确保护动作存在着一定的范围,这个范围就是定值不合理时的隐患范围。继电保护的不合理定值引发的风险是不同的,在实际评估过程中,应结合具体电网系统的实际情况,由其相间距离的保护的定值设定情况来进行研究,例如,可以从某一时刻的断面进行分析,发现定值不合理的隐患,再从整个系统的主要断面进行分析,可以基本推算出在故障发生时继电保护正常与不正常保护动作的规律性。
(二)对于继电保护硬件系统的内部缺陷进行风险评估
继电保护的硬件系统包括设备和线路,不同的设备和线路的不同性质的缺陷,对继电保护的保护功能具有不同程度的影响。这类影响主要包括:第一,系统发生故障时,可能由于继电保护某些硬件存在问题而产生拒动;第二,当系统发生故障时,由于继电保护某些硬件存在问题导致其它硬件产生保护误动;第三,即使在系统没有发生故障的情况下,也可能由于电网运行状态不同,由继电保护系统的硬件问题而导致保护误动。因此,当故障点由于继电保护硬件缺陷而发生不正确的保护动作,对相邻设备的误动概率会增加,可能会产生连续的不正确的继电保护动作,从而引发事故。
二、继电保护的可靠性
继电保护的可靠性就是能够在电网正常运行的情况下,不发生误动,不作出错误的操作。对继电保护的可靠性进行研究,不但要使继电保护在故障发生时实施可靠的保护动作,做到不拒动不误动,而且要对继电保护系统的缺陷情况进行监测,统计其缺陷信息,因为即使是很小的缺陷也可能影响继电保护的保护功能,甚至可能造成拒动和误动。充分利用监测到的缺陷信息,进行深入的研究分析,可以作为对继电保护可靠性进行评估的重要依据之一。
对于继电保护的可靠性进行评估,应该从可能性和后果两个方面进行充分评估。继电保护可靠性的评估体系利用相应的可靠性模型,综合考虑各种影响因素后进行评估分析。目前在对继电保护的可靠性进行分析时,常用的模型有故障树解析法。故障树解析法从继电保护系统的故障模式出发,利用瞬间抓拍技术,进行推理。这种模式存在着很多不足,因此目前较为广泛采用的是成功流法,即GO法。这种模式是从系统的结构出发,仿真模拟系统部件之间的逻辑关系和分析数据,使分析更为直观。
三、总结
总的来说,在电力系统中针对继电保护的可靠性研究大致能够分成确定性评估、概率评估、风险评估这三个部分。其中,确定性评估基本上是对较为严重的事故进行评估,其评估效果非常保守。而概率法是主要考虑了事故发生的概率,但对事故可能造成的后果没有充分考虑在内,因为即使概率很小的事故,如果会造成严重的后果,也应该对其进行评估。风险评估是确定性评估和概率评估的延伸,它除了考虑概率外,也能将概率以外的安全指标考虑在内。想要确保继电保护风险评估的准确度,以及继电保护运行过程中的可靠性,必须对继电保护风险评估及可靠性问题展开更加深刻的研究。
参考文献
[1]杜骁释.考虑继电保护影响的大电网安全性风险评估[D].华中科技大学,2010.
[2]江成,潘晓峰,沈旭晓.继电保护可靠性评价及风险评估研究[J].机电信息,2013,12:25+27.
【关键词】 继电保护 可靠性 风险研究
电力覆盖范围的逐渐扩大,需要提高继电保护的可靠性,防止事故的发生,保证电力系统的正常的运行,是当前电力系统面临的主要问题。继电保护的可靠性需要对继电保护进行风险评估,分析继电保护的可靠性。
1 关于继电保护
1.1 继电保护的工作原理
继电保护存在的风险性,需要对继电保护的工作原理和装置要求做出分析。从继电保护的工作理论判断,继电保护装置可以区分被保护元件的运行状况,在发生故障的时候,对故障做出区内和区外的辨别,对比整个电力系统发生故障前后的监测数据,根据电气量的变化,做出判断和处理,实现对继电的保护功能。
1.2 继电保护的工作装置
对继电保护进行风险评估,要根据继电保护的工作装置和相应的配备设置,在技术上提高对继电保护的速动性、选择性、可靠性和灵敏性,降低继电保护的风险评估难度,完成对继电保护的风险评估辅助措施。
(1)继电保护的选择性:当电力系统发生设备或者线路短路的情况时,继电保护会对发生故障的设备进行保护和故障切除,发挥继电保护的选择,实行对继电保护的风险评估。如果继电保护的选择性出现故障,会增加电力系统全面瘫痪的风险。(2)继电保护的速动性:继电保护的速动性是继电保护工作装置的另一个要素,是通过继电保护装置及时有效的切除故障,减少电流过大和电压较低状态下设备的运行时间,避免设备的损坏,提高电力系统的稳定运行功能。良好的继电保护装置的速动性,可以减少继电保护的风险性。(3)继电保护的灵敏性:继电保护的灵敏性体现在,在保护的范围内,当电气设备或者线路发生故障,电力系统不能正常运行的情况下,继电保护的灵敏性反应能力。继电保护灵敏性的灵敏系数,提供了有效的继电保护风险评估参数,保证电力系统在规定范围内,无论发生任何故障,都能够准确及时的做出反应。(4)继电保护的可靠性:继电保护的可靠性包括继电保护的安全性和信赖性。安全性是继电保护不误动,就是在继电保护过程中,在不需要动作时不发生动作,而信赖性是继电保护不拒动,是指在规定的保护范围内对发生了故障的动作进行可靠性动作。根据理论研究结果,发现继电保护的误动和拒动都会对电力系统造成危害,对继电保护的工作装置进行合理、安全和高效的保护,提高继电保护的可靠性、速动性、灵敏性和选择性的性能。
1.3 对继电器的选择
继电器是继电保护装置重要的组成部分,是继电保护对风险评估的一个项目参考。继电器决定了继电保护的潜在风险,选择正确、合适和高品质的继电器,排除环境使用的不同、输入信号的不同和参量输入的不同、负载情况等综合因素的影响,最大限度的发挥继电器的安全作用,实现电力系统的良性发展。
2 提高继电保护可靠性的方法
(1)严格控制质量:在制造和选购过程中要严格对继电保护装置进行质量管理,提高继电保护装置设备的质量。(2)保证继电保护装置定值区的正确性:重视继电保护装置的检验。对继电保护装置进行定期的检验,保证继电保护装置定值区的正确性,严格的对检验工作进行管理。(3)完善继电保护设备:对校验设备进行及时的更新和维修,完善电力系统。结合配电自动化,对故障实施快速隔离,逐渐完善电力系统的的继电保护设备和继电保护技术设施。(4)提高处理故障的能力:制定事故解决措施,提高继电保护装置的可靠性。经常对继电保护装置进行检查,检查的时候,确定设置的正确性和精确性,杜绝继电保护的保护拒动和误动隐患。
3 关于继电保护的风险性
3.1 风险评估的定义
风险评估是在发生风险事件前或者发生风险事件后,都会对生活、生命和财产安全造成影响的事件发生的可能性,进行量化评估的工作。简单来说,风险评估就是对事件造成的影响或者损失的可能性进行量化测评。
3.2 在继电保护中影响风险评估的因素
电力系统发生故障风险和电力系统的负载率,线路平均负载率和波动系数有关。例如,系统负载率是0.375或者0.467的时候,发生故障的风险值很小;如果系统负载率变大,线路的平均负载率和波动系数就会增加故障风险值的可能性。线路平均负载率和波动系数过大,故障风险值也会变大(如图1)。
根据分析数据显示,保证系统负荷的均匀分布,才能降低风险故障值。所以,系统操作人员在运行电网系统的时候,使系统总负荷保持分布均匀的状态,可以有效的降低电力系统发生故障的风险性。
3.3 建立风险评估机制
电力系统容量和规模的不断增加,加大了多重故障和灾害天气引发的风险,目前电力系统面临的严重挑战就是大范围断电现象的产生。所以,对电力系统进行风险评估,需要掌握突发事故和天气灾害发生的规律和机理,做好预防和监管工作。
4 结语
继电保护是电力系统的重要条件,是保证电网安全运行的重要因素。对继电保护的重要性和可靠性因素、原理进行充分了解,对继电保护装置进行定期的检查和维护,才能保证电力系统的正常运行。
【关键词】发电厂;继电保护;装置性能
1.引言
在电力系统中,继电保护装置作为重要的安全卫士可以在短时间内将故障隔离,从而防止故障的继续蔓延,对电网造成更大的危害。在电厂中使用继电保护装置同样重要。就继电保护技术本来来说,其技术性较强,其关键技术体现在分析故障和处理故障上。本文对此进行了探讨。
2.发电厂继电保护作用及要求分析
将继电保护技术应用于发电厂中,主要原理是检测系统出现的异常信号并给出报警,同时将故障自动切离系统,提前对可能出现的故障进行防范。具体而言,继电保护在发电厂中的作用表现为:进行故障监测,如:在设备发生故障之前,继电保护装置能够进行异常信号的感知,并将故障切离系统,有效防止了元件的损坏;另外,继电保护装置在处理故障时十分迅速,可以避免停电。分析继电保护的基本要求,由于它要完成检测、报警、故障隔离等多种功能[1];因此,满足继电保护装置运行的基本要求是非常有必要的,应该符合其选择性、灵敏性和速度性。
3.继电保护装置工作原理分析
在发电厂中,常常会出现设备线路故障现象,这些故障必然会导致系统电流和电压的改变,如果改变值超出了系统所能够承受的范围,智能控制系统会给出相应的报警信号,技术人员也可以直接向断路器给出断开指令,以此实现故障的隔离,尽可能的减少故障所涉及的范围,这就是继电保护装置的工作原理。就其本质来说,它是对系统中的故障电流、故障电压或者是其他参数的变化进行监测,从而做出判断,给出动作指令。同时,继电保护装置也可以依据实际需要,将动作依据设定为其他参数,如:在变压器油箱中,可以将瓦斯的变化设定为其故障的参考信号。不管是采用什么参数,其基本原理和结构都是类似的;包括:测量装置、逻辑装置以及执行装置[2]。
4.继电保护装置基本性能
分析继电保护装置的基本性能,主要有以下几点:
1)可靠性
继电保护装置的可靠性直接关系到其使用效果;其可靠性主要表现在两个方面,一是故障动作的准确性,另一个是不会产生误动作。可靠性是最基本的要求,对此,需要从多个方面来保证:在配置上要合理,装置的制造质量要过关,技术性能要满足要求等。在电厂中,电力设备通常都有两个独立的回路,在断路器上分别装有不同的继电保护装置,两套设备互补,以实现对线路的保护。
2)选择性
在电厂中,继电保护装置需要进行故障判断,在决策制定时存在一定的选择性,是先断开故障的设备还是先断开故障的线路;此外,装置中的保护元件也具有选择性,需要配合其灵敏系数,以实现对设备和线路的保护。
3)灵敏性
继电保护的灵敏性可以通过灵敏系数体现,它是指能够允许的电流和电阻的变化范围。一旦电流超出灵敏系数范围,装置就会启动隔离功能。通过整定的方式可以实现灵敏系数和选择性的确定。
4)快速反应性
继电保护的快速性要求很容易被理解,当故障出现时,只有快速的将其隔离出去,才能保证其对系统造成的伤害最小。
5.继电保护装置的应用
继电保护装置在发电厂中的具体应用体现在以下几个方面。
5.1 对发电变压器组的保护
继电保护装置在保护发电厂中的发电变压器组时,需要对机组的型号予以充分的考虑;如:在某一大型的发电厂中,机组等设备的造价很高,维护起来十分复杂,停机检修会造成较大的经济损失。对此,在使用继电保护装置时,要求其配置可靠、灵敏并且快速。考虑到该电厂的实际情况,在对发电机和变压器进行保护时,选择了G60以及T60等保护设备;在对厂用变压器以及励磁变压器进行保护时,采用了C30保护设备。采用的这些保护装置具有十分成熟的技术,功能十分全面,在其硬件上包含有能够实现数组控制的相应处理器和芯片。可以采用DSP进行数据处理;因此,保护装置的效率能够得到提高。在实际应用中,可以依据具体情况对保护装置进行灵活选择,其依据是:发电机组的型号、电气控制系统的具体特点等;只有这样才能保证保护与运行控制之间的良好配合。另外,还应该考虑到装置的经济性和维护方面。
5.2 对发电厂电力系统的保护
机电保护装置在进行电厂电力系统保护时,需要充分考虑配合性,即:基于合理减少二次电缆,有效提高对应网络的自动化水平。如:在某发电厂中,将一套电厂用电监控系统配置在两台低压机组上,另外,将系统与上层的DCS相连接,并通过通信网络与继电保护装置相连接;利用监控系统可以实现对电度量的采集,并完成传输,最终实现对保护动作量的遥测以及通信。这种方式最终实现了对电源及保护装置的控制,它不仅提供开关遥控,还可以实现保护定值的查询和修改;自动化控制的可控性提高了,整个发电厂的电力系统更加安全。
5.3 对发电厂直流系统的保护
在发电厂中,直流系统是重要的组成部分,它为保护、开关以及自动装置等提供直流电[3]。因此,保证直流系统的可靠稳定对于整个电厂来说意义重大,它同时也是继电保护装置准确动作的前提条件和有力保障。对于厂用直流系统而言,其配置原则依据的是电气一次系统的分区;考虑到直流系统的远近,可以实现直流系统的冗余配置。如:在某发电厂中,由一套直流供电系统负责机组主厂房发电机组、自动控制装置、输煤系统保护等供电[4]。因此,继电保护装置需发电厂中的直流系统实施保护。
6.结束语
本文分析了电厂中继电保护的作用,对其工作原理进行了阐述,重点对其基本性能和特殊处理以及具体应用进行了探讨。总而言之,发电厂中的继电保护装置应用十分普遍。继电保护装置不仅需要具备共性的功能和性能,还应该依据发电厂的实际情况,在保证可靠性、选择性和灵敏性的前提下,针对具体网络实施保护。另外,为了满足发电厂智能化生产的需要,在选择继电保护装置时,应该配合自动控制系统,实现保护系统的自动化,从而提高保护效果。
参考文献
[1]曹汝鹏.电厂继电保护装置的应用与检修探讨[J].电力技术,2009(22).
[2]张兵海,王献志,李晓文.抽水蓄能机组几种特殊发变组保护整定配置原则探讨[J].水电自动化与大坝监测,2010(1).
关键词:6kV-10kv 供配电系统 继电保护
Pick to: this paper mainly introduces 6 kV-10 kV power supply system of the relay protection, this paper introduces the 6 kV-10 kV power supply the operation of the system began to simply expatiate on the function of the relay protection device and Settings, and commonly used several ways of current protection.
Keywords: 6 kV-10 kV power supply system protection
中图分类号:U224.3+1文献标识码:A 文章编号:
一、6kV-10kv供配电系统的运行
6kV-10kv供配电系统的运行状态主要有三种:
(1)系统的正常运行:指系统中各种设备或线路均在其额定状态(电压、电流、发热等)下进行工作,各种信号、指示和仪表均在允许范围内正常工作的状况。
(2)系统的故障:指某些设备或线路出现了危及其本身或系统的安全运行的事件,并有可能使事态进一步扩大的非正常的运行状况。
(3)系统的异常运行: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。
二、6kV-10kv供配电系统继电保护装置
1、6kV-10kv供配电系统继电保护装置的作用
在6kV-10kv系统中装设继电保护装置的主要作用是通过预报事故或缩小事故范围的发生,来达到提高系统运行的可靠性,并最大限度地保证供电的安全和不间断。作为6kV-10kv供配电系统保护装置,继电保护装置需要完成以下任务:
(1)在供配电系统中运行正常时,它应能完整、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。
(2)如供配电系统中发生故障时,它应能自动、迅速、有选择性地切除故障部分,保证非故障部分继续运行。
(3)当供配电系统中出现异常运行工况时,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。
2、 6kV-10kv供配电系统继电保护装置的设置
在6kV-10kv的供电线路、配电变压器和分段母线上一般应设置以下保护装置。
(1)供电线路。6kV线路一般均应装设过流保护。当过流保护的时限不大于0.5-0.7s并没有保护配合上的要求时,可不装设电流速断保护,但重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时,应装设略带时限的电流速断保护。
(2)配电变压器。当配电变压器容量小于400kVA时,一般采用高压熔断器保护。当配电变压器容量为400-630kVA,高压侧采用断路器时,应装设过流保护,而当过流保护时限大于0.5s时,还应装设电流速断保护,对于油浸式配电变压器还应装设瓦斯保护。当配电变压器容量为800kVA及以上时,应装设过流保护,而当过流保护时限大于0.5s时,还应装设电流速断保护,对于油浸式配电变压器还应装设瓦斯保护,另外还应装设温度报警保护。
(3)分段母线。对于不并列运行的分段母线,应装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸后自动解除。如采用的是反时限过流保护,其瞬动部分应解除,对于负荷等级较低的配电负荷中心或母线可不装设保护。
三、常用电流保护
1、反时限过流保护
所谓反时限过流保护,是指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。
2、定时限过电流保护
定时限过流保护是指,继电保护的动作时间与短路电流的大小无关,该时间是恒定的,靠时间继电器的整定来获得,时间继电器在一定范围内连续可调。定时限过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,须设置直流电源。定时限过流保护简单可靠,完全依靠选择动作时间来获得选择性,上下级的选择性配合比较容易,时限由时间继电器根据计算后获取的参数来整定,动作的选择性能够保证动作的灵敏性,能够满足要求,整定调试比较准确和方便。
3、电流速断保护:电流速断保护是一种无时限或略带时限动作的一种电流保护。它能在最短的时间内迅速切除短路故障,减小故障持续时间,防止事故扩大。电流速断保护又分为瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护两种。
瞬时电流速断保护与过流保护的区别在于,它的动作电流值不是躲过最大负荷电流,而是必须大于保护范围外部短路时的最大短路电流,即按躲过被保护线路末端可能产生的三相最大短路电流来整定,从而使速断保护范围被限制在被保护线路的内部,从整定值上保证了选择性,因此可以瞬时跳闸。瞬时电流速断保护的原理与定时限过流保护基本相同,只是由一只电磁式中间继电器替代了时间继电器。瞬时电流速断保护最大的优点是动作迅速,但只能保护线路的首端,因此常用略带时限的电流速断保护来消除瞬时电流速断保护的“死区”。略带时限的电流速断保护能保护全线路,它的保护范围就必然会延伸到下一段线路的始端去。
4、三段式过流保护
瞬时电流速断保护只能作为加速切除线路首端故障的辅助保护。略带时限的电流速断保护能保护线路的全长,但不能作为下一段线路的后备保护。定时限过流保护既可作为本级线路的后备保护,又可作为相邻下级线路的后备保护,但切除故障的时限较长。因此,为了对线路进行可靠而有效的保护,常把电流速断保护和定时限过电流保护相配合构成两段式电流保护。
通常在被保护线路较短时,第一段电流保护均采用略带时限的电流速断保护作为主保护。第二段采用定时限过流保护作为后备保护。在实际中还常采用二段式电流保护,就是以瞬时电流速断保护作为第一段,以加速切除线路首端的故障,用作辅助保护,以略带时限的电流速断保护作为第二段,以保护线路的全长,用作主保护。以定时限过流保护作为第三段,以作为线路全长和相邻下一级线路的后备保护。
5、零序电流保护
电力系统中发电机或变压器的中性点运行方式,有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地3种方式。6kV系统采用的是中性点不接地的运行方式。系统运行正常时,三相是对称的,三相对地间均匀分布有电容。在相电压作用下,每相都有一个超前90o的电容电流流入地中。这3个电容电流数值相等,相位相差120o,其和为零,中性点电位为零。
6kV中性点不接地系统中,当出现一相接地时,利用三相五柱式的TV的开口三角形的开口两端有无零序电压来实现绝缘监察。它可以在TV柜上通过3个相电压表和1个可切换监视3线电压的线电压表看到“一低、两高、三不变”。接在开口三角形开口两端的过压继电器动作,其常开接点接通信号继电器,并发出预告信号。采用这种装置比较简单,但不能立即发现接地点,因为只要网络中发生一相接地,则在同一电压等级的所有母线负荷上,均将出现零序电压,接有带绝缘监视TV的电力用户都会发出预告信号,即该装置没有选择性。为了查找接地点,需要电气人员进行事故特巡,查明无明显故障点后,再按照预先制定的“拉支路序位图”依次拉支路查找,并随之合上未接地的回路,直到找到接地点为止。
四、总结:6kV-10kv供配电系统能否安全、稳定、可靠地运行,不但直接关系到工厂企业用电的畅通,而且涉及到整个系统能否正常运行。为了确保6kV供配电系统的正常运行,必须正确设计和设置继电保护装置。
参考文献:
[1]孙泽斌,董正庆.浅谈6KV配电系统故障的查找与处理.黑龙江科技信息,2009(25).
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【关键词】110kV线路;继电保护;改进措施
引言
继电保护是对电力系统的故障和影响电力系统安全运行的异常工况进行研究,利用继电保护设备来保护电力系统和相关元件,从而实现反事故自动化的一种措施。继电保护可以保护电力系统正常运行,对电力系统的安全运行具有重要意义。随着我国社会经济和电力事业的不断发展,我国的继电保护系统也取得了较好的发展,其安全性和可靠性都获得了一定的提升。但是,随着供用电量的增加,人们对供用电安全性的要求越来越高,如何完善继电保护成为人们关注的话题。本文对继电保护概念和要求进行简要分析,结合一起110kV线路故障,对继电保护动作进行探讨,并结合相关知识提出了一些改进意见,希望能为我国电力事业的安全、高效发展做出一点贡献。
1 继电保护的作用和基本要求
1.1 继电保护的作用
在110kV线路中,继电保护装置可以有针对性的自动切除故障元件,从而减少故障设备的损坏,也可以避免故障设备对电力系统的其他部分造成影响,还可以有效降低事故影响;当电力系统中的设备出现异常状况时,继电保护装置可以依据具体情况做出反应,例如跳闸、收发信号等。因此,继电保护对于电力系统的安全运行具有重要意义。但是,继电保护并不是万能的,它只能在一定的延时范围内,依据故障的大小和损坏的程度做出反应,避免出现不必要的附加损害。
1.2 继电保护的基本要求
要实现继电保护装置对电力系统的保护作用,继电保护装置必须满足四个基本要求:(1)可靠性。继电保护装置必须具有可靠性,能对故障动作做出反应,在正常运行时不应该出现错误反应。(2)选择性。继电保护装置应该有一定的选择性,可以针对电力系统中的故障进行选择性切除,例如断开与故障点距离最近的断路器。(3)速动性。当电力系统出现故障的时候,继电保护装置必须在最短的时间内切除故障部位,从而降低故障部位对其他设备的影响。(4)具有一定的灵敏度。继电保护的灵敏度是指当电力系统的设备或者线路在保护范围内出现金属性短路等故障时,继电保护装置要及时做出反应,不应该出现拒绝动作。
2 110kV线路距离保护
电力系统中的距离保护是指根据反应故障点到保护安装点之间的距离来确定动作时间的保护原理。在110kV线路中,距离保护的I段、II段都具有比较高的灵敏度,可以在各种类型的多电源网络中确保动作具有选择性。但是,距离保护不能实现整条线路的速动,当故障位于线路的末端时,要实现线路的安全运行,就只能通过二段后备保护来切除故障。
距离保护分为接地距离保护和相间距离保护两个类型。接地距离保护作用于线路接地故障,一般使用零序电抗继电器,接地距离的I段是主保护,II段和III段是后备保护;相间距离保护作用于线路相间短路,一般使用方向阻抗继电器,相间距离的I段是主保护,II段和III段是后备保护。从具体运行过程来看,距离保护的I段是速断保护,作用时间短,反应迅速,但是I段保护并不能完全覆盖整条线路,一般只能达到该段线路全长的80%左右;距离保护的II段是一种带时限保护,其保护范围可以覆盖该段线路并有一定的延伸范围;距离保护的III段可以保护所在线路段以及该线路段的下一段线路,还有一定的延伸范围。
3 110kV线路故障分析及改造措施
3.1 线路故障分析
几年前,某市的110kV线路发生了一起线路故障,在故障前,甲站和乙站是利用110kV的双回线连接的,在线路的两端都设有110kV的线路保护。在该线路上还接有三个100kV的终端变电站,但是没有设置相应的线路保护。具体接线方式如图1所示。
当时乙线发生故障(图中X处),乙站与故障点接近的继电保护动作跳开开关,0.3秒后甲线的继电保护动作跳开开关,0.5秒后接近甲站的乙线继电保护开关跳闸,约1.7秒后,甲站的乙线继电保护开关重合,随后的十几秒内,乙站附近的甲线和乙线继电保护开关先后重合。当故障发生时,乙线两侧的继电保护装置跳闸是正常的继电保护动作,但是乙站附近甲线的继电保护开关跳闸是不符合正常的继电保护要求的,本文针对这一现象进行了调查分析,发现当天故障点遭到雷击接地,故障点既属于乙站乙线的距离保护范围,也属于甲站乙线距离二段保护的范围。当乙站附近的乙线继电保护装置跳闸后,甲线变成单向运行,保护的范围产生了变化。而故障点还属于乙站甲线的范围,继电保护装置就出现跳闸反应,此处跳闸后,故障点还在甲站乙线的距离保护范围内,继而引发甲站乙线机电保护装置跳闸。
3.2 改进措施