继电保护技术规程范文

时间:2023-12-15 17:29:20

导语:如何才能写好一篇继电保护技术规程,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

继电保护技术规程

篇1

关键词:继电保护设备;状态评估;状态检修

智能电网通过融合信息技术、计算机技术、通信技术、自动化技术和电力系统技术,形成新型的发电、输电和配电电网,包含海量的发电、输电、配电一次设备和二次设备,设备故障等问题严重影响智能电网的安全稳定运行。继电保护设备的安全运行直接影响一次设备的运行质量,过去对一次设备状态评估和状态检修进行了卓有成效的研究和应用。但是,原来越多的研究表明继电保护状态评估和检修有着重要的作用。如何提高继电保护设备运行可靠性,保证继电保护设备的安全运行成为亟待解决的问题。电力继电保护设备的检修主要采取定期检修方式进行,没有综合考虑设备运行参数、运行条件状况、监测数据等情况。设备故障或频繁停役检修费用和损失相当严重,采用传统的检修方式问题日益突出。继电保护设备状态检修得到越来越多的研究和应用。通过对设备状态信息进行分析,实现继电保护设备的状态情况的综合评估,按照设备状态评价结果,自动调整设备检修策略,制定科学检修计划,提高运行质量和检修效率。本文介绍继电保护设备状态检修基本导则,和评估标准的制定,阐述建立继电保护设备状态评估系统的基本原则,实现性能指标,对目前主要的状态评估方法进行综述分析。

1 继电保护状态评估标准

继电保护设备状态评估的标准需要参照规范性文件制定,常用的规范文件有:《GB/T14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程》、《DL/T995-2006继电保护和电网安全自动装置检验规程》、《GB/T14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程》、《DL/T623-2009电力系统继电保护及安全自动装置运行评价规程》、《DL/T587-2007微机继电保护装置运行管理规程》、《国家电网公司设备状态检修管理规定》、《国家电网公司输变电设备状态检修试验规程》等等。

在探索采用计算机辅助决策系统实现继电保护状态评价过程中,根据行业规范性文件,制定继电保护状态评估标准条款。建议由专家和专业人员组成标准的制定团队,首先参照相关规范性文件,由继电保护技术和维护部门、生产部和项目承担单位技术和工程人员组成标准起草小组,负责起草标准草案;由继电保护设备生产厂家、电力设计院、高校科研所和电力公司的专家、工程人员组成专家组,对提交的草案进行讨论,并形成专家反馈意见;由省调度部门、省公司生产部和科技部等权威人员及领导组成评审组,对提交修订草案进行评审,最后通过评审组的批准形成最终的标准。

2 继电保护状态评估系统建设

继电保护设备状态评估,通过分析表征设备状况的各种技术、性能指标和运行情况等状态量参数,参数包括继电保护设备状态量,继电保护设备缺陷和故障数据,以及巡检、停役检测记录数据,还有各种监测数据,对继电保护设备的运行状态进行综合评定,评估继电保护设备状态等级,确定设备是否处在影响其完成预定功能的状态。

继电保护状态评估系统的建立应该遵循一些基本原则:

⑴安全与可靠性原则:系统应满足电网信息安全管理要求,系统必须具有很高的可靠性和安全性,考虑网络通信、数据存储等安全性,系统可靠安全地与外部系统互联。⑵科学与合理性原则:继电保护设备实施状态评价必须准确可信地估计当前设备的状况,生成优化检修策略,并制定设备维修计划,给出具体检修决策建议,提高继电保护系统可用率,降低检修成本并提高维修效率。⑶开放与可扩展性原则:在系统建设中保证具有与外界进行信息交换与处理的能力,系统方便从外部系统获取数据,其分析结果可方便地被其它外部系统调用,并可实现二次开发。

继电保护状态评估系统的建立应该满足性能指标:⑴须准确可信地估计设备状况。⑵具有高可用率:系统全天24小时持续可用,系统的正常维护不影响系统运行。⑶具有高可靠率:系统设备平均无故障时间为数千数量级。⑷具有高响应速度和并发性:数据访问和系统响应时间数秒数量级,并发处理数十用户。

3 继电保护状态评估方法

目前继电保护状态评估方法主要有评分方式方法,采用模糊理论的方法,采用神经网络的方法,以及采用灰色关联度和理想解法的方法。

文献[1]研发输变电设备状态检修理系统,依据高压电气设备状态维修试验规程,设计了百分制量化的状态评分方法,根据试验评分、油试验评分、质量事件评分和家族缺陷评分实现状态综合评分,并且依据评分结果对维修策略进行调整,实现保证设备可靠性的条件下,提高设备可用率、降低检修成本的目的。引入模糊数学理论,文献[2]提出参量信息和描述语言的关联关系的模糊正态分布隶属函数进行状态参量信息表示,采用模糊综合评判方法实施继电保护装置状态量化评估。文献[3]应用模糊C均值聚类FCM算法对参数数据进行模糊聚类分析,结合专家评判法,对设备状态进行评估。考虑各种影响电气设备状态的因素,文献[4]采用教师模块对学习过程进行监督,通过调整神经网络的权值,实现设备状态情况的评估。基于灰色关联度和理想解法,文献[5]提出了电力设备状态维修策略决策方法,并综合考虑多个决策指标分析了电力变压器状态维修方案的决策过程。

4 总结

根据本文介绍和说明,依据继电保护设备状态评估基本原则,制定科学的继电保护状态评估标准,选用有效的继电保护设备状态评估方法,建立继电保护设备状态评估系统,才能科学实现继电保护设备状态评估,合理进行检修工作。

[参考文献]

[1]宋人杰,王晓东.输变电设备状态检修评估分析系统的研究.继电器,第36卷第9期.

[2]吴姜,蔡泽祥,胡春潮,曹建东.基于模糊正态分布隶属函数的继电保护装置状态评价.电力系统保护与控制,第40卷第5期.

[3]吕文超,吕飞鹏,张新峰.模糊聚类法在继电保护状态检修中的应用.电力系统及其自动化学报,第25卷第2期.

篇2

【关键词】电力系统;变电运行;继电保护

在电力系统中有着各种各样的电气设备及电网线路等,若电力系统在运行过程中出现问题就会对整个电网及电气设备造成极大的危害。为了保证电力系统的安全运行,必须要采用继电保护装置进行保护,以保证电力系统的正常运行[1]。随着人们对用电安全、质量的要求越来越高,从而对继电保护装置也提出更高的要求,以保证电力系统的安全运行。在电力系统中,继电保护装置可以起到维护系统稳定与预防出现大面积停电的作用。为了更好地保证电力系统的安全运行,对继电保护装置进行优化及升级非常有必要。

1 继电保护装置运行的性能要求

对于继电保护装置而言,对其运行的性能要求包括以下几点:

(1)可靠性。作为继电保护装置的基础性能,可靠性是保证充分发挥其自身优势的前提。继电保护的快速、可靠动作是避免变电运行状况恶化及保证变电安全、可靠运行的基础。据统计,有60%以上的电力系统事故都是因为继电保护不可靠动作引起的[2]。其中,继电保护可靠性主要包括正确动作率、平均无误动时间等指标。因此在进行继电保护可靠性评估时,必须要综合考虑正确动作率、保护误动频率及平均无误动时间等指标。另外,对保护装置的设计、按照、调试都必须严格按照标准进行,以保证保护装置的可靠运行。当保护装置投入运行之后,必须要做好装置的定期维护与保养工作;

(2)快速性。继电保护装置的快速性要求在发生电路故障时,保护装置能在第一时间动作,快速将故障切断,以使其他不受损坏。通过快速切断故障,从整体上提高变电运行的稳定性,有利于节省电力运营成本。

(3)灵敏性。继电保护装置的灵敏性要求在发现电路故障时,保护装置能在较短的时间内动作,并进行故障的处理。通过在短时间内切断故障,有利保证其他设备的安全。

(4)选择性。继电保护装置的选择性是要求当变电运行出现故障时,保护装置能够针对实际情况将故障点边上的断路器进行选择性切断,以保证部分无故障设备的正常运行。

2 继电保护装置的选型

继电保护在变电运行中发挥不可或缺的作用,因此,在继电保护过程中,必须根据实际的变电运行情况,进行合理设置继电保护,落实继电保护装置选型工作。大多情况下,继电保护装置的设置具有独立的特征,根据保护对象,采取针对性的配置方案,就地分散布置,电流电压量直接输入,动作后继电保护装置直接操作断路器跳闸。继电保护装置和综合自动系统具有完全独立的特征,可保证整个变电运行系统的安全性、可靠性。变电运行系统中所选的继电保护装置必须引进各种先进化的技术,切实符合电力系统反事故措施的相关标准,符合继电保护和安全自动装置技术规程规定,确保现场试运行的顺利展开,继电保护装置各项性能指标均能符合变电运行标准。继电保护装置在符合相关规程要求的基础上,必须充分保障现有相关设备的技术条件,综合考虑整个变电运行系统组网功能和技术发展趋向,进行选择可靠性较为明显、性价比较高、方便维护的继电保护产品。

3 在变电运行中继电保护的有效策略

变电运行中继电保护的目的就是提高继电保护的可靠性及其响应速度。而利用计算机技术与通信技术,能有效提高系统运行的安全性及可靠性。可根据线路的电压等级及其重要性,从而采取相应的继电保护方法。可在主变压器与线路保护中连接GOOSE网络作为信息传输线路。对主变压器、线路以及母线的保护方法如下:

3.1 主变压器的继电保护

作为变电系统中重要组成设备,变压器在电力系统中的作用非常重要。因此必须要加强对点变压器的全面保护,以避免其出现故障。可根据电压的等级与设备的容量在高、低压侧之间的安装性能良好、可靠性较强的继电保护装置。严格按照相关的安装要求,电压应采取双套配置进行保护,也就是智能终端和合并单元共同组成的双套配置系统。在进行配置时,主、后备一体化的配置可使第一套智能终端设备对应差动保护,而使第二套智能终端与合并单元及后备保护相对应。另外,由于继电保护装置对数据的获取主要是通过检测装置而检测出的电压电流量,因此能避免因网络干扰而影响继电保护系统的运行。同时,变压器终端设备既可以连接继电保护装置,也可以连接在GOOSE网络上,以使保护装置即使是在控制信号中断下还能通过GOOSE网络实现对智能终端的控制,并进行准确无误的动作。

3.2 线路的继电保护

在进行变电运行的线路保护时,测控和保护是共同完成的。线路保护可利用断路器与直接采样来实现,且与GOOSE网络进行连接,即使是在断路器失灵的情况下,系统还能有效发挥出线路保护的功能。同时,安装在各线路之间的保护装置,既可以与智能终端、合并单元进行串行相连,也可以和GOOSE网络进行连接。而主线系统与子线系统之间的电子式互感器,可对线路中的电压及电流信号进行测定,并传输至合并单元中进行数据的打包,然后利用光纤传输控制信号。

3.3 母线的继电保护

母线的继电保护可采取分布式设计方法,并通过单套配置保护母线,有利于促进保护装置和测控系统的集成。通过连接智能终端与合并单元,母线保护装置就能利用继电保护系统实现对故障的检测以及自动处理。

3.4 做好保护装置的巡检工作

通过对设备的全面巡检,若发现装置保护定值以及二次回路出现变更现象,必须要对这些现象进行核对及确认,并做好变更记录,在有关责任人签字确认后,及时采取有效措施进行处理。

3.5 做好继电保护装置的质量检验工作

在安装于调试好继电保护装置后,还要再一次检查与验收其质量、性能,以保证保护装置运行的可靠性。在检验质量时,应进行自检,再向厂家提交检验验收单,以让厂家采用试验手段进行检验,以确保其性能的稳定性及可靠性。

3.6 提高继电保护运行操作的准确性

变电运行维护人员必须要充分掌握继电保护装置的工作原则及结构,以便对保护装置进行准确的操作。在操作的过程中必须要严格按照标准执行,必须在获取调度的指令后才能进行投入或退出操作。另外,应将保证装置的相关信息编入到运行规程中,以提高投入、退出操作的准确性。

4 结束语

综上所述,在通过应用继电保护装置,合理选择继电保护装置的类型,从而实现对电力系统中所有电气设备的实时监控,当出现故障时能及时、准确、可靠地将故障部位切断,并保证其他无故障设备的正常运行。通过在主变压器、线路及母线中应用继电保护技术及计算机网络技术,能有效提高继电保护的可靠性,有利于保证电力系统的安全、可靠运行。

参考文献:

[1]沈平,周磊.对变电运行中继电保护的探析[J].电源技术应用,2013(9).

[2]马宏燕,郭萍.浅析变电运行中的继电保护问题[J].科技创新与应用,2014(3).

篇3

现就此项工作的开展情况向大家作一下汇报:

一.  领导重视、措施得力:

1. 成立专门的二次系统安全防护领导小组:

组长: 总工程师

副组长:副总工程师、生技部主任

成员:生产技术部、运行部、信息中心、仪控部专业负责人

2.组织安全防护小组人员认真学习电监会的文件精神,在思想、行动上提高对二次系统安全防护认识。

2.  领导牵头,不定期组织人员对二次系统进行排查。

二.  各专业检查情况:

1.运行专业

(1) 生产现场继电保护、安自装置运行管理规程、规定、典型操作票等符合上级调度要求及现场实际情况。

(2) 电网调度管理规程、公司生产调度规程已下发至现场;继电保护、安自装置状态变更时,值班日志记录规范。

(3) 严格执行操作票管理制度,二次设备状态与上级调度要求一致;

(4) 完成机组励磁系统、调速系统、PSS 的配置、参数与模型实测、整定情况核查,实测报告与计算分析数据一致性的核查。

(5) 安全自动装置,包括安控规定、定值单、现场运行规程及时更新,设备检修与维护的规程规定,装置使用按规定编制典型操作票,异常及事故情况下的处理措施及报送分析满足电网要求运行规程修订升版工作正在进行中要求年底完成。

2.继电保护专业:

(1) 执行落实继电保护“四项规程”(技术规程、整定规程、检验规程、评价规程),对照2012 年新颁布《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》整改。

(2) 继电保护专业有检验计划和检验报告,需完善现场设备巡检记录。标准化作业指导书、工作记录;由专门的事件分析制度。

(3) 现场保护装置及其信号灯的名称正确,消缺及时,我公司有严格的消缺闭环流程,有严格的定值管理制度,严格按照制度执行,完善现场设备检修记录。

(4) 执行保护规程和专业管理规定,涉网保护执行涉网保护定值限额,执行检验计划、反措和技改要求。

(5) 现场有部分备品,台账需完善。

(6) 控制和保护装置直流电源设计要符合规程规定。

(7) 保护双重化,双通道。图纸资料齐备,按照安徽省电网公司微机保护规程。

(8) 保护设备台账库及设备台账管理情况及管理规定完善。

(9) 继电保护班组及厂、站现场应备有齐全的与实际接线相符的竣工图。对于本单位编制的继电保护原理接线图、展开图和端子排图经过本单位领导审核批准,并且印刷出版。

(10)       继电保护技术改造新投产机组,无超期运行设备,暂无改造计划。

(11)       涉网保护定值由省调下发,换算,输入,经试验验证正确。

(12)       按照《微机保护软件管理规定》统一管理厂站内微机继电保护装置的软件版本。建立软件版本档案。软件版本变更有说明相关记录完整、清楚。

(13)   每月技术监督报表上报故障信息记录、分析、处理等情况。

3.自动化专业

(1)自动化管理规程和制度是否齐全、管理责任到位。新扩建工程的设备资料,工程资料、调试验收、竣工报告等齐全。

(2)具有自动化系统事故应急处理预案及网络拓扑图;部门的远动岗位责任制度、远动设备的技术管理制度、远动设备的运行管理制度。

(3)双路接入自动化通道,通讯主机双机可靠切换。

(4)自动化监控系统数据备份方式、策略及实际执行符合要求;备份介质存放符合要求。

(5)备品备件管理制度齐备、备品备件(特别是测控单元或变送器)存放及记录符合要求。

(6)采用双路直流110V、专用UPS供电,实验符合要求。

(7)有全厂对时系统柜图纸,现场运行正常。

(8)电能量采集装置为FFC+装置,有完善巡回检查记录本。

(9)机房已涂刷防静电漆,屏柜有专用接地。机房有空调及灭火器。

(10)  电厂机组涉网参数相关信号通过RTU送省调主站。采集省网要求的信号传送正确,PMU装置运行正常。

(11)  具备机组AGC(AVC)运行管理制度,机组AGC(AVC)相关信息按所属调度机构的要求正确送至有关调度主站。

(12)发电厂为所有自动化设备配备自动化专职或专责运维人。

4.通信专业

(1)现场通信设备及机柜的安装、接地、连接、标志、屏蔽、防雷等满足要求;具有接地电阻测试报告;现场通信机房配备空调、灭火器材等必要的设施,无易燃易爆物品;现场机房具备动力环境监控,并将监控信息传送至有人值班的场所。

(2)通信设备运行正常;图纸资料台帐齐全。

(3)通信设备电源可靠;符合规定;定期进行充放电试验。

(4)具备两路独立路由;满足“双设备、双路由、双电源”要求。

(5)现场光缆、电缆布线满足安全设计要求,标志清晰。

(6)具有完备的通信设备操作手册或故障处理指南;制订有详细的、切实可操作的通信设备应急处理预案。

(7)制定了设备定期巡检规定,有巡检记录。

(8)发电厂为所有通信设备配备通信专职或专责运维人员。

5.日常安全管理制度完善,不定期地对所有二次涉网设备进行安全隐患排查,消除安全隐患,保证设备的可靠运行。

三.  人员到位:

成立专门的二次系统安全防护领导小组,主管生产的总工程师黄学希任主要负责人,有指定的运行、继电保护、通信、自动化专责负责本厂所辖电力二次系统的公共安全设施,明确各业务系统专责人的安全管理责任。

四.  物资到位:

所有涉网设备的易坏备件均已补充到位,随时可以对损坏的设备进行更换。

五.  积极与电网公司联系、沟通、合作:

1.  我公司在建设时期,凡涉及到涉网设备的采购、安装调试,均与电网公司专业负责人进行联系沟通,以保证能选到最理想的设备接入电网公司。

篇4

关键词:继电保护;运行;可靠性

中图分类号: F406 文献标识码: A 文章编号:

0 引言

电力规程规定:任何电力设备(线路、母线、变压器等)都不允许在无继电保护的状态下运行。因此,如何提高继电保护运行的可靠性,保证继电保护的正确性,显得尤为重要。

1 继电保护装置的定义及继电保护的作用

1.1 继电保护装置的定义

继电保护装置是指反映电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

1.2 继电保护的作用

1.2.1 快速切除故障

当电力系统发生故障或被保护设备发生故障时,自动、迅速、有选择地将故障元件(设备)从电力系统中切除,使非故障部分继续正常运行,并使故障设备不再继续遭到损坏,以减小损失,满足电力系统的稳定性要求。

1.2.2 对异常情况进行告警提示

当电力系统发生异常运行或被保护的元器件发生异常时,保护能根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出相应的告警信号,以便运行人员进行处理,或由装置自动进行调整。

1.2.3 对所保护设备的运行状况进行监控

继电保护除了基本的保护功能外,还应具有更高的数据处理能力,可通过装置采样板对运行的电流、电压、相角及状态等参数进行采样、监控,并可远程传输至后台,从而实现正确判断所保护设备的运行状况。

1.2.4 能够进行装置的工作与备用间的快速切换

继电保护装置在完成继电保护功能的同时,还可实现保护、控制、测量、数据通信等方面的综合自动化。正常运行中,当工作电源突然中断时,可以通过继电保护装置和自动装置迅速将备用电源投入,以保证系统及设备的安全稳定运行。

2 继电保护的基本原理和基本要求

2.1 继电保护的基本原理

电力系统从正常运行到出现故障或异常时,它的电气量(电流、电压的大小和它们之间的相位角等)会发生显著变化,继电保护就是利用电气量的突变来鉴别系统有无发生故障或不正常运行状态,根据电气量的变化测量值与系统正常时的电气参数的对比检测故障类型和故障范围,以便有选择地切除故障。

2.2 继电保护的基本要求

(1)继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的基本要求。(2)在实际选用中,满足基本要求后还必须考虑经济性,在能实现电力系统安全运行的前提下,尽量采用投资少、维护费用

低的保护装置。

3 提高继电保护运行的可靠性

3.1 做好继电保护装置的验收工作

3.1.1 新安装的继电保护装置

对于新安装的继电保护装置在安装结束后,应认真检查回路接线及绝缘测试,合格后上电进行单体调试。调试后应先进行严格的带回路自检,并且专业负责人要牵头组织整组传动的三级验收工作(三级包含检修、运行及安监部门),合格并确认后才能进行试运行。同时,运行后还要用一次电流及工作电压检验,且要做带负荷试验测量六角图。

3.1.2 检修后的继电保护装置

对于检修后的继电保护装置,工作负责人应该进行严格自检,并且专业负责人要对保护进行整组传动的验收工作,合格并确认后方可恢复安措。

3.1.3 保护定值或二次回路变更

(1)对于保护装置进行整定值变更时,应严格按最新定值通知单执行,在校验合格且有第二人核对后,方可投入运行。(2)对于二次回路变更时,应严格按照设备异动申请报告执行,现场应按经审批后的图纸进行,应将无用的接线隔离清除,防止误拆或产生寄生回路,影响继电保护的正确运行.(3)变更后及时做好设备竣工报告,并在更改簿上记录变动的内容、时间、更改负责人、运行班长签名等。

3.1.4 保护的所属主设备改造

对保护的所属主设备改造后,要在电流互感器的根部进行通流采样核对,尤其是差动保护还要确定差动方向,最后进行试运行或带负荷试验。

3.2 做好继电保护装置的巡查工作

3.2.1 运行人员的巡查

(1)在接班前应对所属设备进行一次全面的检查。(2)运行中途每2 h 安排一次较全面的详细检查。(3)对继电保护装置巡视检查的内容有:保护运行灯闪烁及信号灯显示正常;开关、压板位置正确;无发热现象及焦臭味存在;对于微机保护有报告异常时,及时通知检修人员处理。

3.2.2 检修人员的巡查

(1)每天必须对继电保护装置进行认真全面的巡查。(2)运行

人员除了检查表面状态外,必须对主设备保护装置的采样、历史故障信号进行认真核对查看;还必须定期核查保护定值、保护装置时间及软件版本号等,以确保继电保护装置健康运行。(3)严格执行继电保护各项规定及措施,防止继电保护的“三误”事故发生。

3.3 做好继电保护的运行工作

(1)新设备投运前,运行人员要熟悉保护原理及二次图纸,应该根据图纸核对、熟悉现场二次回路端子、继电器及压板。(2)严格

按照“两票”的执行情况及继电保护运行规程操作。为保证保护投退准确,在运行规程中编入各套保护的名称、压板、保护所跳开关及压板使用说明,从而避免运行操作出差错。(3)发现继电保护运行中有异常或存在缺陷时,除了加强监视外,对能引起误动的保护按保护管理制度执行(请示总工后将其退出出口压板,然后联系检修人员处理)。

3.4 做好继电保护的定期维护及试验工作

(1)平时做到认真维护,一旦发现缺陷要及时清除。(2)为避免

运行人员在投退压板上误操作,应将跳闸压板和功能压板区用彩色纸标签区分开。(3)严格按保护装置的检修周期进行校验,在校验保护定值时要按最新定值单执行,并进行带回路及开关试验,确保保护的正确性。(4)保护进行传动试验时,应通知运行人员和有关人员,并由工作负责人或由其指派专人到现场监视,方可进行。

3.5 做好保护动作后的分析工作

(1)一旦发生保护动作,开关跳闸后,严禁立即将信号复归,而应检查动作情况并判明原因,做好记录。(2)在保护动作后应根据保护动作情况结合录波数据及当时运行状况进行全面分析,以判断保护动作的正确性。(3)凡属不正确动作的保护装置,应及时组织现场检查和分析处理,找出原因,提出防范措施,避免发生重复性事故。

3.6 做好保护装置的技术改造工作

3.6.1 加强直流电源的管理

(1) 要提高二次绝缘水平,防止发生绝缘降低或直流接地现象,造成保护的拒动或误动。(2)对二次回路的直流电源进行整改,使控制、保护回路逐步分开,并且有两路电源,做到一用一备。这样既便于直流接地的查找与处理,又可避免直流接地时引起的保护误动或拒动。

3.6.2 加强二次回路的管理

(1)对现场二次回路小线,保护压板及继电器的接线标号、电缆标示牌应做到准确、美观、清楚。(2)应定期对二次回路进行全面

检查,严防寄生二次线的存在,杜绝回路错误或寄生回路引起的保

护误动作。(3)交直流回路都是独立系统,为避免相互干扰,在二次回路中交直流不能共用一根电缆。(4)二次回路图必须符合现场实际情况,并应根据异动情况不断的加以完善。

3.6.3 及时对保护装置进行换型

(1)对缺陷多、超期运行且保护功能不满足电网要求的保护装置,要及时换型。(2)及时换型可以避免造成不必要的误动或拒动,提高继电保护运行的可靠性,从而达到提升系统稳定性的作用。(3)换型时首先应考虑满足可靠性、选择性、灵敏性及快速性要求;其次考虑运行维护、调试方便,且便于统一管理。

4 结语

我们只有做好继电保护装置的定期维护及试验,按时巡查其运行状况,发现缺陷及时处理,并做好继电保护的管理工作,才能全面提高继电保护的运行可靠性;才能在发生故障时将故障点从故障系统中切除;才能保证无故障设备迅速恢复正常运行;才能有效减少经济损失、提高经济效益,从根本上实现继电保护。就以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、数据通信一体化和人工智能化,这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。

[参考文献]

[1] GB/ T14285—2006 继电保护和安全自动装置技术规程[S]

[2] 国家电力调度通信中心. 电力系统继电保护实用技术问答[M]. 北京:中国电力出版社,2000

篇5

[关键词]电力系统 ;继电保护; 现状

中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)31-0265-01

前言:电力工业是国家经济发展战略中的重点和先行产业,现代工业的发展都离不开电力的支持。由于电力的这种重要地位,对电力进行继电保护显得至关重要。通过继电保护可以在电力系统发生故障时,第一时间排除故障,从而将损失降到最低。不断创新、完善继电保护技术是电力系统保护的重要内容。

1. 概述

1.1 继电保护的含义

继电保护技术通常是指根据电力系统故障和危机安全运行的异常工况,提出切实可行的对策的反事故自动化措施。一般来说,一套继电保护装置由3个部分组成,即测量部分、逻辑部分和执行部分。测量部分用于测量被保护装置的工作状态电气参数,与整定值进行比较,从而判断保护装置是否应该启动。逻辑部分,根据测量部分逻辑输出信号的性质、先后顺序、持续时间等,使保护装置按一定的逻辑关系判定故障类型和范围,确定保护装置如何动作。执行部分根据接收到的逻辑部分的信号,完成跳闸、发出信号等动作[1]。

1.2 继电保护的基本任务

继电保护是保证电力系统安全运行、提高经济效益的有效技术,其基本任务是自动的、迅速的、有选择性的将故障元件从电力系统切除,迅速恢复非故障部分的正常供电,要求能正确反映电气设备的不正常运行状态,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,或由装置自动调整,并要能与供配电系统的自动装置,如自动重合闸装置ARD、备用电源自动投入装置APD等配合,根据电网运行方式,选择短路类型,选择分值系数,缩短事故停电时间,提高供电系统的运行可靠性。

2.继电保护存在的问题及解决方法

2.1 继电保护常见问题

继电保护可能因为系统软件因素发生不可靠性情况。软件出错将导致保护装置误动或拒动。继电保护系统硬件装置因素也会出现不可靠情况。由二次回路绝缘老化、导致接地等原因造成的故障在继电保护系统故障中占有一定比例。而对于通道及接口,高频保护的收发信机、纵联差动保护的光纤、微波的通信接口等装置系统易于发生通信阻断故障,直接影响继电保护装置的正确动作。此外,安装人员未能按设计要求正确接线或接线中极性不正确等误接线问题和检修、运行人员的误操作问题在不少电网中都曾发生过。

2.1 继电保护过程中事故处理方法

要进行继电保护时,只要正确充分利用微机提供的故障信息,对于经常发生的简单事故是较容易排除的,但对少数故障仅凭经验是难以解决的,应采取正确的方法和步骤进行。要正确对待人为事故,充分利用故障录波和时间记录。微机事件记录、故障录波图形、装置灯光显示信号是事故处理的重要依据,根据有用信息作出正确判断是解决问题的关键。还应运用正确的检查方法,常用的检查方法有逆序检查法、顺序检查法和运用整组试验法。顺序检查法常应用在保护出现误动时,具体表现在如果利用微机事件记录和故障录波不能在短时间内找到事故发生的根源时,应注意从事故发生的结果出发,一级一级的往前查找,直到找到根源为止。逆序检查法是利用检验调试的手段来寻找故障的根源[2]。按外部检查、绝缘检测、定值检查、电源性能测试、保护性能检查等顺序进行。这种方法主要应用于微机保护出现拒动或者逻辑出现问题的事故处理中。运用整组试验法主要目的是检查保护装置的动作逻辑、动作时间是否正常,往往可以用很短的时间再现故障,并判明问题的根源。如出现异常,再结合其他方法进行检查。

2.2 提高运行操作准确性要点

为保证保护投退准确,在运行规程中编入各套保护的名称、压板、时限、保护所跳开关及压板使用说明。由于规定明确,执行严格,减少运行值班人员查阅保护图的时间,避免运行操作出差错。特殊情况下的保护操作,除了部分在规程中明确规定外,运行人员主要是通过培训学习来掌握的。发现继电保护运行中有异常或存在缺陷时,除了加强监视外,对能引起误动的保护退其出口压板,然后联系继保人员处理。如发生当直流电源消失,定期通道试验参数不符合要求,或装置故障或通道异常信号发出无法复归等异常情况,均应及时退出。微机保护总告警灯亮,同时4个保护(高频、距离、零序、综重)之一告警灯亮时,退出相应保护。

3.继电保护发展方向

3.1 继电保护计算机化

按照著名的摩尔定律,芯片上的集成度每隔18-24个月翻一番。其结果是不仅计算机硬件的性能成倍增加,价格也在迅速降低。微处理机的发展主要体现在单片化及相关功能的极大增强,片内硬件资源得到很大扩充,单片机与DSP芯片二者技术上的融合,运算能力的显著提高以及嵌入式网络通信芯片的出现及应用等方面。这些发展使硬件设计更加方便,高性价比使冗余设计成为可能,为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。继电保护装置的计算机化是不可逆转的发展趋势。电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护基本功能外,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,强大的通信功能,与其他保护、控制装置和调度联网以供享全系统数据、信息和网络资源的能力、高级语言编程等[3]。

3.2 继电保护网络化

网络保护是计算机技术、通信技术、网络技术和微机保护相结合的产物,通过计算机网络来实现各种保护功能,如线路保护、变压器保护、母线保护等。电力系统网络型继电保护是一种新型的继电保护,是微机保护技术发展的必然趋势。它建立在计算机技术、网络技术、通信技术以及微机保护技术发展的基础上。网络保护系统中网省级、省市级和市级主干网络拓扑结构,以及分站系统拓扑结构均可采用简单、可靠的总线结构、星形结构、环形结构等。分站保护系统在整个网络保护系统中是最重要的一个环节。分站保护系统有两种模式:一是利用现有微机保护;另一个是组建新系统,各种保护功能完全由分站系统保护管理机实现。由于继电保护在电网中的重要性,必须采取有针对性的网络安全控制策略,以确保网络保护系统的安全。

3.3 继电保护智能化

随着计算机技术的飞速发展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不断被应用于计算机继电保护中。随着人工智能技术的不断发展,新的方法也在不断涌现,在电力系统继电保护中的应用范围也在不断扩大,为继电保护的发展注人了新的活力。将不同的人工智能技术结合在一起,分析不确定因素对保护系统的影响,从而提高保护动作的可靠性,是今后智能保护的发展方向。虽然上述智能方法在电力系统继电保护中应用取得了一些成果,但这些理论本身还不是很成熟,需要进一步完善。随着电力系统的高速发展和计算机、通信等各种技术的进步和发展,可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。

4.结语

随着现代科学技术的进步,电力系统也伴随着计算机技术、通讯技术的发展实现了巨大飞跃。继电保护将朝着更加计算机化、网络化和智能化的方向发展。这些都离不开继电保护工作者的辛勤劳动。最终保障我国国家电网安全稳定运行。

参考文献

[1]《继电保护和安全自动装置技术规程》(GB14285- 93).

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关键词:变电运行;继电保护;可靠性

中图分类号:TM58 文献标识码:A

引言:

随着经济社会的快速发展和人们生活水平的不断提高,对电能的需求量和供电稳定性都提出了相应更高的要求,变电运行是输配电系统的关键,变电运行的可靠性和稳定性直接影响着整个电力系统的运行状态。而继电保护是变电运行系统的重要组成部分,是变电稳定运行的重要屏障。继电保护作为电力系统中必不可少的组成部分,对确保电力系统安全运行、保证电能质量、避免故障的扩大和事故的发生,都起着尤为重要的作用。

变电继电保护概述

继电保护的含义

继电保护系统主要包括了电流电压互感器、继电保护装置、自动重合闸、断路器等。继电保护系统是串联系统,系统中任何一个环节发生故障,均会造成整个继电保护系统丧失应有的保护功能,降低继电保护系统的可靠性。变电运行的继电保护的可分为两个部分进行阐述,一是继电保护装置,二是继电保护技术。继电保护装置,是一种在变电系统中电气元件处于不正常运行状态或发生故障时,发出信号或动作于断路器跳闸的自动装置。继电保护技术,主要包括变电系统故障分析技术、继电保护配置设计技术、继电保护原理及实现技术、继电保护运行技术以及继电保护维护技术等。合理运用继电保护技术,是确保变电运用安全性和可靠性的重要保障。

变电运行继电保护的基本原理

变电运行中会发生多种故障,其中危害最大、最为常见的故障就是短路事故。利用变电运行发生故障时与正常运行时,各个物理量之间的差别,构成不同类型与原理的继电保护装置,其主要包括以下几种类型:

一是,反映电流变化的电流保护,具体包括电流速断保护、零序电流保护、过负荷保护、定时限过电流保护、反时限过电流保护等。

二是,反映电压变化的电压保护,具体包括反映电流、电压之间相位角变化和电流变化的过电流保护、过电压保护、低电压保护。

三是,反映输入和输出电流之差的差动保护,具体包括纵联差动保护、横联差动保护。

四是,反映电流和电压之间比值,反映保护安装处阻抗到短路点的距离保护。

五是,反映变电运行频率变化的周波保护。

六是,瓦斯保护,即反映变压器内部故障的气体保护,具体包括轻瓦斯保护、重瓦斯保护。

七是,反映变压器温度变化的温度保护。

变电运行中继电保护的原则

在变电运行中,继电保护遵循“保护压板投、退”的一般原则。

保护硬压板应遵循的原则

保护硬压板应遵循的原则是开关在合闸位置时,投入保护压板前测量两端电位需用高内阻电压表,尤其是跳闸出口压板及与其他运行设备相关的压板,但当出现压板下端为正电位,上端为负电位的情况时,即出口压板两端都有电位时,此时若投入压板将会导致开关跳闸,跳闸灯的实际状态必须要能够认真地分析,并且绝对不允许进行复归处理,因为一旦复归后将会导致保护跳闸出口接点已粘死,如果出口压板的两侧都没有电位,那么就应该认真地核对开关的实际情况,检查开关有没有跳开或者是电源未有效连接等情况。

保护软压板应遵循的原则

与二次回路直接连接的是保护硬压板,还有另一类保护压板即保护软压板,它可以用来监控后台机、调度后台机远方投、退保护。它应遵循与保护硬压板配合的原则,利用“与”的关系来决定保护功能的投和退,即只有在两种压板都投入且控制值整定为投入时,此时才可以表现出其保护性能,假如其中的某一项离开,则此功能将无法实现。一般当软压板设置在投入状态的情况下,运行人员只能操作硬压板,假如是一套保护装置的主保护和后备保护共用跳闸出口的情况,则退出这套保护装置中的某些保护时只能退其功能压板,而不能退出口压板,这是因为如果退出了出口压板,那么装置中的其它的保护也不会具备应有保护功能了。

变电运行中继电保护的可靠性分析

可靠性指的是继电保护的系统、设备或元件,在变电运行中的规定条件和预定时间内,完成规定功能的能力。确保变电运行安全和可靠的第一道防线,就是继电保护。继电保护快速、可靠的动作能够有效遏制变电运行状态的恶化,保障安全、稳定、可靠的变电运行。继电保护的可靠性指标主要有无误动工作概论、正确动作率、平均无误动时间等。正确动作率在继电保护可靠性研究的初期发挥着重要作用,其是通过一定时期内继电保护装置正确动作次数和继电保护装置总动作次数之比,对继电保护的可靠性进行评估的,能够在一定程度上反映继电保护水平,但是“正确动作率”没有考虑区外故障正确不动作次数,难以全面地反映继电保护的可靠性。因此,在评估继电保护可靠性时,还需要综合考虑平均无误动时间、保护据动失效率、保护误动频率等指标。

继电保护装置的选型

继电保护在变电运行中占据着重要地位,根据变电运行的情况合理设置继电保护,做好继电保护装置选型工作,是非常重要的。通常情况下,继电保护装置仍然是独立设置的,根据保护对象进行配置,就地分散布置,电流电压量直接输入,动作后继电保护装置直接操作断路器跳闸。继电保护装置和综合自动系统完全独立,确保整个变电运行系统的可靠性。变电运行系统中所选的继电保护装置需要具有较高的安全可靠性与成熟的技术,符合电力系统反事故措施的相关规定,符合《继电保护和安全自动装置技术规程》的有关规定,并进行现场试运行,确保继电保护装置各项性能指标均能够符合变电运行的要求。继电保护装置在符合相关规程要求的基础上,还需充分考虑现有相关设备的技术条件,兼顾整个变电运行系统组网功能和技术发展的情况,选择运行可靠性强、性价比较高、便于维护的继电保护产品。

五、变电站内保护及自动化装置的细化管理

可编制“保护及自动装置操作指南”

由于变电站内保护及自动装置较多,菜单操作分级过多,值班员在进行操作或调取报告时容易模糊某信息的含义或某一功能菜单的操作,为了解决这一矛盾,可编制“保护及自动装置操作指南”,并置于保护屏内,方便值班员及时查阅并为操作和处理事故提供最直观的技术指导。

可编制“保护及自动装置压板对地电位表”

变电站现有的保护及自动装置型号种类多样,部分功能压板对地电位不一致,造成了值班员记忆混淆,为了确保操作的万无一失,建议变电站在查对相关技术资料、咨询相关试验、检修人及厂家工作人员和参考试验数据后,针对同类装置和压板,绘制“保护及自动装置压板对地电位表”,置于保护屏内,值班员在进行压板投入操作时如有疑问可快速查阅此表。

可编制“继电保护及自动装置正常状态表”

根据有效的继保定值单,对站内每块保护屏上的压板、操作把手等编制“保护及自动装置压板正常状态表”,记录每一块压板、操作把手当前的正确状态和功能,存放于保护屏内,当值班员进行设备巡视检查时将设备状态与对此表对照即可确定设备当前状态是否正确。

六、结束语

继电保护技术作为保证变电运行安全的核心技术,良好的继电保护配置方案与网络结构,对提高变电安全性和稳定性都起到了重要作用。变电运行中的继电保护装置需要具备可靠性、灵敏性、速动性与选择性,能够准确反映变电运行异常工作状况或故障,既能够正确动作,又能够快速动作,即能够预报事故的发生,又能够缩小事故范围。因此,需要做好继电保护的选型、安装调试以及维护工作,以保证变电运行的安全性。

参考文献:

[1]苏忠阳.赵有铖.刘之尧.能量管理系统和继电保护信息系统集成平台研究[J].南方电网技术.2008(06)

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关键词:继电保护;原则;原理

中图分类号:TB文献标识码:A文章编号:1672-3198(2012)15-0194-01

电力系统中发生故障时,若不采取有效措施,势必给经济带来重大损失。因此,一旦电力系统中出现故障时,必须尽快地将故障切除,恢复正常运行,减少对用电单位的影响;而当出现不正常运行方式时要及时处理,以免引起设备故障。继电保护的任务就是自动、迅速、有选择性地将系统中的故障切除,或在系统出现不正常运行情况时,发出各种信号。

为了保证对用电单位的连续供电,故障切除后应尽快地使电气设备再次投入运行或由其他电源和设备来代替工作。因此,电力系统中除安装大量保护装置外,还需装设各种自动装置,如自动重合闸、备用电源自动投入以及自动低频减载装置等,它们虽属电力系统自动化的范畴,但与继电保护装置有密切关系。

继电保护是用来保护电力系统和用电设备安全可靠运行的一种装置。人们发现在电力系统中发生短路时,会产生很大的电流,因此,首先出现了反应电流的保护装置。最初的电流保护就是熔断器,而且把它作为重要电气设备的保护。随着电力系统的发展,设备和系统容量都越来越大,系统接线也越来越复杂,因此在许多情况下,单靠熔断器就不能很好地满足快速、灵敏、有选择地断开故障的要求,于是就开始采用继电器作用于断路器跳闸的继电保护装置。

通过以上论述,我们不难发现,对继电保护装置的基本要求是选择性、速动性、灵敏性和可靠性。

1 选择性

系统发生故障时,继电保护装置应有选择地切除故障部分,使非故障部分保持继续运这种性能称为继电保护装置的选择性。继电保护的选择性,可采用下面二种方法获得:

(1)对带阶段特性与反时限特性的保护装置,用上下级断路器之间动作时限和灵敏性相互配合来得到选择性,即由故障点至电源方向逐渐降低其灵敏性与提高时限级差。具体要求是:时限级差应有0.5秒以上,上级断路器保护整定值应比串联的下级断路器保护整定值至少大1.1-1.15倍(即配合系数KPh)。

(2)继电保护装置无选择性动作而以自动重合闸或备用电源自动投入的方法来补救。

2 速动性

短路时快速切除故障,可以缩小故障范围、减小短路电流引起的破坏程度、减小对用电单位的影响、提高电力系统的稳定。因此在可能条件下,继电保护装置应力求快速动作。上述性能称为继电保护装置的速动性。

故障切除时间等于继电保护装置动作时间与断路器跳闸时间之和。目前油断路器的跳闸时间约0.15-0.1秒,空气断路器的跳闸时间约0.05-0.06秒。一般快速保护装置的动作时间约0.08-0.12秒,现在高压电网中快速保护装置的最小动作时间约0.02-0.03秒。所以切除故障的最小时间可达0.07-0.09秒。对不同电压等级和不同结构的网络,切除故障的最小时间有不同要求。—般对220-330千伏的网络为0.04-0.1秒,对110千伏的网络为0.1-0.7秒,对配电网络为0.5-1.0秒。因此,目前生产的继电保护装置,一般都可满足网络对快速切除故障的要求。

但速动性与选择性在一定情况下是有矛盾的,根据选择性相互配合的要求,在某些情况下,不能用速动保护装置。

对于仅动作于信号的保护装置,如过负荷保护,不要求速动性。

3 灵敏性

继电保护装置对被保护设备可能发生的故障和不正常运行状态的反应能力要强,要求能够灵敏地感受和动作。这种性能称为继电保护装置的灵敏性。

继电保护装置的灵敏性以灵敏系数来衡量。对不同作用的保护装置和被保扩设备所要求的灵敏系数是不同的,在《继电保护和自动装置设计技术规程》中都有规定。

4 可靠性

继电保护装置对被保护范围内发生属于它应动作的各种故障和不正常运行状态,应保证不拒绝动作,而在正常运行或即使发生故障但不属于它应动作的情况下,应保证不误动作。这种性能称为继电保护装置的可靠性。保证继电保护装置能有足够的可靠性,应注意如下几点:要求选用的继电器质量好、结构简单、工作可靠;设计接线时,力求简化,使用继电器和继电器触点最少;正确选定继电保护的整定值。由于计算及检验的误差,保护的整定值应是在保护的计算值上乘一个可靠系数kk。一般可靠系数kk取1.2-1.5;高质量的安装、定期检验和维修继电器。

上述对继电保护装置的四个基本要求互相联系,又互相制约。因此,在考虑继电保护方案对应根据具体情况,对四个基本要求统筹兼顾,并辨证地看待和解决这四个基本要求之间的矛盾。最后,继电保护装置在满足四个基本要求下还应尽量简单。

继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障,是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能,需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。

不对称短路时,出现相序分量,如两相及单相接地短路时,出现负序电流和负序电压分量;单相接地时,出现负序和零序电流和电压分量。这些分量在正常运行时是不出现的。利用短路故障时电气量的变化,便可构成各种原理的继电保护。此外,除了上述反应工频电气量的保护外,还有反应非工频电气量的保护。

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关键词:继电保护 干扰分析保护装置

1引言

随着科技与电网的发展、输电线路电压等级的提高,对电网一次设备和继电保护装置的安全稳定运行提出了更高的要求。继电保护装置发展为集成型和微机型之后,因半导体元件的大量使用,使得二次回路和设备上的电磁干扰问题开始日渐突出。继电保护装置还在采用电磁型元件时,因为元件本身抗干扰能力较强,干扰问题还不够突出。

变电所恰是一个具有高强度电磁场的特殊环境,装设在高压变电所的继电保护和自动装置总是受到正常运行情况下和某些特殊情况下产生干扰的侵害。影响继电保护和安全自动装置的干扰主要包括来自一次系统的干扰(雷击)、一次系统发生的故障、在变电所内进行断路器,隔离刀闸的操作等等,也包括来自二次回路本身的干扰:例如断开中间继电器的电磁线圈、近距离使用对讲机、手机、人身静电对设备外壳放电、微机保护的算法、电缆的对地电容、交流成份窜入直流回路等。

变电所一次设备上的强电磁干扰和二次回路本身的电磁干扰是通过感应、传导和辐射等途径引入到继电保护装置中的半导体元件上的。当干扰水平超过装置逻辑元件允许的干扰水平时,将引起继电保护装置的不正常工作。从而使整个装置的工作逻辑或出口逻辑异常,这将会导致继电保护装置在正常情况下误动、误跳开关,系统故障情况下拒动或误动扩大事故范围。这些不正确的动作行为对系统安全稳定都有可能造成十分严重的后果。因此变电所的电磁干扰和继电保护装置的抗电磁干扰就成为一对很突出的矛盾。所以为了继电保护装置和自动装置能够安全可靠的运行,整体上需要做好两方面的工作:一方面是提高继电保护装置本身抗干扰能力,尤其微机保护在软硬件上要提高抗干扰能力;另一方面是必须限制引入到继电保护装置的干扰要低于装置本身的耐受干扰水平。在设计、安装、施工时尽可能的全面估计干扰的种类,通过一些有效的手段将干扰降至最低。

2常见干扰分析

2.1高频干扰

变电所内对二次回路及二次联接设备产生高频干扰的重要来源主要有:断路器的操作送电、隔离刀闸带电操作空母线(例如旁路母线)等。对于隔离刀闸向空母线充电可以等效为隔离刀闸合闸于不带电

的纯电容负荷。如图1所示:

当隔离开刀闸动静触点逐渐接近时,两触点间电场强度随之增大,直到发生拉弧现象。一般情况下由于隔离刀闸操作速度较慢,第一次拉弧多数发生在电源侧工频电压最大值附近,当闪络拉弧开始,电流将通过隔离刀闸触点向电容迅速充电。在电容充满电压的同时,Us于U间电压为零,这时开关触点间电源侧的电容充电的回路自然中断。通过零电位点后,由于电源侧Us随着工频电压变化幅值和相位,导致Us与U之间的电压又开始增大,逐渐Us与U倒换极性,当它们之间的电压增大到击穿电压时,开关触点第二次被击穿。同时又对电容快速充电。伴随着触点间隙逐步靠近,隔离刀闸动静触头间击穿电压也逐步降低,每一次闪络拉弧的电压幅值也越来越小。所以当合闸过程继续进行时,所产生的高频干扰严重性迅速降低。(对于拉开空母线的情况则与上述过程完全相反。)

隔离刀闸带电合空母线在开始闪络拉弧的初始阶段将产生每秒钟二三百次的再点弧过程。每次都将产生前沿很陡的电流与电压波,这些波沿母线传播,并经母线终端或各种电容器设备注入地网(例如电容式电压互感器),行波在每一个断点处都产生反射,从而产生各种高频振荡,其频率范围一般为50kHz至5MHz之间。这些高频振荡与二次回路耦合会感生出强烈的干扰。

2.2辐射干扰

在手机、步话机的附近会产生强辐射电场和相应的磁场,变化的磁场会在附近的半导体器件回路中将感应高频电压,形成了一个假的信号源,在经过整流后可能将数字回路的逻辑电位偏移甚至造成逻辑混乱,经实验在一些收发讯机,录波器1M范围内使用手机,

步话机,收发讯机会启动,同样录波器也会启动。由此可以看出辐射干扰对保护装置的影响是不容忽视的。

2.3工频干扰

当变电所内发生接地故障时。会在变电所地网中和大地中流过接地故障电流,通过地网的接地电阻,使接地故障后的变电所地网电位高于大地电位,该电位的幅值决定于地网接地电阻及入地电流的大小,按我国有关规程规定其最大值可达每千安故障电流10v。

2.4直流电源干扰

对于直接电源的干扰主要有两个方面,其一是直流回路上发生故障或其它原因产生的短时电源中断与恢复。因为抗干扰电容与分布电容的影响,直流的恢复可能极短,也可能较长,在直流电压的恢复过程中,电子设备内部的逻辑回路会发生畸变,造成继电保护功能紊乱而引起误发信号,误输出跳闸命令的错误动作行为;另一种情况是因外部原因致使直流回路中窜入交流分量,这种情况对经长电缆自变电所引入保护装置的控制及信号回路都有很大的影响。也就是说直流电源中一旦串入交流成份,便会影响继电保护设备的动作行为,对系统的稳定造成很大的破坏。

2.5静电放电干扰

在干燥的环境下,工作人员的衣物上可能会带有高电压,在穿绝缘鞋的情况下,他们可以将电荷带到很远的地方,所以当工作人员接触电子设备时会对其放电,放电的程度依设备的接地情况,环境不同而不同,严重时会烧毁电子元件。

2.6雷击

雷击对变电所的一次、二次设备都产生很大的影响。有研究结果表明,对于干扰而言:雷击相似于幅值平均为25kA的冲击型电流源,其上升时间从1μs到大于50μs,衰减到一半幅值的时间从几十μs到几百μs不等。无论雷击在变电所的什么部位上,最终的雷击波都将经变电所母线四面传播,并经避雷器入地。由于电与磁之间的耦合,会在导线与地面之间产生干扰电波,这种干扰在屏蔽电缆中感应的电压波形决定于电缆本身的谐振频率。对于普通的屏蔽电缆,在严重雷击时其干扰将超过1kV。雷击的另一重要影响是雷击电流流入大地后产生的暂态地电位升高。当变电所接地部位直接雷击或雷击电流经避雷器入地时,高频电流会因为地网的高电阻,从设备到地网接地线的

接地阻抗等等引起的暂态地电位升高。

3抗干扰措施

为了提高继电保护及自动装置的安全运行水平,一方面要在二次设备本身的选择,设计上提高抗干扰能力;另一方面在变电所也要采取一些抗干扰措施,从一次方面降低干扰水平。所以,针对几种不同的干扰,在变电所和继电保护装置的软硬件上需要采取抗干扰措施。

3.1变电所的抗干扰措施

3.1.1控制电缆、模拟量电缆屏蔽层应在两端同时可靠接地。

在220kV及以上的变电所中,所有用于连接由开关场引入电子设备间继电保护装置的电缆即电流、电压和直流跳闸电缆都应当在开关场和电子设备间两端将屏蔽层可靠接地,这是一种极其重要的抗干扰措施。在现行的继电保护工作规程中都明确指出必须在设计施工时严格执行该措施。有些地区为提高抗干扰的能力还给屏蔽电缆并行一根粗的接地导线,达到降低屏蔽层两接地点间地电位差的效果,那样抗干扰的能力会更加显著。

3.1.2高频电缆屏蔽层两端接地、并辅以并行的接地粗导线。

每一变电所布设一根100mm2的粗导线,置于电缆架的最上层,沿途向各耦合电容分叉,分叉处必须焊接。所有高频电缆的分布最好与粗导线紧密相邻,以取得最理想的屏蔽效果。并根据反措要求在高频电缆芯的接线回路中窜入一个小容量电容(0.047μf),达到提高抗干扰能力。

3.1.3电流、电压互感器二次回路保证只有一点接地。

关于互感器的接地方法,在国内外的相关规程中都有明显的规定,例如我国《继电保护和安全自动装置技术规程》中就明确规定:电流互感器的二次回路应有一个接地点,并在配电装置附近经端子排接地,对于有几组电流互感器联结在一起的保护装置,则应在保护屏上经端子排接地,电压互感器二次回路只允许有一处接地,接地点宜设在控制室内,并应牢固焊接在接地母线上。

这两点规定明确了电流互感器的接地点选择,不同作用组别电流互感器的接地方式,(例如母线差动,变压器差动,发电机差动保护等,用电流互感器组别要在保护屏上一点接地)同时也明确了电压互感器的接地方式。

电流及电压互感器二次回路必须有一点接地,其原因是为了人身和二次设备的安全,同时提高抗干扰能力,防止因为互感器一、二次线圈间的分布电容和二次回路的对地电容导致一次高压引入二次回路。达到保证安全的目的。

3.1.4交流、直流不可混用在同一根电缆内,强电、弱电不共用一根电缆。

通过这种方法来降低不同电压等级和交直流之间电磁耦合的干扰,同时还可以防止因同一根电缆中的芯线间绝缘损坏而串入不同类型的电源,而引起保护逻辑的混乱。

3.1.5变电所其它抗干扰措施

尽可能降低一次设备:如避雷器、电流互感器、电压互感器等的接地阻抗;降低因注入高频电流时产生的暂态电位差,构造一个低阻抗的接地网;尽可能降低变电所内的地电位差,用以降低对二次回路及保护设备的干扰。以上措施只能是最大限度的将干扰降到最低,却

并不能完全消除。

3.2保护装置抗干扰措施

(1)保护装置的箱体必须可靠的接地;

(2)集成电路型或微机型保护所有交流量和直流电源进线需先经过抗干扰电容接地,然后才进入保护屏内。经干扰处理引入装置后在屏内的进线应远离直流操作回路的导线和高频输入输出的导线,更不能绑

扎在一起。

(3)交流量经过隔离变换器,直流输入经过逆变电源,且变换器及电源逆变的所有一、二次绕组间必须有良好的屏蔽层,屏蔽层应在保护屏上良好接地。

(4)开入量经光电隔离引入,开出量经过光电隔离输出。

(5)保护装置的出口经过三取二闭锁。

(6)对于微机保护在每一个CPU上均应配有硬件自复位电路(看门狗)。

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[关键词]电力系统;继电保护装置;电力变压器

中图分类号:TM 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)15-0020-01

随着我国电力工业的迅猛发展,电网的规模也逐渐扩大,电网的密集度也在不断提高。作为电力系统的主要部件―变压器也时刻受到外界负荷的影响。电力变压器正常运行中,可能会发生各类型的故障,例如超高压输电建设,越来越离不开大型的电力变压器,它的故障也直接影响着整个电力系统的安全连续运行。因此,为了保证供电的可靠性和连续性,必须对电力变压器继电保护装置的性能和动作可靠性做出相应的严格设置。

1 电力变压器的故障类型及运行的非正常状态

1.1 电力变压器故障类型。

一般分为两类:邮箱内部故障、外部故障

(1)邮箱内部故障即变压器的邮箱内发生的故障,如:高、低压侧绕组间的相间短路、轻微的匝间短路、发生在中性点接地系统中的侧绕组处单相接地短路等,还常常发生烧坏铁芯绕损等故障。变压器的内部故障特别危险,一旦发生故障,故障点所产生的电流和电弧不仅损坏绕组的绝缘、烧坏铁芯,故障严重时还会导致因变压器油受热分解产生的大量气体,引起变压器邮箱的爆炸。因此,继电保护应快速有效的切除这些内部故障。

(2)邮箱外部最常见的故障如:绝缘套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。其中绝缘套管和引出线上发生的相间短路和接地短路以及绕组的匝间短路是最常见的故障类型,因此一定要根据变压器的容量以及重要程度装设具有良好性能的继电保护装置。

1.2 变压器不正常工作状态。

常见的外部非正常工作状态如:过电流、过电压引起的过励磁故障;负荷超过额定容量引起的过负荷;油面降低的故障(通常由油箱漏油引起);温度升高(通常由冷却系统所引起)。此外,在过电压或低频率等非正常运行状态下,对于到容量变压器,因其额定工作的磁通密度与铁心的饱和磁通密度相当接近,常常会引发变压器的过励磁故障。这些非正常运行状态往往会使绕组、铁芯等金属构件过热,从而威胁到变压器的绝缘性能。

2 电力变压器器继电保护设计方案

随着国内电力行业的发展,越来越多的超高压输电线路建设起来,随之扩大的还有超高压大容量的大型电力变压器,其运行的正常与否也将直接关系到国家整个电网的可靠性。针对上述电力变压器的各种故障类型及非正常运行状态,设置相对应并且安全可行的继电保护装置是非常有必要的。其核心任务就是通过继电器切除故障变压器,或通过一些信号传达给运行的相关人员采取相应消除异常的措施。根据DL400―1991《继电保护和安全自动装置技术规程》技术的相关规定,电力变压器应装设如下保护。

2.1 变压器的瓦斯保护

变压器瓦斯保护(即气体继电保护),对于保护0.8MVA及以上的油浸式电力变压器,为防止其内部发生各类故障均应装设瓦斯保护。如:变压器油箱内部出现的一切故障,都可以发出跳闸的信号。瓦斯保护装置的主要元件有气体继电器,它安装在油箱和油枕间联管处。瓦斯保护的动作极其迅速、灵敏,并且结构也非常简单,但它不能反映如引出线上的邮箱外部故障,其次,瓦斯保护也常常因为一些外界干扰而做出错误的动作,因此瓦斯保护不能作为变压器内部故障的唯一保护装置。

2.2 变压器的差动保护

差动保护以比较变压器高压侧、低压侧的电流大小和相位来实现作为构建原理。将变压器两侧电流互感器二次侧接线按正常时的“环流接线”。对于Y,dll之类的电力变压器来说,需考虑“相位补偿”的接线连接方式,变压器星形侧的电流互感器接成三角形式,而变压器的三角形侧的电流互感器进行星形方式连接。当变压器处于正常运行或出现外部故障时,此时的差动继电器的电流与两侧互感器的电流二者之间差值接近于零,此时,差动保护不动作,并且保护也不会有动作。当变压器内部以及变压器与电流互感器之间的引线处出现故障时,差动继电器中得电流等于两侧电流互感器的二次电流之和,成为故障点较大的短路电流,大于继电器保护动作最低所需电流值,继电器发出迅速切除故障的信号。差动保护一直以独特的高灵敏度、选择性好的特点、实现简单等特点,在发电机、电动机以及母线等设备上均能得到广泛应用,作为电器主设备的主保护,一直拥有着独特的优点。

2.3 电力变压器的过电流保护

电力变压器过电流保护作为瓦斯保护和差动保护的后备,一般按照变压器的容量和短路电流的不同情况,过电流保护可采用用以下保护。(1)过电流保护。常用于降压变压器。(2)复合电压启动的过电流保护。一般在升压变压器及过电流保护的灵敏度不够时采用此保护。(3)负序电流及单相式低电压起动的过电流保护,此种保护常用于63MV-A及以上大容量升压变压器以及系统联络变压器。

2.4 电力变压器的负荷保护

过负荷保护是用来预防变压器因过负荷而引起的过电流。电力变压器的过负荷保护装置一般采用一只电流继电器与某个单相线路相连的一对一的接线方式,一般在经过一定延时后动作于信号,或延时跳闸。

3 结语

综上所述,无论是变压器的外部短路或过负荷引起的过电流或温度升高等非正常工作情况,都不容忽视。因此,继电保护设计在以供电的可靠性和连续性为前提下,做好相应的严格设置。

参考文献

[1] 黄婷君.试论电力变压器继电保护设计[J].科技信息,2015.

[2] 步天龙.关于电力变压器继电保护的设计[J].北京电力高等专科学校学报,2015.

[3] 黄婷君.试论电力变压器继电保护设计[J].科技信息,2015.

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关键词:电力系统;继电保护;电气故障;四性要求;

中图分类号:F407文献标识码: A

0. 引言

随着我国社会经济的快速发展,以及工业化进程的加快,电网建设规模在不断扩大。近年来,电力系统管理体制深化改革,变电所自动化技术在不断进步,目前很多变电站已逐步实现无人值守。与此同时,对电力系统可靠运行也提出了更高要求。电力系统由于其覆盖地域极其辽阔、运行环境极其复杂,以及各种人为因素影响,电气故障发生是不能完全避免的。在电力系统中任何一处发生事故,都有可能对电力系统运行产生重大影响,为确保电力系统正常运行,必须正确地配置继电保护装置。

1.微机型继电保护主要作用

电力系统继电保护一词泛指继电保护技术和由各种继电保护装置组成的继电保护系统,包括继电保护的原理设计、配置、整定、调试等技术,也包括由获取电量信息的电压、电流互感器二次回路,经过继电保护装置到断路器跳闸线圈的一整套具体设备。

电力系统继电保护的基本作用是:

(1)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损坏,保证其他无故障部分迅速恢复正常运行;

(2)反应电气设备的不正常运行状态,并根据运行维护条件,而动作于发出信号或跳闸。此时一般不要求迅速动作,而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时,以免暂短的运行波动造成不必要的动作和干扰引起的误动。

2.微机型继电保护原理

要实现电力系统继电保护的关键作用,保证电力系统内各元件以致整个电力系统的安全运行,首先必须“区分”电力系统的正常、不正常工作和故障三种运行状态,“甄别”出发生故障和出现异常的元件。而要进行“区分和甄别”,必须寻找电力元件在这三种运行状态下的可测参量(继电保护主要测电气量)的差异,提取和利用这些可测参量的差异,实现对正常、不正常工作和故障元件的快速“区分”。依据可测电气量的不同差异,可以构成不同原理的继电保护。依据电气量与非电气量在正常运行与故障状态下差异,形成了元件的不同保护装置。

目前已经发现不同运行状态下具有明显差异的电气量有:流过电力元件的相电流、序电流、功率及其方向;元件的运行相电压幅值、序电压幅值;元件的电压与电流的比值即“测量阻抗”等。根据不同的电气量特性,依据相关原理,构成了相应的元件保护。

在正常运行时,线路上流过的是它的负荷电流,假设在线路上发生三相短路,从电源到短路点之间将流过很大的短路电流。利用流过被保护元件中电流幅值的增大,可以构成过电流保护。

正常运行时,各变电所母线上的电压一般都在额定电压±5%~±10%范围内变化,且靠近电源端母线上的电压略高。短路后,各变电所母线电压有不同程度的降低,离短路点越近,电压降得越低,短路点的相间或对地电压降低到零。利用短路时电压幅值的降低,可以构成低电压保护。同样,在正常运行时,线路始端的电压与电流之比反映的是该线路与供电负荷的等值阻抗及负荷阻抗角(功率因数角),其数值一般较大,阻抗角较小。短路后,线路始端的电压与电流之比反映的是该测量点到短路点之间线路段的阻抗,其值较小,如不考虑分布电容时一般正比于该线路段的长度,阻抗角为线路阻抗角,较大。利用测量阻抗幅值的降低和阻抗角的变大,可以构成距离保护。

此外,利用每个电力元件在内部与外部短路时两侧电流相量的差别可以构成电流差动保护,利用两侧电流相位的差别可以构成电流相位差动保护,利用两侧功率方向的差别可以构成方向比较式纵联保护,利用两侧测量阻抗的大小和方向等还可以构成其他原理的纵联保护。利用某种通信通道同时比较被保护元件两侧正常运行与故障时电气量差异的保护,称为纵联保护。

除反应上述各种电气量变化特征的保护外,还可以根据电力元件的特点实现反应非电量特征的保护。例如,当变压器油箱内部的绕组短路时,反应于变压器油受热分解所产生的气体,构成瓦斯保护。

3.继电保护装置基本要求

当电力系统出现故障或异常状态时,继电保护能够自动地、有选择性地在最短时间和最小范围内,将故障设备从系统中切除,也能够及时向相关负责人员发出警告信号,提醒相关人员及时采取解决措施,这样继电保护不但能够有效防止设备的进一步损坏,而且能够降低引起相邻地区连带故障的机率。同时还可以有效防止系统故障范围的进一步扩大,确保未发生故障部分继续维持正常使用。动作于跳闸的继电保护,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,“四性”间相辅相成,相互制约,针对不同使用条件,分别进行配合。

一是可靠性:可靠性包括安全性和信赖性,是对继电保护的最根本要求。所谓安全性,是要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作,即不发生误动作。所谓信赖性,是要求继电保护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作,即不发生拒绝动作。继电保护的误动作和拒绝动作都会给电力系统造成严重危害。然而,提高不误动作的安全性措施与提高不拒动的信赖性措施往往是矛盾的。在设计与选用继电保护时,需要依据被保护对象的具体情况,对这两方面的性能要求适当地予以协调。

二是选择性: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,还须注意相邻元件后备保护之间的正确配合。其一是上级电力元件后备保护的灵敏度要低于下级元件后备保护的灵敏度;其二是上级电力元件后备保护的动作时间要大于下级元件后备保护的动作时间。

三是速动性:继电保护的速动性是指尽可能快地切除故障,以减少设备及用户在大短路电流、低电压下运行的时间,降低设备的损坏程度,提高电力系统并列运行的稳定性。

四是灵敏性: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,当发生短路时都能敏锐感觉。正确反应。灵敏性通常用灵敏系数或灵敏度来衡量,增大灵敏度,增加了保护动作的信赖性,但有时与安全性相矛盾。

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,既有矛盾又要统一,因此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,更好的发挥继电保护装置在电力系统安全稳定运行中的作用。

4.总结

电力系统安全运行需要完善的继电保护作为支撑,没有安装保护的电力元件,是不允许接入电力系统工作的。纵横交织错综复杂的电力系统中每一个电力元件如何配置保护、配备几套继电保护,以及各电力元件继电保护之间配合,需要根据电力元件的重要程度、电力元件对电力系统影响的重要程度、以及电力元件自身特性等因素决定。论文中介绍了电力系统继电保护基本概念及任务,并阐述了继电保护的基本原理与工作配合,最后描述了继电保护的“四性”要求,为刚入门的学生以及从事电力系统继电保护工作的初学者能更快的认知继电保护装置提供了依据。

参考文献

[1]张保会,尹项根主编.电力系统继电保护(第二版).北京:中国电力出版社,2009.12.

[2]国家电力调度通信中心编著.国家电网公司继电保护培训教材(上、下册).北京:中国电力出版社,2009.

[3]国家电力调度通信中心编.电力系统继电保护实用技术问答(第二版). 北京:中国电力出版社,1999.11.