继电保护的种类范文

时间:2023-12-18 17:47:10

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继电保护的种类

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关键词:电涌保护器 能量配合 防雷区 电流

雷电是一种人类无法控制的自然界现象,具有电压上升速度快,峰值电压极高,瞬间电流很大,持续时间较短,传输速度快,能量巨大的特点,这些特性使得雷电给电子设备的正常运行带来了极大的影响和危害。而电涌保护器的研发和应用大大降低了雷电对设备的冲击力度,保护了设备的安全。以下本文就对建筑物电气系统内运行的电涌保护器(SPD)之间以及与被保护设备之间的雷电流能量配合设计作初步分析,并对应用于电气系统防雷电流入侵的SPD的能量配合设计提出操作可行的建议。

一、电涌保护器

电涌保护器,英文简写为SPD。SPD是目前是电子设备雷电防护中必不可少的重要装置,其工作原理是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内,或将强大的雷电流泄流入地,保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。为防止雷击电流对用电设备或者线路的冲击过电压和过电流,电源SPD是很重要的选择,目前最常使用的电源SPD主要有开关型和限压型两种方式。

1、开关型SPD。开关SPD的主要结构是精致的金属间隙,又称火花间隙。其工作原理是当雷击电流产生的过电压加在其两端,达到其动作电压(又称点火电压)时,以较快的速度产生电弧短路接地,泄放雷电流入地,当两端电压已经不足以产生电弧时,则自动关闭,恢复到开路状态,好比开关。

2、限压型SPD。限压型SPD的内部核心元件是压敏电阻。限压型SPD的工作原理是在雷击产生强大的电压和电流时,过电压会加在SPD的两端,压敏电阻就会在强大的电压下减小自身电阻,呈现非线性变化,这样就能将雷击产生的巨大电流泄放入地,在限压型SPD自身能够承受的能量范围内,两端的电压就会保持在相对较低的水平,从而达到限压的目的。

二、SPD之间、SPD与被保护设备之间的能量配合设计基本原理

防雷击过电压、过电流归根结底是防雷击在线路上产生的瞬态电磁能,有序地将这些能量泄放入地,即需讲究在这些SPD及线路上各种设备之间的能量分配。通常来讲,精确的能量配合应该包括电压和电流基本物理量的分别配合。在实际的实践过程中,电压的配合一般可以用来近似模拟能量配合的基本原理。只要在不超过防雷设计的性能指标和其相应保护范围内的前提下,雷电流能量泄放不超过每级SPD的能量承受能力,并且其所产生的过电压不超过对有关设备耐受电压时,这种SPD雷电流能量配合就能实现。

1、单级SPD保护的能量配合设计

在现实的实际情况中,当被保护的设备自身耐冲击电压较强(不考虑设备内置SPD情形),或者防雷设计性能相对要求较低,当仅采用1级SPD就有可能满足防雷击过电压和电流的要求。

根据各个防雷区LPZ的划分原则,SPD的安装地点需要考虑雷电击中建筑或者电气线路、雷击发生在建筑物或电气线路附近等特殊情形,一般寻找靠近线路进入建筑物的入口作为首级SPD的安装地点。越接近该入口,SPD的保护范围也越大,但是越接近设备端,其相关设备能量配合效率则越高。当设备耐冲击电压大于SPD的保护电平(或称限压、残压)和线路上电阻和电感的压降之和时,单级SPD与被保护设备之间就基本实现能量配合。但在大多数情况下,这种单级SPD都是采用限压型,在安装SPD的过程中,需要考虑到其安装地点与被保护设备的最大振荡距离和最大耦合距离。

由于雷击电流产生的磁场在建筑物内部供电线路上引起的感应过电压也会叠加到限压,从而减弱SPD的有效性,而且该电压会随着电源线和其他工作导线的围合面积、敷线的长度、电源线和PE线的距离的增加而增大,故尚需考虑SPD与被保护设备之间的最大耦合距离,通常采用加大空间屏蔽或线路屏蔽,以及设法减小SPD与设备之间的回路面积。

2、两级SPD保护的能量配合设计

当设备的自身耐冲击电压较弱或者对防雷设计的要求较高时,采用单级的SPD不能够很好的满足防雷击的技术要求。目前,在我国的电气系统的设备中,采用较多是使用两级电涌保护器或者多级电涌保护器的方式,有效的保证了在雷击情况下,电涌保护器能够通过各级之间的相互配合,很好的将雷击所产生的巨大电流泄放入地,从而达到保护电子设备的目的。其中两级电涌保护器根据其配合方式的不同,按照前级+后级的顺序来说,一般有开关+限压、限压+限压、开关+开关这三种形式。

经过长期的实践与经验,我们发现在使用两级SPD来进行设备防雷击保护时,一级SPD采用开关方式,二级SPD采用限压方式的组合形式在综合的泄流和限压上效果最为显著,因此,这种组合形式的应用范围较其他两种形式来说较为广泛。在使用这种组合形式时,第二级SPD为限压型电源防雷器,其雷电流容量一般不应低于20KA,应安装在向重要或敏感用电设备供电的分路配电处。这些电源防雷器对于通过了用户供电入口处SPD的剩余浪涌能量进行更完善的吸收,对于瞬态过电压具有极好的抑制作用。

3、3级及以上SPD保护的能量配合设计

如果末端能量配合评估失败,就应该考虑再增加一级SPD,即3级SPD组合保护。其能量配合分析,可以先将前2级作能量配合分析,然后将前2级看作单级与最后一级作配合分析。

3级及以上的SPD大致采用3种组合形式:①均采用压敏电阻MOV,电压/电流特性完全一样SPD组合,各自的残压相同;②均采用MOV,但各级SPD的残压依次升高。③采用首级为火花间隙SO和后级为压敏电阻MOV相结合的SPD组合,但是后级各SPD的残压相同。

在使用两级或多级SPD时,如果各级间的配合不协调,则很有可能就会出现雷击电磁脉冲沿入户线缆侵入建筑物内时,后面的保护设备打坏了而前面安装的电涌保护器没有动作的情况。因此,在使用SPD进行防雷击保护时,我们需要严格规范技术要求,按照科学可行的方式进行SPD之间的配合,加强质量监督检验,检查各级SPD之间的配合情况,保证电气系统中电子设备的安全。

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(一)10KV供电系统在电力系统中的重要位置

电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等五个环节组成的。在电力系统中,各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响,电气故障的发生是不可避免的。由于电力系统的特殊性,上述五个环节应是环环相扣、时时平衡、缺一不可,是在同一时间内完成的。在电力系统中的任何一处发生事故,都有可能对电力系统的运行产生重大影响。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。因此要全面地理解和执行地区电业部门的有关标准和规程以及相应的国家标准和规范。

(二)10KV系统中应配置的继电保护

按照工厂企业10KV供电系统的设计规范要求,在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、10KV线路应配置的继电保护。2、10KV配电变压器应配置的继电保护。(1)当配电变压器容量小于400KVA时:一般采用高压熔断器保护;(2)当配电变压器容量为400~630KVA,高压侧采用断路器时,应装设过电流保护,而当过流保护时限大于0.5s时,还应装设电流速断保护;(3)当配电变压器容量为800KVA及以上时,应装设过电流保护,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气体保护。3、10KV分段母线应配置继电保护。

(三)10KV系统中继电保护的配置现状

目前,一般企业高压供电系统中均为10KV系统。除早期建设的10KV系统中,较多采用的是直流操作的定时限过电流保护和瞬时电流速断保护外,近些年来飞速建设的电网上一般均采用了环网或手车式高压开关柜,继电保护方式多为交流操作的反时限过电流保护装置。很多重要企业为双路10KV电源、高压母线分段但不联络或虽能联络但不能自动投入。

二、继电保护的基本概念

在10KV系统中装设继电保护装置的主要作用是通过缩小事故范围或预报事故的发生,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。在10KV系统中的继电保护装置是供电系统能否安全可靠运行的不可缺少的重要组成部分。

(一)对继电保护装置的基本要求

对继电保护装置的基本要求有四点:1、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。也就是它应该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。系统中的继电保护装置能满足上述要求的,就称为有选择性,否则就称为没有选择性。2、灵敏性。灵敏性系指继电保护装置对故障和异常工作状况的反映能力。在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。3、速动性。速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障。4、可靠性。

(二)继电保护的基本原理

1、电力系统故障的特点。电力系统中的故障种类很多,但最为常见、危害最大的应属各种类型的短路事故。一旦出现短路故障,就会伴随其产生三大特点。即:电流将急剧增大、电压将急剧下降、电压与电流之间的相位角发生变化。

2、继电保护的类型。在电力系统中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。

三、几种常用电流保护的分析

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。反时限过电流保护是由GL-15(25)感应型继电器构成的。当供电线路发生相间短路时,感应型继电器KA1或(和)KA2达到整定的一定时限后动作,首先使其常开触点闭合,这时断路器的脱扣器YR1或(和)YR2因有KA1或(和)KA2的常闭触点分流(短路),而无电流通过,故暂时不会动作。

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。

3、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三种方式。10KV系统采用的是中性点不接地的运行方式。

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【关键词】变电运行;继电保护;作用;问题分析;选型

作为输配电系统的重要组成部分,变电运行的安全性以及可靠性关系到整个的电力系统能否正常的运转。而作为变电运行的关键因素,继电保护则是变电稳定运行的一个很重要的因素。要用什么办法可以让继电保护的保护功能发挥其重要的作用,是这几年电力行业所密切关注的对象,在我国,有很多的电力事故的发生都是由于继电保护的工作没有做好而导致的。

1 在电力系统中,变继电保护的概述

1.1 继电保护的含义

在对继电保护的含义进行了解之前,我们先来了解一下继电保护系统的组成。继电保护系统的结构组成包括:电力电压的互感器、自动重合闸、断路器,以及继电保护装置等等。然后,我们再来了解一下继电保护系统各组成部分之间的连接关系。用串联的发誓把整个继电保护系统连接起来,虽然可以很好地控制整个系统的运行,但是这样的连接方式还带来了很多的不便,比如说,如果继电保护系统中的任何一个部分发生了故障,将会导致整个继电保护系统发生瘫痪;一旦继电保护系统发生瘫痪,则整个系统也就失去了保护电力运行的功能,使继电保护系统的安全性降低。在对变电运行中的继电保护进行描述的时候,可以涵盖以下两方面的内容:一方面,是继电保护的装置。另一方面,是继电的保护技术。什么事继电保护装置呢?所谓的继电保护装置指的就是,在断路器的跳闸一旦接收了来自,由于变电系统中不正常运行的电器元件,或者电器元件发生故障时发出的信号,则会自动发生跳转。而对于另一方面的内容,也就是继电保护技术,它又涵盖了其它一部分的内容,比如说,继电保护配置设计技术、变电系统故障分析技术、继电保护运行技术,以及继电保护维护技术等等。为了是变电运行的安全性,作为技术人员就要学会如何合理的使用继电保护技术。

1.2 继电保护的作用

从上面的叙述中,我们也可以了解到继电保护对电力系统具有重要的作用。在电力系统中,若果变电运行系统的运行状况是正常的话,继电保护可以时刻观察电力运行系统的各个设备的工作状况,并且可以保护现有的安全状态,是电力系统的运行有一个比较可靠的依据。当继电保护系统发出了报警信号的时候,则说明继电保护系统现在是处于一种非正常的运行状态,而技术人员可以根据继电保护系统发出的信号,对变电运行系统进行及时的、有效的,以及相应的处理。当然,要是变电系统只是发生了故障,则继电保护系统能够自动地把有故障的部分排除在外,以保证整个变电保护系统的持续运行。对发生的事故进行预报,以及把事故的范围固定在较小的范围内是继电保护装置在整个的变电运行系统中发挥的最为主要的作用,对变电运行的的持续进行,以及变电运行系统的安全性也有很大的贡献。

1.3 变电运行系统中继电保护的基本原理

尽管在变电系统运行的过程中时常会发生一些各式各样的故障,但是,这其中的短路事故则是所有的故障中危险系数最高的故障。一旦变电运行系统发生了短路,会形成电流急剧增大、电压急剧下降,以及电压和电流之间的相位角发生变化这些系统变化,这个时候,作为技术人员则要及时对其进行维修和保护。正常运行的变电运行系统与非正常的变电运行系统,根据物理量的不同,可以认为的被划分为种类不同和原理不同的继电保护装置。这些继电装置则包含了如下的几个方面:第一类,进行温度保护的继电保护装置,可以用来反映变压器的温度变化;第二类,进行周波保护的继电保护装置,可以用来反映变电运行频率的变化;第三类,进行距离保护的继电保护装置,可以看出电压和电流的比值,以及短路点到达保护安装处阻抗;第四类,根据电流变化的情况来保护电流。对电流的保护则包括了以下几个方面的内容:电流的过负荷保护、定时限过电流的保护,以及反时限过电流的保护等等;第五类,对电压进行保护的继电保护装置,可以用以说明电压的变化情况,对电压的保护也存在以下的几个方面的内容:低电压保护、过电压保护、电流和电压之间相位的变化,以及在电流的变化过程中对过电流的保护等等;第六类,对输入或者输出的电流进行保护的继电保护装置,它包含了横联差动保护,以及纵联差动保护。第七类,对发生故障时产生的气体进行保护的继电保护装置它的具体工作则是对轻度,或者重度瓦斯的保护。

1.4 变电运行系统中继电保护装置的基本要求

可靠性、选择性、灵敏性,以及速动性是继电保护装置在变电运行系统进行工作的最基本的要求。由于故障发生的随机性,所以要求继电保护的装置要能够及时的对相应的故障进行处理,或者发出警报信号。继电保护装置的功能要是可以满足可靠性这一原则,则可以在变电运行系统中发挥重要的作用。然而,如果继电保护装置无法满足要求,则会是运行系统发生故障,有时还会使整个电力系统的运行工作无法正常的进行。继电保护装置的调试和计算的精确性,可以保障继电保护装置的可靠程度。除此之外,在进行继电保护装置的组成元件的挑选时,要保证所挑选的各个元件的质量是靠得住的。然后,是继电保护装置的速动性。在电力系统发生故障的时候,由于继电保护装置可以较快的排除短路的故障,使得电气设备的受损程度得到了大幅度的下降,故障排除的时间缩短,有助于系统的恢复到以往的工作状态。其次,是继电保护装置的灵敏性。继电保护装置的灵敏性可以反映出变电运行中出现的故障等问题。只要是继电保护装置的保护工作,无论短路的位置和性质如何,继电保护装置都会产生动作。对于继电保护装置的灵敏度可以用灵敏系数来表达。

2 对变电运行中继电保护的可靠性进行分析

在变电运行的过程中,继电保护的系统、设备,以及元件在一定的时间及条件下,可以顺利完成规定的功能的能力。继电保护是保证变电运行系统正常运行的首要屏障。由于继电保护的存在,使得发生故障的变电运行系统可以继续正常的运转,保障了系统的安全性。根据有关部门的统计,在我国大多数的电力事故的发生都是有与继电保护的动作不准确产生的。用来判定继电保护可靠性的内容主要有:平均无误动作时间、无误动工作概念,以及正确动作率等等。

3 继电保护装置的选型

根据变电运行的不同情况,来选择继电保护装置的类型。继电保护的重要地位,就更是要求了技术人员在选择继电保护装置的类型时,更要严谨。在现实生活中,继电保护的设置是没有和整个的变电系统相联系的,所以得独立设置。继电保护装置的各个指标都要使其与整个的变电系统相互协调一致,并且要符合一定的继电保护和安全自动的技术条件。

4 小结

从以上的论述,我们可以了解到,变电系统的稳定运行是离不开继电保护的可靠性的。在现实生活中,从对继电保护的选型开始,再到安装调试,以及最后的维护工作,继电保护装置都发挥了重大的作用。

参考文献:

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关键词:继电保护 事故处理 检查

引语:自适应继电保护是自适应控制技术在电力系统继电保护中的应用。自从微型计算机引人继电保护以后,各种原理的微机继电保护得到了长足的进步。目前,自适应控制理论与继电保护结合而产生的自适应式微机继电保护也得到比较大的发展。

1、继电保护事故的种类

1.1定值问题:①整定计算的误差②人为整定错误⑧装置定值的漂移a元器件老化及损坏b温度与湿度的影响c定值漂移问题

1.2电源问题:①逆变稳压电源问题a纹波系数过高b输出功率不足或稳定性差;②直流熔丝的配置问题;③带直流电源操作插件

1.3 TA饱和问题:作为继电保护测量TA对二次系统的运行起关键作用,随着系统短路电流急剧增加,在中低压系统中电流互感器的饱和问题日益突出,已影响到继电保护装置动作的正确性。现场因馈线保护因电流互感器饱和而拒动,主变后备保护越跳主变三侧开关的事故时有发生。由于数字式继电器采用微型计算机实现,其主要工作电源仅有5V左右,数据采集部分的有效电平范围也仅有10V左右,因此能有效处理的信号范围更小,电流互感器的饱和对数字式继电器的影响将更大。①对辅助判据的影响;②对基于工频分量算法的影响;③对不同的数据采集方法的影响;④防止TA饱和的方法与对策。

1.4抗干扰问题:运行经验表明微机保护的抗干扰性能较差,对讲机和其他无线通讯设备在保护屏附近的使用会导致一些逻辑元件误动作。现场曾发生过电焊机在进行氢弧焊接时,高频信号感应到保护电缆上使微机保护误跳闸的事故发生。新安装、基建、技改都要严格执行有关反事故技术措施。尽可能避免操作干扰、冲击负荷干扰、直流回路接地干扰等问题的发生。

1.5保护性能问题:保护性能问题主要包括两方面,即装置的功能和特性缺陷。有些保护装置在投入直流电源时出现误动;高频闭锁保护存在频拍现象时会误动;有些微机保护的动态特性偏离静态特性很远也会导致动作结果的错误。在事故分析时应充分考虑到上述两者性能之间的偏差。

1.6插件绝缘问题:微机保护装置的集成度高,布线紧密。长期运行后,由于静电作用使插件的接线焊点周围聚集大量静电尘埃,在外界条件允许时,两焊点之间形成了导电通道,从而引起装置故障或者事故的发生。

1.7软件版本问题:由于装置自身的质量或程序漏洞问题只有在现场运行过相当一段时间后才能发现。因此,继电保护人员在保护调试、检验、故障分析中发现的不正常或不可靠现象应及时向上级或厂商反馈情况。

2、继电保护事故处理的思路

2.1正确充分利用微机提供的故障信息对经常发生的简单事故是容易排除的,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。

2.1.1正确对待人为事故:有些继电保护事故发生后,按照现场的信号指示无法找到故障原因,或者断路器跳闸后没有信号指示,无法界定是人为事故或是设备事故,这种情况的发生往往与工作人员的重视程度不够、措施不力、等原因造成。人为事故必须如实反映,以便分析和避免浪费时间。

2.1.2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。若通过一、二次系统的全面检查发现一次系统故障使继电保护正确动作,则不存在继电保护事故处理的问题;若判断故障出在继电保护上,应尽量维持原状,做好记录,做出故障处理计划后再开展工作,以避免原始状况的破坏给事故处理带来不必要的麻烦。

2.2运用正确的检查方法

2.2.1逆序检查法: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,一级一级往前查找,直到找到根源为止。这种方法常应用在保护出现误动时。

2.2.2顺序检查法:该方法是利用检验调试的手段来寻找故障的根源。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。

2.2.3运用整组试验法:此方法的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。

2.3事故处理的注意事项

2.3.1对试验电源的要求在进行微机保护试验事要求使用单独的供电电源,并核实用电试验电源是否满足三相为正序和对称的电压,并检查其正弦波及中性线是否良好,电源容量是否足够等要素。

2.3.2对仪器仪表的要求万用表、电压表、示波器等取电压信号的仪器必须选用具有高输入阻抗者。继电保护测试仪、移相器、三相调压器应注意其性能稳定。

3、如何提高继电保护技术

掌握和了解继电保护故障和事故处理的基本类型和思路是提高继电保护故障和事故处理水平的重要条件,同时加强下述几个问题。

3.1掌握足够必要的理论知识

3.1.1电子技术知识。由于电网中微机保护的使用越来越多,作为一名继电保护工作者,学好电子技术及微机保护知识是当务之急。3.1.2微机保护的原理和组成。为了根据保护及自动装置产生的现象分析故障或事故发生的原因,迅速确定故障部位,工作人员必须具备微机保护的基本知识,必须全面掌握和了解保护的基本原理和性能,熟记微机保护的逻辑框图,熟悉电路原理和元件功能。

3.2具备相关技术资料

要顺利进行继电保护事故处理,离不开诸如检修规程、装置使用与技术说明书、调试大纲和调试记录、定值通知单、整组调试记录,二次回路接线图等资料。

3.3掌握微机保护事故处理技巧

在微机保护的事故处理中,以往的经验是非常宝贵的,它能帮助工作人员快速消除重复发生的故障,但技能更为重要,现针对微机保护的特点总结如下。

3.4.1替代法该方法是指用规格相同、功能相同、性能良好的插件或元件替代被怀疑而不便测量的插件或元件。

3.4.2对比法该方法是将故障装置的各种参数或以前的检验报告进行比较,差别较大的部位就是故障点。

3.4.3模拟检查法该方法是指在良好的装置上根据原理图(一般由厂家配合)对其部位进行脱焊、开路或改变相应元件参数,观察装置有无相同的故障现象出现,若有相同的故障现象出现,则故障部位或损坏的元件被确认。

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关键词 自适应继电保护;原理;特点;应用

中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)20-0131-01

目前,我国的计算机技术迅猛发展,它不仅能够满足人们获取知识和娱乐的需要,更重要的一点在于它能够把国家的现代化建设与技术新措施进行有机的结合,自适应继电保护系统就是如此。与电力系统的常规控制相同,自适应继电保护也是在模型基础上的控制,只不过其所要依据的数学模型比较少,它更加注重数据的取得。现如今,由于自适应控制理论与继电保护的结合,就使得这种新技术得到了更进一步的发展,它能够有效的解决电力系统运行中的故障,并给予自动化的控制,从而减少故障发生的可能性,完善控制措施,提高电力系统运行的可靠性和安全性。

1 自适应继电保护的含义

想要加强自适应继电保护系统在电网运行中的应用,并弄清其真正的原理特点,首先要清楚明确什么是自适应继电保护。顾名思义,自适应继电保护与传统的继电保护的不同之处就在于其自动调节性,它是指保护系统能够根据电网的运行状况进行适当的调节,从而保证运行参数的准确性和电网工作的最优功效。它能够通过信号的输入对电网的整定数值、动作特点以及逻辑过程给予控制,一旦电网出现故障问题,就会及时的加以保护,减少经济损失,保证人员安全。

2 自适应继电保护的原理

2.1 自适应电流速断保护

众所周知,电力系统继电保护装置要求具有良好的选择性和快速性,一旦发生故障,能够以尽可能快的切除故障元件和设备,减少设备损伤,减小故障影响时间,提高电力系统运行的稳定性。传统的继电保护速断装置的速度不够迅速,技术水平也不高,无法适应不断变化的电力系统故障,虽然其整定值相对合理,但是却无法与实际相连,在系统运行方式最小时,还会造成保护的失效。而自适应继电保护电流速断则可以根据电力系统的运行方式和状态进行实时的改变,保证最优控制。

传统的电流速断保护原理可以表示为Ld=E/Zs+Zd’,其中E表示系统等效电源的电势,Zs是保护安装处到系统等效电源的阻抗,Zd’是被保护线路的阻抗。而新型的自适应电流保护最重要的特点是能够利用微型机的计算和记忆功能,对电流速断保护的数值进行实时的在线计算,也就是说能够让整定值随电网的故障种类和运行情况进行改变,其原理公式如下,I’D=KKKdE/Zs+Zd’。其中E仍然代表系统等效电源的电势,Zd’是短路点到保护安装处的阻抗,KK的数值在1.2到1.3之间,Zs是保护安装处与系统等效电源的阻抗,Kd表示故障类型的数据。综上所述,一定要及时准确地测量出Kd与Zs的数据,只有保证测出整定值的正确性,才能判定出故障的主要类型,从而根据不同的故障确定合理的对策。此外,为了进一步分析传统的电流速断保护与自适应电流保护之间的差异,还可以制定出相应的图表进行判断,这样就可以直观准确的看出两者之间的差异,并分析特点优势所在。表格如下。

2.2 自适应过电流保护

过电流保护是指在启动电网的时候,尽量避开最大的负荷电流,进而实现整定的一种保护对策。在电网正常运行的时候,不应该对其进行启动,只有当其出现故障的时候,才能采取相应的措施,从而起到保护的功效。

传统的过电流保护是依照电网发生的故障而实施的原理作业,其原理公式如下,IDZ=KKKkg/KhIHmax’,其中IDZ是电流元件的启动电流,KK选取1.15到1.35之间的可靠数据,Kkg要大于1,Kh则要大于0.85,代表的是电流组件的返回系数。自适应继电保护电流保护原理则是按照当时的负荷电量来进行的电流定值,其数据更加准确完整。假定当时的负荷电流为IH,那么其动作电流整定值就为IIDz=KkKzqIH/Khp,此时的动作时限设定则以离线方式整定,t=Tp/[(I’d/Ip)n-1],公式中的t代表动作时间,Tp是时间常数,I’d则是流入保护安装内部的电流继电器数值,n在一般反时限的时候取0.02,非常反时限时则取1。

2.3 自适应电压速断保护

由于传统的电压速断运动不带时限,无法从保证选择性上进行出发,其保护处的最低电Ummin整定数值应表示为,U为电压速断的整定数据,E为系统等效电源的数值,Zmmin则为最小运作状态下的系统阻抗。而自适应电压速断保护措施则可以在发生故障的时候运行系统电源侧的综合阻抗,其主要过程如下:1)输入被保护线路参数ZL和KL数值;2)在线实时计算电势E的准确数值;3)发生故障的时候计算系统综合阻抗Zm。

3 自适应继电保护的特点

其实,自适应继电保护并不是一个全新的概念,它发源于20世纪末,简单概括自适应继电保护的特点主要有:1)计算机的发展应用是自适应继电保护手段进行完善和普及的前提;2)自适应继电保护要依赖调度和电厂的自动化;3)自适应继电保护无论如何发展,其关键的安全环节不能遗弃。除此之外,自动重合闸也是实现其进一步发展的基础,在其应用过程中一定要适应实际的发展变化,在保证选择性的前提下,获得最高的灵敏度。

4 结束语

总而言之,自适应继电保护技术在电网中的应用是社会发展和技术进步的必然举措,通过进一步完善其措施技术,加强传统继电保护方式的创新,能够在很大程度上提高电网的运行安全,并保证电力的供应。虽然,目前自适应继电保护技术仅仅应用于几个部分,但是,相信在不久的将来,它一定可以成为新一代继电保护的领军者。

参考文献

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【关键词】智能变电站:继电保护:影响

引言

为了实现智能变电站的功能,需要对变电站内部智能电了设备例如继电保护、测控装置等的信息描述方法、访问方法、通信网络等进行统一规范。在IEC61850颁布之后,数字化变电站有了一套完成的信息描述和访问的规范性文件,使不同的厂家的智能设备有了通性,使得设备的使用有了互操作性。在中国,正在建设或已经运行的智能变电站,无一例外的采用IEC61850通信规约。

IEC61850标准通过对变电站内网络通信进行抽象,把变电站分为站控层、问隔层和过程层三层。目前,智能(数字化)变电站保护配置方案和采用常规互感器时一样,保护装置按对象进行配置,如主变保护、线路保护、母线保护、开关保护等。只不过将原来保护装置的交流量输入插件更换为数据采集光纤接口,I/O接口插件换为GOOSE光纤通信接口,CPU插件的模拟量处理更换为通信接口处理。原来的操作插件转移到智能操作箱上,保留部分开入作为压板投退,开出的压板投退取消或转移到智能操作箱上。

1 智能变电站继电保护技术的特征

1.1 系统建模的标准化

IEC6185协议的产生,使得保护有了统一的建模标准、统一的信息模型和交换规则。建模标准化的实现,不仅有利于变电站自动化功能的提升,还使得保护的ICD模型在语法和定义上实现了标准化,所有的保护基于统一的平台进行通讯,提高了设备的互操作性。此外,由于变电站内的一次设备和二次设备使用了统一的建模标准,使得站内的继电保护设备与控制中心可以进行无缝通信,从而完成了变电站信息的高速传递和共享。

1.2 数据采集的数字化

智能变电站与传统变电站的一大区别,就在于智能变电站在电流和电压的采集环节使用了数字化的电气量采集系统以及光学互感器或电子式互感器。变电站一次设备的电压、电流等电气量,通过智能变电站的光学互感器或电子式互感器进行采集,再通过合并单元统一进行数据合成,合并器接收通过多路采集器送来的采样信号,并进行汇总,通过网络介质上送保护装置,提供多路数据输出,节省了大量的电缆,实现了一次系统和二次系统的电气隔离,且电气量的测量范围大,测量精度也较高,实现了信息的集成化。

1.3 设备操作的智能化

在智能变电站的设备操作中,随着电力电子技术和微机算法的不断进步,新型传感器不断出现,设备操作实现了高度智能化。首先,微机技术的进步提升了继电器的控制技术,电力电子技术的发展为断路器的执行机构带来更优异的性能,智能变电站的智能设备性能远远高于传统变电站的常规机械机构的设备,可以实现对跳闸和合闸角度的控制、过程的控制,在故障时能够快速动作,并减少暂态过程中的直流分量和谐波。在设备的控制方面,设备自身的微机芯片可以直接对断路器设备运行进行处理,并具有独立的执行功能,将不再依赖于站控层的控制。此外,设备自身还具备自检功能,可以及时发现自身缺陷并给出报警,为变电站的状态检修提供有效信息。

1.4 系统结构的紧凑化

与传统变电站相比,智能变电站的保护具有体积小、重量轻等优点,紧凑的结构使得保护可以进行优化组合和布置。例如,在一些高压变电站中,继电保护和测控装置,以及故障录波和安全自动装置可以实现智能电子装置的“近过程化”(process-close)。而在中低压变电站,可以直接将继电保护装置小型化,紧凑安装在开关柜上。

2 智能变电站的架构体系

智能变电站结构并小是常规站间隔与主控设备的方式,它的逻辑构架可概括为三层两网络,三层为过程层、间隔层与站控层,两网络为过程层网络与站控层网络,主要在三层中

间如图1所示。

图1 智能变电站的架构体系

在智能变电站中,对继电保护来说,过程层包含一次设备与之有关智能组件等,如隔离开关、变压器、互感器及、压断路器等,其作用为采集数据、检测各种设备的状态,并控制命令执行等;间隔层主要包含各种监控设备与继电保护等,其作用为实现各间隔设备监视、控制与保护等;而站控层主要由数据前置机、人机交互设备、工作站及服务器等所构成,其作用为传输整定值的召唤与修改,并录波文件的传送等,有效实现变电站集中控制、智能变电站中的继电保护网络所使用规则亦是ICE61850的标准,从模型上,将原来继电保护装置划分成多个的逻辑设备,还划分成采样值处理、保护算法与跳闻回路等逻辑节点;从数据上看,详细划分了继电保护的数据种类,并覆盖了目前继电保护的应用数据,扩展了数据种类方法;从通信协议看,其通信服务需要依照性能与类型对通信协议给予映射与传统变电站比较,智能变电站并不以装置作为继电保护的组织形态,而是以保护功能的模块化作为组织形式,保护的分散或集中形式不再依赖装置,主要取决自网络性能与保护需求,使得继电保护工作更为灵活,有效满足了电网保护需求。

3 对继电器保护的实现机制、调试和维护等方面的影响

从继电保护的实现机制来看,智能型的变电站技术也带来了很大影响,打破了原有的采样、计算一体化形式,数据信息、保护对象及装置不再进行绑定,让数据动态能实时调用及存储,不同系统数据的统一管理与不同功能应用变成了可能,极大降低了保护设备及过程网络的交互需要及复杂性,对保护功能组态、迁移与广域保护提供了数据信息的交换平台;还改善了二次回路中的不可测控问题,可实时掌握网络数据的可靠状态,极大提高了继电保护中的可靠水平。

4 结语

作为智能电网的重要组成部分,智能变电站必须打破以往的专业壁垒,将先进的电力、电子、通信、计算机、控制技术互相融合,达到资源优化配置的目标,实现智能变电站易集成、易扩展、易升级、易改造、易维护的工业化应用要求,为电网的发展,社会的进步提供了长久的贡献。

参考文献:

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关键词:继电保护;供电系统;原理

在电力系统中,各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。由于其覆盖的地域广阔、运行环境又很复杂以及各种人为因素的影响,电气故障的发生是不可避免的。在电力系统中任何一处发生事故,都有可能对电力系统的运行产重大影响,因此继电保护系统就是电力系统中的一个重要环节。

1 继电保护装置类型

1.1 距离保护

所谓距离保护是指相同故障、接地故障时采取的保护措施。当故障发生后,如相同短路、单相接地、缺相运行筹故障,CPU首先会接到相应回路点发来的中断信号,然后根据其中所包含的故障信息作出相应的判断,并向执行部件发出动作指令。

1.2 零序保护逻辑

当系统出现某相接地发生零序保护元件发出开口三角电压UO,而软件可根据三相电压信号自产出U=Ua+Uh+Uc 若Ua+Uh+Uc=U不成立,而U≠0,则故障仍采用U:若UO=O则采用UO。

1.3 负荷控制通常

此逻辑中,根据各回路中的负荷情况,将数据进行汇总向上级电业部门进行报送,当出现电力负荷不均衡时,电力部门按照有关规定,根据负荷等级向用电部门发出指令进行统一调配,单片机在此进行数据汇总,并与上级电业管理部门进行通讯邮递联络。三相重合闸该逻辑用于同路中突发性短时故障时,故障发能在发生后自动消除情况下,若再次送电不会发生故障时能及时恢复电网供电,此类故障,如相间因细小的金属线等杂物短路,当金属线烧短后,再次送电并不影响系统正常运行。

2 继电器保护装置的功能

在供电系统中运行正常时,它应能完善地、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;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;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;对继电保护装置的基本要求。对继电保护装置的基本要求主要有四点:即选择性、灵敏性、速动性和可靠性。

2.1 选择性

当供电系统中发生故障时,继电保护装置应能有选择性地将故障部分切除。也就是它应该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。系统中的继电保护装置能满足上述要求的,就称为有选择性否则就称为没有选择性。

2.2 速动性

速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障缩短切除故障的时间,就可以减轻短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。所谓故障的切除时间是指保护装置的动作时间与断路器的跳闸时间之和。由于断路器一经选定,其跳闸时间就已确定,目前我国生产的断路器跳闸时间均在O.02S以下。所以实现速动性的关键是选用保护装置应能快速动作。保护装置应能正确的动作,并随时处于准备状态。如不满足可靠性的要求,保护装置反而成为了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,则要求保护装置的设计原理、整定计算、安装调试要正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量要可靠、运行维护要得当、系统应尽可能的简化有效,以提高保护的可靠性。

3 继电器保护的应用分析

3.1 继电保护的网络自动化

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,还应具有大容量的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。计算机网络作为信息和数据通信工程已成为信息时代的技术支柱,使人类生产和社会生活的面貌发生了重大变化,微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性,这是微机保护发展的必然趋势。在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行隋况下还可完成测量、控制、数据通信功能亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

3.2 继电保护的智能化

近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域得到了广泛的应用,在继电保护领域应用的研究也已开始。神经网络是一种非线性映射的方法,很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题,应用神经网络方法则可迎刃而解。

4 如何提高继电保护技术

掌握相关技术知识,电子技术知识,由于电网中微机保护的使用越来越多,作为一名继电保护工作者,学好电子技术及微机保护知识是当务之急。微机保护的原理和组成,为了根据保护及自动装置产生的现象分析故障或事故发生的原因,迅速确定故障部位,工作人员必须具备微机保护的基本知识,必须全面掌握和了解保护的基本原理和性能,熟记微机保护的逻辑框图,熟悉电路原理和元件功能。具备相关技术资料,要顺利进行继电保护事故处理,离不开诸如检修规程、装置使用与技术说明书、调试大纲和调试记录、定值通知单、整组调试记录,二次回路接线图等资料。运用正确的检查方法。一般继电保护事故往往经过简单的检查就能够被查出,如果绎过一些常规的检查仍未发现故障元件,说明该故障较为隐蔽,应当引起充分重视,对此可采用逐级逆向检查法,即从故障现象的暴露点入手去分析原因,由故障原因判断故障范围。如果仍不能确定故障原因,就采用顺序检查法,对装置进行全面检查。掌握微机保护事故处理技巧,在微机保护的事故处理中,以往的经验是非常宝贵的,它能帮助工作人员快速消除重复发生的故障,但技能更为重要。

5 结束语

这里从微机保护自身特点和现场实际经验出发,结合长期处理继电保护事故的故障的经验和方法,对微机保护发生事故或故障的共性原因进行了一般性分类,并在一定范围内总结了处理事故的思路及方法,介绍了提高处理事故和故障能力的基本途径。

参考文献:

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关键词:继电保护;可靠性;故障检修

中图分类号:U226.8+1 文献标识码:A 文章编号:

0 引言

伴随着电力系统的迅猛发展,电网规模日益扩大。要尽快提升电力系统的运行质量及效率,必须充分应用继电保护技术来有效预防电气故障,并在故障发生时快速准确地予以切除。电力系统故障种类非常多,选择故障处理方法与措施时应具体问题具体分析。然而,不管遇到哪种类型的故障,只要掌握其基本原理,并在实践过程中触类旁通,不断积累经验并及时进行分析总结,有关人员就一定可以快速提高故障处理能力。

1 影响继电保护可靠性的主要因素

1.1继电保护系统软件因素;软件出错将导致保护装置误动或拒动。目前影响微机保护软件可靠性的因素有:需求分析定义不够准确;软件结构设计失误;编码有误;测试不规范;定值输入出错等。

1.2继电保护系统硬件装置因素;(1)继电保护装置。继电保护装置中与继电保护可靠性密切相关的模块有:电源供应模块;中央处理模块;数字量输入模块;模拟量输入模块;数字量输出模块。(2)二次回路。由于二次回路绝缘老化、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。(3)继电保护辅助装置。这些辅助装置包括交流电压切换箱、三相操作继电器箱及分相操作继电器箱等,它们起着极为重要的作用。(4)装置的通信、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。(5)断路器。断路器是电力网络的重要元件,其可靠性不仅关系到继电保护的可靠性,还关系到电力系统主接线的可靠性。继电保护系统硬件的质量和可靠性直接影响了系统保护的可靠性。(6)微机保护装置易受干扰源影响。比如受电弧、闪电及短路故障等各种因素影响而误动或拒动。

1.3人为因素;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。根据统计,在220kV系统中,人为因素故障约占总故障的38%。继电保护装置的可靠性是指其在规定范围内出现应动作的故障时不应当拒绝动作,而在其他所有该保护不应动作的情形下不应当误动作。继电保护是电力系统一个非常关键的组成部分,是确保电网安全平稳运行的关键技术手段。

2 提升继电保护可靠性的有效措施

因为保护装置在运行过程中易受各种因素影响,无法做到绝对可靠,所以必须制定有效的故障防范方案及相应措施确保其可靠性。提升继电保护可靠性的有效措施有如下几点:(1)在生产过程中对保护装置质量进行严格控制,选择故障率较低、使用寿命较长的元器件,杜绝不合格品进入生产流程。此外,在设备选型时应尽量选择质量可靠、售后服务优质的厂商。(2)微机保护装置必须安装在和高压室分隔的房间内,以免遭受高压、高电流、短路故障及分合闸所产生电弧的影响。且应预防环境对微机保护产生的污染,保护室内需安装空调,来保证保护有良好的运行环境。一些电磁型、机电型继电器外壳和底座之间必须利用胶垫进行密封,以防灰尘及有害气体进入。(3)提高继电保护整定人员在整定计算过程中的责任意识。计算时必须从整个电网结构综合考虑,仔细研究,确保各级保护整定值准确无误,上下级保护整定值能正确匹配。(4)强化保护装置的运行维护工作,提高有关人员的故障处理能力,并定期对装置进行检验,制定预防事故的有效措施,进一步提升装置可靠性。(5)从确保电力系统稳定性,保证继电保护系统能快速准确切除故障方面考虑,关键的输电线路或设备主保护应选择多样化的设施,且必须配置2套主保护装置并列运行。(6)为保证保护装置在故障时能确保有选择性动作,即防止无选择性动作。在保护装置的设计、整定计算等各个方面应进行综合考虑,对保护进行科学配置,以不断提升保护装置可靠性。

3 继电保护装置检修的主要措施

由于继电保护在电力系统中十分重要,因此必须对其进行定期预防性试验,而不应等到产生误动作后才开始进行分析及修复工作。对继电保护装置进行定期检修的最终目的,是为了保证继电保护系统始终处于完好无损的状态,从而确保其动作的安全性及可靠性。所以,其定期检修项目和新安装项目明显不同,只需进行少量针对性较强的试验即可。检修时必须重点关注对保护动作的安全可靠性会产生重大影响的那部分项目,防止为检修而检修,导致检修工作流于形式,从而进一步提高定期检修工作的效果。其主要措施包括如下几点:(1)针对当前新形势下出现的新问题必须采取针对性措施,修订相关规程,采取新的检修对策。对于出现频率较高的问题,不应由单位自作主张,指导目前甚至是今后的继电保护检验工作。应加强二次设备状态检修,为继电保护专业人员“减负”,同时尽量降低检修工作对系统安全及继电保护可用性的影响。(2)在采取检修对策时必须充分结合微机保护的自检能力及通信能力,大力简化装置检修工作,并重视二次回路检验工作。(3)尽可能在设计时对二次回路进行简化;运行过程中要强化维护及基础管理工作,重视积累运行数据,做好装置故障信息的相关统计、分析及处理工作,为检修提供科学的管理依据;同时还应强化电网建设及继电保护的技术改造,认真做好设备选型工作,进一步提升继电保护系统的总体水平。(4)应加强二次回路在线监测工作,并研究不停电状态下对继电保护系统进行检修的相关技术。(5)伴随着变电站自动化技术的快速进步,积极研究继电保护系统的分散布置、网络化、集中处理、光纤化及故障信息网的保护定检等相关技术的发展趋势。(6)研发与制造单位必须不断提升微机保护的自检能力及装置发生故障后信息的输出能力,研发全新保护技术,以生产出能够实现远程检测的保护装置。

4 处理继电保护故障的基本方法

(1)替换法:利用正常的同种元件(插件)来取代认为存在故障的元件,从而判断其是否存在故障。这是一种处理保护装置系统内部故障广泛使用的方法,它能迅速缩小排查故障的范围。(2)电位变化法:监测二次回路各节点的直流电压与电位波动,以判断故障发生的具置。这种方法通常用于检查断路器的拒合或拒分、红绿灯或光字牌等信号回路中的故障。(3)短接法:将回路的某一部分利用短接线接入,从而查出故障存在的大致范围。这种方法一般用在电流回路开路、电磁锁失灵及切换继电器不动作等方面,它能缩小故障的定位范围。(4)逐项拆除法:将并联的二次回路按顺序脱开,再按顺序放回,一旦发生故障就可以判断出其位置,然后通过同样的方法在该回路内对更小的分支路进行查找,直到判断出故障点为止。这种方法通常用于检查直流接地、信号掉牌未复归及交流电源熔丝放不上等相关故障。(5)参照法:对照正常与非正常设备的各项技术参数,从而判断出故障点。这种方法通常用于检查接线错误、定值校验时测试值和预想值有较大出入而又难以查明原因等故障。(6)直观法:假如通过直接观察继电器就能发现其内部明显发黄或某些元器件产生很重的焦味等,此时可快速判断故障点,直接更换损坏的元件。这种方法通常用于处理那些很难通过仪器进行逐点测试或某插件产生故障时没有备品进行更换但又需要排除故障的状况。

5 继电保护故障防治措施

(1)一般性检查。这种检查往往十分关键,但也很容易被忽视。检查的主要内容有:1)连接件是不是已经紧固,焊接点存不存在虚焊;2)对继电保护装置的全部插件逐一进行检查,并将所有芯片插入可靠、螺丝拧紧;3)认真搞好清洁工作。(2)建立并完善岗位责任制,每一个盘柜都要落实专人管理。并规定值班人员只能进行接通或断开压板、切换开关及卸装熔丝等操作,同时需严格遵守电业安全工作相关操作规程。(3)定期对继电保护装置进行检修、检查及设备评比工作。(4)把握继电保护技术的发展动态,充分运用新技术对设备实施有效监管及维护。当前,电力事业迅猛发展,继电保护技术有待进一步完善。在继电保护工作显得愈发重要的情形下,务必要大力提倡新技术的应用,从而使保护装置可靠性得到有力保障,在电力系统稳定地发挥其关键作用。

6 结语

继电保护能反映电力系统设备的故障或异常运行状态,其动作正确与否对电力系统安全可靠运行会产生直接影响。电力系统故障时,假如继电保护系统无法及时准确将其切除,就会扩大故障的影响范围,从而造成更大损失。因此,保证继电保护系统处在正常工作状态,确保其动作的可靠性,是电力系统运行过程中一个十分关键的问题。

参考文献:

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关键词:继电保护;差动保护;二次回路;检修分析

中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:

电力系统中的二次回路结构组成较多,其包括:测量回路、继电保护回路、开关控制及信号回路、操作电源回路、断路器等所有的低压回路,由于回路结构的特殊性,其在电力系统运行过程中也发挥了多项功能优势但最近几年的运行检测发现,继电保护二次回路在运行中出现了各种问题,导致了线路结构受到损坏。“差动保护”是继电保护的主要形式,对其研究有着重要的意义。

1 继电保护对电力系统的作用

为了构建良好的电力系统运行秩序,在设备运作期间必须要配备相应的运行保护。其优势体现在:

①维护安全。最近几年对系统设备采取旧保护方式的设备,不仅故障发生率较高且给操作人员的安全也带来威胁。继电保护技术在数据信息安全性能的保护上作用显著,可有效避免外界因素干扰造成的装置受损等当电力系统正常运行之后,继电保护装置可以实现有效的防范监测。

②投资较少。继电保护装置本身的材料质量较小产品重量一般都比较小。这就给电力行业施工创造了有利条件,在电网运行期间结合新建的传输通道,大大降低了电力系统占据的空间。继电保护产品质量的减小对于系统安装施工的操作效率提升也有帮助,可显著降低电网运行的成本投入。

③性能优越。随着社会科学技术的发展,继电保护装置的这种材料属于绝缘物质,在使用过程中很难受到外界腐蚀作用的影响。在今后的各项电力设备运行技术发展阶段,继电保护装置产品的性能会变得更加优化,其“能力强”主要表现在抵制干扰、增强绝缘、防范电磁等方面。

④安装便捷。根据市场调查数据显示,我国市场上销售的继电保护产品的内部结构都在积极优化升级。高科技的继电保护产品带来的是故障诊断的高效率,同时在电能消耗上要比其他保护装置低得多。同时,继电保护装置在安装过程中操作方便,技术人员只需安装电气图纸操作即可。

⑤检测故障。从根本上看,继电保护是在电力系统的设备或元器件出现故障之后,对系统实施报警以提醒值班人员处理。另外,还可以对控制的断路器发出跳闸程序操控指令,以及时中断各受损设备的运行,从而达到保护设备或元器件的效果,这种高性能的故障防范功能是其他设备无法实现的。

2 二次回路故障的破坏作用

①破坏数据。这里的“误差”主要是针对电能表而言,在电网操作运用期间需借助电能表对整体能耗大小实施测量。企业也是按照电表上的数据来缴纳实际费用,而差动保护受损之后则会影响到测量数据的准确性。如:受到其他装置的干扰下常会出现不同程度的数据调动,对电网系统带来的影响较大。

②破坏线路。

对于情况严重的差动保护故障,其会阻碍差动保护装置功能的正常发挥,大幅度降低了差动保护的切断线路的能力。

这些会引起线路短路问题,程度严重时导致了差动保护结构错乱,若故障在长时间内得不到解决,也会因此影响到电力系统二次回路的运行。

③破坏能耗。差动保护故障出现后带来的直接影响则是差动保护受损,一般都表现在铜损、铁损量方面。该问题会导致差动保护运行效率降低,带来较大的噪声音量,给变电站操作人员的正常工作造成干扰。另外,差动保护耗损的变大也增加了电力系统的能源消耗,不利于各类电网的长期运行。

④破坏安全。电力系统中的故障是造成差动保护故障的场景因素,其会利用静电、电磁等方面的感应,对电力系统作业产生强大的干扰,引起电力系统运行的误操作。差动保护装置在发生故障之后容易引起不同的电磁反应,给差动保护正常作业的安全运行带来影响。

⑤破坏容量。故障发生之后电力系统的容量会出现不同程度的降低,如差动保护、断路器、电缆等,这些方面的功能指标异常后会促使电力设备的老化。情况严重时短时间作业内会损坏电力设备,中断设备的正常运行。由此破坏了电力生产的安全性,后期的电力系统运行会遇到各种阻碍。

3差动保护二次回路检修方法

差动保护是继电保护的常用方式,也是保护电力系统正常运行的重要设备。

①负荷检修。负荷过大给电流互感器造成的影响是超荷载运行,长时间运行下去会减短电流互感器的使用寿命。

因而,差动保护运行时要对电流互感器的负荷大小严格控制,根据实际运行需要适当降低电流互感器的励磁电流。降低二次负荷的方式:降低控制电缆的电阻、选择弱电控制用的电流互感器等,同时定期检查互感器的实际状态。

②质量检修。市场销售的电流互感器产品种类较多,具体使用时还是要结合具体的系统保护方式选择。

对于测电流过大的继电保护装置,在差动保护过程中则可以选择带小气隙的电流互感器,该装置的铁芯剩磁小,这一特点会使得电流互感器的饱和难度加大,提高了差动保护装置的性能。

该类互感器的励磁电流小,对失衡电流也有控制作用。

③电流检修。电流互感器是决定差动保护效果的重要元件,也是构建差动保护模式时需要重点分析的内容。

在电流互感器安装使用期间,要对互感器的使用型号合理选择。

最好使用差动保护专用的D级电流互感器;在经过保护装置的稳态短路电流时,电流达到最大值后需将差动保护回路的二次负荷控制在10%误差内。

④保护检修。除了电流差动保护之外,遇到一些操作难度较大的情况时也可以适当变化差动保护的形式。

比率差动保护则是差动保护运用较多的一种,将其运用于二次回路检修中也能发挥良好的故障诊断性能。比率差动保护的运行方式:当经过继电保护回路的电流值增大时,不断增强装置保护的性能,以防止故障期间保护装置出现误操作、误动等现象。

4 结束语

随着微机保护装置的普遍应用,保护装置内部的问题越来越少,而与继电保护装置相关连的二次回路上的缺陷有所增加,因此,二次回路维护的重要性突显出来。如何适应微机保护普及后的二次设备检修工作,是摆在我们面前需要探讨和解决的问题。只要能加强二次回路的工作,充分发挥微机保护的先进技术水平,继电保护系统将整体发挥其优势,为电力系统的安全稳定运行提供可靠的保证。

参考文献:

[1] 许海平,张家余,董锡君,等.厂用电继电保护系统仿真建模研究[J].哈尔滨工业大学学报,1996,(6).

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论文关键词:继电保护;可靠性;电力系统 

继电保护是指在正常用电的情况下,对电路故障等情况进行及时报警,从而保证电子元器件的安全。随着我国经济的持续发展,各类用电设备急剧增加,电力系统中的正常工作电流和短路电流也随之不断增大,继电保护技术就是在这一背景下发展起来的。目前,我国不少地区继电保护还不能可靠运行,保护动作失灵和大面积停电的事故时有发生,严重影响着人民群众生产生活的顺利进行。因此,提高继电保护运行的可靠性无疑具有重要的意义。

一、确保继电保护的可靠运行

1.确保继电保护的验收和日常操作能够合理进行

(1)做好继电保护的验收工作。在继电保护装置安装完成后,要对其进行调试和严格的自检,将安全隐患消灭在萌芽状态。工厂方面可组织检修部、运行部和生产部等部门对整个装置进行整组、开关合跳等试验,在继电保护设备生产人员的指挥下运行有效时间,在验收合格后方可投入使用。

(2)科学操作、定期检查。在与继电保护装置有关的情况出现变更时,负责人要对包括变更具体内容和时间在内的变更情况进行详细记录,并与注意事项进行核对。交接班时要对装置的运行情况进行检查。如果条件允许,还应在早晚班中间安排一到两次全面、系统的检查。检查的内容主要包括:开关、压板位置是否正确;各个回路接线处是否正常;继电器接点是否完好,线圈及附加电阻的温度是否适宜,是否被高温损坏;保护压板是否开始使用;指示灯、运行的监视灯指示是否准确;光字牌、警铃、事故音响是否出现故障等。

(3)加强对操作人员的业务培训。除了要求操作人员有丰富的理论知识外,还要对他们进行适当的岗前培训,让他们了解继电保护的原理。在对装置进行例行检查前,操作人员要预先对二次回路端子、继电器、信号掉牌及压板等进行熟悉和了解,以便使操作能够按设备调度范围的划分进行。在编写设备使用说明书时,应该做到详细、准确、规范,使值班人员能够更好地理解说明书中的内容,避免因不了解而导致误操作现象发生。

另外,企业在对员工进行培训时要注意对可能出现的特殊情况进行说明,以免发生不必要的事故。例如,某110kv变电站发生110kv母pt失压,备自投动作,主供跳开,备供未合,导致全站失电。在分析事故原因后发现,二次电压线a630凤凰端子排扣反,导致pt失压,跳主供开关的线接在手跳回路中,手跳将备自投闭锁,致使备供没有合上,全站失电。凤凰端子排扣反是肉眼无法观察到的,定值是负责定值管理的工作人员下发的,而现场实际负荷电流的大小只有保护人员才知道,继电保护装置的运行有时不具有稳定性,应对可能出现的情况加以说明和重视。因此这次事故主要因为工作人员对继电保护装置的运行不够重视,没有对其运行进行准确操作造成的。

2.转变继电保护事故处理的思路

在做好继电保护设备的验收、日常检查工作,并能准确操作后,继电保护事故的发生概率将明显下降。然而,若继电保护运行过程中出现了事故,对其进行有效处理,并深入了解事故发生的原因,总结经验教训,才能及时地发现继电保护装置及其运行过程中存在的问题,以便对其进行及时处理和整改,从而确保设备的可靠运行。

(1)加强对相关数据的利用。通常,继电保护装置运行中存在工作的连续性和隐蔽性,即在保护操作结束后设备可能还会连续工作一段时间,这样就容易对用电设备造成一定的危害。同时,继电保护装置的运行还存在一定的隐蔽性,在日常操作中不易察觉,当出现故障的时候才会被发现。而利用故障录波、时间记录、微机事件记录、装置灯光显示信号等信息来还原故障发生时设备的有关情况,则能有效地找到事故发生的原因,消除连续性和隐蔽性所带来的不利影响。

(2)对故障原因进行有效区分。继电保护运行过程中出现故障的种类很多,原因也很多,有时很难界定是人为事故还是设备事故,因此对于事故原因的判定绝不能仅凭以往的经验作为依据,而是要有原则、有依据地一步步进行检查。对于设备存在的问题,操作和值班人员要如实向技术人员反映,以便技术人员对装置运行可靠性进行更加准确的判断,将问题消灭在萌芽状态。

(3)对事故处理采用正确的方法。在对事故进行处理之前,要保证所使用的继电保护测试仪、移相器等具有较强的稳定性,万用表、电压表、示波器等具有高输入阻抗性能,同时要按照有关方面的要求确保试验所用的电源为直流单独供电电源。除了要做好事故处理的准备工作外,还要采取与事故类型相适应的检查方法。常用的检查方法有:整组试验法、顺序检查法和逆序检查法。

整组试验法主要通过检查继电保护装置的动作时间、动作逻辑等是否正常来判明问题产生的根源。这种方法的主要优点就是能在较短的时间内再现故障,缺点是不能有效查找故障发生的原因。通过这种检查方法发现问题后,经过处理,能提高整个装置的可靠性。

顺序检查法按照外部检查、绝缘检测、定值检查、电源性能测试、保护性能检查等依次进行,通过检验调试的手段来寻找故障。针对继电保护装置在运行中微机保护出现拒动或者逻辑出现问题等不可靠性来对设备进行检查和调试。

逆序检查法则是从事故发生的结果出发,一级一级往前查找,直到找到根源。针对继电保护装置在运行中出现误动的不可靠性,可利用这种方法进行检查。

3.提高继电保护的技术水平

提高继电保护的技术水平,可以使对继电保护的验收、日常管理和操作等工作更加便捷有效,也能减少相关事故的发生,更是确保继电保护可靠运行的关键因素。综合其发展历程,可以从以下两方面提高继电保护的技术水平。

(1)提高继电保护运行的微机化和网络化水平。随着电信技术的不断发展,微机保护硬件的科技含量也得到了较大幅度的提高。现在,同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度和存储容量都远远超过了当年的小型机。用成套的工控机做继电保护的想法在技术上已经变得可行,这样,就能使继电保护运行过程中的微机不可靠性得到一定的控制。但对微机化如何能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还需要进行深入地研究。可以说,计算机网络将深入到各种工业领域,为电力系统提供通信手段,彻底改变继电保护的运行方式和状态。

从现阶段的实际情况来看,除了差动保护和纵联保护外,所有的继电保护装置都只能反映保护安装处的电气量,继电保护装置的作用也只能是切除故障元件,缩小事故的影响范围。安装、使用继电保护装置的目的不仅是缩小事故范围,还希望它能保证电力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,从而进一步提高保护的及时性和准确性。而想要实现这一设想的前提条件是要将整个电力系统各主要设备的保护装置都通过计算机网络连接起来,实现微机保护装置的网络化,这方面的技术水平急待提高。

(2)提高继电保护运行的智能化水平。智能化是提高继电保护运行可靠性的重要技术创新,目前,“人工智能技术”这一词汇已经出现在社会的很多领域,诸如神经网络、进化规划、遗传算法、模糊逻辑等技术在电力系统中已经得到了应用,在继电保护领域应用的研究也正在进行并不断深化。人工智能技术的引进将使继电保护装置的稳定性大大提高,而其工作的连续性和隐蔽性等不可靠因素将会得到有效的控制和改进。