继电保护特性范文

时间:2023-12-19 17:47:06

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继电保护特性

篇1

【关键词】电力;继电保护;作用;特性

一、电力系统继电保护的作用

电力系统的运行过程中涉及到对各种运行设备和线路的管理,因为电力系统的复杂性决定了一旦某个运行环节出现故障,就会严重的影响整个电力系统的运行安全。继电保护装置正是为了满足这种需求产生的一种对于电力系统的相关运行状况的一种检测和制动设备,它可以在检测到系统的异常运行后,根据情况作出反应,以排除潜在的安全隐患或者将事故的损失和危害降到最低。随着各种高新技术在电力系统中的应用,继电保护装置和系统也朝着越来越自动化和信息化的方向发展,未来的继电保护不仅可以有效的提高自身运行的安全性和可靠性,还能够实现更加智能的操作。

平价电力系统的运行状况的标准不仅有安全可靠,还有是否能够实现更加经济和优质的供电,由于电力系统的复杂性和规模性决定了其在运行过程中要正确和有序的处理各种元件和线路的运行。而且由于电力系统的覆盖规模大,还容易受到各种自然环境和人为因素的影响,这些都应该在电力管理的过程中予以充分的考虑,并以此做好相关的应急预案。目前我国的电力系统的运行采用的是以计算机为中心,分层分级对电力系统的运行状况进行监控的方式,这样不仅方便对于各个部分进行管理,还能够实现对电力系统的运行状况的全面的监控。在这个过程中,继电保护装置以及系统就是对整个电力系统的运行异常进行检测的,一旦发现电力系统的运行异常,就会进行自动的保护处理,并发出警示信号。继电保护装置的主要功能有:1.一旦电力系统的运行出现短路,继电保护装置可以迅速及时的对故障位置进行跳闸处理,避免其他环节的线路受到影响,也能够有效的保护电力元件不受损坏。2.一旦电力系统的中的某些设备存在异常运行,继电保护装置就会根据不同的运行异常情况进行识别,并马上发出警示信号,提醒工作人员进行维护和处理。所以,继电保护装置在电力系统的安全运行中的作用是至关重要的,是维护电力系统的安全可靠以及稳定运行的重要装置,也是保证用户的用电安全的重要环节。其在现代电力系统中有着不可替代的地位。

二、继电保护的基本特性

要想实现继电保护的保护功能,就必须要对其基本特性进行充分的了解和利用,一般来说,继电保护系统的运行要满足以下几个特点。

选择性,所谓选择性就是指继电保护装置在电力系统发生运行异常的情况下,可以及时的对存在运行异常的部位进行识别,并且有效的采取相应的处理措施,这种设备位置以及电路系统的选择对于继电保护装置的功能的发挥是十分重要的,因为一旦判断错误,或者对全部的系统进行制动,不仅不会及时的遏制系统故障,还会引发更为严重的安全事故。

速动性,所谓速动性就是指在电力系统出现运行异常的时候,继电保护装置能够及时的做出反应和处理,因为电流运行的特点决定了设备的故障蔓延的比较快,所以如果继电保护装置不能够及时的做出断路处理,就会影响自身功能的发挥,从而影响整个电力系统的运行质量和安全。其具体的必要性主要表现为以下几个方面:1.快速切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性。因此,快速切除故障是提高系统并列运行稳定性,防止系统事故的一项重要措施。2.快速切除故障可以减少发电厂用电及用户电压降低的时间,加速恢复正常运行的过程,保证厂用电及用户工作的稳定性。因此,快速切除短路故障,所有电动机在故障切除后都可以继续正常运行,因而保证发电厂和用户工作的稳定性。通常要求在发电厂母线上的引出线上发生短路故障,机端母线电压下降到额定电压60%以下时,必须无时限地切除故障。3.快速切除故障可以减轻电气设备和线路的损坏程度。4.快速切除故障可以防止故障的扩大,提高自动重合闸和备用电源或设备自动投入成功率。从上述理由可知,快速切除鼓掌,对提高电力系统运行的可靠性具有重大的意义。切除故障的时间是指从发生短路故障的时刻起到断路器跳闸电弧熄灭为止的时间,它等于继电保护装置的动作时间与断路器跳闸时间之和。所以,为了保证快速切除故障,除了加快保护装置的动作时间之外,还必须采用快速跳闸断路器。

灵敏性,所谓继电保护装置的灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时,保护装置的反映能力。

可靠性,所谓保护装置的可靠性就是指继电保护装置自身的运行要可靠,这样才能保证自身的功能的正常发挥,而不会因为自身的功能以及设备缺陷,影响电力系统的正常运行。因为如果一旦继电保护装置在电力系统的运行出现异常的情况下拒绝动作或误动作,就将给电力系统和用户带来严重的损失。所以,在设计、安装和维护继电保护装置时,必须满足可靠性的要求。

以上四个基本要求是设计、培植和维护继电保护的依据,又是分析评价继电保护的基础。这四个基本要求之间,是相互联系的,但往往由存在着矛盾。因此,在实际工作中,要根据电网的结构和用户的性质,辩证地进行统一。

三、结语

综上所述,电力系统的运行直接关系到人们的日常生产和生活质量,所以应该加强对其运行安全性和可靠性的保护,继电保护装置作为这样一种运行装置,主要的功能就是对于电力系统的运行状况进行实时的检测,并在出现异常情况的时候进行及时制动,保护系统的运行安全。在对电力系统的继电保护装置进行设计和安装的过程中,应该充分的了解继电保护装置的作用和特信封,才能实现对其功能的更好的利用。改革开放30年来,中国的市场经济得到快速的发展,我国的经济建设取得了举世瞩目的成就。随着经济的发展,对电力的需求越来越大,电力供应开始出现紧张,在很多地方都出现了供电危机,使其不得不采取限电、停电等措施,以缓解电力供应的紧张。在如此严峻的形式下,加强对电力系统的安全维护至关重要,而继电保护正是其中主要的保护手段之一。

参考文献

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关键词 电力电缆;混合线路;特性;保护配置

中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)78-0058-02

根据社会发展的需要,促进网络的发展那是必然的,相应的网络结构也随之变的更加的复杂。大部分的企业、单位都没有使用架空线路,不过也存在部分的使用电力电缆,所以,所以,电力电缆与架空线的混合使用越来越多。在目前的形势下,输电设备目前主要有两种,一种是电力电缆,另一种则是架空线。架空线是一种输电的线路,同时,它的参考是比较稳定的,相应的各种保护措施也比较全面、系统与完整。但是,它也有一定的缺点,比如:占地大、电磁的干扰力强,这样就会严重影响景观与环境,所以,慢慢地,输电网络也很少用架空线。在国内,大中型的城市都在飞速的发展,对供电可靠、人身安全、维护工作量小、占地少等优势的电力电缆得到了非常广泛的应用。

1电力电缆的电气特性

在当前使用的电力电缆有超导电缆、橡皮绝缘电力电缆、气体绝缘电力电缆等等。在这当中交联聚乙烯的电力电缆使用范围最广,是那些城市电网最喜欢使用的。

每种电缆的制作方法是不相同,正其如此,电感与电容是不相同的,与架空线也是不同的。因为它们之间的间距不同,架空线路的间距大,因此,电缆单位长度电感也就会小很多,所以,在实际上,电力电缆的阻抗角要比架空线路的的阻抗角小很多。因此,电缆的小电感特性所引起的一些像负载分配与短路电流水平的问题,同时还会对继电器造成一定的影响。

电力电缆在缆心之间、缆心与护套间距离都要小的多,同时,再因为绝缘料的高价常数,从而会使电缆单位长度比架空线的大的多,相对于较长的电缆线路,那么就必须要重视电容所带来的影响。如果带来了影响,一定要及时发现问题,并发现问题的所在之处,然后把问题得到最好的解决。平时也要做好事先预防措施,尽量把问题解决在没有发生前,这样可以减少一定的经济损失,为企业带来更大的利益。

2混合线路的发展趋势

如今,城市在高速发展,同时,变电站也要跟随社会发展的脚步,得不断的的改造、更新。到最后,电缆线路会把架空线路所替代。如此一来,就有更多的电缆与架空混合线路被迫使转入地下,相对地,改用电缆的同时,也就自然而然的形成了混合线路。虽然供电方案总是避免采用混合线路,但是,在真正的现实生活中,有很多的是与供电方案存在很大程度上的出入,特别是混合线路的发展趋势在不断的增加,尤其是对大城市来说,出现混合线路是必然性的,总有一天会出现的。从当前国内的大中型城市来看,混合线路已经有很多。混合线路的结构有着不同的结构方案,一般的类型是由变电站根据地形等因素来规划。同时再加上对混合线路进行实地的研究,从而得出最佳的设计方案。

3对混合线路保护措施研究

3.1自适应零序电流保护方法

依照混合的路线,电缆的零序阻抗是根据零序电流的变化而变化的,但是,架空线就不同,并不会因为电流的变化而改变,他在平常情况下,是比较稳定的。所以,混合线路零序参数是零序电流的非线性函数。

自适应零序电流保护方法的最重要的地方就是设法确定给定线路在发生接地短路的时候,零序电流与短路的位置关系,得了相应的关系性曲线。最主要的流程如下:

1)第一就是要确认系统运行方式,像最大运行方法,经常运行方式等;

2)积累被保护的混合线路的基本参数,包括电缆线路的参考零序阻抗的值、架空线路的长度等;

3)把混合线路分成一段一段的小段,分的越多越好,相应地,分的越多,计算精确度也就越高。所以,可以把混合线路多分几个小段,这样可以达到计算精确度高需要;

4)零序电流保护的逻辑系统根据发生故障零电流的值或者是故障的位置,决定是否动作。

3.2自适应接地距离保护方法

在以往的架空线接地距离保护,在实际运行上,其保护系统都是完善的,但是,在运用电力电缆当中,在一定的程度上是不相同的。所以,并不能把其他的=装置的计算方法就用到电缆当中,那样将会存在很多的问题,也会出现故障,有些有运行上还会出错。所以,平时这些是必须要注意的。尽可能的减少故障事故的发生,让系统安全稳定的运行。

使用以零序电流为极化量的接地方向多边形阻抗继电器,有以下几方面好处:一方面能够减少保护区受过度电阻导致的不良影响。另一方面,同时,还可以更方便保护的选择性与可靠性。

4结论

综上所述,社会在不断的发展,混合线路越来越多,同时,问题也就会随之出现,故障也会越来越多,类型也各种各样,阻抗同时也是会变化,通过自适应零序电流的保护方法与自适应接地距离的保护方法可以有效的保护电力电缆混合线路的配置。在目前,加大对混合线路的保护措施是首要任务、当务之急。

参考文献

[1]刘严右,王宝晨,李回忆,等.对电力电缆架空混合线路的使用配置及优化研究[M].电力出版社,2009,7.

[2]黄顺渐,刘思棋,袁因灯,等.浅谈电力电缆混合线路保护配置方法及对现状改进的对策研究.中国电机工程学会,2010,4.

[3]李艳砂,吴成困,李小路,等.关于电力电缆混合线路保护配置方法和改进的对策研究.中国电机工程学会,2011,4.

[4]兰同治,伍付晨,陈路怡,等.对电力电缆混合线路保护配置方法及改进的对策研究[M].山东出版社,2011,1.

[5]黄来达,陶小芳,李小强,等.对电力电缆混合线路保护配置方法研究及对现状分析[M].电力出版社,2010,3.

篇3

前言

在我国就当下的发展来讲,各行各业在速度上都在逐步提升,紧跟时展的步伐,但是在发展过程中,电能作为发展的主要支撑点,不断增加对电力的需求量,因此,电力系统的安全运行和人们的生活息息相关,同时也是国民经济快速发展的重要纽带,假若电力系统出现故障,将会带来一系列的问题,从而打乱人们的生活秩序。继电系统装置的自动化能够有效保障电力系统能够正常运行。日常在运行电力系统的时候,继电系统装置能够自动针对所出现的电力故障及时做出反应,同时也能够保证供电系统的稳定性。因此,继电保护装置在供电系统的应用中起到了至关重要的作用,能够有效维护电力系统的正常运行。长期以来,虽然继电保护装置在电力系统的运行过程中所起到的作用十分重要,但是依然存在一些故障发生在运行的过程中,也导致了电力系统发生一系列的故障。对此,针对一些特点,有效探究并且强化继电保护的自动化运行,促进电力系统的发展。

一、继电保护装置任务和要求的合理分析

为了保证电力系统能够正常运行,我们有必要强化系统设备中的运行情况进行全方位多角度的监督工作,作为依据及时提供给变电值班人员,进而有效地切除电力系统运行时的故障,保证各种信息传递的及时性是作为继电保护装置的首要任务。

1.可靠性

为了使系统在尽可能降低故障产生的损失值保证系统的正常运行,继电保护装置的安全性要引起高度重视,故障范围进一步扩大的现象要尽可能地避免,使继电保护装置的可靠性准确维护继电保护装置。

2.灵敏性

一旦区域电力系统在运行过程中发生故障,在自己保护范围中的继电保护装置能够及时做出一定的反应,使电力系统得以正常地运行。

3.速动性

电力系统的运行为了能够得到可靠并且稳定的运行发展,假若故障突然发生,针对故障的发生继电保护装置应该准确切断故障部位,动作的及时做出能够大量地减少不必要的损失。

4.选择性

一旦电力系统发生故障,继电保护系统能够及时并且有选择性地切断故障部位,以保证系统能够正常运行。

二、针对继电保护装置的自动化运行特点深入探讨

我们知道,在电力系统的运行过程中出现故障,继电保护装置能够及时地根据期间传递的一系列信号做出反应,采取措施,尽快切断故障发生的位置,将故障的范围尽可能地减小。电力系统一旦发生故障,继电保护装置能够有效控制并且尽可能地降低故障带来的损失,将本身的作用最大地发挥。虽然在电力系统的正常运行过程中故障的发生率较小,但是假如不慎突然发生,那么继电保护系统的有效性就能够充分体现出来。电力系统在正常的运行过程中,误动故障的发生也属于正常现象,但是什么是误动故障?就是说在各方面的系统在正常运行,保护装置会突然发出错误的指令做出错误的行为,以至于破坏了系统正常运行的稳定性,就是误动故障,另外还有一种拒动故障现象,就是说在电力系统出现问题时,继电保护装置没有做出一系列的反应,本身的保护作用没有得到充分的发挥,拒绝发生动作,失去了电力系统的正常保护能力。针对拒动故障和误动故障的发生能够有效地避免,自动化的继电保护装置得到合理地利用,如此一来,不仅仅能够实现实时监控和控制系统中各个设备运行的参数,而且还能更加严密地保护机电装置。有力的保证了电力系统安全稳定地进行。

相比于传统的保护系统装置,自动化系统的性能得到了有效的提高,能够对于供电系统的正常运行提供保障,同时也能准确地及时地针对出现故障的范围发现和控制。自动化装置充分运用了先进的计算机技术,对于大量复杂繁琐的工作能够及时完成,提高发现故障,发出警报的效率,从而能够有效地切除一系列故障,减少不必要的损失。但是,对于外部电压的需求也随之增大,在装置计算机设备的时候也要注意环境问题的改善和提高,从而增大了投资的成本数量,就这点来说,自动化的继电保护装置较于传统的保护装置来说依然存在一些弊端和不足,需要在接下来的使用中有效地改善。除此之外,对于外界的干扰没有较强的抵抗能力因此,对于自动化的继电保护装置的管理就需要有效地加强,对其功能不断加以改善,尽可能地满足人们的需求。

三、保护装置应用的有效分析

就当下我国的发展进程来说,在继电保护自动化的装置已经得到广泛的应用,主要分布在供电系统以及变电站等一些重要领域,在供电系统线路和主变保护以及电容器的保护过程中起到了至关重要的作用。继电保护装置在变电站间的有效应该主要包括以下几个方面:

(1)线路的保护:主要的采用的电流保护主要是二段式以及三段式,一段的保护指的是电流速断进而进行保护,二段保护就是保护限时电流的速断,最后的三段保护是指保护电流。(2)母联的保护:就是说在保护过程中需要对限时电流的速断和过流进行相同时间的保护,同时进行。(3)主变保护,主变保护主要是包括主保护和后备保护两种保护。比如重瓦斯保护和差动保护等属于主保护;而后备保护就是指保护复合电压过流以及保护过负荷。(4)电容器的保护:电容器的保护主要是包括四种保护,有过流的保护、零序电压保护、过压保护以及失压保护等四种。继电保护系统的自动化虽然现如今应用了如此广泛的范围,但是它依然在不断地发展不断改进不断成熟,在实施的功能上的操作的技术水平上来讲,出自不同的制作单位所生产出来的自动化系统也存在一定的差异,因此来看,目前的继电器自动化装置的应用领域在当下来看并没有完全的统一。

小结

现如今,时代在发展,社会在进步,继电保护系统装置的自动化也在跟随发展的脚步与时俱进,在电力系统中得到充分且广泛的应用,但是科技水平和电力技术水平的发展依然在提升,脚步依然在前进,针对继电保护装置系统的自动化能够得到有效地稳固,使电力系统能够得到稳定安全的运行是自动化的目的,在此基础上有效提高自动化装置的性能和运行的可靠性,使电力系统的正常工作能够得到可靠的保障。

参考文献:

[1]李强.继电保护及自动化设备行业统计分析[J]. 电器工业. 2009(02).

[2]王翰,严进伟.电力系统继电保护与自动化装置的可靠性分析[J]. 中国新技术新产品. 2013(03).

篇4

关键词:女性精神病患者;暴力行为;护理对策

精神科暴力行为是指精神病患者在精神症状的影响下突然发生的自杀、自伤、伤人、毁物等冲动行为,会对攻击对象造成不同程度的伤害,甚至危及生命,暴力行为是精神科最为常见的急危事件[1]。因此,护理人员对患者的暴力行为及时预测,并采取有效地护理对策极为重要。为探讨暴力行为的相关因素,对我院2013年7月~2014年7月住院的26例发生暴力行为的女患者进行分析,提出相应的护理对策,结果报告如下。

1资料与方法

1.1一般资料 我院2013年7月~2014年7月住院的女患者共352例,发生暴力行为的有26例,占同期住院人数的7.39%。年龄在21~58岁,婚姻:已婚18例,离异4例,未婚3例,丧偶1例;文化程度:高中及以上4例,初中14例,小学6例,文盲2例;按照CCMD-3疾病诊断标准,其中精神分裂症16例,情感性精神障碍7例,癫痫所致精神障碍2例,癔症性精神障碍1例。

1.2方法 对住院期间发生暴力行为的患者进行系统调查,根据临床观察,查阅原始病历及与患者交谈的方法收集资料,对发生的暴力行为进行具体分析。

2结果

2.1暴力行为的原因 受幻觉妄想支配12例占46.15%,无自知力拒绝住院治疗7例占26.92%,与病友闹矛盾3例占11.54%,对医护人员不满2例占7.69%,药物不良反应1例占3.85%,环境因素引起1例占3.85%。

2.2暴力行为的对象 护士9例占34.62%,护工5例占19.23%,医生2例占7.69%,其她患者4例占15.38%,公共设施4例占15.38%,自伤2例7.69%。

2.3暴力行为的方式 抓伤11例,拳击6例,用手持物4例,踢伤3例,撞头2例。

3讨论

3.1结果显示 暴力行为最常见于精神分裂症,主要原因是受幻觉妄想支配。当患者出现被害妄想时,会因为自卫而伤人,当出现命令性幻听时也会攻击他人或自伤。躁狂症患者在躁狂状态下会由于精神活动异常高涨而发生伤人毁物等冲动暴力行为。自知力缺乏的患者因为否认自己有病而拒绝住院,拒绝治疗,当强行安排其住院、治疗时会出现冲动伤人。患者之间的摩擦可以使患者烦躁,从而发生冲动。医护人员由于工作态度或患者的要求没有得到满足,也会使患者对医护人员产生怨恨而发生冲动。封闭式的环境及病区环境的陌生、拥挤、卫生差,容易引起患者的反感,从而促使暴力行为的发生。另外,少数患者因为不能忍受药物的不良反应而出现冲动行为。

3.2尽管任何在医院工作的人都可能成为暴力的受害者,但那些与与患者有着最直接接触的护士存在较高的危险性[2]。本次调查过程中护士占受攻击对象的34.62%,由于护士与患者接触最多,不仅要观察病情,执行治疗护理,还要监督患者吃饭服药,因此会成为患者攻击的主要对象。

3.3女患者暴力行为的主要方式是抓伤,其次是拳击及持物攻击。

4护理对策

4.1加强病房安全管理,严格执行安全检查制度。定期检查病房门窗,病床,发现损坏及时进行维修,以便消除不安全隐患。新入院及返院患者要检查危险物品,对于刀剪、绳索、玻璃、打火机等危险物品应交给家属或代为保管,并向患者家属做好宣教工作,使其能积极配合,做好患者的安全防范工作。住院后定期搜查危险物品,一旦发现及时收起。

4.2合理安置患者。有资料显示,发生暴力行为的患者多发生在入院后1w内[3]。因此,对于入院1w内的患者及精神症状急性期患者,应将其安排在安静、宽敞、整洁、舒适的病房里,避免噪音刺激,同时护士要易于观察并重点看护,患者活动应控制在视线范围内,以便及时发现病情变化,并且要与其他兴奋冲动的患者分开安置。

4.3加强巡视,密切观察病情变化。每15~30min巡视病房一次,掌握每位患者的病情,对护理要点要做到心中有数。及早发现患者暴力行为的征兆,如愤怒、易激惹、不能静坐、提一些无理要求、说话声音大等,一旦出现这些征兆,立即提高警惕,减少对患者的不良刺激,让可能成为攻击对象的工作人员或患者回避。护士要学会运用精神障碍患者攻击风险评估量表对患者的行为进行评估,及时做好相应的处理,以将患者的暴力行为控制在萌芽状态。

4.4遵医嘱给患者服药,尽早有效地控制病情。对于自知力缺乏拒绝服药的患者,要耐心地做好解释工作,告知服药的重要性。患者服药时要仔细检查,防止其吐药或藏药,保证患者把药服下后才可以离开。密切注意药物的疗效及不良反应,如遇到药物不良反应,及时报告医生,做好处理。同时要向患者做好解释工作,消除患者的焦虑、担忧,使其正确认识药物的不良反应,积极配合治疗护理,避免因为不能忍受不良反应而发生冲动。

4.5提高护理人员的沟通交流技巧,建立良好的护患关系。在与患者交流时,态度要和蔼可亲,避免命令性言语和刺激性言语,适当满足患者的合理要求。对于有幻觉妄想的患者鼓励其说出内心的感受,并耐心倾听,倾听时不随意打断他的谈话。对患者的诉说做出适当的反馈,但不要与其辩论。

4.6一旦发生暴力行为,护士首先要呼叫其他工作人员来援助,并稳定自己的情绪,站在患者1m左右的距离用简单、清楚的语言来制止患者。当不能有效制止时,可以对患者进行适当隔离,或从患者侧面、后面对其进行保护性约束,避免暴力行为的发生。因为女患者暴力行为的主要方式是抓伤,因此进行保护性约束时也要保护好自己,避免被抓伤,同时对已受伤的对象也要做好妥善处理。约束期间,密切观察患者四肢血液循环情况,待患者安静后及时解除保护性约束。

4.7给予患者支持性的心理护理。当患者暴力行为控制后,护士要对患者做好心理护理,鼓励其说出冲动的原因,以便制定防范措施。帮助患者了解自己的病情,正确认识自己的疾病,稳定不良情绪,提高自控力。鼓励患者参加适当的娱乐活动,如看电视、读报、打牌、唱歌等,以转移其病态思维,减少或避免暴力行为的发生。

参考文献:

[1]刘哲宁.精神科护理学[M]第3版.北京:人民卫生出版社,2012:49.

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【关键词】电路板;继电保护;装置

【中图分类号】TM774 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158(2012)08—0108-02

所谓继电保护就是通过电流等电路中的物理性质的变化,反映电流信号的强弱,根据电流信号的强弱进行相关的动作,传递信号或者停止动作,从而达到对整个电路系统进行控制和及时修复的目的。因此继电保护作为电力系统中的重要组成部分,是保障供电和输电稳定的关键。继电保护装置的类型多种多样,尤其是随着电力技术的不断革新和发展,继电保护装置的功能也在不断完善。电路板的继电保护装置是迷你的电子控制器件,因为电路板小巧的特征使得继电保护装置更加直观,这样的迷继电保护装置在优化电器的布局以及电路的简化中起着重要作用。

一、继电保护装置的基本性能

继电保护装置具有提高电力系统安全性和可靠性的优势,能够大大提高电路的使用寿命。具体来说,继电保护装置具有以下基本性能:首先,继电保护装置必须具备一定动作选择的主动性。主要是指在电路系统流通的过程中,继电保护装置必须具有一定的自主选择性和灵活性,通过自主选择能够增强继电保护装置在遇到突发故障时的应变能力,这也是对目前的继电保护装置提出的重要要求。二是要保持速动性。继电保护装置需要根据现实的情况和问题及时并且迅速地做出反应,以达到保护电路安全的目的。动作的速动性是和继电装置的灵敏性直接联系在一起的,因此,继电保护装置的另一个基本性能是动作的灵敏性。可靠性是指继电保护装置是应该在保护范围内动作,在电路系统正常运行的过程中保护系统的正常运行。继电保护装置的基本性能决定了电路的稳定性,使得电路板的继电保护发挥重要作用。

二、电路板继电保护装置的特性

电路板继电保护装置是一种基于微型电子技术的继电保护装置,能够更好地提高电路的直观性和智能化,并且使得结构得以简化,提高了继电保护的工作性能。电路板继电保护装置具有其自身的特性,首先,电路板继电保护装置具有较强的触电切换能力,从而提高了继电保护装置的性能和特性。电路板继电保护装置还有区别与其他保护装置的转换触电的模式,一组常开,一组转换,缩短转换时间,提高了继电保护装置的转换效率。另一个重要特征是其微小性。电路板继电保护装置的特性直接决定了其实际应用的广度和深度,我们在对其特性有了正确准确的分析基础上,提高继电保护装置的实际运用效率,发挥其更好地电路维稳作用。

三、电路板继电保护装置运用原理及方法

电路板继电保护装置的运用原理与方法与继电保护装置的运行原理类似,通过对电力系统发生故障时产生的频率、电流等的变化做出反应,从而起到调整和及时发现问题的作用。电路继电保护装置也是如此,通过对电路中产生的故障及时做出反应,例如对电流、电压等的数据参考和性质判断,进而做出相应的反映和处理。由此可见,电路板继电保护装置的运行原理主要是对电路板内部的电压、电流以及频率等进行实时监控和控制。运作原理和工作方法体现在以下几个方面:

(一)基本原理及工作方法

电路板继电保护装置的工作原理是对电路中的异常情况做出反应,结合电路本身的结构和构成,分析电路中物理量的变化趋势,从而发现电路中的异常。电路板继电保护装置的出现是与电路板继电器的出现相适应的,电路板继电保护装置的具体工作原理与装置内部的信号传输直接相关。

首先,在电路系统中,电力运行的基本参数,例如:电流、电压等某一部分的失误都会在电路内部发生一定的参数变化,因此在电路内部形成一定的数据和信号,当这些变量增加到一定程度时,继电保护装置就会产生相应的反应。其次从继电保护装置的具体工作流程来看,电路板继电保护装置的具体操作办法主要包括了以下几个流程:

1.电力系统本身是受到保护的,继电保护装置要获取电力系统中的信号就必须在地区之间建立一定的关联关系。通过对电力系统中的电流、电压等情况进行综合观察,一旦发现异常就做出预警反应;2.信号发出之后是信号的对比分析过程,对信号中的正常状态或者是异常状态做出调整,当电路中的电流信号达到一定的整定值时,电流继电器继续工作,通过接点向下一集单元发出让电路断电跳闸的信号;如果电流信号没有达到整定值,电流继电器不动作,从而停止跳闸,在向下一级单元传递信号的动作也随之停止。这是比较单元在处理电流信号时的处理办法。3.当处理单元接受了比较单元发送的信号时,处理单元则会按照比较鉴别单元的决策进行相关的处理,从而处理单元的行为直接受比较鉴别单元的影响。处理单元会根据时间的先后顺序进行电流的保护、中断、继电等一系列动作,最终由执行单元来进行电流的电路处理。

(二)电路板继电保护装置的重要作用

电路板继电保护装置是维护电路板电路稳定的关键和重要因素,在实际的运用中发挥着重要作用。主要体现在以下三方面:一是电路板继电保护装置在实际运用中能够监视电路板电路系统的运行情况,减轻长期磨损对电路的损害,一定程度上提高了电路的寿命。第二,通过电路板继电保护装置能够直观地反映电路板工作过程中的异常情况,并且根据具体的电路情况和发出不同的信号,从而为保护电路系统的稳定提供决策的客观依据。三是体现在电路系统的自动化发展上,电路板继电保护装置的发展能够很好地提升电路使用的安全性能,同时利用先进的电力技术,促进继电保护功能的进一步完善。电力系统的自动化发展趋势是与目前信息技术现代化不谋而合的,电路的微型化也对继电保护装置提出了新的要求,如何利用现代先进的科学技术进一步提高电路版的继电保护装置的水平,是目前电力工作者以及相关研发人员探讨的重点。

综上所述,继电保护装置有其自身发展的特性,在维护电力系统稳定发展的过程中,继电保护装置发挥着功不可没的作用。从电路板继电保护装置的应用特性和原理上来看,其应用的前景是广泛的,有利于推动电力系统的完善以及综合发展。尤其是随着计算机信息技术的快速发展,信息技术在电路板继电保护装置中的应用,将进一步加强继电保护装置的智能化水平,提高继电保护的基本功能,实现继电保护的高校、准确发展。

参考文献

[1]郭建伸、李敏;浅谈继电保护装置的事故处理方法[J];内蒙古石油化工;2010年第05期

[2]王阳春;浅谈继电保护装置的维护与试验[J];民营科技;2010年第03期

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关键词:继电保护;状态检修;技术;研究

中图分类号:S219文献标识码: A

由于继电保护对电力系统发挥着重要的作用,因此,从某种意义上来说,继电保护技术的发展与应用水平在一定程度上可以反映该电力系统的发展水平。一般而言,继电保护总是随着电力系统的发展而不断进步,电力系统的技术革新,将会对继电保护功能提出更高的要求。事实上,继电保护的主要内容是继电保护状态检修技术,在不断对继电保护装置的可靠性和安全性进行改进的同时,继电保护状态检修技术也经历了一定的发展历程。

一、继电保护设备的识别

一般而言,继电保护设备在电力系统的正常运行状态下总是保持静态,只有当电力系统发生故障或出现异常情况时,才根据其所检测到的故障与异常电器参数而开始启动,再通过本身的逻辑回路对其识别,最后选择可靠、有效的方法快速地切除系统故障或者发出对应的警示信号。该过程所需要的时间非常短,一般只需要几毫秒至几秒的时间即可恢复系统的正常运行。目前来看,电力系统的工作人员对继电保护设备的了解基本上还只能做到对静止状态的认识,假设电力系统不发生故障或者保护设备不动作,那么对该设备的特性了解也就没有可以提及的内容。然而就实践来看,在电力系统的操作过程中,最需要掌握的就是继电保护设备在电力系统出现故障时,是否能快速而又准确地做出反应,即要准确认识继电保护设备在动态过程中的“状态”,这是继电保护状态检修技术应用的关键。实践证明,继电保护设备的动态只在特殊的情况下才会表现出来,总结之,主要表现在以下三个方面:第一,电力系统发生故障时,继电保护设备检测到了该故障信息;第二,继电保护设备发生错误动作;第三,继电保护设备试验与传动。由此可见,将继电保护设备的静态认识运用到其动态过程的判断过程中,显然存在着很大的不科学性。

就现论而言,继电保护设备是一个由多种逻辑功能构成的系统,是一个以静止状态存在的系统。量子力学的基本原理认为,考查某一个系统时,必须要给该系统额外施加一个干扰力,只有这样,该系统的主要特性才能完全地表现出来,在此基础上才能真正对这一系统进行科学有效的研究。基于此,我们知道要准确研究继电保护设备的特性,就必须根据其自身的逻辑功能进行试验与检测,即继电保护检验。因此,只有在电力系统发生事故或出现异常情况时,使继电保护设备启动,才能检测继电保护设备的逻辑功能和与动作特性,才能正确了解与把握继电保护设备的状况。从根本上说继电保护设备的识别,就是对动态下的该设备检测,它是继电保护状态检修技术应用的基础。

二、继电保护状态检修技术的发展

2.1 继电保护设备的发展

从根本上来说,继电保护设备是继电保护的基础,继电保护设备的性能直接决定着继电保护的效果。探索继电保护设备的发展历程,其经历了从整流式、机电式、晶体管式到集成电路式的发展历程。在初期,熔断器曾被广泛应用于继电保护装置上,由于其能满足当时市场的需求,因此可以称之为继电保护装置之基;随着社会和经济的不断发展,熔断器又逐渐被淘汰或替换。由于传统的继电保护装置运作速度比较慢、灵敏性比较差且抗震等级比较低,再加上其比较容易磨损,大大阻碍了电力系统的发展。而后,晶体管在继电保护装置上的应用成为当时的主流,被广泛应用;但其具有抗干扰能力比较差、判断精度低以及质量不稳定等特点,因此也没有得到长期的发展和运用;直到计算机时代的到来,使大规模集成电路得到了开发和利用,进而发展到以微处理器及微型计算机运用的继电保护装置阶段。科学技术的不断进步,促使继电保护装置不断发展。目前我国继电保护装置仍以计算机技术的应用为主要发展方向。

2.2 继电保护状态检修技术的发展

从实践来看,继电保护状态检修技术主要是根据继电保护装置的要求而不断改进,随继电保护装置的发展而进步,因此二者之间是主附关系。从继电保护状态检修技术的发展历程来看,不断改进继电保护状态检修技术的关键在于对装置的复杂状态的判定和把握,因此应确定有效的检验内容和周期,建立一套完善的监控体系等。继电保护状态检修技术的类型主要有两种,即事后检修与预防性检修。实际上就是有被动检修与主动检修的差别。主动检修可以防范潜在的问题,这样不但可以延长继电保护装置的使用寿命,而且还可以提高电力企业的经济效益。从实践来看,各电力企业多以预防检修为主,事后检修为辅。即便是预防检修中出现了漏洞并扩大影响时,事后检修也可以及时予以弥补。一般而言,预防检修主要分为两种模式,即预知性维修与状态检修。预知性维修是对定期检修的工作已经预先设定好了检修的内容和周期,而状态检修则是以现阶段的继电保护装置所处的状态为依据,利用状态监测设备和诊断设备来确定继电保护装置的运行情况,进而判断出是否需要检修和进行检修的最佳时机。由于这种继电保护状态检修技术没有完善的自检与实时监测功能,因此检修工作比较复杂。随着科学技术的不断发展,监控体系逐步被运用到继电保护状态检修技术中去,不但减少了对装置的破坏,而且大大提高了继电保护装置的可靠性。

三、继电保护状态检修技术的应用

继电保护状态检修主要是通过在线和离线监测手段,详细收集电气设备的运转信息,再经过系统的分析和诊断,准确判断出电气设备健康与否,最终做出检修对策。继电保护状态检修是以继电保护设备的运行为基础,对该设备的运行状态反应出来的信息进行收集,并对该设备未来的发展趋势做出科学的预测,从而真正实现继电保护状态的检修。一般而言,实现继电保护状态检修的基础技术主要有继电保护状态监测和系统故障诊断技术。事实上,继电保护状态检修技术的应用主要是为继电保护装置服务的,他要保证继电保护装置的正常运行。以下将分别阐释继电保护装置检修工作的基本原则和继电保护状态检修的实施要点。

3.1 继电保护装置检修工作的基本原则

继电保护装置检修工作的价值在于保证继电保护装置的正常运行,因此其基本原则是:(1)保证继电保护装置能够正常运行,否则检修工作将失去意义。从某种意义上来说,保证继电保护装置的正常运行是继电保护状态检修技术应用的最重要体现,同时也是继电保护状态检修的根本目的。如果能使继电保护状态检修技术中的监测和诊断手段得以有效地应用,则整个电力系统的管理水平将提高一个层次。(2)从全局出发,各个击破。继电保护状态检修是一个比较复杂和系统的工程,加上现阶段继电保护装置的规模不断扩大,只有从全局出发,科学布局,各个击破,才能保证继电保护状态检修工作的顺利进行。

3.2 继电保护状态检修技术的实施要点

首先,要重视继电保护状态检修的技术管理要求。一般而言,继电保护装置总是静态地处于电力系统之中,但实际需要掌握的是继电保护装置的动态状态,即实际运行情况。因此,要重视继电保护状态检修的技术管理要求,使继电保护装置“动起来”,通过实际检查才能了解和正确把握继电保护装置的状况。其次,运用新技术对继电保护装置进行监测。在继电保护状态检修过程中,大量运用新技术是必须的。但是在线监测技术的开发是非常困难的,就目前的该技术应用情况来看,我们仍需运用新技术对继电保护装置进行监测,保证继电保护装置及电力系统的安全。事实上,随着继电保护状态检修技术在继电保护工作中的广泛应用,对监测与诊断设备的要求也在不断提高,监测与诊断设备的不断改良也应当是继电保护检修技术应用的一种表现。

结语

总而言之,继电保护状态检修技术直接决定着继电装置的保护功能,对整个电力系统产生着重大的影响。因此,我们必须不断创新思路,采取有效的措施来完善该项技术,才能为电力企业的发展保驾护航。

参考文献

[1]胡国波.刍议继电保护状态检修技术的发展与应用[J].科学与财富,2011(10)

[2]汪东.浅析继电保护状态检修技术的发展与应用[J].科技资讯,2010(1)

[3]林君芳,陆兵.刍议继电保护状态检修技术的发展与应用[J].硅谷,2011(11)

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关键词:继电保护运行现状发展前景

中图分类号:C93文献标识码: A

1、我国电力系统

继电保护技术的发展现状继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的,它与电力系统对运行可靠性要求的不断提高密切相关。熔断器就是最初出现的简单过电流保护,时至今日仍广泛应用于低压线路和用电设备。由于电力系统的发展,用电设备的功率、发电机的容量不断增大,发电厂、变电站和供电网的结线不断复杂化,电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大,熔断器已不能满足选择性和快速性的要求,于是出现了作用于专门的断流装置的过电流继电器。本世纪初随着电力系统的发展,继电器才开始广泛应用于电力系统的保护。这个时期可认为是继电保护技术发展的开端。

继电保护装置是保证电力系统安全运行的重要设备。满足电力系统安全运行的要求是继电保护发展的基本动力。快速性、灵敏性、选择性和可靠性是对继电保护的四项基本要求。为达到这个目标,继电保护专业技术人员借助各种先进科学技术手段作出不懈的努力。经过近百年的发展,在继电保护原理完善的同时,构成继电保护装置的元件、材料等也发生了巨大的变革。继电保护装置经历了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式、微处理机式等不同的发展阶段。

50年代,我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术,建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术,建立了我国自己的继电器制造业。因而60年代是我国机电式继电保护繁荣的时代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

国内微机保护的研究开始于70年代末期,起步较晚,但发展很快。1984年我国第一套微机距离保护样机在试运行后通过鉴定并批量生产,以后每年都有新产品问世;1990年第二代微机线路保护装置正式投入运行。目前,高压线路、低压网络、各种主电气设备都有相应的微机保护装置在系统中运行,特别是线路保护已形成系列产品,并得到广泛应用。我国在2000年220kV及以上系统的微机保护率为43.99%,线路微机保护占86%,到2003年底,220kV以上系统的微机保护已占到70.29%,线路的微机化率达到97.6%。实际运行中,微机保护的正确动作率要明显高于其他保护,一般比平均正常动作率高0.2~0.3个百分点。国产微机保护经过多年的实际运行,依靠先进的原理和技术及良好的工艺已全面超越进口保护。从80年代220KV及以上电压等级的电力系统全部采用进口保护,到现在220KV系统继电保护基本国产化,反映了继电保护技术在我国的长足发展和国产继电保护设备的明显优势。

微机继电保护技术的成熟与发展是近三十年来继电保护领域最显著的进展。经过长期的研究和实践,现在人们已普遍认可了微机保护在电网中无可替代的优势。微机保护具有自检功能,有强大的逻辑处理能力、数值计算能力和记忆能力,并且具备很强的数字通信能力,这一切都是电磁继电器、晶体管继电器所难以匹敌的。计算机技术的进步,更高性能、更高精度的数字器件的采用,一直是微机继电保护不断发展的强大动力。

2、微机继电保护的主要特点

微机保护充分利用了计算机技术上的两个显著优势:高速的运算能力和完备的存贮记忆能力,以及采用大规模集成电路和成熟的数据采集,A/D模数变换、数字滤波和抗干扰措施等技术,使其在速动性、可靠性方面均优于以往传统的常规保护,而显示了强大生命力,与传统的继电保护相比,微机保护有许多优点,其主要特点如下:

1)改善和提高继电保护的动作特征和性能,正确动作率高。主要表现在能得到常规保护不易获得的特性;其很强的记忆力能更好地实现故障分量保护;可引进自动控制、新的数学理论和技术,如自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络等,其运行正确率很高,已在运行实践中得到证明。

2)可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等,可以方便地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。

3)工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用,制造容易统一标准;装置体积小,减少了盘位数量;功耗低。

4)可靠性容易提高。体现在数字元件的特性不易受温度变化、电源波动、使用年限的影响,不易受元件更换的影响;且自检和巡检能力强,可用软件方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。

5)使用灵活方便,人机界面越来越友好。其维护调试也更方便,从而缩短维修时间;同时依据运行经验,在现场可通过软件方法改变特性、结构。

6)可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能,与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。

3、未来继电保护技术的发展前景

微机保护经过近20年的应用、研究和发展,已经在电力系统中取得了巨大的成功,并积累了丰富的运行经验,产生了显著的经济效益,大大提高了电力系统运行管理水平。近年来,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,其未来趋势向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。

3.1 智能化进入20世纪90年代以来,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都得到了应用,电力系统保护领域内的一些研究工作也转向人工智能的研究。专家系统、人工神经网络(ANN)和模糊控制理论逐步应用于电力系统继电保护中,为继电保护的发展注入了活力。

3.2 自适应控制技术在继电保护中的应用自适应继电保护的概念始于20世纪80年代,它可定义为能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的新型继电保护。自适应继电保护的基本思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化,进一步改善保护的性能。这种新型保护原理的出现引起了人们的极大关注和兴趣,是微机保护具有生命力和不断发展的重要内容。自适应继电保护具有改善系统的响应、增强可靠性和提高经济效益等优点,在输电线路的距离保护、变压器保护、发电机保护、自动重合闸等领域内有着广泛的应用前景。针对电力系统频率变化的影响、单相接地短路时过渡电阻的影响、电力系统振荡的影响以及故障发展问题,采用自适应控制技术,从而提高保护的性能。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间,也取得了一定的成果,但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应,必须获得更多的系统运行和故障信息,只有实现保护的计算机网络化,才能做到这一点。

3.3 变电所综合自动化技术现代计算机技术、通信技术和网络技术为改变变电站目前监视、控制、保护和计量装置及系统分割的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。高压、超高压变电站正面临着一场技术创新。实现继电保护和综合自动化的紧密结合,它表现在集成与资源共享、远方控制与信息共享。以远方终端单元(RTU)、微机保护装置为核心,将变电所的控制、信号、测量、计费等回路纳入计算机系统,取代传统的控制保护屏,能够降低变电所的占地面积和设备投资,提高二次系统的可靠性。

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关键词:继电保护;教学方法;教学质量;研究

作者简介:杨兰(1962-),女,湖南岳阳人,长沙理工大学电气与信息工程学院,副教授;杨廷方(1975-),男,湖南吉首人,长沙理工大学电气与信息工程学院,副教授。(湖南 长沙 410004)

基金项目:本文系2011年长沙理工大学教改项目(项目编号:JG1117)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)08-0024-01

“电力系统继电保护原理”是高等学校电气工程及其自动化专业一门很重要的专业课程,它以各电专业基础课为基础,与多门电专业课知识紧密相关。继电保护技术强调理论与实践并重,是反映新技术发展最敏锐、综合性很强的学科。继电保护知识系统地、有效地学习对培养电力专业技能型、应用型、研究型、创新型的各类人才有着极为重要的作用。随着计算机与电子技术的飞速发展,继电保护新技术、新原理、新装置不断出现,面对继电保护理论与技术日新月异的今天,如何对继电保护课程的教学内容进行优化组合,如何用现代教育技术提高教学效率和教学质量,以在有限的课堂教学时间内既能让学生很好地掌握电力系统继电保护中最重要、最复杂、较难学习的专业各知识点,并获得应用所学知识进行综合分析问题、解决问题的能力,又能使学生及时了解继电保护新技术的发展动态,是培养竞争力强的优秀人才的重要环节。

基于继电保护的重要性,人们对继电保护专业课教研教改的研究很多,[1-7]但大都是从教学模式、课程体系、教学手段、课群优化等大的框架进行探讨。如文献[1]从教材的选择、教学内容、实验教学、教学方法和教学手段等几个方面对继电保护课程的教学改革进行了探讨;文献[3]强调了继电保护课群的优化建设对继电保护知识系统学习的重要性;文献[4]介绍了JiTT在继电保护课程教学中的应用;文献[6]则分析了如何将系统论和信息论的知识运用于继电保护教学中。本文仅从课堂教学的具体实施出发,探讨如何通过课堂教学提高学生对继电保护学习的主动性、积极性和求知欲。

一、充分调动学生学习的主动性和积极性,激发学生对继电保护的求知欲

继电保护第一次课的教学效果对调动学生学习继电保护专业课的主动性和积极性有着很重要的作用。要讲好第一次课,教师要充分掌握继电保护的基本理论及新技术知识,要对与本课程相关的电力系统分析、电气设备、自动控制技术等相关的专业课程和专业基础课程充分了解,要对电力系统的事故案例及现场图片充分收集,这样才能高屋建瓴、理论联系实际、生动活泼地在电力系统继电保护的作用、基本原理、基本要求、工作特点及发展趋势等问题的阐述中充分调动学生学习的主动性和积极性。

例如,在讲继电保护作用时一定要把电力系统短路的后果讲透。如故障点的电弧对设备的损坏要用图片展示,对人身的危害要用活生生的事例,这样可教育学生学好专业知识,遵守职业规则,避免事故发生;讲到短路可能破坏电力系统运行的稳定性时,一定要结合功角特性及一些电网崩溃瓦解的实例进行分析,使学生真正理解继电保护在电力系统中的重要作用,并由此简要介绍提高电力系统运行稳定性的一些综合措施,使学生能将继电保护与其他各电专业课知识有机地联系起来。在讲继电保护的基本原理时,要能做到由厚到薄的阐述,并引导学生进行由薄到厚的思考,由此充分激发学生对继电保护知识的探索欲。

二、优化教学内容,并以之引发学生发散性的思维,提高课堂教学效率

继电保护是一门理论与实践并重的专业课,学生普遍感觉起点高、难度大、较难以掌握。课堂教学作为传授知识的载体,一定要在有限的时间内把本课程最基本的知识点、最精髓的理论体系传授给学生,使他们掌握进入继电保护领域的金钥匙,为今后有的放矢地深入发展打下基础。

三段式电流保护是教学的重点。三段式保护是继电保护的精髓所在,通过三段式保护原理的学习使学生了解由单端测量电气量实现的保护方案的优势及局限,为后面复杂保护的教学做好铺垫。为检验学习效果,用一个预设的事故时三段式保护动作的动画案例要求学生根据保护的不同动作行为进行分析,既检验学生对三段式保护的掌握情况又初步训练学生应用所学知识分析问题、解决问题的能力,进一步激发他们的学习动力。

距离保护是教学的难点,阻抗继电器是距离保护的核心元件。为帮助学生理解各种阻抗继电器动作特性,在复数阻抗平面分析的基础上应从距离保护的构成实质上进行深入分析,以帮助学生加强理解。以相位比较式阻抗继电器构成为例,其实质就是用极化电压作为参考来检测补偿电压(保护区末端电压)相位的变化。用线路上某一点电压作极化电压,则动作特

性为一个圆,保护范围为两比较电压点之间的距离(圆的直径),改变极化电压可改变圆的位置,改变比相的动作角度范围可改变圆的形状。当动作角度范围为1800时,动作特性为圆,小于1800时为椭圆,大于1800时为苹果圆。同样也可分析各种直线特性阻抗继电器的构成,并用MATLAB/SIMULINK进行仿真演示,这样能帮助学生掌握并可随心所欲地实现各种动作特性的阻抗继电器,激发他们的创造性。[8]

差动保护是设备的主要保护,也是从元件两端同时测量电气量实现全线速动保护的基础。通过差动基本原理的学习应使学生了解线路差动与变压器差动的异同,各自实现的技术方案特点;了解单端测量与双端测量实现保护的性能比较、各自发展趋势,引发他们对新型行波保护技术发展的关注。

零序保护是电力系统接地故障的主要保护,也是故障分量保护的典范。通过零序保护的学习应使学生了解故障分量保护的优点,建立故障稳态分量和故障暂态分量的概念,了解故障分量的检测及当下研究的热点问题,使他们能将课堂学习与保护的创新发展结合起来,以之作为自己未来发展方向的思考基础。

将上述四大板块作为课堂教学的优化内容讲好、讲深、讲透,并由此引导学生进行发散性的思索,可使课堂教学效率最优化。

三、结语

课堂教学是教学质量系统工程最核心的环节。理论来源于实际,理论高于实际,又可指导实际,这在继电保护领域体现得尤为深刻。因此,继电保护课堂教学质量的好坏关系到学院的教学质量,关系到电力专业人才培养的质量,应把继电保护课堂教学质量的不断提高作为长沙理工大学电气与信息工程学院“电气工程及其自动化”国家特设专业建设的重点之一抓紧抓好。

参考文献:

[1]梁振锋,康小宁,杨军晟.《电力系统继电保护原理》课程教学改革研究[J].电力系统及其自动化学报,2007,19(4):125-128.

[2]张瑛,王胜辉,梁国艳.《电力系统继电保护》精品课程的研究与实践[J].中国电力教育,2008, (7):112-113.

[3]梁志坚,李啸嗯.继电保护课群的优化与改进[J].中国电力教育,2008, (7):114-115.

[4]梁国艳,张瑛,王丽君.继电保护专业课程教学改革实践[J].中国电力教育,2008, (10):112-113.

[5]刘青,李红梅.基于JiTT的电力系统继电保护课程的教学研究[J].中国电力教育,2007,(7):80-81.

[6]迟正刚.系统论和信息论在继电保护教学中的应用[J].中国电力教育,2007,(1):92-94.

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关键词:风电场;电网;继电保护;影响

中图分类号:TM77 文献标识码:A

由于风电场机组容量的逐年加大,大规模的风电接入对电力系统的电能质量产生了极大的影响,所以近年来,人们一直关注风力发电机的并网特性,早些时候对风电场的研究只是局限于特性的各种计算方式,或者是对风电场的稳定性进行研究,而对于风电场对电网继电保护方面的作用及短路期间,由于故障导致风电机所提供电流的特性没有进行研究。当风电场的电容量达到饱和或接近饱和状态后,风电场本身提供的电流可能会超过电厂系统本身所设定和提供的电流容量,这时电网就会发生故障,一旦电网发生故障会对电网设备的验证、继电保护配置进行选择,因此现阶段研究风电场对电网继电的保护作用是非常必要的。

一、风电场的保护作用分析

1 风电场对电缆、变压器及其周围区域进行保护

首先,风轮机塔的底面部分装有铠装的断路器,这个断路器是用来保护发电机和下垂电缆的;其次,从风力发电机变压器到风轮机塔的基柜都是用电缆进行连接的,用断路器或保险丝做变压器可以进行侧电缆保护;再次,对变压器及其周围区域进行保护,这时要考虑变压器的激磁浪涌电流问题,在检测故障时要灵活机动,一旦出现问题灵活处理。另外;当低压端出现故障导致电流较小时,如果保险丝不能有效的切除,可以考虑由分断开关进行切断。

2 风电场可有效接地进行故障保护

受到资源环境的限定,一般对风电场所处位置的选择是根据环境来定的,通常都会选择位置相对空旷、风力相对较足的地方,由于这部分地区空旷性很好,所以遭受雷击的概率也会相应增大,所以一定要做好相应的防雷措施,这时风电场可有效进行接地保护。所谓的接地保护就是要检测低压的绕组以及端部区域到地面的漏电流,对断电器的接地进行故障保护和过电流进行保护。

二、风电场对电网继电的保护

1 当风速发生变化时可允许短时电动机运行

风电具有间隙性,它与常规的配电网保护是完全不同的,风电场中的一部分元件通过的是双向潮流,而且风电发电机在有风的时候与电网是联系的,一旦风电场的风速在启动风速的附近发生变化时,会允许电动机进行短时运行,这是为了防止由于频繁的切换风电场的发动机组而导致接触器发生故障,在这一过程中需要注意的是:由于风速变化会改变风电场发动机的潮流系统方向,此时会容易引起保护装置的错误动作,这点需要工作人员注意。

2 限流电抗,短路电流无法送达出去

固定转速的异步发电机在进行并网运行发生短路故障的时候,风电场的电机各相电流会发生冲突,这时各相电流的冲突焦点会按照设备提前设定的指定规律进行有规律的衰减,直到衰减的结果为零。导致这种情况发生的原因是因为,一般固定的转速风电机采用的是最普通的感应电机,而这种最普通的感应电机中的转子模型只会考虑最根本的励磁支路,不会考虑其它。一般这种普通感应电机的短路电流是由两种初值来决定的,这两种初值包括定子的暂时电抗状态和定子绕组时候的非周期电流初值,先后的依次顺序为:定子的暂时电抗状态会由定子绕组的时间常数来决定,决定的数值也会按照设备一开始设定好的规律进行有规律衰减,当然短路电流的转动频率是由转子的转速来决定的。

3 双馈风力发电机提供的短路电流量很大

上述讲的是异步发电机的各相电流的特性,但是与上述普通的异步发电机短路特性不同,双馈风电机组的并网运行特性与定速风电机组的短路电流特性有很大的不同,当在发生短路故障的时候,各项电流发生冲突的焦点会按照设备原有设定的规律进行衰减,直到衰减的结果为零或者是衰减到稳定的短路电流状态,并且会在这个状态下持续运行。我们从双馈发电机的变速风电机组模型中可以看出,双馈电机的转子也只会考虑励磁支路,所以它的短路电流初值与上文初值界定是一样的,都是由定子的暂时电抗状态和定子绕组时候的非周期电流初值决定的,它的指数衰减规律,先后的依次顺序也为:定子的暂时电抗状态会由定子绕组的时间常数来决定,决定的数值也会按照设备一开始设定好的规律进行有规律衰减。

4 要根据有限的故障电流来识别故障

通过大量的研究发现,风电场的电流发生故障主要由于电流是由公用的电网提供的,所以说,我们现阶段研究的重点就是根据有限的故障电流来进行故障的识别、排查和检修。另外,通过对双馈风力发电机仿真系统进行模拟发现,风电场对电网继电保护的特性会随着故障点的不同和电网故障类型的不同而变化,所以说风电场对继电的保护不是一成不变的,如果风电场的电流保护长久不变,会严重影响对风电场的保护作用和可靠保障性,时间一长不仅不会起到保护作用还会起到破坏作用。因此,对于风电场电网的继电保护应该要适时、适度、适量,要根据电流短路的状态、发生故障的类型来设定恒定的保护数值。

结语

由于风电场机组容量的逐年加大,大规模的风电接入对电力系统的电能质量产生了极大的影响,所以近年来,风力发电机的并网特性一直被人们所关注,以往的研究只是集中在对风电场特性进行各式各样的计算,或者是对风电场的稳定性进行研究,而风电场对电网继电保护方面的作用及短路期间,由于故障导致风电机所提供电流的特性没有进行研究,因此现阶段研究风电场对电网继电的保护作用是非常必要的。

参考文献

[1]张保会,王进,原博,郝治国,黄仁谋,王小立.风电接入对继电保护的影响(四)――风电场送出线路保护性能分析[J].电力自动化设备,2013(04):1-5+11.

[2]张保会,原博,王进,王小立,黄仁谋,吴伟明. 风电接入对继电保护的影响(七)――风电场送出电网继电保护配置研究[J].电力自动化设备,2013(07):1-5.

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关键词:继电保护;课程体系;人才培养

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)36-0104-02

大学教育理念是大学的思想、精神和灵魂,是人们对大学的理性认识、理想追求及所持教育观念,它是建立在对教育规律和时代特征深刻认识基础之上的。大学要根据经济社会发展的需要,遵循教育规律和人才成长规律,强化以创新精神、创造能力、实践能力和高尚品德人格为核心的素质教育观念[1,2]。随着我国电网技术的飞速发展,电力行业对继电保护技术要求也在不断提高,电力系统继电保护专业作为电气工程及其自动化专业的重要的专业方向之一,需要适时调整课程体系,深化教学改革,注重能力培养与职业素养的养成[3,4],构建“知识、能力、素质”为一体化的培养模式,达到理论与实践相融合,以确保为电力行业培养出高素质的应用型人才。

一、传统课程体系存在的问题

在我国电力企业中,继电保护专业方向的技术人员所涉及的工作有:新建变电站保护的安装与调试,保护装置的相关测试与维护,电力设计院二次回路设计等。按照我校培养方案,目前与电力系统继电保护专业方向课程群的相关教学主要包括:“电力系统继电保护原理”、“电气二次回路”、“电力系统继电保护技术的新发展”等3门课程,以及“继电保护课程设计”和“电力系统继电保护毕业设计”2个实践环节。

结合目前电网继电保护技术发展现状与现场对保护技术人员能力的要求,传统继电保护教学存在以下问题:

1.保护原理的理论教学内容更新不够

随着特高压输电技术的发展、大容量发电机变压器的应用、智能变电站、分布式发电、以及量测和通信技术的发展,传统电力系统继电保护教学存在理论教学内容更新不够,特别是直流保护技术、超大容量机组的保护技术、新型光纤差动线路保护技术、工频故障分量保护技术等,这些目前现场中的广泛发展与应用的保护原理技术讲授内容不足。

2.部分教学内容与现场要求不对应

电网公司要求继电保护技术人员具备进行继电保护整定计算、保护装置的安装、调试、运行维护等工作能力,不仅要求入职人员具备继电保护的基本理论,还要求掌握电气二次回路的基本知识和继电保护的测试技术。其中,电气二次回路是现场工作人员进行变电站施工、维护、检修、测试试验、调度控制与运行等实际工作中所必须扎实掌握的基本内容。而目前“电气二次回路课程”开设学时相对较少,缺少现场常用的二次回路资料,并且现有教材二次回路标准符号不统一,难以满足现场二次回路读图的需要。另外,继电保护的测试技术目前在本科课程中没有进行相关内容的开设。

3.实践教学环节存在的问题

实践教学作为继电保护专业方向教学内容的重要部分,目前主要存在以下问题:第一,实践教学环节所参照的设计手册出版时间较早,设计规范与电力设计院的设计规范有较大偏差;第二,实践教学的设计题目需要按照现场的发展进行调整与更新,缺少现场广泛应用的微机保护装置的相应实验内容;第三,实验教学环节所用实验器材需要更新,如保护测试仪器的使用等。

二、继电保护专业方向课程体系改革思路

我国高等教育分为专科教育、本科教育与研究生教育,其中要求本科教育应当使学生比较系统地掌握本学科、专业必须的基础理论、基本知识,掌握本专业必要的基本技能、方法和相关知识,具有从事本专业实际工作和研究工作的初步能力。因此,电力系统继电保护课程的改革也应从这个要求出发,由市场需求引导和推进教学改革。

根据对当前我校继电保护方向相关专业课程的设置与现场需求存在的问题分析,继电保护专业课程体系改革需要包括四个环节:

(1)调整“电力系统继电保护原理”教学内容,并扩展继电保护实验内容;(2)扩展“电气二次回路”课程内容;(3)调整继电保护课程设计与毕业设计等实践环节;(4)开设“高压直流输电保护技术”选修课程。

1.电力系统继电保护原理

“电力系统继电保护原理”课程主要讲授线路和主要设备保护的工作原理、整定计算方法、动作行为分析、试验方法等内容,培养学生综合运用基础理论分析、解决实际问题的能力。对该课程的教学内容与实验内容改革如下:

(1)理论教学方面:绪论内容中重点介绍微机式保护的硬件和软件构成、各部分的主要功能及微机式保护的特点。

1)加大基于工频故障分量距离保护的介绍,包括工频故障分量的提取与特点、工频故障分量距离保护的工作原理、动作特性与应用特点;2)输电线路保护中,增加新型光纤分相差动线路保护原理的介绍;3)距离纵联保护与零序纵联保护的广泛应用,调整输电线路方向纵联保护一节的学时,加大这两种原理纵联保护的工作原理介绍;4)由于现场自耦变压器的广泛应用,需要加大自耦变压器故障特点及相关保护的介绍;5)增加3/2母线故障与母线保护的介绍。

(2)实验教学方面:现有实验内容包括:电磁型电流继电器特性分析、整流型功率方向继电器特性分析、整流型阻抗继电器特性分析实验、BCH―2 型差动保护继电器特性分析等8学时实验内容。而现场继电保护测试试验是继电保护技术人员需要掌握的重要内容。因此,在现有实验内容基础上增设继电保护测试试验综合性实验内容,包括:保护测试仪的使用;500kV线路保护整组实验;变压器保护测试试验等。特别加强学生对保护测试试验接线环节的训练。另外,随着2012年以来智能变电站在国家电网公司的推广建设,对应智能变电站保护调试、安装技术在实验室条件不能允许的前提下,可通过视频课件等给学生普及相关知识。

2.电气二次回路课程的调整

由二次设备相互连接,构成对电气一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为电气二次回路。电气二次回路是电力系统的安全稳定运行的重要保证。电气二次回路主要包括:控制回路、调节回路、保护及自动装置回路、测量回路(记录参数及运行状态)、信号回路、操作电源回路等内容。教学大纲要求学生掌握电力系统二次回路的基本原理和构成以及工程识图的基本知识及分析方法。为学生毕业后从事本专业领域的工作打下必要的理论知识和实际应用知识的基础。

不论是变电站的运行、检修与维护,保护与安全自动装置的调试与维护,还是配电网开关柜的运行、检修与维护,都离不开二次回路识图能力,二次回路图纸作为一次设备与二次设备的纽带,无处不在。因此,现有18学时的“电气二次回路”本科选修课程远远不能满足现场技能的需要,这就需要按照现场二次回路不同工种的需求,增加学时调整教学内容,编写新的教学大纲,以满足现场的需求。

另外,目前220kV和110kV变电站气体绝缘金属封闭开关设备GIS的广泛应用,在现有电气二次回路课程中需增设GIS组合电器中断路器操作机构箱汇控柜二次回路的介绍。使学生了解断路器本体防跳回路、断路器本体三相不一致延时继电器二次回路图等内容。

3.高压直流输电保护技术

近年来,我国高压直流输电工程投入运行的已有9项,另外在建工程7项。随着750kV、1000kV输变电工程以及±800kV、±1000kV直流输电工程的建设,跨区联网逐步加强,特高压交直流线路将承担起更大范围、更大规模的输电任务。现场高压直流输电技术在电力系统中已广泛应用,而高压直流输电的相关电气设备、直流系统的故障特点、以及对应高压直流输电保护技术在本科课程中还没有增设对应的内容。因此,电力系统继电保护专业可通过开设“高压直流输电保护技术”课程,介绍高压直流输电系统中换流器故障、直流开关场设备故障、接地极故障、换流站交流设备故障、直流线路故障等故障特点、以及现场使用的保护原理与技术,为学生就业后从事高压直流输电保护的相关工作打下初步基础。

4.保护实践环节的改革

实践教学环节是理论应用于实践的重要训练环节。目前,继电保护专业的实践教学环节包括2周的35kV线路继电保护课程设计和18周的电力系统规划与继电保护设计的毕业设计。

(1)课程设计环节。35kV线路继电保护课程设计主要开展阶段式电流保护的整定计算、保护配合能力的训练,以及对应保护原理接线图和交、直流展开图等图纸的绘制。整个过程都是手算、手绘,在实验条件允许前提下,该环节可以适当增设DDRTS仿真软件开展计算机仿真,验证手算定值同时,进行线路各种故障情况下保护动作仿真,使学生对保护整定计算以及动作情况认识形象化,从而提升课程设计的效果。

(2)毕业设计环节。毕业设计环节是学生对所学专业知识综合运用的重要的实践环节,目前电力系统规划与继电保护毕业设计主要开展了电源规划、电网规划及发变组主保护的配置与整定,以及相应的图纸的绘制。毕业设计环节需要解决的主要问题是设计缺乏规范标准。另外,毕业设计所需要的各类数据无从查找,如线路型号、价格,高压电气造价、运行维护价格等缺乏,现场常用设备型号等。这就需要到省级电力设计院广泛调研,编写标准、完善的设计手册,以保证设计内容的规范。

三、相关先修课程的调整

继电保护原理课程的先修课程包括:电路、电机学、信号处理、电力系统分析等课程。其中电机学课程中变压器、发电机的结构与工作原理是后续主设备保护的重要基础;电流互感器、电压互感器作为各类保护电气量量测的重要元件,其工作原理及特性,以及接线特点等内容也是继电保护原理实现的重要基础。而目前,电机学课程中互感器的以上内容介绍偏少,需要适当增加相应内容的介绍。另外,建议电力系统分析课程中应增设高压直流输电系统故障分析的介绍,为后续高压直流输电保护的开设奠定基础。

四、职业素质的培养

“知识、能力、素质”为一体化的培养模式,是培养高素质的应用型人才的根本。继电保护专业方向课程体系的改革的实施同样要遵循这一培养模式。通过理论教学与实践环节的相互渗透,构建符合现场需求的实践训练环节,让学生深入体会继电保护配合逻辑的严密性、二次接线的复杂性,向学生灌输继电保护工作的严谨态度、安全意识和责任意识,帮助学生树立正确的职业意识和职业道德,明确继电保护专业技术人员应具备的职业素养和职业技能。通过实习环节、课程设计、毕业设计等实践环节让学生达到对现场的职业认知实习,了解岗位职业技能要求、工作职责、岗位设置、工作规范、工作环境等,形成对继电保护技术专业的认同感,激发学习热情,让学生实地感受继电保护技术应用的广泛性和重要性。

五、结论

在电力系统迅猛发展的形势下,电力企业对继电保护专业人才有着新的需求和特点。服务于学校培养应用型高级人才的目标,建立健全符合学校自身实际和体现自身特色的继电保护理论和实践教学课程体系,构建“知识、能力、素质”为一体化的培养模式,达到理论与实践相融合,力争为电力企业输送更多的优秀专业人才做出贡献。

参考文献:

[1]刘汉伟.现代大学教育理念的研究[J].辽宁工业大学学报(社会科学版),2009,11(4):82-85.

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