继电保护重点知识范文
时间:2023-12-20 17:32:20
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篇1
【关键词】智能电网;发展趋势;传统继电保护;继电保护技术
智能电网也被称为“电网2.0”,就是电网的智能化,实现电网的高效经济、安全可靠、环境友好、使用安全的目标。它是通过先进的设备技术、先进的传感和测量技术、先进的决策支持系统技术以及先进的控制方法,建立在高速双向通信网络的基础上的集成应用。
1 智能电网是电网发展的必然趋势
电网使各种先进技术在电网中得到集成应用,不断吸纳信息化、工业化成果,极大提升了电网系统功能,已成为社会发展信息化和工业化的基础和重要组成部分之一。
1.1 智能电网是电网技术发展的必然趋势
近年来,在电网中广泛深入的应用计算机、通信、自动化等技术,与传统电力技术有机融合,电网的智能化水平得到了极大地提升。在电网中广泛应用信息技术和传感器技术,使电网自愈成为可能,提供了辅助决策和系统状态分析技术支持。因为柔性输电技术、自动化技术以及调度技术的发展,可再生能源和分布式电源的开发利用得到了基本保障。随着各种新技术的进一步发展,高度集成物理电网应用,通信网络的完善,推广和应用用户信息采集技术,进一步促进了电网与用户的双向互动,智能电网便应运而生。
我国“十二五”期间,国家电网将投资5000亿元,建成连接大型能源基地与主要负荷中心的“三横三纵”的特高压骨干网架和13回长距离支流输电工程,到2015年基本建成具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网,形成以华北、华中、华东为受端,以西北、东北电网为送端的三大同步电网,使电网的资源配置能力、经济运行效率、安全水平、科技水平和智能化水平得到全面提升。
1.2 发展智能电网是社会经济发展的必然选择
由当前全球电网面临的挑战可见,低碳高效安全可靠的智能电网是21世纪电网发展的方向,智能电网调度系统、灵活输电技术以及与用户的实时双向交互,都可以优化潮流分布,减少线损。同时,分布式电源的建设与应用,也减少了电力远距离传输的网损,从而使得智能电网具有较高的安全可靠性。
2 智能电网将对传统继电保护的影响
自愈性是智能电网的一个重要的功能特性,其是指从系统中把电网中有问题的元件隔离出来,并且可以使系统迅速恢复到正常运行状态,几乎不中断对用户的供电服务,减少人为干预。帮助电压降低、故障分析、过载等系统运行状态,通过运用本地和远程设备的通信,采取适当的控制行动。各种不同类型的发电和储能系统通过智能电网能够安全、无缝地容许接统,简化联网的过程。
同时,继电保护的发展随着智能电网的发展,也迎来了新的契机,智能电网不受传统电磁式互感器饱和的影响,缩短了数据处理时间,所采用的新型传感器技术简化了保护的数据算法。
3 智能电网下继电保护技术
3.1 保证时间及数据同步
常规微机继电保护驱动各个通道的模数转换器是由装置内部唯一的系统时钟经控制总线实现的,通过二次电缆,将各个互感器的电气量二次模拟值接入保护装置,数据采集的同步精度很高。在较大的范围内,如何保持时间和数据的同步将是研究重点,这主要是因为保护涉及到的保护将不局限于1 个或2 个变电站,不局限于1 个或2 个装置。变电站内现有的对时采用3种对时方式(串口对时、脉冲对时、编码对时),外部时间基准主要以GPS 时间信号作为主时钟,对时精度可达到ms 级。
智能网络化变电站数据为了实现数据采集的同步、各保护之间信息交互和相互配合,采用数据采集模式,例如分布式电子式互感器和合并单元,至保护等电子式设备经网络传送,通过精密对时技术,各保护装置的时钟和各数据采集单元时钟实现准确同步,简单来说,也就是系统的时钟源需要一个统一精确的时钟。
3.2 划分区域结构
继电保护应用的可行性在小区域、站域内进行分析。制订系统内的保护区域结构划分,有利于继电保护的应用研究。从保护配置冗余度、通信冗余度、电网结构冗余度等方面,分析系统内测量系统配置现状、网络通信技术和通信设备、继电保护配置现状,进行可行性研究。参照经典变电站结构模型,使继电保护具备系统范围内的区域决策功能,形成区域保护配置方案,分层分布,使智能变电站适应具有决策功能的建设形势。
3.3 调整后备保护
根据继电保护后备配置现状,区域内保护动作信息、区域信息采集、网络节点开关信息的综合利用,拒动主保护、开关等现象,研究智能电网继电保护后备新原理,综合考虑后备保护适应、网络拓扑变化,使保护应具有快速反应能力,使开关策略在本地保护跳区域内具有可行性,区域内研究故障的快速隔离保护跳闸策略,最后制订区域内各保护之间的智能电网机电保护的协作机理。
对原有基于传统互感器特性的保护判据,基于新传感原理电子式互感器的特性,进行进行新保护判据或者调整研发:a. 在区外故障时,电子式互感器不易受饱和的影响,但是电磁式电流互感器因为饱和等原因,可能会造成保护误动,具有保护判据中区外故障躲TA 饱和判据, 因此TA 饱和判据应作适当调整,以适应这一保护误动。b. 针模拟式互感器保护装置数据异常判据,对数据异常的处理,包括电压电流正负序分量的断线判据等,保护判据可利用的信息量不丰富。采用通信网络数据传输或者电子式互感器数据采集,需要重新保护判据综合研究这些信息,这是因为智能电网中的继电保护可利用的信息不仅包含了例如合并单元等采集和传输介质等异常信息,还包含了范围更广的电气量。
3.4 与传统保护的配合
在建设过程及建成后,智能电网应考虑不同类型保护之间的互操作问题,这主要是因为其不可避免遇到保护配合及协作问题,例如数字化变电站保护和传统微机保护。这些互操作问题包括:(1)当区外发生故障时,由于一侧保护线路差动保护中采用电磁式电流互感器,很可能发生单端饱和现象,另一侧保护采用电子式互感器,此时,应具有防止保护误动和判单端饱和的功能的线路两端差动保护。(2)基于两侧都是模拟式互感器,原有线路差动保护数据同步的算法需要进行新保护算法的研究,存在两侧不同互感器类型的数据同步问题。
4 结束语
继电保护装置是电网中的“卫士”,起着将电网故障与系统隔离、防止事故扩大的作用。实际工作中,坚持先进技术应用,智能电能发展在总结现有工作成果和经验的基础上,应以以科学发展观为指导,加强继电保护专业队伍建设,是保证电网安全稳定运行、提高继电保护装备和运行水平的关键。
参考文献:
[1]谢邦鹏,沈光敏,孙阳盛.智能配电网中的继电保护工作展望.上海电力,2010 (03).
篇2
【关键词】火电厂;继电保护装置;干扰因素
测量比较、逻辑判断及执行输出是构成继电保护装置的三个主要部分。测量比较的主要功能是在启动保护装置时进行相应的判断;逻辑判断的主要功能是有效地整合测量比较单元最终测量出的逻辑状态,从而能够使保护装置在确定要跳闸或发出信号时根据相应的逻辑关系来判定,最终确保命令能够顺利传达到执行输出单元。执行输出的主要功能是确保保护任务顺利完成。下面针对目前影响火电厂继电保护装置正常运行的不利因素进行详细的分析,并制定出相应的解决措施。
1 继电保护装置的简述
1.1 继电保护装置的作用
火电厂电力系统的安全运行;实际运行状况自动进行检测;能够及时发现电力系统的故障发生位置,并且做出准确的判断是三个火电厂继电保护装置的主要作用,以确保火电厂的正常运行。
1.2 继电保护装置的要求
1.2.1 选择性要求
继电保护装置的可靠选择性要求是有高质量,高运行维护的要求。只有满足可靠选择性要求,才能确保电力系统的故障准确判断出来,这样就使得维护人员不需要再花费大量的时间和人力去寻找故障,进而在很大程度上提高了工作效率。
1.2.2 灵敏性要求
具有快速的反应能力是继电保护装置的灵敏性要求,在其自身保护范围内,及时发现不正常情况,并且还可以帮助相关工作人员及时采取解决措施,确保火电厂电力系统的正常、安全和稳定运行,降低较大事故发生的概率。
2 继电保护装置的干扰因素分析
不同火电厂具有其自身的特点,在继电器保护装置作业时,在自身存在的高强度的电磁场作用下,威胁到继电保护器的正常工作状态,容易因外界环境干扰而影响其主导的功能与作用。 因此,如何避免继电器受外界因素的干扰成为研究的重要内容。在电力系统周围,站在不同的角度来判断产生磁场干扰也是各不相同,例如,根据磁场的来源可以分为以下两种:一种是火电厂系统外部磁场的干扰。主要是指火电厂系统外的磁场产生的干扰,例 如打雷会对设备在破坏的同时产生强大辐射电磁波,进而产生强的干扰磁场,以及由于人为使用的通讯设备产生的磁场干扰;另一种是火电厂系统内部磁场干扰。主要是指在火电厂整体设备和系统运行过程中,由一些电磁原件和设备因为电流强度的改变而引起的电磁波反射造成的干扰。根据干扰方式也可以分以下两种:一种是自然干扰;另一种是人为干扰。
2.1 高频与辐射干扰
在继电器保护装置运行工作时,通常会产生高频与辐射干扰。这主要是由于强磁场的影响而产生电弧闪络,这些电弧经过相互作用产生一定的电压差值,进而产生高频电流,高频电流会因瞬间电流的 变化而在周围产生较强的电磁场,进而在火电厂电路系统进行二次回路时,对于设备造成系统内的电磁波干扰。然而,继电器虽然可以对电磁波的辐射产生一定的隔离作用,但是当干扰的电磁波频率和实际强度较高时,继电器就很难进行识别与隔断。同时,接收线路也会因为电流频次的波动产生衰减的震荡电磁电波,让继电器很容易出现漏断和不断现象的出现。
2.2 静电干扰
静电是指在摩擦时由于环境过于干燥引起的一种静电现象。所以,在对火电厂的继电器进行操作时,技术人员很容易将身上携 带的静电释放到设备上,在放电瞬间或产生强度较高的电流,进而引发周围磁场的变化,导致继电器相关设备不能正常工作。电器是由绝缘体材料包裹,这样接受的电荷会对继电器的其他保护 断路元件造成破坏, 在静电场放电的作用下实现电荷的不断累积,并释放大量的热量,损坏其他继电器零部件。
3 继电保护装置的防干扰措施
3.1 提供等电位平台
提供等电位平台是继电保护装置在火电厂中一项基本的防干扰措施。指的是当火电厂继电保护装置处于较为集中状态时,就会构筑成一个等电位面,并最终形成一个等电位平台,然后将等电位面和网上的一个点之间进行有效地联接,从而使等电位面的电位随着地网电位的浮动而发生变化,这样就可以使继电保护装置避免地网与地表的电位差的窜入,从而有效避免干扰。 就目前的实际情况来说,等电位联接平台主要可以通过以下两种措施来组建:一是,所有的保护屏铜排可以通过焊接的方式进行首尾相连;二是,可以通过电缆制作一个铜排的框架,然后将该框架跟所偶的保护屏接地铜排进行有效联接。
3.2 保护装置的在线监测
近年来电脑、通信、诊断等方面的技术在我国科技的发展带动下在继电保护装置中的到快速发展,使得很多企业开始用“ 状态检修 ”代替传统的“ 定期检修”。 在线监测火电厂继电保护装置的未来发展趋势,所以要求相关技术人员,可以在现有监测技术的基础上,逐渐引进在线监测技术,从而能够实现在线对设备进行验收。 因此,相关工作人员一定要不断学习先进检测技术,熟练掌握在线监测技术,从而使其在继电保护装置中发挥出其应有的作用和价值。
3.3 继电保护的智能化与网络化
人工智能技术在科学技术的不断创新和改革过程中,在许多领域得到了广泛应用,该技术也被引入到火电厂电力系统中,并且发挥着非常重要的作用。 因此,继电保护装置在智能化、网络化的研究已经成为当前的主要研究方向。 比如,火电厂中全部的继电保护装置就是继电保护网络的拓扑构造中的终端,其中继电保护装置的最新相关信息要想能够在第一时间被传输到继电保护的相关服务器中,必须通过光通信网络来实现,而服务器的主要作用是通过相应的监控软件来对整个电力系统的运行状况进行实时分析,及时发现问题,并且还能够对故障进行详细的分析、逻辑判断,另外还能够对继电保护装置造成不利影响的干扰因素进行科学有效的分析和判断, 有效地避免保护装置出现误动现象,进而在最大程度上降低干扰因素带来的不利影响。
3.4完善考核制度
完整的考核制度是企业不断发展的前提,是企业增强市场竞争力的后援动力。继电保护装置具有其鲜明的特点, 完善和健全保护装置 运行管理的各项规章制度,结合新形式,制定新制度是十分必 要的。 继电保护设备应陆续采用计算机管理来跟踪日常的巡 检工作、执行员工考核、实行奖惩制度,以及管理运行维护、事故分析,和故障诊断等档案文件,智能高效地推进继电保护工 作的顺利开展。
3.5 加强日常维护
对继电保护装置加大设备投入,要使继电保护装置运行的可靠性提高。既要对装置的型号进行合理选择和使用,保证电力系统中使用的是高科技新型装置,以最大化保证安全;也要对继电保护装置的维护工作加强重视,因为故障的发生总是不定时的,具有随机性。因此,只有保证继电保护装置时时刻刻处于最佳工作状态,才能做到防患于未然。
结语
综上所述,虽然安全与稳定是继电保护装置在火电厂工作中主要考虑因素,但其他方面干扰因素的影响也会使其工作效率大大降低。而且,由于电力资源是目前人们 生活中最重要的能源,人们对安全供电及电厂的安全运行要求越来越高,火电厂作为发电单位,正常安全有效运行极其重要。因此,要求工作人员必须重视起来,不断创新和改进防干扰措施,从而有效解决这些不利因素,提高电保护装置的工作效率,使其充分发挥出自身的重要作用。
参考文献
[1] 卞兴炜. 继电保护装置在火电厂中的防干扰措施 [J]. 通讯世界,2014(1) .
篇3
关键词:智能变电站 继电保护 解决措施
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.166
智能变电站带来了极大的作用,不仅促进了我国社会发展,还提高了人们的生活便捷性,政府更加重视对继电保护工作的实施。与智能变电站相关技术和未来发展的变电站自动化技术、发电技术及其智能电网传输与变电所的衔接,也是智能电网建设的重要一步,在智能电网建设中有着举足轻重的地位,然而,智能变电站的两级保护仍存在一些问题需要解决。
1 智能变电站二次继电保护的现状分析
(1)设备带电检修现状。在二次回路的过程中,含有电量的电流互感器,为防止其二次侧开路,不能任意断开;当碰到电流互感器的二次绕组,为防止中途短路,一定要选择合适的短路片。避免在电流互感器和短路片之间操作,含有电量的互感器两次绕行工作,是为了防止二次侧开造成的高压损坏问题,防止出现更为严重的后果。
需要我关注的是,当电压互感器在两个电路上工作,避免了两侧短路或接地问题。在执行电压端子连接板的时候,需要避免出现假触问题,当打开电压线时,需要标识标志,使用绝缘布对其包好。操作者需要使用绝缘工具工作时,有必要不去用保护装置,可以使其安全运行。在消除错误动作时候,需要有对调度相关的保护环境的同意,保证其操作的安全可靠性。
(2)设备停电检修二次继电保护措施。断开与维修设备连接的电流回路和电压电路,断开已修复设备的电流互感器,保证母线回路电流的保护。启动跳闸回路断开,此外,也需要进行设备的维修以及信号和波路器的断开,智能变电站继电功能得到充分的展现,因此也保障了智能变电站的安全。
2 智能变电站二次继电保护相应建议
(1)智能站二次回路特点分析。当前智能变电站已经改变了常规变电站电缆接线的方式,而是应用光纤接线的方式,同时信号传输方式也发生了极大的改变,将传统的点对点模拟节点信号传输方式转为制造报文规范网络组成的虚拟报文传输方式,这些方式的转变使得二次回路从构成上也有所转变,同时相应的二次回路安全措施也有较大的变化出现。
在智能变电站中,其主要依赖的还是光纤和网络,当网络结构未被破坏,则不能从物理的角度将对其的维护与运行完全分开。与此同时,要将硬件进行真正的分开,上面方法已经无法实现,只有不断发送信息到接收状态的变化,才能控制电路故障的操作。如果要保证两个智能变电站继电保护的更加便捷,需要做到这几个方面。
首先,去除纤维,形成硬隔,当没有电源故障的时候,进行可用于对电路进行测试。由于智能变电站有其独特之处,如果你不剔除光纤,那么硬件上会产生问题。同时,光对设备的安全运行产生负面影响,存在着潜在的危险。因此,除非在非常紧急的情况下,否则尽量不说光纤提取。因此,在工作过程中相应的人员,我们必须给检查工作足够的重视,对跳闸逻辑的全面检查保护。此外,还需要定期实施核查工作,及时维修期间可能会出现的问题,让问题得到很快的化解,减少危险因子。
其次,注意投资和维护压盘的作用。它的主要功能是确定绝缘装置的位置,并且能够传递其他设备的信息,尽管其他一些设备信息仍然有自己的关联的存在,只有在设备维护的状态下进行完成。在智能变电站的两大安全措施中,“投资维护状态”压板占有极其重要的地位。目前,一些厂商在设备上缺乏明显的安全警示,这对保障工作人员实施相应的工作增加了困难。如果有一个状态维修铸板接触,或在两个导线连接松散,那么工作和实际位置二者之间就会出现错乱,这将阻碍设备的正常运行。为此,继电保护厂家必须关注到这些严重的后果,才能确保程序的合理运行。
智能变电站的存在能够完成在线分析和决策工作。智能变电站采用先进的设备和可靠运行能够并且完全可以满足使用要求。现代信息规范化、标准化和自动化设备的控制下自动采集、测量、等方面的工作,可以提供电能,让人们的生活可以更加的便利安全。
随着科学技术的不断发展,我国智能变电站的发展为社会的发展提供了动力支持。同时,二次继电保护技术也得到了发展,该技术的发展减少故障的发生,保障人民大众的安全生活,。但事实表明,智能变电站继电保护存在两个阶段的问题,影响了智能变电站的有效运行,这需要专业的工作人员进行深入研究,才可以得到有效的解决办法。
(2)各阶段的通信调度与防控误差操作。通信网络调度的偏差是由于隐含的控制,对于各类企业,通信调度涵盖了以下步骤:首先,对预定的工作进行检查和回复,填写的内容要清晰。第二,进行中性开关变压器校验,接线检查,所以应该更仔细的验证过程。第三、,避免城市消费高峰期,能够尽快的通知当前的设备运行状态。
为了防止通信网络的事故,我们应该区分不同截面的负载。通信网如果突然失效,还编写了急性故障修复程序。在判断之后确认了故障状态和位置。调度员应能收集全套停电情况,控制这段时间精准的运行。分析了通信网络节点的故障,在改变电压和潮流的过程中,不应忽视。此外,必须注意运用显得智能技术,隔离也需要合适的离散点,输入详细故障信息,预防和控制事故的较大扩展。
参考文献:
[1]黄华.当议智能变电站二次继电保护中存在的若干问题及其安全措施[J].大科技,2014(36):96.
[2]郑冰.变电二次继电保护智能站设计[J].科技致富向导,2014(14):171.
篇4
关键词:水电厂水轮发电机组;配置应用
Abstract: with the development of technology of modern science, our country electric power industry to meet the needs of the market development and innovation its power generation technology, the light bulb tubular turbine units unit because of its good performance, in hydropower development in obvious economic and technological advantages, already is widely used in low water head hydropower development. In this paper a hydropower bulb hydrogenerator protection configuration and the run characteristics, this paper summarizes the operation of accumulated experience and issues to discuss, for the same type unit in the protection configuration and operation for reference.
Keywords: hydropower turbines; Configuration application
中图分类号: TM312文献标识码:A 文章编号:
前言
近年来由于时代不断的进步,某水电厂发电机电气保护装置采用国电生产的 DG801 数字式发变组成套保护,用于对发电机本身、定子转子、励磁系统、10.5kV引出系统、水轮发电机运行的各种电气量回路短路、匝间短路、接地故障的全面保护。由水轮发电机组制造厂家哈尔滨电机厂提供,用于保护非电气量异常时水轮发电机的安全,从而为企业创造了更多的经济效益,在新的电力形势下最大程度地提高发电厂的竞争力。
一、水电厂保护配置
发电机纵联差动保护:发电机纵联差动保护是发电机定子绕组及其引出线的相间短路的主保护,保护采用比率制动原理,按比较发电机中性点 TA 与机端 TA 二次同名相电流的大小及相位构成,出口设置为循环闭锁方式。当发电机差动区内发生相间短路故障时,有两相或三相差动同时动作出口跳闸;而当发电机发生一相在区内接地另一相在区外同时接地故障,只有一相差动动作,但同时有负序电压,保护也出口跳闸。如果只有一相差动动作无负序电压,判断为 TA 断线。
发电机过电压保护:为防止机组由于励磁系统调节故障或其他原因产生的过电压,装设过电压保护装置。其输入电压为机端 TV 二次相间电压,动作后经延时切除发电机。
发电机转子一点接地保护:为防止励磁回路发生一点接地而设。保护采用注入直流电源原理,在发电机运行及不运行时,均可监视发电机励磁回路的对地绝缘,该保护动作灵敏、无死区。
发电机定子过负荷保护:保护反映发电机定子电流的大小,当发电机定子电流超过额定电流值(过负荷)或很大时(系统故障引起过电流),经延时动作于信号(过负荷)或作用于切机(过电流)。
发电机低压记忆过流保护:保护反应发电机电压和电流大小,作为发电机相间短路的后备保护,电流取自中性点侧,过流元件应有电流记忆功能。
发电机 3U0 定子接地保护:保护采用基波零序电压式,范围为由机端至机内 90%左右的定子绕组单相接地故障。保护接入 3U0 电压,取自发电机机端 TV 开口三角绕组两端。
发电机 3W 定子接地保护:保护反应发电机机端和中性点侧三次谐波电压大小和相位,反应发电机中性点向机内20%或 100%左右的定子绕组单相接地故障,与发电机 3U0 定子接地保护联合构成 100%的定子接地保护。在 3W 定子接地保护的定值整定上,调整系数有所不同,以满足单机空载、单机并网或双机并网运行的保护需要。
励磁变保护:保护装设常规的速断和过流保护,还装设有温度保护。
二、水电厂水轮发电机组非电气量保护
1、保护配置优点分析
针对水轮发电机组的保护方案配置完善,是典型的灯泡贯流式水轮发电机组保护配置,能够满足机组在运行过程中的安全保护。
机组投运以来,保护动作可靠,未发生任何保护误动作信号,所有保护动均可靠。
发电机保护装置采用有好的人机界面,全中文显示,装置面板上每种需出口的保护设有投退压板,分别显示信号出口、动作出口、跳闸回路出口,操作维护简便。
2、保护运行情况分析
水电厂自投运以来,机组保护动作正确以及动作结果正确,其保护动作表现在下列方面:
轴电流保护:在投产之初,发生数次“轴电流保护动作”停机现象,通过分析原因为:轴电流传感器安装不匹配,导致轴电流测量值发生偏大,在运行中发生轴电流波动即会引起保护动作;火灾报警装置装置引线导致信号相互干扰,轴电流测量值显示偏大。通过重新安装匹配的传感器、火灾报警二次接引线加装屏蔽线,使测量值显示正常。
正、反推瓦温保护:由于正、反推瓦测温电阻采用埋入式方式,材料和安装装量较差,导致机组在转动过程中,测温电阻引出线出现断线或引出线虚接现象。为防止温度测量显示异常导致保护动作,在对机组本身测量电阻更换外,还对保护回路进行了改造,将水机回路温度点一点接入改为两点接入,在判断逻辑上采用“与”的关系,只有两个测点同时判断温度超高,保护才启动,一点温度超高时,发信号。
转子一点接地保护:机组在运行中曾出现过转子一点接地现象,保护动作信号发出,无法复归。停机后检查转子绝缘正常,对转子进行盘车检查为磁极软接地。另外,发电机碳刷刷架碳粉堆积过多,风洞内导轴承漏油积油过多,使转子长时间浸泡在内,也会导致转子绝缘阻值降低甚至到 0 而发转子一点接地信号,因此必须加强发电机的相关检查,保证机组正常运行。
油位、油压保护:机组在运行过程曾出现数次由于高位油箱油位低及调速器压力油罐压力低相关水机保护动作停机现象,保护动作全部正确,对油系统和调速器油系统进行了相关的改造后,机组运行稳定,未出现类似事故停机现象。
结束语
篇5
关键词:电力电子技术;智能控制技术;计算机网络技术;集成化电器
一、SDMK1控制与保护开关的基本结构与原理
SDMK1开关由两部分构成,一是主体部分:主体采用的是单一直动式电磁机构,通过电磁系统的驱动实现主电路的通断功能。开关主触头在分断短路电流时开距是动态变化的,即开距先达到最大位置,拉断电弧,再回到平衡位置,完成一个动态开距过程。二是智能控制单元:内部含有微处理器,实现开关的参数设置、状态检测、通断控制和远程通信功能。
二、SDMK1控制与保护开关符合的标准及功能
SDMK1开关的技术参数和性能指标符合国家标准GB/T 14048.1-2006 、GB 14048.9-2008(低压开关设备和控制设备 多功能电器(设备)第2部分:控制与保护开关电器)及GB/T22387-2008(剩余电流动作继电器)的相关规定。
断路器功能
额定运行短路分断能力为50kA,具有反时限短路保护功能,可在10毫秒内分断相应级别规定的短路电流,限流系数小于0.4。
接触器功能
交流50Hz或60Hz,额定绝缘电压660V。在AC43和AC44使用类别下,电寿命100万次,额定工作电压为380V,额定工作电流在相应规格范围内(整数)连续可调,可频繁操作。
剩余电流(漏电)保护及一次重合闸功能
当剩余电流超过基准值时,发出信号开关断开主电路。额定漏电动作电流整定范围为100―500mA。极限不驱动时间选为0.06 s(S型产品),具有一次自动重合闸功能。重合闸时间20 s~60 s连续可调,如自动重合闸后,因接地故障未排除而再次动作后,则自动重合闸功能自行闭锁,不能再自动重合闸。
SDMK1开关主电路的通断动作是由直动式电磁机构驱动的,因此通断控制特性非常好,远远好于漏电断路器微型电机操作机构的通断控制特性,一次自动重合闸功能的可靠性很高[1-2]。
计数功能、故障记录与显示功能、检测和显示功能
智能控制单元有通信接口,可以与现场总线或计算机网络连接,实现远程监测与控制。连接方式为有线和无线两种。
三、SDMK1控制与保护开关应用在农网配电箱的独特技术优势
SDMK1开关除了具有分断能力高、可靠性高、维护方便、运行费用低等特点外,还具有如下独特的技术优势:
1、SDMK1开关的节能技术
与断路器+接触器+剩余电流继电器组合模式相比,配电箱采用SDMK1开关更节能。一是开关电磁系统采用了交流全压吸合低压直流保持技术,开关保持状态自身能耗为2.5W~3W;二是线路接点少,减少接点电能损失,节能5―7%。
2、SDMK1开关的节材技术
SDMK1开关采用一体化功能集成技术,节材效果显著。节材效果体现三个方面:一是自身节材,与国内外同功能分立电器产品组合相比产品本体节省了大量原材料,节材率达30%以上;二是节省分立电器产品(断路器、接触器及剩余电流保护器)之间的连接件或导电铜排;三是减小了电控柜的体积,节省了柜体材料。
3、SDMK1开关的长寿命技术
SDMK1开关采用独特的结构、触头材料和灭弧技术,主触头不熔焊,电接触寿命提高了近一倍。主触头电接触寿命是决定低压电器元件寿命的关键技术,目前SDMK1开关主触头电接触寿命是国内外最高的,尤其在带负载频繁操作的场合(AC4工况),显示出独特的优势。
4、SDMK1开关的智能化与通信控制技术
(1)通信控制
SDMK1开关内有传感器,外有通信接口。通过与无线或有线通信装置连接,将开关的工作状态和参数传输到管理平台,也能接收来自管理平台的指令,实现远程控制。
(2)通信方式
SDMK1开关具多种通信方式,工业现场总线,包括RS-232、RS-485、Modbus、Prifbus、工业以太网等,无需其他转换器件即可组成工业数字网络,可满足各类不同用户的要求。
(3)通断控制
SDMK1开关对电气回路的通断控制,既可现场控制,也可远程控制。如当电力供应紧张,或有区域改造及维修工程时,农村电网停电与送电,可以通过远程控制实现。
(4)参数设置
动作整定值可以任意设定,既可以在现场设定,也可以远程设定,并且能自动判别用户设定的参数是否合理。
四、SDMK1开关在未来低压配电网智能化应用方面的优势
SDMK1开关分断能力高,动作速度快、保护功能全,通断控制特性好,有智能化控制单元和通讯接口,是理想的配电网智能化控制与保护电器。通过对漏电流变化情况(突变或渐变)的智能化判断,诊断漏电原因,判断是人触电还是普通漏电,然后进行智能化处理。SDMK1开关具有电流、电压、剩余电流检测和故障类型记录和报警功能[3-4],可以实现远程监测。SDMK1开关通断控制特性好,可实现远程停电和送电控制。在送电时首先检测剩余电流,若有人触电,剩余电流超出设定值,SDMK1开关带有送电一次自动重合闸功能,保障送电的安全性。SDMK1开关具有智能控制单元,适合国家电网公司规划的农网智能配电台区。
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关键词:电气工程专业;课程体系建设;研究生教学;人才培养
研究生教育是培养高层次人才的重要途径,是国家人才储备的主要支柱,是建设创新型国家的核心要素。随着研究生招生规模的逐年扩大,研究生教育出现了普及化的趋势,由此产生的研究生培养质量引发了全社会的高度重视,毕业生不具备独立科研能力、无法胜任常规电气工程工作的现象屡见不鲜。因此,如何应对新形势下的研究生课程体系建设、提升人才培养质量已显得非常迫切,存在的问题亟待解决。
1当前研究生培养课程体系现状
研究生课程体系建设是增强学生理论基础、拓展专业知识面的最佳途径。教育部相关文件指出[1]:研究生课程教学是我国研究生教育内涵发展和高质量发展的重要因素,拥有学科单位的高校要高度重视课程体系建设,强化研究生理论基础和工程实践,并将两者有益结合。然而,当前的研究生课程体系建设存在以下不足。
1.1学科建设单位对研究生课程体系建设的重视程度不够
教育体制的改革首先应落实到课程的变革上。理论教学始终是研究生教育的基础,研究生培养质量的提升需要在课程的清理、革新与重构方面加大力度。长期以来,多数高校对研究生课程体系建设不够重视,主要表现在投入的经费偏少、硬件资源欠缺等方面。学校往往更加注重学科点的多少、知名教授数量、科研成果质量等,忽视了课程体系建设[2]。
1.2研究生素质教育尚未落到实处
近年来,研究生教学创新主要体现在教学方法和手段上,并没有在理念和内涵方面有所突破。例如采用多媒体手段进行立体化、全方位的授课提升了教学效果,但这些并非教学创新。实际上,学生作为认知的主体仍然处于被动地位,学习的积极性并不高,不利于培养学生的创造性思维,不利于培养创新型人才。基于此,素质教育在于知识本身,在于从根本上改革现有的教学观念、教学管理模式、课程体系建设模式。
1.3实践平台与教学资源配置不合理
研究生创新能力的培养教育离不开理论创新与实践创新。理论创新需要实践支撑,实践创新需要理论指导。且满足上述两类创新均需要一定的客观条件和教师的主动行为。由于教育经费紧张,导致实验条件不够、平台不足,多数实践类课程的设置流于形式,教师的精力仅用于课堂教学,而教育的创新工作很大一部分需要在实践中完成。因而,这种实践平台与教学资源配置不合理的现象制约着师生的创新思维[3]。
1.4课程结构单一
师资力量欠缺工科类研究生的培养需要从工程方法、教学案例出发引导。但分析授课方式发现,目前仍然以课堂授课为主,缺乏实践性、交流性和前沿性。这样的育人环境难与现代工程专业人才需求相匹配;同样,师资力量也亟须提高,目前的部分教师不具备国际化视野,对工程发展的前沿技术了解不深,对电气工程的发展方向和关键技术问题把握不准确,教学过程没有活力。
2研究目标
围绕国家对专业硕士的培养要求,考虑学生德智体全面发展的实际现状,针对工程中的关键技术问题,形成了我校电气工程学科研究方向培养目标(见表1)。即:AUTO-Academic—United—Tackle—Original。专业联合实践创新型人才模式,上述人才目标的实现需要加强课程体系建设,要明确课程体系建设的指导思想。笔者在梳理国内工科院校硕士研究生培养体系的基础上,结合内蒙古科技大学的办学特色,提出了自己的培养目标预期:第一,树立好自己的“三观观念”,瞄准“国家和地方需求”,以课程结构调整为重点,以内容创新为突破,发扬西方国家先进的教育理念,推进课程的国际化进程。第二,树立好先进的课程观,重视学生的学习兴趣,持续革新教学理念,促进研究生教学过程的互动和研讨氛围,建设优质课程。第三,注重研究生的培养质量,加大力度强化课程建设的评价体系,构建中国特色的“双一流”高层次建设内容,全面提升教育教学质量[4]。
3课程体系建设内容
3.1总体思路
研究生培养是创新研究和工程实践研究的高级阶段。内蒙古科技大学电气工程学科紧紧围绕电气工程领域的科技发展趋势和国家重大发展战略需求,形成了基于分布式发电、绿色供能等领域的学科优势,凝练了电力系统分析与优化控制、新能源发电与智能控制、新型电力电子技术3个学科方向,并设置了研究生课程体系。3.1.1完善课程体系。增加创新教学比重研究生培养是本科生的延续和升华,研究生课程的设置需综合考虑学科发展趋势、动态及最新研究成果[4]。学科负责人及硕士生导师需要将课程体系建设作为研究生培养工作的重点[5-7],并开展以下工作。第一,完善课程内容,优化课程学时。针对现代电力系统分析、高压电网继电保护原理与技术、可再生能源发电及智能控制等学位课程的建设,在保障主要课程授课内容深度的基础上,加大新能源发电实践实训、分布式发电智能控制及现代电力系统分析等实践类课程的创新案例教学内容。第二,建立课程群授课机制,整合教学资源。依据电气工程学科最新发展需求,结合凝练的学科方向设置相关课程群,学生可根据自己的研究方向和工作需要进行选择。每个方向又分为理论研究和技术应用两部分,在此基础上开设“前沿知识”专题,丰富教学内容,拓宽知识体系。第三,大力开展研究生优质课程建设工作,不断创新教学内容,在教材的选用过程中增加电气工程热点和焦点内容,以充实研究生教材。3.1.2专业学科团队为课程体系建设提供智力支持。科研团队在培养研究生过程中发挥各自优势,团队成员将多年积累的研究成果以“传帮带”方式进行研究生培养,提升学生学习效果。按照综合实训内容划分导师团队,凝练研究方向,带动学生了解前沿技术、尽早加入团队的课题研究工作中。3.1.3充分发挥自治区实验平台功能。提升实践课程学习效果依托“太阳能光热与风能发电”自治区重点实验室这一科研平台,以培养高层次、高水平研究生和青年骨干教师为目标,做好科研平台的开发、利用及研究生的培养工作。另外,可以通过参与企业项目研究进行工程项目训练,培养研究生的工程应用能力。
3.2课程体系的结构
面向“创新实践能力”的培养视角,加强实验基地、科研平台建设,构建合理的课程体系,完善研究生知识结构。预期设计的课程体系结构如图1所示。课程设置注重了基础性、前沿性和实践性,体现了本学科发展的新内容和新特点,突出了本学科的优势和特色。
4课程体系建设方法
4.1优化培养方案
体现学科动态在课程设置上,拓宽基础理论,加强学科前沿;在教学模式上,增加设计性实验、实物半实物仿真实验,加强课堂互动;在拓展知识面上,开展专题和热点知识的分析和讲解工作。
4.2创新教学内容
实现“理论—实践”融合提高研究生的工程实践能力是培养工程硕士专业研究生的首要任务。根据培养方案整合教学内容,立足学科前沿,以培养“创新能力和工程实践能力”为目标,面向工程应用设计开发实训内容及平台,建立以工程项目为导向的课程体系。
4.3改善科研条件
建设创新实践基地针对研究生课程体系建设任务,围绕国家区域发展战略需求,依托现有省级重点实验室,重点建设创新实践基地,进一步开展校地、校企的产学研合作,创建新的实践基地、合作园区,为培养高层次、高水平研究生和青年骨干教师提供实践支撑。
5结语
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