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关键词:电力系统 继电保护 线路安全运行
中图分类号:TM7文献标识码: A
电力系统不但是国民经济发展的重要基础,也是我国经济发展的重要组成部分,电力系统供电能力的提高,包括供电稳定性、供电效率、供电安全、供电可靠性的提高,对于我国经济的发展有着深远的意义。要想提高电力系统运行的稳定性,就要首先提高继电保护装置的可靠性,而电力系统相关技术的迅速发展和电网规模的不断扩大对继电保护装置所提出的要求越来越高,同时,随着科学技术的不断发展,不断完善的继电保护装置也在预防和控制电力故障中起到了越来越显著的作用。
一、继电保护装置的内涵
在电力系统中,常因各种内外因素的影响,不可避免的产生故障,消除故障,确保供电可靠性,保证电力设备的安全正常运行的一种基本手段即继电保护。对其的要求主要有使电力系统有良好的可靠性、选择性、灵敏性以及速动性。电力系统的故障主要形式为短路,短路时电气量的变化组成了继电保护动作,如电流、电压、功率、频率等的变化,从系统设计的方面解释,继电保护系统即是由一种或多种相互独立又通过某种方式连接的继电保护装置共同组成了继电保护系统。所有的电力装置如母线、电路、变压器等都必须在继电保护系统的保护下方可运行。
二、继电保护在电力系统安全运行中的主要作用
1、保障电力系统的安全性。当被保护的电力系统元件发生故障时,应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令,使故障元件及时从电力系统中断开,以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏,降低对电力系统安全供电的影响,并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。
2、对电力系统的不正常工作进行提示。反应电气设备的不正常工作情况,并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号,以便值班人员进行处理,或由装置自动地进行调整,或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。
3、对电力系统的运行进行监控。继电保护不仅仅是一个事故处理与反应装置,同时也是监控电力系统正常运行的装置。
三、继电保护装置使用条件和维护
继电保护装置是实现继电保护的基本条件,要实现继电保护的作用,就必须要具备有科学先进、行之有效的继电保护装置,所谓“工欲善其事,必先利其器”,有了设备的支持,才真正具备了维护电力系统的能力。因此,要做好继电保护的工作,就必须要重视保护的设备。而设备的质量问题,直接决定了继电保护的效果,因而必须对继电保护的装置提出较高的要求。
1.继电保护装置的灵敏性。即要求继电器保护装置,可以及时的把继电保护设备,因为种种问题而出现的故障和运行异常的情况,灵敏的反映到保护装置上去,及时有效的反映其保护范围内发生的故障。以便相关部门和人员采取及时有效的防治措施。
2.可靠性。即要求继电器保护装置的正常,不能发生误动或拒动等不正常的现象,在继电器接线和回路接点上要保证其简练有效。
3.快速性。即要求继电设备能在最短时间内,消除故障和异常问题,以此保证系统运行的稳定,同时可以把故障设备的损坏降到最低限度,以最快的速度启动正常设备的正常运转,避免出现由局部故障而造成全面故障的情况出现。
4.选择性。即在要求继电器在系统发生故障后,可能选择性的断开离故障点最近的开关或断路器,有目标的,有选择性的切除故障部分,在实现最小区间故障切除的同时,保证系统其它正常部分最大限度地继续运行。
5.重要性。不仅要在选用上考虑其是否达到基本运行条件的要求,还要在日常的检测和维护上做好工作。
提高继电保护装置的可靠性应从管理、技术和人员三方面入手,具体措施包括以下几点:
1.继电保护的验收环节要做好验收工作是继电保护工作中最基本的一项。它保证了各项工作的完善进行,以及电力系统的安全、稳定运行。其工作流程为:首先工作人员对继电保护装置进行调试,然后经专业的验收、严格的检查的后填写验收单,之后验收单将被交往厂部,继电保护装置的检修、生产、试用、开关合跳试验均由厂部完成。期间保护装置变动的时间、变动情况都将详细记录填写,由相关负责人签字然后存档以便日后查询。程序的运行只有在试运行或运行试验安全无误的条件下方可启动。
2.继电保护装置和二次回路的巡检要仔细,只有早预防,才能早发现其中潜在的隐患,尽量在事故前解决问题,避免事故的发生。所以对继电保护装置及二次回路的定期巡检十分重要,也是故障预防的重要途径。检查工作要全面仔细,其主要内容有:检查设备的开关、按钮、压板、的位置,检查指示灯、警报铃是否能正常工作;检查保护压板,自动装置是否满足调度要求;检查继电器接口,回路有无松动脱落、发热、异味等;检查线路是否完整,是否存在附加电阻过热的情况等。
3.继电保护系统的技术改造工作要完善。随着科学技术的不断发展,继电保护系统的自动化水平也在不断提高,通信技术、计算机技术、数字处理技术以及电子技术等也逐渐应用于继电保护计术,为其注入了新的活力,不再拘于传统格局。为使继电保护技术更好的创新发展,跟上世界的脚步,电力工作者加大继电保护技术的改善工作,与时俱进,不断创新,要以传统的继电保护系统拥有的运行的可靠性、速动性选择性以及灵敏性特点及运行保护、调试方便为基础,加大并完善继电保护技术的创新。如今未处理技术已在电力系统中被广泛应用,如以微处理器为基础的数字保护装置、计量测试表、监控装置及发电机励磁控制装置,这些装置摒弃了传统的常规电流电压互感器而采用紧凑型、低功率的电流和电压互感器,这对电力系统保护的可靠性来说意义重大。
4.提高工作人员的素质水平。从事继电保护工作的工作人员应不断学习坚持培训,传统的继电保护人员的培养只是师傅传、帮、带,在这种学习模式的基础下,工作人员还应积极的创造各种条件,寻找各种机会对自己进行多元化培训,提高其素质水平。方法有:组织各种参观,请老师讲座、到厂家学习、利用网络同行人员不断交流学习、观看网络教育视频、针对某一问题进行专题研讨、组织各种比赛考试等。此外还要增强责任感。随着技术的更新应用,电网的飞速发展,继电保护的工作日益复杂,以及保护,调试,验收等环节的重要性都要求技术人员要有高度的责任感,避免人为因素造成的损失。
继电保护技术在电力系统中占有非常重要的地位,其中继电保护的可靠性又是对其最基本的要求。良好的继电保护系统是人们生产生活正常进行的重要保障,而且随着电力系统的高速发展和计算机技术、电子技术的应用,继电保护技术面临着全球化,智能化的发展趋势,所以,做好继电保护的各个环节十分重要,继电保护技术应该被大力推广与创新,继电保护人员也应不断学习进步增强责任感,确保为电力系统提供稳定、安全的运行环境,更好的服务于社会。
参考文献:
[1]柳运华、樊恩红.电力系统继电保护可靠性研究.[J].科技咨询.2011(22):142
[2]王冬生.电力系统继电保护的可靠性与维护应用.[J].城市建设理论研究(电子版).2011(23)
【关键词】水电厂;机组;过速保护;改造技术
很多水电厂[2]最初机组过速保护系统运用的方式有两种,一种是电气过速保护,同时将电气过速保护的整定值设为百分之一百五,另一种是机组过速[4]开关并联,而且机组过速保护的整定值亦设为百分之一百五。一般情况下,机组过速设备所运用机组离心开关发生故障时会致使此运转不能正常进行,在这种很严峻的状况下,一定得全方面的对原来的的过速系统实行改造。
一、关于水电厂出现机组过速问题需要注意的问题
1、发电机过速出现的飞逸问题
面对这种状况,在对机组进行检查修护时,就应该针对发电机的过速保护展开模拟试验,以保证过速保护装的正常运行。并且要对调速器的按时检测,预防出现发电机过速时因调速器引发的停机现象,致使飞逸问题的发生。
在检查修护过程中,应该以机组模拟过速实验为依据,观测验证机组的进水球阀紧急闭合的功能是否正常以及闭合时间符不符合规定。针对转速高的机组必须装好事故配压阀,对及时对其清理查看,以保障机组运行的可靠安全。
当运行中机组出现甩负荷时,值班员加强监视机组转速上升情况,如果到达二级过速而过速保护没有动作时,应立即启动紧急事故停机按钮完成事故停机。
2、调速器油压低的问题
面对这种状况,在对机组检查修护过程中,要同时检测验证压力传感器等设备是否正常,以及调速器油压和油位的高低,切实保障各种信息的正常输出。
针对调速器油压装油位和油压出现的状况,在油压降低而油位升高的时候,一定要按时对油压装实施补气措施,以保证其符合正常规定。
在机组运行当中,如若出现因油压太低导致警报响的情况,一定要即使对其检测管理,同时要及早让专业人员处理,使其恢复正常如果由于调速器油压装。
3、发电机制动气源消失的问题
一定要按照一定期限检测查看制动气系统是否正常,并且要即使清理更换空压机机油,同时要切实保证制动气系统的阀门以及管路等没有出现漏气状况。
在机组运行市,为保证气源压力的正常,一定要强化对发电机制动气源的监护管理。在机组停机时,若制动气源消失,一定要及时用手动办法使调速器继续运行,使机组成空转状态,立即让专业人员进行检测维修护理,在制动气源恢复正常后就可以停机。但是要防止机组的惰性停机,因为此时无制动气源,容易使推力轴承和轴承的油膜受到破坏。
二、关于机组过速保护设备的更换
1、更换的必要性:
在确保安全的条件下,减少机组的推力瓦温,促使机组在使用进程中不在出现超负荷现象, 是机组的功效更好的发挥出来,取得更好的效果,有更多更大的收益。
2、更换的可行性
目前为止,我国的很多水电厂已经实现了对机组过速保护的改造,而且还得到了一定的成效,使瓦温大概降低了十摄氏度。像丹江口与安康的一些水电厂,还有万安水电厂等等,这些水电厂都相继更换了推力瓦,瓦温的降低到目前为止并没有出现什么不良状况。结合实际可以看出,这些水电厂所运用的推力瓦先对来说已经很成熟与先进。而且很适合水电厂的各类大型机组的运转。
3、更换后的试验工作
A、空载运转两个钟头,至瓦温稳定,测出摆度、振动及瓦温、油温。
B、在25%,50%,75%,100%的额定效力下测出瓦温、摆度、振动。
C、正常停机五分钟后后热启动机组。
D、惰性停机,关掉推力轴承冷却水运转,记下机组运转时间,瓦温、油温升高情况。
E、在不同的额定效力下甩负荷,记下摆度和振动。
F、带负荷运转72钟头。较长时间让机子停止运行,然后直接起动实验,停机30天,在不顶转子的条件下,机组直接起动升至额定负荷或不超过额定负荷的最大负荷。
G、试验后的检查。
结束各项试验之后,认真核实检测,并做好记录。
三、机组过速改造的办法
可运用减小电气过速保护的整定值的办法,来实现对机组过速改造,但是还需要以微调原来的过速限制器作为前提,用新的机组过速保护设备取代原来的的机组离心开关,以达到两重保护机组过速事故的结果。根据原来的机组过速系统的缺点,剖析此离心开关安置在发电机大轴的顶部,它是个伞型的机组飞摆,是它的转速测出单元,此飞摆运用两组自平衡的离心飞摆与弹簧达到平衡时,转速到达与超出设定的动作转速,此离心开关动作牵动一个微动开关动作,此微动开关有两对常开的空接点。当中一个结点信号被接到电厂监控系统的LCU机组过速信号输入端子上,另外一对接点信号与调速器紧急停机信号输入端连接。此离心飞摆的动作值被整定为百分之一百五,同电站转速信号设备所整定的过速停机数值一致,此转速信号设备的百分之一百五,接点信号亦同时被接入电厂监控系统的机组过速信号输入端子与调速器紧急停机信号输入端。
因为两者整定值相同,所以在此过速保护系统在中,电气转速信号设备与机组离心开关,形成了两个相互并联的过速保护通路。在机组出现过速的情况下,不管是电气转速信号设备,亦或是机组离心开关中任何一路或两路信号动作,信号均会被传递至监控系统,监控系统传递的故障停机信号接通事故配压阀的电磁配压阀,经由事故配压阀实现机组的事故停机。此套系统有下列缺陷:
1)此机组过速保护器的控制信号与完成事故停机均使用的是电信号,而非一个真正的机组过速保护器,对达到电气系统故障时的保护功效视束手无策的。
2)此设备的构成致使它一定得安置在机组大轴的水机补气阀顶部,但这恰恰是大轴振动摆动较大的部位;另外,补气阀与大轴,还有过速保护器同心度相对而言比较不好,运转状况差,致使此设备容易出错。
3)连接于大轴上的补气阀与机组离心开关飞摆轴运用弹簧连接,鉴于同心度较差,以致于运转进程中连接弹簧常常会被折断,使过速保护设备失效。同时所用弹簧无论是可靠性还是一致性相对来说都很差,导致此设备在使用一段时间后,发生偏离原来的的设定动作转速,出现错误。
3、ALSTOM机组过速保护设备
ALSTOM机组过速保护设备是种离心飞车式的纯机组液压过速保护器,它的构成部件包含了脱扣器与配压阀,另外还包括离心探测器与安置环以及一些附件,当中的脱扣器与配压阀被组装形成一个整体。弹簧与离心块作为离心探测器由的关键部件,依据过速动作时的离心力,弹簧会被提起预压紧。离心探测器经由安置环固定在机组大轴上,并可跟随大轴的转动而运转。在离心力的作用下,离心探测器的离心块会做出相应的变换,离心力比弹簧的预紧力大时,出现的位移是向外的,在此位移量不小于离心探测器与脱扣器摆轮间的安置距离时,离心块碰撞摆轮,致使脱扣器产生脱扣动作。
【关键词】110kV线路;继电保护;改进措施
引言
继电保护是对电力系统的故障和影响电力系统安全运行的异常工况进行研究,利用继电保护设备来保护电力系统和相关元件,从而实现反事故自动化的一种措施。继电保护可以保护电力系统正常运行,对电力系统的安全运行具有重要意义。随着我国社会经济和电力事业的不断发展,我国的继电保护系统也取得了较好的发展,其安全性和可靠性都获得了一定的提升。但是,随着供用电量的增加,人们对供用电安全性的要求越来越高,如何完善继电保护成为人们关注的话题。本文对继电保护概念和要求进行简要分析,结合一起110kV线路故障,对继电保护动作进行探讨,并结合相关知识提出了一些改进意见,希望能为我国电力事业的安全、高效发展做出一点贡献。
1 继电保护的作用和基本要求
1.1 继电保护的作用
在110kV线路中,继电保护装置可以有针对性的自动切除故障元件,从而减少故障设备的损坏,也可以避免故障设备对电力系统的其他部分造成影响,还可以有效降低事故影响;当电力系统中的设备出现异常状况时,继电保护装置可以依据具体情况做出反应,例如跳闸、收发信号等。因此,继电保护对于电力系统的安全运行具有重要意义。但是,继电保护并不是万能的,它只能在一定的延时范围内,依据故障的大小和损坏的程度做出反应,避免出现不必要的附加损害。
1.2 继电保护的基本要求
要实现继电保护装置对电力系统的保护作用,继电保护装置必须满足四个基本要求:(1)可靠性。继电保护装置必须具有可靠性,能对故障动作做出反应,在正常运行时不应该出现错误反应。(2)选择性。继电保护装置应该有一定的选择性,可以针对电力系统中的故障进行选择性切除,例如断开与故障点距离最近的断路器。(3)速动性。当电力系统出现故障的时候,继电保护装置必须在最短的时间内切除故障部位,从而降低故障部位对其他设备的影响。(4)具有一定的灵敏度。继电保护的灵敏度是指当电力系统的设备或者线路在保护范围内出现金属性短路等故障时,继电保护装置要及时做出反应,不应该出现拒绝动作。
2 110kV线路距离保护
电力系统中的距离保护是指根据反应故障点到保护安装点之间的距离来确定动作时间的保护原理。在110kV线路中,距离保护的I段、II段都具有比较高的灵敏度,可以在各种类型的多电源网络中确保动作具有选择性。但是,距离保护不能实现整条线路的速动,当故障位于线路的末端时,要实现线路的安全运行,就只能通过二段后备保护来切除故障。
距离保护分为接地距离保护和相间距离保护两个类型。接地距离保护作用于线路接地故障,一般使用零序电抗继电器,接地距离的I段是主保护,II段和III段是后备保护;相间距离保护作用于线路相间短路,一般使用方向阻抗继电器,相间距离的I段是主保护,II段和III段是后备保护。从具体运行过程来看,距离保护的I段是速断保护,作用时间短,反应迅速,但是I段保护并不能完全覆盖整条线路,一般只能达到该段线路全长的80%左右;距离保护的II段是一种带时限保护,其保护范围可以覆盖该段线路并有一定的延伸范围;距离保护的III段可以保护所在线路段以及该线路段的下一段线路,还有一定的延伸范围。
3 110kV线路故障分析及改造措施
3.1 线路故障分析
几年前,某市的110kV线路发生了一起线路故障,在故障前,甲站和乙站是利用110kV的双回线连接的,在线路的两端都设有110kV的线路保护。在该线路上还接有三个100kV的终端变电站,但是没有设置相应的线路保护。具体接线方式如图1所示。
当时乙线发生故障(图中X处),乙站与故障点接近的继电保护动作跳开开关,0.3秒后甲线的继电保护动作跳开开关,0.5秒后接近甲站的乙线继电保护开关跳闸,约1.7秒后,甲站的乙线继电保护开关重合,随后的十几秒内,乙站附近的甲线和乙线继电保护开关先后重合。当故障发生时,乙线两侧的继电保护装置跳闸是正常的继电保护动作,但是乙站附近甲线的继电保护开关跳闸是不符合正常的继电保护要求的,本文针对这一现象进行了调查分析,发现当天故障点遭到雷击接地,故障点既属于乙站乙线的距离保护范围,也属于甲站乙线距离二段保护的范围。当乙站附近的乙线继电保护装置跳闸后,甲线变成单向运行,保护的范围产生了变化。而故障点还属于乙站甲线的范围,继电保护装置就出现跳闸反应,此处跳闸后,故障点还在甲站乙线的距离保护范围内,继而引发甲站乙线机电保护装置跳闸。
3.2 改进措施
电力系统中的继电保护技术作为电力系统安全保障的关键环节,对于预防电力系统故障和减少电力系统损失起着重要作用。随着电力系统的发展,电力系统的继电保护技术也得到了迅猛的发展。下文将从电力系统继电保护技术的发展概述作为突破口,浅要分析了现阶段电力系统继电保护的应用,推算了电力系统继电保护技术的未来发展方向。
【关键词】电力系统 继电保护 技术 应用和发展
1 引言
社会在发展,科技在进步。人们生活水平的日渐提升也将带动电力需求的上涨,电力系统承受的负荷也在不断增大。在这样的背景下,电力系统中的继电保护技术就显得尤为重要。与此同时,电力系统继电保护技术也最大程度的减少了电力系统故障,实现了电力系统的经济性增长。
2 电力系统继电保护技术的发展概述
电力系统中的继电保护技术一直以来都是电网运行安全的重要防线,从建国以来就肩负着保护电力系统中电网和设备安全、稳定运行的职责。随着科技的发展,尤其是现代通信技术、IT技术和电子技术的发展,我国电力系统中的继电保护技术也历经了不同的发展时期。主要内容如下所述:
(1)建国初期,以机电式继电保护技术为依托,我国电力系统的技术人员不断进行创新、借鉴和研究,初步掌握了继电保护设备和继电保护技术的相关内容。
(2)上世纪60年代,逐步开始采用晶体管继电保护技术。
(3)上世纪80年代,晶体管继电保护技术开始被集成电路继电保护技术替代。
(4)上世纪末,微机继电保护时代来临,微机保护凭借着故障测距、参数显示、自动装置和故障录波等功能提高了继电保护的准确性和可靠性。
(5)21世纪来临,网络信息环境下电力系统中的继电保护技术面临了新的挑战和机遇,逐步朝着人工智能化、通信一体化等方向发展。
3 现阶段电力系统继电保护技术的应用分析
3.1 根据电力系统的实际状况选择设备
电力系统继电保护技术在实际运用中首先应当根据电力系统的实际状况选择好继电保护装置。这就要求电力系统技术设备或者装置首先应当满足继电保护技术的任务与功能。其次,继电保护装置还应当具备检测电力系统运行状况、故障自动切除等功能。最后,继电保护设备还应当拥有网络监控系统,实现电力系统满足现代网络化和自动化的监控需求。
3.2 继电保护技术的实际应用功能
现阶段继电保护技术已经具备了母联保护功能、线路保护功能、电容保护以及主变保护功能等。通过电力系统中的继电保护技术实现了对电力系统输变电过程中相关设备和装置的保护,最大程度的减少了电力系统故障的产生。一方面,继电保护技术凭借其独特的保护装置运用二段式、三段式的电流保护,防止了短路等状况造成的设备和装置损坏。另一方面,主变保护、母联保护等通过继电保护技术保障了输变电的相关设备,预防了电路故障引起的装置或者设备损坏。与此同时,继电保护技术在现如今IT技术的融合之下实现了快速断块、自动监控等功能。
3.3 网络信息环境下继电保护技术的应用
伴随着信息化技术的不断发展,电力系统中的继电保护技术应用也逐渐将网络技术、IT技术、综合自动化技术等引入了。网络信息环境下继电保护技术通过各项技术的引入实现了电力系统继电保护技术的网络化、智能化等。首先,电力系统继电保护的相关设置通过单片机技术的引入,使得继电保护技术实现了微机化应用,而单片机技术也让继电保护的相关装置和设备工作效率不断提高。另一方面,引入计算机技术和单片机技术的继电保护技术可以通过通信功能和数据处理功能让电力系统的计算机等设备处于被保护状态。值守人员对电力系统中相关设备和装置的监控和故障排除也能够依靠网络通信进行。
此外,网络信息环境下继电保护技术的应用也实现了故障报警、故障调节、电力系统网络监控、信息系统收集数据等功能。
3.4 逐渐采用自适应控制算法、人工智能等技术
上世纪八十年代,自适应控制算法就在继电保护技术领域被提出,截至目前,自适应控制算法引入到继电保护技术中的自适应继电保护技术已经成为电力系统继电保护中的一种新型技术。究其本质而言,自适应继电保护技术就是让继电保护技术适应电力系统的不同变化,进而达到改善供电性能的保护作用。自适应继电保护是根据故障变化和电力系统实际运行保护电力系统特性、定值以及性能的一种新型继电保护技术,在原有基础上提升了经济效益和可靠性。故而,自适应继电保护技术已经广泛应用于输电线路距离保护、发电机保护、变压器保护等多个领域中。
众所周知,电力系统继电保护技术渗透到了电力系统运行的各个环节,而人工智能技术凭借其逻辑思维能力和快速处理能力,发挥了重要的系统评估功能。人工智能的引入使得继电保护技术能够在电力系统规划、管理和控制中得到更为广泛的应用。
4 电力系统继电保护技术的未来发展方向
电力系统继电保护技术历经了建国以来的不同发展和改革,得到了很大的发展。随着社会经济的发展,电力系统继电保护技术将不断朝着网络化、智能化和信息化的方向不断发展。与此同时,电力系统的工程人员根据继电保护装置和设备的具体运行状况,总结了继电保护技术的弊端,充分结合了网络环境下的继电保护特点,使得继电保护技术不断结合计算机技术、智能化技术。故而,电力系统继电保护技术往后将朝着自动测量、自动控制、自动保护等综合化方向发展。
5 结束语
电力系统中的继电保护技术与电力行业的稳健发展息息相关,也是电力系统安全、稳定运行的基本保障。在现如今电力系统面临新机遇和新挑战的情况下,不断发展继电保护技术,改进技术弊端才能让电力系统稳健发展。
参考文献
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作者简介
张天一(1985-),男,吉林省吉林市人。 大学本科学历。现为国网辽宁省电力有限公司助理工程师。研究方向为电气工程及其自动化。
【关键词】电力系统;继电保护技术;信息管理系统
电力系统的发展与电网规模的扩大,对电力系统的管理也提出了更高的要求,随着信息技术的发展,再加上继电保护技术的复杂与管理的多样化,需要对继电保护技术的管理进行改变,而信息管理系统的建立为继电保护技术以及电力系统的发展起到了很好的促进作用。继电保护技术中的信息管理系统,可以解决继电保护技术中的诸多问题,为电力系统的安全、稳定提供有利的条件。
一、继电保护技术中的信息管理系统概述
继电保护技术是保证电力系统稳定运行与安全的保证,当电力系统不能正常工作或是出现故障时,可以及时的向工作人员或是控制设备发出信号,则工作人员可以根据断路器发出的信号对出现的故障进行处理,从而保证电力系统的正常运行。
继电保护技术在电网工作中发挥着重要的作用,不仅技术性很强而且责任重大,技术人员每天面对繁复的电网结构、设备设置以及运行方式等的各种信息,工作繁重,因此,对继电保护技术中的信息管理系统进行开发与管理是电网发展的要求。继电保护技术中的信息管理系统是对继电保护技术中涉及的表格、数据、文件以及图形等进行的查询、浏览以及删除等,还涉及一、二次设备参数等的事务管理,因此,大大提高了准确性和工作效率。
二、继电保护技术中的信息管理系统的需求
继电保护技术在电网以及电力系统中发挥着很重要的作用,一个规范、高效的信息管理系统包括几下几个方面:
1、图纸管理
继电保护技术至关重要,其信息管理系统的核心主要是信息化的图纸管理,对图纸的管理不仅仅是传统意义上的静态的、档案意义上的图纸管理,更为重要的是信息化的过程中的动态的、生产过程中的图纸管理,利用信息管理系统,实现图纸的制作、浏览、审批以及查询等的功能。
2、文档管理
利用信息技术实现对资料、文件以及记录的信息的管理,用户可以自己来控制目录,从而可以支持各种类型的资料的传递与浏览,并利用关键词实现对文件的查询与文档的签名,保证文档的技术性以及安全性。
3、定值管理
继电保护技术应该根据系统和类型的不用进行数据的统计和整理,从而可以根据不同的数据建立表单,实现各种类型的查询和关键词的控制,建立的表单都可以自动的生成,用户也可以根据不同进行适合自己的自定义的模版输出。
三、继电保护技术中的信息管理系统的建立
1、继电保护技术中图纸的信息系统管理
继电保护技术中图纸管理是其核心与关键,但是,传统的继电保护图纸管理仍是人工管理或是进行手工绘图,而且由于人员的不同进行的作图方式也不尽相同,加上图纸储存方式的不同,为保证更好地管理,需要进行统一的图纸格式。继电保护技术中的信息系统管理的图形文件主要有两类:第一是位图文件,主要是以点阵的形式对图形进行描绘的软件,第二是矢量类文件,这一类图形文件主要是利用数学方法对几何元素进行描述,从而组成真实、细致的图像,利用此将图纸进行转化,从而成为矢量图文件,在实际的操作过程中,进行矢量化的图纸绘制是一种很有效的方法。
2、继电保护技术中数据库的信息系统管理
继电保护的图纸是一种很专业的图纸,而且种类很多,因此,需要对图纸进行整理与分类,这就需要数据结构以及数据库的建立。数据库中的每个元件都有两层表的结构设计,参数表与基本属性表,其中,参数表是对每个元件的参数类型,而基本属性表包括图纸名和元件坐标等,并且利用ID为基本属性表的参数的关键。对图纸进行分析、整理后,还需要对图元进行分类,从而实现数据库的建立。
3、继电保护技术中技术资料的信息系统管理
技术资料管理是指将电子文档、扫描的图片等的资料进行分类管理,从而创建一种有效的资源管理的模式。其中的技术主要包括:数字签名,对文档进行存档的过程中,实现对用户的电子身份认证;定值管理,利用保护定值代码进行各种模板的定制;班组信息管理,是对继电保护的日常管理工作进行图表的修改以及创建,从而更有利于资料的管理;网页的浏览,对继电保护技术中常用的表格进行扫描,并且利用客户端进行网页的浏览,实现技术资料的上传。
结 语
继电保护的技术性要求很高,继电保护技术工作的繁杂需要建立一个实用性以及规范性的信息管理系统,从而可以改变传统管理工作中的复杂现象,从而更好地提高工作效率与管理化水平。在进行继电保护技术中的信息管理系统建立的过程中,要根据实际问题进行具体的分析,如充分考虑数据的采集兼容性问题,系统的可靠性等问题,这些都需要具体的分析,以建立一个高效、科学的信息管理模式,从而在电力系统中可以发挥更为重要的作用。
参考文献
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[2]杨漪俊.继电保护信息管理系统探讨[J].科学技术与工程,2004(12)
【关键词】 火力发电厂 继电保护 故障信息 管理系统 现存问题 建构措施
尽管近年继电保护故障信息管理系统在电力行业得到广泛地推广应用,但在煤矸石电厂的应用并不多,即便有,其系统发挥出的管理水平、效果也都不甚理想。而随着电厂不断增加发电设备规模和容量,对设备保护的技术要求是越来越高且更复杂,迫切需要建设一套规范专业、智能集成调度的继电保护故障信息管理系统在电厂的应用,以提高故障防范能力和排除时效,确保电力生产的安全高效运行。在此,笔者以目前已投入在煤矸石电厂应用的继电保护故障信息管理系统为样本,在此基础上,剖析了现存主要问题,并对后期完善管理系统的建构提出了参考意见,旨在提高系统应用管理水平,更好地为煤矸石电厂的经济与社会效益而服好务。
1 煤矸石电厂继电保护故障信息管理系统功能的简要概述
应用在煤矸石电厂的继电保护故障信息管理系统,与电网的存在差异。它不但要保护生产各环节的线路,还要对如变压器、发电机等主要电机设备的测控保护。而每一设备又因其型号功能的不同,从而导致管理系统保护监控的对象多,且复杂。得进一步通过统一的功能模型、通信规约[1],提高煤矸石电厂继电保护网络化、集成化、智能化的现代化专业管理水平,及时监控管理系统内的所有保护装置,并对提供的信息进行综合分析利用,继而帮助工作人员制定出高效合理的故障处理策略,以及做出正确的保护动作行为,从而实现整个系统内的保护装置运行在可控和在控的管理环节中,保障了电网的安全稳定,也提高了故障发生的防范能力与处理能力。
2 煤矸石电厂继电保护故障信息管理系统应用的现存主要问题
目前,应用在煤矸石电厂的继电保护故障信息管理系统,还不够完善健全,系统内的子系统基本都是在独立运行,各自对所保护装置和故障滤波信息进行独立采集、监测和管理,主要表现为:线路侧继电保护信息的子站,不能及时将测量的实时保护装置数据信息,直接上传到集控中心主站;升压站自动化系统,只能对接入站内的设备装置保护数据信息进行测控管理;机组厂用电监控系统,无法与电厂DCS系统共享实时数据信息资源的通信管理。由此可见,煤矸石电厂的继电保护故障信息管理系统,目前是多数没有形成统一的数据信息平台,及彼此共享的通信管理,也不能与电厂DCS系统实现通信的实时共享,还有如:较为分散的保护和录波数据存储,较差的信息数据资源二次发掘能力等等,造成内部数据信息资源的大量浪费。
另外,由于系统内继电保护的设备种类繁多,且技术要求标准高,培训与管理又不到位等现象,导致煤矸石电厂在对系统的维检方面难度较大,对继电保护设备的校验任务相当艰巨繁重,导致工作量一直居高不下。
3 对煤矸石电厂继电保护故障信息管理系统后期建构的建议措施
由上述所知,目前应用在煤矸石电厂的继电保护故障信息管理系统,是在电网系统基础上开发出的,因此,其功能与电厂实际需求不太适应,要提高后期继电保护故障信息管理系统的服务能力,须结合现有电厂系统取得的良好运行经验和维检人员的工作经验,有针对性的进行统一规范开发,实现电厂智能调度的继电保护故障信息管理系统建设目标。
3.1 建构思路
建设煤矸石电厂继电保护故障信息管理系统统一的信息管理集成技术平台,实现子站与主站间数据信息资源的实时共享,须坚持系统理论结合实践,面向服务对象,与功能同步等设计原则,将电厂内所有的微机保护装置、智能电度表和故障录波器等设备[2]全纳入到管理系统中去,尔后在此基础上, 深入地整理分析采集到的所有数据, 提供管理系统所需要的强力技术支撑,进而提高系统管理水平的有效发挥,促使管理效果上到新的台阶。因此,在实际建构中,可以将电厂继电保护故障信息管理系统组成由全厂主站,子站共同组成的通信网络,采用太网组网和必要的网络安全措施,架构在主站与保护装置之间,以及子站与保护装置之间。其中:主站系统由保护及录波故障信息、设备管理运行,二个系统组成,担负保护及采集相关信息,作为系统各种保护信息平台,承担浏览与查询的功能。为防止子站系统在直接汇集过多采集数据,造成主站的运行速度受到影响,也可在子站系统内,成立一级子站和二级子站。一级子站负责采集部分保护装置信息,同时兼收二级子站上传的所有信息并将之汇总后,传输到保护主站。二级子站负责采集保护和录波故障装置信息。
3.2 评价标准
对搭建好后的煤矸石电厂继电故障信息管理系统,我们要尽快投入到实践的应用中去,并通过一段时间的试运行和检验,如果发现管理系统能够达到以下标准了,也就意味有较好的适用性能。主要标准为:实现了智能化的数据采集、整理、归类管理;实现了为运行人员及时提供保护动作详情信息,以及为决策提供强有力的故障简报依据,使得检修人员能够实时得到通知,及时到达事故现场,进行故障排除,提高工作效率等等。总之,煤矸石电厂继电故障信息管理系统,要达到既能满足对故障信息的快速采集、传送和综合分析,又实现对保护装置和故障录波器日常运行中的监测功能,真正体现出在应用中的科学引导、全面分析、安全可靠等功能作用,大幅度的减少因故障带来的经济与社会效益损失,确保电力生产运转稳定可靠。
参考文献:
关键词:继电保护;电力系统;县级;管理策略
作者简介:刘聪(1985-),男,吉林长春人,云南电网巧家供电有限公司,助理工程师。(云南 巧家 654600)
中图分类号:F273 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)23-0170-02
继电保护及其相关安全自动设备是电力系统不可或缺的重要组成部分之一,同时更是确保国家电网安全的重要屏障。在当前我国相当部分供电设备以及线路发生故障频次较高的情况下,必须认识到一个问题,那就是我国现有的电网结构仍处于相当薄弱的状态,严峻的现实问题要求我们必须更严格地加强对继电保护的相关管理。[1]一方面,在1997年的继电保护管理年之后,我国电力行业相关主管部门已经陆续推出了与之相关的某些成文规定,但这些防范措施多是仅针对已经发生的电网事故,而并未切实地从供电企业尤其是县级供电企业的实际情况出发给予解决问题,由此便导致了多数的县级供电企业在继电保护管理方面仍处于相对薄弱的状态。另一方面,在我国普遍实施农网改造过后,其县级电网虽然有一定程度的完善,并逐渐建立起了主要以35kV线路所构成的三角形环网供电模式,但随之又普遍出现了一个新问题,那就是在此之后县级供电企业的继电保护相关的工作量显著增大,且其复杂程度也会有较大程度提升,以致于原有的继电保护管理办法已经很难满足实际工作的需要,其后果是在电网的继电保护工作中不断发生有“三误”事故的情况,且时有出现非正常停电,在以上情况的综合影响下不仅会严重干扰社会的正常用电秩序,而且也有损这些县级供电企业本身的经济效益。[2]总之,在当前加强对县级电力系统继电保护管理策略研究是维持基层用电安全的重要保障措施之一。
一、电力系统继电保护管理概述
电力系统继电保护装置为一种自动化装置,其作用是:当某些电器元件出现不正常运行状态或发生明显故障时,该装置可在第一时间对其做出准确反应并发出信号,情况严重时可将故障部分切除或直接作用于断路器而自动跳闸,其中某些未发生故障的部位仍可继续运转,直至相关工作人员得到通知并给予处理。[3]通常情况下,行业内要求电力系统的继电保护装置必须具备四个方面的特性:
1.快速性
继电保护在故障发生时可在极短的时间内将其切除,以此缩小故障的影响范围与破坏程度。
2.可靠性
当发生故障时,继电保护装置所发出的动作必须正确,绝不能发生拒动或误动的情况。
3.选择性
当事故发生后,继电保护装置可有选择性地将事故发生段与其临近设备的供电切除,从而最大程度地保障其他部分电力设备与线路的正常运行。
4.灵敏性
灵敏性是指发生故障后,继电保护能在尽量短的时间内做出动作,可将故障的危害程度降到最低。
与此同时,在35kV变电站的运行管理过程中,基于受到线路绝缘性能下降、设备陈旧度升高以及某些不当人为操作的影响,电力系统相关设备出现运行故障是常有的事,一旦得不到及时有效处理,甚至可对整个区域内的电力系统形成潜在威胁。比如在35kV变电站发生此等故障时,通常还会伴随出现过电流电压、元件烧毁以及电力系统发生震荡等情况,势必严重影响到电力设备的安全性能与使用寿命。所以,必须给予35kV变电站相关继电保护装置以科学而规范化的管理,而且此方面的作用与效果还会在今后表现得更加突出。
二、县级35kV变电站继电保护管理策略分析
1.县级35kV变电站自动化继电保护装置的定期检查
在目前的技术背景下,在对35kV变电站自动化继电保护相关设备实施的定期检查工作中,其保护模式实际仅仅包括晶体管保护模式与电磁保护模式两种类型。[4]而就实际应用的情况而言,以上两种定期检查的工作模式已经非常传统,且在实际中也不能很好地适应当前35kV变电站自动化继电保护工作之需要,长此以往,甚至可能导致这些县级变电站的自动化继电保护所具有的综合优势得不到有效发挥。针对这种情况,笔者认为应重点考虑采取以下管理对策:
(1)在这些县级35kV变电站自动化继电保护装置管理过程中,区域性的临时停电事故是不可能避免的事情,在一定程度对此方面的相关工作造成影响。基于此,相关维护工作人员应充分结合临时定点情况来对整个系统开展定期性的检查。通常情况下,此类检查应至少每年度开展一次,并至少在2年内开展一次整组性试验,以此更加保证稳定地发挥继电保护的作用。
(2)为确保继电保护过程中所有部分均能充分发挥其应有的作用,通常应在不低于4年的时间间隔内,对相关部分进行运行性能方面的检查。这些被检查部分,包括数据采样回路以及出口回路等,只有这样,某些隐患才可以被及时发现。
(3)在对整个35kV变电站自动化继电保护进行整体维修的过程中,还可结合实际工作中遇见的具体故障适时开展某些模拟实验,以此为问题的解决提供更多理论方面的依据。
2.县级35kV变电站自动化继电保护装置相关备品备件管理
如上所述,在当前35kV变电站自动化继电保护工作中,其工作模式已逐渐由传统的晶体管保护模式与电磁保护模式向微机性保护模式转变,且随时间的推移,此种微机性保护模式在变电站自动化系统中的普及范围已经得到较大程度的提升,而其他两种模式也已经在慢慢被淘汰。在这样的情况下又逐渐出现了一个问题,那就是与微机性保护模式相匹配的相关备品备件管理模式却未能进行相应变革,如此便导致了在当前开展35kV变电站自动化继电保护工作的过程中,其日常维护工作不仅量大,而且其工作难度也偏高。具体来说,可集中体现在两个方面:
(1)在当前微机性继电保护装置不断推广应用当中,往往可在同一供电企业中同时涉及到类型完全不同的微机继电保护装置,尤其对基层供电企业来说,一旦存有不同类型的继电保护装置,其相关备品备件的采购工作应该会成为一个相对棘手的问题,并在此问题的持续性影响下,势必会在较大程度上对这些县区级变电站继电保护的稳定性产生影响,而盲目备件又可能在缺乏某些认知的情况下造成供电企业资金的浪费。
(2)通过当前继电保护装置的发展历程可知,此方面的装置已经越来越复杂与集成化,因此一旦在变电站自动化运行过程中出现某些内部故障,其排查难度应该较之前会高出很多,同时更会在对此类问题实施解决的过程中严重损耗整个继电保护系统的投运率与时效性。针对以上问题,笔者认为,应尽快在变电站自动化继电保护过程中建立相关的专门性的维护服务中心,这样便可指派专门人员进行各种继电保护装置备品备件的采购工作,同时执行其维修与日常管理工作,最终将其工作效能向县级供电企业辐射。
3.县级35kV变电站自动化继电保护装置的专业部门配合
在目前的技术环境下,就整个35kV变电站自动化系统的管理工作来看,始终需要获得各专业部门(如远动部门、通信部门以及保护部门等)最大程度的配合。保持这些部门,尤其是远动部门与通信部门的良好联动关系对提高整个变电站自动化系统的管理工作效率意义重大。[5]需要注意的是,尽管强调各专业部门应在变电站自动化系统的日常管理过程中要保持密切联系,但仍不能忽略某些必然的区别,尤其是在此领域相关技术的飞速发展过程中,变电站早已形成了以无人值班为主的自动化管理模式,在这种模式下,以上部门之间的联系也由传统意义上的界面清晰逐渐过渡成为了一种不可分割的联动状态。针对出现的情况来看,一旦在35kV变电站自动化系统中发生有遥控误动与状态信息错误等事件,调度管理中心也不能很好地对其故障类型以及出现的具置作出十分精准的判断,因此势必会让变电站的运行安全性与可靠性大打折扣。[6]综合起来看,在当前对变电站自动继电保护的实施过程中,保持相关专业部门的联系固然重要,但同时也不应忽略不同部门间的权责差异,在最大程度上实现联合与分工的高度统一,以提高分析与解决问题的能力。另外,为进一步加强相关专业技术人员的执业水平,部分县级电力企业应根据自身的条件与能力适时为本单位配置、更新继电保护设备并推广相关新技术,只有在人员素质得以提高的条件下,继电保护的稳定与可靠性才能从根本上得以保障。
三、结束语
安全是电力系统运转过程中需要永远贯彻的主题,而继电保护则是确保电网正常工作的核心环节,所以继电保护的准确、快速与可靠自然也就成为了电力系统安全的重要保障。尤其是在近些年多数县级电网负荷快速增长以及各变电站与客户主变增容频繁的情况下,其环网供电已进入了更实用化的阶段,而与之相对应的35kV变电站自动化继电保护相关工作也出现了很多变化,基于此,只有在具体工作中不断总结与革新其管理策略才能为社会提供更安全与优质的供电服务。
参考文献:
[1]付月利.县级供电企业继电保护管理体制研究[D].北京:华北电力大学,2005.
[2]周敏.浅谈35kV变电站自动化的继电保护对策[J].中国高新技术企业,2012,15(29):104-105.
[3]李春.浅析变电站继电保护抗干扰技术[J].价值工程,2012,31
(11):44-45.
[4]李梦华,周永朝.浅析电力系统继电保护状态检修及评估[J].科技向导,2011,(36):416-313.
关键词:电力系统;继电保护;现状与发展前景
中图分类号:TM77 文献标识码:A
1 概述
电力系统的运行情况是社会生活的正常进行的基础。因此电力系统需安全可靠,并且提供质量高、经济性好的电能供应。然而在某些情况下,比如自然环境、设备老化或故障以及人为因素的影响等等,都可能会导致电力系统发生故障,造成电力系统的运行不正常。故障和异常的出现会危害到整个电力系统的安全运行,这时系统的自动化措施会策略性的解决事故,保障电力系统的正常工作,这一系列自动化措施被称之为电力系统的继电保护。继电保护表现出了良好的电路保护功能,并且运行稳定,操作灵活,与电力相关的各个行业都离不开继电保护。
2 电力系统继电保护概述
2.1 电力系统继电保护的原理
电力系统故障中,各种形式的短路是最常见也是对系统危害最大的故障。因此继电系统通过使用带触点的继电器,对各种电机、变压器(特别是高压变压器)以及输变线等加以保护,以减少故障对电力系统的损害,保证电网的供电正常。
继电保护装置以计算机技术为基础,当电力系统中的电气元器件出现故障(短路等情况)时,保护装置能及时向管理者发出警示信号,并自动使断路器跳闸切断电路。
2.2 电力系统继电保护装置
电力系统中使用继电保护装置,可以实现两个方面的功能:一是管理者通过装置传送的数据及时掌握电力系统的运行状态,并实时监控运行状态不正常的电气元器件,当器件出现故障时可以及时处理,有效减少电力设备的损坏,避免安全事故的发生;二是利用保护装置本身的功能设计,装置可以通过触点有选择的将故障元件切除,以保障其他正常原件的运行。
继电系统装置的基本组成如图1所示,详细结构组成如图2。
3 电力系统继电保护现状
目前电力系统继电保护技术以已得到广泛的应用,其发展过程大致分为四个阶段:电磁型、晶体管、集成电路式和微机式继电保护技术。当前的继电保护技术处在微机继电保护阶段,并在快速发展。
微机继电保护不仅具有传统继电保护的功能,而且操作方便灵活,目前以发展实时显示设备参数、定位故障等功能。特别是信息技术、网络技术等新技术的引入,继电保护的发展更是迅速。
(1)通过引入IT技术,将计算机与电力系统连接起来,继电保护可以将故障测量、系统控制、系统保护整个过程融为一体。
(2)人工神经网络的应用,能够快速解决电力系统中的非线性问题,及时分析电网的各项参数,预判故障的发生位置,提前做好应对措施。
(3)引入新型的光学数字式电压、电流互感器替代传统的电感式测量仪器,测量结果精确度更高。
(4)电网系统入网,实现广域保护。
4 电力系统继电保护的发展前景分析
4.1 计算机化、网络化发展
计算机的普及和网络技术的快速发展,为各项工作的开展提供了强有力的通信手段。有关统计数据表明,目前我国电力系统中的数据量巨大,与之相比继电保护系统的数据通信手段则相对落后,难以满足当前电力系统发展的需要。因此继电保护的发展不应只满足于切除系统中的故障元件等技术层面,更应该立足于整个电力系统的安全性、可靠性,结合计算机技术,利用网络资源来进行现代化的继电保护。
首先整个电网系统的广域连接,要求继电保护具有强大的数据处理能力,并有足够大的存储空间以存储大量的故障信息;然后为了保障信息传输的及时性和有效性,电力继电保护系统还要具有强大的通信能力,实现整个系统的资源共享,数据和信息能够及时得到传输。
另外随着计算机局域网络技术的发展,光纤通信技术在大规模自动化系统中的应用,电力继电保护装置系统表现出了良好的抗电磁干扰能力,对数据的高速、准确、实时传输提供了保障
4.2 智能化发展
在传统的电力继电保护中,已实现了自动报警、自动调节、自动切除等智能化操作,并实现了系统事故的自动判别与处理、智能决策、在线自诊断等。为了提高继电保护系统智能化操作,自适应理论、人工神经网络、支持向量机、模糊逻辑、专家控制和蚁群算法等智能算法目前已广泛应用到系统中。因此将来继电保护智能化的系统具有目前已有的特点外,还会具有人机一体化、自组织能力、学习能力与自我维护能力;甚至会具有类人思维的能力等等。
4.3 数字化发展
随着社会经济的不断发展,数字化变电站的建设成为电网建设的主流。一方面,数字化变电站可以减少自动化设备数量和设备的检修次数和时间,提高系统的可靠性和设备的使用率。另一方面,数字化变电站可以减少占地面积和投资成本,还可以实现资源信息的共享。数字化技术是需要不断发展和完善的技术。它的研究和应用是一个持续、渐进的发展过程,相信在不久的将来它一定会成为继电保护的主流技术。
4.4 控制、保护、数据通信、图形显示一体化
在网络化、数字化和智能化的发展趋势下,电力系统的整个保护装置可以视为多功能、多操作的计算机。它能够从网上获取电力系统运行和故障的各种数据,并将它获得的及它自身的数据和信息发送出去。因此有必要将继电保护系统的控制端、保护方式、数据通信技术、测量监视、图像监控等集中于一体,未来的电力继电保护装置会具有继电保护功能,还具有监视整个系统实时运行、并对开关设备及过程控制设备操作进行控制的功能。
4.5 输电技术出现新突破
电力电子技术的不断发展和突破,直流输电技术也在日益成熟。在这样的情况下会促生多种新的发电方式,其产生的电能都会以直流电的方式输送,比如磁流体发电、电气体发电、燃料电池和太阳能电池等等。这意味着直流输电技术在电力系统中必将得到更多的应用。另外超高压输电也表现出了优越性,比如增加输送容量,增长了传输距离,降低了单位功率电力传输的工程造价,并且能够减少线路对能量的损耗,线路走廊所占地面积也大大缩减,这些都说明直流输电具有显著的综合经济效益和社会效益,在将来的继电保护中会得到发展和应用。
结语
综上所述,在我国经济和社会快速发展的时期里,各项生产活动的进行都需要大量的电力,高效可靠地的电力继电保护是电力系统正常、平稳运行的基础,也是我国经济稳步发展的要求。在先进IT技术、自动化控制技术等先进技术的支持下,继电保护必将会面临新的发展机遇和挑战,继电保护将不断向着计算机化、网络化、一体化、智能化和综合自动化的方向发展。因此思想上必须与时俱进,明确电力系统继电保护的基本任务和意义,及时掌握技术发展的方向,将新技术不断应用到继电保护中。
参考文献
关键词:电力系统;继电保护;技术;发展;研究
中图分类号:U224.4 文献标识码:A
电力系统继电保护是在电网出现事故或异常运行情况下动作,保证电力系统和电气设备安全运行的自动装置,研究继电保护技术发展趋势,可以更好地提高继电保护的技术水平,对电力系统发展意义重大。
1 电力系统继电保护概述
1.1 继电保护基本概念
在电力系统运行中,由于外界因素和内部因素都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现,常见的故障有:单相接地;三相接地;两相接地;相间短路;短路等。
电力系统非正常运行状态有:过负荷,过电压,非全相运行,振荡,次同步谐振,同步发电机短时异步运行等。电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时,用于快速切除故障,消除不正常状况的重要自动化技术和设备。
1.2 继电保护在电力系统中的任务
电力系统元件发生故障时,应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令,使故障元件及时从电力系统中断开,以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏,降低对电力系统安全供电的影响;并满足电力系统的某些特定要求,能够反应电气设备的不正常工作情况,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,或由装置自动地进行调整,或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。
2 继电保护发展历程
继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的,最早的继电保护装置是熔断器。从20世纪50年代到90年代末,在40余年的时间里,继电保护完成了发展的4个阶段,即从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置、到集成电路继电保护装置、再到微机继电保护装置。随着电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展,智能化等先进技术相继在继电保护领域的研究应用,继电保护技术向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展。电力系统发展迅速,电网结构越来越复杂,短路容量不断增大,到20世纪产生了作用于断路器的电磁型继电保护装置。1928年电子器件已开始被应用于保护装置,在50年代迅速发展。静态继电器有较高的灵敏度和动作速度、维护简单、寿命长、体积小、消耗功率小等优点,但环境温度和外界干扰对继电保护的影响较大。1965年出现了应用计算机的数字式继电保护,出现了单板机继电保护装置。到了21世纪由于计算机技术发展非常快,微处理机和微型计算机的普遍应用,极大地推动了数字式继电保护技术的开发,大规模集成化数字式继电保护装置应用非常广泛。
3 电力系统继电保护的发展趋势
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,继电保护技术未来趋势是向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信——体化发展。
3.1 计算机化
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,高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有一台PC机的功能。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何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和社会效益,尚需进行具体深入的研究。
3.2 网络化
计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,它深刻影响着各个工业领域,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。除了差动保护和纵联保护外,所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量,继电保护的作用主要是切除故障元件,缩小事故影响范围。 因为继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围,还要保证全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的数据,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,确保系统的安全稳定运行。
3.3 智能化
随着通信和信息技术的快速发展,数字化技术及应用在各行各业的日益普及也为探索新的继电保护原理提供了条件,智能电网中可利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控,把获得的数据通过网络系统进行收集、整合和分析。利用这些信息可对运行状况进行监测,实现对保护功能和保护定值的远程动态监控和修正。
4 保证继电保护安全运行的措施
4.1 做好常规巡视检查
不论何种保护,常规巡视检查都是非常重要的,清点连接件是否紧固焊接点是否虚焊机械特性等,将装置所有的插件拔下来检查一遍,将所有的芯片按紧,螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中,还必须将各元件保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项重要工作来落实。
4.2 做好继电保护装置检验
认真完成各类检验项目,在完成整组试验和电流回路升流试验,严禁再拔插件.改定值、改定值区、改变回路接线等工作。
4.3 接地问题
继电保护工作中接地问题是非常突出的,保护屏的各装置机箱屏障等的接地问题,必须接在屏内的铜排上,保护屏内的铜排是否能可靠地接入地网,应该用较大截面的铜辫或导线可靠紧固在接地网上,并且用绝缘表测电阻是否符合规程要求。
结语
综上所述,随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。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、数据通信一体化和智能化,只有了解和掌握继电保护技术,才能更好地处理遇到的问题,保证电力系统安全运行。
参考文献
[1]国家电力调度通信中心.国家电网公司继电保护培训教材[M].北京:中国电力出版社.2009.