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关键词:电力系统;继电保护;可靠性
中图分类号:F407.61文献标识码: A
前言
随着我国现代化进程不断推进,各行业对于电力系统安全稳定运营的要求越来越高。近年来,继电保护在电力系统运用过程起到了非常重要的作用,但如若系统元件出现随机故障,将会影响电网的持续运行,同时给国民基础设施安全带来威胁。因此,为保证电力系统运行安全,研究电力系统继电保护可靠性尤为重要。
1. 我国电力企业继电保护现状
从电力系统的构造来看,其主要由“三器”与接线组成,其中,“三器”为互感器、断路器以及继电器。回顾性分析,目前的电力系统继电保护是由机电、整流、晶体管以及集成电路发展而来的,随着我国自动化技术及科学技术的更新与进步,电力系统已经进入了微机时期,继电保护得到提高。传统的继电保护的精度准确性不高且对运行的电网计算速率较低,不仅影响工作效率,且难以维持电力系统持续性满足人们的需求。与传统继电保护局进行对比,现阶段应用于继电保护中的微机具有极高优势,利用其自身工作原理与独特的功能推进我国电力企业的发展。
目前,我国电力企业对电力系统继电保护可靠性研究已有所进展,但因我国电力企业起步相对于国外先进国家较晚,自动化水平与国外存在一定落差,因此,研究工作仍需继续。在继电保护中,电力企业常采用“正确动作率”对继电保可靠性进行观测,根据观测结果,分析每年继电保护可靠性的变化,评估可靠性的价值。此外,采用“正确动作率”也能为不同电力系统继电保护可靠性的对比提供参考依据,进而分析出可靠性较强的电力系统继电保护装置,从而为我国电力继电保护水平的提高带来发展方向。然则,“正确动作率”对于我国电力系统继电保护可靠性虽有促进作用,但其自身也存在负面之处,该方法运用中没有考虑电网区域之外的随机故障不动作的发生频率,继电保护的可靠想准确性不高,难以提高工作人员的积极性,降低预防故障的意识。在“正常动作率”的影响之下,一旦系统出现故障,将会使局部或广泛的使用客户受到影响,如生活、工作、身心。
2. 分析继电保护可靠性
继电保护在电力系统中占据重要地位,属于电力系统的核心,能否正常运行对电力系统的工作起着关键性作用。随着我国电力企业的发展规模逐渐扩大,电网所覆盖的区域随之扩大,使用客户逐渐增多,因此,继电保护工作越来越受到电力企业的重视。在电力系统工作中,系统元件不可避免会出现随机故障,且随电力系统电压等级与容量增大,一旦出现随机故障,将会影响较为广泛的区域,对使用客户的日常生活与工作造成不同程度的影响[1]。因此,为实现电力系统安全且高效运行,保障民生社稷,加强继电保护的准确性、安全性以及可靠性是电力企业不断追求的目标。
2.1 继电保护工作特性
电力系统继电保护有别于其他电子设备,工作过程体现了其有别于电子设备的一些特性,具体概括为以下几方面:(1)继电保护分为静、动态式两种装置,其中,静态式继电保护装置的元件种类较为繁杂,且元件的制作过程具有相当难度,因此,元件的质量、使用寿命受制于多方面因素的影响,进而提高电力系统出现随机故障的机率[2]。(2)在电力系统中,投入运行的各线段的不同类型的继电保护装置彼此间具有相辅相成、共同配合实现电力系统持续正常工作。因此,研究继电保护可靠性不能仅针对于但类型继电保护装置,而是要面向应用于电力系统中的所有继电保护装置。研究项目包括,各个继电保护装置工作的可靠性、各个继电保护装置共同配合电力系统运行的可靠性。
2.2 继电保护工作原理
电力系统继电保护装置属于机电设备当中一种,其与电子设备有较为巨大的差异,继电保护装置主要由测量、定值调整、执行以及逻辑等几部分构成。继电保护装置工作原理基本概述为:首先,测量来自被电力系统保护的对象的运行相关信息,根据测量接受的数据信息与调整好的预计值进行对比,以此作为判断线段是否出现故障或电网运行异常的依据。其次,继电保护装置的逻辑部分对测量部分提供的信息进行判断,从而确认电力系统继电保护是否处于动作状态。再者,执行部分根据测量部分、逻辑部分提供的结果,判断是否予以电网运行,即发信号或跳闸。以上对继电保护工作原理进行分析,其全部过程均依据自动化技术完成,利用自动化系统对继电保护设备实现完整的支持,接收继电保护设备各个组成部分收集的数据以及通讯信息,同时对这些已接收的数据信息进行分析,分辨数据的安全与否。一旦数据不符合继电保护装置监测的相关要求,自动化系统立即报警,将报警处理结果向自动化系统反馈,经过自动化系统及时且科学的统计后,工作人员能及时的对报警信息进行有效处理,达到确保继电保护装置正常运行的目的。
2.3 继电保护受自然、人为因素的影响
据调查,电力系统是否得以正常运行主要受三个方面的影响:其一,自然因素。对于电力系统运行而言,自然因素属于不可抗拒力,例如暴雨、寒雪、霜冻均对线段造成影响,降低继电保护可靠性。其二,人为因素:(1)制造商专业素质不高,制造过程对继电保护装置的设计缺乏合理、科学,以至于产品质量不高。此外,制造商对产品的安装没有符合作业标准,操作缺乏规范。(2)继电保护装置管理人员缺乏工作责任心。继电保护装置能支持电力系统正常运行,需基于管理人员是否能对投入运行的继电保护装置给予合理化统一管理,管理人员对继电保护装置的认识度不高、工作不够到位等均会造成电网运行受到影响,能够制约电力企业的发展[3]。
2.4 指标体系的建立
通常采用指标体系对电力系统继电保护可靠性进行评价,但是指标体系是否具有科学性、准确性、可靠性等能直接影响电力系统继电保护可靠性的评价结果[4]。因此,我国电力企业需合理而科学的建立一个符合继电保护可靠性评价的指标体系,才能实现评价治疗量的提高。为建立科学而合理的指标体系,电力企业工作人员需同时进行以下几方面的工作,(1)指标体系需切实可行,符合实际。(2)以使用符合实际要求为前提,尽可能降低企业成本,以便于资金运作通畅。(3)可靠性指标的水平需根据电力系统继电保护使用条件的不同而确定。(4)指标体系需满足继电保护测定值范围之内。(5)指标系统能对现行的继电保护可靠性进行有效性分析,即指标体系的建立需具有较强的针对性。
3结语
综上所述,电力系统继电保护属于电网正常运行的重要保障,对电力企业的发展以及民生基础设施安全具有重要意义。近年来,我国对电力企业的发展越来越重视,电力系统继电装置可靠性得到有效控制,不仅为民生社稷提供保障,且提高电力企业的经济效益。
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关键词:电力 继电保护 可靠性 趋势发展
中图分类号:U224 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2014)05-0392-01
一、电力继电保护的整体含义
随着人们对电力质量运行要求的不断提升,继电保护装置已经被广泛的应用在电力系统中,所谓的电力继电保护装置就是为了降低电力系统运行故障隐患,迅速及时的处理电力故障,缩减故障处理开支,维护电力系统维护的一种电气装置,该装置动作于断路器发出信号或者跳闸,因其独特的电路保护特性,近年来被广泛的应用。
二、继电保护装置的要求及特点
1.继电保护装置的要求
继电保护装置应满足可靠性、灵敏性和速动性的基本要求,在此基础上,在实际应用中,还需考虑经济性,在能实现电力系统安全运行的前提下,尽量采用经济可靠的继电保护装置。
1.1可靠性
可靠性是对电力继电保护装置最重要、最根本的要求。可靠性要求保护装置应有正确的动作,即不改动的时候不能有误动作,该动的的时候不应该有拒绝动作。保护装置的误动作和拒绝动作都会给整个电力系统带来严重的危害,因此,为确保保护装置动作的可靠性,必须保证装置的设计原理、安装调试等正确无误,同时要求装置各部件质量可靠以提高整个装置的可靠性。
1.2速动性
即要求继电保护设备能在最短的时间内对短路故障进行切除,从而减轻短路电流对系统设备的损坏程度,提高电力系统并列运行的稳定性,节约故障的处理时间
1.3灵敏性
指继电保护装置在其保护的范围内,对故障或异常工作情况的反应能力,在设备或者线路在被保护范围内发生金属性短路故障时,保护装置应具有必要的灵敏系数,各类保护的最小灵敏系数在规程中也有具体的规定。
2.继电保护技术特点
继电保护技术主要由以下几个特点,首先自主化运行率提高,使得继电设备具有很强的记忆功能,提高运行的精确度,其次,兼容性辅助功能强,统一标准做法的运用,方便于统一标准,并且装置的体积偏小,盘位数量减少了,在此基础上,可以增加其他的辅助功能。最后,操作性监控管理好,该技术主要表现在不受外界环境影响下的主要部件,能够产生一定的作用。
三、如何提高继电保护的可靠性
安装继电保护装置主要是为了保护电路运行过程中电路的各个配件安全性,所以提高继电保护装置的可靠性,可从以下几个方面落实。第一,继电保护装置需检验应注意的问题,将电流回路升流试验和整组试验放在本次检验最后运行,完成这两项工作后,禁止再拔插件、改定值区等工作。第二,定值区问题,定值区数量的增加是电力系统与计算机网络系统快速发展的一个重要体现,它能够适应继电保护装置运行的不同需求。从而确保电力系统稳定运行。并且由于定值区数量不断增加,人们对不同的定值数据管理会出现或大或小的问题,为此应加强管理定值区,增加其专业技术人员及时调整数据更改记录。第三,一般性检查,一般性检查的工作虽然没有专项检查要求难度高,但其检查质量的好坏直接影响到电力继电保护装置的运作,由于一般性检查工作简单,琐碎,迄今为止还没有引起人们重视,既没有做到及时的进行一般性检查,而且检查时敷衍了事,没有得到具体的实现,细微的细节都可能存在重大的安全隐患,所以一般性检查的具体落实是提高继电保护可靠性的重要方面。
四、电力系统继电保护技术的发展
继电保护技术当今趋势是向计算机化,智能化,网络化,保护、控制、测量数据通信一体化和自适应控制技术发展。
1.计算机化
随着电力系统的不断发展,其对微机保护的要求不断提高除了保护的基本功能外,还应具有强大的通信能力,高级语言编程等各方面功能,这样,继电保护装置才能够得到系统的故障较多的信息,对故障性质、位置的判断和距离检测越加的准确,大大提高保护性能和可靠性。
2.网络化
计算机网络作为现代信息和数据传送工具已成为现代技术的中坚力量,它对各个工业领域都有着很大的影响,实现这种系统保护的主要是将全系统各重要电气设备保护装置用计算机网络连接起来,实现微机保护的网络化。
3.智能化
电气自动化是当代先进科学的核心技术,也是工业现代化的重要标志,他的发展对社会科技进步具有重要意义,因此,我们要时刻展望自动化在电气工程中的应用前景。我国为进一步提高自身产品,已加大了自主创新的发展力度,提倡研究人员研发更好的并且具有创新的产品,使我国电气自动化技术得到更好的发展。
此外,我国正在逐步加大对电网的建设,电气自动化为其的继续发展拓宽了空间。
4.保护、控制、测量、数据通信一体化
在实现继电保护的计算机化和网络化下,保护装置实际上就是一台高性能,多功能的计算机,它可从多方面获得电力系统运行和故障的所有数据和信息,也将它所获得的信息和数据传送给网络控制中心或任一终端,其中在1992年,天津大学就提出了保护、控制、测量、通信一体化问题,并研制了相关数字信号处理器为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。
5.自适应控制技术
自适应继电保护的概念出现于20世纪80年代,其指能够根据电力系统运行方式和故障状态的变化而迅速实时改变保护性能、特性的新型的继电保护。自适应继电保护的基本思想就是使保护适应尽可能多的电力系统各种变化,提升改善保护的性能,这项技术具有改善系统响应、增强可靠性和节约经济成本等优点,从而拥有着广泛的前景。
五、结束语
随着科学技术的发展,电力能源已经成为国家的主要能源之一,对国民经济的发展和人民生活水平的提高产生了巨大的影响,而继电保护装置作为电力系统安全可靠运行的保障,其显得尤为重要。随着继电保护技术的不断成熟和管理制度的慢慢完善,相信日后继电保护装置的可靠性将会得到明显的提高。
参考文献
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(辽宁省政府大院电力管理所,辽宁 沈阳 110000)
【摘 要】伴随我国电力行业的不断发展,电网的建设步伐也随之加快,近几年,智能电网的建设也陆续开始进行。与传统变电站的继电保护方式相比较,智能变电站的保护装置更加的智能、灵敏、迅速与可靠,可以为变电站进行其他设备的建设提供切实可靠的保障,为变电站的建设奠定坚实的基础。从智能变电站的构造来看,其主要分两个层面进行继电保护,即过程层与变电站层,这两部分也是智能变电站实现继电保护的重要媒介。本文以智能变电站的继电保护为主要研究点,分别就其概念、可靠性等问题进行全面的分析和探索。
关键词 智能变电站;继电保护;可靠性;探索
0 引言
随着我国电力行业系统的不断发展和进步,智能化的电力设备也被逐渐的应用到我国建设智能电网的电力工程中。该工程是以传统变电站的继电保护设备为建设基础,将先进的自动化信息技术引入其中,从而有效的实现变电站的智能化继电保护。因此,智能变电站要想做好继电保护工作,必须要选择具有较高可靠性和灵敏度的继电保护设备,这样才能保证变电站工作的顺利进行和完成,从而保证各设备都能够满足变电站的工作需要,进而提升其继电保护的安全性。
1 智能变电站的含义
在智能变电站的处理系统中,对于信息的采集、运输、处理及输出都是数字化的。不仅具有通信网络化的优点,还同时拥有设备智能化以及运行管理的自动化通信协议、模型统一化等特点。智能变电站与传统变电站最大的不同就是:智能变电站分为一次智能化和二次网络化,降低了变电站的建立、设计、运行的成本。在此基础上,智能变电站还使用智能断路器与光电互感器共同克服了传统变电站中互感器的饱和问题。光缆的应用也克服了传统变电站中交直流串扰及电磁的兼容问题。在智能变电站中,继电保护装置是对于传统变电站的一项重大改变。从智能变电站的结构图中我们不难看出,智能变电站主要是由站控层、间隔层以及过程层这三部分组成的。站控层以及间隔层能够实现对数据的共享,过程层是用以实现稳定与可靠的目标的。在本文中,主要讨论的是关于智能变电站中的二次设备及其继电保护技术,也就是关于间隔层设备的主要问题。
2 提高可靠性的手段
2.1 变压器的保护配置方法
在电力系统中,由于通过配电线路的电压额度是有限定的,无论电压过高或者是过低,都会对配产生严重的影响。然而,在变电站中,能够有效调节的控制电压的重要装置就是变压器系统,这也是变电站进行配电保护的重要装置。因此,在利用变压器装置进行配电保护时,可以采用分布式的配置办法来促使变压器能够有效的实现差动功能继电保护[1]。同时,对于变压器装置的后备保护,则需要采用集中式的配置手段。此外,还可以采用独立安装法对那些非电量进行继电保护。其具体的安装方式为:将电缆直接通断路器连接。
2.2 保护电压限定延时时产生的过流电
当电力系统中的智能变电站处于正常的运行模式时,由于电流等外部因素的影响,极容易出现外部断路的情况,从而引发过负荷电流现象出现。在此种情况下产生的过负荷电流,虽然其电流量同正常情况下的电流量无较大的差别,但是却很容易在变电站系统出现外部故障的时候,发生跳闸现象,从而对智能变电站的继电保护可靠性产生较大的影响。因此,采用电压限定延时的方式,可以准确的测量出变电站中各线路通过的电流量,从而在发生过负荷电流现象时,及时的向相关系统发出警报和执行保护的命令,提升其继电保护的可靠程度。
2.3 线路保护配置
在电力系统中,大部分的线路保护配置都是利用纵联差动的保护方式来对电力系统进行有效保护的。其主要的装置手段为集中式和后备式两种保护手法,采用这两种方法,可以及时的处理该配置的各项问题,保证其各项功能都能够正常运行。之所以要加强该配置的保护,主要是因为它不仅可以有效的控制和保护电力系统中各级电压之间间隔的单元,还具有测量、控制、保护和通信监视等多方面的功能[2]。可以为电力系统中的变电站、发电厂和高低压配电等其他修通提供完善的配电线路控制保护方案,保证电力系统安全稳定运行,提高配电保护可靠性。
3 继电保护的注意事项
3.1 继电保护可靠性
所谓的智能变电站,就是利用自动化的电子信息技术,对整个电力系统结构进行数字化的保护,所以,其在保护的过程中会应用到许多的电子装置。但是,由于影响电子装置工作稳定性的因素有很多,包括环境、信息数据的同步、电池兼容以及开关设备的频率等,这就使得继电保护设备的可靠性受到影响,继而产生可靠性问题[3]。因此,变电站在进行继电保护时,其光缆线一定要具有较高的稳定性,从而减少电子装置受干扰的频率。对此,可以利用一些先进的科学技术,帮助该系统成功实现自我检检测,以便及时的对相应的系统警告快速反应。并且,还可以建立起一个配电保护可靠性的系统模模型,对其可靠性进行定量分析。
3.2 继电保护实时性
在实际的电力系统应用中,其对智能变电站进行继电保护实时性的要求十分之高,但是由于数字式互感器在对数字进行采样工作时,必然会因为交换机交换、合并器出现链路传播以及接收器接受时间被延长等情况的影响而出现一定程度的时间性误差,这就使得数据的传授受到严重的影响。其中,合并器排队与交换机转发是导致数字互感器出现时间误差最主要的原因[4]。面对此种情况。我国电力系统的工作人员在进行采样工作时,应该利用科学的方案在采样之前计算出可能会产生的误差,并将计算结果同采样结果相融合,从而最大限度的降低延时和误差现象对采样结果的影响,进而提高智能变电站进行继电保护实时性的程度。
3.3 保护时间同步性
由于传统的变电站系统使用的互感器设备是不存在保护时间的同步性问题的,所以,我国电力系统在此方面的保护还存在一定程度的缺失,然而,由于智能变电站采用的是数字化的信息采集方式,因此,其配电保护应该与时间的同步性相连接。提高保护时间同步性的方法有:第一,线路差动保护与同期检测。由于这两个装置需要采集的信号的相位和幅值是来自两个不同的变电站的,不仅需要线路的本侧数据,还需要其对侧数据,所以,必须要保证整个电网系统都能够同步的执行正确的保护动作。第二,过流过压保护。对于电流过流和过压的保护十分简单,并不一定需要时间的完全同步,只是需要工作人员在系统中输入正确的幅值即可。
4 结论
总而言之,对于整个电力行业的变电站系统来说,做好其站内的继电保护工作对于整个变电站都具有十分重要的意义。面对当前人们生产生活对电能需求量和增加,我国电力系统应该要不断的改进和创新变电站的继电保护技术,利用数字网络科技,建立出智能化的变电站,从而更好的满足人们的需要。另外,在未来的时间内,电力行业必须要将变电站中的继电保护装置放在工作的首要位置,加大建设力度,尽快实现变电站的全智能化。
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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。
转贴于
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。
二、结束语
【关键词】 继电保护 可靠性 风险研究
电力覆盖范围的逐渐扩大,需要提高继电保护的可靠性,防止事故的发生,保证电力系统的正常的运行,是当前电力系统面临的主要问题。继电保护的可靠性需要对继电保护进行风险评估,分析继电保护的可靠性。
1 关于继电保护
1.1 继电保护的工作原理
继电保护存在的风险性,需要对继电保护的工作原理和装置要求做出分析。从继电保护的工作理论判断,继电保护装置可以区分被保护元件的运行状况,在发生故障的时候,对故障做出区内和区外的辨别,对比整个电力系统发生故障前后的监测数据,根据电气量的变化,做出判断和处理,实现对继电的保护功能。
1.2 继电保护的工作装置
对继电保护进行风险评估,要根据继电保护的工作装置和相应的配备设置,在技术上提高对继电保护的速动性、选择性、可靠性和灵敏性,降低继电保护的风险评估难度,完成对继电保护的风险评估辅助措施。
(1)继电保护的选择性:当电力系统发生设备或者线路短路的情况时,继电保护会对发生故障的设备进行保护和故障切除,发挥继电保护的选择,实行对继电保护的风险评估。如果继电保护的选择性出现故障,会增加电力系统全面瘫痪的风险。(2)继电保护的速动性:继电保护的速动性是继电保护工作装置的另一个要素,是通过继电保护装置及时有效的切除故障,减少电流过大和电压较低状态下设备的运行时间,避免设备的损坏,提高电力系统的稳定运行功能。良好的继电保护装置的速动性,可以减少继电保护的风险性。(3)继电保护的灵敏性:继电保护的灵敏性体现在,在保护的范围内,当电气设备或者线路发生故障,电力系统不能正常运行的情况下,继电保护的灵敏性反应能力。继电保护灵敏性的灵敏系数,提供了有效的继电保护风险评估参数,保证电力系统在规定范围内,无论发生任何故障,都能够准确及时的做出反应。(4)继电保护的可靠性:继电保护的可靠性包括继电保护的安全性和信赖性。安全性是继电保护不误动,就是在继电保护过程中,在不需要动作时不发生动作,而信赖性是继电保护不拒动,是指在规定的保护范围内对发生了故障的动作进行可靠性动作。根据理论研究结果,发现继电保护的误动和拒动都会对电力系统造成危害,对继电保护的工作装置进行合理、安全和高效的保护,提高继电保护的可靠性、速动性、灵敏性和选择性的性能。
1.3 对继电器的选择
继电器是继电保护装置重要的组成部分,是继电保护对风险评估的一个项目参考。继电器决定了继电保护的潜在风险,选择正确、合适和高品质的继电器,排除环境使用的不同、输入信号的不同和参量输入的不同、负载情况等综合因素的影响,最大限度的发挥继电器的安全作用,实现电力系统的良性发展。
2 提高继电保护可靠性的方法
(1)严格控制质量:在制造和选购过程中要严格对继电保护装置进行质量管理,提高继电保护装置设备的质量。(2)保证继电保护装置定值区的正确性:重视继电保护装置的检验。对继电保护装置进行定期的检验,保证继电保护装置定值区的正确性,严格的对检验工作进行管理。(3)完善继电保护设备:对校验设备进行及时的更新和维修,完善电力系统。结合配电自动化,对故障实施快速隔离,逐渐完善电力系统的的继电保护设备和继电保护技术设施。(4)提高处理故障的能力:制定事故解决措施,提高继电保护装置的可靠性。经常对继电保护装置进行检查,检查的时候,确定设置的正确性和精确性,杜绝继电保护的保护拒动和误动隐患。
3 关于继电保护的风险性
3.1 风险评估的定义
风险评估是在发生风险事件前或者发生风险事件后,都会对生活、生命和财产安全造成影响的事件发生的可能性,进行量化评估的工作。简单来说,风险评估就是对事件造成的影响或者损失的可能性进行量化测评。
3.2 在继电保护中影响风险评估的因素
电力系统发生故障风险和电力系统的负载率,线路平均负载率和波动系数有关。例如,系统负载率是0.375或者0.467的时候,发生故障的风险值很小;如果系统负载率变大,线路的平均负载率和波动系数就会增加故障风险值的可能性。线路平均负载率和波动系数过大,故障风险值也会变大(如图1)。
根据分析数据显示,保证系统负荷的均匀分布,才能降低风险故障值。所以,系统操作人员在运行电网系统的时候,使系统总负荷保持分布均匀的状态,可以有效的降低电力系统发生故障的风险性。
3.3 建立风险评估机制
电力系统容量和规模的不断增加,加大了多重故障和灾害天气引发的风险,目前电力系统面临的严重挑战就是大范围断电现象的产生。所以,对电力系统进行风险评估,需要掌握突发事故和天气灾害发生的规律和机理,做好预防和监管工作。
4 结语
继电保护是电力系统的重要条件,是保证电网安全运行的重要因素。对继电保护的重要性和可靠性因素、原理进行充分了解,对继电保护装置进行定期的检查和维护,才能保证电力系统的正常运行。
关键词:继电保护 可靠性 问题 措施
中图分类号:TM774 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)04(a)-0140-01
在电网安全、稳定运行过程中,继电保护起到关键性的作用,其中继电保护的可靠性是保证电网安全运行的重要因素。目前,电网系统运行中常出现一些故障,严重影响到电网的安全运行。因此,采取继电保护装置不仅可以排除电力系统故障,维护电网的稳定和安全,而且能够提高城市的发展脚步和居民的生活水平。因此,提高继电保护的可靠性已势在必行。
1 继电保护的概念及意义
继电保护是对电力系统的供电和电气设备的安全运行进行保护。继电保护的可靠性是指保护装置在规定的时间内和预定的条件下完成规定功能的能力。继电保护装置是一种自动装置,在电力系统中肩负着保证电力系统安全、稳定运行的重任,并通过使用监控系统,在短时间内发现系统故障,能够尽快地排除故障,恢复系统的安全运行。目前,由于电网系统的多变性和复杂性,所以如何能够提高继电保护可靠性具有非常重要的研究意义。
2 供电系统继电保护问题分析
2.1 设备问题
电磁型继电保护的保护形式和现在技术较先进的微机型保护相比存在着元件数量多、连线较复杂、体积较大和灵敏度低等缺陷,严重影响继电保护的可靠性,不能很好地满足可靠性的要求。特别是近年来这种继电器越来越频繁暴漏出一些不足,出现一些故障(如继电器触点振动、触点绝缘降低等原因引起的断路器跳闸故障)。
2.2 配合级差问题
继电保护装置的级差配合,是保证系统安全运行的重要环节。由于众多供电系统结构越复杂,运行难度加大,必然影响变送电设备的安全。因此,配合级差的问题尤为突出,若新总变作为一级6 kV高配电源,配出回路速断时间定为0.8 s,而下一级高配所如三催高配所、二循高配所的进线开关的时间也定为0.8 s,这就在故障状态下难以区分哪个开关先动作,上级开关动作必将带来更大的不利影响。
2.3 整定值问题
整定值是保护线路和设备的主要参数,整定值的计算相对比较复杂,需要很强的专业要求。如果继电保护的整定值出线问题,比如有同样型号和容量相同的两台设备具有不同的过流、速断值,下一级设备的整定值大于上一级设备的整定值,将造成在下级设备出现事故却跳开上级开关的现象,致使事故范围不断扩大,并造成电力系统出现一些安全隐患。
2.4 管理问题
继电保护的管理是电气管理中的重要部分之一,其实设备落后和配合级差问题的出现就是缺少专人管理的重要表现,继电保护的管理需要系统、全面地进行,从整体上进行合理的调整,对于新设备应进行合理地选用,并对全公司各级别参数进行复核,所有这些工作需要专人进行。
3 提高继电保护可靠性的有效措施
(1)做好装置检查工作。在继电保护工作中,应加强机组试验和电流回路检查,对于各种插件和二次回路接线不能同时进行,而是放在最后阶段。
(2)强化一般性检查。一般性检查是提升继电保护可靠性的组成部分。其工作主要体现以下几点:首先检查各类连接件的稳固性和焊接点是否到位。其次应重新检查继电保护装置的插件,看是否正常连接。最后,需要控制好继电保护屏和控制屏的螺丝质量。
(3)做好线路的接地工作。接地工作对继电保护可靠性起到关键作用。如继电保护装置机箱必须连接在屏内的铜排上。另外,保护屏内的铜排导线应稳定地固定在接地网上。
(4)充分利用网络技术。近年来,随着网络技术发展,在继电保护中的应用也越来越广泛,对网络技术的充分利用,不仅让继电保护中的保护单元实现共享的作用和故障数据的分享,从中让继电保护系统更加完善与协调,提高电力系统的总体质量。
4 故障案例分析
4.1 故障分析
某发电公司2011年因继电保护引起的故障有:(1)因保护装置引起的故障有6次,原因为:保护装置元件和中间继电器受到了损坏;(2)因人为因素引起的有4次,原因为:操作人员缺乏专业知识,造成操作出现错误;(3)因二次回路引起的故障有3次,原因为:接线线路出现断线、短路现象;(4)因励磁系统引起的故障有7次,原因为:励磁调节装置出现了损坏和老化现象等。
4.2 解决故障问题的对策
(1)二次回路管理。
要解决二次回路的故障问题,应做好以下几方面的检查工作:①加强基础建设中二次回路的检查力度,并确认备用的电压互感器二次线圈的端子开路情况;②工程完工后,要对二次回路的线路布置进行检查,加强图纸与现场的实际情况的核对,看是否有漏项,以防止图纸上出现错误或设备接线出现错误等,从中造成继电保护的误动。
(2)励磁系统管理。
在励磁系统引起的故障当中,非停次数占重要很大的比例,因此,应重视以下几个方面的管理工作:①定期对励磁的动态系统进行检查和试验;②加强发电机转子的检查,及时调整电流的变化情况,保障励磁系统的安全性,避免系统出现故障,引起机组出现停机现象。
(3)电压互感器控制。
电压互感器熔断器的自动熔断多是由于发电机振动引起的。主要体现在发电机振动时石英砂会不断摩擦熔丝,使其截面变小,熔丝通流容量变小。因此,应定期更换熔断器,以防止由于熔断器自动熔断引起保护装置损坏或励磁系统出现误动。
(4)备用自投入装置。
加强备用自投入装置的检验力度,按照继电保护及安全自动装置检验的标准,对其做模拟试验,有条件的可进行带负荷试验,以确保这些装置随时能正确地投切。
5 结语
综上所述,本文主要分析了电网供电系统中的继电保护系统和装置的可靠性问题,着重探讨了提高继电保护的可靠性的措施,旨在有效地提升电网运行的安全性及稳定性,保证电网的供电需求,同时为继电保护人员提供有利的参考。
参考文献
关键词:电力;继电保护;可靠性;措施
中图分类号: F407 文献标识码: A
引言
电网是一个国家经济的命脉所在,关系着整个国家电力系统的正常运转和居民的生产和生活质量,关系到一个国家的稳定与和谐。为了确保电网安全,多个国家引入了电力继电保护系统,以保证突况下断电引起的电力紧张状况。但近些年来,随着科学技术水平的不断提高,电力继电保护系统也经历了一次又一次的更新换代,已经由最初的机电型、整流型、晶体管型和集成电路型到如今发展到了微机保护阶段。
一、明确内涵和作用。
(一)内涵
既然电力继电保护系统有着如此重大的意义。那么什么是电力继电保护装置呢?简单地说,继电保护装置就是反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,并作用于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。还能监测运行中的参数,如电压、电流等,并将保护的内容反馈至监控系统。
(二)作用
变配电站的电力继电保护系统,其作用集中体现在以下方面。当变配电站在运行的过程中突然发生故障,比如三相短路、两相短路和单相接地等或者突然出现负荷过高、电压过高或过低、周波较低、瓦斯侵蚀、温度过高、控制和测量的回路出现断线等不正常现象时,可以迅速地有选择性地发出有针对性的跳闸命令,来隔断发生故障的相关线路或者发出发出警报,进而将突发故障引发的停电范围减小到最小,将电气设备在损坏程度上降到最低,最终确保电力系统的持续顺利运转。
二、提高电力继电保护系统可靠性的相关措施
想要提高电力继电保护系统的可靠性,可以从以下七个方面来开展工作。
(一)做好电力继电保护装置安装时的检验工作。
整组的试验与电流回路升流试验必须要放在检验的最后开展。完成这两项试验工作后,要坚决防止再拔插件、改变定值、改变定值区等工作的进行。
(二)处理好定值区方面的问题。
电力系统和计算机互联网系统发展的重要表现之一便是定值区在数量上的激增。这样的发展,使得它可以适用于继电保护装置在运行过程中的多样需求,有效保障了整个电力系统顺利运转的稳定性。与此同时,相关弊端也日益凸显。随着定值区在数量上的激增,人们在对有差别的定值数据进行管理时难免出现纰漏。基于此,从事定值区环节的工作人员应当切实完善对定值区数据的规范化管理,要聘请具有专业技术水准的工作人员科学对其加以操作,并要做到及时地将调整后的定值数据在登记册上进行规范化的改动。
(三)做好一般性的检查工作。
要做好一般性的检查工作,在难度上虽然不及其他的专门检查技术的要求那么高,可是这一环节对继电保护装置的质量检查工作同样直接影响着整个电力继电保护系统的良好运行。一般性的检查工作由于过于琐碎、相对简单,结果导致很少真正有人重视这类检查工作的规范与科学。具体表现在两方面。
一是进行一般性的检查工作,往往很不及时
二是工作人员在对待一般性的检查工作的态度上,往往是敷衍了事,并没有将检查工作做实、做细。
要想做好一般性的检查工作,就要首先明确工作内容。
其工作内容主要有清洁与固定两大方面构成。开展清洁工作,其原因在于机械的表面往往存有很多灰尘,这些灰尘会使运行中的机械升温加速,从而降低机械的使用年限。而开展固定工作,其原因在于细小处的螺丝或者链接会随着使用时间的延长或使用时的摩擦振动而便得松散易脱落,这样便会给整个电力系统带来了很大的安全隐患问题。
(四)做好电力继电保护系统的辅助装备可靠性的提高工作。
继电保护装置处于工作时,为其配备相对完善的辅助装备也是非常重要和必要的。整个电网系统需要继电保护装置的保护,相应的,继电保护装置自身同样需要相关辅助装备的保驾护航。由于科技的进步,那些传统的组合式的机箱早已无法满足当前新形势下对于辅助设备的需求。因此在为众多的电力继电保护装置选取配套辅助设备时,应当选用那些新型的机箱来进行辅助工作,比如可以采用6U结构、规格为19英寸的机箱。
不仅如此,选择一款质量上乘的继电器也是工作的重点之一。在选用继电器时,应当仔细比对各型号与相关的热稳定性能,串联电阻时要选用额定电压较低的继电器来参与工作。先从电源的负极串联电阻加以连接,接着再选择其中表现优秀的电阻型号,这样才有助于整个系统作用的充分发挥。但需要注意的是,不可使回路中的继电器间数据产生过大的差异。为了确保继电工作安全、可靠,对于那些需要进行重点看护的回路,应当采取两付触电并联的方法去开展工作,
(五)要保障装置的安装环境。对于继电保护装置,它的核心构件便是微机保护装置。这一装置是一种精密的大型仪器。所以,微机保护设备对于自身安装的环境有着很高的要求,相关的工作人员应当对微机保护装置的诸多特点加以具体分析。为了确保它的正常运行,适宜将它的安装环境选择在一个空气质量相对较高的开阔空间内。特别需要注意的是,不要因为节省空间,而将微机保护装置和其他的大型供电高压装置邻近安装。这样做的后果是不仅会给装置的维修人员在对其进行维护和检修工作时带来各种麻烦,更会对微机保护装置的运行本身形成极坏的影响。因此做好微机保护装置的安装环境的选择工作,也将有助于提高继电保护装置的安全、可靠性能
(六)保障防雷击、辐射等抗干扰设施。为了有效地保障防雷击、辐射等抗干扰设施,变电站应采取以下措施:
1、严格控制电缆、模拟量电缆屏蔽层两端可靠接地。一般在220kV及以上的变电站,连接电子设备和开关场的两端,应进行屏蔽层接地处理,最好可以在屏蔽电缆并行较粗的接地导线,这样可以增强抗干扰能力。
2、高频电缆屏蔽层两端地接处理,并列接地粗导线,可以在变电站和高频电缆之间并行铺设100mm2铜线,来提升抗干扰能力。
3、直交流回电路勿混用电缆,强弱电回路不共用电缆。
4、配置二次防雷设备,避免感应雷电入侵来干扰继电保护装置。除此之外,还可以采用降低一次设备接地阻抗,建立低阻抗接地网和降低变电站区域电位等差方式来最大程度的提高抗干扰能力。
(七)做好故障处理。在变电站继电保护系统的运作过程中,有关人员应做好全面的有效的准备工作,针对可能出现的问题与故障,设定与之相应的应急方案,并根据社会的发展与需要对主系统进行及时的升级。除了继电保护主系统外,应设置一个备用系统,使得主系统出现故障而不能正常工作时,可以接替主系统来继续工作,为检修人员修整主系统提供时间,也不会影响工作的正常运转。除此之外,相关人员在建立一个继电保护系统之前,要制定一个与系统运作同步的计划,避免在运行的继电保护系统中的设备出现不兼容的状况和其他故障的发生,为继电保护系统做好故障处理工作,是提高变电站继电保护可靠性的重要渠道。
三、结束语
综上所诉,继电保护系统关系着整个电力系统的安全性与稳定性。只有切实做好电力继电保护系统的安装调试等工作,并对其进行科学、合理地正确运用,才能有效保证电力事业安全,保证人们生活幸福指数不断增加,才能维护好国家稳定与社会和谐。因此,必须要特别重视继电保护装置的可靠性工作。
参考文献
[1]卢思远,卢国盛.浅谈智能电网对继电保护发展的影响[J].中小企业管理与科技,2010,(34).
[关键词]继电保护;模型;可靠性指标
中图分类号:TM73 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)44-0065-01
继电保护系统是一个由继电保护装置、测量装置(电压互感器、电流互感器)、断路器及其操作机构及二次回路(由继电器、电器元件和连接不同电器设备的导线及电缆所组成)构成的统一整体。电力系统二次系统,如继电保护、自动装置等是保护一次设备的哨兵,它们能自动、快速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除,直接关系到电力系统的安全运行与可靠性。过去人们一直把可靠性分析的重心放在一次系统上,这造成了二次系统可靠性理论研究的空白。近几十年来,一些国家大停电的教训使得建立二次系统可靠性标准越来越迫切。因此,电力系统二次系统可靠性研究的理论意义和实践意义也越来越深远。
1 电网可靠性分析中继电保护模型
1.1 继电保护保护模式分析
电力系统继电保护一般遵循主保护加后备保护的配置模式。不同的电压等级,保护的配置模式也有着很大差别。不同的保护硬件和软件配置模式,使得保护装置切除故障的概率不一样,而且由主保护或后备保护切除故障的概率也不一样。继电保护切除故障的机理均可认为是由主保护或后备保护通过操作断路器来切除故障完成的。当一次元件发生故障时,则可能由主保护或后备保护切除故障,其中包括主保护正确切除和主保护未及时动作后备保护误动切除。如果主保护发生拒动,在被保护元件故障的情况下,主保护不可能再出现误动,因为误动一般出现在被保护元件受到扰动的情况下,则由有后备保护切除故障。
1.2 继电保护运行原理
在配电网可靠性分析中,某一元件发生了金属性接地故障,如果其所配置的保护都完好,则由该区段的主保护动作切除故障,故障被切除后该元件所在的负荷点对其他负荷点没有影响但会使整个系统的供电可用度降低。主保护发生了故障而拒动则由其近后备保护来断开故障元件,和主保护一样切掉的是同一故障区域,对其他负荷点的影响也相同。如果近后备保护也故障,不能正确动作切除故障,必然使停电范围扩大。由于上段线路的保护无故障,其作为本段线路的远后备保护正确切除故障,使停电范围仅保留在本段和上段线路,避免了事故的继续扩大,多重保护的设置使得系统更能稳定可靠运行。
1.3 继电保护对系统运行可靠性响应
保护系统的不同配置直接影响保护系统的可靠性,而保护系统的动作行为将影响电网可靠性评估的准确性,因此,对于由不同保护单元(主保护、后备保护)组成的保护系统,根据各保护单元之间的动作逻辑,计算在一次元件故障情况下各保护单元的正确动作概率。设一次元件的保护配置为一套主保护以及近、远后备保护。当一次元件故障时,如果主后备保护都正常,则首先由主保护正确切除故障,也可能是由于主保护未来得及动作而由近后备保护或远后备保护误动切除故障;如果主保护故障,近后备保护也可能未及时动作而由远后备保护误动切除故障;如果主保护故障而拒动,则近后备保护由备用状态转启用并且正确切除故障;如果主保护和近后备保护都故障,则远后备保护由备用状态转启用并且正确切除故障;如果主保护和近远后备保护都故障,则保护系统完全失效。
2 继电保护装置的可靠性指标
2.1 可靠性指标的引出
继电保护装置即指能反映电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,并动作与断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务是自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除,保证其他无故障部分迅速恢复正常运行;反映电力设备的不正常运行状态,并根据运行维护条件而动作并发出信号或跳闸。继电保护装置的可靠性是指在该装置规定的范围内发生故障时,它不应拒动,而在任何其他不应动作的情况下,它不应误动。对传统继电保护装置可靠性的研究已经有很多,随着微机保护的发展,微机继电保护装置逐渐取代了传统继电保护装置,本文针对微机保护的特点运用马尔科夫理论建立其状态空间模型,准确全面评估微机保护装置的可靠性指标。
2.2 可靠性指标含义
可靠性指标是用数值大小来表示可靠性各个方面性质的量,它既可以从成功的观点出发,也可以从失败的观点出发。通常采用以下可靠性指标:
各项指标分析
2.3 继电保护装置可靠性指标的分析
继电保护装置的运行状态一般有正确工作和不正确工作2种,相应的,继电保护装置运行的可靠性指标也存在正确工作率和不正确工作率2种。过去,继电保护装置运行的正确动作率的定义为保护区内故障正确动作次数/总动作次数)×100%,不正确动作率的定义为保护区内故障拒动作次数+区内、外故障误动作次数+正常运行时的误动作次数)/总动作次数]×100%。这里总动作次数等于正确动作次数和不正确动作次数之和。如果将保护装置在正、反方向区外动作统计在不正确动作次数内,则保护装置在正、反方向区外故障不动作也应认为是一种正确动作而计入正确动作率内,否则将出现不正确结论。
若某一继电保护装置在1年内因为系统未发生内部故障而没有区内故障动作次数,但在正、反方向区外发生的100次故障却有1次误动,按前述正确动作率计算方法,则保护装置的正确动作率为0,不正确动作率为100%。这种结论当然是不能接受的,对保护装置的评价也极不合理。而更加准确的可靠性指标定义为:正确动作率包括区内故障正确动作率、正反方向区外故障正确不动作率、正常运行时的正确不动作率;不正确动作率包括正常运行时的误动率、正反方向区外故障的误动率、拒动率。
3 结语
总之,继电保护系统是防止故障及扰动对电力系统危害的第一道防线,是电力系统必不可少的组成部分,对保证系统安全运行、电能质量、防止事故的发生和故障的扩大都有着极其重要的作用。
参考文献
[1]王树春,双重化继电保护系统可靠性分析的数学模型,继电器,2005,23(18):6~10
关键词:继电保护;保护装置;可靠性
1 继电保护作用
继电保护装置是一种自动装置,在电力系统中担负着保证电力系统安全可靠运行的重要任务,当系统出现异常情况时,继电保护装置动作,同时向值班人员发出信号,提醒值班人员及时采取措施、排除故障,使电力系统恢复正常运行。
2 保护装置的“拒动”和“误动”
当供电系统正常运行时,保护装置是不动作的。继电保护装置在投入运行后,装置实时监测线路电流电压等一系列的电气参数,和保护装置定值进行比较,当检测到的值超过定值,满足动作条件时,保护装置动作。如果保护装置在被保护设备处于正常运行不应动作而发生动作为“误动”;或被保护设备发生故障时,保护装置却没有及时可靠动作为“拒动”,保护装置的“拒动”和“误动”都是不可取的。
3 要求继电保护装置必须具备的基本性能
灵敏性,反映故障的能力,以灵敏系数表示。可靠性,在保护动作时,不发生拒动、误动。快速性,最短时间内切除故障。选择性,在可能的最小区间切除故障,保证最大限度地向无故障部分继续供电。
随着国民经济的快速发展,厂矿规模不断扩大,厂电力系统亦逐年增大,由于种种原因,继电保护装置不能正确发挥其功能,往往在发生故障时该动作的不能可靠动作,或不该动作的却动了,即常说的“拒动”和“误动”,造成对厂区大面积的停电,影响企业正常生产。
我在所接触的山西、河北多个焦化厂钢铁厂中就曾多次遇到因末端某个电气设备故障,本身的保护不起作用,造成进线跳闸,或上一级变电站出线同时越级跳闸的严重故障。
4 影晌继电保护可靠性的因素
4.1 设备原因
一次设备及线路老化,故障率增加,使得保护动作次数增加;继电保护装置生产厂家在生产过程中没有把好质量关、设备不合格,有的产品抗干扰能力差;继电保护装置周围环境影响恶劣,由于周围空气中存在大量的粉尘或有害气体,或受周围高温影响,继电保护装置的老化加速、导致其性能改变。有害气体腐蚀电路板和接插座,造成继电器触点被氧化,引起接触不良,动作不可靠;晶体管保护装置易受干扰源的影响,如电弧、闪电电路、短路故障等诸多因素,导致发生误动或拒动;互感器质量差,长期运行过程特性发生变化,影响保护效果;或者二次线路长期维护不到位,因接线端子松动、灰尘等原因影响保护效果;继电保护设备落后,同一厂内保护既有电磁型的,也有晶体管的,还有微机的,品种多、型号多、厂家多,参差不齐,使得厂内保护方式不合理和上下级保护配合困难;继电保护整定值不合理,上下级保护级差配合不合理。
4.2 管理原因
运行维护检修人员、继电保护调试人员的安全意识差技术水平低、经验少、责任心不强发现和处理问题的能力差等。缺乏一支过硬的技术队伍;企业内部管理差,外力破坏频发。随着建设改造步伐加快,增加了各种外力破坏电力设施的机率,如一些工人野蛮损坏电缆、运货卡车撞坏电杆等,造成故障频发,保护动作频繁;领导意识差。管理者对厂区安全供电重视不够,对电气维护方面投入不足,计划检修少,只要不停电设备就不检修,设备“一槽烂”,不能防患于未然,有的设备自投入运行后多年不检修,二次设备从不预防性试验,预防性试验是很有必要的。
5 缺乏对全厂电气设备了如指掌的领军人物或技术团队,进行专门管理
继电保护的设计、选型、运行维护、整定计算和整定调试的全过程,没人统领协调,而继电保护系统的可靠性主要决定于继电保护装置的可靠性和设计定值的合理性,有时电气设备增加了,上一级继电保护定值没有做到相应调整,或随便改动。这种情况在一些发展较快的民营企业尤为突出。
6 提高继电保护可靠性的措施
针对上述影响继电保护可靠性的种种因素,只要制定出各种相应防范对策、制定合理方案,其可靠性必定能够大大提高。提高继电保护可靠性的措施有以下几点:
保护装置选型上用质量好、抗干扰能力强的产品,最好是大厂家大品牌;保护装置选型上尽量统一,避免同一工厂内型号过多过杂;增加经济投入,淘汰落后的电磁型继电保护装置,进行旧设备升级改造;适当增加保护的备品备件,以备紧急之需,有问题的保护及时维修;晶体管保护装置设计中应考虑安装在避免干扰影响,环境条件好的地方;提高检修、维护、试验人员的技术水平,定期技术培训,加强以上人员的责任心和安全意识;继电整定计算最好专人负责,增强责任心、通盘考虑,认真分析、科学计算,使各级保护整定值准确,上下级保护整定值匹配合理;为保证继电保护系统具备快速切除故障的能力。重要的输电线路或设备的主保护可采用多重化设施,具备有两套主保护并列运行;出现事故后认真总结、分析,找出问题症结的关键,汲取经验,积极改进,避免同类事故重复发生。
7 对继电保护装置检修措施
鉴于继电保护的重要性,对其定期进行预防性试验是非常必要的,决不能只是在出现事故后再去分析和修复。试验要有一定的针对性,应将注意力集中在对保护动作的安全性和可靠性有重大影响的上,避免盲目性检修。
尽快研究新形势下的新问题,制定新的检修策略修订有关规程,指导当前乃至今后一个时期的继电保护检验工作;进行设备的状态检修,使检修对系统安全和继电保护可靠性的影响降到最低。
在检修策略的制定上应结合微机保护的自检和通信能力,致力于提高保护系统的可靠性和安全性,简化装置检修,注重二次回路的检验。
在设计上应简化二次回路;运行上加强维护和基础管理,注重积累运行数据,注意对装置故障信息的统计、分析和处理,使检修有目的性,在基本建设上注重设备选型,以提高继电保护系统的整体水平。
大力开展二次线的在线监测,研究不停电检修整个继电保护系统的技术。
着手研究随着变电站的综合自动化工作的进展,保护装置分散布置、集中处理、设备间的联系网络化、光纤化继电的保护运行和故障信息网建成后的保护定检工作发展方向。
厂家应该进一步提高微机保护的自检的能力和装置故障信息输出能力,研制适应远方检测保护装置要求的新型保护。