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关键词:继电保护 整定计算 PT断线闭锁 停车事故 故障分析
中图分类号:TM588 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)06-0229-03
1 保护动作时间配置不合理引发整个生产装置停车的恶性事故分析
高压电动机的控制电缆在石化企业中随处可见,发生故障的概率也比较大,但通常不会因为控制电缆短路引发整个生产装置停车的恶性事故,而某煤化工企业恰恰发生了一起因高压电动机的控制电缆短路最终导致整个生产装置停车的重大事故。
某煤化工企业净化变电所为无人变电所,其10KV一次系统图如图一所示,母联开关装有备用电源自投装置简称“备自投”,其自投时间0.5秒,该供电系统的正常运行方式为两台变压器分列运行,母联开关热备用,备自投打到“自动”位,10KV电动机回路都装有低电压保护跳闸,延时跳闸时限为0.5秒,下面对2012年上半年发生一起事故进行分析。
1.1 事故现象
事故发生时该变电所供电系统的运行方式为正常运行方式,净化装置正满负荷生产,10KVⅠ、Ⅱ段上都有高压电动机在运行。突然净化变电所的上一级变电所(220KV总变电站)值班员发现监控电脑画面上显示“净化35KV2#变纵差保护装置失电”、“10KV I、II段电容器低电压” 及“母线绝缘异常动作”等报警,立即检查监控电脑画面各10KV母线段参数,发现净化变电所10KVI、II段母线电压无指示,其它变电所10KV母线段电压、电流正常。220KV总变电站值班员立即前去净化变电所检查,发现10KV I段指针式电压表指示为零,1#进线5321中压柜保护装置电流有显示,I段所有中压柜上的指示灯指示正常,I段所有高压电动机的断路器处于跳闸状态,而10KV II段指针式电压表指示为零,各开关柜的继电保护装置显示屏均黑屏,高压柜上所有指示灯均不亮,值班员误认为10KVⅡ段失电,为能尽快恢复供电,使用机械操作机构强行断开10 KVⅡ段进线开关5322,导致Ⅱ段所有高压电动机失电至此整个事故造成净化装置所有高压电动机跳车,0.4KV系统晃电,部分低压电动机跳车,生产装置被迫停车。
1.2 原因分析
事后经检查发现这起事故的直接原因是10KVⅡ段中压柜上有一台高压电动机的控制电缆短路,该电机的部分控制回路如图二所示,当连接现场指示灯和按钮的控制电缆短路时,由于短路电流过大造成QF1开关及直流小母线+KM-KM的上级开关同时跳闸,导致10KVⅡ段中压柜的直流小母线+KM-KM失电,因为所有10KVⅡ段中压柜上的继电保护装置都像高压电动机的继电保护装置F一样,其电源开关QF2接在10KVⅡ段中压柜直流小母线+KM-KM上,从而导致所有继电保护装置失电黑屏。
同时由于10KVⅠ、Ⅱ段母线的PT 并列装置F(施耐德PT并列装置型号为P-OPU01)安装在10KVⅡ段中压柜的隔离柜中,如图三所示,其控制电源也接在10KVⅡ段中压柜直流小母线+KM-KM上,,当10KVⅡ段中压柜直流小母线+KM-KM 失电时,继电器PT1J、PT2J失电,其常开接点PT1J-1、2、3、4和PT2J-1、2、3、4打开(见图四),电压小母线ⅠYMa、b、c和ⅡYMa、b、c均失电。
在电压小母线ⅠYMa、b、c和ⅡYMa、b、c失电的情况下,高压电动机的继电保护装置本应按PT断线闭锁处理而不发低电压跳闸命令,但由于高压电动机的继电保护装置采用的是施耐德P127系列继电保护装置,其PT断线闭锁投入有一延时设置,出厂设置默认0.5秒,而低电压保护跳闸延时定值设置也是0.5秒,所以当10KVⅠ段中压柜的电压小母线ⅠYMa、b、c失电时,Ⅰ段中压柜上的高压电动机因低电压保护而跳闸,而当10KVⅡ段中压柜的电压小母线ⅡYMa、b、c失电时,因其上的直流小母线+KM-KM也失电,继电保护装置因失电无法发出跳闸命令,高压电动机的跳闸线圈也因失电不能动作,所以10KVⅡ段中压柜上的高压电动机仍在运行,当值班员拉开10 KVⅡ段进线开关5322时,电动机因一次失电而停止运行,生产装置也因高压电动机全部停止运行而停车。
从以上分析来看,这次事故是各种因素综合作用的结果,存在很多的偶然性,只要去除其中的一种因数,事故都不会发生,首先如果控制电缆不短路,就不会导致直流控制开关跳闸,如果继电保护装置的电源与断路器跳合闸回路的电源分开,就不会造成中压柜的电压小母线失电和值班员的错误判断,如果高压电动机的继电保护装置定值设置正确,也不会使部分高压电动机因低电压保护跳闸。
1.3 整改措施
从前面事故的原因分析我们可以看出要想避免事故再次发生,必须采取这样一系列整改措施:对所有高压电动机的控制电缆进行检查,凡是因施工不当损坏外皮的电缆必须视情况进行更换或用绝缘胶带包裹,切断事故的发生源。对直流系统上下级开关容量匹配情况进行检查,将不匹配的开关进行更换,这样在即使发生短路的情况下,上下级开关同时跳闸的可能性将大大降低。将断路器跳合闸回路的直流控制电源与继电保护装置的直流电源分开,就能避免继电保护装置轻易失去电源,为我们正确判断故障现象提供可靠依据。对高压电动机的保护定值重新核定,将PT断线闭锁投入延时由出厂设置默认的0.5秒改为0.2秒,这样PT断线闭锁将比低电压跳闸先投入,也就不再发生因PT故障或其它情况引发电动机因继电保护装置低电压误动作而跳闸的事故发生。最后要加强对值班人员培训工作,不断提高其业务能力,使其在处理事故时能准确判断设备故障原因,避免事故扩大,并尽快恢复供电系统的正常运行,这不是一朝一夕能做到的,将是一个十分漫长的过程。
2 定值误投跳闸引起整个生产装置停车的恶性事故分析
10KV电缆单相接地在石化企业中比较常见,发生故障的概率也比较大,但通常10KV系统为不接地系统,发生单相接地后只发信号不跳闸,通常不会因为单相接地短路引发整个生产装置停车的恶性事故,而某煤化工企业恰恰发生了一起因10KV变压器馈线单相接地短路最终导致整个生产装置停车的重大事故。
2.1 事故现象
2.2 原因分析
从直观上分析MTO变电所10KV系统肯定发生了单相接地故障,对MTO变电所10KVⅠ段上的每个回路进行检查,果然发现接于MTO变电所10KVⅠ段母线上的一个施工用变压器回路发了“零序过流保护”信号,查看其保护定值设置为零序电流3A、3秒作用于信号,从施工现场反馈的信息得知,给施工用变压器供电的高压电缆在施工过程中被挖坏,造成高压电缆A相接地。电缆被挖坏的原因是电缆埋地深度不够,敷设时其上未铺沙盖砖,地面上的电缆标志也因施工破坏而缺失,施工挖掘机挖桩基时误挖到电缆。再对三循变电所内给MTO变电所供电的 10KV1#电源开关6309和2#电源开关6316继电保护装置进行检查,发现保护定值设置为零序电流3A、3秒作用于跳闸,因此当施工用变压器高压电缆A相接地时,变压器的单相接地保护由于作用于信号并未跳闸,MTO变电所内的10KV1#进线7121开关没有设置接地保护,因此三循变电所供MTO变电所10KV的1#电源开关6309因接地保护跳闸,造成MTO变电所的10KVⅠ段失电。失电后,MTO变电所的10KV母联备自投动作,开关7121跳闸、7120合闸,将接地故障点接至三循变电所供MTO变电所2#电源开关,造成开关6316因同样原因跳闸,MTO变电所的10KVⅡ段也失电,至此MTO变电所全所停电。
2.3 整改措施
3 充油式变压器因重瓦斯继电器误动跳闸事故分析
3.1 事故经过
3.2 原因分析
变压器高压侧断路器的控制原理图见图六,在对变压器高压侧断路器柜的检查中发现:继电保护装置F上显示“重瓦斯信号”同时继电器K86动作后自保持,从而断定在加注变压器油的过程中因油流冲击,重瓦斯继电器误动作,其接点WSJ1闭合,继电器KA2得电导致继电器K86得电闭锁,断路器跳闸线圈得电,断路器跳闸。从图中不难看出高压柜上的“重瓦斯跳闸信号压板”根本起不到重瓦斯是投跳闸还是信号的选择作用,要想重瓦斯跳闸退出,只有退出“重瓦斯中继扩展压板”,运行人员被“重瓦斯跳闸信号压板”所误导,造成了事故的发生。
3.3 整改措施
取消“重瓦斯跳闸信号压板”,将“重瓦斯中继扩展压板”改为“重瓦斯跳闸压板”。
4 结语
本文主要分析几起因继电保护缺陷而导致的全厂停电的恶性事故,阐述了事故发生的原因、过程及排除事故再次发生的措施。通过本文的简要论述,表述了继电保护在电气系统及工厂生产中的重要性,希望对同类化工装置的继电保护设置提供一定的参考,避免不必要的停车停产损失。
参考文献
电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力,因此,继电保护技术得天独厚,在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。
建国后,我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有。在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。上世纪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。因而在60年代中我国己建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是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。
2、电力系统中继电保护的配置与应用
2.1继电保护装置的任务
继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量(电流、电压、功率等)的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于:在供电系统运行正常时,安全地。完整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;供电系统发生故障时,自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分,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,它应能及时准确地发出信号或警报,通知值班人员尽快做出处理。
2.2继电保护装置的基本要求
1)选择性:当供电系统中发生故障时,继电保护除。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。
2)灵敏性:保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电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:是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路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眭。
4)可靠性:保护装置如能满足可靠性的要求,反而会成为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,必须确保保护装置的设计原理、整定训算、安装调试正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效,以提高保护的可靠性。
2.3保护装置的应用
继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等,用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用,对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸后自动解除。另外,还应装设过电流保护,对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。变电站继电保护装置的应用包括:
①线路保护:一般采用二段式或三段式电流保护,其中一段为电流速断保护,二段为限时电流速断保护,三段为过电流保护。
②母联保护:需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。
③主变保护:主变保护包括主保护和后备保护,主保护一般为重瓦斯保护、差动保护,后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。
④电容器保护:对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。
随着继电保护技术的飞速发展,微机保护的装置逐渐投入使用,由于生产厂家的不同、开发时间的先后,微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面,但基本原理及要达到的目的基本一致。
3、继电保护装置的维护
值班人员定时对继电保护装置巡视和检查,并做好各仪表的运行记录。在继电保护运行过程中,发现异常现象时,应加强监视并向主管部门报告。建立岗位责任制,做到每个盘柜有值班人员负责。做到人人有岗、每岗有人。值班人员对保护装置的操作,一般只允许接通或断开压板,切换开关及卸装熔丝等工作,工作过程中应严格遵守电业安全工作规定。
做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行,防止误碰运行设备,注意与带电设备保持安全距离,避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次,每月对微机保护的打印机进行定期检查并打印。定期对继电保护装置检修及没备查评:
①检查二次设备各元件标志、名称是否齐全;
②检查转换开关、各种按钮、动作是否灵活无卡涉,动作灵活。接点接触有无足够压力和烧伤;
③检查控制室光字牌、红绿指示灯泡是否完好;
④检查各盘柜上表计、继电器及接线端子螺钉有无松动;
⑤检查电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好;
⑥配线是否整齐,固定卡子有无脱落;
⑦检查断路器的操作机构动作是否正常。
根据每年对继电保护装置的定期查评,按情节将设备分为三类:经过运行检验,技术状况良好无缺陷,能保证安全、经济运行的设备为一类设备;设备基本完好、个别零件虽有一般缺陷,但尚能安全运行,不危及人身、设备安全为二类设备。有重大缺陷的设备,危及安全运行,出力降低,“三漏”情况严重的设备为三类。如发现继电保护有缺陷必须及时处理,严禁其存在隐患运行。对有缺陷经处理好的继电保护装置建立设备缺陷台帐,有利于今后对其检修工作。
随着电力系统的告诉发展和计算机通信技术的进步,继电保护技术的发展向计算机化、网络化、—体化、智能化方向发展,这对继电保护工作者提出了新的挑战。只有对继电保护装置进行定期检查和维护,按时巡检其运行状况,及时发现故障并做好处理,保证系统无故障设备正常运行,提高供电可靠性。
参考文献:
[1]王翠平.继电保护装置的维护及试验[J].科苑论坛.
[2]严兴畴.继电保护技术极其应用[J].科技资讯,2007.
【关键词】 供电系统继电保护装置应用维护发展趋势
供电系统是我国国民经济发展的重要支撑,为工业生产和居民生活提供必须的电力保障,故维持供电系统的安全稳定运行具有重要意义。随着配电网络结构日趋复杂,现代化技术在供电系统的应用日趋广泛,在供电系统中配置继电保护装置成为维持供电系统正常运转,当供电系统发生故障时可以及时发出警报信号,快速切除故障,消除不正常运行状态的一种重要手段。
1 继电保护装置概述
继电保护装置是一种被广泛应用于电力系统中的电气设备,其装置组成可以分为三个部分:测量部分、逻辑部分以及执行部分。测量部分的主要工作是采集和测量被保护元器件的相关电气量,将该测量值与整定值作对比,根据对比结果确定是否应该启动继电保护。逻辑部分的主要工作是对多个测量结果按照其属性、逻辑状态、启动顺序等制定相应的工作规则,确保指令的正确性。执行部分的主要工作就按照逻辑部分的输出指令进行动作,实现对供电系统的继电保护。
继电保护装置的工作原理如下:当系统中某一部分发生故障或将要发生故障时,会产生相关电气参数特征的变化,如电流电压间的相位角发生变化、电流增大、电压增大等,继电保护装置检测到这种变化后与预设整定值进行比较,若变化超出正常范围则保护功能启动,对应上述故障分别表现为方向保护、过流保护、低压保护等。
继电保护装置被应用到供电系统的目标为:一,对于供电系统中出现故障的电路部分通过相关电路器自动跳开的方式将其及时分离,使其与供电系统断开连接,降低故障元器件或者设备的对自身和其他连接设备的损坏,控制故障为供电系统带来的经济损失;二,对于供电系统中的设备或装置进行状态监控,一旦出现不正常运行状态,根据状态情况向相关人员发出报警信号,消除或减小故障设备或装置对系统造成影响。应用于供电系统的继电保护装置应该具有可靠性、灵敏性、选择性以及速动性等特点。
2 继电保护装置的应用
继电保护装置应用于高压供电系统以及变电站中可以根据应用位置和保护内容等分为线路保护、主变保护、电容器保护等。
其中,继电保护装置在高压供电系统的具体应用表现为:对于不并列的分段式母线按照其电路结构加装电流速断保护,该保护工作于断路器合闸的瞬间,断路器合闸完毕后保护自动解除。此外,为保证相关配电所的正常运转和安全,应该在较为重要或运行负荷等级较高的配电所配置过流保护装置。
继电保护装置在变电站中的应用可以从以下几方面讨论:首先是线路保护。对于供电线路的保护可以根据实际环境采用二段式或三段式电流保护,其中第一段保护为电流速断保护,第二段保护为限时电流速断保护,第三段保护为过流保护。其次是主变保护,即对主变压器的保护。该保护可分为主保护和后备保护两种,其中主保护由差动保护和重瓦斯保护组合实现,后备保护由过负荷保护和复合电压过流保护组合实现。再次为对电容器的保护。该保护的实现主要通过过压保护、失压保护、过流保护、零序电压保护等功能装置实现。此外还有母联保护,该保护的实现通过在相关位置增装限时电流速断保护装置和过流保护装置实现。
通过上述不同位置、不同环节的保护装置的应用可以有效提高整个供电系统的安全性和可靠性,降低整个供电系统故障所带来的经济损失。
3 继电保护装置的维护
继电保护装置对整个供电系统具有重要作用,故应该在日常工作中做好对相关继电保护装置的维护和检测工作。
一是要对继电保护装置的连接部位以及其机械性能进行检测,确保其处于健康状态,消除保护拒动、误动等现象的出现。二是要对保护装置的插件进行检测和巩固,确保每个功能配件之间的连接牢固。三是做好继电保护装置的清洁工作。四是对继电保护装置的工作状态做好记录工作。随着微机型继电保护装置的逐步成熟和投入应用,这部分工作可以通过相关软件自动完成。
4 未来供电系统中的继电保护技术发展前景分析
继电保护装置的发展经历了多个时期和阶段,其发展过程是与现代信息技术相匹配的。随着计算机技术和网络技术的发展,其在各领域的应用更加广泛,体现在供电系统中的安全性和可靠性保护方面就是微机保护相关装置和技术的应用。配合使用网络技术可以有效的推动现有的继电保护装置和技术向自动化、智能化的方向发展;在功能方面,继电保护的功能也会随着可检测故障数据的增多而增多;在检测准确度方面,高性能硬件设备的投入使用必然会提升故障位置判断的准确度和精确度,进而进一步提升供电系统的可靠性和安全性。
总之,未来的供电系统中的继电保护技术的发展必将以硬件革新为基础,配合使用先进的软件技术,整体实现以终端单元、微机保护装置等为主的完整的、功能强大的、智能化的、自动化的计算机保护系统,提升保护效果、降低设备和资源投入、提高二次系统的可靠性。
5 结语
供电系统功能繁多,结构复杂,需要较高的运行可靠性和安全性。应用继电保护装置对供电系统进行安全保护对维持供电系统的正常运转具有非常重要的实用意义。在应用继电保护装置对供电系统进行运行可靠性保护时,需要根据应用位置、被保护装置的工作属性等进行实际配置和确定,以保证整个系统处于有序、可控运行状态。
参考文献:
[1]李志红,刘建刚.电力系统继电保护装置运行可靠性探讨[J].中国科技博览,2012(24).
[2]王莉娟.继电保护装置在电力系统中的应用研究[J].科技传播,2012(19).
论文摘要:通过对我国电力系统继电保护技术发展现状的分析,探讨继电保护的任务和基本要求。从分析当前继电保护装置的广泛应用,提出保护装置维护的几点建议,结合实际情况,探讨继电保护发展的趋势。
1前言
电力作为当今社会的主要能源,对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统。电力系统的飞速发展对电力系统的继电保护不断提出新的要求,近年来,电子技术及计算机通信技术的飞速发展为继电保护技术的发展注入了新的活力。如何正确应用继电保护技术来遏制电气故障,提高电力系统的运行效率及运行质量已成为迫切需要解决的技术问题。
2继电保护发展的现状
上世纪60年代到80年代是晶体管继电保护技术蓬勃发展和广泛应用的时期。70年代中期起,基于集成运算放大器的集成电路保护投入研究,到80年代末集成电路保护技术已形成完整系列,并逐渐取代晶体管保护技术,集成电路保护技术的研制、生产、应用的主导地位持续到90年代初。与此同时,我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究,高等院校和科研院所起着先导的作用,相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原东北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用,揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面,关于发电机失磁保护、发电机保护和发电机-变压器组保护、微机线路保护装置、微机相电压补偿方式高频保护、正序故障分量方向高频保护等也相继通过鉴定,至此,不同原理、不同机型的微机线路保护装置为电力系统提供了新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果,此时,我国继电保护技术进入了微机保护的时代。
目前,继电保护向计算机化、网络化方向发展,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化对继电保护提出了艰巨的任务,也开辟了研究开发的新天地。随着改革开放的不断深入、国民经济的快速发展,电力系统继电保护技术将为我国经济的大发展做出贡献。
3电力系统中继电保护的配置与应用
3.1继电保护装置的任务
继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量(电流、电压、功率等)的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于:在供电系统运行正常时,安全地。完整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;供电系统发生故障时,自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分,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、准确地发出信号或警报,通知值班人员尽快做出处理。
3.2继电保护装置的基本要求
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。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。
灵敏性。保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电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。
速动性。是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路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。
可靠性。保护装置如不能满足可靠性的要求,反而会成为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,必须确保保护装置的设计原理、整定计算、安装调试正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效,以提高保护的可靠性。
3.3保护装置的应用
继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等,用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用,对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸后自动解除。另外,还应装设过电流保护,对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。变电站继电保护装置的应用包括:①线路保护:一般采用二段式或三段式电流保护,其中一段为电流速断保护,二段为限时电流速断保护,三段为过电流保护。②母联保护:需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。③主变保护:主变保护包括主保护和后备保护,主保护一般为重瓦斯保护、差动保护,后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。④电容器保护:对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。随着继电保护技术的飞速发展,微机保护的装置逐渐投入使用,由于生产厂家的不同、开发时间的先后,微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面,但基本原理及要达到的目的基本一致。4继电保护装置的维护
值班人员定时对继电保护装置巡视和检查,并做好各仪表的运行记录。在继电保护运行过程中,发现异常现象时,应加强监视并向主管部门报告。
建立岗位责任制,做到每个盘柜有值班人员负责。做到人人有岗、每岗有人。值班人员对保护装置的操作,一般只允许接通或断开压板,切换开关及卸装熔丝等工作,工作过程中应严格遵守电业安全工作规定。
做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行,防止误碰运行设备,注意与带电设备保持安全距离,避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次,每月对微机保护的打印机进行定期检查并打印。
定期对继电保护装置检修及设备查评:①检查二次设备各元件标志、名称是否齐全;②检查转换开关、各种按钮、动作是否灵活无卡涉,动作灵活。接点接触有无足够压力和烧伤;③检查控制室光字牌、红绿指示灯泡是否完好;④检查各盘柜上表计、继电器及接线端子螺钉有无松动;⑤检查电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好;⑥配线是否整齐,固定卡子有无脱落;⑦检查断路器的操作机构动作是否正常。
根据每年对继电保护装置的定期查评,按情节将设备分为三类:经过运行检验,技术状况良好无缺陷,能保证安全、经济运行的设备为一类设备;设备基本完好、个别零件虽有一般缺陷,但尚能安全运行,不危及人身、设备安全为二类设备。有重大缺陷的设备,危及安全运行,出力降低,"三漏"情况严重的设备为三类。如发现继电保护有缺陷必须及时处理,严禁其存在隐患运行。对有缺陷经处理好的继电保护装置建立设备缺陷台帐,有利于今后对其检修工作。
5电力系统继电保护发展趋势
继电保护技术向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化方向发展。随着计算机硬件的飞速发展,电力系统对微机保护的要求也在不断提高,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,与其他保护、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,使微机保护装置具备一台PC的功能。为保证系统的安全运行,各个保护单元与重合装置必须协调工作,因此,必须实现微机保护装置的网络化,这在当前的技术条件下是完全可行的。在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上是一台高性能,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆投资大,且使得二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在室外变电站的被保护设备旁,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆。
结论。随着电力系统的告诉发展和计算机通信技术的进步,继电保护技术的发展向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展,这对继电保护工作者提出了新的挑战。只有对继电保护装置进行定期检查和维护,按时巡检其运行状况,及时发现故障并做好处理,保证系统无故障设备正常运行,提高供电可靠性。
参考文献
[1]王翠平.继电保护装置的维护及试验[J].科苑论坛.
关键词 高压线路;继电保护;方法研究
中图分类号TM591 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)79-0089-02
输变电行业在整个电力链路中处于中间环节,但其具有非常重要的作用,高压线路的运行可靠性对工农业生产、交通运输以及日常生活都具有十分重要的意义.高压电力用电客户受电系统在运行中,由于各方面原因,如内部操作或外部的干扰等,都会产生短路现象或过电压事故,这些会严重影响到企业自身甚至电网系统的安全运行。为保证电网系统在输电过程中的稳定和用电客户在用电过程中的安全,必须对线路采取继电保护。
1 高压线路中的继电保护装置的工作特性
高压电力用电客户中的继电保护的主要用于监视、控制、自动保护电力系统,保障电力系统内未出现故障的元件可以正常运转以及不被继续破坏,已出现故障问题的元件不再继续破坏其他元件。而这一目标的实现主要通过继电保护系统。当高压线路出现问题时,继电保护系统可以立即发出等相关动作指令,同时自动、迅速、有条件地分割线路中的故障元件,实现对电力系统的保护。
2 高压线路中继电保护设置的基本要求
1)应该在变电所中安装相应的故障检测和设备异常运行保护的自动装置。通过设置继电保护装置保证变电所工作的可靠灵敏和实时性;
2)应该在变电所中的电力设备和线路的中设置具有主保护、后备保护和异常运行保护,特殊情况下还包括辅助保护的继电保护设备;
3)如若输电电压超过10kV,应该采用数字继电保护设备对变电所进行继电保护。
3 高压线路中用电客户对继电保护方式的配置
高压线路具有双回线、线路多分布在野外及环网等特点。这些特点要求高压线路的架设在结构上必须具有开放、分散、分层等特点,才能保证电网系统正常稳定运转。继电保护装置主要分为以下几类:
1)电流速断保护
电流速断保护装置的主要特点是无时限或具有很短时限动作,该装置能在最短时间内切除短路故障,隔离损坏高压设备,阻止电力事故蔓延。
电流速断保护原则是否生效由通过被保护线路的末端时的最大短路电流决定,即,其中,表示线路最大运行时的短路电流,K表示可靠系数,通常情况下可取1.2~1.3。通过分析上述公式可知,电流速断保护装置只能保护输电线路的一部分,不能够对全程线路进行继电保护。
2)限时电流速断保护
通过前面分析,电流速断技术在保护输电线路全长方面还有很多不足之处,为解决该问题,可增加一段新的继电保护设备,其作用是切除本段线路上没有被保护的其他线路的故障,必要时,该设备也可以改用于后备速断设备,这就是所谓的限时电流速断保护。该保护方式的首要要求就是在保证具有最小动作事先的同时,对装备线路的全长进行全方位继电保护。鉴于限时电流速断保护必须保护本线路的全长,其必然会对下一条线路的继电保护产生作用,在下一线路出口处发生短路是,该保护方式也可以对该段线路产生保护效果。但是由于上述特性就决定了在时效性方面该保护方式就会有所欠缺。为了保证速断动作的准确性和实效性,必须限制保护动作的时限,时限的长短与其保护范围有关。通常情况下,可以设置该线路的动作时限t比下一线路的动作时限高出相投的时间t,t在0.35s~0.65s之间取值,一般设为0.5s。结合上述两点分析,若高压线路中同时装备了电流速断保护设备和限时电流速断保护设备,则线路的全程范围内的故障的解决都可以保证在0.5s内完成,达到速断的要求。
3)阶段式电流保护
虽然限时电流速断保护技术可以对线路的全程进行保护,但是其不能对相邻元件进行保护,为解决该问题,可将上述两种速断保护方式与过电流保护相结合,构成阶段式电流保护,保证故障的切除有针对有选择。具体表现为,根据高线线路的现实需求同时采用其中的两种或者三种技术。实际应用中,在对线路进行可靠有效保护的前提下需要对保护装置进行简化和整定,也就是将电流速断保护中的瞬时性和限过电流保护中的定时性相结合,组合为两段式电流保护。该种方法在保证可以快速反应线路故障的同时将其切除,同时不失其他线路所具有的简单、可靠等优点。在高压输电线路中该方法获得了广泛的认可和应用。
4)反时限过电流保护
反时限过电流保护是这样一种装置,其切断时间与被保护高压线路中的电流大小成反比例关系:当线路中的电流较大时,相应的切断时间变短;当线路的电流较小时,相应的切断时间适当延长。该技术主要应用在小容量电机或者单侧供电电源的线路终端上。
5)定时限过电流保护
定时限过电流保护是这样一种装置,当高压线路正常运行时,该保护方式不会响应,当高压线路发生故障时,电流的极速增大会使保护装置产生响应。通常情况下,该保护方式不仅对本线路的全程负责,还可以对相邻线路的全程负责,起到后备保护的作用。该方式的电流整定理论基于线路上中的最大负荷电流,表达式为:,其中Ilmax为线路最大负荷电流:Krel为可靠系数,一般取1.05~1.25;Kst表示自起动系数,通常在1.3~3.0中取值。
4 结论
高压线路在供电系统中占有重要地位,为保证其正常运转必须装置合理有效的继电保护设备对其进行保护。随着电力电子技术的快速发展,新的继电保护装置会相继被应用到高压线路保护中去。本文只是对继电保护相关原理进行了简单的分析,提出了对应解决方案,对现实工程有一定的指导意义。
参考文献
[1]江波.高压电力用电客户继电保护装置分析[J],安徽电子信息职业技术学院学报,2011(55):25-26.
【关键词】 变电站数字化 继电保护 测试技术
随着大容量、特高压超大系统电网的逐渐形成,对电网稳定性、安全性、可靠性等方面提出了更高的要求。变电站电力网络系统中的中转站,对网络的安全运行具有重要的意义。
随着电网数字化技术逐步成熟,数字化变电站建设在全国推进,数字化变电站成为电力网络系统建设的一大趋势。数字化变电站是在IEC-61850通信规范基础上构建了智能化一次设备、电子式互感器和网络化二次设备,实现了变电站智能电气设备间信息共享和互操作,是变电站能够稳定、安全、可靠和经济的运行。
继电保护装置在电力系统中起着重要的作用。如果继电保护装置出错,对电力系统的运行会造成影响,对人民的生产生活造成巨大的损失。数字化继电保护装置的正常运行,对变电站稳定运行具有极为重要的作用,对继电保护装置进行测试是及时发现继电保护装置存在缺陷并解决处理的重要手段。
1 传统继电保护测试技术难以适应数字化继电保护装置测试
传统继电保护装置的保护功能测试,开关量输入输出和模拟量输入都是通过物理接线连接的。测试人员利用继电保护测试仪输出电流电压等模拟信号到继电保护装置的模拟量输入回路,同时也可以输出开关量到保护装置的开关量输入回路保护经过故障计算后满足动作判据输出跳闸命令,驱动出口继电器,使继电器的触点闭合,测试仪的开关量输入模块可以监视保护装置的动作触点,这样构成测试系统,测试人员可以很方便地考核保护逻辑的正确性及继电保护的性能指标等是否合格。
随着IEC-61850标准的提出及电子式电流互感器(ECT)和电子式电压互感器(EVT)技术的发展,ECT和EVT可直接输出数字量信号,讲传统的开关量信号改造成数字化开关量信号。保护装置通过网络采集电子互感器的数字量信号对智能操作单元实现数字控制。并能变电站数字化继电保护装置的特点决定了传统的输出电压、电流等模拟信号量的继电保护测试装置无法完成对采集数字信号量的数字化保护装置的测试工作,需要采用数字化测试装置完成数字变电站继电保护装置的检测工作。
2 国内数字化继电保护装置测试技术概况
目前,大多数字化继电保护测试装置主要保护测试仪为主的,还处于单装置开环测试阶段,仅仅能完成单套保护装置基本功能测试,而对于电力系统设备进行系统的闭环和整体性能测试还不能完成。开环测试对电力系统的真实情况不能做全面的反映,只是对变电站二次设备硬件和软件的运行是否正常进行了检查。
仅对变电站保护单装置的单元测试是不够的,不考虑变电站二次设备系统测试就无法检测出装置接口和网络中负荷情况是否正常。因此,为提高变电站二次设备工作的可靠性和稳定性,对变电站二次设备闭环系统测试进行研究,特别是对基于IEC61850的数字化变电站,继电保护装置的闭环系统测试更是必须完成的重要测试工作。
3 数字化变电站继电保护装置测试技术分析
随着变电站的数字化建设,基于IEC-61850通信的数字变电站继电保护装置测试技术发展趋势为:测试功能强大,完成常规的继电保护装置测试,也能满足其他特殊功能要求;测试系统必须符合IEC-61850标准,支持网络通讯;系统的维护和升级必须方便快捷,硬件平台要通用化,测试功能的扩展能通过软件升级来实现。基于IEC61850标准的数字化继电保护装置具备通信、保护、输入、显示、记录、打印等各项功能,能够对装置全面测试,考核功能的正确性,成为功能测试中重要的一项。
数字化变电站继电保护装置测试技术虽然有了很大的发展,但是,现在已有的测试设备还不能完全满足数字化继电保护装置的测试需求,需要进一步加强对数字化变电站继电保护装置测试技术的研究,研制能够进行数字化闭环测试的测试装置。根据数字化变电站的特点,只要保护、测控等变电站二次设备符合IEC-61850标准,就能够直接与电站的局域网相接,操作简单方便。因此,电力系统的测试只要符合上面的要求,才能使测试变得方便简单。
数字化测试系统与被测的数字化继电保护装置均接入变电站局域网中。根据电力系统的故障设置,测试系统应能够模拟EVT、ECT的故障数据,按IEC-61850的规范向保护装置发出数字信号以及故障信息量,数字化继电保护装置根据数字信号做出反应,并向局域网发出事件信息(跳合闸指令),测试装置接收到事件信息后再进行下一步的操作,整个闭环测试系统都由数字化元件构成。测试系统利用计算机强大的运算功能可以进行复杂的电力系统暂态仿真试验和故障再现等,继电保护装置的软件版本升级后,相应的测试项目、测试标准也可直接通过网络获得,数字化测试系统在保证信息安全的基础上,能实现测试信息的共享,同时可以支持强大的统计分析、异常处理记录等。
对于数字化变电站继电保护装置,应紧密围绕数字化继电保护装置与传统继电保护装置在测试方法和技术上的不同进行研究。数字化继电保护装置符合IEC-61850标准,实现了IEC-61850标准后的继电保护装置的支持功能发生变化,基本接口接法也发生了变化,因此,应基于IEC-61850标准对其测试方法进行相应研究,以形成满足数字化变电站继电保护装置测试要求的更为简单、可靠、快捷、安全的测试方法。
参考文献:
[1]张艳.数字化变电站继电保护装置测试技术探讨[J].江西电力职业技术学院学报,2009(09):56-57.
[2]李先妹,黄家栋,唐宝锋.数字化变电站继电保护测试技术的分析研究[J].电力系统保护与控制,2012(02):77-78.
[3]赵志民,秦立军.继电保护测试技术的现状与发展[J].现代电力,2002(2):136-137.
【关键词】 微机保护 电力系统一次设备故障 作用
1 电力系统继电保护概述
电力系统微机继电保护是指以微型计算机和微型控制器作为核心元件,基于数字信号处理技术的继电保护装置运用到电力系统中,简称为微机继电保护或者微机保护。电力系统中微机继电保护技术也是一个不断发展不断完善的过程。20世纪60年代得益于半导体二极管的出现,问世了整流型继电保护装置;到了70年代,半导体技术得到了进一步的发展,问世了晶体管继电保护装置;80年代,由于大规模集成电路的出现,出现了使用该技术的集成电路型的继电保护装置;80年代中期,计算机技术和微型计算机技术得到了飞速的发展,微机型继电保护装置随之出现。电力系统越发展越发达,其安全运行就显得尤为重要,因此要想实现电力系统的安全运行就要求继电保护技术随之提高,电力电子技术,计算机控制技术,单片机技术和信息技术的飞速发展为继电保护技术的发展提供了技术上的保障[1]。
2 微机保护在电力系统中的作用及其应用
2.1 微机保护在电力系统中的作用
电力系统由发电、输电、变电、配电及用电等环节组成的,通常把直接生产、输送和分配电能的设备成为电力系统的一次设备也称为主设备,一次设备构成了电力系统的主体,通常包括隔离开关、发电机、断路器、电力变压器、电力母线、输电线路和电力电缆等设备[2]。但与此同时我们也应看到,微机保护技术也带来了一些问题,例如由于微机保护装置中使用了大量集成芯片,以及硬件设备的不断升级换代,增加了使用人员掌握的难度。因此,为了提高我国电力系统微机保护的现代化水平,适应微机保护的普及和应用,必须采取多种方法和途径培训更多合格的具有微机保护专业知识的微机运行和检修人员。
2.2 微机继电保护在电力系统中的应用
2.2.1 在变压器故障中的应用
在电力系统中,变压器的作用十分的重要,如果变压器发生故障,就会影响整个电力系统的正常运行。变压器经常发生的故障主要有三种:短路故障、油箱漏油、套管漏油。在这三种故障中,可以引起短路故障的情况还有好多种,比如引出线的相间短路、单相绕组部分匝线之间的匝间短路等情况。在变压器没有故障时,也会存在着不正常工作的情况,比如外部短路引起的过电流、变压器中性点电压升高等情况。为了保证变压器能够正常的运行,避免故障的出现,可以利用微机保护来保证变压器的正常运行,从而维护电力系统的正常工作[3]。
2.2.2 在高压输电线路中的应用
在电力系统中,除了变压器以外,高压输电线路也是一个非常重要的设备。近几年来,特高压输电线路的发展速度十分的迅速,尤其是500kV的超高压输电线路,已经遍布全国,成为电力系统中主要的网架。目前,高压输电线路的保护主要有两种方式:光纤通道的分相电流差动、光纤通道的零序电流差动。然而,在高压线路的实际运行中,也会产生许多的故障,例如,由于风力吹起来的物体造成的相间短路或对杆塔的接地短路,雷击过电压造成的绝缘子表面闪络等各种暂时性故障。如果没有微机保护这些暂时性故障就可能是电力运行中断,电力系统的安全性,可靠性和稳定性就会受到严重的影响[4]。
3 微机保护的发展趋势
3.1 高速数据处理芯片的应用
微机保护装置所依赖的是计算机系统,而高速数据处理芯片的应用能够将计算机变成一台高性能、高速度的机器,成为计算机网络上的一个智能终端,从而保护整个电力系统的正常运行。基于网络的电力网可以监控整个电力系统运行的状况,并将所获得的情况信息及时的传给网络中心,当电力系统一次设备发生故障时,可以在电力网处及时的知晓,从而采取有效的解决措施。
3.2 实现保护、控制、测量、信号和数据通信一体化
在电力系统的发展中,越来越倾向于自动化,自动化程度的提高决定了对微机保护需求的增加。需求的增加决定了微机保护功能的增多,除了基本的保护功能之外,微机保护装置还要具备其他的功能,比如对数据的快速处理、强大的通信功能、大容量的存储能力等。现阶段,我国已经研发出来新型的微机保护装置,就是32位数字信号处理处理器,这个微型保护装置的功能更为强大,能有效的将保护、控制、测量等功能集于一体,实现对电力系统一次设备的保护。
3.3 微机保护的网络化
目前,电力企业正在对电力系统实行更新改造,对用于电力系统一次设备保护的微机保护装置,将其与信息技术相融合从而实现微机保护的网络化是现阶段的发展趋势。在当前的电力系统中,通过对各种有利因素的协调发展,微机保护网络化的潜在优势已经很明显的体现了出来。现今,在微机保护装置的内部设计中,已经逐渐的融入了网络化硬件设计思路。
3.4 微机保护的智能化
在20世纪90年代,对于电力系统的继电保护技术已经得到了很好地发展,维护保护技术的研究工作也进入到了一个新的领域――人工智能领域,随着人工智能的不断发展,还创新出了许多的方法来进行故障距离的确定、方向保护以及主设备的保护。人工智能技术的开发和应用不仅能够快速的检测故障发生的位置,而且检测的精准度非常高,还可以将传统方法难以识别的问题用新办法、新途径来解决。
4 结语
对于电力系统的一次设备,采用的是微机保护装置,这个保护装置能够有效的提高一次设备运行的可靠性和安全性,还可以保证整个电力系统处于正常的运行状态,从而减少设备故障的发生,降低故障所带来的各种损失。电力系统的更新提高了对微机保护装置技术的要求,所以要采取多种方式来增强微机保护技术,从而实现电力系统一次设备微机保护的现代化。
参考文献
[1]黄靖.微机保护智能主站及其通讯的研究[D].华北电力大学,2010.
[2]杨帆.基于DSP的综合数字化继电保护装置[J].重庆工学院学报(自然科学版),2010(3).
随着电力系统的高速发展与计算机通信技术的进步,继电保护技术逐渐向计算机化、网络化、一体化与智能化方向发展,这对继电保护装置调试技术提出了更高的要求。继电保护装置的调试技术十分关键,关系到继电保护装置的稳定运行。因此,应切实做好继电保护调试工作,为继电保护装置的正常与稳定运行,打下良好基础。
一、继电保护装置的基本任务
电力系统继电保护装置是在电力系统发生故障和运行不正常时,能够及时向运行值班人员发出告警信号,或直接发出跳闸命令,快速切除故障,消除不正常运行状态的重要自动化技术和设备。继电保护的基本任务:①能够自动迅速,有选择的跳开特定的断路器,使电力系统的故障部分快速从电力系统中分离,达到最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏,同时将电力系统安全供电影响降到最小。②能够反映电气元件的不正常运行状态,同时要依据不正常运行状态以及设备运行维护条件的不同向值班人员发出信号,以便及时进行处理,反应电力系统不正常状态的继电保护装置通常带有一定的延时动作。电力系统对继电保护装置要求具备速动性、选择性、灵敏性以及可靠性。
二、继电保护装置的调试技术
2.1 微机型继电保护装置的系统调试。系统调试要求详细观察系统的运行状态,以便及时发现隐患。
2.1.1带方向保护的方向校验。线路带上一定的负荷后,在监控后台机上查看某一时刻同相电流电压数据进行分析。例如:线路输送功率为从变电站向线路送电,则A相电压正半波最大值应超前A相电流正半波最大值一定角度(最大不超过180度),即同半波数据内电流最大值落后电压最大值几个采样点;否则,线路保护方向错误。根据装置采样频率可以算出两点之间的角度,如12点采样,则两点之间为360度/12=30度。同理,可校验B,C两相。
2.1.2差动保护极性校验。主变压器带上一定的负荷后,才能判断出主变压器差动极性。在监控后台机上查看某一时刻主变电流采样数据,根据差流相数据的大小判断差动极性,也可通过对各相电流的波形分析差动极性。正常状态下,对于两圈变压器在同一时刻,主变压器高低压侧A-a,B-b,C-c相电流波形应正好相反,即高压侧为正半波数据,低压侧为负半波数据。
2.2 微机型继电保护装置的回路调试。回路调试即结合设计要求和系统功能进行全面细致的试验,以满足变电所的试运行条件。回路调试包括一次、二次系统的接线、保护、监控、打印等功能的全面校验和调试。
2.2.1装置打印、声音报警功能的调试。要求打印机设置正确,打印图形、报表完整美观,大小合适。能够实现自动打印和手动打印。对断路器、隔离开关等开关量加声响报警功能,对保护动作信息加声响报警功能。与智能直流屏、智能电度表、五防等装置的通讯应正确。在最后阶段还应对整个综自系统完善,确保综自系统防雷抗干扰,检查各屏上标签框上应做好正确标识。
2.2.2 装置监控功能的调试。装置遥控功能的检查:后台应能可靠准确地遥控断路器分合闸。如遥控失败,查找原因。测控装置或控制回路是否上电;直流屏合闸电源或者一次开关处保险是否投入;测控装置通讯是否已通;装置远方、就地切换开关是否切到远方位置;断路器分合位置、工作试验位置是否在后台上正确反映;控制回路接线是否正确。
2.2.3 装置保护功能的调试。装置保护功能的调试一般根据线路、变压器、电动机等继电保护装置类型,依据设计定值,用专用继电保护测试仪在保护装置上加电流或者电压,检查装置动作精度并传动断路器,在后台机上应正确显示保护动作信息,开关变位信息和动作时间数据。
2.2.4 一次、二次系统的接线检查。①开关控制回路的调试。在送出电源后,进行开关电源的操作,这个过程中观察指示灯是否能够吻合,分合闸的状态是否正常,如出现故障要关闭控制电源进行检修。②开关状态在后台机上的反应。对于各个开关和断路器逐一的手动操作,然后观察后台机上对应状态的显示结果,如果一致则合格,如相反则需查找原因。③变压器等设备信号的检查。变压器本体瓦斯、稳定、压力等信号在后台机上的显示名称、时间是否正确;重瓦斯、压力信号应跳主变各侧断路器,轻瓦斯、温度高信号应报警。
三、继电保护装置调试中应注意的问题
3.1工作开始前应检查工作人员是否已将应断开的连接片断开,并重点检查联跳连接片、远跳回路连接片、启动失灵保护连接片、联切小电源连接片及跳合闸连接片等是否按技术要求切除,此外,应检查应断开的交、直流电源空气开关确已断开。
3.2 在调试工作开始前应打印一份定值和正式定值核对,对定值单上没有的定值应认真记录装置内调整的系数,需将装置插件拔出检查并记录。
3.3 工作开始前需根据工作内容要求认真填写二次回路安全措施单。二次设备与回路安全技术措施单栏目填写内容的顺序为:“解除并包扎其它断路器回路与启动失灵回路解除本间隔跳闸回路短接电流回路解除并包扎电压回路解除并包扎信号回路。” 二次设备与回路安全技术措施单中“安全技术措施”栏目的填写内容统一为:“屏名称、回路名称、回路编号及位置(内侧、外侧)、安装单位端子编号、采取的措施(解脱、短接)与防护措施(包好、封号)”。
3.4 与保护装置相关的闭锁条件必须一一模拟检验其闭锁功能是否正常,对定值投入的信号要逐一进行检验,如过负荷闭锁有载调压及TA断线等。
3.5 带有方向的保护必须做正、反两方向试验,结合 TA的一次与二次极性接法,对照保护定值的方向要求来验证保护装置的方向性是否正确。
3.6调试时需加入最大负荷电流与三相平衡的额定电压,然后瞬间断合保护装置的直流电源,检查保护装置是否发生误动及信号是否正确。然后,再瞬间逐一断合单相、两相及三相交流电压,检查装置是否出现误动,信号是否正确。
3.7 整组试验完成后应调度核对装置的保护定值,对于定值单上没有的值及参数需与试验开始前做的记录相核对。
3.8 调试工作完成,投入跳合闸连接片之前,用万用表的直流电压档分别测量连接片上下端对地电位,而不能用万用表直接测量连接片上下端之间的电位,以防万用表档位选择不当而发生误动。
结束语
继电保护的应用对我国电力的稳定运行具有十分重要的意义,对我国的经济发展有极大的促进作用。为了保证继电保护装置可以稳定的运行,需要将其运行状态调整到最佳,保证各项系统都能够正常运行。因此,调试技术人员要不断的丰富自己的专业知识,提高自己的个人素养,在工作中能够严格按照规范执行,保证继电保护装置的运行性能处于最佳状态,为电网的稳定运行创造有利的环境。
参考文献
[1]邱建洲.关于继电保护调试的技术分析与探讨[J].科技信息,2005.
[2]张洪武.继电保护装置调试及验收注意事项探讨[J].广西轻工业,2009.
(作者单位:国网蒙东检修公司呼伦贝尔运维分部)
关键词:10kV供电系统;继电保护;分段母线
中图分类号:TM773 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2011)04-0111-02
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。例如,当系统中的某工矿的设备发生短路事故时,由于短路电流的热效应和电动力效应,往往造成电气设备或电气线路的致命损坏还有可能严重到使系统的稳定运行遭到破坏;当10kV不接地系统中的某处发生一相接地时,就会造成接地相的电压降低,其他两相的电压升高,常此运行就可能使系统中的绝缘遭受损坏,也有进一步变为事故的可能。
一、10kV系统中配置的继电保护的应用范围
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:
(一)10kV线路应配置的继电保护
10kV线路一般均应装设过电流保护。当过电流保护的时限不大于0.5-0.7s,并没有保护配合上的要求时,可不装设电流速断保护;自重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时,应装设略带时限的电流速断保护。
(二)10kV配电变压器应配置的继电保护
当配电变压器容量小于400kVA时:一般采用高压熔断器保护;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;对于车间内油浸式配电变压器还应装设气体保护;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;另外尚应装设温度保护。
(三)10kV分段母线应配置的继电保护
对于不并列运行的分段母线,应装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸后自动解除;另外应装设过电流保护。如采用的是反时限过电流保护时,其瞬动部分应解除;对于负荷等级较低的配电所可不装设保护。
二、继电保护在10kV系统配置重要性
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。在系统供电的可靠性、故障响应的灵敏性、保护动作的选择性、切除故障的快速性以及运行方式的灵活性、运行人员的熟练性上都存在着一些急待解决的。在供电系统中运行正常时,它应能完整地、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;不难看出,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。因此,在10kV系统中的继电保护装置就成了供电系统能否安全可靠运行的不可缺少的重要组成部分。
三、10kV系统中对继电保护装置要点
对继电保护装置的基本要求有四点:即选择性、灵敏性、速动性和可靠性。
(一)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。10kV供电系统中的电气设备和线路应装设短路故障保护。短路故障保护应有主保护、后备保护,必要时可增设辅助保护。当在系统中的同一地点或不同地点装有两套保护时,其中有一套动作比较快,而另一套动作比较慢,动作比较快的就称为主保护;而动作比较慢的就称为后备保护。即:为满足系统稳定和设备的要求,能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护,就称为主保护;当主保护或断路器拒动时,用以切除故障的保护,就称为后备保护。近后备和远后备:当主保护或断路器拒动时,由相临设备或线路的保护来实现的后备称为远后备保护;由本级电气设备或线路的另一套保护实现后备的保护,就叫近后备保护;辅助保护:为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护,称为辅助保护。
(二)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。保护装置灵敏与否,一般用灵敏系数来衡量。保护装置的灵敏系数应根据不利的运行方式和故障类型进行。灵敏系数Km为被保护区发生短路时,流过保护安装处的最小短路电流Id.min与保护装置一次动作电流Idz的比值,即:Km=Id.min/Idz灵敏系数越高,则反映轻微故障的能力越强。各类保护装置灵敏系数的大小,根据保护装置的不同而不尽相同。对于多相保护,Idz取两相短路电流最小值Idz(2);对于10kV不接地系统的单相短路保护取单相接地电容电流最小值Ic.min;
(三)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,就可以减轻短路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0.02s以下。所以实现速动性的关键是选用的保护装置应能快速动作。
(四)可靠性
保护装置应能正确的动作,并随时处于准备状态。如不能满足可靠性的要求,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。
四、继电保护在10kV中的具体应用
通过北京电信10kV系统中继电保护的应用现状,具体分析其保护作用。定时限过电流保护与反时限过电流保护的配置。由于定时限过电流保护的时限级差为0.5s,选择电网保护装置的动作时限,一般是从距电源端最远的一级保护装置开始整定的。为了缩短保护装置的动作时限,特别是缩短多级电网靠近电源端的保护装置的动作时限,其中时限级差起着决定的作用,因此希望时限级差越小越好。但为了保证各级保护装置动作的选择性,时限级差又不能太小。虽然反时限过电流保护也是按照时限的阶梯原则来整定,其时限级差一般为0.7s。而且反时限过电流保护的动作时限的选择与动作电流的大小有关。也就是说,反时限过电流保护随着短路电流与继电器动作电流的比值而变,因此整定反时限过电流保护时,所指的时间都是在某一电流值下的动作时间。通过可以看出,北京电信10kV新建及在建工程中,应以配置三段式或两段式定时限过电流保护、瞬时电流速断保护和略带时限的电流速断保护为好。10kV中性点不接地系统中发生一相接地时,按照传统方式是采用三相五铁心柱的JSJW-10型电压互感器作为绝缘监视。但是,当我们选用了手车式高压开关柜后,再继续安装JSJW-10已经比较困难,又由于10kV系统中的一次方案有了变化、原有的绝缘监视方案又存在着缺陷,因此较为可取的办法是采用零序电流保护装置。
参考文献:
[1]周新彭,变电站综合自动化技术应用分析,水泥工程,2009,(1)