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中图分类号:TM411文献标识码: A
1.1 基本任务
在变电站系统当中,继电保护的基本任务包括以下几个方面的内容:
(1)迅速、自动、有选择地控制特定的断路器跳闸,借此来对系统或是线路中发生故障的元器件进行保护,避免故障继续扩大或持续对元器件造成破坏。
(2)能够对变电站中各种电气设备的异常运行情况进行反映,并按照预先设置好的运维条件,发出相应的报警信号,同时减轻负荷,并自动完成跳闸。在这一过程中,通常不要求继电保护装置快速动作,只需要保护装置按照异常现象对电力系统及其各个元器件形成的危害程度进行相应地延时,以此来防止因干扰造成的误动作。
1.2 主要作用
当电网出现故障时,会引起以下问题:其一,造成系统中的电压急剧降低,这样极易引起用户负荷的正常工作被破坏;其二,在故障发生的位置处一般都会产生出较大的短路电流,由此引发的电弧会对电气设备造成一定程度地破坏;其三,会影响发电机的运行可靠性,这样便有可能导致系统振荡,严重时甚至会造成整个电力系统崩溃;其四,由故障引起的电流再流经电气设备时,会引起设备发热,进而导致设备的使用寿命下降,若是电流过大还有可能造成设备损坏。变电站继电保护能够在故障发生时将故障位置迅速从线路当中切除,从而有效地减轻了故障的破坏程度,同时还使故障影响的范围进一步缩小,确保了电力系统的安全、可靠、稳定运行。
1.3 变电站继电保护分类
变电站的继电保护按照被保护对象的性质大致可分为以下几种类型:其一,发电机的继电保护。此类保护包括发电机外部短路、定子绕组相间接地短路及过电压、对称过负荷、失磁故障、励磁回路接地等等。其出口方式主要有解列、停机、信号传输以及缩小故障影响范围等等;其二,线路的继电保护。按照线路的实际电压等级、中心点接地方式以及线路长度等又可分为相间短路、单相接地、过负荷等等;其三,变压器的继电保护。具体包括绕组短路、过负荷、中性点过电压、油箱压力过高、油面降低、变压器温度升高以及冷却系统故障等等。
2. 变电站继电保护自动化系统的技术分析
2.1 相关技术
(1)继电保护技术。目前,在我国电力系统快速发展的推动下,继电保护技术获得了长足进步,继电保护装置也从以往单一的元器件逐步发展成为大型的现代化设备。继电保护可以持续对电力系统的运行状况进行检测,一旦检测到系统当中出现故障时,相应的继电保护装置便会快速、准确地将故障位置从系统当中切除。继电保护装置的应用进一步降低了系统因故障造成的损失。继电保护装置正在朝着监测、通信、保护等功能一体化的方向发展,相信在不久的将来,其势必会实现电力系统的自动化控制。而想要实现这一目标,继电保护装置应当具备足够的灵敏性、速动性和选择性。
(2)变电站自动化系统。其具体包括自动化监控系统、自动装置以及继电保护装置等等,属于集多功能于一身的系统。自动化系统借助数字通信技术、网络技术可实现信息共享。由于系统取消了控制屏和表计等常用的传统设备,从而使控制电缆的使用大幅度减少,这样一来有效地缩小了控制室的总体面积,减轻了维护工作人员的劳动强度。
2.2 系统功能分析
继电保护自动化系统主要是从电力调度中心当中获取所需的信息,而调度中心能够提供给系统所需要的全部信息,因此,该系统的实现有充足的信息资源作为保障。
(1)对复杂故障准确定位的功能。通常情况下,复杂故障定位的研究大多是基于装置的测距原理。目前,较为常见的测距方法主要有以下两种:
①A型测距法。该方法又被称之为单端电气量法,具体是指测量故障行波脉冲在母线与故障点的反射时间来进行距离测量,该方法的优点是无需通信、成本低,缺点是容易受到其它线路末端发射的影响,致使测距结果误差较大;
②D型测距法。该方法又被称之为两端电气量法,主要是通过测量故障行波脉冲传送至母线两端的时间差来进行测距的,其优点是测量原理简单、结果准确可靠,缺点是必须在母线两端分别设置测量仪器并进行通信。
(2)辅助决策功能。当系统出现故障时,常常都会伴随出现保护误动作的情况。以往传统的故障分析一般都是依靠人来完成,这就使得分析结果经常会受到人的经验和水平等因素的影响。而继电保护自动化系统由于是收集了故障发生前后的系统运行状态信息和相关的故障报告,所以能够进行模糊分析,并根据继电保护以及故障录波的采样数据来完成精确计算,这样便可以快速、准确地对故障进行判断,从而实现故障恢复的继电保护辅助决策。
(3)继电保护的状态检修。通过对相关统计数据的分析可知,导致继电保护装置误动作的主要原因有装置设计缺陷、生产质量问题以及二次回路维护不良等等。而微机型继电保护装置本身具有自检功能,并且还具备存储故障报告的能力,为此,能够利用继电保护自动化系统来实现状态检修。
3. 结论与展望
总而言之,实现变电站继电保护对系统运行的自适应,若是按照整定计算会非常复杂,并且还有可能出现以下问题:其一,保护范围缩小、保护动作延时的时间延长;其二,系统有可能被迫退出一些受运行方式影响较大的保护;其三,还有可能发生失去配合的情况。凭借当前现有的技术力量和相关设备,并利用继电保护自动化系统,能够采集到每一次故障发生时周围系统的数据,然后通过线路短的故障电压和电流,可对线路的参数进行校核及修正,这样便能够实现线路参数的自动监测,但是却不能实现准确、快速判断出继电保护装置整定值的可靠性。为此,在未来一段时期内,应针对继电保护自动化系统在这个方面上的问题进行研究,这有助于继电保护自动化系统的实现。
【参考文献】
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[3] 李君会.浅谈220 kV变电站综合自动化系统的发展及应用[J].城市建设,2010(33).
关键词:水利发电机组;继电保护;配置;运行维护
0 前言
随着我国社会经济的不断发展,科学技术得到了极大的进步,新的电气设备得到了广泛的普及和应用,社会发展对电力的需求不断增加。在为人们生活提供便利的同时,也必须清楚地认识到,电力企业的发展造成了资源的大量消耗,也产生了严重的环境污染,需要进行体制改革。绿色电力理念的提出和应用,带动了水利发电的普及,使其成为继火力发电之后,我国电力结构的第二大组成部分,对于电力产业的稳定和发展有着巨大的推动作用。因此,加强对于水利发电机组的配置和运行维护,确保机组的安全运行,是十分必要的。
1 水利发电机组继电保护概述
1.1 定义
继电保护,是指利用自身具备触点的继电器,对电力系统及相应的元件进行保护,避免其遭受损害,并研究电力系统故障和影响系统安全的异常情况,提出针对性的应对策略的反事故自动化措施。
1.2 基本任务
继电保护的基本任务,是当电力系统出现异常情况或故障时,在尽可能短的时间内,对故障进行排除,或对故障设备进行切除,向工作人员发出警报信号,降低故障可能造成的影响和危害,从而保障电力系统的安全稳定运行。
1.3 特点
针对当前我国水电机组自身容量相对较大的特性,其继电保护的特点在于:
首先,要对继电保护的主保护进行双重甚至多重化设置,并采用不同的保护原理进行保护,切实保证继电保护作用的发挥;其次,对于继电保护装置性能指标要求较高。机组自身较大的容量使得其结构复杂,承受故障的能力较小,因此,需要对继电保护的性能指标进行优化;然后,从系统整体角度,对继电保护进行考虑,改变传统单一保护的形式,切实保障机组系统的安全性和可靠性。
2 水利发电机组继电保护的配置和运行维护
2.1 工程概况
某水力发电厂为了顺应当地经济发展对电力的需求,进行了结构的优化和改进,提高了电力产能。在新的机组设备配置完成后,需要对继电保护进行配置,确保机组运行的安全。改进后的电厂拥有4台300MW的发电机组,机组与主变压器之间的连接采用单元接线方式,在机组中设置有出口断路器,出口电压18kV,在当地的电网中主要发挥调峰填谷、调频、调压和事故备用的作用。
2.2 继电保护的配置
由于新的发电机组与以往的发电机组相比,运行方式更加灵活多变,使得设备的运行工况多而复杂,需要增设相应的配套设施,对继电保护也提出了更高的要求,需要相关技术人员的分析和研究,确保继电保护配置的合理性和有效性。
(1)机组和主变压器的保护
针对该水力发电厂发电机组的特点,为了切实保证系统的安全,对继电保护装置进行了分析,结合实际情况进行了配置。对于发电机轴电流的保护,采用ABB产品,而对于机组和主变压器的保护,采用了质量更好,效率更高的由德国西门子公司出产的微机型保护装置,包括定子过负荷保护、低频保护、过电压保护、失磁保护等多个装置,共同构成继电保护系统,切实保证机组和主变器的运行安全。
(2)机组运行特点对于继电保护的影响
该水电厂发电机组运行方式的多变性和运行工况的多样性,对于继电保护提出了更高的要求,需要引起相关技术人员的重视。根据相应的试验分析,继电保护装置主要受到以下两个方面的影响:
首先,水利发电站的机组具有水泵和发电两种工况,在运行和管理过程中,需要通过相应的换相开关,改变相序,以完成两种工况之间的相互切换,因此,在配置继电保护装置时,必须充分考虑相序变动的影响;其次,启动水泵工况时,无论采用何种运行方式,机组都需要在启动时施加相应的励磁电流,从而确保定子绕组的电流频率和幅值等都可以随着机组转速的变化而变化,确保机组的正常运行。而在启动过程中,电流电压频率的变化,会影响继电保护装置功能的发挥,从而引发装置拒动或误动的风险。因此,需要充分考虑系统中电流电压频率的变化。
(3)微机继电保护的应用
微机继电保护在水利发电厂中的应用,相比于普通的继电保护,有着以下优点:
①便于调试和维护:微机继电保护可以通过数字信号处理技术,对系统的参数进行调试,更加简单方便,也可以有效降低设备维护的机率,便于进行维护。
②灵活性好:针对不同的要求,可以采取不同的处理软件,从而确保继电保护装置具有良好的适用性,灵活性强。
③可靠性高:由于采用了计算机控制系统,可以对故障进行自动化的识别和处理,减少误动或拒动的机率,提高继电保护装置的可靠性。
2.3 继电保护装置的运行维护
在继电保护装置投入使用后,其运行相对比较稳定,并没有出现大的故障和缺陷。但是,管理人员同样需要加强对设备的维护工作,以保证其正常运行。一方面,要安排专门的管理和维护人员,每天对继电保护装置进行巡查,对于容易出现问题的关键部位,更要加强巡检力度;另一方面,针对继电保护中存在的隐患和问题,要及时进行处理和解决,切实保证继电保护装置的安全和稳定。
3 结语
总而言之,在可持续发展理念的推动下,水利发电成为我国电力行业的重要组成部分,对我国的经济发展有着十分重要的影响。因此,电厂技术人员必须结合实际,对继电保护进行合理配置,并做好运行维护工作,确保机组运行的安全和稳定,促进电厂的稳定发展。
参考文献:
[1]邓天涛.微机继电保护在水力发电中的应用[J].黑龙江科技信息,2013,(26):28.
[关键词]电力系统 ;继电保护; 现状
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)31-0265-01
前言:电力工业是国家经济发展战略中的重点和先行产业,现代工业的发展都离不开电力的支持。由于电力的这种重要地位,对电力进行继电保护显得至关重要。通过继电保护可以在电力系统发生故障时,第一时间排除故障,从而将损失降到最低。不断创新、完善继电保护技术是电力系统保护的重要内容。
1. 概述
1.1 继电保护的含义
继电保护技术通常是指根据电力系统故障和危机安全运行的异常工况,提出切实可行的对策的反事故自动化措施。一般来说,一套继电保护装置由3个部分组成,即测量部分、逻辑部分和执行部分。测量部分用于测量被保护装置的工作状态电气参数,与整定值进行比较,从而判断保护装置是否应该启动。逻辑部分,根据测量部分逻辑输出信号的性质、先后顺序、持续时间等,使保护装置按一定的逻辑关系判定故障类型和范围,确定保护装置如何动作。执行部分根据接收到的逻辑部分的信号,完成跳闸、发出信号等动作[1]。
1.2 继电保护的基本任务
继电保护是保证电力系统安全运行、提高经济效益的有效技术,其基本任务是自动的、迅速的、有选择性的将故障元件从电力系统切除,迅速恢复非故障部分的正常供电,要求能正确反映电气设备的不正常运行状态,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,或由装置自动调整,并要能与供配电系统的自动装置,如自动重合闸装置ARD、备用电源自动投入装置APD等配合,根据电网运行方式,选择短路类型,选择分值系数,缩短事故停电时间,提高供电系统的运行可靠性。
2.继电保护存在的问题及解决方法
2.1 继电保护常见问题
继电保护可能因为系统软件因素发生不可靠性情况。软件出错将导致保护装置误动或拒动。继电保护系统硬件装置因素也会出现不可靠情况。由二次回路绝缘老化、导致接地等原因造成的故障在继电保护系统故障中占有一定比例。而对于通道及接口,高频保护的收发信机、纵联差动保护的光纤、微波的通信接口等装置系统易于发生通信阻断故障,直接影响继电保护装置的正确动作。此外,安装人员未能按设计要求正确接线或接线中极性不正确等误接线问题和检修、运行人员的误操作问题在不少电网中都曾发生过。
2.1 继电保护过程中事故处理方法
要进行继电保护时,只要正确充分利用微机提供的故障信息,对于经常发生的简单事故是较容易排除的,但对少数故障仅凭经验是难以解决的,应采取正确的方法和步骤进行。要正确对待人为事故,充分利用故障录波和时间记录。微机事件记录、故障录波图形、装置灯光显示信号是事故处理的重要依据,根据有用信息作出正确判断是解决问题的关键。还应运用正确的检查方法,常用的检查方法有逆序检查法、顺序检查法和运用整组试验法。顺序检查法常应用在保护出现误动时,具体表现在如果利用微机事件记录和故障录波不能在短时间内找到事故发生的根源时,应注意从事故发生的结果出发,一级一级的往前查找,直到找到根源为止。逆序检查法是利用检验调试的手段来寻找故障的根源[2]。按外部检查、绝缘检测、定值检查、电源性能测试、保护性能检查等顺序进行。这种方法主要应用于微机保护出现拒动或者逻辑出现问题的事故处理中。运用整组试验法主要目的是检查保护装置的动作逻辑、动作时间是否正常,往往可以用很短的时间再现故障,并判明问题的根源。如出现异常,再结合其他方法进行检查。
2.2 提高运行操作准确性要点
为保证保护投退准确,在运行规程中编入各套保护的名称、压板、时限、保护所跳开关及压板使用说明。由于规定明确,执行严格,减少运行值班人员查阅保护图的时间,避免运行操作出差错。特殊情况下的保护操作,除了部分在规程中明确规定外,运行人员主要是通过培训学习来掌握的。发现继电保护运行中有异常或存在缺陷时,除了加强监视外,对能引起误动的保护退其出口压板,然后联系继保人员处理。如发生当直流电源消失,定期通道试验参数不符合要求,或装置故障或通道异常信号发出无法复归等异常情况,均应及时退出。微机保护总告警灯亮,同时4个保护(高频、距离、零序、综重)之一告警灯亮时,退出相应保护。
3.继电保护发展方向
3.1 继电保护计算机化
按照著名的摩尔定律,芯片上的集成度每隔18-24个月翻一番。其结果是不仅计算机硬件的性能成倍增加,价格也在迅速降低。微处理机的发展主要体现在单片化及相关功能的极大增强,片内硬件资源得到很大扩充,单片机与DSP芯片二者技术上的融合,运算能力的显著提高以及嵌入式网络通信芯片的出现及应用等方面。这些发展使硬件设计更加方便,高性价比使冗余设计成为可能,为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。继电保护装置的计算机化是不可逆转的发展趋势。电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护基本功能外,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,强大的通信功能,与其他保护、控制装置和调度联网以供享全系统数据、信息和网络资源的能力、高级语言编程等[3]。
3.2 继电保护网络化
网络保护是计算机技术、通信技术、网络技术和微机保护相结合的产物,通过计算机网络来实现各种保护功能,如线路保护、变压器保护、母线保护等。电力系统网络型继电保护是一种新型的继电保护,是微机保护技术发展的必然趋势。它建立在计算机技术、网络技术、通信技术以及微机保护技术发展的基础上。网络保护系统中网省级、省市级和市级主干网络拓扑结构,以及分站系统拓扑结构均可采用简单、可靠的总线结构、星形结构、环形结构等。分站保护系统在整个网络保护系统中是最重要的一个环节。分站保护系统有两种模式:一是利用现有微机保护;另一个是组建新系统,各种保护功能完全由分站系统保护管理机实现。由于继电保护在电网中的重要性,必须采取有针对性的网络安全控制策略,以确保网络保护系统的安全。
3.3 继电保护智能化
随着计算机技术的飞速发展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不断被应用于计算机继电保护中。随着人工智能技术的不断发展,新的方法也在不断涌现,在电力系统继电保护中的应用范围也在不断扩大,为继电保护的发展注人了新的活力。将不同的人工智能技术结合在一起,分析不确定因素对保护系统的影响,从而提高保护动作的可靠性,是今后智能保护的发展方向。虽然上述智能方法在电力系统继电保护中应用取得了一些成果,但这些理论本身还不是很成熟,需要进一步完善。随着电力系统的高速发展和计算机、通信等各种技术的进步和发展,可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。
4.结语
随着现代科学技术的进步,电力系统也伴随着计算机技术、通讯技术的发展实现了巨大飞跃。继电保护将朝着更加计算机化、网络化和智能化的方向发展。这些都离不开继电保护工作者的辛勤劳动。最终保障我国国家电网安全稳定运行。
参考文献
[1]《继电保护和安全自动装置技术规程》(GB14285- 93).
【关键词】电力系统 继电保护 可靠性
随着社会经济以及电力事业的不断发展,我国人民的需电量日益提升,在供电安全性、可靠性与稳定性方面也提出了更高的要求。然而,电力系统是一个极为复杂的系统,其牵扯的内容较多,任何一个分支系统的损坏都会影响到电力系统的正常运行,而其负面影响轻则降低居民用电质量,重则危及到人员生命安全。电力继电保护技术中能够在极短的时间内对故障元件进行监测与切除,有效解决了运行人员在发现与切断故障元件过程中时间上的限制性,对电力系统的正常运行起着不可忽略的重要促进作用。
1 电力系统继电保护的任务及要求
继电保护技术是电力系统中的一项根本性技术,它能够有效满足电力系统在灵敏性和可靠性方面的要求,在电气系统出现异常情况时实施继电保护工作,进而保证电气以及供电的安全。继电保护的基本任务一是迅速、自动、有选择地将故障元件从电力系统中切除,使故障元件免于继续遭到破坏,保证其他无故障部分迅速恢复正常运行;二是反映电气元件的不正常运行状态,并根据运行维护的条件(例如有无经常值班人员),而动作于发出信号、减负荷或跳闸。电力系统继电保护装置的任务决定了它必须具备一定的标准与要求,即选择性、灵敏性、速动性及可靠性,尤其是可靠性。继电保护装置唯有在满足以上几项要求及相关标准的基础上,才能够有效开展电力系统的保护工作。总而言之,将继电保护装置及技术应用于电力系统中,是符合电力事业发展需要的,它能对电力系统运行过程中由于人为的、自然的以及设备故障等因素引发的电网故障进行及时的发现,并将该故障元件在极短时间内进行切除,有效的将负面影响缩减到最小,有益于促进电力系统的正常运行。
2 电力系统继电保护技术的现状
随着时代的发展以及电力系统对运行可靠性要求的不断提升,我国电力系统继电保护技术也得到了前所未有的进步与发展。自十九世纪初以来,继电保护已经历了一个世纪的发展,在开始的二十多年中,经过人们的不懈努力,相继开发出了电流差动保护、距离保护、高频保护、微波保护以及行波保护等。同时随着光纤通信技术的发展,利用光纤通道的微机继电保护装置将会等到更为广泛的应用。对于我国而言,高压线路、低压网络和各种主要电气设备都配有相应的微机保护装置,尤其是输电线路的微机保护已形成了系列产品,并得到了广泛的运用。与此同时,随着微机保护装置研究的不断深入,微机保护算法及相关软件方面也取得了较大的成果,我国的继电保护技术已悄然走进了微机保护时代。
3 提高继电保护可靠性的措施
3.1 牢抓继电保护的验收工作
继电保护作为电网安全稳定运行的第一道防线,担负着保卫电网和设备安全运行的重要职责。因此,在实际工作中,要严把继电保护验收关,继电保护调试完毕,施工单位应该进行严格自检、专业验收,然后提交验收单由建设单位组织设备部、检修、运行等部门进行保护整组试验、二次回路检查以及开关跳合闸试验,要求各保护屏、电缆标识清晰明了。经各项试验检查正常后恢复拆动的接线、元件、标志、压板,确认二次回路正常在验收单上签字。对于验收不合格的工程,应重新整改至合格后方可投运。
3.2 提高继电保护装置运行与维护能力
继电保护装置运行与维护对可靠性同样起着至关重要的作用。一是加强运行人员的培训,运行人员要熟悉保护原理及二次图纸,应根据图纸核对、熟悉现场二次回路端子、继电器、功能及出口压板;二是严格按照“两票”的执行情况及继电保护运行规程操作;三是发现继电保护运行中有异常或存在缺陷时,要加强监视,并对可能引起误动的保护按照继电保护相关管理制度执行,然后联系检修人员处理。
3.3 加强继电器触点工作可靠性检验
继电器是继电保护装置的重要组成元件,对于新安装或定期检验的保护装置,应仔细观察继电器触点的动作情况,除了发现抖动、接触不良等现象要及时处理外,还应该结合保护装置整组试验,使继电器触点带上实际负荷,再次仔细观察继电器的触点是否正确动作,以保证继电器触点工作可靠性,提升继电保护运行可靠性。
3.4 做好继电保护系统的技术改造工作
对缺陷多、超期运行且保护功能不满足电网要求的保护装置,要及时升级或进行综自改造。在技术改造中,对老旧的电缆、端子排、保护装置进行更换,并充分考虑可靠性、选择性、灵敏性、快速性“四性”要求,以避免因装置老化造成不必要的误动或拒动。
在网络通信技术和计算机技术不断发展的进程中,继电保护技术也取得了突破性的进展,有效突破了传统的格局,提升了电力系统继电保护的自动化水平。为此,继电保护人员要通过学习不断完善自身的知识结构,提升业务技术水平,并与时俱进,以将我国电力系统继电保护的自动化水平提升到一个新的高度。
4 结语
综上所述,在我国电力系统事业不断发展与进步的进程中,对于继电保护技术也提出了更高的要求。我们只有对继电保护技术和继电保护设备进行不断的研究,并结合科学技术来对继电保护技术进行不断的创新与完善,使其不断满足我国电力系统的发展要求,才能将电力系统中存在的故障进行有效遏制,全面提高继电保护的运行可靠性,从而进一步推动我国电力系统运行效率有效提升。
参考文献
[1]张文强,张泽瑞,方丽萍,李克军.刍议电力系统输配电线路节能降耗技术[J].中国新技术新产品.2012(13)
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[4]张亚萍.电力系统继电保护常见典型故障及保护措施[J].科技与企业.2014(15)
作者简介
吴海霞,女,云南省昭通市人。现为云南电网有限责任公司昭通供电局 继电保护工。研究方向为电力系统继电保护与自动化 。
关键词:变电站;变压器;运行;继电保护;措施
Abstract: The grid is to maintain the state in the economic field all the activities of the core link, the most powerful tool to bring rapid innovation in economic society. A part of the transformer is very important in power system, the safe operation directly affect the grid is efficient, safe operation. For further analysis on the related problems in transformer operation of 110 kV substation and protection measures.
Key words: substation; transformer; operation; relay protection; measures
中图分类号:TU994文献标识码: 文章编号:
对于变电站的保护,不仅要求供电技术能力上的精确,也要求在每一个细节处做到最好。外部环境对变电站的影响也是极其重要的,空气湿度和气候干燥直接影响输出源。所以也要对其基本保护措施加以重视。我们不仅要做好变压器的管理维护工作,保证其安全高效的运行,同时也要做好对其运行状况的记录工作,及时发现问题,并妥善解决,消除潜在隐患,保障电力系统的正常运转。继电保护装置就是为了及时发现故障并进行切除而装设的一种对变压器和变电站甚至整个电力系统的保护装置。
1、110 kV 的变电站变压器运行
1.1、工作原理
变压器是变电站的主要设备,分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器,即高、低压每相共用一个绕组,从高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线的变压器。电压高低与绕组匝数成正比,电流则与绕组匝数成反比。
电压互感器和电流互感器。其工作原理和变压器相似,它们把高电压设备和母线的运行电压、大电流即设备和母线的负荷或短路电流按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流,在额定运行情况下电压互感器二次电压为l00 V,电流互感器二次电流为5 A 或1 A。电流互感器的二次绕组经常与负荷相连近于短路,需要注意的是,绝不能让其开路,否则将因高电压而危及设备和人身安全或使电流互感器烧毁。
1.2、变压器运行异常的情况
当出现过负荷或者外部短路的情况,引起温度升高、油面降低和过电流等现象时,根据不同的情况,变压器主要的保护装置有以下几种:(1)气体保护,该保护方式是瞬间作用于信号式跳闸的,可用于变压器的油箱发生内部故障,或者油面降低时;(2)电流速断保护和差动保护,这种保护方式也是瞬间作用于跳闸,可用于变压器的引出线间的短路、接地短路,或者变压器的内部故障时;(3)过负荷保护,当变压器出现过载时可装设,作用于信号,主要用于因为过载而引起过电流时;(4)过流继电保护,这种保护方式可以作为气体保护和电流速断保护两种保护方式的后备保护,主要带时限动作用于跳闸,一般可用于出现外部短路引起过电流时;(5)温度信号,当变压器的温度发生变化,出现升高或者油冷却系统的异常时,可作用于信号。变压器的故障对电力系统造成的损失是相当严重的,为了防止出现这种情况,安装相应的过流继电保护装置是非常必要的。
2、110kV 变电站的继电保护措施
2.1、继电保护综述
继电保护措施,是研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况,以探讨其对策的反事故自动化措施。电力系统继电保护的基本任务是:当电力系统发生故障或异常工况时,在可能实现的最短时间和最小区域内自动将故障设备从系统中切除,或者给出信号由值班人员消除异常工况的根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。
随着电力系统容量日益增大,范围越来越广,仅设置系统各元件的继电保护装置,还远不能避免发生全电力系统长期大面积停电的严重事故。为此必须从电力系统全局出发,研究故障元件被相应继电保护装置动作切除后,系统将呈现何种工况;系统失去稳定时将出现何种特征,如何尽快恢复其正常运行等。系统保护的任务就是当大电力系统正常运行被破坏时,尽可能将其影响范围限制到最小,负荷停电时间减到最短。
2.2、 继电保护的具体措施
继电保护安全运行的主要措施有以下几点:
2.2.1特别要注意对继电保护装置的检验工作,只有在检验工作的最后才能进行电流回路升流以及进行整组的试验,当这2 项试验都完成后,绝不能拔掉插件,或者改变定值(定值区),对二次回路的接线进行改变等等。此外,电压回路升压的试验也是要放在最后进行的。
2.2.2 定值区的问题。拥有多个定值区一直是微机保护的一个很大的优点,因为电网在发生运行方式的变化时,更改定值就显得很方便了,但是若出现定值区错误,对继电保护来说就是一个非常严重的问题,所以工作人员需加强对定值区的管理,确保定值区的正确。
2.2.3 一般性的检查工作。它对于任何保护措施来说,都是相当重要的,绝对不能疏忽,一般性的检查基本包含2方面:①检查机械特性和焊接点是否牢固,同时也对连接件是否紧固进行清点;②将插件全部拔下来进行检查,如按紧芯片、拧紧螺丝等,及时发现虚焊点。
2.2.4 接地的问题。其对继电保护格外重要,首先是装置机箱和屏障的接地问题,这些都是必须要接在保护屏的铜排上的。而更重要的是,铜排本身是否已经可靠地接入地网,这个可以采用大截面的铜缆或者导线将其紧固在接地网上来解决,对其电阻还应用绝缘表进行测量,确定其是否符合规定;其次是电压回路和电流的接地问题,若是接地在端子箱,则必须要确定端子箱的接地是可靠的。
3、继电保护装置的维护
若要继电保护装置正常高效运行,就要定期对继电保护装置进行维护,只有先维护好继电保护装置,才能使其最大程度发挥效用,保护电力系统的正常运行。在对继电保护装置进行维护工作时,首先要对设备的初始状态有一个较为全面的了解,才能对以后的工作做出正确的判断;其次还要对其运行时的状态数据进行及时的统计分析,随时掌握设备的运行情况;再次是对继电保护装置的新技术和新发展,要及时跟进,才能保证其科学性。我国的在线监测技术还处于发展的阶段,不够成熟和完善,对于日常的检修工作并不能做出最准确及时的判断,这就要求工作人员必须对各种数据加以统计分析,做出综合的评价。
4、总结
本文从普通变电站的运转概况谈起,使我们对变电站变压器的运行有了一定的了解,而继电保护也是工作中的重点。希望电厂从业者在熟练掌握其基本操作原理后,再接再厉,将电力这个能够创造更多财富的国家资源的功用提升至更高层面,为人民、国家谋取更多利益。
参考文献:
1.孙杰华. 110KV变电站综合自动化系统与继电保护研究[J]. 黑龙江科技信息. 2010(28)
2.GB/T 50062-2008.电力装置的继电保护和自动装置设计规范[S]. 2008
3.殷柯. 高压电网继电保护装置故障仿真系统研究[D]. 南京理工大学 2003
关键词:电力自动化;继电保护;安全管理;运营维护
中图分类号: U224.4 文献标识码:A
1电力自动化继电保护现状
经济与社会的发展使得电力系统自动化不断向着更高的水平发展,继电保护作为保护电力系统正常运营的重要手段,也突破传统模式,不断探索革新。现在的继电保护与从前相比较在意义上与手段上都有了质的飞跃,原本仪表检测、事故信号等单一的管理模式开始向以计算机技术应用为主要手段的自动化管理模式转变,除了提升系统安全保障力度之外,在安装、调试、操作上也简便许多,还能实现无人值守自动化管控目标。现代化的电力自动化继电保护装置先进,功能强大,可靠性非常强,为相关人员的管理工作带来了无数便利。当然,同时我们也要看到,继电保护的运行环境尚未完全改观,在管理上也存在着一定漏洞,现代化电网对继电保护的高要求也促使继电保护安全管理必须不断完善,提升管理水平,弥补管理漏洞,这有利于电力自动化继电保护充分发挥自身的优势与性能,实现对电力系统的全方位管理和监控。由于电力产业的发展,电力自动化继电保护在国民经济中也占据了越来越重要的地位,因此,加强对继电保护现状的探索和研究,不管我完善电力系统相关的安全管理,对于经济建设和发挥发展来说意义重大。
2电力自动化继电保护安全管理探讨
2.1.统筹规划,保障继电保护装置性能与质量
电力系统的正常高效运行要求继电保护装置必须满足可靠性、选择性、灵敏性以及速动性四个要求,这四个方面紧密联系,既矛盾又统一。可靠性是指保护该动体时继电装置应可靠动作,不该动作时应可靠不动作。可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求,如果系统运行中继电装置随意干涉电力系统,那么将会带来重大的安全隐患,对于安全管理来说,无疑是非常不利的,所以,确保继电保护装置的可靠性是第一准则。选择性和灵敏性的要求,则通过继电保护的整定实现。速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障,其目的是提高系统稳定性,减轻故障设备和线路的损坏程度,缩小故障波及范围,提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。对于电力自动化系统来说,继电保护的基本任务是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)。从这个要求来看,继电保护装置在造型设计阶段最重要的就是选择质量可靠、性能优良的安全继电保护产品,只有硬件设施足够优秀,才能保证继电装置在电力系统的运行中全面发挥自己的性能,保障电力系统运营的安全,同时减少对电力系统元件的损坏,降低各种问题隐患给供电安全带来的不良影响。因此,针对继电保护装置的四大要求,电力部门在造型设计阶段选择供给企业时,就必须严格把关,选取产品造型合理,质量可靠,设计完善的企业,以保障电力自动化系统的安全运行。
电力系统的日常管理中,从自动化要求出发,结合实际,从全局着手开展工作,对资源进行合理配置,让继电保护的每个环节(信号、计量、控制等)都有条不紊、井然有序,确保其始终处在平稳、安全的运行状态。同时根据不断提升的管理要求,要配合变电站不断进行硬件、软件设施的管理改造,提升从业人员的职业技能与素质,为综合自动化管理模式的深化推进创造良好的运行平台。在遇到电气设备的不正常工作的情况时,要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,尽量确保反应措施的及时与高效,确保系统安全。另外,还应利用自动化优势,科学改善、更新监控数据库,实现对监控情况的合理等级划分和分类管理,一旦故障发生,根据数据库可快速作出判断和分析,及时解决问题与故障。
2.2.完善调试安装,确保设备良性运行
继电保护的可靠性主要由配置合理、质量和技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护和管理来保证,所以,设备的调试、安装工作要严格把关,从系统建设到后台监控再到安全管理,每个环节都要认真细致,并且合理分工,权责分明,将工作与责任明确划分,促使各部门及相关工作人员良性协调配合,完成对设备的监管与维护。由于电力系统的自动化特点,所以在对系统进行基础数据录入、数据库建设和联合调试的时候,要加强对各项环节的调试和监控,保证校检结果合格,同时还应当对其加入八分之八十额定电压,对安全管理中存在的各类故障进行模拟探究测试,保障装置中各项逻辑回路的正确性。针对实际中干扰系统运行各类因素,诸如防潮、雷击雷暴、磁场干扰等要做好检测预防工作,由于电源电压与工作环境要求较高,所以实际中应采用两端电缆屏蔽层接地的相关抗干扰规范,在网线及二次回路中合理配置避雷器等措施辅助提升计算机装置安全可靠性,提升系统抗干扰性。另外还要加强对电力工程施工环节的各项质量控制,确保系统运行良好、设备质量过硬,为电力自动化继电保护创造良好的环境。
2.3.强化验收与运营维护
电力系统自动化运行及继电保护安全管理要求我们在验收设备时加强试验监测,投入运营后做好维修养护工作。验收时,除了从前一些常规的整组传动保护试验外,还要根据自动化系统的新特性新要求,对各项设备的遥控、遥测、抗干扰性能等做出严格测试,进行验收,保障性能过关,并随之制定与自动化系统运行相匹配的操作规范及相关管理制度,完善操作环境的建设。同时,关于设备的各类报告书、图纸资料以及技术资料应及时整理保存,并送交相关部门,做好系统数据内容的备份工作,以便为电力系统后续的良好运行的维护提供各类资料,做好技术准备。先进的自动化系统对于相关工作人员的职业技能与素质也提出了更高的要求。
结语
总之,电力自动化继电保护安全管理要结合实际工作需要,从各个环节加强监督与控制,统筹规划,保障继电保护装置性能与质量,完善调试安装,确保设备良性运行,强化验收与运营维护,才能全面发挥自动化优势,实现继电保护的安全管理,提升系统运营效益和服务质量。
摘要:继电保护技术是电力系统的重要组成部分强有力的保证了水力发电站的安全稳定运行。我国自60年代开始发展继电保护技术,并取得了一定的成就。继电保护装置的进步对我国经济的发展做出了极大的贡献,然而目前我国继电保护装置仍存在缺陷。本文简要分析水力发电站继电保护装置的运行及应用维护。
关键词:继电保护装置;运行;问题;维护
引言
我国的继电保护装置由晶体管继电保护技术发展为集成电路技术,此后又进入微机保护时期,继电技术想着网络化、计算机化的方向发展,技术不断改善,效率不断提高,对我国经济的发展作出了突出贡献。虽然如此,我国的继电技术还有许多不足,还有很大的进步空间。如何变不足为优势,将我国的继电保护装置进一步提升到一个新的高度,促进经济的可持续发展,这是目前工作的重中之重。
一、继电保护的装置与问题
(一)继电保护的装置及其基本要求
继电保护装置是有许多继电器构成的,当水利发电机组中原件发生短路或者电力系统发生意外情况无法安全运行时,继电保护装置就会及时向值班人员发出警报,来完成对继电的保护。继电保护装置的基本任务是有选择性的从电力系统中自动清除故障元件,将损失降到最低,并且尽力让无故障的部分正常运行,此外当设备出现意外时,及时通过事故音响或光学信号向人员反映情况,尽快恢复供电。
继电保护装置有许多要求如可靠性、灵敏性、速动性、选择性等。可靠性包括信赖性和安全性,要求继电保护装置中的各个元件质量可靠,运行正确以及继电保护装置的设计原理和安装正确可靠,选用最简单的保护方式,便于调试维护,没有失误。灵敏性即继电保护装置能迅速感应到故障并不会出现失误。速动性是指继电保护装置在较短的时间能清除故障,降低电气设备损坏的程度,缩短系统恢复时间。选择性是指电力系统发生错误时,继电装置能够迅速找到故障并加以清除。
(二)继电保护装置的问题
我国继电保护装置还存在一些问题,极大的影响了水力发电站稳定运行。首先,继电保护装置在升级后或者发生错误的操作后,人员不知道如何采取正确的措施而厂家也不告知操作人员,造成事故的发生。其次有些装置的说明书及图纸与实际情况不符 ,定值不确定,造成保护失误问题,还有的装置信号误差大,使得继电保护装置无法发挥正常水平,带来极大的危害。
二、水力发电站继电保护装置的运行及维护
首先,要定时检查继电保护装置,并按时记录各种仪表的运行。建立责任制度,确保每个仪表前都有人负责,在运行中若出现异常时,及时加强监视并向上级部门报告。对保护装置进行操作时,必须严格遵守工作规定,谨慎操作。其次,保护装置要保持洁净,及时做好清扫工作。为保证运行设备正常运行,避免出现失误,必须由两名工作人员清扫。在清扫时,严格按照工作规定清扫,注意与设备保持好距离,避免出现事故。最后要做好检查工作。定期对电器保护设备检查评定,检查二次设备的每个组件的符号名称是否齐全正确,检查各种按钮开关是否灵活,各个接触点是否连接正确,控制室的指示灯及是否完好等等。若发现异常,及时处理并上报,避免存在隐患运行。
三、提高继电保护装置运行水平的措施
中国电力科学研究院曾对提高继电保护装置运行水平提出几点措施,并做动模试验进行检测。首先,基于保护装置的缺陷,应安装测试装置即个人计算机上一套完整的软件和硬件系统。它可以实时输出仿真系统在驱动测试中所产生的二次波形,用来保护装置。它是一个易于升级和扩展到三个终端系统的闭环系统,能够模拟运行,极大的提高继电保护装置运行水平。硬件系统要带有速度快精确度高的宽带,软件系统能够自动化的处理数据信息。实现对继电保护装置运行的统计分析。其次,要做好现场工作。强化安全意识,加强对工作人员的安全教育。严格按照规范要求标准施工,切忌凭记忆工作。在工作前,做好安全措施。实行奖惩制度,对那些严格按要求工作并未出现失误的工作人员实行奖励;对于那些责任心不强,工作不努力的员工进行教育批评。
再者,要引进国外先进技术及新设备。许多发达国家他们继电保护装置水平较高,我们可以派遣人员与他们进行交流,学习他们先进技术。及时更新设备,定时对工作人员培训,使他们熟练操作技术并跟上时代的步伐,避免出现有新设备却无人会用,造成设备浪费的情况。最后,厂家要有责任心,制造合格的产品,图纸要与实际相符,若出现设备升级情况,及时通知用户并告知正确的措施。政府部门要加强对产品的监控,严厉打击假冒伪劣元件,打击以次充好的不合格元件,确保保护装置元件质量的可靠性。只有各个部门协调工作,才能提高继电保护装置的运行水平,保证水力发电站安全稳定运行。
四、继电保护技术的发展趋势
现在已进入信息化时代,继电保护技术也朝着网络化、智能化、数字化、一体化的方向发展。随着计算机技术的飞速发展,集成电力系统对微机保护的要求也越来越高。除了基本的保护功能外,还应该有一个大容量数量的故障信息和数据存储空间,快速处理分析数据的功能,强大的通信量及通信能力和其他保护控制装备 ,调度网络数据系统共享信息和网络资源的能力,高级语言编写的编程等。使微机保护装置拥有电脑函数的功能来确保系统的安全运行。各个设备的保护装置必须协调工作,所以在当前的技术条件下可以实现计算机保护装置的网络化。在达到计算机化和网络化条件下的保护装置实际是一台为了保护、测量、和控制的高性能的装置。如果将这种集网络化、保护、测量、控制于一体的高性能装置安装在室外变电站的移动设备旁,就可以将电流量和电压转化成数字,通过计算机网络传递到控制室,减少电缆量的使用,不仅节省成本还提升了保护装置水平,促进水力发电站的稳定安全运行。
结语
要想促使我国水力发电站更加安全稳定的运行,必须充分了解继电保护装置,针对其出现的问题要及时采取措施加以改善。此外,要引进先进技术及先进设备,继电保护装置朝向网络化、计算机化、智能化、自动化方向发展。
参考文献
[1]唐晓春.水利发电站继电保护装置的运行与维护[J].民营科技.2012(09)
关键词 继电保护 基本要求 现状
中图分类号:TM77 文献标识码:A
1继电保护发展的现状
继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的,熔断器作为最早、最简单的保护装置已经开始使用。但随着电力系统的发展,电网结构日趋复杂,熔断器早已不能满足选择性和快速性的要求;建国后,我国断电保护学科和继电保护技术队伍从无到有,20世纪80年代中期是晶体管继电保护蓬勃发展和应用的时代。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,因此,自进入90年代以来,不同原理、不同种类的继电保护装置相继出现,经过多年研究,微机保护的性能比较完善,成为电力系统保护、监控、通信、调度自动化系统的重要组成部分。
2电力系统中继电保护的配置与应用
2.1继电保护装置的作用和任务
在供电系统发生故障时,必须有相应的保护装置尽快地将故障切除,以防故障扩大,当发生对用电设备有危害性的不正常工作状态时,应及时发出信号告知值人员,消除不正常的工作状态,以保证电气设备正常、可靠地运行。继电保护装置就是指反映供电系统中电气设备或元件发生故障或不正常运行状态后,不同电气参数的变化情况,并动作于跳闸或发出信号的一种自动装置。基本任务如下:当发生故障时能自动、迅速、有选择性地将故障元件从供电系统中切除,使故障元件免遭破坏,保证其他无故障部分能继续正常运行;当出现不正常工作状态时,继电保护装置动作发出信号,以便告知运行人员及时处理,保证安全供电;继电保护装置还可以和供电系统的自动装置,如自动重合闸装置、备用电源自动投入装置等配合,大大缩短停电时间,从而提高供电系统运行的可靠性。
2.2继电保护装置的基本原理和基本要求
供电系统发生短路故障之后,总是伴随有电流的骤增、电压的迅速降低、线路测量阻抗减小以及电流、电压之间相位角的变化等。因此,利用这些基本参数的变化,可以构成不同原理的继电保护,如反映于电流增大而动作的电流速断、过电流保护,反应电压降低而动作的低电压保护等。
为了使继电保护装置能及时、正确地完成它所担负的任务,对反应短路故障的保护装置有以下四个基本要求:选择性、快速性、灵敏性和可靠性。第一,选择性。当供电系统中的被保护元件发生故障时,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,使故障影响限制在最小范围内。第二,快速性。指的是可以减小故障元件的损坏程度,加快非故障部分电压的恢复,更重要的是可以提高发电机并列运行的稳定性。第三,灵敏性。保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。灵敏系数应根对保护装置动作最不利的条件进行计算。第四,可靠性。在继电保护装置的保护范围内,不管短路点的位置如何、不论短路性质如何,保护装置均不应产生拒绝动作;在保护区外发生故障时,又不应产生错误动作。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。
2.3继电保护装置故障与维护
造成微机保护装置故障一般有以下原因:电源问题,比如电源输出功率的不足造成输出电压下降,若电压下降过大,会导致比较电路基准值的变化,充电电路时间变短等一系列问题,从而影响到微机保护的逻辑配合,甚至逻辑功能判断失误。如果微机保护出现无法给出后台信号或是重合闸无法实现等现象,应考虑电源的输出功率是否元件老化而下降。微机保护装置的集成度高,布线紧密。长期运行后,由于静电作用使插件的接线焊点周围聚集大量静电尘埃,可使两焊点之间形成导电通道,从而引起继电保护故障的发生。
针对以上事故,继电保护工作人员应该加强对继电保护运行的维护工作,可以从以下几个方面着手:第一,值班人员做好各仪表的运行记录,定时对继电保护装置巡视和检查;当继电保护动作开关跳闸后,检查保护动作情况并查明事故原因,同时记入值班记录及继电保护动作记录中。第二,建立岗位责任制,做到人人有岗,一般允许接通或断开压板,严格遵守电业安全工作规定,在清扫工作时,注意与带电设备保护安全距离。第三,定期对继电保护装置检修及设备查评:检查二次设备各元件标志、名称是否齐全,各类继电器外壳是否破损,感应型继电器的圆盘转动是否正常,各类信号指示是否正常。各种按钮、动作是否灵活无卡涉;接点接触有无足够压力和烧伤;断路器的操作机构是否正常,有无异常声响、发热冒烟或烧焦等异常气味。
3电力系统继电保护发展趋势
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。
关键词:10 kV 线路保护;状态检修;必要性;可行性
0 引言
为了保障电力系统的安全可靠运行,继电保护装置一直沿用定期检修的方式。随着电网规模的不断扩大,设备数量越来越多、检修工作量越来越大,已成为制约电力系统效益增长和工作效率提高的因素之一。因此,状态检修一直是从事继电保护同仁们梦寐以求的事物。微机保护的日益发展和成熟,装置的自检功能日臻完善,已具备了实现状态检修的客观条件。特别是与广大客户息息相关的10KV 配电线路,实施状态检修更有经济效益和社会效益。文章分析了10KV 配电线路保护状态检修的必要性和可行性。
1 配电线路保护状态检修的必要性
1.1 电网快速发展基本情况
近年来随着国民经济的持续发展,电网保持了高速发展势头,变电站如雨后春笋般超常规速度增长,如今全国220KV 以上变电站已超过2000座,“十一五”期间整个电网的规模将会是“十五”末的两倍。随着输变电设备的增加,检修人员的不足,致使设备检修、管理工作压力日益增大,以某个供电公司为例,目前有220KV 变电站21 座,110KV 变电站52 座,35KV 及开关站9座,保护装置套数(220KV 按双重化配置计算)见表1。
表 1 保护装置台数
由此可见220KV 及以上保护为586 套,110KV等级保护为508 套,35KV 以下等级保护为1566套。按照常规220KV 每套保护校验时间为一天,110KV 每套保护校验时间为半天,10KV 一天可校验7 套保护,全部折算成220KV 保护为1064套。依据DL/T 995-2006《继电保护和电网安全自动装置检验规程》中的规定,微机保护部分检验周期为2∽3 年,全部检验周期6 年。按每套保护校验由4 人完成计算,每年需19 个保护专业人员每天进行常规的保护校验,虽然目前公司有保护人员30 人,但还有更多的任务要做,如大修技改、保护换型安装调试、综合自动化改造、事故处理、基建验收以及必须要求一次设备配合停电进行保护传动试验。这些工作量都需完成,电网还不断在发展,保护装置在增加,因此按照DL/T 995-2006《继电保护和电网安全自动装置检验规程》的要求保质保量完成任务是几乎不可能的,这样带来的最大问题就是不能有校地掌握电网中实际保护的运行状态,确保保护装置能在电网运行中发挥必要的作用。
1.2 配电线路保护现场检验质量不高
长期以来10kV线路保护装置现场定期试验质量不高,主要有以下几个方面造成的:
(1)保护试验前线路需停电,而10kV线路停电直接影响到广大客户的用电需求,停电申请困难,客户不允许长时间停电。
(2)当今保电任务多,保电期间当然不能停电检修。
(3)用电高峰期不能停电,一年有近4 个月的负荷高峰期,负荷高峰期期间只能抢修不能停电计划检修,因此计划检修时间缩短。
(4) 10kV 线路保护属于地调管理,省调基本上不管,技术监督也基本上监督主系统,因此管理制度相对宽松。
(5) 10kV 线路保护装置的配置简单,一般采用电流速断、过电流及三相一次重合闸构成,因此保护人员现场调试也尽量简化,特别是电磁型继电器几乎处于消失的当今,装置要调的东西很少,基本上就做三个功能试验加整组传动跳开关。
(6) 10kV 线路保护定试一般安排整段出线轮停,当开关有问题时需检修专业修好开关后才往下操作,因此会耽误保护试验时间,计划停电时间过了就不能再停电了。
(7) 如今安全管理越来越细,安全管理制度越来越多,工作流程越来越复杂,很多时间都花在操作票、录音、操作、工作票流程、安全监督上去了,现场有效工作时间很短。
1.3 配电线路保护现场定期试验中发现缺陷很少
现场10kV微机保护定期试验时很少发现装置缺陷,表2 是某个供电公司近几年定期试验解决保护缺陷统计:
从表2 可看出,缺陷属保护装置问题没有一起,主要是电流、电源插件、开关问题,
表 2 10kV 线路保护装置缺陷统计
在统计中发现电流主要是接地不规范、绕组分配不合理问题,这应该在基建验收就应该发现和整改的;电源插件问题是由于使用时间超过了5年以上引起的,而规程规定电源插件4~5 年就应该更换;开关属于一次设备,主要是电磁机构开关问题,选择良好的开关及加强开关维护可以解决。因此实施状态检修后就有足够的时间和精力来分析设备状态的监测,科学、合理地调整检修间隔、检修项目,到期的部件该换必换,加强基建验收流程,同时制定相应的管理制度来提高设备健康水平。
1.4 配电线路停电保护检验影响供电可靠性
配电系统作为电力系统中直接与广大电力客户相连接的部分,其供电可靠性是电力企业和电力客户都非常重视的问题。国家电网公司“创一流”活动中明确了供电可靠性指标为:用户的供电可靠性RS1指标≥99.98%(年停电小时≤1.75h)。10KV线路用户停电时间计算方法如下:
用户平均停电时间=(Σ(每次停电持续时间×每次停电户数)-Σ(每次限电停电持续时间×每次限电停电户数))/总用户数;
用户平均停电次数=(Σ(每次停电用户数)-Σ(每次限电停电用户数))/总用户数;
从以上公式可以看出,要提高10KV 用户供电可靠率,就是要实现:
(1)减少每次停电持续时间;
(2)减少每次停电户数;
(3)减少停电次数
指标规定年停电小时≤1.75h,这对设备的年度总停电时间做出了严格的规定,根据全国供电可靠性指标统计数据,计划检修占停电时间的80%以上,因此,为提高供电可靠性,只有压缩设备年均检修所需要的时间。
2 配电线路保护状态检修的可行性
2.1 保护具有自检功能
随着微机保护应用技术的迅速发展,保护装置本身具备了很强的自检功能,微机保护通过编程的手段实现保护的基本功能,因此,从计算机应用技术的角度出发只要软件的版本号确定,微机保护的动作特性是确定的,不像以往电磁型继电器随着元器件特性的变化,保护的动作特性、整定值会偏离预计值,需要通过定期校验的手段进行调整。微机保护可以实现对逆变电源,电流、电压输出回路,采样数据合理性校验,以及保护定值的完整性,保护的输入/输出接点,保护的数据通信环节,保护执行回路可靠性的监视等。
由此不难看出,常规电磁型保护装置需要经过定期校验完成保护装置性能测试项目,微机保护大多可以通过本身的自检功能实现,因此,基于微电子技术和现代信息技术的微机保护装置本身已具备了实现状态检修的基础。
2.2 二次回路的完善监视
数字式保护装置本身具备状态检修的基础,但作为电网安全卫士的继电保护除装置本身外,还包括二次回路,二次回路主要涉及电流回路、电压回路、直流回路、操作控制回路,这些回路也有较完善的监视。
2.2.1电流回路监视功能
由于电流回路断线会引起保护误动作,因此,电流监视回路必须检测电流回路的异常情况,主要原理是在没有零序电压的情况下检测到零序电流,表明电流回路异常,此时微机保护延时闭锁会误动作的保护并发出告警信号待保护专业人员处理。
2.2.2电压回路监视功能
电压回路断线失压时会引起距离保护误动作,因此,电压监视回路必须检测电压回路的异常情况,主要原理是距离保护采用电流突变量启动,正常运行情况当电压断线时由于电流无突变,距离保护不误动。同时当微机保护检测到电压回路断线延时闭锁会误动作的保护并发出告警信号待保护专业人员处理。
2.2.3直流回路监视功能
直流是保护装置的心脏,失去了直流保护装置就起不到保护电网的作用,因此,直流监视回路必须检测直流电压回路的异常情况,主要原理是当直流异常时逆变电源插件一对直流告警接点会动作,驱动后台发出报警信号由运行人员及时处理。
2.2.4操作控制回路监视功能
继电保护的基本任务是当电力系统元件发生故障时,继电保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令,从而隔离故障点。操作控制回路就是对断路器进行跳合闸的回路,因此需监视操作回路完好性,而二次回路中有完善的监视回路,如:监视跳合闸回路完好性的控制回路断线信号、监视压力回路完好性的压力闭锁信号、监视跳合闸位置的信号灯、监视操作箱完好的信号等,这些信号驱动中央信号或后台待保护专业人员处理。
电流电压回路、直流回路、操作控制回路监视功能的完善为实现状态检修解决后顾之忧。
2.3 建立保护状态检修的技术管理
状态检修需要科学的管理来支撑。继电保护装置在电力系统中通常是处于静态的,但在电力系统中,需要了解的恰巧是继电保护装置在电力系统故障时是否能快速准确地动作,即要把握继电保护装置动态的“状态”。因此,根据对继电保护装置静态特性的认识,对其动态特性进行判断显然是不合适的。因此,通过模拟继电保护装置在电力事故和异常情况下感受的参数,使继电保护装置启动和动作,检查继电保护装置应具有的逻辑功能和动作特性,从而了解和把握继电保护装置状况,这种继电保护装置的检验,对于电力系统是很有必要的和必须的。
要搞好继电保护设备状态检修,建立每套保护装置的“设备变更记录”是非常重要的基础技术管理工作。“设备变更记录”应详细记载设备从投运到报废的整个使用过程中设备软、硬件发生的变化,包括软件的版本升级、硬件插件的更换、二次回路的变更、反事故措施的执行情况及检验数据的变化情况。这样的“设备变更记录”实际上就是该保护装置所有检修记录的摘要和缩影.因此可以作为设备状态评估的依据。
3 结束语
状态检修是根据设备运行状况而适时进行的预知性检修,“应修必修”是状态检修的精髓。状态检修既不是出了问题才检修,也不是想什么时候检修才检修。实行状态检修仍然要贯彻“预防为主”的方针,通过适时检修,提高保护装置运行的安全可靠性,提高继电保护装置的正确动作率。长期以来,继电保护等二次设备未能实现状态检修的原因大致包括:一设备本身不能提供其健康状况的信息;二人们对“状态检修认识”不足,轻易不敢尝试,更不管断然将其应用生产实际中。而的保护装置的自检功能为设备提供了健康状况信息,因此可根据配电线路保护来逐步开展状态检修,以10KV 线路保护为试点建立状态检修制度,逐步推广所有的继电保护状态检修。