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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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【关键词】电力系统;继电保护;可靠性研究
引言
继电保护是通过对电路系统设置独立的或者成组群的继电保护装置,简单来说基点保护的可靠性属于利用额定小电流限制控制大电流输出的一种开关式保护电路的装置。在我国供电电路与用电电路以及变电电路中都有相应的继电保护装置,继电器是针对于电路中出现问题短路、断路等问题进行徐速处理保障电路安全的装置,在本文中将重点介绍继电保护的可靠性研究。
1、继电保护系统可靠性指标
1.1继电保护的内涵
继电保护工作的本质就是对电路的电学元件在工作异常状态下切断电源提供保护的装置,随着现代电力部门科技的不断提升继电器还承当了电路元件故障诊断部分,大多数单体设置的继电器会加上少量报警装置,如发光二极管指示灯在某部分电学元件出现短路、断路的现象时二极管发光系统就会工作,并且有些电子电路板结合继电器工作情况会向电子计算机管理系统反馈异常,这就催进了现代继电保护的可靠性、可识别性和故障反馈处理的及时性。
1.2继电保护的基本任务
继电保护的最基本任务和就是对电路中出现问题的电学元件进行保护,防止电学元件在电流的持续作用下继续损坏或者引发一系列连锁电流电路事故。继电器的保护方式就是利用小型电流来控制电路大型电流的连通性,一旦继电器电流限制范围内需要被保护的电学元件出现电流异常继电器就会迅速切断电流保护电路和电学元件的安全。
1.3继电保护的可靠性指标
继电器的可靠性要靠两方面便准去衡量,第一标准就是工作状态下继电器的准确正常工作,也就是对工作中电路异常有最明确的反映,直接达到继电保护的目的切断电路电流保护故障元件不再引发连续故障问题,确保继电保护在工作状态下的可靠性;第二标准就是功能性的保证,不会在电路工作状态下因继电器自身原因导致非常规切断电流,不影响电路的正常工作,或者说在电路设置的可接受范围不会因一点电流变化导致继电器直接工作。
2、提高继电保护可靠运行的有关措施
2.1继电装置设计和优化
在日常电路中使用的继电器装置内部大多数采用并联形式,因为电与磁的作用是存在互相干扰和互相转化的,单一的设置电路保护装置是存在一定风险的,因为装置一旦受到电磁影响就会导致工作状态异常,在继电器工作中是允许存在少量电路工作异常情况的,因此这种容错性就需要另外一条或者几条继电保护装置的保证,因此在设置继电器内部的时候要不断优化继电器的可靠性保证,因为继电器的本职工作就是保护电路,因此设计继电器的第一项也是最重要的指标就是保证继电器工作的可靠性,可以摒弃那些看似有用但是影响继电器可靠性的设置,真正的物尽其用达到电路继电保护的目的。
2.2提高继电保护装置的可靠性
保障继电器可靠性的根本是了解继电器工作的原理和了解继电器工作的过程中影响稳定性可靠性的因素,作为电学保护元件继电器的本质就是利用电与磁的相互转化关系起到开关电路切断电流保护楚翔异常或者故障的电学元件不再继续损伤电路的电路保护装置,在一定程度上与保险丝、传感器有很大的相似,但是在电路中保护作用继电保护实不可取代的,并且由于电路内部电流流动就会产生磁场使继电器工作指标异常,因此针对这两个问题就要提高继电器继电保护质量降低外环境对继电器的影响或者对继电器进行外部电磁防护处理,这样就从继电器的工作本质提升了其可靠性。
3、继电保护操作运行的规范
3.1做好继电保护的验收工作
验收是对各项施工是否完善进行确定,检查电力系统的运行条件是否稳定、安全。工作人员在完成继电保护的调试后,需要进行严格的自检、专业的验收程序填写验收单,然后由厂部组织运行、生产、检修以及做开关合跳试验,且对该过程作出详细的记录,保护装置变动的内容、时间,相关负责人签字后作为以后查询的资料。在试运行试验或进行试运行之后,确保准确无误后才可以启动系统的运行程序。
3.2做好继电保护装置的巡检工作
现阶段的电路工作属于相对稳定的情况,因此电学元件在日常的工作中不会出现十分巨大的问题,因此日常的巡查检修工作就格外重要,认真检测电路元件各部分与相应继电器的工作状况是否异常,从元件表面是否有破损、焦黑,周围是否存在异味(如烧焦味),并对联通状态下继电器回路是否正常是否存在局部电火花现象,这些工作都是对继电器可靠性工作的保障。
3.3做好继电保护系统的技术改造工作
随着计算机技术、通信技术、电子技术、数字信号处理技术等的快速发展,继电保护技术中注入了更多活力的新技术,突破了传统的格局,促进了继电保护系统自动化水平的提高。为了使其能够跟上时代的步伐以及先进的技术,电力工作者需要与时俱进。需充分考虑继电保护系统配置和运行的可靠性、选择性、灵敏性和速动性要求及运行维护等基础上,努力做好技术改造工作。当前,在电力系统中以微处理器为基础的数字保护装置、计量测试仪表、电机励磁控制装置以及运行监控系统,均需要采用低功率的电流和电压互感器替代常规的电流和电压互感器,对电力系统保护的可靠性有着不同寻常的意义。
结束语
继电器的可靠性研究随着人们对电力的依赖逐渐延伸,多角度多科技的结合都是为了继电器的可靠性递进而准备的,继电保护的作用对于电路的稳定维护作用是巨大的,因此在我国电力工作的不断革新中也要提升对继电器保护装置的重视,确保继电作用保护电路在日常电路工作的状态下稳定可靠。
参考文献
[1]张卜元.电力系统继电保护的可靠性研究[J].煤炭技术,2011(7).
【关键词】变电运行;继电保护;应用;措施
继电保护装置在变电运行中具有非常重要地位,随着我国电网的不断发展,继电保护技术得到了越来越广泛的应用,这也就促进了继电保护技术的发展。而随着电子计算机技术的迅速发展和进步,在很大程度上促进了继电保护技术的发展,同时对继电保护技术也提出的更高的要求。因此为了确保整个电力系统的安全、稳定以及可靠运行,必须要不断提高继电保护技术。
1 关于继电保护技术
从上个世纪六十年代开始,晶体管继电保护技术得到了发展和应用,随后继电保护技术获得了不同程度的发展,在上个世纪七十年代已经研制出不同类型的计算机保护装置。随后微机保护装置的出现和广泛的应用。随后我国的继电保护技术真正进入了微机保护时代。当前继电保护技术已经向着计算机化以及网络化的方向发展,这对继电保护技术在保护、测量、控制、人工智能化以及数据通信一体化方面提出了更高的要求,这对于继电保护技术来说不但是一种发展的机遇同时也是一种挑战。随着继电保护技术的不断发展,在整个电力系统中将得到更加广泛的应用,使得整个电力系统处在安全、稳定以及可靠的运行状态中,将会间接的为我国的经济发展做出更多的贡献。
2 继电保护技术在变电运行中应用的基本任务
在电力系统中,继电保护主要是通过利用元件发生异常情况时包括电压、电流以及功率等在内电气量的变化情况来形成继电保护动作。继电保护装置的主要任务有:第一,在整个电力系统的运行过程中,对系统中所有设备的运行状况进行在线监视,确保系统的整体运行;第二,如果供电系统出现故障,继电保护装置将有选择性的、自动的并迅速的将故障的部分切除,然后确保没有发生故障的部分能处于正常的运行状态中;第三,如果在供电系统的运行中出现了异常情况,继电保护装置可以及时准确的提供信号或者是进行告警,进而使得相关人员能及时采取措施进行处理,以确保整个供电系统能处于正常的运行状态中。
3 继电保护装置的基本要求
3.1 可靠性
可靠性是继电保护装置装置应该具有的最根本的性能要求,否则其它的功能就无从谈起,如果其不具有可靠性,就不能确保对故障的处理,甚至会引起事故或者是故障的发生,因此必须要确保继电保护装置的可靠性。为了使其具有较高的可靠性,在设计、整定、安装以及调试中都要严格的按照相关的规定要求进行,同时还要确保其所有元件的质量,在投入运行之后,要做好维护工作以提高其的可靠性。
3.2 快速性
快速性是指继电保护应该以最快的速度来断开故障。继电保护装置装置通过快速的处理可以在很大程度上降低元件的损坏程度,促进非故障部分的正常运行,同时可以保证其运行的稳定性。通过对故障的快速切除可以提高电力系统运行的暂态稳定。
3.3 灵敏性
灵敏性就是继电保护装置能在出现故障或者是异常情况时可靠的发生动作。继电保护装置的灵敏系数是考核去其灵敏度的重要指标,是指在发生故障时进入装置的故障量和给定装置启动值之间的比值,对于灵敏性的要求在继电保护设计以及运行的相关规程中都有具体的要求。
3.4 选择性
为了确保没有发生故障部分的能处于正常的运行状态中,在电力系统出现了故障或者是异常情况时,继电保护装置应该有选择性的将距离故障点最近的断路器切除。
4 在变电运行中提高继电保护运行可靠性性的方法
4.1 做好对继电保护装置的验收
在继电保护装置完成调试之后,要做好自检和专业验收工作,然后向厂家提交验收单,由厂家做好继电保护装置的相关实验,要确保其所有的试验都正常,在确保试验中所拆卸的部件恢复正常之后然后才能对验收单进行签字确认。当保护定值或者是二次回路出现变更时,要做好对定值以及保护回路等相关问题进行核对确认,同时要将继电保护装置变更的相关问题记录在更改薄上,同时相关的负责人应签字确认。对继电保护主设备的改造要做好运行试验,在试验合格之后才能投入运行。
4.2 要做好继电保护装置及其二次回路的巡检工作
通过对设备的巡检,可以及时发现设备存在的隐患进而避免故障的发生,这属于相关工作人员的一项重要工作。在巡检的时候,除了要做好交接班的检查之外,也要组织进行全面的巡视检查。通常对继电保护装置巡察应该包含以下的内容:第一,保护压板以及自动装置要根据调度的要求投入;第二,要确保开关和压板的位置是正确的;第三,要确保所有的网路接线没有异常情况;第四,要确保继电器的接点是完好的,对于带电的触点要确保其没有严重的抖动以及烧损,同时要确保线圈和附加电阻没有过热现象出现;第五,要确保CT回路无开路、PT回路无短路现象;第六,要确保装置所有的指示灯都能正常指示;第七,要确保表计的参数能符合相关的要求;第八,要确保光字牌以及报警设备的完好;第九,对微机保护打印机动作之后的时间和参数进行检查,如果发现异常要及时通知相关的工作人员进行处理。
4.3 要提高继电保护运行操作的准确性
运行人员要全面掌握继电保护装置的原理,以便于对其进行准确的操作,同时对其的结构以及相关规定要全面掌握,在操作的时候要严格按照相关规定中的要求进行,在每次投入和退出必须获得调度的指令之后进行。在运行规程中应该将所有保护装置的相关信息编入,以保证投入和退出的准确性。运行人员严格执行相关的规定可以避免在操作中出现差错。如果发现在继电保护装置的运行中有异常情况出现,要加强对异常部位的监视,同时要将能引起保护误动的装置的压板退出,然后通知相关的人员进行处理。
4.4 要做好保护动作的分析工作
如果保护动作跳闸,要及时的对动作的具体情况进行检查并找出动作发生的原因,同时要做好记录。不可马上将掉牌信号进行复归,要等到恢复送电之前再将所有的掉牌信号复归,同时要尽快使得电气设备恢复正常的运行。事后要做好运行分析、专业分析评价以及结论等在内的保护动作以及运行分析记录。对于所有存在异常情况的继电保护装置,要及时进行检查并将原因找出来,然后有针对性的提出解决预防的措施,以防同类型的问题再次出现。
5 结束语
综上所述,在电力系统中,通过继电保护技术的使用,可以实现对整个系统中所有设备的在线监视,可以及时将故障部位切断,然后使得没有发生故障的部分继续正常运行。在变电运行中通过对继电保护技术的应用,可以确保整个电力系统处于安全、稳定以及可靠的运行状态中,因此电力系统的正常运行是离不开继电保护技术的。
参考文献:
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关键词:继电保护
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。当发生用电设备有危害性的不正常工作状态时,应及时发信号告知值班人员,消除不正常的工作状态,以保证电气设备正常、可靠地运行。
基本任务如下:
①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。②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。③继电保护装置还可以和供电系统的自动装置配合,大大缩短停电时间,从而提高供电系统运行的可靠性。
2 继电保护装置的基本原理和组成
供电系统发生故障之后,总是随着电流的骤增、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。一般情况下,整套保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。
2.1 测量部分 测量从被保护对象输入的有关电气量,如电流、电压等,并与给定的整定值进行比较,输出比较结果,从而判断保护装置是否应该动作。
2.2 逻辑部分 根据测量部分输出的检测量和输出的逻辑关系,进行逻辑判断,以便确定是否应该使断路跳闸或发出信号,并将有关命令输入执行部分。
2.3 执行部分 根据逻辑部分传送的信号,最后完成保护装置所担负的任务,如跳闸或发出信号等操作。
3 对继电保护装置的基本要求
3.1 选择性
继电保护动作的选择性是指供电系统中发生故障时,距故障点最近的保护装置首先动作,将故障元件切除,使故障范围量减小,保证非故障部分继续安全运行。
3.2 速动性
快速地切除故障,可以缩小故障设备或元件的损坏程度,减小因故障带来的损失和在故障时大电流、低电压等异常参数下的工作时间。
3.3 灵敏性
在系统中发生短路时,不论短路点的位置、短路的类型、最大运行方式还是最小运行方式,要求保护装置都能正确、灵敏地动作。继电保护越灵敏越能可靠地反映应该动作的故障。但也容易产生在不要求其动作情况下的误动作。因此,灵敏性与选择性也是互相矛盾的,应该综合分析。通常用继电保护运行规程中规定的灵敏系数来进行合理的配合。
3.4 可靠性
保护装置在其保护范围内发生故障或出现不正常工作状态时,能可靠地动作而不拒动;而在其保护范围外发生故障或者系统内设有故障时,保护装置不能误动,这种性能要求称为可靠性。保护装置的拒动和误动都将给运行中的供电系统造成严重的后果。随着供电系统的容量不断扩大以及电网结构的日趋复杂,除满足上述四点基本要求外,还要求节省投资,保护装置便于调试及维护,并尽可能满足系统运行的灵活性。
4 几种常用电流保护的分析
4.1 反时限过电流保护继电保护的动作时间与短路电流的大小有关,短路电流越大,动作时间越短;短路电流越小,动作时间越长,这种保护就叫做反时限过电流保护。反时限过电流保护虽外部接线简单,但内部结构十分复杂,调试比较困难;在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如电磁式继电器构成的继电保护装置。
4.2 定时限过电流保护继电保护的动作时间与短路电流的大小无关,时间是恒定的,时间是靠时间继电器的整定来获得的。时间继电器在一定范围内是连续可调的,这种保护方式就称为定时限过电流保护。继电器的构成。定时限过电流保护是由电磁式时间继电器(作为时限元件)、电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。它一般采用直流操作,须设置直流屏。
定时限过电流保护的基本原理。在10kV中性点不接地系统中,广泛采用的两相两继电器的定时限过电流保护。它是由两只电流互感器和两只电流继电器、一只时间继电器和一只信号继电器构成。保护装置的动作时间只决定于时间继电器的预先整定的时间,而与被保护回路的短路电流大小无关,所以这种过电流保护称为定时限过电流保护。
动作电流的整定计算。过流保护装置中的电流继电器动作电流的整定原则,是按照躲过被保护线路中可能出现的最大负荷电流来考虑的。也就是只有在被保护线路故障时才启动,而在最大负荷电流出现时不应动作。提高不拒动和误动作,是继电保护可靠性的核心。为了确保供电系统的正常运行,必须正确地设置继电保护装置并准确整定各项相关定值,从而保证系统的正常运行。
5 继电保护的现状与发展趋势
近20年来,微机型继电保护装置在我国电力系统中获得了广泛应用,常规的电磁型、电动型、整流型、晶体管型以及集成电路型继电器已经逐渐被淘汰。以往,继电保护装置与继电保护原理是一一对应的,不同的保护原理必须用不同的硬件电路实现。微机继电保护的诞生与应用彻底改变了这一状况。微机继电保护硬件的通用性和软件的可重构性,使得在通用的硬件平台上可以实现多种性能更加完善、功能更加复杂的继电保护原理。一套微机保护往往采用了多种保护原理,例如,高压线路保护装置具有高频闭锁距离、高频闭锁方向相间阻抗、接地阻抗、零序电流保护及自动重合闸功能。微机保护还可以方便地实现一些常规保护难以实现的功能,如工频变化量阻抗测量和工频变化量方向判别。
微机继电保护装置一般采用插件结构,通常包含交流变换插件、模数转换和微处理器插件、人机管理开关量输入插件、电源插件和继电器插件等。随着微处理器技术的发展,内部集成的资源越来越多,一个处理器芯片往往就是一个完整的微处理器系统,使得硬件设计变得非常简单。较复杂的微机保护装置通常采用CPU结构。多个保护CPU通过串行通信总线与人机管理CPU相连。通过装置面板上的键盘和液晶显示实现对保护CPU的调试与定值设置,人机管理CPU设计通过现场通信总线与调度直接连接,便于实现变电站无人值守和综合自动化。
Zhang Lei
(Xinyang Electric Power Supply Company,Electric Power of He'nan,Xinyang 464000,China)
摘要:近年来,电网由于继电保护拒动、误动引起的大面积停电事故时有发生,给国民经济和人民生活带来极大危害,对公司系统也造成了极大的震动,对此,提高继电保护的运行技术,具有十分重要的意义。
Abstract: In recent years, because failure operation and maloperation of relay protection, the power cut accidents in large area have occurred sometimes, which caused enormous harm to the national economy and the lives of people, and also created the enormous vibration to the company system. So, it is very significant to enhance the movement technology of relay protection.
关键词:继电保护 技术
Key words: relay protaction;technique
中图分类号:TM4 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)26-0044-01
1继电保护技术的基本概念
继电保护是指采用继电保护技术或有各种继电保护装置单元组成的继电系统,是一种能反映电力系统故障和不正常运行状态,并及时作用于断路器跳闸或发出信号的自动化设备。在现代电力系统中,继电保护装置是保证电力系统安全运行的重要工具。
2继电保护装置的基本任务与作用
2.1 继电保护装置的任务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。
2.2 继电保护的作用
2.2.1 当电气设备出现不正常运行状态时或发生不太严重的故障(如中性点非直接接地电网中发生单相接地)时,保护装置动作,发出警告信号,提示运行值班人员采取相应的措施以清除。
2.2.2 继电保护在现代电气系统中用于保护运行中的所有电气设备,包括发电机、电动机、变压器、电力线路、电力电缆、母线、断路器、电抗器、电力电容器和其他各种电气元器件。
2.2.3 继电保护装置应能快速切除故障,可以减轻短路电流对电气设备所引起的伤害,故障切除时间等于保护动作时间与断路器跳闸时间之和,为了快速切除故障,应采用与快速断路器相配合的快速保护装置,一般快速保护时间的动作时间为0.06-0.12s,最快的可达0.01-0.04s,一般断路器的动作时间为0.06-0.15s,最快的可达0.02-0.06s。
3继电保护装置的类别
由于电力系统的电压等级越来越高,电网和设备的容量越来越大,保护的原理也越来越先进,保护装置也越来越复杂,所以使用的继电保护装置的种类也很多,按照被测的电气量来划分,常用的继电保护有以下四类:①反映电流量数值变化的保护,包括各种正序和负序电流量的增大或缩小,如各种电气设备上都装设的过电流保护,是采用最多的保护。②反映电压数量数值变化的保护,包括各种正序和负序电压量的降低或升高,如欠电压保护。③反映两个或多个电气量之间相位变化的保护,包括电流与电压之间的相位变化,电流与电流之间相位变化,电压与电压之间的相位变化,如方向保护、同期检测等。④反映系统阻抗变化的保护,根据电工原理可知,阻抗反映的是电流与电压之间的关系,如距离保护。
4选择继电保护装置时需要注意的问题
4.1 变电站所有保护装置硬件必须标准化,且完全可以互换,保护装置机结构开孔尺寸应当完全统一,以利于运行维护,减少备品备件。
4.2 选择保护装置时,应当考虑保护定值误差、测量准确极等。并当充分利用微机保护装置软硬件资源,获得附加功能,如谐波录波、故障定位、测量等。
4.3 微机保护装置具有完整型式试验报考,因为主变压器事故情况复杂,受各因素影响较多,且主变压器价值昂贵,事故时损失太大。
4.4 配电系统由于运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响,电气故障的发生是不能完全避免的。为了确保配电系统的正常运行,必须正确地设置继电保护装置。
5继电保护日常处理方法
5.1 严格巡检制度,确保继电保护装置及其二次回路的正确完好,保护屏指示灯正确,无异常,接线正常,无松脱、发热现象及焦臭味不存在;熔断器接触良好;强化措施,完善制度,确保继电保护运行操作的准确性。
5.2 运行人员熟悉现场二次回路端子、保护装置的一般操作、常见信号的处理及投退压板的正确性。
5.3 认真进行保护动作分析,加强防范,确保保护动作的可靠性。
5.4 凡属不正确动作的保护装置,及时组织现场检查和分析处理,找出原因,提出防范措施,避免重复性事故的发生。
5.5 现场二次回路老化,应重新标示,做到美观、准确、清楚。杜绝回路错误或寄生回路引起的保护误动作。
5.6 加强技术改造工作,对保护进行重新选型、配置时,首先考虑的是满足可靠性、选择性、灵敏性及快速性,其次考虑运行维护、调试方便,且便于统一管理。
6如何提高继电保护技术
6.1 掌握足够必要的理论知识,作为一名继电保护工作者,学好电子技术及微机保护知识是当务之急。
6.2 工作人员必须具备微机保护的基本知识,必须全面掌握和了解保护的基本原理和性能,熟记微机保护的逻辑框图,熟悉电路原理和元件功能。
6.3 具备相关技术资料诸如检修规程、装置使用与技术说明书、调试大纲和调试记录、定值通知单、整组调试记录,二次回路接线图等资料。
6.4 掌握微机保护事故处理技巧在微机保护的事故处理中,以往的经验是非常宝贵的,它能帮助工作人员快速消除重复发生的故障,但技能更为重要。
7结语
继电保护技术向计算机化、网络化、智能化飞速发展,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。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。
参考文献:
关键词:继电保护;状态维修;选择性
中图分类号:TM774文献标识码:A文章编号:1673-9671-(2012)042-0234-01
1继电保护
继电保护(Relay Protection)泛指能反应电力系统中电气设备发生的故障(如短路、断线)或不正常运行状态(如过负荷),并动作于相应断路器跳闸或发出告警信号的一种自动化技术和装置。继电保护装置是保证电力元件安全运行的基本装备,任何电力元件不得在无继电保护的状态下运行。
继电保护装置的构成如图1所示。由图1可知,继电保护主要由测量比较环节、逻辑判断环节和执行输出环节三部分构成。测量比较环节:测量特征量,并与整定值比较,以判断是否应该启动。逻辑判断环节:按一定逻辑关系判断是否发生区内故障。执行输出环节:负责发出保护动作脉冲信号。
继电保护的基本任务:1)自动、迅速和有选择地将元件从电力系统中切除,从而使故障元件免于继续遭到损坏,保证其他无故障部分迅速恢复正常运行;2)反映出电力设备的不正常运行状态,然后根据相应的故障状态进行相应的动作。
继电保护的基本要求:可靠性,选择性,速动性,灵敏性。
1)可靠性。可靠性包括安全性和信赖性两个方面,它是继电保护性能最根本的要求。安全性要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作,即不发生误动作。信赖性要求继电保护在规定的保护范围内发生应该动作的故障时可靠动作,即不发生拒绝动作。2)选择性是指保护装置在动作时,在可能最小的区间内将故障部分从电力系统中断开,从而来最大限度地保证系统中无故障部分仍能继续安全稳定运行。3)速动性。故障发生时,应力求保护装置能迅速动作切除故障元件,以提高系统稳定性,减少用户经受电压骤降的时间以及故障元件的损坏程度。故障切除时间等于保护装置和断路器动作时间的总和。一般快速保护的动作时间为0.06 s~0.12 s,最快的可达0.01 s~0.04 s。一般断路器的动作时间为0.06 s~0.15 s,最快的可达0.02 s~0.06 s。保护动作速度越快,为防止保护误动采取的措施越复杂,成本也相应提高。因此,配电网保护装置在切除故障时往往允许带有一定延时。4)灵敏性。指对于保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。在规定的保护范围内发生故障时,不论短路点的位置、短路的类型如何,以及短路点是否有过渡电阻,保护装置都应能灵敏反应,没有似动非动的模糊状态。保护装置的灵敏性通常用灵敏系数来衡量。根据规程规定,要求灵敏系数在1.2~2之间。
对继电保护装置的各项基本要求是研究分析继电保护性能的基础。这些要求之间往往是相互制约的,例如提高保护装置动作可靠性的措施,一般会造成动作速度及动作灵敏性下降,并增加保护成本。因此,继电保护的研究、设计、制造和运行的绝大部分工作就是围绕着如何处理好这些基本要求之间关系进行的。实际工作中,要根据具体情况以及要解决的主要矛盾,统筹兼顾,寻求一个适当的解决方案。
2状态维修
以设备状态为基础,以预测状态发展为依据。根据对设备的日常检查、定期重点检查和在线状态监测和故障诊断所提供的信息,在设备发生故障前安排维修。适用范围设备故障率低,地位重要的设备。提高设备的可用率节省维修费用。
状态维修是企业以安全、可靠性、环境、成本等为基础,依据设备的运行工况、基本状态以及同类设备家族历史等资料,通过设备的状态评价、风险分析,制定设备维修计划,达到设备运行可靠、维修成本合理的一种设备维修策略。
状态维修工作的核心是确定设备的状态,依据设备状态开展相应的试验、维修工作。开展状态维修工作并不意味着简单地减少工作量、降低维修费用,而是将设备维修管理工作的重点由修理转移到管理上来,相应设备状态监控的管理工作要大力加强,通过强调管理的技术分析的作用,严格控制、细化分析,真正做到“应修必修,修必修好”。
状态维修并不意味着绝对取消定期维修的概念。受设备结构、工作原理以及零部件使用寿命等原因,各类电网设备均存在一定的使用寿命或周期。因此,设备最长维修周期不能超过其自身最薄弱环节最长使用时间。设备最长维修周期应有设备制造商在产品说明书中进行明确。
3继电保护状态维修方法
进行继电保护状态维修主要分为以下几个步骤:1)把好设备初始状态关。2)积极采用先进的在线检测或带电检测手段。我们除了要对电力系统运行中的设备加强常规监督和测试在外,还要采用先进的检测手段(油色谱分析、红外诊断等),从而来及时掌握电力系统运行设备的相关工作状态。3)提高设备的状态分析水平。设备状态分析水平是状态监测与状态检修进行相互衔接中的关键一环,我们要对设备的状态分析水平合理把握,从而来保证电力系统中相关设备的安全稳定运行,进而来保证电网的安全稳定运行,创造一个和谐安全的工作环境。
参考文献
[1]粱宇.基于电力系统继电保护技术的研究[J].科学之友,2010,4.
[2]王浩.浅谈继电保护对电力系统的影响[J].价值工程,2010,10.
关键词:继电保护;装置缺陷;处理
继电保护是电力系统安全正常运行的重要保障,已得到广泛应用。造成保护装置故障的原因很多,根据职责分工,操作和维修管理部门的责任包括操作和维修不良、误操作、接线错误,不正确安装及调试,原理和软件缺陷;基础设施部门的责任包括调试质量差;设计部门的责任包括设计不合理,设计错误;还有其他的责任以及不明原因。基础设施设计部门责任造成的问题,可以通过加强全过程技术监督检验来解决,但保护装置制造不良造成的问题必须依靠厂家解决。
一、继电保护的基本任务
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。反映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。反映不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。
二、继电保护装置缺陷分析及处理措施
继电保护设备和元件故障主要是由于两个方面的原因造成的。第一是指由于温度过热造成元件或设备烧毁、机械故障、电气击穿以及性能变劣等。第二是由于装置本身算法、装置软件、装置硬件、装置原理、装置的升级服务配合等方面的问题造成的。
2.1 温度过热引起的设备烧毁和装置老化故障分析及处理措施
温度过热引起的设备烧毁和装置老化主要是运行时间过长和设备所处的环境决定的。对于继电保护装置一般运行期限是十年,在运行期间,由于设备制造性能和工艺的差别以及环境的影响致使插件烧毁或元件老化的现象时有发生。这就要求第一产品要保证质量,以保证设备和元器件长期安全稳定运行;第二要为运行的设备提供良好的环境,如室内配备空调和温度整定,夏季继电保护室内使用窗帘,防止装置受阳光的直射,室外装置要注意驱潮、散热等。巡视人员对于装置的异常状态要及时上报,以便在较短的时间内发现问题、解决问题。现有保护一般采用微机保护,微机保护装置采用通用机箱、插件结构,装置由电源插件、CPU插件、模数转换插件、开关量输入插件、开关量输出插件、交流输入插件、信号插件、控制插件、打印机插件等组成。
在进行装置故障处理时,要根据设备的状态和插件的功能判断哪个插件或具体到哪个插件的继电器或芯片出的问题,以此更换芯片或插件,尽量降低成本,杜绝不必要的整体更换。这就要求继电保护工作者要有扎实的理论知识和实际操作技能,对装置原理和实际接线了如指掌,才能在实际工作中又快又准消除故障。
2.2 装置原理性缺陷引起的故障分析及处理措施
由于装置原理性缺陷引起的故障主要有装置本身算法、装置软件、装置硬件、装置原理、装置的升级服务配合等方面的问题造成的。按责任分有制造部门的责任,主要有制造质量不良(又可分为硬件损坏、光耦损坏、插件问题及电源问题)、原理缺陷及软件问题等;基建部门的责任,主要有调试质量不良、误整定、误接线、误碰等;设计部门的责任,主要有设计不合理、设计接线错误等;还有验收人员的责任等等。这就要求各级部门层层把关,对于装置原理了如指掌,装置设计原理有缺陷的,设计部门要从图纸设计上进一步完善,以确保装置发挥正常保护功能,保证系统正常稳定运行。而且对于发现的某装置的原理性缺陷进行统一整改,防止类似情况发生。
三、加强继电保护管理的建议
3.1 加强继电保护人员的安全管理
提高继保人员对质量控制重要性的认识。工程项目施工涉及面广,过程复杂,影响质量的因素很多,如设计、材料、机械、施工工艺、操作方法、技术措施、管理制度等。要提高工程项目的质量,就必须狠抓施工阶段的质量控制。其次,加强安全意识,严明纪律,文明施工。把严密的组织、严格的制度、严肃的态度、严明的纪律作为建设、强化安全管理的总体要求,强化每一位参与人员的安全意识。全面建立“横管到边,竖管到底”的安全管理网络,健全和完善各级安全生产组织保证体系和安全监督体系,制定并落实各级人员安全生产责任制,将安全指标层层分解,责任落实到人,使安全工作抓在实处。此外,要强化安全思想教育,把教育重点落实到班组人员,坚持以安全生产例会等活动为载体,加强对《安规》、典型事故分析等方面的安全知识、技能的学习,有效提高全体员工的安全意识和责任感。
3.2 加强保护试验设备的规范与管理
现在继电保护三相试验台基本上都是微型机试验台,这种试验台的使用提高了保护校验工作的效率,降低了保护校验工作人员的劳动强度。但是在微机型保护试验台的应用中,应注意两个问题:一是这些试验台的电流和(或)电压输出为自产模式,与外界电源无关,在现场使用时间过长后,就有可能出现输出不稳定,波形畸变等问题,影响校验精度,所以必须注意加强试验台的定检工作,制定一套检验办法。二是这些试验台在校验保护时大都不接外接表,仅凭计算机显示的数据为准,而其负载的大小往往会对其校验时精度降低,因此在校验保护时一定要了解保护装置的输入阻抗值,决定是否用外接表。
3.3 建立严密的保障措施
制定防“三误”反事故措施和相关具体要求;规定定值全过程管理的工作程序和各个环节上的责任、权限要求;规定继电保护设备缺陷的汇报、分类、消除等全过程管理工作;规定微机继电保护装置在定期检验项目和验收项目等方面的要求;规范微机继电保护装置的定期检验工作,充分利用微机继电保护装置的自检功能,实现状态检修。同时要积极开展防止“误整定、误调整”专项活动,排查二次设备和继电保护管理隐患,规范安全管理,确保继电保护设备的可靠运行。
【关键词】分布式电源 纵联保护 保护从机 LPC1768
随着单片机性能越来越优越,嵌入式继电保护装置已成为电力系统的主要保护设备。DG接入配电网后,改变了保护装置的保护范围和灵敏度,并使配电网变成多电源结构,原有的继电保护装置如三段式过流保护、距离保护等仅反映其安装处一点电气量信息,已不再适用。
为解决DG接入带来的问题,采用输电网中成熟的纵联保护作为主保护,而用三段式过流保护作为后备保护。本文采用价格低廉且性能优越的ARM Cortex-M3系列32位单片机LPC1768来设计,提出其设计方案。
1 含DG的纵联保护系统工作原理
方向比较式纵联保护的基本原理是在一个保护区域中,变电站中设置一个站级主机,在断路开关处设置保护从机;保护从机负责判断出是否有故障电流和故障的方向并上传,而不必考虑DG的接入对短路电流的影响;主站通过计算保护从机检测到的故障信息来判断故障点。
1.1 从机上传逻辑
保护从机内部均安装方向模块,用来测量其安装点处的故障方向。当从机控制器的方向模块输出高电平“1”时,则说明有故障,且方向信息为上游故障;当从机控制器的方向模块输出低电平“0”时,说明检测到故障信息为下游或者没有故障。从机获得故障信息通过光纤上传主站。
1.2 主站故障定位算法
配电系统往往带有大量的分支线,网络结构复杂。简单配电网络结构如图1所示。
故障定位算法中用关联矩阵L描述从机与线路区段直接的关系。关联矩阵L为m*n阶矩阵,m为保护从机的数目,n为线路区段数目。元素lij表示第i个节点与第j个支路的连接关系,当第i个节点与第j个支路直接相连且支路j位于节点i的正向时,lij=1;当第i个节点与第j个支路直接相连且支路j位于节点i的反向时,lij=-1;节点i与支蹄不直接相连时,lij=0。其中,正方向为变电站侧指向配电系统的用户侧方向。
从机控制器上传的故障信息用一个行向量G来表示。向量G中的元素与保护从机一一对应。
根据定义,关联矩阵L为:
当故障发生在区段L6上,则从机故障方向信息向量G为
将向量G与关联矩阵L进行乘运算,得到线路故障信息向量P
从向量P中元素的值可以发现,第六元素的值为1,据此可以判断L6为故障区段,与实际吻合。
2 微机保护从机装置硬件系统设计
基于方向比较式纵联保护的微机继电保护装置可分为7个基本功能模块,CPU主系统、模拟量输入/输出模块、方向模块、电源模块、辅助检测、人机接口及通信模块。
2.1 cpu主系统
LPC1768是一款基于ARM Cortex-M3内核的微控制器,在进行实时信号处理和控制时是个理想选择。LPC1768扩展MAX706看门狗芯片。看门狗用于监控MCU的活动。当系统处于未知状态,比如程序跑飞或进入死循环,看门狗在1.6秒内WDI端没有收到来自MCU 的触发信号,则WDO输出变低,给系统复位信号。LPC1768扩展FM24CK64 芯片用于存放设定的参数。FM24CL64写操作可以在一微妙内完成,可以有效避免噪音或电源波动的干扰,因此有更高的可靠性。LPC1768扩展Flash存储器M25P64。M25P64有8M字节的存储空间用于存放字库。
2.2 模拟量输入/输出模块
采集线路PT,CT二次侧经过互感器ZMCT112C进入控制板,通过三端子滤波器ACF321825进行处理。互感器CT或PT是将电压、电流信号转换成与所接测量设备的模拟量输入通道相匹配的电压,并可以实现测量设备与互感器回路的完全隔离,从而提高了设备的绝缘能力及抗干扰能力。主系统发出开关量后用IR2113s芯片驱动全控型功率开关器件IGBT。IR2113是一款双通道,栅极驱动专用驱动芯片,高压端的工作电压可达500V,可以提供高达4A的驱动电流,可以满足IGBT的驱动要求并减小驱动电路的体积。
2.3 其他模块
辅助检测包括开关量检测和储能检测。辅助检测信号需要经过光电耦合器来提高设备的抗干扰能力。光电耦合器用于减少信号对于控制器的干扰,增强系统的安全性,在此选择TLP521。
电源模块负责为控制器中众多的芯片提供供电电源。电源模块从PT取市电。230V电压经mornsun公司的LB05-10D0515模块转变为+12V、+5V、15V。5v再经SPX1117-1.8,SPX1117-3.3转换为1.8v、3.3v。12V为分合闸驱动提供工作电源。
功率方向判断使用方向元件判断过流方向。方向元件简单工作原理是电压Uu和电流Ui采集值先通过过零比较器;当Uu或Ui为正半周时,相应的过零比较器输出高电平,Uu或Ui 为负半周时, 相应的过零比较器输出低电平;比较器输出的方波电压经稳压管、异或门送单片机。
人机接口模块主要为ULN2003驱动的显示屏。ULN2003是高压大电流达林顿晶体管阵列,适用于5v的TTL,用于控制可控大功率器件。
纵联保护方案对故障信息有很强的依赖,要求可靠、迅速地获得故障信息,因此对通信要求严苛。现在配电网中常用的GPRS等无线通信技术不能满足要求。在此选择光纤通信。
3 软件系统设计
基于uc_Ⅱ 操作系统作为系统软件平台可以保证从机保护装置多个任务能有序、按时完成,其核心是处理好任务和中断的优先级。
基于光纤通信的纵联保护的应用程序中,系统主要完成信息采集,通信,开关量输出及基本配套功能。其中数据预处理、通信、开关量输出等任务实时性最高,设计中设置为优先级最高的任务。其他主要功能任务:辅助检测、闭锁及警报、后备保护等,基本任务的优先级次之。人机交互和系统设置任务:数据记录、参数修改、显示等,优先级低于其他主要功能任务。
系统初始化后接受任务调度和中断调度。
4 结论
本文根据方向比较式纵联保护理论设计了适用于含DG的配电网络的保护从机控制器。在实际运行中还需要考虑抗电磁干扰问题,主从机配合问题及分布式发电孤岛问题。
参考文献
[1]张保会,尹项根主编.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社,2005.
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[4]谢培元.基于LC/OS-II和DSP的微机保护方案研究[D].武汉:华中科技大学,2004.
作者简介
刘庆瑞(1959-),男,河北省石家庄市人。 硕士学位。现为河北科技大学电气工程学院副教授。主要研究方向为电力电子。
徐子熠(1988-),男,河北省石家庄市人。硕士研究生学历。现供职于河北科技大学电气工程学院。主要研究方向为微网继电保护。
石建华,男,河北省石家庄市人。大学本科学历。现为宏秀电气公司控制器研究总工程师。
刘嘉元 (1993-),男,河北省石家庄市人。现就读于河北科技大学电气工程学院。
作者单位
关键词:电力系统;配置与应用;维护;发展趋势
中图分类号:F407.6 文献标识码: A
引言
继电保护作为电力系统安全、稳定运行的重要保障,如今已经得到了广泛的应用。随着科学技术的不断发展,继电保护技术也在慢慢的朝着微机化、网络化、智能化的方向发展。同时,这也给电力系统的安全运行提供了重要的保障。
一、电力系统继电保护的概述
电力系统的运行情况是日益成为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。
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(接地、短路等情况)时,保护装置能及时向设备运行单位发出警示信号,并自动使断路器跳闸切断故障单元。
2、继电保护装置的任务
继电保护装置是指在电力系统出现异常情况或者发生短路的情况下,形成继电保护动作,以此来及时调整频率、功率、电压、电流等电气量变化。其任务:一旦电力系统出现工作异常时,能够在第一时间给电力监控警报系统发出准确、及时的警报或者信号,便于尽快处理;当电力系统出现故障的时候,能够有效地保障没有故障的区域继续供电,对于那些故障区域能够有选择地、迅速地、自动地继续切除;当电力系统处于正常运行的状态时,继电保护装置能够对各种设备的运行状况进行完整地、安全地监视。
二、电力系统继电保护应用现状
1、工作人员的能力和素质参差不齐
人员问题是近几年来影响继电保护的一个重要问题,在经济大力发展的情况下,这个问题却仍然没有得到改善。因为电网建设的速度也在逐渐的加快,新建、扩建、改建项目不断的增多,这使得人员的使用情况更加紧张。大部分电力系统的工作人员都存在人员新、水平低、经验少的问题,这也导致在安装、调试的时候容易出现各种各样的问题,甚至还导致验收的时候不能抓住重点。
2、设备配置跟不上发展
为了使电力系统能够更好的运行,很多的电力企业都在对设备和配置进行更新和维护,这使得继电保护装置的信息化程度有一定的提高。但是一些偏远地区由于经济、交通等方面的原因,不能够对设备和配置进行及时的更新,同时也离一流供电企业继电保护装置还有很大的差别。
3、起步较晚发展较快
在我国,电力系统继电保护技术出现在上个世纪 70 年代末期,它的起步较晚,但是发展速度很快。在上个世纪八十年代,微机型的样机试运行之后,电力系统继电保护便开始进行生产和使用。如今,继电保护产品已经推向市场并且被运用在电力系统当中。微机保护靠着良好的技术甚至已经超过了国外的继电保护系产品。从上个世纪 80 年代的 220 千伏高压电力系统,再到如今的国内330千伏、500kV、750kV以及直流超高压800kV系统的继电保护,说明了我国的继电保护设置发展的非常快。
4、微机继电不断的发展
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、大规模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。
三、电力系统继电保护的发展前景分析
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。
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;甚至会具有人的思维能力等等。
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、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。
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。
四、结束语
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:
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