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关键词:继电保护、自动化设备、统计分析
中图分类号:U665.12 文献标识码:A 文章编号:
国民经济的快速发展和人们生活水平的提高都离不开电力系统的正常运行,电力系统一旦出现问题,则会对我们的生活质量和国民经济的正常发展造成严重的影响,所以继电保护自动化装置的应用为电力系统的正常运行提供了保障。在电力系统运行过程中,一旦有故障发生,继电保护装置则会自动做出动作,不仅能为工作人员及时处理问题提供依据,同时对故障的自动处理也保证了系统的正常运行,保证了供电的稳定性。继电保护装置在供电系统的应用,为电力系统的正常运行的维护工作都起到了十分重要的作用。
一、继电保护自动化装置的运行特点
继电保护装置在电力系统发生故障时,能及时的传递信号并进行动作反映,从而把故障控制在一定范围内,并有效的切断故障,虽然在电力正常运行过程中,继电保护装置发挥作用的几率较少,但当电力系统一旦发生故障时,则能起到有效的保护作用,避免故障所带来的严重损失,所以继电保护装置在电力系统中的作用还是不可小视的。但在运行过程中,继电保护装置自身也会出现故障,一般表现为拒动故障和误动故障。拒动故障即是在电力系统发生故障时,继电保护装置拒绝动作,没有发挥保护的功能,从而失去了保护电力系统正常运行的功能。误动故障则是在电力系统正常运行时,保护装置发出错误的信号和动作,也影响了系统运行的稳定性。这些故障多发生在传统的继电保护装置上,随着继电保护技术的提高,自动化继电保护装置在系统中得以进一步的应用,不仅实现了原有继电保护装置的保护功能,同时还能进行实时监测和控制系统中各设备的运行参数,实现远程控制的功能,对电力系统的稳定运行提供了安全的保障。
二、继电保护及自动化设备的运行管理及统计分析
继电保护是电力系统的重要组成部分,是电力系统安全、稳定运行的重要保证。继电保护专业管理的有效、及时运转,是电网安全、稳定运行的有力保障。由于现代大电网的结构和运行方式复杂多变,电子技术、计算机技术、通讯技术等在电力系统的广泛应用,使继电保护自动化进行分析,有其重大意义。
继电保护装置和自动化系统是电力设备制造业中的一项重要产品,习惯上被划分为输配电行业的二次设备,负责对电网的一次设备进行保护和控制并测量电网系统的负荷情况。我国继电保护及自动化行业主要涵盖继电器、继电保护、电力自动化、电动机保护与控制、无功补偿、交直流电源等智能化设备以及测试设备、端子、互感器等相关设备的制造企业。由于二次设备一定程度上依附于一次设备,因此相对一次设备市场需求存在一定的滞后效应。由于传统的继电保护和变电站自动化业务同质化严重,二次设备行业竞争更加激烈,毛利率不断下降,因此传统业务之外的差异化业务优势成为二次设备公司的利润增长点。
三、继电保护的设备要求、分类及用途
1.继电保护设备要求
为了完成它的任务,必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。对于作用于继电器跳闸的继电保护,应同时满足四个基本要求,而对于作用于信号以及只反映不正常的运行情况的继电保护装置,这四个基本要求中有些要求可以降低。
(1)选择性
选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时,其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除,当故障设备或线路的保护或断路器拒动时,应由相邻设备或线路的保护将故障切除。
(2)速动性
速动性是指继电保护装置应能尽快地切除故障,以减少设备及用户在大电流、低电压运行的时间,降低设备的损坏程度,提高系统并列运行的稳定性。对于反应不正常运行情况的继电保护装置,一般不要求快速动作,而应按照选择性的条件,带延时地发出信号。
(3)灵敏性
灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时,保护装置的反应能力。能满足灵敏性要求的继电保护,在规定的范围内故障时,不论短路点的位置和短路的类型如何,以及短路点是否有过渡电阻,都能正确反应动作,即要求不但在系统最大运行方式下三相短路时能可靠动作,而且在系统最小运行方式下经过较大的过渡电阻两相或单相短路故障时也能可靠动作。系统最大运行方式:被保护线路末端短路时,系统等效阻抗最小,通过保护装置的短路电流为最大运行方式;系统最小运行方式:在同样短路故障情况下,系统等效阻抗为最大,通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。
(4)可靠性
可靠性包括安全性和信赖性,是对继电保护最根本的要求。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。信赖性:要求继电保护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作,即不拒动。继电保护的误动作和拒动作都会给电力系统带来严重危害。即使对于相同的电力元件,随着电网的发展,保护不误动和不拒动对系统的影响也会发生变化。
以上四个基本要求是设计、配置和维护继电保护的依据,又是分析评价继电保护的基础。这四个基本要求之间是相互联系的,但往往又存在着矛盾。因此,在实际工作中,要根据电网的结构和用户的性质,辩证地进行统一。
2.继电保护的分类
(1)按被保护对象分类,有输电线保护和主设备保护(如发电机、变压器、母线、电抗器、电容器等保护)。
(2)按保护功能分类,有短路故障保护和异常运行保护。前者又可分为主保护、后备保护和辅助保护;后者又可分为过负荷保护、失磁保护、失步保护、低频保护、非全相运行保护等。
(3)按保护装置进行比较和运算处理的信号量分类,有模拟式保护和数字式保护。一切机电型、整流型、晶体管型和集成电路型(运算放大器)保护装置,它们直接反映输入信号的连续模拟量,均属模拟式保护;采用微处理机和微型计算机的保护装置,它们反应的是将模拟量经采样和模/数转换后的离散数字量,这是数字式保护。
(4)按保护动作原理分类,有过电流保护、低电压保护、过电压保护、功率方向保护、距离保护、差动保护、高频(载波)保护等。
3.继电保护的用途
(1)继电保护的顺利、正常运作,可以有效消除电力故障的同时,还能够对社会生活秩序的正常化,经济发展的正规化做出了贡献,从而还能够确保社会生活和经济的正常运转,进而间接地为社会的稳定与人们生命财产的安全提供可靠保障。
(2)继电保护能够保障电力系统的安全以及正常运转情况。例如:当电力系统在运作过程中出现异常或故障时,继电保护技术能够在最短时间内自动、准确地从整个电力系统中切除故障设备,或者直接向电力监控警报系统发出信息,提醒电力维护人员及时解决故障,从而有效地防止其中电力设备的烧毁和损伤,甚至可以降低相邻地区供电受相应故障影响的概率。此外,通过继电保护技术还可以有效地防止电力系统由于各种原因,而产生的面积广、时间长的停电事故。
四、结束语
近年来,随着计算机技术的飞速发展以及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用,新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中,以期取得更好的效果,随着电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展,人工智能技术如人工神经网络、遗传算法、进化规模、模糊逻辑等相继在继电保护领域的研究应用,继电保护技术向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展。
参考文献:
[1]李珂,孟宇.电力系统继电保护技术的特点与发展[J].科技信息,2010,(19) .
关键词:电力继电保护 特点 可靠性
中图分类号:TM771 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)04(b)-0067-01
近年来,由于科学技术的不断发展,尤其是微型计算机和电子技术的不断更新,使得电力继电保护系统从原理到设备都向着智能化、网络化的发展和进步。当前关于电力继电保护的可靠性研究,决定着整个电力系统的安全和稳定的发展方向。
1 电力继电保护的意义
从第二次工业革命中电力的出现至今,人类对电力质与量的需求逐步提高。同时,由于电力工业的规模不断扩大,其事故发生的几率也在不断增大。因此,作为电力系统的主要维护手段,电力继电保护的发展至关重要。所谓电力继电保护,便是指当电力系统发生故障或产生异常时,继电保护能够做到在最小区域和最短时间内,向电力监控警报系统发出讯息,提醒电力维护人员及时解决故障,或者通过网络设定自动从系统中切除故障设备,从而防止设备损坏,降低相邻区域由此引发故障的概率。
2 对继电保护装置的要求及特点
电力系统中继电保护装置主要有可靠性、速动性、灵敏性三大要求。其中可靠性是指:继电保护装置的基本目标是维护电力系统中电路安全稳定的运行。在运行过程中,由于人为的不当操作及电路运行故障等因素,使得继电保护装置发出拒动或误动的错误指令,这些指令使得继电保护装置对电力系统的正常运行有着负面影响。为保证继电保护装置具有较强的运行可靠性,要求设计人员确保对继电保护装置原理的先进性,工作人员确保对继电保护装置的安装调试准确无误,同时继电保护装置各处元件的高质量要求、正确的操作维护、有效的系统简化,都可以提高可靠性。速动性是指:继电保护装置的故障报警速率与电流量成反比,为了确保电力系统发生故障时,继电保护装置能及时报警,提升处理速度,减少损失,因此必须提高装置的速动性。灵敏性是指:继电保护装置依靠内部程序针对性质不同、方式不同、问题不同的故障进行报警和处理。降低电力系统故障中的危害和影响。
随着科学技术的发展,继电保护技术也越发先进,有着以下三个一般特点:一是自主化运行率提高,随着计算机技术的提高使得继电设备有极强的记忆性能,加上自动化技术的相关应用,使得继电设备拥有更强的故障分类处理保护能力,提高了运行正确率。二是兼容性辅助功能强,采用统一标准来进行保护装置的制造,并且装置体积缩小,更削减了盘位数量,还可以增添其它辅助功能。三是操作性监控管理好,此技术可以保护一些核心部件不受外界环境的影响,具有一定的使用功效。同时,通过计算机信息系统,可以进行一定的监控,从而降低成本。
3 保证继电保护可靠性的方法
继电保护的可靠性主要由性能出色、配置合理的继电保护装置以及良好的运行维护和管理方式来保证。在无继电保护的状态下,任何电力设备都不允许运行。随着技术发展,微机保护在全国电力系统有着很高的普及率,更有着灵敏度高、可靠性强等优点。
3.1 继电保护装置的检验
在继电保护装置的安设结束后,需要进行严格的自检和调试,从根本上消灭安全隐患。注意在继电保护装置检验过程的最后才进行整组试验和电流回路升流试验。此两项工作结束后,严禁做出拔下插头等工作,同时禁止对定值、定值区、二次回路接线的更改。
3.2 定值区间问题
定值区数量的飙升是电力系统和计算机网络系统发展的一个重要表现,它能够对继电保护装置运行的不同需求做出不同反应,确保了电力系统运作的稳定性。其中微机保护具有的优点是能够有多个定值区,这使得电网运行方式可以有多种变化。同时必须注意对继电工作来说定值区是不能允许出现错误的,所以必须派遣专业技术人员对其进行操作,同时以严格的管理措施来保证定值区的正确性。并将调整的定值数据及时更改记录。
3.3 一般性检测
不论何种保护,一般性检查的重要性都是毋庸置疑的,但是由于一般性检测工作较为简单、琐碎,因为常被人们忽视一般性检测主要包含清洁、焊接点焊接、连接件紧固、机械特性等方面。清洁不合理容易引起机械温度过高,影响寿命;芯片、螺丝若未能紧固则可能造成重要安全隐患。
3.4 接地问题
继电保护中接地问题极其重要,接地问题大致可分为两种:①保护屏的各装置机箱和屏柜等接地问题,必须将其接在屏内的铜排上②电压回路、电流的接地同样存在可靠性问题,如接地在端子箱,那么端子箱的接地可靠与否,这些都严重影响人身安全、设备安全。
4 电力继电保护装置的发展趋势
在输变电行业当中中,单片机控制技术具有不可替代的优势,在控制技术和电子信号方面,提高了控制与保护的精度、速度和范围,同时与计算机联网,构成无人值守的站点和系统化管理体系,从而降低了劳动强度,提高了安全性。
4.1 计算机化
随着社会的发展,继电保护与计算机技术相互结合,实现继电保护装置的计算机化是未来继电保护技术发展的一个重要方向。计算机化的发展能提高信息数据处理分析的能力,并提高信息的存储量,方便管理人员及时调阅相关数据。
4.2 网络化
计算机网络已影响着各个工业领域,从而成为信息时代的技术支柱。将继电保护系统各主要设备与计算机网络相互联接起来,从而实现微机保护装置的网络化。
4.3 智能化
近些年来,继电保护系统中开始运用人工智能技术。对保护装置而言,智能化能够实时确保故障的准确识别,同时保证在较少或没有人工干预的条件下,可以迅速隔离故障、自我恢复,避免大面积停电的产生。
4.4 保护、控制、测量、数据通信一体化
随着计算机网络系统与继电保护装置相联系,继电保护装置的功能也有了长足的进步。通过对网络技术的运用,继电保护装置能够在电路无故障正常运行的条件之下,分析电路运行的基本数据,并对数据进行相应的控制、分析和调整,真正实现继电保护装置的测量、保护、控制和数据通信的一体化。
5 结语
随着国家对于能源结构的调整,电力成为社会的主要能源。现代电力系统是包含电能产生、输送、分配和用电环节的大系统,其安全性和可靠性需求随之提高,继电保护满足了这一需求。伴随着计算机技术的不断发展,使继电保护技术提升了一个新的台阶。
参考文献
关键词:变压器;继电保护测试;电力设备;电力系统;电力故障 文献标识码:A
中图分类号:TM772 文章编号:1009-2374(2016)04-0142-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.04.071
在电力系统中,变压器是进行配送电力的重要设备之一,在很多行业中被广泛应用。但是变压器在运行的过程中,经常会出现故障问题,直接影响电力系统的正常工作与可持续性发展,其中,当有大容量的变压器发生故障的时候,会严重威胁到整体的供电设备。随着科学技术的不断发展,对变压器继电保护工作提出了更高的标准,因此,要增强变压器继电保护测试的研究与探讨,推动电力事业的发展步伐。
1 进行变压器继电保护测试研究的重要意义
当前,计算机系统的广泛应用,比传统的常规型等继电保护拥有更多的特性。随着科学技术的发展,将计算机通信技术、仿真技术等应用到变压器继电保护测试中,其中数字化在变压器继电保护中的应用,大大推动了继电保护测试点的发展。新兴的变压器继电保护安全监测的方法是推动变压器可持续发展的重要因素,改变了传统变压器继电保护工作的方法,以全新的形式展现出来。将传统的变压器继电保护测试与先进的科学技术紧密地结合在一起,研究出符合社会发展的需要的新兴测试原理,给变压器继电保护测试工作锦上添花。
2 变电站继电保护
2.1 变压器继电保护的工作原理
变压器继电保护的工作原理是依据变压器在运行的过程中出现故障的时候,继电保护进行有效的工作运转。例如:电压突然升高或降低、瓦斯发生爆炸现象、温度猛然升高、频率降低、电流增加等现象的发生,继电保护及时地发现问题并做出实时保护措施,将发生故障的电闸自动跳闸,将温度与瓦斯做非电量的保护。要想保证继电保护在跳闸时的准确性与安全性,就要确保计算经验数据的可靠性。保证继电保护工作的准确性,将保护的范围控制在1.3~1.5之间。继电保护的灵敏系数要控制在1.2~2之间,其中包括发生故障时的最小数值与保护动作值,因此要有参考地进行选择。
2.2 变压器继电保护的分类
变压器继电保护分为五类:一是发电机保护。发电机是由四个部分组成的,即电机外部短路、定子绕组相间短路、匝间短路、定子绕组接地,此外,还包括对称过负荷、定子绕组过电压、励磁回路等。出口方式是以缩小故障影响范围、停机。二是电力变压器保护,是为了更好地引出线相间与保护绕组的作用。中性点设置可以直接在电力网中部与外部接地短路引起的电流和中性点过电压中通过。线路的保护要依据电压的级别、电网接地的方式、输电线路、架空线、电缆的长度等进行保护。三是母线的保护,变电站的发电设备与变电站的母线之间要设置专门的继电保护装置。四是电力电容器的保护,可能会出现两种情况,即由于电容器内部出现故障引发了短路等现象的发生和电容器与断电器之间出现了连线的故障。在电容器组中,某一个地方出现了故障问题,都会引发电压与其连接的母线出现没有电压的现象。五是高压电动机的保护,高压电动机可能会出现定子绕组接地故障、定子绕组匝间短路故障、定子绕组超负荷故障或者是同步电动机消磁现象,同步电动机出现非同步电流的现象等。通过变压器继电保护的分类可以看出,计算机技术的广泛应用使得继电保护装置更加可靠、安全、稳定。依据不同等级的线路实验不同等级的保护装置,自动进行保护策略的调整工作,保证继电保护测试工作的质量。伴随着通信技术的发展与壮大,既提升了变电站的安全运行效率,又给信息保护工作提供了方便与快捷。
2.3 变压器继电保护的特点
变压器继电保护的特点包括三个方面:一是可靠性非常高,有合理的配置,良好的质量技术性能,正常运行中的维修、保护、管理等。在继电保护的整个系统中,采用了数据库与方法库的信息管理模式,方便了系统的全面升级与维护工作,在运转的过程中,将分散式的传输转变成集中式的运输过程。换言之,将网络数据库与规则库进行集中管理,保证其中一个工作站发生故障,不会影响到整体的正常运转。二是实用性非常强。在进行电力运行的过程中,会出现一些故障等原因的问题,继电保护有效地针对这些问题进行二次的保护措施,保证数据、系统的完整性。继电保护工作具有分析、统计等特点,大大方便了工作人员的有效操作,实用性非常强,提升了继电保护的运行水平。三是远程控制能力。利用计算机系统进行串行通信的功能,与远方的变电站中的计算机系统有效地进行通信活动,实现了微机的远程控制功能,确保在无人操作的情况下继电保护工作正常运行。
3 变压器继电保护产生的新技术的特点
3.1 61850新技术的发展
伴随着国家出台的相关政策,推动了61850新技术的发展与壮大,给变压器继电保护测试项目带来了新的希望、新的特点、新的发展目标。将仿真技术与新型的计算机系统等有效地应用到变压器继电保护测试工作中,兴起了新的继电保护工作任务。现在研究工作的重要内容就是如何创造新型的变压器继电保护系统与技术;如何发展信号系统,保证科学技术的需求等工作内容,需要工作人员进行长期的、不懈的努力与创新。研究工作人员要以变压器继电保护的技术为优先考虑的对象,发挥其自身的特点与优点,研究出更加可靠的、稳定的继电保护系统,将继电保护系统的优势发挥出更大的作用(如图1所示,61850新技术变电站的体系结构图)。
3.2 保护功能与自动化功能结合
要结合当下变压器继电保护的技术与条件,针对低压保护在实际中的融合保护与测控功能进行有效结合,总结出新兴的保护技术。随着新技术的不断发展与61850新型产品的生产与研发,推动了变压器继电保护系统与计算机仿真技术的有效结合,形成一个新的整体,这个新整体逻辑还是在现有的区域中,但是实际的物理装置已经在另一个区域中了,并发挥着自身的作用,这种新型的特点将计算机自动化与变压器继电保护系统有效地结合,发挥出更大的功效(如图2所示)。
3.3 统一硬件平台带来的整体性
按照正常的推理来讲,厂家生产的硬件平台与保护的原理是没有关系的,在这种情况之下,既可以维持硬件的稳定性能,又可以保证变压器继电保护系统的整体协调运转。发展到今天,已经有很多的生产厂家将硬件平台进行有效的统一处理,带来了整体性能。但是,还有一定的不足之处,例如:体育整体的硬件不能做到完全的替换工作,即便可以进行替换,也需要更改一些硬件的设备。另外,对于那些可以进行替换的硬件设备来说,作为一个复杂性的整体,由于受到参数与复杂等因素的影响,没有了在进行实际操作时的性能。只有做到真实意义中的一键替换工作,才能降低工作人员的工作量,保证硬件的整体性能。
4 目前变压器继电保护检测仍需增添的内容
变压器继电保护发展到今天为止,已经取得了非常大的成绩,但是还需要进行不断完善与进步。要在原有的基础之上,结合变压器继电保护的原理与发展方向进行有效的改进与研发工作,不断找到新的特点,本文从以下两个方面进行了细致的说明:
4.1 变压器继电保护之中时间同步能力的检测
到目前为止,有很多种时间同步技术,并在不断更新与发展中,这项技术在变压器继电保护工作中的广泛应用,推动了继电保护工作的发展与进步。时间同步技术大大地解决了不同继电保护装置中的同时间不同步的现象,保证了不同的变压器继电保护装置之间进行了同步的作用。时间同步分析比故障分析的作用更大,但是,时间同步在检测方面还有很多不足之处,仅仅是在时间同步装置中才会发挥作用,需要将变压器继电保护装置中的同步测试能力放在优先考虑的范围之内,才能达到整体的装置处于时间同步的效果。到目前为止,时间同步技术在变压器继电保护工作中测试与广域中的测试都发挥着重要的作用,并保证了继电保护装置的效果与准确性。
4.2 变压器继电保护装置可靠性检测
最近几年的变压器继电保护测试发展的过程中,将样品功能的测试与性能方面检测作为工作的重点,很少涉及到继电保护装置的使用寿命与稳定性的检测工作,系统检测变压器继电保护装置的设备还很不完善,有待进一步研究与探讨。优点有:随着仿真技术的不断进步与发展,制造出微机型的变压器继电保护装置,并得到广泛的应用。要从两个方面进行继电保护装置的可靠性测试活动:一是考虑装置的硬件设备是否可靠;二是设备装置的软件是否可靠。
5 结语
综上所述,对于今天的变压器继电保护技术已经不能只依靠传统的技术与性能,要不断进行研发工作,将现代化科学技术应用到变压器继电保护工作中,发挥出继电保护工作的特点与性能,大大提升工作效率,保证变压器在正常运行中的稳定性与安全性,提升供电工作的质量,推动电力事业的不断发展与壮大。
参考文献
[1] 陈雨华.探讨变压器继电保护测试发展方向[J].科技视界,2015,(9).
[2] 杨小兵.变压器继电保护可靠性探讨[J].价值工程,2014,(14).
[3] 王维俭.变压器保护运行不良的反思[J].电力自动化设备,2013,(10).
关键词:配电网;继电保护;分布式发电;影响
中图分类号:TM77 文献标识码:A
0.前言
在电力的供电系统中,配电网的继电保护是其中的一项重点内容。在目前我国传统的供电系统当中,主要是采取以大电网和高电压为主要特点的集中式的通电,但这种供电方式一旦在供电的过程中任何一个部位发生了故障,则会对整个供电系统造成影响,甚至会造成严重的电网事故,会造成整个电网的崩溃,为人们的生产和生活带来无法估计的损失。随着社会经济的发展,分布式发电的概念被提出,并随着科技的不断提高,该项技术在供电方面得到不断的推广和发展。相对于传统的集中式发电技术而言,分布式发电具有更多的优势以及能带来更好的经济利益,而该项技术也会对配电网的继电保护带来一定的影响。
1.分布式发电
分布式发电通常简称为DG,是指将上千瓦或者是数百兆瓦的功率进行小型的模块化和分散化布置在相关用户的附近,形成高效以及可靠的发电单元。分布式发电主要包括微型的燃气轮机、风力发电以及生物质能的发电等。分布式的电源在分布式发电中起到重要作用,使用分布式的电源能对能源的利用效率进行提高并且降低能源的消耗,根据所使用能源类型的不同可以将分布式的电源进行分类,使用化石材料作为能源的分布式电源主要有复式的发动机和燃料电池等;利用可再生能源的分布式电源主要有风力发电机、水力发电机以及利用太阳能进行光伏发电等。此外还有利用电能存储作为运转能量的分布式电源等。
2.配电网的相关结构以及保护的相关配置
2.1 三段式的电流保护
三段式的电流保护是比较传统的配电网保护方案,主要是使用瞬时的电流和定时的限电流进行速断的保护,以及使用过电流来进行保护。在进行电流的速断保护时主要是在线路末端发生短路现象时,对路过的最大的短路电流进行整定,能够在瞬时进行相关的动作来将故障切除,但是该种方法对于全长的路线无法起到保护的作用。
2.2 反时限过电流的保护
反时限过电流的保护是传统配电网保护方案中的另一种,是对动作的时限以及被保护的线路中短路的电流进行保护的一种方案。当发生短路现象时,电流越大,则受到保护的动作时限则会越短,具体为对近处的故障所起到保护动作的时限段,对稍远一点距离的故障进行保护时其动作的时限也比较短,但对于距离较远的故障进行保护时其动作的时限则会比较长。反时限过电流的保护能够对速度性和选择性的要求进行同时满足,在配电网的继电保护中是运用较为广泛的保护方案。
3.分布式发电对配电网继电保护的相关影响
传统的配电网继电保护方案能对供电中的故障进行一定的处理,但是仍存在着一定的欠缺。分布式发电技术的不断运用和推广能够对传统的保护方案进行改良,完善保护的方式,提高对故障的处理能力以及对电网的保护能力。
3.1 分布式发电在配电网中的相关接入方式
目前在我国配电网中所使用的分布式电源为小型的发电机组,使用电压为110kV的中断变电站来将配电网进行合并,在变电站的电压的10kV以及35kV的母线上进行接入,具体过程如图1所示。
3.2 分布式发电对三段式电流保护的相关影响
在传统的三段式电流保护中该种方法具有原理简单以及可靠性比较高的优点,在一般的情况下能够对故障进行快速的切除处理,但是在对配电网进行保护的过程中该种方法会受到电网接线的方式以及相关系统运转方式的影响。当将分布式发电和配电网进行联合时,会对系统中的潮流进行重新分布,当发生短路现象时,故障部位的电流在大小以及流向上也会发生相关的变化。当分布式发电接入的位置不同,对故障部位电流的影响也会有所不同。分布式发电接入的方式主要有两种,一种是在线路的末端接入,另一种是在电力的中部进行接入。
3.3 分布式发电对自动重合闸的相关影响
(1)对于非同期的合闸,当分布式发电和配电网合并之后,分布式电源在运转的过程中有可能加速也有可能减速,这个时候因为分布式电源所产生的电力孤岛和系统的侧电源并不能保持同步,当两者的差距达到一定程度时会使非同期的合闸产生较强的冲击电压,会对整个配电网和分布式的电源产生比较大的冲击。
(2)会导致发生故障的线路点发生电弧的重燃。当配电网失去了系统的侧电压之后,分布式电源很有可能会对发生故障的线路点进行供电,当使用重合闸时,分布式电源所产生的电流会导致故障线路所产生的电弧重燃,从而会让故障的范围进一步扩大。综上所述,在将分布式发电和配电网进行合并时要在其侧面安装低解压列的装置,在对系统中侧面重合闸的继电器进行线路无压的检测时,也要对分布式电源M行同期的侧检。
3.4 分布式发电对熔断器保护所产生的相关影响
分布式发电的装置对于熔断器的影响主要有两个方面,第一是分布式电源和系统的侧电源都会对发生故障的线路提供电流,当提供电流的数值超过一定的范围时,会对线路造成损坏或者是熔断,这个时候分布式电源会对熔断器保护中的配合关系进行影响和破坏;而第二个方面则是当分布式电源向发生故障的线路提供反方向的电流时,此时的熔断器会失去对方向的判断能力,当反方向的电流量大到一定程度时会使故障更加严重,也不符合相关的保护设置。
结语
分布式发电是一种比较新型的发电方式,在分布式发电中使用分布式电源能对整个配电系统产生重要的影响。分布式发电具有分散以及随机变动等一系列特点,但将大量的分布式电源在配电网中进行接入时会对其安全以及稳定带来较大的影响。在传统的配电分析方法当中,在将分布式发电接入之后,根据程度的不同需要进行相关的完善以及改进。分布式发电作为一种高效能的发电方式,具有广泛的运用前景,能对配电网的继电保护产生深远的影响,对分布式发电在配电网中进行联合的研究,能进一步完善相关的联合技术并将配电网的可靠性以及供电的质量进行提高。
参考文献
[1]赵鑫,付振虎,郎泳,等.分布式发电对配电网继电保护的影响分析[J].山东电力高等专科学校学报,2012,1(36):14-17.
关键词:农村;配电网;继电保护;分析
中图分类号:U665.12文献标识码: A 文章编号:
在整个电力系统中配电系统发挥着重要的作用,它的平稳、可靠的发展直接影响了我国经济和人民生活水平的提高。据调查在我国平均一年内停电的时间总长为30小时,对人们的正常生活产生了负面的影响,而且在供电系统中还存在供电半径过大、无功补偿不完善等问题,所以怎样提高配电网的安全可靠性是企业必须重视的问题。继电保护能够保证电网的安全稳定运行,给用户提供可靠供电需求。
一、继电保护基本原理
继电保护装置是指在电力系统中电气元件由于受到破损不能正常工作,然后继电器通过判断起到跳闸或者发出报警信号的一种自动保护装置。这种装置能够保证机器的安全性以及修复的简单性。这些元素是阶梯运行,缺一不可。通过测量与之前给定元件的物理参量进行准确比较,分析处理信息,然后根据测量的结果比如输出信号的性质,持续时间等判断故障的范围是元件内还是元件外的,最后做出保护措施跳闸或者报警信号的等,最后通过根据前一命令的指令进行发出信号,跳闸等指令。继电保护的保护分区是为了保护在指定范围内的故障,不属于范围内的不采取控制,这样可以减少因故障跳闸引起的停电区域,也可以将没有影响到得部分起到保护作用,然后继续工作。所以电力系统中每个继电保护的界限划分的很清楚。当电力系统发生故障,继电保护就会及时的切除故障,避免安全事故的发生。
二、影响配电网供电可靠性的因素
继电保护计算及管理最突出的特点就是不确定性,主要有两方面的原因:一方面是由于继电保护配置、设备的技术参数等相关数据的不确定性。其中最突出的就是保护装置的定值,不同型号的保护装置其定值也不同,并且随着科技水平的不断进步,新的保护装置还会源源不断地研发出来,而定值又是不可预知的,这就造成了数据的多样性和不确定性。另一个重要原因出于保护装置的定值计算上。继电保护计算的内容之一就是保护装置的定值计算,保护装置的定值计算要充分考虑到相关工作人员的从业经验、保护测量方法、电网构造以及从业人员对相关规定把握尺度等因素,但由于上述因素存在的差异,就造成继电保护定值计算的不确定性。
配电网的供电可靠性直接关系到用户的实用电的质量,同时也反映了电力企业的供电水平。影响配电网供电可靠性的主要因素有:①设计和结构不合理。配电网在结构设计上常用放射式的网状结构,但是在实际的还用当中半径过大会影响供电的质量,所以不能够满足用户的需求。如果设备在使用中出现了故障,就会对供电产生大面积的影响。在一些落后的地区依旧使用单辐射线路,如果在出现故障或者停电的时候,这些线路由于自身的缺点不能够及时的采用转供电的操作,对整个配电网的供电可靠性影响很大。以上这些电网的结构都不是很合理,给电力系统整体运行产生了负面的影响。②设备故障与线路故障。常见的线路故障一般有地震、雪灾以及暴雨等自然灾害,同时还存在自身的线路老化的问题,虽然这些因素对线路产生的影响是无法避免的,但是做好预防工作还是能减少经济的损失和事故发生的概率。同时由于电网设备没有及时的更新,长时间使用寿命减弱,而且技术水平也相对落后,很容易产生设备事故。③软件的缺陷。由于在农村的配电网运行和管理方式上还存在很多的问题,而且自动化技术不是很先进,遇到设备故障不能够及时的处理,就会引起一系列的问题。而且部分的电力工作人员的技术水平不足,管理上出现失误,直接影响了配电网的可靠性的提高。④外界环境的影响。主要是环境方面的影响,在地理条件、自然灾害对配电网的供电可靠性有着很大的影响。在雷、雪天或者台风的影响下,可能会造成线路故障,影响配电网的供电水平。
三、农村配电网继电保护的可靠性分析
继电保护的主要措施
在农村的电网主要是以中低压电网为主,大部分都是采用了35KV以下的电压,电压等级的电网在网络结构以及管理方式上都有很大的差异。在运行方式上存在环网和开环运行的两种方式。继电保护作为配电系统中最基本的保护类型,主要包括以下几种保护方式:首先是电流速断保护,这种方式具有动作迅速、可靠性高的特点,在电流幅值迅速增大的电路起到的一种保护作用。其次是限时电流速断保护,使用这种保护方式,能够保护本线路的全长,而且灵敏性高,除此之外,在满足配电需求的同时,力求最小动作时限。最后是定时限过流保护,主要作为下级线路主保护个本线路主保护的方式。鉴于继电保护计算及管理系统的上述基本要求,解决保护定值计算的不确定性成为首要问题。而要从根本上解决这个问题,重新研发一种用于继电保护计算及管理的高级语言程序不失为一个好方法。这一高级语言程序首先除了具备其他高级语言程序支持函数、文件调取和访问等特性外,还要具有能够解决专业问题的新数据;再有,具备通用算法,为用户提供便捷的服务。按照该思路,一种名为HT高级编程语言诞生了。
继电保护的维护措施
继电保护调试完成后,还要对各项工作进行验收,确保每个程序都没有错误。保护定制或二次回路发生变更时,要对整定后的数值进行核对,同时在完成主设备的改造后还要对试运行进行相关的记录,比如查看继电器接点是否完好、带电触电无烧损或抖动现象以及运行监视是否正常指示灯,通过对继电保护进行维护,才能够保证配电网的安全可靠运行。
总而言之,在科技快速发展的今天,电力系统的不断更新对继电保护提出更高的要求。为了满足农村配电网对继电保护的要求,就需要科研人员不断研究并提高继电保护装置的性能,使智能化、计算机化、网络化的继电保护技术将会运用到实际中来,使电力系统能够安全、可靠、经济的运行。
参考文献:
[1]郭征,贺家李,杨洪平,柳焕章,卢放;电力系统故障时继电保护装置动态特性的数字仿真[J];电力系统自动化;2003年11期
关键词:电力系统自动化;继电保护;安全管理
作者简介:陈学建(1972-),男,重庆人,重庆市大学城水务技术开发有限公司,工程师。(重庆 401331)
中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)17-0212-01
继电保护装置是配电网络中一个重要的保护设备,对配电网络的故障诊断和处理十分迅速,能够及时地对电力系统中出现的问题进行处理,并且能够自动恢复线路的供电功能,提升电力线路的服务水平和管理能力。在进行电力系统的建设过程中,如何有效实现电力系统自动化控制与继电保护装置的有机结合,提升电力线路应对故障的处理能力和提高电力系统的服务水平,是当前电力系统自动化研究的重要课题之一。电力线路中继电保护的安全管理问题不单单是一个仪表检测、信号预警、事故音响等简单的处理,而是关系整个配电网络的安全和用电安全的系统性问题,需要从整个输电网络上进行总体考虑。
一、电力自动化继电保护的现状及特征分析
继电保护作为保护电力系统正常运营和检测线路故障、自动处理问题的重要手段,在科技日益发达的背景下,也突破传统模式,不断将新设备、新技术运用到配电网络中,不断改革线路中原有的继电保护方式,提升继电保护的快速反应能力。现在的继电保护设备和技术与从前的继电保护设备相比,在技术上和科技含量上已经有了质的飞跃。原有的继电保护在仪表检测、事故信号等单一继电保护的管理模式已经发生了重大的变化,继电保护开始向以计算机技术应用、网络技术、电子技术等技术应用的自动化管理模式转变,实现电力网络中事故的自动检测和处理,在保证电力网络的安全上性能更好,而且继电保护的设备集成化程度也更加突出,在安装、调试、操作上就变得更加方便,功能更为强大,系统的安全性、稳定性更为可靠。在采用计算机网络技术、通信技术、电子技术之后,继电保护设备在防雷击、抗干扰、工作环境等方面具有更强的适应性和稳定性,能够有效提高电力部门的服务水平,提高工作人员的工作效率。[1]
但是在实际的工作中,虽然继电保护在设备上也发生了一系列变化,在整体的工作环境中变化还没有完全改观。继电保护在管理上还存在一定漏洞,对继电保护的安全措施实施得不够,工作人员的安全意识比较淡薄,管理水平低下,不能够很好地发挥电力自动化的作用和继电保护的安全作用。如何有效发挥电力系统自动化的自身优势和特点,实现对电力系统的全面监控和管理成为电力发展中一个比较突出的问题。在电力事业不断发展的过程中,电力系统在国民经济中的作用也越来越明显,加强对继电保护管理技术的探索和分析对于电力系统的自身发展具有重要意义。
二、电力自动化继电保护安全管理策略分析
1.统筹规划,保障继电保护装置性能与设备的质量,科学地对继电保护设置进行选型设计
配电网络的正常运行要求继电保护装置的灵敏度、可靠度和稳定性以及选择性有着严格的设计,要求继电保护装置在动作时能够及时、准确到位,不能出现不会发生动作的现象。继电保护的可靠性要求继电保护装置不能够随意干涉配电网络的运行,不能给电力系统的运行带来安全隐患。可靠性是继电保护的重要原则之一。灵敏性和速动性要求继电保护装置能够在电力线路发生故障时快速做出反应,尽快对电力线路的故障进行排除,降低设备和线路的损坏程度,提高线路自动重合和备用电源启动,提升供电网络的稳定性。[2]对于电力自动化系统来说,继电保护的主要工作是对电力系统中发生的故障进行及时反应,对线路中的元器件进行保护。在线路出现故障时,继电保护装置迅速准确地对线路的断路器发出跳闸指令切断线路,将故障元件从配电网络中脱离出来,避免电力线路对元器件本身造成更大的损坏,保证电力线路安全供电,在一定程度上满足电力系统的某些特定要求。
根据电力线路的基本要求,继电保护装置在造型上要能够满足电力系统安全、稳定供电的要求,选择质量可靠、性能优良的安全继电保护装置,选择硬件设施合理,保证继电保护装置的稳定性、可靠性和灵敏性以及速度性,让继电保护能够全面发挥作用,提升电力系统的稳定性,减少线路中元器件的损坏程度,消除线路中的不良影响。所以,线路中在选择继电保护装置时就必须严格把关,控制继电保护的质量,合理选取继电保护的造型,要求质量可靠,以保障电力自动化系统的安全运行,提高电力系统的稳定性。[3]
2.完善继电保护设备的调试安装,确保电力设备的良性运行
继电保护重要的特性就是稳定性和可靠性,在选择时一定要保证继电保护的配置合理、质量和技术性能要满足继电保护装置能够稳定运行,能够提高线路的稳定性和安全性,对继电保护装置的安装、选型、调试等安装工作要按照电力线路的基本要求进行施工和管理,从设备的安装到系统后台监控管理的每一个环节都要进行仔细检查,按安装施工的要求进行,认真细致、合理分工、权责分明,要求各个管理部门能够有机的协调配合,共同完成设备的监管和维护,促进电力系统自动化的建设和发展。根据电力系统自动化建设的特点,对后台系统的数据录入、数据库的建设进行联合调试时能够对每一个环节进行监控和管理,保证调试的结果合格,对配电路中的各类故障进行模拟分析,探究测试继电保护装置在实际工作中可能出现的情况,保证继电保护装置中各项逻辑回路的正确性和稳定性,也要保证继电保护的准确动作。对于继电保护装置中的突发事件能够快速、准确地做出反应。例如:防潮、雷击、干扰等情况。[4]在实际的设计中,要采用两端电缆屏蔽层接地,根据相关规范和控制的要求,在通信网络及二次回路中合理配置避雷器装置等相关的措施,提升电力设备的安全可靠性,提高电力继电保护设备的抗干扰能力,提高继电保护的稳定性,保证电力设备的良性运行。
3.强化验收线路网络的安装与运营维护
配电网络的安全管理有着严格的要求,电力系统自动化运行及继电保护安全管理对施工的验收要求要十分严格。要加强设备的验收监测和控制,在设备投入运营后要做好维护和保养工作。在具体验收的同时,要根据新设备的具体特性进行详细测试,对各项设备的遥控、抗干扰能力进行严格、反复的测试,保证继电保护设备的性能过关。制订与自动化系统运行相匹配的操作规范及相关管理制度和详细的管理办法,完善继电保护操作环境的控制和建设,提升继电保护制度的严肃性。对于验收的数据、各类报告书、竣工的图纸以及相关施工的技术资料,要做好系统数据内容的保存和备份工作,并报送相关的管理部门存档,以便为电力系统后续良好运行的维护提供各类资料和数据分析,提供建议和指导。[5]根据电力设备的管理要求,要加强对运行维护工作人员的培训,提高他们的业务能力及对新设备熟练掌握的程度和管理水平,要求工作人员熟悉变电站电气的主接线的方式和运行的基本情况,对电气运行时出现的故障作出准确的判断,同时还能根据电气设备的运行情况预测可能会出现的故障,准确、清晰地对主控台的信息进行分析,判断配电网中出现的故障。
三、小结
继电保护的安全管理工作是一项十分复杂的工作,一定要根据实际情况进行严格的控制和管理。鉴于电力系统继电保护工作的基本特征和管理方式,在对其安全工作进行管理时要根据工作的实际需要系统而科学地制订管理策略,强化继电保护的设备选型、安全施工、调试安装、系统的测试、投试运行、维护保养等各个环节都要进行安全管理,对继电保护的工作环境进行管理,切实提高电力系统自动化和继电保护各个环节的安全运行,提升电力系统自动化的改造水平,提升电力系统的服务水平和经济效益。
参考文献:
[1]张敬.电子信息技术在电力自动化系统中的应用研究[J].中国电力教育,2010,(9).
[2]王喜.配电自动化发展现状及规划[J].电气时代,2010,(12).
[3]叶睆,林丽丽.电力自动化继电保护相关安全管理问题分析[J].中国新技术新产品,2012,(2).
关键词:发变组线路接线;大机组;继电保护;事故措施;配置
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.238
0 引言
在我国现当下的电力系统中,大容量机组较多地选择发电机-变压器组-线路单元接线与高压或超高压电网直接相连的方式,这种接线方式的优点显而易见,不但从结构上来说便捷,而且从成本上来说较为经济,所以在中国现今电力系统中得到广泛的应用。从发变组的结构上来看,其出口开关也就是高压断路器,高压断路器与发变组之间是没有母线连接的,因此这种接线方式在进行保护配置时要综合的考虑因素就多了这部分的影响,也就是说,对变电组的线路保护要作相应的加强。与此同时,线路故障导致的发电机烧毁问题,在电力系统运行中必须要引起重视,因为这带来的后果不仅仅是经济上遭受损失,更是对人们的生命财产安全的重大威胁,所以在对大容量发电机-变压器组-线路的继电保护整体配置时,应该要综合考虑机组的安全性能。综合来说,发变组线路接线方式保护装置的配置一定要保证合理性,根据电力系统的安全原则对保护装置进行选择。
1 继电保护配置的原则及要求
首先来说,继电保护的配置受到多方面的影响作用,其中,电网系统构成、一次设备的各种实际运行情况都对它有所影响,所以在进行继电保护配置时要多加考虑这些因素的作用。在继电保护的配置工作中,有种原则显得至关重要,即加强主保护,简化后备保护和二次回路,我们在对继电装置的选择以及整定时,往往依据这一原则来展开工作。实践表明,继电保护的配置如果不综合考虑电网结构、一次设备的实际运行情况,将有可能使得电网系统保护失去实际意义。
然后是保护装置的配置要与双重化要求相结合,在满足双重化要求的前提下,尽可能地使得保护装置得到完善。对保护装置的双重化配置而言,要想使保护装置发挥最大效用,有以下几点要求:a、保证保护装置足够完善,而且装置彼此之间要保持相互独立。也就是说,保护装置之间不允许有半点物理上或电气上的关联,并且二者运行情况相互不会受到干扰;这样一来,不管是何种类型的故障,保护装置的完善配置都能够解决这些问题。b、对相互独立的主保护的电压回路也有对应要求。即不允许不同电压回路的保护装置与电压互感器的同一二次绕组相连;电流互感器的二次绕组连接同样如此,在继电保护配置时,要特别注意防止死区问题的出现。c、对双重化配置的保护装置而言,其直流电源的选择要保证独立性的要求,一方面可以选取自不同蓄电池供电线段,另一方面,不同保护装置的直流电源要在不同的电流回路中运行。d、对双重化的线路保护而言,它的通信设备也应保证相互独立,同时,不同回路通信设备的供电电源也有所区别,所以要保证它们的相互独立。e、发变组因回路单元的不同而有不同的类型,所以我们对其保护装置的配置方式也是有一定差距的。其中,线路双重化配置、变压器制式的发变组常选用主、后一体化形式,这是因为主、后一体化的保护装置更符合这些类型的发变组的使用;同时,非单元制接线方式的发变组则选取主设备的一次接线方式。
最后是发电厂要对保护装置的选型、配置等工作尽量做好,不单止是要保证主设备安全运行,同时还要保证整个电力系统回路稳定运行,对其保护装置的选择也应该建立在先行选择发展成熟装置的原则上,比如数字式保护装置等。
2 继电保护装置配置的选择
如前面所述,在对继电保护装置配置的选择时,要综合考虑继电保护配置的原则及要求,即注意统构成、一次设备的各种实际运行情况都对继电保护的配置有所影响,保护装置的配置要与双重化要求相结合,发电厂要对保护装置的选型、配置等工作尽量做好这几方面。
当下数字式微机继电保护装置在实际电网系统中有着广泛的应用,根据继电保护的要求,实行“加强主保护,简化后备保护和二次回路”的基本原则,选用多种保护装置。对于“加强主保护,简化后备保护和二次回路”的基本原则,一方面可以使得后备保护和二次回路得到简化,继电保护装置配置双重化的要求得到很好的匹配,另一方面对主保护的加强有很好的推动作用。实际应用中,旧式的保护装置缺点明显,所以继电保护的双重化要求也相对应复杂,体现在TA(TV)需求量大、直流回路复杂等方面,这对继电保护装置的双重化配置是有着负面影响的。数字式微机继电保护装置的应用,使得许多保护装置尽管型别不同,但是同样可以选择从同一地方读取数据,于是TA(TV)的数量大大减少,对电力系统经济成本有效控制而言是非常有利的。同时来说,数字式微机继电保护装置的出口逻辑选择的是矩阵类型,于是直流回路得到很好的精简,继电保护的双重化配置很方便地就能完成,我国目前的数字式微机继电保护装置生产技术较为成熟,所以电力系统的保护装置配置相对容易实现。
3 主要配置的保护装置
当前,我国电力系统的保护装置配置因保护位置、保护类型而有不同的类型选择,常见的有发电机保护、励磁变(励磁机)保护、主变保护、高厂变保护、发变组非电量保护以及线路保护等主要配置的保护装置。其中,发电机保护分为发电机纵差保护、发电机相间阻抗保护、过电压保护等类型;而励磁变(励磁机)保护则包含过流保护、TA断线等;主变保护是保护装置配置中较为重要的类型,主要包含发变组差动保护、主变差动保护、主变工频变化量差动保护等;发变组非电量保护,其中的重要类型是轻、重瓦斯保护、绕组温度、热工保护等;最后是线路保护,其中的零序保护、重合闸装置、非全相保护等类型都是线路保护中的重要形式。
4 保护之间的配合关系
保护之间的配合关系对电力系统的正常安全运行来说是非常重要的。首先来说,大机组保护和超高压线路保护与双重化之间的关系密切,在实际运行时,要求大机组保护和超高压保护都要在系统中参与作用,如果是遇到发电机的转子接地保护的话,如若对波形进行相应叠加的类型,那么在实际保护装置配置时只需要将转子接地保护装置进行参与作用。然后是对于发变组-线路单元接线的断路器,因其使用范围广泛,使用类型各异,所以往往选择三相短路器而非单相断路器,以此增加系统全相运行的几率。然后是失灵保护应送热工DEH进行减负荷,在对失灵保护进行选择时,应当根据线路的类型来对系统部件采取是否启用失灵保护的措施,通常发变组-线路单元接线的线路保护和主设备的电气量保护选择断路器失灵保护,因失灵保护的灵活性,使得系统就算发生事故范围也能得到有效控制,从而增加了系统的可靠性。
5 结束语
综上所述,当下数字式微机继电保护装置在实际电网系统中有着广泛的应用,对继电保护装置配置的选择时,要综合考虑继电保护配置的原则及要求,即注意统构成、一次设备的各种实际运行情况都对继电保护的配置有所影响,保护装置的配置要与双重化要求相结合,发电厂要对保护装置的选型、配置等工作尽量做好。基于“加强主保护,简化后备保护和二次回路”的基本原则,一方面可以使得后备保护和二次回路得到简化,继电保护装置配置双重化的要求得到很好的匹配,另一方面对主保护的加强有很好的推动作用。
参考文献:
[1]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护规定汇编(第二版)[M].北京:中国电力出版社,2000.
[2]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答(第二版)[M].北京:中国电力出版社,2000.
摘要:随着计算机和人工智能技术的发展,继电保护必将向综合自动化技术方向发展。本文笔者通过自身实践,结合变电站继电保护进行了探讨。
关键词:变电站 继电保护 设计的原则
随着我国电力工业的不断发展,电网规模的不断扩大,对电力系统变电站继电保护提出了更高的要求。电力系统变电站继电保护是一门综合性的科学,包括变压器维护、电容器维护、机组保护和母线保护等。继电保护技术和继电保护装置是电力系统继电保护的两个主要内容。简单地说,继电保护技术包括电力系统的故障分析、继电保护的设计与运行及维护等各种应用技术;继电保护装置就是在电力系统变电站继电保护的运行过程中所需要的各种装置,包括母线、输电器、补偿电容器、电动机等。
一、变电站继电保护的发展史
20世纪初期,继电器才广泛应用于电力系统的保护中,所以,从这个时期开始,可以说是继电保护技术的开端。1927年前后,出现一种利用高压输电线上高频载波电流传送和比较输电线两端功率方向或电流相位的高频保护装置。20世纪50年代,出现了微波保护,它是因为微波中继通讯技术开始应用于电力系统而出现的一种继电保护装置,而后,又诞生了行波保护装置。到了现代,电力系统变电站继电保护技术已经相当成熟,结构上也有了相当大的进步,经历了晶体管保护到集成式电路到微机式。
二、现代化的继电保护的构成及其装置特点
在我国,现代化网络保护划分为现场间隔层面的装置、中间网络通信层面和后台操作层面三个部分。
1.现场间隔层面的装置是用来保护一次的电力设备,它们有被控的对象,对主变压器、发电机、输电线路、并联电容器等等一次的设备,在不同的电压等级下,不同的运行方式是由于电力的一次设备电磁反应特性不相同,系统经历的暂态不相同,所以选用保护装置也应该不同。现代的电力保护实现方式与以前已经大不相同。各个厂家对于系统运行的不同的情形,都分别推出了系列化产品,各个系列的产品又分成几种功能特定的装置。比如在35kV的变电站主变压器保护中,既有专门的提供差动保护装置,也专门提供后备保护装置,还专门地提供非电量保护装置,和集三相电压、三相电流、温度、瓦斯保护于一体的装置。
2.网络层面是由硬件上的网线、网络的接口、中继器等设备构成,它们在通信软件的支持下,根据通信协议要求来进行数据端的对端或者进行广播式的发送和接收,并且能够自动实现数据的校验和进行一定水平的自动纠正错误。实际上,在运行的网络中一般都会采用双网的结构,来增加平衡网络负载的性能。扰动的数据进行传输时,这项功能会更好地保护系统的实时性能,还可以同时支持IEC8701-52-1021/1033、DL4531-1992(国标CDT)、N3F-POLING等许多其他种标准通信的规定,更加方便地进行不同网间的互相连接。配合新型网络的通信服务器,可以更加方便地和同构/ 异构网进行连接,来构成一个县、市、省甚至更大电力系统保护的调度之间的互联网。
3.操作层面是操作人员与保护系统交互的地方,它是用来提供良好观察的控制界面,提供预警、规约的转换、事故的存储追忆(故障的录波)和对远方的电力设备进行控制和调节(“三遥”)的功能。在配上后台的控制软件后,还可以组成综合的自动化系统,来实现运行日志的管理、报表的管理、图形的显示、图像的监测等其他功能。它的核心则是一个可以实时刷新共享的数据库,软件的系统,它基于Windows NT操作层的应用软件,即普遍采用的组态软件,比如KingView软件、PS6001软件、Quick Control软件等等,它可以实现的继电保护装置的电脑界面也会更加的人性化。
电力系统保护的系统在本质上是DCS 的系统,它具有DCS 系统的所以特点:比如采用分散的控制、集中的操作、分级的管理与控制和综合的协调等等设计原则,它把将整个系统从上到下分为若干个等级,从而形成了分布式控制。根据各层不同的关系,保护控制信息上网,不改变继电保护装置的独立性,保护装置还有专用输入的回路和操作输出的回路,间隔层面的保护装置也不会依赖网络完成故障的判别和故障的处理。保护信息上网大大增强了系统的诊断功能,提高了继电保护安全性和可靠性。为系统的进一步扩展奠定了重要的基础。
4.继电保护装置构成的特点对于实际的应用的有一定的影响,它和以前继电保护的装置相比较,综合的自动化系统功能更加强大,操作调试方法更加方便。设计时要根据相应的要求配置该保护的系统,可以更加方便地组合不同拓展系统的功能,进而缩短产品开发的周期。比如PST641模块和PST642模块,它们构成了以电流的差动为主,以三段式的过流、低电压、低周期为后备保护主变压器保护,根据定值设好系统相关参数就可以投入运行;通过加入一个变压器保护的装置PST646就可以在系统中加入的变压器瓦斯、温升等其他非电量的保护。间隔层面的控制装置的性能稳定并且本身就是基于微处理的控制系统,它在运行时会根据出现提示的信息来快速地定位故障点。
三、继电保护设计的原则
在满足继电保护特性的要求前提下,我们设计的二次系统应该有合理的、简单的、经济的特点,不要过多的冗余的功能和一味地追求高指标。由于在拒动时系统有后备保护,设备的冗余过多反而会增加二次设备误动的可能性。
对35kV及以上的主变保护的测控柜则要有差动的速断保护、三段式的复合电压闭锁过流保护和非电量的保护,所以选用它作为主保护的PST643,后备保护的PST645 以及电量保护的PST646;对35kV及以上的进线的线路保护及10kV的出线的线路保护则用PSL642,来提供三段式的相间电流的保护、零序的电流保护及同期的投切等其他功能;对10KV的电容器保护则要有过电流的保护、过电压的保护、欠压的保护和不平衡的保护,所以选用PSC643,把它用于中性点经过消弧线圈接地或者不接地的中低压系统中,并装设并联电容器的保护测控装置,就可以在开关柜进行就地安装。在此选用PER652 而不是用PER651,其中最重要的原因就是采集的对象包括了35 kV及以上的线路(2条),10 kV及以上的线路(10条)的模拟量,数字量及脉冲量。
四、结束语
随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为:计算机化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化,这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。
参考文献:
[1]国家电网公司.智能变电站继电保护技术规范:Q/GDW441-201
关键词 继电保护;电力系统;可靠运行;有效方法
中图分类号:TM774 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)14-0146-01
21世纪是一个技术时代,科学技术日新月异。随着我国国民经济的不断增长,人们的生活质量也逐渐提高,其对电力的需要量越来越大,对电力系统提出了更高的要求。在这种情况下,电力企业的发展面临着许多挑战和困难。为满足社会对电力的需求,应对社会总电量增加的问题,电力企业必须不断地改进电力设备,完善电力系统,以保障电力系统的正常运行。研究继电保护的目的就是要最大限度得保障电力系统稳定运行。
1 继电保护的基本内容和要求
所谓继电保护,是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种装置。继电保护在电网运行过程中具有重要的意义,是电力系统发展中的重要组成部分,能有效的保护电能的传输,为人们提供安全可靠的电源。继电保护运行的可靠性是指当电力设备或系统可在一定的时间内完成规定功能。研究继电保护运行的可靠性,是不断完善继电保护技术的重要前提。继电保护装置必须具有一定的灵敏度,能及时地发现设备中出现的故障,充分了解设备状态,可在第一时间内,解决运行过程中的问题,加快电力系统恢复运行的速度,减少电力故障所带来的损失,进而保障电力系统的安全性。继电保护装置需要科学而合理的设计方案,要保障继电保护装置元件的质量,采用先进的电力设备,以此可有效地推动继电保护的健康发展。
2 现阶段继电保护运行中存在的问题
我国大力推广继电保护技术的运用,但是在实际应用过程中仍然存在着问题,需要加以改进。如今,继电保护的运行缺乏稳定性,不够安全可靠,在运行过程中常常发生故障,未能充分体现继电保护的作用。由于所使用的继电保护缺乏可靠性,以致于不仅没有保障电力系统的安全性,还适得其反,提高了事故发生的频率。另外,继电保护装置的工作人员操作不规范,缺乏对继电保护装置的检查,使得继电保护未能得到有效的维护和调整,从而导致继电保护运行不安全。
3 确保继电保护可靠运行的有效方法
3.1 提高继电保护设计、安装质量
继电保护是确保电气一次系统安全运行的装置,同时电气一次系统对继电保护设置也有很大影响。电气一次系统错误接线方式,例如,有些地区将电源采用T接方式接入电网,致使继电保护难于设置,而强行设置继电保护,降低了电网运行可靠性。这就要求在设计阶段统筹考虑,完善设计。
继电保护装置多、繁杂,易发生安装错误,而微小的错误就会使保护装置拒动或误动,造成严重的电力事故。例如,曾发生过因错贴继电保护标示牌,致使操作人员误操作,造成停机停炉事故。因而,要按图施工,保障图纸和设备、设备与其标示牌完全对应,杜绝因不对应造成的误操作。要不断总结经验提高安装质量,完工后严格验收,才可效地避免继电保护设备在运行中出现问题,使其具有安全性。
3.2 加强继电保护装置的日常维护
定期检查继电保护装置。最好每天都要开展一至两次的全面检查。所要检查的内容主要包括开关、压板的位置,线路之间的连接状况、电阻的温度等等。当继电保护装置在运行中出现问题及装置变更时,应详细记录下来,作为处理事故的依据。
电气一次设备变更,继电保护装置也要做相应的变更。例如因更换发电机出口输电电缆而造成相序变化,发电机并网时就会造成非同期并列,出现事故。因而在更换电缆后,要核对相序,从新设置继电保护装置。电力企业在机构设置上,电气一次和继电保护分别属于不同的责任班组,这就要求两个班组加强沟通,一个班组的所做的工作另一个班组必须知道,以保障电气设备安全稳定运行。
3.3 加强培训
为促使工作人员对继电保护装置的操作符合要求,必须加强对相关工作人员的培训,以使其掌握继电保护相关的理论知识,了解其工作原理,提高其业务水平,以避免在工作中出现不恰当的操作。常用的继电保护图纸最好背过,熟练的技术人员可缩短事故处理时间,增加机组的年利用小数,提高经济效益。
3.4 创新继电保护事故解决方法
当继电保护设备在运行过程中出现问题的时候,则必须及时的进行处理,让继电保护设备重新运行。要创新继电保护事故处理方法,充分利用相关的信息数据。由于继电保护的运行具有不间断性和隐蔽性,使得设备在保护工作完成之后还会继续运行,易受到损坏。而且继电保护设备的运行不易被察觉,只有发生事故的时候才能发现继电保护设备的运行,因而,可采用故障录波、微机等来了解设备发生事故时的状态,据此分析出发生故障的原因。当研究出故障发生的缘由之后,可对其进行分类,以更为细致的深入剖析事故原因,并开展相应的检查工作。技术人员要根据事故发生的原因来不断地完善继电保护技术,以促进继电保护的安全运行。
3.5 不断地完善继电保护技术
为保障继电保护的可靠运行,必须不断地完善继电保护技术。通常可从这两个方面来改进继电保护的技术。一方面促进继电保护运行的微机化和网络化,目前,信息技术飞速发展,能极大的提高微机保护硬件的质量,能促使电力企业用成套的工控机来实施继电保护,有利于实现继电保护的微机化。计算机网络技术的广泛应用,能促进继电保护运行方式的改变。另一方面,可致力于提高继电保护运行的智能性,通过引入人工智能技术来提高继电保护运行的稳定性,避免继电保护连续性和隐蔽性所带来的安全隐患。
4 结束语
随着电力行业的蓬勃发展,电力系统的运行越来越受关注。社会对电能的需求量也逐渐增多,为此,电力企业必须提供可靠的电力系统来供电,必须充分利用继电保护技术,以确保电力系统的安全。继电保护对电力系统的运行有着重要的影响,能创造良好的电网运行环境,是维护电力系统安全性的重要保障。电力企业的技术人员必须全面了解和分析继电保护技术在实际运用中存在的问题,要掌握继电保护技术的原理,以探寻有效而具有针对性的措施来改善继电保护技术,从而确保继电保护技术的实施具有可行性,以保证电力系统的可靠性。
参考文献
[1]胡文.确保继电保护可靠运行的方法[J].城市建设理论研究(电子版),2013(10).
[2]陈祥.分析确保继电保护可靠运行的方法[J].城市建设理论研究(电子版),2013(12).