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论文摘要:城市电网配电系统由于其覆盖的地域极其辽阔、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。在电力系统中的任何一处发生事故,都有可能对电力系统的运行产生重大影响,为了确保城市电网配电系统的正常运行。必须正确地设置继电保护装置。
1 继电保护的基本概念
可靠性是指一个元件、设备或系统在预定时间内,在规定的条件下完成规定功能的能力。可靠性工程涉及到元件失效数据的统计和处理,系统可靠性的定量评定,运行维护,可靠性和经济性的协调等各方面。具体到继电保护装置,其可靠性是指在该装置规定的范围内发生了它应该动作的故障时,它不应该拒动作,而在任何其它该保护不应动作的情况下,它不应误动作。
继电保护装置的拒动和误动都会给电力系统造成严重危害。但提高其不拒动和提高其不误动作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。由于电力系统的结构和负荷性质的不同,拒动和误动所造成的危害往往不同。例如当系统中有充足的旋转备用容量,输电线路很多,各系统之间和电源与负荷之间联系很紧密时由于继电保护装置的误动作,使发电机变压器或输电线路切除而给电力系统造成的影响可能很小;但如果发电机变压器或输电线路故障时继电保护装置拒动作,将会造成设备的损坏或系统稳定的破坏,损失是巨大的。在此情况下提高继电保护装置不拒动的可靠性比提高其不误动的可靠性更为重要。但在系统中旋转备用容量很少及各系统之间和负荷和电源之间联系比较薄弱的情况下,继电保护装置的误动作使发电机变压器或输电线切除时,将会引起对负荷供电的中断甚至造成系统稳定的破坏,损失是巨大的。而当某一保护装置拒动时,其后备保护仍可以动作而切除故障,因此在这种情况下提高继电保护装置不误动的可靠性比提高其不拒动的可靠性更为重要。
2 保护装置评价指标
2.1继电保护装置属于可修复元件,在分析其可靠性时,应该先正确划分其状态,常见的状态有:①正常运行状态。这是保护装置的正常状态。②检修状态。为使保护装置能够长期稳定运行,应定期对其进行检修,检修时保护装置退出运行。③正常动作状态。这是指被保护元件发生故障时,保护装置正确动作于跳闸的状态。④误动作状态。是指保护装置不应动作时,它错误动作的状态。例如,由于整定错误,发生区外故障时,保护装置错误动作于跳闸。⑤拒动作状态。是指保护装置应该动作时,它拒绝动作的状态。例如,由于整定错误或内部机械故障而导致保护装置拒动。⑥故障维修状态。保护装置发生故障后对其进行维修时所处的状态。
2.2目前常用的评价统计指标有
2.2.1正确动作率即一定期限内(例如一年)被统计的继电保护装置的正确动作次数与总动作次数之比。用公式表示为:
正确动作率=(正确动作次数,总动作次数)×100
用正确动作率可以观测该继电保护系统每年的变化趋势,也可以反映不同的继电保护系统(如220kv与500kv)之间的对比情况,从中找出薄弱环节。
2.2.2可靠度r(t)是指元件在起始时刻正常的条件下,在时间区间(0,t)不发生故障的概率。对于继电保护装置,注意力主要集中在从起始时刻到首次故障的时间。
2.2.3可用率a(t)是指元件在起始时刻正常工作的条件下,时刻t正常工作的概率。可靠度与可用率的不同在于,可靠度中的定义要求元件在时间区间(0,t)连续的处于正常状态,而可用率则无此要求。
2.2.4故障率是指元件从起始时刻直到时刻t完好条件下,在时刻t以后单位时间里发生故障的概率。
2.2.5平均无故障工作时间建设从修复到首次故障之间的时间间隔为无故障工作时间,则其数学期望值为平均无故障工作时间。
2.2.6修复率m(t)是指元件自起始时刻直到时刻t故障的条件下,自时刻t以后每单位时间里修复的概率
2.2.7平均修复时间mttr平均修复时间是修复时间的数学期望值。
3 10kv供电系统继电保护
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。
3.1 10KV供电系统的几种运行状况
3.1.1供电系统的正常运行这种状况系指系统中各种设备或线路均在其额定状态下进行工作;各种信号、指示和仪表均工作在允许范围内的运行状况;
3.1.2供电系统的故障这种状况系指某些设备或线路出现了危及其本身或系统的安全运行,并有可能使事态进一步扩大的运行状况:
3.1.3供电系统的异常运行这种状况系指系统的正常运行遭到了破坏,但尚未构成故障时的运行状况。
3.2 10KV供电系统继电保护装置的任务
3.2.1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:
3.2.2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:
3.2.3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。
3.3几种常用电流保护的分析
3.3.1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。
3.3.2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。
关键词:电力系统;继电保护;自动化装置
随着用电范围越来越广泛,必须要保证电力系统的正常运行。在电力系统运行过程中,必须提高继电保护的应用,加强自动装置的可靠性。继电保护和自动装置的稳定运行在很大程度上是会促进电力系统的安全可靠的运行。因此,必须要对继电保护和自动装置进行全面的分析,从而提高电力系统运行的安全性和可靠性。
一、继电保护和自动化装置的特点
当电力系统出现短路或者是过载运行的状态后,为了能够将对应的信号及时的发送出去,必须要确保继电保护装置有着足够的可靠性,这样才能及时的将对应的信号发送出去。为了及时的切除故障点时,可以联合其它设备进行排除。继电保护装置在发生故障时,包括两种形式,主要是拒动和误动故障。在出现拒动故障时,主要表现在当电力系统出现故障后,继电保护装置无法做出及时准确的动作,从而不能及时的切除电力系统的故障。当继电保护出现严重的故障后,那么会导致电力系统崩溃的现象。继电保护的误动故障主要表现在电力系统没有发生故障后,当受到其它因素的影响或者是自身特性不良,从而发生误动作,这时就会出现一定的经济损失。自动化装置主要是实时检测和控制电力系统的运行参数,当自动化装置在出现故障后,在对电力系统运行测量、调节和控制参数时,其准确性会受到影响。
二、提高继电保护运行的可靠性
1、冗余设计以及优化措施。为了提高继电保护系统容错技术,可以利用硬件冗余进行实现。在设计继电保护时,可以利用容错技术,当继电保护系统中的某一个保护装置在出现不正确动作时,依然不会影响电力系统的运行工作。在利用硬件冗余时,为了将拒动率和可用度等指标进行有效的改善,可以利用并联、备用切换和多数表决等方式进行有效的改善,同时也可以将恶化的误动率进行全面的显示。在使用硬件冗余时,要对继电保护系统的实际情况进行全面的分析,并按照实际情况,选择合适的冗余方法。为了使可靠性指标能够得到有效的满足,必须要将冗余设计进行合理的优化,以此实现投资额的最小,同时能够采用最少数量的保护装置。
2、加强继电保护装置的可靠性。当保护装置在发生故障时,依然是在规定的范围中,那么继电保护装置不应该出现拒动故障,当其他保护装置在对拒动进行保护时,继电保护装置不会出现误动作,这就是继电保护的可靠性。为了保证继电保护能够安全可靠的运行,必须要对继电保护装置的可靠性指标进行科学合理的计算,确保可靠性指标的准确性和有效性。在对继电保护装置运行工作的正确率进行有效的计算时,要排除不正确动作。在利用继电保护辅助配套装置时,主要是在二次继电保护和自动控制回路中进行利用。继电保护辅助配套装置具备的可靠性,在很大程度上影响着继电保护装置的安全可靠运行,因此,必须要提高继电保护辅助装置的可靠性。
3、加强继电保护装置的维护工作。在继电保护装置运行的过程中,必须要做好维护工作,以此提高继电保护装置的安全可靠性。首先要定期对继电保护装置进行有效的检修和查评,主要内容包括二次设备元件的标志、名称,查看它们是否齐全,并对转换开关、按钮和动作等进行全面检查,保证装置的灵活性,同时要将装置接点接触压力不足的现象进行排除,以及烧伤的问题进行排除。并要对继电保护装置的制室光字牌和红绿指示灯泡进行全面的检查,确保它们的良好无损,另外,要对配线进行检查,保证固定卡子不会出现脱落的现象;并要将断路器上操作机构的异常问题进行全面的排除等内容。在定期检查继电保护装置后,也要对继电保护装置进行分类,主要是按照机电保护装置的运行状态进行分类。在对继电保护进行定期检查发现问题时,要技术将问题进行处理,将隐患及时排除。
三、加强自动化装置的可靠性
1、全面了解自动化装置的设定值和初始状态。自动化保护装置的结构非常复杂,并且存在着较为复杂的运行状态。当自动保护装置在后续运行工作中,保护装置的初始状态对其产生很严重的影响。为了提高自动化装置的可靠性,必须要全面了解自动化装置的初始数据,主要包括自动装置的技术资料、设计图纸以及其他数据信息等进去全面的了解。
2、针对自动化装置的运行状况,必须要对其进行全面的统计,同时要做好分析,在总结自动化装置运行规律时,要按照对其进行统计和分析数据作为参考。当自动化装置在运行的过程中,都会出现不同程度的问题。当自动化装置在运行过长时间时,那么装置就会出现更大的问题。因此,必须要定期检查和排除自动化装置,将装置中可能出现的问题进行分析和检查,并将装置中的问题进行有效的排除,加强维修工作的科学性和合理性,使自动化装置的可靠性和安全性得到有效的提高。
3、要对自动化装置的技术更新和改造进行全面的关注,为了与不断发展的电力系统相适应,在选择自动化装置时,必须要科学合理的选择。在选择继电保护装置和自动化装置时,可以选择两套不同的生产厂家,同时也具备着不同的原理,从而能够有效的保护继电保护、自动化装置对线路以及母线。这时能够降低装置发生事故的现象,但是在同一站内,不能够使用太多的保护装置型号。在对信息进行采样、控制和存储时,可以相应的利用全数字化保护系统以及非常规互感器数字信号等方式。
4、为了保证自动化保护装置的可靠性,必须要利用装置检测器对其进行有效的检测。在对保护装置进行日常检测和保护时,可以利用变压器绕组对其进行变形测试,同时也可以红外热成像技术等方法等进行检测和保护。
总结
在继电保护和自动化装置中,为了保证电力系统的安全稳定运行,必须要提高继电保护和自动装置的可靠性。在提高继电保护的可靠性时,要加强冗余设计以及优化措施,加强继电保护装置的可靠性以及继电保护装置的维护工作。在提高自动化装置的可靠性时,要全面了解自动化装置的设定值和初始状态,对自动化装置的技术更新和改造进行全面的关注,同时要利用装置检测器对自动化保护装置的可靠性进行有效的检测,从而保证电力系统的安全运行。
参考文献:
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关键词:电力系统;继电保护;自动化
中图分类号:TM202 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)11-0128-03
随着人们越来越多地关注安全生产、安全用电,从事故障检查、故障排除及中断危险的继电保护技术得到了快速的发展。继电保护通过对电力系统及设备的实时监控来发现系统工作中的异常,并能及时地发出危险信号,并作出相应的处理,在很大程度上暂时保障了电力系统的安全运行,减少了安全隐患带来的重大损失。因此,继电保护系统的自动化发展在很大程度上影响着电力系统全面自动化的建设,所以,我们要加大相关技术的研究。
1 电力系统继电保护工作的相关概念
电力系统继电保护的基本任务:当电力系统发生故障或异常工作时,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发出警告由工作人员消除异常根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻区域供电的
影响。
电力系统继电保护的常见用途:当电网发生足以损坏设备或危及电网安全的故障时,使被保护设备快速脱离电网;对电网的非正常运行及某些设备的非正常工作状态能及时发出警报,以便得到迅速有效的处理;实现电力系统自动化以及工业生产的自动控制等。
电力系统继电保护的常见类别:按继电保护装置的职能可分为主保护、后备保护以及辅助保护。主保护的功能是快速切除故障,即称为速断保护。后备保护有远后备保护和近后备保护两种,主要实现在主保护不反应,或下一级主保护拒动时,切除故障。常见的后备保护策略有:过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护以及负序过电流保护等。
2 我国电力系统继电保护的现状
随着电力系统发展速度的提高以及相关技术的改进,继电保护技术应运而生。在此之后,继电保护技术不断的改进,在科技创新以及科学技术的发展带动之下,继电保护技术不断完善,继电保护系统逐渐发展壮大。
继电保护装置的最初模型为熔断器,从继电保护技术的起步阶段到现在的发展成熟阶段,继电保护技术的发展历程可根据一定的标准细化成四个具体阶段,即采用电磁保护装置的继电保护阶段、采用晶体管保护装置的继电保护阶段、采用集成电路策略的继电保护阶段、采用计算机技术的继电保护阶段。
因为计算机系统的强大功能,继电保护装置发展到采用计算机技术阶段是势在必行的。计算机系统的强大功能在一定的程度上影响了我国各项生产和管理工作,它带动了企业以及各项生产技术的创新。将网络化、智能化、数字化、一体化的计算机技术应用到继电保护系统中已成为必然。
但就目前我国的电力系统的现状看来,电力系统庞大、地理环境相对复杂等现实条件,决定了我国电力系统实现持续的扩容工作比较困难。单纯地依靠熔断技术以及继电保护的相关措施,远远满足不了电力系统持续化建设以及多元化发展的需求。
3 我国电力系统继电保护自动化的技术指标
3.1 自动化装置的灵敏度要高
继电保护自动化系统的灵敏度高,可以使保护装置以最快的速度排除电力系统中的短路故障,从而提高整个系统有效性、稳定性等相关的工作性能,有效减少各种设备在运行当中出现故障的次数,使电力系统一旦出现故障时的危害程度以及波及范围控制在最小的程度之内。在落实电力系统的安全运行维护工作中,能通过提高灵敏度,提高备用设备和自动重合闸主动参与运行的效果,使生产运行当中的经济损失和安全状况得到合理的控制。继电保护装置的灵敏程度反映了设备在安全生产的模式下发生故障或出现非正常状态运行时的反应能力,在电力系统继电保护的运作当中,灵敏度的高低用其灵敏度系数来体现。高灵敏度的继电保护系统是电力系统安全投产使用的有效保证。
3.2 故障排除选择性、针对性高
选择性在电力系统继电保护工作中的体现是,当系统发生故障时,继电保护装置能够根据故障发生于哪台设备的什么部位、哪条线路等,准确快速地采取相应的定位切除措施,并不是在故障发生的时候没有针对性地、大范围地选择切除。
如果电力系统的故障排除采用了针对性、选择性不高地系统,将对电力系统有效地实现稳定供电产生严重的危害。因不能有效地实现在故障部位的切除目的,造成故障切除范围过大,在经济上造成严重的损失。在实际的状况中,故障切除是先从距离故障点最近的地方开始切除,如果这个范围内的断路器拒动,再相应地放大切除范围。
3.3 继电保护工作可靠性高
可靠性在电力系统继电保护中是指,保护装置能顺利的完成合理的保护工作。即电力系统正常运转状态下,继电保护装置不会有任何动作,更不会采取任何保护措施,当故障发生时才采取相应的保护措施。如果系统本身并没有出现任何故障,而继电保护装置却让电力系统的某段电路出现跳闸停电的现象,又或者是没有危险状况发生,报警信号却已经响起等,这会造成系统工作的混乱,给电力系统相关的工作人员以及用电居民造成很大的困扰。
4 我国电力系统继电保护自动化的发展策略
综合以上继电保护系统的任务以及继电保护装置的性能指标,在电力系统继电保护的研究中,我们应该深入贯彻创新意识,不断完善继电保护装置,使之多元化的特点得到更好的应用。将计算机技术、网络技术融汇到电力系统继电保护装置以及继电保护系统的研发中。使继电保护系统在实现最基本的保护工作的基础上,应用智能化的技术,使继电保护装置的各项技术指标更加地合理。
我们应该利用先进的技术和管理理念,创建电力系统继电保护管理的相关规定,利用科学的调研,不断分析研究故障参数,综合应用计算机强大的运行功能,充分发挥计算机系统在电力系统继电保护自动化中所体现出的数据存储能力强、运算速度快结果准确、决策能力强等特点,不断地创新发展继电保护技术。
与此同时,不能忽略电力系统继电保护装置的网络化建设,形成整个系统网络化、一体化的形式,减少继电保护装置的单个独立使用。利用网络资源共享的特点,建立更加完备的故障分析及检验校准体制,为继电保护装置有效地运行提供技术保障。在继电系统的运行中,我们要把单一的继电保护装置作为整个电网系统中的一个终端设备,保证整个系统上的所有继电保护装置数据处理是一体的,通过故障信息的反馈整理、网络资源的获取,及时上传继电保护装置,用于构建完善电力系统等。
5 结语
促进继电保护技术的创新和发展,是我们在电力事业领域,提高电力系统的服务质量,提高供电配电质量,以及提高生产效益和居民生活质量的保障。将先进的计算机科学技术、网络技术应用到继电保护系统的建设中,提高继电保护装置的工作性能,建立和完善健全的电力系统,从而真正地提高我国电网系统的运行效率,实现经济可持续发展的同时,更好地落实各项措施的便民、益民目的。
参考文献
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[2]王全亮.浅谈电力系统的继电保护措施[J].中国新技术新产品,2011,(2).
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关键词:电力系统; 继电保护; 状态检修; 操作注意事项
中图分类号:TM715文献标识码: A 文章编号:
电力,是整个国家的经济建设的支柱,现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节共同组成的综合系统,继电保护装置是为了保护电网的安全运行、保护电器设备的一种主要装置,在整个电力系统中是最重要的组成部分。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
1 、对继电保护装置的基本要求
对供电网络的继电保护装置有以下几点要求:
选择性。有供电系统发生事故时,继电保护装置应能有选择地将事故段切除,即断开距离事故点最近的开关设备,从而保证供电系统的其他部分能正常运行。
快速性。一般要求继电保护装置应快速切除故障,以尽量减少事故的影响。
灵敏性。继电保护装置对其保护范围内发生事故和不正常运行状态的反应能力称为灵敏性,通常用灵敏系数来衡量。
2 、继电保护的可靠性
电力系统的事故速度快,涉及面广,会给国民经济和人民生活造成很大影响。影响继电保护可靠性的因素主要有以下四个方面:
2 . 1 继电保护系统软件因素。软件出错将导致保护装置误动或拒动。日前影响微机保护软件可靠性的因素有:需求分析定义不够准确、软件结构设计失误;编码有误;测试不规范;定值输入出错等。
2 . 2 继电保护系统硬件装置因素。继电保护装置、二次回路、继电保护辅助装置、装置的通信、通道及接口、断路器。这些电力网络的重要元件,其可靠性不仅关系到继电保护的可靠性,还关系到电力系统主接线的可靠性。继电保护系统硬件的质量和可靠性直接影响了系统保护的可靠性。
2 . 3 人为因素。安装人员不按设计要求接线或者误接线问题和检修、运行人员的误操作问题在不少电网中都曾发生过。
3 、对继电保护装置运行维护的要求
运行人员必须按继电保护运行规程,对保护装置及其二次回路进行定期巡视、检测、按规程规定更改定值;监督交流电压回路,使保护装置在任何时候不失去电压;按保护装置规定的允许负荷电流或允许负荷曲线对电气设备或线路的负荷潮流进行监视。如发现可能使保护装置误动的异常情况时,应及时与继电保护部门联系,并向调度汇报,紧急情况下,可先行将保护装置停用,事后立即汇报。发现保护装置及二次回路所存在的缺陷及不正常情况,应作出记录,通知及督促有关部门消除及处理。对继电保护动作时的掉牌信号、灯光信号,运行人员必须准确记录清楚,及时向有关调度汇报。
4 、严格遵循状态检修的原则
实施状态检修应当依据以下原则:
4 . 1 保证设备的安全运行。在实施设备状态检修的过程中,以保证设备的安全运行为首要原则,加强设备状态的监测和分析,科学、合理地调整检修间隔、检修项目,同时制定相应的管理制度;
4 . 2 总体规划,分步实施,先行试点,逐步推进。实施设备状态检修是对现行检修管理体制的改革,是一项复杂的系统工程,而我国又尚处于探索阶段,因此,实施设备状态检修既要有长远目标、总体构想,又要扎实稳妥、分步实施,在试点取得一定成功经验的基础上,逐步推广。状态检修的实施可先从实施设备点检定修制和检修作业标准化、规范化入手,全面落实设备管理的责任制,规范、完善检修基础管理,强化检修质量管理,提高设备健康水平,保持设备处于良好水平,这样就可以从思想上、制度上、人员上、技术上为全面实施设备状态检修奠定良好的基础。在实施过程中,也要注意及时总结经验,必要时可调整规划。
5 、状态检修与设备管理信息系统(MIS)的关系
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。现在许多供电企业建立了设备管理信息系统(MIS),对设备的运行情况、缺陷故障情况、历次检修试验记录等实现计算机管理、实现信息共享,这些信息是作出状态检修决策的重要依据之一。要实现设备状态检修,需要完善设备管理信息系统(MIS)。
6 、日常操作注意事项
6 . 1 配电装置的技术要求:配电装置的布置和导体、电器、架构的选择应满足在当地环境条件下正常安全运行的要求;其布置与安装还应满足短路及过电压时的安全要求。配电装置各回路的相序应一致,有对应颜色标志。屋内配电装置间隔内的接地线上应留有接触面和连接端子。成套配电装置应具有“五防”功能。有两路及以上电源供电时,各电源进线与联络开关之间应设置机械和电气联锁装置。
6 . 2 配电屏的巡视检查:配电屏及屏上的电气元件的名称、标志、编号等是否清楚、正确,盘上所有的操作把手、按钮和按键的位置与现场实际情况是否相符。配电屏上表上的“合”、“分”等信号灯和其他信号指示是否正确。隔离开关、断路器、熔断器和互感器等的触点是否牢固,有无过热变色等异常现象。二次回路导线的绝缘是否破损、老化,同时需要检查测其绝缘电阻。仪表或表盘玻璃是否松动,仪表指示是否正确,注意清扫仪表和其它电气上的灰尘。巡视检查中发现的问题应及时记录并处理。
6 . 3 配电装置的运行维护:断路器故障跳闸后,应检修或更换触头和灭弧罩,只有查明并消除跳闸原因后才可再次合闸运行。对频繁操作的交流接触器,每三个月进行定期检查。定期校验交流接触器的吸引线圈,在线路电压为额定值的8 5%~105% 时吸引线圈应可靠吸合,而电压低于额定值4 0% 时则可靠地释放。检查熔断器的熔体与实际负荷是否相匹配,各连接点接触是否良好,有无烧损现象。检查三相瓷底胶盖刀闸是否符合要求,在开关的出线侧是否加装了熔断器与之配合使用。
7 、结语
我国电力系统继电保护技术发展会逐渐向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展,这也对继电保护工作者提出了新的挑战。这对继电保护工作者提出了新的挑战,但这也是我国电力技术的发展的一个巨大机遇。我国的电力工作者和计算机通信工作者要抓住这个机遇,尽可能早地研究、掌握新技术,发展我国电力事业。
参考文献
【关键词】电力系统;继电保护技术;现状;发展
1引言
当前,电力资源是人们生产生活中不可或缺的重要资源,供电系统也成为保证人们正常生活和稳定生产的主要能源系统,电力系统中的任何部位出现安全隐患都会影响整个电力系统的安全运行,甚至引发大面积停电现象。由此可知,电力系统的继电保护工作十分重要和关键。随着电力系统的改革和创新,电力系统的继电保护和维修工作的难度日渐提升。继电保护是在这种背景下提出的新型保护方式,改善了传统电力系统保护方式的缺陷和不足,融合了几种电力系统保护方式的优势,在现代供电网络当中发挥了重要作用。
2继电保护技术概述
2.1继电保护技术的概念
继电保护技术的应用实质上是继电保护器在发挥作用的过程,继电保护器由开关、电流感应器等构件组成。在电流感应器感知到电流异常之后,会自动把主回路切断来保证设备不受到损坏和工作过程中不造成人员损伤。继电保护器主要具有2种功能,即过载保护和电流短路保护,一般会在设备产生漏电故障时自动启用保护功能,从而避免意外事故的发生[1]。
2.2继电保护技术的应用背景
如果不正确使用熔断电阻丝,实际运用的电流量超过了承载值,这时流经导线的电流产生的热量会将外表的绝缘层融化,这时就容易造成故障隐患。如果在日常工作中对器材的损坏较为严重并且没有及时检查和发现损坏情况,就容易影响电流的正常使用,容易造成安全隐患,从而引发安全事故,威胁人员安全。此时,继电保护技术的应用十分必要。
2.3继电保护技术的工作原理
继电保护技术是应用在设备漏电故障发生之时保护设备和保证安全工作的手段,因此,为更好地应用这项技术,相关人员需要了解它的工作原理。继电保护技术实质上是继电保护器对于设备出现漏电故障时利用其过载保护和短路保护的功能避免工作过程中安全事故的发生。在建筑电力系统工作过程中,因为使用电力系统的设备和环节过多,所以稍有不慎就容易导致安全事故的发生。然而,一般使用这些电力系统设备的人员只是普通的建筑人员,操作不当、检查不及时、对实际的使用原理不了解是当前工作团队中的常见问题,这极易导致各种漏电事故频频发生。继电保护器中利用其组成结构中的电流感应器,在感知电流异常时,保护器会自动关闭开关从而进行断电。一般的电力系统设备在电流输入的地方会安装继电保护器,通过导线一端接入电流感应变压装置,断电的开关安装在导线的在另一边,以便在电流通过时及时感知异常,从而阻断异常电流对设备的损坏。
3电力工程继电保护故障的成因
3.1人为原因造成的故障问题
在电力工程中,技术人员往往会遇到一种情况,即根据事故报警装置显示继电保护发生了故障问题,但是找不到导致这一故障发生的源头[3]。另外一种情况就是继电保护机械停止工作,事故报警装置却没有提前预警,这就使得技术人员未能判断故障产生的缘由和过程。然而,根据以往数据显示这几种故障情况的产生都是由于各种各样的人为原因,如职工在工作岗位中不集中注意力、没有采取及时有效的解决措施、操作不当等。一旦出现这种人为原因导致的故障,技术人员一定要在第一时间将情况如实向管理人员汇报,以此来保障故障解决的效率。部分情况下,电力工程单位会发生一种故障情况就是电压失常,这种故障情况在发生时检测其开关等主要装置均不会排查到任何异常情况。但是技术人员会因主观原因导致判读不到位,进而导致故障处理方法不当,容易造成各种安全隐患。
3.2辅助工具应用不到位造成的故障问题
一般情况下,技术维修人员在解决电力工程继电保护故障问题时,会通过以往的故障汇总信息库、机械报警装置等要素来判断故障发生的原因,并确定故障处理的方法。电力工程管理人员会安排专门的负责人员来对继电保护器进行定期排查,如果系统存在故障问题,可以对系统进行针对性维修检查,这种情况和继电保护机械异常是无关的。然而,一旦排查到继电保护机械出现了异常情况,技术人员应当预先做好故障表现特征的信息备案,先规划出解决故障问题的方案再实施正确的解决措施,以此来降低故障问题造成更大损失的概率。在电力工程单位中,各种机械装置能够作为技术人员检查继电保护机械的辅助工具,因此,技术人员必须充分发挥这些机械装置的优势作用,以此来提升故障判断的准确性和故障解决的效率。在继电保护机械发生故障问题时,这时观察检测装置就会发现很多数据显示正常,出现这些情况的原因是相应的负责人员没有做到实时监测继电保护机械的工作情况,未发挥辅助工具的作用,同时,并未做好日常数据的记录,这时技术人员就会误判继电保护故障问题发生的原因,进而引发更加严重的故障问题。由此可见,一旦继电保护出现任何故障问题,技术人员必须对整个系统进行整体综合排查,以此来提高事故处理的质量[4]。
4电力系统继电保护技术的运用原则
继电保护技术是使得电力系统设备能够正常运行的手段,那么面对大量使用电力系统设备且用电环节多、大规模生产的电力企业来说,更应该注重这项技术的使用原则。
4.1三段式继电保护原则
在电力系统工作时,流过电流感应器的电流有相反的方向和相同的大小,这就说明电流是正常的,继电保护器并没有工作。一般来说在这种情况下,感应器中的感应磁通数值为零,且断电开关没有启动。而如果一切情况相反,流过感应器的电流有相同的方向,感应器中的感应磁通的数值不为零,且其中电流大小数值相等,断电开关工作,这就是设备在漏电故障情况下自动启用继电保护器的征兆。
4.2接零保护原则
一般电力系统设备如果存在导线外露的情况,管理人员会安排设备人员对接线采取接零保护,主要针对器材中带有金属的部分。一般接零保护时,只是配备保护的零线而不是熔断电阻丝。另外,开关不会安装在次要的保护零线上,接地保护零线和接零保护零线也不会安装在一起,这样能够保证继电保护器的安全使用。
4.3接地保护原则
为有效避免使用的电力系统装备接地效果受到影响,技术人员应该遵循接地保护原则。在大型轨道工具作业时,接地处理和3个以上的接地点是必备的,另外,1~4Ω是电力系统连接节点处可控的电阻率范围。接地保护是应用在电力系统设备导线外露的情况下,主要是在外露的导线并没有产生电流的情况下对其进行接地保护,从而使得工作人员在触碰外露导线时不会出现安全事故。这是任何金属外壳和装备进行接地处理时的必要措施,这样能保证每一个工作环节的工作人员在接触金属外露的部分时不会造成故障问题[5]。
4.4继电保护器的安装原则
①额定的继电保护时长。一般来说,针对不同等级的支干线额定的继电保护时长不同,一级的支干线相较于平常的保护时长会相差0.2s,而三级的额定保护时长则与其相差0.4s。②针对不同等级的支干线来说,额定的继电保护电流大小也不同,主要在0~300mA的数值范围根据不同等级的支干线分别调节。
5电力系统继电保护技术的发展趋势
5.1网络化
互联网技术的快速发展推动了社会各个领域的变革,例如,技术领域、政治领域、经济领域,等等。国民的数据信息通信工具就是计算机网络,并且在新时代占据了重要的支柱性地位,促使国民生活生产的情况出现了本质转变,其对工业生产行业产生了很大程度的影响,也使得该行业具备了有力的通信保障。近期,基于纵联差动保护的继电保护设备在新时代占据了重要的地位,对电力系统的安全、稳定、持续运行提供了保障。虽然继电保护主要的作用是体现在排除问题配件与降低安全事故影响等方面,但是该装置的作用并不仅限于此。在20世纪末,国内某大学专门为三峡水坝的回路母线研发出了一类分布型母线保护设备,这一设备是将传统的集中型母线保护划分为不同的母线保护。技术人员会在不同回路的保护屏当中安装这些保护单元,单元之间会留有一定的空隙,不同保护单元之间是通过计算机网络相连接的,这一网络会将回路的所有保护单元构建成为一个完整的体系。各个保护单元会按照该回路的电流量以及由计算机网络所得到的其余回路电流量作为参考依据,从而计算母线的差动保护数值。当结果得出是母线发生了故障问题,那么继电保护装置就会将该回路的断路器隔离,排除故障线路。当外部发生故障问题时,任一保护单元计算结果均显示为外援故障,所以不会发生任何反应。相较于传统的集中型母线保护技术来说,当前这一类通过计算机所实现的分布型母线保护技术能够为电力保护系统提供更加稳定的技术保障。
5.2智能化
随着新型电子芯片的研发和新兴技术的快速发展,继电保护装置的智能化水平不断提升。神经网络是一种非线性映射的方法,很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题,应用神经网络方法则可迎刃而解。例如,在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一种非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动。如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。其他方法如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快[6]。天津大学从1996年起便开始研究神经网络式继电保护,已取得初步成果。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。
5.3绿色化
近年来,国内工业领域的发展速度不断加快,国民的生活水平也日渐提升,能够享受到越来越好的物质条件。然而,在经济水平高速提升的同时环境问题日益凸显。现阶段,国内的污染情况越来越严重,资源浪费问题也越来越严峻,国家对环保节能的关注度提升,相关部门出台了很多环保相关的政策和节能策略。由此可知,未来社会将会朝着保护环境、节约能源的方向发展,由此还诞生出了环保产品的概念。无论是从设计、生产、研发、运用等角度来看,继电保护装置都和保护环境、国民健康发展的需求相关。
5.4一体化
在实现继电保护技术计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络中的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,即实现保护、控制、测量、数据通信一体化[7]。
6提升继电保护技术应用效果的有效方法
6.1配备专业技术人员
当前,科学技术处在不断发展的状态当中,并且继电保护技术尤为重要,对于工作人员的素质提出了较高要求。相关部门需要聘请专业的技术人员,并且组织对于工作人员的专门培训,使其掌握继电保护技术的理论知识和操作原理,从而在电力系统工作中重视继电保护技术的准确运用和电力系统设备的定期排查,从而提高人员素质,促进工作安全有效开展[8]。
6.2重视继电保护器
继电保护器是继电保护技术中主要应用的设备,其使用种类和作业场所的环境都会对其正常使用产生影响。电力企业应该将继电保护器安装到固定电源处且远离对电力系统产生安全隐患的因素,从而保证继电保护器的正常使用。另外,安装具有报警器的继电保护器是必要的,这使得电力企业中的工作人员可以及时通过警报发现设备的故障和安全隐患,从而提升供电工作的质量。
7结语
综上所述,国内的继电保护技术历经了4个发展阶段,由于科学技术与供电体系的快速发展,继电保护技术也朝着多个方向发展。具体表现为朝着网络化、智能化、绿色化的方向发展,这使得相关行业的人员面临着更加复杂的问题,但也推动了继电保护技术的快速发展。
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[关键词]电力系统;继电保护;故障检测
中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章号:1009-914X(2017)16-0265-01
1 导言
电力系统规模不断加大,目前全国将近有两万多个节点,每个节点对应相应变电站或发电厂。这么庞大的系统安全稳定性及运行质量特别重要,继电保护就是保证电力系统安全运行的装置。电力系统容易发生故障,最常见的故障为单相短路故障,其次还有两相短路、三相短路、短路、过电压、过负荷等。继电保护装置和检测系统能够确定故障类型,并自动进行故障切除或给运行人员发出警告,对电力系统中的设备进行有效保护,不至于因某处发生故障而影响其他线路的可靠运行,从而保证了电力系统供电的持续性。
2 电力系统继电保护常见故障
2.1 继电保护系统中设备的故障
电力系统中的继电保护工作是一项细致的工作,其中对于继电保护装置设备的要求特别严格,而继电保护装置中的设备问题往往出现在设备中构件的质量方面,从继电保护系统的工作原理来说几乎没有什么太大的问题,所有的继电保护系统对于电力系统运行时的故障检测方法都是一样的,而不同的电力系统中存在着不同的工作负荷,而继电保护设备也对电力系统的电流电压负荷有着不同的要求,所以在继电保护装置安装时要结合电力系统的工作负荷以及工作强度进行考虑,对于电力系统来说要选择合适的继电保护设施,争取继电装置中的每一个系统都要符合电力系统的实际标准,如果某一个部位的构件出现了问题将会影响整个继电保护装置的检测中的数据准确率甚至影响其运行,当继电保护系统出现设备问题时则会使其继电保护动作失控,甚至出现拒动或者误动的问题,影响电力系统的运行功能和电力系统整体的稳定。
2.2 继电保护系统的开关设备故障
继电保护系统中出现的开关设备的故障主要是由于继电保护系统与电力系统不匹配的原因造成的,首先在进行机电保护装置的选择是对于电力系统的工作强度是有科学的规定的,而电力系统中初始的继电保护设备往往是与之工作负荷较为匹配的,但是随着工作强度的加大或者继电保护系统使用时间的增多,继电保护装置也应该随之更新,否则如果发生继电保护装置老化或者超负荷的情况,会导致继电保护系统开关设备出现负荷密集,由于开关设备不能适应符合实际而出现继电保护开关设备的稳定性与准确性的问题,毕竟继电保护系统不能胜任电力系统的检测工作,电力系统的正常运行也会因此而受到影响,对于故障不能及时的排除,甚至发生电力事故。
2.3 电流互感饱和故障
由于继电保护设备终端的负荷不断增大,电力系统的运行过程中可能产生的短路现象中的电流也会不断的增强,而继电保护装置受到来自电流互感器饱和的影响也会慢慢增强,当短路的现象发生在靠近电力系统终端设备的位置上时,因为短路所产生的电流就会超过电流互感器单次规定电流的一百倍之多,而电流互感器的误差则是与短路电流倍数成正比例关系的,则继电保护系统检测到电力系统故障时所发出的阻止命令也会随着电流的过大而发生灵敏度降低的情况,这就意味着在电力系统运行中即使发生了故障,继电保护系统也不能及时的发现并且做阻断工作,着无疑增加了电力系统运行中的危险性,而这时继电保护系统中的定时限制通过电流装置也会由于电流的短路而发生故障,过流保护装置拒绝工作时其限制电流的程度几乎为零,电力系统依旧可以运行,但是却少了继电保护系统中的故障检测的安全保障。
3 电力系统继电保护常见故障检测方法
3.1 利用空间电磁场探测单相接地故障支路
当电力系统发生单项短路故障后,在短路点处前支路和后支路的零序电流及零序电压会有很大不同,其周围电场及磁场的分布也会不同,因此,可以依据零序电场和磁场来确定故障点的位置。判断依据:
(1)小电流接地系统稳定性。以典型的10kV线路为例,对五条支路进行故障点实验,首先确定正常支路的参数,然后与待检测故障线路进行对比分析,并将故障线路零序电流、电压等数据记录下来。没有故障的线路容性电流要超前电压90°,且零序功率为负值;发生故障的线路在短路位置之前零序电压落后电流90°,功率仍为负数,而短路之后零序电压超前电流90°,功率为正值。以此便可以判定出故障点位置,从而为电力系统及时排除故障保证稳定可靠运行奠定基础。
(2)配电线路磁场与电场的分布。一旦电力系统中某条线路发生故障就会引起线路周围磁场的变动,在不考虑互感的条件下,可对配电网中各接地点进行磁场探测,从而得出电压与电流磁场的分布,利用五次谐波电流作为检测信号,进而达到确定故障点的目的。
3.2 识别故障支路和故障接地相
小电流接地故障发生后,将会出现一段比较明显的暂态过程,可通过建立数学模型获得故障发生一段时间内的电流或电压波形,并测量出电流的畸变量,然后对接地点的电压或电流信号进行小波变换,从而得到频谱图像;最后分析出电流特征量和故障频带特征值,从而在不影响电力系统正常运行的情况下,对故障线路和故障点进行确定。
3.3 制定继电保护装置管理和检测体系
制定科学合理的故障管理体系能够确保系统故障后得到及时处理,延长供电持续时间。在满足继电器保护精度要求的前提下,完善保护和检测系统将有助于发挥继电保护的功能。
4 继电保护与检测方法
4.1 故障检测与继电保护网格化
对电力系统中各重要设备采用差动保护,并利用主站统一处理数据,根据继电保护装置提供的电流或电压信息,实时测量故障位置及类型,最后将测量数据汇总向保护装置发指令,达到快速切除故障设备的目的,从而保证电力系统安全、可靠。
4.2 继电保护和检测自动控制
自适应保护可动态检测系统运行模式,并根据故障类型不同自动设定保护数值,从而更好地满足电力系统运行要求,对改善线路保护、变压器保护等有很大帮助。
4.3 将各种智能算法应用于继电保护和检测系统中
目前,最常用的人工智能检测算法是人工神经网络,另外还有BCC算法、遗传算法等高级算法,它们可以自主学习、自组织,并对一些数据信息进行存储和处理。经过多年的发展,人工智能算法应用在继电保护中已经可以实现保护方向自动识别、故障自处理等功能,为继电保护和故障检测人员减轻了工作负担。在该领域,智能算法的应用还处于研究阶段,但具有光明的发展前景。
5 结束语
综上所述,继电保护系统是保证电力系统正常运行的关键所在,继电保护系统的故障信息分析处理的运用与开发也是继电保护系统的核心所在,其为电力系统的故障进行准确的分析并且提供及时的处理,让电力系统在安全的环境下得以正常运行,只有迅速消除继电保护系统中本身所存在的故障,保证继电保护系统设备的正常运行,才能充分发挥保护装置对于电网的稳定作用,提高供电系统的可靠性。
参考文献
[1] 郭朝峰.电力继电保护故障检测与维修分析[J].绿色环保建材,2016,(12):186.
关键词:电力系统;继电保护;故障检测;小电流接地系统;综合故障分析系统
在我国科学技术与社会经济飞跃进步的推动下,城市化进程不断加快,社会运行不断精密化,全国人民对电力的需求越加严格,电力系统作为社会运行中的一个重要组成部分,探究维护其安全与稳定具有重要的社会价值。维护电力系统有两个关键方面,即继电保护与故障检测,其涵义主要是通过自动监测电力系统,实现电力系统在运行过程中及时查找与发现线路故障的核心问题,从而根据局部电网或者是线路短路故障因素准确地判断电力系统承受电缆的能力与故障的具体严重情况,并施行减少局部电网电压与断电等切实有效的措施,达成控制与保护电力系统的目的,使其保持平稳运行的状态。社会生产活动以及人们的生活均需要电力来维持正常,因此强化电力系统的继电保护与故障检测是现下电力系统研究领域的一项重要任务。本文主要研究分析电力系统继电保护与故障检测的作用、方法等相关内容,以期能给予电力企业一些有效的建议,进一步促进电力系统的安全性与稳定性。
1电力系统继电保护与故障检测的作用
1.1在电力运行过程中起到保护作用电力系统的运行过程必须保持稳定、安全,从而确保电力系统的整体运作效率高、持续性好。继电保护装置在电力系统的运行是常态化的,也就是一直是运行的,故障时自动切除故障,从而切实有效地防止故障电路扩大而影响整个电力系统,最大限度地避免电力系统受破坏严重化,同时做好存储历史数据以及计算机的信息数据。在计算机信息技术不断更新与进步的发展下,电力企业相关的信息化程度也随之不断提高与强化。就目前的形势来看,电力系统的信息管理程序不断升级,存储容量大大地扩增,同时其运算的速度也不断加快,电力系统信息化进一步强化,使得电力运行过程中出现问题时能快速恢复正常,保持运行稳定。1.2对电力系统的运行状态进行实时监控在电力系统中装置实时监控设备,使得电力系统维持高速与平稳运行得到有效的保障。在无人值班时,电力系统中的实时监控保护装置可自动分析与处理各种设备的温度情况、运行状态,并合理调整工作人员未检测到的相关设备,对具有引发事故潜在性的设备进行有针对性、选择性地切除。由此可知,电力系统继电保护的实时监控设备对故障的处理具有很大的作用,工作人员需定期维护,保持继电保护装置的安全性与灵敏性,从而有效地维持电力系统中所有相关设备的运行安全与稳定。1.3对运行设备的情况进行自动化分析电力系统中有一些设备会出现非正常运行状态,对于这种情况,继电保护设备能自动分析电力设备在运行过程中的表面温度,并以此为依据实行硬件维护,同时能及时将异常情况发出报警信号,如系统设备中出现故障的区域、性质等,此时工作人员根据收到的异常运行数据,实施相应的处理措施或是采取停机检修处理,从而确保电力系统整体良好性。
2以小电流接地系统为基础的故障检测方法
2.1关于空间电磁场检测单相接地故障支路的方法通常情况下,当电力系统的中、小电流接地系统出现单相接地的故障时,接地点的前、后向支路等均有不同情况的特点,并且接地点四周的磁场、电场也会发生不同情况的特点。工作人员对小电流接地系统的稳态情况进行分析,对出现故障的支路以及正常支路的五条配电线支路进行具有针对性的检测试验,以获得的检测数据与结果分析故障支路、正常支路的相关参数,根据这些参数对电力系统进行稳态分析,在故障稳态情况下,获得配电系统支路的零序容性电流、功率的特点,从而进一步分析故障的情况。工作人员同时结合分析配电线路的磁场与电场,在无需考虑负载与线路互感影响的条件下进行仿真接地检测。工作人员根据五次谐波电流的磁场、电场检测故障,可确保检测结果的可靠性,从而选择相应的保护方案。2.2对故障支路、故障接地相的识别电力系统中的小电流接地系统出现单相接地的问题时,通常会发生多故障特点的暂态情况,工作人员可制作针对性的仿真模型,在仿模中分析出现故障前的几个周波暂态波形情况,由此进一步分析畸变、时谱、接地选相,并在故障未严重影响整个电力系统前及时分析处理故障支路、接地相。另外,为准确定位小电流接地选线、定位,工作人员可将模糊识别、小波变换、神经网络等功能结合应用于系统的故障检测中。
3分析系统的继电保护与故障检测方法
综合故障分析系统的作用主要是将简要的如开关跳闸、故障位置与保护动作行为等故障信息快速反应给电力系统的工作人员,使得工作人员在最短的时间内准确地做出判断与决策,恢复系统的正常运行。除此之外,综合故障分析系统还能向工作人员提示设备故障、电压电流与分量的影响等具体信息,具有信息量大而精密的特点。实现故障录波器时钟的同步、针对性保护就地站、提高站内自动化监控系统重要数据等是综合故障分析系统的重要功能,同时还能提高测距数据的准确性、灵活性。系统不但能为电力系统工作人员提供及时、精简的故障信息,并通过跳闸的方式先期处置,还能为继电保护的技术工作人员提供如故障电流电压的变化情况、故障分量对电子单元的影响情况等专业信息。能通过双端故障测距计算提高测距准确性;能提供与MIS系统的数据接口和数据交换,使系统的数据上网方式更具有灵活性。系统还具有故障信息集中处理、共享及综合利用功能。基于此,通过分析系统而得到的继电保护与故障检测的新方法主要有四点:3.1电力系统继电保护与故障检测的网络化方法施行网络化的保护与检测,可提高电力系统中重要设备的可靠性、灵敏性,通过微机网络化的实施达到保护设备的作用,即主站对保护装置进行统一化的管理与协调,同时保护设备的差动、纵联串联,例如数据通信、处理等,还能稳定继电保护设备的电气量,准确分析故障参数、位置与原因以及性质等因素,从而能及时、准确地将故障元件进行针对处理,使得电力系统、继电保护系统的安全稳定性进一步提高。3.2继电保护与故障检测的自适应控制方法自适应控制主要是通过检测电力系统的运行方式、故障状态等变化情况实现系统的保护作用。另外,通过自适应控制能根据系统的实时变化情况自动保护性能的相应改变,使得整个系统能实时适应转台变化,从而提高电力系统、继电保护系统的相应性能,例如发电机保护、输电线路距离保护与变压器保护等,由此强化继电保护系统的稳定性与安全性。3.3继电保护与故障检测的人工神经网络方法人工神经网络主要是将生物神经系统的模糊逻辑、神经网络与遗传算法等应用于电力系统继电保护中,以此进一步强化电力系统继电保护的功能。人工神经网络技术功能较多,包括自组织、自学习与自适应等,不仅能存储分布式的信息,同时能并行处理,除此之外,还能对电力系统中出现故障的方向、类型、距离进行准确性地判断,对电力系统的各个保护装置进行有效的 保护。3.4继电保护与故障检测的变电站综合自动化方法变电站综合自动化主要是将综合计算机信息的采集系统与处理系统、自动控制系统以及网络通信系统等技术集于一体,包括信号、测量、计费、紧急控制与故障录波以及维修状态信息处理等功能,综合管理电力系统。变电站综合自动化计算机系统能对数字化变电站的记录、统计分析、监视操作与故障状态等进行检测,当系统出现故障时立即进行报警并将按照顺序记录故障情况,由此减少工作人员出现疏忽等差错,并及时发出信号处理故障,确保电力系统的安全与稳定。
4结语
综上所述,在我国科技与经济飞快进步的背景下,社会化发展的进程不断加快,同时对电力的需求量不断提高,电力系统继电保护与故障检测也成为人们的关注点,然而就目前电力系统继电保护与故障检测的形势来看,还需不断研究,紧跟上社会发展的步伐。电力系统继电保护与故障检测能起到保护电力运行、实时监控运行状态、自动分析运行设备情况等作用,应不断更新先进的继电保护与检测方法,例如采用网络化方法、自适应控制方法与人工神经网络方法以及变电站综合自动化方法等,从而有效地维持电力系统运行的安全与稳定。
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[关键词]电力系统;继电保护技术;运用特点;电力安全
中图分类号:F416.61 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)12-0390-01
现代电力产业综合了电能的产生、运输、分配、利用等环节,是一个复杂的系统工程,供电质量的提高和能源的节约都离不开继电保护技术的支持。信息技术和电子技术的进步给继电保护技术带来了新的发展契机,下面就探讨关于继电保护技术的运用策略和前景。
一、继电保护技术的理解
继电保护技术指在正常的用电过程中,能够及时发现电路出现的故障并发出警报,对用电事故有效排除的技术,其关键是继电保护的装置。继电保护技术的主要特点是:
1、自主化运行率提高,计算机的数据处理技术能够使得继电设备具有很强的记忆功能,加之自动控制等技术的综合运用,使得继电保护能更好地实现故障分量保护,提高运行的正确率。
2、兼容性辅助功能强,继电保护技术在保护装置的制造上采用了比较通用兼容的做法,便于统一标准,并且装置体积小,减少了盘位数量,在此基础上,还可以扩充其它辅助功能。
3、操作性监控管理好,该技术主要表现在一些核心部件不受外在化境的影响,能够产生一定的使用功效。与此同时,该保护技术能够通过计算机信息系统,具有一定的可监控性能,大大降低了成本。
二、电力系统中继电保护技术的运用特点
1、智能化趋势增强
电力管理的现代化发展过程,就是智能化控制管理的发展过程,继电保护技术体现了人工智能化优势。既能够提高电力管理的资源利用效率,同时还促进了其他技术的有效应用。智能化特点使继电保护装置的设计更加合理,因为融入了信息化技术,因此促进了继电保护技术的自动化道路。我国大城市的供电公司继电保护设备普遍引进了模拟人工神经网络技术,在其他没推广的地区存在广阔的发展空间。实践证明,供电公司的输电服务中可能出现几十种短路情况,传统的人工排除方法需要很长时间,影响了工业和居民对用电的正常需求。采用了智能的神经网络继电技术,能利用收集的数据样本进行故障检测和分析,大约半小时内可以明确事故原因,有利于及时解决处理,增强了电力运输工作质量。
2、网络化发展显著
继电技术的有效运用,必须和计算机网络有机结合。网络化技术的发展,为继电保护技术搭建了操作性强的直观检测平台,同时促进了继电技术的更新和换代。继电保护技术的价值在于维护电力系统的安全运行,保护要在计算机网络的数据模拟系统中进行,要建立在计算机数据采集和分析的科学依据上,利用信息数据对电力系统的故障进行原因分析并发出警报。一方面,网络技术能将采集和模拟生成的信息进行综合,对潜在危险和故障进行预测;另一方面,网络能在指出故障后,将原因、位置具体分析,有利于电力工作人员结合实际情况进行针对性处理。
3、自适应性发展迅猛
继电保护技术具有鲜明的自适应性,体现了以下作用:首先,提升了继电保护的适应性,对多种故障进行有效地检测。第二,能够将保护时间适当延长,增加电气设备的利用时间和效率。第三,能提高经济效率,继电保护能够明确用电过程中出现的问题并进行有效排除,降低了人工排除障碍的成本,节约人力、物力。继电保护技术的自适应性技术,促进继电保护技术对电力系统的保护功能的发挥,使电力生产顺利进行,满足人们的生产生活用电要求;而且适应性对各种情况的变化都能应付和有效解决,将电力设备可能出现的各种故障快速解除,降低了事故发生率,提升了电力设备的使用性能。自适应性需要计算机网络系统的支撑,使其适应性能范围更加拓宽。
三、继电保护装置的维护
1、继电保护装置的抗干扰
(1)硬件抗干扰,即结合屏蔽和隔离来消除干扰。屏蔽主要有电磁屏蔽、铁质保护柜屏蔽等。隔离既可以让保护装置与现场保持信号的联系,又让它们不直接地发生电联系。
(2)软件抗干扰,在直流和交流电入口接入RC滤波器,在芯片的电源和零序之间加上抗干扰的电容等。对外部的二次回路的设计必须采取抗干扰的措施,如降低干扰对象和干扰源之间的电感和耦合电容;降低附近电气值;降低对信号的屏蔽层的阻抗值等。
2、继电保护装置的故障与和维护
首先,继电保护装置故障的发生原因:
(1)、电源问题。如果电源输出的功率不足,就会造成输出的电压下降,导致比较电路基准值发生变化,充电电路的时间变短。
(2)、集成度高,布线紧密。插件接线焊口的周围在长期运行以后,在静电作用下会聚集大量的静电尘埃,造成两个焊点之间形成导电通道,导致继电保护故障的发生。
其次,继电保护装置的维护:
(1)、工作人员应该对各个仪表的运行状况及时准确的登记,对继电保护装置进行常规的巡查,发现继电保护装置事故隐患及时排除,对已经发生的事故要查明原因并记录。
(2)、根据电力行业安全规定进行操作,落实岗位责任制,避免互相推诿和缺位,要符合安全章程,禁止与带电设备近距离接触。
(3)、定期检修继电保护装置,对二次设备元件进行检查,看其标志和名称缺失情况、关注信号指标、检查按钮是否正常、接点的接触压力是否够大、断路器是否合格。
四、电力系统中继电保护技术的运用前景
电力系统的不断发展带来了继电保护技术的相应进步,电力系统需要较高的安全性和稳定性,继电保护技术必须进行改进和提升,才能使用电力系统安全运营的需要,提高电力服务质量和水平。我国最初的电力保护装置是熔断器的使用,发展到今天的继电保护技术,体现了我国电力系统技术发展的进程,先后经历了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式等阶段,并且逐渐向微机机电保护技术方向迈进。微机继电保护具有很多优点:首先,使继电保护的性能和效率大大增强,突出体现在微机的记忆力好,能够对故障采取合理的分量保护,自动控制技术的准确性大大提升,能够进行良好的自适应和状态预测。第二,微机继电保护结构更加科学合理,实现低能耗效果。第三,操作更加可靠、灵活,例如数字原件受外界温度影响较小,能够进行有效的自检和巡检,操作更加人性化,能够进行远距离的实时监控。微机电保护技术比较传统技术有着明显优势,因此有着很好的发展潜力,尤其是信息化高速发展的时代,微机继电保护技术还会不断改进和完善,将会集网络化、智能化于一身,兼具保护、监控、测量、数据采集等功能。
结语
我国电力系统管理者,应该高度重视继电保护技术,增加物质、资金、技术的投入,健全现代电力系统安全运行保障体系,改进和促进继电保护技术水平,注重对继电保护装置的维护和更新,促进电力生产达到安全标准,为继电保护工作奠定良好的物质设备基础。电力系统工作人员,应该实时关注和学习国内外先进的继电保护技术,善于总结经验和教训,不断提高自己的理论和实践工作能力,促进电力系统安全系数不断增加,促进我国电力系统的健康发展。
参考文献
关键词:继电保护;自动化技术; 微机装置;系统应用
中图分类号:TM774 文献标识码:A
多年来,笔者一直在国网成都供电公司变电检修工区从事着变电检修相关方面的工作,根据平日的工作经验,对继电保护技术在电力系统中的诸多应用有些自己的认识和理解。现在把它总结形成文字供从事这方面的人员参考借鉴。
1 继电保护技术在电力系统特点
根据笔者的工作情况,总结了继电保护技术在电力系统中的特点。从实际工作来看,它主要体现在充分利用了高速的运算能力和完备的存贮记忆能力这两个计算机技术上的特点,具体我们可以从图1的微机保护装置组成部分上看出。它可以有效地完成数据采集、数字滤波和A/D模数变换等技术,使其在速动性、可靠性方面均优于以往传统的常规保护。
另外笔者分析还得出,它可扩充辅助功能和改善提高继电保护的动作特征和性能,经过论证这种性能的正确率很高;还可以实现自动控制、新的数学理论和技术。在操作方面使用灵活方便。其维护调试也更方便,并且自检和巡检能力强,可用软件方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。
2 继电保护在电力系统使用方法及措施
有关这方面的措施及方法笔者也总结了以下几方面,主要是做到协调好保护操作人员及有关制度。我们知道,保护人员一般是有调度、继保、运行三部分组成。这三个组成人员要做到步调一致,工作一样,目标一样。
同时规范好制度也是控制其的主要因素所在。一定要设立台账、运行维护、事故分析等档案,这样做的目的是有效促进继电保护工作的开展。同时电力系统在管理中应加强对继电保护工作的奖惩力度,增强继电保护人员的荣誉感和责任心。
另外在现在的配网线路来说,一般都是10kV配电线路,这样的线路结构特点是性能差,利用规范的保护整定计算方法去处理都可满足要求。
随着科技的发展,我们的继电保护应该向智能化方向发展。而我们相关的人员也应该采取向智能化方面发展,在电力系统各个领域发挥自己的作用。
3 继电保护在电力系统中ETAP的仿真设计
下面笔者试举一例加以说明继电保护在电力系统中ETAP的仿真设计。
首先我们对选型和参数进行设置。这样做的目的是以便控制保护有关的开段,参数设置如图2所示。另外在设备库中我们选择继电器厂家和型号,如图3所示。
另外,我们根据整定计算设置保护的动作时限,我们设置瞬时速断电保护和过电流保护的设置。我们在有关栏目里点击模式工具栏中的保护设备继电器配合按钮,切换到保护设备继电器配合按钮案例分析模式上,这个时候右侧的工具栏就会转到保护设备继电器配合工具栏。然后再单击案例分析工具栏的编辑分析案例按钮,打开保护配合分析案例编辑器,在其编辑器里执行动作序列,在故障类型中选上三项短路,点击确定。ETAP软件就会自动运行短路分析程序并开始模拟保护动作。具体如图4所示。
结语
现在分析来看,我国电力系统中的装置随着科技的发展也在不断推广。基于此我们还要做的工作是不断更新继电保护系统,以方便直接使用电脑进行记录与查找,减少时间与一些错误的发生,保护继电保护能够更加安全运行。
参考文献
[1]电力系统继电保护、继电保护信息管理系统(信息子站)[J].科学时代 ,2013(17).