关键词:继电保护10kV线路应用探讨
中图分类号:TM773文献标识码:A文章编号:1674-098X(2013)02(b)-0114-01
1.继电保护概述
1.1定义
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。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路、母线等)使之免遭损害。
1.2基本原理
继电保护装置要实现正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是保护区内故障或是区外故障的故障状态的功能,要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。电力系统发生故障后,工频电气量变化将呈现电流增大、电压降低、电流与电压之间的相位角改变、测量阻抗发生变化的主要特征
1.3装置要求和分类
(1)技术要求。继电保护装置是根据继电原理的要求,继电保护装置为了完成它的任务,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。
(2)组装。一般情况而言,整套继电保护装置由测量元件、逻辑环节和执行输出三部分组成。
(3)分类。继电保护包括电流保护:(按照保护的整定原则,保护范围及原理特点可分为过电流保护
电流速断保护、定时限过电流保护、反时限过电流保护、无时限电流速断)、电压保护:(按照系统电压发生异常或故障时的变化而动作的继电保护可分为过电压保护、欠电压保护和零序电压保护)瓦斯保护、差动保护(可分为横联差动保护、纵联差动保护)、高频保护、距离保护、平衡保护、负序及零序保护、方向保护
1.4作用
(1)使被保护设备快速脱离发生足以损坏设备或危及电网安全运行的故障电网;(2)便于快速处理,使非正常运行及某些设备的非正常状态能及时发出警报信号的电网恢复正常(3)实现电力系统自动化、远动化和工业生产的自动控制。(4)基于微型计算机的继电保护技术应用有利于现代化特大型高产、高效矿井的建设。
2.应用中需要注意的问题
2.1线路中励磁涌流造成在变电所增容后无法正常投入
在设定电变压器时它们是挂在电线上的,在电闸的闭合等阶段由于强大的电流等原因使得出现复杂的电磁状态,当电力出现系统阻抗小时就会出现较大的涌流,时间常数也较大。二段式电流保护中的电流速断保护由于要兼顾灵敏度,动作电流值往往取得较小,特别在长线路或系统阻抗大时更明显。励磁涌流值可能会大于装置整定值,使保护误动。这种情况在线路变压器个数少、容量小以及系统阻抗大时并不突出,因此容易被忽视,但当线路变压器个数及容量增大后,就可能出现变压器所特有的励磁涌流。
一般情况下在主变主保护中就利用励磁涌流含有大量的二次谐波的特性,来防止励磁涌流引起保护误动作,但在10kV线路保护中必须对保护装置进行改造,会大大增加装置的复杂性,缺少实用性。实践中利用励磁涌流磁涌流最大可达其额定电流的6~8倍,但一般经过3~5个周波后已衰减至很小的另一特征在10kV线路电流速断保护及加速回路中加入了0.15-0.2s的时限,就近几年运行来看,运行安全,并能很好的避免由于线路中励磁涌流造成保护装置误动作。
2.2所用变保护中涉及的TA饱和问题
所用变作为继电保护中重要的原件,它是一种具有特殊性的原件,因此它的安装以及使用都比较特殊,它一般安装在10kV的线路上,因此它的短路造成的电流危害是相当的大可达十几kA,低压侧出口短路电流也较大,可以达到TA一次额定电流的几百倍,系统中原有一些能正常运行的变比小的TA就可能饱和;另一方面,短路故障是一个暂态过程,短路电流中含大量非周期分量,又进一步加速TA饱和。在10kV线路短路时,由于TA饱和,感应到二次侧的电流会很小或接近于零,使保护装置拒动,故障要由母联断路器或主变后备保护来切除,不但延长了故障时间,使故障范围扩大,影响供电可靠性,这将对所用变直至整个10kV系统的安全运行造成很大的威胁。
2.3避免TA饱和的措施有
1)在使用TA时,要考虑实际的使用情况,由于现代人们用电出现急速的增长等原因我们在选择使用TA时要选择较大的,避免TA出现饱和的状态。2)严格区分不同用途的TA,对于不同的TA我们要采取不同的设定位置,尤其是高压的保护措施与计量措施的TA要安置在合适的位置,避免安置在一处所造成的电路电流过大等危险。3)对于TA的定植时要采用整定的方式,电流速断保护可按所用变低压出口短路进行整定,过负荷保护按所用变容量整定。
2.410kV线路多条线路故障越级引起35kV主变跳闸问题
在计算继电整体的计算时我们一般不计算多条线路问题的,但是在这情况在农村的电力系统中是要考虑的,因为农村的特殊地形等原因使得农村的线路架接大部分是在树林、竹区等地,这样就会造成线路发生多起事故的原因较多,因此多条线路同时故障引起35kV主变越级跳闸的事故并不少见。在这种情况下我们要加强考虑多条线路所引起的故障的保电措施。实践中可采用将电流保护措施定于0s的反应,保证线路故障在短时间内从电路系统中切除。对此需要我们在技术上完善继电保护的技术程序设定,保证电流的合理科学设定。
2.510kV线路保护时限级差配合问题
10kV线路在各种电力系统中往往处于最末端,保护的选择性配合主要包括上、下级保护之间的电流和时限的配合两个方面。在实际核算保护配合问题或在方式安排上只考虑了正常方式的保护配合问题,而忽略了特殊方式下的保护配合问题,或者只考虑了相邻两级相同元件的保护配合问题,而忽视了相邻两级在任何运行方式下的真正配合,以致造成了保护的越级跳闸,而农村电网因串级级数多,按常规后备保护时间逐级配合,在线路末端出现0s保护动作时间,使用户保护无法配合。
关键词:继电保护事故方法
0引言
继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
最早的继电保护装置是熔断器。以后出现了作用于断路器的电磁型继电保护装置、电子型静态继电器以至应用计算机的数字式继电保护。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。随着科学技术的不断发展,微机继电保护测试仪已广泛运用于线路保护,主变差动保护,励磁控制等各个领域。正因为微机继电保护在工业尤其是电力系统中的应用越来越广泛,才需要我们对其中可能会出现的事故和问题进行预先的了解。
1继电保护事故种类
1.1定值问题。①整定计算误差②人为整定错误③装置定值漂移,a元器件老化及损坏b温度与湿度c定值漂移问题。
1.2电源问题。①逆变稳压电源问题,a纹波系数过高b输出功率或稳定性差②直流熔丝配置问题③带直流电源操作插件。
1.3TA饱和问题。继电保护测量对二次系统运行起关键作用,系统短路电流在中低压系统中急剧饱和时,因为电流互感器已经应用到继电保护装置当中,现场的因馈线保护因电流互感器饱和难以启动,这时就会很容易发生事故。而常用的数字式继电器采用微型计算机控制,其主要工作电源仅有5V左右,数据采集电平范围也仅有10V左右,电流互感器饱和对数字式继电器的危害将更大。
1.4插件绝缘问题。微机保护装置集成度高,布线紧密,长期运行后由于静电作用,会使得插件接线焊点周围聚集静电尘埃,在外界条件允许时两焊点之间出现导电通道,从而引起装置故障或者事故。
1.5高频收发信机问题。在220kV线路保护运行中属于收发信机问题。各厂家生产的收发信机质量不一,在使用前应严格审核,应注意校核继电保护通信设备(光纤、微波、载波)传输信号性和冗余度,防止因通信设备问题而引起高频保护收发信机不工作。高频保护不工作的原因包括:收发信机元件损坏,收发信机起动发信信号产生缺口,高频通道受强干扰误发信,收发信机内连线错误,收发信机闭锁,作用区外故障时误动等。
2继电保护事故思路
2.1微机故障信息经常发生、技术简单的事故容易排除,但对故障有时仅凭经验难以解决,所以这时要讲故障特征严格记录下来,再按照严格的技术手册造作以查清事故原因,排除故障。
2.1.1屏背面展开图—以屏的结构在安装接线图上展开为平面图来表示。屏背面部分装设仪表、控制开关、信号设备和继电器;屏侧面装设端子排;屏顶的背面或侧面装设小母线、熔断器、附加电阻、小刀开关、警铃、蜂鸣器等。
2.1.2屏上设备布置的一般规定—最上为继电器,中为中间继电器,时间继电器,下部为经常需要调试的继电器(方向、差动、重合闸等),最下面为信号继电器,连接片以及光字牌,信号灯,按钮,控制开关等。
2.1.3保护和控制屏面图上的二次设备,均按照由左向右、自上而下的顺序编号,并标出文字符号;文字符号与展开图、原理图上的符号一致;在屏面图的旁边列出屏上的设备表(设备表中注明该设备的顺序编号、符号、名称、型号、技术参数、数量等);如设备装在屏后(如电阻、熔断器等),在设备表的备注栏内注明。
2.1.4在安装接线图上表示二次设备—屏背面接线图中,设备的左右方向正好与屏面布置图相反(背视图);屏后看不见的二次设备轮廓线用虚线画出;稍复杂的设备内部接线(如各种继电器)也画出,电流表、功率表则不画;各设备的内部引出端子(螺钉),用一小圆圈画出并注明端子的编号。
2.1.5接线端子—连接同一屏(除特殊信号联络外)上不同设备电路。
2.2用检查方法①将二次回路的设备展开表示,分成交流电流、交流电压回路,直流回路,信号回路。②将不同的设备按电路要求连接,形成各自独立的电路。③同一设备(电器元件)的线圈、触点,采用相同的文字符号表示,同类设备较多时,采用数字序号。④展开图的右侧以文字说明回路的用途。⑤展开图中所有元器件的触点都以常态表示,即没有发生动作。
2.3事故处理注意事项
2.3.1对试验电源要求。在微机保护试验中,要求使用单独供电电源并核实用电试验电源否三相电源为正序和对称电压,并检查其正弦波及中性线电源容量是否足够等要素。
2.3.2对仪器仪表要求。万用表、电压表、示波器等取电压信号仪器选用高输入阻抗者继电保护测试仪、移相器、三相调压器应注意其性能稳定。
3如何掌握继电保护技术
要掌握继电保护故障和事故类型以及继电保护故障和事故发生的条件,要下述几个问题:
3.1足够必要理论知识
3.1.1电子技术知识。电网中微机保护使用越来越多一名继电保护工作者学好电子技术及微机保护知识当务之急
3.1.2微机保护原理和组成。在微机继电保护测试仪及自动装置的使用过程中,要能迅速分析出产生故障或事故的原因以及故障部位,这就要求电力工作人员需要具备过硬的微机保护知识,熟悉保护原理和装置性能,熟记微机保护逻辑框图,熟悉电路原理和元件功能。
3.2具备技术资料的阅读能力微机继电保护事故的处理离不开诸如检修规程、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,所以技术人员必须具备这方面的素质。
3.3运用检查方法一般的继电保护事故往往凭借简单的检查手段就能够被查出。如果用常规检查仍未发现元件故障,则说明该故障较为隐蔽,应当引起重视。此时可采用逐级逆向检查法,即从故障暴露点入手去分析原因,由故障原因判别故障范围,查找到故障原因以后就可以采用顺序检查法对装置检查。
4小结
本文从微机继电保护的自身特点和本人长期从事继电保护事故和故障经验和方法出发,对微机保护事故或故障共性原因进行了分门别类的分析,并在技术范围内总结了微机继电保护事故处理的思路及方法,介绍了提高微机继电保护事故和故障能力途径。实践表明,上述思路和方法具备实用性和可操作性。
参考文献
[1]王梅义.高压电网继电保护运行技术.北京.电力工业出版社.1981.
关键词:变电运行;继电保护;可靠性
中图分类号:TM58文献标识码:A
引言:
随着经济社会的快速发展和人们生活水平的不断提高,对电能的需求量和供电稳定性都提出了相应更高的要求,变电运行是输配电系统的关键,变电运行的可靠性和稳定性直接影响着整个电力系统的运行状态。而继电保护是变电运行系统的重要组成部分,是变电稳定运行的重要屏障。继电保护作为电力系统中必不可少的组成部分,对确保电力系统安全运行、保证电能质量、避免故障的扩大和事故的发生,都起着尤为重要的作用。
变电继电保护概述
继电保护的含义
继电保护系统主要包括了电流电压互感器、继电保护装置、自动重合闸、断路器等。继电保护系统是串联系统,系统中任何一个环节发生故障,均会造成整个继电保护系统丧失应有的保护功能,降低继电保护系统的可靠性。变电运行的继电保护的可分为两个部分进行阐述,一是继电保护装置,二是继电保护技术。继电保护装置,是一种在变电系统中电气元件处于不正常运行状态或发生故障时,发出信号或动作于断路器跳闸的自动装置。继电保护技术,主要包括变电系统故障分析技术、继电保护配置设计技术、继电保护原理及实现技术、继电保护运行技术以及继电保护维护技术等。合理运用继电保护技术,是确保变电运用安全性和可靠性的重要保障。
变电运行继电保护的基本原理
变电运行中会发生多种故障,其中危害最大、最为常见的故障就是短路事故。利用变电运行发生故障时与正常运行时,各个物理量之间的差别,构成不同类型与原理的继电保护装置,其主要包括以下几种类型:
一是,反映电流变化的电流保护,具体包括电流速断保护、零序电流保护、过负荷保护、定时限过电流保护、反时限过电流保护等。
二是,反映电压变化的电压保护,具体包括反映电流、电压之间相位角变化和电流变化的过电流保护、过电压保护、低电压保护。
三是,反映输入和输出电流之差的差动保护,具体包括纵联差动保护、横联差动保护。
四是,反映电流和电压之间比值,反映保护安装处阻抗到短路点的距离保护。
五是,反映变电运行频率变化的周波保护。
六是,瓦斯保护,即反映变压器内部故障的气体保护,具体包括轻瓦斯保护、重瓦斯保护。
七是,反映变压器温度变化的温度保护。
变电运行中继电保护的原则
在变电运行中,继电保护遵循“保护压板投、退”的一般原则。
保护硬压板应遵循的原则
保护硬压板应遵循的原则是开关在合闸位置时,投入保护压板前测量两端电位需用高内阻电压表,尤其是跳闸出口压板及与其他运行设备相关的压板,但当出现压板下端为正电位,上端为负电位的情况时,即出口压板两端都有电位时,此时若投入压板将会导致开关跳闸,跳闸灯的实际状态必须要能够认真地分析,并且绝对不允许进行复归处理,因为一旦复归后将会导致保护跳闸出口接点已粘死,如果出口压板的两侧都没有电位,那么就应该认真地核对开关的实际情况,检查开关有没有跳开或者是电源未有效连接等情况。
保护软压板应遵循的原则
与二次回路直接连接的是保护硬压板,还有另一类保护压板即保护软压板,它可以用来监控后台机、调度后台机远方投、退保护。它应遵循与保护硬压板配合的原则,利用“与”的关系来决定保护功能的投和退,即只有在两种压板都投入且控制值整定为投入时,此时才可以表现出其保护性能,假如其中的某一项离开,则此功能将无法实现。一般当软压板设置在投入状态的情况下,运行人员只能操作硬压板,假如是一套保护装置的主保护和后备保护共用跳闸出口的情况,则退出这套保护装置中的某些保护时只能退其功能压板,而不能退出口压板,这是因为如果退出了出口压板,那么装置中的其它的保护也不会具备应有保护功能了。
变电运行中继电保护的可靠性分析
可靠性指的是继电保护的系统、设备或元件,在变电运行中的规定条件和预定时间内,完成规定功能的能力。确保变电运行安全和可靠的第一道防线,就是继电保护。继电保护快速、可靠的动作能够有效遏制变电运行状态的恶化,保障安全、稳定、可靠的变电运行。继电保护的可靠性指标主要有无误动工作概论、正确动作率、平均无误动时间等。正确动作率在继电保护可靠性研究的初期发挥着重要作用,其是通过一定时期内继电保护装置正确动作次数和继电保护装置总动作次数之比,对继电保护的可靠性进行评估的,能够在一定程度上反映继电保护水平,但是“正确动作率”没有考虑区外故障正确不动作次数,难以全面地反映继电保护的可靠性。因此,在评估继电保护可靠性时,还需要综合考虑平均无误动时间、保护据动失效率、保护误动频率等指标。
继电保护装置的选型
继电保护在变电运行中占据着重要地位,根据变电运行的情况合理设置继电保护,做好继电保护装置选型工作,是非常重要的。通常情况下,继电保护装置仍然是独立设置的,根据保护对象进行配置,就地分散布置,电流电压量直接输入,动作后继电保护装置直接操作断路器跳闸。继电保护装置和综合自动系统完全独立,确保整个变电运行系统的可靠性。变电运行系统中所选的继电保护装置需要具有较高的安全可靠性与成熟的技术,符合电力系统反事故措施的相关规定,符合《继电保护和安全自动装置技术规程》的有关规定,并进行现场试运行,确保继电保护装置各项性能指标均能够符合变电运行的要求。继电保护装置在符合相关规程要求的基础上,还需充分考虑现有相关设备的技术条件,兼顾整个变电运行系统组网功能和技术发展的情况,选择运行可靠性强、性价比较高、便于维护的继电保护产品。
五、变电站内保护及自动化装置的细化管理
可编制“保护及自动装置操作指南”
由于变电站内保护及自动装置较多,菜单操作分级过多,值班员在进行操作或调取报告时容易模糊某信息的含义或某一功能菜单的操作,为了解决这一矛盾,可编制“保护及自动装置操作指南”,并置于保护屏内,方便值班员及时查阅并为操作和处理事故提供最直观的技术指导。
可编制“保护及自动装置压板对地电位表”
变电站现有的保护及自动装置型号种类多样,部分功能压板对地电位不一致,造成了值班员记忆混淆,为了确保操作的万无一失,建议变电站在查对相关技术资料、咨询相关试验、检修人及厂家工作人员和参考试验数据后,针对同类装置和压板,绘制“保护及自动装置压板对地电位表”,置于保护屏内,值班员在进行压板投入操作时如有疑问可快速查阅此表。
可编制“继电保护及自动装置正常状态表”
根据有效的继保定值单,对站内每块保护屏上的压板、操作把手等编制“保护及自动装置压板正常状态表”,记录每一块压板、操作把手当前的正确状态和功能,存放于保护屏内,当值班员进行设备巡视检查时将设备状态与对此表对照即可确定设备当前状态是否正确。
六、结束语
继电保护技术作为保证变电运行安全的核心技术,良好的继电保护配置方案与网络结构,对提高变电安全性和稳定性都起到了重要作用。变电运行中的继电保护装置需要具备可靠性、灵敏性、速动性与选择性,能够准确反映变电运行异常工作状况或故障,既能够正确动作,又能够快速动作,即能够预报事故的发生,又能够缩小事故范围。因此,需要做好继电保护的选型、安装调试以及维护工作,以保证变电运行的安全性。
参考文献:
[1]苏忠阳.赵有铖.刘之尧.能量管理系统和继电保护信息系统集成平台研究[J].南方电网技术.2008(06)
关键词电力系统;继电保护;异常运行;短路故障
中图分类号TM7文献标识码A文章编号1674-6708(2013)103-0063-03
电力系统中的输变电设备和电力线路,都需装设能反应故障和不正常运行状态的装置,即继电保护装置。电力系统的继电保护装置,必须具备区分被保护设备正常运行、发生故障或异常运行状态的能力,并能够根据上述三种不同状态下被保护设备参数的不同来实现相应地功能。
1继电保护的基本工作原理
继电保护工作的基本原理就是保护装置通过正确的区分被保护设备是处于正常运行状态还是处于异常的运行状态,从而进行相应的动作。如,电力线路发生短路故障时,明显特征之一就是电流剧增,保护装置根据电流参数的显著变化来区分设备的工作状态,因而称为电流保护。短路故障的另一特征是电压剧减,因此,相应的还有低电压保护。再则,还可以同时反应故障时电压降低和电流增加的特征,由于故障时所测得的阻抗是变小的,故而在输电线路中,由保护安装处所测得的阻抗的大小反应了故障点与保护安装处的距离远近,因此输电线路的阻抗保护常称为距离保护。同理,如果同时反应电压与电流之间相位角的变化,则可以判断故障点的方向是处于保护安装处的正方向还是反方向,这就是实现方向保护的原理。为了更确切地区分设备的正常运行与故障或异常状态,还可以利用正常运行时没有或很小的电气量,而故障时却很大的电气量,如电压、电流的某一对称分量(负序或零序)或谐波分量来构成保护。另外,还可以利用其他物理量,如气体、温度等非电量来构成保护。总之,无论是反应哪种物理量而构成的保护,当其测量值达到一定数值(即整定值)时继电保护就能够按设定的程序准确地切除故障或显示电气设备的实时运行情况。
2继电保护装置是如何分类的
1)按继电保护所保护的对象分为:发电机的保护、变压器的保护、输配电线路的保护以及母线保护、电动机、电容器的保护等;
2)按动作的结果不同分类:动作于断路器跳闸的短路故障保护和动作于发信号的异常运行保护两大类。其中,短路保护的种类有以下几种:
(1)按反应故障类型的不同,有相间短路保护、接地短路保护及匝间短路保护等;
(2)按其功能的不同,有主保护、后备保护及辅助保护,且后备保护又有远后备保护与近后备保护之分;
(3)按保护基本工作原理不同分类,有反应稳态量的常规保护和反应暂态量的新原理保护两大类。根据所反应的参数不同,常规继电保护装置有反映过电流的保护、反映低电压的保护、反映短路电流不同方向的方向电流保护、能反映系统接地现象的零序电流保护以及阻抗保护、差动保护、高频保护和反映变压器内部气体变化的保护等,另外体现新的保护原理的还有工频变化量保护和行波保护等;
(4)按保护装置动作原理不同分类,主要有电磁型、整流型、晶体管型、集成电路型及微机型保护等,目前使用的基本上是微机型继电保护装置;
(5)按保护装置通过反应参数增大或减小而动作归类,有过量保护和欠量保护。
3)根据保护装置所起的作用不同,继电保护可分为主保护、后备保护和辅保护。
(1)主保护
主保护指的是能以最短的时限,灵敏的、选择性地切除被保护设备和线路故障的保护。它既能满足系统稳定运行及设备安全要求,也能保证系统中其他非故障部分的继续运行,如阶段式电流保护的I段和II段、距离保护的I段和II段、高频保护、差动保护等。
(2)后备保护
继电保护的后备保护装置指的就是当主保护或断路设备拒绝动作时,能够在设定的时限内切除故障的装置,如电流保护的第Ⅲ段、距离保护的第Ⅲ段等。后备保护不仅可以对本保护范围的线路或设备的主保护起后备作用,而且对相邻线路也可以起后备作用。因此,后备保护又可分为远后备和近后备两种方式。
(3)辅保护
辅助保护,为补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护,通常电流速断就可以作为这类性质的保护。
3继电保护的组成及作用
继电保护的种类虽然很多,但就其基本动作原理而言,基本上由测量部分、逻辑部分和执行部分三个部分组成,把保护各组成部分之间的作用串接在一起,就是一套保护装置的工作过程。
1)测量部分的作用是指通过测量被保护的输变电设备、线路的实时运行参数;
2)逻辑部分是继电保护装置重要的组成部分,它能根据测量部分测量得到的结果,然后与保护装置内部已设定的各种参数进行系统的分析、比较,从而判断被保护的设备、线路是否处于正常的运行状态,以决定保护装置是否应动作;
3)执行部分的作用就是根据逻辑部分分析判断后的结果,使保护装置执行准确的动作。
4继电保护装置的基本任务
4.1电力系统出现异常运行状态时
电力系统的正常运行状态遭到破坏但还未形成故障时,一般可继续运行一段时间而不必立即进行跳闸,称为异常运行状态。常见的有过负荷、中性点非直接接地系统的单相接地、发电机突然甩负荷引起的过电压、电力系统振荡等。电力系统处于异常运行状态时将影响电能质量,长时间的过负荷运行将引起设备过热,加速绝缘老化,影响电气设备的正常使用,轻者降低设备使用寿命,严重时导致绝缘击穿引发短路,损坏设备。当电力系统处于异常运行状态时,要求继电保护装置能自动、及时、有选择性地发出信号,让值班人员知晓后及时进行相应的处理。
4.2电力系统出现故障时
电力系统最常见及最危险的故障是各种类型的短路故障,短路故障分为三相短路、两相短路、两相接地短路、中性点直接接地系统的单相接地短路以及电机、变压器绕组的匝间短路等几种。其中三相短路、两相短路又称相间短路,两相接地短路、单相接地短路又称接地短路,并以三相短路最为危险,以单相接地短路最为常见。当设备或线路发生短路故障时,将由电源向故障点提供比正常运行时大得多的短路电流,对电力系统可能造成以下后果:
1)故障点的电弧将故障设备烧坏;
2)短路电流的热效应和电动力效应使故障回路的设备受到损伤,降低使用寿命;
3)系统电压损失增大使设备工作电压下降,离故障点越近,所受影响越大,用户的正常工作条件遭到破坏;
4)破坏电力系统运行的稳定性,严重时引起系统振荡,甚至使整个电力系统瓦解,导致大面积停电。
当电气设备出现故障时,对继电保护装置的要求是能自动快速的、灵敏的、有选择性可靠地通过断路器跳闸,将发生故障的设备从系统中及时切除,防止故障设备继续遭到破坏,确保系统其余非故障的部分还能继续正常运行。因此,继电保护对保证系统安全运行和确保电能质量、防止故障扩大和事故发生,起着极其重要的作用,是电力系统必不可少的组成部分。
5对继电保护的基本要求
为了保证继电保护能确实完成其在电力系统中所承担的任务及作用,对动作于跳闸的继电保护装置,应具备以下四个基本要求。
5.1选择性
选拌性要求的内容是:在电力系统发生故障时,对保护装置的动作必须有一定的选择。首先由发生故障的设备、线路的保护进行故障的切除,只有当其保护或断路器拒动时,才允许由其他的保护或装置切除故障。也就是说,保护装置的动作应只切除已发生故障的部分,或尽量使故障的影响限制在最小的范围。
5.2速动性
速动性要求是指保护装置应尽可能地快速切除短路故障,应注意以下两个问题:
l)切除故障的时间为继电保护的动作时间和断路器的跳闸时间之和。因此,要缩短故障切除时间,不仅要求保护动作速度要快,而且与之配套使用的断路器跳闸时间也应尽可能短;
2)保护的速动性要求是相对的,不同电压等级的电网要求不同。如,同样的保护动作时间0.5s,在110kV及以下电压等级电网中被以为是迅速的,而在220kV及以上电压等级电网中则被认为是不够迅速的。
继电保护的速动性应根据被保护设备和系统运行的要求确定,并非越快越好,否则,势必带来保护装置其他性能的降低,或者增加保护的复杂性,而且经济上也不合理。
3)灵敏性
灵敏性的要求是指保护装置对于其所保护的范围内发生的各种故障,应具有足够敏捷的反应能力。保护装置的灵敏性要求与选择性要求的关系密切,在电力系统故障时,故障设备的保护必须先能够灵敏地反应故障,才可能有选择性地切除故障,因此能有选择切除故障的保护,必须同时具备灵敏性。
4)可靠性
保护装置的误动或拒动是电力系统发生事故的根源之一,因此,保护装置应在良好的工作状态下,在保护装置不该动作时应可靠地不动作,而在保护装置该动作时应可靠地动作。
以上继电保护的四个基本要求,它们应同时满足,但是这种满足只是相对的,因为在这四个基本要求之间,既有相互紧密联系的一面,也有相矛盾的一面。例如:为保证选择性,有时就要求保护动作带上延时;为保证灵敏性,有时就允许保护非选择性动作,再由自动重合闸装置来纠正,而为保证速动性和选择性,有时需采采用较复杂的保护装置,因而降低了可靠性。因此,在确定继电保护方案时,必须从电力系统的实际情况出发,分清主次,以求得最优情况下的统一。
6电力系统继电保护技术的发展前景
当前,电子技术、计算机技术和通信技术已经在日新月异的向前发展,电力系统智能化电网也在高速发展中,传统的电磁型、晶体管等型式的保护装置正在逐渐退出电力系统保护装置的历史舞台。如今,新建的发、变、配电站已基本上采用微机型继电保护装置,随着国内外电力系统新兴技术的蓬勃发展,继电保护技术也不断地朝着微型计算机化,网络信息化,保护、测量、控制和数据通信一体化,人工智能化的方向发展。
6.1继电保护的微型计算机化
微机型继电保护装置从上世纪90年代开始研究,现在已经取得了比较成熟的应用经验,微机保护装置具有运行灵活、方便,动作正确率高,可靠性高,易于获得各种附加功能,以及能够简化定期校验等功能,它相当于一台功能强大、性能优良的微型计算机,具有很好的优越性,使电力系统的运行稳定性能得到了较大的提高。
6.2继电保护网络化、信息化
当前,电子技术、计算机技术正不断地飞速发展,网络技术作为信息和数据通信工具已成为当今时代的主要潮流,随作电力系统智能化电网的不断发展,对继电保护的要求也越来越高,当前,继电保护除了必须按时准确切除电力系统的已发生故障的元件和限制事故影响的范围,更重要的是还要确保整个系统最大限度地安全稳定地运行。如今,通过将系统中输变电设备的各种保护装置用网络连接起来,形成一个继电保护网络系统,使得继电保护实现了具备有大容量故障信息和数据的长期存放空间,具有了快速的数据处理和强大的通信功能,以及能与其他保护、测控、自动化装置共享系统数据、信息和网络资源的能力,当发生故障时保护装置能自动进行系统的数据整理比对,使相关保护和自动化装置能协调动作,从而提高了系统运行的稳定性和可靠性。
6.3保、测、控以及数据通信一体化
当前,微机保护已经把以往运行中需要多台装置来完成的各种功能合在了一起,实现了保护、测量、控制、数据通信一体化的功能,它相当于融合了一台高性能、多功能的微型计算机的相关功能,它作为电力系统计算机网络上的一个智能终端,可以从网络上获取电力系统运行和故障的各种信息,也可将自身所获得的保护设备的相关信息传送给网络控制中心或任一终端,同时也实现了远方的监控等功能。
6.4继电保护智能化
近年来,随着电力系统微机继电保护技术的不断成熟,继电保护研究领域内的不少工作正逐步向人工智能技术方面发展。当前,代表着先进科研领域的人工神经网络、专家系统、人工智能等新技术正逐步应用于电力系统继电保护中,为继电保护技术的未来发展注入了新的活力。可以预见,随着电力系统技术的不断发展,人工智能技术在继电保护领域也必将会得到更加深入的应用,继电保护智能化将是今后发展的必然趋势。
参考文献
[1]电力系统继电保护.中国电力出版社,2010.
[2]电力系统综合自动化系统的前沿技术.华东科技,2011.
[3]黎彬,罗绍亮.继电保护智能化测试系统在电力系统中的应用和展望[J].电气开关,2010(3).
关键词:火电厂;继电保护装置;装置检修;装置管理;供电稳定性;电力系统文献标识码:A
中图分类号:TM774文章编号:1009-2374(2017)11-0271-02DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.136
继电保护装置在电力系统中起着至关重要的作用,它能虮Vさ缤运行的安全性和可靠性。同样,在火电厂中,继电保护装置也发挥着重要的作用。一旦继电保护装置出现问题,就会直接影响整个供电系统的安全供电,并引发安全事故。因此,一定要做好对火电厂继电保护装置的检修和管理工作,对其进行定期的检修,了解继电保护装置的实时工作状态,一旦发现问题,能够第一时间进行处理,这样才能保证火电厂的正常运行,保证供电的安全性。
1火电厂继电保护装置检修与管理中存在的问题
1.1不能全面掌握装置的运行情况
想要对火电厂的电力线路的运行情况以及发生故障的状况进行了解,必须要及时地获取继电保护装置的实时运行状态。在对装置的检修和管理工作中,由于工作人员的责任意识不高,对装置的运行状态不关注,虽然具备相关的检修管理制度,但是很难按照规范执行,导致检修管理工作中存在很多的问题,比如很多继电保护装置的信息不完善,这就会直接影响检修工作中对设备的评估,从而导致检修管理工作不到位。另外,检修人员也不会对维修过的设备进行详细的记录,并总结经验,无法对日后的装置检修工作提供参考。对检修中发现存在故障的装置,没有进行及时的记录、统计和分析,对继电保护装置发生故障的概率也没有进行统计及总结,这样就无法了解继电保护装置全面的运行状况,也就无法保证继电保护装置的安全运行。
1.2缺乏正确的检修管理对策
在对火电厂的继电保护装置的检修工作中,工作人员采用的管理方法相对比较落后,且很多对策缺乏正确性。比如检修人员在对装置进行检修时,是根据时间安排的,这就导致很多设备不存在任何问题,也要按照时间进行检修。这样检修的方式增加了无用的检修次数,同时也耗费了大量的人力物力。而对于一些运行状态较差的装置来说,定期的检修不能够及时地发现装置中存在的问题,这就造成了安全隐患,直接影响火电厂供电的安全性和稳定性,严重的还会对人员健康造成威胁。
2火电厂继电保护装置检修和管理的要求
继电保护装置在火电厂中起着至关重要的作用,它是火电厂安全供电的有力保障,因此必须要做好对继电保护装置的检修和管理工作。通过了解继电保护装置的实时工作状态,并对其按照要求进行检修,才能保证装置的正常运行,从而促进火电厂的健康发展。
2.1了解继电保护装置的初始运行状态
火电厂中继电保护装置的初始运行状态十分重要,它会直接影响装置的后期运行质量。因此想要做好继电保护装置的检修和管理工作,就要充分地了解其初始工作状态。第一,检修人员要通过搜集相关的技术资料以及继电保护装置的图纸,了解继电保护装置在日常工作中的一些参数设置,这样才能掌握继电保护装置运行的第一手资料;第二,检修人员要做好对装置的日常检修工作,通过定期的检查,了解继电保护装置各个零部件以及整个装置的运行状态,了解其生命周期中各个阶段的运行状况,从而做好检修管理工作。充分了解继电保护装置的初始运行状态有助于保证整个装置的安全运行,及时地发现各个零部件存在的问题,并及时采取措施。对装置零部件故障的检查,重点在于检查的时机,把握好时机,就能做好检修的工作。另外,要保证火电厂继电保护装置的各项数据必须真实可靠,才有助于装置检修管理工作的开展。
2.2掌握并分析继电保护装置的运行数据
全面的了解继电保护装置的运行数据,有助于装置检修与管理工作的开展。第一,要对继电保护装置中经常出现问题的零部件全面的了解,包括其类别以及出现故障后具有哪些特征及规律,通过对这些信息的了解,就能够科学地判断装置发生故障前的状态,并做好预防的措施。对继电保护装置运行数据的了解,可以帮助我们排查一切故障,达到预防的目的;第二,对这些信息进行详细的记录,并在了解装置其他方面的运行信息后,一并录入数据库中,这样这些信息就可以作为日后装置故障排查的参考数据。对火电厂继电保护装置运行数据的了解以及分析,就是了解故障发生的规律,从而对故障进行科学的预测,防止故障的发生,保证火电厂的安全运行。
2.3了解继电保护装置的未来发展趋势
随着科学技术的不断发展,继电保护装置的维修技术也越来越先进,先进的技术和设备是保证装置安全运行的前提,同时也能够提高维修的质量,准确的找到装置的故障,并将其消除。当前火电厂中的继电保护装置还是存在一定的问题,需要进一步完善,并将先进的技术融入继电保护装置中,才能发挥出它的价值,并促进火电厂安全供电的发展。
3采取科学的继电保护装置检修和管理策略
3.1选择科学的继电保护装置的原则
要保证火电厂继电保护装置的安全运行,首先要选择科学的继电保护装置。在选择时,需要遵循以下四个原则:第一,选择性的原则。具体来说,就是当火电厂中的电力系统发生短路故障时,它的继电保护装置能够直接切除系统中的故障设备,达到保护电路的作用。如果装置发生故障或者断路器拒绝动作时,相邻的设备或者线路能够起到故障切除的作用;第二,速动性的原则。就是说,在选择继电保护装置时,要保证其能够尽快地切除故障。快速地切除短路故障,能够保证火电厂整个供电系统的安全性和稳定性,并在短时间内恢复火电厂的电力运行状况,减少对设备的损害程度,并保证备用电源自动的投入;第三,灵敏性的原则。选择的继电保护装置要具有灵敏性的原则,即当火电厂中的电气设备发生故障时,继电保护装置能够做出灵敏的反应;第四,可靠性原则。当火电厂的继电保护装置在它保护的范围内发生故障时,不会由于装置本身的原因出现拒动作,而在不应该发生动作时,也会保证其不动作。
3.2选择检修和管理策略的原则
第一,要保证选择的检修管理策略具有全面性和综合性。要对火电厂中继电保护装置发生故障时采取的措施进行全面的衡量,考虑到采取措施后的各种可能性,包括发生损失的可能性,损失带来的危害性等。只有进行全面的综合的考虑,才能提供完善的检修管理策略,保证决策者做出最科学最正确的决策;第二,量力而行的原则。在选择检修和管理的策略时,不论是发电厂,还是检修单位或者是个人,都要结合实际的情况进行考虑,选择一个最科学合理、成本最低的方法。另外,检修管理人员还要考虑到火电厂的技术力量、人力成本等问题,不能够进行超负荷的检修工作,也不能由于装置的检修造成资料的浪费,这样才能达到最佳的检修效果,并提高检修管理工作的效率;第三,系统性的原则。火电厂的检修管理人员需要对采取的检修管理策略进行系统的归类和分析,根据其类型、性质等进行统计分析。只有这样才能对火电厂继电保护装置的检修管理策略进行综合的认识,并确定出最优的策略,选择出最有效的故障处理办法。系统性的归类分析有助于决策者做出最优的选择。
3.3进行继电保护装置检修管理工作考虑的因素
第一,要考察检修人员的相关信息。先了解检修人员的基本信息,如姓名、年龄、工种、技术等级等,对检修人员基本信息的考察是保证检修工作安全开展的前提,然后合理安排检修人员的数量,数量太多会造成人力成本的浪费,数量太少则很难完成检修的任务,一定要准确把握检修人员的数量;第二,要考虑检修的时间因素。这里包括进行检修的具体时间以及故障发生的时间,对这些信息的了解有助于更好地了解故障发生的情况,并为后期的检修工作提供参考。时间因素的记录也有助于确定检修的周期,不会由于检修次数太多造成人力的浪费,也不会由于检修的次数太少,造成故障发生导致严重的后果;第三,要考虑地点的因素。对发生故障的地点以及周边环境的了解,有助于了解发生故障的环境因素,并加大对该区域的检查,以减少故障发生的概率。
4结语
综上所述,火电厂继电保护装置的检修和管理工作,有助于保证装置的安全运行,并减少故障发生的概率,从而保证火电厂的安全供电,促进火电厂的健康
发展。
参考文献
[1]吴小忙.关于电厂继电保护装置检修与管理的探讨[J].黑龙江科技信息,2017,(1).
[2]郑婷.电厂继电保护装置检修与管理探析[J].中国高新技术企业,2016,(17).
ZhangLei
(XinyangElectricPowerSupplyCompany,ElectricPowerofHe'nan,Xinyang464000,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:Inrecentyears,becausefailureoperationandmaloperationofrelayprotection,thepowercutaccidentsinlargeareahaveoccurredsometimes,whichcausedenormousharmtothenationaleconomyandthelivesofpeople,andalsocreatedtheenormousvibrationtothecompanysystem.So,itisverysignificanttoenhancethemovementtechnologyofrelayprotection.
关键词:继电保护技术
Keywords:relayprotaction;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】县级供电企业继电保护管理体制
一、引言
继电保护包括继电保护技术和继电保护装置,继电保护技术是一个完整的体系,它主要由电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护配置设计、继电保护运行及维护等技术构成。继电保护装置就是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自动装置。
二、对继电保护装置的基本要求
(一)选择性
当供电系统中发生故障时,继电保护装置应能有选择性地将故障部分切除。也就是它应该首先断开距离故障点最近的断路器,以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。系统中的继电保护装置能满足上述要求的,就称为有选择性;否则就称为没有选择性。
(二)灵敏性
灵敏性是指继电保护装置对故障和异常工作状况的反映能力。在保护装置的保护范围内,不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样,保护装置均不应产生拒绝动作;但在保护区外发生故障时,又不应该产生错误动作。保护装置灵敏与否,一般用灵敏系数来衡量。
(三)可靠性
保护装置应能正确的动作,并随时处于准备状态。如不能满足可靠性的要求,保护装置反而成为了扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性,则要求保护装置的设计原理、整定计算、安装调试要正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量要可靠、运行维护要得当、系统应尽可能的简化有效,以提高保护的可靠性。
三、继电保护管理体制设计原则
最有效的管理才是好的管理。因此针对目前县级供电企业人才短缺,继电保护技术力量分散问题,县级供电企业应突破目前已经规定的岗位设置,采取集中力量,团队作业的方法,组建高效的管理队伍。因此对继电保护管理体制工作内容分配时要遵循以下原则:
(一)工作职责细化原则,电力企业应首先根据部门职责进行以下划分
1.继电保护管理人员招聘和选拔职能由人事管理部门负责。
2.继电保护施工管理、继电保护定值管理和继电保护监督管理必须打破现有规定的分离制度,建立一个新的核心部门全面、专业负责上述三项继电保护工作,该组织可以称为继电保护班或继电保护科。
3.现有的变电运行部门和生产技术部门参与继电保护监督管理,但不能是核心部门。
4.变电运行人员的继电保护工作培训职能由职工教育部负责,继电保护班协助。继电保护班人员的工作培训由公司委托专业学校或厂家负责。
(二)工作内容细化分工原则,继电保护工作面广,一般涉及10个以上变电站、3种以上厂家设备类型,工作的好坏直接影响到电网的安全稳定运行,因此工作内容必须细化到人。
(三)管理等级明确原则,继电保护管理总负责是分管生产经理或总工程师,继电保护班归属变电工区或检修部门,继电保护班下面分别设立施工组、变电运行培训管理组和定值计算管理组,各组组长直接受继电保护班长管理,具体工作中可以及时采取矩阵制交叉安排,另设立继电保护监督工程师为副班长一职,全面负责继电保护监督工作,主管继电保护定值管理组和继电保护培训组。
四、继电保护工作分析与岗位设置
为了保证县级供电企业继电保护工作的顺利开展,在分析了组织结构和工作流程的关系后,需要进一步确定继电保护管理体制包括哪些内容,根据继电保护工作流程,可以把县级供电企业继电保护管理体制内容反映出来。
县级供电企业继电保护管理体制:继电保护管理人员招聘和选拔、继电保护定值管理、继电保护监督管理、继电保护施工管理、继电保护工作培训、继电保护工作考核管。
从实践和以上介绍来看,县级供电企业继电保护管理工作主要由三大部分组成:一是继电保护工作中的监督管理。二是电网定值计算管理。三是继电保护定值调试管理。三者缺一不可,必须相辅相成,才能保证继电保护管理工作不出现问题。新的体制把这三部分工作都安排在继电保护班,由继电保护班全面、专业负责,解决了县级供电企业继电保护力量分散问题,形成了继电保护工作的核心团队,更容易达到“帕累托最优”,使工作关系和谐。
供电企业、电力生产企业设专职技术监督工程师和相应的技术监督小组在总工程师领导下从事技术监督工作。继电保护技术监督工程师应具有相应的专业知识和实践经验,继电保护技术监督队伍应保持相对稳定。网调、中调、网内省调应设立调度、运行方式和继电保护科。地区调度所和一级制的调度所应根据具体情况设立调度组、运行方式组或运行方式专责人员;根据实际情况设继电保护组或继电保护专责人员。可见,在电力生产上,现有有关规程、文件对继电保护管理分工是明确具体的,但县级供电企业目前继电保护管理混乱局面的形成,归根到底是因为没有相应的继电保护人才加上用人制度混乱和无法按工作流程建立完善的继电保护管理体制造成的。因此各县级供电企业首先必须采用优化原理方法,从人才入手,突破以上文件、规程规定,重新按新组合体制进行岗位设置,解决继电保护人才短缺这一直困绕企业继电保护管理的问题,从根本上说,为解决继电保护人才短缺情况,必须确立达到继电保护管理目的的最优化方法,需要的专业人员多少才能达到效率最大或人力成本最小,因此首先考虑招聘和选拔工作,而招聘与选拔工作必须首先进行工作分析。工作分析是确定某一工作的任务和性质是什么,以及哪些类型的人适合被雇佣来从事这一工作。
五、结论
继电保护工作管理的两个基本点就是:安全、效益,即在保证安全基础上的达到电网多供少损,取得电网最佳供电效益为目标。近几年县级电网负荷的迅速增长,各县主要运行方式发生了很大的变化,各变电站及客户主变增容频繁。同时有些县城城区环网供电进入了实用化的阶段,35KV网络变化较大,对保护设备管理必须严格按照有关规程层层把关,对保护定值的计算提出了更深更紧迫的要求。
参考文献
[1]肖秋成.县级供电企业农网继电保护的动态管理.才智.2008,14.
关键词:微机继电保护;数据算法;仿真实验系统
中图分类号:TP391.9文献标志码:A文章编号:1674-9324(2014)09-0218-03
继电保护是电气类专业的重要课程,也是理论性和实践性很强的专业课程。以微机形式实现的继电保护,由于具有灵活性好、稳定性优、集成度高等优点而成为当代继电保护的主流,当前电力工程实践基本都采用微机继电保护装置。因此在本科教学阶段开展微机继电保护实验,对培养学生理论与生产实践结合的能力以及尽快适应现场工作都很重要。而微机继电保护除了涉及继电保护知识外还包括数据采集、数字信号处理、微控制器、网络等内容,需考虑多个知识点的综合,且保护功能主要以软件算法方式实现,比较抽象。因此如何有效地组织实验教学,特别是我国普通高校面向本科生的微机保护实验教学,普遍存在着实验方法和手段不够完善等问题。多数高校只是开设了部分演示性实验,或是在定型的微机保护装置进行保护定值设置等操作的实验,不能够开设各种微机保护算法及参数调整的验证实验。我们知道,微机保护采用的软件算法是微机继电保护的核心,软件算法的优劣直接决定了微机继电保护装置的选择性、灵敏性和可靠性,因此如果微机继电保护实验不能够进行软件算法测试,则实验教学效果与期待的教学目标相比会有较大的差距。
为了丰富继电保护算法实验项目,使学生更好地学习和掌握微机继电保护的算法设计,我们采用NI公司的图形化LabVIEW软件,结合USB接口的数据采集模块,研究设计了微机继电保护软件算法仿真实验教学系统,该系统既可以在课堂教学时用作算法讲解时的演示工具,还可在实验教学中用作验证和设计微机保护算法的模拟软件,使学生可以更好地了解各种微机保护常用算法的基本原理、滤波效果、适用保护种类的范围及各自的优缺点等。LabVIEW是NI公司推出的图形化编程软件,使用该软件编写程序时不是编写程序代码而编制模块流程图,它最大程度利用了工程技术人员所熟悉的图标、术语和概念,编写程序非常便捷和形象,使用它进行原理分析、设计、仿真和测试仪器系统时,非常方便并有效提高了效率。
一、仿真实验系统设计
实验教学仿真系统中的微机继电保护算法主要包括数据采集算法、滤波算法和保护算法三类。例如数据采集计算中的两点乘积算法、三采样值乘积算法和半周积分算法等;滤波算法包括加、减法滤波器及积分滤波器、一次微分算法、二次微分算法和半周内取最大绝对值算法、半周/全周傅氏算法、一阶差分后半周傅氏算法和递推最小二乘算法等;保护算法中阻抗算法包括常用的解微分方程算法、输电线路R-L模型算法和傅氏阻抗算法,移相算法中的差分算法、时差移相算法、序分量计算方法和故障方向的相位比较算法等;还包括阶段式电流保护算法、阶段式阻抗保护和低电压闭锁的电流保护等复合保护算法等。在实际教学过程中,实验教师可以根据教学需要更换和调整算法参数和类型,学生也可以根据相关理论设计新的算法。
1.算法仿真实验系统的主要功能。①各种微机继电保护算法的原理和公式说明。在每个保护算法模块都有相应的算法基本原理和公式组成的讲解界面。②电压、电流有效值、相角和阻抗等参数的计算公式和结果显示。通过在Labview软件界面上选定不同的算法处理模块并设定相关系数参数,启动硬件采集模块,即能够对被测试参数进行数据采集、数字滤波并进行参数有效值、相角和阻抗等的计算并显示计算结果。③算法选择和参数调整。在参数计算和显示模块中,算法数据处理的采样周期、滤波系数等参数可以根据需要在一定范围内调整,来比对不同数据处理参数时的算法处理效果。④信号波形比较显示。在算法仿真实验系统中可以显示被测电量信号原始数据波形和软件数字滤波后的有效值波形,两种波形可以在一个坐标系中同时以不同颜色显示。被测电量数据在软件处理前后具有很明显的变化,并且当被测线路或元件出现故障,或在被测信号中增加谐波分量时,可以从数据处理前后参数的对比波形中直观地看出算法的滤波效果。⑤不同算法对同一信号处理结果的比较。对同一故障电量数据信号,不同保护算法对故障信号响应的速度、选择性和灵敏性差别较大。通过对比可以看出不同的保护算法适用于不同的故障类型,不同故障类型有多种保护算法。
2.实验数据来源及数据格式。由于在实验室中很难模拟出电力系统实际运行过程中出现的各种设备和线路故障,为了能够在实验室采用保护算法仿真实验教学系统对各种保护算法进行仿真实验,必须采取能够提供实际线路或设备故障状态下的电压、电流、零序电压、零序电流等电量数据信息。为了便于收集故障数据,本实验系统的数据来源格式采用通用IEEE标准电力系统暂态数据交换数据格式COMTRADE,它是IEEE为电力系统采集到的暂态波形和事故数据定义的一种文件格式。我国电力行业标准DL/T553-94《220kV~500kV电力系统故障动态记录技术准则》在3.6.5条中规定:保护装置记录和输出的故障动态过程中电量数据格式应与ANSI/IEEEC37.111-1991中的COMTRADE文件格式兼容。同时标准还规定了在电力系统发生故障的整个过程中,电压、电流和零序电压、零序电流等模拟量数据记录按时段顺序进行,且每个COMTRADE文件记录一般都有一组文件,分别是标题文件(.HDR)、配置文件(.CFG)、数据文件(.DAT)、信息文件(.INF)。现行电力系统实际在网运行的各种微机保护装置或专用微机故障录波装置中保存的故障数据均符合COMTRADE格式,都可以用作本算法实验仿真系统的数据来源。现在本实验系统使用的故障数据或数据文件主要有三种。
①数字动态实时仿真系统(DDRTS)。DDRTS是基于微机的电网实时数字仿真系统,它依据电网快速暂态过程数字仿真的模型与算法、实时仿真的快速算法以及数字仿真与外部自动装置的实时连接技术对电网进行事故重现和分析,并在此基础上为研究电网自动装置的可靠性问题提供试验手段。利用DDRTS可以产生电力系统各种故障暂态过程的数据文件,用于实验仿真系统的分析和处理对象。
②微机保护装置生产厂家或发、供电企业提供的各种保护装置在实际生产现场记录的故障录波数据。微机保护装置或故障录波装置记录的生产现场真实故障状态下的暂态数据代表了不同生产条件下的故障状况,多数这类保护装置都能够输出符合COMTRADE格式的数据文件,利用这些数据分析微机保护算法更能够分析算法的适应性。
③微机继电保护实验教学装置。我系电力系统继电保护实验室配置有华中科技大学研制DJZ-III型继电保护实验装置,该实验装置能够实现输电线路的阶段式电流保护和阻抗保护,变压器电流保护和差动保护等电力系统继电保护原理课程中介绍的常见继电保护类型。利用该实验装置产生的电压、电流信号,通过微型互感器变换后送入USB接口的数据采集模块,经数据采集模块处理后的实时采集数据送给算法仿真实验系统,作为仿真实验的数据源。在实验时,学生可以通过调节DJZ-III实验装置上的调压器和电位器,模拟电力系统不同类型的短路试验,实验数据更加直观。现场调节和仿真系统相结合,更能提高学生对保护功能的认识。
3.可开设实验项目。①可调节电压、电流等模拟信号的采样频率,分析改变采样频率对模拟量基波的有效值和相角等参数分析算法的影响。②可调节电压、电流等模拟信号的采样频率,分析改变采样频率对阻抗处理算法的影响。③随机改变被测信号中谐波分量的幅值和相位,分析和测试各中软件滤波算法的滤波效果。④模拟接地、短路等故障类型,观察和分析不同故障时基波有效值的变化情况。⑤模拟接地、短路等故障类型,观察和分析利用不同保护算法计算测量结果,比较不同故障算法的精确度和响应速度。
二、算法仿真实验系统使用方法简介
1.基波有效值及相角计算算法。运行基于LabVIEW的算法仿真实验系统,根据实验验证算法的需要选择测试数据来源文件(COMTRADE格式)或配置USB数据采集模块并在通道选择菜单选择采样通道后,在保护算法选择菜单中选取需要学习或验证的保护算法,在采样频率选择栏选择模拟量采样通道的采样频率(300Hz、600Hz、1000Hz、1200Hz、1800Hz、2400Hz等)后,用鼠标点击“确定”按钮就会得到计算结果、所选算法的原理说明及有效值波形。如果数据来自于数据采集模块实时采集的电量数据,显示的计算结果是实时变化的。
2.阻抗算法。根据实验算法的需要,选择利用数字动态实时仿真系统生成的动态数据文件或从各种微机录波装置中提取的故障录波数据中合适的故障数据,或运行微机保护实验教学装置并配置USB数据采集模块来采集数据。运行基于LabVIEW的算法仿真实验系统,在通道选择菜单选择采样通道或选择数据文件后,选择阻抗保护算法菜单,在“请选择阻抗算法”栏选择需要的阻抗算法,在采样频率栏选择或输入模拟量采样通道的采样频率后,点“确定”按钮运行就会在结果区域显示计算结果,在算法讲解栏显示实验算法的原理说明。
三、算法仿真实验教学系统功能验证
由上述可知,仿真实验数据可以来自于微机继电保护实验教学装置。例如图1所示DJZ-III型微机继电保护实验装置电流电压保护实验一次系统图,K3开关的不同位置选择主回路串入的阻抗不同来模拟电力系统的运行方式,闭合开关3KO可以模拟线路三相短路,短路阻抗大小可以调节3KO下面的变阻器Re来调整,一次系统的电压、电流由PT和CT变换后送入USB模拟量测量模块进行采集处理。
利用算法仿真实验系统保护算法求有效值。将DJZ-III型微机继电保护实验装置模拟线路短路阻抗的变阻器Re调节到中间位置,将K3旋转至最大运行方式,运行基于LabVIEW的仿真实验系统,配置USB数据采集模块,选择采样周期为600Hz,选择“全周傅立叶保护算法”对A相电流和电压数据计算并绘制有效值波形。通过计算可以看出,在短路故障开关3KO闭合前,一次系统正常工作时电压为58.5V,电流1.03A,闭合3KO使系统短路,故障中电压降低约为44.6~46.2V,电流增大约为5.5~6A,教学系统计算值与预期值一致,计算结果是正确的。
四、总结
关键词:继电保护;自动化技术;电力系统;电压变化系统;发电系统;配电系统文献标识码:A
中图分类号:TM76文章编号:1009-2374(2016)25-0066-02DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.25.031
电力系统由电压变化系统、发电系统、配电系统、母线以及电气设备等部分组成,继电保护系统的作用是在线路出现故障时能够及时切除故障点,避免事态进一步扩大。自动化继电保护装置能够在电力系统发生故障的0.1s以内快速反应切除故障线路,对电力系统起到保护作用,提高系统运行的稳定性和安全性。
1继电保护自动化技术
1.1原理与类型
1.1.1工作原理。继电保护装置有测量模块、逻辑模块以及执行模块三部分,继电器测量模块接收传入信号,并将测量值和定值比较,将比较结果传输给逻辑模块,继电器逻辑模块再根据接收装置发送来输出值的性质、次序、大小等相关参数计算获得逻辑值,根据逻辑值确定动作是否合理,再将激励动作或者静止动作信号传递给执行模块,执行模块接受到指令信号之后再做出对应的动作。
1.1.2继电器类型。电力系统使用的继电器有多种结构形式,可以分为电磁型、静态型、感应型、整流型等,并且继电器有着多种不同的功能,具体可以细分为测量和辅助两类,测量继电器用于测量了解电气量变化,根据继电器测量电气量的种类不同,测量继电器可以进一步细分为电压、电流、频率和功率测量继电器。辅助继电器的功能是保护电力系统,有中间、事件和信号三种类别。
1.2电力系统自动化继电保护系统的作用
继电保护自动化技术是一种电力系统中应用十分普遍的电力系统维护技术,电力系统规模大、跨度广,暴露在自然环境中,长期运行中各种精密设备容易出现故障,如果不经过及时有效的处理,故障可能进一步发展,导致线路上大量设备烧损,带来巨大的经济损失,影响正常供电。自动化继电保护系统能够在电力设备出现故障时在事态进一步扩大之前迅速切除故障点和故障线路,确保系统无故障部分能够继续工作,缩小故障点导致的停电范围,并发出告警,使维修工作人员能够在第一时间了解故障点位置和故障类型,加快维修进度。与此同时,自动继电保护系统还具有监控功能,能够自动采集电力设备各项运行参数,了解电力设备的健康状态,为电力系统的运行维护工作提供参考依据。电力元件出现故障,继电保护装置将能够根据预设逻辑正确响应,及时跳闸消除线路浪涌。
2继电保护自动化技术在电力系统中的应用
从接地保护、变压器保护以及发电机组保护等方面,对继电保护自动化技术在电力系统中的应用进行了探讨。
2.1接地保护
电力系统不同线路有着不同的接地方式,主要有小电流接地、大电流接地两种,小电流接地保护以发出保护信号为主要功能,接入小电流接地系统的电路在出现故障时,接地系统将发出告警信号,而线路在一定时间内将继续运行,而大电流接地系统则在线路故障时立即响应,切断线路,保护系统。其中大电流接地系统更多应用于自动化继电保护系统的执行系统,而小电流接地系统在逻辑层的应用更加广泛,电力系统正常运行过程中并没有零序电压,而且三相电压对称分布,接在三相上的电压表都可以独立显示电压,电力系统出现故障,某一相接地,电力系统就会显示出零序电压,小电流继电保护系统就会发出告警信息,观察电压表读数就能够判断是否出现了故障。零序电流是指电力系统在正常运行过程中不会出现零序电流,而系统出现故障时,零序电流值不再为零,继电保护装置将响应,切除故障电路。除此之外,还有零序功率保护。
2.2变压器继电保护
变压器是电力系统中十分重要的核心设备,变压器的运行状态对整个电力系统运行稳定性有着巨大的影响,现阶段,变压器的继电保护主要有接地保护、瓦斯保护、短路保护三类。
2.2.1接地保护。直接接地保护变压器采用零序电流保护方案,变压器接地线上安装零序保护装置,不接地保护的电压器可改用零序电压保护。
2.2.2瓦斯保护。变压器油箱出现故障时,绝缘油和绝缘材料可能会在电弧作用下发生分解而产生易燃易爆的危险气体,因此瓦斯保护成为了电压器保护的重点,油箱出现闪络电弧故障时,继电保护装置能够立即切除变压器电源,并发出告警信息。
2.2.3短路保护。变压器短路保护分为过电流保护和阻抗保护两种,过电流保护在变压器电源两侧和时间元件上安装过电路继电保护装置,电流元件运行一段时间之后将会切断电源。阻抗继电保护则使用接入电阻器代替切断电源来保护线路设备,阻抗元件运行一段时间之后将会跳闸断路。
2.3发电机组继电保护
发电机组是电力系统的电能来源,做好发电机组的继电保护工作同样十分重要。
2.3.1重点保护。发电机可能存在失磁故障,可以结合发电机相位、电流以及中性点,对发电机形成纵联差动保护,而发电机单相接地电流超过整定值,可以在发电机组上安装接地保护装置。发电机组定子绕组匝间短路会使发电机故障位置温度升高,破坏绝缘层,威胁发电机运行安全,因此定子绕组内需要安装匝间保护装置。
2.3.2备用保护。发电机定子绕组负荷过低,保护装置将会响应,跳闸切除电源并告警,发电机组外部出现的故障能够及时切除,避免对机组造成影响,而过电压保护主要目的是避免发电机低负荷情况下绝缘击穿。
3结语
从接地保护、变压器保护以及发电机组保护三方面,对继电保护自动化技术在电力系统中的应用进行了研究。继电保护自动化系统能够监控电力系统的运行情况,为电力设备维护工作提供参考依据,同时在出现故障时能够快速响应,切除故障点,避免故障范围进一步扩大,是保证电力系统能够正常运行的重要技术措施。
参考文献
[1]董雪源.基于互联网技术的电力系统广域保护通信系
统研究[D].西南交通大学,2012.
[2]陈吉.电力综合自动化系统与变电站继电保护研究
[D].华北电力大学,2015.
[3]王翰,严进伟.电力系统继电保护与自动化装置的可
靠性分析[J].中国新技术新产品,2013,(3).
[4]陈立.继电保护自动化技术在电力系统中的应用分析
[J].科技传播,2013,(5).
[5]黄磊.浅谈电力系统继电保护自动化技术的发展与应
【关键词】电网广域继电保护故障元件判别
在我国,经常有大面积停电事故发生,其主要原因是电网运行过程中,继电保护设备出现了一定问题,包括误动作等。另外,在传统继电保护装置的结构设计上十分复杂,并且采用离线方式进行保护值的确定。对于继电保护装置来说,既要能满足检测电网故障的敏感性,又要符合一定的选择性。但是传统的继电保护设备缺乏较高的灵敏度和选择性,导致其难以满足电网对其的需求。
1传统继电保护的弊端
1.1传统继电保护所存在的误动作风险
如果继电保护装置中存在一定的错误,电网的正常运行就会受到一定的影响,严重时,甚至发生重大事故。在运行过程中,使用传统的继电保护装置,就很有可能存在一定的潜在弊端,其问题主要发生在运行的过程中。在运行过程中,因为电网的结构突然发生一定的改变,负荷潮流出现转移,这就会使继电保护装置发生突然的跳闸现象。从原理的角度上看,继电保护装置自身所具有的保护功能的产生,主要是因为其自身具备一定的储存信息。电网在运行的过程中,如果出现相应的违背信息,跳闸保护功能就会开启。但是,在实际运行过程中,当电网还处在正常运行状态下,并没有发生故障。要想保证继电保护装置对电网运行状况做出正确的判断,就一定要取得系统运行的更多信息以及保护设备区域所具备的各种信息,从而防止继电保护装置出现误动作。
1.2后备保护性能欠缺
针对现代化电网运行现状来看,传统继电保护装置的后备保护装置已经不能满足其需要。在传统保护装置中看,其中的整定配装置存在着一定的局限性。尤其是在运行方式上,如果出现幅度较大的改变,即便此时电网的运行状态是正常的,还是会发生跳闸现象。如果网架结构发生了比较大的改变,继电保护装置就会接到相应的信息,这种情况下,就会使系统中所存储的信息与实际不符,从而导致误动现象发生。当后备保护丧失了有效性,还有可能使时间被延长,如果因为这样的原因产生故障,就会使系统安全受到威胁。
1.3后备保护设计繁琐
现代电网,不管是结构设计还是运行方式,均向着越来越复杂的方向发展,进行后备保护的设计时,也显得十分复杂。后备保护间产生的动作值,要确定在很短的时间内进行准确的选择,仅采用延时或者就地检测的形式进行操作,明显存在着不足之处。进行后背装置设计时,一定不能过于繁琐,尽量加强保护对策,后备保护对其做出相应的配合。这样,就能在很大程度上提升判断的有效性。但是,针对传统的继电保护装置来说,因为其设计过程中采用的基本原理过于单一,即使运用了双套主进行保护,还是难以避免出现误动作。
2故障元件判别相关问题分析
2.1基于故障电压分布情况的故障元件判别问题分析
以单一元件作为例子,和它相对应的故障判别原理中涉及很多方面,其中主要包括电流差动、纵连方向以及纵联距离等。在这一过程中所需要注意的一点是:针对电流差动,主要被与其同步采样的精确性的较为严格的要求所限制。如果将它在本文所探讨的广域继电保护中进行应用,难以避免出现一定的缺失,并存在一定的难度。但是针对纵连方向以及纵联距离来说,所涉及到的十分复杂的故障问题还是有可能产生性能方面的缺陷。采用故障电压所分布的具体情况以及故障原件进行判别处理,就能够有效解决以上提到的两个问题。用简单的原理分析,这种故障原件判别原理对其中某一侧的电流故障分量的测定值,或者电压的分量测定值,采用一定的方式进行估算,从而测定出线路中另一侧的电流故障分量值以及电压分量值。在这样的情况下,针对整个广域后备来说,可以同时获取两侧的位置以及嗲电压、电流的实际值和估算值。经过长时间的实践得出:当出现的故障表象为外部故障时,这一线路两侧位置的电压和电流测量状态、估算状态得出的相关数据基本保持一致。但是,当出现的故障属性表象为外部故障时,整个线路中,至少存在一处的电流电压分量测定值与其他不同。因此形成故障原件的判别依据如图1所示。
整个故障元件中,判别原理可以分为有序分量判别原件、零序分量判别原件以及正续分量判别原件三类。它们的优势是,可以有效地判定出内外故障同时存在的情况下,查出负接地故障和三相短路故障等问题,同时还能检测出相间短路故障问题。其中最为关键的是对故障电压分布情况进行判别的过程中,只对相对较远的电压幅值的相关数据有着一定的要求,对于广域同步采样所具备的精准性程度没有过于严格的要求。在运行过程中,只需要保障故障两侧的启动特征的校正处理相互同步便可。从上述内容可以看出,对这类原理进行应用,能够很好地将潮流转移因素剔除,并在此基础上,确保有效地识别故障线路的有效性。
2.2基于广域综合阻抗情况的故障元件判别原理分析
对广域电流和普通电流进行分析,考虑到其对应的区域差在不运行模式存在差异的情况下,与之有关的线路数量上有着一定的不同之处等问题,致使其和一般意义的电流差动进行比较。广域差电流保护在运行过程中体现出来的灵敏度指标,会在不同测程度上受到分布电容等指标产生更为显著和具体的影响。这主要是因为,线路的数量之间存在的差异性经常会与分布性电容以及电流相对应。但是,本文所阐述的是这种以广域组合阻抗情况为的故障原件为基础,对相关原理进行判别,从而使这一分部电容的相关影响问题得到有效克服,同时其有效性和灵敏性更为突出。站在这样的角度上分析,可以得出,把综合阻抗和广域阻抗进行适当的融合,最终形成的这类故障原件判别原理存在着十分显著的应用优势。对方针算法中的相关数据进行详细的分析和验证:采用这类故障原件的故障判别方式进行故障判别,其表现出非常高的耐过度电阻性能、十分低的转换型故障以及较高的灵敏性和优越的选项性能。因此相关人员在在日常实施过程中,需要对其加大重视力度。
2.3基于概率识别的信息融合技术分析
为了有效的控制传统意义上的广域继电保护计算量过高现象,并充分的掌控保护判断过程中存在的偏差问题,需要将概率识别作为基础,实现信息融合技术的实现。站在较为简单的角度看,将概率识别作为基础性工作,假定在同一时刻内,信息融合技术在整个广域范围内出现类型不同的故障发生概率非常低,仅对这一有限广域区域内的个别原件做出相应的故障识别以及编码处理,直接导致后期计算过程中所具备的搜索范围受到了一定的控制。更加关键的是:有效的引入进行故障识别概率的计算方式,从而对故障识别的有效性作出保障。通过专门的方式进行计算,所得出的故障识别率产生的数值越大,相对应的故障原件可能发生的概率就越高,这样就能保证故障故障元判别的有效性。
3广域继电保护的实现方式
传统继电保护中虽然存在着一定的弊端,但是从目前的运行状况看,没有比广域电器更加优质的设备,可以进行电网保护。因此,相关部门和技术人员要对现有设备中存在的缺陷进行改进,并做进行不断创新,保证继电设备能够很好的适应电网的变化,从而使电网的保护功能得以实现。相关学者对广域继电设备进行多年的研究和分析,得出提升继电设备自身性能的两种途径:
3.1OAS途径
经过相关科研人员的长期研究,在这一方面取得了较大的突破,对继电保护装置的灵敏性以及选择性作出了很大的提升。在电网运行过程中,这一设备可以将事件触发作为诱因,对电网运行状态进行详细分析,并对其结果进行计算,从而做出相应的判断,进行电网保护,防止适配现象发生。但是OAS途径难以从解决传统设备的个根本性缺陷,这种情况也是导致后备保护装置产生一定问题的关键。
3.2FEI途径
这种途径的广域继电保护装置,对当今电网进行保护的主要作用体现在。即便电网正在运行,也可以对其产生的问题作出有效、准确的判断,并且能够采用广域多点测量方式获取相应的信息数据,从而对故障状态作出判定。对故障位置以及故障状态进行准确判定的的主要原因是,这种装置在进行多点测量信息收集时十分灵敏,并且可以甄别出大量不同的信息,从而准确选择故障信息。然后结合相关的信息数据对故障的位置和、故障状态进行准确确定,最后相关工作人员针对不同故障制定出科学可行的解决措施。
4结束语
综上所述,伴随着我国经济的发展,电网的发展速度也越来越快,对于电网在运行过程中发生的故障问题,传统的继电保护设备已经不能满足其需要,传统广域继电保护设备存在着一定的弊端,主要包括、后备保护性能欠缺、后备保护设计繁琐等。笔者利用广域继电保护装置从OAS途径、FEI途径出发,使广域继电保护功能得以实现,推动我国电网朝着健康、长远的方向发展。
参考文献
[1]丁静娴.广域继电保护及其故障元件判别问题的探讨[J].电子世界,2012,22:44-45.
[2]余晓娇.广域继电保护及其故障元件判别问题分析[J].企业技术开发,2014,26:70-71.
[3]杨海鹰.广域继电保护及其故障元件判别原理探究[J].机电信息,2014,24:28-29.
[4]李琪,赵雯莉,任凯,季亮.广域继电保护及其故障元件判别分析[J].自动化应用,2013,11:78-79.
作者简介
刘芳(1979-),女,河北省南宫市人。现为许继电气股份有限公司工程师,从事电网工程设计工作。
关键词自适应继电保护;原理;特点;应用
中图分类号:TM77文献标识码:A文章编号:1671-7597(2013)20-0131-01
目前,我国的计算机技术迅猛发展,它不仅能够满足人们获取知识和娱乐的需要,更重要的一点在于它能够把国家的现代化建设与技术新措施进行有机的结合,自适应继电保护系统就是如此。与电力系统的常规控制相同,自适应继电保护也是在模型基础上的控制,只不过其所要依据的数学模型比较少,它更加注重数据的取得。现如今,由于自适应控制理论与继电保护的结合,就使得这种新技术得到了更进一步的发展,它能够有效的解决电力系统运行中的故障,并给予自动化的控制,从而减少故障发生的可能性,完善控制措施,提高电力系统运行的可靠性和安全性。
1自适应继电保护的含义
想要加强自适应继电保护系统在电网运行中的应用,并弄清其真正的原理特点,首先要清楚明确什么是自适应继电保护。顾名思义,自适应继电保护与传统的继电保护的不同之处就在于其自动调节性,它是指保护系统能够根据电网的运行状况进行适当的调节,从而保证运行参数的准确性和电网工作的最优功效。它能够通过信号的输入对电网的整定数值、动作特点以及逻辑过程给予控制,一旦电网出现故障问题,就会及时的加以保护,减少经济损失,保证人员安全。
2自适应继电保护的原理
2.1自适应电流速断保护
众所周知,电力系统继电保护装置要求具有良好的选择性和快速性,一旦发生故障,能够以尽可能快的切除故障元件和设备,减少设备损伤,减小故障影响时间,提高电力系统运行的稳定性。传统的继电保护速断装置的速度不够迅速,技术水平也不高,无法适应不断变化的电力系统故障,虽然其整定值相对合理,但是却无法与实际相连,在系统运行方式最小时,还会造成保护的失效。而自适应继电保护电流速断则可以根据电力系统的运行方式和状态进行实时的改变,保证最优控制。
传统的电流速断保护原理可以表示为Ld=E/Zs+Zd’,其中E表示系统等效电源的电势,Zs是保护安装处到系统等效电源的阻抗,Zd’是被保护线路的阻抗。而新型的自适应电流保护最重要的特点是能够利用微型机的计算和记忆功能,对电流速断保护的数值进行实时的在线计算,也就是说能够让整定值随电网的故障种类和运行情况进行改变,其原理公式如下,I’D=KKKdE/Zs+Zd’。其中E仍然代表系统等效电源的电势,Zd’是短路点到保护安装处的阻抗,KK的数值在1.2到1.3之间,Zs是保护安装处与系统等效电源的阻抗,Kd表示故障类型的数据。综上所述,一定要及时准确地测量出Kd与Zs的数据,只有保证测出整定值的正确性,才能判定出故障的主要类型,从而根据不同的故障确定合理的对策。此外,为了进一步分析传统的电流速断保护与自适应电流保护之间的差异,还可以制定出相应的图表进行判断,这样就可以直观准确的看出两者之间的差异,并分析特点优势所在。表格如下。
2.2自适应过电流保护
过电流保护是指在启动电网的时候,尽量避开最大的负荷电流,进而实现整定的一种保护对策。在电网正常运行的时候,不应该对其进行启动,只有当其出现故障的时候,才能采取相应的措施,从而起到保护的功效。
传统的过电流保护是依照电网发生的故障而实施的原理作业,其原理公式如下,IDZ=KKKkg/KhIHmax’,其中IDZ是电流元件的启动电流,KK选取1.15到1.35之间的可靠数据,Kkg要大于1,Kh则要大于0.85,代表的是电流组件的返回系数。自适应继电保护电流保护原理则是按照当时的负荷电量来进行的电流定值,其数据更加准确完整。假定当时的负荷电流为IH,那么其动作电流整定值就为IIDz=KkKzqIH/Khp,此时的动作时限设定则以离线方式整定,t=Tp/[(I’d/Ip)n-1],公式中的t代表动作时间,Tp是时间常数,I’d则是流入保护安装内部的电流继电器数值,n在一般反时限的时候取0.02,非常反时限时则取1。
2.3自适应电压速断保护
由于传统的电压速断运动不带时限,无法从保证选择性上进行出发,其保护处的最低电Ummin整定数值应表示为,U为电压速断的整定数据,E为系统等效电源的数值,Zmmin则为最小运作状态下的系统阻抗。而自适应电压速断保护措施则可以在发生故障的时候运行系统电源侧的综合阻抗,其主要过程如下:1)输入被保护线路参数ZL和KL数值;2)在线实时计算电势E的准确数值;3)发生故障的时候计算系统综合阻抗Zm。
3自适应继电保护的特点
其实,自适应继电保护并不是一个全新的概念,它发源于20世纪末,简单概括自适应继电保护的特点主要有:1)计算机的发展应用是自适应继电保护手段进行完善和普及的前提;2)自适应继电保护要依赖调度和电厂的自动化;3)自适应继电保护无论如何发展,其关键的安全环节不能遗弃。除此之外,自动重合闸也是实现其进一步发展的基础,在其应用过程中一定要适应实际的发展变化,在保证选择性的前提下,获得最高的灵敏度。
4结束语
总而言之,自适应继电保护技术在电网中的应用是社会发展和技术进步的必然举措,通过进一步完善其措施技术,加强传统继电保护方式的创新,能够在很大程度上提高电网的运行安全,并保证电力的供应。虽然,目前自适应继电保护技术仅仅应用于几个部分,但是,相信在不久的将来,它一定可以成为新一代继电保护的领军者。
参考文献
[1]张洪英.自适应继电保护的探讨[A].电厂管理与电气技术经验交流文集[C].2003:251-48.
[2]蒋涛.电力系统中自适应继电保护的应用分析[J].科技致富向导,2011(22):72-39.
[3]刘国富.浅析自适应继电保护原理及其优越性[J].广东科技,2009(18):171-25.
[4]蒋伟绩.自适应继电保护的原理及其应用[J].中国高新技术企业,2007(2):97-34.
【关键词】智能变电站;继电保护;信息;分类;应用
引言
在智能变电站继电保护领域内,学者和工程技术人员将主要精力投入到智能变电站的继电保护装置、保护配置、保护采样跳合闸方式以及伴随着新一代智能变电站发展的站域保护等相关理论和技术研究中,未见针对智能变电站继电保护信息输出方面的研究。本文从生产运行和继电保护专业系统功能应用需求出发,提出了智能变电站继电保护输出信息分类原则,据此原则在某电网多个保护专业系统中实现工程应用。研究结果对规范智能变电站继电保护装置信息输出与应用具有指导意义。
1保护输出信息分类原则
为满足保护故障信息系统、保护设备状态检修等高级应用功能开发对保护信息输出的需要,结合继电保护运行经验,参考变电站调控数据交互规范,按照“功能应用为导向、分类清晰明确”的原则,将智能变电站继电保护输出信息分为4类,即事故类(Ⅰ类)信号、保护动作类(Ⅱ类)信号、异常与告警类(Ⅲ类)信号和其他类(Ⅳ类)信号,具体描述如下。
(1)事故类(Ⅰ类)信号。反映一次系统发生一次故障的关键信息输出,主要包含一次系统或设备故障引起的开关跳闸保护装置动作出口信号,如主变保护装置的跳高压侧开关信息。该类信号主要是协助运行监控人员快速了解保护动作情况,同时作为其他高级功能开发使用。
(2)保护动作类(Ⅱ类)信号。反映何种类型原理保护动作的输出信息,这类信息包含了丰富的故障综合分析所需要的信息,主要涵盖各类型保护动作的变位信号,如主变保护装置的工频变化量差动动作信息。该类信号主要应用于故障综合分析,如故障简报的形成,面向的是继电保护专业人员。
(3)异常与告警类(Ⅲ类)信号。反映保护装置自身软、硬件或开入开出信号等的异常运行状态,这类信息为运行监视、二次设备在线监测和保护设备状态检修提供有价值信息,主要包含各类异常、告警信号,如保护装置的电压互感器断线信息。
(4)其他类(Ⅳ类)信息。除上述信息以外的其他全部信息,这些信息对装置的监视或高级应用功能开发所提供的有价值的信息量有限,在多数情况下属于无用或干扰信息,如保护装置的频繁启动信息。
以某型号智能变电站主变电气量保护装置为例,按文中给出的信息分类原则对部分输出信息划分(见表1)。
2实际系统工程应用
2.1运行监视
为适应并满足智能变电站投运后继电保护信息的综合应用,某电力调度控制中心于2012年初建设完成了面向智能变电站的继电保护故障信息系统主站。为提高系统的运行监视效率,便于日常运行监视与分析管理,在主站端应用上述信息分类原则,对信息子站上送的信息进行分类展示,提高继电保护设备输出信息运行监视水平。
2.2故障简报的层次展示
在电网发生故障后,为了给电网调度运行人员快速掌握事故情况提供信息支撑,给继电保护专业人员分析保护动作行为特性提供参考,将事故类(Ⅰ类)信号与保护动作类(Ⅱ类)信号分别提取并显示在故障推理结果中,满足不同专业人员对继电保护动作信息的不同需求。图1给出了某次故障后形成的故障简报的主要部分。
2.3故障综合分析中推理机制应用
常规103规约中普遍采用保护设备“关键遥信”作为保护跳闸点的方式来启动故障推理,该“关键遥信”不仅定义比较模糊、难于刻画,且需要人工配置,并根据每台设备的不同配置相应的关键遥信。如设备配置发生变化,则需人工重新调整,工程应用效果欠佳。
在按文中保护信息分类原则进行分类后,可应用继电保护事故类信号或保护动作类信号作为判断电网是否发生一次故障的启动条件。即故障报告驱动模块实时同步处理数据缓存区域内的继电保护设备输出信息,通过加载预先定义的设备故障识别模型(在运行经验的基础上,根据不同类型保护设备,设定保护Ⅰ类(或Ⅱ类)信息的“阈值”数量作为判断依据),判断某一台保护设备在指定时间区间段内上送的信息是否达到指定阈值,如果达到指定阈值则形成故障通知,避免繁杂的人工配置过程,提升工程应用效率(见图2)。
2.4保护设备的状态检修
为提升继电保护设备的检修质量,实现保护设备状态检修,某电力调度控制中心于2011年建设完成继电保护状态检修智能决策系统。继电保护故障信息系统将收集到的现场保护设备的异常与告警信号实时转发给该决策系统,提高保护设备状态评估的准确性。
3结语
随着智能变电站大规模投运,开展智能变电站继电保护装置的输出信息分类研究并加以应用具有工程应用价值。实践表明,该原则的应用有效提高了智能变电站继电保护输出信息的综合应用效率。
参考文献: