关键词:电力系统;整定计算;继电保护;危险点;辐射型电网
中图分类号:TM771文献标识码:A文章编号:1009-2374(2011)34-0146-03
一、继电保护的特点
(一)电力系统中继电保护和安全自动装置的重要性
在电力系统中继电保护和安全自动装置是保证系统安全运行的重要组成部分,当高压设备进投入使用时,继电保护和安全自动装置必须投入运行。
(二)继电保护的原理
继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、功率、频率等)的变化,构成继电保护动作的原理。应用于电力系统中的各种继电保护绝大多数都是反映电力系统故障时的电流增大、电压降低,以及电流与电压间相位角变化,与正常运行时各物理量的差别来实现的。
(三)继电保护和安全自动装置的作用
在电网运行过程中继电保护和安全自动装置能实现变电站实现无人值班及综合自动化。它的作用主要体现在以下三个方面:
1.反映故障。它可以在电网发生能够损坏设备或者危害电网安全运行故障时使被保护设备快速脱离电网。
2.反映异常。当电网中的设备出现非正常状态时能发出报警信号,使值班人员迅速采取解决措施使其恢复正常。
3.实现变电站的自动化。它可以使继电保护和安全自动装置直接与高压设备配合。
(四)电力系统运行对继电保护装置的要求
快速性、可靠性、选择性和灵敏性这“四性”是电力系统对继电保护装置的基本要求。快速性是对继电保护装的最根本要求,强调的是有故障就必须动作。因为时间越长故障对电力系统的危害就随之增大。可靠性是指继电保护装置发生故障时也要可靠动作而不能拒动。因为拒动的危害远大于误动。选择性强调的是保护装置不能误动,不能产生误操作。灵敏性则要求保护装置反应灵敏、动作范围准确,正确反映故障范围,减少停电面积。
二、继电保护整定计算的工作内容
(一)确定保护方案
我们整定计算人员必须结合电网的实际情况,针对变压器的特点对保护功能进行选择。现今市场上的微机都已经配了十分齐全的功能保护块,但是不是每一项功能在实际保护装置中需要应用,所以必须对保护功能有所取舍。
(二)各保护功能之间的配合关系的确定
1.装置内部各功能单位之间的配合关系。在由几个电气量组成的一套保护装置内部,各元件的作用不同,其灵敏度和选择性要求也不相同。对于主要元件的要求是既要保证选择性又要保证灵敏性,而作为辅助元件则只要求有足够的灵敏性,并不要求有选择性。在整定配合上,要求辅助元件的灵敏度要高于主要元件的灵敏度。辅助元件在保护构成中,按作用分为以下三种:(1)判别作用。为了保护的选择性而装设的。如方向过流保护中的方向元件;(2)闭锁作用。为了防止正常负荷下拘误动而装设的。如母差保护中的电压闭锁元件;(3)起动作用。为了在故障情况下,将整套保护起动起来进行工作而装设的。当继电保护装置还处于采集模拟电气量阶段时,上述元件往往由一个个独立的硬件实现,而目前微机保护装置反映的是离散化的数字量,以上功能均由软件实现。虽然,微机保护装置中各元件的意义与过去不尽相同,但它们所起的作用却无本质上的区别。
继电保护整定计算人员必须认真分析各功能块的动作特性,各功能块之间的逻辑关系,并结合被保护设备的故障特征来综合进行考虑,确定保护装置内部各功能块之间的配合关系,并以整定值的形式将配合关系实现。
2.装置之间的协调配合关系。这也就是我们一般意义上的继电保护整定计算需要做的工作。通过短路电流计算,将某一保护装置与相邻的保护装置在灵敏度与动作时间两方面相配合,从而保证选择性。即当电力系统发生故障时,故障线路的保护必须比上一级相邻线路更灵敏,动作更快,两者缺一不可。若要提高灵敏度就要延长动作时间;若要提高动作速度就要限制其灵敏度,这实际上是在遵循反时限的原则。
随着电网规模的不断扩大,特别是现代超高压电网要求保护装置不但要做到不误动,更要做到不拒动。要达到继电保护四性的要求,不应由一套保护来完成。就一套保护而言,它并不能完全具备四性的要求,而必须由一个保护系统来完成。我们在进行整定计算时,必须树立系统保护的概念,多角度、全过程地考虑各个功能块之间的配合关系。
(三)保护方案的准确表述
编制继电保护整定计算方案及给出保护定值并不是整定计算工作的最终目的,整定计算工作的最终目的在于通过保护定值使得继电保护装置在系统故障或异常状态下能按预定的行为进行动作,从而保证电网的稳定运行,将被保护设备的损害降至最低以及缩小停电范围。因此,在确定好了保护方案及各保护功能的配合关系后,如何将保护方案准确的表述也是整定计算工作者的一项十分重要的工作。
这其中除了包括编制整定计算方案和给出继电保护定值,还有一项就是编制运行规定。整定计算工作者往往十分重视前两项工作,而忽视编制运行规定。需知,用准确的语言告诉运行人员某个保护功能块在什么情况下用,做什么用,这也是十分重要的。
三、整定计算的危险点分析
(一)系统建模
一个符合电网实际的、描述完整、正确无误的电网数据模型,是一切计算的基础。目前,我们电网应用的RCMBase2000是一个通用性和实用性非常强的软件平台,利用对RCMBase2000的二次开发,我们可以完成继电保护计算及管理的大部分工作。对于日常的整定计算工作不需要我们去重新开发软和构建网络扑连接,只需要我们把每一项基础数据搞准确,严格按《3~1lOkV电网继电保护装置运行整定规程》上的要求进行电气设备的实测,并正确的将数据填充到RCMBase2000中,就能够做到建立一个完整的符合电网实际的数据模型。但是,在实际工作中,往往会有各种各样的原因使得我们的基础数据管理出现漏洞。所以,我认为电网基础数据管理这一环节是继电保护整定计算工作的危险点。
(二)故障计算
短路电流计算是整定计算工作中非常重要的基础性工作,它的正确与否决定着整定计算的正确与否。而短路电流计算的正确与否又取决于合理地选择运行方式和变压器的接地方式。
合理地选择运行方式是改善保护效果,充分发挥保护系统功能的关键之一。但选择运行方式应与运行方式专业进行充分沟通,考虑各方面的因素才能决定。
变压器的接地方式是由继电保护整定计算人员来确定的。合理地选择变压器的接地方式可以改善接地保护的配合关系,充分发挥零序保护的作用。由于接地故障时零序电流分布的比例关系,只与零序等值网络状况有关,与正、负序等值网络的变化无关。零序等值网络中,尤以中性点接地变压器的增减对零序电流分布关系影响最大。因此,合理地选择变压器的接地方式应尽可能保持零序等值网络稳定。
在进行故障计算时我们还应注意以下两点:(1)就是我们假设电网的三相系统完全对称。若系统是不对称的,那么不能用对称分量法来分析化简,进行计算;(2)除了母线故障和线路出口故障外,故障点的电流、电压量与保护安装处感受到的电流、电压量是不同的。我们分析的是保护安装处的电气量的变化规律。
(三)配合系数的选择
配合系数包括了零序网络的分支系数和正序网络的助增系数。分支系数(或助增系数)的正确选取,直接影响零序保护(或距离保护)定值和保护范围的大小,也影响保护各段的相互配合及灵敏度。分支系数(或助增系数)的计算与故障计算无关,而与电工基础有关,即电路的串、并联关系决定了电流的分布,决定了分支系数(或助增系数)的大小。下面分三方面来概述分支系数(或助增系数)的计算。
1.辐射型电网。如图1所示,电流分支系数Kf是相邻线路发生短路故障时,流过本线路的短路电流占流过相邻线路短路电流的比值。对于距离保护,助增系数等于电流分支系数的倒数。
为了简化计算,将上式中电流、阻抗取其绝对值,对分析结果的影响很小,可忽略不计。
对于辐射型电网来说,分支系数只与保护支路的阻抗分支线路的阻抗有关,而与配合支路的阻抗无关。所以,故障点的位置对分支系数没有影响。若要取最大分支系数,只需选本线路侧电源为最大运行方式,分支线路侧的电源为最小运行方式,即母线B上剩余电源支路采取小方式即可。
2.单回线与相邻双回线保护配合(如图2)。
单回线与相邻双回线配合时,应采用双回线并列运行,故障点在相邻双回线末端零序分支系数最大。随着故障点在配合支路上由母线B向母线C移动,零序分支系数由小于1的数到2之间变化。
3.双回线与相邻单回线保护配合。
双回线与相邻单回线配合时应断开双回线其中一回,电源A应取大方式,电源B(Z3)应取小方式,可得最大零序分支系数。此时,故障点在配合支路上任一点对分支系数的大小无影响。通过以上分析可以看出,配合系数的选择也是继电保护整定计算工作的关键点。
(四)微机保护小量的选择
随着电磁式保护和晶体管、集成电路型保护的逐步退出运行,微机型继电保护装置在电力系统中发挥着愈来愈重要的作用。不同的保护厂家生产出的微机保护原理不同。对于整定计算人员必须熟悉自己电网所装设的保护装置,不但要熟悉这些保护装置的原理,更应该注意保护装置中控制字的正确设置,否则将无法使保护装置正确地发挥作用。要做到正确设置控制字,一定要认真研究说明书,如果说明书不能够讲明白,我们应找到该保护装置的研发人员,将该保护功能的设计意图讲明白。
关键词:计算机;发电厂;继电保护;作用体现
前言
随着国家工业的不断发展,企业对电力的需求是越来越大,发电厂在为国家的建设用电和人民的生活用电上扮演了重要的角色。但是在发电厂快速的建设过程中,设备种类是逐渐增多,而设备所配置的保护原理更多,并且一台发电机系统配置的保护大都有40多种。当工作人员在对这么多原理的保护时,不仅整定工作复杂,而且定值管理工作难度特别大。而我国绝大部分发电厂的继电保护的整定计算根本没有什么发展,依然把继电保护的整定计算放在人的计算的基础上,这样就会导致人在工作时会觉得工作量大、工作效率低、精度差,已经不能适应发电厂的发展需要。国家在为了减轻各个发电厂保护整定人员的工作量,并且同时为提高他们的工作质量,有效降低误整定导致的发电厂保护不正确动作率时,极力倡导利用计算机高度的计算能力对发电厂短路电流计算和继电保护整定计算,来提高计算的精度和工作效率,而且这样做的另一个好处是可以让发电厂的继电保护定值管理系统形成规范化,科学化。从根本上确保发电厂继电保护装置整定值的正确运行。
一、计算机继电保护的作用
继电保护的基本任务是当电力系统发生故障或异常工况时,为实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除,或者发出信号由值班人员消除异常工况根源,用来减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响情况。计算机应用于发电厂的继电保护是解除故障或异常工况的最好方法,其主要机构形式是运用故障分析系统预先输入正常使用信息和相应的名称以形成完整的故障报告,报告的内容包括线路或元件的名称、各保护装置动作情况、故障相别、开关变位过程情况、故障录波器或保护装置采集到的故障波形,故障报告可根据查询关键字归类,如保护类型、保护通道、保护型号等等。当记录保护装置出现异常信号,并且根据整定配合要求评价保护启动行为,根据预先设定的规则对一次系统故障形态、保护和断路器动作行为进行综合分析、推理判断,对保护的动作行为进行分析,做到对整定计算结果提出反馈意见,以起到对工作人员提出处理意见。
二、继电保护计算机整定的断点处理
随着电力工业迅速发展,继电保护及自动装置也加快了更新换代的步伐,大量的电磁式继电保护装置被微机保护所取代。而利用计算机实现继电保护定值整定系统设计引起了越来越多的关注,这中间最重要的一部分便是方向过流继电器和距离继电器的整定,但是在整定中其相邻保护之间存在配合关系,而整定的复杂程度随着系统回路数量的增多而增加。这是一个比较头痛的问题,在为了避免回路可能造成的死锁和等待现象而使整定无法工作下去时,那么在进行系统的整定计算之前,就需要找到一组能断开网络中所有回路的保护,即确定网络的断点.断点问题的提出是为了解决保护整定配合中出现的死锁问题,而死锁现象的产生有两个必要条件:一是网络中存在回路;二是回路中配合时都是同一段保护相互配合。断点所在处继电器的整定通常要牺牲灵敏度或选择性,在断点问题处理上应尽量求出网络的最小断点组。而关于断点的求取算法又有多种,如A阵法、布尔数法、解法等。而现在利用计算机进行继电保护整定计算时,不再按继电保护循环确定整定计算顺序,而改用按开断线路循环安排继电保护整定计算顺序,即可避免多次重复开断同一条线路。总之,在计算机的应用上,完成了人无法完成或完成很费工作量的问题。
三、继电保护技术在计算机下的智能化,网络化
1、继电保护技术在计算机下的智能化随着计算机应用于继电保护技术,电力管理越来越体现了智能化的控制管理模式,使得保护装置在设计上更具有合理性和科学性。如继电保护设备中已采用了模拟人工神经网络来进行对用电的保护,这种据模拟人工神经网络继电保护设备好处是巨大的,据有关资料显示,在电过程中出现的短路现象一般有几十种,当对这种短路现象进行人工排除时,用的时间至少需要12小时以上。如果采用神经网络继电保护方法来解决这问题,即可通过采集的数据样本对发生故障进行检测,时间大概在半小时之内得出故障出现的原因,从而大大缩短了维修时间。这些人工智能方法使得保护装置在设计上更具有合理性和科学性。一方面在管理上使得电力系统减少了不必要的资源浪费,另一方面在他各项技术的运用方面为工作人员提供了广阔的技术空间。从而大大增强了办事效率。
2、继电保护技术在计算机下的网络化
当计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化,并且深刻影响着各个工业领域,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。在继电保护技术方面同样也离不开计算机网络的支持。计算机网络化不仅给继电技术提供了可操作检查的直观空间范围,同时也给其发展更新提供了更为广泛的动力支持和保障。人们可以将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,实现微机保护装置的网络化,进而依靠计算机来采集数据和分析数据,看出现的各种故障,并且检测故障存在的原因,进而发出警报。计算机网络化的直接好处是在设备出现问题时,通过数据的的采集和模拟生成,综合分析可能出现的各种故障。并且在显示故障的时候,也准确地显示出故障的缘由、位置的情况,进而有效的采取解决策略。
结束语:
计算机在继电保护中的应用,使发电厂继电保护技术的不断发展,必将成为电力系统安全正常运行的保障。同时,我们的继电保护工作者也要不断探索,积极进取,为保证发电厂、电网安全稳定运行,提高供电可靠性继续努力。
参考文献:
[1]陈向东.电力系统网络型继电保护模式探讨[J].电力信息化,2009,7
关键词:继电保护动作可靠性策略浅析
1电力系统继电保护技术分析
电力系统的可靠性是指在电力系统中的某个元件或者设备必须在预定的时间与条件下要完成规定的功能实现的能力,可靠性工作主要涉及的就是对元件失效数据的统计与处理、电力系统可靠性的评定、维护运行系统,保证电力系统的运行可靠性与经济性,进一步推动电力系统的可持续稳定发展。而继电保护装置的可靠性则是指,继电保护装置应在规定的情况下发生应该出现的动作,而不能在不该发生某种动作的情况下发生动作或者发生误动作,也不能在应该发生某种动作的情况下不发生动作。
实际上,在需要发生应该的某种动作的情况下,如果继电保护装置出现了拒动或者误动动作,都将给电力系统造成严重的危害。但在线路发生故障时,不可避免的会产生误动与拒动之间可靠性措施相互矛盾的情况。电力系统是一个结构复杂、负荷性质不同的系统,因此,继电保护装置产生的拒动与误动错误往往导致的后果也不一样。如,电力系统的旋转设备容量充足的状态,而输电线路相对较多的情况下,其各子系统之间以及电源与负荷之间联系紧密。如果发生误动作,那么电力系统的发电机变压器等会采取线路切断措施,从而影响电力系统的运行。但在旋转备用容量较少的情况下,继电保护的误动作使得变压器或者输电线路被切除,直接导致了负荷供电的终端造成系统稳定性的破坏,从而导致巨大的损失,因此,对于电力系统的运行继电保护装置动作的可靠性必须进行进一步的提高。
2影响继电保护装置动作可靠性的主要因素
电力系统的继电保护装置具有自动化的优势,在实际的电力系统运行中扮演着相当重要的角色,也是负担电力安全运行保障的重要设施。一旦电力系统运行出现故障,继电保护装置就能及时向值班人员发出警报,提醒工作人员及时对故障进行确定、隔离并切断,为恢复非故障区域争取时间。继电保护装置在电力系统中的运行主要是按照编订的整定值来执行保护功能的,主要负责监控供电系统的实时运行状态,并在出现故障时准确的发生动作,切除故障并及时报警,而在系统正常工作时,不发生误动作。而一旦继电保护工作不能正常进行时,会产生不动作或者误动作,这些现象都将会给电力系安全运行带来严重的危害,通常影响继电保护装置动作错误的因素主要有以下几种。
2.1继电保护装置的自身质量问题影响,电力企业在选择继电保护装置时,没有严格对设备的质量进行把关,误将不合规定的设备投入使用。
2.2外界环境的影响。由于电力系统的运行很大一部分是在户外,由于空气中存在很多粉尘与有害气体,同时,电力系统继电保护装置在温度较高的环境中运行,老化的速度也越来越快,其性能也逐渐降低。再加上空气中的粉尘与有害气体以及一些有腐蚀性的雾等物质会腐蚀电力系统中的电路板与接插板等设备,这些装置一旦被氧化,如果有接触不良现象,就会导致设备逐渐失去保护能力,严重影响着电力系统的运行。
2.3而晶体管保护装置也会受外界干扰源的影响,从而导致继电保护装置发生误动作或者拒动的现象。如电弧、短路故障、闪电电路等等因素影响。
2.4设备检修也是影响设备运行可靠性的重要因素,继电保护装置的动作可靠性很大一部分也取决于维护检修人员的安全意识与技能,如果检修人员不够细心,技能水平低、经验少、操作不规范等都有可能使继电保护装置产生隐患。
2.5众所周知,电力设备几乎都是处于持续的高强度工作状态,那么在长期持续、高强度的运行状态下,难免工作性质会发生变化,势必会影响保护装置的效率。除此之外,电力系统的保护方案合理性也决定着继电保护装置的动作可靠性。
3增强继电保护动作可靠性的具体措施
继电保护装置的可靠性取决于继电保护装置的设计合理性,继电保护装置一旦投入使用,在实际的运行过程中,会受多种因素影响,并不可能保证绝对的可靠性,因此必须制定出有针对性的防范效措与事故处理方案,进一步消除隐患、弥补不足。下面就提出几个方面的继电保护可靠性提升措施。
3.1首先,要提高继电保护装置的动作可靠性,就应从继电保护装置的生产来控制,在实际的生产过程中,一定要把握好整体的质量,选择故障率低、寿命长并且符合相关行业规定的元器件,严禁使用不合规定质量差的继电保护装置。同时,对于继电保护装置的生产厂家、规格与型号必须进行严格的用前审查,确保继电保护装置本身就没有问题。
3.2另外,还应严格对晶体管保护装置的质量进行控制,设计时必须考虑到保护装置的安装,通常都是将设备安装在与高压室隔离的房间内,为的是避免高压电流与短路故障等对整个系统造成影响。其次,晶体管保护装置还应考虑到环境污染问题,如果有条件的,可以增设空调等设备维持环境温度。而电磁型、继电型的继电器,其外壳与底部都必须用胶带垫来密封,避免空气中的灰尘与有害气体侵蚀。
3.3从继电保护动作可靠性影响因素的外部原因出发,技术人员是主要的影响因素。要求进行整定计算的专业技术人员必须拥有较高的责任心与技术,计算时必须全面考虑到网络整体进行认真分析,准确整定各级保护装置的计算,进一步确保系统上下级的保护整定值匹配合理性。
3.4此外,从保障电力安全运行的角度来考虑,就要求继电保护系统有能够快速切除故障的能力,实现这一功能可以通过输电设备、设备的主保护等多重化设施结合的方式,至少要有两套以上的主保护并列运行措施。而为避免故障时,保护装置有选择性动作,必须认真全面地考虑保护装置的设计、整定计算等阶段,更要特别注意元器件直接的协调配合,达到继电保护装置动作可靠性整体性提升的目标。
3.5对于继电保护装置的动作可靠性提升还必须加强对保护装置的运行维护以及故障处理能力的检修。在当前形势下,要尽快研究与制定检修策略,来指导当前的继电保护检修工作,结合微机保护自检与通信能力,提高继电装置的可靠性与安全性。进一步开展二次线的在线监测技术,研究不停电检修的整体继电保护系统。
参考文献:
[1]刘学.提高继电保护动作可靠性的策略[A].中国风电生产运营管理(2013)[C].2013:10.
[2]化云峰,齐安新,吴建峰.提高农村电网继电保护动作可靠性分析[J].供电企业管理,2013,03:47-49.
[3]张胜宝,王钢,丁茂生,李晓华.保护系统可靠性与保护动作可靠性[J].继电器,2006,15:1-4+9.
关键词:继电保护;整定;一体化
中图分类号:TM77文献识别码:A文章编号:1001-828X(2015)024-000-01
目前我国电网电压等级复杂多样,各等级电网在结构整定原则及管理方法等方面存在着较大的差异,再加上110kV及以下电网灵活多样的接线型式,这在一定程度上增加了继电保护整定工作的难度及工作量,造成原有继电保护整定管理模式及方法已无法适应实际工作需要,严重情况下还会导致继电保护工作中出现“三误”事故及非正常停电,因此,基于电网的安全稳定运行考虑,针对传统继电保护整定管理所存在的诸多问题,应采用更为先进、合理的继电保护整定一体化管理方案。特别是随着“三集五大”体系的深入推进,继电保护整定一体化管理的实施更是大势所趋,因此,针对目前继电保护整定一体化管理存在的问题提出具体的解决策略,不仅对电网的安全稳定运行具有重要的意义,还对电力系统的持续发展产生关键作用。
一、继电保护整定一体化管理存在的问题
随着电力建设规模的不断扩大,继电保护整定凸显出了诸多问题,主要包括以下几个方面:
1.电网规模大。就目前电力建设现状来看,各地区存在电网电压等级不一,电力设备、变电站配电所、保护装置繁多等实际情况。而且整定管理人员计算定值工作量太大,还需完成其它专业管理工作,这就增加了整定管理整体工作量及工作难度,导致无更多精力去建立电网模型和维护电网设备。
2.自动化水平低。就目前整定管理工作现场作业来看,整定工作的计算、校核、审批等各个环节主要是依靠人员手工来操作,整体自动化水平不高,随着电网规模的扩大,工作量会越来越大。加上整定管理实时监控的普及程度不高,导致出现回执延时、执行遗漏等问题,阻碍了整定管理工作的持续发展。
3.整定方法不统一。目前各级整定方法还未完全统一,继电保护定值计算一般是基于某一原理考虑的。但在运行实际中,若要保证继电保护装置的正确、可靠动作,还应涉及相关保护的启动值、闭锁值、装置参数等。因此,就继电保护定值计算来说,并非基于某一保护类型,而是对于保护装置定值的。由于目前的整定计算系统无法面向保护装置实现定值整定,这就导致还需花费大量的时间和人力去实现面向保护装置的定值整定,无法实质性的提高整定工作效率,也就无法满足目前继电保护整定工作实际需要。
4.各级电网孤立整定。虽然国家电力调度通信中心重视继电保护整定计算一体化管理,提出加强各级电网运行方式的衔接以及保护界面定值的相互配合,但事实上,各级电网的整定还较为孤立,整定原则、整定计算软件、数据交换格式等方面还未完全实际统一。
5.整定流程复杂。从目前继电保护整定工作流程来看,环节复杂、部门较多,整个工作的完成需耗费大量的时间,仅定值通知单编制这一项工作页言,就占据了大量的工作时间。而且整体工作流程需要诸多环节间的衔接,这就在一定程度上增加了工作的出错率,这些直接决定着继电保护整定工作效率不高。
二、继电保护整定一体化管理问题解决策略
为了满足目前电力系统发展需要,针对上述继电保护整定管理所存在的诸多问题,可针对性的采取以下措施来实现继电保护整定一体化管理,从而提高继电保护整定管理整体效率。
1.科学图形建模系统的建立。为了提高继电保护整定工作效率,首先应该充分利用计算机技术开发一个操作简单、功能完备的图形建模系统,可以使相关人员快速、高效建立电网模型,可在图形环境下,以图形的方式列出连接关系,而且图形具备“热点”功能,从而保证连接方式准确、简单、直观、有效。同时,为了能与其他信息系统实现数据共享及数据连接,连接关系及设备描述应遵循IEC61970国际标准对CIM模型的相关要求。另外,为了保证参数正确、方便调用判别,应建立一次设备标准型号库,特别是变压器和线路应更为重视。
2.通用故障分析计算平台的建立。电力系统故障分析作为继电保护整定计算和继电保护定值校验的基础,应格外重视,因此,需要建立通用的故障分析计算平台。可采用节点阻抗分析方法来实现通用故障分析计算功能,完成三相短路、两相短路、单相短路等故障类型的分析和计算。
3.统一整定方法的建立。统一整定方法的建立是实现继电保护整定一体化管理的关键环节,主要包括三个方向。首先是面向原理整定。根据整定规程及整定原则,对线路相间距离保护、接地距离保护、变压器保护等原理型保护定值进行整定。可采用自动与手动结合的整定方法,并输出至计算书。其次是面向装置整定。利用专家系统建立各种保护的型号标准库和整定计算知识库,包括版本号、保护功能类型、定值项等内容,从而标准化和规范化保护装置的整定计算。有此基础,在实施某种型号保护整定时,调用更方便、输出更快捷、出错率更少、自动化水平更高。最后是面向装置整定。此类整定较为具体,可整定的保护类型包括线路保护、变压器保护、母线保护等。
4.联合计算平台的建立。为了实现数据资源共享、满足分级维护需要,应建立各级联合的一体化计算平台。在各级调度继电保护整定计算系统独立应用模式下,依靠等值模式实现各单位间的信息交互,一般等值每年一次,从而体现出各级系统间的实时影响。另外,县调定值可通过网上流转实现在线校核。
5.全过程整定管理流程的建立。为了提高整定管理工作整个流程的综合效率,从收资到归档可完全通过网上流转完成,建立每种保护型号定值单模板,模板中确定定值单格式和项目内容。整定时先完成原理级整定,再进行装置级整定,完成后再调用对应的定值单模板,逐项填入装置定值,另存生成定值单。只要建立了完备的保护型号库,定值单的生成就可做到一键生成,整体工作流程效率大大提高。
摘要:在电力系统的运行过程中,因为自然、人为等因素以及设备故障等原因而引起的事故逐渐增加,不仅对配电网的日常运行造成了干扰,而且容易引起配电网出现断线现象,从而导致区域性的停电问题产生,甚至会引发人员伤亡等重大事故。文章就我国当前的继电保护整定计算的方法中出现的问题做出详细的分析和讨论,并提出了相关的解决措施。
关键词:配电网断线;继电保护;整定计算;高压电网
中图分类号:TM771文献标识码:A文章编号:1009-2374(2014)22-0053-02伴随我国经济的飞速发展和社会的不断进步,无论是人们的日常生活还是社会的生产都不断提高着对用电的需求量,所以,确保配电网的正常运行显得越来越重要。目前,我国电力系统已经得到了很大程度上的改善与发展,由于使用高参数、大容量的设备使得动力设备的安全性以及电力的稳定性在一定程度上得到了提升。在实际过程中,因为人为、自然的因素以及设备故障原因等所引起的配电故障在逐渐增加,这使得整个电力设备的稳定性以及运行安全受到了严重影响,并且造成了很大的经济损失,严重限制了人民生活以及社会的生产。所以,在当前的电力保护系统之中,继电保护工作显得日益重要。
1继电保护整定计算的概述
当前,在我国的高压电网中,继电保护装置得到了广泛的应用,其保护的主要方式有距离保护、零序电流保护以及继电器保护等。这些保护措施以及保护方法采用的是一种不具有自适应能力并且具有固定行为特征的继电保护整定,经过对整定值采取离线计算的方式得到以及保持不变的操作,进而根据继电保护整定计算的相关原则,确保这些继电保护的整定方式不会遭受干扰,这些在计算机的整定过程中是极为重要的环节。在对高压电网进行实际的继电保护整定计算过程中,一般选用序分量法以及相分量法的计算模式,当前这是最为普遍的计算方式以及计算措施,并且广泛地应用于我国电力系统中;另外选用的是故障电气继电保护装置的整定值计算方法,此种方法是根据在电力系统之中电压的变化量以及继电保护的适应性来进行合理的分析和进行整定计算的过程。
2继电保护整定计算方法存在的问题
伴随我国科学技术的飞速进步,虽然继电保护整定相关的计算方法得到了很大程度上的改善,但是当前在计算过程中仍然存在着各种各样的问题,其主要问题包括以下五个方面:第一,在根据继电保护的整定计算方式计算分支系数的过程中,因为没有认真考虑电力系统的分布式电源运作情况变化趋势,从而导致分支系数的自身出现严重的偏差,最终导致整定计算的结果会出现偏差。第二,对于非全相的震荡状态,电力系统的断相口位置开路电压的参数,在实施继电保护的整定计算的过程中,因为没有将网络的结构对继电保护的整定计算结果所致使的影响进行深入考虑,所以会致使计算误差的问题越加严重,到最后甚至会致使整定计算的结果产生偏差。第三,在对电力系统的实际继电保护过程中,对延时时段动作值的参数实行整定计算时,由于错误的引进了分支系数,从而致使继电保护的整定值计算结果产生错误,这个问题会引起整定计算的结果产生误差。第四,在实行继电保护的整定计算过程中,假如只采用把继电保护所在线路的母线分开的方法,将不会有效的辨别哪一种方式对电力系统的运行产生不利影响,这可能会导致整个电力系统所出现的故障事故范围变大。第五,在分支系数的实际计算过程当中,因为对线性流程的运用相对较高,这样可能会使分支系数的计算产生很严重的重复性问题,从而导致继电保护整定计算的速率遭受限制。
3关于整定计算方法存在问题的解决对策
3.1断相口开路电压的计算
在对电力系统继电保护进行整定计算的过程中,主要的计算对象为电力系统运作线路在非全相运作并且发生明显振荡的状态下所出现的电流以及电压指标的参数。通常在已定的电力系统中,发电机装置的等值电势参数以及正序网的断相口位置开路的电压参数还有等值阻抗的参数都产生明显的相关。但是根据此种方法计算开路电压的参数过程会出现计算量过大的关键性问题,而导致这个问题本质性的原因是:发电机的等值阻抗以及等值电势参数的计算必须借助暂态稳定的计算来进行;发电机的等值阻抗以及等值电势参数都会随着电力系统网络结构的变化状态做出与之相对应的改变。每次进行网络操作都要对上面的参数重新进行计算,所以致使计算的作业量过于庞大。目前针对于这问题的解决方法在于:在计算断相口开路电压的过程中一般假设线路两端的发电机实时电势幅值参数都维持相对的恒定,据此来合理简化整定计算的方式。但是这种计算方式在无意中忽视了网络构造状态对正序网相口的开路电压的参数影响,因此在网络构造相对比较复杂情形下,会致使整定计算的结果产生比较严重的误差。
假如上述问题出现,可以采取以下措施来应对:在断相口开路电压的计算中引进网络等值计算的方法,这样不仅可以有效的对继电保护的整定计算工作难度进行控制,还能使整定计算得结果精确性得以提高。根据阻抗参数的物理价值能够判定网络系统相应计算模型的参数,在此基础上,综合叠加的原理,同样能够构造基于双端口网络的阻抗参数等值电路的计算方法,从而可得到相关的自阻抗以及互阻抗的参数。
3.2运行方式查找的计算
运行方式查找计算存在的问题分析:继电保护整定计算从运行方式查找上来说主要存在下面两个问题:第一,查找最不利于电力系统运行的方式可以有效的辅助校验灵敏度参数以及计算继电保护动作值。但是目前此种查找方法仅仅处在继电保护动所处于的线路对侧母线施行查找的阶段,并且轮流式的断开方式仍然不能对电力系统运作方式的最不利性做出保证。第二,在继电保护整定动作采取计算机辅助的过程中,目前普遍应用的线性流程方式有可能会致使断开线路出现重复性。且在频繁的开断操作下,不仅不能确保继电保护整定计算的精确,也无从保障电力系统网络结构的稳定。
在运行方式查找过程当中,针对继电保护整定计算所产生的问题解决措施依然可以分为以下两个方面:根据相关的计算机应用程序来确定开断线路状态下面的扰动域,从而确定整定结果的大概取值范围,进而对电力系统最为不利的运行方式加以辅助查找。通常情况下,继电保护系统中的扰动域也就是某部分只要在线路的开断状态下就会扰的的区域。在开断操作电力系统的某一条线路之后,以此作为圆心根据由内向外的方法对短路电流的参数进行计算(包括线路的开断前以及线路开断后),并且据此对扰动域的边界以及划定范围进行测定;在借助于计算机辅助完成继电保护整定计算的过程当中,改用参照开断线路循环趋势的方式对继电保护整定计算顺序予以二次组合,进而达到避免线路开断过于频繁的目的。
4结语
伴随着社会经济的不断发展,人民生活以及企业生产的用电需求不断增加。确保供电的稳定性和安全性,对于电力企业显得至关重要。在电力系统实际的运行过程中,为了确保电力系统可以稳定安全的运行,要对继电保护整定计算方式中所出现的问题加以重视,并且及时的采取相关解决措施,以保证电力系统可以安全正常的运行,从而为社会生产以及人民生活持续不断的提供电量。这不仅能够促使企业得到长久稳定的发展,而且有利于人民生活水平以及社会经济效益的提高。
参考文献
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(2).
关键词:智能电网;继电保护;分析研究
中图分类号:U665.12文献标识码:A文章编号:
随着信息技术、智能技术、网络技术、计算机技术在配电网络中的应用,智能电网成为当今电力系统发展的重要方向之一,它具有自动性、稳定性、兼容性、经济性和高效性等优点,成为我国电力发展的重要内容,继电保护主要是研究电力系统安全运行与故障的工况,是保护电网运行最基本、有效的策略和技术手段,智能电网能够改变传统的电力运行状态,必然会对继电保护带来影响。
一、智能电网对继电保护的影响
1.数字化。传统的继电保护对互感器的性能、互感器的故障、电网的二次回路接地方式和二次回路断线问题进行控制和管理,但是,在智能电网发展的过程中,电网的自动化控制运用将明显的减少互感器性能和故障等问题,提高继电保护中电气信息量传输的稳定性和真实性。数字化技术的发展,提高了智能电网的继电保护的稳定性,也改变了智能电网的保护方式。
2.网络化。随着信息技术与数字技术在电网建设中的广泛应用,必将促进继电保护装置向自动化、智能化、数字化、网络化的方向发展。数字化变电站一般采用的是分布式分层管理的结构,利用通信服务接口和统一网络管理平台对电力系统进行管理,实现电网智能设备之间数据相互操作,形成一个开放性的电网网络管理结构。新一代的数字化电网、智能化电网的发展,促使继电保护装置在获取信号和信息获取途径发生改变,利用网络技术的数据共享实现对电网的电气元件的控制、管理和保护,通过利用网络设备的共享信号实现对网络继电保护的控制和管理。
3.输电网络的灵活化。传统的电网暂态过程的复杂性和多变化,以及电网运行方式灵活控制使电网在运行的过程中,容易出现多种不稳定的因素,使现有继电保护装置面临较大考验。智能电网有效的提高了电网的输电效率,采用智能化的控制设备,控制手段灵活,能够通过网络实现控制信息的共享化,智能电网的故障暂态过程与传统的电力系统不同,采用诸如可控串联补偿装置、静止无功补偿装置等相关的电力智能控制设备等灵活的输电控制技术,能够有效的提高电网传输的稳定性和可靠性,采用智能化的电力继电保护设备,能够有效的实现电力设备的远程管理和控制,实现电力网络的智能化控制。
4.整定自动化。在传统电力系统的继电保护装置中,对保证定值的计算及整定是采用人工方法进行的,而定值是需要根据电网中的运行情况来进行调整的,人工整定定值不能有效的根据整个电网的运行来进行判断,当电力线路发生事故时,继电保护可能会滞后,智能电网继电保护的功能有着明显的改变,能够有效的根据电网运行的情况,自动的调整继电保护的整定和自动配置系统保护设置,实现整个电网系统的分布协同保护和对电网的自动化管理,改变了传统的电网分散独立的继电保护方式,实现电网的智能化管理。
5.智能电网的广域化发展。随着信息技术、智能技术、网络技术在电力系统中的广泛应用,电网正在进行局域PMU的WAMS技术的信息化网络建设,智能化的继电保护信息系统已经在电力系统中得到了广泛的应用,它利用WAMS网络的共享信息,能够有效的调整继电保护的整定值,采用WAMS提供的电网中所有设备的工作信息,能够有效的促进电力系统智能化的发展。
二、智能电网继电保护分析
在整个电力系统运行中,继电保护具有重要作用,能够对系统以及重点设备进行有效的监测与保护,继电保护技术也在不断更新与升级之中,呈现出智能化、网络化以及微机化的显著特点,基本实现了保护、控制、测量以及数据通信融为一体的目标。截止2010年,全国各省市基本上实现了220kV以上系统继电保护装置微机化,这一状况是建立在先进的半导体处理器技术基础之上的,智能电网的建设与发展对于电力系统的形态将会产生较大的变革,尤其是电子式互感器、数字化变电站技术以及广域测量技术、控制技术等方面的推广运用,对继电保护产生了较大变革。
1.智能电网继电保护的基本构成
由于智能电网普遍采用分布式发电以及交互式供电,因此对继电保护的要求明显提高,信息技术以及通信科技的进步,数字化技术的运用也为新的保护原理研究拓展了空间。智能电网一般借助于传感器对整个电力系统的重点设施进行监控,监控范围涵盖了发电、输电以及配电和供电等各个环节,在实施全面、准确监控的基础上,将相关采集数据利用网络开展分析,结合系统分析出来的数据信息判定整个系统以及各部分关键设备的运行状况,并对实现对保护功能的远程动态监控以及保护定值的有效调整。对于智能电网的继电保护设施来讲,既要将保护功能涵盖需要保护设备的运行信息,并且要与其他设施的运行数据进行联通,既要保证在运行中及时、精确地判定系统与设备中出现的故障问题,又要迅速进行动作,将故障进行隔离以及实现自我恢复,有效防止出现大面积停电事故。因此,智能电网继电保护设施在保护动作过程中,有可能在跳开保护范围内开关的同时,还发连跳命令将相关联的节点跳开,或者根据运行状态直接发连跳命令将关联节点跳开,并不一定将保护范围内开关跳开。
2.智能电网继电保护技术展望
智能电网技术的开发研究以及落实,是对传统电网技术的一次革新,其数字化以及信息化的发展趋势对于继电保护技术的发展产生了深远的影响,继电保护技术应当与时俱进,适应智能电网的建设与运行。
(1)提高数字化水平。在智能电网建设中,由于互感器传输性能显著提升,出现故障的概率较小,所以继电保护技术与设备对于电流互感器饱和以及二次回路断线和接地等问题无需过多关注。电气量信息的有效、准确传输为继电保护设备性能提升提供了技术保障,在继电保护设备以及功能开发中,应当着眼于对其辅助功能的调整与简化,借助于数字传感器来提高设备运行效率,为整个系统的运行提供帮助。
(2)提高网络化水平。当前数字化变电站技术得到了广泛运用,这样的媒介改变了传统继电保护技术对信息获取以及传输的方式,智能电网继电保护技术应当着眼于网络条件,实现相关联的电器元件信息共享,进一步提高主保护效果,尤其是要借助于信号控制网络共享对继电保护配置进行进一步的优化设置,发挥网络化技术的促进功能。
(3)提高自动整定技术水平。智能电网技术运用之前,系统运用自适应保护技术对被保护区域线路运行状态进行分析,并结合定值开展优化或调整,无法对整个网络的信息开展有效分析并对定值进行优化。在智能电网技术背景下,继电保护应当着眼于整个系统的联网,并开展自动整定与优化设置,将原本各自为政的保护功能优化为系统统筹、协同发挥作用的体系,有助于提高系统的安全稳定性。
(4)提高技术人员操作水平。智能电网技术在不断发展与更新,需要大量与此相适应的高素质技术人员支持,电力部门应当结合智能电网继电保护工作实际以及新技术发展态势,采取引进人才和就地培养相结合的方式,建立有效的培养和考核机制,以提高技术人员工作素质。
三、结束语
智能电网是未来电力系统的重要发展方向,能有效提高电网安全运行的效能、电力系统的稳定性,而继电保护的智能化发展能够全面的根据智能电网中设备运行的情况,及时调整电力系统的定值,为未来电网的发展提供技术支持。
参考文献:
[1]林宇锋,钟金,吴复立.智能电网技术体系探讨[J].电网技术,2010(11).
关键词:智能化变电站;继电保护技术;应用
在现在社会不断发展的过程中,各项科技设备的使用都需要相应的电力维持,这一现象就从根本的角度上阻碍我国现存的变电站的发展。在变电站实施自身功能的时候还需要采用合理的继电保护维持电力运行安全,而且在进行继电保护的时候还需要对整个变电站系统进行全面的考虑,并对需要注意的地方进行有效分析,选取适当的继电保护技术,有效发挥变电站自身功能。加上近几年来,科技技术的不断发展,目前采用的变电站系统大多数是智能化变电站系统,因此在进行继电保护的时候除了需要对变电站整体结构进行分析之外,还需要对其自身具备的智能化控制系统有一个全面了解,保证继电保护技术在智能化变电站中得到广泛的应用。
1智能变电站继电保护原则
实践证明,机电保护在智能化变电站中有非常重要的应用,其自身继电保护的根本作用在于促使变电站整体更加稳定的运行。不仅如此在智能化变电站中采用有效的继电保护技术还能够提升智能化变电站自身便利性和可靠性,对智能化变电站的发展奠定坚实有效的物质基础。在对变电站继电保护进行全面研究中,发现这项继电保护技术在对变电站进行有效保护主要可以概括为两个方面,在这里笔者就针对于这两个方面进行深入研究。第一,在对智能化变电站提供主体保护的过程中,需要根据独立主体保护中使用的相应设备进行一体化设置,在这个过程中涉及的间隔保护是通过分布安装进行的,也就是说在这个过程中的继电保护是在进行主体保护的过程中还进行合理的间隔保护,这样能够有效提升变电站设备的双重配置的安全性。第二,在采用继电保护的时候还需要根据智能化变电站设置相应的保护式集中配置,其根本作用在于实现变电站内部电压的统一配置,使得变电站的运行使用更加符合社会发展需求。在技术层面来说采用这种保护式集中配置,能够在变电站发生突发状况的时候对自身电压进行及时有效的调整。在这个过程中需要对其自身的广域接口提供有效的保护,促使变电站与广域之间的结合能够更好的实现。在对上述两个方面中涉及的基本装置进行全面比较,发现这两种情况均可以实现变电站自身的继电保护。
2智能化变电站继电保护技术应用探究
在对智能化变电站的整体系统结构进行深入研究中,发现目前在智能化变电站中进行继电保护采用的结构主要是分层结构。在对整个分层结构进行全面研究中发现其自身还区分为三个层次,包括间隔层、站控层和过程层,尽管这三个层次都属于分层结构中的一项,但是其自身传输信号和功能上还有很大的差异。因此在对这三个层次进行分析的过程中还需要对其自身结构特点有一个了解,并且对其自身涉及的继电保护技术进行分析,保证在进行智能化变电站继电保护的时候对相应规范能够遵循。在对现在存在的智能化变电站继电保护进行全面分析,发现继电保护的技术手段主要有三种,以下笔者就针对于这三种方法进行详细论述。
2.1智能整定以及在线校核技术
在智能化变电站系统中,需要通过智能化的控制技术对整个网络拓扑的实时状况、整个网络的连通性进行在线判断,这就需要在智能继电保护系统中,通过计算机监控系统,对系统网络中的各种模拟信息以及开关量信息等进行监控和获取,然后通过一定的计算和分析得出变电站系统中各个分支系统的相互关系,通过对支路系统、负荷系统以及电源系统等子系统之间相互关系的研究,进行系统模型构建,实现变电站继电保护过程中的智能整定以及在线校核等。
通过智能整定以及在线校核技术,继电保护定值被确定下来,保证了整个电网运行过程中良好的继电保护状态。此外,在线校核技术是对变电站电网系统中各项继电保护装置进行性能校验。从而保证继电保护装置的保护范围,保证装置运行的灵敏性和速动性等,一旦继电保护装置存在可靠性问题,例如误动、据动等,在线校验技术就会发出报警,对继电保护装置的运行状况进行实时检验,保障继电保护装置的正常运行。
2.2自适应继电保护技术
传统变电站的继电保护往往遵循的是事先整定、定期检验等原则,为了适应变电站继电保护的智能化发展趋势,自适应继电保护技术需要在智能化变电站继电保护中进行应用。自适应继电保护技术是一种新型技术,能够为变电站系统运行提供强有力的保障,同时也能够有效的进行故障排查和故障诊断等,对继电保护装置的性能、定制进行改变,以适应实际工作的需要。此外,自适应继电保护技术可以对整个变电站网络系统响应性能进行改善,提高系统的可靠性,增加经济效益等,通过自适应技术,继电保护装置能够发挥出最佳的性能。
2.3智能告警以及事故信息处理技术
为了应对现代化智能变电站的发展,需要对复杂性、动态性的系统网络信息进行及时处理,及时的发现和处理突发事故,保障变电站的安全运行。因此,智能告警技术以及信息处理技术的应用十分重要,在智能变电站继电保护工作中,需要进行实时监控,进行运行维护,对智能电网信息进行及时更新和共享。当变电站出现故障时,通过信息处理技术,对故障相关信息数据进行收集、分类和处理,从而进行故障判断和故障处理。通过智能告警以及事故信息处理技术,分析和检测变电站的实时运行状态,对异常状态进行自动告警,从而为主站的决策提供相关信息。总而言之,智能告警技术在整个智能变电站继电保护中发挥着辅助分析、信息处理等功能,是对告警事件进行分析,为事故状况及时提供解决方案的关键技术。
结束语
要想全面保证智能化变电站的运行,就需要对其自身进行合理的继电保护,从根本的角度上实现我国智能机变电站的发展和实施。在对继电保护进行深入研究中,发现继电保护的根本作用就是对电网实施有效的防护。而且在现在社会不断发展中,对智能化变电站继电保护的实施还需要根据变电站自身运行特点选取合理的继电保护技术,并对其中出现的问题不断分析总结,促使我国变电站得到全面建设,进一步提高我国电力事业发展速率。
参考文献
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关键词:变电站;电力系统;继电保护装置
中图分类号:TD611+.2文献标识码:A
1前言
变电站的主要作用就是变换和分配电能,其作为电厂和电力用户的中间环节,被广泛地应用在电网中。正是由于变电站在电网中占有着重要地位,因此变电站能否正常工作就决定了电网是否坚强、稳定。而变电站中的继电保护装置又在变电站的运行中具有不可替代的作用,它能通过缩小事故范围或预防事故来最大限度地保证向用户安全连续供电,提高系统运行的可靠性。继保装置在变电站发生故障时,能准确、迅速地隔离、切除变电站内部发生的各种故障,保证没有出现故障的部分继续运行。此外,继保装置还能及时地发出警报,以便运行维护人员能够尽快发现故障、解决故障,避免大面积地区停电事故,确保电力系统安全、稳定运行。
2变电站继电保护装置的基本要求和主要任务
2.1基本要求
由于继电保护装置要求在变电站的设备和线路出现可能危及电力系统安全运行的故障时,能够及时控制相应断路器跳闸以控制故障的影响范围,并发出警报。因此,对其有以下基本要求:
(1)选择性。其主要要求内容就是上、下级电网(也包括同级)的继保装置之间应遵循逐级配合的原则来进行整定,以保证故障发生时能够有选择性地切除故障。例如,在变电站某个设备或线路发生故障时,应首先由故障点的保护动作来切除故障。当故障点的保护、断路器拒动时,才由相邻设备或线路的保护、断路器动作来切除故障。
(2)快速性,这是继保装置对动作时间的要求。在故障发生时,为缩小故障影响的范围,确保系统稳定性,减轻故障设备和线路的损坏程度,继保装置必须在最短时间内切除故障,这对提高备用设备自动投入和自动重合闸的效果也很有利。
(3)可靠性。若继保装置在变电站正常运行或故障不在保护范围内时动作了,就被称为误动;而若保护装置在应该动作时却没有动作就被称为拒动。继保装置在选用时都尽量采用运行经验丰富、装置可靠性高、原理简单和维护方便的保护,就是因为继保装置的误动和拒动会严重影响装置的可靠性,进而严重破坏电力系统的安全稳定运行。
(4)灵敏性。灵敏度越高,就说明继保装置对故障的反应能力越强,保护动作的反应时间越短。可以通过对继保装置的整定值进行调校来实现更好的灵敏性。整定值的调校应由供电部门具有校验资质的专业人士一年进行一次。
2.2主要任务
继电保护装置组成见图1,其主要任务包括:
(1)对变电站电气设备的不正常工作情况作出反应,一方面由装置自动地进行调整,另一方面将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。并根据不同的设备运行维护条件和不正常工作情况发出相应信号,提醒变电站值班人员迅速采取措施以恢复电气设备的正常工作。
(2)监视变电站运行情况,最大限度地减少变电站故障对变电站设备和线路损坏,并降低故障对电力系统安全运行的影响。在故障发生时,故障点的继保装置应迅速准确地动作使故障设备或线路及时与电力系统断开。
(3)实现电力系统的自动化和远程操作,如备用电源自动投入、自动重合闸、遥控、遥测等工业生产自动控制功能。
3常用的变电站继电保护装置
在变电站中,常用的继电保护装置主要有:
3.1电压保护
(1)过/欠电压保护,主要是防止变电站设备由于雷击、雷电波入侵、操作过电压等特殊情况导致电压突然升高,或其他情况导致电压突然降低,致使电气设备损坏而设置的继电保护装置。如在变压器低压侧装设避雷器是用来防止雷电波从低压侧侵入而击穿变压器绝缘;在变压器高压侧装设避雷器就是用来保护变压器。
(2)零序电压保护,可用来预防因为变压器某一相绝缘遭到破坏时发生单相接地故障。零序电压保护在三相三线制中性点绝缘(不接地)的电力系统中有广泛的应用。在正常运行及相间短路时,一次侧零序电流为零(相量和),二次侧有很小的不平衡电流。在单相接地故障发生时,接地零序电流会流入电流继电器,一旦达到或超过整定值,继电器就会动作并发出信号。
3.2电流保护
(1)电流速断保护。理论上,电流速断保护没有时限,即以零秒及以下时限动作以切除故障。其一般按照变压器二次侧发生三相短路电流或被保护电气设备及线路末端可能出现的最大短路电流来整定动作值。
(2)过电流保护,一般会在时限上设有相应的级差,这是使上、下级过电流保护能具有选择性。为确保电气设备和线路的正常运行,其一般按照躲过被保护电气设备或线路中可能出现的最大负荷电流如大电机启动电流(短时)和穿越性短路电流之类的非故障性电流来整定动作值。
电流速断保护和过电流保护常作为电气设备或线路的主保护和相邻线路的备用保护来配合使用。
(3)定时限过电流保护,其动作时间是恒定的,与短路电流的大小无关。定时限过电流保护一般由电流继电器、时间继电器和信号继电器三个元件组成,其中电流继电器用来测量电流大小,时间继电器用来设定动作时间,而信号继电器则发出动作信号。在被保护线路正常运行时,电流继电器不动作;而当被保护线路上发生故障时,电流继电器应可靠动作,经过设定好的动作时间,发生动作信号来切除故障。
(4)无时限电流速断保护,其只能保护一部分线路,不能保护整条线路。为了保证保护动作的选择性,其起动电流必须按通过被保护线路的电流为最大的运行方式整定。这是由于电流速断的保护范围会随着整定系统运行方式的变化而变化。此外,速断保护的特性受被保护线路的长短影响也较大,在线路较短时,保护范围就较小,受系统运行方式影响也较大;反之,当线路较长时,保护范围就较大,而且受系统运行方式的影响也较小。在规程中要求,无时限电流速断保护最小保护范围不应小于线路全长的15%。
3.3差动保护
差动保护是根据被保护电气设备发生短路故障时在保护中产生的电流差而动作的继电保护装置。差动保护在保护区内发生故障时,可以整定为瞬时动作。其对保护区外的故障不会动作,因此不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合。差动保护可以用来对双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障、变压器单相匝间短路故障进行保护。其保护范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备以及连接这些设备的导线。简而言之,就是输入两端TA之间的设备。由于差动保护原理简单、保护范围明确、使用电气量单纯、动作不需延时,所以差动保护被用作电压器、发电机和并联电容器的主保护装置,被广泛应用于35kV及以上电压等级变电站中[3]。
3.4电容器保护
主要用来防止电容器本身发生故障以及可能出现的引线短路故障,一般应配置带时限的速断保护和带外熔丝的电容器保护。若电容器组容量较大,可以加装零序保护或差动保护。
4变电站继电保护装置未来的发展趋势
4.1网络化
由于数据通信手段的限制,除了差动保护和纵联保护外,很多继电保护装置都只能对安装处的电气设备进行保护。但由于继电保护装置除了切除故障点电气设备、限制故障影响范围外,还要确保整个电力系统的安全稳定运行。这就要求各个保护单元与重合闸装置在分析运行和故障信息数据时协调动作,每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据。显然,要实现这种系统保护功能就必须要将全系统各主要设备的保护装置连接已形成一个网络,即实现微机保护装置网络化。
4.2微机化
随着计算机硬件的迅猛发展,继电保护微机化的趋势越来越明显。现在,同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机,继电保护装置的微机化是不可逆转的发展趋势。
4.3保护、测控、数据通信一体化
网络化、微机化后的继电保护装置实质上就是一台高性能、多功能的计算机,其作为整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。一方面,它可以从电力网中获取电力系统运行和故障的任何信息和数据。另一方面,它还可以将被保护设备的任何信息和数据传送至电力网。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。
4.4智能化
随着对人工智能技术如遗传算法、神经网络、小波变换、数据融合技术、进化规划、免疫理论、模糊逻辑等在电力系统中应用的研究的开展。继电保护领域相应的研究工作也在进行中,以神经网络技术为例,很多难以列出方程式或难以求解的复杂非线性问题在神经网络这种非线性映射的方法下,都会变得迎刃而解。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力,若将这些人工智能方法适当应用到继电保护装置的设计和动作值整定过程中去,将会大大促进继电保护领域向前发展。
结论
继电保护技术是一门综合性很强的学科,其在现代电力系统中的应用,为最大限度地保证向电力用户安全连续供电,提高系统运行的可靠性作出了巨大的贡献。随着继电保护在硬件和软件上不断地向前发展,其在系统实现和功能上都较以往的单纯隔离、切除故障有了很大的不同。继电保护的动作速度越来越快、集成化程度越来越高、自动化程度越来越强、保护之间的联系也越来越紧密,相应能够实现的功能也越来越多。因此,继电保护工作者应在实践中应不断总结经验,探索求新,推进继电保护技术的不断前进。
参考文献
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关键词:继电保护;农村电网;10kV
随着我国经济的快速发展,对电力的需求持续增加,造成电力供应十分紧张,由供电不稳定而出现的大面积停电现象十分严重,给经济发展带来了巨大的损失。而继电保护为电力系统安全运行提供了一定的保障,它是提高供电质量、减少事故损失的最直接、最有效的手段。
1、继电保护简析
继电保护是指通过对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测,从而发出报警信号,或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。继电保护共经历了4个发展阶段,从机电式继电保护到晶体管式继电保护、到集成电路继电保护、再到微机继电保护。随着电子技术的发展,继电保护装置及其构成装置的元件、材料等也随之不断发展和改进。
继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化构成继电保护动作的原理。当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时,继电保护装置能够向值班人员及时发出警告信号,或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止事件发展。它的主要任务在于监视各种设备的运行状况,反映电气设备的不正常工作情况,提示值班人员尽快做出处理,当供电系统中发生故障时,它能自动迅速地、有选择性地切除故障部分,从而不影响其他部分继续运行。
2、我国农村电网发展现状
根据党的十七大精神,国家电网公司提出“新农村、新电力、新服务”的农电发展战略,指出必须进一步推进农电标准化建设,建立一个完善的农村电网,实现能源资源的高效优化配置。目前我国农村电网发展现状不容乐观。农村电网线路电压等级一般在10-35kV范围内,线路串接级数多,分支线多,且配电变压器数量多,励磁涌流大,造成负荷率低,负荷变化大,随机性强,功率因数低,此外线路设备质量相对较差,因而故障率相对较高。农村电网保护配置也存在不少问题。随着农村电网的改造,环形网、双回路网的增加,使得现有保护配置难以适应运行方式的要求;与微机继电保护相比,所采用的机电型、晶体管型、集成电路型继电保护可靠性能比较差;由于系统运行方式变化大,一些简单的电流、电压型保护措施有时很难同时满足快速性、选择性和灵敏性的要求,再加上线路长度的缩短,电流速断保护范围相应缩短,短线路一般处于无保护范围状态,也大大影响了快速性和灵敏性的要求。
3、继电保护在农村10kV电网线路的应用
3.110kV电网线路应配置的继电保护
3.1.1电流速断整定。10kV线路一般属于单电源辐射性网架,一条线路常常所带分支较多。农村电网的改造使电网的保护水平得到了很大提高,减轻了变电所10kV出线保护对该级电网的远后备的负担。在10kV线路中,T接线路多且短,线路首端与末端短路中的电流值差别不大,若采用瞬时电流速断保护,它的保护范围可能为零,保护整定计算很难满足选择性要求,因此只需配置二段式电流型相间保护。
3.1.2过电流保护配置。过电流保护中的起动电流一般按躲过最大负荷电流来整定。10kV线路中,负荷变化很大,若过流定值整定大,灵敏度则不够;若过电流定值整定小,则容易误动。因此可以加装低电压起动元件来提高过电流保护灵敏度,保证系统正常运行。不管负荷电流多大,母线上的电压都很高,低电压继电器不会动作,即使过电流继电器动作,保护装置也不会动作。在计算电流元件的起动电流时,可以只躲过正常工作电流,不需躲过最大负荷电流,用电气设备的额定电流In来计算即可,这样一来,不仅降低了保护装置的起动电流,而且提高了灵敏度。
3.1.3反时限配置。10kV配电网大量采用反时限特性的保护元件,且为了整体配合的完整性,采用反时限配置。反时限过电流保护一般按照时限的阶梯原则来整定,时限级差一般为0.7s,其动作时限的选择与动作电流的大小相关。另外感应型继电器具有惯性大,存在一定误差的特点,而且新、旧型的特性也不相同。所以在实际运行整定时,不能单凭特性曲线作为整定的依据,还应作必要的实测与调试。反时限过电流保护时限特性的整定和配合相对来说比较复杂,因此需根据实际情况灵活处理。
3.210kV线路继电保护中应注意的问题
3.2.1在农网的变电所,10kV线路出口处短路电流一般较小,它们处于电网末端,远离电源,系统阻抗较大。对于同一线路,系统规模及运行方式的变化也会相应的改变出口处短路电流的大小。当系统规模不断扩大时,10kV系统短路电流随之变大,常常达到TA一次额定电流的几百倍,导致系统中能正常运行的变比小的TA出现饱和现象,而且短路电流中大量非周期分量也会加速TA饱和。TA的饱和使10kv线路中所感应到二次侧的电流会很小或接近于零,保护装置就会出现拒动,供电的可靠性能受到影响,运行设备的安全也随之受到威胁。为了避免TA饱和,在选择TA时,要考虑线路短路时TA的饱和问题,变比不能太小,TA变比最好大于300/S,此外要尽量避免计量共用TA,减少TA的二次负载阻抗,缩短TA的二次电缆长度及加大二次电缆截面等,防止TA饱和现象的出现。
3.2.2通常在10kV线路中装有大量的配电变压器,在合闸瞬间,各变压器所产生的励磁涌流在线路上相互迭加,产生了一个复杂的电磁暂态过程。在系统阻抗较小时,会出现较大的涌流,时间常数也较大。而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,此时励磁涌流值可能会大于装置整定值,使保护误动。这种情况在变压器个数少、容量小及系统阻抗大时并不突出,往往被忽视掉,但当线路变压器个数及容量增大后,就可能出现。我们可以利用励磁涌流的特征,即它含有大量的二次谐波和它的大小随时间而衰减的特征,在电流速断保护加入一短时间延时,一般为0.15-0.2s,能很好地避免励磁涌流所引起的误动,虽然这样会增加故障时间,但对于如10kV这些对系统稳定运行影响较小的地方还是很实用。
4、结语
农村10kV电网线路能否安全、稳定、可靠的运行,不仅关系到农业生产的正常用电,而且还涉及到电力系统的稳定运行。继电保护技术的应用为农村电网健康发展提供了有利地保障,满足了供电需求,减少事故损失。随着电子技术、计算机与通信技术的飞速发展,继电保护技术也将不断改进与向前发展,为电力系统提供一批批具备优良性能、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。
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【关键词】电力系统继电保护整定计算运行方式组合问题
电力系统在使用过程中,它的运行方式是存在变化的,为了确保继电保护能够在不同状态下进行,为此在整定计算数值时,需要考虑系统方式的变化。对继电保护整定数值时,要确保它的灵敏性、可靠性、选择性和快速性,从中来选择最合适的最终定值。随着电力系统和电网结构的发展,其运行方式也变得复杂。
1传统运行方式的方法
传统系统运行方式的基本选择是以系统中常见的运行方式为基础,局部考虑其外部系统的运行方式,及其特殊的运行方式。因为大多处于正常运行状态,因此要充分发挥其作用,在正常运行方式的前提下,保护好它的工作性能。其特殊的运行方式,需要用补算工作来调整。传统运行方式较简单,能够保证定值的合理性。
但是,随着系统规模、网架结构的不断发展,大规模电厂的数量也呈增加模式,包括系统接线方式、大小环交错连接。就目前而言,传统运行方式考虑不到特殊的运行方式,影响到定值的合理准确性。随着计算技术的快速发展,能够实现对电力系统继电保护整定计算理念的完善,在其运行方式中,应该选择合理有效的运行方式,来确保继电保护整定计算结果的精确性。
2电力系统传统的运行方式的计算方法
传统的电力系统运行方式要考虑到常见的运行方式,在进行继电保护整定计算的时候,应该考虑到需要保护线路两端的最大电流值,可是传统性的运行方式并不会考虑到这一点,因此会减少整定计算的精确度。因此需要在一定的程度上来提高继电保护整定计算的运行方式,提高其精准度。根据电力系统的运行原则,确保继电保护整定计算的精确度和相关数值,这样才能进行准确诊断。
3完善电力系统继电保护整定计算的运行方式的选择方案
3.1基本思路
在其运行方式的选择上,要根据系统中常见的运行方式来对其进行计算数据,要在相关计算的基础上实现和完善系统运行方式。传统的运行方式的原则要在分析过后,才能够运用到运行方式的完善中。
(1)电力系统中新的运行方式,要采用阻抗矩阵的方法来对其的运行能力来分析,如果电力系统有故障的时候,应该对其数据进行分析。节点的地方采用阻抗的方式来计算,它的公式是ZI=U。阻抗矩阵对角线是节点的自阻抗,由此可以输入阻抗。非对角线的阻抗矩阵数据为转移阻抗,每一个节点都可以通过阻抗的形式来说明系统的运行情况。
(2)在电力系统中的环路形式和运行方式变化均能用阻抗矩阵表示,在节点间使得阻抗的连支断开,其会改变电力系统中电压的分布距离。电力系统中的节点数和拓扑结构是确定繁荣,因此阻抗矩阵不会有太大差别,环路形式中,需要对阻抗做局部调整,环路的变化导致阻抗形式不同。根据其阻抗矩阵的特点,节点处的阻抗矩阵就能够代表整个电力系统的特点,可以说是电力系统的运行方式的综合描述。电力系统的环路元件存在问题,阻抗也会发生变化。
3.2完善电力系统的运行方式的方法是采用阻抗矩阵。
如果将继电保护系统放置在电力系统中的环路中,其计算的数值是继电保护系统中的最大电流的时候,此时就应该要分析电力系统中的节点位置间的断开,对继电保护系统定值造成的影响。假如继电保护系统中的电流单项短路的话,那么当电力系统出现金属性短路的情况下,短路处的数值为I=Z=0,环路位置的断开会对电力系统的运行方式带来很大的影响。在电力系统中的其他节点断开的情况下,电力系统中的故障值也将发生变化。这个时候就要计算断开节点处的边界数值,以此来确定系统故障的地方。如果电力系统的节点有单项短路的问题发生时,能够计算阻抗参数来确定电力系统的运行方式。电力系统中边界电流短路的时候,能够采用阻抗矩阵的方法来描绘,来确定电力系统中主要电路的运行方式。环路中的大型电力系统的运行方式的变化对继电保护系统的电流有很大的影响,在传统的电力系统运行方式中不会出现此类现象,所以说必须采取阻抗矩阵的方法。
3.3整定原则的通用性和灵活性
在电力系统继电保护整定计算中,整定法规可以说是继电保护整定计算遵循的基本准则,在实际的整定计算中,因为每个地方存在地理位置、网架结构构造和保护配置都不相同,所以有很多并没有明确的规定,有其特殊情况。所以说每个地方采取的整定原则有很大的差异。因此会有较大的限制。
为了满足不同地区的要求,因此采用了整体的整定风格,整定风格指的是有地方特色的原则。它的基础是部颁整定规程,考虑到不同地域风格形成,具有通用性。在安装时,可以选择具有本地特色的整定原则。整定计算有其独立性、替换性。能够兼顾通用性、专用型。对待特殊用户,可以转化成专用的整定计算。
4结语
随着计算机技术及其领域的迅速发展,电力系统继电保护整定计算对系统故障诊断有着很大的影响和作用,能够将电力系统的运行速度提高,如果电力系统有特殊的运行方式出现时,应当考虑到实际情况来对其进行调整。如果电力系统存在障碍时,需要对其故障进行数据分析,对节点的计算要采取阻抗的方式,因为电力系统中节点数目和拓扑接收是确定的,所以说阻抗矩阵没有过多的变化。提出新的运行方式的选择方法。
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关键词继电保护;状态检修;保护检验
中图分类号TM7文献标识码A文章编号1674-6708(2011)46-0035-01
近年来,随着计算机和通信技术的迅猛发展,不论在原理上还是技术上,电力系统继电保护都发生了巨大变化。安全性和可靠性是继电保护及自动化装置的一个至关重要的因素,继电保护系统随着电力系统的不断发展,容量越不断急剧增大。随着电力的发展和创新,电网的结构突出了两个最为重要的特性―复杂性和广泛性,其分布范围和复杂程度与日俱增,维护的工作量和成本当然会呈直线上升态势。另外,随着二次设备数量的大幅度增加,继电保护动作的安全性和可靠性就显得尤为重要,对继电保护安全性能检修措施的研究与探讨就很有必要,能够极大程度上解决当务之急。继电保护的地位在电力系统中日益重要,很多负面效应也随之产生,如:检修管理人员的工作量不断加大,设备的频繁检修缩短了设备寿命,降低了经济效益等等,因此继电保护的检修策略及措施的重要性就表现得比较充分。
1继电保护性能检修适用范围及装置的状态识别
继电保护的状态检修的实施取决于对设备状态的正确评价,依赖于现场设备运行数据的实时搜集、处理,因此,装置本身必须具备自检、上送、通信的功能,其使用范围也就只能是智能型的保护装置,单纯依靠人力进行数据收集、整理是不可能完成的和不现实的。所以,继电保护状态检修的适用于智能性的保护装置,如微机型继电保护装置,而不适用于电磁型、晶体管型等非微机型保护装置。继电保护装置在电力系统中的状态通常都是静止的,一旦电力系统发生故障或异常时,继电保护装置才会根据检测到的系统故障的电器参数而启动,然后通过自身的逻辑回路加以识别,灵敏可靠并有选择性地将故障快速切除或给出相应的预警启示。继电保护装置状态在人们的印象和了解范畴内往往是以静止状态所呈现的,当然,电力系统无不存在故障或异常时,保护装置也就不会产生保护动作和预警。因此,在电力系统中,继电保护装置在电力系统发生故障时,是否能准确快速地产生动作,发挥预警机制,这才是我们最需要的,也是继电保护性能检测的关键之处。只有在以下3种情况下才能充分发挥继电保护装置的动态特性:设备故障保护动作――继电保护装置试验和传动――保护装置误动。因为继电保护装置是一个静态的系统,所以如果我们想分析研究继电保护装置的特性,就必须要把握住其逻辑功能从而产生一些试验测试,即保护检验。我们通过模拟继电保护装置在电力事故和异常情况下所感受到的参数,使继电保护装置启动,检查继电保护装置应具有的逻辑功能和动作特性,从而了解和掌握继电保护装置状况。这些试验检测对继电保护装置的校验是非常有必要开展的,意义也非常明显,同时,它也需要定期进行检验、测试。
2保证继电保护性能检修安全性同步提高的相关措施
继电保护系统可靠性贯穿于设计、选型、制造、运行维护、整定计算和调试的整个过程,而继电保护装置的安全性和合理性的设计则是决定继电保护系统可靠性的一个重要标志,发挥着不可替代的作用。由于继电保护装置的投入运营,受到各方面因素的多层影响,所以谈其绝对可靠,那是不可能的,但是我们可以通过制定相应的各种规定和防范事故方案,采取相应的有效预防措施,从而消除隐患,在这样的情况下,继电保护系统的安全性还是可以达到理想目标的。我们可以从以下几个方面系统地提高继电保护系统检修安全性的措施:1)在保护装置制造过程中,务必要把好质量关,提高整体质量水平。我们可以通过杜绝不合格的劣质元件混入,从而保证高质量的元器件;2)晶体管保护装置设计中应着重考虑其所安装的空间务必要在与高压室隔离,从而免遭高压强电流、断路故障以及切合闸操作电弧的影响。我们还要防止晶体管受到环境中污染物的损害,一般需安装空调;机电型继电器外壳与底座间也要加胶垫密封,做到抵制灰尘和有害气体侵入;3)电力系统动态稳定性方面需重点考虑;继电保护系统需要具备快速切除故障的能力,因此输电线路或设备的主保护重要采用多重化设施,两套主保护并列运行。为了使保护装置在发生故障时有选择性动作,保护装置的设计和整定计算等方面应考虑周全,选择合理的元器件相互配合才能提高保护装置动作的可靠性。
3结论
随着电力系统的飞速发展,继电保护体系也得到了广阔的发展空间,开辟出了一条独特有保障的新道路。国家电网随着社会发展,其安全性和可靠性也广受人民关注,也是与居民生活息息相关的一项坚实而不可动摇的保障线。伴随经济发展和电力系统强大压力下的要求和责任也将会一直推动继电保护状态检修领域的持续进步和探索发展。继电保护的状态检修涉及到管理工作成为电力系统工作的重中之重,其作用发挥承上启下,是连接电力系统正常运作与人民生活和谐运转的枢纽。继电保护装置不论从设计、选型、安装,还是调试、验收、检修等各个环节,我们都需要产生整体观念,加强和保证此体系的全过程管理,特别是在设备初始状态方面要把好关。与此同时,状态检修还需要有先进的检测手段和高水平的综合判定能力作依靠,我们需要在不断的发展创新过程中,踏实上进,以国家科技的崛起为支点,着力掌握核心技术,从而真正把握设备的状态,制定出科学合理的检修策略,这样才能坚定不移地为继电保护系统的安全稳定运行提供指导性方针和发展性策略。
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【关键词】继电保护;整定计算系统;应用;发展
1、引言
随着我国城市化的发展,城市用电量日趋增大。随之而来的就是城市整体电网的扩张,这就对电厂的电力系统安全、稳定的运营提出了更高的要求。继电保护是电厂整个电力系统运行的基础,其整定计算更是直接关系到电厂运营与电力输送的稳定性和安全性。
由于电厂的电力系统的继电保护装置繁多,这就直接增加了了继电保护整定计算的工作量以及繁杂程度。传统计算一般采用手工计算,需要具有优秀的专业素质和良好的计算能力的工作人员进行专门的计算。大量的计算工作很容易出现人为误差,大大的影响着继电保护整定计算的可靠性和准确性,从而影响到电力系统运行的稳定性。现阶段为了解决这个问题,国内外开发了大量的继电保护整定计算软件。这类软件系统的推广使用在很大程度上提高了计算的自动化和精准度。近几年,相关技术的发展为新型继电保护整定计算系统的研发奠定了坚实的技术基础。
2、常见整定计算系统的组成
当前阶段,市场上推广使用的继电保护整定计算系统大多包括四个主要部分。
(1)图形建模部分。主要实现人机交互模块,来支持相关的建模工作。同时,方便操作人员进行拓扑分析以及数据交换工作。
(2)整定计算部分。整定计算是系统的重中之重,主要是系统调用自带的函数来完成计算工作,并根据数据库的整定规则进行相关设备的保护设置。
(3)故障计算部分。继电保护中的故障计算是指电力系统的短路故障,这部分主要用于短路电流的计算。
(4)数据管理部分。这部分是对系统计算部分所得的数据进行存储等管理,规范数据形式便于系统数据的调用和检索。
另外,带有网络附属功能的整定计算系统还可以实现网络数据交流、信息传递等功能。
3、整定计算系统的应用现状
虽然现阶段大量的整定计算软件系统被电厂广泛应用,但是随着电网的扩张,电厂对电力系统的要求也越来越高。同时,在实际应用中系统的设计不足以及存在的问题日益明显。主要体现在以下几个方面:
(1)系统的智能化程度不足。整定计算系统的设计目的就是为了将工作人员从繁重的计算工作中解放出来。但是现阶段的系统的各个子模块之间的联系智能化不足,这就导致了整个软件系统的操作繁多。例如,大多数系统都需要提前进行建模操作,建模所需的大量的图元以及参数设置也较为繁重。另外,系统还需要工作人员对计算的数据人为的制定设置规则。这样的系统一方面需要对操作人员进行严格、专业的培训。另一方面,过多的操作项目也就意味着人为因素的增加,也会在一定程度上影响继电保护整定计算的可靠性。所以,欠缺智能一体化的整定计算系统也制约着电厂电力系统的长远发展。
(2)系统的可维护性不高。电厂的电力系统组成复杂多样,对各类设备的保护就需要采取不同的装置。大量、多类别的继电保护设备对现有的整定计算系统提出了巨大的挑战。随着电网扩张的压力的增加,电厂需要不断的配置新的供电设备,同时配备相应的继电保护设备。继电保护设备的增加就需要对整个整定计算系统进行维护、修改。现有的系统维护技术并不能满足新型继电保护设备的需求,这样就会影响致整定计算系统稳定性和可靠性。另外,电厂频繁的增加继电保护设备不可避免,这就导致了现有继电保护整定计算系统维护的不断恶化。
(3)系统的适应性不强。现阶段的整定计算系统大多是根据具体电厂进行搭建的,仅仅适用于本电厂,这就严重的影响了系统的普遍适用性。当前系统的数据库、规则库以及其中的各类参数均是根据本电厂的具体情况和实际经验制定而成。这样一方面系统对本电厂的设备更新难以做出相应的适应更新。另一方面系统对其他电厂的设备适应性不强,阻碍了整定计算系统的推广与发展。所以,现阶段需要的整定计算系统应该具有多规则、自适应等特点,并能够根据市场设备的更新及时对数据库、规则库以及相应参数进行自动更新。
4、整定计算系统的发展前景
目前,继电保护整定计算系统的研发还处于初步阶段。随着系统在电力系统的实际应用,大量的问题急需解决。随着相关技术逐渐成熟,继电保护整定计算系统还有很大的发展潜力。
(1)普及系统的网络化。随着网络技术和通信技术的发展,整定计算系统需要与之相结合,从本地化向网络化发展,实现网络上的数据交流和信息共享。一方面,可以减少本地工作负担,另一方面,信息的共享和交互有利于规则判断的准确性,提高继电保护的稳定性。
(2)实现数据处理的可视化。现阶段,继电保护整定计算的信息数据均以单一的形式在系统中呈现,不利于数据处理、规则判断以及设置策略的制定。下一阶段可以利用可视化技术将繁多的计算数据进行可视化转化。这样就可以大大的提高人机互动体验,提升继电保护配置效率。
(3)提高系统的普遍适用性。现阶段的适应性差主要是由于单一的数据库、规则库引起的。下一阶段我们可以在网络化的基础上建立网络数据库和规则库。这样电厂安装的继电保护整定计算系统仅为配置客户端,利用通信技术与终端的库进行数据交流。这样就可以实现计算数据的本地化和处理操作的网络化,大大提升了系统的适应性。
(4)系统调控的智能化。当今世界,越来越多的技术呈现出智能化的趋势。各个子模块的嵌入式连接和自动化匹配等技术可以大大的缩减系统的操作的步骤。同时,也节省了时间和人力,减少操作系统期间的人为操作的失误,提高继电保护整定计算的准确性。
5、小结
继电保护整定计算系统已经给电厂的电力系统保护带了巨大的便利,提升了电网运行的稳定与效率。随着计算机、网络等相关技术的发展,继电保护整定计算系统还有待提高。同时,新兴技术的融入也可以促进新型继电保护整定计算系统的产生。所以整定计算系统还有着广大的发展前景,电厂的继电保护更有待进一步的提升。
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