時間:2022-07-19 10:58:33
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇繼電保護技術論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
①繼電保護自動化技術在母線保護中的應用。母線繼電保護主要包括兩種,即相位對比保護以及差動保護。相位對比保護指的是通過相位的對比方式,提高系統保護母線的可靠性和有效性;差動保護是將特點以及變化都一致的電流互感器設置在母線元件上,當系統母線側邊端子和二次繞組進行連接之后,再將繼電保護裝置安裝在系統母線差動位置。在大電流接地過程中,通過三相連接的方式實現;小電流接地過程中,在相間短路中設置系統母線保護,然后通過兩相連接的方式實現。②繼電保護自動化技術在發動機保護中的應用。發電機是電力系統的重要組成部分,保證發動機的安全、穩定運行至關重要。繼電保護自動化技術在發電機保護中應用主要包括兩個方面:一方面,重點保護,如果發電機定子繞組匝間發生短路故障,將會導致發電機的故障部位溫度上升,破壞絕緣層,威脅發電機的安全運行,通過在定子繞組內安裝匝間保護裝置,能夠有效的防止定子匝間短路故障的發生;如果發電機的單相接地產生的電流超過規定值,通過安裝接地保護裝置能夠對發電機進行繼電保護;通過將發電機中性點、電流、相位進行相互結合,能夠形成縱聯差動保護,實現對發電機的保護;另一方面,備用保護,過電壓保護能夠有效的防止發電機自負荷較低的狀況下發生絕緣被擊穿的現象;過電保護能夠有效的實現對外部短路故障的保護,防止發生短路破壞發電機;當發電機定子繞組發生低負荷問題時,繼電保護裝置能夠自動切斷電源,并發出相應的報警信號,實現對發電機的保護。③繼電保護自動化技術在變壓器保護中的應用。變壓器是電力系統的重要組成部分之一,對電力系統的運行安全性和穩定性具有非常重要的作用。繼電保護自動化技術在變壓器保護中的應用主要包括以下幾個方面:其一,短路保護,變壓器短路保護包括阻抗繼電保護和過電流繼電保護,阻抗繼電保護主要是通過利用變壓器阻抗元件產生的保護作用,阻抗元件運行一段時間之后,會自動切斷電源,以此實現對變壓器的保護;過電流繼電保護主要是在變壓器電源兩邊電源和時間元件中安裝過電流繼電保護裝置,電流元件運行一段時間之后,會自動切斷電源,進而實現對變壓器的保護。其二,瓦斯保護,當變壓器的油箱出現問題時,在故障電弧的作用下絕緣材料和油都會發生分解,產生有害氣體,通過采用瓦斯保護,當油箱出現上述故障時,能夠自動的啟動保護動作,將變壓器電源切斷,同時發出警報信號通知維護人員趕到故障地點進行處理。其三,接地保護,對于不接地變壓器保護,應該采取零序電壓保護措施;對于直接接地變壓器保護,應該采取零序電流保護。④繼電保護自動化技術在線路接地保護中的應用。電力系統的線路錯綜復雜,接地方式也相對較多,因此電力系統的接地方式包括大電流型接地與小電流型接地,當出現大電流接地時,應該立刻切斷電源,防止接地故障對電力系統造成的破壞;當發生小電流型接地時,繼電保護裝置會發出報警信號,電力系統在一定時間內依然可以運行。針對不同的接地故障,應該根據故障狀況采取相應的保護措施,具體狀況如下所示:其一,零序功率,當電力系統發生接地故障時,零序功率的方向發生變化,零序電流波動相對較小,以此實現對電力接地故障的預測以及保護;其二,零序電流,當電力系統線路發生接地故障時,零序電流會迅速上升,繼電保護動作非常敏感,能夠及時的采取切斷電源的保護措施,對電力系統進行保護;其三,零序電壓,電力系統在正常運行時,并不會產生零序電壓,如果電力系統發生接地故障,會導致零序電壓的產生,繼電保護裝置能夠及時的發出相應的報警信號,同時電網維護人員通過觀察電壓表數值能夠判斷系統是否發生接地故障,主要是因為當電力系統發生接地故障時,電壓數值會降低。
1.2實例分析
文章以某電網為例,該電網于2010年應用了繼電保護自動化技術,2011年4月23日,110kV變壓器主變低壓側繼電保護動作,1號主變101開關跳閘,2號主變119、131開關過流保護動作跳閘,重合閘動作,合成功,電網維護人員趕到事故現場,設備并無異常,維護人員通過查看跳閘過的線路,兩條線路故障都能夠合閘成功,但是卻導致越級跳閘。通過對故障進行分析,發現為線路故障,開關拒動,處理方法表現為:把故障開關隔離,恢復供電,然后通知檢修人員認真檢查,查實狀況后采取措施進行檢修。
2繼電保護自動化技術的未來發展趨勢
繼電保護自動化技術的未來發展趨勢主要包括以下幾個方面:其一,智能化,近年來,人工智能技術在電力系統繼電保護自動化中得到非常廣泛的應用,例如模糊邏輯算法、遺傳算法、神經網絡等,通過將這些人工智能技術應用在繼電保護自動化系統中,能夠保證繼電保護自動化系統正確判別故障,并具有智能化解決復雜問題的能力,進而實現繼電保護的智能化;其二,網絡化,計算機網絡技術在國家經濟建設以及能源發展中發揮了至關重要的作用,通過將網絡化技術應用在電力繼電保護系統中,利用計算機網絡能夠將主要設備的繼電保護裝置連接在一起,創建繼電保護裝置網絡,能夠顯著的提高繼電保護的可靠性,因此電力系統繼電保護技術的網絡化是未來發展的一種必然趨勢;其三,計算機化,隨著計算機技術的快速發展,自動化芯片控制的電路保護硬件已經從16位單CPU結構發展為32位CPU微機保護結構,顯著的提高了繼電保護的性能以及響應速度,繼電保護自動化系統的計算機化已經成為不可逆轉的發展趨勢。
3結束語
【關鍵詞】繼電保護,運行,可靠性,技術措施
中圖分類號:S157.4 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
提高繼電保護運行的可靠性的相關措施將會大大提高電網的運行效率并且減少電網運行的風險性。提高繼電保護的技術水平和采取先進的繼電保護措施將會使繼電保護的日常驗收、日常的管理以及其他各項相關工作都更加地快捷和高效。提高繼電保護運行可靠性的技術和措施有其重要意義。
二.提高繼電保護運行可靠性的技術措施
1.要把好繼電保護的驗收關
交接驗收對于一個即將投入運行的發電廠或變電所是一次全面的“體檢”,因此這項工作的好壞直接影響其今后的安全運行,繼電保護交接更是如此。保護交接驗收必須嚴格遵循如下工序:在繼電保護調試完畢后,要嚴格自檢、專業驗收,然后提交驗收單由工區組織的檢修、運行、保護3個班組進行保護整組試驗、斷路器合跳試驗合格。并確認拆動的接線、元件、標志、壓板已恢復正常,現場文明衛生清潔干凈之后,在驗收單上簽字。保護定值或二次回路變更時,進行整定值或保護回路與有關注意事項的核對,并在更改簿上記錄保護裝置變動內容、時間、更改負責人和運行班負責人簽名。保護主設備的改造還必須進行試運行或試運行試驗,如差動保護更換TA后,應作六角圖試驗,合格后方可投運。
2.搞好保護動作行為分析
保護動作跳閘后,嚴禁隨即將掉牌信號復歸,而是檢查動作情況并判明原因,做好記錄,在恢復送電前,才將所有掉牌信號全部復歸,并盡快恢復電氣設備運行,事后做好保護動作分析記錄及運行分析記錄。內容包括:崗位分析、專業分析及評價、結論等,凡屬不正確動作的保護裝置,及時組織現場檢查和分析處理,找出原因,提出防患措施,避免重復性事故的發生。
3.提高繼電運行的微機化和信息化水平
隨著電子信息技術的不斷發展和創新,微機保護在各個方面的科技含量也大大增加。目前,最新出現的工控機功能、速度以及存儲容量等方面都大大優于原來的小型機。并且現在所使用的工控機的體積很小,僅僅類似于微機保護裝置大小。所以,用成套的工控機做繼電保護在技術上已經有了可操作性。這種情況下,繼電保護在運行過程中的不可靠性將會顯著降低。計算機網絡技術在電力系統中的應用已經徹底顛覆了傳統的繼電保護運行的方法和狀態,由于繼電保護裝置的作用是很單一的,主要是用來切除故障元件,但是它在保護電力系統的運行上還存在一定欠缺。為了保證每個保護單元都可以共享運行的數據和故障信息,以進一步提高保護的及時性和準確性,就必須將整個電力系統作為一個整體連接起來。要想實現這種連接應該通過計算機和網絡技術的幫助,實現微機保護裝置的網絡和共享化。
4.加強繼電保護運行的智能化程度
提高繼電保護運行可靠性的一項重要措施是智能化,同時這也是一項重要的技術創新。人工智能化應用的領域已經越來越廣泛,行業也不斷得到拓展。很多先進的技術和理念也已經開始在電力系統中出現。諸如神經網絡、進化規劃、遺傳算法、模糊邏輯等技術在電力系統中已經得到了應用,在繼電保護領域應用的研究也正在進行并不斷深化。人工智能技術的引進具有強大的優勢。人工智能將會從很大程度上提高繼電保護裝置的穩定性能,并且還可以對繼電保護裝置原有的工作隱蔽性以及連續性等不可靠因素進行有效的控制。人工智能的顯著優勢是可以進行快速處理,并且具有極強的邏輯思維能力。實踐表明,人工智能在在線評估中所發揮的作用是重要的,其明顯優勢是不可忽略的,并且具有一定的主導地位。人工智能在電力系統,尤其是在繼電保護工作中的普及和應用將會給繼電保護運行的可靠性帶來極高的效率。
5.廣泛使用性能極其優良的數字控制器件
性能優良的數字控制器件的使用將會大大提高繼電保護的質量。CPLD和FPGA等器件在繼電保護領域被廣泛使用。CPLD是一種復雜可編程序邏輯器件,FPGA是一種現場可編程序門陣列,這兩種器件在繼電保護中都具有極其強大的優勢,因為,CPLD和FPGA作為現代可編程序專用集成電路(ASCI),具有功能高度集成的特點,并且他們還會把多個微機系統的功能集中在同一塊芯片上。這一類性能優良的數字控制器件的使用將會給電子系統設計帶來極大變革,并且會展示出強大生命力。因為保護系統的高度集成、快速響應以及較高的可靠性的實現都離不開這一類控制器件。同時,這一類器件有效縮短了保護裝置的研發周期,從很大程度上保證了繼電保護運行的可靠性。
6. 要把好繼電保護運行準確操作關
運行人員在學習了保護原理及二次圖紙后,應核對并熟悉現場二次回路端子、繼電器、信號掉牌及壓板情況;嚴格“兩票”的執行,并履行保護安全措施票;每次保護投入、退出,要嚴格按設備調度范圍的劃分,征得調度同意。為保證每套保護投入退出的準確性,在變電站運行規程中應編入各套保護的名稱、壓板、時限、保護所跳斷路器及壓板使用說明。由于規定明確,執行嚴格,簡化了運行值班人員保護查圖時間,避免運行操作出差錯。
三、變電站繼電保護故障處理的常用方法
1.替換法
用運行良好的或者當前運行正常的相同元件代替懷疑的或認為有故障的元件,來判斷它們的好壞,可以快速地縮小故障查找范圍。這是處理綜合自動化保護裝置內部故障最常用的方法,當一些微機保護故障,或者一些內部回路復雜的單元繼電器,可以用附近備用或者暫時處于檢修的插件、繼電器而取代它。
2.短接法
將電路回路的某一段或者某一部分用短接線進行人為短接,借此來判斷故障是否存在于短接線范圍之內,如果不在,可以同樣方法進行排查,不斷縮小排查范圍,以此來縮小故障范圍。此方法主要在電磁鎖失靈、電流回路開路、切換繼電器不動作時使用,借此判斷控制等轉換開關的接點是否良好。
3. 直觀法
處理一些無法用儀器進行逐點測試,或者某一插件在故障時沒有備品進行更換,而又想及時將故障排除的情況下使用。10kV開關拒分或者拒合的故障處理,在操作命令下達后,觀察到合閘接觸器或者跳閘線圈能夠動作,說明電氣回路運轉正常,故障存在于斷路器操作機構內部。
4.逐項拆除法
將并聯在一起的二次回路順序解開,之后再按照線路順序依次接回,一旦有故障出現,就表明故障存在于哪一路。再在這一回路內用同樣的方法查找出更小的分支回路,直至找到電路故障點。此法主要用于排查直流電源,交流電源熔斷器投入即熔斷等電路故障。
對于直流接線故障,可以先通過拉路法,根據負荷的重要性,分別短時拉開直流屏所供直流負荷各回路,切斷時間不得超過3秒鐘,當切除某一回路故障消失,則說明故障就在該回路之內,再進一步運用拉路法,確定故障所在的支路。再將接地支路的電源端端分別拆開,直到排查到故障點。
四.結語
近年來,我國的國民經濟不斷發展,電力系統各在國民經濟發展和社會發展中的作用也日益重要。并且伴隨著新技術的出現,繼電保護技術的發展也出現了嶄新的發展前景。同時,我國電力系統的運行與發展也對繼電保護的運行可靠性提出了新的更高要求。繼電保護是電網安全和穩定運行的必要條件,擔負的職責是極其重大的,相關單位應該及時提高繼電保護運行可靠性的相關措施和技術,以保證電網的健康運行。
參考文獻:
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【論文摘要】:繼電保護裝置在電力系統中發揮著重要作用,其正常工作與否將對電力系統的運行造成重大影響,因此如何提高繼電保護裝置的可靠性也就成為人們日益關注的重要課題。文章分析了繼電保護裝置狀態檢修的時機,以及如何利用狀態檢修提高繼電裝置的安全性。
繼電保護裝置在電力系統中發揮著重要作用,其正常工作與否將對電力系統的運行造成重大影響,如何提高繼電保護裝置的可靠性也就成為人們日益關注的重要課題。因此,有必要對電力系統"狀態檢修"進行梳理和分析,以期對今后的工作有所助益。
一、狀態檢修定義
狀態檢修,也叫預知性維修,顧名思義就是根據設備運行狀態的好壞來確定是否對設備進行檢修。狀態檢修是根據設備的狀態而進行的預防性作業。狀態檢修的目標是減少設備停運時間,提高設備可靠性和可用系數,延長設備壽命,降低運行檢修費用,改善設備運行性能,提高經濟效益。
二、繼電保護裝置的"狀態"識別
1. 重視設備初始狀態的全面了解
設備的初始狀態如何,對其今后的安全運行有著決定性的影響。設備良好的初始狀態是減少設備檢修維護工作量的關鍵,也是狀態檢修工作的關鍵環節。因此,實現狀態檢修首先要做好設備的基礎管理工作。需要特別關注的有兩個方面的工作,一方面是保證設備在初始時是處于健康的狀態,不應在投入運行前具有先天性的不足。另一方面,在設備運行之前,對設備就應有比較清晰的了解,掌握盡可能多的'指紋'信息。包括設備的銘牌數據、型式試驗及特殊試驗數據、出廠試驗數據、各部件的出廠試驗數據及交接試驗數據和施工記錄等信息。
2. 注重設備運行狀態數據的統計分析
要實行狀態檢修, 必須要有能描述設備狀態的準確數據。也就是說, 要有大量的有效信息用于分析與決策。設備部件在載荷和環境條件下產生的磨損、腐蝕、應力、蠕變、疲勞和老化等原因,最后失效造成設備損壞而停止運行。這些損壞是逐漸發展的,一般是有一定規律的,在不同狀態下,有的是物理量的變化,有的是化學量的變化,有的是電氣參數的變化,另外,還有設備的運轉時間、啟停次數、負荷的變化、越限數據與時間、環境條件等。因此要加強對繼電保護裝置歷史運行狀態的數據分析。
3. 應用新的技術對設備進行監測和試驗
開展狀態檢修工作,大量地采用新技術是必然的。在目前在線監測技術還不夠成熟得足以滿足狀態檢修需要的情況下,只有在線數據與離線數據相結合,進行多因素地綜合分析評價,才有可能得到更準確、可信的結論。此外,還可以充分利用成熟的離線監測裝置和技術,如紅外熱成像技術、變壓器繞組變形測試等,對設備進行測試,以便分析設備的狀態,保證設備和系統的安全。
三、開展繼電保護狀態檢修應注意的問題
1. 要嚴格遵循狀態檢修的原則
實施狀態檢修應當依據以下原則:一是保證設備的安全運行。在實施設備狀態檢修的過程中,以保證設備的安全運行為首要原則,加強設備狀態的監測和分析,科學、合理地調整檢修間隔、檢修項目,同時制定相應的管理制度。二是總體規劃,分步實施,先行試點,逐步推進。實施設備狀態檢修是對現行檢修管理體制的改革,是一項復雜的系統工程,而我國又尚處于探索階段,因此,實施設備狀態檢修既要有長遠目標、總體構想,又要扎實穩妥、分步實施,在試點取得一定成功經驗的基礎上,逐步推廣。三是充分運用現有的技術手段,適當配置監測設備。
2. 重視狀態檢修的技術管理要求
狀態檢修需要科學的管理來支撐。繼電保護裝置在電力系統中通常是處于靜態的,但在電力系統中,需要了解的恰巧是繼電保護裝置在電力系統故障時是否能快速準確地動作,即要把握繼電保護裝置動態的"狀態"。因此,根據對繼電保護裝置靜態特性的認識,對其動態特性進行判斷顯然是不合適的。因此,通過模擬繼電保護裝置在電力事故和異常情況下感受的參數,使繼電保護裝置啟動和動作,檢查繼電保護裝置應具有的邏輯功能和動作特性,從而了解和把握繼電保護裝置狀況,這種繼電保護裝置的檢驗,對于電力系統是很有必要的和必須的。
3. 開展繼電保護裝置的定期檢驗
實行狀態檢驗以后, 為了確保繼電保護和自動裝置的安全運行,要加強定期測試,所有集成、微機和晶體管保護要每半年進行一次定期測試,測試項目包括:微機保護要打印采樣報告、定值報告、零漂值,并要對報告進行綜合分析,做出結論;晶體管保護要測試電源和邏輯工作點電位,現場發現問題要找出原因, 及時處理。
4. 高素質檢修人員的培養
高素質檢修人員是狀態檢修能否取得成功的關鍵。在傳統的檢修模式中, 運行人員是不參與檢修工作的。狀態檢修要求運行人員與檢修有更多聯系, 因為運行人員對設備的狀態變化非常了解, 他們直接參與檢修決策和檢修工作對提高檢修效率和質量有積極意義。其優點是可以加強運行部門的責任感; 取消不必要的環節, 節約管理費用; 迅速采取檢修措施, 消除設備缺陷。
綜上所述,狀態檢修是根據設備運行狀況而適時進行的預知性檢修,"應修必修"是狀態檢修的精髓。狀態檢修既不是出了問題才檢修,也不是想什么時候檢修才檢修。實行狀態檢修仍然要貫徹"預防為主"的方針,通過適時檢修,提高保護裝置運行的安全可靠性,提高繼電保護裝置的正確動作率。因此,實行"狀態檢修"的單位一定要把電力設備的"狀態"搞清楚,對設備"狀態"把握不準時,一定要慎用"狀態檢修"。
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論文摘要文章主要就電力系統繼電保護的作用、組成進行論述,提出了相關的保護措施,在繼電保護工作中具有十分重要的意義。
1電力系統繼電保護的作用、組成及要求
1.1繼電保護的作用
在電力系統被保護元件發生故障的時候,繼電保護裝置能自動、有選擇性地將發生故障元件從電力系統中切除掉來保證無故障部分恢復正常運行狀態,使故障元件避免繼續遭到損害,以減少停電的范圍;如果被保護元件出現異常運行狀態時,繼電保護裝置能及時反應,根據維護條件,發出信號、減少負荷或跳閘動作指令。此時,一般不要求保護迅速動作,而是根據對電力系統及其元件危害程度規定一定的延時,以避免不必要的動作。同時,繼電保護裝置也是電力系統的監控裝置,可以及時測量系統電流電壓,從而反映系統設備運行狀態。
1.2繼電保護的組成及要求
繼電保護一般由輸入部分、測量部分、邏輯判斷部分和輸出執行部分組成。現場信號輸入部分一般是要進行必要的前置處理,如隔離、電平轉換、低通濾波等,使繼電器能有效地檢查各現場物理量。測量信號要轉換為邏輯信號,根據測量部分各輸出量的大小、性質、邏輯狀態、輸出順序等信息,按照一定的邏輯關系組合運算最后確定執行動作,由輸出執行部分完成最終任務。
繼電保護的基本要求應當滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性的要求。選擇性指保護裝置動作時,僅將故障器件從電力系統中當獨切除,使停電的范圍盡量地縮小,保證系統中無故障的部分正常運行;速動性是指保護裝置應盡快切除短路故障,它的目的就是提高系統的穩定性,從而減輕故障設備和線路的損壞程度,縮小受故障所影響范圍,提高自動重合閘和備用設備自動投入的效果。靈敏性是指對于保護的范圍內,發生故障或不正常運行狀態的反應能力。可靠性是指繼電保護裝置在保護范圍內發生動作時的可靠程度。
2繼電保護常見的故障分析
1)電流互感飽和故障。電流互感器的飽和對電力系統繼電保護的影響是非常之大。隨著配電系統設備終端負荷的不斷增容,如果發生短路,則短路電流會很大。如果是系統在靠近終端設備區的位置發生短路時,電流可能會達到或者接近電流互感器單次額定電流的100倍以上。在常態短路情況下,越大電流互感器誤差是隨著一次短路電流倍數增大而增大,當電流速斷保護使靈敏度降低時就可能阻止動作。在線路短路時,由于電流互感器的電流出現了飽和,而再次感應的二次電流小或者接近于零,也會導致定時限過流保護裝置無法展開動作。當在配電系統的出口線過流保護拒絕動作時而導致配電所進口線保護動作了,則會使整個配電系統出現斷電的狀況。
2)開關保護設備的選擇不當。開關保護設備的選擇是非常重要的一項工作,現在的多數配電都在高負荷密集的地區建立起開關站,也就是采用變電所—開關站—配電變壓器的供電輸電的模式。在未實現繼電保護自動化的開關站內,我們應當更多地采用負荷開關或與其組合的繼電器設備系統作為開關保護的設備。
3繼電保護故障的處理方法和措施
3.1常見的繼電保護故障的處理方法
1)替換法:用完好的元件代替被認定有故障的元件,來判斷它的好與壞,可以快速縮小故障的查找范圍;
2)參照法:通過對正常設備和非正常設備的相關技術參數對比,找出不正常設備的故障點。這個方法主要用于檢查接線錯誤、定值校驗過程中測試值與預想值有比較大差異的故障。在進行改造和設備更換之后二次接線不能正確恢復時,可參照同類設備的接線。并在繼電器定值校驗時,如果發現某一只繼電器測試值與整定值相差得比較遠,此時,不可以輕易做出判斷,判斷該繼電器特性不好,應當調整繼電器上的刻度值,可用同只表計去測量其他相同回路同類繼電器進行比較;
3)短接法:將回路某一段或一部分用短接線短接,來進行判斷故障是否存在短接線范圍內或者其他地方,這樣來確定故障范圍。此法主要是用在電磁鎖失靈、電流回路開路、切換繼電器不動作、判斷控制等轉換開關的接點是否完好。
3.2確保電力系統繼電保護正常運行的措施
合理的人員配置,使人員調度和協助能順利進行,明確人員工作目標,保證電力正常運行;完善規章制度,根據繼電保護的特點,健全和完善保護裝置運行管理的規章制度,繼電保護設備臺賬、運行維護、事故分析、定期校驗、缺陷處理等檔案應逐步采用計算機管理跟蹤檢查、嚴格考核、實行獎懲;對二次設備實行狀態監測方法,對綜合自動化變電站而言,容易實現繼電保護狀態監測。
4結語
隨著電力系統的快速發展,計算機和通信技術快速提高,繼電保護技術也會面臨新的挑戰和機遇,其將沿著計算機化、網絡化,保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化的發展方向去發展。我們將不斷學習和總結繼電保護技術,推動新技術的引進、應用,為我國電力技術的進步做出應有的貢獻。
參考文獻
論文摘要:隨著電力系統的快速發展,作為遏制電氣故障的繼電保護技術也不斷提出新的要求。本文作者主要就我國電力系統繼電保護技術的發展現狀、繼電保護的配置及發展趨勢做了闡述,同時對智能電網繼電保護裝置簡介、維護及實際應用進行了探討。
1.前言
近年來,隨著電子及計算機通信技術的快速發展為繼電保護技術的發展注入了新的活力,同時也給繼電保護技術不斷的提出了新的要求。作為繼電保護技術如何才能有效的遏制故障,使電力系統的運行效率及運行質量得到有效的保障,是繼電保護工作技術人員需要解決的技術問題。
2.繼電保護發展現狀
20世紀60-80年代是晶體管繼電保護技術蓬勃發展和廣泛應用的時期。70年代中期起,基于集成運算放大器的集成電路保護投入研究,到8O年代末集成電路保護技術已形成完整系列,并逐漸取代晶體管保護技術,集成電路保護技術的研制、生產、應用的主導地位持續到90年代初。與此同時,我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究,高等院校和科研院所起著先導的作用,相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定,并在系統中獲得應用,揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁,為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面,關于發電機失磁保護、發電機保護和發電機---變壓器組保護、微機線路保護裝置、微機相電壓補償方式高頻保護、正序故障分量方向高頻保護等也相繼通過鑒定,至此,不同原理、不同機型的微機線路保護裝置為電力系統提供了新一代性能優良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究,在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果,此時,我國繼電保護技術進入了微機保護的時代。
目前,繼電保護向計算機化、網絡化方向發展,保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化對繼電保護提出了艱巨的任務,也開辟了研究開發的新天地。隨著改革開放的不斷深入、國民經濟的快速發展,電力系統繼電保護技術將為我國經濟的大發展做出貢獻。
3.電力系統中繼電保護的配置
3.1.繼電保護裝置的任務
繼電保護主要利用電力系統中原件發生短路或異常情況時電氣量(電流、電壓、功率等)的變化來構成繼電保護動作。繼電保護裝置的任務在于:在供電系統運行正常時.安全地、完整地監視各種設備的運行狀況,為值班人員提供可靠的運行依據:供電系統發生故障時,自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分,保證非故障部分繼續運行:當供電系統中出現異常運行工作狀況時,它應能及時、準確地發出信號或警報,通知值班人員盡快做出處理。
3.2.繼電保護裝置的基本要求
(a)選擇性。當供電系統中發生故障時,繼電保護裝置應能選擇性地將故障部分切除 首先斷開距離故障點最近的斷路器,以保證系統中其他非故障部分能繼續正常運行。
(b)靈敏性。保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數來衡量。在繼電保護裝置的保護范圍內,不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣,保護裝置均不應產生拒絕動作;但在保護區外發生故障時,又不應該產生錯誤動作
(c)速動性。是指保護裝置應盡可能快地切除短路故障。縮短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度,加快系統電壓的恢復,從而為電氣設備的自啟動創造了有利條件,同時還提高了發電機并列運行的穩定性。
(d)可靠性。保護裝置如不能滿足可靠性的要求,反而會成為擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性,必須確保保護裝置的設計原理、整定計算、安裝調試正確無誤;同時要求組成保護裝置的各元件的質量可靠、運行維護得當、系統簡化有效,以提高保護的可靠性。
4.電力系統繼電保護發展趨勢
繼電保護技術向計算機化、網絡化、智能化、保護、控制、測量和數據通信一體化方向發展。隨著計算機硬件的飛速發展,電力系統對微機保護的要求也在不斷提高,除了保護的基本功能外,還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間,快速的數據處理功能,強大的通信能力,與其他保護,控制裝置和調度聯網以共享全系統數據,信息和網絡資源的能力,高級語言編程等,使微機保護裝置具備一臺PC的功能。為保證系統的安全運行,各個保護單元與重合裝置必須協調工作,因此,必須實現微機保護裝置的網絡化,這在當前的技術條件下是完全可行的。在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下,保護裝置實際上是一臺高性能,為了測量、保護和控制的需要,室外變電站的所有設備,如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜投資大,且使得二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置,就地安裝在室外變電站的被保護設備旁,將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后,通過計算機網絡送到主控室,則可免除大量的控制電纜。
5.繼電保護裝置簡介、維護及實際應用
5.1.繼電保護裝置的簡介
(1)WSTJ-1微機式繼電保護數字通訊接口裝置
這是近幾年興起的一種較為先進的繼電保護裝置,這套裝置采用傳統數字通信5群中的64kbi/s數據接口,但是卻利用了最先進的專業光纜通道傳輸多路繼電保護的開關量信號。
裝置中的繼電保護接口可與相間距離和零序方向保護配合,實現閉鎖式或允許式保護邏輯,構成方向比較縱聯保護。該裝置可與微機線路保護配合,構成各種閉鎖式和允許式保護。
(2)繼電保護裝置的維護
(a)對新投運好和運作中的繼電保護裝置應按照《繼電保護和電網安全自動裝置檢驗條例》要求的項目進行檢驗;一般對10kV~35kV用戶的繼電保護裝置,應該每兩年進行一次檢驗,對供電可靠性較高的35kV及以上用戶每年進行一次檢驗。(b)在交接班時應檢查中央信號裝置、閃光裝置的完好情況,并檢查直流系統的絕緣情況、電容儲能裝置的能量情況等。(c)對操作電源進行定期維護。(d)對繼電器、端子排以及二次線將進行定期清掃、檢查,此工作可以帶電進行,也可以停電進行,但必須有兩人在場,其中一人工作,一人監護;必須嚴格遵守《電業安全工作規程》中的有關要求,所用的工具應具備可靠絕緣手柄;清掃二次線上的塵土時,應由盤上部往下部進行;遇有活動的線頭,應將其擰緊,以防止造成電流互感器二次回路、開路,而危及人身安全。
(3)全數字繼電保護測試裝置
全數字繼電保護測試裝置具有數字化、模塊化、小型化、嵌入式人機界面等功能,主要技術特點為高壓保護、測量裝置等,滿足IEC61850-9-1標準的數字量信號的情況下,從硬件結構和軟件設計實現覺得保護裝置的全數字操作目標。
整機采用兩套DSP+CPLD分別作為信號發生和人機監控模塊,其中主控DSP系統采用以太網模塊和自定義的內部通信協議,通過模塊間內部CAN通訊接口傳輸測試數據,而監控DSP系統賦予了整機人機交互和保護自檢功能。該裝置能夠滿足新型微機保護裝置研發中對數字量繼電保護測試數據的需要。
5.2.繼電保護裝置的實際運用
近年來,由于電網繼電保護技術均已達到先進水平,在經過實際應用,相信該系統在電網安全運行方面將發揮重要作用。
電網繼電保護及故障信息處理系統主要由網、省、地級電力調度中心或集控站的主站,各級電廠、變電站端的子站及錄波裝置通過電力信息傳輸網絡共同組成。系統設計目的是能夠切實提高電網的信息化和智能化,并具有高安全性和高可靠性,要優先采用電力調度數據網絡,保障故障錄波數據能實時上傳。因此系統必須具有分層、分布、開放、易擴展的特性。
該系統實現了事故推畫面、故事匯總、網絡探測和跨安全區應用的技術創新,至投入使用以來,經歷了夏季高溫用電高峰、暴風雨,冬季冰雪等突發事件的檢驗,結果表明繼電保護裝置能夠較好的保證電網的安全運行。
6.結語
總之,在電力系統繼電保護工作中,只有對繼電保護裝置進行定期檢查和維護,按時巡檢其運行狀況,及時發現故障并做好處理,保證系統無故障設備正常運行,才能提高供電的可靠性。
參考文獻
[1]王翠平.繼電保護裝置的維護及試驗【J】.科苑論壇,2003(4).
關鍵詞:繼電保護系統 必要性 功能
中圖分類號:C35文獻標識碼: A
1、繼電保護概述
繼電保護是指當電力系統發生故障或異常工況時,在可能實現的最短時間和最小區域內,自動將故障設備從系統中切除,或發出信號由值班人員消除異常工況根源,以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區供電的影響。
繼電保護裝置必須具備以下4項基本性能:①靈敏性。反映故障的能力,通常以靈敏系數表示。②可靠性。在該動作時,不發生拒動作。③快速性。能以最短時限將故障或異常消除。④選擇性。在可能的最小區間切除故障,保證最大限度地向無故障部分繼續供電。選擇繼電保護方案時,除設置需滿足以上4 項基本性能外,還應注意其經濟性。即不僅考慮保護裝置的投資和運行維護費,還必須考慮因裝置不完善而發生拒動或誤動對國民經濟和社會生活造成的損失。
隨著電力系統容量日益增大,范圍越來越廣,僅設置系統各元件的繼電保護裝置,遠不能防止發生全電力系統長期大面積停電的嚴重事故。為此必須從電力系統全局出發,研究故障元件被相應繼電保護裝置的動作切除后,系統將呈現何種工況,系統失去穩定時將出現何種特征,如何盡快恢復其正常運行等。系統繼電保護的任務就是當大電力系統正常運行被破壞時,盡可能將其影響范圍限制到最小,負荷停電時間減到最短。特別是大機組和大電力系統的相互影響和協調正成為電能安全生產的重大課題。因此,系統的繼電保護和安全自動裝置的配置方案應考慮線路、變壓器等設備的實際情況,設備的設計制造也應充分考慮電力系統安全經濟運行的實際需要。為了電力系統的安全,不僅應有完善的繼電保護,還應研究、推廣故障預測技術。
2 、 電力企業建設繼電保護運行與故障信息自動化管理系統的必要性和重要性
電網的安全穩定運行離不開電力系統的一、二次設備的緊密配合。繼電保護屬于二次系統,它是電力系統不可分割的一部分,是電力系統安全運行的保證。因此,合理地安排繼電保護和自動裝置的運行,提高繼電保護的管理水平,是保障電網安全運行的重要條件。 隨著電網規模的不斷擴大、電網的電壓等級不斷提高、電網結構的日趨復雜以及保護裝置數量類型不斷增加,單純采用手工方式來管理繼電保護自動裝置,制定關于檢修、評估、備品管理等方面的決策,已成為專業人員的沉重負擔。繼電保護裝置的管理及相關決策的制定,要求繼電保護人員除具有一定的專業知識,非常熟悉電力系統一、二次運行狀態和保護配置、保護定值及其配合等情況外,還要求他們隨時保持高度的注意力和準確的記憶力。稍有不慎,就會出差錯和漏洞,對系統的安全穩定運行構成潛在的危險。因此,為提高電網事故分析水平,我們必須建立繼電保護運行與故障信息自動化管理系統。
3、相對于傳統的C/S模式的系統的優點
現在的繼電保護運行與故障信息自動化管理系統是基于傳統的C/S局域網方式,隨著我國電力網絡的日趨發展和日趨復雜化,傳統的C/S模式繼電保護運行狀態決策支持系統暴露了其工作效率低、管理不完善、維護困難和費用高的一面。而電力系統一體化的生產、管理、調度和指揮,加之現在電力系統要求的信息化和公開化,使得相互之間的信息收集、管理、傳遞、交流和利用顯得非常重要。 針對這些矛盾,本文提出在B/S結構體系下建立一個繼電保護運行與故障信息自動化管理系統的方案,來解決繼電保護管理和決策中所面臨的這些具體問題。
我們提出的這種基于Web的繼電保護運行與故障信息自動化管理系統的設計方案,具體來說,該系統具有以下優點:
(1)采用了先進的主流技術。采用當前先進的動態網頁瀏覽方式,不僅具有普通桌面信息管理系統的功能,而且可以通過局域網、公用電話網等各種數據通訊方式,將整個系統的管理、維護工作分散給各層的職能部門,做到了分布管理、責任明確、數據共享、格式統一。將目前松散的上下級職能關系變成緊密的縱向管理系統 ,減少了重復性勞動 ,提高了管理工作效率。系統整體上從資源配置(包括系統結構、硬件設置、軟件設計)到功能設置都采用了先進的.NET技術,基于B/S模式的架構,在國內同行業具有領先水平,具有一定的超前性和較長的生命周期。
(2)在保護類型定義管理方面,系統采用獨特的思路像保護類型定義采用三層結構。這種設計思想解決了原來未解決繼電保護裝置型號、版本太多,設計單一數據庫必須考慮包容繼電保護定值的所有項目,數據庫的字段數及記錄條數太多,勢必造成冗余度過大和查詢緩慢的問題。當然按類型分別建庫,必然會帶來維護上的麻煩,由于本系統設計充分考慮了數據維護的便利性和實用性,界面友好,可以在IE瀏覽器中進行維護,在新增保護類型操作中采用向導形式并有操作的解釋和提示,操作人員無需對數據庫結構有任何了解,可以輕松完成。
通過這樣就能對所有的保護建立統一的數據表提高了管理效率。
(3)擴展性和可伸展性。系統能較好地適應功能擴展,具有較好的增加和裁減能力,可按實際情況靈活配置系統,使系統發揮出最高的效率。這種擴展不僅表現在系統的體系結構上,還表現在軟件設計上,達到了總體結構合理,設計容量適度的目的。
(4)可靠性和安全性。可靠性是繼電保護信息管理系統的基本準則。系統的各項資源(包括硬件設備、軟件系統、數據庫等)具備較高的可靠性,工作穩定,便于維護;具有強大的容錯和冗余能力,用戶運行或修改系統時,會根據各級操作員權限(不同的權限具有不同密碼)執行。
4 、系統具備的功能
(1)系統增加了網絡查詢及修改功能實現了移動辦公。
在辦公室內移動的時候可以使用任何一臺電腦辦公,而傳統的OA是每臺電腦對應指定的用戶,別的用戶不能使用該電腦,而且還需要安裝調試軟件,相當不方便。回家或離開辦公室或出差到其他地方只要有可以上網的電腦也可以使用這個系統。分公司可以通過互聯網、專線、電話網等連接使用資源共享,協同辦公。
(2)繼電保護定值的輸入、查詢和打印。
在此模塊中用戶可以按自身需要任意定制、編輯、新增保護類型、保護配置和保護定值。程序提供了強大的功能,新增保護裝置用戶可依據程序提供的向導依次操作,十分方便。為減少用戶的人工輸入量,程序提供了原有保護裝置的模板復制功能,如新增保護裝置與原有某一裝置類似,借用模板復制功能,只需對原有的數據進行少量的修改即可,大大減少了維護量,人機界面十分友好,智能化程度高。查詢十分便利和準確。可以實現按變電站/一次設備/保護型號/時間等條件單獨查詢或組合查詢.定值單分為:作廢/已執行/未執行三個狀態.對于已作廢的以往的定值通知單為便于與新定值單對照查詢,不自動刪除,只是在輸入或修改后標記為作廢定值單,并在新定值單做作廢的說明,如果實在不需要可手動刪除,原則上只保留最近的一張作廢定值單即可。
參考文獻:
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[論文摘要]闡述繼電保護在供電系統中的作用,并對繼電保護故障及處理方法進行分析。
一、前言
隨著電力系統的高速 發展 和 計算 機技術,通訊技術的進步,繼電保護向著計算機化、 網絡 化,保護、測量、控制、數據通信一體化和人工智能化方向進一步快速發展。與此同時越來越多的新技術、新理論將應用于繼電保護領域,這要求我們繼電保護工作者不斷求學、探索和進取,達到提高供電可靠性的目的,保障電網安全穩定運行。
二、繼電保護在供電系統障礙中的作用
(一)保證繼電系統的可靠性是發揮繼電保護裝置作用的前提
繼電系統的可靠性是發揮繼電保護裝置作用的前提。一般來說繼電保護的可靠性主要由配置合理、質量和技術性能優良的繼電保護裝置以及正常的運行維護和管理來保證。
(二)繼電保護在電力系統安全運行中的作用
繼電保護在電力系統安全運行中的作用主要有以下三點:
1.保障電力系統的安全性。當被保護的電力系統元件發生故障時,應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件最近的斷路器發出跳閘命令,使故障元件及時從電力系統中斷開,以最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞,降低對電力系統安全供電的影響,并滿足電力系統的某些特定要求(如保持電力系統的暫態穩定性等)。
2.對電力系統的不正常工作進行提示。反應電氣設備的不正常工作情況,并根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同(例如有無經常值班人員)發出信號,以便值班人員進行處理,或由裝置自動地進行調整,或將那些繼續運行會引起事故的電氣設備予以切除。反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作。
3.對電力系統的運行進行監控。繼電保護不僅僅是一個事故處理與反應裝置,同時也是監控電力系統正常運行的裝置。
三、繼電保護常見故障
電壓互感器二次電壓回路在運行中出現故障是繼電保護工作中的一個薄弱環節。作為繼電保護測量設備的起始點,電壓互感器對二次系統的正常運行非常重要,pt二次回路設備不多,接線也不復雜,但pt二次回路上的故障卻不少見。由于pt二次電壓回路上的故障而導致的嚴重后果是保護誤動或拒動。據運行經驗,pt二次電壓回路異常主要集中在以下幾方面:pt二次中性點接地方式異常;表現為二次未接地(虛接)或多點接地。二次未接地(虛接)除了變電站接地網的原因,更多是由接線工藝引起的。這樣pt二次接地相與地網間產生電壓,該電壓由各相電壓不平衡程度和接觸電阻決定。這個電壓疊加到保護裝置各相電壓上,使各相電壓產生幅值和相位變化,引起阻抗元件和方向元件拒動或誤動。pt開口三角電壓回路異常;pt開口三角電壓回路斷線,有機械上的原因,短路則與某些習慣做法有關。在電磁型母線、變壓器保護中,為達到零序電壓定值,往往將電壓繼電器中限流電阻短接,有的使用小刻度的電流繼電器,大大減小了開口三角回路阻抗。當變電站內或出口接地故障時,零序電壓較大,回路負荷阻抗較小,回路電流較大,電壓(流)繼電器線圈過熱后絕緣破壞發生短路。短路持續時間過長就會燒斷線圈,使pt開口三角電壓回路在該處斷線,這種情況在許多地區發生過。pt二次失壓;pt二次失壓是困擾使用電壓保護的經典問題,糾其根本就是各類開斷設備性能和二次回路不完善引起的。
電流互感器是供給繼電保護和監控系統判別系統運行狀態的重要組件。作為繼電保護對電流互感器的基本要求就是電流互感器能夠真實地反映一次電流的波形,特別是在故障時,不但要求反映故障電流的大小,還要求反映電流的相位和波形,甚至是反映電流的變化率。而傳統的電磁式電流互感器是利用電磁感應原理通過鐵心耦合實現一、二次電流變換的。由于鐵心具有磁飽和特性,是非線性組件,當一次電流很大,特別是一次電流中非周期分量的存在將使嚴重飽和,勵磁電流成幾十倍、幾百倍增加,而且含有大量非周期分量和高次諧波分量,造成二次電流嚴重失真,嚴重影響了繼電保護的正確動作。由電工基礎理論可知,電流互感器在嚴重飽和時,其一次電流中的直流分量很大,使其波形偏于時間軸的一側。鐵心中有剩磁,且剩磁方向與勵磁電流中直流分量產生的磁通方向相同,在短路電流直流分量和剩磁的共同作用下,鐵心在短路后不到半個周期就飽和了。于是,一次電流全部變為勵磁電流,二次電流幾乎為0。由于電流互感器嚴重飽和,使其傳變特性變差甚至輸出為0,才導致了斷路器保護的拒動,引起主變壓器后備保護越級跳閘。
針對目前微機繼電保護裝置自身的特點,造成了微機保護裝置故障一般有以下這些原因:電源問題,比如電源輸出功率的不足會造成輸出電壓下降,若電壓下降過大,會導致比較電路基準值的變化,充電電路時間變短等一系列問題,從而影響到微機保護的邏輯配合,甚至邏輯功能判斷失誤。尤其是在事故發生時有出口繼電器、信號繼電器、重動繼電器等相繼動作,要求電源輸出有足夠的功率。如果現場發生事故時,微機保護出現無法給出后臺信號或是重合閘無法實現等現象,應考慮電源的輸出功率是否因元件老化而下降。對逆變電源應加強現場管理,在定期檢驗時一定要按規程進行逆變電源檢驗。干擾和絕緣問題,微機保護的抗干擾性能較差,對講機和其他無線通信設備在保護屏附近使用,會導致一些邏輯元件誤動作。微機保護裝置的集成度高,布線緊密。長期運行后,由于靜電作用使插件的接線焊點周圍聚集大量靜電塵埃,可使兩焊點之間形成了導電通道,從而引起繼電保護故障的發生。
四、繼電保護故障處理方法
(一)替換法
用好的或認為正常的相同元件代替懷疑的或認為有故障的元件,來判斷它的好壞,可快速地縮小查找故障范圍。這是處理綜合自動化保護裝置內部故障最常用方法。當一些微機保護故障,或一些內部回路復雜的單元繼電器,可用附近備用或暫時處于檢修的插件、繼電器取代它。如故障消失,說明故障在換下來的元件內,否則還得繼續在其他地方查故障。
(二)參照法
通過正常與非正常設備的技術參數對照,從不同處找出不正常設備的故障點。此法主要用于查認為接線錯誤,定值校驗過程中發現測試值與預想值有較大出入又無法斷定原因之類的故障。在進行回路改造和設備更換后二次接線不能正確恢復時,可參照同類設備接線。在繼電器定值校驗時,如發現某一只繼電器測試值與其整定值相差甚遠,此時不可輕易判斷此繼電器特性不好,或馬上去調整繼電器上的刻度值,可用同只表計去測量其他相同回路的同類繼電器進行比較。
(三)短接法
將回路某一段或一部分用短接線接入為短接,來判斷故障是存在短接線范圍內,還是其他地方,以此來縮小故障范圍。此法主要用于電磁鎖失靈、電流回路開路、切換繼電器不動作、判斷控制等轉換開關的接點是否好。
(四)直觀法
處理一些無法用儀器逐點測試,或某一插件故障一時無備品更換,而又想將故障排除的情況。10kv開關拒分或拒合故障處理。在操作命令下發后,觀察到合閘接觸器或跳閘線圈能動作,說明電氣回路正常,故障存在機構內部。到現場如直接觀察到繼電器內部明顯發黃,或哪個元器件發出濃烈的焦味等便可快速確認故障所在,更換損壞的元件即可。
(五)逐項拆除法
將并聯在一起的二次回路順序脫開,然后再依次放回,一旦故障出現,就表明故障存在哪路。再在這一路內用同樣方法查找更小的分支路,直至找到故障點。此法主要用于查直流接地,交流電源熔絲放不上等故障。如直流接地故障。先通過拉路法,根據負荷的重要性,分別短時拉開直流屏所供直流負荷各回路,切斷時間不得超過3秒,當切除某一回路故障消失,則說明故障就在該回路之內,再進一步運用拉路法,確定故障所在支路。再將接地支路的電源端端子分別拆開,直至查到故障點。如電壓互感器二次熔絲熔斷,回路存在短路故障,或二次交流電壓互串等,可從電壓互感器二次短路相的總引出處將端子分離,此時故障消除。然后逐個恢復,直至故障出現,再分支路依次排查。如整套裝置的保護熔絲熔斷或電源空氣開關合不上,則可通過各塊插件的拔插排查,并結合觀察熔絲熔斷情況變化來縮小故障范圍。
五、結束語