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中圖分類號:TM411文獻標識碼: A
1.1 基本任務
在變電站系統當中,繼電保護的基本任務包括以下幾個方面的內容:
(1)迅速、自動、有選擇地控制特定的斷路器跳閘,借此來對系統或是線路中發生故障的元器件進行保護,避免故障繼續擴大或持續對元器件造成破壞。
(2)能夠對變電站中各種電氣設備的異常運行情況進行反映,并按照預先設置好的運維條件,發出相應的報警信號,同時減輕負荷,并自動完成跳閘。在這一過程中,通常不要求繼電保護裝置快速動作,只需要保護裝置按照異常現象對電力系統及其各個元器件形成的危害程度進行相應地延時,以此來防止因干擾造成的誤動作。
1.2 主要作用
當電網出現故障時,會引起以下問題:其一,造成系統中的電壓急劇降低,這樣極易引起用戶負荷的正常工作被破壞;其二,在故障發生的位置處一般都會產生出較大的短路電流,由此引發的電弧會對電氣設備造成一定程度地破壞;其三,會影響發電機的運行可靠性,這樣便有可能導致系統振蕩,嚴重時甚至會造成整個電力系統崩潰;其四,由故障引起的電流再流經電氣設備時,會引起設備發熱,進而導致設備的使用壽命下降,若是電流過大還有可能造成設備損壞。變電站繼電保護能夠在故障發生時將故障位置迅速從線路當中切除,從而有效地減輕了故障的破壞程度,同時還使故障影響的范圍進一步縮小,確保了電力系統的安全、可靠、穩定運行。
1.3 變電站繼電保護分類
變電站的繼電保護按照被保護對象的性質大致可分為以下幾種類型:其一,發電機的繼電保護。此類保護包括發電機外部短路、定子繞組相間接地短路及過電壓、對稱過負荷、失磁故障、勵磁回路接地等等。其出口方式主要有解列、停機、信號傳輸以及縮小故障影響范圍等等;其二,線路的繼電保護。按照線路的實際電壓等級、中心點接地方式以及線路長度等又可分為相間短路、單相接地、過負荷等等;其三,變壓器的繼電保護。具體包括繞組短路、過負荷、中性點過電壓、油箱壓力過高、油面降低、變壓器溫度升高以及冷卻系統故障等等。
2. 變電站繼電保護自動化系統的技術分析
2.1 相關技術
(1)繼電保護技術。目前,在我國電力系統快速發展的推動下,繼電保護技術獲得了長足進步,繼電保護裝置也從以往單一的元器件逐步發展成為大型的現代化設備。繼電保護可以持續對電力系統的運行狀況進行檢測,一旦檢測到系統當中出現故障時,相應的繼電保護裝置便會快速、準確地將故障位置從系統當中切除。繼電保護裝置的應用進一步降低了系統因故障造成的損失。繼電保護裝置正在朝著監測、通信、保護等功能一體化的方向發展,相信在不久的將來,其勢必會實現電力系統的自動化控制。而想要實現這一目標,繼電保護裝置應當具備足夠的靈敏性、速動性和選擇性。
(2)變電站自動化系統。其具體包括自動化監控系統、自動裝置以及繼電保護裝置等等,屬于集多功能于一身的系統。自動化系統借助數字通信技術、網絡技術可實現信息共享。由于系統取消了控制屏和表計等常用的傳統設備,從而使控制電纜的使用大幅度減少,這樣一來有效地縮小了控制室的總體面積,減輕了維護工作人員的勞動強度。
2.2 系統功能分析
繼電保護自動化系統主要是從電力調度中心當中獲取所需的信息,而調度中心能夠提供給系統所需要的全部信息,因此,該系統的實現有充足的信息資源作為保障。
(1)對復雜故障準確定位的功能。通常情況下,復雜故障定位的研究大多是基于裝置的測距原理。目前,較為常見的測距方法主要有以下兩種:
①A型測距法。該方法又被稱之為單端電氣量法,具體是指測量故障行波脈沖在母線與故障點的反射時間來進行距離測量,該方法的優點是無需通信、成本低,缺點是容易受到其它線路末端發射的影響,致使測距結果誤差較大;
②D型測距法。該方法又被稱之為兩端電氣量法,主要是通過測量故障行波脈沖傳送至母線兩端的時間差來進行測距的,其優點是測量原理簡單、結果準確可靠,缺點是必須在母線兩端分別設置測量儀器并進行通信。
(2)輔助決策功能。當系統出現故障時,常常都會伴隨出現保護誤動作的情況。以往傳統的故障分析一般都是依靠人來完成,這就使得分析結果經常會受到人的經驗和水平等因素的影響。而繼電保護自動化系統由于是收集了故障發生前后的系統運行狀態信息和相關的故障報告,所以能夠進行模糊分析,并根據繼電保護以及故障錄波的采樣數據來完成精確計算,這樣便可以快速、準確地對故障進行判斷,從而實現故障恢復的繼電保護輔助決策。
(3)繼電保護的狀態檢修。通過對相關統計數據的分析可知,導致繼電保護裝置誤動作的主要原因有裝置設計缺陷、生產質量問題以及二次回路維護不良等等。而微機型繼電保護裝置本身具有自檢功能,并且還具備存儲故障報告的能力,為此,能夠利用繼電保護自動化系統來實現狀態檢修。
3. 結論與展望
總而言之,實現變電站繼電保護對系統運行的自適應,若是按照整定計算會非常復雜,并且還有可能出現以下問題:其一,保護范圍縮小、保護動作延時的時間延長;其二,系統有可能被迫退出一些受運行方式影響較大的保護;其三,還有可能發生失去配合的情況。憑借當前現有的技術力量和相關設備,并利用繼電保護自動化系統,能夠采集到每一次故障發生時周圍系統的數據,然后通過線路短的故障電壓和電流,可對線路的參數進行校核及修正,這樣便能夠實現線路參數的自動監測,但是卻不能實現準確、快速判斷出繼電保護裝置整定值的可靠性。為此,在未來一段時期內,應針對繼電保護自動化系統在這個方面上的問題進行研究,這有助于繼電保護自動化系統的實現。
【參考文獻】
[1] 馬益平.變電站自動化系統的應用體會和探討[J].電力自動化設備,2010(5).
[2] 王中元.在變電站綜合自動化系統中有關繼電保護問題[C]//第三屆電力系統與電網技術綜合年會論文集,2009(5).
[3] 李君會.淺談220 kV變電站綜合自動化系統的發展及應用[J].城市建設,2010(33).
【關鍵詞】電力系統;繼電保護;可靠性研究
引言
繼電保護是通過對電路系統設置獨立的或者成組群的繼電保護裝置,簡單來說基點保護的可靠性屬于利用額定小電流限制控制大電流輸出的一種開關式保護電路的裝置。在我國供電電路與用電電路以及變電電路中都有相應的繼電保護裝置,繼電器是針對于電路中出現問題短路、斷路等問題進行徐速處理保障電路安全的裝置,在本文中將重點介紹繼電保護的可靠性研究。
1、繼電保護系統可靠性指標
1.1繼電保護的內涵
繼電保護工作的本質就是對電路的電學元件在工作異常狀態下切斷電源提供保護的裝置,隨著現代電力部門科技的不斷提升繼電器還承當了電路元件故障診斷部分,大多數單體設置的繼電器會加上少量報警裝置,如發光二極管指示燈在某部分電學元件出現短路、斷路的現象時二極管發光系統就會工作,并且有些電子電路板結合繼電器工作情況會向電子計算機管理系統反饋異常,這就催進了現代繼電保護的可靠性、可識別性和故障反饋處理的及時性。
1.2繼電保護的基本任務
繼電保護的最基本任務和就是對電路中出現問題的電學元件進行保護,防止電學元件在電流的持續作用下繼續損壞或者引發一系列連鎖電流電路事故。繼電器的保護方式就是利用小型電流來控制電路大型電流的連通性,一旦繼電器電流限制范圍內需要被保護的電學元件出現電流異常繼電器就會迅速切斷電流保護電路和電學元件的安全。
1.3繼電保護的可靠性指標
繼電器的可靠性要靠兩方面便準去衡量,第一標準就是工作狀態下繼電器的準確正常工作,也就是對工作中電路異常有最明確的反映,直接達到繼電保護的目的切斷電路電流保護故障元件不再引發連續故障問題,確保繼電保護在工作狀態下的可靠性;第二標準就是功能性的保證,不會在電路工作狀態下因繼電器自身原因導致非常規切斷電流,不影響電路的正常工作,或者說在電路設置的可接受范圍不會因一點電流變化導致繼電器直接工作。
2、提高繼電保護可靠運行的有關措施
2.1繼電裝置設計和優化
在日常電路中使用的繼電器裝置內部大多數采用并聯形式,因為電與磁的作用是存在互相干擾和互相轉化的,單一的設置電路保護裝置是存在一定風險的,因為裝置一旦受到電磁影響就會導致工作狀態異常,在繼電器工作中是允許存在少量電路工作異常情況的,因此這種容錯性就需要另外一條或者幾條繼電保護裝置的保證,因此在設置繼電器內部的時候要不斷優化繼電器的可靠性保證,因為繼電器的本職工作就是保護電路,因此設計繼電器的第一項也是最重要的指標就是保證繼電器工作的可靠性,可以摒棄那些看似有用但是影響繼電器可靠性的設置,真正的物盡其用達到電路繼電保護的目的。
2.2提高繼電保護裝置的可靠性
保障繼電器可靠性的根本是了解繼電器工作的原理和了解繼電器工作的過程中影響穩定性可靠性的因素,作為電學保護元件繼電器的本質就是利用電與磁的相互轉化關系起到開關電路切斷電流保護楚翔異常或者故障的電學元件不再繼續損傷電路的電路保護裝置,在一定程度上與保險絲、傳感器有很大的相似,但是在電路中保護作用繼電保護實不可取代的,并且由于電路內部電流流動就會產生磁場使繼電器工作指標異常,因此針對這兩個問題就要提高繼電器繼電保護質量降低外環境對繼電器的影響或者對繼電器進行外部電磁防護處理,這樣就從繼電器的工作本質提升了其可靠性。
3、繼電保護操作運行的規范
3.1做好繼電保護的驗收工作
驗收是對各項施工是否完善進行確定,檢查電力系統的運行條件是否穩定、安全。工作人員在完成繼電保護的調試后,需要進行嚴格的自檢、專業的驗收程序填寫驗收單,然后由廠部組織運行、生產、檢修以及做開關合跳試驗,且對該過程作出詳細的記錄,保護裝置變動的內容、時間,相關負責人簽字后作為以后查詢的資料。在試運行試驗或進行試運行之后,確保準確無誤后才可以啟動系統的運行程序。
3.2做好繼電保護裝置的巡檢工作
現階段的電路工作屬于相對穩定的情況,因此電學元件在日常的工作中不會出現十分巨大的問題,因此日常的巡查檢修工作就格外重要,認真檢測電路元件各部分與相應繼電器的工作狀況是否異常,從元件表面是否有破損、焦黑,周圍是否存在異味(如燒焦味),并對聯通狀態下繼電器回路是否正常是否存在局部電火花現象,這些工作都是對繼電器可靠性工作的保障。
3.3做好繼電保護系統的技術改造工作
隨著計算機技術、通信技術、電子技術、數字信號處理技術等的快速發展,繼電保護技術中注入了更多活力的新技術,突破了傳統的格局,促進了繼電保護系統自動化水平的提高。為了使其能夠跟上時代的步伐以及先進的技術,電力工作者需要與時俱進。需充分考慮繼電保護系統配置和運行的可靠性、選擇性、靈敏性和速動性要求及運行維護等基礎上,努力做好技術改造工作。當前,在電力系統中以微處理器為基礎的數字保護裝置、計量測試儀表、電機勵磁控制裝置以及運行監控系統,均需要采用低功率的電流和電壓互感器替代常規的電流和電壓互感器,對電力系統保護的可靠性有著不同尋常的意義。
結束語
繼電器的可靠性研究隨著人們對電力的依賴逐漸延伸,多角度多科技的結合都是為了繼電器的可靠性遞進而準備的,繼電保護的作用對于電路的穩定維護作用是巨大的,因此在我國電力工作的不斷革新中也要提升對繼電器保護裝置的重視,確保繼電作用保護電路在日常電路工作的狀態下穩定可靠。
參考文獻
[1]張卜元.電力系統繼電保護的可靠性研究[J].煤炭技術,2011(7).
【關鍵詞】變電運行;繼電保護;應用;措施
繼電保護裝置在變電運行中具有非常重要地位,隨著我國電網的不斷發展,繼電保護技術得到了越來越廣泛的應用,這也就促進了繼電保護技術的發展。而隨著電子計算機技術的迅速發展和進步,在很大程度上促進了繼電保護技術的發展,同時對繼電保護技術也提出的更高的要求。因此為了確保整個電力系統的安全、穩定以及可靠運行,必須要不斷提高繼電保護技術。
1 關于繼電保護技術
從上個世紀六十年代開始,晶體管繼電保護技術得到了發展和應用,隨后繼電保護技術獲得了不同程度的發展,在上個世紀七十年代已經研制出不同類型的計算機保護裝置。隨后微機保護裝置的出現和廣泛的應用。隨后我國的繼電保護技術真正進入了微機保護時代。當前繼電保護技術已經向著計算機化以及網絡化的方向發展,這對繼電保護技術在保護、測量、控制、人工智能化以及數據通信一體化方面提出了更高的要求,這對于繼電保護技術來說不但是一種發展的機遇同時也是一種挑戰。隨著繼電保護技術的不斷發展,在整個電力系統中將得到更加廣泛的應用,使得整個電力系統處在安全、穩定以及可靠的運行狀態中,將會間接的為我國的經濟發展做出更多的貢獻。
2 繼電保護技術在變電運行中應用的基本任務
在電力系統中,繼電保護主要是通過利用元件發生異常情況時包括電壓、電流以及功率等在內電氣量的變化情況來形成繼電保護動作。繼電保護裝置的主要任務有:第一,在整個電力系統的運行過程中,對系統中所有設備的運行狀況進行在線監視,確保系統的整體運行;第二,如果供電系統出現故障,繼電保護裝置將有選擇性的、自動的并迅速的將故障的部分切除,然后確保沒有發生故障的部分能處于正常的運行狀態中;第三,如果在供電系統的運行中出現了異常情況,繼電保護裝置可以及時準確的提供信號或者是進行告警,進而使得相關人員能及時采取措施進行處理,以確保整個供電系統能處于正常的運行狀態中。
3 繼電保護裝置的基本要求
3.1 可靠性
可靠性是繼電保護裝置裝置應該具有的最根本的性能要求,否則其它的功能就無從談起,如果其不具有可靠性,就不能確保對故障的處理,甚至會引起事故或者是故障的發生,因此必須要確保繼電保護裝置的可靠性。為了使其具有較高的可靠性,在設計、整定、安裝以及調試中都要嚴格的按照相關的規定要求進行,同時還要確保其所有元件的質量,在投入運行之后,要做好維護工作以提高其的可靠性。
3.2 快速性
快速性是指繼電保護應該以最快的速度來斷開故障。繼電保護裝置裝置通過快速的處理可以在很大程度上降低元件的損壞程度,促進非故障部分的正常運行,同時可以保證其運行的穩定性。通過對故障的快速切除可以提高電力系統運行的暫態穩定。
3.3 靈敏性
靈敏性就是繼電保護裝置能在出現故障或者是異常情況時可靠的發生動作。繼電保護裝置的靈敏系數是考核去其靈敏度的重要指標,是指在發生故障時進入裝置的故障量和給定裝置啟動值之間的比值,對于靈敏性的要求在繼電保護設計以及運行的相關規程中都有具體的要求。
3.4 選擇性
為了確保沒有發生故障部分的能處于正常的運行狀態中,在電力系統出現了故障或者是異常情況時,繼電保護裝置應該有選擇性的將距離故障點最近的斷路器切除。
4 在變電運行中提高繼電保護運行可靠性性的方法
4.1 做好對繼電保護裝置的驗收
在繼電保護裝置完成調試之后,要做好自檢和專業驗收工作,然后向廠家提交驗收單,由廠家做好繼電保護裝置的相關實驗,要確保其所有的試驗都正常,在確保試驗中所拆卸的部件恢復正常之后然后才能對驗收單進行簽字確認。當保護定值或者是二次回路出現變更時,要做好對定值以及保護回路等相關問題進行核對確認,同時要將繼電保護裝置變更的相關問題記錄在更改薄上,同時相關的負責人應簽字確認。對繼電保護主設備的改造要做好運行試驗,在試驗合格之后才能投入運行。
4.2 要做好繼電保護裝置及其二次回路的巡檢工作
通過對設備的巡檢,可以及時發現設備存在的隱患進而避免故障的發生,這屬于相關工作人員的一項重要工作。在巡檢的時候,除了要做好交接班的檢查之外,也要組織進行全面的巡視檢查。通常對繼電保護裝置巡察應該包含以下的內容:第一,保護壓板以及自動裝置要根據調度的要求投入;第二,要確保開關和壓板的位置是正確的;第三,要確保所有的網路接線沒有異常情況;第四,要確保繼電器的接點是完好的,對于帶電的觸點要確保其沒有嚴重的抖動以及燒損,同時要確保線圈和附加電阻沒有過熱現象出現;第五,要確保CT回路無開路、PT回路無短路現象;第六,要確保裝置所有的指示燈都能正常指示;第七,要確保表計的參數能符合相關的要求;第八,要確保光字牌以及報警設備的完好;第九,對微機保護打印機動作之后的時間和參數進行檢查,如果發現異常要及時通知相關的工作人員進行處理。
4.3 要提高繼電保護運行操作的準確性
運行人員要全面掌握繼電保護裝置的原理,以便于對其進行準確的操作,同時對其的結構以及相關規定要全面掌握,在操作的時候要嚴格按照相關規定中的要求進行,在每次投入和退出必須獲得調度的指令之后進行。在運行規程中應該將所有保護裝置的相關信息編入,以保證投入和退出的準確性。運行人員嚴格執行相關的規定可以避免在操作中出現差錯。如果發現在繼電保護裝置的運行中有異常情況出現,要加強對異常部位的監視,同時要將能引起保護誤動的裝置的壓板退出,然后通知相關的人員進行處理。
4.4 要做好保護動作的分析工作
如果保護動作跳閘,要及時的對動作的具體情況進行檢查并找出動作發生的原因,同時要做好記錄。不可馬上將掉牌信號進行復歸,要等到恢復送電之前再將所有的掉牌信號復歸,同時要盡快使得電氣設備恢復正常的運行。事后要做好運行分析、專業分析評價以及結論等在內的保護動作以及運行分析記錄。對于所有存在異常情況的繼電保護裝置,要及時進行檢查并將原因找出來,然后有針對性的提出解決預防的措施,以防同類型的問題再次出現。
5 結束語
綜上所述,在電力系統中,通過繼電保護技術的使用,可以實現對整個系統中所有設備的在線監視,可以及時將故障部位切斷,然后使得沒有發生故障的部分繼續正常運行。在變電運行中通過對繼電保護技術的應用,可以確保整個電力系統處于安全、穩定以及可靠的運行狀態中,因此電力系統的正常運行是離不開繼電保護技術的。
參考文獻:
[1]廖凱,蔣文林.淺析繼電保護在變電運行中的應用[J].科技與生活.2010(21).
[2]李柏達,李強,賀紅濤.電力系統繼電保護技術初探[J].中國電子商務.2010(8).
[3]蘇勇,侶秀玲.淺議電力系統繼電保護技術及配置應用[J].城市建設理論研究(電子版).2012(13).
[4]柏再勝.繼電保護技術在變壓器故障解決中的應用[J].中國新技術新產品.2011(22).
關鍵詞:繼電保護
1 繼電保護裝置的作用和任務
在供電系統發生故障時,必須有相應的保護裝置盡快地將故障切除,以防故障擴大。當發生用電設備有危害性的不正常工作狀態時,應及時發信號告知值班人員,消除不正常的工作狀態,以保證電氣設備正常、可靠地運行。
基本任務如下:
①當發生故障時能自動、迅速、有選擇性地將故障元件從供電系統中切除,使故障元件免遭破壞。②當出現不正常工作狀態時,繼電保護裝置動作發出信號,以便告知運行人員及時處理,保證安全供電。③繼電保護裝置還可以和供電系統的自動裝置配合,大大縮短停電時間,從而提高供電系統運行的可靠性。
2 繼電保護裝置的基本原理和組成
供電系統發生故障之后,總是隨著電流的驟增、電壓的迅速降低、線路測量阻抗減小以及電流、電壓之間相位角的變化等。因此,利用這些基本參數的變化,可以構成不同原理的繼電保護。一般情況下,整套保護裝置由測量部分、邏輯部分和執行部分組成。
2.1 測量部分 測量從被保護對象輸入的有關電氣量,如電流、電壓等,并與給定的整定值進行比較,輸出比較結果,從而判斷保護裝置是否應該動作。
2.2 邏輯部分 根據測量部分輸出的檢測量和輸出的邏輯關系,進行邏輯判斷,以便確定是否應該使斷路跳閘或發出信號,并將有關命令輸入執行部分。
2.3 執行部分 根據邏輯部分傳送的信號,最后完成保護裝置所擔負的任務,如跳閘或發出信號等操作。
3 對繼電保護裝置的基本要求
3.1 選擇性
繼電保護動作的選擇性是指供電系統中發生故障時,距故障點最近的保護裝置首先動作,將故障元件切除,使故障范圍量減小,保證非故障部分繼續安全運行。
3.2 速動性
快速地切除故障,可以縮小故障設備或元件的損壞程度,減小因故障帶來的損失和在故障時大電流、低電壓等異常參數下的工作時間。
3.3 靈敏性
在系統中發生短路時,不論短路點的位置、短路的類型、最大運行方式還是最小運行方式,要求保護裝置都能正確、靈敏地動作。繼電保護越靈敏越能可靠地反映應該動作的故障。但也容易產生在不要求其動作情況下的誤動作。因此,靈敏性與選擇性也是互相矛盾的,應該綜合分析。通常用繼電保護運行規程中規定的靈敏系數來進行合理的配合。
3.4 可靠性
保護裝置在其保護范圍內發生故障或出現不正常工作狀態時,能可靠地動作而不拒動;而在其保護范圍外發生故障或者系統內設有故障時,保護裝置不能誤動,這種性能要求稱為可靠性。保護裝置的拒動和誤動都將給運行中的供電系統造成嚴重的后果。隨著供電系統的容量不斷擴大以及電網結構的日趨復雜,除滿足上述四點基本要求外,還要求節省投資,保護裝置便于調試及維護,并盡可能滿足系統運行的靈活性。
4 幾種常用電流保護的分析
4.1 反時限過電流保護繼電保護的動作時間與短路電流的大小有關,短路電流越大,動作時間越短;短路電流越小,動作時間越長,這種保護就叫做反時限過電流保護。反時限過電流保護雖外部接線簡單,但內部結構十分復雜,調試比較困難;在靈敏度和動作的準確性、速動性等方面也遠不如電磁式繼電器構成的繼電保護裝置。
4.2 定時限過電流保護繼電保護的動作時間與短路電流的大小無關,時間是恒定的,時間是靠時間繼電器的整定來獲得的。時間繼電器在一定范圍內是連續可調的,這種保護方式就稱為定時限過電流保護。繼電器的構成。定時限過電流保護是由電磁式時間繼電器(作為時限元件)、電磁式中間繼電器(作為出口元件)、電磁式電流繼電器(作為起動元件)、電磁式信號繼電器(作為信號元件)構成的。它一般采用直流操作,須設置直流屏。
定時限過電流保護的基本原理。在10kV中性點不接地系統中,廣泛采用的兩相兩繼電器的定時限過電流保護。它是由兩只電流互感器和兩只電流繼電器、一只時間繼電器和一只信號繼電器構成。保護裝置的動作時間只決定于時間繼電器的預先整定的時間,而與被保護回路的短路電流大小無關,所以這種過電流保護稱為定時限過電流保護。
動作電流的整定計算。過流保護裝置中的電流繼電器動作電流的整定原則,是按照躲過被保護線路中可能出現的最大負荷電流來考慮的。也就是只有在被保護線路故障時才啟動,而在最大負荷電流出現時不應動作。提高不拒動和誤動作,是繼電保護可靠性的核心。為了確保供電系統的正常運行,必須正確地設置繼電保護裝置并準確整定各項相關定值,從而保證系統的正常運行。
5 繼電保護的現狀與發展趨勢
近20年來,微機型繼電保護裝置在我國電力系統中獲得了廣泛應用,常規的電磁型、電動型、整流型、晶體管型以及集成電路型繼電器已經逐漸被淘汰。以往,繼電保護裝置與繼電保護原理是一一對應的,不同的保護原理必須用不同的硬件電路實現。微機繼電保護的誕生與應用徹底改變了這一狀況。微機繼電保護硬件的通用性和軟件的可重構性,使得在通用的硬件平臺上可以實現多種性能更加完善、功能更加復雜的繼電保護原理。一套微機保護往往采用了多種保護原理,例如,高壓線路保護裝置具有高頻閉鎖距離、高頻閉鎖方向相間阻抗、接地阻抗、零序電流保護及自動重合閘功能。微機保護還可以方便地實現一些常規保護難以實現的功能,如工頻變化量阻抗測量和工頻變化量方向判別。
微機繼電保護裝置一般采用插件結構,通常包含交流變換插件、模數轉換和微處理器插件、人機管理開關量輸入插件、電源插件和繼電器插件等。隨著微處理器技術的發展,內部集成的資源越來越多,一個處理器芯片往往就是一個完整的微處理器系統,使得硬件設計變得非常簡單。較復雜的微機保護裝置通常采用CPU結構。多個保護CPU通過串行通信總線與人機管理CPU相連。通過裝置面板上的鍵盤和液晶顯示實現對保護CPU的調試與定值設置,人機管理CPU設計通過現場通信總線與調度直接連接,便于實現變電站無人值守和綜合自動化。
Zhang Lei
(Xinyang Electric Power Supply Company,Electric Power of He'nan,Xinyang 464000,China)
摘要:近年來,電網由于繼電保護拒動、誤動引起的大面積停電事故時有發生,給國民經濟和人民生活帶來極大危害,對公司系統也造成了極大的震動,對此,提高繼電保護的運行技術,具有十分重要的意義。
Abstract: In recent years, because failure operation and maloperation of relay protection, the power cut accidents in large area have occurred sometimes, which caused enormous harm to the national economy and the lives of people, and also created the enormous vibration to the company system. So, it is very significant to enhance the movement technology of relay protection.
關鍵詞:繼電保護 技術
Key words: relay protaction;technique
中圖分類號:TM4 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)26-0044-01
1繼電保護技術的基本概念
繼電保護是指采用繼電保護技術或有各種繼電保護裝置單元組成的繼電系統,是一種能反映電力系統故障和不正常運行狀態,并及時作用于斷路器跳閘或發出信號的自動化設備。在現代電力系統中,繼電保護裝置是保證電力系統安全運行的重要工具。
2繼電保護裝置的基本任務與作用
2.1 繼電保護裝置的任務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。
2.2 繼電保護的作用
2.2.1 當電氣設備出現不正常運行狀態時或發生不太嚴重的故障(如中性點非直接接地電網中發生單相接地)時,保護裝置動作,發出警告信號,提示運行值班人員采取相應的措施以清除。
2.2.2 繼電保護在現代電氣系統中用于保護運行中的所有電氣設備,包括發電機、電動機、變壓器、電力線路、電力電纜、母線、斷路器、電抗器、電力電容器和其他各種電氣元器件。
2.2.3 繼電保護裝置應能快速切除故障,可以減輕短路電流對電氣設備所引起的傷害,故障切除時間等于保護動作時間與斷路器跳閘時間之和,為了快速切除故障,應采用與快速斷路器相配合的快速保護裝置,一般快速保護時間的動作時間為0.06-0.12s,最快的可達0.01-0.04s,一般斷路器的動作時間為0.06-0.15s,最快的可達0.02-0.06s。
3繼電保護裝置的類別
由于電力系統的電壓等級越來越高,電網和設備的容量越來越大,保護的原理也越來越先進,保護裝置也越來越復雜,所以使用的繼電保護裝置的種類也很多,按照被測的電氣量來劃分,常用的繼電保護有以下四類:①反映電流量數值變化的保護,包括各種正序和負序電流量的增大或縮小,如各種電氣設備上都裝設的過電流保護,是采用最多的保護。②反映電壓數量數值變化的保護,包括各種正序和負序電壓量的降低或升高,如欠電壓保護。③反映兩個或多個電氣量之間相位變化的保護,包括電流與電壓之間的相位變化,電流與電流之間相位變化,電壓與電壓之間的相位變化,如方向保護、同期檢測等。④反映系統阻抗變化的保護,根據電工原理可知,阻抗反映的是電流與電壓之間的關系,如距離保護。
4選擇繼電保護裝置時需要注意的問題
4.1 變電站所有保護裝置硬件必須標準化,且完全可以互換,保護裝置機結構開孔尺寸應當完全統一,以利于運行維護,減少備品備件。
4.2 選擇保護裝置時,應當考慮保護定值誤差、測量準確極等。并當充分利用微機保護裝置軟硬件資源,獲得附加功能,如諧波錄波、故障定位、測量等。
4.3 微機保護裝置具有完整型式試驗報考,因為主變壓器事故情況復雜,受各因素影響較多,且主變壓器價值昂貴,事故時損失太大。
4.4 配電系統由于運行環境極其復雜以及各種人為因素的影響,電氣故障的發生是不能完全避免的。為了確保配電系統的正常運行,必須正確地設置繼電保護裝置。
5繼電保護日常處理方法
5.1 嚴格巡檢制度,確保繼電保護裝置及其二次回路的正確完好,保護屏指示燈正確,無異常,接線正常,無松脫、發熱現象及焦臭味不存在;熔斷器接觸良好;強化措施,完善制度,確保繼電保護運行操作的準確性。
5.2 運行人員熟悉現場二次回路端子、保護裝置的一般操作、常見信號的處理及投退壓板的正確性。
5.3 認真進行保護動作分析,加強防范,確保保護動作的可靠性。
5.4 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,提出防范措施,避免重復性事故的發生。
5.5 現場二次回路老化,應重新標示,做到美觀、準確、清楚。杜絕回路錯誤或寄生回路引起的保護誤動作。
5.6 加強技術改造工作,對保護進行重新選型、配置時,首先考慮的是滿足可靠性、選擇性、靈敏性及快速性,其次考慮運行維護、調試方便,且便于統一管理。
6如何提高繼電保護技術
6.1 掌握足夠必要的理論知識,作為一名繼電保護工作者,學好電子技術及微機保護知識是當務之急。
6.2 工作人員必須具備微機保護的基本知識,必須全面掌握和了解保護的基本原理和性能,熟記微機保護的邏輯框圖,熟悉電路原理和元件功能。
6.3 具備相關技術資料諸如檢修規程、裝置使用與技術說明書、調試大綱和調試記錄、定值通知單、整組調試記錄,二次回路接線圖等資料。
6.4 掌握微機保護事故處理技巧在微機保護的事故處理中,以往的經驗是非常寶貴的,它能幫助工作人員快速消除重復發生的故障,但技能更為重要。
7結語
繼電保護技術向計算機化、網絡化、智能化飛速發展,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。繼電保護技術的發展向計算機化、網絡化、一體化、智能化方向發展,這對繼電保護工作者提出了新的挑戰。
參考文獻:
關鍵詞:繼電保護;狀態維修;選擇性
中圖分類號:TM774文獻標識碼:A文章編號:1673-9671-(2012)042-0234-01
1繼電保護
繼電保護(Relay Protection)泛指能反應電力系統中電氣設備發生的故障(如短路、斷線)或不正常運行狀態(如過負荷),并動作于相應斷路器跳閘或發出告警信號的一種自動化技術和裝置。繼電保護裝置是保證電力元件安全運行的基本裝備,任何電力元件不得在無繼電保護的狀態下運行。
繼電保護裝置的構成如圖1所示。由圖1可知,繼電保護主要由測量比較環節、邏輯判斷環節和執行輸出環節三部分構成。測量比較環節:測量特征量,并與整定值比較,以判斷是否應該啟動。邏輯判斷環節:按一定邏輯關系判斷是否發生區內故障。執行輸出環節:負責發出保護動作脈沖信號。
繼電保護的基本任務:1)自動、迅速和有選擇地將元件從電力系統中切除,從而使故障元件免于繼續遭到損壞,保證其他無故障部分迅速恢復正常運行;2)反映出電力設備的不正常運行狀態,然后根據相應的故障狀態進行相應的動作。
繼電保護的基本要求:可靠性,選擇性,速動性,靈敏性。
1)可靠性。可靠性包括安全性和信賴性兩個方面,它是繼電保護性能最根本的要求。安全性要求繼電保護在不需要它動作時可靠不動作,即不發生誤動作。信賴性要求繼電保護在規定的保護范圍內發生應該動作的故障時可靠動作,即不發生拒絕動作。2)選擇性是指保護裝置在動作時,在可能最小的區間內將故障部分從電力系統中斷開,從而來最大限度地保證系統中無故障部分仍能繼續安全穩定運行。3)速動性。故障發生時,應力求保護裝置能迅速動作切除故障元件,以提高系統穩定性,減少用戶經受電壓驟降的時間以及故障元件的損壞程度。故障切除時間等于保護裝置和斷路器動作時間的總和。一般快速保護的動作時間為0.06 s~0.12 s,最快的可達0.01 s~0.04 s。一般斷路器的動作時間為0.06 s~0.15 s,最快的可達0.02 s~0.06 s。保護動作速度越快,為防止保護誤動采取的措施越復雜,成本也相應提高。因此,配電網保護裝置在切除故障時往往允許帶有一定延時。4)靈敏性。指對于保護范圍內發生故障或不正常運行狀態的反應能力。在規定的保護范圍內發生故障時,不論短路點的位置、短路的類型如何,以及短路點是否有過渡電阻,保護裝置都應能靈敏反應,沒有似動非動的模糊狀態。保護裝置的靈敏性通常用靈敏系數來衡量。根據規程規定,要求靈敏系數在1.2~2之間。
對繼電保護裝置的各項基本要求是研究分析繼電保護性能的基礎。這些要求之間往往是相互制約的,例如提高保護裝置動作可靠性的措施,一般會造成動作速度及動作靈敏性下降,并增加保護成本。因此,繼電保護的研究、設計、制造和運行的絕大部分工作就是圍繞著如何處理好這些基本要求之間關系進行的。實際工作中,要根據具體情況以及要解決的主要矛盾,統籌兼顧,尋求一個適當的解決方案。
2狀態維修
以設備狀態為基礎,以預測狀態發展為依據。根據對設備的日常檢查、定期重點檢查和在線狀態監測和故障診斷所提供的信息,在設備發生故障前安排維修。適用范圍設備故障率低,地位重要的設備。提高設備的可用率節省維修費用。
狀態維修是企業以安全、可靠性、環境、成本等為基礎,依據設備的運行工況、基本狀態以及同類設備家族歷史等資料,通過設備的狀態評價、風險分析,制定設備維修計劃,達到設備運行可靠、維修成本合理的一種設備維修策略。
狀態維修工作的核心是確定設備的狀態,依據設備狀態開展相應的試驗、維修工作。開展狀態維修工作并不意味著簡單地減少工作量、降低維修費用,而是將設備維修管理工作的重點由修理轉移到管理上來,相應設備狀態監控的管理工作要大力加強,通過強調管理的技術分析的作用,嚴格控制、細化分析,真正做到“應修必修,修必修好”。
狀態維修并不意味著絕對取消定期維修的概念。受設備結構、工作原理以及零部件使用壽命等原因,各類電網設備均存在一定的使用壽命或周期。因此,設備最長維修周期不能超過其自身最薄弱環節最長使用時間。設備最長維修周期應有設備制造商在產品說明書中進行明確。
3繼電保護狀態維修方法
進行繼電保護狀態維修主要分為以下幾個步驟:1)把好設備初始狀態關。2)積極采用先進的在線檢測或帶電檢測手段。我們除了要對電力系統運行中的設備加強常規監督和測試在外,還要采用先進的檢測手段(油色譜分析、紅外診斷等),從而來及時掌握電力系統運行設備的相關工作狀態。3)提高設備的狀態分析水平。設備狀態分析水平是狀態監測與狀態檢修進行相互銜接中的關鍵一環,我們要對設備的狀態分析水平合理把握,從而來保證電力系統中相關設備的安全穩定運行,進而來保證電網的安全穩定運行,創造一個和諧安全的工作環境。
參考文獻
[1]粱宇.基于電力系統繼電保護技術的研究[J].科學之友,2010,4.
[2]王浩.淺談繼電保護對電力系統的影響[J].價值工程,2010,10.
關鍵詞:繼電保護;裝置缺陷;處理
繼電保護是電力系統安全正常運行的重要保障,已得到廣泛應用。造成保護裝置故障的原因很多,根據職責分工,操作和維修管理部門的責任包括操作和維修不良、誤操作、接線錯誤,不正確安裝及調試,原理和軟件缺陷;基礎設施部門的責任包括調試質量差;設計部門的責任包括設計不合理,設計錯誤;還有其他的責任以及不明原因。基礎設施設計部門責任造成的問題,可以通過加強全過程技術監督檢驗來解決,但保護裝置制造不良造成的問題必須依靠廠家解決。
一、繼電保護的基本任務
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。反映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。反映不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作。
二、繼電保護裝置缺陷分析及處理措施
繼電保護設備和元件故障主要是由于兩個方面的原因造成的。第一是指由于溫度過熱造成元件或設備燒毀、機械故障、電氣擊穿以及性能變劣等。第二是由于裝置本身算法、裝置軟件、裝置硬件、裝置原理、裝置的升級服務配合等方面的問題造成的。
2.1 溫度過熱引起的設備燒毀和裝置老化故障分析及處理措施
溫度過熱引起的設備燒毀和裝置老化主要是運行時間過長和設備所處的環境決定的。對于繼電保護裝置一般運行期限是十年,在運行期間,由于設備制造性能和工藝的差別以及環境的影響致使插件燒毀或元件老化的現象時有發生。這就要求第一產品要保證質量,以保證設備和元器件長期安全穩定運行;第二要為運行的設備提供良好的環境,如室內配備空調和溫度整定,夏季繼電保護室內使用窗簾,防止裝置受陽光的直射,室外裝置要注意驅潮、散熱等。巡視人員對于裝置的異常狀態要及時上報,以便在較短的時間內發現問題、解決問題。現有保護一般采用微機保護,微機保護裝置采用通用機箱、插件結構,裝置由電源插件、CPU插件、模數轉換插件、開關量輸入插件、開關量輸出插件、交流輸入插件、信號插件、控制插件、打印機插件等組成。
在進行裝置故障處理時,要根據設備的狀態和插件的功能判斷哪個插件或具體到哪個插件的繼電器或芯片出的問題,以此更換芯片或插件,盡量降低成本,杜絕不必要的整體更換。這就要求繼電保護工作者要有扎實的理論知識和實際操作技能,對裝置原理和實際接線了如指掌,才能在實際工作中又快又準消除故障。
2.2 裝置原理性缺陷引起的故障分析及處理措施
由于裝置原理性缺陷引起的故障主要有裝置本身算法、裝置軟件、裝置硬件、裝置原理、裝置的升級服務配合等方面的問題造成的。按責任分有制造部門的責任,主要有制造質量不良(又可分為硬件損壞、光耦損壞、插件問題及電源問題)、原理缺陷及軟件問題等;基建部門的責任,主要有調試質量不良、誤整定、誤接線、誤碰等;設計部門的責任,主要有設計不合理、設計接線錯誤等;還有驗收人員的責任等等。這就要求各級部門層層把關,對于裝置原理了如指掌,裝置設計原理有缺陷的,設計部門要從圖紙設計上進一步完善,以確保裝置發揮正常保護功能,保證系統正常穩定運行。而且對于發現的某裝置的原理性缺陷進行統一整改,防止類似情況發生。
三、加強繼電保護管理的建議
3.1 加強繼電保護人員的安全管理
提高繼保人員對質量控制重要性的認識。工程項目施工涉及面廣,過程復雜,影響質量的因素很多,如設計、材料、機械、施工工藝、操作方法、技術措施、管理制度等。要提高工程項目的質量,就必須狠抓施工階段的質量控制。其次,加強安全意識,嚴明紀律,文明施工。把嚴密的組織、嚴格的制度、嚴肅的態度、嚴明的紀律作為建設、強化安全管理的總體要求,強化每一位參與人員的安全意識。全面建立“橫管到邊,豎管到底”的安全管理網絡,健全和完善各級安全生產組織保證體系和安全監督體系,制定并落實各級人員安全生產責任制,將安全指標層層分解,責任落實到人,使安全工作抓在實處。此外,要強化安全思想教育,把教育重點落實到班組人員,堅持以安全生產例會等活動為載體,加強對《安規》、典型事故分析等方面的安全知識、技能的學習,有效提高全體員工的安全意識和責任感。
3.2 加強保護試驗設備的規范與管理
現在繼電保護三相試驗臺基本上都是微型機試驗臺,這種試驗臺的使用提高了保護校驗工作的效率,降低了保護校驗工作人員的勞動強度。但是在微機型保護試驗臺的應用中,應注意兩個問題:一是這些試驗臺的電流和(或)電壓輸出為自產模式,與外界電源無關,在現場使用時間過長后,就有可能出現輸出不穩定,波形畸變等問題,影響校驗精度,所以必須注意加強試驗臺的定檢工作,制定一套檢驗辦法。二是這些試驗臺在校驗保護時大都不接外接表,僅憑計算機顯示的數據為準,而其負載的大小往往會對其校驗時精度降低,因此在校驗保護時一定要了解保護裝置的輸入阻抗值,決定是否用外接表。
3.3 建立嚴密的保障措施
制定防“三誤”反事故措施和相關具體要求;規定定值全過程管理的工作程序和各個環節上的責任、權限要求;規定繼電保護設備缺陷的匯報、分類、消除等全過程管理工作;規定微機繼電保護裝置在定期檢驗項目和驗收項目等方面的要求;規范微機繼電保護裝置的定期檢驗工作,充分利用微機繼電保護裝置的自檢功能,實現狀態檢修。同時要積極開展防止“誤整定、誤調整”專項活動,排查二次設備和繼電保護管理隱患,規范安全管理,確保繼電保護設備的可靠運行。
【關鍵詞】分布式電源 縱聯保護 保護從機 LPC1768
隨著單片機性能越來越優越,嵌入式繼電保護裝置已成為電力系統的主要保護設備。DG接入配電網后,改變了保護裝置的保護范圍和靈敏度,并使配電網變成多電源結構,原有的繼電保護裝置如三段式過流保護、距離保護等僅反映其安裝處一點電氣量信息,已不再適用。
為解決DG接入帶來的問題,采用輸電網中成熟的縱聯保護作為主保護,而用三段式過流保護作為后備保護。本文采用價格低廉且性能優越的ARM Cortex-M3系列32位單片機LPC1768來設計,提出其設計方案。
1 含DG的縱聯保護系統工作原理
方向比較式縱聯保護的基本原理是在一個保護區域中,變電站中設置一個站級主機,在斷路開關處設置保護從機;保護從機負責判斷出是否有故障電流和故障的方向并上傳,而不必考慮DG的接入對短路電流的影響;主站通過計算保護從機檢測到的故障信息來判斷故障點。
1.1 從機上傳邏輯
保護從機內部均安裝方向模塊,用來測量其安裝點處的故障方向。當從機控制器的方向模塊輸出高電平“1”時,則說明有故障,且方向信息為上游故障;當從機控制器的方向模塊輸出低電平“0”時,說明檢測到故障信息為下游或者沒有故障。從機獲得故障信息通過光纖上傳主站。
1.2 主站故障定位算法
配電系統往往帶有大量的分支線,網絡結構復雜。簡單配電網絡結構如圖1所示。
故障定位算法中用關聯矩陣L描述從機與線路區段直接的關系。關聯矩陣L為m*n階矩陣,m為保護從機的數目,n為線路區段數目。元素lij表示第i個節點與第j個支路的連接關系,當第i個節點與第j個支路直接相連且支路j位于節點i的正向時,lij=1;當第i個節點與第j個支路直接相連且支路j位于節點i的反向時,lij=-1;節點i與支蹄不直接相連時,lij=0。其中,正方向為變電站側指向配電系統的用戶側方向。
從機控制器上傳的故障信息用一個行向量G來表示。向量G中的元素與保護從機一一對應。
根據定義,關聯矩陣L為:
當故障發生在區段L6上,則從機故障方向信息向量G為
將向量G與關聯矩陣L進行乘運算,得到線路故障信息向量P
從向量P中元素的值可以發現,第六元素的值為1,據此可以判斷L6為故障區段,與實際吻合。
2 微機保護從機裝置硬件系統設計
基于方向比較式縱聯保護的微機繼電保護裝置可分為7個基本功能模塊,CPU主系統、模擬量輸入/輸出模塊、方向模塊、電源模塊、輔助檢測、人機接口及通信模塊。
2.1 cpu主系統
LPC1768是一款基于ARM Cortex-M3內核的微控制器,在進行實時信號處理和控制時是個理想選擇。LPC1768擴展MAX706看門狗芯片。看門狗用于監控MCU的活動。當系統處于未知狀態,比如程序跑飛或進入死循環,看門狗在1.6秒內WDI端沒有收到來自MCU 的觸發信號,則WDO輸出變低,給系統復位信號。LPC1768擴展FM24CK64 芯片用于存放設定的參數。FM24CL64寫操作可以在一微妙內完成,可以有效避免噪音或電源波動的干擾,因此有更高的可靠性。LPC1768擴展Flash存儲器M25P64。M25P64有8M字節的存儲空間用于存放字庫。
2.2 模擬量輸入/輸出模塊
采集線路PT,CT二次側經過互感器ZMCT112C進入控制板,通過三端子濾波器ACF321825進行處理。互感器CT或PT是將電壓、電流信號轉換成與所接測量設備的模擬量輸入通道相匹配的電壓,并可以實現測量設備與互感器回路的完全隔離,從而提高了設備的絕緣能力及抗干擾能力。主系統發出開關量后用IR2113s芯片驅動全控型功率開關器件IGBT。IR2113是一款雙通道,柵極驅動專用驅動芯片,高壓端的工作電壓可達500V,可以提供高達4A的驅動電流,可以滿足IGBT的驅動要求并減小驅動電路的體積。
2.3 其他模塊
輔助檢測包括開關量檢測和儲能檢測。輔助檢測信號需要經過光電耦合器來提高設備的抗干擾能力。光電耦合器用于減少信號對于控制器的干擾,增強系統的安全性,在此選擇TLP521。
電源模塊負責為控制器中眾多的芯片提供供電電源。電源模塊從PT取市電。230V電壓經mornsun公司的LB05-10D0515模塊轉變為+12V、+5V、15V。5v再經SPX1117-1.8,SPX1117-3.3轉換為1.8v、3.3v。12V為分合閘驅動提供工作電源。
功率方向判斷使用方向元件判斷過流方向。方向元件簡單工作原理是電壓Uu和電流Ui采集值先通過過零比較器;當Uu或Ui為正半周時,相應的過零比較器輸出高電平,Uu或Ui 為負半周時, 相應的過零比較器輸出低電平;比較器輸出的方波電壓經穩壓管、異或門送單片機。
人機接口模塊主要為ULN2003驅動的顯示屏。ULN2003是高壓大電流達林頓晶體管陣列,適用于5v的TTL,用于控制可控大功率器件。
縱聯保護方案對故障信息有很強的依賴,要求可靠、迅速地獲得故障信息,因此對通信要求嚴苛。現在配電網中常用的GPRS等無線通信技術不能滿足要求。在此選擇光纖通信。
3 軟件系統設計
基于uc_Ⅱ 操作系統作為系統軟件平臺可以保證從機保護裝置多個任務能有序、按時完成,其核心是處理好任務和中斷的優先級。
基于光纖通信的縱聯保護的應用程序中,系統主要完成信息采集,通信,開關量輸出及基本配套功能。其中數據預處理、通信、開關量輸出等任務實時性最高,設計中設置為優先級最高的任務。其他主要功能任務:輔助檢測、閉鎖及警報、后備保護等,基本任務的優先級次之。人機交互和系統設置任務:數據記錄、參數修改、顯示等,優先級低于其他主要功能任務。
系統初始化后接受任務調度和中斷調度。
4 結論
本文根據方向比較式縱聯保護理論設計了適用于含DG的配電網絡的保護從機控制器。在實際運行中還需要考慮抗電磁干擾問題,主從機配合問題及分布式發電孤島問題。
參考文獻
[1]張保會,尹項根主編.電力系統繼電保護[M].北京:中國電力出版社,2005.
[2]馮建勤,路康.新型微機式電流方向繼電器研究[J].繼電器,2005,33(9): 58-61.
[3]郭毅,馬衛紅,劉福財.實時操作系統在微機繼電保護裝置中的應用[J].電力科學與工程,2008,24(3):20-22.
[4]謝培元.基于LC/OS-II和DSP的微機保護方案研究[D].武漢:華中科技大學,2004.
作者簡介
劉慶瑞(1959-),男,河北省石家莊市人。 碩士學位。現為河北科技大學電氣工程學院副教授。主要研究方向為電力電子。
徐子熠(1988-),男,河北省石家莊市人。碩士研究生學歷。現供職于河北科技大學電氣工程學院。主要研究方向為微網繼電保護。
石建華,男,河北省石家莊市人。大學本科學歷。現為宏秀電氣公司控制器研究總工程師。
劉嘉元 (1993-),男,河北省石家莊市人。現就讀于河北科技大學電氣工程學院。
作者單位
關鍵詞:電力系統;配置與應用;維護;發展趨勢
中圖分類號:F407.6 文獻標識碼: A
引言
繼電保護作為電力系統安全、穩定運行的重要保障,如今已經得到了廣泛的應用。隨著科學技術的不斷發展,繼電保護技術也在慢慢的朝著微機化、網絡化、智能化的方向發展。同時,這也給電力系統的安全運行提供了重要的保障。
一、電力系統繼電保護的概述
電力系統的運行情況是日益成為社會生活的正常進行的基礎。因此電力系統需安全可靠,并且提供質量高、經濟性好的電能供應。然而在某些情況下,比如自然環境、設備老化或故障以及人為因素的影響等等,都可能會導致電力系統發生故障,造成電力系統的運行不正常。故障和異常的出現會危害到整個電力系統的安全運行,這時系統的自動化措施會策略性的解決事故,保障電力系統的正常工作,這一系列自動化措施被稱之為電力系統的繼電保護。繼電保護表現出了良好的電路保護功能,并且運行穩定,操作靈活,與電力相關的各個行業都離不開繼電保護。
1、電力系統繼電保護的原理
電力系統故障中,各種形式的短路是最常見也是對系統危害最大的故障。因此繼電系統通過使用帶觸點的繼電器,對各種電機、變壓器(特別是高壓變壓器)以及輸變線等加以保護,以減少故障對電力系統的損害,保證電網的供電正常。
繼電保護裝置以計算機技術為基礎,當電力系統中的電氣元器件出現故障(接地、短路等情況)時,保護裝置能及時向設備運行單位發出警示信號,并自動使斷路器跳閘切斷故障單元。
2、繼電保護裝置的任務
繼電保護裝置是指在電力系統出現異常情況或者發生短路的情況下,形成繼電保護動作,以此來及時調整頻率、功率、電壓、電流等電氣量變化。其任務:一旦電力系統出現工作異常時,能夠在第一時間給電力監控警報系統發出準確、及時的警報或者信號,便于盡快處理;當電力系統出現故障的時候,能夠有效地保障沒有故障的區域繼續供電,對于那些故障區域能夠有選擇地、迅速地、自動地繼續切除;當電力系統處于正常運行的狀態時,繼電保護裝置能夠對各種設備的運行狀況進行完整地、安全地監視。
二、電力系統繼電保護應用現狀
1、工作人員的能力和素質參差不齊
人員問題是近幾年來影響繼電保護的一個重要問題,在經濟大力發展的情況下,這個問題卻仍然沒有得到改善。因為電網建設的速度也在逐漸的加快,新建、擴建、改建項目不斷的增多,這使得人員的使用情況更加緊張。大部分電力系統的工作人員都存在人員新、水平低、經驗少的問題,這也導致在安裝、調試的時候容易出現各種各樣的問題,甚至還導致驗收的時候不能抓住重點。
2、設備配置跟不上發展
為了使電力系統能夠更好的運行,很多的電力企業都在對設備和配置進行更新和維護,這使得繼電保護裝置的信息化程度有一定的提高。但是一些偏遠地區由于經濟、交通等方面的原因,不能夠對設備和配置進行及時的更新,同時也離一流供電企業繼電保護裝置還有很大的差別。
3、起步較晚發展較快
在我國,電力系統繼電保護技術出現在上個世紀 70 年代末期,它的起步較晚,但是發展速度很快。在上個世紀八十年代,微機型的樣機試運行之后,電力系統繼電保護便開始進行生產和使用。如今,繼電保護產品已經推向市場并且被運用在電力系統當中。微機保護靠著良好的技術甚至已經超過了國外的繼電保護系產品。從上個世紀 80 年代的 220 千伏高壓電力系統,再到如今的國內330千伏、500kV、750kV以及直流超高壓800kV系統的繼電保護,說明了我國的繼電保護設置發展的非常快。
4、微機繼電不斷的發展
目前電力系統繼電保護技術以已得到廣泛的應用,其發展過程大致分為四個階段:電磁型、晶體管、大規模集成電路式和微機式繼電保護技術。當前的繼電保護技術處在微機繼電保護階段,并在快速發展。微機繼電保護不僅具有傳統繼電保護的功能,而且操作方便靈活,目前以發展實時顯示設備參數、定位故障等功能。特別是信息技術、網絡技術等新技術的引入,繼電保護的發展更是迅速。
1)通過引入 IT 技術,將計算機與電力系統連接起來,繼電保護可以將故障測量、系統控制、系統保護整個過程融為一體。
2)人工神經網絡的應用,能夠快速解決電力系統中的非線性問題,及時分析電網的各項參數,預判故障的發生位置,提前做好應對措施。
3)引入新型的光學數字式電壓、電流互感器替代傳統的電感式測量儀器,測量結果精確度更高。
4)電網系統入網,實現廣域保護。
三、電力系統繼電保護的發展前景分析
1、計算機化、網絡化發展
計算機的普及和網絡技術的快速發展,為各項工作的開展提供了強有力的通信手段。有關統計數據表明,目前我國電力系統中的數據量巨大,與之相比繼電保護系統的數據通信手段則相對落后,難以滿足當前電力系統發展的需要。因此繼電保護的發展不應只滿足于切除系統中的故障元件等技術層面,更應該立足于整個電力系統的安全性、可靠性,結合計算機技術,利用網絡資源來進行現代化的繼電保護。
首先整個電網系統的廣域連接,要求繼電保護具有強大的數據處理能力,并有足夠大的存儲空間以存儲大量的故障信息;然后為了保障信息傳輸的及時性和有效性,電力繼電保護系統還要具有強大的通信能力,實現整個系統的資源共享,數據和信息能夠及時得到傳輸。另外隨著計算機局域網絡技術的發展,光纖通信技術在大規模自動化系統中的應用,電力繼電保護裝置系統表現出了良好的抗電磁干擾能力,對數據的高速、準確、實時傳輸提供了保障。
2、智能化發展
在傳統的電力繼電保護中,已實現了自動報警、自動調節、自動切除等智能化操作,并實現了系統事故的自動判別與處理、智能決策、在線自診斷等。為了提高繼電保護系統智能化操作,自適應理論、人工神經網絡、支持向量機、模糊邏輯、專家控制和蟻群算法等智能算法目前已廣泛應用到系統中。因此將來繼電保護智能化的系統具有目前已有的特點外,還會具有人機一體化、自組織能力、學習能力與自我維護能力;甚至會具有人的思維能力等等。
3、數字化發展
隨著社會經濟的不斷發展,數字化變電站的建設成為電網建設的主流。一方面,數字化變電站可以減少自動化設備數量和設備的檢修次數和時間,提高系統的可靠性和設備的使用率。另一方面,數字化變電站可以減少占地面積和投資成本,還可以實現資源信息的共享。數字化技術是需要不斷發展和完善的技術。它的研究和應用是一個持續、漸進的發展過程,相信在不久的將來它一定會成為繼電保護的主流技術。
4、控制、保護、數據通信、圖形顯示一體化
在網絡化、數字化和智能化的發展趨勢下,電力系統的整個保護裝置可以視為多功能、多操作的計算機。它能夠從網上獲取電力系統運行和故障的各種數據,并將它獲得的及它自身的數據和信息發送出去。因此有必要將繼電保護系統的控制端、保護方式、數據通信技術、測量監視、圖像監控等集中于一體,未來的電力繼電保護裝置會具有繼電保護功能,還具有監視整個系統實時運行、并對開關設備及過程控制設備操作進行控制的功能。
5、輸電技術出現新突破
電力電子技術的不斷發展和突破,直流輸電技術也在日益成熟。在這樣的情況下會促生多種新的發電方式,其產生的電能都會以直流電的方式輸送,比如磁流體發電、電氣體發電、燃料電池和太陽能電池等等。這意味著直流輸電技術在電力系統中必將得到更多的應用。另外超高壓輸電也表現出了優越性,比如增加輸送容量,增長了傳輸距離,降低了單位功率電力傳輸的工程造價,并且能夠減少線路對能量的損耗,線路走廊所占地面積也大大縮減,這些都說明直流輸電具有顯著的綜合經濟效益和社會效益,在將來的繼電保護中會得到發展和應用。
四、結束語
綜上所述,在我國經濟和社會快速發展的時期里,各項生產活動的進行都需要大量的電力,高效可靠地的電力繼電保護是電力系統正常、平穩運行的基礎,也是我國經濟穩步發展的要求。在先進 IT技術、自動化控制技術等先進技術的支持下,繼電保護必將會面臨新的發展機遇和挑戰,繼電保護將不斷向著計算機化、網絡化、一體化、智能化和綜合自動化的方向發展。因此思想上必須與時俱進,明確電力系統繼電保護的基本任務和意義,及時掌握技術發展的方向,將新技術不斷應用到繼電保護中。
參考文獻:
[1] 祁瑒娟,淺談電力系統繼電保護的作用、意義及發展前景 [J]. 科技風,2013,01(15).
[2] 姚朝賢,電力系統繼電保護技術應用現狀的探討[J].科技致富向導,2012,12(20).