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【關鍵詞】微電網;相關內容;單元級保護;系統級保護;繼電保護;方法
中圖分類號:TM58文獻標識碼: A
0.引言
社會經濟的進一步發展,用戶對電網供電的可靠性能有了更高層次的要求,使得傳統的集中型發電的缺點不斷顯露出來,在控制成本的范圍內不能滿足敏感性電力的負荷要求。而科學技術的進一步發展使得分布型發電取得了新的發展。電力企業結合微電網短路故障的電流較小、靈活性控制等優勢,研究出了微電網繼電的有效保護方法。本文通過分析微電網繼電保護研究的現狀,探討微電網的繼電保護方式,從而提高我國分布型發電的技術,保障微電網運行的安全性和穩定性。
1.微電網的相關內容
1.1微電網的定義
微電網作為范圍較小型分散的獨立發電系統,利用先進的電力技術,把風電、光伏型發電和燃氣輪機、蓄能設施以及燃料電池等并在一起,并直接連接用戶端。對于大型電網而言,微電網屬于電網系統中可以管理、控制的部分,其能在幾秒鐘內運作用來滿足電網外部的輸配電網絡實際需求。對于電力用戶而言,微點網能夠滿足其特定的供電需求,例如:提高本地的可靠性能、減少饋線的消耗量、保證本地電力壓力的穩定性能,采用余熱方式實現電力能量利用率的提高,保障不間斷的提供電源。大型電網和微電網利用PPC實現能量的轉換,雙方相互備用,進而實現了電網供電穩定性和可靠性的提高。
1.2微電網的特征
微電網技術是將先進的電力電子信息技術、可再生資源和能源的發電技術、型發電、蓄能技術四者的有機結合。因此微電網具備傳統電網無法比擬的優勢。微電網技術提供了一個科學集成運用DG系統發電方式,具備了一切獨立DG系統所具備的特征。微電網屬于單獨的整合性模塊,不可能會對大型電網產生任何不良影響,因此不用改進大型電網的運作方式。微電網能夠以靈活性方法把DG系統斷開或者是連接,DG系統具備“現插現用”的優點。數個DG系統的微電網使得系統容量得以增加,并且具備了與之相匹配的蓄能系統,使得系統的慣性能力增大,降低了電壓的波動和閃變問題,從而提高了電能的質量。此外,在上級供電網絡出現故障過程中,微電網還能單獨運作,繼續不間斷提供電能,實現了供電系統的穩定、可靠供電[1]。
2.微電網繼電保護的實際研究情況
2.1微電網的繼電保護分析實際狀況
就我國目前情況而言,國家對微電網的繼電保護研究力度不足;而國外對于微電網的繼電保護研究還處在理論研究分析層面。理論指出了微電網繼電保護必須遵守的技術原則:當采用孤網運作模式或是并網運作方式時,微電網的繼電保護方式需要保持一致;當出現短路問題時,提供短路電流電源必須要做迅速隔離切斷處理。
微電網具備孤網運作和并網運作這兩種方法。微電網利用PPC和配電網絡相互連接。其中PPC處靜態形式的開關和其相對應的繼電保護特征的概念屬于微電網繼電保護的重點和難點之一。這就要求,必須要正確檢測到電網系統各種類型的故障并能做好及時有效地處理,決定微電網采用孤網運方式,并保障微電網孤網運作和并網運作方法之間的平滑性切換。微電網繼電保護的另一個難點在于孤網運作過程中,在故障電流較小的形勢下,為微電網設置充足的保護,因為微電網出現分布型電源DG系統利用的是電子機械設備連接微電網的方式,在微電網出現接地型故障的過程中,分布型電源DG系統提供的短路電流將會被阻截在2IN中,而傳統的配電網絡系統使用的電流保護并不能符合微電網,微電網繼電保護需要采用全新的技術原理,因此我國的專家學者提出了微電網的單元級保護和系統級保護策略[2]。
2.1微電網的單元級保護
微電網的單元級保護需要充分考慮到的兩個問題:在微電網采用并網運作方式的過程中對出現的各種類型的故障做好及時有效地處理;在外部配電網絡系統出現故障的過程中,使得微電網PPC系統進入孤網運行的情況下,必須要保障微電網能夠平滑轉換到穩定性運作中,當微電網系統內部出現故障時,可以及時根除故障部分,從而保障其他部分可由安全、穩定的運作。
2.2微電網的系統級保護
微電網的系統保護目的在于保障在公用電網系統出現永久型故障或者是微電網運作情況不符合IEEE1547標準要求過程中,微電網可以及時平滑的切換到孤網運作中,進而減少微電網連接對公用電網系統產生的影響。此外,微電網的系統級保護的核心是和公用配電網絡的連接處PPC。PPC在安裝保護和控制設備時,需要準確檢測和判斷微電網存在的各種類型的故障,并且能及時處理,迅速決定微電網能否接入孤網運作[3]。
3.微電網繼電保護的相關方法
3.1在電流序分量基礎上的繼電保護方式
在電流序分量基礎上的繼電保護方式將微電網的繼電保護分為六個不同的區域。微電網的系統故障主要有相間型短路故障和相對型短路故障這兩種形式。根據理論分析發現,負序分量和零序分量能夠有效檢查出相間型故障和相對型故障。在正常、穩定運作的情況下,因為負荷具備不對稱性特征,導致出現序電流元件的動作,需要給所有限定的序電流配置合理的門檻數值。
3.2在DG出口電壓基礎上的abc-dp0方式
在微電網出現不同類型的故障過程中,abc電壓的dp具備不同特點,進而檢查、判斷各種不同的接地故障。在得到abc三相電壓的基礎上,利用abc-dp0轉換矩陣的方式得出Vds和Vqs公式: ,在將靜態坐標軸上的Vds和Vqs投射到同一情況下旋轉坐標軸中,使得Vdif=Vqrf-Vqr,Vqrf作為特定的門檻數值。在Vdif=0情況下,abc三相電壓出現短路故障,Vdif的輸出值為穩定性直流信號;相間型故障Vdif是一個直流信號加上震蕩的交流信號。在出現單型相接地故障情況下,Vdif由0向極大值方向震蕩輸出,信號的震蕩頻率是電網限定震蕩頻率的兩倍。
關鍵詞:繼電保護; 可靠運行;方法
中圖分類號:TM77文獻標識碼:A文章編號:
引言:
繼電保護是指在正常用電的情況下,對電路故障等情況進行及時報警,從而保證電子元器件的安全。隨著我國經濟的持續發展,各類用電設備急劇增加,電力系統中的正常工作電流和短路電流也隨之不斷增大,繼電保護技術就是在這一背景下發展起來的。目前,我國不少地區繼電保護還不能可靠運行,保護動作失靈和大面積停電的事故時有發生,嚴重影響著人民群眾生產生活的順利進行。因此,提高繼電保護運行的可靠性無疑具有重要的意義。
1.提高繼電保護的技術水平
提高繼電保護的技術水平,可以使對繼電保護的驗收、日常管理和操作等工作更加便捷有效,也能減少相關事故的發生,更是確保繼電保護可靠運行的關鍵因素。綜合其發展歷程,可以從以下兩方面提高繼電保護的技術水平。
1.1提高繼電保護運行的微機化和網絡化水平。隨著電信技術的不斷發展,微機保護硬件的科技含量也得到了較大幅度的提高。現在,同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度和存儲容量都遠遠超過了當年的小型機。用成套的工控機做繼電保護的想法在技術上已經變得可行,這樣,就能使繼電保護運行過程中的微機不可靠性得到一定的控制。但對微機化如何能更好地滿足電力系統要求,如何進一步提高繼電保護的可靠性,如何取得更大的經濟效益還需要進行深入地研究。可以說,計算機網絡將深入到各種工業領域,為電力系統提供通信手段,徹底改變繼電保護的運行方式和狀態。
從現階段的實際情況來看,除了差動保護和縱聯保護外,所有的繼電保護裝置都只能反映保護安裝處的電氣量,繼電保護裝置的作用也只能是切除故障元件,縮小事故的影響范圍。安裝、使用繼電保護裝置的目的不僅是縮小事故范圍,還希望它能保證電力系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信息數據,各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作,從而進一步提高保護的及時性和準確性。而想要實現這一設想的前提條件是要將整個電力系統各主要設備的保護裝置都通過計算機網絡連接起來,實現微機保護裝置的網絡化,這方面的技術水平急待提高。
1.2提高繼電保護運行的智能化水平。智能化是提高繼電保護運行可靠性的重要技術創新,目前,“人工智能技術”這一詞匯已經出現在社會的很多領域,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將使繼電保護裝置的穩定性大大提高,而其工作的連續性和隱蔽性等不可靠因素將會得到有效的控制和改進。
2.加強技術改造工作
2.1針對直流系統中,直流電壓脈動系數大,多次發生晶體管及微機保護等工作不正常的現象,將原硅整流裝置改造為整流輸出交流分量小、可靠性高的集成電路硅整流充電裝置。針對雨季及潮濕天氣經常發生直流失電現象,首先將其升壓站戶外端子箱中的易老化端子排更換為陶瓷端子,提高二次絕緣水平。其次,核對整改二次回路,使其控制、保護、信號、合閘及熱工回路逐步分開。在開關室加裝分路空開開關箱,便于直流失電的查找與處理,也避免直流失電時引起的保護誤動作。
2.2對缺陷多、超期服役且功能不滿足電網要求的110kV、220kV、500kV線路保護的要求時應時更換微機線路保護。從而保證了保護裝置的正常運行,達到提高系統穩定的作用。
2.3技術改造中,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。優選經運行考驗且可靠的保護,個別新保護可少量試運行,在取得經驗后再推廣運用。220kV和500kV線路2套保護優選不同原理和不同廠家的產品,取長補短。這就不致因一個廠研制、制造的2套保護在同一特殊原因時,同時誤動或拒動。針對微機、集成電路型保護性能優越、優點突出,但抗外界干擾能力差的特點,交、直流回路選用鎧裝鉛包電纜,兩端屏蔽接地;裝置接地線保證足夠截面且可靠、完好;抗干擾電容按“反措”要求引接。
2.4現場二次回路老化,保護壓板及繼電器的接線標號頭、電纜標示牌模糊不清及部分信號燈標示脫落現象,應重新標示,做到美觀、準確、清楚。組織對二次回路全面檢查,清除基建遺留遺棄的電纜寄生二次線,整理并繪制出符合實際的二次圖紙供使用,杜絕回路錯誤或寄生回路引起的保護誤動作。
3.提高繼電保護可靠性的措施
3.1嚴格把好質量關 保護裝置在制造和選購過程中要嚴格進行質量管理,把好質量關,提高裝置中各元器件的質量。盡量選用故障率低、壽命長的元器件,不讓不合格的劣質元件混進其中。電磁型繼電器轉動件要求軸尖錐度正確,光潔度好;各零件配合適當;接點鍍銀處理,接觸良好。晶體管保護裝置中的元器件要重視焊接工藝質量。晶體管要經過嚴格篩選和老化處理,在高低溫的考驗下,功能仍然保持穩定;改進插接座制造工藝,使其不變,接觸良好。
3.2注意繼電保護裝置檢驗,同時保證定值區的正確性 在繼電保護裝置檢驗過程中必須要注意,將整組試驗和電流回路升流試驗放在試驗檢測的最后進,這兩項工作完成后,嚴禁再拔插件,改定值區以及改變二次回路接線等工作。電壓回路升壓試驗,也必須在其它試驗項目完成后進行。在定期檢驗中,經常在檢驗完成后設備投入運行而暫時沒負荷的情況下不能測量負荷向量和打印負荷采樣值的。由于定值區對于繼電保護來說是非常重要,必須要采用嚴格的管理和相應的技術手段來保證定值區的正確性。一般采取的措施是,在修改完定值后,必須打印定值單和定值區號,注意日期,變電站,修改人員以及設備名稱,并重點在繼電保護工作記錄中注明定值區編號,避免定值區出錯。
3.3增加投入,完善環網設備 及時更新保護校驗設備,完善供電網絡建設。在不影響正常安全生產的情況下,確保各回路均有足夠保護整定時間,使保護裝置校驗做到應校必校,不漏項,不簡化。為快速隔離故障、恢復供電,可以考慮結合配電自動化系統的建設, 繼電保護與自動化系統相互配合使用,逐步完善電力系統的網絡建設和技術設施。
3.4繼電保護裝置的接地要嚴格按規定執行 接地在電力系統中是很重要的一環,微機繼電保護裝置內部是電子電路,容易受到強電場、強磁場的十擾,外殼的接地屏蔽有利于改善微機保護裝置的運行環境;微機保護提高可靠性,應以抑制干擾源、阻塞耦合通道、提高敏感回路抗干擾能力入手,并運用自動檢測技術及容錯設計來保證微機保護裝置的可靠性。因此在繼電保護工作中接地就顯得非常重要和突出。首先保護屏的各種裝置機箱屏等的接地問題,必須接在屏內的銅排上,一般生產廠家已做得較好,只需認真檢查。其次是保護屏的銅排是否能可靠的接入地網,應該用較大截面的銅排或導線可靠緊固在接地網上,并且用絕緣表測接地電阻是否符合規程要求。另外,電流、電壓回路的接地也存在可靠性問題,如接地在端子箱,那么端子箱的接地是否可靠,也需要認真檢驗。
3.5及時檢查,提高運行維護與故障處理能力 要制定出反事故措施, 提高保護裝置的可靠性。不論何種保護,一般性檢查或定期檢查都是非常重要的。在檢查中,首先清點連接件是否緊固、焊接點是否虛焊、機械特性等。現在保護屏后的端子排端子螺絲非常多,其中某個螺絲松動,就會成為保護拒動、誤動的隱患。因此檢查時要注意將所有的芯片按緊,螺絲擰緊并檢查虛焊點。在檢查中,還必須將各元件、保護屏、控制屏、端子箱的螺絲緊固作為一項重要工作來落實。
4.結束語
繼電保護是電力系統的安全衛士,搞好繼電保護工作是保證電網安全運行的必不可少的重要手段。電力工作人員充分了解繼電保護的重要性及其運行可靠性的因素與原理,并對繼電保護裝置進行定期檢查和維護,才能保證系統正常運行,提高供電可靠性。
參考文獻:
[1] 張煒;電力系統可靠性分析[J];科技信息;2009,(08).
關鍵詞: 繼電保護;故障;查找方法;研究;分析
中圖分類號TM7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2011)53-0124-02
繼電保護是隨著電力系統的發展而發展起來的,從20世紀50年代到90年代末,繼電保護經歷了4個階段,即其從電磁式保護到晶體管式繼電保護、到集成電路保護、再到微機繼電保護。繼電保護工作是一項具有很強技術性的工作,隨著科學技術的不斷進步,繼電保護故障也隨之增多,而從很大程度上來講,繼電保護的技術性就體現在故障的分析和處理能力上。因此,明確繼電保護故障的常見方法,以最有效最快的方法處理故障,已經成為當前擺在繼電保護工作者面前的重要課題。
1繼電保護常見故障
繼電保護常見故障主要包括以下幾個方面:產源故障,繼電保護的裝置生產屬于技術性生產的范疇,其質量的好壞對于保護裝置的運行有著直接的影響,如機電型、電磁型繼電器零部件的精確度和材質等;整體性能不合格,晶體管保護裝置中元器件的運行不協調、性能差異大、質量差,易引起裝置的拒動或誤動;運行故障,在設備運行過程中,因溫度過高會導致繼電設備的失靈,具體表現為住變動保護誤動、開關拒合,而繼電保護工作當中,電壓互感器二次電壓回路故障是最薄弱環節,電壓互感器作為繼電保護策略設備的起始點,對于二次系統正常的運行十分重要;隱形故障,相關資料顯示,全世界有大約75%的大停電事故都同不正確的保護系統運作相關,繼電保護的隱形故障已成為一種災難性的電力機理,故很多文獻中都對繼電保護隱形故障的分析加以強調。對于一些重要輸電線路,斷路器故障的就地保護可以對監管所有跳閘元件加以確定,且在跳閘元件故障中,所有的遠方和就地跳閘的指令才有效。
2 繼電保護中常見的幾種故障查找方法研究
2.1基于替代法的故障查找
所謂替代法,就是將正常的插件或相同元件替代有故障疑問的插件或元件,來對其好壞作出判斷,從而快速地縮小故障的查找范圍。這是微機保護裝置內部故障最常見的故障處理方法,當存在一些微機保護插件故障,或復雜回路的單元繼電器時,用配件將其取代,若故障消失,則說明故障存在于換下來的元件中。基于替代法的故障查找需注意以下幾點:第一,應注意插件內的定值芯片、程序及跳線是否相同,確定相同后,方可可實施調換,并依據實施進行傳動模擬;第二,明確運行繼電器或插件在替代前是否需采取一定措施,如縱聯保護需要對側保護推出,一些插件需要電源退出,繼電器或電流變換插件需要電流短接,電壓切換插件需要短接電壓;第三,注意產品同廠家但型號不同的現象,故需在對外部加電壓實施極性核對后才可加以確認。
2.2基于短接斷開法的故障查找
所謂短接斷開法,就是將回路某一部分或某一段用短接線實施認為斷開或短接,來對故障是否存在于斷開線或短接線范圍內作出判斷,從而使得故障范圍得以縮小。此種故障查找方法主要用于電氣閉鎖、刀閘操作、切換繼電器不動作、電流回路開路、判斷轉移及輔助開關。把手接地的切換是否良好等。對于不該閉合而閉合的接點采用斷開法,該閉合而未閉合接點則采用短接法。
2.3基于順藤摸瓜法的故障查找
所謂順藤摸瓜法,就是從出錯點為起點,一環緊扣一環的實施查找,直到檢測到故障位置所在為止。例如保護屏或光子牌發告警信號等可以異常點為依據順藤摸瓜地去查找,上述內容中的電位測量更多地是同此法相結合的故障查找。還有情況就是在交流或直流電源均斷開的情況之下,采用順藤摸瓜法用萬用表電阻檔一步一步地檢查。此種故障查找方法可對諸如繼電器和串聯接點組成回路、斷路器及刀閘的刀閘操作、輔助接點控制回路進行檢查。
2.4基于直觀檢查法的故障查找
如果直接看到線頭脫離、線圈燒壞等,高頻通訊不正常,結合濾波器測至上樁頭,將其打開,便可發現濾波器內高頻電路的連接芯線斷線現象。此外,檢修或運行人員改動或操作了什么東西,亦會致使一些缺陷的形成,這時就可以對這些變動內容中問題是否存在進行直接的檢查。在下發操作斷路器命令后,觀察到跳閘線圈或合閘線圈能動作,則說明是正常的電氣回路,隨之便可確定故障存在于機構內部當中。在現場如直接觀察到哪個元器件發出濃烈焦味,或繼電器內部有明顯發黃等,便可對故障所在作出快速的確認,這時,對損壞元件及時更換便可將故障消除。
2.5基于帶負荷檢查法的故障查找
對于新建變電站PT或更換PT,需要對電壓互感器進行二次核相和極性檢查,特別是用于開口三角電壓的三次繞組,其極性和接線容易出錯,在現場可通過帶負荷檢查法來發現問題。基于帶負荷檢查法的故障查找是實施繼電器檢查和改造工作的最后一環節,亦是發現交流回路缺陷和問題的途徑。在實際的故障查找中必須對以下兩個方面加以注重:第一,選擇好的參考對象,如對相位參考電壓進行測量時,一般情況下會選擇相母線電壓,若不存在電壓,也可選擇電流,但最終兩者的參考點必須相同一;第二,必須明確潮流的走向,如本開關難以作為參考,則需要選擇本側或者對側對應的幾個斷路器潮流或對應串聯之和。同時還應注意所測電流電壓的相位、大小是否同一次潮流相一致。
3結論
繼電保護是電力系統技術性較強的一個專業,想要迅速及時地判斷故障點并不是一件簡單的事情,不但要有扎實的理論基礎,也需要在長期的工作實踐中積累一定的現場經驗。明確繼電保護故障查找的常見方法,將其融入與實際的故障查找當中,從而保證繼電保護的有效運行。
參考文獻
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[3]胡煒.繼電保護故障信息系統的研究[J].電力系統自動化,2009(11).
【關鍵詞】繼電保護;故障信息;智能分析;系統功能
在美國SEL公司中,通過SEL2020線路保護信息,將信息進行多串口處理,以星型對點的連接方式,對站內不同保護進行連接,在主站系統和MODEM相連中,ABB公司,利用LOOP方式的500系列進行保護連接,在就地計算機以及光電轉換器串口連接中,經過MODEM和系統主站進行連接。在這個過程中,主站系統利用專門的軟件分析,進行自檢信號、整定值、故障動作信號以及簡單故障信息查看,在模擬通道調看中,明確實時采集值。從相關設備運行情況來看,由于各個故障錄波器、繼電器通訊數據都是封閉的,在不對外開放的過程中,每個型號裝置、制造廠家都有自己的分析、通訊軟件,通過選用不同類型的數據格式、通訊規約,相互之間不能進行數據共享;繼電保護系統為了順利查看各個裝置數據,必須安裝分析軟件以及通訊規約,由于操作復雜,很多進口設備在還未漢化的過程中,對人員調度造成了很大的影響。
一、繼電保護故障信息系統主要功能
根據實際調查研究顯示:當系統連續多次發生霧閃故障時,故障錄波器以及就地保護裝置就會產生大量的數據;目前,我國運行經驗中,有用信息只占總信息的30%到40%,或者更少;當數據必須傳輸到調度端時,不僅會耗費大量的通訊時間,在有可能造成通訊道路阻塞的同時,相關技術人員必須耗費大量的精力進行處理,有時在故障后幾天進行處理,有時則需要更長的時間才能明確各種故障過程,從而對調度人員事故判斷造成了很大的影響。
在繼電保護系統中,為了有效利用故障錄波器相關故障信息,必須增強故障分析能力,在推動事故處理速度的同時,建立智能型信息故障處理體系,從而方便變電站不同類型的制造廠家以及繼電保護裝置、故障錄波器進行信息集中、傳輸處理,為系統提供統一的分析界面。在這個過程中,不僅可以增強信息傳輸速率,減省通訊線路以及通訊接口,在操作簡化、方便掌握的過程中,對全面、簡單、快速獲取調度端故障信息,及時編制事故處理方案具有重要作用。
在故障綜合系統分析中,為了保障信息綜合利用以及共享,在系統建立前,必須根據不同使用者對系統的要求,以及不同的故障信息范圍和系統響應時間。在故障發生后,調度人員能夠盡快獲得故障信息,明確系統開關跳閘、故障準確位置以及動作保護行為,從而方便系統快速恢復。因此,繼電系統保護人員必須充分了解整個故障過程的各種保護裝置的詳細行為動作以及專門信息,在準確掌握故障電流變化狀態的過程中,明確各個故障對系統保護裝置的影響;由于系統信息量要求較大,在時間沒有調度人員緊迫的過程中,必須對系統數據進行分類管理。
在故障系統信息綜合處理中,繼電保護系統能實現不同設備之間的數據傳輸以及規約轉換,在就地保護中,讓故障錄波器時鐘始終同步。在裝置中,為系統自動化監控提供相關數據,它不僅具有故障信息集中處理的功能,在智能化處理過程中,能夠適應不同類型的工作需求;同時,在故障雙端測距計算中,通過增強測距準確性,讓系統擁有靈活的上網方式,和MIS系統數據進行數據以及接換。
二、系統功能構成以及實現
在繼電保護故障信息智能系統中,系統主要由故障錄波器、保護裝置、調度端主站以及就地子站構成。
(一)就地子站
在就地子站中,它可以配置一臺計算機作為繼電保護系統信息故障管理機,通過微機保護以及故障錄波器,為變電站提供了良好的形成裝置以及數據采集;通過變電站不同類型的數字保護、故障錄波器以及通訊口,進行通訊,在信息收集的過程中,進行初步計算分析,將數據形成統一的數據文件存儲格式,如:COMTRADE格式等,使用通訊網絡,再進行主站傳輸。為了滿足通訊網絡發展,該裝置采用多種途徑進行傳輸,例如:公用電話網、MODEM或者專用數據網等;子站通過有效數據自動上傳的方式,不斷支持遠方主站的Polling,進行觸發啟動。
為了保證系統信息獲取力度,不同的故障錄波器以及保護裝置使用不同的通訊規約,在制造廠家提供文本規約的過程中,進行對應的規約轉換;通過標準通信協議,實現遠方主站和就地子站監控內部系統。在GPS和就地子站節點對時、軟對時向結合時,信息管理機根據系統裝置,進行對時命令,從而校正時鐘;當就地子站GPS失效時,通過主站,進行命令。
另外,該系統為主站自動化監控系統也提供了良好的數據,裝置根據定義用戶,在明確自動化數據量傳輸的同時,從根本上實現故障錄波器、保護以及站內控制系統數字通信,從而減省二次電纜數量,轉換硬電纜連接方式。當系統發生故障時,和它相關的保護動作以及故障錄波器啟動,在不同裝置的變電站中形成故障信息。由于數據、采集形式不同,使用不同的數據格式、速率,裝置記錄在既有補充,又有重復的情況下,將信息融為一體,形成有用的信息是系統的要求。因此,在實際工作中,必須有效收集數據,在相關條件下,進行篩選,通過濾去重復信息,在子站建立數據庫,對各個信息進行存儲,再根據要求進行數據分類,明確上傳優先級別。
(二)調度端主站
為了保障繼電保護系統正常運行,在調度端中,必須配置相應的數據卡儲器、CRT調度臺、服務器、CRT繼電保護工程師站以及打印機等。在主站建立中,根據管理保護以及調度人員的不同需求,設置相應的人機對話界面。在簡單的報警窗中,保護詳細數據、就地保護以及故障錄波器對話窗等;在多樣對話框、分析界面漢化的過程中,主站必須配備專門的管理系統,上傳各個子站信息,根據數據類型、優先等級以及數據從屬對象進行分類、綜合,從而形成完整的數據表。
在數據分析中,主站必須綜合各個子站優先上傳的動作行為以及情況,在形成簡要的報表的過程中,對畫面進行快速調度,在收到簡要信息后,根據相關工具,明確相應調用的信息。另外,主站系統還必須擁有完善的軟件分析系統,通過模擬量采集,進行系統諧波分析。在系統實時功能相應中,子站和主站必須具有良好的相應功能,例如:保護裝置召喚的整定值,在和存儲系統核對中,進行自檢報告、模擬通道測量值召喚,從而保障系統信息共享以及系統安全。
三、結束語
為了增強繼電保護系統智能化自動分析、綜合處理,在實際應用中,必須充分引用通訊技術、計算機網絡以及通信技術特點;在增強故障使用效率的同時,促進調度人員故障后信息系統恢復,推動電力系統發展以及經濟效益。
參考文獻:
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關鍵詞:繼電保護;隱藏故障;監測方法
中圖分類號:TV 文獻標識碼: A
前言:繼電保護技術發展由來已久,大概從上個世紀70年代開始,繼電保護技術就在電網中明顯的體現出優勢來了,而微機的繼電保護優勢有邏輯能力,記憶能力,檢測能力以及計算能力,而且其通信能力很強大,在和以往的一些繼電器的相比中明顯的發現其優勢所在。所謂隱藏故障就是在可能造成危險的因素中隱藏了,所以這種故障比起直接可見的故障更加的嚴重,破壞性非常之大。如果能夠對于隱藏故障進行檢測,并且根據報警裝置來進行控制,這樣就可以預防裝置執行切除動作之前做出針對此動作的判斷,避免錯誤的切除對電力系統正常運行造成的影響。
相關統計資料顯示,在全球范圍內所發生的大規模停電事故中,有七成左右都與保護系統不正確有關。隱藏故障給電力系統所造成的危害性并非一致,對于電力系統而言,隱藏故障所出現的位置直接決定了隱藏故障的危險性大小。所有隱藏故障均存在相應的隱患范圍,在一般情況下,隱患范圍內的故障是能夠判斷的,而爆發具有一定概率的隱藏故障非常難以判斷,所以這就形成了一定的盲區,對于電力系統隱藏故障的危害性程度一般用脆弱性區域及隱藏故障嚴重性進行描述。
一、繼電保護隱藏故障定義及特征
所謂隱藏故障,主要指的是存在于系統中的不會對正常運行的系統造成任何影響的故障,但是一旦系統某部分有所改變就會觸發隱藏故障,并造成連鎖故障。也就是說,當系統處于正常運行狀態下,并不能發現隱藏故障,在系統出現故障,繼電器將故障準確切除,重新分配電力系統潮流,邊有可能引發存在隱藏故障的保護裝置出現誤動。
對于繼電保護系統而言,諸如連接器、接線片、通信通道或者是PT等元件都有存在隱藏故障的可能性。繼電保護裝置存在隱藏故障并不意味繼電器自身存在設計缺陷、校準或者實際應用不當。隱藏故障與常規故障的最大不同就是其在系統正常運行狀態下并不會被發現,只有在系統出現一些事件的情況下才會被監測到。隱藏故障最危險之處就是只有在系統處于壓力狀態下才會顯現出來,其對電力系統所造成的影響不易被及時發現,無法及時采取有效應對措施。
二、繼電保護隱藏故障的原因
隱藏故障可能由很多原因引起,主要有兩類原因:
1、定值整定不合理引起的隱藏故障。這種隱藏故障可能是由于整定值和校準的錯誤,或者整定不能滿足水電廠機組的全部運行方式引起的。尤其是水電廠接線或者機組容量改變時,而保護的整定值卻沒有做相應的修改,此時雖然繼電保護裝置能夠正常運行,但是由于不正確的整定仍然會存在隱藏故障。
2、設備或元件故障引起的隱藏故障。如元件失靈、磨損或者因為環境和不正確的人為干涉引起的元件損壞等。這類故障可通過人為檢修發現,通過定期檢修可以減少該類隱藏故障的發生,但要杜絕此類故障的發生卻非常難。
三、基于繼電保護測量值相關性原理的繼電保護隱藏故障診斷方法
根據繼電保護的工作原理,研究對保護裝置的靜態特性和動態特性進行隱藏故障的診斷方法。重點研究靜態測量環節、動態測量環節及保護定值的分支系數合理性,利用繼電保護提供的豐富的信息,辨識出異常的測量信息,最終實現對保護裝置隱藏故障的診斷。
1、基于保護測量值相關性的靜態隱藏故障監測方法
1.1靜態隱藏故障監測方法
水電廠各保護裝置輸入的采樣值信息都具有很強的相關性,利用這種相關性可以鑒別出保護裝置測量回路是否存在隱藏故障。對于變壓器的電氣量保護而言,通常都配備有基于電流信息的主保護,各保護裝置輸入的電流信息具有相關性。所以,診斷系統要求能夠獲得各保護裝置的實時采樣數據,并要求這些采樣數據在時間上具有同步性,確保保護定值的準確性。
1.2繼電保護裝置測量回路的隱藏故障分析
水電廠繼電保護裝置測量回路由互感器、連接電纜、端線、變換器、模擬低通濾波器,采樣保持電路、多路模擬開關、模/數轉換電路等組成。若測量回路中任何一個環節出現故障,都將使保護裝置獲取不到正確的電網運行信息,有可能導致保護裝置做出錯誤的判斷,造成保護誤動。
2、基于保護測量值相關性的動態隱藏故障監測方法
2.1基于保護測量值相關性的保護動態測量環節的隱藏故障診斷方法
在水電廠保護系統中,電氣接線中相鄰元件間的保護裝置在功能上是互相補充的,各保護裝置根據自身獲取的測量值信息做出邏輯判斷,根據自身獲取故障信息的差異,從而做出不同的動作結果,保證了保護動作的選擇性,因此保護裝置的故障測量值正確與否是保護正確動作的關鍵。
2.2保護啟動時測量值的相關性原理
對于同一故障信息,線路保護裝置的測量值之間具有相關性,這種相關性與繼電保護裝置的保護原理有關,也與不同保護裝置之間的電路結構有關。保護裝置進入動態特性時進行的,因此它不但能夠對保護的隱藏故障進行診斷,同時還可對保護動作時的中間動態過程進行有效監視,能夠為分析保護性能提供依據。
2.3保護起動時的計算測量環節的隱藏故障分析
計算測量環節是把采集的故障數據進行集中處理,所涉及的元件主要是測量回路和測量計算元件等,是對這些元件進行隱藏故障的監測是避免該環節出現隱藏故障的關鍵。
3、不同地點繼電保護測量值的相關性
水電廠機組在正常運行時,由于電力系統出現擾動,保護裝置不啟動,其測量環節僅計算電流、電壓的幅值和相位,甚至僅做數據采集和起動判斷而并不計算任何電氣量。靜態特性是指繼電保護裝置在未滿足啟動條件時,僅進行測量計算而不進行邏輯比較和跳閘出口環節,此環節涉及的硬件設備有互感器測量回路、連接電纜、端線、繼電保護前置處理電路、采樣及采樣值計算等。正常運行時,存在于該環節的隱藏故障可能并不會馬上表現出來,也不會造成保護誤動作,但系統運行壓力變大時,如一次電流增大或保護區外故障,此類隱藏故障將被激活,將導致繼電保護誤動或者拒動。因此,為避免此類故障的發生,應注意此類隱藏故障的監測。
三、 結束語
綜上所述,分析水電廠繼電保護隱藏故障的原因,結合繼電保護工作特性與保護整定值的分支系數是否合理分別展開對繼電保護隱藏故障的探討。通過分析繼電保護裝置的靜態特性,提出針對保護裝置測量回路異常的診斷判據及診斷方法。在分析保護動態特性的基礎上,提出保護啟動時計算測量環節的動態隱藏故障診斷判據。通過研究水電廠繼電保護隱藏故障的診斷方法,可以有效地提高水電廠繼電保護故障的處理能力,確保水電廠機組的安全運行。
參考文獻
[1]熊小伏,蔡偉賢,周家啟,等.繼電保護隱藏故障造成輸電線路連鎖跳閘的概率模型[J].電力系統自動化,2008(13):34-35.
【關鍵詞】電力系統;繼電保護;故障檢測;方法;分析
前言
繼電保護與故障檢測是對電力系統進行自動檢測、控制與保護的裝置。繼電保護及故障檢測能夠在電力系統運行發生,如兩相短路、三相短路、單相接地等故障和出現如過負荷、過電壓、低電壓、低周波、控制與測量回路斷線等異常時,迅速而有選擇性地發出跳閘指令,切除故障或發出報警,以減少故障造成的電氣設備損壞和整個電力系統運行安全的影響,保證電力系統持續穩定運行[1]。
1、電力系統繼電保護及故障檢測的作用
(1)保障電力系統的安全性
在被保護設備和元件出現故障時,繼電保護裝置會自動、準確、迅速、有選擇的向故障元件最近的斷路器發出跳閘切斷指令,使之及時脫離電力系統,最大限度降低其對電力系統的破壞及對安全供電的影響,并在其它無故障部分的支持下,迅速恢復正常運行[2]。
(2)實時監控電力系統運行狀況
實時監測和控制電網保護設備與錄波設備等二次裝置,保證電力系統正常運行。
(3)自動分析電力系統運行異常
檢測并自動分析電網運行異常和故障,快速、準確的診斷出故障區域、故障點和故障性質。
(4)對電力系統異常工作狀態做出提示
在電氣設備出現不正常工作狀態時,根據不同的設備運行維護條件及其異常工作情況及時發出信號,提示值班人員對運行異常或有缺陷的設備進行檢修處理。繼電保護裝置還能在無值班人員的情況下,自動做出相應的調整,或有選擇性的切除那些繼續運行但有可能引起事故的電氣設備。電力系統繼電保護必須具備速動性、選擇性、靈敏性和可靠性,才能充分發揮繼電保護裝置維護和管理電力系統正常運行的作用。
2、基于小電流接地系統的故障檢測方法
2.1利用空間電磁場探測單相接地故障支路方法
當小電流接地系統出現單相接地故障時,接地點的前向支路、后向支路及非故障支路的零序電壓和電流會呈現出不同特點,相應線路的周圍電場與磁場分布也會隨之發生變化。因此,可利用零序電場和磁場探測接地故障點[3]。
(1)小電流接地系統穩態分析
根據李孟秋以仿真模型(見圖1)為典型直線π型電桿的10kV配電線路,以分別代表正常支路和故障支路的五條配電線支路進行故障點探測實驗,將設定和實驗得出的正常支路參數I、故障支路參數Ⅱ、故障參數及系統參數加以穩態分析,得出了故障穩態情況下的配電系統各支路零序容性電流及零序容性功率特點為:非故障支路零序容性電流超前零序電壓π/2,其零序容性功率為負;故障支路故障點前向零序容性電流超前零序電壓π/2,其零序容性功率為負;故障支路故障點后向零序容性電流落后零序電壓π/2,其零序容性功率為正,與前二者相反[1]。
(2)配電線路的電場和磁場分析
根據李孟秋在小電流接地系統穩態分析的基礎和不考慮負載與線路間互感影響因素的條件下,對配電線路周圍的電磁場進行仿真接地點探測(見圖2),得出了三相電壓和電流三相合成的電場和磁場與零序電壓和零序電流分別產生的電場和磁場具有可替代性的結論,并利用五次諧波電流電壓的電場和磁場作為檢測信號,實現故障點的探測和定位,證實了利用空間電磁場探測故障支路和故障點方法的可行性[1]。
2.2識別故障支路和故障接地相的方法
當小電流接地系統出現單相接地故障時,會有一個包含較多故障特征的明顯暫態過程。通過建立小電流接地系統數學模型,可仿真獲得故障發生時前幾個周波的暫態信號波形,由此檢測到系統各條支路的負荷電流產生的波形瞬時畸變,再通過對接地故障發生時刻電流的暫態信號進行小波分解,可得到故障支路與健全支路的三相電流能量時譜,進而得到故障后一周波內能量積分的小波能量接地選線選相判據。通過直接從負荷電流提取瞬時特征和分析故障頻帶特征量,即可在系統正常運行未受到明顯影響的情況下,識別判斷出故障支路和故障接地相。此外,將小波變換與神經網絡、模糊識別和專家系統等人工智能方法結合應用于分散性大,工況復雜的配電網系統故障檢測,會有效提高小電流接地選線及故障定位的準確度。
3、分析系統的繼電保護與故障檢測
3.1綜合故障分析系統功能
系統能為調度人員提供及時、簡要的故障信息、故障準確位置、開關跳閘情況及保護動作行為,以使其快速作出系統恢復決策,還能為繼電保護技術人員提供各套保護裝置故障過程的詳細動作行為、故障電流電壓變化情況及各故障分量對保護裝置的影響等較大量的專門信息[5]。系統能使就地站保護及故障錄波器時鐘同步,能為站內自動化監控系統提供必要數據,并通過地站保護及故障錄波器進行智能化數據處理,實現不同設備間數據傳輸的規約轉換,以適應不同工作對象需要。能通過雙端故障測距計算提高測距準確性;能提供與MIS系統的數據接口和數據交換,使系統的數據上網方式更具有靈活性。系統還具有故障信息集中處理、共享及綜合利用功能。
3.2綜合故障分析系統的繼電保護與檢測方法
(1)網絡化繼電保護與故障檢測
微機保護裝置網絡化,為將電力系統繼電保護各主要設備的每一點保護裝置都進行差動和縱聯串聯保護,由主站統一協調管理提供了數據通訊、處理、上傳等通信支持。可以根據繼電保護裝置反應的保護安裝處的電氣量,實時準確檢測和判斷出發生故障的位置、性質、原因及故障參數,及時向相應的保護裝置發出指令,快速準確的切除故障元件,縮小故障范圍,提高整個系統運行的安全性、可靠性和穩定性。
(2)自適應控制繼電保護與故障檢測
自適應繼電保護能實時檢測電力系統運行方式與故障狀態變化,并隨其變化自動改變保護性能、特性或定值,盡可能使保護適應電力系統的各種變化,從而改善了輸電線路距離保護、發電機保護、變壓器保護及自動重合閘等系統響應與保護的性能,增強了系統的可靠性。
(3)人工神經網絡繼電保護與故障檢測
人工神經網絡(ANN)故障檢測是基于生物神經系統的神經網絡、進化規劃、遺傳算法、模糊邏輯等人工智能技術在電力系統保護領域的成功應用。利用其具有的自組織、自學習、自適應和模式識別能力以及分布式信息存儲和并行處理等特點,電力系統繼電保護實現了用人工神經網絡判別故障類型、測定故障距離、確定保護方向和主設備保護。如用BP模型做為方向保護的方向判別元件,能準確、快速地判別出故障的方向,進行高壓輸電線路的方向保護。
(4)變電站綜合自動化繼電保護與故障檢測
將自動控制、計算機信息采集和處理及網絡通信等多種先進技術有機融合為一體,具有測量、信號、保護、控制、計費、繼電保護、緊急控制、故障錄波、RTU、維修狀態信息處理等多功能,是一個統一的綜合自動化計算機系統,不僅可以代替人工對數字化變電站和無人值班變電站進行正常運行的監視、控制、操作、測量、記錄和統計分析、故障狀態的監視、報警和事件順序記錄與運行操作,還能利用通信網絡,將變電站原有的處于缺乏整體協調、功能單一或重疊、獨享信息資源、微機處理數據功能利用率低下等系統相互分割成各個獨立裝置與站級相連接,實現了以終端單元(RTU)和微機保護裝置為核心的集成與資源共享、遠方控制與信息共享的變電站集成自動化。
集成自動化系統的變電站將間隔繼電保護的控制、保護、故障錄波、事件記錄和運行、支持系統的數據處理等功能集成在一個統一的多功能數字裝置內,用少量的光纖總線連接,實現間隔內部與間隔間、間隔同站級間的網絡通信,并在間隔級和站級對各個功能進行系統與優化組合。
關鍵詞:電力;繼電保護;安全運行;設備
中圖分類號: TM774 文獻標識碼: A 文章編號:
1 電力系統繼電保護概況
電力系統繼電保護是電力運行中的重要的環節,繼電保護裝置可以及時的反饋電力系統的異常狀態,并作出反應。對維護電力系統的穩定有積極意義。電力系統繼電保護一般具有以下特點:一是選擇性,電力系統有異常的時候,繼電裝置會做出判斷,選擇切斷故障設備,同時保障其他正常設備的安全運行。二是速動性,對于發生的異常狀況進行快速的反應處理,減少異常運行帶來的損失。三是靈敏性,繼電保護設備不管故障發生的具體問題,都會做出相應的反應,不會因為故障的位置不一樣而出現遲鈍現象。四是,經過大量的實際經驗表明,繼電保護設備具有極高的準確性,運行很可靠,不會發生錯誤處理的事情。
2 繼電保護安全運行控制措施
繼電保護安全運行控制措施是電力系統繼電保護安全運行的保障。包括: 繼電保護裝置校驗、接地保護、繼電保護裝置傳動、驗收、定值區的問題、二次圖紙的管理工作、工作人員業務及備忘等方面的措施。下面針對各個措施進行具體探討。
2.1 繼電保護裝置校驗
加強繼電保護裝置的校驗,保證繼電保護設備的準確的運行。且注意整組試驗和電流回路升流試驗放在校驗工作的最后,這二項工作完成以,不可以進行其他的操作,例如:拔插件、改定值、改定值區、改變二次回路接線等作業。若進行以上操作,可能帶來設備的運行安全隱患,例如:定值區錯誤、定值錯誤或回路接觸不良。這些隱患一般很難被發現。定期的檢驗時候或者設備熱備狀態,這個時候設備是沒有負荷的,負荷向量是無法獲取的,或打印的負荷向量沒有實際意義。要得到負荷向量值,就要使用大電流發生器,對設備加上大電流,然后獲取負荷向量值。注意這項工作的進行,必須要求通道內的小變器是無故障的,若檢查出現故障,必須及時的排除再進行以上工作。
2.2 接地問題
接地問題對于電力設施都是相當重要的,同樣繼電保護設備的接地問題也是很重要的。在進行接地問題的處理時候,主要主要以下二點:其一接地接在屏內銅排,對于保護屏內各裝置機箱屏障等,都要這樣要求。根據現在電力公司的設備情況來看,一般廠家在這方面都做的很好,但是電力公司必須做好檢查工作,防止意外事故的發生。銅排可靠地接入地網是關鍵,應用符合規范的元件接入地網。其二電流、電壓回路的接地,這方面的接地往往也存在問題,例如端子接地,在進行檢查的時候必須面面俱到,保證設備接地的安全可靠性,減少安全隱患的殘留。
2.3 繼電保護裝置傳動、驗收
繼電保護裝置傳動、驗收是繼電保護安全運行的重要環節,在校驗結束之前,必須對經過校驗的裝置進行傳動,按照規定的順序,進行傳動。對于保護傳動,這里主要做好壓板標識及標號的確認,防止出現不匹配的現象的發生。進行開關傳動,要遵守相關的原則,主要的檢查內容是滅弧氣壓、操作氣壓閉鎖值。運行遠方傳動,同其他的傳動一樣,必須要完成一個循環,遠方傳動的主要內容是信號與實際設備開關狀況是否一致的問題。對于傳動時遇見的問題,要及時的上報,并盡快的處理,減少設備運行前的隱患。
2.4 定值區的問題
定值區的問題往往會使得繼電保護設備的工作準確性較差,使得保護不可靠,定值方面的錯誤會經常引起保護誤動。例如:基建的 0 s 臨時定值,在運行期間改了后臺機定值,沒有改前臺機定值,使得前臺機定值有誤,這樣運行的結果就是WFB-100 復合電壓過流保護在區外故障時誤動。這種事故經常的發生,主要還是因為工作人員的素質的問題,責任心不夠,或者工作素養達不到,對機器工作的原理了解不多。
2.5二次圖紙的管理工作
加強二次圖紙的管理工作,對繼電保護安全運行有著積極的作用。圖紙是工作的標準,是檢驗工作是否合格的依據,帶著圖紙進行工作是必須的,記憶性的進行工作,往往發生較大的誤差。根據記憶對進行現場實際接線,很可能使得接線與圖紙上的接線不同,雖然效果一樣,前期沒有什么問題,但是到了后期,電路出現問題了,這時候進行檢查維修,但接線又與圖紙不相符,使得檢修人員無法準確的進行工作,很可能導致操作失誤,留下安全隱患。所以進行現場實際接線的時候,一定要帶著圖紙進行施工,遇到要更改的接線,要在圖紙上面說明,對圖紙上的接線做出相應的更改,然后把這一內容反饋到圖紙設計部門,然設計部門對圖紙進行復核實際接線重新繪制,保證圖紙接線與現實接線的一致性。
以前的圖紙都是紙質的,更改起來比較麻煩,而且一個電力公司的圖紙往往很多,圖紙容易丟失,受潮,或者損壞,給檢修工作帶來了困難。但現在很多電子圖紙被廣泛的利用,因為電子圖紙容易保存,而且查找起來很方便,對電子圖紙進行多次的備份處理,電子圖紙丟失損壞的幾率很小。在具體進行工作的時候,對于熟悉使用電腦的工作人員可以直接帶這筆記本工作,隨時查閱相關的圖紙,對于不熟悉電子圖紙的人員,在進行檢修電路的工作的時候,可以把對應的幾張圖紙打印出來,這樣也是比較方便的,隨時需要,隨時打印。圖紙的修改工作也可以在現場進行,直接利用相關的軟件,例如:天正電氣,就可以很方便的進行圖紙的修改工作。
2.6 工作人員業務及備忘
工作人員業務及備忘對電力系統繼電保護的安全運行是及其重要的。在整個的繼電保護安全運行過程中,人員是根本,人員工作的最優化才能發揮設備的良好的性能,首先是現場工作方面,定期的對工作人員進行現場作業培訓,提高其工作技能的同時,培養工作嚴謹的態度。在繼電事故中,大部分都是由于工作人員的大意,造成某些部件接觸不良。其次,加強相應的安全措施,繼電保護設備其中有很多的危險點,在這些部位要采取相應的安全措施,并定期的進行安全培訓工作,減少安全事故的發生,在現場使用的過程中,要做到責任制,對使用人員的行為性質及時間做好登記處理,減少工作人員違章操作的發生。再次是建立繼電保護校驗備忘錄,建立備忘錄對以后的工作有重要的意義,備忘錄可以為以后的工作提供大量的經驗。對于每一次的工作,都要做好記錄,記錄包括:故障的狀況、故障的原因、故障的排除措施。定期的進行總結,然后存入檔案,當積累到一定的數量的時候,在進行挑選,然后整理成冊,供以后的工作人員進行學習,可以提升工作人員的工作素養的同時,為解決事故提供必要的依據。
3 結語
繼電保護的安全運行對電力系統安全運行有重要意義,但是繼電保護有選擇性、速動性、靈敏性、可靠性等特點,使得必須通過繼電保護裝置校驗、接地保護、繼電保護裝置傳動、驗收、定值區的問題、二次圖紙的管理工作、工作人員業務及備忘等方法來保障繼電保護的安全運行。根據具體的工作的要求,對繼電保護的方法加以優化將達到更好的效果。
參考文獻
[1]文彬. 探討電力系統繼電保護安全運行的措施[J]. 電力建設,2011(09).
[2]林婕. 淺談電力系統繼電保護安全運行與發展[J]. 民營科技,2010(10).
關鍵詞:智能化變電站;繼電保護調試;應用
中圖分類號: TM6文獻標識碼: A
To explore the intelligent substation relay protection debugging method and application
Duo Juan
Zhengzhou power supply company of Zhengzhou city, Hena province, 450000
Pick to: in the substation automation technology, intelligent technology development is of great significance. As an important change automation, intelligent substation intelligent and networking equipment, to ensure the information digitization. In this paper, through the research of intelligent substation relay protection testing the method were introduced.
Keywords: intelligent substation; Relay protection debugging; application.
引言
近年來,我國變電站的自動化水平相比于老式變電站已經有了很大的提高,使用自動化系統實現了電網調度的智能化,將相應建設的造價降低到較為理想的水平。智能化改造是變電站實現自動化的下一步進展,在抗事故能力上更進一步。大量智能化設備在變電站中的應用,實現了多種操作過程的數字化。在此背景下,繼電保護的調試遭遇了前所未有的變革,本文圍繞繼電保護調試方法展開論述。
一、智能化變電站概述
相比于傳統的變電站,智能化變電站中大量運行光電技術,網絡通信技術以及信息技術,尤其是在二次系統中,信息應用的模式發生了徹底的改變,各種電氣量實現了數字化輸出。通過運用相關技術,對電力系統的信息進行統一建模,信息的交互通過網絡通信的方式實現。在設備上,摒棄了常規的TA和TV,采用的是新型的數字化互感器,具有緊湊和低功耗的特點。將電力系統中的運行量直接變換成數字信號,結合基于以太網的數據采集以及傳輸系統,進行統一的信息建模。主要的技術特征表現在以下幾個方面:首先數字化的數據采集。采用光電式互感器,實現采集信號的數字化,不僅能夠有效隔離一二次系統的電氣連接,而且提高了測量的精度,為信息的集成化應用提供保證。其次分布化的系統分層。分布式分層系統能夠實現分布式的配置,該配置是面向對象的配置,CPU模式的采用,使得分布式系統中的裝置具有獨立的數據處理能力。最后網絡化的信息交互。數字化變電站的自動化系統之間的數據傳輸包括:過程層中的智能傳感器與間隔層中的裝置實行信息交互,各個層內部信息的交換與通信。
二、智能化變電站繼電保護架構體系
智能化變電站繼電保護和傳統變電站相比較而言,主要采用過程層網絡為主,以 IEC61850 為通信標準,具體而言其架構體系有以下幾個方面:
1、智能化變電站繼電保護架構體系
智能化變電站繼電保護和傳統變電站相比較而言,主要采用過程層網絡為主,以IEC61850為通信標準,具體而言其架構體系有以下幾個方面:智能變電站繼電保護“三層兩網”的架構體系。三層兩網分別是指智能變電站在邏輯上被劃分為站控層、過程層以及間隔層,兩網即是指站控層網絡和過程層網絡。
2、IEC61850標準體系
IEC61850標準是指智能變電站繼電保護網絡和通信技術均應該遵循的原則,具體體現在模型上是按照傳統的繼電保護裝置較為簡單的功能為邏輯單位進行劃分,詳細地說就是按照其基本功能單元進行邏輯節點的劃分,比如跳閘回路、算法以及采樣值處理等重要節點;智能化變電站IEC61850標準體系體現在通信協議方面,按照服務類型的區別,以及性能的具體要求存在一定的差別,使得其映射在特定的通信協議上,比如說SV/GOOSE通信為了確保通信實時性傳輸,則傳輸層和網絡層協議映射是空白的;智能化變電站IEC61850標準體系體現在數據方面,協議對此進行詳細劃分,以基本數據類覆蓋原有的數據資料,并進行相關資料數據的擴展。
運行機制、組織形態以及網絡同步對時系統
智能化變電站繼電保護采用基于數據幀傳輸的運行機制,對過程層網絡高度依賴,其網絡性能存在一定的約束,所以對過程層網絡進行適當的規劃設計存在比較重要的意義;智能化變電站繼電保護是以模塊化保護功能的組織形態,與傳統的以裝置為中心的形態所不同的是,其過程層網絡實現跨間隔跨專業信息的共享;智能化變電站繼電保護采用高精度全網統一的網絡同步對時系統,而摒棄了傳統的IRIG-B碼和光纖方式對時同步,一方面能夠使得網絡對時方式靈活便捷的特點得以充分發揮,另一方面又能對通信網絡冗余高的可靠性特點以及實時監測的優勢進行利用。
三、智能變電站中繼電保護調試方法
1、保護裝置元件的調試
在進行繼電保護調試之前,應該對相關的調試裝置進行檢查。保證有良好齊全的插件,端子排以及相應的壓板沒有出現松動現象,在進行交直流回路的絕緣檢查時,需要將電源斷開,所有的邏輯插件都已被拔出。在進行零漂檢查時,將端子排內的電壓回路短接,同時將相應的電流回路斷開,對電壓和電流的零漂值進行觀察。進行采樣精度實驗時,將交流電壓和交流電流加入到裝置的端子排,對采樣值進行觀察,實際測得的數值與儀器上顯示的數值之間的誤差應保持在5%以內。在進行開關量檢查時,應該對各種情況進行模擬,以使得相應的輸出接點動作,方便對輸出接點的動作進行測量。完成各項檢查之后需要進行保護定值的校驗,主要包括:縱聯差動保護定值的校驗、距離保護定值的校驗、零序定時限過流保護定值的校驗、零序反時限過流保護定值的校驗、工頻變化量距離定值的校驗、PT斷線相過流,零序過流定值的校驗等。完成各項定值校驗后進行光纖通道的聯調,在聯調之前,應該保證光纖通道是可靠連接的,此時縱聯通道異常燈應該處于熄滅狀態,也不會出現縱聯通道異常警告。光纖通道聯調包括兩個主要步驟:對側電流和差流的檢查以及兩側裝置縱聯差動保護功能的聯調。
2、通道調試
在通道調試之前,應該對其狀態進行判斷,要保證保護裝置中光纖通道的良好,必須是保護裝置沒有出現縱聯通道異常的相關警告,異常燈沒有亮起,相關的通道狀態計數保持恒定。同時,調試前要做好光纖頭的清潔工作,當通道中有其他的通道接口設備,應保證良好的接地,連接線要滿足廠家的要求,不同接地網之間要保證物理上的完全分開。通道調試包括專用光纖通道的調試和復用通道的調試,對于前者來說,首先要對裝置的發光功率進行檢查,看是否一致于通道插件上的標稱值。然后對光纖收信率進行檢查,對收信裕度進行校驗。對通信內時鐘進行操作,將本側和對側的識別碼設置為一樣,查看裝置是否出現縱聯通道異常的警告信號,沒有則說明通道正常。
3、GOOSE調試
在調試裝置的菜單欄,對GOOSE通信狀態和報文統計進行配置,其告警信號包括以下幾個:GOOSE-A網網絡風暴報警、GOOSE-B網絡風暴報警、GOOSE-A網斷鏈、GOOSE-B網斷鏈以及GOOSE配置不一致。就GOOSE的發送功能來說,最多可以支持八個發送模塊,為了現場調試的方便,發送壓板可以配置為12個,一旦對應的發送壓板退出使用。相關的GOOSE的發送信息都以清零來處理,在發送的信息中,不僅包含有GOOSE發送的信息,還包含有投檢修態的開入信息。GOOSE也具有強大的接收功能,比如當下PCS-931中所支持接收的GOOSE信號。為了現場調試的方便,GOOSE開入為其本身接收的信號。
四、智能變電站繼電保護的應用分析
智能化變電站繼電保護的應用中,GOOSE連線的功能比較重要,采取硬電纜接線的連線方式,采集完數字信號后打包成數據集的形式向外進行傳輸。智能化變電站的接收方僅僅接收其中一部分信號,因此GOOSE連線進行功能配置之前,接收方事先要增添外部信號和內部信號,需要注意的是相同的外部信號無法和兩個內部信號進行連接,相同的內部信號也無法和兩個外部信號進行連接。我們可以在日志窗口查看詳細記錄,能夠通過這個功能實現內部信號的添加。
五、結束語
本文對智能化變電站繼電保護架構體系進行了總結,對智能變電站中繼電保護調試方法進行了研究,并對智能變電站繼電保護的應用進行了分析。
參考文獻:
[1]張春合,陸征軍,李九虎,李洪衛,嚴偉.數字化變電站的保護配置方案和應用[J].電力自動化設備,2011(6)
關鍵詞:電力;繼電保護;作用;故障處理;;二次回路
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
一、繼電保護系統概述
繼電維護裝置包括輸入、測量、邏輯判別、輸出執行等部分。輸入是指將信號進行前置的處理,確保電器能夠對現場的物理量進行有效的檢查,比方阻隔、電平變換、低通濾波等。丈量信號需要依據輸出量的輸出次序、大小、邏輯狀況、性質等,經過合理核算、并按著固定的邏輯關系最終執行動作,經過最終的輸出轉變為邏輯信號。繼電裝置具有疾速、能動、選擇性、靈敏牢靠的特點,能夠切除特定方針,維護其余有些電路,到達減小危害的方針,沒有毛病發生的電路有些還能夠持續運轉,提高了工作效率,減小毛病所涉及的范圍,實現備用設備、主動重合閘主動投入的效果。同時對故障的反應動作在第一時間內完結,對不正常的狀況靈敏、高效的表現,具有十分高的牢靠性、穩定性。
二、繼電保護對電力系統的作用
繼電保護裝置作為電力系統運行過程中必備的運行保護裝置,有效的確保了電力系統穩定的運行秩序,其能夠在電力系統發生故障的第一時間內及時發現故障,并對故障進行檢測,為檢修人員準確的故障位置進行判斷提供充足的依據,同時還可以發出預警,及時切除故障,減少故障所導致損失的進一步擴大。
2.1維護安全,性能優越
繼電保護對于維護電力系統信息數據的安全性具有非常重要的作用,同時還可以有效的減少或是避免外界因素對裝置所帶來的干擾,確保了裝置的安全,而且通過繼電保護裝置,可以在電力系統運行過程中實現有效的防范監測,確保了電力系統運行的穩定性和可靠性。
2.2投資較少,安裝便捷
繼電保護裝置由于自身重量較小,裝置小巧,易于安裝,所以在電力行業施工過程中,有效的減少了所占據的空間,為施工的順利進行創造了良好的條件。同時在安裝過程中也有效的提高了操作的效率,減少了成本的投入,只需按照電氣圖紙安裝人員即可完成繼電裝置的安裝工作。
2.3檢測故障及防范
電力系統上安裝繼電保護裝置后,一旦系統中有設備或是元器件發生故障,則繼電保護裝置則會及時發出預警,提醒值班人員進行處理。同時在發生故障的第一時間內,繼電保護裝置還會向斷路器發出跳閘等指令,對故障線路進行及時切斷,有效的保障了正常線路的運行,減少了故障所給設備及元器件所還來的損失,繼電保護裝置在電力系統運行過程中具有較高的故障防范能力,具有不可替代性。
三、繼電保護故障處理的原則
3.1處理繼電保護故障時要保持正確、冷靜的態度
電力系統的發電機等設備在運行過程中,繼電保護裝置的連接片要根據運行方式的變化而進行相應的投、退處理。在進行這兩項處理時要求工作人員同時進行,而且要經過細致的辨別清楚后,才能夠操作。而且對于跳閘回路的連接片來說,只有相應的開關在運行的過程中才能夠投入。
3.2能夠根據信號狀態準確判斷故障發生點
在繼電保護現場中出現的光子牌信號、事件記錄以及故障錄波器所采集到的圖形、繼電保護裝置的燈光信號或者其他信號等都是對繼電保護的故障進行處理的基礎依據。所以,在對繼電保護的故障進行處理之前,要對這些信號進行分析,判斷出信號處的故障和真偽。
3.3對人為故障要給以緊急處理
在繼電保護裝置對故障進行處理時,人為故障的處理具有較大的難度,也是一個非常關鍵的問題。在繼電保護裝置處理故障過程中,根據其所提供的故障信息無法找到導致故障發生的原因時,或者當斷路器動作后沒有發生預警信號時,這時無法判斷出導致故障的原因是人為因素還是設備、裝置自身的故障,所以給處理帶來了較大的難度。再加之繼電保護現場中,部分運行人員由于專業技能水平不高,工作缺乏責任心,對故障不重視,不能及時對存在的故障進行處理,操作過程中也極易發生誤碰等情況,從而導致人為故障增加。這就需要對現場人為故障進行如實反映,這樣對于能夠為工作人員進行故障處理提供必要的依據。而且對于現場這類人為故障的原因及處理方式也要進行如實的記錄,確保類似故障不再發生。
四、差動保護二次回路檢修方法
4.1負荷檢修
一旦負荷過大時,則會導致電流互感器處于超負荷運行狀態下,這樣會導致電流互感器的使用壽命降低,所以需要利用差動保護來對負荷進行嚴格控制,根據實際的需要,來適當的對電流互感器的勵磁電流進行降低,通過對電纜的電阻及選擇弱電控制用電流互感器等來降低二次負荷,同時還要對互感器的實際運行狀態進行定期檢查。
4.2質量檢修
目前電流互感器的種類較多,市場上的產品較為多樣化,這樣就需要在實際購買過程中需要選擇與系統保護方式相適應的電流互感器。在差動保護過程中,當繼電保護裝置的測電流過大時,則需要選擇帶小氣隙的電流互感器,由于該種類的電流互感器的鐵芯剩磁小,有利于差動保護裝置性能的提升,而且其勵磁電流也較小,能夠有效的實現對失衡電流的有效控制。
4.3電流檢修
在差動保護實施過程中,電流互感器作為差動保護效果的重要元件,所以需要對互感器的使用型號進行科學的選擇,通常D級電流互感器最為適合進行差動保護。當電流經過差動保護裝置的穩態短路電流時,一旦電流達到最大值,則需要有效的控制好差動保護回路的二次負荷,使其誤差在規定的范圍內。
4.4保護檢修
在實際操作過程中,如果操作難度較大時,則需要對差動保護的形式進行適當的變化,通常運行較多的是比率差動保護,其通過對裝置保護性能的增強,從而避免在故障時保護裝置發生誤操作或是誤動作的可能性,從而有效的提升故障診斷能力。
五、搞好系統回路的檢查工作
5.1回路結構檢查
剖析數據信息是電力系統操作的必經環節,差動維護涉及到的電力信息是多方面的,這就需要做好不一樣信息的分類處置。系統分析能夠完成電力自動化操作,對有關信息處置后聯系文字、符號、圖表來描繪信息成果。體系剖析包括系統界面、內部接口、功用等。
5.2回路功能檢查
新時期中國工業運用的電力體系是高性能的裝置,在規劃體系時要把握詳細的體系功用分配。引進操作系統前電力要弄清系統用于處置哪些傳輸信息,然后對硬件資本、體系模塊構造圖、模塊設計說明書等方面歸納考慮,最后由編程人員完結體系構造的編排設計。
5.3回路調試檢查
當操作系統基本模型出來之后,技術人員要對設計好的電力系統進行模擬調試,通過計算機網絡模擬來發現系統存在的不足之處。技術人員在安裝系統后也要適當調試操作,對用到的數據庫、軟件、圖形等都合理調試一番,確認無誤后才能投入到差動保護運作中。
5.4回路操作檢查
電力系統在運行階段會遇到各種異常故障,影響了系統內部結構性能的正常發揮。在構建操作系統時應注重系統檢查環節的布置,通過安裝相關的檢測裝置對系統實時檢測,及時掌握數據信息的具體狀況,根據差動保護二次回路的實際需要設計方案。
結束語
中國繼電保護技術的發展是跟著電力系統的發展而發展的,電力系統對運轉可靠性和安全性的需求不斷提高,也就需求繼電保護技能做出改造,以應對電力系統新的需求。跟隨著科技時代的降臨,中國的繼電保護技術,也開始走向了科技時代。在將來的一段時間內,中國繼電保護的技術主要是朝微機繼電保護技能方向發展。
參考文獻