【关键词】变电站;继电保护;特点;运行维护管理
1变电站继电保护介绍
1.1变电站继电保护系统的组成
变电站继电保护系统主要由操作层、网络层和间隔层三部分组成(图1),这三个部分都肩负着各自不同的职能,下面将对每个部分的工作原理进行详细的介绍,对每个部分的特点进行具体的分析。
(1)操作层就是保护系统与操作人员的交互层,它可以提供对远方设备遥控、控制界面与报警、观察、故障录波等功能。
(2)网络层将通信技术和计算机网络技术综合起来形成一套完整的网络保护系统,并且中继器、网络接口、网线等组成了网络层的硬件。网络层是依靠通信软件来实现数据端对数据以及广播式的接收与发送的自动纠错和校验功能的。网络在实际运行过程中通常采用双网结构,并增加了平衡网络负载的功能,具有非常强的实时性。
(3)间隔层装置是对被控对象实行直接保护的装置,并且要依据电容器、线路、发电机、主变等一次设备的不同运行方式、电压等级来选择不同的保护装置。
间隔间设备联系,110kV线路技术方案如图2所示。每回线路配置单套完整的含主、后备保护及测控功能的线路保护测控装置,采用点对点方式通过第一套合并单元采集线路ECT电流、母线EVT电压;合并单元双套配置;智能终端单套配置,但应通过独立的网口分别与两套主变保护连接。
依照系统运行的不同情况来选用相应的保护装置是当前变电站继电保护实现的具体方式,比如应该给变电站的主变压器安装一个专门的可以提供非电量保护、后备保护、差动保护的装置,将上述功能结合在一起共同实现对电力系统的保护。
2变电站继电保护的特点分析
提高电力系统运行的可靠性和稳定性,确保电力系统的安全运行是变电站继电保护的主要任务。下面将具体分析变电站继电保护装置在应用和技术演进方面的显著的特点。
2.1变电站继电保护装置在应用方面的特点
变电站继电保护装置的作用就是在设备发生故障的时候,利用自身的继电器通过设备的自动控制系统及时地采取发信号或者跳闸的方式,保证对系统进行及时的断电,保障电力系统能够稳定的输送电流。
电站继电保护是一个综合性的自动化开环控制系统,主要包括测量、逻辑与执行三个部分,这三个部分的紧密联系共同完成故障排查、处理和解决的全部过程。在电力系统出现故障的时候,系统电路的电流与电压都会呈现出异常的状态,线路中的阻抗和相位角也会出现明显的变化,这时继电保护装置就能依照自身的选择性、灵敏性对保护元件是否处于正常的状态做出快速的判断,对故障所处的部位做出准确的判断。
依照物理参数和给定值是否保持一致来判断是否要启动保护装置是测量过程的主要任务;依照检测的逻辑顺序来逐渐判断出故障发生的类型、范围,结合判断出来的具体情况来选择跳闸或者发送指令信号的保护方式是逻辑部分的主要任务;依据发出的指令信号来执行具体操作,继电保护通过发信号或者是跳闸的方式来实现保护是执行部分的主要任务。由此可见,电力系统的继电保护装置是一种开环、在线的控制系统。
2.2电站继电保护装置在技术演进方面的特点
目前,变电站的继电保护已经朝着自动化、数字化的方向发展,随着一系列技术的更新,继电保护也变得对网络技术与计算机技术越来越依赖。良好的技术支撑是实现电力系统继电保护的重要保障,因为继电保护系统在稳定性、准确性、速度上的要求是十分严格的。
第一,数字信号处理技术和计算机技术给继电保护内部装置的更好的实现自动化操作与数字化控制提供了较好的技术保障。
第二,通信技术和网络信息技术保障了资源共享与信息传递的实现,并且这两项技术也是继电保护自动化装置可以实现自动化控制的一个特别重要的基础和前提。
第三,对于继电保护装置的通信来说,电流互感器、电压互感器和光纤通讯技术之间的光纤通讯给继电保护高效的发挥用提供了一定的便利条件。转换电路和电缆连接方式的进一步优化推动了继电保护装置运行速度的高速发展。
3变电站继电保护的措施
3.1变电站继电保护的日常维护
3.1.1要全面的了解设备初始状态
继电保护装置日后的运行稳定与否在很大程度上会受到继电保护设备的初始状态的影响,所以,设备图纸和设备的检测、收集整理技术资料、运行数据等对设备的日常检修起着非常重要的作用。同时,要想实现对整个过程的控制与管理,就必须关注继电保护设备的每个环节。
3.1.2要全面的分析继电保护设备运行过程中的数据和状态
发现设备出现问题的时候,首先必须对出现故障的原因、规律和特点等情况进行全面的了解,其次是要对继电保护装置的日常运行数据进行详细的分析,预测继电保护设备出现故障的相关点与时间点,尽量做到在发生之前就能进行及时的排除故障。所以,要加强对设备检修数据的管理,全面的结合继电保护设备的运行记录、状态监测与诊断数据等来实行变电站继电保护的日常维护。
3.1.3要充分的掌握继电保护技术的发展情况
要想充分的发挥技术对电力保护的作用,保障继电保护装置的有效性与科学性,就必须加强对新技术的应用,采用新技术对继电保护设备进行维护和检测。
3.2加强继电保护的抗干扰能力
一般来讲,变电站的干扰源有:接地故障、电感耦合故障、断路器故障和雷电干扰四种类型如图3。
阻止干扰进入弱电系统是在继电保护系统中最常用的抗干扰方法,可以从以下两个方面采取措施来阻止干扰进入弱电系统,第一是改善硬件系统,第二是屏蔽、隔离相关的干扰传播路径。
3.2.1把开关室、控制室分别接地
若是把高频同轴的电缆在一端进行接地,隔离开关就会影响到空母线,使得空母线的在另一端产生高电压。这样的后果就是某一端出现高电压,对设备的运行造成严重的影响。
3.2.2减少电力系统中各种接地设备的电阻
要尽量减少像避雷针、电压互感器、电流互感器这样的一次性接地设备的接地电阻,目的是减少高频电流在流入时引起电位差、形成低阻抗特性的接地网络、减少变电站内的电位差、减少对二次回路设备的干扰程度。
3.2.3构建继电保护装置的电位面
继电保护装置需要集中在控制室里面,将各套计算机、控制装置以及中心计算机放在同一个电位面,要确保该电位面连接至控制室的网络之中,确保地网电位差和电位面的点位处在同一种浮动状态,还要保证电位面不会受到地网电位差的侵入。
同时地网和计算机设备之间也要保持电位差来保证通信的可靠性。在连接计算机和地位面的时候,无论是内部还是外部的接地,都要保证零点位置使用专用的线连接到专属的线上,之后要使用保护盘与专门的接地线连接,形成电位面的网络,达到屏蔽各种相关干扰的目的。
4变电站继电保护具体的运行维护
变电站继电保护运行过程中的具体的维护主要有以下几点:
(1)加强对继电保护装置运行过程的异常现象的监视,并且需要及时将具体的情况报告给主管部门。
(2)在检修的过程中,为了避免出现人为因素的故障,使得检修适得其反,必须在和相关负责人协商一致之后再进行检修所必须的分合开关的操作。
(3)要对继电保护动作开关跳闸的原因及时查明,并进一步了解保护动作的情况,在故障排除之后及时地复归所有的吊牌信号,还要实施有效的记录故障发生、原因分析和具体的排除策略等所有内容。
(4)对于继电保护装置,值班人员只有转换或切换开关、断开或接通压板、装卸保险的权限,而不能做除此之外的多余的违规操作。如果发现不在操作权限内的异常情况,要把开关及时断开并及时联系相关负责人。
(5)要结合现场设备图纸与有关规定进行二次回路的所有工作以及对传统变电站的二次设备的定期检修,保证二次回路和继电保护装置界限的完好性。
(6)定值区的问题。拥有多个定值区一直是微机保护的一个很大的优点,因为电网在发生运行方式的变化时,更改定值就显得很方便了,但是若出现定值区错误,对继电保护来说就是一个非常严重的问题,所以工作人员需加强对定值区的管理,确保定值区的正确。
5提高继电保护可靠性的有效措施
5.1加强对继电保护运行的日常维护
要在日常的运行中对故障的发生多加监测和注意,加强对继电保护运行的日常维护,定期对继电保护装置和二次回路实行有效地检查,及时发现问题并进行解决,提高故障的处理水平与继电保护运行的维护水平,给电力系统运行的经济高效、安全稳定创造良好的实现条件。
5.2提高对继电保护的投入
为了提高继电保护运行的可靠性,要对继电保护装置进行合理的选用,在电力系统的运行中应用有高技术含量的新型装置,增加对继电保护的投入。
5.3加强对检修人员业务技能与素质的培训
要通过学习、宣讲等手段来强化检修人员的安全意识,提升他们的工作积极性和责任心,还要通过有效的考核方式与专业的技能培训来提升检修人员的业务技能和综合素质,使他们对检修工作的理论与实际操作都有一个整体的了解与把握,提高检修的质量,进一步来保障继电保护的高效运行。
6结语
电网对人们生活水平的提高与国家经济的发展都有着至关重要的作用,所以,加强对变电站继电保护的运行维护管理对于故障的处理具有重要的意义。为了保障电力系统的正常运转,需要对出现的各种故障采取相应的保护措施,并加强对变电站继电保护的运行维护管理。
参考文献
[1]施叶君.变电站继电保护的特点分析[J].三角洲,2014(4).
[2]张拥军.变电站继电保护的特点及应用研究[J].科技研究,2014(12).
[3]王永富.浅谈变电站继电保护装置运行维护管理[J].电子制作,2012(9).
【关键词】智能电网;继电保护技术;电力系统;应用
智能电网无可比拟的优势使它在电网发展过程中成为了必然趋势,各项的优势为建设高性能的电网带来了新设备以及新技术的不断更新。它随着智能电网不断深入的研究也进入到了快速发展的新阶段,智能电网的稳定发展的基础是由继电保护装置广泛的应用范围以及功能提供的。本文对二者相互之间的关系进行应用分析、探讨,并提供有效参考价值。
1继电保护装置技术
1.1目前继电保护装置的现状
现阶段,超高压电压和大联网系统是电力系统发展的趋势,在发展过程中一项重要的研究课题就是继电保护可靠性、选择性、灵敏性以及快速性的有效提高。现代电力系统是由电能产生、输送、分配以及用电环节而组成的,这是经过了许多电力技术人员的不断实践、研究并利用累积的大量经验而得到的。
1.2继电保护装置的任务与基本特性
继电保护是为了避免电力系统中元件发生异常或短路的现象,并利用这些情况来达到电气量变化的保护措施。继电保护在供电系统运行正常的时候,通过对各种电力设备进行完整的监控来保证设备能够安全正常的运行,在发生故障的时候能够及时的切除故障部分来保证其他设备正常的工作,并在发生故障时候能够及时的发出警报,使相关人员能够及时对故障部分进行处理。值班人员能够依据继电保护在这过程提供的可靠运行依据来工作。
在运行过程中继电保护装置的基本特征十分明显,包括可靠性、速动性、灵敏性以及选择性等。如今技术水平愈发先进,智能电网运行过程中其继电保护的多种性能也得到了进一步的强化,更具有有效性与合理性。
2智能电网的相关认识
2.1智能电网的含义
电网的智能化就是智能电网,它进行双向信息处理的基础是集成系统且高速通行的,采用电子传感技术,统一收集、处理电网信息时其管理手段快捷有效,控制方法十分灵敏,使其运行时高速、安全。整个电网的信息化、互动化、数字化都属于智能电网的范围,利用先进技术使变电站网络与多个设备的具体问题得以解决,电能供应达到高质量、高性能的目标,将高起点、快发展的基础提供给继电保护。
2.2继电保护在智能电网中的发展
分布式发电与交互式供电都是智能电网的运行特点,这些特点也影响了继电保护系统。如今信息化技术与数字化技术应用广泛,智能电网中的继电保护原理也十分完善,智能传感器可实时监控发电、输电、供电和配电系统。整理、分析、审核全部监控数据后可对设备的整体运行情况有所了解,起到保护作用。将新的方法与技术应用在智能电网中,可使继电保护的相关软件与整体配置适对于智能电网的新需求适应得更快。继电保护技术因智能电网数字化特性而达到了信息传输方式与测量手段的数字化,因网络化特性使有关信息达到了以智能数字信号进行网络传输,继电保护服务可以收集、处理广域信息,其安全自动装置性能得到提高。
3智能电网中继电保护技术的应用
如今出现了智能电网,因此继电保护在电力系统领域的研究与发展应当受到重视,在建设智能电网时,很难掌握应用继电保护的过程,其应用技术包括许多专业的优势,例如控制技术、电子技术、网络技术、信息技术等,只有融合这些技术并进行一定的创新,才能使继电保护装置发展的更好。
在智能电网中应用继电保护装置首先应对其运行方式的灵活性与潮流流向的不确定性进行综合考虑,完成电流保护原理与距离保护时需要实时调整,使定值的适应功能得到保证。另外以运行方式的变化为依据适当调整保护功能、保护范围、保护装置的定值。利用电网中散布的传感器智能电网可以得到信息监控输线路的最及时的容量与温度,对功率进行合理调整,使其与运营极限相接近,同时对输电线路的负荷保护定制加以调整,进而对容量与温度变化的影响可更加适应。另外继电保护技术的发展在一定程度上是由智能电网数字化与信息化特性所推动的,继电保护领域中应用了许多人工智能技术,例如模糊逻辑、遗产算法等,使大量麻烦的非线性问题得以解决。继电保护系统中以电气故障状态的变化与电力系统运行方式为依据对保护定值、性能与特性等进行改变的技术就是自适应控制技术,是继电保护中的一种新技术。应用该技在短时间内使继电保护技术对电力系统中的变化加以适应,使智能电网继电保护的运行更加可靠,保护作用加强,经济效益得到提高。
4智能电网中继电保护技术发挥的作用
4.1预保护功能
在智能电网的运行中注意其子系统的不平衡功率,以及控制系统的状态,可以对可能发生的事故起到预防作用,进行事故预警和保护,达到智能电网的新需求。
4.2使输电断面的安全性提高
在输电线路中全面发展其过负荷保护措施,可对连锁过载跳闸进行自动预防,避免停电事故大范围发生,对电网的保护力度进行强化。现代技术的应用可使电网的运行安全得到最大程度的满足,使继电保护装置在智能电网中发挥作用,提高输电断面的安全性。
4.3使智能电网安全、有效运行
继电保护技术中包含的体系十分完整,可以分析电力系统中的故障,明确继电保护技术的原理与实现方法,设计继电保护、保证其运行、完善维护技术,因此继电保护技术的应用可以降低电气元件的故障发生率,使智能电网保持正常运行。
4.4双重保护智能电网
电力领域中应用的信息技术与网络技术因智能电网智能化特点的应用而得到有效促进,将智能传感器在智能电网系统中应用,可以做到智能化处理收集到的相关数据,继电保护装置在智能电网中一方面发挥其继电保护的基本功能,另一方面还可以对出现的故障进行智能化诊断,使系统自我恢复,并在短时间内实现隔离。
4.5促进智能电网的发展
继电保护技术的特点是全方面的,能够与智能电网信息化、数字化的特点相呼应,并且在不断发展中逐渐具备了自动整定技术、网络化、数字化等特点,装置性能也得到提高,使智能电网在传输电器量信息时更加便利。与互联网相互连接的继电保护系统使智能电网中的继电保护装置具备智能化特性。
5结语
电网的最终发展方向就是智能电网,在其发展过程中继电保护也会随之发展,将先进的技术设备提供给智能电网。而且继电保护技术在智能电网的推动下也会逐渐变得信息化、计算机化、网络化和数据通信、测量、保护、控制一体化,在运行中更加稳定、安全。对电力控制系统与电网故障中的继电保护装置的隔离功能进行强化,可以使电力系统发挥保护作用时更具可靠性、稳定性与安全性,为建设智能电网打下牢固的基础,使我国继电保护的管理水平提高。
参考文献:
[1]郑扶民.对智能电网涉及的关键技术问题的探讨[J].科技资讯,2011(30).
【关键词】继电保护;微机保护;发展
0前言
继电保护的是在电力系统中电气元件发生故障时将故障元件从电力系统中切除,使故障元件免于遭受更大破坏,并保证电力系统尽快恢复正常运行。
随着科学技术的发展,电力工业突飞猛进,整个电力系统呈现出往超高电压等级,单机容量增大,大联网系统方面发展的趋势,这就对主设备保护的可靠性,灵敏性,选择性和快速性提出了更高的要求。
1继电保护的重要性
加强对电力系统的维护显得非常重要。而继电保护技术就能够起到很好的作用,所以继电保护对于企业生产而言,具有重要的意义。
继电保护能够保障电力系统安全,正常的运转,使企业生产不受到干扰。当电力系统发生故障或异常的运转,使企业生产不受到干扰,当电力系统发生故障或异常的情况时,继电保护设备可以在最短时间和最小区域内,实现自动从系统中排除故障,也可以向电力监控系统发出警报,这样继电保护不仅能有效的防止电力设备的损坏,还能降低相邻地区供电受连带故障的机率,同时还可以有效的防止因电力系统出现的各种问题,导致时间长,面积广的停电事故,造成企业生产无法正常工作。
继电保护技术的推广,在消除电力故障的同时,也就对社会生活秩序的正常化,企业经济生产的正常化做出贡献。不仅能够确保社会生活和经济的正常运转,还从一定程度上保证了社会稳定。
2微机继电保护的主要特点
1)改善和提高继电保护的动作特征和性能,正确运输和率高。主要表现在能得到常规保护不易获得的特性,其很强的记忆力能更好地实现故障分量保护。
2)可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等,可以方便地附加低频减载,自动重合闸,故障录波,故障测距等功能。
3)工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用,制造容易统一标准,装置体积小,减少了盘位数量,功耗低。
4)可靠性容易提高。体现在数字元件的特性不易受温度变化,电源波动,使用年限的影响,不易受元件更换的影响,且自检和巡检能力强,可用软件方法检测主要元件。
5)使用灵活方便,人机界面越来越友好。其维护调试也更方便,从而缩短维修时间,同时依据运行经验,在现场可通过软件方法改变特性,结构。
6)可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能,与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。
3继电保护技术的作用及发展过程
1)继电保护的作用。当电力系统的被保护元件发生故障时,继电保护装置应能自动,迅速,有选择地将故障元件从电力系统中切除,以保证无故障部分迅速恢复正常运行,并使故障件免于继续遭受损害,当电力系统的被保护元件出现异常运行状态时,继电保护应能及时反应,并根据运行维护条件,而动作于发出信号,减负荷或跳闸,此时一般不要求保护迅速动作,而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时,以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。
2)继电保护的发展。电力系统继电保护先后经历了不同的发展时期,机电式继电保护,晶体管继电保护,基于集成运算放大器的集成电路保护,到了20世纪90年代,继电保护技术进入了微机保护时代,微机保护有强大的逻辑处理能力,数值计算能力和记忆能力,它不仅具有传统保护和自动装置的功能,而且还能发展到故障测距,故障录波等功能。微机保护经过20多年的发展,已经取得了巨大的成功并积累了丰富的运行经验。
随着计算机技术的飞速发展以及计算机在继电保护领域中的普遍应用,新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中,以期取得更好的效果,从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展。
4继电保护的维护管理
4.1微机保护装置要采取电磁干扰防护措施
变电站改造中,电磁型保护更换成微机型保护时,必须采取防电磁干扰的技术措施,即严格执行微机保护装置的安装条件,安装带有屏蔽层必须接地。
4.2微机保护装置的接地要严格按规定执行
微机保护装置内部是电子电路,容易受到强电场,强磁场的干扰,外壳的接地屏蔽有利于微机保护装置的运行环境,微机保护提高可靠性应以抑制干扰源,阻塞耦合通道,提高敏感回路抗干扰能力入手,并运用自动检测技术腋窝人口负债期是设计来保证微机保护装置的可靠性,容错即容忍错误,即使出现局部错误也不会导致保护装置的误动或拒动。
4.3防护措施
微机保护的一些定值设定以及重要参数修改在硬件设计上设置操作锁,操作时必须正确输入操作员的密码和监护人的密码时,方可进行正常操作,并将操作人和监护人的姓名等信息予以记录和保存。
4.4继电保护装置的日常维护
(1)当班运行人员定时对继电保护装置进行巡视和检查,对运行情况要做好运行记录。(2)建立岗位责任制做到人人有岗,每岗有人。(3)做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行,防止误碰运行设备,注惫与带电设备保持安全距离。避免人身触电和造成二次回路短路,接地事故。(4)对微机保护的电流,电压采样值每周记录一次。
4.5每月对微机保护的打印机进行检查并打印
5继电保护故障处理特点
5.1直观法
处理一些无法用仪器逐点测试,或某一插件故障一时无备品更换,而又想将故障排除的情况。比如10KV开关柜分或柜合故障处理,在操作命令下发后,观察到合闸接触器或跳闸线圈能动作,说明电气回路正常,故障存在机构内部,到现场如直接观察到继电器内部明显发黄,或哪个元器件发出浓烈的焦味等便可快速确认故障所在,更换损坏的元件即可。
5.2掉换法
用好的或认为正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件,来判断它的好坏,可快速地缩小查找故障范围,这是处理综合自动化保护装置内部故障最常用的方法。
5.3逐项拆除法
将并联在一起的二次回路顺序脱开,然后再依次放回,一旦故障出现,就表明故障存在哪路。再在这一路内用同样方法查找更小的分支路直至找到故障点。此法主要用于查找直流接地,交流电源容丝放不上等故障。
6结束语
继电保护是电力系统安全正常运行的重要保障。目前已经得到了广泛的应用,随着科学技术的不断进步,继电保护技术日益呈现出向微机化,网络化,智能化,保护,控制,测量和数据通信一体化发展的趋势。
【参考文献】
[1]罗钰玲.电力系统微机继电保护[M].北京人民邮电出版社.2005.
[关键词]距离保护装置;发展史;构成原则;特点
1.前言
原理和装置是电力系统继电保护研究领域的两个主要方向,也是其研究过程的两大主要目标。继电器从有到无,再到质性的飞跃是不断发展和变革的继电器原理作用的的结果,而其原理的进化程度也是随着电力系统技术的不断提高而提高的。随着电网规模的日益扩充,电压等级的大幅提升是一个必然的结果和趋势,为了确保现代电网的稳定及安全性指标够满足终端用户的需求,具有高响应速率、高灵敏度、高适应性的继电保护装置呼之欲出。而由于保护装置的出现是以相关原理为基础的,因此,加强对实现继电保护的各种原理的分析和研究具有非常重要的现实意义。现阶段,继电保护原理已由最初的电流保护发展到了复杂的距离保护和高频保护,这一趋势也使得能够反映突变量原理的距离保护装置得以大范围的推广和应用。
2.我国电路距离保护装置的发展史
我国的微机保护研究起步于20世纪70年代末期、80年代初期,尽管起步晚,但是由于我国继电保护工作者的努力,进展却很快。经过10年左右的奋斗,到了80年代末,计算机继电保护,特别是输电线路微机保护已达到了大量实用的程度。我国对计算机继电保护的研究过程中,高等院校和科研院所起着先导的作用。从70年代开始,华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用,揭开了我国继电保护发展史上的新一页,为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面,东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机一变压器组保护也相继于1989年、1994年通过鉴定,投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护,西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993年、1996年通过鉴定。至此,不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色,为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。因此到了90年代,我国继电保护进入了微机时代。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果,并且应用于实际之中。
3.电路距离保护装置的构成原则及性能特点分析:
目前在我国220kV以上电压电网中,使用了多种国产和国外引进的集成电路距离保护装置。虽然它们的工作原理和距离元件的动作特性不尽相同,但对一些共性的基本问题均做了考虑,并在装置中采取措施予以解决。现简要说明如下:
1)保护装置由三段式相间距离保护和三段式接地距离保护组成,大多采用三段完全独立工作,不切换定值的方式,也有少数保护采用I、II段之间利用无触点切换定值。
2)在相间距离保护中,I、II段多采用方向性圆特性或四边形特性的距离元件,III段采用偏移特性的圆特性或四边形特性继电器。在接地距离保护中,则广泛采用了以点抗型继电器为基础而构成的各种距离元件,其主要目的在于提高反应接地点过渡电阻的能力。
3)保护装置具有选相功能。在单相接地短路时由接地距离保护选相跳闸并启动重合闸,在相间短路时由相间距离保护动作跳开三相后,一般是闭锁重合闸或启动具有同步和无电压检定的三相重合闸。在保护安装处正向出口附近单相接地短路时,相间距离保护可能动作误跳三相,此时可采用增加极化量、制动量或闭锁回路等措施予以防止。
4)当被保护线路非全相运行时(特别是电压互感器接于线路侧的情况),与断开相有关的接地距离元件和相见距离元件可能误动作,此时应将他们退出工作,并保留健全相上的距离元件继续运行。简单而有效的措施是采用按相的低电流闭锁,采用这一措施后,还能有效防止保护装置在无交流电压、电流输入情况下可能出现的误动作。此外也可以采用断路器位置触电或其他非全相闭锁的回路。
5)保护装置配置有性能完善的振荡闭锁回路,保证在全相振荡和非全相振荡时可靠闭锁保护,而在振荡过程中又发生故障时能正常工作(区内故障不拒动,区外故障不误动)。
6)保护装置中距离I段的动作时间应小于30ms,暂态超越小于整定值的3%5%。为了进一步加速切除保护安装近处的故障,有的在保护中提供了快速距离段,其定值按线路阻抗的30%-50%整定,允许较大的暂态超越,动作时间小于15ms;有的则在补偿电压回路中或比相回路中采取附加措施来加快动作速度。
7)保护中具有相应的逻辑回路,能与高频通道相配合,构成闭锁式或运行式距离高频保护,以快速切除全线故障,从而构成超高压线路主保护双重化配置中的一套主保护。当不接入通道时,一般只能作后备保护使用。
8)保护装置内部均设有防止元器件损坏、电压回路断线等所引起误动作的闭锁回路,同时还采用完全独立的启动元件去闭锁出口跳闸回路,只有当起动元件与距离元件同时动作时,保护装置才能够跳闸。起动元件多是反应于负序电流、零序电流(或它们的增量)、相电流突变量或相电流差突变量等事故分量的电流而动作。
关键词:智能变电站;继电保护;应用效果
随着电网建设的不断推进和发展,智能变电站逐渐取代了传统的变电站,变电工程也趋于自动化发展趋势,同时对继电保护装置有了更高的要求。继电保护装置需要在传统的变电站基础上实现对电能资源的有效保护,提升继电保护装置的灵敏度和应用效果。基于继电保护装置的特殊性,在实践过程中必须完善继电保护措施,以自动化硬件设备为基础,对各类装置进行有效的分析,实现继电保护的持续性应用。
1继电保护装置构成
1.1数字核心构件
智能变电站的继电保护装置是保护配置的核心部件,数字核心构件系统属于微型设计系统,和计算机结构体系无明显差异性。该设计形式主要是由存储器、中央处理器和控制电路等部件组成的,和计算机系统相比,继电保护配置形式更加完善,通过对数据、地址等进行追踪,能使其形成一个完善的系统,进而实现保护的原理[1]。
1.2模拟量输入接口部件
对于现有判定系统而言,电力应用系统会出现故障或者异常运行的情况,采用继电保护装置,能在第一时间了解实际应用电量,实现继电保护系统的有序应用。实际电量是不断变化,没有固定值能作为继电保护的依据,因此继电保护需要根据电量的要求,发挥输入接口的最大化作用,将电力传感器的模拟量转化为数字量后,将其提供到数字核心部门对数据进行审核和处理。
1.3开光量输入接口部件
对于电力系统而言,开关功能作用比较明显,开关量指的是非连续性信号采集和输出,涉及到信息的采集和遥控输出等,通常来说,数字电力的开关性质涉及到1和0两种状态,由于电力系统的开关性质和数字电路差异性明显,要明确触点的接通和断开。在继电保护阶段,开关量输入部件能及时确定开关状态,然后根据相应的状态采取相应的处理措施[2]。
1.4人机对话接口部件
人机接口指的是继电保护装置和使用者之间连接的部件,主要涉及到简易键盘、显示屏和指示灯等,多个部件建立起信息联系系统,实现对继电保护装置的有序监督和管理。信息系统的调试比较特殊,涉及到整定值和控制命令等,要了解信息反馈系统的具体要求,根据故障形式和应用类别的要求,对保护装置进行有效的检查,进而保证配件形式的有序性和完善性。
1.5外部通信系统
针对计算机局部通信网络形式的要求,为了实现通信接口的作用,需要及时对通信系统的形式和类比进行分析,掌握接口的具体构成。外部通信接口部件能实现装置的保护作用,为特殊保护功能专用的通信接口,其次通信接口为计算机网络接口,可以实现局域网和整体网络的有效应用。基于接口形式的特殊性,在应用过程中,要以电力系统计算形式为例,实现更高级的管理,包括数据共享、远方操作和远程维护等。
2智能变电站的继电保护措施分析
2.1分布式母线保护
传统的继电保护装置容易受到电磁干扰的影响,电磁干扰严重,会增加分散处理的难度。母线保护对智能系统的发展有重要的影响,涉及到中央处理单元,间隔处理单元和中央处理单元与各间隔的数据交换。在变电器保护过程中,变压器的主保护系统比较特殊,要正确识别次涌流和故障电流,避免出现外部系统对电路造成影响。利用电子式互感器能及时对电流量进行了解,正确区别各个电流间的关系。对于不平衡的电流,可以采用电子式互感器,通过提升灵敏度的形式,增加保护动作的有效性。
2.2线路保护
线路保护装置的种类比较多,在各个电压级别要根据间隔单位的保护和测控形式的具体要求,将测量、控制等形式落实到实处。变电站、发电厂和配电厂对电路应用系统有明确的要求,为了使其适应电路装置的具体化要求,可以将其和保护和自动化设备连接在一起,将其组成自动化系统,实现集中安装和应用。具体应用流程如图1所示。
图1线路保护装置的具体流程
线路保护形式比较特殊,为了保证电力系统的有序性和完善性,可以采用自动化设计形式,全部装置均可组屏集中安装,也可就地安装于高低压开关柜[3]。
2.3变压器的保护
变压器保护装置的形式比较多,在设计阶段必须对储油柜、吸湿器、安全气道、气体继电器、净油器等部分进行有效的了解。多种功能系统比较特殊,在内部设计阶段,要实现对电压和电流量的有序检测,电流测量主要是通过保护CT的形式实现的。在变压器保护过程中可以应用分布式配置形式,根据保护机制具体化要求,对安装和后备保护系统进行有效的分析。在此过程中,可以对测控和保护设备及合并器进行有效的分析,根据智能设备的应用形式,保证信息的有效传输和应用。在传输阶段,可以应用太网的形式实现数据的有效传输和应用。基于配置方案的特殊性,在实际工作中,要及时对滤波进行调整,在继电保护的过程当中,只需要消耗非常小的网络数据的信息量。
2.4过程层的保护
在过程层控制和保护中,要结合距离反应和应用形式,采用集中式的保护方式。由于对应的短路设备比较特殊,采用主保护系统,能对设备形式进行有效的分析,并完善通信形式,实现纵向保护。过程层保护的定值是固定的,不会因为电网保护系统的差异性而产生任何改变。在过程层控制阶段,要发挥电网控制形式的最大化作用,突出保护装置的重点所在,进而实现线路的保护。
2.5合理配置保护方案
在常规性保护阶段,线路的维护和保护系统比较特殊,针对母线保护机制的特殊性,需要对原有的输入系统进行分析,结合模拟量的具体变化,对各个接口进行检查。系统保护配置方案的系统保护配置方案采用双重化配置原则,每一套保护都可以独立完成整个变电站所有设备的继电保护任务,同时完成测控功能,可以互为备用。独立投人或退出这种保护配置的显著特点就是保护对象为多个元件,网络结构比较简单,可以充分利用智能变电站的信息共享这一特点。系统保护配置方案对原有的保护配置方案进行了一次比较全面的改进,多套保护功能集于一身,便于进行综合分析与判断。
3结束语
随着科学技术的不断发展,智能变电技术设备取得了突出的成就,在实践过程中需要完善发展形势,从保护装置的构成和应用现状入手,体现智能维护系统的有效性。智能变电站的继电保护和传统保护机制存在一定的差异性,要及时对分布式母线进行分析,掌握线路的具体要求,对保护原理进行相应的分析,最终实现设备的有序应用和维护,促进电力系统的可持续性发展。
参考文献
[1]杨依明,崔荣花,田克强,等.智能变电站继电保护配置方案分析研究[J].中国新通信,2013,24:96.
关键词:继电保护供配电系统可靠综合自动化系统
中图分类号:TM77文献标识码:A文章编号:1674-098X(2014)10(a)-0058-01
1供配电系统简介
现在发电厂发电机的出口电压为10kV,低压发电机出口电压为0.38/0.22kV。发电厂发出的电除8%自己消耗外,其余向外输送。10kV直接供给发电厂附近的用户,远距离的用户就要经过升压后再向外输送。输送距离与电压等级成正比,电压等级越高输送距离越远。110kV及以下为配电线路,以上为输电线路。发电机、变压器、开关设备与输电线路等与调度管理相结合称为电力系统。供配电系统由变压器、开关设备与输电线路组成。由于电能的生产、输送和使用本身所固有的特点,以及连接成电力系统后出现的新问题,决定了电力系统的运行与其它工业生产过程相比具有许多显著不同的特点。例如电能生产和使用同时完成,正常输电过程和故障过程都非常迅速,具有较强的地区性特点,与国民经济各部门关系密切。
2继电保护的作用
电是一种特殊产品,它不能大量储存。根据欧姆定律,电压保持不变,电流随着负载电阻(交流电为阻抗)变化而改变。当发生事故后,假如输电线路短路,短路点以后的负载阻抗就被短路,只剩下变压器与输电线路的阻抗,根据欧姆定律,阻抗减小电流就会增大,出现短路电流。电力系统容量越大发生短路事故后系统电压降越小,短路电流就越大,直接威胁到电网的稳定运行,继电保护必须迅速将故障点从电网中切除,保证电网继续正常运行。继电保护作用就是能保证在电力系统发生故障后,迅速、准确地将事故点从电网中切除,保证电力系统继续供电。
3继电保护的四大要素
继电保护和自动装置的设计和应用应以合理的运行方式和可能的故障类型为依据,并应满足可靠性、选择性、速动性与灵敏性四项基本要求。(1)可靠性是指保护应该动作时动作,不应该动作时不动作。另外还要求继电保护设备本身运行可靠,不发生故障,要有自诊断功能。为保证可靠性,宜选用可能的最简单的保护方式,应采用由可靠元件和尽可能简单的回路构成的性能良好的装置,并应具有必要的检测、闭锁和双重化等措施。保护装置应该便于整定、调整和运行维护。(2)选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障。当故障设备和线路本身的保护或断路器拒动时,才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。为保证选择性,对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件,其灵敏系数及动作时间,在一般情况下应相互配合。(3)速动性是指保护装置应尽快的切除短路故障,其目的是提高系统稳定性,减轻故障设备和线路的损坏程度,缩小故障波及范围,提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。(4)灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时,保护装置应具有必要的灵敏系数。灵敏系数应根据不利的正常运行方式和不利的故障类型计算,但可不考虑可能性很小的情况。
4继电保护的分类
(1)继电保护按保护对象分为:发电机保护、变压器保护、线路保护、母线分段断路器保护、高压电动机保护与高压电容器保护等。(2)继电保护按保护动作性质分为:无延时速断、带延时速断、过电流、反时限过负荷、定时限过负荷、过电压、低电压、失压、纵差动、横差动、单性接地(零序过电流、零序过电压)、负序过电流、负序过电压、低频解列、不平衡电流、不平衡电压、转子单性接地、过励磁、失励与自动重合闸等。(3)继电保护按保护作用分为:主保护、后备保护与辅助保护,后备保护又分为远后备和近后备保护。远后备是在主保护或断路器拒动时,由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。近后备是由本电力设备或线路的另一套来实现的后备保护,如变压器差动与后备保护。辅助保护是为补充主保护与后备保护的功能,或主保护与后备保护退出运行而增设的简单保护。(4)非电量保护包括:轻瓦斯、重瓦斯、高温、超高温、高压电动机故障与现场工艺故障跳闸等。
5变配电站综合自动化系统
变配电站综合自动化系统包括变配电站综合自动化装置与计算机系统。变配电站综合自动化装置除具有继电保护功能外,还具有监控功能,所以又称为综合保护装置(简称为综保装置)。大型发电机、变压器与远距离输电线路都有专用的保护,称为微机保护装置。小型变配电站一般采用变配电站综合自动化装置与中央信号箱相配合方案。
6变配电站综合自动化装置的特点
(1)保护功能强,容易得到改善,除保护功能外,还具有监控功能。(2)可靠性高,软件分析能力提高了继电保护动作的可靠性,自诊断能力提高了装置本身的运行可靠性。(3)软件判断能力强,动作准确率高,拒动少。产品抗干扰能力提高后,误动也相对减少。(4)具有一定的附加功能,如事故与操作记录以及故障录波等。(5)使用灵活、维护与调试方便。(6)变配电站综合自动化装置本身价格不断降低,功能不断加强,工程综合造价也不断降低。(7)具有远方调度功能,便于实现计算机联网。(8)产品规格与型号种类繁杂,给设计、施工以及维护带来许多不便。
7结语
鉴于供配电系统的特点及继电保护在供配电系统中的重要作用,应该不断加强对供配电系统中继电保护的研究,并做好继电器保护与电子技术的结合,使其在保证电力系统完全稳定运行中发挥更大的作用。
参考文献
[1]GB/T50062-2008.电力装置的继电保护和自动装置设计规范[S].中国计划出版社,2009.
[2]任元会.工业与民用配电设计手册[M].北京:中国电力出版社,2005.