关键词:供电企业;继电保护;存在问题;解决方法
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.153
0引言
在供电企业电网运行中,一些故障的出现会对电网的正常运行、工农业的生产以及百姓的日常生活造成重要的影响。因此,我们需要一种行之有效的方式对供电企业的电网安全正常运行提供保护。而继电保护模式的出现就很好的解决了这个问题。但是,继电保护模式在实践应用中产生了一些问题。因此,为了保障供电企业电网的持久健康运行,我们需要对于这些问题进行认真的研究工作。并且运用科学的方法对这些问题进行解决。
1供电企业继电保护存在的问题
1.1数据测量出现误差
数据测量出现误差是供电企业继电保护中存在的一个问题。在继电保护的具体应用中,由于许多的工作是依靠人工来完成的,而这些人工对于相关电力数据的测量不够精准、出现了误差,对于供电企业的电力输送与管理带来了相当大的挑战。
1.2覆盖面不广泛
电力企业继电保护存在的另一个问题是覆盖面不广泛。从整体而言,我国的配电系统的建设与规划还处于初级阶段,对于继电保护的规范与措施还有许多的不完善。比如:环网供电线路出现了较为严重的电路故障时,就有可能面临大规模停电的风险,而传统的利用保险丝断开或者是开启开关的方式是无法满足大规模的用电需求的。因此,加强继电保护模式的应用范围是必然趋势。
1.3员工技术性不强
员工技术性不强也是供电企业继电保护模式应用存在的一个重要问题。比如:一些电力企业技术人员的专业技能水平不高、职业素质不强、工作态度不积极等等,这些情况的发生对于继电保护模式的有效应用产生了比较严重的负面影响[1]。
2供电企业继电保护存在问题的解决方法
2.1完善继电保护模式的覆盖面积
首先,进行供电企业继电保护的一个重要方法是完善继电保护模式的覆盖面积。比如:加大资金与技术的投入力量,对于传统的“保险丝模式”的电路故障管理方法进行改进与提高,利用现代的网络信息技术与之形成全面的保护网络模式增强其安全性与科学性,满足广大的区域性环网电路与众多的农村电网的用电保护需求,推进我国智能电网模式的早日形成,促进我国电网运行的科学性与持续性[2]。
2.2进行精准的数据测量
其次,进行精准的数据测量也是解决供电企业继电保护模式存在问题的有效方法。对此我们可以采用两种方式来达到这一目标。第一,进行好理论计量值的研究工作。第二,在进行继电保护模式的应用中,进行科学的计量工作、避免计量数值与实际计量值之间的差距。
2.3对于出现的漏洞进行及时修复
再次,对出现的漏洞进行及时修复也是解决电力企业继电保护模式存在问题的另一个方法。继电保护模式的应用具有很强的复杂性,因此会产生许多的漏洞。比如:校验器的漏洞会严重的影响到继电保护相关设备的有效性与仪器的灵敏性,因此我们需要对继电保护模式应用中对于已经出现的漏洞以及可能出现的漏洞进行及时的修复,使继电保护模式的功能与作用发挥出最大的效能[3]。
2.4加强技术的开发力度
与此同时,还需要加大技术的开发力度以解决供电企业继电保护模式存在的问题,全面地促进继电保护模式技术的进步与发展,为我国电力系统的保护工作作出重要的贡献。为此,第一,对于继电保护模式的基本理论基础知识进行更加细致认真的研究工作,推动继电保护理论系统的建立与完善,为继电保护模式技术的研究工作提供重要的理论平台与基础。第二,利用现代的网络信息科技的软件与硬件设施与系统进行继电保护模式的模拟研究与网络技术平台的完善工作,可以找寻到继电保护模式研究的科学方法。第三,广大继电保护模式研究的科研人员要具有认真工作、默默奉献的精神,用顽强的意志品质,推动我国继电保护技术的快速进步与发展。第四,在对于继电保护技术进行实践的应用中,注重实际运用结果的收集工作,对于出现的问题进行认真的研究与总结,用正确的方法对这些问题进行探究,寻找出解决的方法[4]。
2.5加强专业技术人员的培训
最后,加强对专业技术人员的培训也是电力企业进行继电保护模式有效应用的一个重要的方法。比如:电力企业定期聘请专业的技术人员与专业学者、专家对于企业的员工、尤其是专业的技术人员进行知识与技能的培训工作,提升他们对于继电保护模式进行应用的实际操作能力。同时,定期举办相关知识的竞赛与专业技能的学习与交流活动,对于提升电力企业专业技术人员的综合素质也会有积极的促进作用[5]。
3结论
对于供电企业继电保护存在的问题以及解决的方法进行科学研究,有利于供电企业全面的提升自己电力系统安全保护的质量与效率,保障本辖区内工、农业生产与百姓生活的正常进行,更有利于我国智能电网的早日建设完成与完善。
参考文献:
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[2]朱友林,叶美授.探析供电系统继电保护运行中存在的问题及对策[J].通讯世界,2014(22):197-198.
[3]吴达华.供电企业继电保护存在的问题及对策[J].电子制作,2015(03):234.
关键词:继电保护,运行管理,管理制度
一、继电保护运行管理中的人员问题
虽然设备是继电保护运行管理中的一个重点内容,但是,在日常的运行管理过程中,离不开专业的人员对继电保护设备进行安装、检查、故障维修等问题,而这些都需要有专业的继电保护人员来负责。因此,无论是怎样的继电保护问题都会涉及到人员,而在继电保护的运行管理中所涉及到的人员问题主要包括以下三个方面:
第一,继电保护运行管理中的现场运行人员问题。对于从事继电保护现场运行的人员来说,存在的最大问题就是他们对回路与继电保护装置没有充分的了解,因为,在变电站中所使用的各种电力设备与装置,让工作人员对他们的构造、使用等各方面能够熟练的掌握具有一定的难度。尤其是继电保护中的设备运行都需要有先进技术作支持,同时,继电保护对电力系统也具有很高的重要性,它的安装、维护、故障检修等都是由继电保护的专业人员来负责,对现场运行人员的工作难以控制,还有很多运行人员形成了无论出现怎样的问题,继电保护装置都会发生相应的警告信号,然后再找到专业的继电保护人员进行处理即可。但是在现实的继电保护工作中,与继电保护相处的时间最长就是现场的运行人员,他们较其他人员来说对于电力装置和设备的实际运作情况的了解程度最高,如果他们掌握了继电保护的相关知识,并能够准确掌握一定的使用,故障处理方法,对继电保护出现的隐患能够及时发现并及时报告给专业人员,就不会发生由于继电保护的故障原因而造成电力系统停止运转的状况。
第二,继电保护运行管理中的专业人问题。即使是继电保护人员,也存在着对继电保护知识掌握不够了解的问题,虽然他们所掌握的关于继电保护的相关原理、回路等方面的知识与现场运行人员相比仍然是比较多,但是,即使基础专业知识掌握水平再高,对于继电保护装置的实际状况仍然要定期的对设备进行检查才能够发现实际问题,而提出问题,解决问题对于继电保护人员来说又是一大考验,不仅是对他们技术的考验,也是对他们经验的考验。我国非常重视电力系统的继电保护专业人员的技术和技能,并定期的举行继电保护相关的活动来促进继电保护人员技能的提高,然而,从这一点我们也可以看出,我国的继电保护人员的技能仍然没有达到实际工作状况的要求,有待努力提高。
第三,继电保护人员与现场运行人员之间的合作问题。尽管人们的工作有分工,但仍离不开合作,这也成为了继电保护运行管理中的又一人员问题,而且,它在继电保护运行管理中也是常常被忽视的问题。而需要合作的原因是因为两放的人员分别隶属于不同的部门,导致继电保护在发生问题时会出现相互推诿的现象等。为了避免这一状况,我们可以采取共同问责的管理机制,也就是说,如果对于某一继电保护问题能够明确责任是属于哪一方,那么就有负责就由这一方对问题负责,如果责任不能被查明,那么责任就由双方工程承担。还有另一种方法就是实行继电保护人员单方面的问责管理制度,就是如果继电保护人员对现场运行人员不能够说明出现问题的原因是因为现场运行人员所导致的,那么就由继电保护人员单方面的对其负责。而实行单方问责机制的主要原因就是继电保护人员比现场运行人员对继电保护的了解更为深入,对相关装置的性能、状态、运行等相关技术掌握的更为全面,可以及时对继电保护问题给以处理,避免出现问题模糊的状况,而逃避责任。这两种方法相比较,我们很明显的就可以看出继电保护人员的问责管理制度更具有优越性,也更具有合理操作性,但是第一种方法对于人员之间的相互合作却更有利,能够共同努力而降低继电保护出现问题的概率。但是无论选择哪一种方法,只有建立更有效的监督管理机制才是遏制继电保护运行管理人员方面问题的关键之所在。
二、继电保护运行管理中的制度问题
制度问题是目前的继电保护运行管理中存在的一种比较普遍的问题,而制度问题主要包括两个方面,一是制度不够完善,细致。在目前所实行的继电保护运行管理制度中,制度的内容与执行都是不够细致的,二次设备的档案记录也没有按照一定的规范来进行,而且还存在不及时、存在纰漏、漏项、错误记录的情况。还有类似的制度问题,例如,要求对新建项目进行设计修改,但是没有相应的更改通知单,同时,扩建项目也灭有相应的竣工资料,被存档的图纸、方案说明等项目资料也不是有效的实际运行的设备版本,存档图纸也不是当期的施工图纸,或者项目更改并没有切实的体现在图纸上等,这些问题都是二次设备建档中存在的主要问题,而导致这一问题的主要原因就是二次建档相较于一次建档来说工作不够细致,同时也缺少对建档方面的考核方法,而且,对施工前后的资料移交和交代等环节也没有进行监督管理。因此,为了有效的解决继电保护的制度问题,我们就要提高对继电保护的重视,并加强对它的监督管理,制定相应的管理制度作为管理的基础。
另一个是制度的执行问题。目前的继电保护运行管理制度是比较完善的,但是,制度的执行情况还取决于继电保护人员的执行态度。现场运行人员的巡查工作每日都是必须进行的,而且是单一乏味、枯燥的,而且继电保护在运行过程中出现的问题也多是零件老化、线路松动、轴承腐蚀、灰尘过多等问题,这些也是因为继电保护设备在长期运行中所累积起来的,所以,这就需要现场运行人员在工作中要投入到极大的耐心,并足够认真才能够发现这些问题。但是,在实际的运行中,很多人员的工作态度马马虎虎,只要不发生大的故障即可,面对这种问题及时有完善的管理制度也无法提高工作人员工作的积极性,这是制度执行方面临的一大挑战。所以,可以制定相应的奖励机制和考核制度来调动起现场运行人员的积极性。
三、继电保护运行管理中的检验方面问题
管理制度能够指导继电保护的运行管理,而相关的技术规章制度、检验标准等规范要求就是制度制定的依据。但是,在继电保护运行实际中,我们通常都会发现,这些规范、规程等在现场实际中都是不适用的,所以,就需要由现场继电保护的操作人员根据实践而提出有效的修改意见,进而提高继电保护的制度建设服务,使其更具合理性和实践性。
在对继电保护装置进行验收、安装等各类的设备检查过程中,检查人员常常会发现继电保护装置或者二次回路自身都具有固定的或者已经发生的隐患,例如,装置所显示的结果与运行现场所检测出的结果有所差异、个别回路没有处于正常的工作状态等问题,继电保护人员只将这些问题想相关人员做口头汇报,并没有用文字的形式将它记录下来,所以,如果下一次发生类似的问题,还需要重新查出原因,这大大的增加了继电保护人员的工作量和设备维护的难度。
此外,继电保护运行管理的检验工作也要有检验的侧重点,例如对新安装的继电保护设备和二次回路,在检查时要与其他高标准要求有所区别。当新安装的二次回路进行验收检验时,也是为其进行检验的最佳时间,对二次回路的接线质量、端子等部分在定期检验时很难发现其发现的问题,同时对它们进行检查与修改也不方便,因此,对二次回路进行检查要特别注意。
在继电保护的运行管理中,还存在着一个广泛存在的观念,就是继电保护人员对回路而言更加重视继电保护装置,这也是继电保护长期存在的问题。现在普遍使用的继电保护装置都是用计算机进行控制,与传统的装置相比更具有可靠性,所以,最近几年的继电保护出现的问题和不正确的动作主要是由二次回路以及周边问题引起的。然而现在继电保护的检验工作存在的最大问题是缺乏检验重点或者重点错位,有时还将对继电保护装置进行的检验等同于保护检验,但是,对二次回路进行的检验就比较简单,只是针对二次回路的界限,计算机保护屏内外的二次回路等项目进行简单的检验。
同时,继电保护的检验规范的使用也是继电保护运行管理中存在的一个重要问题,一般使用的规程中对检验步骤并没有做出比较详细的规定,及时很多步骤并没有被严格地区分先后顺序,可以以任意形式进行,但是,在现场的检验规程中,却存在对检验步骤的操作顺序,而且要严格按照此顺序进行,这样可以避免在检验时出现盲目性和发生项目漏检的现象。例如,某个检验规程规定,定制检验要放在整组的功能检验后面,很容易看出这是不合理的。整组检验的作用是对整套保护装置和回路的性能与稳定性进行最终的确认,它不仅可以对保护装置的内部组件的性能进行检验,还可以对各个组件之间的协调性进行检验。而且,只有在整组功能检验完成之后才能够进行最终的检验定制,如果发生检验错误或者输入错误,还可以对前面的减压结果给以,进而保证整组检验的正确性。
小结
在本文所阐述的继电保护运行管理中存在的问题,在目前所存在的问题中,人员方面的问题是最为重要的,也是最关键的。因为它涉及到整个继电保护装置的运行。事实上,在继电保护的运行管理中,主要涉及的就是人员与制度之间的协调关系,而这种关系的有效结合就需要由专门的执行人员来进行。所以,只有加强对继电保护相关人员的基础知识培训,培养他们积极的工作态度等才是提高继电保护运行管理的最根本、最有效的方法。
参考文献
[1]于旭东,曾铁军,宋艳:《继电保护检验规程中的几点不足》[J],《电气应用》,2009年第28期
[2]高艳萍,常风然:《继电保护检验工作中的若干问题分析》[J],《继电器》,2003年第1期
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[4]尹其云:《对当前继电保护运行方面几个问题的分析》[J],《电力系统自动化》,1999年第3期
【关键词】继电保护;整定计算;运行维护
前言
众所周知,继电保护是电网不可分割的一部分,它的作用是当电力系统发生故障时,迅速地有选择地将故障设备从电力系统中切除,保证系统的其余部分快速恢复正常运行;当发生不正常工作情况时,迅速地、有选择地发出报警信号,并由此进行人工调整或触发自动装置的调整策略。文章主要就继电保护整定计算运行维护措施进行探析。
1继电保护整定计算
1.1继电保护整定计算的基本任务及步骤
继电保护整定计算的基本任务:就是要对系统装设的各种继电保护装置进行整定计算并给出整定值。任务的实施需要对电力系统中的各种继电保护,编制出一个整体的整定方案。整定方案通常按两种方法确定,一种是按电力系统的电压等级或设备来编制,另一种按继电保护的功能划分方案来编制。因为各种保护装置适应电力系统运行变化的能力都是有限的,所以继电保护整定方案也不是一成不变的。随着电力系统运行情况的变化,当其超出预定的适应范围时,就需要对全部或部分保护定值重新进行整定,以满足新的运行需要。如何获得一个最佳的整定方案,要考虑到继电保护的快速性、可靠性、灵敏性、选择性之间求得妥协和平衡。因此,整定计算要综合、辨证、统一的运用。
1.2进行整定计算的步骤大致如下
(1)按继电保护功能分类拟定短路计算的运行方式,选择短路类型,选择分支系数的计算条件。
(2)进行短路故障计算。
(3)按同一功能的保护进行整定计算,如按距离保护或按零序电流保护分别进行整定计算,选取出整定值,并做出定值图。
(4)对整定结果进行比较,重复修改,选出最佳方案。最后归纳出存在的问题,并提出运行要求。
(5)画出定稿的定值图,并编写整定方案说明书。
2加强继电保护运行维护的相关措施
2.1优化继电保护原则
电力系统继电保护运行维护要将系统安全作为继电发展的基础,对继电保护原则进行设计提高电力系统安全运行质量。在对系统安全原则、宏观规划原则进行应用的过程中要对电力系统目标进行明确,对目标进行分层落实、逐层安排,实现管理环节一体化。继电人员要对继电保护装置运行状态进行检修,对监控工作、继电保护周期等进行设置和调整,要对电力系统全过程形成完善的继电保护内部操作。
2.2继电运行维护的具体内容
继电保护装置要对可能出现的异常状况进行分析,对继电保护各项指标进行全面监测,降低继电保护运行维护问题的发生率。要对电力系统继电保护装置的状况进行实时控制,对相关数据及时进行上报,提高主管部门对设备运行状况的了解程度。
相关人员要对检修内容进行明确,对检修操作进行合理安排。要积极与负责人进行协商,严格依照标准要求进行检修中的分合开关操作、二次接线操作,降低可能出现的意外状况。
保护动作是继电保护的重要部分。在进行维护的过程中要将保护工作信号作为保护的基本点,对保护故障发生原因、发生状况、处理操作内容进行记录,为后续设备运行打下良好的基础。
继电保护装置的操作权限应有非常严格的把关,相关人员需要完全了解设备运行工况及部门允许的情况下才能对设备进行拆卸、重置等操作,防止继电保护装置出现异常造成无法实现电力系统继电保护安全可靠运行要求。
2.3继电保护运行维护优化方案
继电保护技术能够完成对数据的迅速处理,实现智能处理和人机互动,改善人机互动质量及从本质上提高运行设备的可靠性。在进行优化的过程中相关人员要对保护基础、日常维护、人员技术等进行提升,提高运行维护水平。
(1)加大继电保护投入。在进行继电保护运行维护的过程中,单位企业要首先对继电保护投入进行加大,增强保护基础和保障质量。随着当前计算机技术的不断完善和提高信息技术已经逐渐应用到继电保护过程中。通过对继电保护设备、材料、通道等的提升,可以有效提高继电保护技术数据处理效果,满足继电保护装置对大容量故障信息的贮存要求。单位企业要对设备资源进行合理引进,加大资金控制力度和资金投入力度增强投运后的维护效果。
(2)加强继电保护日常维护。单位企业要建立完善的日常维护体系,扩大数据监测范围及内容,对日常运行的数据进行强化,实现对日常维护运行的完善和提升。要对可能出现的故障及时进行预防和处理,对出现的异常数据进行分析和制动,保障系统稳定运行。要对运行质量的控制力度进行强化,对自身的故障处理能力进行提升。除此之外,部门之间还要对日常维护操作进行合理安排,对日常维护人员进行合理分配,明确增强系统建设效果。通过部门之间的层层落实、层层监督,为电力系统继电保护正常运行建立良好的外部环境,增强运行质量和效果。
(3)增强运行维护人员技能素质。运行维护人员的素质和技术直接关系到电力系统继电保护运行维护质量,是保护操作的软基础。因此单位企业要对自身的运行维护人员进行全面教育,对电力系统继电保护运行维护人员的维护技术和维护意识进行提升,提高检修效果和检修质量。要对人员的技术效果进行考核,确保人员完全符合运行要求后方可进行上岗操作。单位企业要定期对人员技术理论进行提升,加强对先进技术知识及更新维护设备的宣传,提高人员对电力系统继电保护运行维护知识的了解和认识。
3结语
综上可知,继电保护整定计算系统已经给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。上文主要就继电保护整定计算的任务、步骤及计算机的实现进行了分析,且提出来一系列继电保护运行维护的建议。总而言之,在未来的电力事业发展中,电网结构势必会更加复杂,人们对电力的供应质量也将提出更高要求,继电保护系统的作用地位也将更加突出。因此我们必须不断的提高继电保护系统的运行维护水平,使其为保证电力系统安全运行做出更大贡献。
参考文献:
关键词:电力系统;继电保护;一次系统
作者简介:张如义(1973-),男,黑龙江伊春人,嘉兴学院南湖学院电气装备及其自动化研究所,助教。(浙江?嘉兴?314001)
中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)20-0041-02
“电力系统继电保护原理”属于专业必修课之一,该课程的授课对象是电气工程及自动化专业的学生,其教学任务是使学生掌握电力系统继电保护的工作原理和各类继电保护整定计算原则,为学生毕业后从事电力系统的设计、运行、维护等工作打下一定的理论与技术基础。该课程通过课堂讲授、课后自学、课堂讨论、习题、实验等基本教学手法使学生掌握各类电力系统继电保护的工作原理、构成、整定计算等知识,了解典型的继电保护装置;培养学生分析和解决继电保护运行中可能出现的各种问题的能力。为了更好地达到教学目的,各学校对继电保护课程教学进行了一定程度的教学改革,[1-2]本文针对教学过程中的问题提出了一些改革措施。
一、教学中存在的问题
1.课上学时少,课下学习时间少
“电力系统继电保护原理”属于专业模块课,理论课时为32学时,实验课时为8学时,相对来说学时少。该课程在大三下半学期或大四上半学期开设,学生此时因为找工作、做毕业设计和毕业实习以及修第二课堂学分而精力比较分散,上课不能满勤。因此教师要对该课程内容做精简化处理,争取有较高的课堂效率。
2.实践量不够,动手机会少,动手愿望低,实践深度受限制
尽管学校为学生提供了实习机会,但这些实多是参观式的,学生没有操作经验;企业很少让学生实际操作,因为这样容易影响生产,而且会造成安全事故。实验课也是模拟系统的继电保护,结合仿真电路,学生认识到的电气方面的知识明显不足。另外有的学生毕业后不想从事本专业的工作,对课程也不感兴趣。
二、改革“电力系统继电保护原理”课程所采取的措施
1.讲课突出重点,不必求多求全,让学生听懂为目的
以教学大纲为基本依据,制定教学计划,在实际教学中,把握原则性,又不失灵活性,使教有所思,教有所改,为下个阶段的大纲修订做好准备。在主要问题推导的关键处,适时地将基本且重要的环节对学生进行提问。在课上学时允许的前提下,立即给学生少量时间消化刚讲过的内容,并提问以加强和确认。例如在讲授单侧电源电路的三段式电流保护时,对第I段的整定,让学生看图(如图1所示)思考理想状况下,一点短路应该跳哪个断路器,然后引入矛盾,说明理想状态不能实现,学生会对这一整定原则加深印象。又如在讲到后备保护时,让学生思考上一级可以做下一级的远后备,下一级反过来能不能做上一级的远后备。继电器是继电保护的执行部件,是看得见摸得着的具体部分,可以先向学生演示继电器触点吸合与释放的过程,再说明是因为电力系统故障而由逻辑环节决定它应该的动作,促使学生动脑思考问题,增强了教师和学生之间的互动,同时也培养了学生学习继电保护原理课程的兴趣。[3]
2.穿插二次回路的相关内容进行讲解
二次回路是对一次设备监控、测量、调节和保护的设备,二次设备及其相连接的线路组成二次回路。如果没有二次回路,一次系统在很多重要方面都没法保证效果,例如运行的安全性、稳定性、可靠性和经济性。电力系统运行的一个基本要求就是要安全稳定,二次回路是保证电力系统一次回路安全稳定运行必不可少的部分。传统的授课计划一般是把继电保护内容全部放在二次回路的前面讲,但是因为二者在实际工作过程中联系密切,可以把二次回路的相关内容放在继电保护之前讲解。说明二次回路和继电保护的关系,继电保护是二次回路的一部分,因为继电保护设备的系统性、继电保护理论发展的相对完善性以及继电保护系统的特殊重要性,所以继电保护原理课程独立于二次回路课程专门开设。典型的与继电保护相关的二次回路部分,例如:互感器是电力系统一次侧和二次侧的联系器件,继电保护的测量参数是由互感器二次侧引入的。又如跳闸回路,以单侧电源电路的三段式电流保护为例,在讲述了整定过程之后,做一个动作过程的演示,继电保护教材上只用跳闸线圈和辅助触点表示断路器,使学生感觉不具体。这时候把断路器的分、合闸回路(如图2所示)介绍一下,有明显的具体化效果。[4]二次回路课程的内容具体、偏重于实际操作,相对于继电保护原理课程来说容易引起学生的学生兴趣。把继电保护和二次回路联系起来讲解,进一步增强师生课堂互动,使学生变被动接受为主动探索。
3.“继电保护原理”和“微机继电保护”区分开
“微机保护原理”和“继电保护原理”在大多数高校的电气工程及其自动化专业被作为两门课程分开讲授,“继电保护原理”的学习可以为“微机保护原理”课程打下基础,“微机保护原理”是“继电保护原理”的具体实现,但不是“继电保护原理”的主要内容。“继电保护原理”课程的目的是使学生掌握继电保护原理,在讲课过程中只宜于适当地、少量地引入微机保护方面的知识,而且要限于对微机保护基本框架的了解。如果过多地引入微机保护方面的知识,会使学生觉得重点不明确,不知道该不该掌握微机保护,分散了精力,又难以听懂。引入微机保护的本意是为了拓展学生的知识面,但是如果把握不好尺度,结果不仅降低了学习兴趣,还影响了对继电保护原理本身的学生效果。
4.和一次系统的内容多取得联系
“电力系统继电保护原理”课程主要分析电力系统各部分(包括发电、输电、变电和用电设备)在各种故障或不正常运行状态下继电保护装置的动作原理,与一次系统的联系密切,继电保护装置动不动作、如何动作都取决于一次系统的运行状况,所以要结合一次系统知识,说明一次系统的变化情况和计算方法,才能更有利于理解继电保护装置的动作逻辑,增加具体感,减少抽象理论的乏味感,更好地掌握继电保护原理。例如在讲解线路三段式电流保护时,说明短路的几种类型,在不同点和不同类型的短路情况下,短路电流大小的比较,让学生先思考明确在短路点远离电源时的短路电流高于短路点靠近电源时的短路电流。
5.作业不必严格按照教材的习题布置,可按照课上讲授的内容自编作业或对教材习题改编
作业布置是一项重要的教学内容。布置什么样的作业,学生完成得如何,直接反映了学生的掌握情况,关系到教学效果的好坏。要想取得良好的教学效果,只在课堂上讲好课是不够的。对于如何布置作业,应引起足够的重视。教材编著者是依据自身情况,顾及使用教材的全体教师编写教材的。具体落实到每个教材使用者,应该根据自身情况,安排讲课内容和筛选适合本学校、本学科状况的侧重点来讲解。这样课上所讲的不包括教材的全部内容,而且有特有的侧重点。如果作业还按照教材的习题布置,就会使学生感到迷惑,对怎么做作业无从下手,以至于产生排斥、倦怠的心理。例如对绪论的讲解,先是讲了三道习题,然后让学生理解记忆十分钟,最后抽查提问。结果是多数学生在课堂上就完成了作业,提高了作业完成的效率和质量。
以下是对绪论部分编写的三道作业题:什么是继电保护装置;继电保护装置应该满足哪几个基本特性,各自的含义是什么;继电保护装置的三个组成环节是什么,各起什么作用。
6.优化试卷
试卷是学生对本课程学习效果的反应,一份好的试卷能体现教师的讲课情况、学生付出的时间和精力的情况,是教学方法和教学效果如何的一种检测方式。从试卷的成绩分布情况、各类题型的解答情况以及各章节内容的掌握情况,教师可以反思原因,总结经验,以利于在下次授课中做出相应的改进。对试卷的难易、深浅和范围都要有适度的把握。相应于上课内容的调整,对试卷结构和题型做优化处理,增加能启发学生独立思考的题型。
三、教学改革前后教学效果的比较(见表1)
针对实践方面的不足,依靠现有的实验设备和实习条件,尽量做到对继电保护基本部分能认识实物,明白原理,熟悉操作,做到继电保护知识在电气工程及其自动化专业学生中的普及。部分学生毕业后到变电站或发电厂从事与继电保护相关的工作,他们可以在企业的环境中再深入接触继电保护操作,在设备的实物化和指导的专业化方面都能有所提。[5]
参考文献:
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[4]何永华.发电厂及变电站的二次回路[M].北京:中国电力出版社,
【关键词】继电保护整定计算专家系统
现阶段,电力系统面临着巨大压力。由于系统结构庞大,发电、输配电过程复杂,且受外部环境影响较大,在运行中容易出现各种故障,对电力系统的工作形成阻碍。继电保护主要负责电力系统的保护工作,若可靠性得不到良好的保障,不但起不到保护作用,还有可能使故障进一步扩大。因此,想要保证继电保护系统的可靠性,就需要运用整定计算专家系统进行应用。
1继电保护及整定计算专家系统概述
继电保护是指研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况,以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路等),使之免遭损害,所以沿称继电保护。基本任务是:当电力系统发生故障或异常工况时,在可能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,或发出信号由值班人员消除异常工况根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。
专家系统指的是一个智能计算机程序系统,其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验,能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。也就是说,专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统,它应用人工智能技术和计算机技术,根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验,进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题,简而言之,专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。
2继电保护现状
针对电力系统运行中出现的各种故障,在现阶段,我国对于继电保护装置的要求也也来越高,但是,在实际的继电保护设备中,对于各种参数的设置病没有达到相应的要求,这就需要对相关的参数信息进行一定的分析,并进行相应的整理,以保证当有故障出现时能够有效的将各种运行状况进行反馈,以使工作人员及时的根据相关问题制定出特定的解决方法。但是,在实际的工作过程中,相关设备的故障信息并不能真正有效的反应到工作人员手中,而当工作人员发现了问题之后,还需要进行一定的程序申报等,这就导致设备并不能真正的得到及时有效的解决,进而造成更大的损失。
在现代信息技术相对发达的社会,我国的一些电力企业也都开始实施信息化的管理,同时与现代的计算机技术相结合,有效的建立起了相对独立有效的系统,简单的说,此系统就是继电保护及故障系统,当此系统出现了问题时,此系统就能够有效的对相应问题进行分析,并通过分析的结果做出相应的解决,等问题得到解决之后,还会将所解决的问题有效的传送到继电保护及故障系统中心,这样就能够保证工作人员有效的对电网的运行状态进行掌握。同事,还可以通过对终端的调度提供一定的信息,以保证其能够对故障进行综合性的分析,进而真正的实现继电保护的自动化管理,这样就能够有效的提高工作的效率以及对以后此类问题的解决防范。
3继电保护整定计算专家系统分析
3.1系统设计
在对继电保护整定计算专家系统中,整定计算具有一定的整定计算原则,而此原则的成立也是以对电网故障的计算作为基础确定的,在对继电保护进行整定计算的过程中,需要进行一系列的准备工作,既进行大量的反复定值计算,对所进行的定值计算结果进行比较,最后再进行结果的筛选。在这整个过程中,需要大量的专家经验进行干预,而在专家经验中,还包含有正定原则以及经验事实。通常情况下,整定计算专家系统的知识库中主要的存放的是电力系统继电保护整定计算的整定原则,而这些原则在存储的过程中,其主要的形式是以信息的形式存在的,而这些信息可以被计算机所识别。
3.2各部分说明
专家数据库中所包含的知识主要就是关于整定规则以及运行人员的经验知识。一般来说,整定规则主要包含有两个方面,既:一、部颁整定规则,二、特定装置的整定规则。其中,专家都进行了相应整定类型保护的制定,并通过保护类型制定了一定的数据表,以此来保证将数据结构形式进行保存,而当出现新的情况时,可以将产生的新数据在表中进行直接的输入,进而对计算机中所含的参数进行下一步的修改即可。
专家系统中的核心部件就是推理机,而推理机最为主要的任务就是讲知识库中的整体模块、整定计算模块等进行控制,进而保证整定计算在保护装置下完成。专家系统推理机主要的控制策略是以正向的推理完成的,当在进行整定计算时,对整体的整定计算规则以及灵敏程度都有较为确切的要求,这也就保证了专家整定计算可以从条件中入手,进而找到符合领域要求的思维。
3.3系统特点
在整定系统专家计算程序正常运行时,将提取的整定规则和网络参数信息进行相应的处理,可以使其成为动态的知识库和动态的数据库,而当目标级规则得到满足时,则此整定规则就会被集火,进而可以将在此条件下的内容以及结论进行记录,并储存在综合数据库中。根据此整定计算专家系统设置的灵活性,可以大大的提高继电保护整定计算的准确度。
4结束语
通过上述分析可以知道,随着电力系统规模的不断扩大,其相应的复杂性也越来越大,使原有的分析方法已很难完成正常的继电保护工作。所以,对专家系统在电力系统中的应用,可以有效的保证电力系统在进行整体的研究时具有更大的活力,进而保证电力系统中继电保护的整体智能化,运用整定计算对电力系统进行控制,有效提高电力系统继电保护自动化水平。
参考文献
[1]吴慧颖.电网继电保护整定计算专家系统存在的问题及对策研究[J].北京电力高等专科学校学报,2012,29(11):214-216
[2]黄景亮林利锋.浅谈电网继电保护整定计算专家系统[J].北京电力高等专科学校学报,2012,29(4):214-216
继电保护发展现状
电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力,因此,继电保护技术得天独厚,在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。
建国后,我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有,在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代,我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术[1],建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术,建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。
自50年代末,晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护,运行于葛洲坝500kV线路上[2],结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。
在此期间,从70年代中,基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列,逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位,这是集成电路保护时代。在这方面南京电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用[3],天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。
我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究[4],高等院校和科研院所起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电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[5],揭开了我国继电保护发展史上新的一页,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?变压器组保护也相继于1989、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、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。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。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。
2继电保护的未来发展
继电保护技术未来趋势是向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
2.1计算机化
随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段:从8位单CPU结构的微机保护问世,不到5年时间就发展到多CPU结构,后又发展到总线不出模块的大模块结构,性能大大提高,得到了广泛应用。华中理工大学研制的微机保护也是从8位CPU,发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。
南京电力自动化研究院一开始就研制了16位CPU为基础的微机线路保护,已得到大面积推广,目前也在研究32位保护硬件系统。东南大学研制的微机主设备保护的硬件也经过了多次改进和提高。天津大学一开始即研制以16位多CPU为基础的微机线路保护,1988年即开始研究以32位数字信号处理器(DSP)为基础的保护、控制、测量一体化微机装置,目前已与珠海晋电自动化设备公司合作研制成一种功能齐全的32位大模块,一个模块就是一个小型计算机。采用32位微机芯片并非只着眼于精度,因为精度受A/D转换器分辨率的限制,超过16位时在转换速度和成本方面都是难以接受的;更重要的是32位微机芯片具有很高的集成度,很高的工作频率和计算速度,很大的寻址空间,丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU的寄存器、数据总线、地址总线都是32位的,具有存储器管理功能、存储器保护功能和任务转换功能,并将高速缓存(Cache)和浮点数部件都集成在CPU内。
电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期,曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差,这个设想是不现实的。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,因此,用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟,这将是微机保护的发展方向之一。天津大学已研制成用同微机保护装置结构完全相同的一种工控机加以改造作成的继电保护装置。这种装置的优点有:(1)具有486PC机的全部功能,能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。(2)尺寸和结构与目前的微机保护装置相似,工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强,可运行于非常恶劣的工作环境,成本可接受。(3)采用STD总线或PC总线,硬件模块化,对于不同的保护可任意选用不同模块,配置灵活、容易扩展。
继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚须进行具体深入的研究。
2.2网络化
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,使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它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。到目前为止,除了差动保护和纵联保护外,所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件,缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念,这在当时主要指安全自动装置。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务),还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。显然,实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。
对于一般的非系统保护,实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多,则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间,也取得了一定的成果,但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应,必须获得更多的系统运行和故障信息,只有实现保护的计算机网络化,才能做到这一点。
对于某些保护装置实现计算机联网,也能提高保护的可靠性。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理[6],初步研制成功了这种装置。其原理是将传统的集中式母线保护分散成若干个(与被保护母线的回路数相同)母线保护单元,分散装设在各回路保护屏上,各保护单元用计算机网络联接起来,每个保护单元只输入本回路的电流量,将其转换成数字量后,通过计算机网络传送给其它所有回路的保护单元,各保护单元根据本回路的电流量和从计算机网络上获得的其它所有回路的电流量,进行母线差动保护的计算,如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器,将故障的母线隔离。在母线区外故障时,各保护单元都计算为外部故障均不动作。这种用计算机网络实现的分布式母线保护原理,比传统的集中式母线保护原理有较高的可靠性。因为如果一个保护单元受到干扰或计算错误而误动时,只能错误地跳开本回路,不会造成使母线整个被切除的恶性事故,这对于象三峡电站具有超高压母线的系统枢纽非常重要。
由上述可知,微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性,这是微机保护发展的必然趋势。
2.3保护、控制、测量、数据通信一体化
在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。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,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。
目前,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资,而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在室外变电站的被保护设备旁,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质,还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段,将来必然在电力系统中得到应用。在采用OTA和OTV的情况下,保护装置应放在距OTA和OTV最近的地方,亦即应放在被保护设备附近。OTA和OTV的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后,一方面用作保护的计算判断;另一方面作为测量量,通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置,由此一体化装置执行断路器的操作。1992年天津大学提出了保护、控制、测量、通信一体化问题,并研制了以TMS320C25数字信号处理器(DSP)为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。
2.4智能化