继电保护接线方式范例6篇

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继电保护接线方式

继电保护接线方式范文1

[关键词]110kV电缆线路;护层接地;接地方式;接地保护

中图分类号:TM521 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)07-0392-01

随着我国经济的发展,城市化进程的速度不断加快,110kV电缆线路的使用越来越广泛。电缆线路的接地方式会对电力传输造成影响。如果护层接地方式不恰当,会导致线缆的感应电压产生变化产生过电压现象。过电压会导致线缆护层的绝缘层被击穿,产生线路故障,并且会出现大量的环流,增加线缆的电力损失。一旦线缆出现接地故障修复会比较困难,会对整个城市造成比较大的影响,所以对此线缆护层的接地方式及保护进行研究,对于110kV电缆线路的安全稳定运行,有着重要的意义。

一、110kV电缆线路概述

110kV电缆线路为单芯线缆,属于我国城市输电线路中的主要线缆。该电缆线路的使用寿命比较长,降低了我国城市输电线路的线缆更换次数,使输电成本得到了有效的控制,另外该电缆线路对输电环境的适应能力比较强,不会因为环境差异而造成较大的输电线损。加强对电缆线路的护层保护,可以提高电网输电的经济效益,110kV电缆线路属于架空线路有着较高的可靠性和安全性,在我国输电线路中应用的比较广泛。在电缆线路护层接地的过程中,必须要对护层的接地电阻进行控制,避免护层接地电阻过低而出现感应电压过大的现象,将线缆护层击穿。

二、110kV电缆线路护层常见的接地方式

(一)单侧接地

如果电缆线路的长度超过了500m,一般会将该电缆线路护层的一段直接与地面相接,另一端是利用电阻保护器间接的接到地上。这种接地方式的优点是电缆线路护层的其它位置不会与地面之间形成回路,保证了110kV电缆线路的绝缘性。在采用单侧接地方式进行护层接地时,线缆的其它位置不会形成回路,避免了护层环流现象的产生,降低了接地故障的发生机率。

(二)交叉互联接地方式

交叉互联的接地方式是指将电缆线路分成多个部分,并将每个部分都安装上绝缘接头,并将绝缘接头与接地箱连接起来,实行互相连接的接地方式,这种接地方式需要将接地箱中安装护层保护器。

(三)两端接地

将110kV电缆线路护层的两端直接连接到地上,这种方法可以应用在较短的电缆线路中,因为较短的电缆线路在进行电力传输时,功率比较低,所以电缆护套上的感应电压及其微弱,不会对电缆线路造成损伤,出现较大线损。两端接地的护层接地方式对电缆线路的载流量影响比较小。

(四)中间接地

中间接地是指将110kV电缆线路的中间部位连接到地上,并在接地位置的护套上安装护层保护器,保证电缆线路的输电安全。在进行中间接地时,要保证电缆线路护层的感应电压不能超过50V,避免接地过程中出现绝缘薄弱的现象,造成线缆寿命降低,增加了电缆线路更换维修的工作量。

(五)电缆换位、护层交叉互联

电缆线路的交叉换位互联是指将线缆中的三相电缆进行换位处理,在对三相电缆进行换位处理时,降低了电缆护层中的电压量,不会导致电缆护层中产生环流。降低了过电压现象的发生机率,但是这种电缆换位护层交叉互联的方式只适用于在线缆护层空间较大的区域执行。该种接地方式可以将电缆线路护层的感应电压控制在50V以内,减少金属线缆护层环流现象的发生,保证了电缆线路的安全运行。

三、110kV电缆线路护层的保护措施

(一)合理选择电缆线路护层的安装位置,降低环境因素对护层的影响

在安装110kV电缆线路时,要对线路安装位置进行合理的规划,保证线缆以及护层的安装位置符合我国电力网络的安装要求。对线缆护层的接地区域进行仔细考察,避免线缆护层接地区域存在积水现象或者是水分较多的现象。在自然环境比较恶劣的区域安装电缆线路的护层,要加强护层的保护措施,提高护层的硬度,避免电缆线路的护层被动物或昆虫啃食。

(二)对电缆线路的长度进行合理的划分

对110kV电缆线路的护层进行保护时,需要合理的划分电缆线路长度,因为感应电压的大小与电缆长度有着直接的关系。护层感应电压与线缆相序位置与线缆之间的间距有很大的关系,如果电缆线路过长会导致护层中的感应电压超过正常范围,使电缆线路的运行安全受到影响。在对电缆线路的长度进行划分时,需要将感应电压的影响纳入到考虑范围内。

(三)确保电缆线路护层的各项技术指标达到指定要求

通常电缆线路的护层材料大多为聚氯乙烯,并且聚氯乙烯的厚度大约在4mm左右,这种线缆护层会保证电缆线路的运行安全。在对护层进行保护时可以在护层的外层添加石墨,以便有效提高电缆线路的电力运行效率,并且延长了电缆线路护层的使用寿命。在安装电缆线路时,要保证电缆的地阻达到规定标准,使线缆运行可以构成完整的回路,保证110kV电缆线路的运行安全。

(四)在电缆线路的安装过程中安装回流线

安装回流线后,电缆线路中的短路电流会通过回流线进行回流,避免了线路回流使电缆线护层产生较大的电压。在电源在进行回流时会在回流线中产生一定的磁通,降低了电缆线运行时接地电流产生的磁通,起到了电缆线护层电压调节的作用,使电缆线路的运行更加安全。

(五)加强对电缆线路的环流监测

电缆线路在运行过程中,如果是利用单侧接地的方式进行护层接地时是不会产生回流的,如果电缆线路护层采用的是交叉互联的接地方式,需要加强对电缆线路的环流监测,确保可以及时发现电缆线路的运行故障,是故障的处理可以更加及时,保证运行安全。另外要定期对护层进行检测,保证电缆线路护层具有极强的绝缘性,在检测的过程中如果发现电缆线路的保护器发生故障,应该立即对保护器进行更换,保证电缆线路护层可以发挥出应有的作用。

结论

110kV电缆线路护层的接地方式非常多,每种方式都有其适合的情况,所以在对电缆线路护层的接地方式进行选择时要结合线路安装区域的实际情况。对电缆线路护层进行保护时,要保证线路设计的合理性,并加强对线路的检测维护,使电缆线路的运行更加安全,保证线路的运行效率。

参考文献

[1] 陈晓儒.浅析110KV电缆线路护层接地方式及保护[J].中国新技术新产品,2012,16:98.

继电保护接线方式范文2

关键词:火电厂;继电保护;不正确动作;事故;预防

中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)30-0096-01

1 火电厂人为继电保护不正确动作的事故原因

1.1 继电保护不正确动作事故统计

对近十年来我国火电厂继电保护装置不正确动作事故的人为原因进行统计,其各种因素所导致的事故比例分布图,如图1所示。

从上图中可以看出,运行维护不良是导致继电保护装置不正确动作的最主要因素,约占总事故原因的49.54%;其次,为“三误”原因(误接线、误碰和误整定),分别约占15.28%、10.15%和4.82%;最后为调试质量不良(11.59%)和其它因素(8.62%)。

1.2 继电保护不正确动作事故的具体原因分析

1.2.1 运行维护不良

运行维护不良是指继电保护人员没有及时发现与处理装置中存在的缺陷(如绝缘老化、接地等),而导致保护装置的不正确动作。例如,保护装置超过检验周期、电缆芯断线和绝缘不良、继电保护用通道衰耗不符合要求、气体继电器进水或渗油等,都要求工作人员及时进行维护与处理,如维护不良很可能导致装置的不正确动作。

1.2.2 误接线、误整定、误碰

①误接线原因分析。因误接线所导致的继电保护不正确动作的事故比例较高,尤其是在火电厂新建或改扩建工程中所出现的误接线现象非常普遍。引发原因主要有:一是基建施工人员没有按照技术方案施工,而仅凭记忆或经验接线,而导致误接线;二是继电保护人员没有严格履行相关操作手续,对运行回路二次接线进行擅自修改而导致误接线;三是继电保护人员在恢复临时拆线时因操作失误而导致的误接线。

②误整定原因分析。造成误整定事故的因素较多,涉及到继电保护人员的业务水平、技术管理水平、工作习惯以及责任心等。对误整定事故的形式进行总结,主要可分为以下两类:一是整定计算人员计算错误、相关原理应用错误而造成的误整定;二是因继电保护人员看错数值、看错误或漏整定,而在继电保护装置上定值输入错误而导致的误整定。

③误碰原因分析。误碰事故主要是由于现场安全措施不得力,工作人员对设备不熟悉,或者违章操作、违规操作的存在,而导致误碰继电保护装置引发的不正确动作事故。

1.2.3 调试质量不良

由于火电厂继电保护装置普遍存在着调试工作量大、调试项目多、调试周期长等问题,很容易因调试质量不佳而导致保护装置的不正确动作。例如,调试质量没有达到保护装置应有的技术性能要求、保护装置的机械部分调试质量不佳、电流互感器的饱和特性不良或变比错误、没有正确使用微机软件、检验项目不全等。

2 火电厂继电保护不正确动作事故的预防措施

2.1 加强运行维护管理

①要求火电厂继电保护运行维护人员,在操作中应严格执行继电保护运行的相关规程、规范,并定期组织员工进行操作技能的培训与考核工作,以综合提高员工的技能水平与专业素质。

②对继电保护装置的运行状态进行全程监控,并建立保护装置的缺陷记录台账,包括故障原因、处理情况、故障停运时间等,从而使保护装置能始终处于跟踪保护状态。

③加强保护装置的状态跟踪分析与可靠性评估,以此对保护装置进行定级。对于运行时间过长且存在事故隐患的保护装置,应当逐年按计划进行淘汰与更换。通常而言,火电厂继电保护装置的运行年限不宜超过15 a。

2.2 做好误接线预防措施

①应加强继电保护人员的综合业务素质与技能水平,增强员工的责任心与责任意识,养成严谨、细致的工作作风。在实际操作时,要求应严格按照设计方案进行接线操作,确保接线的正确。

②对于新安装的继电保护装置,应根据设计图纸对装置的保护屏作一次全面、细致的检查与对线工作。由于火电厂基建工程中所涉及到新保护装置种类多,非常容易出现误接线问题,因此在基建调试时应当严格按照相关规程规定执行,不得因赶工期而减少保护装置的调试项目。

③保护装置的调试检验工作,作为装置投运前的一道非常重要的工序,必须严格、保质的完成,以尽可能的减少接线错误问题。在保护装置调试过程中,不能仅仅重视功能的测试,还应当加强装置对外回路的检查。

2.3 做好误碰预防措施

为有效防止继电保护装置误碰行为的发生,除应当加强继电保护人员的技能水平以外,还应当要求严格按照相关规程与规范进行操作,并做好容易疏忽细节的处理。例如,在保护装置检修时应当做好安全措施,尽量避免螺钉、垫片等零部件掉落在运行设备上,并注意做好检查与清理工作;在继电保护屏间的过道上搬运或安装检验设备时,应注意与运行设备之间保持一定的间距,以防止因误碰而导致继电保护不正确动作等。

2.4 做好误整定预防措施

火电厂继电保护装置的整定工作,是确定装置动作行为的基本准则,也是保证装置正确动作与安全运行的专业技术工作。因此,必须保证保护装置整定计算的严密性以及定值管理的有序性。

①保护装置的误整定,主要是由于工作不仔细或检查手段落后等原因所导致的,因此对于火电厂现场的保护装置整定工作,必须认真计算、认真输入操作以及仔细核对,尤其应当注意整组传动检验定值的计算与输入,以有效避免误整定的发生。

②保护装置的整定计算必须满足适时性的要求,即整定值应当充分考虑到火电厂各电力设备的运行方式、检修方式以及线路最大潮流、母线最低电压、系统稳定性要求。同时根据火电厂电力系统的变化及扩建情况,及时对整定方案进行修订。

③继电保护装置的整定值,应当每年进行一次全面核对,以确保火电厂调度整定部分、运行管理部分以及现场三者的整定值都能保持一致。整定单在执行完毕后,还应当在整定单上注明执行时间,并向运行调度人员进行汇报与核对。

2.5 保证调试检验的质量

①火电厂继电保护装置的调试检验工作,必须严格按照《火电工程调试工作规定》、《火电工程调试运行质量检验及评定标准》等规范、规定进行。在调试之前,应当首先做好对现场调试人员的技术交底工作,然后再进行各项工作的实施,并同时做好记录与监控。

②调试设备与运行设备在回路上必须做好相应的安全隔离措施,在调试检验完成后再将安全措施逐一恢复。调试检验的记录报告必须规范化,并必须履行相应的校审程序。

③调试检验时所采用的测试仪器、仪表必须由专人负责管理,并将其放置在干燥、清洁的环境中。在调试检验之前,还应当对其准确性进行校验,以保证调试质量。

3 结 语

近年来我国各火电厂中相继加速了继电保护装置的更新换代工作,继电保护装置的正确动作率逐年提高。然而,各种人为因素可能导致继电保护装置的不正确动作而引发设备故障或停电事故也不可小觑。剖新事故原因,采取预防对策,以保证继电保护装置的正确动作,确保火电厂电力系统的安全、稳定运行。

参考文献:

[1] 廖凯,蒋文林.浅析继电保护不正确动作原因及防止措施[J].科技与生 活,2010,(21).

继电保护接线方式范文3

【关键词】继电保护定值;在线整定校验;灵敏度

1.引言

在现有电网的运行方式上,由于其运行方式的复杂、多变,目前只能采用电网最大、最小、检修等这几种运行方式来对所有的运行方式下的保护定值进行计算,同时在系统运行的过程中保持不变的状态。但是这种离线整定、校验的方式存在着很大、很多的问题,在整定人员探讨、寻找更为有效的途径中,在电力系统的安全保障系统不断提高的基础上,在线整定、校验就引入到继电保护之中了。

2.在线整定校验在继电保护中的实际应用

2.1 电力系统的网络拓扑功能

电力系统中所具有的网络拓扑功能实际上就是指对网络结构的搜索功能。在很多应用程序中,继电保护的定值都是以网络结点的导纳矩阵为基础的,所以对于继电保护的定值在线整定首先要解决的问题就是看其网络的接线能否建立导纳矩阵,但是这些矩阵不是单独存在的,而是对于每一个矩阵的子系统都要进行分别的计算,这就要对子系统进行搜索,此时运用了电力系统的中的网络拓扑功能。

网络拓扑所包含的系统设备有很多种,其根本的任务就是对系统设备中的开关、母线、发电机等进行连通性的识别,对开关信息的变化进行在线处理。自动划分子系统的数量和计算用的结点数,以此形成新的网络接线,为有关的应用程序提供这种新网络接线中的信息和数据。通过网络拓扑所具有的任务就能发现,网络拓扑能够快速、准确的对大量的继电保护定值进行复杂的逻辑运算,同时还能提供在线潮流、短路电流的在线计算和在线状态下定值的估计,对于继电保护定值的在线整定具有很强的实用性[1]。

2.2 短路电流的在线计算

电力系统的短路类型主要有两相短路和三相短路,同时在大接地电流系统中还有一相接地短路和两相接地短路[2]。通常电力系统对短路电流的计算都是在三相平衡的条件下运行的,由于三相之间的关系都相同,其等值电路中每相的电流、电压有相互的独立,所以可以在计算的过程中就可以选取其中的一相进行研究计算。在系统发生三相不对称故障时,由于发生故障电路的三相不对称,就会导致三相电流不平衡,因此电力网络元件所流过的三相电流也是不对称的,这样就可以通过相分量和对称分量这两种方法来进行研究。对于不对称故障的存在,三相平衡下的任取一相的算法遇到困难都可以采用对称分量法进行计算。

2.3 实时结点导纳矩阵的形成

在网络中某个开关发生变位后,系统就有可能分成若干个子系统,如此情况下对于这些转变后所形成的实时结点矩阵就要对其进行逐一的计算。对于任何一个结点来说,若此结点在当前所要计算的子系统中,那么就要对这个结点进行重新编号,以剔除不参加要计算的结点,避免出现系统中对角线元素量为零的情况,这时对结点进行重新编号的过程中就可以通过在线程序来设定。

3.继电保护定值的在线整定及灵敏度在线校验

继电保护定值的在线整定指的是在运行方式变化的情况下对保护定值的修正,继电保护灵敏度的在线校验指的是当运行方式发生变化时,在不改变原有保护定值的基础上为电力系统保护机制上所提供的可靠性依据,其对当前的继电保护具有重要的实用价值。

对于电力系统在进行继电保护装置的各种定值在线整定和其灵敏度在线校验的过程中本文将以零序一段和零序二段来对其步骤进行详细的讲解[3]。

零序一段:查找需要配置的零序一段中的保护编号查找在此保护范围内所有的支路查找在此保护范围内所有支路中相邻的结点中的对侧结点号根据此结点单相和两相接地时所产生的短路时的结果来选取此支路中最大零序电流3I0*max按照相关的原则进行整定。

零序二段:查找需要配置的零序二段中的保护编号查找和此保护配合中的保护编号以及此保护中的零序一段值检查与此保护所相邻的结点是否具有中性点的接地变压器对于结有变压器的按照相关整定的原则进行相关的计算,对于没有结有变压器的和此保护中的零序一段进行配合整定对修订后的保护定值进行灵敏度校验。

在零序二段中对灵敏度的在线校验:查找需要进行零序二段灵敏度的在线校验中的保护编号查找在此继电保护中所在的支路查找在此继电保护中所在的支路中所相邻的结点中的对侧节点号按照此结点在单相和两相进行接地短路时的结果来选取此支路中最小的那个零序电流选取最开始的继电保护定值,按照相关的原则进行校验。

4.结语

综上所述,本文通过在继电保护定值在线整定和灵敏度在线校验的探讨中,不仅根据现行的电力系统的接线方式对继电保护定值进行的新的整定,同时对其灵敏度的在线校验方法也进行了探讨,为继电保护的可靠性提供了一定的依据,由此,整定人员对电力系统的仿真分析就可以通过任何接线方式下进行,既保证了定值的稳定性,也为其灵敏度的在线校验提供了支柱,对系统的可靠性和安全性来说具有重要的意义。

参考文献

[1]朱永利.宋少群.朱国强.地区电网保护定值在线校验智能系统[J].电力系统自动化,2009(06):59-61.

继电保护接线方式范文4

关键词:电厂;继电保护;二次回路;改造问题

在电厂运行的过程中,需要及时进行改造的设备主要有变压器,发电机组以及母线等等。对其进行改造中,主要是对原有的装置进行改造,使其成为一种微机保护装置类型。从整个保护装置中可以看出,其自检功能相对较强,同时还需要将相关检测软件的运行和执行状态作为主要的依据,提升运行装置的稳定性和可靠性。但是在对继电保护装置进行改造的过程中,会涉及到二次回路的问题。因此,需要从多方面入手,找到解决问题的主要措施。

1 继电保护二次回路改造问题及应对措施

二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备。由二次设备相互连接,构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为二次回路。对其进行改造出现的问题和措施可以从以下几个方面入手:

1.1 模拟量的有效检查。对于电厂的微机保护装置来说,其运行的过程主要是要以保护对象的模拟量为依据,同时按照逻辑顺序来对相关的数据信息和系统运行的状态进行分析,进而对继电保护状态进行判断。如果继电保护装置以及模拟量都符合标准,保护工作才能真正发挥其应有的作用和价值,做出保护动作。但是,从多数的继电保护工作上看,对二次回路进行检测,可能会严重忽视模拟量的问题。这种类型的实例较多,其中比较典型的就是在继电保护的过程中,采用绕组的形式来将三号线和继电保护装置进行连接,同样采用绕组将继电保护接至回路,这种情况下,就会对回路的准确度产生严重的影响,使得电力系统出现严重的故障问题。继电保护装置的动作直接影响到电力设备运行的高效性。

在实际的工作中,要想保护好二次回路,促进继电保护工作的正常运行,同时还要防止电力系统以及相应设备遭到严重的破坏,需要采用的主要措施如下:第一,在继电保护装置运行的过程中,要将二次绕组的形式进行详细核对,同时,提升二次回路运行的稳定性,同时将相适宜的保护装置和适宜的绕组相匹配。第二,操作人员需要对继电保护二次绕组的出线极性进行检查和核对,尽量满足继电保护二次回路的相关要求。另外,在接线工作中,对接线图进行严格地审查可以提升二次回路运行的准确性,同时也是一种比较重要的保护措施。第三,二次回路的接线工作,只有对接线图进行审查才能够提升接线图的准确性。第四,对于二次回路来说,其压线螺丝和导线之间应该进行严密地接触,因此,工作人员需要对其接触程度加强检查。第五,模拟量的准确性也是工作人员严格重视的一项重要因素,其中包括电压、电流量等。

1.2 二次回路绝缘检测。对二次回路进行高效保护的主要方式就是进行绝缘检查,同时也能够对继电器产生一定的保护作用。造成二次回路绝缘性降低的主要因素就是多数的设备都在露天的室外,很容易受到气候等客观条件的影响,因此,绝缘性能降低。

在多数的电厂中,工作人员对几点保护装置的改造工作认识不够,使得开关处的运行回路出现严重的直流接地故障问题,多处电缆的绝缘性降低。出现这一现象的主要原因就是温度表受到一定的腐蚀,接线遭到破坏,线头和外壳出现一定的接触性。这样一来继电保护装置的绝缘性能降低。可见,对其进行保护具有一定的现实性和必要性。与此同时,还应该进一步落实管理责任制度,对绝缘检查工作进行规范。在这一操作中,绝缘损耗量得到明显降低。但是,需要注意的是,在进行此项绝缘检查之前,需要将线路的开关进行关闭,同时要拔出所有的插件,降低设备的损耗量。

1.3 改造后二次回路的检查。多数的电厂在进行继电保护改造后,虽然对其继电保护及其二次回路都进行检测和维护,但是在检测和维护过程中还是存在很多的问题。例如:在安装过程中,对电气设备绝缘进行试验和检测发现,接地回路电缆绝缘值为0,但是通过反复检查表明,电缆的屏蔽层安装不合理,使得电缆芯线内绝缘受到严重损坏,对继电保护安全运行产生严重影响。因此,要求检查人员要明确自身职责,对继电保护二次回路进行有效的检查,减少检查漏洞,保证二次回路安全运行。同时对线路安装人员进行定期的培训和考核,以提高安装人员的安装技术,提高线路安装质量。

2 继电保护二次回路改造应该注意问题

针对某电厂进行继电保护二次回路改造后存在的问题,同时保护继电保护二次回路的安全运行,要求电厂在进行继电保护二次回路改造时要做好以下几点:第一,继电保护二次回路的合理接线。继电保护二次回路主要是通过继电保护二次电缆的连接和布置来实现的,对二次回路运行安全具有重要作用。因此,在二次回路接线中,要尽可能的防止电缆出线转接现象;要对接线图进行有效的审查,保证其与实际相符合,以提高接线的准确性;接线端子的接触性都要良好,对旧电缆进行有效的审核和记录,以保证电缆拆除的准确性;在电缆改造完成后,需对其电缆进行再次的审核。第二,合理布置端子排。端子排是继电保护二次回路的重要组成部分,因此,必须对端子排进行合理的布置。利用空端子将电源端子与跳闸端子隔开;当电缆屏顶未设置母线时,可利用端子排来代替,并组成独立排列;端子排面上每个端子每边只能连接一根导线,需为电缆分线留出足够空间,同时对电缆安装、检查和维修提供方便。第三,在进行二次回路改造的过程中,对其编号问题也是一项不得不重视的重点,二次回路的编号可以为继电保护装置运行和检查环节提供重要的前提和基础,同时提高了二次回路检修的高效性。

结束语

由于电厂继电保护二次回路运行环境较为特殊及其对电厂电力系统运行有着至关重要的作用,因此,必须对其继电保护二次回路进行有效的维护。在继电保护二次回路改造后,需对其进行电气的检修和维护,以便于及时发现继电保护二次回路运行中存在问题,采取有效的方法进行处理,以提高继电保护运行的安全性和可靠性,保证电厂的安全运行。

参考文献

[1]高金锴,董红,程文英.继电保护二次回路隐患排查及防范[J].吉林电力,2011,9(2):89-90.

继电保护接线方式范文5

关键词:智能化变电站;继电保护配置;运行维护

中图分类号:F40 文献标识码:A

随着电力技术的发展,智能电网技术以及智能电气设备进一步发展和运用,数字化智能变电站已经逐渐成为变电站发展的趋势。继电保护设备是智能变电站的重要组成部分,为了增强智能变电站的可靠性和速动性,需要对变电站内部智能电子设备,尤其是继保系统的信息描述方法、访问方法、通信网络等进行统一规范。下面本文就对智能化变电站的继电保护装置进行探讨。

1 智能变电站的继电保护配置机构

数字化变电站的是在自动化一次设备基础上加上网络化二次设备,以IEC61850通信规范为前提,实现信息的共享和交互性,并具有继电保护和数据管理等功能的现代化变电站。智能变电站可以分为三个层次,即现场间断层装置、中间网络通信层、后台的操作层。

(1)过程层。过程层包括合并单元、智能终端和接口设备,其核心设备是交换机。过程层对继电的保护主要通过快速跳闸装置。首先,对电力运行的电气量进行实时监控,比如电流、电压幅值、相位、谐波分量等,并通过交换机以网络交互式传递信息。其次,检测运行设备的状态参数,检测变压器、隔离开关、断路器等设备的工作状态等。最后,执行和驱动操作控制,比如直流电源充放电的控制。

(2)间隔层。间隔层承担着对设备进行保护和控制的作用,对间隔层数据的实时采集以及控制命令发出的优先级别等,开展操作同期以及其他控制功能,承担承上启下的通信功能。

(3)控制层。控制层的主要设备是主机、运动装置、规约转换器等。主要功能是,对全站数据信息的实时汇总,对数据库的刷新,并把收集到的信息传送到监控中心接受指令,向间隔层和过程层传递指令。另外,可以根据不同运行方式,预先结合离线定制整定算法,确定几套定值整定方案,确定系统运行中发生状况时,保护相应切换到预先设定好的一套定值区。

智能变电站按照对象进行保护装置的配置,如主变保护、线路保护、母线保护等,和采用常规互感器时一样,只不过将原来保护装置的交流量输入插件更换为数据采集光纤接口,用以太网统一传输GOOSE以及采样值。

2 智能变电站的运行情况和继电保护配置

2.1 智能变电站的运行情况

(1)智能变电站中的供电系统的正常运行主要是指系统中的线路及其设备均在理想的状态下运行所反应出的各项活动都属于正常范畴内。

(2)供电系统的故障运行是指某些设备或线路出现了损坏而陷入无法工作的状态,并且妨碍了系统的安全运行,而且有可能是事态变得更为严重。

(3)供电系统的异常运行是指系统虽然系统已经不能按照正常方式运行,但是不会引起系统出故障。如果智能变电站中的供电系统存在异常运行的状况时,则继电保护装置能够准确的发出相关的信号,并在故障发生前做好对异常运行的设备进行妥善处理。由此可见,通过对事故范围的缩小以及对事故发生的及时预报,实现系统中继电保护装置的作用,因此在智能变电站电力系统中继电保护装置是保证电力系统运行安全可靠的最重要的装置。综上所述,在智能变电站中供电系统能否安全可靠运行主要在于继电保护装置配置的合理性。

2.2 智能变电站继电保护配置

在智能变电站的发展进化中,继电保护从之前的模拟式保护发展到了现今的数字式保护模式。智能变电站中智能化一次设备以及网络化二次设备,使各个电气设备能够达到信息共享和交互性操作。其中分层配置中的继电保护,其变压器保护以及线路保护等均在过程层中,因此就可以对MU智能操作的数据信息以及采样进行直接获取,不用再通过过程层中的交换机。间隔层中的为多间隔母线保护配置,其数据信息的获得需要通过过程层的交换机。智能变电站的站域保护管理单元,在后台控制层。如图1所示。

站域保护管理单元监控计算机间隔层交换机间隔层数据采集系统母线保护过程层交换机监控装置线路和变压器保护合并单元MU智能操作箱后台控制层间断层过程层。

(1)在分层配置方案里,主设备的保护,例如线路保护、变压器保护等,不需要一览间隔信息,就可以和MU智能操作箱直接对信息进行交流,并且网络信息瘫痪,也不会对其产生影响,其可以进行脱机交换。那么在智能变电站中对其保护性能进行了实现,对传统继电保护中人们对网络安全的担心进行了消除。

(2)在这一方案中,在其后台控制中对集中控制以及决策进行了实行,那么变电站中的线路负荷保护、电源备自投以及线路重合闸等设备也均可以统一进行监控以及保护。这些装置可以通过后备保护进行整体的配合,使原来分散到变压器、母线、线路等得保护的重复装置进行整合得以简化,提高了变电站运行的效率。很好解决传统中对设备保护动作时间过长、故障切除范围较大的问题。

(3)自适应去调整保护定值和保护范围,避免变电站直流系统接地引发继电保护错误跳闸。传统中保护定值由运行人员切换定区域,智能边站可以根据实际运行情况调整保护定值,也可以由人工来进行定值调整,实际运行情况的考虑涉及到线路保护,旁路运行方式等。站内继电保护的测试涉及到光纤以太网性能测试,跨间隔数据同步测试等。由于继电保护装置的介质是光纤,采用的是光数字电压和电流信号的输入方式,所以跨间隔数据同步性测试十分必要。

3 智能变电站继电保护的问题

(1)智能变电站中的主要保护是电流速断保护,电流速断保护是在最大运行方式情况下利用系统线路的末端三相短路电流来进行整理规定的,但是由于其灵敏度大于1.2,因此要把动作电流值取得较小一点,特殊情况下比如是在线路较长,配电变压器较多时,即系统阻抗能力比较大的时候,动作点就要取更小的数值。如果在整定时不考虑给电流速断保护带来的影响,那么配电变压器投入时所产生的励磁涌流的起始值就会元超过无时限速断保护定值,进而造成系统故障后恢复送电时发生开关合上或运行过程中频繁跳闸的情况。

(2)随着电力系统的不断发展,其规模的在不断的扩大,因此智能变电站电力系统中的短路电流也会随着发生变化,如果变电出口处或者是配电出口处发生短路,那么短路电流就会变大,甚至会达到普通额定电流的几百倍。在正常情况下,短路电流倍数越大,那么就会造成误差较大的电流互感器变比,进而就可能使灵敏度低的电流速断保护拒绝操作命令。

(3)二次回路问题,继电保护涉及到的二次回路数量较多、接线复杂,常常是故障频发环节。设备检验时,通常会注重检查设备本体,忽视对二次回路接线检查,所以运行中会出现二次回路接线故障。比如开口三角N与L、PT切换时失去了零序电压,造成回路不畅通等。

4 智能变电站继电保护配置实施的保护

4.1 电压限定延时的过电流保护

在电力系统中,由于外部短路问题很容易造成过电流和不正常运行而出现过负荷电流,其可能在数值上相差不大,但是当外部故障出现问题时,发电机过流保护应该出现跳闸的现象,如果是过负荷故障时, 则电力系统的保护装置的动作信号应动作。在电力系统继电保护系统中为了能够区别故障原因,则需要将过电流保护中加入低电压元件,这种保护系统主要是由低电压元件和过电流元件组成。

4.2 变压器保护配置

变压器保护装置主要采用分布式装置,实现差动保护功能的,变压器后备保护主要采用集中式配置方式实现保护,而对于非电量保护装置主要采用独立式安装方式,具体安装方式主要是通过电缆直接引入断路器跳闸,然后跳闸命令通过电缆线引入GOOSE和采样的网络上,其中2/3主接线变压器的配置方式如图2所示。

4.3 线路保护

在电力系统中的线路保护配置主要是以纵联差动作为主保护系统,后备保护装置主要是集中式保护装置中。对于单断路器方式的主接线以及线路保护装置通过主保护系统的对侧线路保护和光纤通信口保护装置通信,以能够达到实现纵联保护的作用(图3)。

4.4 复合电压过电流保护

在智能变电站系统中,复合电压过电流保护主要应用过流保护或者变压器保护灵敏度得达不到要求的变压器系统中,其原理接线图如如图4所示。

上述配置装置的工作原理为:如果变电站系统中出现不对称短路情况时,则会引起的相电流继电器动作,同时也会导致继电器动作,这时常闭触头断开,造成低电压继电器失压,常闭触头闭合,启动中间继电器。 如果想要使电流继电器通过常开触头进行启动时间继电器时,则需要通过整定延时将启动信号以及出口继电器使变压器两侧断路器断开。如果出出现短路的现象时,由于在短路瞬间将会出现短时负序电压,则就会造成电压继电器失去电压,如果负序电压消失后,则常闭触头闭合,所以能够将电压元件的灵敏度得到提高[9]。

结语

智能电网和智能变电站的发展,给继电保护发展既带来了机遇,也带来了挑战,在智能变电站继电保护中,充分利用智能变电站的新技术,将最新技术和最新技术引入到到继电保护系统中,并且重新审视继电保护的原理和配置,不仅能够保证继电保护不受系统的影响,并且还能够快速切除故障,解决后备保护容易受到系统运行的影响以及动作时间长等问题。随着科学技术的快速发展,我国电力企业的发展,智能变电站的投入应用,对智能继电保护系统进一步提高了,将使继电保护系统在智能变电站中发挥最大的作用。

参考文献

[1]周伟,柯方超.220kV智能变电站与常规变电站继电保护调试研究与分析[J].湖北电力,2012,36(05):689-690.

[2]宋康,袁珂俊,任振兴,等,数字化智能变电站远动双测控实现方法[J].电力自动化设备,2012,32(07):481-482.

[3]朱炳铨,王松,李慧,等,基于IEC 61850 GOOSE技术的继电保护工程应用[J].电力系统自动化,2009,33(08):145-147.

[4]蔡泽祥,王海柱.智能变电站技术及其对继电保护的影响[J].机电工程技术,2012,5(05):368-369.

[5]王鸣,朱群,姚建华,等.智能化变电站运行维护问题的探讨[J].浙江电力,2012,31(09):254-255.

[6]焦云峰,黄朝阳,李玉红,等,智能变电站间隔层防误闭锁运行维护有关问题的探讨[J].企业技术开发(学术版),2012,31(10):67-68.

[7]武文军.浅谈智能变电站的优点及运行维护[J].北京电力高等专科学校学报:自然科学版,2011,28(12):729-730.

继电保护接线方式范文6

【关键词】光纤通道;继电保护;存在问题;对策

由于光纤通道本身具有抗电磁干扰能力强、传输速度快、传输频带宽、传输容量大、损耗低等优点,被业内人士所青睐,其发展速度非常快。近年来,随着科学技术和通信技术的迅猛发展,纵联保护通道的使用由传统的载波通道逐渐向光纤通道方式转变。光纤通道以其自身的优势得到了越来越广泛的应用,其应用为线路保护提供了丰富的光纤通道资源,在通信技术中发挥的作用是越来越明显。

1 光纤通道在继电保护应用中的保护信号传输方式

1.1 专用光纤通道

专用光纤通道为继电保护的使用提供的是专用光缆或专用纤芯,其实际上就是应用光纤将两个变电站之间的保护设备连接在一起,光纤的数量为两根,一根的主要任务是发送信息数据,另一根的主要作用是接收信息数据。在保护设备中,普遍采用的是半导体光源,半导体光源的发光功率很小,不能实现长距离的通信,受到光传输的影响,易发生光缆接头质量出现问题,进而造成保护通道告警的现象,所以,光缆的长度不能超过30千米。由此可见,要实现长距离的通信,必须增加装置光放大器或将信号转接到通信大功率的光端机。专用光纤的可靠性依赖于点与点通道之间的实际连接,如果光缆断开,保护信号就会全部中断,并且没有替代的传输路由。

1.2 复用光纤通道

复用光纤通道能够有效的应对长距离的信号传输。复用光纤通道可利用2M接口接入数字网络PDH和SDH或者利用64KB/S数字接口经PCM设备,这样,数字网络中的每个节点都能接收到传输的信号,进而使光纤形成自动愈合和修复的功能,当传输光缆断开,造成传输信号中断或传输性能损坏的时候,电路就可以实现自行切换,保证信号的正常传输。

2 光纤通道在继电保护应用中的存在问题和解决对策

2.1 光纤通道双重化

随着220 kV及以上电网的广泛应用,光纤通道双重化问题也日益严重。对于专用光纤通道,可根据光缆的形式来判断同一光缆的不同纤芯能否构成通道双重化。专用光纤通道中的ADSS光缆的可靠性比较差,同一光缆的不同纤芯不能视为通道双重化,而对于高可靠性的OPGW光缆,如果光纤网络还没有形成环网,可将同一光缆的不同纤芯视为通道双重化,这样,当光纤网络形成环网后,一条光缆受损,信号仍可以通过另一条光缆正常传输。

在复用光纤通道中,有很多220 kV及以上的变电站只有一套光传输设备,多个保护信号包括主保护信号都只能通过一个光端机进行传输,光端机在这个时候就容易出现故障,而当光端机出现故障,双套主保护的退出就会出现异常,严重的话甚至会引起事故的发生。所以,对于复用光纤通道设备双重化的问题,应考虑PCM设备、PDH光端机、SDH的双重化。

对于通信设备的电源,最好使用双重化,双重化的设置要考虑一路电源断开不会影响另一路通信设备的正常运行,在电源的配置上,必须使保护走同一路由或者光端设备的电源应是由同一段直流母线提供,禁止保护设备和通道设备电源之间的交叉现象;对于新建变电站来说,则需要建设两套光端设备;对于旧变电站的扩建,可以采用一套保护专用光纤、另一套保护复用本线光纤通道的方式;对于220Kv变电站继电保护的技术改造工程,可保留一套载波通道保护设备的运行,一套使用OPGW光纤专用通道或光纤复用通道。

2.2 光纤接口允许信号的接线

光纤接口允许式纵联保护的发讯方式可分为保护发讯、断路器位置发讯和其他保护动作发讯,允许对侧跳闸。断路器位置发讯的设置是为了防止本侧断路器的断开引起侧断路器融合时线路发生区的故障;其他保护发讯包括母差保护发讯和失灵保护发讯,其设置的主要目的是当断路器与电流互感器之间发生故障的时候,实现对故障的瞬间切除。目前,光纤接口与纵联保护之间的二次接线不能够完全实现,这主要是由于在母线接线的线路中,有些保护设备不具备接入其他保护发讯的功能或逻辑,使得断路器与电流互感器之间的故障不能瞬间切除,其故障的切除只能通过对侧线路的二段保护跳闸来实现。

对于上述问题,可以并联纵联保护的发讯与其他保护动作的接点,对光纤接口允许信号的接线进行改进。需要注意的是,如果保护设备不具备接入其他保护发讯的逻辑,为了避免光纤通道的保护作用受到影响,不能将继电器与保护发讯并联,所以,在进行二次接线的时候,应对光纤接口的内部其他保护动作发讯逻辑进行相应的完善和改进。

2.3 光纤通道设备的抗干扰

光纤通道的抗干扰能力很强,一般不会受到电磁的干扰,信号好坏也几乎不会受到天气变化的影响,其可靠性远远高于载波通道和微波通道,能够在一定程度上保证电力系统运行的稳定性。一般,光纤接口和保护设备都是安装在继电保护室内,两者之间的节点无需经过较长的电缆,因此,继电保护室到通讯机房能够通过光纤通道进行信号的传输,不会受到电磁的干扰,但是,通讯机房内光纤设备的抗干扰存在一定的问题。这主要是因为接口、保护设备、断电器、电流互感器、光端机等都设置在通讯机房内,使得各种设备的工作处于弱电的状态,而通讯机房周围的设备放电、雷电、倒闸操作等都会产生电弧,电磁场空间能将电弧辐射到通讯机房,进而干扰到机房内的各种通讯设备。

针对上述问题,可采用屏蔽或接地的方式达到抑制电磁干扰的目的。对于光纤接口屏和光端机屏,可装设截面面积为100平方方米的接地铜排,必须保证接口装置接地端子接地的可靠性,并将接地端子与光端机设备接入同一地网中;对于2M接口收讯和发讯连线,必须选用同轴的专用电缆,将屏蔽层的两端可靠接地;对于64k接口的收讯和发讯连线,应采用屏蔽双绞线,双绞线的长度不应大于15米,将接收端浮空,屏蔽层在发送端进行可靠接地。上述策略能够有效的解决光纤通道异常中断的问题。

3 结语

总之,光纤通道本身所具有传输量大、抗干扰能力强等优点,在一定程度上提高了继电保护装置的可靠性和安全性,它作为新的保护方式,能够实现实现纵联保护,必将促进新保护原理、理论和实践的发展。虽然在现阶段,光纤通道在继电保护应用中还有着一系列问题和局限性,但是,只要对这些问题进行深入的分析和研究,并不断总结经验,提高施工工艺水平和保护产品的技术水平,相信,随着网络技术和通信技术的不断发展和完善,光纤通道将成为继电保护中最重要的应用趋势。

参考文献:

[1]李海洋.谈光纤通道在继电保护中的应用[J].企业家天地,2011(8).

[2]孟斌.浅谈光纤通信在继电保护中的应用[J].商情,2011(30).