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继电保护的灵敏性范文1
一、继电保护运作的风险评估
既然继电保护的运行存在一定的风险,有关部门和单位在使用该装置前,就必须对可能产生的风险进行评估和预测,以此来推测可能产生的危害,并做好预防工作。因为风险产生的方式是多样的,不是单一的,不同的继电保护运行风险有可能组合出现。一般来说,在进行风险分析的过程中,主要应用的公式为R=P・I,R表示的是运行风险,P表示该风险所可能产生的概率,I表示该风险发生的后果。
在电力系统运行过程中,对于继电保护的基本要求包括选择性、灵敏性、速动性及可靠性。首先,继电保护的选择性即当电力系统的某些设备或者线路发生故障,继电保护会将故障设备或线路从系统中切除,若出现保护拒动,则会通过相邻设备或线路进行保护动作,将故障从系统中切除。继电保护的选择性对于保护功能的正常发挥非常重要,如果选择性存在问题,则电力系统故障扩大甚至出现重大事故的风险就会加大。其次,继电保护的灵敏性即当设备或线路发生故障时继电保护装置的反应能力。如果继电保护的灵敏性达到要求,则在任何运行状态下当系统发生故障时,继电保护系统都能正确进行保护动作。继电保护的灵敏系数,可以作为风险评估的重要参数。再次,继电保护的速动性也是另一个重要的要求,速动性即继电保护系统应具备在故障发生时快速地实施保护动作的能力,快速地实施保护动作有助于减少设备在故障中的损坏程度,有助于在故障发生时整个电力系统能相对稳定地继续运行。因此对继电保护进行风险评估,速动性也是重要的评价依据。最后,可靠性是继电保护最根本的要求,可靠性即继电保护不应发生拒动和误动,无论是保护拒动还是保护误动,都会给电力系统带来严重的损害。因此在对继电保护进行风险评估时,应将这些基本要求考虑在内,评估继电保护是否达到了以上要求。在实际工作中,主要通过两个方面对继电保护进行风险评估。即对保护定值的运行风险进行评估和对硬件系统缺陷进行评估。
(一)对保护定值进行风险评估
在继电保护开始投入运行前,需要设置相应的保护定值,用以设置好继电保护的选择性,同时提高其灵敏性。实际工作中,一般是在离线条件下对保护定值进行计算和设定,但电网在实际运行过程中,情况是处于变化之中的,因此保护定值的设定对于电网安全的保护一般存在以下三种不同的效果:第一,保护定值未能达到继电保护所要求的灵敏度,则使继电保护存在隐患。第二,保护定制未能满足继电保护所要求的选择性,例如未能达到对越级跳闸的选择。第三,对相间距离三段保护值的设定未能满足大负荷时的选择。对定值设定不合理,会使继电保护存在不同的风险及隐患,而且对不同位置的定值设置不合理时,产生的危害也有所不同,同时对于电网处于不同运行状态或者不同负荷水平时,定值的设定也存在不同的风险。
继电保护定值的不合理设定使继电保护可能发生的不正确保护动作存在着一定的范围,这个范围就是定值不合理时的隐患范围。继电保护的不合理定值引发的风险是不同的,在实际评估过程中,应结合具体电网系统的实际情况,由其相间距离的保护的定值设定情况来进行研究,例如,可以从某一时刻的断面进行分析,发现定值不合理的隐患,再从整个系统的主要断面进行分析,可以基本推算出在故障发生时继电保护正常与不正常保护动作的规律性。
(二)对于继电保护硬件系统的内部缺陷进行风险评估
继电保护的硬件系统包括设备和线路,不同的设备和线路的不同性质的缺陷,对继电保护的保护功能具有不同程度的影响。这类影响主要包括:第一,系统发生故障时,可能由于继电保护某些硬件存在问题而产生拒动;第二,当系统发生故障时,由于继电保护某些硬件存在问题导致其它硬件产生保护误动;第三,即使在系统没有发生故障的情况下,也可能由于电网运行状态不同,由继电保护系统的硬件问题而导致保护误动。因此,当故障点由于继电保护硬件缺陷而发生不正确的保护动作,对相邻设备的误动概率会增加,可能会产生连续的不正确的继电保护动作,从而引发事故。
二、继电保护的可靠性
继电保护的可靠性就是能够在电网正常运行的情况下,不发生误动,不作出错误的操作。对继电保护的可靠性进行研究,不但要使继电保护在故障发生时实施可靠的保护动作,做到不拒动不误动,而且要对继电保护系统的缺陷情况进行监测,统计其缺陷信息,因为即使是很小的缺陷也可能影响继电保护的保护功能,甚至可能造成拒动和误动。充分利用监测到的缺陷信息,进行深入的研究分析,可以作为对继电保护可靠性进行评估的重要依据之一。
对于继电保护的可靠性进行评估,应该从可能性和后果两个方面进行充分评估。继电保护可靠性的评估体系利用相应的可靠性模型,综合考虑各种影响因素后进行评估分析。目前在对继电保护的可靠性进行分析时,常用的模型有故障树解析法。故障树解析法从继电保护系统的故障模式出发,利用瞬间抓拍技术,进行推理。这种模式存在着很多不足,因此目前较为广泛采用的是成功流法,即GO法。这种模式是从系统的结构出发,仿真模拟系统部件之间的逻辑关系和分析数据,使分析更为直观。
三、总结
总的来说,在电力系统中针对继电保护的可靠性研究大致能够分成确定性评估、概率评估、风险评估这三个部分。其中,确定性评估基本上是对较为严重的事故进行评估,其评估效果非常保守。而概率法是主要考虑了事故发生的概率,但对事故可能造成的后果没有充分考虑在内,因为即使概率很小的事故,如果会造成严重的后果,也应该对其进行评估。风险评估是确定性评估和概率评估的延伸,它除了考虑概率外,也能将概率以外的安全指标考虑在内。想要确保继电保护风险评估的准确度,以及继电保护运行过程中的可靠性,必须对继电保护风险评估及可靠性问题展开更加深刻的研究。
参考文献
[1]杜骁释.考虑继电保护影响的大电网安全性风险评估[D].华中科技大学,2010.
[2]江成,潘晓峰,沈旭晓.继电保护可靠性评价及风险评估研究[J].机电信息,2013,12:25+27.
继电保护的灵敏性范文2
【关键词】发电厂;继电保护;装置性能
1.引言
在电力系统中,继电保护装置作为重要的安全卫士可以在短时间内将故障隔离,从而防止故障的继续蔓延,对电网造成更大的危害。在电厂中使用继电保护装置同样重要。就继电保护技术本来来说,其技术性较强,其关键技术体现在分析故障和处理故障上。本文对此进行了探讨。
2.发电厂继电保护作用及要求分析
将继电保护技术应用于发电厂中,主要原理是检测系统出现的异常信号并给出报警,同时将故障自动切离系统,提前对可能出现的故障进行防范。具体而言,继电保护在发电厂中的作用表现为:进行故障监测,如:在设备发生故障之前,继电保护装置能够进行异常信号的感知,并将故障切离系统,有效防止了元件的损坏;另外,继电保护装置在处理故障时十分迅速,可以避免停电。分析继电保护的基本要求,由于它要完成检测、报警、故障隔离等多种功能[1];因此,满足继电保护装置运行的基本要求是非常有必要的,应该符合其选择性、灵敏性和速度性。
3.继电保护装置工作原理分析
在发电厂中,常常会出现设备线路故障现象,这些故障必然会导致系统电流和电压的改变,如果改变值超出了系统所能够承受的范围,智能控制系统会给出相应的报警信号,技术人员也可以直接向断路器给出断开指令,以此实现故障的隔离,尽可能的减少故障所涉及的范围,这就是继电保护装置的工作原理。就其本质来说,它是对系统中的故障电流、故障电压或者是其他参数的变化进行监测,从而做出判断,给出动作指令。同时,继电保护装置也可以依据实际需要,将动作依据设定为其他参数,如:在变压器油箱中,可以将瓦斯的变化设定为其故障的参考信号。不管是采用什么参数,其基本原理和结构都是类似的;包括:测量装置、逻辑装置以及执行装置[2]。
4.继电保护装置基本性能
分析继电保护装置的基本性能,主要有以下几点:
1)可靠性
继电保护装置的可靠性直接关系到其使用效果;其可靠性主要表现在两个方面,一是故障动作的准确性,另一个是不会产生误动作。可靠性是最基本的要求,对此,需要从多个方面来保证:在配置上要合理,装置的制造质量要过关,技术性能要满足要求等。在电厂中,电力设备通常都有两个独立的回路,在断路器上分别装有不同的继电保护装置,两套设备互补,以实现对线路的保护。
2)选择性
在电厂中,继电保护装置需要进行故障判断,在决策制定时存在一定的选择性,是先断开故障的设备还是先断开故障的线路;此外,装置中的保护元件也具有选择性,需要配合其灵敏系数,以实现对设备和线路的保护。
3)灵敏性
继电保护的灵敏性可以通过灵敏系数体现,它是指能够允许的电流和电阻的变化范围。一旦电流超出灵敏系数范围,装置就会启动隔离功能。通过整定的方式可以实现灵敏系数和选择性的确定。
4)快速反应性
继电保护的快速性要求很容易被理解,当故障出现时,只有快速的将其隔离出去,才能保证其对系统造成的伤害最小。
5.继电保护装置的应用
继电保护装置在发电厂中的具体应用体现在以下几个方面。
5.1 对发电变压器组的保护
继电保护装置在保护发电厂中的发电变压器组时,需要对机组的型号予以充分的考虑;如:在某一大型的发电厂中,机组等设备的造价很高,维护起来十分复杂,停机检修会造成较大的经济损失。对此,在使用继电保护装置时,要求其配置可靠、灵敏并且快速。考虑到该电厂的实际情况,在对发电机和变压器进行保护时,选择了G60以及T60等保护设备;在对厂用变压器以及励磁变压器进行保护时,采用了C30保护设备。采用的这些保护装置具有十分成熟的技术,功能十分全面,在其硬件上包含有能够实现数组控制的相应处理器和芯片。可以采用DSP进行数据处理;因此,保护装置的效率能够得到提高。在实际应用中,可以依据具体情况对保护装置进行灵活选择,其依据是:发电机组的型号、电气控制系统的具体特点等;只有这样才能保证保护与运行控制之间的良好配合。另外,还应该考虑到装置的经济性和维护方面。
5.2 对发电厂电力系统的保护
机电保护装置在进行电厂电力系统保护时,需要充分考虑配合性,即:基于合理减少二次电缆,有效提高对应网络的自动化水平。如:在某发电厂中,将一套电厂用电监控系统配置在两台低压机组上,另外,将系统与上层的DCS相连接,并通过通信网络与继电保护装置相连接;利用监控系统可以实现对电度量的采集,并完成传输,最终实现对保护动作量的遥测以及通信。这种方式最终实现了对电源及保护装置的控制,它不仅提供开关遥控,还可以实现保护定值的查询和修改;自动化控制的可控性提高了,整个发电厂的电力系统更加安全。
5.3 对发电厂直流系统的保护
在发电厂中,直流系统是重要的组成部分,它为保护、开关以及自动装置等提供直流电[3]。因此,保证直流系统的可靠稳定对于整个电厂来说意义重大,它同时也是继电保护装置准确动作的前提条件和有力保障。对于厂用直流系统而言,其配置原则依据的是电气一次系统的分区;考虑到直流系统的远近,可以实现直流系统的冗余配置。如:在某发电厂中,由一套直流供电系统负责机组主厂房发电机组、自动控制装置、输煤系统保护等供电[4]。因此,继电保护装置需发电厂中的直流系统实施保护。
6.结束语
本文分析了电厂中继电保护的作用,对其工作原理进行了阐述,重点对其基本性能和特殊处理以及具体应用进行了探讨。总而言之,发电厂中的继电保护装置应用十分普遍。继电保护装置不仅需要具备共性的功能和性能,还应该依据发电厂的实际情况,在保证可靠性、选择性和灵敏性的前提下,针对具体网络实施保护。另外,为了满足发电厂智能化生产的需要,在选择继电保护装置时,应该配合自动控制系统,实现保护系统的自动化,从而提高保护效果。
参考文献
[1]曹汝鹏.电厂继电保护装置的应用与检修探讨[J].电力技术,2009(22).
[2]张兵海,王献志,李晓文.抽水蓄能机组几种特殊发变组保护整定配置原则探讨[J].水电自动化与大坝监测,2010(1).
继电保护的灵敏性范文3
关健词:继电保护意义基本要求 发展概况
中图分类号:TM77文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)02(c)-0000-00
1继电保护的意义
电力系统各元件之间是通过电或磁联系的,任一元件发生故障时,会立即在不同程度上影响到系统的运行。因此,切除故障元件的时间常常要求在十分之几秒甚至百分之几秒内。显然,靠运行人员在如此短的时间里发现故障元件并予以切除是不可能的。要完成这样的任务,必须在每一电气元件上安装具有保护功能的自动装置。这种保护装置截止目前,多数由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成,又称为继电保护装置。在电子式静态保护装置和数字式保护装置出现以后,虽然继电器已被电子元件或计算机所代替,但仍沿用此名称。在电力工业部门常用继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。
继电保护是指能反应电力系统运行中电气元件发生的故障或不正常运行状态,并依此动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
其基本任务是:
①当故障发生时,自动、迅速、有选择地将故障设备从电力系统中切除,以保证系统其余部分迅速恢复正常运行,并使故障设备不再继续遭到损坏。
②当发生不正常运行状时,自动、及时有选择地发出信号,由运行人员进行处理,或者切除对系统继续运行会引起事故的设备。
可见,继电保护是电力系统必不可少的组成部分,对保证系统安全运行、保证电能质量、防止故障的蔓延及事故的发生,有其极重要的作用。
2继电保护的基本要求
对电力系统继电保护的基本性能要求是选择性、速动性、灵敏性、可靠性。基本要求之间,有的相辅相成,有的互相制约,需要针对不同的使用条件,分别地进行有机协调。
①选择性。选择性是指电力系统发生故障时,保护装置动作时,仅将故障元件从电力系统中切除,使停电范围尽量缩小,以保证电力系统中的无故障部分仍能继续运行。
选择性就是故障在区内就动作,区外不动作,当主保护未动作时,由近后备或远后备切除故障,使停电面积最小。因远后备保护比较完善(对保护装置DL、二次回路和直流电源等故障所引起的拒绝动作均起后备作用)且实现简单、经济、应优先采用。
②速动性。快速地切除故障可以提高电力系统运行的稳定性,减少用户在电压降低情况下的工作时间、限制故障元件的损坏程度,缩小故障的影响范围以及提高自动重合闸备用电源自动投入装置的动作成功率等。因此,在发生故障时,应力求保护装置能迅速动作切除故障。
③灵敏性。灵敏性是指保护装置对其保护区内发生故障或不正常运行状态的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应该是在规定的保护区内短路时,不论短路点的位置、短路形式及系统的运行方式如何,都能灵敏反应。
④可靠性。可靠性是指在规定的保护区内发生故障时,它不应该拒绝动作,而在正常运行或保护区外发生故障时,则不应该误动作。
影响可靠性有内在和外在的因素:
内在:装置本身的质量,包括元件好坏、结构设计的合理性、制造工艺水平、内外接线简明,触点多少等;
外在:运行维护水平、调试是否正确、正确安装。
上述四点基本要求是互相联系而又互相矛盾的。如对某些保护装置来说,选择性和速动性不可能同时实现,要保证选择性,必须使之具有一定的动作时。可以说,继电保护技术就是在不断解决这些联系和矛盾中发展起来的,因此,对继电保护的基本要求是分析、研究、开发各种继电保护装置的基础。
在电力系统中,当确定继电保护装置的配置和构成方案时,还应适当考虑经济上的合理性。应综合考虑被保护元件与电力网的结构特点、运行特点及故障出现的概率和可能造成的后果等因素,依此确定保护方式,而不能只从保护身的投资来考虑。因保护不完善或不可靠而给国民经济造成的损失,一般会大大超过即使是最复杂的保护装置 的投资。
实践表明,继电保护装置 或断路器有拒绝动作的可能性,因而需要考虑后备保护。实际上,每一电气元件一般都有两种继电保护装置,主保护和后备保护。必要时还另外增加辅助保护。反映整个被保护元件上的故障并能以最短的延时有选择性地切除故障的保护称为主保护 。主保护或其断路器拒绝动作时,用来切除故障的保护称为后备保护。后备保护分近后备保护和远后备保护两种:主保护拒绝协作时,由本元件的另一套保护实现后备,谓之近后备;当主保护或其断路器拒动时,由相邻元件或线路的保护实现后备的,谓之远后备。为补充主保护和后备保护的不足而增设的比较简单的保护称为辅助保护。
3继电保护的发展
继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的。电力系统的发展,使得系统容量不断增加,电压等级越来越高,系统接线及运行方式越来越复杂。为满足电力系统对继电保护提出的四个基本要求,继电保护也由简单的过电流保护开始,相继出现了方向性电流保护、低电压保护、距离保护、差动保护、高频保护、微波保护、行波保护等。
电力系统继电保护技术的发展,不仅与电力系统的发展密切相关,而且还与电子通信、计算机、信息科学等新技术、新学科的发展有着密切的关系。从20世纪最先出现的感应型过电流继电器,到50年代的晶体管及整流型继电保护,再到80年代的集成电路继电器,无一不反映了当时这些领域的新成果。
随着计算机技术、特别是处理器的迅速发展,微机保护在电力系统中逐步得到应用。自20世纪80年代以来,微机保护经历了几个发展阶段,现在技术已日臻成熟,在我国电力系统得到广泛应用。微机保护具有巨大的计算、分析和逻辑判断能力,有存储记忆功能,可用同一硬件实现不同原理的保护。微机保护除了保护功能外,还兼有故障录波,故障测距,事件顺序记录以及通过计算机与调度交换信息等辅助功能。这些辅助功能方便了保护的调试及事故处理。再加上微机保护本具有自检和互检功能,使保护的可靠性更高,也更易于安装、调试和维护。
参考文献
[1]李晓明.现代高压电网继电保护原理.[M].北京:中国电力出版社,2005.
继电保护的灵敏性范文4
【关键词】光伏发电;配电网;继电保护
0 引言
随着光伏发电系统的日益成熟且成本越来越低,光伏系统并网成为利用这一资源的最好方式。然而,光伏发电有其自己的特点,光伏发电系统的并网,使配电系统从单系统放射状网络变为分布有中小型系统的有源网络,改变系统的潮流分布,进而影响配电网继电保护的合理性,对配电系统的继电保护造成一定的影响[1-2]。
目前国内外很多学者已经对此开展了大量的研究工作,主要包括光伏发电短路特性和计算模型,分布式光伏发电系统及其接入位置、接入容量的不同对配电网电流保护、重合闸、自动化策略的影响等内容。文献[3]针对用户侧光伏发电并网对配电网继电保护的影响进行了分析,提出了继电保护配置方案以及保护整定原则,为今后的工程应用提供一定的借鉴。文献[4]指出,分布式光伏发电接入中低压配电网后,将对电流保护的灵敏性和选择性产生影响,影响程度与光伏电源的接入位置、装机容量有紧密的关系。同时,含分布式光伏发电的配电网不宜采用快速重合闸。文献[5]采用动态等值阻抗的建模方法,将光伏发电站表示为戴维南等效电路来研究光伏电站接入配电网后的继电保护整点计算。
因此,本文从理论上分析了光伏并网发电对配电网继电保护的影响,包括光伏系统接入位置和接入容量,并指出在今后配电网继电保护配置以及整定计算时,需考虑并网光伏发电系统。本文的研究成果也为光伏并网发电的工程实施提供理论依据和技术支持。
1 光伏电源接入位置对继电保护的影响
我国10kV配电网一般为单电源辐射形式并以三段式电流保护为主保护,图1为10kV配电网基本接线图。设系统容量为SS,系统电压为ES,系统电抗XS,光伏发电系统容量为SE,光伏发电系统电压为EP,等效阻抗为XP。各线路电抗值为X1、X2、X3、X4、X5、X6。K1、K2、K3、K4、K5、K6分别为本段末端发生三相接地短路。
由单辐射网络结构可知,故障发生在图1所示配电网的6个不同位置时,短路电流的变化方向是一致的。下面假设K2处发生故障,保护2处测得短路电流Id2计算如下:
很明显,保护2处的短路电流明显增加。因此在K1、K2、K3、K4、K5、K6发生故障时,故障处的电流势必会增大。故障处电流不仅由系统提供,还有光伏电源的影响。因此光伏电源在始端接入会使保护的范围扩大、降低保护的灵敏性。当短路电流增大到一定值时,会使I段保护和下级的I段保护失去选择性。情况严重时还会波及下级线路II段保护的选择性。
同样的方法可以分析光伏电源接入配电网中端或末端对继电保护的影响。光伏电源在中端接入会使相邻馈线保护的范围扩大、降低保护的灵敏性。当短路电流增大到一定值时,会使I段保护和下级的I段保护失去选择性,情况严重时还会波及下级线路II段保护的选择性;光伏电源在末端接入时,会使相邻馈线的保护装置的保护范围变大,灵敏性降低,并有可能使相邻馈线的保护失去选择性,当容量达到一定值时会使相邻馈线的保护失去选择性。
2 光伏电源接入对配网继电保护影响的仿真分析
针对图1所示的10kV配电网在PSCAD仿真软件环境下进行仿真计算,分析光伏电源接入对配电网继电保护的影响分析,其中光伏电池等效电路图如图2所示。
光伏并网发电采用增量电导法控制光伏电源输出最大功率,其并网系统结构图如图2所示。
根据光伏阵列可以组成5MW、10MW、20MW容量的光伏发电系统。光伏系统接升压斩波电路,并通过控制IGBT 的导通率,实现最大功率跟踪。后经DC/AC转换变流器实现并网。配电网线路参数见表1。
当光伏接入馈线末端时,接入容量分别为5MW、10MW、20MW时,数据如表2所示。
当K2发生故障,相比未接入光伏电源时流经保护2的短路电流增大,并随着容量的上升短路电流增加的越多。流经保护的4处的短路电流值,不随容量的变化而变化。
光伏接入馈线中端时,接入容量分别为5、10、20MW时,数据如表3所示。
当K2发生故障时,相比于未接入光伏电源的情况,保护2处的短路电流增大,保护4处为反向电流。当K4发生故障时,流经保护4短路电流变化不大。当k5发生故障时,流经保护5处的短路电流增加。
当光伏接入馈线首端时,接入容量分别为5、10、20MW时,数据如表4所示。
当K2发生故障时,相比与未接入光伏系统时短路电流增大。当K4发生故障使,相比与未接入光伏系统时短路电流增大。并且随容量的增加短路电流值随着增加。
由以上的数据分析可知,我们所做的理论研究是正确的。实验数据与理论分析相匹配,验证上了理论分析的正确性。
3 结论
本文通过理析和仿真分析计算了光伏电源电源接入配电网对继电保护的影响,理论分析和仿真计算的结果一致,并获得如下结论:
(1)光伏电源接在配电网的始端时,其对配电网的短路电流有助增作用。短路电流变大,对电流保护的I段保护范围扩大,而II段保护又是根据下级线路I段整定,所以II保护范围也相应扩大。
(2)当光伏电源接在配电网的中端时,当故障发生在本馈线光伏电源上游时,光伏电源接入对相邻馈线不会产生影响。光伏电源会对下游继续供电,并向短路处提供短路电流,形成孤岛效应。此时,接入的容量越大对本馈线故障处提供短路电流越大,对相邻馈线、本馈线故障处保护的短路电流不会产生影响。
(3)光伏电源接在配电网的末端时,当故障是发生在本馈线上时,其对本馈线故障处上游短路电流没有影响,但故障点下游处会由光伏电源提供反向的短路电流,由于在故障段只有上游有保护装置,所以下游会形成孤岛效应。光伏电源容量越大,对故障点下游提供的反向短路电流越大,由于没有保护方向性可能产生误动。
【参考文献】
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继电保护的灵敏性范文5
关键词:继电保护;技术
1、继电保护概述
继电保护是电力系统在发生故障或出现威胁安全运行状况时,利用继电器来保护发电机、变压器、输电线路等电力系统元件免受损坏的措施。利用它可以在最短时间内,自动从系统中切除故障设备,或者发出信号让工作人员能及时排除故障,从而将损失减少到最小。对于继电保护的评价指标是可靠性,表示在某一范围内,出现故障后,它能给出反应动作,而在其保护范围内不应有动作出现时,绝不出现误动作的情况。如果继电保护装置出现拒动或误动都会给电力系统造成不可估量的损失。如果系统备用容量小,系统联系比较薄弱,出现误动而切除线路时则会造成巨大的损失,而出现拒动时,其它后备保护可动作保护线路,损失可以比较小。这种情况下不误动的可靠性比不拒动的可靠性更重要。因此,在实际操作中,提高拒动或误动的可靠性是矛盾的,继电保护的可靠性则是平衡误动和拒动之间的关系。
2、继电保护的基本要求及作用
2.1要求
(1)选择性。基本含义是保护装置动作时,仅将故障元件从电力系统中切除,使停电范围尽量减小,以保证系统中非故障部分继续安全运行。
(2)速动性。速动性是指继电保护装置应以尽可能快的速度断开故障元件。这样就能减轻故障设备的损坏程度,减小用户在低电压情况下工作的时间,提高电力系统运行的稳定性。
(3)灵敏性。保护装置对其保护范围内的故障或不正常运行状态的反应能力称为灵敏性(灵敏度)。灵敏性常用灵敏系数来衡量。它是在保护装置的测量元件确定了动作值后,按最不利的运行方式、故障类型、保护范围内的指定点校验,并满足有关规定的标准。
(4)可靠性。继电保护装置必须运行可靠,可靠性是指在保护装置规定的保护范围内发生它应该反应的故障时,保护装置应可靠地动作(即不拒动)。而在不属于该保护动作的其他任何情况下,则不应该动作(即不误动)。
2.2 作用及任务
(1)在线路的保护方面,主要采取的电流保护为二段式或者三段式。一段为电流速断保护,二段为限时电流速断保护,三段是过电流保护。
(2)母联的保护,就是同时设置限时电流速断和过电流保护。
(3)主变的保护,包括了主保护和后备保护,前者多为对重瓦斯的保护或者差动保护,而后者一般是对复合电压过流进行保护,或者是过负荷的保护。
(4)对电容器的保护,主要是对电容器的过流保护、零序电压的保护、过压保护以及失压保护。
3、继电保护技术
3.1日常管理及检测
(1)连接件是否紧固、焊接点是否虚焊、机械特性等。现在保护屏后的端子排端子螺丝非常多,特别是新安装的保护屏经过运输、搬运,大部分螺丝已经松动,在现场就位以后,必须认认真真、一个不漏地紧固一遍,否则就是保护拒动、误动的隐患。
(2)应该将装置所有的插件拔下来检查一遍,将所有的芯片按紧,螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中,也必须将各元件、保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项重要工作来落实。
(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,注意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。对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次,每月对微机保护的打印机进行定期检查并打印。
3.2 故障处理方法
(1)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方法。当一些微机保护故障,或一些内部回路复杂的单元继电器,可用附近备用或暂时处于检修的插件、继电器取代它。如故障消失,说明故障在换下来的元件内,否则还得继续在其它地方查故障。
(2)短接法。将回路某一段或一部分用短接线接入为短接,来判断故障是存在短接线范围内,还是其他地方,以此来缩小故障范围。此法主要用于电磁锁失灵、电流回路开路、切换继电器不动作、判断控制KK等转换开关的接点是否好。
(3)分段处理法。发信或收不到信号3d 告警等故障。由于牵涉到两侧收发信机和许多通道设备,可分段来处理。先将通道脱开,将75Ω负载接入,用电平表确定自发自收是否正常,根据负载端能测到合格的电平来判断故障是否出现在本机,再接入通道,通过测通道口和在结合滤波器通信电缆端测对侧发信时的收信电平差来排除通信电缆好坏,就可寻找故障段所在。
(4)参照法。通过正常与非正常设备的技术参数对照,从不同处找出不正常设备的故障点。此法主要用于查认为接线错误,定值校验过程中发现测试值与预想值有较大出入又无法断定原因之类的故障。
4、继电保护设备的技术改造
(1)针对直流系统中,直流电压脉动系数大,多次发生电磁及微机保护等工作不正常现象,可将硅整流装置改造成整流输出交流分量小且可靠的集成电路硅整流充电装置。对雨季及潮湿天气易发生直流接地现象,首先可将户外端子箱中的易老化端子排更换为阻燃复合型端子,提高二次绝缘水平;其次,可对二次回路进行核对、整理、改造,使其控制、保护、信号、合闸及热工回路逐步分开;第三在开关室加装熔断器(空气开关)分路开关箱,既便于直流接地的查找与处理,也避免直流接地时引起的保护误动作。
(2)对原理缺陷多、超期服役且功能不满足电网要求的保护逐步由电磁型改造更换为微机保护;加速保护动作时间,从而快速切除故障,达到提高系统稳定的作用。
(3)技术改造中,对保护重新选型、配置时,首先考虑的原则是满足可靠性、选择性、灵敏性及快速性,其次考虑运行维护、调试方便,且便于统一管理,优选有运行经验且可靠的保护,个别新保护少量试运行取得经验后,再推广运用。
(4)对现场二次回路老化,保护压板、继电器接线标号头、电缆示牌模糊不清及部分信号掉牌无标示现象,重新标示,做到美观、准确、清楚;组织二次回路全面检查,清除基建遗留遗弃的电缆寄生二次线,整理并绘制出符合实际的二次图纸,杜绝回路错误或寄生回路及保护回路反事故措施不到位而引起的保护误动作。
(5)将所有水银接点瓦斯继电器更换成可靠的干簧接点瓦斯继电器;低电压、时间电磁型继电器更换成集成型静态继电器;所有涉及直接跳闸的继电器应采用直流电压在55%-70%范围内的中间继电器,并要求其动作功率不低于5W,对保护装置中不能保证自启动的逆变电源,要进行更换。机械防跳6kV断路器,加装防跳继电器等。
参考文献
继电保护的灵敏性范文6
关键词:微课;专业教学;教学设计
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)23-0023-02
微课程,即对常规课程的微缩,是基于“微学习”而建立的“微内容”。具体地,就是用10~20分钟的教学设计,将一个知识点讲解通透,并以网络媒体作为平台展示给学习者。由于微课程具有“位微不卑”“课微不小”“步微不慢”“效微不薄”等优势,随近几年高等院校也掀起了微课程的研究之风。[1,2]但是,目前高校的微课程研究多集中于基础课程教学,而在专业课程的教学中应用甚少。因此,本文探索了电气工程及其自动化专业的“电力系统继电保护原理”专业课程的微课设计与实践,取得了一些教学心得。
一、微课的设计定位
微课程作为网络远程教学终端,服务于本校电气专业或非电气专业,甚至校外社会人群。既可以做电气工程及其自动化专业本科学生的校内课程“电力系统继电保护原理”[3]的有益补充,方便学生的课前预习、课后复习等,也可为未修过该门课程的学习者开启专业知识的大门。
此外,微课应以学习者角度设计,而非教师角度,从而充分发挥学习者自主学习的潜力。[1]
二、微课的制作方法
微课程以网络媒体为平台,终端以视频的形式呈献给学习者,因此微课的制作有如下软硬件的要求:
1.录制微课的专业录播教室
需要配备多机位的高清摄像机。按照笔者制作经历,至少需要一个针对主讲教师的机位,一个针对听讲学生的机位,如果有师生全景镜头,效果更佳。多机位的目的,是为了方便后期制作时镜头切换更加游刃有余。当然,录制风格可以不拘一格,比如有些采用“画中画”的预期方式也是不错的选择。但无论采用哪种形式,制作的效果应该是提前考虑,做到心中有数。
来自各摄像机位以及PPT自动播放的多路信号收集完毕后,需要进行合理的剪辑。此外,需要增加字幕的输出,以及制作必要的反应微课内容和教师信息等信息的片头、片尾。
3.展示微课的网络媒体平台
微课制作完成以后,需要放在一定的网络平台上展示,方便学习者使用,如本课程的微课便放在本校的BB教学平台。[4]
三、微课的选题方向
由微课的定位出发考虑,选题应偏重基本知识点。应用到本课程,比如“对继电保护的基本要求”“阻抗继电器的动作特性”等,都比较适合制作成微课形式。但是,如果是面向职业培训的微课,宜跳过基础阶段选择面向工程的具体案例来强化知识点。[5]
本文以“电力系统继电保护原理”课程为例,进行一个知识点的微课设计案例――“对继电保护的基本要求”。
1.教学背景[6]
“电力系统继电保护”是电气工程专业本科学生的必修课,设置于第七学期。先修课程主要为“电力系统基础”“供配电技术”等。
学生在学习本门课程之前,已经对电力系统的一次设备、接线方式、运行方式等有了基本的认识,也已经掌握了潮流计算、短路计算等计算方法。“电力系统继电保护”围绕电力系统二次设备,对典型集中传统保护原理进行介绍。
本次微课内容,是该课程第一章《绪论》中的第三小节,根据教学安排,是本门课程的第二次课。第一次课,学生对继电保护的基本任务有了一定的认识。这次课,承接上堂课的内容,继续讨论“对继电保护的基本要求”。
从整个课程体系来看,本节内容“对继电保护的基本要求”是贯穿全课程的最重要基本线索,处于一个纲领性的地位。
2.教学目标
本节课的教学目标:掌握“对继电保护的基本要求”,即选择性、速动性、灵敏性、可靠性。要求理解四项基本要求的含义,并能够分别举例说明。其中选择性和可靠性是难点,而选择性又是重点。
3.教学方法
授课形式采用以多媒体教学为主,板书为辅。教学手段采用启发式、案例式、类比法、阐述法、比较法、列举法等多种方法结合。
4.教学路线
在上课伊始,通过播放一个“变压器故障”的视频短片,让学生复习“电力系统故障”的概念以及“故障的危害”。通过视觉和听觉的冲击,增加学生对以上知识点的感受。
由“启发式”教学法,提出问题:为了避免以上损失,故障能否及时从电网中切除?若可以,又由谁来完成?通过上节课程可知,继电保护可以扮演这样的角色,继电保护是电力系统安全运行的三道防线之首。
再利用“启发式”教学法深化问题,进一步提出:继电保护如何能够完成基本任务,即对继电保护有何基本要求?从而自然而然地引出本节课的主要内容。
利用多媒体课件的演示,在进入正式内容之前,联系工程实际,补充了“几个位置称谓”。
同时,采用“类比”法,类比电力潮流的“上下游”的相对关系,明确“上下级”线路的关系。此时,板书演示电力潮流流向。
利用“阐述法”,介绍本节主要内容“对继电保护的四项基本要求”,即选择性、速动性、灵敏性、可靠性。同时指出选择性和可靠性是“难点”。
关于“选择性”讲解(难点之一)如下:先利用“阐述法”,介绍了“选择性”的概念;再利用“启发式”,引出进一步的探讨“什么样的保护行为是具有选择性的行为”,然后利用“案例法”借助多媒体演示(如图1)解释以上问题。继而联系工程实际,进一步考虑现场会出现的各种问题导致主保护不能动作,引出“后备保护的概念”。再利用“案例法”,借助多媒体演示,解释“近后备保护”和“远后备保护”。利用“比较法”,比较远、近后备保护的差异,取决于安装位置是异地还是本地。最后利用“类比法”总结“选择性”,用“自扫门前雪”的生活例子来类比主保护、近后备保护、远后备保护的关系,深化对选择性的认识。
关于“速动性”的讲解设计如下:先利用“阐述法”,介绍了“速动性”的概念;再利用“列举法”,通过多媒体演示,介绍保护动作时间和断路器的动作时间的具体要求;然后联系先修课程中关于“暂态稳定”的知识点,利用“板书”画出曲线(如图2)解释继电保护要求速动性的其中一个重要原因。
关于“灵敏性”讲解如下:先利用“阐述法”,介绍了“灵敏性”的概念;再利用“案例法”,通过多媒体演示,解释“什么叫做保护具有灵敏性”;最后提前说明后续章节内容与“灵敏度的计算”相关。
关于“可靠性”讲解(难点之二):首先利用“阐述法”,介绍了“可靠性”的概念以及“影响可靠性的因素”;然后利用“案例法”,指出可靠性中的两个方面互有矛盾。“板书”演示联系薄弱的系统和联系紧密的系统,两种情况下考虑可靠性的侧重点分别是什么。
小结“四项基本要求”:利用“案例法”,举例说明“选择性与速动性是一对矛盾体”以及“灵敏性与可靠性是一对矛盾体”,然后分别用一句话小结四项基本要求,并指出用辩证统一和矛盾对立的眼光看待四者之间的关系。
最后总结:强调“四项基本要求不仅是评价已有保护原理的标准,也是设计新型保护原理的依据,因此四项基本要求将是贯穿整门课程的线索”。
四、微课设计总结
本节微课内容围绕“对继电保护的四个基本要求”,采用启发式、案例式、类比法、阐述法、比较法、列举法等多种教学手段结合,以多媒体课件为主、板书和现场视频为辅的教学形式,对教学路线进行了精心的设计,将教学内容深入浅出地传达给学生,达到了较为理想的教学效果。
“电力系统继电保护”这门课程的特点是不仅理论性强,而且面向工程实际。因此,本节课程的设计不拘于原始教材,讲解过程中适时引入工程实际的案例,理论联系实际,以就业为导向,激发学生的学习兴趣,课堂效果更佳。
另外,本次微课的设计注意联系先修课程中的相关知识点作为新内容的支撑。而且,对本门课程后续内容也适时引导,有助于帮助学生养成“温故而知新“的学习习惯。
本次微课内容中,关于四项基本要求的辩证统一和矛盾对立的关系,也是一种哲学思想,可以启迪学生的哲学思维,养成科学的世界观、价值观、人生观。
综上,本次微课的教学设计会推动教师对整门课程的深入思考,具有重要的现实意义。
参考文献:
[1]张一春.微课建设研究与思考[J].中国教育网络,2013,(10).
[2]梁乐明.微课程设计模式研究[J].开放教育研究,2013,(19).
[3]张保会,尹项根.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社,
2009.
[4]王颖.我校电力系统类课程教学实践的思考[J].电气电子教学学报,2012,(34).
[5]程岚.微课教学设计思路探讨[J].江西电力职业技术学院学报,