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继电保护的灵敏度范文1
关键词:低压电网;用电设备;继电保护;整定计算
中图分类号:TM642+.2文献标识码: A 文章编号:
继电保护的整定计算是电网电气设备的一项重要技术基础工作。继电保护的配置非常复杂,不同用电设备的保护装置也存在差异,有着不同的保护原理和整定计算。目前,低压电网用电设备继电保护的整定计算主要是对10 kV及以下低压系统设备的继电保护整定计算。10 kV及以下低压系统用电设备关系着千家万户的用电,因此要灵活运用设备继电保护整定计算原则,合理编制设备继电保护整定方案,保证低压电网安全、稳定供电,为千家万户提供优质服务。
1低压电网用电设备继电保护装置
10 kV及以下低压系统在单侧电源线路中,一般配置两段式或三段式的过电流保护。过电流保护装置又分限时电流保护和不限时电流保护。如典型的用户侧变电站母线的一次接线,它配置一个用户侧进线开关和两个用户侧出线开关,其保护装置是用户侧进出线开关处设置两三段定时限或反时限的过电流保护。设备装置的各保护层相互配合,形成一个联系紧密的整体。各保护装置之间规定了可靠的时间极差:一般情况下,定时限电流保护的时间极差为0.5至0.6秒,反时限电流保护时间极差为0.7至1秒,而一次过电流或者保险器则为1至1.5秒。
2低压电网用电设备继电保护整定计算
低压电网用电设备的安全与人们的生活紧密联系。在用电设备发生短路、断线等安全隐患时,设备配置的相应继电保护装置能够判别设备发生故障的元件或障碍点,并快速切除系统障碍,保证系统剩余部分正常运行。因此,要保证低压电网用电设备的正常作业,要做好低压电网用电设备的继电保护装置的整定计算。保护装置正常运行的关键环节就是装置保护整定计算,在正确运用设备保护整定计算原则的基础上,编制好设备保护装置的整定方案,做好继电保护装置的整定计算。
2.1进线柜开关的继电保护整定计算
2.1.1速断保护的整定原则与计算
进线柜开关的继电速断保护整定计算有两个原则,一是根据变压器励磁涌流整定原则,其整定计算为:I2dzj=1.2*(8Ie1+Ie2)/nLH,其中Ie1、Ie2分别是大、小容量变压器的额点电流,nLH是电流互感器变比;二是依据大容量变压器低压侧短路整定原则,其整定计算为:I2dzj=KkKjx*ID.max/nLH,其中Kk是一个取值为1.5的可靠系数,Kjx为接线系数,ID.max为大容量变压器低压测三相短路电流最大值,时限为0.2秒。
2.1.2过流保护的整定原则与计算
进线柜开关的继电过流保护整定计算原则有:一是根据最大负荷电流整定原则计算,即I2dzj= KkKjx*Ifh.max/KknLH,其中Kk是一个取值为1.2~1.3秒的可靠系数,Ifh.max是指负荷最大电流;二是依据速断保护电流最大定值整定原则计算,即I2dzj=Kk*I2dzj/nLH,其中Kk是一个取值为1.1~1.15秒的可靠系数,时限为0.5秒,其余参数与前面相同。
2.2电网测出线的继电保护整定计算
2.2.1瞬时电流速断保护的整定原则与计算
瞬时电流速断保护是指快速切除电网设备线路的首端障碍。其整定原则是在保证出口灵敏度的同时躲线路末端三相电流整定最大值。在线末接用户变电所或用户开闭所的线路时,要保证设备装置的动作选择性和出口故障灵敏度;在公共线路中,则在变压器励磁涌流的基础上保出口灵敏度来整定。其整定计算为Idzj= 1.2*Kk∑Ie/nLH,其中Kk是倍数为6的励磁涌流系数,∑Ie是变压器额定电压的和。
2.2.2过流保护的整定原则与计算
过流保护的整定原则计算是根据负荷最大电流并不设时限速动段来整定计算,即是Idzj = KkKjx*KzqdIfh/KfnLH,其中Kk是值为1.2~1.3秒的系数,Kzqd是值为1.5的负荷自启动系数,Kf是值为0.85~0.9的返回系数。
2.3电动机出线的继电保护整定计算
2.3.1速断保护整定的整定原则与计算
电动机出线的速断保护整定是根据电动机自启动电流的原则来整定,整定计算为Idzj = Kk*KqdIe/nLH,其中Kk是值为1.2的可靠系数,Kqd则是值为5~7的电动机自启动倍数,因电动机自启动在过电流保护中不动作,故其时限为0秒。
2.3.2过流保护的整定原则与计算
低压电网电动机出线的过流保护整定是根据变压器额定电流的原则来整定计算,即Idzj = KkKjx*Ie/KfnLH,其中Kk是值为1.3的可靠系数,Ie是电动机的额定电流。
2.4电容器的继电保护整定计算
2.4.1速断保护的整定原则与计算
电容器的速断保护整定根据电器充电的电流原则来整定计算,即Idz = (4-5)Iec,其中Iec为电容器组的额定电流,速断保护整定的灵敏度要≥2。
2.4.2过流保护的整定原则与计算
电容器的过流保护整定,一是根据电容器组的额定电流来整定计算,Idzj = KkKjxKbw*Iec/nLH,其中Kk是值为1.25的可靠系数,Kbw是值为1.25电容器波纹系数。二是根据电容器的灵敏度来整定计算,Idzj = KjxID.min/KmnLH,其中ID.min为保护装置两相短路电流的最小电流,Km是值为1.25~1.5的灵敏系数,元件时限为0.2秒。
2.5整流变压器的继电保护整定计算
2.5.1速断保护的整定原则与计算
整流变压器的速断保护整定是根据整流变压器励磁涌来整定计算,Idzj = Kk*8Ie/nLH,其中Kk是值为1.2的可靠系数,取整流变压器8倍额定电流。
2.5.2过流保护整定的整定原则与计算
整流变压器的过流保护整定,一是根据变压器额定电流来整定计算,Idzj = KkKjx*Ie/KfnLH,其中Kk是值为1.3的可靠系数;二是根据变压器灵敏度来整定计算,Idzj = KjxID.min/KmnLH,其中Kk是值为1.25~1.5的可靠系数,ID.min为保护装置两相短路电流的最小电流,元件时限为0.5秒。
2.6 电弧炉变压器的继电保护整定计算
2.6.1速断保护的整定原则与计算
电弧炉变压器的速断保护整定是根据电弧炉变压器励磁涌来整定计算,Idzj = Kk*8Ie/nLH,其中Kk是值为1.2的可靠系数,取电弧炉变压器8倍额定电流。
2.6.2过流保护的整定原则与计算
电弧炉变压器的过流保护整定,一是根据电弧炉变压器的冲击电流来整定,Idzj = KkKjx*Ie/KfnLH;二是根据电弧炉变压器灵敏度来整定计算,Idzj = KjxID.min/KmnLH,其中Kk是值为1.25~1.5的可靠系数,ID.min为电弧炉变压器两相短路电流的最小电流,元件时限为0.5秒。
结束语
电力系统在不断发展,增加了10 kV及以下低压系统用电设备的短路电流,引起了较大的安全隐患。因此需要快速切除系统障碍以保证设备安全,在相关的整定原则基础上做好设备保护整定计算工作,保证低压电网安全运行,提高电力系统供电的稳定性和可靠性。
参考文献:
[1]徐艳聪.电气主设备继电保护整定计算研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2012(11).
继电保护的灵敏度范文2
关键词:继电保护;实践教学;PSASP;教学改革
中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)19-0045-02
“电力系统继电保护”是电气工程及其自动化专业重要的专业基础课,该课程理论性与实践性都很强,内容多,而教学学时少;课程概念深,计算烦琐且抽象化,学生也感到难度较大。特别是实验和实践教学部分,因为受实验条件的限制,重庆科技学院(以下简称“我校”)电力系统继电保护只开设了继电器特性试验、功率方向继电器实验、差动继电器实验和自动重合闸4个实验,学生只是简单地学习了继电器的基本概念,对电力网络的计算还停留在电力系统分析课程中简单的2机或3机系统阶段,难以建立起现代电力系统大网络、大互联的知识。
为了适应现代电力系统的新发展,我校电气工程及其自动化专业整合了相关电力系统继电保护的课程,引入了电力系统分析综合程序(PSASP)软件,增设了为时两周的继电保护综合课程设计环节,以培养学生的工程实践能力。本文将探讨如何面向电力系统实际,寻找理论和实际应用技术的最佳结合方式,改革和建设继电保护实践教学体系,来增强学生的工程能力和创新意识。
一、继电保护综合实训的教学体系
为了增强电气工程专业课程实践教学效果,国内有的高校开设了电力系统分析课程设计,有的高校开设了继电保护课程设计,但是以往的设计大都是人工计算的方法,系统简单但计算烦琐,还不易掌握。将PSASP引入到了电力系统分析的教学中,开设了简单电力系统的潮流计算和短路电流计算等实验,取得了一定的效果。[1-2]重庆科技学院(以下简称“我校”)从2010开始,就把PSASP软件引入到电力系统继电保护课程设计的实践教学中,将“电力系统分析”课程设计和“电力系统继电保护”课程设计整合成一门继电保护综合课程设计,利用PSASP进行较复杂电网的潮流计算、短路电流计算、继电保护的整定和暂态稳定计算。通过一个完整的电网计算综合实训,把前后的知识体系连贯起来,让学生对以往抽象、烦琐的分析和计算有一个完整清晰的概念,取得了较好的效果。
图1是“电力系统继电保护”综合实训的教学体系,学生先完成电力系统的短路电流计算和继电保护的整定计算,再通过PSASP软件进行同一个系统的潮流计算、短路电流计算和继电保护的整定计算,最后进行系统的暂态稳定分析。这样一个完整的设计训练,可以让学生建立起大电力系统的初步概念,并且二者可以互相检验,从而验证学生的计算过程是否正确,所学的知识运用是否正确和熟练,达到学以致用的目的。
二、课程设计内容简介
1.建立电力网络并计算元件参数
设计任务书由教师下达,给出电力网络接线以及元件初始参数。鉴于只有两周的设计时间和人工计算的要求,网络接线不宜过于复杂。所以选择了一个三机10节点的110KV/10KV电压等级电力网络,系统网络图如图2所示,学生首先对110kV电网结构、参数进行分析,然后通过《电力系统设计手册》查得电网中各元件的电气参数,再计算元件参数。图中的参数是计算出来以后的结果,为计算方便,忽略了各元件的电阻。电网中的变压器均为YN,D11连接,发电厂升压变中性点接地,其他变压器不接地;发电厂容量为G1=50MW,G2=G3=25MW,功率因数cosΦ=0.8;输电线路的X1=0.4Ω/km,X0=3X1。
2.人工进行短路电流计算
由于短路电流计算是电网继电保护配置设计的基础,因此需要分别考虑最大运行方式(三台发电机全部投入,系统环网取开网运行)时各线路未端短路的情况,最小运行方下(三台中最大的一台退出运行,系统按环网计算)时各线路未端短路的情况。要求学生画出系统等效电路图,化简电路,再分别计算各条线路末端短路的最大和最小短路电流。电网等效电路图如图3所示。如果学生人数较多,为防止抄袭现象,可以采用学生分组的方式,比如某些组计算G、H母线的短路电流,某些组计算I、J母线的短路电流等。
学生需要计算最大运行方式三相短路的短路电流、最小运行方式两相短路的短路电流以及单相接地短路的短路电流,通过计算学生既复习了电力系统故障分析中对称和不对称故障的计算方法,又为下一步的整定计算打下了基础。教学实践中发现,采用人工计算的方法计算短路电流在工程实践中虽然已经被PSASP这样的软件所代替,但教学上仍然十分重要,对于很多基本概念的掌握仍然必不可少。
3.人工进行继电保护的整定
需要整定继电保护包括输电线路110kV三段式相间距离保护,三段式零序电流接地保护以及10kV侧的三段式电流保护,还有变压器的差动保护、过电流保护等。这部分内容计算量较大,限于学时,也可以采用分组的方式,只要求对部分断路器的保护进行整定计算。
其中,距离保护整定计算中分支系数的计算是一个不容易掌握的概念,需要对这部分难点进行重点讲解。保护的灵敏度计算也是一个重要的内容,不能为了计算灵敏度而计算灵敏度,要引导学生思考在保护灵敏度不满足要求的情况下应该如何处理。比如采用全阻抗继电器灵敏度不满足要求,就可以采用方向阻抗继电器;再如电流2段灵敏度不满足要求,就可以采用用与下一段电流2段保护相配合的方法等等。
继电保护的灵敏度范文3
关键词:电力系统;整定计算;继电保护;危险点;辐射型电网
中图分类号:TM771 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2011)34-0146-03
一、继电保护的特点
(一)电力系统中继电保护和安全自动装置的重要性
在电力系统中继电保护和安全自动装置是保证系统安全运行的重要组成部分,当高压设备进投入使用时,继电保护和安全自动装置必须投入运行。
(二)继电保护的原理
继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、功率、频率等)的变化,构成继电保护动作的原理。应用于电力系统中的各种继电保护绝大多数都是反映电力系统故障时的电流增大、电压降低,以及电流与电压间相位角变化,与正常运行时各物理量的差别来实现的。
(三)继电保护和安全自动装置的作用
在电网运行过程中继电保护和安全自动装置能实现变电站实现无人值班及综合自动化。它的作用主要体现在以下三个方面:
1.反映故障。它可以在电网发生能够损坏设备或者危害电网安全运行故障时使被保护设备快速脱离电网。
2.反映异常。当电网中的设备出现非正常状态时能发出报警信号,使值班人员迅速采取解决措施使其恢复正常。
3.实现变电站的自动化。它可以使继电保护和安全自动装置直接与高压设备配合。
(四)电力系统运行对继电保护装置的要求
快速性、可靠性、选择性和灵敏性这“四性”是电力系统对继电保护装置的基本要求。快速性是对继电保护装的最根本要求,强调的是有故障就必须动作。因为时间越长故障对电力系统的危害就随之增大。可靠性是指继电保护装置发生故障时也要可靠动作而不能拒动。因为拒动的危害远大于误动。选择性强调的是保护装置不能误动,不能产生误操作。灵敏性则要求保护装置反应灵敏、动作范围准确,正确反映故障范围,减少停电面积。
二、继电保护整定计算的工作内容
(一)确定保护方案
我们整定计算人员必须结合电网的实际情况,针对变压器的特点对保护功能进行选择。现今市场上的微机都已经配了十分齐全的功能保护块,但是不是每一项功能在实际保护装置中需要应用,所以必须对保护功能有所取舍。
(二)各保护功能之间的配合关系的确定
1.装置内部各功能单位之间的配合关系。在由几个电气量组成的一套保护装置内部,各元件的作用不同,其灵敏度和选择性要求也不相同。对于主要元件的要求是既要保证选择性又要保证灵敏性,而作为辅助元件则只要求有足够的灵敏性,并不要求有选择性。在整定配合上,要求辅助元件的灵敏度要高于主要元件的灵敏度。辅助元件在保护构成中,按作用分为以下三种:(1)判别作用。为了保护的选择性而装设的。如方向过流保护中的方向元件;(2)闭锁作用。为了防止正常负荷下拘误动而装设的。如母差保护中的电压闭锁元件;(3)起动作用。为了在故障情况下,将整套保护起动起来进行工作而装设的。当继电保护装置还处于采集模拟电气量阶段时,上述元件往往由一个个独立的硬件实现,而目前微机保护装置反映的是离散化的数字量,以上功能均由软件实现。虽然,微机保护装置中各元件的意义与过去不尽相同,但它们所起的作用却无本质上的区别。
继电保护整定计算人员必须认真分析各功能块的动作特性,各功能块之间的逻辑关系,并结合被保护设备的故障特征来综合进行考虑,确定保护装置内部各功能块之间的配合关系,并以整定值的形式将配合关系实现。
2.装置之间的协调配合关系。这也就是我们一般意义上的继电保护整定计算需要做的工作。通过短路电流计算,将某一保护装置与相邻的保护装置在灵敏度与动作时间两方面相配合,从而保证选择性。即当电力系统发生故障时,故障线路的保护必须比上一级相邻线路更灵敏,动作更快,两者缺一不可。若要提高灵敏度就要延长动作时间;若要提高动作速度就要限制其灵敏度,这实际上是在遵循反时限的原则。
随着电网规模的不断扩大,特别是现代超高压电网要求保护装置不但要做到不误动,更要做到不拒动。要达到继电保护四性的要求,不应由一套保护来完成。就一套保护而言,它并不能完全具备四性的要求,而必须由一个保护系统来完成。我们在进行整定计算时,必须树立系统保护的概念,多角度、全过程地考虑各个功能块之间的配合关系。
(三)保护方案的准确表述
编制继电保护整定计算方案及给出保护定值并不是整定计算工作的最终目的,整定计算工作的最终目的在于通过保护定值使得继电保护装置在系统故障或异常状态下能按预定的行为进行动作,从而保证电网的稳定运行,将被保护设备的损害降至最低以及缩小停电范围。因此,在确定好了保护方案及各保护功能的配合关系后,如何将保护方案准确的表述也是整定计算工作者的一项十分重要的工作。
这其中除了包括编制整定计算方案和给出继电保护定值,还有一项就是编制运行规定。整定计算工作者往往十分重视前两项工作,而忽视编制运行规定。需知,用准确的语言告诉运行人员某个保护功能块在什么情况下用,做什么用,这也是十分重要的。
三、整定计算的危险点分析
(一)系统建模
一个符合电网实际的、描述完整、正确无误的电网数据模型,是一切计算的基础。目前,我们电网应用的RCMBase2000是一个通用性和实用性非常强的软件平台,利用对RCMBase2000的二次开发,我们可以完成继电保护计算及管理的大部分工作。对于日常的整定计算工作不需要我们去重新开发软和构建网络扑连接,只需要我们把每一项基础数据搞准确,严格按《3~1lOkV电网继电保护装置运行整定规程》上的要求进行电气设备的实测,并正确的将数据填充到RCMBase2000中,就能够做到建立一个完整的符合电网实际的数据模型。但是,在实际工作中,往往会有各种各样的原因使得我们的基础数据管理出现漏洞。所以,我认为电网基础数据管理这一环节是继电保护整定计算工作的危险点。
(二)故障计算
短路电流计算是整定计算工作中非常重要的基础性工作,它的正确与否决定着整定计算的正确与否。而短路电流计算的正确与否又取决于合理地选择运行方式和变压器的接地方式。
合理地选择运行方式是改善保护效果,充分发挥保护系统功能的关键之一。但选择运行方式应与运行方式专业进行充分沟通,考虑各方面的因素才能决定。
变压器的接地方式是由继电保护整定计算人员来确定的。合理地选择变压器的接地方式可以改善接地保护的配合关系,充分发挥零序保护的作用。由于接地故障时零序电流分布的比例关系,只与零序等值网络状况有关,与正、负序等值网络的变化无关。零序等值网络中,尤以中性点接地变压器的增减对零序电流分布关系影响最大。因此,合理地选择变压器的接地方式应尽可能保持零序等值网络稳定。
在进行故障计算时我们还应注意以下两点:(1)就是我们假设电网的三相系统完全对称。若系统是不对称的,那么不能用对称分量法来分析化简,进行计算;(2)除了母线故障和线路出口故障外,故障点的电流、电压量与保护安装处感受到的电流、电压量是不同的。我们分析的是保护安装处的电气量的变化规律。
(三)配合系数的选择
配合系数包括了零序网络的分支系数和正序网络的助增系数。分支系数(或助增系数)的正确选取,直接影响零序保护(或距离保护)定值和保护范围的大小,也影响保护各段的相互配合及灵敏度。分支系数(或助增系数)的计算与故障计算无关,而与电工基础有关,即电路的串、并联关系决定了电流的分布,决定了分支系数(或助增系数)的大小。下面分三方面来概述分支系数(或助增系数)的计算。
1.辐射型电网。如图1所示,电流分支系数Kf是相邻线路发生短路故障时,流过本线路的短路电流占流过相邻线路短路电流的比值。对于距离保护,助增系数等于电流分支系数的倒数。
为了简化计算,将上式中电流、阻抗取其绝对值,对分析结果的影响很小,可忽略不计。
对于辐射型电网来说,分支系数只与保护支路的阻抗分支线路的阻抗有关,而与配合支路的阻抗无关。所以,故障点的位置对分支系数没有影响。若要取最大分支系数,只需选本线路侧电源为最大运行方式,分支线路侧的电源为最小运行方式,即母线B上剩余电源支路采取小方式即可。
2.单回线与相邻双回线保护配合(如图2)。
单回线与相邻双回线配合时,应采用双回线并列运行,故障点在相邻双回线末端零序分支系数最大。随着故障点在配合支路上由母线B向母线C移动,零序分支系数由小于1的数到2之间变化。
3.双回线与相邻单回线保护配合。
双回线与相邻单回线配合时应断开双回线其中一回,电源A应取大方式,电源B(Z3)应取小方式,可得最大零序分支系数。此时,故障点在配合支路上任一点对分支系数的大小无影响。通过以上分析可以看出,配合系数的选择也是继电保护整定计算工作的关键点。
(四)微机保护小量的选择
随着电磁式保护和晶体管、集成电路型保护的逐步退出运行,微机型继电保护装置在电力系统中发挥着愈来愈重要的作用。不同的保护厂家生产出的微机保护原理不同。对于整定计算人员必须熟悉自己电网所装设的保护装置,不但要熟悉这些保护装置的原理,更应该注意保护装置中控制字的正确设置,否则将无法使保护装置正确地发挥作用。要做到正确设置控制字,一定要认真研究说明书,如果说明书不能够讲明白,我们应找到该保护装置的研发人员,将该保护功能的设计意图讲明白。
继电保护的灵敏度范文4
【关键词】继电保护;常见问题;模型设计
1.继电保护一般性配置
10kV线路配置为阶段式一段瞬时速断与三段定时限过流;主变主保护为瓦斯保护、速断或差动保护。容量低于6300kVA为电流速断,单主变10000kVA、双主变并列6300kVA或2000kVA以上速断灵敏度不够配置差动保护,后备保护为过电流保护与过负荷保护;电容器保护为过压与失压、速断与过流、不平衡保护(根据接线方式而定)。无母线保护与零序电流保护。
2.继电保护工作点分析
等值电路模型建立困难,由于农网配电线路分支较多及线路架设、改造后资料统计等原因,继电保护工作者在收集线路线型(架空、电缆)及长度花费大量时间整理;继电保护工作是随电网运行方式变化而变化的,在电源点短路容量及综合阻抗发生变化、城网负荷转移、农网夏季迎峰、春节迎峰等变化时,会重新进行保护整定计算及试验。
3.县级电网典型问题分析
(1)负荷高峰继电保护整定计算要点
根据实际工作经验,最大负荷电流的确定有五点:线路载流量、线路所带配变总容量、调度自动化采集相对规律性的最大负荷电流、线路末端灵敏度、电流互感器一次额定值。可供选择的有三种方案:1、以调度自动化系统中线路春节最大负荷电流来考虑,配合供电所提供具备"季节、地域"特点的负荷预测,这种是最稳定的,动作正确率也最高,也不用频繁更改定值,降低继电保护试验班的工作强度,但是对调度自动化数据准确性与继电保护整定专责的工作经验要求较高,负荷预测稍有不准就会造成保护动作。2、以线路载流量来计算。根据上述表格数据分析,在线路较长时,线路短路电流降低,灵敏度下降,显然,载流量计算的定值是不能满足灵敏度要求的,简言之,线路的一次设备是不能脱离电力系统潮流来考虑的,如果实际允许,可以在分支线路较长线路配以熔断器以提高线路灵敏度。3、以电流互感器一次额定值的1.5~2倍来计算。能有效地保证负荷高峰期间继电保护动作的正确性,当然不足之处与第二种同理,且牺牲了部分选择性,因速断保护不能保护线路全长,定时限过流保护作为电流速断的后备保护,必须具有保护线路全长的作用,而根据变比来计算,在离主干线较远点发生短路时,继电保护自动装置不能动作,另外,灵敏度也没达到要求。为了弥补上述不足,此方案只能短时运行,负荷高峰后须尽快调整过来。
(2)定时限过电流保护如何整定?
问题描述:末端10kV线路保护一般配置速断保护和定时限过电流保护,定时限过电流保护按线路最大负荷电流来整定。不少继电保护专业人员在实际整定计算过程中将第三段定时限过电流保护应按线路载流量来整定,这样的好处在于避免在负荷高峰波动时频繁调整定值。
(图1)
分析:速断保护不能保护线路全长,定时限过电流保护作为主保护速断保护的后备保护,必须起着保护线路全长的作用。如果按照线路载流量来整定,试想,一条相当长的线型为LGJ-185的导线,载流量为515A,线路末端短路电流趋近于零,如果仍按515 A的载流量来计算,势必很长的一段末端线路都是无保护运行的。
总结:过电流保护的条件为保护线路全长,在线路不太长的情况下,可以按载流量或配变容量来估算,若是要把过电流定值整定到比较准确,仍需按最大负荷电流计算,并保证一定灵敏度。当然,如果按最大负荷电流来整定,那么对设备参数提出的要求较高。
(3)保护连跳问题如何避免?
问题描述:对于末端电网来讲,最难点,是保证主变高压侧和馈线出口继电保护定值上的选择性,由于继电保护参数收集上的问题,可能计算出的定值在上下级上会发生动作重合区,使上下级保护区重叠,导致继电保护连跳的发生。
分析:假定在继电保护参数不够准确的情况下,对于末端线路的速断保护,可以适当的降低继电保护定值以提高灵敏性,靠后备保护保证动作的准确性。对于主变的高压侧保护,可给把无时限的速断保护改成时限很短的限时速断保护,或者增设限时速断保护,再提高速断保护动作值,以保证选择性,即配全三段式过流保护,然后总体综合配置作为主保护的差动保护(差动保护能较灵敏地反应主变故障,是较大容量主变的主保护),以保证动作准确性。
总结:对于继电保护参数不够准确的电网来讲,上述方法可以起到较好补充效果。当然,如果能准确划分继电保护动作区域,使上下级之间不发生保护区重叠,继电保护选择性得以满足,可不需增设第二段保护。
(4)串供较多的变电站不带方向的输电线路保护如何配置?
问题描述:对于串供较多的变电站,继电保护配置上存在两点问题:一是时间阶梯不能确定(上级电网时限已有限额要求),二是既可作为进线电源又可作出线电源的同一点保护,既可能带一座、两座或者更多变电站的情况,保护配置较为复杂。
分析:串供变电站的运行方式变化较复杂,继电保护定值调整也会随之增加。在继电保护装置未满足要求或者继电保护试验装置不满足方向性的情况下,可按该继电保护装置最大运行方式(即承担最多变电站)来整定计算,按最小运行方式(即承担最少变电站)来进行灵敏度校验。通过该变电站或其他变电站自身保护来补充输电线路继电保护选择性的不足。
(5)自动重合闸
设备可靠性与供电可靠性的比较,是自动重合闸投与不投的关键砝码,输电线路多为瞬时性故障,自动重合闸成功率可达80%以上,所以10kV线路可投入重合闸前加速的三相一次重合闸。投入重合闸有四点问题,1.断路器遮断容量不足,造成断路器抗二次冲击的绝缘强度降低;2.对线路的二次伤害引起故障扩大;3.因电容器电压不能突变造成残压与重合电压叠加而增大合闸涌流;4.高压电机在立停立起时受到的启动电流冲击。解决这四个问题方法,1.统计断路器投切次数,定期做好试验;2.整定自动重合闸速动性;3.增设时间继电器让电容器延时放电;4、高压电机增设失压保护;自动重合闸对提高供电可靠性、经济效益是显而易见的,但对设备的伤害与增大检修人员维护量也不可忽视。小电流接地选线 目前,通过母线零序电压和相电压能判断是否接地及接地相,接地线的判断仍采用试拉排除法判断,如果10kV出线较多或涉及到重要电力客户,这将增加调度员工作量与降低电网供电可靠性。由于故障量与正常量的对比性较小,小电流接地选线的灵敏性是研发选线装置的瓶颈问题。
4.35kV变电站继电保护典型模型设计
因35kV变电站模型基本一致,可通过对继电保护工作原理及计算要求的熟悉,以实际的各类参数为基础,建立符合继电保护工作标准要求的应用程序,使整定计算工作得到最大限度简化。
继电保护整定计算表格的应用,大大降低了整定计算工作的工作量,每一点的短路容量及短路电流一目了然,便于继电保护整定计算人员进行短路点分析,能辅助不需要懂太多电力系统分析、潮流计算、继电保护整定计算的工作者较快速地掌握计算保护整定计算原理,快速适应继电保护岗位,对于"标准化"县级35kV电网来说,具有"典型性"软件的推广意义。
继电保护的灵敏度范文5
【关键词】电力系统;继电保护;发展趋势;维护
引言
电力系统安全可靠性是电力传输过程中的关键技术问题,也是电力技术人员热点关注和着力解决的问题之一。随着近年来电子及计算机通信技术的快速发展不仅为继电保护技术的发展注入了新的活力,同时也给继电保护技术不断的提出了新的要求。作为继电保护技术如何才能有效的遏制故障,使电力系统的运行效率及运行质量得到有效的保障,是继电保护工作技术人员需要解决的技术问题。
一、继电保护的定义与作用
所谓继电保护是指当电力系统发生故障或出现异常现象时,利用一些电气自动装置将故障部分从系统中迅速切除或在发生异常时及时发出信号,以达到缩小故障范围,减少故障损失,保证系统安全运行的目的:继电保护一般由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。
继电保护的作用可以简单的理解为:当电力系统的被保护元件发生故障时,继电保护装置能自动、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,而引发动作发出信号、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。
二、继电保护的基本要求
1、灵敏度
灵敏度表示保护范围内发生故障或者不正常运行状态时,继电保护装置的反应能力,通常是以灵敏系数反映出来的。继电保护设备在使用的过程中有必要的灵敏度,是支撑整个电力系统安全、可靠运行的重要条件。
2、选择性
最大限度的保证向无故障部分的持续供电,在设计和运行时都必须在可能的最小区间切除故障,表现为由距故障点最近的断路器动作切除故障线路,尽量减小停电范围,保证电力系统中没有发生故障的部分仍能正常运行供电。
3、可靠性
继电器在规定的保护范围内发生了属于其应该动作的故障时,保护装置不应拒动作。而在任何不属于其应该动作的情况下,保护装置不应该误动作。
4、速动性
为了防止故障的继续矿大,减轻其危害程度,加快系统电压的回复,提高电力系统的稳定性,在系统出现故障时,保护装置应该尽快的切出故障。
三、继电保护的作用及重要性
1、重要性。继电保护工作作为电网工作中的一个重要组成部分,其工作责任大、技术性强、任务繁重。继电保护工作人员每天面对诸如电网结构、保护配置、设备投退、运行方式变化及故障情况等各种信息,对它们进行正确的分析、处理和统计,工作十分繁重,并且上下级局之间、局与各厂站之间存在着许多重复性数据录入及维护工作。为了减轻继电保护工作人员的工作强度,提高劳动生产率,开发继电保护信息管理系统已成为电网发展的一个必然要求。
2、主要任务。电力系统继电保护管理系统的主要任务是对继电保护所涉及的数据、图形、表格、文件等进行输入、查询、修改、删除、浏览。由于管理对象层次多、结构复杂、涉及几乎所有一、二次设备参数、运行状态、统计分析、图档管理甚至人事信息等事务管理,各层保护专业分工较细,这使得数据库、表种类很多,利用管理系统可大大提高工作效率和数据使用的准确性。
在电力系统中,存在如保护装置软件设计不完善、二次回路设计不合理、参数配合不好、元器件质量差、设备老化、二次标识不正确、未执行反措等诸多原因,导致运行的继电保护设备存有或出现故障,轻则影响设备运行,重则危及电网的安全稳定,为此,必须高度重视继电保护故障排除,认真、持久地开展好继电保护信息管理工作。在电力系统被保护元件发生故障的时候,继电保护装置能自动、有选择性地将发生故障元件从电力系统中切除掉来保证无故障部分恢复正常运行状态,使故障元件避免继续遭到损害,以减少停电的范围;如果被保护元件出现异常运行状态时,继电保护装置能及时反应,根据维护条件,发出信号、减少负荷或跳闸动作指令。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危害程度规定一定的延时,以避免不必要的动作。同时,继电保护装置也是电力系统的监控装置,可以及时测量系统电流电压,从而反映系统设备运行状态。
四、电力系统继电保护常见问题
就电力系统继电保护本身来看,继电保护通常能够通过自动化调节使得电力系统的故障能够在最短的时间控制在较小的范围内。并且将相关故障设备进行故障切除,然后上报至电力监控系统,使得电力维护人员对相关故障有针对性、快速的解决。从另一个方面来看,电力系统继电保护可以大大的降低电力元件的损坏,这对电力系统的稳定发展具有着重要意义。由此可见,加强对于电力系统继电保护的研究与管理,对于社会经济发展以及人们生命与财产安全具有着重要意义。继电保护技术常见的问题有以下几种:
1、电流互感饱和对配电系统的影响
随着配电系统设备中断负荷的不断增加,如果电力系统发生短路,其短路电流很大,当系统靠近终端设备区发生短路时,电流可以达到或者接近电流互感器单词额定电流的百倍。
继电保护的灵敏度范文6
关键词:保护;区分;电气;仪表
所谓微电网,指分布式发电、能量变换装置、储能装置以及有关负荷等组成的发电系统。当微电网接入后,会引发电力系统保护新问题。微电网会随着渗透率和DG数量的不断增加,内部潮流的方向有可能发生改变,进而影响了整个电力网络。微电网在并网运行过程中,其潮流是呈双向流动的状态的,而常规配电网的流动特征会受到并网时双向流动的影响发生改变。另外,在进行微电网接入时,必须要运用到电力电子技术,并以“柔性”的方式进行微电网的接入。由于微电网的电源特征不同于平常发电机,在接入微电网后,配电网的继电保护与低压配电都将受到微电网的影响。
1 微电网接入影响
1.1 对常规配电网保护的影响
当微电网与配电网接入时,会改变配电网原有的电流量及流向,从而降低其保护的灵敏度、拒动以及误动。针对灵敏度,并非全部降低,部分保护灵敏度会得到增加。
如图1所示,当K3出现接地故障时,受MG分流作用影响,B3所受故障电流减小,并且灵敏度出现降低。但K2出现接地故障时,B4将会顺着MG的故障电流流动,增加保护B4的灵敏度。
1.2 对配电网继电保护影响
常规配电网一般是10kV,其运行方式有两种,分别是单向辐射型网络式和环网型开环式。传统的单端电源过流保护没有方向元件,当DG接入后,配电系统会发生转变,成为多电源网络,配电网的潮流分布在运行过程中会出现变化,同时,故障后短路电流量及流向与分布都会受到影响而产生不同程度的变化,打乱传统保护的配合关系,新的需求将无法从保护行为与性能上得到满足。随着DG的接入,形成两侧电源,这等于在配电网接入了一个常规发电机,所以,会像传统两侧电网那样,对继电保护的影响依然是相邻线路保护误动问题,重合闸无法顺利熄弧,导致重合失败问题。
2 微电网接入配电网的保护对策
2.1 配电一次设备与继电保护要求
由于微电网接入后,快速的故障隔离要求无法从传统配电一次设备上得到满足,所以,需要将配电网一次设备进行以下调整:对每个10KV以上的配电网都设置断路器。对0.4KV低压配电网全部配置可支持外部遥控功能的断路器。最后在进行微电网的接入时,不要改变原来原来0.4KV低压配电网的接地方式,结合DG接地情况再进行施岛运行。
2.2 区域差动下的继电保护方式
(1)区域差动主保护。可以根据差动保护对象将10kv电压配电网分化成多区域,然后再进行保护。区域差动保护主要通过启动判据和比率制动判据组成与门出口。考虑到微电网中只能采集单元的局部控制层、配电网调度层配电网调度系统与中央控制区域差动保护这三层结构的区域差动保护,应考虑网络构建的一致性。为了使其可靠性能有所保障,区域差动保护集中控制层采用双冗余配置。实质上差动保护网络指的就是通过收集和分配系统以及状态信息区域中的每个节点的电流差动保护,最终实现以最快的速度完成故障自动定位与故障隔离;(2)后备保护。在区域差动保护过程中,如果配置发生故障而失灵,此时后备保护会从临近断路器将故障隔离。对超过10KV(包括10KV)的配电网系统实施双套区域差动保护,可以使其灵敏性、可靠性及运作性得到保障。从“对主保护进行强化、对后备保护装置进行简化”这一原则来看,可以用简单的带时限过流对配电网系统进行配置,然后通过智能采集单元来实现预防主配电网丧失防护的作用。
实时智能采集单元配置后备保护功能,线路就地采集单元配置距离是线路与母线的后备保护,然后为了使变压器具备后备保护,可以将过流保护装置在变压器就地采集单元。将定值限方向过流保护配置到配电升压变压器的高压侧。变压器内部故障有了后备保护,低压母线故障的灵敏性也有了保障。装置定时限过流保护的配电降压变压器可以按躲过最大负荷电流整定。
2.3 如何对反方向阻抗继电器的低压配电网实施继电保护
DG馈线单元配置对低压配网系统是非常重要的,尤其在低压配网系统具备微电网的条件下,缺少DG馈线单元配置就会形成负荷出线,就会导致正方向阻抗继电器丧失延迟出口,最终使保护线路发生故障。若有DG馈线单元配置器、反向配置时,延时现象没有在正方向抗阻继电器中出现,反方向抗阻继电器将延长0.5秒释放,其对低压母线故障有较好的保护作用。正方向阻抗继电器根据避免设置最大负荷设定值,当线或白色出现短路时,此时继电器动作的延时将为0秒,出口跳跃线路断路器。
在相反方向的阻抗继电器,按躲过变压器高压侧短路,或者根据避免高压侧出口速度故障保护终端短路的设定值,设定值小,其保护变压器内部部分范围(或高压线,低线),固定值不能太大,避免误操作时,高压侧短路。这个距离保护配置,在微电网投入运行是电网运行和关闭,可以起到保护的效率,是一种微电网在离网运行时的保护,在微电网并联运行时,0.4 kV低压系统可以跳机保护断路器。
3 工程实践
通过用微电网来接入配电网集中保护控制装置,可以将继电保护功能大幅度提升,使其在定位、故障识别与故障隔离等功能上都得到了保障,另一方面,为了使分布式电源能够在多电源及运行状态下将微机保护作用发挥出来,应根据微电网系统制定一系列处理措施。除此之外,微电网保护配置方案已经得到国家电网的许可和认证,证明该项目含有微电网的智能配用电系统控制保护功能。