继电保护案例分析范例6篇

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继电保护案例分析

继电保护案例分析范文1

【关键词】继电保护;二次回路;相关问题

在电网运行的过程中,微机保护装置得到了广泛的应用,并起到了重要的作用,对电网安全运行有很深远的意义。二次回路中存在的问题可能造成继电保护装置出现误动、拒动等情况,影响继电保护装置的正确动作。在220kv以及以上电网运行中,二次回路出现的问题相对于继电保护来说要严重的多,所以更需要特别的注意。

1 电磁干扰引起继电保护装置误动

静态保护装置在电网运行中大量使用,此过程中电磁干扰造成二次设备不正确动作严重影响了电网的正常运行,继电保护装置以及其它电力设备系统制定了严格的抗电磁干扰标准与章程,并执行了一系列的反事故处理措施,但是电磁干扰问题依然存在。为了保证继电保护装置能够在电网运行过程中安全稳定运行,需要继电保护装置电磁兼容性强,并且要不断提升装置其他部分的抗干扰能力。

开断直流电流过程中的电磁干扰时常见的继电保护电磁干扰。主要指的是,在开断直流电流过程总,直流控制回路中的线圈会产生高频电压,这样就会周围统一电源系统的其他设备以及回路造成电磁干扰,从而影响回路发挥正常的作用,降低继电保护动作正确率。

如,某变电所500kv线路中5022、5021开关以及母联234开关同时发生跳闸,系统无冲击。跳闸时,0号变电源检修刚刚结束,并能够正常运行。三个跳闸开关上同时发出了第二组跳A、跳B、跳C信号,线路中的其他继电保护装置都没有发出动作信号。

根据现场调查分析可以发现,当三个开关跳闸时,通过其二次装置上信号灯显示说明,三个跳闸开关都是经过操作箱出口时,各自的第二组回路出现跳闸现象。这三个开关的第二组回路的电源都是来自于第Ⅱ段直流母线。0号变电源检修并正常运行后,2号USB装置的直流、交流电源切换频繁,导致电源切换接触器频繁的发出动作。三个跳闸开关回路以及主变保护的回路电源都来自于第Ⅱ段直流母线,并且主变保护与USB电源在同一个配电房间内。

利用专用的仪器对2号USB装置直流输入接触器动作时间进行测量,可以得出接触点闭合时间是35毫秒,断开时间为456毫秒。这两个时间与500kv线路中的两个开关操作箱事故追忆报告上的变位规律基本一致。对装置的接触器动作电压进行检测发现,电压为238V,其动作返回电压值为244V。利用电压表以及秒表,对USB输入电源交、直流切换过程的时间以及直流电压变化进行检测。得出了下面的跳闸原因:2号USB装置在交直流切换的过程中,由于电源切换接触器动作频繁,引起了较大的电弧干扰,这种电弧干扰持续的叠加到电源母线上。并且由于主变保护的回路与USB回路在同一房间内,当启动操作过程中,继电器跳闸,导致三个开关相继跳闸。但是其他的开关没有与主变保护装置的电缆箱联接,所以没有发生跳闸现象。

对于这种现象的防范措施包括以下两个方面:(1)USB装置在交直流电源切换过程中,应该采用无触点切换方式。(2)可以考虑将控制回路电源与USB电源进行隔离,能够有效避免电磁干扰对二次回路的影响,保证继电保护装置能够安全稳定运行。

2 电压互感器二次回路断线故障以及多点接地故障

2.1 电压互感器二次回路发生断线故障

断线故障是电压互感器常见的故障之一,按照断线的对称性可以分为两种情况,及对称断线(三相断线)以及不对称断线(一相、二相断线)。其中三相断电是电压互感器在运行过程故障情况最常见的,发生三相断线主要是由于外力破坏;一相或二相断线发生的原因有很多,包括二次电缆质量损坏、接线端接触不良等。

对于对称断线,也就是三相断线来说,就是a、b、c都出现了断线情况,那么继电保护装置也就无法获得电压。

对于不对称断线来说,情况较为复杂,也可能是发生了一相断电,也可能是二相断电。下图(图1)感器二次回路中发生a相断电时电压的向量图:

图中的实际电压用虚线表示,测量电压用实线表示。由图可知,a相断线,所以测得a相的电压值为0,但是图中的L线并没有收到干扰,其电压值与正常运行时一样,保持几乎为零的状态。

对于二相断线(L相正常)电压值保持正常,L相电压值依然保持正常。

当L相出现断线情况时,L相的测量电压值为0,但是由于在电压互感器正常运行状态下,L相的电压值就很小,几乎为0,所以L相断线故障很难被发现。

2.2 电压互感器二次回路发生多点接地故障

多点接地故障也是电压互感器二次回路运行中常见的故障之一,这种故障的发生,一般都是因为二次回路中的某处绝缘体被破坏,导致了接地点增多,从而引发故障。电压互感器正常运行下的中性点会因为多相接地发生偏移,从而改变了三相电压值,并导致零序电流的出现。具体的故障时电压向量图如下图(图2)所示:

发生这种多点接地情况,在中性电压线的阻抗作用下,所产生的零序电流就会发生流动,流动的方向时中性线偏移的相反方向,两相接地时,两者之间的电压以及电阻偏移量决定了零序电流值的大小。这种故障引起的电压偏移现象只会对相电压造成影响,而对于线路的电压则不会造成影响。

3 总结

电力系统运行过程中,继电保护起着保护电路运行的作用,发挥着不可或缺的功效。继电保护装置的正常运行与否,关系着整个电力系统的运行可靠性,对电力企业经济效益也有重要的意义。继电保护中关键的部分是二次回路,其是继电保护可靠性稳定的技术保证。但是在电力系统运行的过程中,继电保护二次回路往往存在一定的问题,影响保护装置动作的正确性,容易导致电网运行故障,这就需要相关的技术人员,对继电保护二次回路不断的研究,加强对二次回路的检修,及时的发现回路中存在的缺陷以及安全隐患,采取有效的措施进行防范,保证继电保护能够发挥正常的作用,提高电网运行的安全稳定性。

参考文献:

[1]戴向伟.继电保护中二次回路问题及事例研究[J].电力建设专栏,2010(2).

继电保护案例分析范文2

关键词:塔式起重机;维护保养;安全管理;要点

1导言

塔式起重机具有起升高度高和覆盖较广的特点,起到垂直运输的作用。不过同样具有重心高和危险性大的特点,因此容易造成各种事故。本文将结合现状,就塔式起重机的维护保养和安全管理进行分析,并给出相关的注意事项,希望起到一定的帮助。

2塔式起重机的维护保养

虽说各类塔式起重机都有配套的使用说明书和维护保养手册,但施工现场往往因为操作人员水平残次不齐或责任心不强,根本没按规程进行维护保养作业。管理者也懒于攀爬,检查流于形式,尤其对外租塔式起重机的使用更是不闻不问。为了提高设备的全面质量管理水平,笔者认为对于塔式起重机的维护与保养时,首先应掌握塔式起重机基本组成及其功能,其次维护、保养检查时分部位由大到小,由小入微,有序进行。

2.1塔式起重机钢结构部分的维护与检查

主要构件:主要有机座、标准节、回转上、下座、平衡臂、起重臂、塔尖等,由于钢结构长期日晒雨淋,又受力较大,容易出现锈蚀、变形、裂纹、弯曲以及松脱等现象,要仔细观察,逐项检查。零部件:重点检查构件连接板、螺栓、销轴磨损以及等情况,特别是螺栓,维护时必须按力矩要求拧紧。

2.2塔式起重机工作机构的维护与检查

起升机构主要包括电动机、制动减速器、卷筒、钢丝绳以及吊钩等零部件。电动机主要检查接头、桩线是否牢靠以及电压不稳引起电机发烫现象;制动器减速器主要检查制动是否灵敏,制动片磨损情况以及减速机齿轮油是否需要更换或补充;卷筒主要查看钢丝绳防脱装置、卷筒是否有裂纹,钢丝绳和钢丝绳是否有断丝需要更换情况;吊钩主要检查保险装置以及滑轮销轴磨损、情况。

变幅机构主要检查变幅小车车架是否有裂痕或焊接部位有无脱焊情况,轮轴、行走轮、导向轮、钢丝绳承托轮磨损情况,钢丝绳的以及检修挂篮连接是否牢固等。

行走机构主要检查滑轮防跳槽装置、行走限位距离、轨道挡板、销轴是否牢靠、轨道端部挡板装置是否牢固以及安全距离是否标准等。

回转机构主要检查减速器是否有漏油现象,回转有无异响,回转制动灵敏度以及齿轮油够不够等。

2.3塔式起重机电气系统的维护检查

电气系统主要包括电动机、控制器、配电柜、连接线路、信号、照明装置等,日常重点检查电气保护装置,其主要有接零、接地、防雷以及失压、欠压、短路等保护,线路接头是否牢靠,电线、电缆有无老化、损伤等。

2.4塔式起重机顶升系统的维护与检查

顶升液压系统主要包括液压泵、液压油缸、控制元件、油管和管接头、油箱和液压油滤清器等。日常检查主要是添加或更换液压油,并检查油管及其接头、安全阀、液压泵和液压缸等,发现问题应及时处理。

2.5塔式起重机安全装置检查

保护装置主要包括起重力矩限位器、起重重量限位器、起升高度限位器、幅度限位器、行程限位器、风速仪、吊钩保险、钢绳防脱装置等,要尽量把安全装置安装齐备,并做到有效控制。

2.6塔式起重机附着检查

主要查看附着焊接部位有无裂纹或脱落现象,查看附着是否牢固可靠。

3施工过程中,塔式起重机事故原因分析

3.1环境恶劣

塔式起重机对于天气、施工环境的要求比较高。在恶劣的天气中,原则上是不允许进行作业的,但是一些施工企业为了提高施工效率、缩短工期而强行使用因此造成大量的事故。同时塔式起重机基础对于施工地面的要求也比较高,严格杜绝将塔式起重机基础建立在积水、坑洼、不平等地面,避免基础不牢的情况发生。

3.2使用不当

塔式起重机的拆装和安装操作较为复杂,需要专业的操作人员进行操作,而且在操作过程中,也应该严格按照操作规范进行。一些企业为了降低成本,聘请证件不齐全的人员操作,而且对操作人员的培训不规范,致使在使用过程前拆装不当、安装质量不合格的情况出现,为塔式起重机安全使用埋下隐患。

3.3管理不善

塔式起重机的管理与使用同样重要,要想保证塔式起重机安全使用,避免机械事故,就必须重视日常的管理维护。但是一些施工企业超长时间使用,造成工作负荷过重,影响使用效率与使用寿命,增加了发生事故的概率。

4塔式起重机安全管理

4.1塔式起重机基础注意事项

塔式起重机基础对于塔式起重机而言至关重要。如果塔式起重机基础存在某些问题,就可能导致塔式起重机出现不稳定的情况,造成重大安全事故发生。通常可以将塔式起重机基础的问题主要归为以下几类。其一,由于混凝土强度没有达到相应要求,工地为了抢工期往往忽视这一点而进行草率安装。其二,地耐力没有达到正常水平,在这种情况下安装塔式起重机,可想而知可造成何种结果。其三,在塔式起重机基础开挖,容易引起滑坡,严重的还会导致位移出现;或者在开挖后,会形成大量积水,导致不均匀沉降发生。

塔式起重机基础稳定与否,关系到塔式起重机能否实现抗倾覆。据调查可知,倾翻倒塌是塔式起重机的最大事故。所以必须保证地耐力符合要求,同时混凝土强度必须在设计值的80%以上(含80%),这样才能更加有效地保证塔式起重机基础符合要求。对于地下室工程而言,塔式起重机基础应运用相应措施进行特别处理,比如在塔式起重机基础下进行打桩,将桩端钢筋牢固焊接于基础地脚螺栓。除此之外,平整和夯实混凝土基础底面。在严格按照塔式起重机基础的设计图进行施工,对地脚螺栓尺寸严格要求,使其保持露出地面的足够长度。同时还应在安装前处理好塔式起重机基础的表面,防止在基础附近内乱挖,以免出现位移或不均匀沉降。

4.2塔式起重机的安全距离

进行平面布置时,应该绘制塔式起重机的平面图。特别对于一些房地产开发小区,塔式起重机较为密集,需要我们对相邻塔式起重机的安全距离加以考虑。不论是在水平方向,还是垂直方向,都应确保相邻塔式起重机之间存在2米以上的安全距离。同时,相邻塔式起重机的塔身与起重臂不得干涉,应该确保在风力过大的情况下塔式起重机仍能自由旋转。对于塔式起重机后臂而言,其与相邻建筑物的安全距离应至少为50厘米。

4.3安全检查

在安装前和使用中,塔式起重机都需要进行安全检查,避免各类事故的发生。比如,应该定期使连接螺栓进行预紧处理,钢丝绳应做好保养,电气控制线路应具有良好的绝缘性能。塔式起重机操作人员和维修人员应该根据要求对塔式起重机进行相应的定期检查,特别对于一些相关易损器件,一旦发现问题应该及时进行处理。

5结论

综上所述,抓好塔式起重机的维护保养和安全管理是确保塔机安全和安全生产的根本保障,也是建筑施工企业保证施工质量和进度,创造良好经济效益的前提。

参考文献:

[1]欧阳蒙. 塔式起重机的安全保障技术研究[J]. 建设机械技术与管理,2010,02:78-82.

[2]赵江华. 浅析塔式起重机日常管理中应注意的安全问题[J]. 建筑安全,2010,07:52-55.

继电保护案例分析范文3

[关键词]CRH380D型动车组 电路安全保护 安全可靠

中图分类号:U22 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)10-0264-02

引言

CRH380D型动车组的电路安全保护是基于既有CRH1型动车组来进行设计的,但CRH380D动车组整体电气原理相对既有CRH1型动车组更复杂,因此,对于电路安全保护的要求更高,在前期设计阶段联合庞巴迪德国公司做了大量的调查研究,庞巴迪还借助宇航集团的设计验证方法在德国设计中心为CRH380D控制系统搭建了1:1“铁鸟”试验台,通过模拟电气线路运用环境,进一步完善了电路安全保护的设计原理,为后期电路安全保护的细节设计提供了大量宝贵的数据支持。

1.电路特点

1.1 直流供电

CRH380D型动车组直流供电由4组蓄电池和4个充电机提供,一组蓄电池和一个充电机称为一套,4号车、5号车各2套,通过并联模式将DC110V电源向各级供电母线供电,任何一组出现故障不影响列车车辆正常运行。DC110V电源从车辆总线分配到车辆负载,主要负载包括列车控制和管理系统(TCMS)、门系统、无线电、控制元器件(如:断路器、继电器、按钮开关等)、照明等,每路负载均通过断路器进行保护,为防止故障扩大,在蓄电池充电机与总线之间用断路器进行保护。

1.2 交流供电

CRH380D型动车组车上交流供电由4个辅助变流器ACM提供,1、3、6、8号车各一套,通过并联模式将三相四线制AC400V、50Hz电源提供到车辆总线,供列车交流设备使用,主要负载有列车采暖、通风和空调、变流器电机和变压器的冷却、蓄电池充电机等,每路负载均通过断路器进行保护。

2.保护措施

为了保障CRH380D型动车组安全运行,在电路安全方面针对不同的负载采取了多种安全保护措施,确保设备安全稳定可靠。

2.1 电线电缆保护

电线电缆的截面积是根据预期的工作条件(如电流、电压降、环境温度、敷设方式等), 经过计算而确定的,应充分考虑负载短路和短时过载。动力线槽中的电缆采用分层并排铺设,每层与每排电缆之间都有一定距离,便于散热,以防止热量聚集造成的安全隐患。选用连接可靠的笼式和螺柱式接线端子排,进行内部分线和外部连接。对于不同的电器件和连接器,选用适合的端子和压接针,以保证连接的可靠性,防止因接触不良放电打弧造成安全隐患。

2.2 级联保护

CRH380D动车组使用断路器对大多数的负载设备做短路及过载保护。并且采用多个断路器级联保护。为了能够使选择的断路器在系统发生故障时起到保护作用,确保下级断路器动作要快于上级断路器动作,需要根据负载设备的电气性能及特性来对断路器进行选型。下面以Tp2车辅助交流供电系统为例来进行说明。如图一所示。当车内一位端通过台插座发生短路故障时,负责控制该插座的断路器33-F71会立刻脱扣提供一级保护;如果车内一位端通过台插座发生漏电故障时,负责控制该区域插座的漏电保护断路器33-F07会立刻脱扣提供二级保护;如果提供二级保护的断路器33-F07或线路发生短路故障时,负责控制该分支母线的断路器33-F01会立刻脱扣提供三级保护。

车上电气柜、车下分线箱内分别设有断路器指示回路。每个断路器的辅助触点串联,当某处断路器脱扣,将向列车通信与管理系统(TCMS)发送故障信号。列车智能显示单元(IDU)将显示B类故障报警及故障所在位置。

2.3 针对不同系统特性采用组合保护方式

针对不同的系统特性,我们采用了组合保护方式确保设备安全工作。下面分别以直流和交流供电系统为例阐述保护方式。

2.3.1蓄电池保护

1)蓄电池线路保护

蓄电池通过断路器实现线路保护。蓄电池供电系统结构框图如图二所示。

2)蓄电池放电保护

蓄电池深度放电可能导致蓄电池性能降低。蓄电池深度放电的5分钟之前,IDU显示一条相应的警告。当电池容量低于10%时不再能够开动列车。

3)蓄电池温度保护

蓄电池温度通过装在蓄电池上的温度传感器进行测量,经FMS90管理系统将信号发送到TCMS。

2.3.2充电机保护

充电机电路原理框图如图三所示。蓄电池充电机检测诸如输入过压或欠压,输出过压、过流、短路,电池和散热片温度过高之类的错误状态。蓄电池充电机确保在任何输入条件下,包括任意时间内的电力中断,外部连接负载或蓄电池都没有临界电压出现。输入保险丝F1~F3保护电源模块,保险丝F4、F5保护控制模块,以防内部短路。

2.4 接地保护

CRH380D动车组不但有严格的短路及过载保护方式,而且有安全的接地保护,保证系统故障时,不发生人身事故及火灾事故。

2.4.1 DC110V系统接地

直流辅助供电系统为确保可靠接地,负线在拖车(T2或 Ts2)车通过两点直接接地,为避免杂散电流引入,两点相邻(见图四所示)。负线电源侧直接接地,确保正线的任何一点接地均可被及时监测到,负线已接地因此不需再做监测,可以减少相应的维护工作量。同时所有电气负载的可导电表面也都可靠接地,确保直流辅助供电系统处于TT模式。接地框图如图四所示。

2.4.2 AC400V系统接地

辅助变流器ACM的输出通过接触器与外部三相母线实现连接、断开。辅助变流器ACM内部接触器闭合前,N线直接接地,同时所有负载的可导电表面可靠接地,确保正常工作时交流辅助系统处于TT模式。接地框图如图五所示。

2.5 设备保护

2.5.1电机运转类设备保护

变压器冷却风机、油泵、主压缩机、牵引风机和空调风机之类的运转设备由于自身特性,一般选用具有过载保护、短路保护和缺相保护的电机起动器进行保护。

下面以Tp2车变压器冷却风机、油泵的保护方式为例进行描述,如图六所示。变压器冷却风机、油泵由车辆总线供电,冷却风机供电保护方式:

从车辆总线到车下分线箱,线路由辅助变流器ACM进行保护;

从车下分线箱到变压器控制箱,线路由断路器进行保护;

从变压器控制箱到变压器冷却风机、油泵,线路由电机起动器进行保护。

电机运转类负载均设有单独的检测回路。当电机保护器脱扣,或接触器故障时,结合设备起动命令状态,列车通信与管理系统(TCMS) 可以判断其工作状态,列车智能显示单元(IDU)可显示故障报警及故障位置。以变压器冷却风机为例, 如图七所示。TCMS根据MIO接收的故障状况可做出相应的处理。如高速回路故障,则切换到低速,反之切换到高速。同时故障则封锁该设备

2.5.2非运转类设备的安全保护

a.车内电加热器

车内电加热器在空调控制柜内设有过流保护的继电器,在电加热器内部还设有超温保护探头,可以在加热器温度过高的情况下及时断开电源,保证设备的安全。

b.车内电开水炉

车内电开水炉自身带有的断路器提供一级保护,在交流配电柜中设有断路器提供二级保护。

c.水系统伴热线

通过带剩余电流保护功能的断路器,为水系统的伴热线的绝缘故障提供保护。

d.插座

考虑车上工作人员及乘客的人身安全,选用带剩余电流保护功能的断路器为车内插座电源线及负载的绝缘故障提供保护。另外,还对插座进行分区控制,当某一区域插座发生故障时,不会对其他区域插座的使用造成影响。以Tp2车为例,车内插座分布及控制如图八所示。

e.厨房设备

所有厨房设备,包括咖啡机、收银机、吧台插座等负载供电均由厨房电控柜统一控制。厨房电控柜集中放置系统所用断路器及其他电气元件,控制各个设备的供电,并有系统状态指示。

继电保护案例分析范文4

关键词:智能电网;智能变电站;继电保护

随着科学技术的不断发展,行业创新层出不穷。在此背景下,国家电网公司也开拓创新,大力发展建设智能电网。在智能电网的建设中,变电站是电网建设的关键环节,要顺应智能化的发展趋势,使智能变电站成为建设的重心,而智能变电站最终实现高效运作,离不开配套的继电保护装置[1]。文章讨论了智能变电站继电保护中的关键问题,并就如何提高继电保护的可靠性提供了一些建议。

1智能变电站概述

智能变电站是指使用数字化智能设备的新型变电站,其配套的智能化装置可自动收集、监视和控制电网信息,并操控电网,从而使电网系统能够实现智能调节[2]。智能变电站的结构如图1所示。智能变电站是变电站的最终发展模式,采用了智能终端柜和合并单元的模式,使保护就地化,具有保护可靠性高、智能化程度高、维护工作量少的优点[3]。针对智能变电站这一综合、复杂、智能化的新生事物,运行人员需要认真学习智能站的运维细则,刻苦钻研智能站的信息流图,吃透其原理和内部逻辑,成为一个合格的智能变电站运维人员。

2智能变电站继电保护的要点

2.1可靠性

继电保护的可靠性主要包括以下两个方面:(1)保护的选择性。当智能变电站发生保护区域内故障时,应及时采取保护措施。(2)保护的可靠性。在电力系统正常运行时,保护装置应避免误动或异动[4]。随着整个电力系统的自动化和数字化,电子信息技术正逐渐成为智能变电站的核心。鉴于此,信息电子设备必须被正确应用在继电保护中。许多因素会影响电子设备的稳定性,如设备电池的兼容性和设备的使用频率,这些都会影响继电保护的可靠性。为确保智能变电站继电保护的高可靠性,必须使用高稳定性的光缆,并采取措施减少来自电子设备频率的干扰。因此,有必要研发更先进的电子信息技术,并将其应用于智能变电站的继电保护系统自检,确保能及时响应系统的错误告警,采取预控措施。电网故障诊断的流程如图2所示。此外,应建立数学模型以定量分析继电保护的可靠性[5]。

2.2实时性

实时性是电力系统智能变电站继电保护的重要性能指标[6]。在数字采样的过程中,数字采集器可能在某些因素的影响下产生时间误差,在传输过程中发生严重的数据丢失。基于以上原因,在电力系统的采样过程中,采样方法应科学可行,应预估产生错误的可能性,再实施采样。在实际操作的过程中,应并行计算采样结果,以尽量减小采样结果的误差和减少延迟,从而全面提高继电保护的实时性。

2.3同步性

在传统变电站中,变压器等电力设备的使用不需要通过时间函数同步,因此传统电力系统缺乏同步保护[7]。智能变电站的信息采集依赖数字化的方法,因此继电保护需要同步。有以下两种方法可以提高智能变电站继电保护的同步性:(1)将同步检测装置和差动保护装置用于线路保护,由于同一条线路的本侧和对侧的同步装置收集的是来自不同变电站的信号幅值和相位,因此最重要的是要确保整个系统的保护同步和正确执行;(2)电力系统实施过流和过压保护,这两个保护功能很容易实现,只需在继电保护系统中输入正确的定值,保护功能实现期间不需要同步过程。

3提高智能变电站继电保护可靠性的策略

3.1加强对变压器的保护

在电力系统中,电力设备的额定电压是固定的。当系统电压高于或低于额定值时,将对系统和设备产生不良的影响。电力系统中最重要的调压装置是变压器,它也是继电保护中的重要装置。因此,将数字式电压互感器装置用于智能变电站继电保护系统时,变压器可采用分布式配置方式,以充分利用继电保护中的差动功能。此外,智能变电站可通过集中配置变压器装置实现后备保护,以加强智能变电站继电保护的可靠性。

3.2保护电压延时元件

智能变电站在日常运行中很容易受到外部因素的影响,如电流、电压因素等,任何异常状态都可能导致不必要的跳闸或电流过载问题。虽然过载电流与正常电流没有明显区别,但是,在电流过载的情况下,如果智能变电站同时发生外部干扰的故障,跳闸的可能性会很大,这将严重威胁智能变电站继电保护的动作可靠性。为此,在智能变电站的系统电路中采用电压限制延迟动作元件时,需要通过计算每条电路的电流量准确计算总电流量,如果系统中出现过载电流问题,系统就可以立即发出告警信息,所有相关分支系统会实时激活保护命令,从而显著提高继电保护的可靠性。

3.3加强线路保护

在电力系统中,线路的保护极为重要,线路保护不仅可以有效保护各级电压中的单元间隔,切除站外的故障,而且在电力系统的控制、测量、通信监控等功能实现中起着重要作用。在继电保护中实施正确可靠的线路保护配置工作,可以显著提高整个系统继电保护的可靠性。因此,技术人员应做好线路保护的正确、有效配置。可以采用垂直差动联动保护方式,这种保护方式灵敏、可靠,基本可以使所有的系统线路得到有效保护。垂直差动联动的原理如图3所示。当线路正常运行的时候,线路电流I1、I2的大小相同、方向相同,差动电流为零;当线路上发生接地故障时,I1、I2的方向发生变化,差动电流达到保护启动值。在线路保护中,差动保护动作主要有主保护和后备保护两种保护方式。在两者有效结合的情况下,如果线路中任何一个保护出现问题,配置的另一个保护都能及时动作、切除故障,从而提高电力系统的可靠性。

3.4完善线路保护机制

目前,智能变电站继电保护的主要方法是加强双重保护配置。对于后备保护,可以采用集中配置实现调节,以避免交换机故障。同时,在线路保护相邻区间和整个系统中应用双向总线,可以便于利用后备保护反馈保护信息,通过后备保护可以判断整个电网的运行情况,并对问题进行预处理,从而防止事故发生。此外,技术人员还应制订合理的策略解决线路跳闸问题[8]。在目前的保护机制下,应努力寻找更多更完善、合理的技术,以实现智能变电站的技术调整。同时,需要根据电网的整体运行情况,科学有效地分析变电站内的设备运行方式,以确保运行计划科学合理,从而进一步提高智能变电站继电保护的可靠性水平。

4继电保护案例分析

4.1案例概况

2021年4月19日,某换流站极2的最后断路器保护动作闭锁。最后断路器一般用于换流变交流进线,最后断路器跳开前需要闭锁直流,以防对设备造成损坏,断路器保护以最后一个开关的辅助接点跳开作为检测判据。故障前,双极为全压600MW平衡运行,故障后,极2功率转移至极1,未造成功率损失。闭锁前,该站极2换流变仅带5041边开关运行,5042中开关正在进行某Ⅱ线扩建后的保护定检。经分析,故障原因为该站最后断路器保护存在软件缺陷,软件以跳开关的命令作为保护判据,而正确的逻辑应以开关的辅助接点作为判据。现场人员在校验时发现,开关失灵保护时发出了跳边开关的命令,而之前的安全措施已将失灵保护跳边开关的压板退出,因此边开关虽没有跳闸,但由于误采用了跳开关命令作为判据,导致了最后断路器保护误动作。

4.2电力条例

此案例涉及的相关电力条例如下。(1)最后断路器保护设计应可靠,应避免仅以断路器辅助接点位置作为最后断路器跳闸的判断依据,防止接点误动导致直流双极强迫停运。(2)新建、扩建或改建工程的继电保护和安全自动装置应零缺陷投入运行;在新建、扩建或改建工程中,继电保护和安全自动装置缺陷处理记录等资料在投运前应移交运维检修单位,由运维检修单位负责统计存档;对于工程质保期内发生的继电保护和安全自动装置缺陷,由建设单位负责处理,运维检修单位配合。(3)在设计保护程序时,应避免使用断路器和隔离开关辅助触点位置状态量作为选择计算方法和定值的判据,应使用能反映运行方式特征,且不易受外界影响的模拟量作为判据。若必须采用断路器和隔离开关辅助触点作为判据,断路器和隔离开关应配置足够数量的辅助触点,以确保每套控制保护系统采用独立的辅助触点。

4.3应对措施

此案例事故的应对措施如下。(1)继电保护检验人员应了解有关设备的技术性能及调试结果,并认真检验自保护屏柜引至断路器(包括隔离开关)二次回路端子排处的电缆线的连接的正确性及螺钉压接的可靠性。(2)对保护装置进行计划性检验前,应编制保护装置标准化作业书;检验期间,应认真执行继电保护标准化作业书,不应为赶工期而减少检验项目和简化安全措施。(3)对运行中的保护装置外部回路接线或内部逻辑进行改动工作后,应做相应的试验,确认接线及逻辑回路正确后才能投入运行。(4)对于试运行的新型保护装置,应进行全面的检查、试验,并由电网公司继电保护运行管理部门进行审查。(5)在现场进行检验工作前,应认真了解被检验保护装置的一次设备情况,相邻的一、二次设备情况,与运行设备关联部分的详细情况等,并据此制订检验工作计划。在检验工作的全过程中都要确保系统的安全运行。

5结束语

智能变电站继电保护的要点包括继电保护的可靠性、实时性和同步性。继电保护的可靠性关系到整个智能变电站和电力系统的安全稳定运行。因此,电力企业应重点关注智能变电站的特殊保护需求,不断加强变压器保护、电压限延时、线路保护机制等,以有效提高继电保护的可靠性,推动智能变电站和电力系统的发展,最终实现电网的持续、稳定、健康发展。

参考文献:

[1]蔡志峰.电力系统中电气主设备继电保护技术研究[J].光源与照明,2021(6):81-82.

[2]雍明月,张秉楠,高尚,等.变电站在线监测智能电子设备自动化测试研究[J].工程技术研究,2020,5(21):115-116.

[3]陈宇翔.智能变电站保护系统可靠性研究[D].广州:广东工业大学,2021.

[4]邬小坤,赵武智,牛静,等.一种智能变电站二次设备状态评价方法[J].电子器件,2021,44(3):664-669.

[5]刘元生,王胜,白云鹏,等.面向智能变电站的威胁与风险评价模型研究与实现[J].重庆大学学报,2021,44(7):64-74.

[6]李辉,张孝军,潘华,等.面向智能变电站通信网络可靠性研究[J].电力系统保护与控制,2021,49(9):165-171.

[7]朱寰,刘国静,李琥,等.“新基建”下变电站资源综合利用发展研究[J].电网与清洁能源,2021,37(3):54-64.

继电保护案例分析范文5

关键词:电力系统;继电保护;课程改革

中图分类号:TM7文献标识码:A 文章编号:1009-0118(2011)-12-0-02

一、前言

电力系统继电保护课程改革主要是从化课程设置出发,以继电保护的理论知识及其综合运用为目的,通过课程改革,不断强化学生巩固、加深和扩大专业知识,从而达到继电保护专业知识的灵活运用,理论联系实际,解决实际问题。

二、电力系统继电保护课程改革的必要性

电力系统继电保护是电力系统继电保护及其自动化专业的主要课程。但是目前针对该课程的教学仍然止步于以教师为中心的传统的教学模式上缺乏实践指导性,应向以学生为中心的教学模式改变。

(一)继电保护课程涉及广泛的其他专业知识,包括电工基础、电机学、电力系统故障计算等多方面的相关知识。然而继电保护课程教学只达到使学生初步掌握继电保护理论层面的知识。没有从根本上达到培养专业实用性人才的目的。

(二)基于现有继电保护教学的教材的不完善性,导致现有教学模式存在与实际脱节的情况,导致学生学不到真本事,造成专业性人才培养存在应用性瓶颈。

(三)继电保护课程的属性管辖不明,导致专业性教学得不到应有的重视。造成专业性人才就业不对接,学生缺乏深入学习继电保护知识的兴趣,教学达不到培养实用型人才的要求。

三、电力系统继电保护课程改革的基本思路

(一)加强理论教学,强化电力系统继电保护原理的学习

下面通过最简单的过电流保护装置为例,来说明继电保护的组成和基本工作原理。

1、线路过电流保护装置的原理。过电流保护的原理是通过线路中的电流增大来引起反应的一种保护装置。具体的工作过程如下:电流继电器KA的线圈是用于测量线路中的电流值和监视被保护线路的运行状态。它接在被保护线路电流互感器TA的二次回路上,如果出现线路发生短路故障,继电器的动作电流就会小于流经继电器KA线圈回路的电流,电流继电器就会立即感应,触点闭合,接通逻辑回路中时间继电器KT的线圈回路,时间继电器启动并经延时后触点闭合,接通执行回路中的信号继电器KS和断路器QF跳闸线圈YR回路,使断路器QF跳闸,切除故障。线路图如图1所示:

微机继电保护是以微型计算机为核心的,微机继电保护硬件包括以下五个部分:数据采集单元、数据处理单元、开关量输入/输出系统、通信接口、电源部分。其原理分析如下:

交流电压、电流经过电压互感器和电流互感器输入到计算机保护的输入通道。借助配置的多路输入通道,通过多路转换开关将每个输入电气量按输入时间前后分开,依次送到A/D转换器,然后将模拟量转换为数字量后输入计算机系统进行相应的运算处理,判断是否发生故障,通过开关量输出通道输出,经光电隔离电路送到出口继电器,从而接通跳闸线圈启动调整回路。

(二)强化继电保护整定计算能力训练,强化学习记忆

电力系统继电保护课程改革中必须加强整定计算的训练,强化学生记忆。例如电流速断保护整定计算公式时应运用合理的方法使学生面对复杂的公式形成简化清晰的记忆模式。

1、动作电流:Idz=KkI(3)dmax2

继电器动作电流:

其中:Kk―可靠系数,DL型取1.2,GL型取1.4

Kjx ―接线系数,接相上为1,相差上为√3

I(3)dmax2―变压器二次最大三相短路电流

Ki―电流互感器变比

Ku―变压器的变比

一般计算公式:按躲过变压器空载投运时的励磁涌流计算速断保护值,其公式为:

其中:Kk―可靠系数,取3~6。

Kjx ―接线系数,接相上为1,相差上为√3

I1e―变压器一次侧额定电流

Ki―电流互感器变比

2、速断保护灵敏系数校验:

其中:I(2)dmin1―变压器一次最小两相短路电流

Idzj ―速断保护动作电流值

Ki―电流互感器变比

四、改进电力系统继电保护实践教学的思考

(一)改革继电保护实践教学模式,培养学生的创新能力

从构建完善的继电保护实践教学体系出发,不断更新实践教学内容,从而提高学生的自主学习主动性,强化学生理论学习,有利于提高学生的创新性设计能力。

(二)强化实训,就业憧憬联动学习热情

定期安排学生到电厂、变电站等进行实训参观,通过课程与实训对接,使学生加强对课堂内容的理解,使学生对专业知识的应用充满憧憬,从而提高其学习热情。

(三)完善课程设计和毕业设计,培养学生的综合思维能力

完善课程设计和毕业设计评估体系,从全方位提高学生自主设计的能力,充分激发学生的专业综合能力,让学生积极参与实际案例分析处理、实际生产的设计、安装、调试和改造等,促进学生理论联系实践,真正做到顶岗实习、岗前达标的要求。

五、加快专业建设,优化课程设置

加强电力系统继电保护的课程定位、明确教学课程目标、更新完善课程内容、制定实用的授课计划和考核方案。

(一)通过对专业课程的学习,使学生初步建立起继电保护的概念、形成继电保护知识体系的基本轮廓和框架、了解继电保护整体运作模式,对继电保护的一般流程有初步的、比较清晰的认识。

(二)培养学生从继电保护分析应用的角度综合分析问题和解决问题的能力,重点掌握从事继电保护实际工作所需的基本能力和基本技能,促进其职业素养的养成和职业能力的培养,为将来从事相关工作打下基础。

课程优化要以继电保护工作过程为导向,以实践创新设计任务为载体,根据学生未来职业发展规律,考虑相关专业职业能力培养对于本课程的要求,将真实工作过程中的典型工作任务加以分解,将每个学习环节所涉及的内容细分成具体的技能和任务对学生进行训练,最终形成完整的继电保护教学管理体系。

六、完善教学方案,深化继电保护的教学改革,全面提高教学质量

以最新的行业技术人才要求为导向,制定继电保护课程教学实施方案。课程安排以帮助学生掌握继电保护专业知识与技能为定位,注重理论与实践相结合、知识传授与技能训练相结合。

课程改革后,教学方案设计要打破传统教学的章节设计,以工作流程为导向,将相关内容进行了取舍和整合,运用模块法将课程细分,针对教学任务分别设计相应教学情境,由情境引出任务,导入教学知识点,进而引导学生完成任务。设置案例教学,以使学生在有限的教学时间内迅速进入专业角色。根据教学方案设计教学课件。全面完善继电保护课程升级。

综上所述,通过电力系统继电保护课程改革的探究,提出新的教学方案,促进继电保护教学取得更好效果是当前继电保护教学的要求。全面促进学生理论联系实践,真正培养符合电力系统要求的继电保护技能型人才。继电保护的课程改革将在高校继电保护课程教学得到推广和使用。

参考文献:

[1]梁志坚,李啸骢.继电保护课群的优化与改进[J].中国电力教育,2008,(13).

继电保护案例分析范文6

【关键词】保护装置;运行环境;监控

前言

随着电网的不断发展,变电站自动化程度的不断提高,电子产品包括计算机等应用于我们的继电保护装置中,在我们的运行环境中,有些因素是我们不能掌控的,例如保护装置的运行时间,只要设备投入运行,保护装置在正常情况下是不会退出运行的,有些因素是我们运行维护工作应该做到的,例如运行环境和温度的调控,现行的保护规程规定了“保护室内环境温度应该保持在5℃~30℃,运行值班人员应根据季节与温度变化,及时调整空调,以保持保护室温度”,但是在运行中经常发生通讯中断、监控死机、保护装置异常等情况,这与设备的运行环境有着直接的影响。

本文通过具体案例,分析了环境温度对保护装置硬件,元器件寿命,保护定值和保护装置视频窗口的影响,最后结合实际经验给出了相关建议,提高继电保护装置的寿命和运行可靠性。

1.保护装置运行环境要求

通过对变电站保护室和保护装置的运行温度控制发现“保护室内环境温度应该保持在5℃~30℃”,但是保护装置的运行可靠性存在着明显差异,上述温度的规定还在沿用以前的保护规程规定,当时的保护应用程度还存在于电磁型、半导体、小型集成元件所组成,现在大型集成电路及计算机(服务器)应用于电力生产的保护装置中,对运行温度和环境提出了更高的要求。

参照许继的WXH-820A 110kV及以上输电线路的成套数字式保护装置的运行环境要求,环境温度:25℃~+55℃,24h内平均不超过35℃;贮运:-25℃~+70℃,在极限值下不加激励量,装置不出现不可逆变化,温度恢复后装置应能正常工作。相对湿度:最湿月的平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均最低温度为25℃且表面无凝露;最高温度为+40℃时,平均最大相对湿度不超过50%。

2.定值的自动漂移

引起继电保护定值自动漂移的主要原因有几方面。

(1)温度的影响

电子元器件的特性易受温度的影响,影响比较明显的需要将运行环境的温度控制在允许的范围内。

(2)电源的影响

电子保护设备工作电源电压的变化直接影响到给定点位的变化,所以要选择性能稳定的电源作为保护设备的电源,保证保护的特性不受电源电压变化的影响。

(3)元器件老化的影响

元器件的老化有一个过程,积累的结果必然引起元器件特性的变化,同时影响到保护的定值。

(4)原件损坏的影响

原件的损坏对继电保护定值的影响最直接,而且是不可逆转的。

3.保护装置的视频窗口(液晶屏)

液晶是一种特殊物质态,它可以一定温度呈现出不同于固、液、气三态的形态。用来制造显示器的液晶是热致液晶,该类液晶由温度变化而衍生出来,并且其光电效应受温度控制,所以存在使用温度。如果温度不在其使用温度范围之内,就等于摆脱了电场控制而不会有光电效应,从而出现各种问题。例如,温度过高液晶会变成液体,液晶屏出现高亮度;温度过低则冷却变成晶体,液晶屏出现黑屏现象!液晶显示器正常工作温度一般要在5℃~35℃左右,湿度保持在20%~80%为佳。

4.温度对保护装置的影响及建议

4.1 计算机环境温度要求

通过对上面案例分析和运行中的监测,对保护装置异常运行时的环境温度统计,如何控制保护室温度是保证保护装置正常运行和使用寿命的一个重要环节。参照计算机运行为例,在保护装置中计算机(服务器)担负着重要职能,其它的装置中单片机等应用也非常普遍。在我们运行的变电站中,保护装置几乎集中安装在保护室内,可以参照计算机场地技术条件。由上表可以看出温度的过高或过低及陡然变化对设备运行的稳定性、可靠性及寿命都有很大的影响。

4.2 对保护装置运行温度的建议

装置是否是运行温度越低越好哪?答案是否定的,湿度过低时,

装置内各种转动设备、活动地板等有磨擦的部位易产生静电和积累静电荷,当静电荷大量积累时,将会引进程序读写错误,烧坏半导体器件。在环境湿度较大时,会使装置产生凝露,当相对湿度大于65%时,物体表面就会附着一层厚为0.001~0.01μm的水膜,这种水膜看不见、摸不着。当空气处于饱和状态时,水膜会增厚到10μm。致使装置锈蚀、老化甚至电子元器件短路损坏。如蓄电池等保护室内低温下运行容量减小、充放电率会大大降低。当相对湿度大于50%,主要设备在一年之内或更短的时间里就可能失去可靠性或可靠性降低,如果相对温度的变化每小时大于6%,上述情况则更加严重。

通过对保护装置的运行监视和对二次设备、保护装置的运行要求和参照相关规定,为了提高保护装置的运行可靠性,建议将保护室夏季温度控制在22±2℃范围内运行,冬季室温控制在16±2℃运行,当低于14℃时可适当加温。如蓄电池单独安装时,保护室可维持室温运行。通讯机房、网络机房、监控机房的温度控制和运行条件也应符合GB2887-89的A级标准运行。

5.结束语

保护装置运行的环境温度对保护装置本身影响很大,严重时可能造成电网事故,影响电网的正常运行。本文通过具体案例,分析了环境温度对保护装置硬件,元器件寿命,保护定值和保护装置视频窗口的影响,并结合实际经验给出了相关建议,提高继电保护装置的寿命和运行可靠性。下一步,我们将结合电网负荷变化,将保护装置运行与环境温度、电网负荷变化结合起来,进一步提高继电保护运行可靠性。

参考文献