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继电保护装置的基本原理范文1
关键词:电力系统 ,自动化继电保护装置, 测试系统 ,IEC61850
中图分类号:F407.61文献标识码:A 文章编号:
Abstract: this article briefly introduc relay protection test device, the types of stage of development and testing; the basic principle of Key research analysis the IEC61850 standard automation relay protection device testing technology, including and traditional testing technology, set up the method and the difference of unified modeling of the relay protection test device of a method.
Key words: electric power system, automatic relay protection devices, test system, IEC61850
电力自动化系统的发展在很大程度上受继电保护装置技术的制约[1],因而加快继电保护装置技术的发展是十分迫切和必要的,然而继电保护装置的发展离不开测试技术的进步。继电保护测试就是进行继电保护试验和测量继电保护的特性参数[2],在保证电力系统安全可靠运行方面起着重要作用。本文针对继电保护测试技术的发展,介绍了继电保护测试装置的基本原理,并研究分析了自动化继电保护装置的测试技术特点。
1继电保护测试装置的类型和发展阶段
1.1 继电保护测试装置的类型[3]
第一种类型由功能强大的仿真软件包和先进的实时数字仿真器件组成,主要模拟电力系统的电磁暂态过程。其特点是硬件结构复杂,电力系统元件模型库较齐全,应用面广,但价格昂贵。比较典型的有法国DTNA数字暂态网络分析仪、西门子NETOMA电力系统仿真软件包等。
第二种类型是针对某一类专门用途而设计的测试系统,具有结构简单,便于携带,价格较便宜的特点。
1.2继电保护测试装置的发展阶段[2,3,4]
第一代微机型继电保护试验仪,以单片机为智能控制器,计算速度较慢,精度较差。
第二代微机型继电保护试验仪,以PC机(笔记本电脑)做为智能控制器,采用DOS操作系统,具有较强的计算功能,精度能达到0.5级。
第三代微机型继电保护试验仪,以PC机和串口为硬件基础;软件采用Windows界面,界面友好;功能模块化,具有可扩展电压、电流插件,能实现连续变频。
第四代微机型继电保护试验仪,充分利用网络技术和数据库技术,具有良好的技术支持、方便的用户服务及灵活的硬件扩展特点;性能高、精度高,能实现实时仿真,可自动生成试验报告,具有辅助专家功能等。
2 继电保护测试装置的基本原理[3,4]
继电保护测试装置一般由主机(下位机)、计算机(上位机)及辅助设备组成。
主机将标准的电流、电压信号经过内部处理转化成所设定测试条件下的电流、电压信号,加载到被试验的继电保护装置上,检测其逻辑功能和动作特性,并且根据国际、国家标准(GB/T 7261-2008《继电保护和安全自动装置基本试验方法》)对测试结果进行标定和评价。
继电保护测试装置的试验方式分手动和自动试验两种。手动试验可以通过主机上的手动控制开关,使变量按设置的步长进行增减,也可以通过计算机上的鼠标和键盘上的功能键来完成变量的递增或递减。自动试验是通过计算机的软件,将试验项目全部试验过程中所有参数变化的要求进行编程,自动完成产品的试验。
3 自动化继电保护装置测试技术的研究分析
3.1数字化继电保护装置与传统继电保护装置的差别[5,6]
随着IEC61850规约的推广和智能电气设备的发展,电气系统自动化继电保护技术进入了新的数字化阶段。符合IEC61850标准的数字化保护装置与传统的继电保护装置在结构上有着相当大的差别,其差别体现在以下几个方面:
⒈硬件差别。传统保护由模拟量输入接口单元、开关量输入输出接口、数据处理单元、人机接口、通信接口等组成。采用IEC61850标准的保护则由光接口单元、中央处理单元、开入开出单元、人机接口和通信接口等组成。
2.产品检测方式的不同。⑴装置测量准确度方面。传统方式通过PT/CT交流采样,而IEC61850的方式是接收过程层送来的数字信号——光PT/CT或者电子式PT/CT。⑵SOE分辨率试验。传统方式的考核对象是继电保护装置。IEC61850方式的考核对象是过程层数字模块。
3.时间同步性。IEC61850要求测试系统的各个单体光数字转换装置、数字保护设备等之间信号的传输必须满足同步性要求。传统模式没有要求一定同步。
4.实时性要求。IEC61850要求闭环仿真测试系统各个环节满足实时性要求。传统模式没有这种要求。
由于IEC61850标准的数字化保护装置与传统的继电保护装置在结构上的巨大差别,传统的测试技术不能用于IEC61850标准的数字化保护装置。
3.2数字化继电保护测试系统的搭建方法[6,7]
数字化继电保护对测试系统的基本要求有3点:⑴能够输出基于IEC 61850-9标准的采样值报文,并且能够模拟电力系统的各种故障,故障参数可以设置;⑵能够发送GOOSE报文给被测装置,模拟变电位置信息、闭锁信号等各种开入量信息;⑶能够接收被测装置发送的GOOSE报文并正确解析,给出GOOSE报文携带的信息。
下面是数字化继电保护测试系统的搭建示意图。
图1 数字化继电保护测试系统的搭建示意图
在数字化继电保护测试系统中必须有光速据转化装置(合并装置)将模拟信号转化为GOOSE报文传送给被测继电保护装置,同时接收被测继电保护装置发出的GOOSE动作信号并解析为开关模拟量信号.并反馈至继电保护测试仪,以此形成数字继电保护装置的闭环测试系统。
3.3统一建模的继电保护测试装置[8-10]
电力系统日趋复杂化和智能化,微机型智能继电保护测控装置的种类也日趋多样化。元件保护,线路保护,辅助保护,智能配网终端及用于测量控制的各类测控装置层出不穷。在这种情况下需要提供统一的整机自动测试平台。图2是统一建模的继电保护测试装置示意图。
图2 统一建模的继电保护测试装置示意图
统一建模的系统要求:⑴测试仪必须具有全自动,全闭环校验的能力;⑵测试仪本身需要具有数据通讯的能力,可以接收命令和执行命令,并接受上位机的控制。
用一台主机同时控制多台测试仪一起工作。每一台测试仪调试一台保护装置,测试结束后,各台测试仪通过数据通信,将测试结果上送到主机,形成历史文档。如果和保护测控装置的条形码识别系统结合,其历史记录将更加完整。采用这样的调试方式,可以最大限度的减少调试人员的工作量,实现对大批量测试对象的测试。中央控制PC机在开始调试之前对每台测试仪进行单独的远程配置,并将测试方案导入到相应的测试仪中,设置测试标准;在调试过程中,对多台测试仪的调试过程进行集中监控管理;调试结束后,对每台被测试仪完成调试报告并且存入数据库。所以,在整机调试线上,只要有一位管理员控制中央控制PC机,即可同时对多台装置进行全自动调试。
开发这样的系统主要在于开发继电保护测试装置各类I/O接口插件和整机测试模型组态软件。基于数字化继电保护装置的硬件架构实现这样的系统并不困难,关键是整机测试模型组态软件的开发。图3是软件测试流程图。
图3测试流程图
软件系统可以使用三层体系结构:⑴界面层。界面层上按照用户使用的位置不同分为远程界面部分和现场界面部分,分别对应于远程工作站和现场控制上位机。⑵逻辑层。逻辑层中包含了所有本系统的核心模块,每个模块都是按面向对象的程序设计思想对其功能进行封装,被上层的界面层的操作来调用,其结果返回给界面或是存入数据库中。⑶数据层。数据层即数据库存储部分,可以用系统自带的单机型数据库,也可使用联机数据库。
4 结论
自动化继电保护装置在电网中的应用越来越普遍,对该装置的安装校验和定期检验日益成为一项繁重的工作,研究和采用新的适应当前和今后继电保护装置的测试系统的方法十分重要,也具有很好的现实意义。
参考文献:
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[3] 孔林. 基于双工控机的微机继电保护测试仪研究与实现[D]. 武汉:华中科技大学,2009.
[4] 杨利水. 继电保护及自动装置检验与调试[M]. 北京:中国电力出版社,2008.
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[7] 李晓朋等. 基于IEC 61850的数字化继电保护GOOSE功能测试[J]. 继电器,2008,36(7).
[8] 王治国等. 基于统一建模的继电保护测试装置开发研究[J]. 电力系统保护与控制,2010,38(19).
[9] 周森等. 研制新一代继电保护测试仪需要考虑的几个问题[R]. 第十届全国保护和控制学术研讨会,2005.
继电保护装置的基本原理范文2
希望给予同行带来一定的参考价值。
关键词:电力系统 继电保护 技术与应用
中图分类号:TM7文献标识码:A文章编号:
前言
当今,电力已作为现代社会的主要能源,与国民经济建设和人民生活有着极为密切的关系,然而供电不稳定,特别是大面积停电事故所造成的经济损失和社会影响是十分严重的。如何正确应用继电保护技术来遏制电气故障,提高电力系统的运行效率及运行质量已成为迫切需要解决的技术问题。
1继电保护发展现状
上世纪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,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 年代中我国己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。
2 继电保护的基本原理
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、电压、功率、频率等)的变化,构成继电保护动作的原理,也有其他的物理量,如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。大多数情况下,不管反应哪种物理量,继电保护装置都包括测量部分(和定值调整部分) 、逻辑部分、执行部分。
3 电力系统中继电保护的配置与应用
3.1 继电保护装置的任务
继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量(电流、电压、功率等)的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于:在供电系统运行正常时,安全地。完整地监视各种设备的运行状况,为值班人员提供可靠的运行依据;供电系统发生故障时,自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分,保证非故障部分继续运行;当供电系统中出现异常运行工作状况时,它应能及时准确地发出信号或警报,通知值班人员尽快做出处理。
3.2 继电保护装置的基本要求
(1)选择性
当供电系统中发生故障时,应断开距离故障点最近的断路器,以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。
(2)灵敏性
保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内,不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样,保护装置均不应产生拒绝动作;但在保护区外发生故障时,又不应该产生错误动作。
(3)速动性
保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度,加快系统电压的恢复,从而为电气设备的自启动创造了有利条件,同时还提高了发电机并列运行的稳定眭。
(4)可靠性
保护装置不能满足可靠性的要求,反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性,必须确保保护装置的设计原理、整定训算、安装调试正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效,以提高保护的可靠性
3.3保护装置的应用
继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等,用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用,对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸后自动解除。
另外,还应装设过电流保护,对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。变电站继电保护装置的应用包括:①线路保护:一般采用二段式或三段式电流保护,其中一段为电流速断保护,二段为限时电流速断保护,三段为过电流保护。②母联保护:需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。③主变保护:主变保护包括主保护和后备保护,主保护一般为重瓦斯保护、差动保护,后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。④电容器保护:对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。
4 变电站微机保护配置的应用实例
2006年,某公司成功将一个传统电磁式继电器保护的35kV 变电所改造成微机保护装置系统的终端变电站。
(1)系统保护装置及监控系统
①系统保护装置。线路保护装置、主变保护装置——可完成变压器的主、后备保护、综合保护装置、线路保护装置、电容器保护装置、备用电源自投装置、小电流接地检测装置、综合数据采集装置。
②监控系统的基本功能——数据采集、控制操作、画面制作、监视显示、事故处理、制表与打印。
(2)系统设计时的注意问题
①由于控制和保护单元都是采用微机装置,故一些必要的开关量和模拟量应从开关柜或户外设备引至微机采集、保护屏。根据控制和保护要求的不同,输入的量也不同。
②开关柜与微机装置之间的端子接线较简单,大量的二次接线在微机采集控制单元和保护单元内部端子连接。传统的继电保护整定计算结果不能直接输入到计算机, 须转换为计算机整定值。
(3)应用效果
①该变电所投产运行后,除开始操作人员对微机系统不熟悉原因,使用过控制保护单元的紧急手动按钮外,基本上都在微机装置和监控计算机上操作, 整个系统运行良好。
②线路及站内设备的继电保护均采用计算机采集、运算、判断,反应灵敏、迅速,在设备或线路有故障时可靠切除故障点。
③各种设备微机保护的配置齐全完善,能完美解决继电保护短线路及运行方式变化大时的各级保护的配合问题,因此该站正常运行后可靠性比原来显著提高,基本杜绝了越级跳闸的发生。
5 继电保护装置的发展,局限性及其现阶段的应用范围
继电保护原理的发展是从简单的电流保护逐步向复杂的距离保护和高频保护过度的。继电保护装置的发展则依赖于构成继电保护装置元器件技术的发展。其发展大致经历了四个阶段,即从电磁型、晶体管型、集成电路型到微机型保护的发展历程。传统的电磁和电磁感应原理的保护存在动作速度慢、灵敏度低、抗震性差以及可动部分有磨损等固有缺点。晶体管继电保护装置也有抗干扰能力差、判据不准确、装置本身的质量不是很稳定等明显的缺点。
继电保护系统在电力系统中起着开关或警报的作用,我们可以将该原理称为开关原理。现阶段,我们习惯性的将继电保护系统认定为高压、低压的电力输电系统的保护系统。然而,继电保护的这一开关原理已经广泛应用于大部分的电路、电器、电子等高压、低压、强电、弱电等技术领域。因为每个继电保护系统所要保护的对象不同,所以需要采用的保护装置也要相应的加以选择,以达到功能与成本的匹配。
6 小结
除上述几点外, 要保证继电保护专业的安全运行, 还有很多基础的工作要做, 必须在继电保护的现场运行,维护,校验,规程编制上狠下工夫, 才能有效地保证继电保护和安全自动装置的正确动作, 提高其正确动作率。
参考文献
继电保护装置的基本原理范文3
【关键词】10KV供电系统; 继电保护; 原理特性;
在我国过去这几年10 kV配电系统的使用过程中,经统计发现,其技术故障多为谐波、短路。配电系统一旦发生故障,很有可能会造成电力设备及电气线路的严重损坏,进而严重影响电力系统的正常运行和使用。国内的10 kV配电系统通常都安装有继电保护装置,但因受到管理模式、运行规范及有关技术等多方面因素的制约,其保护作用往往不能得到充分发挥。因此,在10 kV配电系统的建设和管理过程中,相关技术人员及管理部门要注重继电保护技术的应用和研发,全面提高配电系统的可控性,进而提高系统的安全性及稳定性。
1、概述
整个电力系统的组成环节分别为发电、变电、高压输电、配电及用电。电力元件包括发电机、变压器、输电线路、母线、电动机等。在整个系统中,各种类型电气设备由电气线路相互联结组成一个庞大的网络,具有覆盖地域广阔、构成庞大、运行环境复杂等特点,在各种人力因素及自然因素的影响下,如:各种自然天气、设备绝缘老化、鸟兽危害、设计安装失误、检修质量、误操作等,常会不可避免的发生各种不可预计的电气故障。再加上整个系统的相互统一性,当任何一处发生电力事故时,将有可能影响整个电力系统的正常运行,甚至对系统的安全性能构成威胁。短路是电力系统中最危险也最为常见的故障,包括相与地及相与相之间的短接。10KV供电系统是整个供电系统的重要组成部分,其运行的可靠性、安全性及稳定性不仅会直接影响企业的正常用电,而且关系到整个电力系统的运行稳定性。10KV供电系统又分为一次系统、二次系统,其中,一次系统的构成相对比较直观、也较简单,在继电保护装置的设计及设置上也比较容易,方便在日后对系统的保护和控制;二次系统的构成比较复杂,包含了大量的二次回路、自动装置和继电保护装置。因此,在供电系统中的继电保护装置主要对一次系统起着测量、监视、保护和控制作用。
2、基本原理
当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时,能够向运行值班人员及时发出警告信号,或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备,一般通称为继电保护装置。
继电保护装置通常是利用系统中的电力元件发生异常情况或短路时所产生的电压、电流、频率、功率等电气量的变化成构成了继电保护装置的保护动作原理;另外也有利用其它物理量的继电保护装置,如变压器油箱发生故障时,可通过利用产生的油流速度变化、油压变化或瓦斯浓度的变化来构成继电保护装置瓦斯保护的动作原理。通常情况下,无论对哪种物理量进行监测,继电保护装置的构成部分都包括监测、定值调整、逻辑运行及动作执行。
当电力系统中的某一装有继电保护装置的元件产生故障时,该继电保护装置应在第一时间向元件与系统之间的且与元件线路距离较近的断路器产生跳闸指令,及时的使故障元件与电力系统相脱离,从而最大程度上降低故障元件本身及电力系统的损坏,避免对整个电力系统的安全、稳定供电产生影响,同时满足系统指定的特殊要求。
继电保护装置还可对电气设备的异常工作情况作出反映,并根据不同的电气设备的运行维护条件及异常工作状态发出信号,由保护装置自动进行调整或通知技术工作人员进行操作处理,必要时可将那些继续工作可能引发事故的故障设备切除。反应异常工作状态的继电保护装置可以设置合理的动作延时。
3、10 kV 配电系统继电保护的改进措施
近些年,随着我国国民经济的快速发展,国内城乡电网配变线路电压的配制等级主要为10kV,但在实际配电系统的使用过程中,10kV配变线路普遍存在一定的弊端,主要为其结构设置的一致性效差。目前,10 kV配电系统采用的继电保护装置的构成部分主要为三相一次重合闸、过流、电流速断等,通常系统在使用过程中出现一般故障时,继电保护能够快速做出反应,然而系统在突发事件的应对方面的稳定性与灵敏度较其它发达国家还有很大差距,因此,为提高我国电力系统的安全性及稳定性,这一技术问题必须首先得到及时解决。
3.1提高电流速断保护装置的技术水平。当前,我国10kV配电系统所采用的继电保护装置短路故障的脱离时间通常为5~10s,实际因保护装置有较短的动作延时,因此短路故障的脱离时间通常会有3~5s的延迟,而仅仅这几秒钟将很大程度上增加故障持续时间,从而使事故影响范围扩大,系统的安全性能大大降低。所以,在今后研发、设计10kV配电系统的继电保护装置时,应提高电流速断保护装置的技术水平,可以略带时限及瞬时的电流速断保护技术为基础进行开发,在,从而开发出一种新型的技术上实现上述两种保护装置互补的继电保护装置,并实现保护范围广、动作电流值大等技术特点。
3.2加强继电保护的网络化和智能化建设。在今后的10kV配电系统的运行过程中,继电保护技术必将越来越趋向于网络化和智能化。智能化的继电保护系统一方面可有效减少配电系统管理上的人力及物力资源浪费,另一方面也为配电系统应用其他各项技术提供了广阔的技术平台。近些年,随着计算机技术如模糊逻辑、进化规划、遗传算法、神经网络等在各个领域的大力推广与应用,也逐渐开始渗透到电力系统继电保护领域。
4、结语
10kV配电系统作为电力系统的重要组成部分之一,其安全性、稳定性及可靠性不仅直接关系到各个用电企业的顺利运作,并且还会影响整个电力系统的安全性和稳定性。当电力系统中的某一装有继电保护装置的元件产生故障时,继电保护装置可及时的使故障元件与电力系统相脱离,从而最大程度上降低故障元件本身及电力系统的损坏。然而系统在突发事件的应对方面的稳定性与灵敏度较其它发达国家还有很大差距,因此,应提高我国电流速断保护装置的技术水平,加快继电保护的网络化和智能化建设,以确保我国10kV供电系统的稳定、安全运行。
参考文献:
[1]李秀红. 10KV供电系统的继电保护[J]. 内蒙古煤炭经济. 2011(01)
[2]苑世光. 浅谈10KV供电系统的定时限过电流保护[J]. 黑龙江科技信息. 2008(21)
继电保护装置的基本原理范文4
关键词:电力系统;继电保护技术
中图分类号:F407.61 文献标识码:A
电力作为当今社会的主要能源,对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。现代电力系统是-个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统。电力系统的飞速发展对电力系统的继电保护不断提出新的要求,近年来,电子技术及计算机通信技术的飞速发展为继电保护技术的发展注入了新的活力。如何正确应用继电保护技术来遏制电气故障,提高电力系统的运行效率及运行质量已成为迫切需要解决的技术问题。
1 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。上世纪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,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年代中我国己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。
2 电力系统中继电保护的配置与应用
2.1 继电保护装置的任务
继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量(电流、电压、功率等)的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于:在供电系统运行正常时,安全地。完整地监视各种设备的运行状况,为值班人员提供可靠的运行依据;供电系统发生故障时,自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分,保证非故障部分继续运行;当供电系统中出现异常运行工作状况时,它应能及时准确地发出信号或警报,通知值班人员尽快做出处理。
2.2 继电保护装置的基本要求
2.2.1 选择性:当供电系统中发生故障时,应断开距离故障点最近的断路器,以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。
2.2.2 灵敏性:保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内,不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样,保护装置均不应产生拒绝动作;但在保护区外发生故障时,又不应该产生错误动作。
2.2.3 速动性:是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度,加快系统电压的恢复,从而为电气设备的自启动创造了有利条件,同时还提高了发电机并列运行的稳定眭。
2.2.4 可靠性:保护装置不能满足可靠性的要求,反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性,必须确保保护装置的设计原理、整定训算、安装调试正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效,以提高保护的可靠性。
2.3 保护装置的应用
继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等,用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用,对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸后自动解除。另外,还应装设过电流保护,对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。变电站继电保护装置的应用包括:①线路保护:一般采用二段式或三段式电流保护,其中一段为电流速断保护,二段为限时电流速断保护,三段为过电流保护。②母联保护:需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。③主变保护:主变保护包括主保护和后备保护,主保护一般为重瓦斯保护、差动保护,后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。④电容器保护:对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。
随着继电保护技术的飞速发展,微机保护的装置逐渐投入使用,由于生产厂家的不同、开发时间的先后,微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面,但基本原理及要达到的目的基本一致。
3 继电保护装置的维护
值班人员定时对继电保护装置巡视和检查,并做好各仪表的运行记录。在继电保护运行过程中,发现异常现象时,应加强监视并向主管部门报告。建立岗位责任制,做到每个盘柜有值班人员负责。做到人人有岗、每岗有人。值班人员对保护装置的操作,一般只允许接通或断开压板,切换开关及卸装熔丝等工作,工作过程中应严格遵守电业安全工作规定。
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。定期对继电保护装置检修及没备查评:
①检查二次设备各元件标志、名称是否齐全;②检查转换开关、各种按钮、动作是否灵活无卡涉,动作灵活。接点接触有无足够压力和烧伤;③检查控制室光字牌、红绿指示灯泡是否完好;④检查各盘柜上表计、继电器及接线端子螺钉有无松动;⑤检查电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好;⑥配线是否整齐,固定卡子有无脱落;⑦检查断路器的操作机构动作是否正常。
根据每年对继电保护装置的定期查评,按情节将设备分为三类:经过运行检验,技术状况良好无缺陷,能保证安全、经济运行的设备为一类设备;设备基本完好、个别零件虽有一般缺陷,但尚能安全运行,不危及人身、设备安全为二类设备。有重大缺陷的设备,危及安全运行,出力降低,“三漏”情况严重的设备为三类。如发现继电保护有缺陷必须及时处理,严禁其存在隐患运行。对有缺陷经处理好的继电保护装置建立设备缺陷台帐,有利于今后对其检修工作。
随着电力系统的高速发展和计算机通信技术的进步,继电保护技术的发展向计算机化、网络化、-体化、智能化方向发展,这对继电保护工作者提出了新的挑战。只有对继电保护装置进行定期检查和维护,按时巡检其运行状况,及时发现故障并做好处理,保证系统无故障设备正常运行,提高供电可靠性。
参考文献
继电保护装置的基本原理范文5
Zhang Lei
(Xinyang Electric Power Supply Company,Electric Power of He'nan,Xinyang 464000,China)
摘要:近年来,电网由于继电保护拒动、误动引起的大面积停电事故时有发生,给国民经济和人民生活带来极大危害,对公司系统也造成了极大的震动,对此,提高继电保护的运行技术,具有十分重要的意义。
Abstract: In recent years, because failure operation and maloperation of relay protection, the power cut accidents in large area have occurred sometimes, which caused enormous harm to the national economy and the lives of people, and also created the enormous vibration to the company system. So, it is very significant to enhance the movement technology of relay protection.
关键词:继电保护 技术
Key words: relay protaction;technique
中图分类号:TM4 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)26-0044-01
1继电保护技术的基本概念
继电保护是指采用继电保护技术或有各种继电保护装置单元组成的继电系统,是一种能反映电力系统故障和不正常运行状态,并及时作用于断路器跳闸或发出信号的自动化设备。在现代电力系统中,继电保护装置是保证电力系统安全运行的重要工具。
2继电保护装置的基本任务与作用
2.1 继电保护装置的任务在供电系统运行正常时,安全地、完整地监视各种设备的运行状况,为值班人员提供可靠的运行依据;供电系统发生故障时,自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分,保证非故障部分继续运行。
2.2 继电保护的作用
2.2.1 当电气设备出现不正常运行状态时或发生不太严重的故障(如中性点非直接接地电网中发生单相接地)时,保护装置动作,发出警告信号,提示运行值班人员采取相应的措施以清除。
2.2.2 继电保护在现代电气系统中用于保护运行中的所有电气设备,包括发电机、电动机、变压器、电力线路、电力电缆、母线、断路器、电抗器、电力电容器和其他各种电气元器件。
2.2.3 继电保护装置应能快速切除故障,可以减轻短路电流对电气设备所引起的伤害,故障切除时间等于保护动作时间与断路器跳闸时间之和,为了快速切除故障,应采用与快速断路器相配合的快速保护装置,一般快速保护时间的动作时间为0.06-0.12s,最快的可达0.01-0.04s,一般断路器的动作时间为0.06-0.15s,最快的可达0.02-0.06s。
3继电保护装置的类别
由于电力系统的电压等级越来越高,电网和设备的容量越来越大,保护的原理也越来越先进,保护装置也越来越复杂,所以使用的继电保护装置的种类也很多,按照被测的电气量来划分,常用的继电保护有以下四类:①反映电流量数值变化的保护,包括各种正序和负序电流量的增大或缩小,如各种电气设备上都装设的过电流保护,是采用最多的保护。②反映电压数量数值变化的保护,包括各种正序和负序电压量的降低或升高,如欠电压保护。③反映两个或多个电气量之间相位变化的保护,包括电流与电压之间的相位变化,电流与电流之间相位变化,电压与电压之间的相位变化,如方向保护、同期检测等。④反映系统阻抗变化的保护,根据电工原理可知,阻抗反映的是电流与电压之间的关系,如距离保护。
4选择继电保护装置时需要注意的问题
4.1 变电站所有保护装置硬件必须标准化,且完全可以互换,保护装置机结构开孔尺寸应当完全统一,以利于运行维护,减少备品备件。
4.2 选择保护装置时,应当考虑保护定值误差、测量准确极等。并当充分利用微机保护装置软硬件资源,获得附加功能,如谐波录波、故障定位、测量等。
4.3 微机保护装置具有完整型式试验报考,因为主变压器事故情况复杂,受各因素影响较多,且主变压器价值昂贵,事故时损失太大。
4.4 配电系统由于运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响,电气故障的发生是不能完全避免的。为了确保配电系统的正常运行,必须正确地设置继电保护装置。
5继电保护日常处理方法
5.1 严格巡检制度,确保继电保护装置及其二次回路的正确完好,保护屏指示灯正确,无异常,接线正常,无松脱、发热现象及焦臭味不存在;熔断器接触良好;强化措施,完善制度,确保继电保护运行操作的准确性。
5.2 运行人员熟悉现场二次回路端子、保护装置的一般操作、常见信号的处理及投退压板的正确性。
5.3 认真进行保护动作分析,加强防范,确保保护动作的可靠性。
5.4 凡属不正确动作的保护装置,及时组织现场检查和分析处理,找出原因,提出防范措施,避免重复性事故的发生。
5.5 现场二次回路老化,应重新标示,做到美观、准确、清楚。杜绝回路错误或寄生回路引起的保护误动作。
5.6 加强技术改造工作,对保护进行重新选型、配置时,首先考虑的是满足可靠性、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。
6如何提高继电保护技术
6.1 掌握足够必要的理论知识,作为一名继电保护工作者,学好电子技术及微机保护知识是当务之急。
6.2 工作人员必须具备微机保护的基本知识,必须全面掌握和了解保护的基本原理和性能,熟记微机保护的逻辑框图,熟悉电路原理和元件功能。
6.3 具备相关技术资料诸如检修规程、装置使用与技术说明书、调试大纲和调试记录、定值通知单、整组调试记录,二次回路接线图等资料。
6.4 掌握微机保护事故处理技巧在微机保护的事故处理中,以往的经验是非常宝贵的,它能帮助工作人员快速消除重复发生的故障,但技能更为重要。
7结语
继电保护技术向计算机化、网络化、智能化飞速发展,电力系统对微机保护的要求也在不断提高,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,与其他保护、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,使微机保护装置具备一台PC的功能。继电保护技术的发展向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展,这对继电保护工作者提出了新的挑战。
参考文献:
继电保护装置的基本原理范文6
论文摘要:通过对我国电力系统继电保护技术发展现状的分析,探讨继电保护的任务和基本要求。从分析当前继电保护装置的广泛应用,提出保护装置维护的几点建议,结合实际情况,探讨继电保护发展的趋势。
1 前言
电力作为当今社会的主要能源,对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统。电力系统的飞速发展对电力系统的继电保护不断提出新的要求,近年来,电子技术及计算机通信技术的飞速发展为继电保护技术的发展注入了新的活力。如何正确应用继电保护技术来遏制电气故障,提高电力系统的运行效率及运行质量已成为迫切需要解决的技术问题。
2 继电保护发展的现状
上世纪60年代到80年代是晶体管继电保护技术蓬勃发展和广泛应用的时期。70年代中期起,基于集成运算放大器的集成电路保护投入研究,到80年代末集成电路保护技术已形成完整系列,并逐渐取代晶体管保护技术,集成电路保护技术的研制、生产、应用的主导地位持续到90年代初。与此同时,我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究,高等院校和科研院所起着先导的作用,相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原东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,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,关于发电机失磁保护、发电机保护和发电机-变压器组保护、微机线路保护装置、微机相电压补偿方式高频保护、正序故障分量方向高频保护等也相继通过鉴定,至此,不同原理、不同机型的微机线路保护装置为电力系统提供了新一代性能优良、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,此时,我国继电保护技术进入了微机保护的时代。
目前,继电保护向计算机化、网络化方向发展,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化对继电保护提出了艰巨的任务,也开辟了研究开发的新天地。随着改革开放的不断深入、国民经济的快速发展,电力系统继电保护技术将为我国经济的大发展做出贡献。
3 电力系统中继电保护的配置与应用
3.1 继电保护装置的任务
继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量(电流、电压、功率等)的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于:在供电系统运行正常时,安全地。完整地监视各种设备的运行状况,为值班人员提供可靠的运行依据;供电系统发生故障时,自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分,保证非故障部分继续运行;当供电系统中出现异常运行工作状况时,它应能及时、准确地发出信号或警报,通知值班人员尽快做出处理。
3.2 继电保护装置的基本要求
选择性。当供电系统中发生故障时,继电保护装置应能选择性地将故障部分切除。首先断开距离故障点最近的断路器,以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。
灵敏性。保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内,不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样,保护装置均不应产生拒绝动作;但在保护区外发生故障时,又不应该产生错误动作。
速动性。是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度,加快系统电压的恢复,从而为电气设备的自启动创造了有利条件,同时还提高了发电机并列运行的稳定性。
可靠性。保护装置如不能满足可靠性的要求,反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性,必须确保保护装置的设计原理、整定计算、安装调试正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效,以提高保护的可靠性。
3.3 保护装置的应用
继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等,用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用,对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸后自动解除。另外,还应装设过电流保护,对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。变电站继电保护装置的应用包括:①线路保护:一般采用二段式或三段式电流保护,其中一段为电流速断保护,二段为限时电流速断保护,三段为过电流保护。②母联保护:需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。③主变保护:主变保护包括主保护和后备保护,主保护一般为重瓦斯保护、差动保护,后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。④电容器保护:对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。随着继电保护技术的飞速发展,微机保护的装置逐渐投入使用,由于生产厂家的不同、开发时间的先后,微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面,但基本原理及要达到的目的基本一致。
4 继电保护装置的维护
值班人员定时对继电保护装置巡视和检查,并做好各仪表的运行记录。 在继电保护运行过程中,发现异常现象时,应加强监视并向主管部门报告。
建立岗位责任制,做到每个盘柜有值班人员负责。做到人人有岗、每岗有人。 值班人员对保护装置的操作,一般只允许接通或断开压板,切换开关及卸装熔丝等工作,工作过程中应严格遵守电业安全工作规定。
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。
定期对继电保护装置检修及设备查评:①检查二次设备各元件标志、名称是否齐全;②检查转换开关、各种按钮、动作是否灵活无卡涉,动作灵活。接点接触有无足够压力和烧伤;③检查控制室光字牌、红绿指示灯泡是否完好;④检查各盘柜上表计、继电器及接线端子螺钉有无松动;⑤检查电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好;⑥配线是否整齐,固定卡子有无脱落;⑦检查断路器的操作机构动作是否正常。
根据每年对继电保护装置的定期查评,按情节将设备分为三类:经过运行检验,技术状况良好无缺陷,能保证安全、经济运行的设备为一类设备;设备基本完好、个别零件虽有一般缺陷,但尚能安全运行,不危及人身、设备安全为二类设备。有重大缺陷的设备,危及安全运行,出力降低,"三漏"情况严重的设备为三类。如发现继电保护有缺陷必须及时处理,严禁其存在隐患运行。对有缺陷经处理好的继电保护装置建立设备缺陷台帐,有利于今后对其检修工作。
5 电力系统继电保护发展趋势
继电保护技术向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化方向发展。随着计算机硬件的飞速发展,电力系统对微机保护的要求也在不断提高,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,与其他保护、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,使微机保护装置具备一台PC的功能。为保证系统的安全运行,各个保护单元与重合装置必须协调工作,因此,必须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行的。在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上是一台高性能,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投资大,且使得二次回路非常复杂。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。
结论。随着电力系统的告诉发展和计算机通信技术的进步,继电保护技术的发展向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展,这对继电保护工作者提出了新的挑战。只有对继电保护装置进行定期检查和维护,按时巡检其运行状况,及时发现故障并做好处理,保证系统无故障设备正常运行,提高供电可靠性。
参考文献
[1] 王翠平.继电保护装置的维护及试验[J].科苑论坛.