继电保护分类以及保护原理范例6篇

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继电保护分类以及保护原理

继电保护分类以及保护原理范文1

【关键词】 仿真;EMTP;MATLAB;教学研究

【中图分类号】G642.45 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)25-000-01

微机保护是电力系统继电保护的发展方向,是电力系统综合自动化的核心内容之一,它充分体现了高新技术在电力系统中的应用。微机保护原理课程是电气工程及其自动化专业的专业课之一,其内容涉及到计算机技术、通讯技术以及电力系统继电保护技术等多方面,具有很强的综合性。

配电网单相接地保护的基本思想是:当配电网发生故障后,计算提取配电网中所有线路的故障特征量(电压、电流、阻抗、距离等),将其与预先人工设定的整定值进行比较,若其中某条线路的故障特征量超越整定值的范围,则判定该线路发生故障;之后跳闸隔离故障点、切除发生故障的线路,一方面使故障元件免于继续遭到损坏,另一方面保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。随着智能电网的迅猛发展,微机保护成为继电保护的主流方向,电磁暂态仿真软件EMTP可对电网的各种故障和继电保护装置的保护逻辑进行模拟仿真测试,弥补电气工程类本科生不能到现场进行实际操作的缺陷,促进学生对电力系统继电保护的整体认识,以及掌握微机继电保护的各个实现环节。

一、EMTP仿真软件搭建配电网模型

配电网接地保护是我国在建、改建的配电系统亟待解决的难题,也是继电保护的重点及难点问题。首先在EMTP仿真软件的ATPDraw中搭建仿真模型,采用图1所示的典型35kV配电网系统,带有三条馈线。在ATPDraw界面中点击鼠标右键选择电气元件,元件库中包含电阻、电感、电容、各种类型的开关、变压器、电源等原件。双击元件可进行元件参数设置。模型搭建好后,在工具栏的ATP中点击“RunATP”完成运行操作,即可得到仿真结果,如图2、图3所示。

二、MATLAB软件编写配电网保护程序

在配电网接地保护设计过程中,保护方法利用电流互感器上测量到的电流数据和电压互感器上测量到的电压数据进行保护方案设计。MATLAB软件可对配电网保护程序进行编写。

首先提取EMTP所获得的数据,保存为.dat文件,采用下述语句调用数据“fp=fopen('路径\文件名.dat','r');”之后按照顺序定义各电气量名称;然后按照保护判据提取基波、谐波、暂态、稳态等信号;最后得出保护结果。

由于学生可以形象地看到仿真过程中继电保护每一实现环节对继电保护系统性能的影响,因此该仿真系统对促进学生理解微机继电保护的工作原理具有积极的作用。

继电保护分类以及保护原理范文2

关键词:继电保护 故障 维修 诊断 分析

中图分类号:TM58 文献标识码:A 文章编号:

前言:随着电网建设的蓬勃发展,继电保护作为一种必不可少的设备广泛的应用于各级电压的电力系统中,尤其是在110kV及以上电压等级中更是得到了广泛的应用。由于继电保护在电网中非常重要,一旦出现故障,轻则引起大面积的停电现象,重则严重危害人民群众的生命财产安全。因此,及时发现继电保护的故障,提升的维修技术水平,有着十分重要的意义。

1.电力故障诊断技术

受限于科学技术水平,在我国除了纵联保护和差动保护之外,继电保护装置仅剩下显示保护安装处电气量的功能。由于同一设备在正常运行时,其各相的状态应该是一致的,所以,对继电保护的故障进行分析可以使得相关的工作人员更及时、更彻底的了解继电保护装置的动作报告和录波报告。国外的继电保护工作由于起点比较早的原因已经领先了我们许多,所以我们要迎头赶上。

从1990年开始,微机保护呈现迅速发展的态势,造成了大量新型继电保护的方案和原理,这些方案和原理也对装置的硬件提出了更高的要求。由于缺乏相应的可靠地数据通信手段,对于主设备的保护来说,对于微机线路保护装置、正序故障分量方向高频保护、变压器组保护以及发电机的失磁保护等也逐渐通过了尖顶,继电保护只能起到缩小事故影响区域以及切除故障元件的作用。在西方发达国家很早就诞生了系统保护的理念,受限于时代的不同,当时该理念主要是指安全自动装置。通过电力继电保护完全可以做到避免大面积停电的问题以及重大电力设备损坏的事故。对于一些学术性的试验项目,如果其偏差超出了规程规定的范围,那么必须仔细分析、检查,找出原因,继而采取有效措施改变现状。

2.故障诊断技术的发展方向

通过利用电力系统中发生异常情况时产生的电气量变化来构成继电保护动作即为继电保护。所以,就要求所有的保护单元都可以共享故障信息以及全系统的数据,而且为了保证系统的安全稳定运行,必须要求每个保护单元和重合闸装置在分析信息和数据的同时协调相应的动作。下面笔者就电力继电保护的故障及维修技术进行浅谈。

经过了十五年的迅速发展,西方先进国家的微机保护已经进行了三次更新换代的工作,并且最新的微处理技术已经得到了广泛的应用并被绝大多数实例证明其可靠性。显然,实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即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能的。所以在进行电力继电保护的故障和维修工作时,工作人员可以用质量完好的元件来替代自己所质疑有故障的元件。故障诊断始于机械设备故障诊断,其全名是状态监测与故障诊断。故障诊断的技术手段是采用智能诊断方法和人工智能。电力系统对微机保的要求不断提高,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。

3.继电保护故障信息分析处理系统

电力继电保护的故障及维修要求电力继电保护故障排除工作人员以及故障维修工作人员有很强的电力继电保护技术。由于设备故障与征兆之间关系的复杂性和设备故障的复杂性,形成了设备故障诊断是一种探索性的反复试验的特点故障诊断过程是复杂的。对于一般的非系统保护,实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多。当电力继电保护系统出现了故障时,工作人员可以通过缩小故障查找范围来进行电力继电保护的故障查找和排除。这些数学诊断方法又各有优缺点,研究故障诊断的方法成为设备故障诊断技术这一学科的重点和难点因此不能采用单一的方法进行诊断。

变压器保护的配置与整定时,应根据造厂提供的变压器绕组流过故障电流大小与允许时间的关系曲线配置与之相适应的保护。其目的是使微机保护系统在实现功能日益完善的软硬件基础上实现保护系统运行及性能价格比的最优化结构。一般来讲,速动性主要是指继电保护装置应该尽可能迅速地去切除短路故障,缩短切除故障的时间。则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间,也取得了一定的成果,在电力继电保护出现故障时,工作人员会对电力继电保护中的某个元件产生怀疑,由于电力继电保护故障通常都是由于某个元件的故障引起的。

今后的故障诊断方法的发展方向是:将多种诊断方法进行综合取长补短以便于应用和减少诊断结果的误差,同时也便于实现提高保护装置的可靠性。通过使用网络来达到分布式母线保护的原理,大大改善了传统方式的低可靠性局面。笔者在文中描述的方法,在大爱的缩小电力继电保护故障排除的范围的同时得到了广泛的使用,是维修中采取次数最多的方法。计算机处理信息的速度与人工操作相比具有速度快、准确性高等优点,所以我们今后的发展方向便是大规模的使用计算机,通过人工智能和智能诊断的方法来检测故障。

结束语:

随着我国经济的飞速发展以及电网的广泛普及,我国对电力的需求急剧增高,电力事故的不断出现,极大地影响了人民群众的日常生活并对其人身财产安全带来了一定的危害。并且我国的电力行业现状不是很理想,缺乏统一的信息化沟通渠道以及统一指挥,并且电力行业长期处于垄断式的发展中,造成了管理、安全理念落后,所以我们一定要采取适当的方法措施,及时发现继电保护的故障并提高继电保护的维修技术水平,避免事故的发生。因此,全面的研究继电保护发展趋势是我们现在面临的急需解决的问题,继而才可以推动我国电力事业的可持续发展。

参考文献:

[1] ,刘沛,陈德树.继电保护中的人工智能及其应用[J].电力系统自动化,2005.

继电保护分类以及保护原理范文3

关键词:电力系统;继电保护;工作原理;故障;发展趋势

Abstract: with the rapid development of the power system, the relay protection technology also continuously put forward new requirements. This paper, through the introduction of the power system protection development present situation, discussed the relay protection and its influencing factors and the common faults exclusion methods, how to improve the reliability of the power system protection measures, this paper discusses the development trend of the technology of relay protection.

Keywords: electric power system; The relay protection; Working principle; Fault; Development trend

中图分类号:TM715 文献标识码:A文章编号:

前言

随着学科技术的发展,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。继电保护技术如何有效的遏制故障,使电力系统的运行效率及运行质量得到有效的保障,是电力技术人员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,建立了继电保护技术队伍,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。60到80年代,晶体管继电保护技术蓬勃发展。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位,这是集成电路保护时代。在这方面某电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用。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,从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。目前,继电保护技术发展迅速,正向计算机化、网络化方向发展,实现保护、控制、测量、数据通信—体化和智能化。

2 继电保护工作原理及分类

2.1继电器组成及原理

继电保护的一般都是由测量模块、逻辑模块、执行模块组成。输入信号指来自电力传输系统保护对象的信号,测量模块采集来自被保护对象相关运行的特征信号,获得的测量信号需要与给定的整定值对比,将比较结果送至逻辑模块。逻辑模块根据测量模块输出比较值的大小、性质及产生的次序或上述多种参数的组合,进行逻辑运算,得到的逻辑值是决定是否动作的主要依据。当逻辑值为真,即为1时,激励动作信号至执行模块,此刻,由执行模块立即响应或在规定的延时时刻执行掉电或者警报命令。

2.2继电器分类

2.2.1继电器按结构型式分类,有电磁型、感应型、整流型以及静态型。

2.2.2继电器按在继电保护中的作用,可分为测量继电器和辅助继电器两大类。测量继电器能直接反映电气量的变化,按所反应电气量的不同,又可分为电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、正序负序零序继电器、阻抗继电器、频率继电器以及差动继电器等;辅助继电器可用来改进和完善保护的功能,按其作用的不同,可分为中间继电器、事件继电器以及信号继电器等。

3 继电保护装置的基本要求

3.1 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,以保证系统中其他非故障部分能继续正常运行。

3.2 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。

3.3 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。

3.4 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。

4 继电保护常见故障影响及排除

4.1开关保护设备选择不当造成影响

开关保护设备的选择很重要,现在,多数配电都采用了在高负荷密集区建立开关站,即采用变电站——开关站(环网柜)。在未实现继电保护自动化的开关站(环网柜)内,广泛采用负荷开关或与其组合的继电器设备系统作为开关保护设备。通常来说,对开关站入口线路采用负荷开关实现日常分合负载电流不设保护;对直接带配电变压设备的出口线路选用负荷开关组合电器;通常为负荷开关与熔断器组合的电器,因此在造成配电所出口故障时,容易造成变电站开关越级跳闸。

4.2 电流互感饱和对配电系统的影响

电流互感器饱和对变电设备和配电保护的影响非常大,随着配电系统设备终端负荷的不断增容,系统如果发生短路,其短路电流很大,当系统靠近终端设备区发生短路时,电流固然大,可以达到或接近电流互感器单次额定电流的百倍量级。在常态短路情形下,越大,电流互感器误差随着一次短路电流倍数增大而增大,当电流速断保护使灵敏度低时就可能阻止动作。在线路短路时,由于电流互感器电流饱和,再次感应的二次电流小或接近于零,也会导致定时限过流保护装置无法动作。当在配电系统的出口线过流保护拒动作导致配电所进口线保护动作了,则使整个配电系统断电。

4.3 系统故障信息的排除

故障信息处理模块主要实现以下功能:(1)与不同厂家、不同型号的厂站端子系统进行通信,获取各种实时信息并进行处理、显示和存储;(2)对主站、子站历史数据进行查询、管理和统计分析:全面分析和定位故障,对录波文件进行波形分析,利用故障线路两端的记录数据,采用双端测距,完成各种复杂的计算,达到对故障点的精确定位,根据故障分析结果,自动判断相关装置的动作行为是否正确。

4.4常见隐形故障的排除

经过调查,现在用电系统上有四分之三以上的停电事故都是由于电力系统保护系统的造成的,继电保护存在很多隐形故障,当前已经成为电力配电系统工程技术人员研究解决的热点问题之一,大多文章中都强调对继电保护隐形故障的分析。对于重要的输电线路,在跳闸元件故障情况下所有的本地的和远地的跳闸指令有效。所有的这些设计需要有一个更可靠的继电保护系统。完成这样的设计才能使一个配电系统在正常操作运行时具有足够的安全系数。

5 继电保护的日常维护

继电保护装置应加强保护与管理。(1)制定岗位责任制度,持证上岗,责任落实到人,操作过程应严格遵守电力安全工作规范;(2)加强安全检查和清扫工作,做好详细的运行记录,并由专业技术员相互配合对设备进行安全清扫;(3)定期做好设备安全评估,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。

6 继电保护的发展展望

科技发展飞速,继电保护技术发展的趋势将是更加计算机、网络化和智能化,将会为电力系统的保护做出更大的贡献。

6.1 计算机化

随着计算机等现代通讯技术的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展,基于CPU核实现的硬件保护也在不断发展。自动化芯片控制的电路保护硬件从l6位单CPU结构的微机保护发展到32位CPU结构,后又发展到总线结构,性能和响应速度大大提高,目前已得到广泛应用。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。

6.2 网络化

计算机网络在信息处理和数据通信过程中已成为当今国家能源和国民经济建设作用,网络化带来的便利,近年来也逐渐开始应用到电力系统中来。光纤通信系统将各变电站的测量收集汇总处理后,即可得到各变电站之间动态相量的变化,并据此实施相量控制。实现计算机联网,能提高保护的可靠性。实现系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性,这是微机保护发展的必然趋势。

6.3 智能化

近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、模糊逻辑算法和自适应算法等在电力系统自动化相关领域都得到了广泛应用,在继电保护领域应用的研究和应用也逐渐兴起。以上几种算法只要充分考虑各种情况,正确做出判别,都能发挥其独特的求解复杂问题的能力。在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,使保护、控制、测量、数据通信一体化,并逐渐实现继电保护的智能化,是当今电力系统继电保护技术发展的主要趋势。

继电保护分类以及保护原理范文4

【关键词】电力系统自动化;继电保护自动化;智能电网

1.概述

继电保护装置在电力系统中是十分重要的设备,它能维护电力系统的正常运行。在电力系统正常时继电保护装置会对电力系统的工作状态进行监督和反应,当电力系统出现间题时,继电保护装置会迅速运用遥调和遥控等方式对系统间题进行处理,避免了间题的扩大。因此保证继电保护装置的正常运行对电网系统来说是非常重要的。在现今社会,原有的传统继电保护装置已经逐渐不符合电网系统的要求,因此继电保护装置开始朝着自动化、智能化发展,并且已经取得了一定的成就。

2.继电保护自动化的概念及工作原理

为了保护电力系统能够正常运行,或者在发生间题时能够及时的发现和解决,技术人员对电网系统设置了继电保护装置,维护了电网的正常运行。而最新技术下产生的继电保护自动化则更加有效的解决了这个间题。它会在电网系统发生间题时,立即予以发现,然后自动采取相应措施,这些措施包括报警信号、跳闸等。如果有必要,这种装置会把故障部分进行隔断,避免事故的进一步扩大,对一些比较简单的故障继电自动保护化装置也可以直接予以解决。

继电保护装置通常由引脚,线圈,衔铁,触点等构成。输人信号是指源于其传输系统的保护对象的信号,测量模块通过采集被保护对象的有关运行特征信号,而得到测量信号,须与整定值进行对比,比较结果被送达至逻辑模块。逻辑模块依据测量模块的比较值的大小、性质及产生的次序或以上几种参数的组合,来进行逻辑运算,其逻辑值决定动作是否进行。

在自动化的电网实际运行中,它对于发电、配电、输电等电气设备的监控,都是由传感器来完成的,并且结合网络系统来采集和整合监控数据,然后把获得的数据通过网络系统进行收集、整合,最后对数据进行分析。利用这些信息可对运行状况进行监测,实现对保护功能和保护定值的远程动态监控和修正。因此,这种分布式发电、交互式供电对继电保护提出了更高要求。因此自动化的继电保护装置不仅需要确保保护对象信息的安全,还需要关联到其它电气设备的运行信息。

在新型的自动化继电保护系统中,主要通过监控系统,讲被保护对象所有的电气量信息以及与其关联节点的其他节点的运行状况信息进行分析和决策,实时对相应继电保护装置的保护功能和保护定值进行修正、调整,确保保护装置能够适应灵活变化的情况。

3.继电保护自动化关键环节

根据继电保护的工作范围和效果进行详细的特征分类,可分为选择性、灵敏性、快速性、可靠性,这四个点是继电保护的系统能否正常运行的客观要求。

3.1灵敏性

在继电保护系统中,当电力系统发生其维护范围之内的故障时,可以通过灵敏系数有效的反应,确保系统的运行安全。

3.2可靠性

继电保护系统的可靠性是指当在规定的范围之内,系统产生了其应该动作范围内的故障时,装置不该拒绝该动作。然而不是它的动作范围内的情况时,该装置不应误动作操作。

3.3快速性

为了防止故障蔓延,减轻危害,尽可能的恢复电压。因此,当系统发生故障时,装置应保证动作迅速,及时切除故障。

3.4选择性

在故障发生时继电保护系统会对故障的严重程度进行判断,然后将故障点的线路切断,让无故障的系统能继续进行正常工作,最大程度上减少故障对整个系统带来的危害,使电网系统能够保持常规状态下的运行。

4.新时期电力系统对继电保护自动化的影响和挑战

在目前我国的继电保护装置水平还比较落后,传统的继电保护装置还占到了主流,阻碍了我国电力系统的发展。我国的电网继电保护水平必须跟上世界的先进水平,让我们的继电保护装置能从传统中得到改变吗,走向数字化、自动化、智能化。这不仅是对于继电装置的革新,也是整个电网系统的一个重大升级,也符合时展的需求。在目前我国的电网系统正在朝着智能电网迈进,许多新的设备投人运营,这就导致设备的故障率有了一定的增加,对继电保护来说也提出了更高的要求。所以需要提高继电保护装置的技术水平,以便适应不断发展的电网系统,切实保护电网系统的正常运行。目前,在电力系统的大力发展下,针对自动化的继电保护技术,需要解决的间题主要只有:时间和数据的同步性以及继电保护的整定计算。

智能电网中的额电子式互感器是分布式的,数据采集模式也是通过单元合并的,为了保证数据采集和传输的同步,在系统中需要精确的时钟同步。

在电网继电保护整定计算中,需要考虑很多的因素,比如电网的接线方式,以及运行方式,它们会对定值计算产生很大的影响。为了合理协调保护的灵敏性、速动性、选择性和可靠性之间的关系,保证各保护达到最佳的配合状态,就要求我们对电网的各种运行方式及多种故障情况进行反复而周密的计算。

5.继电保护的未来发展趋势

继电保护的技术发展道路已经越来越明确,就是智能、数字、网络,并通过信息处理技术将数据整合在一起。

目前继电保护技术正在朝着智能化、数字化以及网络化发展,适应了智能电网的技术水平要求。在以往的继电器使用中往往有一些间题,表现最明显的间题是系统的定值计算与管理系统定值分离,这种分类导致了数据的不准确,给操作带来了较大的困难,同时比较容易产生较大的失误。因此技术人员加人了智能化概念,就是通过模糊逻辑、神经网络等控制手段对继电保护装置进行控制,保证了数据的准确性。因此,数字化的继电保护装置在人工智能的控制下建立了继电保护网络,从而最大程度的实现了对于继电保护装置的控制,也加强了对于电网系统的监测与故障处理,是未来继电保护装置未来的发展趋势。

结束语

在智能电网不断发展的今天,对于整个电网系统的安全与稳定来说也提出了挑战,继电保护技术就是在这种挑战下得到了创新和发展。目前我国的继电保护技术还不够先进,传统的继电保护装置还占领了大部分的电力系统,因此我们需要不断加快对于继电保护技术的研发,提高先进继电保护装置的更新频率,让我国的继电保护技术朝着智能化、数字化以及网络化道路不断前进。

参考文献

[1]陈勇军,赵玉梅.智能电网中的继电保护技术分析【J】.科技与企业,2012(23).

继电保护分类以及保护原理范文5

关键词 广域;继电保护;故障元件判别

中图分类号TM77 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)91-0067-02

电网若想实现安全稳定运行,首先应当做好的就是继电保护工作,近一段时期以来来,国家电网建设的面积与规模都呈现出不断扩大的趋势,电网结构、电网运行方式变为复杂化与多样化多向发展。电网环境的复杂,让广域继电保护工作必须应对全新的战略调整,旧有的继电保护手段中有很多亟待解决的问题。及时研究出可以准确快速识别隔离故障的方法,让广域保护原理、配置计划更加便捷适应,是电网稳定运行的关键内容。

1 广域继电保护工作的完成方式略析

在现有的技术条件水平下,可以帮助广域继电保护达到功能实现的基方法可以从以下两个方面加以考虑,第一个是自我调节在线整定式广域继电保护工作。通俗来讲,此种类型的广域继电保护工作重点指用事件触发当作调节基础,再对电网运行的具体环节实施持续跟踪,达到保护定值计算及在线处理优化。这样做的根本目标是避免广域继电保护处于应用实践过程中发生继电保护的适配不合理障碍,同时能够提升保护灵敏性的工作内容。第二个是从故障元件判别方向加以考虑的广域继电保护工作,通俗来讲,此种类型的广域继电保护工作重点是指通过依靠电网系统里面的多点广域测量信息,再以不同的故障判别手段选取为参考,达到电网里面故障元件实际发生位置的准确判定,这样可以进一步发挥出继电保护的实用性优势。同在线整定式广域继电保护的方法比起来,这个故障元件判别手段无需整定计算过程,能够在很短的时间里保证广域后备保护工作的有效性,与此同时还可以对广域后备保护的发生时间加以控制,较具有实用性优势。

2 如何进行故障元件判别的几个问题

2.1 电压故障分布情况

以某个单一元件举例,同单一元件相对应的故障判别,在原理上通常会涉及到很多方面,其中有电流差动、纵联方向及纵联距离等。需要加以注意的是:电流差动受限于采样的同步精确性要求,因此较易出现视角缺失,工作难度很大。纵联距离和纵联方向两个方面所涉及到的故障问题同样会有应用性能角度的不完善。对电压故障发生情况上涉及到的元件判别及故障处理,可以让上面的问题得到有效解决。这种故障元件的判别原理是先对线路一个方向的电流、电压故障分量加以测定,得出准确数值,再根据此方向数值通过科学方法得到另一个方向的数值。在这种方法的带动下,可以几乎在同时得到两边位置的电压电流估算值及实际值。通过实践研究可以发现,在故障因为外部原因所引起的情况下,线路两边的故障电压分量测量结果同估算结果是类似的。可是在故障本身为外部原因时,线路整体至少某个方向电压故障实际值同估量之间存在显著差异,这样便能够形成故障元件判别根据。对于故障元件进行判别,其工作原理是参考负序判别、正序判别元件和零序判别三个类型。这些判别优势可以准确地判定出内外故障负接地故障、相间短路故障。而很重要的一点是,在电压故障分布时的元件判别时,只是对远方电压幅值数据形成了明确要求,广域同步采样方面的精准程度尚未曾做出统一规定,因此只保证故障两边特征校正达到基本同步便可。从这样的分析当中我们能够发现,这种原理应用手段可以避免潮流变化因素的影响,继而达到故障线路的有效识别。

2.2 综合广域阻抗情况

由于要照顾到广域电流同普通电流二者存在着一定的区域差动范围线路数量的不一致性,则会产生同普遍意义电流差动相比区别明显的灵敏度指标变化,灵敏度指标变化主要会受到线路电容指标影响,影响程度随具体情况而有所区别。出现这种变化的原因是线路数量的不同给对应差异性分布电容电流造成了影响。本文所探讨的基于综合广域阻抗情况下的故障元件判别,在工作原理上基本可以实现分布电容影响克服,与此同时达到灵敏度上的高效性。从这个方面进行分析,可以说,把综合式阻抗同广域继电保护工作结合起来产生的故障元件判别,首先在原理上便具有非常显著的优势。再对仿真算法里面的数据加以验证分析,最终得到可靠结果,在对这种故障元件的判别手段进行处理的过程中,能够产生很可靠的耐过渡电阻功能、较低级别的转换式故障、较高级别的灵敏度以及选相的优越性,是应当给以特别关注的。

2.3 概率识别下的信息融合

为了达到对传统广域继电保护出现的计算量太高、保护判断出现偏差等问题的控制,同时能够让信息容错水平得到提升,便要求使用概率识别基础上的信息融合手段。简单点说,概率识别控制下的信息融合手段其具体功效是:其技术在所设定的全部广域范围内某个固定时刻产生多处类型完全不同故障概率极低,这就让该技术只面向本有限广域区域中的单一元件实施故障识别及相应的编码处理,直接造成后期计算时的搜索范围控制。还有另外一点优势是:引入故障识别概率的计算手段,能够保证故障元件达到更有效判别。在当前,故障识别概率在正常工作运行的平稳状态下,可以达到分组判断编码适应度的效果。通过计算方式辅助,得到的故障识别,其概率数值如果越大,那么它所对应的元件发生故障的概率也就越高,这就就能够有效判定元件故障的存在。

3 结论

目前我国电力系统需要探讨的一项重点课题就是广域继点保护问题,为了达到电力系统继电保护工作的可靠性以及高效性,也为了保障电力系统达到灵敏性要求,使其数据传输、数据控制及信号发送交换等项内容科学稳定,便应当在系统大局的战略要求出发,注意加强电力系统全面的规划检测与维修维护,从根本上提升广域继电保护、故障原件判别等项工作的效果,带动大电网全面发展。

参考文献

[1]陈国炎.广域继电保护分层系统结构的网络拓扑设计[J].电力系统保护与控制,2012(4).

[2]李振兴.分区域广域继电保护的系统结构与故障识别[J].中国电机工程学报,2011(28).

[3]杨增力.基于方向比较原理的广域继电保护系统[J].中国电机工程学报,2008(22).

继电保护分类以及保护原理范文6

关键词:电力系统;继电保护装置:仿真系统:实现技术要点

根据保护通用模型来实现各种保护装置的功能。设立保护总的故障入口,另外把保护分为4大模块,分别是线路、变压器、母线和发电机,每一种模块中包含了一些具体的保护函数实现各自的功能。本文通过了解继电保护仿真系统的分类及组成对事故中继电保护装置动作行为和线路保护及其仿真原理进行分析。

1 继电保护系统仿真技术的分类

1.1 数模混合仿真技术

电网重要的发电机、电动机等旋转设备采用数学模拟方法,重要的变压器、线路元件和直流输电系统采用物理模拟方法,其他电网元件及特性采用全数字实时仿真系统模拟,通过功率连接技术实现全数字实时仿真与物理仿真装置的连接,从而构成兼有物理和数字模拟技术特点,并且能够突破模拟规模限制为特征的实时电力系统数模混合仿真模拟。该技术是实现大电网关键技术突破的重要依托之一,是实现电网关键仿真模拟功能的重要试验验证手段之一。

1.2 动态模拟仿真技术

具有多年的动态模拟仿真技术研究经验,可以实现l000 kV及以下交流系统,800 kV直流输电系统及交直流混合输电系统、变压器、并联电抗器、固定及可控串补、数字式电压、电流互感器等的动态模拟。可开展继电保护和安全自动装置的试验研究;保护控制装置与通道的联合测试;负荷模型、发电机及其励磁系统参数的试验研究:可控电抗器、静止无功补偿、故障限流器等新型设备的性能及对系统影响的试验研究。

1.3 建模技术

采用统计综合法、总体辨测法、故障拟合法等技术,开展负荷模型建模研究及SLM 综合负荷模型适应性研究;结合机组励磁及PSS参数实测、调速系统实测技术研究工作,进行大电网发电机控制系统仿真建模及校核技术研究。

2 事故中继电保护装置动作行为的分析

如果在电网故障中,保护装置有不正确动作行为,要根据当时的系统实际运行方式,在寻找到的故障点处模拟相同的故障类型,来计算相关变电站和发电厂的电压、电流及阻抗等值,观察保护的动作情况,分析故障中的保护装置的动作行为。并与录波结果进一步进行核实,以保证与当时的实际情况相符,从而验证了保护装置动作的正确与否。利用仿真程序分析电网事故,可以大大提高工作效率和工作质量,为继电保护工作提供了先进的管理手段。

在电网运行中,会出现很多难以预料的运行方式,这些运行方式在保护整定计算中,是没有考虑的,也是无法预料的。利用继电保护仿真程序,可以很方便地校验临时方式各种保护的灵敏度,对紧急情况或电网事故作出正确的处理。

3 继电保护仿真系统的组成

继电保护仿真程序就是利用计算机程序模拟电力系统各种故障,用故障量来检测保护的动作行为,并能输出各站的保护动作情况。其主要由程序和数据库2部分组成。

3.1 数据库

(1)电网一次系统图。包括所有整定范围的一次电网结构图,应标有断路器状态,断路器在断开位置和合闸位置应有明显区别,以提醒计算人员有关保护动作跳闸情况。

(2)继电保护定值库。1)元件参数:电网元件参数数据是用来模拟故障计算时的依据,必须是电网运行元件的实测参数。2)继电保护定值库:与在电网中运行的实际定值一致,包括各种保护的定值。

3.2 程序部分

程序主要包括以下几个部分:模拟故障计算、保护动作行为的判断和报告输出等。

(1)模拟故障计算程序:模拟故障计算程序是仿真系统的核心,它应能模拟各种故障类型,并对各厂、变每条线的保护的各种测量值进行计算,如相电压、相电流、相问阻抗、接地阻抗、零序电流、负序电流等。(2)输出报告:比较完毕后,输出保护动作情况报告,并在电网一次结线图上标明保护动作情况。

4 线路保护及其仿真

4.1 线路保护配置原理

110 kV及以下中性点非直接接地的电网,主要采用过电流保护,某些情况下采用距离保护,甚至是高频保护,并列运行的平行线路采用横联差动保护作为主保护,以阶段式电流保护作为后备保护。110--220 kV中性点直接接地电网,通常采用距离保护作为主保护,阶段式或反时限零序电流保护、电流速断保护作为后备保护,有些110kV线路也装设l套全线速动保护。220kV线路通常装设2套全线速动保护,采用接地距离保护、阶段式或反时限零序电流保护、电流速断保护等作为后备保护。

4.2 管理功能

4.2.1 定值单的自动生成功能

当完成系统整定配合后,进入定值单生成模块。程序可根据保护装置类型自动提供一种装置定值单的模板,定值项的值自动取自整定出的定值。定值单可以修改、保存。

4.2.2 计算书自动生成功能

定值整定的整个过程都自动记录在计算书中。手工进行整定计算时,计算书同步显示,清楚地显示每步操作的情况,十分方便。计算书可以查看、保存。

4.2.3 定值单管理功能

可以显示所有生成的系统定值单,也可分别显示正在整定、待执行、已执行、已作废4种状态的定值单。可查阅各定值单对应的装置型号、保护对象、定值单编号等。可以将待执行定值单通过点击转化为已执行定值单,并自动添加执行日期。可以将已执行定值单通过点击转为已作废定值单,并自动记录作废日期。对于已作废的定值单可设定保留期限,到期后自动删除。

5 变压器保护及仿真

5.1 变压器保护的逻辑动作原理

变压器保护主保护的逻辑动作方式比较简单,不管设置的内部故障还是外部绝缘套管及引出线处故障,都只要直接跳开变压器两侧或三侧开关。当变压器发生内部故障时,搜索此变压器上安装的保护,并根据其动作时延进行排序,动作时延最短的即为动作的保护,由于变压器很多保护都是零秒延时,因此有可能2个保护同时动作。当变压器发生外部绝缘套管及引出线处发生故障时则认为差动保护动作。保护变压器防止出现故障和后备保护的动作

情况与线路故障基本相同。

5.2 变压器保护模型仿真流程

系统中的变压器保护是由函数TransformerSimulator来实现的,变压器保护的程序流程框图如图1所示。

变压器保护仿真程序流程图

6 结语

本文以基于逻辑的保护通用为基础,并根据实际保护元件的特点,对各种元件保护原理实行变通和合理的分析,使其更能满足本课题的快速性及逼真性的要求。分别对线路保护、母线保护、变压器保护及发电机保护中各相具体保护装置明确动作原理及判据,而后建立相应的数学模型及程序实现,并对其作必要的解释说明,根据各类的保护装置的相互配合,即可仿真实现整个继电保护系统的仿真。

[参考文献】