继电保护的差动保护范例6篇

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继电保护的差动保护

继电保护的差动保护范文1

[论文摘要]论述变压器的差动保护、标积制动差动保护、零序差动保护等主保护在使用中应注意的技术问题,指出差动保护灵敏度和快速性的提高必须建立在安全可靠的基础之上。

一、引言

变压器差动保护是变压器的主保护,一般采用的是带制动特性的比率差动保护,因其所具有的区内故障可靠动作,区外故障可靠闭锁的特点使其在系统内得到了广泛的运用。其中有许多文献[1][2]都对上叙二种故障情况做出了详尽的分析,但是从现场工程实际来看,当变压器发生区外短路故障时,由于变压器本身流过巨大的短路电流而对其本体的绝缘和性能造成了破坏,同时伴随着变压器内部发生匝间短路故障的情况也时常发生,这就要求差动保护在这种情况下也能够可靠动作而不被误闭锁,这就对差动保护提出了更高的要求。本文就从上叙工程现场出现的问题出发,对这种情况进行重点分析。

二、加强主保护,应使差动保护更完善和简化整定计算

加强主保护的目的,是为了简化后备保护,使变压器发生故障能够瞬时切除故障。目前220kV及以上电压等级的变压器纵联差动保护双重化,这是加强主保护的必要措施。差动保护应在安全可靠的基础上使之完善。

在简化整定计算方面,差动保护应多设置自动的辅助定值和固定的输入定值,使用户需要整定的保护定值减到最少,以发挥微机型继电保护装置的优越性。不需要系统参数,不需要校核灵敏度,可以根据变压器的参数独立完成保护的整定,整定方法简单清晰。

三、差动保护用的电流互感器的基本要求

差动保护用的电流互感器需要满足两个条件,其一是稳态误差必须控制在10%误差范围之内,因为整定计算中采用的不平衡稳态电流是按10%误差条件计算。其二是暂态误差,影响电流互感器暂态特性的参数主要有:短路电流及其非周期分量,一次回路时间常数,电流互感器工作循环及经历时间,二次回路时间常数等。电流互感器剩磁对于饱和影响很大,当剩磁与短路电流暂态分量引起的磁通极性相同时,加重二次电流的畸变,因此电流互感器铁心中存在剩磁,则电流互感器可能在一次电流远低于正常饱和值即过早饱和。差动保护的暂态不平衡电流比稳态时大得多,仅在整定计算时将稳态不平衡电流增大二倍是不够安全的。采取抗饱和的办法是使用带有气隙的TPY级电流互感器。但是差动保护广泛使用的是P级电流互感器,对P级电流互感器规定允许稳态误差不超过10%,暂态误差必然要超过稳态误差,在实用上可在按稳态误差选出的技术规范基础上通过“增密”以限制暂态误差。

采用增密的方法有以下几种[2]:(1)将准确限值系数增大二倍(允许短路电流为额定电流的倍数);(2)将二次额定负担增大一倍;(3)增大二次电缆截面使二次回路的总电阻减半;(4)改用5P级电流互感器(复合误差由10%降为5%)。

目前110kV及以下电压等级均采用P级电流互感器,220kV变压器亦采用P级电流互感器或5P级、PR级(剩磁系数小于10%)电流互感器,因此差动保护需要采取抗电流互感器饱和的措施。500kV变压器在500kV侧、220kV侧均用TPY级电流互感器,对于600MW大型发电机变压器组保护,500kV侧均采用TPY级电流互感器,在发电机侧已有TPY级电流互感器可选用。

四、度和快速性差动保护的高灵敏的前提是安全、可靠

差动保护应具有高灵敏度和快速性,轻微匝间短路能快速跳闸,但是提高灵敏度和快速性必须建立在安全、可靠的基础上。运行实践说明:使用较低的起动电流值在区外故障或区外故障切除时引起差动保护误动的严重后果,因此对于灵敏度和快速性不要追求过高的指标而忽视可靠性。

提高灵敏度虽对反映轻微故障是有效的,但灵敏度的提高必然降低安全性。变压器的严重故障并不都是由轻微故障发展而来的,故障发生的瞬间仍会发生烧毁设备的事故,同时轻微故障发展为严重故障也需要时间,因此轻微故障带一些时间切除故障也是允许的,长时间的运行实践证实变压器气体保护是动作时间稍长地切除轻微的匝间故障。

轻微匝间故障时产生的机械应力和热效应不大,在200ms内故障切除,不会危及铁心,从检修的角度,只要铁心不损坏,轻微和严重的匝间故障都是需要更换线圈,因此只要差动保护在铁心损坏之前动作,就可以满足检修的要求,不需要追求减少线圈的烧损程度而牺牲保护的安全性。

五、简化后备保护

后备保护作用主要是为了变压器区外故障,特别是考虑在其联接的母线发生故障未被切除的保护,当然也可以兼作变压器主保护的后备(尤其110kV及以下电压等级的变压器)和其联接的线路保护的后备(尤其110kV及以下电压等级的线路)。当加强主保护以后,差动保护双重化配置,气体保护独立直流电源,因此主保护是非常可靠、灵敏、快速的,理应简化后备保护。后备保护只要具备在220kV及以上电压系统是近后备,在110kV及以下电压系统是远后备的基础,不需要仿照线路保护设几段后备保护,线路保护有距离保护,基本不受短路电流的影响,保护范围较固定,配合比较简单。变压器后备保护主要是母线的近后备,110kV及以下电压等级线路的远后备,只要系统内故障能由保护动作切除不致于拒动就满足要求。如果后备保护要从电流保护来解决多段式配合,这是既复杂又困难的问题。变压器后备保护不需作多段配合、定值校核的工作,我们要摆脱整定计算中难以配合的困扰。目前,微机型保护各侧设置相间和接地保护各设3段8时限的复杂保护是作茧自缚,没有好处。

简化后备保护的原则,作者认为变压器高压侧只设置复合电压过电流保护,中、低压侧设复合电压过电流保护作为远后备,电流限时速断作为母线近后备。

六、结语

变压器差动保护提高灵敏度和快速性必须建立在安全可靠的基础上,应采取防止因电流互感器饱和和区外故障切除的暂态误差造成误动的措施。

加强主保护理应简化后备保护,变压器后备保护主要是作为母线的近后备,110kV及以下电压等级线路的远后备,要摆脱整定计算中难以配合的困扰,不作定值校核,为此高压侧后备保护仅设复合电压过流保护,中、低压侧后备保护设复合电压过流保护和电流限时速断保护,前者按变压器额定电流整定,后者按同侧母线的最低灵敏度要求整定,时间应与同侧相邻线路的相应时间相配合。

参考文献:

继电保护的差动保护范文2

关键词:差动保护 保护配合 保护范围交叉 改进

1、 某水电站事故概况

发电厂电气主接线见图1所示,事故发生时#1发变组运行,由于运行环境空气湿度较大,061开关靠发电机侧(K1点)发生接地,主变差动保护动作跳开061和101断路器,发电机后备保护经也正确动作,由于主变差动保护不对发电机进行灭磁,而发电机后备保护也只跳开出口开关,不对发电机灭磁,因此061开关跳开后,发电机继续对K1点提供短路电流,直至强励动作后,跳开灭此开关,故障才得以切除,但已经造成061断路器烧坏。

2、 事故分析

事故后,通过对发电机变压器保护装置检验及开关传动试验,所有设备动作正常,对发电机和变压器差动保护范围检查,其保护范围也进行了交叉,没有保护死区。进一步分析发现,K1点位于主变差动保护范围内,但处于发电机差动保护范围以外,因此发电机差动保护不动作是正确的。当K1点发生短路时,主变差动保护首先动作,跳开101和061断路器,而此时发电机差动保护并不会动作,发电机后备保护经延时后动作,但发电机后备保护并不跳开灭磁开关,因此发电机继续对K1点提供短路电流,只有励磁保护动作后跳开灭磁开关,故障点才得以消除。由此可见,整个过程,继电保护及开关设备均正确动作,而事故根源在于保护动作后并未将故障点消除,主变差动与发电机差动保护范围交叉不够全面造成了开关烧损。

3、 改进方案

为了解决该站发电机差动与主变压器差动的配合问题,拟定了一下几种方案进行分析。

方案一、将发电机出口断路器CT由出口断路器靠发电机侧移至出口断路器靠10kV母线侧。如图2所示。

很显然,此方案使发电机差动保护范围扩大,已经包含出口断路器,但同时也造成了主变差动保护范围缩小,主变差动保护范围已经在发电机出口断路器之外。当K1点发生短路时,发电机差动保护可以迅速动作,跳开出口断路器并进行灭磁,可以很迅速消除故障。但是当在图2中的K2点发生短路时,发电机差动保护仍可以迅速跳开出口开关并进行灭磁,但是发电机出口开关跳开后,故障点并未切除,由于K2点位于主变差动保护范围之外,主变差动保护不会动作,主变仍可以向K2点提供短路电流,只有经延时后靠主变后备保护动作切除主变。但由于主变后备保护经延时动作,仍有可能烧坏开关。

方案二、将发电机保护用CT移至出口断路器与10kV母线之间,将主变10kV侧保护用CT移至出口断路器与发电机之间(见图3)。

很显然,此方案从技术的角度看最为理想,当K1点或K2点发生短路时,主变差动保护和发电机差动保护均能同时动作,101和061开关能够同时动作,并同时跳开发电机灭磁开关, 确保故障完全故障。很明显,此方案在发电机变压器交叉的区域二者的主保护能够完全交叉覆盖,从保护范围上不留任何死区。对于处还处在设计规划阶段的新建厂站,采取此方案是比较理想的,但是对于已经投入生产的电站,改造起来就不那么容易了,由于开关柜的空间有限,改装CT就必须对整个开关柜进行改造或更换,这样经济投资比较大,而且改造造成的停产时间也比较长。

方案三、不需对一次设备进行改动,增加主变差动保护跳灭磁开关回路(该厂目前采用此改造方案),见图4。

此方案改造起来简单,而且造成的停电时间也比较短,但是无论主变差动保护动作还是发电机差动保护动作(包括误动),都将造成发电机出口开关061跳闸,并进行灭磁。如果主变差动保护动作,跳开101和061开关,并进行灭磁,只要调速器能够稳住发电机转速,发电机可保持空转运行,但是主变低压侧是没有经过隔离手车直接连接在10kV母线上的,而厂用变同样也是连接在10kV母线上,如果主变故障,10kV母线是无法带电的,也就不可能靠发电机来保厂用电,所以试图让发电机保持空载,使其恢复厂用电是徒劳的。对于有的厂站,在主变低压侧通过隔离手车或断路器与10kV母线连接,在主变差动保护动作后,可以手动断开主变低压侧手车或断路器,使发电机带10kV母线升压,自保厂用电。当主变恢复送电时,由于主变低压侧即使是断路器通常也不带同期功能,因此要是发电机并网必须先解列后,让主变带上10kV母线,由发电机出口断路器检同期并网。而对于大型发电机组,通常采用发电机-变压器组单元接线,发电机出口不设断路器,采用主变高压侧断路器并网,对于此类型的厂站,就不存在上述问题,无论是主变差动、发电机差动或发-变组差动保护动作,均能跳出口开关并灭磁。目前,该水电站发生事故后,正是采用此改造方案,此方案对于该站来讲比较简单实用。

4、 结束语

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【关键词】220kV;变电站;继电保护;常见问题

1 引言

220kV及以上电压等级成为我国电网的骨干网架,变电站继电保护作为电网的“安全卫士”,承担着保护电网安全、及时切除故障、降低停电损失的任务。下文将以母线保护、变压器保护、线路保护为重点,探讨220kV变电站继电保护常见问题。

2 220kV变电站继电保护简介

基于电能不能大量存储的特点,考虑到电力系统运行的可靠性、电能质量、经济性,电能要经过发电、输电、变电、送电、配电、用电能环节,才能为客户提供安全、优质的电能。变电站就是主要用于进行电能的降压和分配。

变电站包括:主控室、土建、一次设备、二次设备、电源系统、通信系统、环境系统等。对变电站继电保护来说,由于变压器和母线是变电站最重要的设备,变压器实现电能降压,母线实现电能分配,线路实现电能的输送,所以,母线保护、变压器保护、线路保护是220kV变电站最重要的三类继电保护,熟悉继电保护原理,并能对继电保护常见问题进行处理,是变电站继电保护人员必备的专业素质。

3 220kV变电站继电保护常见问题探讨

根据继电保护可靠性、速动性、选择性及灵敏性的基本要求,结合220kV电网的特点,对联系不强的220kV电网,应重点预防继电保护装置的非选择性动作,防止超越动作;对联系密切的220kV电网,应该重点保证继电保护装置的可靠、快速动作,通过各类保护的速动断来确保继电保护的性能。随着电力系统输电等级的不断提高,系统的暂态过程也日益复杂,系统中谐波含量不断提高,非线性元件如电感、电容增多等问题,也给继电保护带来一些干扰。

3.1 互感器饱和

随着电网输电等级的升高,发生故障时,产生的故障电流也较大,如果电流互感器特性不良,很容易引起互感器饱和,从而对继电保护动作产生影响,当互感器出现饱和后,电流互感器的二次波形出现畸变和破损,导致继电保护装置计算出的差流出现变化,如果保护判据不加处理,在区外故障流过最大穿越性电流的电流互感器可能出现较为严重的饱和,很容易引起保护误动作。

互感器饱和对母线保护的影响最大,通常在继电保护的动态模拟试验中,要求区外故障引起互感器饱和的线性区大于3ms时,母线保护能够可靠不动作;区外故障引起互感器饱和的线性区大于5ms时,线路保护能够可靠不动作。

对此,继电保护通常采用的方法有:波形识别法、时差法等。波形识别法主要通过对保护录到的波形进行分析处理,结合其中的谐波分量、波形特征等,对保护是否出现饱和进行判别并加以闭锁。时差法主要是利用故障开始到线路的过零点存在一个线性传变区,此时虽然有饱和,但是还没有出现差流,反映在继电保护的计算中,即保护的差动电流和制动电路的出现有一个时间差,进而判别出饱和,并对差动保护加以闭锁,先差动保护闭锁一个周期,然后根据判据开放,保证当出现发展性故障,如区外转区内故障,差动保护仍能可靠地快速动作。

3.2 电容电流

输电线路的相间和相对地都存在分布电容,对长线路来说,为了提升长线路的自然功率,必然减小线路电感,并采用电容补偿,线路越长,电容电流越大,如下表1所示为每百公里架空线路容抗和电容电流参考值:

表1 每百公里架空线路容抗和电容电流参考值

线路电压(kV) 正序容抗(Ω) 电容电流(A)

220 3700 34

330 2860 66

500 2590 111

750 2240 193

电容电流可能导致差动保护误动作,同时降低差动保护的灵敏度,并导致距离保护安装处的测量阻抗比线性化纯电阻电路的线路阻抗偏大,可能导致距离保护的误动作。

对此,对差动保护应该采用多判据的差动保护,不同的时段投入不同判据的差动保护,实现保护快速性、灵敏性、快速性的要求,例如,相关电流差动具有天然的抵抗电容电流能力,内部故障时不需要进行电容电流补偿。在保护启动后20ms以内投入;故障分量比率差动在保护启动后40ms内投入,不受负荷电流影响,能够对严重故障实现快速动作;稳态量比率差动和零序电流差动在保护启动后一直投入,稳态量差动实现全线路差动保护的总后备,而零序差动则主要用于应对高阻接地故障。

3.3 过渡电阻

220kV及以上电网单相接地故障率非常高,过渡电阻是指线路经过某些介质而发生对地放电的现象,根据故障情况不同,过渡电阻的阻值可以达到几百到几千不等。

受到暂态分量和谐波电流的影响,加上过渡电阻时典型的故障特征是电压跌落很小,故障特征不明显,对继电保护的判别影响很大。某些依靠阻抗值来启动的保护误动作,可能引起距离保护的超越动作,对差动保护来说可能导致因为制动电流过大而差动不动作。

对此,对于后备保护,采取零序过流来实现对高阻故障的切除,主保护可以采用零序差动保护,零序差动具有一定延时,采用零序比率差动判据主要是为了反映重负荷下的高阻接地故障,在高阻接地故障下,虽然电压跌落不明显,但会产生较大的零序电流,由于零序电流反映故障分量,因此具有较高的灵敏度。同时,对于区外故障和系统振荡等情况,由于流过被保护线路的零序电流是穿越性的,故不会误动作。例如,某保护厂家零序差动保护的判据如下:

其中, 是线路M侧的零序电流, 是线路N侧的零序电流, 是零序电流的整定值,选相选差流的最大相为故障相。目前,在对线路保护的动态模拟试验中,要求220kV线路保护装置能够具备抗300Ω过渡电阻的能力。

3.4 谐波问题

对于变压器保护来说,保护逻辑受系统谐波分量影响较大,随着电网输电等级的升高,变压器容量不断增大,当变压器因为某些原因,一侧的电压突然增大时,电压突变量与变压器的剩磁相互叠加,引起变压器铁芯饱和,出现励磁涌流,最大时可能达到额定电流的6-8倍,同时系统内可能出现大量谐波。

变压器的谐波以二次谐波和三次谐波为主,速动性和可靠性一直是变压器差动保护难于协调的矛盾。逻辑做的保守,差动保护经饱和判据后,在系统谐波较大或发生区外转区内故障时,可能出现动作时间较慢甚至拒动的情况。逻辑做的激进,则保护误动风险增大,可能出现TA断线误动、区外故障误动等。

例如,某220kV变电站曾发生过区内B相单相接地故障,站内变压器比率差动保护58ms动作,动作时间较慢,保护录波波形如下:

图1 保护故障录波图

经过分析,差流中二次谐波分量超过了15%,大于保护的谐波闭所定值,差动保护暂时闭锁,待二次谐波一段时间后降落下来,差动保护才能够动作。

4 结语

根据我国建设智能电网的战略规划,未来我国220kV变电站仍将不断增多,尤其是具备智能、互动、绿色的数字化变电站,已经成为继电保护发展的主流趋势。因此,对220kV变电站继电保护常见问题进行分析和探讨,对我国电网发展具有重要的意义。

参考文献:

[1]陈金泽.谈220kV变电站变压器运行与继电保护[J].应用科技,2010(1).

继电保护的差动保护范文4

目前,我国的继电保护的方案一般都是围绕着变频器的自带保护和开关柜的综合保护装置这两方面进行设定的。其中,变频器的自带保护功能一般是使用在需要调频运行的时候,而开关柜的综合保护装置则一般使用在工频运行工作的时候。当需要采用大容量变频器对电动机继电保护的时候,由于在经过大容量变频器对电动机继电保护的过程中,电动机的电源需要经过频率、电力电子的整流逆变、工频等变化。因此,在大容量变频器对电动机继电保护的过程中就会对电动机传统的接线比率的保护功能,以及相角和变频器之间电源产生影响。对于这样的一个继电保护方案来说,他还是存在着一些问题。

1.1 大容量变频器对电动机继电保护的灵敏度不足

大容量变频器对电动机继电保护的系统都只是运行自带的保护系统进行对电动机电流速断的保护,虽然说大容量变频器所使用的电流速断的方法,是可以很好的、有效的使变频器和电动机,以及电动机的电缆的短路灵敏度达到要求。可是,这些保护都不能够符合现状的要求,这种方法也不能达到对定子线圈的短路灵敏度的要求,一般来说,电动机所需的继电保护是属于差动形式的,而且,如果后备的保护出现了问题,也会因为这种大容量变频器对电动机继电保护的形式,而无法能够快速的切除这种故障。

1.2 大容量变频器对电动机继电保护中开关柜综合保护装置的问题

由于,在变频器工作的时候,差动保护是需要被退出的,但是,变频器的控制系统自带了保护的功能,而这一功能又不包括变频器电缆和开关柜的运行,如要把差动保护功能退出,那么,整个大容量变频器的运行也会同时退出。

1.3 大容量变频器对电动机继电保护中隔离变压器的问题

上面我们已经说了对于现代变频器的控制系统自带的保护功能是不包括变频器电缆和开关柜的,变频器控制系统自带的保护功能还不包括输入隔离变压器。

2大容量变频器对电动机继电保护的对策

2.1 对于大容量变频器对电动机继电保护的综合保护装置的对策

学这方面专业的人都应该知道,在电动机变频工作的时候,电动机的保护定位和差动的比例是需要根据CT的具体配置情况而定的。因此,大容量变频器对电动机继电保护的综合保护装置来说,应该适当的输出接点给变频器的控制系统联动,使在电动机变频工作的时候,综合保护装置的自动定位的传统保护功能能够有效的实施,这样不仅能够将原来比较麻烦的工作换成自动化,还能提高工作的可靠性。

2.2 对于大容量变频器对电动机继电保护中的电流和差动对策

可以将差动、电流比例、磁平和零序电流这三种主保护功能,以及现有的后背保护功能组合成一种能够有效的适应大容量变频器工作的电动机继电保护的综合保护装置。从而实现了保护装置的可靠性运作,以及保证了保护装置在不同的范围内都可以时时达到可靠、有效的精度。这一项电流和差动的对策,对大容量变频器对电动机继电保护的工作过程起到了有效的作用。

2.3 对于大容量变频器对电动机继电保护中大容量变频器中硬件的对策

应该适时的将对于大容量变频器对电动机继电保护中综合保护装置的硬件进行更新换代,只有采用最新型、最科学、最有效的技术,才能使综合保护装置的硬件不断的适应各种工作,还能使综合保护装置的硬件能够实行多任务的操作。这样就离我们高精度、快速、大容量、实时的信息处理等目标越来越近,在此同时还可以采用高分辨的A/D转换器技术来实现高速采样、并行计算等要求。

2.4 对于大容量变频器对电动机继电保护中电动机开关柜和两侧电流的对策

要想大容量变频器对电动机继电保护的有效实施,还要保护这些所需要的重要点,例如:电动机的两侧电流、开关柜、断路器,以及旁路的开关辅助接点等所有需要接入综合保护装置的电流。要做到很好的保护这些重要点,则需要从以下几点做起:(1)对工频变频的分设差动进行有效的保护。(2)具有勇于创新的能力,根据现有的科技技术不断的研发、更新工频变频运行的保护装置。(3)不断的增加电动机的磁平衡保护。只有好好的保护好这些重要点,才能使变频和工频的模式,他们之间的切换不再是从保护出口、电流回路等接线的地方实现,而是可以在综合保护装置的软件部分就可以自动实现自动对位等功能。

2.5 对于大容量变频器对电动机继电保护中电动机接地保护的对策

由于,在大容量变频器对电动机继电保护的运行中,变频器的输出并不是接地的,变频器对于电动机的间电缆也很短,电容的电流也小,所以在使用传统的零序CT方法来检测电动机的话,就会显得非常的困难,而且,对于变频器本身带有的保护功能在此时此刻也不能起到任何有效的作用,因此,在设计变频器的时候,要尽量将电动机和变频器设计为接地。

3结语

随着我国科技技术的不断进步,大容量变频器也在电厂中得到了广泛的应用,不论是技术人员,还是设计人员,在使用这一高科技节能的设备的同时,都要积极的从中探索、研究此变频器的缺陷,然后从现有的科学技术中,发现、创新更有效的大容量变频器。唯有如此,才能使大容量变频器在电动机继电保护的运行中能够达到可靠、有效等目的,从而发挥了大容量变频器在电动机继电保护的运行中节能性和调节性的作用。

参考文献

[1] 唐红键,谭茂强.大容量高压电动机变频器继电保护对策探讨[J].电力建设, 2010,31(5).

[2] 李立峰,赵伟,丁健,等.高压变频器对电动机继电保护的影响及解决措施[J].广东电力,2010,23(8).

[3] 张超,张艳艳,黄生睿.大容量变频器对电动机继电保护的影响[J].继电器, 2007,35(17).

继电保护的差动保护范文5

关键词:电力系统;继电保护;二次回路

由于我国社会经济的飞速进步,对电力能源的需求量持续提升,自动化技术在电力系统中也获得了更多的应用。通常情况下,运用继电保护二次回路对电力系统进行保护,其功能的发挥情况对总体电力系统的影响巨大。因此,对电力系统继电保护二次回路的保护进行分析就变得非常重要,需提高重视程度[1]。

一、简述电力系统继电保护二次回路

1.继电保护二次回路的特征

继电保护二次回路是电力系统的关键构成,其具备非常复杂的构造,主要分为:检测模块、开关模块、保护模块以及信号模块几类。二次回路主要借助低压形式对电力系统进行切实高效的继电保护。原有的保护系统中,由于保护设备的运行相对较慢,极易导致系统频繁发生故障问题,进而造成系统无法安全稳定的工作。二次回路设备相对更小,工作上同样进行了有效的优化。和原有保护设备相比,二次回路的特征更加突出,性能方面具备很大的优越性,其反应速度更快、成本投入更少。当提高控制范畴宽度之后,二次回路应用的范围越来越广泛,进而推动继电保护系统功能的大幅提高,保证了电力系统运行的安全性和稳定性。

2.二次同路的意义

(1)安全性

原有的电力系统保护设备因反应相对缓慢,且极易出现各种故障问题,无法切实高效的保障电力系统的正常工作。但二次回路凭借其自动控制模式,借助对系统的实时监测与决策,能够更加有效的保障电力系统的运行,并保证电力系统中工作人员的安全。在保证系统运行稳定性和安全性方面起到了非常关键的作用。

(2)经济性

继电保护二次回路设备的体积更小,且非常容易进行操作与维修。一方面切实节省了二次回路施工与维修的成本投入,另一方面保证了电网系统更低的损耗,进而使系统可以在更少的成本下工作,最大限度节省了系统运行阶段的资金投入。

(3)功能性

二次同路的功能方面具备更多的优点,其控制范畴相对更广,保护的空间也更广,进而使二次回路的功能可以充分的发挥[2]。

二、二次回路遭到破坏产生的影响

二次回路出现故障问题后,对有关装置的运行产生不良影响,还会影响到系统的正常运行。其导致的危害关系到许多方面,通常体现在如下几点。

1.数据破坏

当二次回路发生差动之后,会产生误差,这种误差主要是指电表误差。进行电力系统操作阶段需使用电表对总体电能消耗进行监测。电力公司同样是基于电能表显示的信息收缴电费,但差动保护遭到破坏后就会对电能表的准确性产生不良影响。比如,遭到其他设备的影响,极易发生程度各异的数据波动,此类问题很大程度影响电力系统的稳定性。

2.线路破坏

继电保护二次回路是电力系统中应用非常广泛的接线形式,如图1为继电保护二次回路示意图。若二次回路遭到损坏则会导致回路的切断水平下降,导致线路出现故障,进而造成二次回路的线路的闭合效果差,甚至发生熔断故障,直接影响到了二次回路功能的正常发挥。

3.容量破坏

二次回路出现故障问题后,系统容量则会发生程度各异的下降。某些装置功能指标发生异常之后则会导致电力装置提前老化,甚至在短期内破坏电力装置,使装置停止工作,对总体电网系统容量产生影响。

三、电力系统继电保护二次回路的保护

差动保护系统是电力系统继电保护中应用相对广泛的形式,是保证系统运行稳定的主要组成部分。为使差动保护功能充分发挥,工作人员进行调试和对差动保护装置进行控制的时候,需重视多方面操作,为装置建立优良的运行条件。一般情况下,对二次回路进行检修的方式分为以下几方面。

1.负荷检修

二次回路保护阶段需严格掌控电流互感器的负荷情况,基于现实工作状况合理减少互感器中转子中流过的电流。减少二次负荷的主要方法为:减少线缆电阻值、选用低于36V控制的互感器,并定期对电流互感器的运行情况进行检测。

2.质量检修

电力系统继电保护二次回路相当复杂,其包含零部件的品质对二次回路的性能有非常关键的影响。尤其在当前的电子产品市场中,销售的电流互感器类型繁多,其实际选择阶段依然需和系统保护模式充分结合。在监测电流较高的继电保护设备中,进行差动保护的时候能够选取具备小气隙定子片的互感器,这种互感器中的铁芯剩余磁化强度更低,这种特性会提高互感器饱和难度,提升差动保护系统的功能。此外,这种电流互感器转子中流过的电流更少,能够有效控制不平衡电流。

3.电流检修

电流互感器是保证差动保护成效的主要部件,同样是建立差动保护形态过程中所要着重研究的方面。选择互感器的过程中,需对电流互感器的型号进行科学筛选。尽量选择电流互感器准确级为D级的互感器。当发生短路,电流通过保护设备的时候,电流到达最大值之后要把二次负荷限制在允许的范畴[3]。

4.保护检修

对电力系统继电保护二次回路进行检修过程中,同样会出现操作比较困难的问题,为了消除这种困难情况,需合理改变差动保护方式。比率差动保护是差动保护中应用比较广泛的一类,二次回路维修阶段应用这种保护形式可以使故障诊断效果充分发挥。如果通过回路中电流提升,则要持续提升设备保护的水平,避免故障发生时候保护设备误动。

总结:如上述,继电保护二次回路在整个电网系统中的作用非常关键,其一方面保证了电力系统运行的稳定性,另一方面也保障了电力系统中各类设备运行的有效性。相关企业在明确继电保护二次回路功能的基础上,还需掌握有关继电保护二次回路故障问题的维修方式,最终尽可能的保证电力系统安全稳定的运行。

参考文献:

[1]窦永宏;李俊.浅议电力系统继电保护二次回路的检修与维护[J].科技创新与应用.2014(32):198.

继电保护的差动保护范文6

【关键词】 电力系统 继电保护 可靠性

1 继电保护装置的运行环境极其维护

继电保护装置是实现继电保护的基本条件,要实现继电保护的作用,就必须要具备有科学先进、行之有效的继电保护装置。因此,要做好继电保护的工作,就必须要重视保护的设备。而设备的质量题目,直接决定了继电保护的效果,因而必须对继电保护的装置提出较高的要求,主要体现在‘四性’上。继电保护装置的重要性,不仅要在选用上考虑其是否达到基本运行条件的要求,还要在日常的检测和维护上做好工作。

首先,要全面了解设备的初始状态。继电保护设备的初始状态,影响其日后的正常和有效运行。因此必须留意收集整理设备图纸、技术资料以及相关设备的运行和检测数据的资料。对设备日常状态的检验,要对设备生命周期中各个环节都必须予以关注,进行全过程的治理。一方面是保证设备正常的、安全有效的使用,避免投进具有缺陷的设备。同时在恰当的时机进行状态检验,以便能真正的检测出题目的所在,并及时的找到应对方案。另一方面,在设备使用投进前,要记录好设备的型式试验和特殊试验数据、各部件的出厂试验数据、出厂试验数据以及交接试验数据和运行记录等信息。

其次,要对设备运行状态数据进行及时全面的统计分析。首先要了解设备出现故障的特点和规律,进而通过对继电保护装置运行状态的日常数据的分析,预先判定分析故障出现的部分和时间,在故障未发生时,及时的排查。因此状态检验数据治理就显得非常重要,要把设备运行的记录、设备状态监测与诊断的数据等结合起来,通过正确的完整的技术数据进行状态检验。通过数据的把握和设备运行规律的把握,可以科学地制定设备的检验方案,进步保护装置的安全系数和使用周期,保证电力系统的正常运行。

再次,要了解继电设备技术发展趋势,采用新的技术对设备进行监管和维护。在电力事业高度发展,继电保护日益严重,继电保护设备不够完善的情况下,必须加强对新技术的应用,唯此才能保证保护装置的科学有效,在电力系统的保护中发挥应有的贡献。

2 对继电保护装置的要求

2.1 选择性

选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时,其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除,当故障设备或线路的保护或断路器拒绝动作时,应由相邻设备或线路的保护将故障切除。

2.2 速动性

速动性就是指继电保护装置应能尽快地切除故障。对于反应短路故障的继电保护,要求快速动作的主要理由和必要性在于:(1)快速切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性。(2)快速切除故障可以减少发电厂厂用电及用户电压降低的时间,加速恢复正常运行的过程。保证厂用电及用户工作的稳定性。 (3)快速切除故障可以减轻电气设备和线路的损坏程度。(4)快速切除故障可以防止故障的扩大,提高自动重合闸和备用电源或设备自动投人的成功率。

对于反应不正常运行情况的继电保护装置,一般不要求快速动作,而应按照选择性的条件,带延时地发出信号。

2.3 灵敏性

灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时,保护装置的反应能力。

所谓系统最大运行方式,就是在被保护线路末端短路时,系统等效阻抗最小,通过保护装置的短路电流为最大的运行方式;系统最小运行方式,就是在同样的短路故障情况下,系统等效阻抗为最大,通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。

2.4 可靠性

可靠性是指在保护范围内发生了故障该保护应动作时,不应由于它本身的缺陷而拒动作;而在不属于它动作的任何情况下,则应可靠地不动作。

以上四个基本要求是设计、配置和维护继电器保护的依据,又是分析评价继电保护的基础。这四个基本要求之间,是相互联系的,但往往又存在着矛盾。因此,在实际工作中,要根据电网的结构和用户的性质,辩证地进行统一。

电力系统保护分为主保护和后备保护,后备保护是指当主保护或断路器拒动时,用来切除故障的保护,后备保护可分为远后备保护和近后备保护2种,远后备保护就是当主保护或断路器拒动时,由相邻的电力设备或线路的保护来实现的后备保护,如变压器的后备保护就是线路的远后备。近后备保护是当主保护拒动时,由本电力设备或线路的另一套保护来实现的后备保护,如线路的零序保护和距离保护就是相互后备的

3 阻抗继电器及其动作特性

阻抗继电器是距离保护装置的核心元件,它主要用来作测量元件,也可以作起动元件和兼作功率方向元件。

3.1 单相阻抗继电器的特性

按相测量阻抗继电器称为单相式阻抗继电器,加入继电器的只有一个电压和一个电流。由于电压与电流之比是阻抗,即,所以测量阻抗电压和电流来实现。继电器动作情况取决于的值(即测量阻抗),当测量阻抗小于预定的整定值时动作,大于整定值时不动作。运行中的阻抗器是接入电流互感器TA和电压互感器TV的二次侧,其测量阻抗与系统一次侧阻抗之间的关系为:

对于单相阻抗继电器的动作范围,原则上在阻抗复数平面上用一个小方框可以满足要求。但是当短路点有过渡电阻存在时,阻抗继电器的测量阻抗将不在幅角为的直线上,此外,应电压互感器、电流互感器都存在角误差,使测量阻抗角发生变化。所以,要求阻抗继电器的动作范围不是以为幅角的直线,而应将其动作范围扩大,扩大为一个面或圆(但整定值不变)(如图1所示)。

3.2 全阻抗继电器

全阻抗继电器的动作特性。

全阻抗继电器动作边界的轨迹在复数阻抗平面上是一个以坐标原点为圆心(相当于继电器安装点),以整定阻抗为半径的圆,如图2所示,圆内为动作区,圆外为非动作区。

其特点如下:

(1)无方向性。当测量阻抗位于圆外时,不满足动作条件,继电器不动作;当测量正好位于圆周上时,处于临界状态,继电器刚好动作,对应此时的阻抗就是继电器的起动阻抗;当保护正方向短路时,测量阻抗位于第Ⅰ象限,当保护反方向短路时,测量阻抗位于第Ⅲ象限,但保护的动作行为与方向无关,只要测量阻抗小于整定阻抗,落在动作特性圆内,阻抗继电器就动作。

(2)无论加入继电器的电压与电流之间的相角为多大,继电器的动作与整定阻抗在数值上都相等,即

图2

3.3 方向阻抗继电器

由于全阻抗继电器的动作没有方向性,在使用中,将它作为距离保护的测量元件,还必须加装方向元件,从而使保护装置复杂化。为了简化保护装置的接线,选用方向阻抗继电器,它既能测量短路阻抗,又能判断故障的方向。

变压器纵差动保护主要是用来反应变压器绕组、引出线及套管上的各种短路故障,是变压器的主保护。变压器差动保护是按照循环电流原理构成的,图3示出了双绕组变压器差动保护单相原理接线图。变压器两侧分别装设电流互感器和,并按图中所示极性关系进行连接。

正常运行或外部故障时,差动继电器中的电流等于两侧电流互感器的二次电流之差,欲使这种情况下流过继电器的电流基本为零,则应恰当选择两侧电流互感器的变化。

图3 压器差动保护的基本原理和接线方式

若上述条件满足,则当正常运行或外部故障时,流入差动继电器的电流为:

当变压器内部故障时,流入差动继电器的电流为:

为了保证动作的选择性,差动继电器的动作电流应按躲开外部短路时出现的最大不平衡电流来整定,即减少不平衡电流及其对保护的影响,就是实现变压器差动保护的主要问题。为此,应分析不平衡电流产生的原因,并讨论减少其对保护影响的措施。

4 电力状态检修在继电保护工作中不可或缺

4.1 电力状态检修的概念

就电气设备而言,其状态检修内容不仅包括在线监测与诊断还包括设备运行维护、带电检测、预防性试验、故障记录、设备管理、设备检修和设备检修后的验收等诸多工作,最后要综合设备信息、运行信息、电力市场等方面信息作出检修决策。

在电厂、变电站检修决策时要考虑电网运行状态,如用电的峰段与谷段,发电的丰水期与枯水期;设备所在单元系统其它设备的运行状态,按系统为单元检修与只检修单台设备的合理程度;电力市场的需要,进行决策风险分析。

4.2 电力状态检修的优点

随着社会经济的发展,科学技术水平的提高,电力系统正逐步向状态检修体制过渡。状态检修与其他检修方式相比具有以下优点:

(1)开展状态检修是经济发展的迫切要求。对设备进行检修是为了确保设备的安全、可靠运行,而根据设备的状态进行检修是为了减少设备的检修停电,提高供电可靠性。开展设备的状态监测和分析,可以对设备进行有针对性的检修,使其充分发挥作用,即做到设备的经济运行。

(2)开展状态检修更具先进性和科学性。定期维护和检修带有较大的盲目性,并造成许多不必要的人力和费用的浪费;由于定期检修工作量大,往往使检修人员疲于奔命,加上现场条件和人员素质的影响“,越修越坏”的现象也时有发生。开展状态检修,可减少不必要的工作量,集中了优势兵力,使检修工作有一定的针对性,因而是更为科学,更为先进的方法。

(3)开展状态检修的可行性已经具备:随着科学技术的发展和运行经验的积累,已形成了较为完整的设备状态监测手段和分析判断方法,开展状态检修已有较充分的技术保证。

(4)由于状态检修往往是以设备运行状态下的在线监测结果为依据进行的检修,所以能够预报故障的发生,使我们可以及时掌握设备运行状况,防止发生意外的突发事故。

5 结语

继电保护对我国电力系统的安全运行,起着不可替代的作用,在我国经济持续发展,对电力要求不断增大的情况下,要做好继电保护工作,就要从各方面对继电保护的基本任务和意义,以及起保护作用的继电保护装置有深刻的了解,并要及时掌握未来技术发展的方向。随着保护装置的微机化程度不断提高,对继保工程的施工质量和人员技术的要求也越来越高,因此我们在施工中应该不断的总结提高,在执行继电保护方面要不折不扣地落实到位,并且进行逐一核实,确保继保工程任务的圆满成功。

参考文献:

[1]赵凯,康成华,雷兆江.电力系统的继电保护装置状态检修探析[J].中国科技信息,2008年04期.