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继电保护的用途范文1
1.1继电保护系统的根本要求
继电保护一定要达到下面四项最基本的要求:可靠性,在该动的时候动,在不该动的时候不动;选择性,在出现故障要进行保护设施时,能够只把出现问题的配件切断,尽可能的降低停电规模,同时确保没有出现问题的配件能够顺利运转;速动性,在出现故障之后,可以第一时间解决故障;灵敏性,是能够立即察觉到在其保护的范畴内是否出现事故。
1.2可靠性的相关影响因素
1.2.1设备自身。电力系统继电保护分为四类,分别是主保护、后备保护、辅助保护和异常运行保护。每种保护都有着各自的原理、功能和范围,这就保证了不同的保护在面对不同故障时做到准确可靠。
1.2.2电磁干扰。随着电子措施的出现以及使用,计算机保护设施被普遍运用在电力体系中,在确保安全运转、保护设施中施展着关键用途。和以往的形式对比,它具有自身的优越性,同时正在慢慢的取代别的模式,正在慢慢的成为现在使用最普遍的关键设施。不过由于这种设施本身的软硬件缘由,还有在运转中存在的电磁干扰,对这种设施的可靠性存在不良作用。
1.2.3接地。接地是电路、设备、系统工作的根本技术要求中的一种,也是防止干扰的根本办法之一。由于接地能够让在电路里的干扰电流回到地面,所以正确的接地能够很好的防止干扰信号对别的设备产生影响。雷击干扰,其在二次回路中形成了共模干扰。因为共模干扰是相对大的,所以主要是依靠变压器绕组间耦合传递。因此在初、次级之间放入屏蔽层并让它能够顺利接地,干扰电压就能被屏蔽层来屏蔽掉,进而将输出端的干扰电压减少。屏蔽层也不会对变压器能量传输产生不好的影响。由于带屏蔽层的隔离电压器的抗干扰通路会对共模衰减产生较为明显的增加作用,因此只需要变压器屏蔽器接地的阻抗够小,就能产生作用。电磁设备的电磁兼容性有三种增强的基本方法:接地、滤波和屏蔽,从对其整体的作用出发,干扰频率的能量能够被良好的接地所减少;辐射能量能够被屏蔽以隔离电磁辐射耦合的途径来减少;而电源传导的干扰能量则可以被滤波衰减。
2继电保护系统的的风险评估
所谓的风险主要包括两个方面,一个是损害发生的可能性大小,另一个是损害所造成的程度。对于风险,不但可以累积,同时也可以组合。在继电保护系统进行风险评估的时候,不仅可以进行个体设备的评估,同时也可以进行整体系统的评。在电力体系中,继电保护的用途是非常关键的,拥有着十分关键的意义,即其选择性、灵敏性、速动性以及可靠性四个部分,就是在工作中对线路切断时,必须要一起完成这四个部分,才可以顺利的完成继电保护。一,选择性,假如电网在运转中发生问题,继电保护能够立即的甄选出发生问题的线路位置;二,灵敏性,继电保护设施能够在故障出现后第一时间接受讯息立即开展保护;三,速动性,继电保护设施可以在电网出现事故的第一时间内进行精准的处置,防止故障的扩张;四,可靠性,在电力体系的运转中,假如出现了危机,可以对电网开展安全保护,确保电力体系可以有效的工作,防止差错的出现。
2.1预测继电保护系统的定值风险
对于继电保护系统是否能够正常运行,一般通过对固定数值的判断来进行判定。然而在对定值进行确定的时候,由于电网在运行的时候会不断变化,因此这些数值的也会呈现一定变化,因此使得在确定的时候也会有风险存在。通常,在对定值进行确定的时候,有三种情况存在。第一,已经确定的定值和安全标准是不相符的,无法实现继电保护应有的运行灵敏度,从而影响了继电保护装置功能的正常发挥。第二,已经确定的定值和继电保护的选择性是无法吻合的,即其值是比安全标准高的,因此跳闸现象也容易发生,对电网的有序运行造成影响。第三,继电保护的定值的设置不能满足电网运行的最大负荷的需要,也就是说不能够针对电网的运行情况进行调整。这些问题都使得电网运行中的继电保护存在风险,危害了电网运行的安全。在对继电保护的定值进行设定的过程中,一定要测定固定的隐患范围。因此在对定值进行确定的时候,需要以风险的不同来进行相应调节,如此才能实现电网的有序运行。
2.2评定继电保护硬件系统的风险
在继电保护体系中,硬件体系部分的风险关键表现在设施部分,设施内部存在的性能上的风险等。这部分风险关键表现在下面三个部分。一,体系出现问题时,继电保护体系中的硬件部分出现毛病,进而致使别的硬件也出现异样。二,体系出现问题时,继电保护体系中的硬件部分出现毛病,进而致使别的硬件也不能完成保护,发生拒动情况。三,就算没有问题出现,也会出现误动。所以,当故障点因为继电保护硬件不完善而出现不精准的保护行为,使得周围设施的误动可能性增多,因此会致使一系列的问题发生。
3结束语
继电保护的用途范文2
关键词:电力系统;继电保护;自动化
中图分类号:TM202 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)11-0128-03
随着人们越来越多地关注安全生产、安全用电,从事故障检查、故障排除及中断危险的继电保护技术得到了快速的发展。继电保护通过对电力系统及设备的实时监控来发现系统工作中的异常,并能及时地发出危险信号,并作出相应的处理,在很大程度上暂时保障了电力系统的安全运行,减少了安全隐患带来的重大损失。因此,继电保护系统的自动化发展在很大程度上影响着电力系统全面自动化的建设,所以,我们要加大相关技术的研究。
1 电力系统继电保护工作的相关概念
电力系统继电保护的基本任务:当电力系统发生故障或异常工作时,在可能实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除或发出警告由工作人员消除异常根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻区域供电的
影响。
电力系统继电保护的常见用途:当电网发生足以损坏设备或危及电网安全的故障时,使被保护设备快速脱离电网;对电网的非正常运行及某些设备的非正常工作状态能及时发出警报,以便得到迅速有效的处理;实现电力系统自动化以及工业生产的自动控制等。
电力系统继电保护的常见类别:按继电保护装置的职能可分为主保护、后备保护以及辅助保护。主保护的功能是快速切除故障,即称为速断保护。后备保护有远后备保护和近后备保护两种,主要实现在主保护不反应,或下一级主保护拒动时,切除故障。常见的后备保护策略有:过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护以及负序过电流保护等。
2 我国电力系统继电保护的现状
随着电力系统发展速度的提高以及相关技术的改进,继电保护技术应运而生。在此之后,继电保护技术不断的改进,在科技创新以及科学技术的发展带动之下,继电保护技术不断完善,继电保护系统逐渐发展壮大。
继电保护装置的最初模型为熔断器,从继电保护技术的起步阶段到现在的发展成熟阶段,继电保护技术的发展历程可根据一定的标准细化成四个具体阶段,即采用电磁保护装置的继电保护阶段、采用晶体管保护装置的继电保护阶段、采用集成电路策略的继电保护阶段、采用计算机技术的继电保护阶段。
因为计算机系统的强大功能,继电保护装置发展到采用计算机技术阶段是势在必行的。计算机系统的强大功能在一定的程度上影响了我国各项生产和管理工作,它带动了企业以及各项生产技术的创新。将网络化、智能化、数字化、一体化的计算机技术应用到继电保护系统中已成为必然。
但就目前我国的电力系统的现状看来,电力系统庞大、地理环境相对复杂等现实条件,决定了我国电力系统实现持续的扩容工作比较困难。单纯地依靠熔断技术以及继电保护的相关措施,远远满足不了电力系统持续化建设以及多元化发展的需求。
3 我国电力系统继电保护自动化的技术指标
3.1 自动化装置的灵敏度要高
继电保护自动化系统的灵敏度高,可以使保护装置以最快的速度排除电力系统中的短路故障,从而提高整个系统有效性、稳定性等相关的工作性能,有效减少各种设备在运行当中出现故障的次数,使电力系统一旦出现故障时的危害程度以及波及范围控制在最小的程度之内。在落实电力系统的安全运行维护工作中,能通过提高灵敏度,提高备用设备和自动重合闸主动参与运行的效果,使生产运行当中的经济损失和安全状况得到合理的控制。继电保护装置的灵敏程度反映了设备在安全生产的模式下发生故障或出现非正常状态运行时的反应能力,在电力系统继电保护的运作当中,灵敏度的高低用其灵敏度系数来体现。高灵敏度的继电保护系统是电力系统安全投产使用的有效保证。
3.2 故障排除选择性、针对性高
选择性在电力系统继电保护工作中的体现是,当系统发生故障时,继电保护装置能够根据故障发生于哪台设备的什么部位、哪条线路等,准确快速地采取相应的定位切除措施,并不是在故障发生的时候没有针对性地、大范围地选择切除。
如果电力系统的故障排除采用了针对性、选择性不高地系统,将对电力系统有效地实现稳定供电产生严重的危害。因不能有效地实现在故障部位的切除目的,造成故障切除范围过大,在经济上造成严重的损失。在实际的状况中,故障切除是先从距离故障点最近的地方开始切除,如果这个范围内的断路器拒动,再相应地放大切除范围。
3.3 继电保护工作可靠性高
可靠性在电力系统继电保护中是指,保护装置能顺利的完成合理的保护工作。即电力系统正常运转状态下,继电保护装置不会有任何动作,更不会采取任何保护措施,当故障发生时才采取相应的保护措施。如果系统本身并没有出现任何故障,而继电保护装置却让电力系统的某段电路出现跳闸停电的现象,又或者是没有危险状况发生,报警信号却已经响起等,这会造成系统工作的混乱,给电力系统相关的工作人员以及用电居民造成很大的困扰。
4 我国电力系统继电保护自动化的发展策略
综合以上继电保护系统的任务以及继电保护装置的性能指标,在电力系统继电保护的研究中,我们应该深入贯彻创新意识,不断完善继电保护装置,使之多元化的特点得到更好的应用。将计算机技术、网络技术融汇到电力系统继电保护装置以及继电保护系统的研发中。使继电保护系统在实现最基本的保护工作的基础上,应用智能化的技术,使继电保护装置的各项技术指标更加地合理。
我们应该利用先进的技术和管理理念,创建电力系统继电保护管理的相关规定,利用科学的调研,不断分析研究故障参数,综合应用计算机强大的运行功能,充分发挥计算机系统在电力系统继电保护自动化中所体现出的数据存储能力强、运算速度快结果准确、决策能力强等特点,不断地创新发展继电保护技术。
与此同时,不能忽略电力系统继电保护装置的网络化建设,形成整个系统网络化、一体化的形式,减少继电保护装置的单个独立使用。利用网络资源共享的特点,建立更加完备的故障分析及检验校准体制,为继电保护装置有效地运行提供技术保障。在继电系统的运行中,我们要把单一的继电保护装置作为整个电网系统中的一个终端设备,保证整个系统上的所有继电保护装置数据处理是一体的,通过故障信息的反馈整理、网络资源的获取,及时上传继电保护装置,用于构建完善电力系统等。
5 结语
促进继电保护技术的创新和发展,是我们在电力事业领域,提高电力系统的服务质量,提高供电配电质量,以及提高生产效益和居民生活质量的保障。将先进的计算机科学技术、网络技术应用到继电保护系统的建设中,提高继电保护装置的工作性能,建立和完善健全的电力系统,从而真正地提高我国电网系统的运行效率,实现经济可持续发展的同时,更好地落实各项措施的便民、益民目的。
参考文献
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继电保护的用途范文3
关键词:《继电保护》;课程体系;教学方法
中图分类号:G71 文献标识码:A文章编号:1009—0118(2012)11—0162—02
继电保护是在保障电力系统的安全稳定运行方面发挥了重要作用,《继电保护》课程是电力系统自动化、供用电专业的核心课程,具有理论与实践并重的特点。继电保护是一门理论性与实际结合很强的课程,但长期以来,高职院校的继电保护课程只注重理论教学,不注重实践技能的提高;并且,绝大多数院校的继电保护课程所讲授的内容与实际相脱节,我校所讲授的都是继电保护的原理。针对这种情况,我们共同构建新的课程体系,探索继电保护课程改革研究。
一、电力系统继电保护课程现状及背景
《继电保护》是我院的供用电技术专业的一门核心课程,现有的继电保护教材中,分析的都是电磁型、磁电型或集成电路型结构的继电器,而现代电力系统继电保护装置结构已经发生了相当大的变化,微机型保护装置应用的相当广泛。我院只开设了继电保护课程,没有开设电力系统稳态分析和暂态分析这两门课程,学生学习继电保护课程相当费劲;再有,目前的继电保护教材主要讲解的是继电保护的理论知识,实际的电力系统运行案例、电气设备短路电流的计算实例都未讲解,不利于学生理论学习与以后实际工作的认识统一。高职院校是培养高端技能型人才,要求学生具有一定的理论基础的同时,更要具备扎实的操作基本功和自主学习能力和自学创新意识。
二、继电保护课程体系的整合
《继电保护》课程重点分析了继电保护的基本要求、电流保护、距离保护、变压器保护、母线保护、发电机保护等。我校是专科院校,注重学生的技能培养,理论水平以够用为主。而现在电力系统的网络结构越来越复杂和多样,继电保护的原理和形式也在不断的发展和完善,过多学习理论知识是没有必要的,要加强学生的实践能力,要做中学,学中做。在目标定位上,充分考虑学生能先就业再择业的需要,坚持“宽基础、强技能”的原则。既掌握职业岗位需求的专业理论,又能在这些专业理论基础上把已形成的能力在相应职业岗位范围可以转岗。因此,在我们的课程体系改革中,改变了传统的“学科”体系,向“多元型”方向发展。《继电保护》课程的构建应遵循以下原则。
(一)讲解继电保护的基本原理。讲授电力系统暂态和稳态分析的部分知识;讲授各种保护的基本原理、保护装置和继电器的基本原理;微机型继电保护基础知识。在教材编写时要阐明模拟型保护的基本原理,微机型继电保护技术是全新的内容,思维方法与模拟型保护相比完全不一样,应重点讲解如何推倒出算法的数学模型和微机实现原理。
(二)突出课程的职业性,以职业能力作为构建课程的基础,使学生所学知识、技能满足职业岗位的需求。基础理论知识以够用为度,以掌握概念,强化应用为重点;专业知识强调针对性和实用性,培养学生综合运用知识和技能的能力。突出职业能力培养,强化学生创新能力的培养.提高学生就业上岗和职业变化的适应能力,实现“双证书”融通,即毕业证书和高级技能等级证书。
(三)围绕岗位所确定的职业能力要求设置项目,并结合职业技能鉴定考核大纲,对课程内容进行整合,开发校本课程。在课程的难度和广度方面,遵循“实用为先、够用为度”的原则,如表1为五个项目。
三、《继电保护》课程的教学方法与手段
(一)案例教学法
由于电力系统继电保护技术发展很快,在讲授课程相关知识是可以联系电力系统的实际案例,例如某某地区电厂发生断路器跳闸事故,原因是某相电接地导致的等等实际案例。使学生在校期间能了解相关领域的现状。通过典型事故的分析可以培养学生分析和解决实际问题的能力。
(二)任务驱动教学法
任务驱动教学法是任务驱动教学法中的任务是有特定含义的,它不是通常说的“教学任务”,而是指“需要通过某种活动完成的某些事”。课堂讨论、自学答疑教学形式采用任务驱动法。例如让学生设计某条线路的三段式保护。
(三)项目教学法
项目教学法是通过进行一个完整的“项目”工作而进行的实践教学活动的培训方法。教师的主要任务是确定项目内容、任务要求、工作计划,设想在教学过程可能发生的情况以及学生对项目的承受能力,时刻准备帮助学生解决困难问题。
(四)六步教学法
六步教学法是以工作过程为导向的课程实施方法,完成一个完整的实际工作需按照六个工作步骤来进行。例如设计6~10KV线路的过电流保护这个完整工作过程的六个步骤分别为:资讯、计划、决策、实施、检查、评估。资讯阶段,教师布置工作任务,学生首先了解项目要求;计划阶段,学生一般以小组方式工作,寻找与任务相关的信息(如:电压继电器、电流继电器的原理接线图),制定工作计划;决策阶段:教师考察学生做的过电流保护原理接线图,学生可听取教师的建议,对计划做出修改;实施阶段,学生根据计划完成本项目工作过程,完成项目实施工作;检查阶段,学生进行展示工作成果的工作;评估阶段,学生对完成项目任务中的表现做出自我评价、相互评价,最终由教师做出教师评估。
(五)模拟故障法
在实训室上课时,可以通过人为设置故障,测量故障时的电压和电流来分析故障特点,如何迅速、有选择的切出故障。提高了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
(六)利用常规的电流、电压保护的原理及实现的方法简单、直观的特点,通过多媒体课件演示熟悉电力系统各主要元件继电保护装置的动作原理、结构及其用途。在初步掌握电流、电压保护的基本原理后,再安排学习微机保护的基础知识的内容,由易至难,有利于学生对所学知识的理解和掌握。充分利用多媒体课件、动画演示等对保护装置元件进行直观教学,使教学过程形象生动,帮组学生记忆和理解,提高教学效果;加强课堂微机保护演示;采用在实训室边进行理论教学边进行实验的教学方法。
《继电保护》课程以以岗位能力为出发点,突出职业素质的培养,教、学、做结合,教学方法多样化。课程内容以岗位分析和具体工作过程为基础,将职业技能资格证书所需的应知应会内容贯穿于整个教学的理论和实践过程中,为学生获得“双证书”,提高就业率打下了坚实的基础。本课程基本理论以电力系统继电保护和电力系统暂态和稳态分析应知的理论为基础,理论与实际相结合,以能力培养为重点的高职高专教育特色。
参考文献:
[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教育科学出版社,2007.
[2]陈延枫.高职高专电力系统继电保护课程教学改革探讨[J].中国校外教育,2009.
继电保护的用途范文4
电力变压器是电力系统中非常重要的供电元件,其故障的发生对整个电力系统的正常运行和供电可靠性都会带来严重的影响。同时,电力变压器尤其是大容量的变压器也是十分贵重的元件,必须根据变压器的容量及重要性装设性能优异、工作可靠的继电保护装置。然而据相关资料统计,在2007~2013年期间,我国电力变压器纵差保护共动作1464次,其中误动作或拒动作449次,动作正确率只有69.3%,其继电保护正确率远低于发电机保护和线路保护。因此,有必要加强对电力变压器继电保护动作行为的建模与仿真分析。本文在综合分析电力变压器继电保护特点的基础上,主要探讨和研究了如何利用仿真分析系统,以实现对变压器多种继电保护行为的仿真分析。
一、MATLAB软件简介
MATLAB是目前国际公认的优秀科技应用软件之一,它是以矩阵运算为基础,将计算可视化程序设计融合到交互的工作环境当中,可实现工程计算、算法研究、数据分析、建模和仿真、程序开发等多种功能。随着科技的逐步发展,MATLAB软件也正逐步得以完善,并逐渐发展为一个具有极高通用性,并附带有多种实用工具的运算操作平台。
Simulink则是MATLAB所提供的用于对动态系统进行建模、仿真和分析的集成环境,也是结合了框图界面与交互仿真功能的非线性动态系统仿真工具。Simulink可提供多种仿真工具,尤其是其不断扩展的、内容丰富的模块库,不仅能够进行线性和非线性系统的仿真,而且支持多种采样频率系统的放逐者,使不同的系统能以不同的采样频率组合,这样就可以仿真较大和较复杂的系统,这也为电力变压器继电保护动作行为的建模与仿真提供了极大的便利。
本文所分析的变压器继电保护动作行为仿真系统,即主要是采用的Simulink模块对系统进行建模与仿真,整个系统的操作简单,人机界面友好,仿真结果准确、直观,能充分满足对变压器继电保护的故障分析、试验研究、培训教学等多方面的用途。
二、仿真分析系统软件功能概述
本文所分析的电力变压器继电保护动作行为仿真分析系统软件,是基于MATLAB软件中的Simulink模块构建出各类变压器故障模型,并以Simulink模块建模仿真出的故障数据波形与GUI界面相结合,共同构建得到的一款人机界面友好、操作简便的电力变压器继电保护分析软件。
在差动保护分析系统界面中科可实现由GUI界面提供的“参数录入”,使数据信息能够传递到Simulink差动保护模型的变压器参数当中。其中,电力变压器参数主要可通过相关计算软件所得出,再将参数值输入到“保护整定”中,以实现对变压器差动保护动作值的整定。界面中的“故障类型”则主要包括了变压器短路的各类故障情况,例如内部三相短路、内部各两相线路间短路、内部A相接地故障、绕组之间的短路故障等等。当完成了各项参数的录入工作以后,即可点击界面中的“开始仿真”按钮,分析系统即可根据编程得到具体分析结果,并根据变压器的各类短路故障类型进行分析,以判断变压器差动保护动作是否正确。
三、仿真分析系统中模型构建与仿真分析
电源采用“Three-phase soure”模型,电源EN与电源EM的电势相位差10°,其它设置基本相同;变压器T采用“Three-phase transformer”模型,并选种饱和铁芯,为了简化仿真,可设定变压器两侧的绕组接线方式相同,电压等级也相同;三相电压电流测量模块UM、UN将在变压器两侧测量得到的电压、电流信号转变为Simulink信号,相当于电压、电流互感器的作用;三相断路器模型QF1和QF2分别用于控制变压器的投入,故障模块Fault1和Fault2则分别用于仿真变压器保护区内故障和区外故障。
变压器差动保护的建模与仿真。变压器空载合闸时励磁涌流的仿真。仿真分析系统利用图3中模型分析三相变压器空载合闸过程时,设置三相断路器模块QF1的切换时间为0s,仿真时间为0.5s,仿真算法为Ode23t。三相断路器模块QF2、故障模块Fault1和Fault2在仿真中均不动作(设置其切换时间不大于仿真时间即可)。为了观察变压器合闸时的励磁涌流,系统在图3中所示的模型中添加了示波器模块,为了便于对励磁涌流进行谐波分析,示波器模块的参数应进行相应设置。
将电源EM的A相位初相位设置为0°后运行仿真,即可得到变压器空载合闸后的三相励磁涌流的波形。对仿真结果分析可知,可以明显观测得到变压器励磁涌流具有以下特点:包含有很大成分的非周期分量,往往使涌流偏于时间轴的一侧;包含有大量的高次谐波;波形之间容易出现间断。仿真分析系统为了有效比较合闸时励磁涌流与短路电流的大小,设置有故障模块Fault1,使电路在0.25~0.45s之间发生三相短路,再进行运行仿真,即可得出:在本次仿真中,A相空载合闸时的励磁涌流峰值相比短路电流要稍小,而B、C相空载合闸时的励磁涌流峰值要比短路电流大。通过仿真分析,可实现对变压器差动保护中短路故障电流和励磁涌流的有效区分。
变压器绕组内部故障的仿真。如果只是利用图3中的模型,是无法进行变压器绕组内部故障仿真的,为了有效解决这一问题,可将图3中的三相变压器模型改变为三个单相变压器,并在系统变压器属性框中选中“三绕组变压器”,从而构建出具有一个初级绕组、两个次级绕组的单相变压器(两个次级绕组首尾相连,当作一个次级使用)。初级绕组和次级绕组可按照三相变压器的接线组别进行连接,次级绕组的额定电压、电阻和电感的参数可灵活调整以便进行变压器内部故障的仿真,故障点可设置于两个次级绕组的连接线上,也可设置于绕组首段,新的仿真模型如。
经过这样设置处理后,即可进行变压器内部整个绕组的单相接地、两相短路、两相接地短路、三相短路等故障的仿真分析。在分析过程中,可设置两个次级绕组的参数相同,并设置三相断路器模块QF1、QF2的切换时间均为0s,故障模块为Fault1,使电路在0.3s~0.5s之间发生AB相间短路,故障模块Fault2不动作,再运行仿真,即可得到变压器绕组50%处发生两相短路故障时的电流波形图。
本文结合实际工作经验,探讨和研究了一种基于MATLAB软件,所开发设计的可实现多种电力变压器继电保护行为的仿真分析系统,并利用MATLAB软件中的Simulink模块,主要构建出了变压器差动保护中的各类仿真模型,并对各个保护模型在不同故障类型下进行了仿真与分析,通过仿真所得出的结果也与继电保护的实际理论相一致,这也证实了该系统建模与仿真的正确性。
(作者单位:国网四川省电力公司技能培训中心)
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继电保护的用途范文5
关键词:继电保护 事故 方法
0 引言
继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
最早的继电保护装置是熔断器。以后出现了作用于断路器的电磁型继电保护装置、电子型静态继电器以至应用计算机的数字式继电保护。随着电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展,人工智能技术如人工神经网络、遗传算法、进化规模、模糊逻辑等相继在继电保护领域的研究应用。随着科学技术的不断发展,微机继电保护测试仪已广泛运用于线路保护,主变差动保护,励磁控制等各个领域。正因为微机继电保护在工业尤其是电力系统中的应用越来越广泛,才需要我们对其中可能会出现的事故和问题进行预先的了解。
1 继电保护事故种类
1.1 定值问题。①整定计算误差②人为整定错误③装置定值漂移,a元器件老化及损坏b温度与湿度c定值漂移问题。
1.2 电源问题。①逆变稳压电源问题,a纹波系数过高b输出功率或稳定性差②直流熔丝配置问题③带直流电源操作插件。
1.3 TA饱和问题。继电保护测量对二次系统运行起关键作用,系统短路电流在中低压系统中急剧饱和时,因为电流互感器已经应用到继电保护装置当中,现场的因馈线保护因电流互感器饱和难以启动,这时就会很容易发生事故。而常用的数字式继电器采用微型计算机控制,其主要工作电源仅有5V左右,数据采集电平范围也仅有10V左右,电流互感器饱和对数字式继电器的危害将更大。
1.4 插件绝缘问题。微机保护装置集成度高,布线紧密,长期运行后由于静电作用,会使得插件接线焊点周围聚集静电尘埃,在外界条件允许时两焊点之间出现导电通道,从而引起装置故障或者事故。
1.5 高频收发信机问题。在220kV线路保护运行中属于收发信机问题。各厂家生产的收发信机质量不一,在使用前应严格审核,应注意校核继电保护通信设备(光纤、微波、载波)传输信号性和冗余度,防止因通信设备问题而引起高频保护收发信机不工作。高频保护不工作的原因包括:收发信机元件损坏,收发信机起动发信信号产生缺口,高频通道受强干扰误发信,收发信机内连线错误,收发信机闭锁,作用区外故障时误动等。
2 继电保护事故思路
2.1 微机故障信息 经常发生、技术简单的事故容易排除,但对故障有时仅凭经验难以解决,所以这时要讲故障特征严格记录下来,再按照严格的技术手册造作以查清事故原因,排除故障。
2.1.1 屏背面展开图—以屏的结构在安装接线图上展开为平面图来表示。屏背面部分装设仪表、控制开关、信号设备和继电器;屏侧面装设端子排;屏顶的背面或侧面装设小母线、熔断器、附加电阻、小刀开关、警铃、蜂鸣器等。
2.1.2 屏上设备布置的一般规定—最上为继电器,中为中间继电器,时间继电器,下部为经常需要调试的继电器(方向、差动、重合闸等),最下面为信号继电器,连接片以及光字牌,信号灯,按钮,控制开关等。
2.1.3 保护和控制屏面图上的二次设备,均按照由左向右、自上而下的顺序编号,并标出文字符号;文字符号与展开图、原理图上的符号一致;在屏面图的旁边列出屏上的设备表(设备表中注明该设备的顺序编号、符号、名称、型号、技术参数、数量等);如设备装在屏后(如电阻、熔断器等),在设备表的备注栏内注明。
2.1.4 在安装接线图上表示二次设备—屏背面接线图中,设备的左右方向正好与屏面布置图相反(背视图);屏后看不见的二次设备轮廓线用虚线画出;稍复杂的设备内部接线(如各种继电器)也画出,电流表、功率表则不画;各设备的内部引出端子(螺钉),用一小圆圈画出并注明端子的编号。
2.1.5 接线端子—连接同一屏(除特殊信号联络外)上不同设备电路。
2.2 用检查方法①将二次回路的设备展开表示,分成交流电流、交流电压回路,直流回路,信号回路。②将不同的设备按电路要求连接,形成各自独立的电路。③同一设备(电器元件)的线圈、触点,采用相同的文字符号表示,同类设备较多时,采用数字序号。④展开图的右侧以文字说明回路的用途。⑤展开图中所有元器件的触点都以常态表示,即没有发生动作。
2.3 事故处理注意事项
2.3.1 对试验电源要求。在微机保护试验中,要求使用单独供电电源并核实用电试验电源否三相电源为正序和对称电压,并检查其正弦波及中性线电源容量是否足够等要素。
2.3.2 对仪器仪表要求。万用表、电压表、示波器等取电压信号仪器选用高输入阻抗者继电保护测试仪、移相器、三相调压器应注意其性能稳定。
3 如何掌握继电保护技术
要掌握继电保护故障和事故类型以及继电保护故障和事故发生的条件,要下述几个问题:
3.1 足够必要理论知识
3.1.1 电子技术知识。电网中微机保护使用越来越多一名继电保护工作者学好电子技术及微机保护知识当务之急
3.1.2 微机保护原理和组成。在微机继电保护测试仪及自动装置的使用过程中,要能迅速分析出产生故障或事故的原因以及故障部位,这就要求电力工作人员需要具备过硬的微机保护知识,熟悉保护原理和装置性能,熟记微机保护逻辑框图,熟悉电路原理和元件功能。
3.2 具备技术资料的阅读能力 微机继电保护事故的处理离不开诸如检修规程、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,所以技术人员必须具备这方面的素质。
3.3 运用检查方法 一般的继电保护事故往往凭借简单的检查手段就能够被查出。如果用常规检查仍未发现元件故障,则说明该故障较为隐蔽,应当引起重视。此时可采用逐级逆向检查法,即从故障暴露点入手去分析原因,由故障原因判别故障范围,查找到故障原因以后就可以采用顺序检查法对装置检查。
4 小结
本文从微机继电保护的自身特点和本人长期从事继电保护事故和故障经验和方法出发,对微机保护事故或故障共性原因进行了分门别类的分析,并在技术范围内总结了微机继电保护事故处理的思路及方法,介绍了提高微机继电保护事故和故障能力途径。实践表明,上述思路和方法具备实用性和可操作性。
参考文献
[1]王梅义.高压电网继电保护运行技术.北京.电力工业出版社.1981.
继电保护的用途范文6
关键词:智能电网;智能变电站;站域保护
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。能够完成以上任务的自动化措施的成套设备,一般通称为继电保护装置。随着继电保护装置技术的不断革新,新的理念产生。广域保护与站域保护进入人们的视野。
1 变电站的发展
电网系统中变电站被视为基础节点,是在电力系统中不可或缺的重要环节,这是回顾变电站发展史所得出的结论,它承载着电能转换和电能重新分配的极其重要任务,对电网的安全系统和经济运行有非常重要的作用。1890年,俄国建成三相交流线路及升压与降压变压器,真正的电网由此诞生。至今,变电站经过了100多年的发展,总的来说,可以分为四个阶段。
1.1 传统变电站
上世纪80年代,在变电站内,保护设备主要以晶体管和集成电路为主,二次设备基本上按照传统方式布置,各个部分分别独立运行。传统变电站安全可靠性比较差,自动化程度低,站内大多数采用常规设备,其继电保护和自动化装置都采用电磁型或晶体管型,结构冗杂且可靠性不高,更无故障自诊断能力。同时传统变电站供电质量无法保证和考核,大都不具备调压手段。
1.2 综合自动化变电站
上世纪90年代,随着计算机、网络、通信及传输方式等技术的发展,变电站综合自动化技术出现并得到应用。变电站综合自动化通常采用二次电缆直接与一次设备、保护设备、故障录波器、测控装置、计量装置等二次设备连接,把传统意义上的保护、控制、测量、录波及通信设备集成一体。综合自动化系统中有电压、无功自动控制功能,提高了供电质量及电压合格率,保证了变电设备的稳定运行。
1.3 数字化变电站
数字化变电站通常采用“三层两网”结构,实现了变电站内,一次设备和二次设备的数字通信连接,并建立了一个全站统一的数据化模型和通信链接平台。数字化变电站的主要特点是:一次设备数字化,二次设备网络化,数据平台标准化。一次数字化体现为电子式互感器和智能开关;二次网络化体现为二次设备通过网络实现对上和对下通信链接;数据平台标准化体现为DL/T860协议。
1.4 智能变电站
先进、可靠、集成和环保是智能变电站的优点,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能,同时,具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。智能变电站是数字化变电站整体技术的传承产物,但是智能变电站的智能单元增加了一次设备的在线状态监测功能,站控层采用的是统一服务接口与电力数据网相连接。
电网发展的必然趋势就是智能电网。电网中最重要的是数据采集点和命令执行单元,智能电网的重要组成部分就是智能变电站,也是未来变电站的建设方向,其发展水平将直接影响到我国智能电网发展建设的整体高度。
2 继电保护装置
2.1 继电保护
在变电站中,继电保护是一项必不可少的技术,电力系统的稳定运行与其密切相关。当系统中发生故障或有危机安全运行的情况,继电保护就是其对策的自动化措施。在此项技术的发展历程中,其主要设备原件是带有触点的继电器,所以顾名思义便有了继电保护的存在。
2.2 继电保护装置四“性”要求
对于变电站内的继电保护装置来说,满足规定工作逻辑的大前提必须先做到四“性”要求,分别是可靠性、选择性、灵敏性及速动性。四“性”之间紧密联系,既矛盾又统一。
3 站域保护
3.1 站域保护技术开发和研究
站域保护主要是将全站不同电压等级之间的保护、安全自动装置、安稳装置、测控、计量等系列设备集成优化在一套设备里,通过这套装置,对全站的设备进行集中式管理、控制。同时装置各个功能独立、并列运行,相互间可数据共享,但主功能保持相对独立。智能站站域保护现阶段主要实现了对110kV及以下电压等级的保护装置单重化配置功能性能提升;站内安全自动装置功能优化整合;备自投、低频低压减载、过负荷联切;作为广域保护的控制子站,对上实现站域信息采集,传输,对下实现控制命令执行。根据采集数据质量、控制实时性要求,在同一平面内进行跨专业、跨间隔的整合。将其分为两类:调度监控和紧急控制分别进行整合。
3.2 站域保护优点及用途
变电站的备自投、线路、主变和母差等,是集成于站域保护装置的。此保护可通过一套装置实现原来十多套独立式保护装置的功能,与传统的保护装置相比较而言,极大地减少了保护配置成本。另外,此保护数据获取采用光纤直连,跳闸采用网络出口。这种方式使电缆排布大量减少,并且接线简单方便,使安装效率得到了极大的提高。
站域保护还可作为一个控制子站接入广域保护系统,不但能和广域保护系统配合保护区域电网安全,而且能保护全站电力设备。
以上所说的站域保护功能的实现有一个大的前提条件,那就是需要一个可以获取全站设备状态信息的数据平台且数据是实时交换。这就不得不提到智能站的过程层通讯手段,其信息的数字化及网络化成为站域保护能够采集站内所有设备实时运行信息的保障。
现阶段,站域保护在实际现场的保护控制中主要有以下功能配置:110kV线路保护配置三段式距离、零序保护,重合闸功能;110kV分段保护配置过流保护及母线充电保护功能;110kV断路器失灵保护按母线段配置,由间隔过电流启动接点加相应间隔的保护动作接点启动断路器失灵保护,并经电压闭锁出口跳闸相邻断路器;10kV简易母线保护按母线段配置,每段10kV母线配一套简易母线保护模块。闭锁元件动作逻辑由就地级保护完成后以通过站控层GOOSE方式发给本装置。10kV还配置低频低压减载功能。
3.3 站域保护现场应用案列
3.3.1 2011年12月8日上午11时,随着一声清脆的开关合闸声音,嘉兴110kV新生智能变电站站域保护备自投功能带负荷拉合试验顺利完成。这标志着浙江省首套站域保护带负荷试验全部完成,由四方股份负责开发的智能变电站站域保护CSC-133E成功投入运行。
3.3.2 2013年北京220kV未来城站设置1套站域保护控制系统,其中一台装置完成110kV线路后备距离的冗余保护;另一台装置实现110kV母线失灵保护、110kV母联保护、10kV低周低压减载、10kV简易母线差动保护功能。装置组屏安装于二次设备室内。
站域保护采样值、跳闸采用网采网跳方式,装置分别接入过程层网络和站控层网络,支持SV与GOOSE共网;保护及控制命令不经就地保护、测控装置直接作用于智能终端;通过增加网口数量分摊数据流量,并行处理数据;并配置用于广域通信的独立接口。
4 结语
全球能源发展的今天,以电为中心转变能源开发利用方式成为主要战略方向,大力发展智能电网势在必行。智能电网建设步伐的加快对继电保护装置理论技术提出了更高的要求,研究智能变电站站域保护无疑将具有更为重要的意义。智能变电站内的站域保护在保护网络中获取多源冗余信息量的基础上,还可从变电站内部的全局角度上实现综合分析及故障处理,这是对传统继电保护装置性能的大幅度提升,并能够在未来的智能变电站内作为广域保护系统的控制子站而存在,是未来继电保护技术发展的主要方向。相信随着智能电网技术不断成熟,变电站继电保护装置类型及理念的不断革新,广域保护及站域保护将成为未来智能变电站保护装置的中流砥柱。
参考文献:
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[2]解超英.智能变电站浅析[J].电站系统工程,2013(6):79-80.
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