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继电保护的基本要求范文1
继电保护装置为了完成它的任务,必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。对于作用于继电器跳闸的继电保护,应同时满足四个基本要求,而对于作用于信号以及只反映不正常的运行情况的继电保护装置,这四个基本要求中有些要求可以降低。继电保护的基本要求是:
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动时,应由相邻设备或线路的保护将故障切除。
2、速动性
速动性是指继电保护装置应能尽快地切除故障,以减少设备及用户在大电流、低电压运行的时间,降低设备的损坏程度,提高系统并列运行的稳定性。
故障切除时间包括保护装置和断路器动作时间,一般快速保护的动作时间为0.04s~0.08s,最快的可达0.01s~0.04s,一般断路器的跳闸时间为0.06s~0.15s,最快的可达0.02s~0.06s。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。
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。能满足灵敏性要求的继电保护,在规定的范围内故障时,不论短路点的位置和短路的类型如何,以及短路点是否有过渡电阻,都能正确反应动作,即要求不但在系统最大运行方式下三相短路时能可靠动作,而且在系统最小运行方式下经过较大的过渡电阻两相或单相短路故障时也能可靠动作。其中,系统最大运行方式指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运行方式;系统最小运行方式指在同样短路故障情况下,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。
4、可靠性
可靠性包括安全性和信赖性,是对继电保护最根本的要求。其中,安全性指要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作,即不发生误动;信赖性指要求继电保护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作,即不拒动。
二、几种继电装置不正常动作的原因
1、装置本身故障
因装置运行时间过长或质量问题而引起的不正常动作有两起。在某次厂用电的进线开关投运过程中,空投正常合上,一旦带上负荷就跳进线开关。经调查主要原因是进线开关跳闸线圈的整定部分出现故障,无法正常整定,经更换后正常。发电机励磁系统两个器件故障而引起失磁,导致保护误动作一起,经更换后正常。
2、二次回路故障
原因是由于主变压器气体继电器安装时,接线盒内导线预留过长,造成接线盒存在缝隙,在特定风向下雨时有雨水渗入,使接线端子短路被击穿而跳闸。此类故障的发生,属安装工艺质量粗糙而引起。
3、地址编码故障
雷雨天,主变保护共动作跳闸。但每次都没有任何保护报文,使得运行人员无法判断和分析保护动作原因。经查可知,后备保护装置有一处内部地址码错误(属出厂调试错误),修改正确的内部地址后,故障消除。
三、继电保护改进措施
针对继电保护产生的问题,结合实际情况以及目前发展现状,提出以下几点改进措施。
1、加强设备维护
加强对继电保护装置及设备的运行状态和性能的监测,进行设备的运行与维护记录;同时应加强继电保护设备的预防性试验,力争及早发现缺陷,消除故障。
2、强化人员理念
首先进行继电保护专业知识的培训,以提高运行维护人员的继电保护专业水平;其次应注重对运行维护人员责任心的培训,以杜绝责任事故的发生。
3、注重资料管理
人员变动如果频繁,每次变动都会经历一个复杂的工作移交和业务熟悉的过程。因此,要保证文档资料以及数据的完整性,必须进一步规范数据和加强管理。同时,加强继电保护专业人员的培训和学习交流的力度,针对人员技术特点保持专业化分工的相对稳定性,争取做到既能又专,有效地推动各项工作。
4、进行预想演习
电力系统在正常运行状态下事故情况极少, 如果平常缺乏事故预想演习, 在面临突发事故时, 工作人员往往会一筹莫展。因此, 应坚持事故预想演习制度, 以提高员工解决实际问题的能力。
四、电力系统继电保护发展建议
继电保护的发展在历经机电型、晶体管型以及集成电路型阶段之后,目前处于微机型阶段,计算机化、网络化、智能化、多功能一体化是其发展方向。笔者根据目前继电保护发展现状,针对其未来发展提出若干观点,为促进继电保护更好更快地发展提供参考性建议。
1、深入推广继电保护综合自动化系统的应用
继电保护综合自动化系统就是综合利用整个电网智能设备采集的信息, 自动对信息进行计算分析, 并调整继电保护的工作状态, 以确保电网安全可靠运行的自动化系统。
2、继电保护综合自动化系统的工作原理
电网继电保护综合自动化系统运用客户机/服务器的工作模式。客户机的任务是实时监控继电保护系统的运行状态,服务器用于在接收到客户端的应用请求和事故报告后执行故障计算程序,然后向客户机发出执行指令,从而达到对各种保护设备的实时监控。
3、继电保护综合自动化系统的功能
继电保护综合自动化系统主要实现以下功能:实现继电保护装置对系统的自适应、实现继电保护装置的状态检修及其故障的准确定位、完成事故分析及事故恢复的继电保护辅助决策对系统中运行的继电保护装置进行可靠性分析、自动完成线路参数修正;另外,还可以实现种附加功能,如记录保护动作顺序和时间、判别故障类别以及记录电流、电压波形等,这些加功能为分析处理故障提供了有力的帮助。
继电保护综合自动化系统运用便捷,能够有效克服传统保护存在的弊端,已经得到应用,值得深入推广,这将为增强继电保护的效能和可靠性发挥重要作用。
五、增强继电保护基础管理
继电保护装置、技术及其运作是一个复杂的体系,需要各个环节相互配合和协调。应加强对继电保护基础管理的重视。基础管理包括以下几个方面:
1、重视人力资源培养
继电保护人员的技能水平和思想素质直接关系到工作完成的质量和效率,并与电网的安全稳定运行紧密相连。因此,提高继电保护的准确性和高效性,首先应从根本入手,重视人力资源的培养。
2、加强基础数据管理
促进继电保护更加健全地发展,应当运用网络技术建立完整、实用的继电保护管理基础数据库,实现对继电保护的信息化管理。这将有助于了解目前保护的配置情况及运行情况等,还可为保护选型提供基础数据。
继电保护的基本要求范文2
【关键词】供电;整定;优化
Abstract:Coal mine power supply system is the power source of the coal mine production,and relay protection system is an important guarantee of the safe operation of the power supply system,so the coal relay protection device should meet reliability,selectivity,quick acting and sensitivity of the four basic requirements,and relay protection setting principle of optimization and calculation is to ensure that the major means of \"four sex\".
Key words:The power supply;setting;optimize
1.前言
煤矿供电系统是整个煤矿生产的主要动力源泉,而继电保护是供电系统安全运行的重要保障,它可以保证煤矿电网及负荷安全稳定地运行,并且在其出现事故时能够迅速、准确地切除故障元件。煤矿继电保护装置应满足可靠性、选择性、速动性和灵敏性四个基本要求,而继电保护的整定原则的优化及计算是确保“四性”的主要手段。以地面6KV出线为例进行整定研究。
2.整定原则的优化
2.1 瞬时速断保护的优化
考虑到地面6kV出线开关的重要性,设置为三段式保护,瞬时速断动作电流按躲过下井线路末端最大三相短路电流来整定,在最小运行方式下发生两相短路时,至少具有线路全长约20%的保护范围,剩下的80%由限时速断来解决。中央变电所和采区变电所的出线开关,瞬时速断用常规的按躲过线路末端最大三相短路电流的整定原则代替原有的按上级速断保护的0.9倍进行整定的原则。虽然由于电缆线路太短,在最小运行方式下线路末端两相短路时保护区很短,但由于Ⅱ段的限时速断保护灵敏度较高,并具有短延时,可以在较短时间内就切除故障,因此不需要I段有很高的灵敏度。中央变电所和采区变电所的进线开关,考虑到优先保证保护的选择性,不设瞬时速断。
整定原则:按最大运行方式下线路末端三相短路整定。
I'set=KK*Idmax
校验公式:
一般Lb.min.2/L>20%时符合整定要求。
2.2 限时速断保护的优化
根据煤矿井下电网的特殊情况,各母线间短路电流的差距很小,虽在地面6kV至中央变之间增设电抗器,中央变之后多级保护之间动作电流的差距仍不能保证系统纵向的选择性。为解决这个问题,改变传统的Ⅱ段时限与相邻线路I段时限配合的整定原则,在各出线处Ⅱ段时限按与相邻线路出线处Ⅱ段时限配合的原则进行整定;进线保护Ⅱ段亦与相邻线路出线处Ⅱ段进行配合。此原则降低了越级跳闸的可能性。
整定原则:按同一灵敏度系数法整定,在最小运行方式下线路末端发生两相短路时有足够的灵敏度。
定值:
式中:I''set――Ⅱ段限时速断保护一次动作电流;
Id.2.min――最小运行方式下,d2点两相短路电流;
Klm――灵敏系数,取1.5。
校验公式:I''set>l.5*Iemax
Iemax――-最大负荷电流。
2.3 定时限过流保护的优化
一般定时限过流保护均按能躲过正常最大工作电流Ic.max整定,但考虑煤矿特点是没有自启动现象,故按躲过被保护线路的尖峰电流Iimax来整定,或用尖峰电流来代替正常最大工作电流。线路尖峰电流的概念是:该线路其它设备正在以半小时最大负荷运行,而线路中一台最大容量的电动机正在启动时,在线路中产生的短时最大工作电流。启动电流倍数根据井下防爆电动机的实际情况可取5~6倍。定时过流要求能保护全长,故应用线路末端最小两相短路电流来校验其灵敏度Klm,Klm应不小于1.5。
整定原则:按躲过尖峰电流计算。
定值:
式中,I''set――Ⅲ段定时限过流保护一次侧定值;
Kk――可靠系数,根据不同继电器类型取值;
Kjx――继电器接线系数;
Iimax――保护线路尖峰电流;
Kf――回系数。
3.整体配合的优化
根据前面分析,考虑到煤矿供电系统的特点,以及井下电缆网络发生短路故障的几率远高于地面6kV架空线路等,总体的线路保护系统优化方案,既要限制井下发生短路时大电流对上级变电所主变压器的冲击,又要兼顾井上、井下保护动作值的配合,还要考虑全线电压损失和保护系统的可靠性,选择性等要求。采区变电所出线保护保持原有两段式保护不变,I段的动作电流突破常规方法按保护线路全长处理,但应躲过定时过流的动作电流;Ⅱ段延时改为为0.2s。有利于快速切除故障,并能在时限上更好的与上级保护配合。
4.结语
动作于跳闸的继电保护在技术上要满足四个基本要求,即可靠性、选择性、速动性和灵敏性。这四个基本要求是评价和研究继电保护性能的基础。继电保护的科学研究、设计、制造和运行的大部分工作也是围绕如何处理好这四者的辨证统一关系进行的。
参考文献
[1]黄益庄.变电站综合自动化技术[M].中国电力出版社,2000.
[2]李京捷.煤矿6KV电力网的继电保护措施探析[J].煤矿机电,2005.
继电保护的基本要求范文3
【关键字】继电保护;风险评估;继电保护可靠性
一、继电保护的工作原理及装置要求
1、要了解继电保护存在的风险,有必要分析继电保护的工作原理及装置要求,理论上,要去继电保护装置具有正确区分被保护元件是否处于正常运行状态,若发生故障,是区内或区外故障。根据整个电力系统的故障前后监测对比情况,检查电气量的剧烈变化,经过判断实现保护功能,对于与反应非工频量对应的工频量的继电保护,判断依据是电流的不正常增大、电压的降低、电流与电压相位角的改变、测量抗阻发生变化等,短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将大大超过此前的负荷电流反映的数值,电力系统内部各个点之间的电压值也会发生变化,而且与短路点距离的远近,影响着电压值得高低。继电保护的工作原理,就是根据电力系统的可测变化,及时作出故障区位判断,从这一原理可知,继电保护存在着风险,一旦判断失误,发出错误的继电保护信息,有可能导致全电力系统大面积停电的灾难性事故,或者出现因继电保护无法识别电流、电压等异样状况,忽略潜在危险,造成大面积供电中断、损坏设备,因此,继电保护需要进行风险评估。
2、继电保护的装置要求
对继电保护进行风险评估前,应该按照继电保护的装置要求配备相应装置,提高继电保护技术上的选择性、速动性、灵敏性和可靠性,实现风险评估的辅措施,综合降低风险评估的难度。理论上,对继电器跳闸的继电保护,应同时具备选择性、速动性、灵敏性和可靠性的基本要求,在电力系统中的设备或线路发生短路时,继电保护仅将发生故障的设备或者线路的保护从电力系统且相互,但故障设备或线路的保护拒动时,由相邻设备或者线路的继电保护设施将故障切除,即继电保护的选择性,对继电保护进行风险评估,其选择性应包含在内,若继电保护的选择性方面出现纰漏,电力系统全面崩溃的风险就会增加。速动性是对继电保护装置的另一个要求,它是指继电保护装置应具备的尽快地切除故障,以减少设备及用户在大电流、低电压状态运行的时间,减少设备的损坏程度,提高系统并列运行的稳定性的功能特性,继电保护装置如果有良好的速动性,将大大减少风险,为风险评估提供良好的开头,一般而言,对继电保护设备要求速动性的条件是如下四种故障的发生:第一、故障的发生使发电厂或重要用户的母线电压低于了有效值(一般为0.7倍额定电压)。第二、大容量的发电机、变压器和电动机内部故障。第三、中、低压线路导向截而过短,发热快。第四、可能危及人身安全,对通信系统或者铁路信号造成强烈干扰的故障。如上四种故障类型,对继电保护的反应速动性要求高,否则,继电保护难以完成预期的保护电力设备,防止大面积供电突然断开的作用,即继电保护的风险增加至不可控制,此外,继电保护在灵敏性方面,亦有严格要求,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,作为继电保护装置的另一个重要特性,以灵敏系数衡量的灵敏性,对继电保护风险评估提供了有效的参数,能够满足灵敏性要求的继电保护,在规定的范围内发生故障时,不论短路点在哪里,是何种类型,以及是否有过渡电阻在短路点上,都能够正确执行反应动作,这种反应动作,不仅局限于最大运行状态,即三相短路时,而且在系统的最小运行方式下,面对两相或者单相的短路故障条件,也能够实现正确的反应措施,最后,对继电保护装置最根本的要求是可靠性,包括安全性和信赖性两方面的继电保护可靠性,安全性是指继电保护不误动,即不需要动作时不发生动作,信赖性是指继电保护不拒动,即在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时有可靠动作,理论研究结果表明,继电保护的误动与拒动都会带来严重危害,综合上述关于继电保护装置要求性能的描述,运行合理、安全、高效的继电保护,要有良好的选择性、速动性、灵敏性、可靠性的性能,评估继电保护风险,也必须首先参考这些因素,检验继电保护装置能否实现以上要求。在具体的操作工程中,这四个基本要求是相互联系的,但各自又存在着矛盾,如可靠性要求继电保护有一定的反应时间,速动性和灵敏性又同时要求尽快解决接触点故障,基于此点,在继电保护装置的安装时,应该根据电网结构及用户性质,实现辩证统一。
3、继电器的选择
继电器作为继电保护装置的重要组成部分,是继电保护风险评估的参考项目之一,选择合适的、高质量的继电器,对降低继电保护的潜在风险有决定性的作用,继电器的选择,理论上受到使用环境、输入信号不同、输入参量的选定,负载情况等因素综合影响,以使继电器在正确的、相匹配的电力系统内最大限度、最安全的发挥理想作用。
二、继电保护的可靠性
继电保护可靠性(reliability of relay protection),指继电保护装置在给定条件下的给定时间累完成规定保护功能的概率,如前之所述,可靠性是继电保护最根本的要求,继电保护对整个电力系统的作用,也是以可靠性为前提,要求继电保护装置具有不误动、不拒动的判断能力,保证不因电流正常性增大等原因将相应部分切除,破坏整个电力系统与线路的正常运行甚至损坏设备,在局部有异常情况时,又能及时作出反应,不至使整体受到太大影响,提高继电保护的可靠性,根据GO法建立可靠性模型应用于检测实际。在提高继电保护可靠性的具体操作中,除了选用与电压匹配的继电器等设备外,定期维护、检修,提高工作人员的警惕也是必须的,及时更换故障设备,确保整个电力系统平稳正常运行,针对继电保护的可靠性与选择性、速动性、灵敏性之间的矛盾,鼓励技术创新,对其加以改进,使继电保护更为安全、合理、有效、便捷。
继电保护的基本要求范文4
【关键词】继电保护; 安全运行; 改进措施
继电保护试验的宗旨就是检测继电保护设备质量,从各种技术参数中判断保护的好坏,达到保证设备正常工作之目的。因此,对继电保护试验中发生的问题进行分析,制定改进预防措施,对于工程实践,有着重要的现实意义。
1继电保护的基本要求
当电力系统中,如果本身发生故障或不安全运行时,且有可能危及电力系统安全的情况下,能够自动向相关工作人员发出信号,或者通过控制装置设备发出跳闸命令,切断或终止引起这一事件的设备,通称为继电保护装置。
1.1 基本结构
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模拟量(电流、电压、功率、频率等)的变化,构成继电保护动作的原理,也有其他的开关量。大多数情况下,继电保护装置分为四大模块,如图所示:测量单元、定值设定单元、逻辑处理单元、执行单元。
1.2 基本功能
继电保护设备作为电力系统的重要组成部分,在大量的工作实践中,要求继电保护设备具有以下基本功能:
(1)保护。当被保护的电力元件发生故障时,应该由该元件的继电保护装置迅速准确地向最有效的断路器发出跳闸命令,使故障元件及时从电力系统中断开,以最大限度地减少对系统的影响,降低对系统安全供电的影响。
(2)调整。在电气设备的不正常工况时,能够根据具体的工作情况及时发出报警信号,提醒工作人员进行处理。通常,在一定的范围内,是由装置自动地进行调整,一旦发生重大偏差时,继电保护装置会主动将事故的电气设备予以切除。
1.3基本要求
由于继电保护的重要性,其装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。
可靠性是指保护应当能够可靠动作。这是最根本的要求。选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障,当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时,才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。为保证对相邻设备和线路,装置的灵敏系数及动作时间,在一般情况下应相互配合。灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生故障时,保护装置应具有必要的灵敏系数,保证能够有效切除故障,在继电保护中,对选择性和灵敏性的确定,通过继电保护的整定实现。这也是继电保护装置安装与调试的重要内容。速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障,其目的是提高系统稳定性,减轻故障设备和线路的损坏程度,缩小故障波及范围,提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。
2 继电保护装置故障异常动作原因类型统计分析
综合某电建公司继电保护班的统计数据,在多个110KV变电站试运期间,装置共动作182 次。继电保护装置异常动作原因类型统计如表1 所示。
表1 继电保护装置故障异常动作原因类型统计
注:其它类型故障导致继电保护动作的原因主要是指直流接地、直流保险熔断、直流回路串入交流信号、电压抽取不正常、一次设备等引起的保护装置异常动作。
从表1 统计的数字来看,占前五位的异常动作原因分别是定值整定问题、接线问题、瞬时缺陷,分别占故障总次数的35.3%、17.6% 、13.2%。“定值整定问题”原因造成继电保护装置异常动作占首位(35.3%)。定值整定问题系指对继电保护设备整定得不合理,造成继电保护装置误动或者拒动。而接线问题也占有较大份额,说明这类故障也要引起工作人员足够的重视。
3 问题分析
3.1 继电保护定值整定
针对继电保护装置异常动作原因的微机保护大量使用后,整定试验不应该再作为检验工作的重点,虽然现在的检验规程,包括针对微机保护的检验规程,对定值试验仍保留了较大篇幅。从近年来发现的定值整定方面的问题看,主要集中在控制字整定、临时定值整定及应用、综自站改定值等方面,问题的发生基本上都与人员技术水平和责任心相关,而不是保护装置本身的定值错误。
3.2 回路检查试验
接线问题造成的故障,作为专业人员,应当根据二次回路的特点,按照检验规程的规定及具体工程的实际,进行必要项目的检查,因为二次回路涉及整个变电站,较保护装置影响范围更广,这是形成了当前安装检验的重点。
4 改进预防措施
4.1 单体调试前
在施工现场,进行继电保护定值整定时,首先要进行技术交底,按照作业指导书的方法与程序进行相应的调试。对于安装工作完工后,调试工作开始前,应检查安装人员是否按要求将应断开的连接片断开,着重检查连跳其它断路器的连接片、启动失灵保护连接片、远跳回路连接片,联切小电源连接片、跳合本间隔的连接片等:检查应断开的交直流电源空气开关是否已断开。
工作开始前根据图纸拟订好二次回路安全措施单.对于所有连跳回路、远传启动对侧回路、失灵回路、跳合本间隔等重要回路在解脱和恢复安全措施前应将上下相临的端子用绝缘胶布封好。对于交流电压回路也应采用相同的方法做好安全措施,以防将试验设备所加电压加入交流电压回路。
如果检修的设备电流回路接入母线保护装置,应在母线保护屏内将该电流回路端子连接片断开。
4.2 整组试验
整组试验时要采用动态方式进行。在试验开始前应打印一份定值与正式定值核对,定值单上没有的定值应认真记录,装置内调整的系数,将装置插件拔出检查并记录。试验时定值要按运行定值摆放。在试验过程中如有疑问应仔细检查,不能让轻易放过任何细小的问题。试验时应按定值的1.05倍与0.95倍来检查装置,应该动作的必须动,不该动作的必须不动。动作的时间应用试验设备采集并分析是否正确。如果设备可以打印故障波形的要将波形打印出来分析。
带有方向的保护必须做正、反方向试验,结合TA的一次及二次极性接法,并对照保护定值验证保护的方向性是否正确。保护装置相关韵闭锁条件必须一一模拟检验其闭锁功能是否正常。对于定值投入的信号均要逐一检验,如过负荷闭锁有载调压、TA断线等。
继电保护的基本要求范文5
关键词: 电力系统 继电保护 微机保护 安全措施
前言:
在电力系统中, 继电保护的作用在于:当被保护的电力系统元件发生故障时,该元件的继电保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令, 使故障元件及时从电力系统中断开, 以最大限度地减少对电力元件本身的损坏,降低对电力系统安全供电的
影响, 从而满足电力系统稳定性的要求, 改善继电保护装置的性能,提高电力系统的安全运行水平。随着电力系统规模不断扩大和等级的不断提高, 系统的网络结构和运行方式日趋复杂, 对继电保护的要求也越来越高。
1 继电保护的概念及类型
1.1 继电保护的基本概念
继电保护装置就是在供电系统中用来对一次系统进行监视、 测量、 控制和保护的自动装置。 它能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,并使断路器跳闸或发出信号。其基本任务是自动、 迅速、 有选择性地将故障元件从电力系统中切除, 使故障元件免于继续遭到破坏, 保证其它无故障部分迅速恢复正常运行。另外,它还能反映出电气元件的不正常运行状态, 并根据运行维护的条件,发出信号、 减负荷或跳闸。
1.2 继电保护的类型
在电力系统中,一旦出现短路故障,就会产生电流急剧增大, 电压急剧下降, 电压与电流之间的相位角发生变化。 以上述物理量的变化为基础,利用正常运行和故障时各物理量的差别就可以构成各种不同原理和类型的继电保护装置,如: 反映电流变化的电流继电保
护、 定时限过电流保护、 反时限过电流保护、 电流速断保护、 过负荷保护和零序电流保护等, 反映电压变化的电压保护, 有过电压保护和低电压保护,既反映电流变化又反映电流与电压之间相位角变化的方向过电流保护, 用于反应系统中频率变化的周波保护, 专门反映变压器温度变化的温度保护等。
2 配电系统继电保护的要求
配电系统继电保护在技术上一般应满足四个基本要求, 即可靠性、 选择性、速动性和灵敏性。 这几个特性之间紧密联系, 既矛盾又统一,必须根据具体电力系统运行的主要矛盾和矛盾的主要方面, 配置、 配合、 整定每个电力元件的继电保护。
2.1 可靠性
可靠性是对继电保护性能的最根本要求。可靠性主要取决于保护装置本身的制造质量、 保护回路的连接和运行维护的水平。一般而言, 保护装置的组成元件质量越高、回路接线越简单, 保护的工作就越可靠。 同时, 正确地调试、 整定, 良好地运行维护以及丰富的运行经验, 对于提高保护的可靠性具有重要的作用。 继电保护的误动和举动都会给电力系统造成严重的危害。 然而, 提高不误动的安全性措施与提高不拒动的信赖性的措施是相矛盾的。由于不同的电力系统结构不同, 电力元件在电力系统中的位置不同, 误动和拒动的危害程度不同,因而提高保护安全性和信赖性的侧重点在不同情况下有所不同。因此,要在保证防止误动的同时,要充分防止拒动; 反之亦然。
2.2 选择性
继电保护的选择性, 是指保护装置动作时, 在可能最小的区间内将故障从电力系统中断开,最大限度地保证系统中无故障部分仍能继续安全运行。 这种选择性的保证, 除利用一定的延时使本线路的后备保护与主保护正确配合外,还必须注意相邻元件后备保护之间的正确配合。
2.3 速动性
继电保护的速动性, 是指尽可能快地切除故障, 其目的是提高系统稳定性, 减轻故障设备和线路损坏程度,缩小故障波及范围, 提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装置速动保护、 充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用, 减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。
2.4 灵敏性
继电保护的灵敏性,是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应该是在规定的保护范围内部故障时,在系统任意的运行条件下,无论短路点的位置、 短路的类型如何, 以及短路点是否有过渡电阻, 当发生断路时都能敏锐感觉、 正确反应。 以上四个基本要求是评价和研究继电保护性能的基础, 在它们之间, 既有矛盾的一面, 又要根据被保护元件在电力系统中的作用, 使以上四个基本要求在所配置的保护中得到统一。
3 微机保护的特点
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。 随着计算机技术和大规模集成电路技术的飞速发展, 微处理器和微型计算机进入实用化的阶段, 微机保护开始逐渐趋于实用。
微机保护充分利用了计算机技术上的两个显著优势: 高速的运算能力和完备的存贮记忆能力,以及采用大规模集成电路和成熟的数据采集,A/D 模数变换、 数字滤波和抗干扰措施等技术, 使其在速动性、 可靠性方面均优于以往传统的常规保护, 而显示了强大的生力, 与传统的继电保护相比, 微机保护有许多优势, 其主要特点如下:
(1) 改善和提高继电保护的动作特征和性能, 正确动作率高。主要表现在能得到常规保护不易获得的特性;其很强的记忆力能更好地实现故障分量保护; 可引进自动控制、 新的数学理论和技术,如自适应、 状态预测、 模糊控制及人工神经网络等, 其运行正确率很高, 已在运行实践中得到证明。
(2) 可以方便地扩充其它辅助功能。如故障录波、 波形分析等, 可以方便地附加低频减载、 自动重合闸、 故障录波、 故障测距等功能。
(3) 工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用, 间隔内部和间隔间以及间隔同站级间的通信用少量的光纤总线实现,取消传统的硬线连接。 总体来说, 综合自动化系统打破了传统二次系统各专业界限和设备划分原则, 改变了常规保护装置不能与调度 (控制) 中心通信的缺陷, 给变电所自动化赋予了更新的含义和内容, 代表了变电所自动化技术发展的一种潮流。随着科学技术的发展, 功能更全、 智能化水平更高、 系统更完善的超高压变电所综合自动化系统, 必将在中国电网建设中不断涌现, 把电网的安全、 稳定和经济运行提高到一个新的水平。继电保护技术的未来发展趋势应是向微机化、 网络化、 智能化, 保护、 控制、 测量、 计量、 数据通讯一体和人机智能化方向发展。
4 确保继电保护安全运行的措施
(1) 继电保护装置检验应注意的问题: 在继电保护装置检验过程中必须注意: 将整组试验和电流回路升流试验放在本次检验最后进行, 这两项工作完成后,严禁再拔插件、 改定值、 改定值区、 改变二次回路接线等工作网。电流回路升流、 电压回路升压试验, 也必须在其它试验项目完成后最后进行。 在定期检验中,经常在检验完成后或是设备进人热备状态, 或是投入运行而暂时没负荷, 在这种情况下是不能测负荷向量和打印负荷采样值的。
(2) 定值区问题: 微机保护的一个优点是可以有多个定值区, 这极大方便了电网运行方式变化情况下的定值更改问题。但是还必须注意的是定值区的错误对继电工作来说是一大忌,必须采用严格的管理和相应的技术手段来确保定值区的正确性。 采取的措施是, 在修
改完定值后, 必须打印定值单及定值区号,注意日期、 变电站、 修改人员及设备名称, 并重点在继电保护工作记录中注明定值编号, 避免定值区出错。
(3) 一般性检查: 不论何种保护,一般性检查都是非常重要的, 但是, 在现场也是容易被忽略的项目, 应该认真去做。一般性检查大致包括以下两个方面: ①清点连接件是否紧固、 焊接点是否虚焊、 机械特性等。 现在保护屏后的端子排端子螺丝非常多, 特别是新安装的保护屏经过运输、 搬运, 大部分螺丝已经松动, 在现场就位以后, 必须认
认真真、一个不漏地紧固一遍, 否则就是保护拒动、 误动的隐患。 ②是应该将装置所有的插件拔下来检查一遍, 将所有的芯片按紧, 螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中, 还必须将各元件、 保护屏、 控制屏、 端子箱的螺丝紧固作为一项重要工作来落实。
(4) 接地问题: 继电保护工作中接地问题是非常突出的, 大致分以下两点:
①保护屏的各装置机箱、 屏障等的接地问题, 必须接在屏内的铜排上,一般生产厂家已做得较好, 只需认真检查。 最重要的是, 保护屏内的铜排是否能可靠地接入地网,应该用较大截面的铜鞭或导线可靠紧固在接地网上, 并且用绝缘表测电阻是否符合规程要求。
②电流、 电压回路的接地也存在可靠性问题,如接地在端子箱,那么端子箱的接地是否可靠, 也需要认真检验。
继电保护的基本要求范文6
关键词:海洋平台;电气设计;继电保护
1 海洋平台电气设计继电保护配置的必要性
海洋平台的电力系统,由于自然界、人为、设备本身等因素,可能会引起系统短路故障,譬如海水侵蚀后,系统绝缘表面受损,再如设备绝缘部分老化引起设备缺陷等。而在出现短路故障后,对电气设备的运行和系统安全产生极大危害,因此我们有必要进行海洋平台电气设计继电保护配置。
1.1 设备的危害性。短路故障后,局部产生的电弧火花,可能烧坏电气设备,甚至产生爆炸。经分析,主要是短路故障发生热效应,而热量上升的幅度,与流经短路位置的电流成正比关系,因此短路时的电流量增加,设备的热量也会升高,即便设备一时间不会被烧坏,也可能因为热效应而造成导体绝缘保护材料的老化,另外短路时快速增加的电流,也会产生具有冲击作用的机械应力,使得导体变形破坏。
1.2 系统电压的影响。海洋平台的电气设备,需要在正常电压的状态下才能够发挥运行效果,而系统的短路故障,系统的阻抗能力降低,电压也会随着降到标准值以下,此时电气设备的运行将遭到破坏。譬如海洋平台所使用的负荷电动机,电磁转矩维持电动机的运转,但电压降低后,电磁转矩的转动速度会逐渐下降,因此系统故障导致电压快速下降,电磁转矩将无法继续维持电动机运转,甚至造成电动机的损坏。
1.3 其他的影响。一方面是系统的稳定性,如果短路故障长时间未能得以有效排除,距离故障点较近的并列运行发电机,会处于非正常的运行状态,另一方面是通讯系统的影响,主要原因是故障时电流不平衡,周围通信线路会受到不平衡磁通的干扰,而出现局部失灵现象。
从海洋平台短路故障造成的危害性可以看出,在平台电气设计中配置继电保护装置具有一定的必要性,通过继电保护的配置,能够降低对设备的危害性,并减少对系统电压、系统稳定性、通信系统等的影响。
2 海洋平台电气设计继电保护配置的方法
为减少海洋平台故障道路造成的危害性和负面影响,我们可以通过继电保护的配置,为平台电气系统正常运行,提供较高水平的保障。而海洋平台电气设计继电保护配置,要求在明确继电保护配置基本要求的基础上,分别从电力变压器、电动机、海缆、中压电动机几个方面,研讨继电保护配置的方法。
2.1 继电保护配置的基本要求
海洋平台电气设计,其系统安全运行,与继电保护装置的配置合理性与否息息相关,同时也是根除故障隐患的关键,因此继电保护的合理配置,必须满足以下几方面的基本要求:
2.1.1 可靠性要求。继电保护装置的作用发挥,体现在回路保护时的连接状态等方面,在质量保障方面,一方面需要提高装置元器件的质量水平,确保每个元器件都能够在高强度运转状态下保持较长的使用寿命,另一方面是便于装置的维护管理,即回路接线尽可能简单,这样在发现故障点时,就能够在短时间内找出故障隐患并予以快速排除。
2.1.2 选择性要求。继电保护装置发出执行保护命令后,可从电气系统中选择性切断故障元器件,并保证尚未出现故障元器件的正常工作,以便将故障范围尽可能控制在较小范围内,同时在切断故障元器件后,可临时装设保护装置,以后备保护故障元器件。继电保护装置选择性要求的实现,还需要正确配合每个相邻元件后备保护,尤其是在动作时间设置方面,上级元件必须比下级元件长。
2.1.3 灵敏性要求。继电保护装置的灵敏性,与灵敏系数、被保护范围内流过最小短路电流、装置启动电流等参数均有关系,这些参数在继电保护装置合理设置后,就能够以最快的速度为短路故障切除提供可靠依据,并做出断路器跳闸等保护动作。
2.2 继电保护配置整定
根据继电保护装置的基本要求,海洋平台电气设计的继电保护配置,应该分别对主发动机、变压器、海缆、中压电动机几个方面进行整定计算:
2.2.1 主发动机。首先是差动保护带比率制动,以便在启动电流后,保护装置不会出现误动作,同时通过整定最大的不平衡电流和最小的起动电流,根据斜率、动作时限、灵敏系数等,设置拐点对应的制动电流。其次是负序过流保护,按照躲开发电机长期允许的负序电流,设置负序过负荷警段和跳闸段,其依据为起动电流和灵敏系数校验。再次是过流保护,一方面是限时电流速断保护,另一方面是定时限过流保护,由动作时限、可靠系数、返回系数等参数进行整定。
2.2.2 变压器。变压器保护整定,是保证电气系统运行正常和持续供电的关键,一方面是变压器进线,主要包括差动保护、差动速断保护、定时限过流保护、负序过流保护几个方面,相关参数取自于拐点制动电流、可靠系数、返回系数、灵敏度校验等;另一方面是变压器出线,重点提供电流保护、负序过流保护、过电压保护、低压保护、零序过压保护,其中电流保护为重点,以母线流入为变压器正向,以基波分量的有效值为基础值,这样就能够减少故障对负荷的影响。
2.2.3 海缆。海缆的保护相对简单,是在确定差动起动电流、拐点制动电流之后,在动作区范围内,规避故障最大不平衡电流,同时根据非周期性分量影响系数和电流互感器同型系数等,设置启动电流,以便躲过二次回路断线,以此起到分相电流差动保护的效果。至于过流保护,目的是在海缆发生故障后能够准确快速地切断故障点,具体的做法是启动电流的整定,其中包括短路故障时最小短路电流、动作时限等计算参数。
2.2.4 中压电动机。首先是熔断器,具有电流速断和反时限过负荷,在确定反时限过流保护装置的起动电流和电动机的额定电流之后,整定计算负序电流气动执行器,以此提供电流速断保护的低定值。其次是综合保护,包括定时限过流保护、负序过流保护、热过负荷保护,在设置报警整定值、报警保护指令和跳闸保护指令之后,实现被保护对象的热时间常数。
2.2.5 其他装置。除了主发动机、变压器、海缆、中压电动机几个方面的继电保护配置,另外发电机过电压保护、发电机逆功率保护、发电机失磁保护、低频保护、过频保护、热过负荷保护、低阻抗保护、PT断线监测等,均为海洋平台电气设计继电保护配置的重点,要求根据海洋平台电气设计本身的具体需求,针对性配置继电保护,以此充分发挥继电保护的功能。
3 结束语
综上所述,海洋平台的电力系统,由于自然界、人为、设备本身等因素,可能会引起系统短路故障,在出现短路故障后,对电气设备的运行和系统安全产生极大危害,因此我们有必要进行海洋平台电气设计继电保护配置,因此我们需要通过继电保护的配置,为平台电气系统正常运行,提供较高水平的保障。文章的研究,基本明确了海洋平台电气设计继电保护配置的具体方法,但详细的配置细节,要求根据海洋平台电气设计的实际需求,以全方位满足继电保护装置可靠性、选择性、灵敏性等功能要求。
参考文献
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