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继电保护基本原则范文1
一、继电保护与安全自动装置工作的基本原则
继电保护与安全自动装置对于保证供电系统的稳定性和安全性都有着重大的意义,所以重视并优化其运行管理方法对于提高发电系统的运行效率以及经济效益都有着显著的作用。而继电保护与安全自动装置合理工作的基本原则,首先应该结合供电系统实际运行环境以及其不同的设计方案来构建,并保证其具体配置能达到可靠性、选择性、速动性、灵敏性这四个基本要求。具体来说,就是当供电系统发生故障或工作延时等异常情况时,能迅速地分辨出发生故障的电路位置,并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,在尽量不影响到相邻电路设备运行的前提下,大幅度减轻或避免电路设备的损坏,并在处理过程中保持工作的高效性以及安全性。当然,在实际工作中,由于各电路元件类型与重要程度的差异性,也必须根据不同工程的具体需要来提供可靠的继电保护与安全自动装置。
二、继电保护与安全自动装置的调度运行规程
在对于电力系统的继电保护工作中,对各供电系统元件都有不同的设计方案,以下就发电机、变压器、输电线路这三方面进行简要的分析和说明。
1、发电机的保护。发电机的安全运行对保证电力系统的高效运行、稳定性以及安全性具有重要作用,并且发电机相对于其他元件而言,价格昂贵且不易更换,因此,应该十分重视对发电机的保护工作,并针对实际发生的电路故障和异常工作状态,装设稳定性、科学性较高的继电保护及安全自动装置。具体来说,针对不同功率的发电机以及不同电路故障应该采用相应的保护措施,对于发电机外部电路较易产生的过电流,使用过电流保护装设功率在1MW以下的发电机,而1MW以上发电机一般采用纵差动保护、复合电压启动的过电流保护;而对采用半导体励磁以及100MW及以上的发电机,应装设过负荷保护来防御转子回路的过负荷,并增设专用失磁保护来直接反应发电机失磁时的电气参数变化;而为了防止对200MW及以上的大容量汽轮发电机的损坏现象必须要求装设逆功率保护,对于300MW及以上的发电机针对于不同的情况应装设过励磁保护、失步保护、低频保护、断水保护等,如在电力系统震荡影响机组安全运行时,应装设失步保护来合理控制这一现象。当然,只有科学、系统并具适应性的继电保护与安全自动装置是不够的,在实际工作中,也应该通过日常细致的发电机保养工作来提高和延长发电机的使用效率和使用寿命。
2、变压器的保护。变压器是电力系统中的重要供电元件,其对保证供电系统的稳定性和安全性都有着重大的意义。变压器一般装设以下保护:瓦斯保护、纵差动保护或电流速断保护、过电流保护、零序电流保护以及防御对称过负荷的过负荷保护。在对变压器主保护的具体要求中,不同容量和机能的变压器都采用不同的主保护措施,电压在10kv及以下、容量在10MVA及以下的变压器采用电流速断保护;而一般采用纵差保护来维持电压在10kv以上、容量在10MVA以上的变压器的安全运行;对于电压在220kv以上的变压器设备应装设数字式保护。除此之外,采用后备保护作为变压器主保护的补充,而其对不同容量和机能的变压器也应采用相应保护措施,过电流保护措施适用于降压变压器;对大容量的变压器组则采用负序电流和单项式低压过电流保护,以此来避免额定电流大而导致电路元件灵敏度达不到要求的情况。
3、输电线路的保护。输电线路的保护也有主保护和后备保护之分,而主保护中分为纵差保护和三段电流保护。其中纵差保护是为了能减小供电系统稳态情况下的不平衡电流,并当通过外部最大稳态短路电流时始终能维持各侧用的电流互感器的稳定运行;其二是能减小电流互感器的二次负荷,并严格将差动保护回路的二次负荷控制在10%误差以下。而为实现这一工作目的,一般采用适当增大导线截面、缩短控制电缆长度这两方面的措施来尽量减少控制电缆的电阻或者采用弱电控制用的电流互感器等来实施运行方案。而后备保护主要分为离保护、零序保护和方向保护等。其中各种保护都配有自动重合闸装置,并且合作工作。在后备保护的方案制定中,要十分注意各个保护之间的配合和联系,并充分考虑各种情况和参数如输电线路电容、分支路变压器、系统运行方式、重合闸方式等的影响。
三、对目前工作中问题的改进措施
从相关短路事故统计中可以发现,短路事故中发生主要原因是各供电元件本身的抗短路能力不足;其中质量不达标严重影响了供电系统的运行效率。而另一方面,由于在实践工作中,对变压器相间电路保护工作流程和方法都还不够科学、系统,也是近年来电路事故频发的重要因素。笔者就这两方面提出相关的改进措施:
1、加强对各供电系统元件的质量检测和保养工作。要保证供电元件的质量要求,首先要规范对其的全过程管理工作。在订购相关设备时,应该十分注意其选型以及应具备的特征细节,例如110kV有载调压变压器中压侧不宜设调压线圈并且降压变压器最好能有67%及以上的自冷能力,而且优先选用已通过专业测验并检测合格的产品,并就所购产品的试验报告进行分析,并进行相应的核算工作。而在对所购元件进行出厂检测时,也要保证其各项性能在专业实验下的数值能满足实际工作的需求,并将各项实验数据制表并科学分析,而为了保证实验数据具有代表性和准确性,需要通过多次试验来积累原始数据,并将多次结论前后进行对比,以检查其是否能正常运行,而这样的检查工作应该设备投入使用后就定期开展,以保证供电系统良好运行状态,降低发电机工作故障发生的概率。
2、合理进行继电保护工作。要保证电力系统合理高效的工作,首先要严格遵守其保护装设合理工作的基本原则,保证其具体配置能达到可靠性、选择性、速动性、灵敏性这四个基本要求。在实践工作中,要根据现实情况来制定相应的变压器保护方案,并依据各个电路保护策略的具体特征,最终选择最优方案。并在处理相应的问题时,能做到对电路的及时保护,并在技术和管理上采取有效措施,如为了最大限度防止输电线路的出口短路,可装设绝缘热缩保护材料在母线桥上;而110kV及以上电压等级变压器出现出口短路、近区短路等故障时,应该立即对变压器的油作色谱分析。如色谱分析异常,应立即申请变压器停运,以此来确认变压器是否在合理运行状态,并做出调查报告。可以说,只有规范了工作细节,并且构建了适应性、合理性较高的工作方法,才能维持继电保护与安全自动装置的高效率和稳定性。
总而言之,要降低电路问题发生的几率,首先要保证供电系统设备本身的质量合格,并且做到定期检查和修理;而另一方面,继电保护和安全自动装置也是一项至关重要的环节,只有完善了继电保护工作的各个工作流程,才能进一步提高供电系统的稳定性和安全性,并在一定程度上提升电力系统产生的经济价值。
参考文献
继电保护基本原则范文2
随着社会市场经济的发展,我国的电力需求在不断的增长,电力网络的建设规模及质量在不断的提升,这就直接导致了电网结构的复杂化,作为电网建设及运行过程中必不可少的组成部分,继电保护装置对于电网的正常运行具有非常重要的作用,一旦电网中出现故障,继电保护装置对于整个电网都具有非常重要的保护作用,本文就结合继电保护装置的主要特点及其配置原则,对于其整定计算的计算思路进行简单分析,有利于整个电网的正常工作。
【关键词】电网架构 继电保护装置 整定计算
电力网络在运行的过程中,受到各种因素的影响,出现相关的故障是难以完全避免的,一旦出现故障,整个电力网络的正常运行会受到非常严重的影响,为了对电力网络实施有效的保护,对其进行有效的继电保护配置是非常重要的,合理的继电保护装置配置能够在电网出现故障时,迅速的将相关的故障设备进行切除,保证其他电力网络线路不受影响,并且能够实现自动报警功能,对于保证整个电力网络的正常运行具有非常重要的作用,要想继电保护装置能够实现这一系列的功能,最重要的就是要保证其配置的合理性,本文就对其配置整定计算进行简单分析。
1 继电保护配置的简单分析
1.1 继电保护在电网中的作用
在电力系统的运行过程中,继电保护是非常重要的组成部分,当电力系统发生故障时,会对电网的正常运行产生较大的影响,可能引起严重的安全事故,在对电网运行稳定性造成严重影响的同时,还会导致电网中相关电力设备的使用寿命的降低,一旦电网出现故障,保护配置不当,会引起大范围停电或设备损坏,造成较大的经济损失的同时,还会对人们的正常生产生活造成较严重的影响。
继电保护快速动作切除故障,对保证电网稳定运行起着举足轻重的作用。目前,高压电网中根据暂态稳定计算结果,需同时满足功角稳定、电压稳定、频率稳定这三个判据,才认为系统满足稳定条件。这就对继电保护的灵敏性、选择性、速动性和可靠性提出了更高要求。(1)、电网故障时,继电保护应该立即做出反应,将故障元件从电网中隔离,迅速恢复无故障部分的正常运行;(2)一旦电网中的设备及线路运行过程中出现异常情况,保护装置能够即时报警;(3)依据故障的实际情况,应该能够在最短的时间内恢复该部分的供电。
1.2 继电保护的配置原则
在电网继电保护系统配置的过程中,应该遵循以下的基本原则:(1)充分考虑保护对象的电压等级,不同电压等级对于继电保护的要求有所不同的(2)充分考虑被保护对象的故障特点,判断相关的保护对象是否工作于异常状态下;(3)在能够保证系统的安全性能的基础上,尽量简化二次回路的接线设计。
220KV电网继电保护,应采用双重化配置,保护动作时间应满足系统稳定运行的要求。
(1)220KV线路保护应装设两套全线速动保护,采用近后备方式。两套完整的后备保护(相间、接地距离、零序保护以及重合闸功能);系统需要配置过电压保护时,配置双重化的过电压及远方跳闸保护。过电压保护应集成在远方跳闸保护装置中,远方跳闸保护采用一取一经就地判别方式;配置分相操作箱及电压切换箱。
(2)220KV主变配置双重化的主、后备保护一体的变压器电气量保护和一套非电量保护。
(3)220KV应配置双套含失灵保护功能的母线保护,每套线路保护及变压器保护各启动一套失灵保护。
110KV电网继电保护一般采用单套配置。
(1)110KV线路保护采用远后备方式,一般配置三段式相间、接地距离,四段式零序过流保护及重合闸。当线路长度小于10km,或网络特殊需要时,需配置线路纵联差动保护。
(2)110KV主变配置主、后独立的一套变压器电气量保护和一套非电量保护。
35Kv及以下电网继电保护一般配置一套阶梯过流III段保护及重合闸。
2 基于电网架构的继电保护配置的整定计算
整定计算主要是依据相关的网络计算工具,对具体的电力网络中的相关参数进行分析、计算,以此得到保护装置中相关参数的值,以便于在电力网络中进行合理的继电保护装置配置,在实际的应用当中,整定计算主要是对已经配置好的保护装置的运行定值来进行计算,这对于提升电力网络保护系统的配置合理性具有非常重要的作用,在整个电力网络中的继电保护系统的运行过程中,整定计算是一项非常重要的工作,对于继电保护装置的正常运行具有非常重要的作用。
2.1 继电保护配置整定计算工作的最基本的要求
随着电力行业的快速发展,电力网络的建设规模及建设复杂性在不断的增加,在其继电保护装置的配置过程中,要保证其配置的合理性,需要借助于整定计算,给出合理的运行定值,这对于继电保护装置的正常运行是非常必要的,在其整定计算的过程中,对其所给出的定值的最基本的要求是能够平衡好速动性、可靠性、选择性、灵敏性等各种性能之间的关系,在实际的整定计算的过程中,要求在各种定值计算方案中选择最佳的计算方案,要尽可能大的满足这几个基本性质的要求。
在继电保护配置的整定计算的过程中,在进行保护灵敏度校验、最大负荷值预测、短路计算等工作中,要对其值进行合理的计算,首要的工作就是要确定合理的运行方式,这对于整定计算的计算结果、继电保护装置的合理配置都具有非常大的影响。在整个整定计算的过程中,需要应用到大量的计算参数,如互感器参数、零序阻抗参数等,不管是在哪个具体的计算过程中,保证各个参数的正确性是非常重要的,只有保证了计算参数的正确性,才能保证各个计算结果的正确性。
2.2 继电保护配置整定计算的主要计算任务
在继电保护配置整定计算的过程中,首要的计算任务就是要确定出有效的系统保护方案,在电网的继电保护工作中,如果应用成型的微机保护产品,其中会包含着非常多的保护功能,但是在实际的应用工作中,很多保护功能是没有实际的应用价值的,这就需要相关的设计人员,依据电力网络运行的实际特点,借助于整定计算,确定系统中那些保护功能是电力网络所需要的。并且,所有的继电保护装置中都含有数量较多的电气元件,并且每个电气元件的灵敏性、选择性以及作用都是不尽相同的,在实际的应用中,要通过整定计算来处理好各个继电保护功能之间的良好配合关系。继电保护装置各个装置之间的良好配合对于整个继电保护系统的正常工作也具有非常重要的作用,而这种配合关系的协调也需要通过整定计算来完成,在实际的计算过程中,可以通过短路电流计算得到某个保护装置与其相邻的保护装置在灵敏度及动作时间上的配合关系,如果电力系统中出现一定程度的故障,故障线路的继电保护的灵敏度高于其上一级的相邻线路,这就能够有效的保证整条电力线路的安全稳定性性能,具有非常好的保护作用。
2.3 继电保护配置整定计算的计算机实现
随着计算机技术的快速发展及广泛应用,很多先进的计算机软件应用于继电保护配置整定计算中,这对于计算效率及计算质量的提升都具有非常重要的作用,对其计算机实现进行简单分析:(1)自定义规则的实现,随着电力网络规模及结构的复杂化,在其运行的过程中,随着其电网结构的变化,继电保护配置方式也会随之出现相应的改变,这使得整定计算工作中,其整定规则也在不断的发生着变化,很多整定规则不具备普遍适用的特点,为了保证整定工作的灵活性及可靠性,整定计算人员都会通过自定义规则来有效的实现一定程度的人机干预功能,这对于计算质量的提升具有积极的作用;(2)数据库技术的应用,在整定计算工作,需要处理的数据是多种多样的,在整个计算的过程中,既要对中间的计算结果进行保存,有效对最终的定值进行输出,并要能够实现用户的删除、修改、添加、查询等各种数据操作,这对于计算软件的功能要求是非常的高,为了能够很好的满足这一要求,相关的计算软件具备功能强大的数据库引擎是非常必要的,并能够在计算的过程中,实现相关数据的快速、准确的调用是非常重要的,这对于整个整定计算具有非常重要的作用。
与我国的继电保护配置整定计算发展水平相比,国外的继电保护整定计算研究更早,其技术水平也较高,除了计算方法上具有较多的先进研究之外,其在整定计算的计算机软件研究上也比较多,这对于整定计算计算效率的提升具有积极的作用。
3 结束语
继电保护装置是电网运行过程中非常重要的组成部分,对于电网的安全运行具有非常重要的作用,本文就结合继电保护装置的主要特点及其配置基本原则,对电网中的继电保护配置的整定计算进行了简单分析,对于其继电保护装置的合理配置具有非常重要的作用。
参考文献
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[3]王靖满.直流牵引供电系统继电保护配置及整定的探讨[J].电气化铁道,2010(12).
继电保护基本原则范文3
关键词:电网;继电保护;故障分析
中图分类号:TM77文献标识码:A文章编号:1009-0118(2012)12-0273-01
一、引言
当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源是电力。电力系统是否安全稳定运行,都极为重大的影响着人民生活、国民经济乃至社会是否稳定。电力系统的各种元件不可能一直在运行中保持正常状态。因此,需要为电力系统建立一个专门的技术安全保障体系,其中继电保护技术就是最重要的专门技术之一。它可以实时的检测指定分区各种故障与非正常运行状态,及时快速地采取告警或故障隔离等措施,最大限度地维持系统的稳定,保证供电与人身的安全,减轻或防止设备被损坏
二、继电保护事故的类型:
(一)接线错误
1、接线错误,保护误动;2、接线错误,保护拒动。
(二)定值的问题
1、定值的自动漂移。主要原因有以下几方面引起继电保护定值自动漂移:(1)受温度的影响;(2)受电源的影响;(3)受元器件老化的影响;(4)受元件损坏的影响。
2、设备整定的错误。有看错位置、看错数据值等人为的误整定现象发生过。检查手段落后,工作不仔细是造成事故发生的主要原因。因此,现场对继电保护的整定必须把好通电校验定值关,仔细核对、认真操作,就能避免错误的出现。
3、整定计算的错误。由于电力系统的参数或元器件的参数的标称值与实际值有出入,有时两者的差别比较大,所以标称值算出的定值较不准确。
(三)回路绝缘的损坏
1、在二次回路中不易检查的接地点,比如光字牌的灯座接地比较常见,但此处的接地点不容易被发现。
2、回路中出现接地易引起开关跳闸。
3、绝缘击穿造成的跳闸。
(四)装置元器件的损坏
1、三极管漏电流过大导致误发信号。
2、击穿三极管导致保护出口动作。
(五)抗干扰性能差
在电力系统运行中,普遍存在如冲击负荷干扰、操作干扰、直流回路接地干扰、变压器励磁涌流干扰、系统和设备故障干扰等干扰,必须采取抗干扰措施解决这些问题。
(六)TA、TV及二次回路的问题
1、TA二次的问题:(1)TA二次开路造成保护装置死机;(2)TA端子因为松动,使得母差保护不平衡电流超标。
2、TV二次的问题:(1)TV二次开路故障;(2)TV二次短路故障。
(七)误碰与误操作的问题
1、若继电保护人员带电拔插件,容易造成保护装置的逻辑混乱,使保护装置出口误动作。
2、带电处理事故将电源烧坏,工作人员在电源插件板未停电的情况下,更换拔出的插件,使电源插件烧坏容易发生。
(八)工作电源的问题
1、逆变稳压电源存在的问题:(1)过高的波纹系数,可能造成错误的逻辑,导致保护误动作。要求在规定的范围以内控制波纹系数;(2)输出功率不足。不够电源输出的功率,会造成输出电压的下降,若过大的下降幅度,导致电路基准值的比较变化,一系列的电路充电时间变短等问题,逻辑配合受到影响,甚至逻辑判断功能错误;(3)稳压性能差。电压过低或过高都会影响保护性能;(4)保护问题。电流过大或是电压降低时,迅速发出报警并退出保护,可避免电源被损坏。但有时发生电源保护误动作,这种误动作后果非常严重,无人值班的变电站受到的危害更大。
2、由于电池浮充供电的直流电源的充电设备滤波稳压性能较差,因此很难保证保护电源波形的稳定性,即纹波系数严重超标。
3、在分析UPS供电的电源对保护的影响时应考虑其带负荷能力、电压稳定能力、交流成分等问题。
4、配置直流熔丝的问题。按照从负荷到电源一级比一级熔断电流大的原则设置直流系统的熔丝,以保证回路上过载或短路时熔丝的选择性,若配置混乱,其后果是回路上过流时造成熔丝越级熔断。
三、综合性事故举例
停电线路做保护试验时,造成运行线路误动作保护跳闸。在平行双回线中,一般都装设有零序横差和相差高频双套全线速动主保护。当停电线路做保护试验时,造成运行线路相差高频误动作保护跳闸事故。事故分析:事故都是发生在在双回线中已停线路上做继电保护试验时。没有在试验时做好安全措施。继电保护试验电源一般都有一个接地点。当在一停用的保护装置上进行通电试验时,由于双回线路上的两组电流互感器各有一个接地点,不可避免地造成试验电源分流到运行线路的相差高频保护回路中。试验前由于没有考虑到运行中线路的相差高频保护与双回线的零序方向横差保护还有电的联系,因而未采取必要的安全措施,这是事故发生的一个原因。措施:(一)要使平行双回线路的零序方向横差保护和相差高频保护共用一组电流互感器时只有一个接地点;(二)在已停电的一条平行双回线路试验时,必须做好安全措施。必须将运行线路的零序方向横差和高频相差保护的电流回路保持独立,与停电线路的电流互感器二次侧断开。
四、总结
继电保护专业人员必需要具备相应的理论与实践知识。既要掌握保护的基本原理,又要掌握实际运行状况。要在具体工作中把好调试关。设备送电前的一道最重要的工序就是继电保护的检验与调试。认真搞好保护设备的新安装调试以及大、小修定检试验,是减少事故,使设备以良好的状态投入系统的关键环节,不仅可以避免拒动或误动事故的发生,还可因为有完善正确的信息,当故障出现时,能简单明了的查找分析问题。研究继电保护、熟悉电力系统知识,掌握查找、分析事故的方法,使自己在遇到具体问题时能够灵活地运用基本原则处理事故,以最快的速度、最短的时间和最高的效率处理好设备存在的故障与缺陷。
参考文献:
[1]何仰赞,温增银.电力系统分析(上、下册)[M].武汉:华中科技大学出版社,2002.
[2]贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京.中国电力出版社,1994.
继电保护基本原则范文4
该保护方案经过了工程样机的全面测试,可以满足棒电源系统中电动发电机组的继电保护要求,保障电动发电机组的安全稳定运行。
【关键词】棒电源系统 继电保护 整定计算
控制棒驱动机构(CRDM)是核反应堆的主要控制环节,对核电站的安全及经济运行有着关键性作用。我国现有的压水堆核电站均采用电磁力提升的控制棒驱动机构,一座改进型核电站的反应堆通常有几十套驱动机构。棒电源系统的作用就是为控制棒驱动机构提供可靠的电力供应。棒电源系统置于安全壳外工作,其特点是在反应堆整个运行期间不间断运行,因此对其工作稳定性、长期运行可靠性、良好的动态响应性能以及维修管理性都有着非常高的要求。由于驱动机构设计上一直沿用“三相可控整流”供电方案,要求控制棒驱动机构电源系统是独立的260V/50Hz三相交流电源,因此控制棒驱动机构电源系统设计上一直沿用双组机械储能的“电动机-飞轮-发电机”方案,并配备必要的控制保护系统以保证机组的正常运行。系统的组成图如图1所示。
图1 棒电源系统组成图
1 继电保护的基本原则
GB50062-1992《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规定:继电保护装置应,满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的原则。
因此棒电源系统的继电保护设计基于棒电源系统的运行特点以及继电保护设计的基本要求,棒电源系统的继电保护设计采用以下保护原则:(1)选择性原则:当保护动作时,仅将故障元件从系统中切除,保证系统无故障功能部分继续运行;(2)速动性原则:继电保护动作要快速,从而提高棒电源系统并列运行的稳定性;(3)灵敏性原则:对保护范围内发生的故障或不正常工作状态反应灵敏;(4)可靠性原则:在电力装置正常运行时,继电保护应可靠地不动作;发生故障或不正常状态时,继电保护可靠动作,即不出现拒动作和误动作。
根据以上原则以及棒电源系统的特点,进行保护方案的设计,实现机组的保护配置,从而实现棒电源系统可靠的控制、运行与保护。
2 发电机的故障类型[1]
发电机的安全运行对保证电力系统的正常工作和电能质量起着决定性的作用,同时发电机本身也是一个十分重要的电气设备,因此应该针对各种不同的故障和不正常的运行状态配置性能完善的继电保护装置。
发电机主要故障类型由:定子绕组相间短路;定子绕组一相的匝间短路;定子绕组单相接地;转子绕组一点接地或两点接地;转子励磁回路励磁电流异常下降或完全消失。
发电机的不正常运行状态主要有:由于外部短路引起的定子绕组过电流;由于负荷超过发电机额定容量而引起的三项称过负荷;由于外部不对称短路或不对称负荷(如单相负荷,非全相运行)而引起的发电机负序电流和过负荷;由于突然甩负荷而引起的定子绕组过电压;由于励磁回路故障或强励时间过长而引起的转子绕组过负荷;由于发电机组驱动源突然失效引起的发电机逆功率等。
3 棒电源系统继电保护配置设计
3.1 棒电源系统的运行特点
棒电源系统的保护方案采用电力装置的继电保护原理实现,但是棒电源系统相对于普通的电力装置而言具有特殊性,因此其主要的运行特点表现在以下几个方面:(1)励磁方式为无刷励磁;(2)负载为半波整流的棒控棒位系统,三相对称运行且中线上具有kA量级的直流分量;(3)输出电压为260VAC/150VAC/50Hz三相四线制;(4)棒电源系统的特征负载为:
额定负载:100kW,cosφ=0.25;
平均功率: 79kW,cosφ=0.25;
最小功率: 22kW,cosφ=0.25;
最大功率:124kW,cosφ=0.25;
3.2 棒电源系统继电保护设计原则
由于棒电源系统的失效与否直接关系到核电站运行的经济性,同时出于系统自身设备保护的考虑,在棒电源系统继电保护设计过程中需要考虑以下原则:(1)在短时间瞬变造成的电动机电源丧失事件中仍可维持正常运行;(2)在出现只影响一台电动机工作的电源失效或故障事件时,切除受影响的MG机组,不受影响的机组继续运行;(3)当棒电源系统出现不正常工作状态时,保护装置采取相应的保护动作,同时发出指示和报警信号;(4)探测和处理发电机和260V母线故障;
3.3棒电源系统故障类型和不正常运行状态的确定
通过对棒电源系统的运行特点以及故障保护原则的分析,我们可以得出棒电源系统的典型故障类型和不正常运行状态。
棒电源系统的故障类型包括:定子绕组相间短路;定子绕组单相接地;转子励磁回路励磁电流异常下降或完全消失。
棒电源系统的不正常运行状态包括:由于外部短路引起的定子绕组过电流;由于单台电动机电源失电导致的发电机逆功率。
3.4 棒电源系统继电保护配置
通过以上分析,我们可以确定棒电源系统的继电保护配置以及其实现的功能:
(1)差分保护。差分保护分为纵差保护横差保护,纵差保护是对发电机内部相间短路的保护,横差保护是对于发电机定子绕组匝间短路的保护。由于棒电源系统的发电机容量为500KVA,定子绕组为单绕组,因此棒电源系统采用纵差保护实现定子绕组以及引出线的相间短路故障保护。
(2)失磁保护。失磁保护就是对对励磁回路的电流进行监视,在发电机的励磁突然消失或部分消失是对发电机进行保护,其主要原因可能有励磁机故障、转子绕组故障、励磁回路元器件损坏等情况[2]。由于本设计中发电机采用无刷励磁,属于两级励磁,在失磁保护的励磁电流监视的是励磁机的励磁电流,励磁机的励磁电流和主励磁电流成正比关系,因此选择励磁机的励磁回路进行失磁保护。
(3)逆功率保护。发电机逆功率保护是指电动发电机组在失去电动机侧的驱动电源后,发电机并未从系统解列时,此时发电机就变成了同步电动机运行,从另一台电动发电机组吸收有功功率,发电机不允许此种状态的长时间运行此时需要用逆功率保护将失电机组从并列运行状态解列。
(4)过流保护。过流保护主要是针对发电机负载短路引起的定子绕组过电流,在本方案中,发电机的过电流保护由两部分组成,第一部分是由过流保护继电器实现,可以根据棒电源系统的负载特性,合理的设计过流保护定值点以及延时时间;第二部分由发电机出口断路器的分闸曲线构成,即根据棒电源系统的工作特点,合理的设置发电机出口断路器的分闸曲线。两部分设置的组合构成整个棒电源系统的过流保护设置。
(5)接地故障保护。根据安全要求,发电机的外壳全部连接保护地,因此定子绕组因绝缘破坏而引起的单相接地故障比较普遍,棒电源系统属于三相五线制接法,因此在本系统中对保护地和中性线之间的电阻值进行监测,当保护地和中心线之间的电阻值低于某个限值时进行报警及保护。
(6)母线欠压和欠频。由于系统设计要求,棒电源系统向下游负载供电的的电压不能低于234V,频率不能低于44Hz,因此对棒电源系统进行母线欠压和母线欠频保护。
4 保护定值确定
对于棒电源系统的所有保护方式,均需要进行保护参数的整定工作,从而实现整个系统各种继电保护的有机协调配合,从而保证整个系统的稳定可靠的运行。对于以上所有保护,由于篇幅限制,此处不一一进行详细的参数整定,在此选取差分保护进行参数整定计算,其余的只给出最终的整定值。
由于本机组属于小容量发电机组,同时为了保证系统长期有效的运行,在系统设计中已经考虑机组的冗余运行,因此当电流互感器出现二次回路断线时,需要及时的给出保护动作,因此在本系统中差分保护只考虑发电机出现定子绕组以及引出线的相间短路故障时的整定。具体整定计算如下:
式中: ――差分保护设定值
――可靠系数
――非周期分量影响系数
――电流互感器同型系数
――电流互感器比误差
――发电机故障电流
各个参数的具体参数如下[3]:
=1.2(一般取值在1.0~1.5之间); =1.5(一般取1.5~2.0之间)
=0.5(型号、变比一致时,同型系数为0.5,否则为1)
=0.05(电流互感器采用0.5级计量互感器,比误差采用0.05)
=5A(此值为按照电流互感器额定满量程计算)
可以计算得出
实际取值 =0.25A
最终本设计中给出的保护定值如表1所示。
5 结语
本文针对核电站控制棒驱动机构电源系统的运行特点进行了分析,设计了针对棒电源系统的机电保护配置,并对其中差分保护的定值进行了定值的确定,最终形成了棒电源系统完整的继电保护配置方案及定值,该保护方案经过了试验的最终验证,可以满足棒电源系统中电动发电机组的继电保护要求,保障电动发电机组的安全稳定运行,从而为核电站的安全经济运行提供保障。该继电保护方案经过实际运行的考验,可以应用在同类型发电机组的继电保护中。
参考文献:
[1] 贺家礼,宋丛矩 主编.电力系统继电保护原理.
继电保护基本原则范文5
【关键词】智能电网;广域保护;控制
1、智能电网中的广域保护
广域保护模式是一种崭新的分布式智能故障处理模式,该技术是利用良好的光纤网络通信和分散安装的配电终端实现的具有特殊原理的区域馈线保护。该方式的一个突出的优点是将故障的处理封装在一条馈线终端中完成,这无疑是对提高配电网供电的可靠性和改善电能质量都会起到很大的作用,因此广域保护是目前电力系统继电保护中先进的技术方向。
广域保护与传统保护的区别
传统的继电保护主要集中在对母线、变压器、线路电动机和发电机等为保护的对象。采用的是采集信号处的电压量和电流量,经过计算后与预先设定的整定的指标进行比较,实现故障的隔离动作。因为传统的保护原理是认为各电力设备的的主保护是相互独立的,当故障元件被切除后,电力系统中余下的潮流转移引起的结果。广域保护技术注重保护电力系统整体的安全,通过对各种状态的识别,就可以同时的实现自动控制和继电保护的功能,保证电网在发生故障后仍然能够持续安全稳定的运行。
2、智能电网中的广域控制保护技术
智能配电网的广域测控与保护技术可以保证配电网的安全可靠运行,还能保证不间断的为城市供电的基本原则,这也是同步测量技术为面向智能电网的保护控制系统提供了重要的技术方面的基础,随着智能电网技术的发展,尤其是光纤互感技术的发展,暂态量保护等新一代的保护理论技术的日趋完善,就使得电网的主保护,在保护动作速度、性能、可靠性等方面有了日新月异的发展与提高。
2.1保护控制测量数据通信一体化
在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置是一台高配置的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端,它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端即实现了保护控制测量数据通信的一体化及智能化。
2.2智能电网中的控制终端
配电线路上的各种智能终端分别采集相应的柱上开关的运行情况,如电压、电流功率等,并将上述信息有智能终端经过通信网络发送到配电网控制中心,在故障发生时,智能控制终端,更具采集到的故障电流信息、失压信息和开关状态,按照故障处理程序,通过通信网络向相邻或相关的智能终端发送分闸闭锁命令和分闸命令。
3、广域保护系统未来的发展方向
3.1广域后备保护的发展
广域保护往后备保护的方向发展,广域后备保护能够采集多点的数据,能够对故障进行定位,在断路器失灵、主保护拒动等情况下解决后备保护、停电范围大、动作时间比长等问题,能够有效的防止故障后相邻线路过负荷而造成后备保护误动作的现象发生。
3.2广域差动保护的发展
广域保护向着快速保护的发展,发展的方向可以是纵联差动保护,在广域保护中,差动保护对个各测量点数据的同步性有严格要求。而如何保证信息同步传输和同步采样是关键问题。基于GPS的同步采样技术智能电网中采用广域差动保护系统,采用这样的系统可以保证继电保护信号传输的快速性和同步性。
4、创新的三重防护广域测控保护体系
广域继电保护系统通过使用纵联式也可以通过差动的原理来使用双重主保护中的第一重的保护,在断路器故障的时候通过网络的拓扑结构,可以快速跳开相邻的开关设备,把故障出线路切除抽闭锁,这样广域继电保护系统就成为了第一道防线,可以代替传统快速保护功能。继电保护系统中的安全自动控制系统能够将传统的紧急控制系统和安全自动装置完成基本的功能,可以控制发电机气门、频率和电压异常控制等,也可以防止稳定破坏的和参数越限紧急控制系统和安全自动控制系统,这2种保护措施能构成系统的第二道保护。当电力系统受到严重的扰动而失去稳定状态的时候,广域保护系统需要具备检测系统震荡的功能,可以将失去同步的互联系统在预定的地点裂解成若干个独立稳定的子系统。这样就可以构成第三重的防线。
5、结论
广域保护对配电网中故障能起到较好的保护作用,能够根据当前的网络结构,选择小的跳闸范围,确保由于故障和断路器失灵造成的影响范围最小,尤其是在智能电网的发展中是一种有效的保护,让电网向着更加安全的方向发展,为用户提供安全、可靠、稳定的电力供应。
参考文献
[1]张健康.电力系统继电保护技术的现状及发展趋势[J].装备制造技术,2011, 02.
[2]席建国.电力系统继电保护技术发展历程和前景展望[J].黑龙江科技信息, 2009, 26.
[3]王翠霞.浅谈电力系统继电保护技术的发展[J].电气传动自动化, 2008, 06.
继电保护基本原则范文6
【关键词】继电保护;故障原因;查找;处理;方法
1.电力继电保护的优点
1.1正确率高
继电保护之所以重要,最主要的一个原因在于其具有正确率高的特点。特别是随着现代社会的发展,在自动化运行率逐渐提高的情况下,继电设备的记忆功能在计算机数据处理技术的支持下更加提高,同时由于自动控制等技术在现代电力系统中的综合运用,使得继电保护在对故障实行分量保护方面的功能大大提升,从而使其运行的正确率得以提升。
1.2兼容性强
在对继电保护的设计上,设计人员突出了设备的兼容性,统一了标准,并且减小了设备的体积,减少了盘位的数量,在此基础上,还可以扩充其他的辅助功能,使得继电保护能够满足现实情况变化的需要。
1.3监控性好
继电保护操作性监控管理好,主要体现在它的一些核心部件不会受到外部环境变化的影响,能够产生较好的使用功率,而且能够通过计算机信息系统进行有效的监控,从而提高了设备运行的效率,降低了运行成本。
2.继电保护故障常见的原因分析
2.1软件版本问题
由于装置自身的质量或程序漏洞问题只有在现场运行过相当一段时间后才能发现。因此,继电保护人员在保护调试、检验、故障分析中发现的不正常或不可靠现象应及时向上级或厂商反馈情况。
2.2 TA饱和问题
作为继电保护测量TA对二次系统的运行起关键作用,随着系统短路电流急剧增加,在中低压系统中电流互感器的饱和问题13益突出,已影响到继电保护装置动作的正确性。
2.3抗干扰问题
微机保护的抗干扰性能较差,对讲机和其他无线通讯设备在保护屏附近的使用会导致一些逻辑元件误动作。现场尽可能避免操作干扰、冲击负荷干扰、直流回路接地干扰等问题的发生。
2.4高频收发信机问题
在220kV线路保护运行中,属于收发信机问题仍然是造成纵联保护不正确动作的主要因素,主要问题是元器件损坏、抗干扰性能差等,出问题的收发信机基本上都包括了目前各制造厂生产的收发信机。
2.5插件绝缘问题
微机保护装置的集成度高,布线紧密。长期运行后,由于静电作用使插件的接线焊点周围聚集大量静电尘埃,在外界条件允许时,两焊点之间形成了导电通道,从而引起装置故障或者事故的发生。
2.6电源问题
①逆变稳压电源问题;②直流熔丝的配置问题;③带直流电源操作插件。
2.7保护性能问题
保护性能问题主要包括两方面,即装置的功能和特性缺陷。有些保护装置在投入直流电源时出现误动;高频闭所保护存在频拍现象时会误动t有些微机保护的动态特性偏离静态特性很远也会导致动作结果的错误。
2.8定值问题
①整定计算的误差;②人为整定错误;③装置定值的漂移。
3.继电保护故障处理基本原则
继电保护的故障处理必须遵循一定的原则,分别表述如下:
(1)在电力系统设备运行过程中,要根据运行方式的变化进行继电保护装置连接片的投、退处理,投、退处理要同步开展,同时,需在实行严格的辨别工作程序后才可进一步操作。在投入跳闸回路连接片之前,首先要测量2个连接片之间的直流电压,然后再实施具体操作步骤。对专业工作人员而言,需定期检查继电保护装置的数据,不能够随意修改和删除数据。
(2)对继电保护进行故障处理要有据可依,其基础依据有:光子牌信号、事件记录、故障录波器所采集到的图形、继电保护装置的灯光信号等等。因此,在处理故障事关之前,必须对上述信号加以分析,准确确定各类故障类型,更为关键的是根据这些信号,迅速采取相应的处理措施。
(3)如果在实际操作过程中,经过分析现有的故障信息之后,仍然无法诊断出故障原因,或断路器在断路之后遇到报警失灵的现象,会直接加大故障处理的难度系数,因为仅对现有信息的分析,无法区分导致上述故障的原因系人为引起,还是继电保护系统内部的问题。如果是人为引起的故障,就需要如实的反映这些故障,并对其处理方式也要给以记录,避免再次发生类似的故障。
4.继电保护中故障查找常用方法
4.1基于替代法的故障查找
所谓替代法,就是将正常的插件或相同元件替代有故障疑问的插件或元件,来对其好坏作出判断,从而快速地缩小故障的查找范围。这是微机保护装置内部故障最常见的故障处理方法,当存在一些微机保护插件故障,或复杂回路的单元继电器时,用配件将其取代,若故障消失,则说明故障存在于换下来的元件中。
基于替代法的故障查找需注意以下几点:第一,应注意插件内的定值芯片、程序及跳线是否相同,确定相同后,方可实施调换,并依据实施进行传动模拟;第二,明确运行继电器或插件在替代前是否需采取一定措施,如纵联保护需要对侧保护推出。一些插件需要电源退出,继电器或电流变换捅件需要电流短接,电压切换插件需要短接电压;第三,注意产品同厂家但型号不同的现象,故需在对外部加电压实施极性核对后才可加以确认。
4.2基于直观检查法的故障查找
如果直接看到线头脱离、线圈烧坏等,高频通讯不正常,结合滤波器测至上桩头,将其打开,便可发现滤波器内高频电路的连接芯线断线现象。此外,检修或运行人员改动或不当的操作,亦会致使一些缺陷的形成,这时就可以对这些变动内容的问题是否存在进行直接的检查。在下发操作断路器命令后,观察到跳闸线圈或合闸线圈能动作,则说明是正常的电气回路,随之便可确定故障存在于机构内部当中。在现场如直接观察到哪个元器件发出浓烈焦味,或继电器内部有明显发黄等,便可对故障所在作出快速的确认,这时,对损坏元件及时更换便可将故障消除。
4.3基于短接断开法的故障查找
所谓短接断开法,就是将回路某一部分或某一段用短接线实施认为断开或短接,对故障是否存在断开线或短接线范围内作出判断,从而使得故障范围得以缩小。此种故障查找方法主要用于电气闭锁、刀闸操作、切换继电器不动作、电流回路开路、判断转移及辅助开关。把手接地的切换是否良好等。对于不该闭合而闭合的接点采用断开法,该闭合而未闭合接点则采用短接法。
4.4基于带负荷检查法的故障查找
对于新建变电站PT或更换PT,需要对电压互感器进行二次核相和极性检查。特别是用于开口三角电压的三次绕组,其极性和接线容易出错,在现场可通过带负荷检在法来发现问题。基于带负荷检查法的故障查找是实施继电器检查和改造工作的最后一环节,亦是发现交流回路缺陷和问题的途径。在实际的故障查找中必须对以下两个方面加以注重:第一,选择好的参考对象,如对相位参考电压进行测量时,一般情况下会选择相母线电压,若不存在电压,也可选择电流,但最终两者的参考点必须相同一;第二,必须明确潮流的走向,如本开关难以作为参考,则需要选择本侧或者对侧对应的几个断路器潮流或对应串联之和。同时还应注意所测电流电压的相位、大小是否同一次潮流相一致。
5.结语
总之,在继电保护故障的分析与处理中,不断完善现行相关制度和技术规范的基础上,要加强继电保护信息管理系统的建设和应用,特别是要加强故障预警机制的构建,以防止因继电保护故障而造成较大规模的电力系统运行事故,对于保障区域的平稳供电也具有重要的意义。
【参考文献】
[1]张冲.继电保护的作用及故障处理方法[J].硅谷,2009(17).