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關(guān)鍵詞:低壓配電 基本 繼電 保護要求
Abstract: In today's society, power has become one of the most important human energy. In the last 10 years, China's generating capacity has been in the trend of growth year after year. China's annual power generation in 1995 was 1.00773 trillion kwh, up to 3.2559 trillion kwh in 2007, more than three times in 1995. But at the same time for the benefit of human society in the growing energy power usage caused by improper fire (electrical fire) the harm caused is very striking. Therefore, this paper analyzes the basic relay protection requirements of the low voltage distribution.Keywords: low voltage power distribution; basic; relay; protection requirements
中圖分類號:TM642+.2文獻標識碼:A 文章編號:
1.低壓配電系統(tǒng)的組成
典型低壓配電系統(tǒng)主要由降壓變電所、低壓配電線路和用電設備組成。
(1)降壓變電所主要由高壓斷路器和降壓變壓器等組成。高壓斷路器有非常好的開斷性能,具有能熄滅電弧的裝置,不僅能接通和分斷額定負荷,且能接通和分斷過負荷或短路電流。降壓變壓器普遍選用10/0.4kV,容量為1600MVA的干式變壓器。
(2)低壓配電線路主要由低壓斷路器和輸電線路組成。低壓斷路器是低壓配電線路的關(guān)鍵設備,能在正常情況下接通和切斷電路,且具有過載、短路、漏電等多種保護功能。輸電線路通常采用多股絞合的裸導線架設,IOkV及以下采用銅(鋁)芯聚氯乙烯絕緣架空電纜。
(3)典型建筑中的用電設備大致可分為兩類:一類是需要接在三相電源上才能正常工作的三相用電設備,如三相電機、風機水泵及空調(diào)機等,其每相負載的阻抗值和阻抗角完全相等,為三相對稱性負載;另一類是只需接在單相電源上就能正常工作的單相用電設備,如照明燈、家用電器、電腦等,它們可以接在三相電源中的任意一相相電壓或線電壓上,對于電源來說,多個單相用電設備也組成三相負載,但各相阻抗一般難以相等,往往是三相非對稱負載。
2.基本的繼電保護要求
2.1配電變壓器應配蘭的繼電保護
(1)變壓器的低壓側(cè)應裝設短路保護和過負荷保護。短路保護作為保護母線、變壓器干線的主保護,并作為配電線路的后備保護。
(2)變壓器低壓側(cè)主保護應與高壓側(cè)主保護和低壓配電線路保護有良好的選擇性,并保證系統(tǒng)出現(xiàn)正常的尖峰電流(如電動機起動電流)時不會引起保護裝置誤動作。
(3)變壓器低壓側(cè)主保護也可兼作單相接地保護,可采用帶單相接地保護的低壓斷路器作變壓器低壓側(cè)的主保護(如DW16型低壓斷路器),如靈敏度不夠時應增設零序保護。
(4)為了與出線保護取得動作時限配合,變壓器低壓側(cè)短路保護一般采用瞬時或短延時脫扣器動作于斷開低壓側(cè)斷路器,過負荷保護采用帶有長延時脫扣器低壓斷路器或給值班人員發(fā)出報警信號。
2.2配電線路的主保護
(1)低壓配電線路應裝設短路保護、過負荷保護和接地故障保護。在故障時用來切斷供電電源或發(fā)出報警信號。
配電線路保護裝置一般采用熔斷器或低壓斷路器。低壓斷路器的動作時間可分為具有長延時、短延時、瞬動及接地故障保護等幾種形式。在中性點直接接地的三相四線制中過電流脫扣器應裝設在所有不接地的各相上;在接地的直流系統(tǒng)中,在每個不接地的極上裝設。
(2)裝設短路保護裝置的配電線路,在被保護線路的末端發(fā)生:中性點直接接地系統(tǒng)中的單相短路,保護裝置必須盡快動作(對于固定式用電設備動作時間不大于5s切除短路故障。
2.3交流電動機的保護
為了保護交流電動機線圈匝間短路、接地和過負荷,交流電動機應裝設相間短路保護,并根據(jù)具體情況裝設接地故障保護、過負荷保護、和斷相保護。電動饑的短路保護宜采用熔斷器或具有瞬動(或短延時)脫扣器的低壓斷路器;對個別容量較大的重要電動機,也可采用過電流繼電器作用于低壓斷路器。分述如下:
2.3.1短路保護
(1)當電動機端子處發(fā)生相間短路以及中性點直接接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地短路時,保護裝置應盡快切斷故障。
(2)當電動機正常起動和自起動時,短路保護裝置不應誤動作。為此,熔斷器熔體的額定電流應根據(jù)其安秒特性曲線計即偏差后略高于電動機起動電流和起動時間的交點來選取,但不得小于電動機的額定電流。對于瞬動的過電流脫扣器或繼電器的整定電流可取電動機起動電流周期分量的1.7一2倍以躲開起動時非周期分量電流的影響。
(3)由低壓斷路器和接觸器組成的電動機主回路,當短路電流大于接觸器的“彈開電流,(使接觸器觸頭因電動力而自動彈開的電流)時,即使低壓斷路器在接觸器釋放前斷開,但在其熄弧時間內(nèi)接觸器的觸頭仍會因短路電流電動力的作用而彈開以致發(fā)生強烈電弧,灼傷觸頭,產(chǎn)生熔焊,使接觸器不能繼續(xù)工作。在這種情況下,對操作不頻繁的電動機,可采用快速動作的低壓斷路器或用帶電動操作機構(gòu)的低壓斷路器代替上述低壓斷路器和接觸器組成的保護線路;對頻繁操作的電動機,盡量將接觸器放在主回路的末端,以減小接觸器后的短路電流,使其小于“彈開電流”。
(4)交流電動機的短路保護電器應按下列規(guī)定裝設:
①每臺電動機宜分別裝設短路保護,但當數(shù)臺電動機總計算電流不超過20A且允許無選擇地切斷時或在工藝上密切相關(guān)的一組電動機可共用一套短路保護電器。此時,短路保護電器應與其負荷側(cè)的控制電器和電動機的過負荷保護電器相配合。
②短路保護兼作接地故障保護時,應在每個不接地的相線上裝設。短路保護僅作相間短路保護時,熔斷器應在每個不接地的相線上裝設,過電流脫扣器或繼電器應至少在兩相上裝設。
2.3.2接地故障保護
交流電動機的接地故障保護應按下列規(guī)定裝設:
(1)采用自動斷電法作間接接地保護時,每臺電動機宜分別裝設接地故障保護,但當共用一套短路保護電器的一組電動機或允許無選擇地切斷一組次要末端線路時,數(shù)臺電動機可共用一套接地故障保護電器。
(2)接地故障保護的設置應與接地系統(tǒng)型式和故障回路阻抗值相適應。當發(fā)生接地故障時除滿足熱穩(wěn)定要求外,還應迅速切斷故障電路,使在線路危險故障電壓的持續(xù)時間內(nèi)不會導致人身觸電傷亡和電氣火災事故。
2.3.3過負荷保護
交流電動機的過負荷保護應按下列規(guī)定裝設:
(1)運行中容易過負荷的電動機和起動或自起動條件嚴酷而要求限制起動時間的電動機,應裝設過負荷保護,連續(xù)運行的電動機宜裝設過負荷保護。過負荷保護一般延時動作于斷開電源。
(2)短時工作或斷續(xù)周期工作的電動機,可不裝設過負荷保護,但運行中可能發(fā)生堵轉(zhuǎn)情況時,應裝設堵轉(zhuǎn)保護。突然斷電將導致比過負荷損失更大的電動機,不宜裝設過負荷保護或使過負荷保護作用于信號。
(3)過負荷保護電器一般采用熱繼電器或過電流脫扣器,也可采用過電流繼電器。對于大型的交流電動機有條件時還可采用溫度保護或其它適當?shù)谋Wo。
(4)過負荷保護電器的動作特性應與電動機過負荷特性相配合。當電動機正常運行、正常起動或自起動時,保護電器不應誤動作。保護電器的額定電流或整定電流一般按下列要求選擇:
①保護電器的額定電流應盡量接近電動機的額定電流。
②保護電器的整定電流,對1型電器(整定電流按電動機的滿載電流選定)應不小于電動機的額定電流;對2型電器(整定電流就是最終動作電流)應為電動機額定電流的120%一130%。
2.3.4斷相保護
交流電動機的斷相保護,應按下列規(guī)定裝設:
(1)連續(xù)運行的三相電動機,用熔斷器保護時應裝設斷相保護,用低壓斷路器保護時宜裝設斷相保護。
(2)短時工作或斷續(xù)周期工作額定功率不超過3kw的電動機,可不裝設斷相保護。
(3)斷相保護電器一般采用帶斷相保護的熱繼電器,目前生產(chǎn)的電動機保護開關(guān),大都附用斷相保護裝置。
參考文獻:
[1] 司戈.我國建筑電氣火災的現(xiàn)狀、問題和防控對策.建筑電氣,2008,10.
【關(guān)鍵詞】繼電保護;任務;現(xiàn)狀;發(fā)展
1 電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)的任務和要求
(1)當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時,有選擇性的將故障元件從系統(tǒng)中快速自動切除,使其損壞程度減到最輕,以避免故障元件繼續(xù)遭到破壞。保證系統(tǒng)其它非故障部分能繼續(xù)運行。
(2)反應電力系統(tǒng)的不正常工作狀態(tài),一般發(fā)生報警信號。提醒值班人員進行處理,無人值班情況下,繼電保護裝置可視設備承受能力作用于減負荷或延時跳閘。
對繼電保護的基本要求是:
(1)動作的選擇性:當出現(xiàn)故障時。繼電保護動作時應該首先將故障的設備切除,讓出現(xiàn)拒動的現(xiàn)象時,才允許相鄰設備保護、線路保護等動作。電網(wǎng)之間的繼電保護要遵循逐級配合的原則,保證當繼電保護裝置切斷系統(tǒng)中的故障部分后,其他非故障的設備仍然可以可靠的進行供電;
(2)動作的速動性:指的是繼電保護裝置在允許時間內(nèi)以最快的速度切除故障元件,針對短路故障時尤其重要。從而縮小故障導致的范圍,降低設備和線路的損壞情況,提高自動投切設備的效果;
(3)動作的靈敏性:指的是繼電保護裝置在保護范圍內(nèi),保護裝置應該具備的靈敏系數(shù),即應當故障時的能力,。
(4)動作的可靠性:可靠性是對對電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求。任何電力設備都不允許在沒有繼電保護的狀態(tài)下運行,同時繼電保護在保護范圍內(nèi)需要動作時應可靠動作,不應該動作時應可靠的不動作。
2 電力系統(tǒng)繼電保護的現(xiàn)狀
我國繼電保護起步于50年代,此時的技術(shù)人員主要是對國外先進的繼電保護技術(shù)進行引進和吸收,從而來培養(yǎng)自己的專業(yè)隊伍。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代。從60年代中到80年代中的晶體管式繼電保護蓬勃發(fā)展的時代,到了80年代末期時集成電路保護已形成完整系列,形成了90年代中期的集成電路式繼電保護時代。
隨著社會現(xiàn)代化步伐的加快,發(fā)電機組的容量不斷增大,各種大型的設備和人民的生活對電力系統(tǒng)的需求越來越大。不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。現(xiàn)在的繼電保護處于微機式繼電保護時代。目前,我國建設的變電站等電力設施都已經(jīng)實現(xiàn)了綜合自動化,無人值守的變電站已經(jīng)得到了廣泛的應用。
3 電力系統(tǒng)繼電保護的發(fā)展趨勢
3.1 網(wǎng)絡化 現(xiàn)在,繼電保護的目的不只是要切除故障設備和降低故障的影響區(qū)域,更主要的是確保整個系統(tǒng)的安全可靠的運行。這就需要每個保護單元都能共享整個系統(tǒng)的運行和故障信息, 每個保護單元與重合閘裝置在分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上可以進行有效的協(xié)調(diào)。這樣,繼電保護裝置對故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測會更加的準確。實現(xiàn)這種系統(tǒng)保護的條件就是對信息的有效傳輸,這就要求用計算機網(wǎng)絡將各主要電氣設備的保護裝置進行連接。因此,計算機網(wǎng)絡作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為繼電保護未來發(fā)展的一個重點。
3.2 智能化 近年來,人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法、模糊控制等在在繼電保護領(lǐng)域應用的研究已經(jīng)起步。例如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題,距離保護很難正確作出故障位置的判別,從而造成誤動或拒動;如果用神經(jīng)網(wǎng)絡方法,經(jīng)過大量故障樣本的訓練,只要樣本集中充分考慮了各種情況,則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。
隨著各種技術(shù)和智能軟件的不斷完善??梢灶A見人工智能技術(shù)在繼電保護領(lǐng)域一定會得到廣泛的應用,以解決對電力系統(tǒng)更高的需要。將智能技術(shù)和故障診斷技術(shù)進行結(jié)合在一起,分析和處理不確定因素對電力系統(tǒng)的影響,是今后電力系統(tǒng)繼電保護的新的發(fā)展空間。 3.3 綜合自動化 微機繼電保護裝置可以在線獲取電力系統(tǒng)的運行和故障信息和數(shù)據(jù),并將得到的信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心進行顯示和分析,從而為工作人員提供實時的現(xiàn)場數(shù)據(jù)。繼電保護系統(tǒng)在完成繼電保護功能的同時,還完成了保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信等方面的綜合自動化。 綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展打破了常規(guī)保護裝置不能與監(jiān)控中心進行實時監(jiān)控的不足,給電力系統(tǒng)自動化賦予了更新的含義和內(nèi)容,代表了電力系統(tǒng)自動化技術(shù)發(fā)展的一種潮流。
4 總結(jié) 隨著我國電力系統(tǒng)的不斷完善和發(fā)展,計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、通信技術(shù)和微電子技術(shù)等方面的進步,繼電保護技術(shù)有著新的發(fā)展機遇。其發(fā)展內(nèi)容將突破原有的原理和應用范圍,由數(shù)字時代跨入信息化時代,發(fā)展到微機智能綜合自動化水平。這同時對我們的工作來說也是巨大的挑戰(zhàn),一定要把握機會,為我國繼電保護的發(fā)展開闊更廣泛的空間。
參考文獻:
[1]王維儉著.電力系統(tǒng)繼電保護基本原理[M].清華大學出版社, 1991.
[2]劉岳松. 電力系統(tǒng)繼電保護的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 黑龍江科技信息. 2008(07).
[3]寧磊,陳濤. 電力繼電保護現(xiàn)狀及展望[J]. 科技信息. 2010(20).
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);繼電保護裝置;應用
中圖分類號: U224.4 文獻標識碼:A
1 電力系統(tǒng)中繼電保護的配置與應用
1.1 繼電保護裝置的任務
繼電保護主要利用電力系統(tǒng)中原件發(fā)生短路或異常情況時電氣量(電流、電壓、功率等)的變化來構(gòu)成繼電保護動作。繼電保護裝置的任務在于:在供電系統(tǒng)運行正常時,安全地。完整地監(jiān)視各種設備的運行狀況,為值班人員提供可靠的運行依據(jù);供電系統(tǒng)發(fā)生故障時,自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分,保證非故障部分繼續(xù)運行;當供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運行工作狀況時,它應能及時、準確地發(fā)出信號或警報,通知值班人員盡快做出處理。
1.2 繼電保護裝置的基本要求
選擇性。當供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時,繼電保護裝置應能選擇性地將故障部分切除。首先斷開距離故障點最近的斷路器,以保證系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)正常運行。
可靠性。保護裝置如不能滿足可靠性的要求,反而會成為擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性,必須確保保護裝置的設計原理、整定計算、安裝調(diào)試正確無誤;同時要求組成保護裝置的各元件的質(zhì)量可靠、運行維護得當、系統(tǒng)簡化有效,以提高保護的可靠性。
靈敏性。保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數(shù)來衡量。在繼電保護裝置的保護范圍內(nèi),不管短路點的位置如何、不論短路的性質(zhì)怎樣,保護裝置均不應產(chǎn)生拒絕動作;但在保護區(qū)外發(fā)生故障時,又不應該產(chǎn)生錯誤動作。
速動性。是指保護裝置應盡可能快地切除短路故障??s短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度,加快系統(tǒng)電壓的恢復,從而為電氣設備的自啟動創(chuàng)造了有利條件,同時還提高了發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性。
1.3 保護裝置的應用
繼電保護裝置廣泛應用于工廠企業(yè)高壓供電系統(tǒng)、變電站等,用于高壓供電系統(tǒng)線路保護、主變保護、電容器保護等。高壓供電系統(tǒng)分母線繼電保護裝置的應用,對于不并列運行的分段母線裝設電流速斷保護,但僅在斷路器合閘的瞬間投入,合閘后自動解除。另外,還應裝設過電流保護,對于負荷等級較低的配電所則可不裝設保護。變電站繼電保護裝置的應用包括:①線路保護:一般采用二段式或三段式電流保護,其中一段為電流速斷保護,二段為限時電流速斷保護,三段為過電流保護。②母聯(lián)保護:需同時裝設限時電流速斷保護和過電流保護。③主變保護:主變保護包括主保護和后備保護,主保護一般為重瓦斯保護、差動保護,后備保護為復合電壓過流保護、過負荷保護。④電容器保護:對電容器的保護包括過流保護、零序電壓保護、過壓保護及失壓保護。隨著繼電保護技術(shù)的飛速發(fā)展,微機保護的裝置逐漸投入使用,由于生產(chǎn)廠家的不同、開發(fā)時間的先后,微機保護呈現(xiàn)豐富多彩、各顯神通的局面,但基本原理及要達到的目的基本一致。
2 繼電保護裝置的維護
值班人員定時對繼電保護裝置巡視和檢查,并做好各儀表的運行記錄?!≡诶^電保護運行過程中,發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象時,應加強監(jiān)視并向主管部門報告。
建立崗位責任制,做到每個盤柜有值班人員負責。做到人人有崗、每崗有人。 值班人員對保護裝置的操作,一般只允許接通或斷開壓板,切換開關(guān)及卸裝熔絲等工作,工作過程中應嚴格遵守電業(yè)安全工作規(guī)定。
做好繼電保護裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進行,防止誤碰運行設備,注意與帶電設備保持安全距離,避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。對微機保護的電流、電壓采樣值每周記錄一次,每月對微機保護的打印機進行定期檢查并打印。
定期對繼電保護裝置檢修及設備查評:一是檢查二次設備各元件標志、名稱是否齊全;二是檢查轉(zhuǎn)換開關(guān)、各種按鈕、動作是否靈活無卡涉,動作靈活。接點接觸有無足夠壓力和燒傷;三是檢查控制室光字牌、紅綠指示燈泡是否完好;四是檢查各盤柜上表計、繼電器及接線端子螺釘有無松動;五是檢查電壓互感器、電流互感器二次引線端子是否完好;六是配線是否整齊,固定卡子有無脫落;七是檢查斷路器的操作機構(gòu)動作是否正常。
根據(jù)每年對繼電保護裝置的定期查評,按情節(jié)將設備分為三類:經(jīng)過運行檢驗,技術(shù)狀況良好無缺陷,能保證安全、經(jīng)濟運行的設備為一類設備;設備基本完好、個別零件雖有一般缺陷,但尚能安全運行,不危及人身、設備安全為二類設備。有重大缺陷的設備,危及安全運行,出力降低,”三漏”情況嚴重的設備為三類。如發(fā)現(xiàn)繼電保護有缺陷必須及時處理,嚴禁其存在隱患運行。對有缺陷經(jīng)處理好的繼電保護裝置建立設備缺陷臺帳,有利于今后對其檢修工作。
3 電力系統(tǒng)繼電保護發(fā)展趨勢
繼電保護技術(shù)向計算機化、網(wǎng)絡化、智能化、保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化方向發(fā)展。隨著計算機硬件的飛速發(fā)展,電力系統(tǒng)對微機保護的要求也在不斷提高,除了保護的基本功能外,還應具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間,快速的數(shù)據(jù)處理功能,強大的通信能力,與其他保護、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡資源的能力,高級語言編程等,使微機保護裝置具備一臺PC的功能。為保證系統(tǒng)的安全運行,各個保護單元與重合裝置必須協(xié)調(diào)工作,因此,必須實現(xiàn)微機保護裝置的網(wǎng)絡化,這在當前的技術(shù)條件下是完全可行的。在實現(xiàn)繼電保護的計算機化和網(wǎng)絡化的條件下,保護裝置實際上是一臺高性能,為了測量、保護和控制的需要,室外變電站的所有設備,如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜投資大,且使得二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化的計算機裝置,就地安裝在室外變電站的被保護設備旁,將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后,通過計算機網(wǎng)絡送到主控室,則可免除大量的控制電纜。
結(jié)語
隨著電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展和計算機通信技術(shù)的進步,繼電保護技術(shù)的發(fā)展向計算機化、網(wǎng)絡化、一體化、智能化方向發(fā)展,這對繼電保護工作者提出了新的挑戰(zhàn)。只有對繼電保護裝置進行定期檢查和維護,按時巡檢其運行狀況,及時發(fā)現(xiàn)故障并做好處理,保證系統(tǒng)無故障設備正常運行,提高供電可靠性。
參考文獻
[1] 王翠平.繼電保護裝置的維護及試驗[J].科苑論壇.
效提高電力系統(tǒng)繼電保護及運行措施。
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);繼電保護;微機保護;安全措施
前言:
電力系統(tǒng)已然建立成跨國聯(lián)網(wǎng)體系,且有著高度自動化運行的現(xiàn)代化系統(tǒng)。如今,國內(nèi)的全國性聯(lián)網(wǎng)也已然實現(xiàn)普及。大電網(wǎng)互聯(lián)將對電力系統(tǒng)運行帶來一系列新問題。電力系統(tǒng)高速發(fā)展和新技術(shù)的應用,也給電力系統(tǒng)保護與控制帶來了新的挑戰(zhàn)。盡管現(xiàn)代電網(wǎng)的設計運行技術(shù)近些年取得了長足發(fā)展,但仍不能完全避免大電網(wǎng)瓦解事故的發(fā)生。因此,尋求電網(wǎng)更為有效的保護及控制措施,確?;ヂ?lián)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行是我們面臨的又一重要課題。當前分布式發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和應用,使得電源結(jié)構(gòu)和分布發(fā)生改變,電力系統(tǒng)將因電源原動機特性和電源分布的不同而影響其性能,要求我們進一步研究相應的系統(tǒng)控制策略,開發(fā)新的繼電保護與控制裝置,從而改善系統(tǒng)運行特性,避免電力系統(tǒng)事故的發(fā)生。
在電力系統(tǒng)中,繼電保護的作用在于:當被保護的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時,該元件的繼電保護裝置迅速準確地給距離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令,使故障元件及時從電力系統(tǒng)中斷開,以最大限度地減少對電力元件本身的損壞,降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響,從而滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求,改善繼電保護裝置的性能,提高電力系統(tǒng)的安全運行水平。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴大和等級的不斷提高,系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和運行方式日趨復雜,對繼電保護的要求也越來越高。
1繼電保護的概念及類型
1.1 繼電保護的基本概念
繼電保護裝置就是在供電系統(tǒng)中用來對一次系統(tǒng)進行監(jiān)視、測量、控制和保護的自動裝置。它能反應電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài),并使斷路器跳閘或發(fā)出信號。其基本任務是自動、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞,保證其它無故障部分迅速恢復正常運行。另外,它還能反映出電氣元件的不正常運行狀態(tài),并根據(jù)運行維護的條件,發(fā)出信號、減負荷或跳閘。
1.2 繼電保護的類型
在電力系統(tǒng)中,一旦出現(xiàn)短路故障,就會產(chǎn)生電流急劇增大,電壓急劇下降,電壓與電流之間的相位角發(fā)生變化。以上述物理量的變化為基礎(chǔ),利用正常運行和故障時各物理量的差別就可以構(gòu)成各種不同原理和類型的繼電保護裝置,如:反映電流變化的電流繼電保護、定時限過電流保護、反時限過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護和零序電流保護等,反映電壓變化的電壓保護,有過電壓保護和低電壓保護,既反映電流變化又反映電流與電壓之間相位角變化的方向過電流保護,用于反應系統(tǒng)中頻率變化的周波保護,專門反映變壓器溫度變化的溫度保護等。
2配電系統(tǒng)繼電保護的要求
配電系統(tǒng)繼電保護在技術(shù)上一般應滿足四個基本要求,即可靠性、選擇性、速動性和靈敏性。這幾個特性之間緊密聯(lián)系,既矛盾又統(tǒng)一,必須根據(jù)具體電力系統(tǒng)運行的主要矛盾和矛盾的主要方面,配置、配合、整定每個電力元件的繼電保護。
2.1 可靠性
可靠性是對繼電保護性能的最根本要求??煽啃灾饕Q于保護裝置本身的制造質(zhì)量、保護回路的連接和運行維護的水平。一般而言,保護裝置的組成元件質(zhì)量越高、回路接線越簡單,保護的工作就越可靠。同時,正確地調(diào)試、整定,良好地運行維護以及豐富的運行經(jīng)驗,對于提高保護的可靠性具有重要的作用。繼電保護的誤動和舉動都會給電力系統(tǒng)造成嚴重的危害。然而,提高不誤動的安全性措施與提高不拒動的信賴性的措施是相矛盾的。由于不同的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同,電力元件在電力系統(tǒng)中的位置不同,誤動和拒動的危害程度不同,因而提高保護安全性和信賴性的側(cè)重點在不同情況下有所不同。因此,要在保證防止誤動的同時,要充分防止拒動;反之亦然。
2.2 選擇性
繼電保護的選擇性,是指保護裝置動作時,在可能最小的區(qū)間內(nèi)將故障從電力系統(tǒng)中斷開,最大限度地保證系統(tǒng)中無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。這種選擇性的保證,除利用一定的延時使本線路的后備保護與主保護正確配合外,還必須注意相鄰元件后備保護之間的正確配合。
2.3 速動性
繼電保護的速動性,是指盡可能快地切除故障,其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,減輕故障設備和線路損壞程度,縮小故障波及范圍,提高自動重合閘和備用電源或備用設備自動投入的效果等。一般從裝置速動保護、充分發(fā)揮零序接地瞬時段保護及相間速斷保護的作用,減少繼電器固有動作時間和斷路器跳閘時間等方面入手來提高速動性。
2.4 靈敏性
繼電保護的靈敏性,是指對于其保護范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)的反應能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應該是在規(guī)定的保護范圍內(nèi)部故障時,在系統(tǒng)任意的運行條件下,無論短路點的位置、短路的類型如何,以及短路點是否有過渡電阻,當發(fā)生斷路時都能敏銳感覺、正確反應。以上四個基本要求是評價和研究繼電保護性能的基礎(chǔ),在它們之間,既有矛盾的一面,又要根據(jù)被保護元件在電力系統(tǒng)中的作用,使以上四個基本要求在所配置的保護中得到統(tǒng)一。
3微機保護的特點
傳統(tǒng)的電磁和電磁感應原理的保護存在動作速度慢、靈敏度低、抗震性差以及可動部分有磨損等固有缺點。晶體管繼電保護裝置也有抗干擾能力差、判據(jù)不準確、裝置本身的質(zhì)量不是很穩(wěn)定等明顯的缺點。隨著計算機技術(shù)和大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,微處理器和微型計算機進入實用化的階段,微機保護開始逐漸趨于實用。
微機保護充分利用了計算機技術(shù)上的兩個顯著優(yōu)勢: 高速的運算能力和完備的存貯記憶能力,以及采用大規(guī)模集成電路和成熟的數(shù)據(jù)采集,A/D 模數(shù)變換、數(shù)字濾波和抗干擾措施等技術(shù),使其在速動性、可靠性方面均優(yōu)于以往傳統(tǒng)的常規(guī)保護,而顯示了強大的生命力,與傳統(tǒng)的繼電保護相比,微機保護有許多優(yōu)勢,其主要特點如下:
(1)改善和提高繼電保護的動作特征和性能,正確動作率高。主要表現(xiàn)在能得到常規(guī)保護不易獲得的特性;其很強的記憶力能更好地實現(xiàn)故障分量保護;可引進自動控制、新的數(shù)學理論和技術(shù),如自適應、狀態(tài)預測、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡等,其運行正確率很高,已在運行實踐中得到證明。
(2)可以方便地擴充其它輔助功能。如故障錄波、波形分析等,可以方便地附加低頻減載、自動重合閘、故障錄波、故障測距等功能。
(3)工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越。體現(xiàn)在硬件比較通用,間隔內(nèi)部和間隔間以及間隔同站級間的通信用少量的光纖總線實現(xiàn),取消傳統(tǒng)的硬線連接??傮w來說,綜合自動化系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)二次系統(tǒng)各專業(yè)界限和設備劃分原則,改變了常規(guī)保護裝置不能與調(diào)度(控制)中心通信的缺陷,給變電所自動化賦予了更新的含義和內(nèi)容,代表了變電所自動化技術(shù)發(fā)展的一種潮流。隨著科學技術(shù)的發(fā)展,功能更全、智能化水平更高、系統(tǒng)更完善的超高壓變電所綜合自動化系統(tǒng),必將在中國電網(wǎng)建設中不斷涌現(xiàn),把電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行提高到一個新的水平。繼電保護技術(shù)的未來發(fā)展趨勢應是向微機化、網(wǎng)絡化、智能化,保護、控制、測量、計量、數(shù)據(jù)通訊一體和人機智能化方向發(fā)展。
4確保繼電保護安全運行的措施
(1)繼電保護裝置檢驗應注意的問題:在繼電保護裝置檢驗過程中必須注意: 將整組試驗和電流回路升流試驗放在本次檢驗最后進行,這兩項工作完成后,嚴禁再拔插件、改定值、改定值區(qū)、改變二次回路接線等工作網(wǎng)。電流回路升流、電壓回路升壓試驗,也必須在其它試驗項目完成后最后進行。在定期檢驗中,經(jīng)常在檢驗完成后或是設備進人熱備狀態(tài),或是投入運行而暫時沒負荷,在這種情況下是不能測負荷向量和打印負荷采樣值的。
(2)定值區(qū)問題:微機保護的一個優(yōu)點是可以有多個定值區(qū),這極大方便了電網(wǎng)運行方式變化情況下的定值更改問題。但是還必須注意的是定值區(qū)的錯誤對繼電工作來說是一大忌,必須采用嚴格的管理和相應的技術(shù)手段來確保定值區(qū)的正確性。采取的措施是,在修改完定值后,必須打印定值單及定值區(qū)號,注意日期、變電站、修改人員及設備名稱,并重點在繼電保護工作記錄中注明定值編號,避免定值區(qū)出錯。
(3)一般性檢查:不論何種保護,一般性檢查都是非常重要的,但是,在現(xiàn)場也是容易被忽略的項目,應該認真去做。一般性檢查大致包括以下兩個方面:①清點連接件是否緊固、焊接點是否虛焊、機械特性等?,F(xiàn)在保護屏后的端子排端子螺絲非常多,特別是新安裝的保護屏經(jīng)過運輸、搬運,大部分螺絲已經(jīng)松動,在現(xiàn)場就位以后,必須認認真真、一個不漏地緊固一遍,否則就是保護拒動、誤動的隱患。②是應該將裝置所有的插件拔下來檢查一遍,將所有的芯片按緊,螺絲擰緊并檢查虛焊點。在檢查中,還必須將各元件、保護屏、控制屏、端子箱的螺絲緊固作為一項重要工作來落實。
(4)接地問題:繼電保護工作中接地問題是非常突出的,大致分以下兩點:①保護屏的各裝置機箱、屏障等的接地問題,必須接在屏內(nèi)的銅排上,一般生產(chǎn)廠家已做得較好,只需認真檢查。最重要的是,保護屏內(nèi)的銅排是否能可靠地接入地網(wǎng),應該用較大截面的銅鞭或?qū)Ь€可靠緊固在接地網(wǎng)上,并且用絕緣表測電阻是否符合規(guī)程要求。②電流、電壓回路的接地也存在可靠性問題,如接地在端子箱,那么端子箱的接地是否可靠,也需要認真檢驗。
(5)工作記錄和檢查習慣:工作記錄必須認真、詳細,真實地反映工作的一些重要環(huán)節(jié),這樣的工作記錄應該說是一份技術(shù)檔案,在日后的工作中是非常有用的。繼電保護工作記錄應在規(guī)程限定的內(nèi)容以外,認真記錄每一個工作細節(jié)、處理方法。工作完成后認真檢查一遍所接觸過的設備是一個良好的習慣,它往往會發(fā)現(xiàn)工作中的疏漏,對于每一位繼電保護工作人員來說都應該養(yǎng)成這一良好的工作習慣。
5結(jié)語:
綜上所述,要保證電力系統(tǒng)中繼電保護裝置動作的可靠性,就必須保證裝置的整定計算、安裝調(diào)試、設計原理都要準確沒有錯誤;并且組成保護裝置的各種元件質(zhì)量一定要可靠、系統(tǒng)應該盡量做到簡化有效、運行維護也要適當,從而提高裝置保護的有效可靠性。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);繼電保護;措施與對策
繼電保護是我國現(xiàn)代電網(wǎng)建設與運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是電力系統(tǒng)密不可分的一部分,對于保障電力設備安全,防止大面積停電發(fā)揮著重要的作用。而繼電保護一旦出現(xiàn)故障,很容易釀成嚴重的后果。隨著我國電力技術(shù)的發(fā)展,繼電保護朝著信息化智能化方向發(fā)展,能夠迅速識別故障并及時制定方案加以解決,先進的技術(shù)和信息化的管理對于提高繼電保護裝置的性能有著積極的意義。
1.電力繼電保護的概念及基本要求
1.1 電力繼電保護的概念
繼電保護主要是指當變壓器、輸電線纜和發(fā)電機組等出現(xiàn)故障或者短路的時候,自動啟用斷電的措施來對電力系統(tǒng)設備進行保護,以此來避免變壓器、輸電線纜、發(fā)電機組遭受損害,從而確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行,達到實時控制電路的作用[1]。繼電保護是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的保障,對于電力系統(tǒng)的良好運行起著重要的作用。當電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,繼電保護能夠自動、迅速地把故障部分從電力系統(tǒng)中去除,并使用無故障部分繼續(xù)保障電力系統(tǒng)的正常運行,以達到持續(xù)不間斷供電和保護故障部分不受損害的目的。繼電系統(tǒng)一般由輸入、測量、邏輯判斷、輸出執(zhí)行四個部分組成?,F(xiàn)場信號輸入后,由測量信號轉(zhuǎn)化為邏輯信號,并按照一定關(guān)系的邏輯組合運算進行最終執(zhí)行,最后輸出完成任務。
1.2 電力繼電保護的基本要求
總的來說,電力系統(tǒng)繼電保護必須滿足選擇性、快速性、靈敏性、可靠性四個基本要求,才能保證保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。首先,可靠性是最根本的要求,就是指繼電保護在保護范圍內(nèi)發(fā)生作用的可靠性,也就是在發(fā)生屬于它應該動作的故障時,不應該由于本身的一些缺陷而不能工作,而在不應該它發(fā)生動作的范圍內(nèi)時,不能錯誤動作。其次,選擇性主要是指當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時,只對故障部分進行去除,對于無故障部分應該保障其能繼續(xù)運行。再次,快速性是指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時能夠迅速及時地切除故障保證電力系統(tǒng)的正常運行,減短由于故障造成的設備中斷時間,減輕故障部分受損程度,使電力系統(tǒng)能夠持續(xù)供電。最后,靈敏性是指系統(tǒng)發(fā)生故障時能夠在保護范圍內(nèi),不論故障怎樣變化,都能迅速反應出來。繼電保護只有滿足這些基本要求,才能發(fā)揮其作用,保障電力系統(tǒng)的正常運行。
2.電力繼電保護常見問題分析
2.1 裝置本身故障
裝置本身故障是電力系統(tǒng)繼電保護出現(xiàn)問題的原因之一,裝置運行時間過久,質(zhì)量容易出現(xiàn)問題,從而導致電力系統(tǒng)無法穩(wěn)定運行。比如進線開關(guān)跳閘線圈出現(xiàn)故障就容易導致進線開關(guān)在運行過程中,空投合上正常,但一旦帶上負荷就跳進線開關(guān)[2]。發(fā)電機磁系統(tǒng)出現(xiàn)問題而引起失磁,使得保護出現(xiàn)錯誤動作。還有晶體管的質(zhì)量和性能較差也可能導致電力系統(tǒng)運行不協(xié)調(diào)。所以,繼電保護裝置的性能的高低決定了其能否發(fā)揮應有的作用,直接關(guān)系著電力系統(tǒng)故障出現(xiàn)的幾率。
2.2 運行故障
運行故障也是繼電保護常見的,也是危害性最大的故障。繼電保護裝置在長期的運行過程中,由于沒能及時檢修或者維護,損害較大,使得裝置性能較低,容易出現(xiàn)設備失靈的狀況。比如二次回路故障,主要是由于主變壓器氣體繼電器安裝時,接線盒內(nèi)導線預留過長,造成接線盒存在縫隙,在特定風向下雨時有雨水滲入,使界限端短路被擊穿而跳閘[3]。
2.3 隱形故障
隱形故障主要是指電力系統(tǒng)在正常運行情況下沒有出現(xiàn)對系統(tǒng)產(chǎn)生影響的故障,而當電力系統(tǒng)其它設備出現(xiàn)問題時會引發(fā)電力系統(tǒng)故障,一旦這種故障發(fā)生,不但不能使繼電保護發(fā)揮作用,還會導致整個電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題甚至癱瘓。一般情況下,隱形故障是不容易被技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)的。隱形故障產(chǎn)生的原因主要有兩種:一是系統(tǒng)中整體電路出現(xiàn)問題,二是電容器或其它設備出現(xiàn)問題。這兩個故障都會導致繼電保護不能正常工作,使得整個電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常。
3.電力繼電保護措施
3.1 加強設備維護,定期檢查、更新裝置元件
繼電保護裝置由于各種原因容易出現(xiàn)問題,是電力系統(tǒng)常見的故障之一。所以,應該加強對設備的維護,需要安排技術(shù)人員定期檢查,及時發(fā)現(xiàn)裝置問題和故障,并進一步維修或者更新設備元件。通過及時地檢修,清除系統(tǒng)障礙,加強對繼電保護裝置運行狀態(tài)和性能的監(jiān)測,及早地發(fā)現(xiàn)問題,做好提前預防的工作。
3.2 直觀法,對簡單的繼電保護故障處理
當無法用專業(yè)的電子設備進行檢修時,直觀法就成為最簡單有效的處理方法。在繼電保護故障時,直觀法的運用可有效地解決臨時出現(xiàn)的故障。比如,可通過觀察一些部件運行的狀態(tài),判斷電力系統(tǒng)的實際運行狀況。還可以通過觀察繼電器的顏色或氣味,判斷元件是否出現(xiàn)故障,如果能夠觀察到繼電器發(fā)黃或元件有濃烈的味道便能迅速確認故障位置。技術(shù)人員根據(jù)多年的經(jīng)驗,通過對設備的觀察能夠直接判斷出故障的發(fā)生,及時地解除故障,更換新元件。所以,直觀法能夠有效地解決簡單的故障,提高繼電保護故障處理的效率。
3.3 降低外界干擾的幅度
電力系統(tǒng)能夠產(chǎn)生高強度的電磁干擾,繼電保護裝置在這種環(huán)境下運行必然會受到一定程度的干擾,當外界干擾超過其能承受的范圍時,繼電保護裝置就容易出現(xiàn)問題。比如雷擊干擾、靜電放電干擾、接地故障造成的工頻干擾、輻射干擾等都會造成繼電保護裝置不能很好的工作。因此,降低外界干擾的幅度是保障繼電保護裝置運行的手段之一。具體來說,可通過降低源于一次設備的干擾和完善直流控制回路等方法減少外界干擾的程度。
3.4 健全繼電保護管理制度
除了技術(shù)方面的保護措施外,繼電保護管理制度的建立和完善也是有效保障系統(tǒng)正常運行的手段之一。一方面,需要對繼電保護出現(xiàn)的故障、處理方法、繼電保護運行、定期維護和檢修進行實時跟蹤,了解繼電保護裝置的性能和運行狀況,并根據(jù)這些情況制定應對和防范措施,及時改造和升級電力系統(tǒng)。另一方面,建立懲罰和激勵制度,對于由于自身工作錯誤所造成的繼電保護故障進行懲罰,而對積極參與電力系統(tǒng)創(chuàng)新和改革工作的人員進行獎勵。通過加強對繼電保護故障的管理和監(jiān)測,提高整個電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
3.5 實現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)的智能化
當今社會是信息化、網(wǎng)絡化的社會,只有很好地將信息技術(shù)運用到相應領(lǐng)域才能適應社會的發(fā)展需求。在電力系統(tǒng)中,信息技術(shù)的運用尤為重要。現(xiàn)階段,智能化在電力系統(tǒng)中也得到了廣泛的發(fā)展,但在繼電保護中還沒能快速運用起來。所以,將信息智能化引入繼電保護將是未來的發(fā)展趨勢之一,其對于充分發(fā)揮繼電保護的自動性、智能性、系統(tǒng)性有著推動性的作用。
4.總結(jié)
我國電力系統(tǒng)的快速發(fā)展對繼電保護提出了較高的要求。現(xiàn)階段,繼電保護由于各種原因仍然存在一些問題,針對這些故障可以通過一定的措施加以解決,比如加強設備維護與檢修、降低外界干擾,健全管理制度等等。但從長遠來看,只有將信息化智能化引入繼電保護中才能從根本上解決問題,保障電力系統(tǒng)的正常運行。
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