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0 前言
電力系統規模的擴大對于電力繼電保護的要求也越來越高。目前隨著電力系統發展的日益復雜化,網絡結構越來越復雜,電力繼電保護的可靠性問題受到了人們的高度關注。研究電力繼電保護的現狀對于幾點保護發展趨勢的預測會產生積極的影響。
1 電力繼電保護的現狀以及可靠性研究
上世紀50年代開始我國工程技術人員的創造性地吸收,消化,逐漸掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術,建成了一支具有深厚繼電保護的隊伍,對我國繼電保護的技術發展起到了關鍵性的作用。60年代到80年代,晶體管積淀保護在我國蓬勃發展并廣泛采用。屆時,我國已經建成了繼電保護研究,設計,制造,運行和教學的完整體系。目前,集成電路保護的研制,生產,應用仍處于主導地位,這是集成電路保護時代的創新時代??煽啃允侵敢粋€元件,設備或系統在預定時間內或者是在規定條件下完成規定功能的能力。可靠性工程涉及到元件實效數據的統計和處理,系統可靠性的定量評定,運行維護,可靠性和經濟性的協調等各方面。繼電保護的可靠性尤其是指在裝置規定的范圍內發生了它應該動作的故障。
2 電力繼電保護的故障分析
繼電保護裝置是實現繼電保護的基本條件,要實現繼電保護的作用就必須有具備科學先進性,行之有效的繼電保護裝置,有了設備的支持,才能夠真正具備了維護電力系統的能力。因此,要做好繼電保護的工作就必須要重視保護的設備,而設備的質量問題直接決定了繼電保護的效果。這樣一來,對于電力繼電保護的故障分析是十分必要而且有意義的。當繼電保護技術應用出現故障或者異常時,有可能會產生大面積的停電事故。在應用繼電保護技術時,應當建立電力監控警報預警系統,提醒電力系統維修人員及時解決故障。盡量能夠有效防止電力系統設備的損壞,降低相鄰地區供電受連帶故障的機率。繼電保護裝置屬于可修復元件,其常見狀態有正常運行狀態,檢修狀態以及拒動作狀態。
3 電力繼電保護的發展展望
未來電力繼電保護的發展會逐漸朝著計算機化,繼電保護裝置的計算機化是一個不可逆轉的發展趨勢,電力系統對微機保護的要求不斷提高,除了保護基本功能外還應該具有大容量故障信息和數據的長期存放空間,快速的數據處理功能,強大的通信功能以及其他保護裝置和調度聯網以供享全系統數據,信息和網絡資源的能力,高級語言編制程序等。電力繼電保護也會不斷朝著網絡化方向發展。網絡保護是計算機技術,通信技術,網絡技術和微機保護相結合的產物,通過計算機網絡來實現各種功能,如線路保護,變壓器保護,母線保護等。網絡保護的最大好處是數據共享,可實現本來有高頻保護,光纖保護才能實現的縱聯保護。另外,由于奮戰保護系統采集了該站所有斷路器的電流量,母線電流量,所以很容易就可以實現母線保護,而不需要另外的母線保護裝置。電力系統網絡型積淀保護是一種新型的繼電保護,是微機保護技術發展的必然趨勢。它建立在計算機技術,網絡技術,新技術以及微機保護技術發展的基礎上。網絡保護系統中網省級,省市級以及市級主干網絡拓撲結構。再者是,智能化的發展,隨著計算機技術的飛速發展以及計算機在電力系統繼電保護領域中的普遍應用,新的控制方法以及控制原理不斷被應用于計算機繼電保護領域。
3.1 電力繼電保護的基本要求
可靠性是指保護該動體時應可靠動作。可靠性是對繼電保護裝置性能的最根本的要求。另外是選擇性要求。選擇性是指首先由故障設備或線路本身的保護切除故障,當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時,才允許有相鄰設備進行保護,線路保護或斷路器失靈保護切除故障。為保證對相鄰設備和線路有配合要求的保護和同一保護內有配合要求的兩元件的選擇性,欺凌名系數以及動作時間在一定時間內應該相互配合。可靠性與選擇性是電力繼電保護的基本要求。隨著人們生活水平的不斷提高,人們對于電力供應的需求也在不斷增加,人們對電力供應可靠性的要求也越來越高。為了滿足這種不斷增長的電力需求,提高電力供應的可靠性,電力系統工作人員設計安裝了繼電保護系統,充分起到防護與保護的重要作用,使電力系統的供電更加地安全、可靠,為人們的生活與生產提供了更多的便利。隨著技術的發展,相信繼電保護系統的防護裝置將會越來越先進,所起到的作用也將會越來越重要。
3.2 提高電力繼電保護設備以及技術的方式
我國繼電保護技術的發展是隨著電力系統的發展而發展的,電力系統對運行可靠性和安全性的要求也不斷提高,這就要求繼電保護技術做出革新以應對電力系統新的要求。隨著電力系統的不斷發展,舊的繼電保護技術已經不能夠適應新的繼電保護裝置。我國檢點保護裝置技術經歷了機電式,整流式,晶體管式,集成電路式的發展歷程。隨著時代的發展,我國繼電保護技術主要是朝著微機繼電保護技術方向的發展。與傳統的繼電保護相比,微機保護具有以下新的特點。第一是全面提高了繼電保護的性能和有效性,主要是表現在其具有很強的記憶力,可以更加有效的采取故障分量保護,同時在自動化控制等技術,使其運行的正確率得到進一步提高。第二是結構更加合理,耗能低。第三是微機繼電保護的可靠性以及靈活性不斷提高,具有自檢和巡檢的能力,而且操作人性化,適宜人為操作,并且能夠實現遠距離的實效監控。微機繼電保護技術的這些特點使得這項技術在未來有著更為廣闊的發展前途,特別是在計算機高度發達的21世紀,微機繼電保護技術將會有更大的拓展空間。在未來繼電保護技術將會向計算機化,網絡化,智能化,保護,控制,測量和數據通信一體化發展的趨向。
3.3 電力繼電保護對于人才的硬性要求
電力系統中繼電保護的工作是一項技術性很強的工作,如果只想學會對設備的調試并不難,只要經過一段時間的培訓按照調試大綱一次進行就可以實現。一旦出現異?,F象,處理好并非是意見易事。他要求工作人員具有扎實的理論基礎,更要有解決處理故障的有效方法。繼電保護技術性在很大程度上體現在處理故障的能力上。電力系統微機繼電保護系統可以分為軟件系統和硬件系統。按照軟硬件系統分類分別找出影響其可靠性的因素并建立相應的計算模型。這對于人才就有了更高一步的要求。
4 結語
繼電保護對我國電力系統的安全運行騎著不可代替的作用,在我國經濟持續發展,對電力要求不斷增大的情況下,要做好繼電保護工作,需要從各方面對繼電保護的基本任務和意義,以及其保護作用的繼電保護裝置有深刻的了解冰妖及時掌握未來技術發展的方向。隨著科技時代的來臨,特別是電子技術,計算機技術以及通信技術發展,我國繼電保護技術主要是朝著微機積淀保護技術方向發展。繼電保護是電力系統發展的安全保障,是保障電力系統安全運行,穩定運行的有利手段。目前,繼電保護技術已經得到了廣泛的應用,隨著科學技術的不斷進步,基點保護技術日益呈現出微機化,網絡化,智能化,保護,控制,測量和數據通信一體化發展的趨勢,提高供電的可靠性。
【參考文獻】
[1]王梅義.高壓電網繼電保護運行技術[M].電力工業出版社.
一、電力繼電保護主要故障問題
就當前的現狀來看,電力繼電保護工作過程中呈現出的主要故障問題體現在以下幾個方面:
第一,從微機繼電保護裝置運作狀況角度來看,設備故障問題主要體現在干擾、絕緣方面,即由于部分電力部門在微機繼電保護裝置設置過程中存在著抗干擾能力較為薄弱問題,從而在干擾器、無線設備等運作的干擾下呈現出故障現象,并就此威脅到自身性能的發揮。同時,在電力繼電保護運作過程中靜電、電源輸出功率不足等問題的凸顯,均將在一定程度上影響到電力部門供電效果。為此,當代電力部門在日常檢修工作開展過程中應著重提高對其的重視程度;
第二,從電壓互感器運行角度來看,亦存在著PT二次電壓回路故障問題,而引發此故障問題發生的原因主要歸咎于在電壓互感器運行過程中,PT二次接地相、地網間將產生電壓,而電壓基于疊加的基礎上將作用于保護裝置中各相位置,最終引發相位、電壓幅值變化問題,促就拒動或誤動故障現象[1];
第三,由于部分電力部門在實際工作開展過程中始終秉承著變電所-開關站-配電變壓器的供電模式,從而在供電過程中極易引發越級跳閘問題,就此影響到供電環境的穩定性、安全性。
二、繼電保護故障維修特征
就當前的現狀來看,電力繼電保護逐漸呈現出具有選擇性、靈敏性、可靠性等特點,因而在繼電保護故障維修工作開展過程中應著重提高對此問題的重視程度,并注重在故障檢修工作開展過程中結合故障維修特點。即:
第一,繼電保護故障維修工作開展過程中涉及到了設備、變壓器、電路等領域的知識,因而要求電力部門在故障維修工作開展過程中應注重優化技術人員電力技術應用性、專業性等層面的知識。例如,某電力企業在可持續發展過程中為了穩固自身在市場競爭中的地位,即參照1次/月的標準,安排電力系統工作人員參加專業化的培訓項目,引導其在培訓過程中豐富自身實踐經驗,由此實現對繼電保護故障問題的有效處理,達到最佳的故障問題處理狀態;
第二,信息化,即電力企業在故障維修工作開展過程中逐漸呈現出數據參數較為復雜的特點,因而在此基礎上,為了實現對故障問題的有效處理,當代電力部門在實踐檢修工作開展過程中更為注重引進計算機網絡技術,即通過對計算機網絡全程運算功能的運用,實現對故障數據的整理,從而依據數據運算結果,全面掌控到繼電保護裝置凸顯出的故障問題,對其展開有效處理。此外,繼電保護故障維修信息化特征亦體現在,工作人員在故障問題查詢過程中,致力于運用計算機網絡技術,模擬生成系統,同時注重在系統模擬過程中發出對應信號,由此來精準定位故障問題位置信息,且將故障信息傳送至通信終端,滿足工作人員故障檢測工作開展需求[2]。即從以上的分析中即可看出,電力繼電保護裝置故障維修工作逐漸趨于信息化的狀態發展,因而在維修工作開展過程中,為了迎合信息化、網絡化發展趨勢,應著重強調對電工維修技術的合理化應用。
三、電力繼電保護中關鍵電工維修技術
(一)替代維修技術
電力繼電保護故障維修工作開展過程中為了提升整體電力系統運行穩定性、安全性,要求電力部門在故障維修檢測工作開展過程中應注重強調對替代維修技術的應用,即在實踐作業過程中利用正常的插件或元件替代故障插件或元件,由此來查詢故障點,即實時檢測電力繼電保護裝置故障原因、故障位置,由此達到高效率故障問題處理狀態。同時,在替代維修技術應用過程中為了提升整體作業水平,電工應注重對備件替代品芯片、程序等進行核查,并在其外部施加電壓,從而由此保障故障查詢效率的高效性。此外,由于替代維修技術適用于元件或插件較多的電力繼電保護裝置中,因而在電工維修工作開展過程中應著重提高對此問題的重視程度,由此保障故障判斷結果的精準性[3]。即從以上的分析中即可看出,在電力繼電保護裝置操控過程中強調對替代維修技術的應用是非常必要的,為此,應提高對其的重視程度,打造良好的電能傳輸空間。
(二)拆除維修技術
拆除維修技術在應用過程中,即要求相關技術人員在實踐作業過程中應注重對并聯二次回路進行分離處理,且基于二次回路相互脫離的基礎上,依次放回,從而實時觀察分支線路工作狀況,同時有效定位故障位置。此外,由于在電力繼電保護裝置運行過程中互感器熔絲燒斷等現象的凸顯將誘發短路故障問題,為此,在拆除維修工序開展過程中,應注重分離電壓互感器端子,且注重對各插件工作狀況進行核查,由此來實現對故障問題的有效應對[4]。另外,在電壓互感器二次熔斷現象處理過程中,為了提升整體故障處理效率,亦應注重采用分離初端子方法,同時在維修工作開展過程中設定假設條件,如,箍套裝置熔絲斷裂,以此來展開故障排查工作,達到最佳的故障問題處理狀態。
(三)帶負荷維修技術
[關鍵詞]電力繼電保護;故障;電工;維修技術
中圖分類號:TM774 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)21-0041-01
電力的繼電保護是通過對相關數據的檢測或繼電保護設備的使用,從而實現保護電力系統的安全有效運行,這對于我國的電力事業的發展和為人們供應充足的電力資源來說具有重要的意義。就目前的電力繼電保護工作來說仍然存在許多的問題,需要相關的技術人員不斷的加強自身的專業技能,同時在實踐中不斷的將相關的設備進行改進,盡可能的提高活動的預見性,重視日常的養護和維修工作,時刻以較強的社會責任感來進行每一次故障的處理。
一、電力繼電保護故障檢修的特點
1、復雜性
繼電保護工作的主要內容就是保護電力系統正常運行的,它的維修技術也是比較復雜的。在近年來的電力工作中,人們對于繼電保護的工作也越來越重視,在信息化的影響下,各種繼電保護設備也開始趨向于現代化。因此,需要我們的工作人員需要對于電力繼電保護工作有一個全面的認識,重視每一個環節的操作。
2、故障檢修的信息化程度不斷增強
重視相關的數據分析和處理,充分的發揮現有的信息化的管理技術和設備,只有這樣才能很好的發揮出這些設備應有的價值和作用,相信在未來的電力繼電系統的故障檢修中,這些設備的智能化程度會越來越高。
3、技術性和專業性鮮明
繼電保護工作在近些年來的發展中是比較好的,它不僅具備記憶功能,同時還能實現故障分量保護,這對于提高繼電保護故障的安全系數是十分重要的。在實際的工作中,它的設備具有體積小,功能比較明確的特點,要求我們的繼電保護工作人員具備較強的專業技能和敏銳的數據分析能力,時刻以謹慎的工作態度去進行適當的繼電保護故障的排除和維修工作,這樣才能充分的發揮出自身的真正價值。
二、繼電保護常見故障
1、互感器瞬間飽和
由于配電系統中的需要的供應電流一般都比較大,所以很容易出現線路短路或漏電故障等問題,這樣是很容易形成電量很大的感應電流。這樣的超大瞬時感應電流可能超出電流互感器所能承受范圍的很多倍,在短路感應電流的作用下,使得電流互感器在瞬間完全處于飽和狀態,從而迫使繼電保護設備對于部分電流的靈敏度大大降低,繼電保護就不能夠對電力設備起到有效的保護,事故發現與處置所需的時間也就相應加長,假如情況更糟,整個配電系統都可能出現癱瘓。
2、數據誤差
由于實測數據間存在的誤差,在實際的繼電保護中往往會造成繼電保護設備與現實需求出現比較大的差距。最重要的是對于設備的靈敏度,由于實測數據存在誤差,使得繼電保護的所需靈敏度達不到要求,喪失了速動性。
3、繼電保護覆蓋
雖然目前我國的電力系統處于平穩發展階段,但我國電力發展相對于西方國家起步較晚,所以在繼電保護方面還不是很夠完善。其中最明顯的就是對于環網的電力供應做不到繼電保護,所以依舊采用傳統的負荷性斷開關。在這種情況之下,當環網供電出現重大的電路故障時,往往直接導致大面積的停電發生。此外,用保險絲決定斷開關,很大程度上是不能夠滿足大范圍電力供應需求的。
4、設備校驗漏洞
在實際的繼電保護工作中,常常會出現由于操作人員的疏忽,導致校驗設備漏檢,漏洞從而降低對故障的校驗能力,特別是對于嚴重電力故障問題的靈敏度達不到要求。此外,由于電力系統具有一定特殊性,保護設備的部分漏洞問題將直接造成了繼電保護喪失有效性,如果其發生在大型配電系統中,這些小的漏洞必然導致致命的問題,最終可能造重要變電設備嚴重損壞。
5、技術人員專業素養問題
各行各業都存在技術人員專業素質問題,其中也就包含電力人員,尤其是一部分繼電保護人員全面的專業素養比較缺乏,所以在繼電保護的工作過程中,經常出現“經驗論”。除此之外,由于繼電保護工作具有復雜性和枯燥的特點,所以技術人員逐漸習慣了松散的工作態度和隨意變工的現象。從此不難看出,在電力建設改革的浪潮中,人們依然缺乏專業化的高素質電力技術人員。
三、提高繼電保護可靠性的有效措施
隨著信息化的發展,各行各業都實現了網絡化辦公,電力行業也不例外。在電力繼電保護的運行維護管理中,積極引入了計算機網絡,實現了聯網工作。通過網絡收集各方面的信息和數據,通過現狀模擬完成電力繼電保護工作,一旦電力系統出現問題,也可以利用計算機檢修,快速確定問題發生的位置,提高繼電保護工作的效率。
1、系統組成
(1)變電站端
一般情況下,原有的保護和錄波裝置是獨立運行的,為了不對其造成影響,要在變電站端設置專門的子站系統,并且所有數據采集和分析系統的硬件要單獨組屏,以便對其進行控制。要確保管理屏能夠與中心站端和現場設備連接起來,從而完成故障信息的分析處理工作。
(2)中心站端
通訊主機和數據管理服務器是中心站的基礎設備,通訊主機與變電站管理屏是相連接的,一旦系統發生故障,通訊主機能夠接收到所有與此相關的變電站所上傳的信息,并且能夠對其進行分析。經過分析、處理的數據將存入管理服務器,由相關工作人員總結之后再。通過對標準化數據和資源的終端共享,實現了故障數據的共享。同時,相關工作人員可以通過分析管理服務器上所有原始數據來了解電力繼電保護系統的最新情況,從而為其決策提供依據。
2、系統功能
利用電力繼電保護故障信息分析處理系統可以及時收集故障信息并準確處理。該系統的功能主要有以下三點:
(1)變電站管理機的自動性極強,不僅能自動完成變電站所連接的保護和錄波裝置的日常查詢工作,而且還能自動完成動作報告和自檢報告的搜集、處理工作。一旦變電站管理機經過分析后發現保護跳閘的報告,將會自動完成撥號,把該報告上傳到中心站,并且能夠在管理機上醒目地顯示該信息。變電站管理機通過這一系列工作實現了對本站所連接的保護和錄波裝置的自動管理,提高了電力繼電保護故障信息分析和處理的自動化水平。
(2)管理屏上都設置了GPS裝置,通過此裝置能夠實現所有裝置的時間同步。保持系統內所有裝置的時間一致,能夠消除因為時間不統一而造成的故障分析誤差,從而提高電力繼電保護故障信息分析和處理的準確性。
(3)一旦系統發生故障,電力繼電保護部門可以利用網絡及時獲取準確的信息,并將作出的重大決策及時傳播出去,不必趕到現場。這大大節省了故障處理的時間,提高了故障處理的效率;同時,還節省了大量的人力、物力和財力。這些節省下的力量可以用于進一步完善電力繼電保護故障信息分析處理系統或其他相關工作。
小結:電力作為我們生活中的一種重要的資源一直發揮著重要的作用,供電設備的安全性和供電狀態的好壞對于人們的生活質量有著重要的影響,尤其是在當代的家用電器種類繁雜的情況下,加強電力繼電保護的工作效率,不斷的提高電工的維修技術顯得尤為的重要。同時也要建立和健全相關的責任監督管理機制,以便于更好的提高電工在繼電保護工作中的效率,降低故障發生的幾率,從而實現電力系統健康有效的運轉。
關鍵詞:電力系統;配電系統;繼電保護
中圖分類號:TU757 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2009)12-0023-02
配電系統是發電系統、輸電系統同用電負荷之間的聯絡樞紐,因此,對配電系統所采取的任何一種非計劃改變都應該以不影響配電系統的正常運行為前提。在新時期下,采用諸如故障限流器、動態電壓恢復器、無功補償器等裝置來達到提高電能質量的目的越來越多。雖然這些裝置的控制單元和整流逆變單元主要由電力電子器件構成,其快速反應的動作特性使系統運行的可靠性得到提高。但是,這些電力電子設備在保證高質量的供、配電的同時,也給系統帶來了不可忽視的運行隱患,如對繼電保護正常運行的影響等。
一、配電系統繼電保護的目的
無論是電力系統,還是配電系統,加裝繼電保護的目的都是為了保證系統的安全運行,因此繼電保護必須具備“區分”電力系統的正常、不正常工作和故障運行狀態的能力,本文主要分析配電系統不正常與故障運行的工作狀態。
(一)不正常的工作狀態
所有的等式約束條件均滿足,部分的不等式約束條件不滿足但又不是故障的電力系統工作狀態稱為不正常運行狀態。電壓過大偏移還會引起電力系統無功潮流的改變,增加有功損耗等,不利于系統的經濟、安全運行。所有的不正常運行都可能會給系統造成很大的影響,甚至會使其進入故障運行,從而擴大損失范圍。
(二)故障的工作狀態
配電系統的故障主要概括為短路和斷路兩種情況。
1 短路:在配電系統可能發生的各種故障中,對配電系統運行和電力設備安全危害最大,而且發生概率較大的首推短路故障。短路是指一切不正常的相與相之間或相與地發生通路的情況。
2 斷線:配電系統還存在一相斷開故障和兩相斷開故障的情況,簡稱斷線故障。這類故障大多發生在具有三相分別操作斷路器的架空線路中,當斷路器的一相或兩相跳閘時即形成斷線故障。例如在采用單相重合閘的線路上,當發生單相短路的一相斷路器跳閘后,即形成一相斷開、兩相運行的非全相運行狀態。
二、配電系統繼電保護的要求
配電系統繼電保護在技術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系,既矛盾又統一,必須根據具體電力系統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。
(一)可靠性
可靠性是對繼電保護性能的最根本要求。可靠性主要取決于保護裝置本身的制造質量、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,正確地調試、整定,良好地運行維護以及豐富的運行經驗,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結構不同,電力元件在電力系統中的位置不同,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。
(二)選擇性
繼電保護的選擇性是指保護裝置動作時,在可能最小的區間內將故障從電力系統中斷開,最大限度地保證系統中無故障部分仍能繼續安全運行。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。
(三)速動性
繼電保護的速動性是指盡可能快地切除故障,以減少設備及用戶在大短路電流、低電壓下運行的時間,降低設備的損壞程度,提高電力系統并列運行的穩定性。動作迅速而又能滿足選擇性要求的保護裝置,一般結構都比較復雜,價格比較昂貴,對大量的中、低壓電力元件,不一定都采用高速動作的保護。
(四)靈敏性
繼電保護的靈敏性,是指對于其保護范圍內發生故障或不正常運行狀態的反應能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應該是在規定的保護范圍內部故障時,在系統任意的運行條件下,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,在它們之間,既有矛盾的一面,又要根據被保護元件在電力系統中的作用,使以上四個基本要求在所配置的保護中得到統一。
三、配電系統繼電保護的措施
繼電保護是任何一個配電系統中最基本的繼電保護類型,每一等級母線的進線端和出線端都會安裝不同種類的保護,并且根據各種保護的工作原理及可保護的最大線長,對各電流保護進行合理配合,使其充分發揮自身類型的優勢,并與其他類型的電流保護配合實現對各段線路的全范圍保護。配電系統繼電保護的措施按照類型主要分為以下三種措施:
(一)電流速斷保護
對于反應于短路電流幅值增大而瞬時動作的電流保護,就是電流速斷保護。電流速斷保護具有簡單可靠,動作迅速的優點,因而獲得了廣泛的應用。缺點是不可能保護線路的全長,并且保護范圍直接受運行方式變化的影響。當系統運行方式變化很多,或者被保護線路的長度很短時,速斷保護就可能沒有保護范圍,因而不能采用。但在個別情況下,有選擇性的電流速斷也可以保護線路的全長,例如,當電網的終端線路采用線路一變壓器組的接線方式時,線路和變壓器此時可以看成是一個元件,因此速斷保護就可以按照躲開變壓器低壓側線路出口處的短路來整定。
(二)限時電流速斷保護
由于有選擇性的電流速斷保護不能保護本線路的全長,因此可考慮增加一段帶時限動作的保護,用來切除本線路上速斷保護范圍以外的故障,同時也能作為速斷保護的后備,這就是現實電流速斷保護。對這個保護的要求,首先是在任何情況下能保護本線路的全長,并且具有足夠的靈敏性;其次是在滿足上述要求的前提下,力求具有最小的動作時限;在下級線路短路時,保證下級保護優先切出故障,滿足選擇性要求。
(三)定時限過流保護
作為下級線路主保護拒動和斷路器拒動時的遠后備保護,同時作為本線路主保護拒動時的近后備保護,也作為過負荷時的保護,一般采用過電流保護。過電流保護通常是指其啟動電流按照躲開最大負荷電流來整定的保護,當電流的幅值超過最大負荷電流值時啟動。過電流保護有兩種:一種是保護啟動后出口動作時間是固定的整定時間,稱為定時限過電流保護;另一種是出口動作時間與過電流的倍數相關,電流越大,出口動作越快,稱為反時限過電流保護。過電流保護在正常運行時不啟動,而在電網發生故障時,則能反應與電流的增大而動作。在一般情況下,它不僅能夠保護本線路的全長,而且保護相鄰線路的全長,可以起到遠后備保護的作用。
電流速斷保護、限時電流速斷保護和定時限過電流保護都是反應與電流升高而動作的保護。它們之間的區別主要在于按照不同的原則來選擇啟動電流。速斷是按照躲開本線路末端的最大短路電流來整定;限時速斷是按照躲開下級各相鄰元件電流速斷保護的最大動作范圍來整定;而過電流保護則是按照躲開本元件最大負荷電流來整定。由于電流速斷不能保護線路全長,限時電流速斷又不能作為相鄰元件的后備保護,因此為保證迅速而有選擇地切除障礙,常將電流速斷保護、限時電流速斷保護和過電流保護組合在一起,構成階段式電流保護。
總之,隨著越來越多的電力電子設備應用于配電系統中,其給配電系統帶來的不良的影響,尤其是對繼電保護的影響現象,必然會引起相關技術領域人員越來越多的關注。
參考文獻
[1]周雪松,徐曉寧,馬幼捷,等,配電系統電壓穩定性概念的分析[J]天津理工大學學報,2002,2(2)
關鍵詞 電力變壓器;二次回路;瓦斯保護;定時限過電流
中圖分類號:TM4 文獻標識碼:A 文章編號:1671—7597(2013)021-085-02
電力變壓器是電力系統變配電的重要設備,它的故障對配電的穩定、可靠和系統的正常運行都有明顯且比較嚴重的影響,同時,電力變壓器也是非常昂貴的設備,由此,提供對電力變壓器的繼電保護尤為重要。變壓器通常需要的保護裝置有瓦斯保護、縱差動保護或電流速斷保護、相間短路的后備保護、接地保護、過負荷保護、過勵磁保護等等。下面就電力變壓器常用的典型保護做分析。
對于輸電線路高壓側為110 kV及以上的工廠總降壓的主變壓器來說,應裝設過流保護、速斷保護和瓦斯保護。過流保護作為電流速斷保護的后備保護,在有可能超過電力負荷時,也需裝設過負荷裝置。但是如果單臺運行的電力變壓器容量在10000千伏安及以上和并列運行的電力變壓器每臺容量在6300千伏安及以上時,則要求裝設縱聯差動裝置保護來取代電流速斷保護。由于主電源出口處繼電保護裝置動作時限為 2 s,則變壓器保護的過電流保護動作時限可整定為1.5 s。
1 裝設瓦斯保護
當變壓器油箱內故障產生輕微瓦斯或油面下降時,瞬時動作于信號;當產生大量瓦斯時,應動作于高壓側斷路器。
2 裝設定時限過電流保護
2.3.2 過負荷保護動作時限
上述設計的電流及電壓回路、保護操作回路的繼電保護回路圖設計情況如下:
1)電流回路:A相第一個繞組頭端與尾端編號1A1,1A2,如果是第二個繞組則用2A1,2A2,其他同理。
2)電壓回路:母線電壓回路的星形接線采用單相二次額定電壓57V的繞組,變電站高壓側母線電壓接線,如圖2。
①為了保證PT二次回路在莫端發生短路時也能迅速將故障切除,采用了快速動作自動開關ZK替代保險。
②采用了PT刀閘輔助接點G來切換電壓。當PT停用時G打開,自動斷開電壓回路,防止PT停用時由二次側向一次側反饋電壓造成人身和設備事故,N600不經過ZK和G切換,是為了N600有永久接地點,防止PT運行時因為ZK或者G接觸不良,PT二次側失去接地點。
③1JB是擊穿保險,擊穿保險實際上是一個放電間隙,正常時不放電,當加在其上的電壓超過一定數值后,放電間隙被擊穿而接地,起到保護接地的作用,這樣萬一中性點接地不良,高電壓侵入二次回路也有保護接地點。
④傳統回路中,為了防止在三相斷線時斷線閉鎖裝置因為無電源拒絕動作,必須在其中一相上并聯一個電容器C,在三相斷線時候電容器放電,供給斷線裝置一個不對稱的電源。
⑤因母線PT是接在同一母線上所有元件公用的,為了減少電纜聯系,設計了電壓小母線1YMa,1YMb,1YMc,YMN(前面數值“1”代表I母PT。)PT的中性點接地JD選在主控制室小母線引入處。
⑥PT二次電壓回路并不是直接由刀閘輔助接點G來切換,而是由G去啟動一個中間繼電器,通過這個中間繼電器的常開接點來同時切換三相電壓,該中間繼電器起重動作用,裝設在主控制室的輔助繼電器屏上。
3)保護操作回路:
繼電保護操作回路是二次回路的基本回路,110 kV操作回路構成該回路的主要部分,220 kV操作電壓回路也是應用同樣的原理設計形成的,傳統電氣保護的閥值、開關量進行邏輯計算后,提交給操作回路。對微機裝置進行保護。因此微機裝置保護僅僅是將傳統的操作回路小型化,板塊化。下面的操作回路見圖3。
1)當開關閉合時,DL1立即斷開,然后DL2閉合。HD、HWJ、TBJI繞組、TQ組成回路,點亮HD,HWJ開始操作,但是由于線圈的各個繞組有較大的電阻阻值,致使TQ上獲得的電壓不至于讓其執行跳開動作,保護跳閘出口時,TJ、TYJ、TBJI線圈、TQ直接連通,TQ上線圈電流變大,獲得較大電壓后開始工作,由于TBJI接點動作自保持,所以TBJI繞組線圈一直等待所有斷路器斷開后,TBJI才返回(即DL2斷開)。
2)二次保護合閘回路原理與二次保護跳閘回路相同。
3)在二次回路合閘繞組線圈上并聯了TBJV回路,這個保護回路是為了防止在線圈失去電壓跳閘過程中又有電壓合閘命令,由于短時間內的繁復跳合閘而損壞機構。例如合閘后繞組充放電的延遲效應,及容易造成合閘接點HJ或者KK的5,8粘連,當開關在跳閘過程中,使得TBJI閉合,HJ、TBJV繞組、TBJI接通,TBJV動作時TBJV繞組線圈自保持,相當于將合閘線圈短路了(同時TBJV閉觸點斷開,合閘繞組線圈被屏蔽)。這個回路叫防躍回路,防止開關跳躍的意思,簡稱防躍。
4)D1、D2兩個二極管的單相連通讓KKJ合閘后的繼電器開始工作,KKJ的工作通過手動合閘來完成,手動跳閘的目的是讓KKJ復歸,KKJ是電磁保持繼電器,動作后并不是自動返回的,所以KKJ又稱手動合閘繼電器,廣泛用于“備自投”、“重合閘”,“不對應”等的二次回路設計。
5)HYJ與TYJ是感壓型的跳合閘壓力繼電器,它一般接入斷路器機構的氣壓接點,根據SF6產生的氣體所造成的氣體壓力而動作,所在以SF6為絕緣介質的滅弧開關量中,若氣體發生泄露,那么當氣體壓力降到不能夠滅弧的時侯,接點J1和J2連通,將操作回路斷開,防止操作發生,造成火災隱患。在設計和施工中,值得注意的是當氣壓低閉鎖電氣操作時候,不能夠在現場直接用機械方法使開關斷開,氣壓低閉鎖是因為滅弧氣壓已不能滅弧,這個時候任何將開關斷開的方法都容易造成危險,容易讓滅弧室炸裂,造成設備損毀,正確的方法是先把負荷斷路器的負荷去掉之后,再手動把開關跳開,保證電氣的安全特性。
6)輔助的位置繼電器HWJ,TWJ,主要用于顯示二次回路當前開關的合跳閘位置和跳合閘線圈的工作狀況。例如,在運行時,只有TQ完好,TWJ才動作。
所有保護及安控裝置作用于該斷路器的出口接點都必須通過該斷路器的操作系統,不允許出口接點直接接入斷路器。
目前的保護裝置都已經采用微機式保護方式,但從電氣操作的靈敏性、快速性、安全性考量,機電式保護在許多電廠及變電站被廣泛的使用著。
參考文獻
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一、繼電保護管理的重要性及任務
1、重要性。繼電保護工作作為電網工作中的一個重要組成部分,其工作責任大、技術性強、任務繁重。繼電保護工作人員每天面對諸如電網結構、保護配置、設備投退、運行方式變化及故障情況等各種信息,對它們進行正確的分析、處理和統計,工作十分繁重,并且上下級局之間、局與各廠站之間存在著許多重復性數據錄入及維護工作。為了減輕繼電保護工作人員的工作強度,提高勞動生產率,開發繼電保護信息管理系統已成為電網發展的一個必然要求。
2、主要任務。電力系統繼電保護管理系統的主要任務是對繼電保護所涉及的數據、圖形、表格、文件等進行輸入、查詢、修改、刪除、瀏覽。由于管理對象層次多、結構復雜、涉及幾乎所有一、二次設備參數、運行狀態、統計分析、圖檔管理甚至人事信息等事務管理,各層保護專業分工較細,這使得數據庫、表種類很多,利用管理系統可大大提高工作效率和數據使用的準確性。
在電力系統中,存在如保護裝置軟件設計不完善、二次回路設計不合理、參數配合不好、元器件質量差、設備老化、二次標識不正確、未執行反措等諸多原因,導致運行的繼電保護設備存有或出現故障,輕則影響設備運行,重則危及電網的安全穩定,為此,必須高度重視繼電保護故障排除,認真、持久地開展好繼電保護信息管理工作。
二、繼電保護管理中的不足
縱觀目前電力系統各發、供電單位的繼電保護管理情況,會發現各單位繼電保護管理中存在的問題形式多樣、記錄內容不盡相同、記錄格式各異、填寫也很不規范;另外,幾乎所有單位對管理漏洞的發現和處理往往只是做記錄,存在的故障消除后也沒有再進行更深層次分析和研究。更嚴重的是個別單位甚至對故障不做任何記錄,出現管理上的不足后往往只是安排人員解決后就算完事。由于各單位對管理程度不同程度的重視,最終造成運行維護效果也很不相同:有的單位出現故障,可能一次就根除,設備及電網安全基礎牢固;而有的單位出現同樣的故障,可能多次處理還不能完全消除,費時費力又耗材,而且嚴重影響設備及電網的安全穩定運行;甚至有些故障出現時,因為專業班組人員緊張,不能立即消除,再加上對故障又不做相應記錄,從而導致小故障因擱淺而變成大損失。針對此種現象,為了減少重復消缺工作,不斷增強繼電保護人員處理故障的能力和積累經驗,提高繼電保護動作指標,確保電力設備健康運行以及電網安全穩定運行。切實將故障排除管理工作做好,并通過科學管理來指導安全運行維護工作。必須對故障及漏洞要實行微機化管理,借助微機強大的功能,對出現的故障存貯統計、匯總、分類,并進行認真研究、分析,尋找設備運行規律,更好地讓故障管理應用、服務于運行維護與安全生產。
三、排除故障的措施
1、對繼電保護故障按獨立的裝置類型進行統計。對目前系統運行的各種線路保護裝置、變壓器保護裝置、母差保護裝置、電抗器保護裝置、電容器保護裝置、重合閘裝置或繼電器、備用電源自投切裝置、開關操作箱、電壓切換箱,以及其他保護或安全自動裝置等,將其故障按照裝置類型在微機中進行統計,而不采用羅列記錄或按站統計等方式。
2、對繼電保護故障分類。除了按故障對設備或電網運行的影響程度分為一般、嚴重、危急3類外,還可按照故障產生的直接原因,將故障分為設計不合理(包括二次回路與裝置原理)、反措未執行、元器件質量不良(包括產品本身質量就差與產品運行久后老化)、工作人員失誤(包括錯誤接線、設置錯誤或調試不當、標識錯誤、驗收不到位)4個方面。對故障這樣統計后,一方面可以根據故障危害程度,分輕重緩急安排消缺;另一方面,便于對故障進行責任歸類及針對性整改,從根本上解決故障再次發生的可能性,也確保了排除故障處理的效果。
3、明確繼電保護缺陷登錄的渠道或制度。為了逐步掌握設備運行規律,并不斷提高繼電保護人員的運行維護水平,就必須對繼電保護設備出現的各種故障進行及時、全面的統計,除了繼電保護人員自己發現的故障應及時統計外,還必須及時統計變電站運行值班人員發現的故障,而要做到后者,往往較困難。為此,必須對運行部門(人員)明確繼電保護故障上報渠道、制度,通過制度的規定,明確故障匯報渠道、故障處理的分界、延誤故障處理造成后果的責任歸屬等,確保做到每一次故障都能及時統計,為通過缺陷管理尋找設備運行規律奠定堅實的基礎。
四、繼電保護故障管理的對策
1、跟蹤繼電保護設備運行情況,及時、合理安排消缺。通過故障管理,可以隨時掌握設備運行情況,做到心中有數:哪些設備無故障,可以讓人放心,哪些設備還存在故障,故障是否影響設備安全運行,并對存在故障的設備,按照故障性質,分輕重緩急,立刻安排解決或逐步納入月度生產檢修計劃進行設備消缺或結合繼電保護定期檢驗、交接性校驗、狀態檢修進行設備消缺,以確保設備盡可能地健康穩定運行。
關鍵詞:電力繼電保護 特點 可靠性
中圖分類號:TM771 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)04(b)-0067-01
近年來,由于科學技術的不斷發展,尤其是微型計算機和電子技術的不斷更新,使得電力繼電保護系統從原理到設備都向著智能化、網絡化的發展和進步。當前關于電力繼電保護的可靠性研究,決定著整個電力系統的安全和穩定的發展方向。
1 電力繼電保護的意義
從第二次工業革命中電力的出現至今,人類對電力質與量的需求逐步提高。同時,由于電力工業的規模不斷擴大,其事故發生的幾率也在不斷增大。因此,作為電力系統的主要維護手段,電力繼電保護的發展至關重要。所謂電力繼電保護,便是指當電力系統發生故障或產生異常時,繼電保護能夠做到在最小區域和最短時間內,向電力監控警報系統發出訊息,提醒電力維護人員及時解決故障,或者通過網絡設定自動從系統中切除故障設備,從而防止設備損壞,降低相鄰區域由此引發故障的概率。
2 對繼電保護裝置的要求及特點
電力系統中繼電保護裝置主要有可靠性、速動性、靈敏性三大要求。其中可靠性是指:繼電保護裝置的基本目標是維護電力系統中電路安全穩定的運行。在運行過程中,由于人為的不當操作及電路運行故障等因素,使得繼電保護裝置發出拒動或誤動的錯誤指令,這些指令使得繼電保護裝置對電力系統的正常運行有著負面影響。為保證繼電保護裝置具有較強的運行可靠性,要求設計人員確保對繼電保護裝置原理的先進性,工作人員確保對繼電保護裝置的安裝調試準確無誤,同時繼電保護裝置各處元件的高質量要求、正確的操作維護、有效的系統簡化,都可以提高可靠性。速動性是指:繼電保護裝置的故障報警速率與電流量成反比,為了確保電力系統發生故障時,繼電保護裝置能及時報警,提升處理速度,減少損失,因此必須提高裝置的速動性。靈敏性是指:繼電保護裝置依靠內部程序針對性質不同、方式不同、問題不同的故障進行報警和處理。降低電力系統故障中的危害和影響。
隨著科學技術的發展,繼電保護技術也越發先進,有著以下三個一般特點:一是自主化運行率提高,隨著計算機技術的提高使得繼電設備有極強的記憶性能,加上自動化技術的相關應用,使得繼電設備擁有更強的故障分類處理保護能力,提高了運行正確率。二是兼容性輔助功能強,采用統一標準來進行保護裝置的制造,并且裝置體積縮小,更削減了盤位數量,還可以增添其它輔助功能。三是操作性監控管理好,此技術可以保護一些核心部件不受外界環境的影響,具有一定的使用功效。同時,通過計算機信息系統,可以進行一定的監控,從而降低成本。
3 保證繼電保護可靠性的方法
繼電保護的可靠性主要由性能出色、配置合理的繼電保護裝置以及良好的運行維護和管理方式來保證。在無繼電保護的狀態下,任何電力設備都不允許運行。隨著技術發展,微機保護在全國電力系統有著很高的普及率,更有著靈敏度高、可靠性強等優點。
3.1 繼電保護裝置的檢驗
在繼電保護裝置的安設結束后,需要進行嚴格的自檢和調試,從根本上消滅安全隱患。注意在繼電保護裝置檢驗過程的最后才進行整組試驗和電流回路升流試驗。此兩項工作結束后,嚴禁做出拔下插頭等工作,同時禁止對定值、定值區、二次回路接線的更改。
3.2 定值區間問題
定值區數量的飆升是電力系統和計算機網絡系統發展的一個重要表現,它能夠對繼電保護裝置運行的不同需求做出不同反應,確保了電力系統運作的穩定性。其中微機保護具有的優點是能夠有多個定值區,這使得電網運行方式可以有多種變化。同時必須注意對繼電工作來說定值區是不能允許出現錯誤的,所以必須派遣專業技術人員對其進行操作,同時以嚴格的管理措施來保證定值區的正確性。并將調整的定值數據及時更改記錄。
3.3 一般性檢測
不論何種保護,一般性檢查的重要性都是毋庸置疑的,但是由于一般性檢測工作較為簡單、瑣碎,因為常被人們忽視一般性檢測主要包含清潔、焊接點焊接、連接件緊固、機械特性等方面。清潔不合理容易引起機械溫度過高,影響壽命;芯片、螺絲若未能緊固則可能造成重要安全隱患。
3.4 接地問題
繼電保護中接地問題極其重要,接地問題大致可分為兩種:①保護屏的各裝置機箱和屏柜等接地問題,必須將其接在屏內的銅排上②電壓回路、電流的接地同樣存在可靠性問題,如接地在端子箱,那么端子箱的接地可靠與否,這些都嚴重影響人身安全、設備安全。
4 電力繼電保護裝置的發展趨勢
在輸變電行業當中中,單片機控制技術具有不可替代的優勢,在控制技術和電子信號方面,提高了控制與保護的精度、速度和范圍,同時與計算機聯網,構成無人值守的站點和系統化管理體系,從而降低了勞動強度,提高了安全性。
4.1 計算機化
隨著社會的發展,繼電保護與計算機技術相互結合,實現繼電保護裝置的計算機化是未來繼電保護技術發展的一個重要方向。計算機化的發展能提高信息數據處理分析的能力,并提高信息的存儲量,方便管理人員及時調閱相關數據。
4.2 網絡化
計算機網絡已影響著各個工業領域,從而成為信息時代的技術支柱。將繼電保護系統各主要設備與計算機網絡相互聯接起來,從而實現微機保護裝置的網絡化。
4.3 智能化
近些年來,繼電保護系統中開始運用人工智能技術。對保護裝置而言,智能化能夠實時確保故障的準確識別,同時保證在較少或沒有人工干預的條件下,可以迅速隔離故障、自我恢復,避免大面積停電的產生。
4.4 保護、控制、測量、數據通信一體化
隨著計算機網絡系統與繼電保護裝置相聯系,繼電保護裝置的功能也有了長足的進步。通過對網絡技術的運用,繼電保護裝置能夠在電路無故障正常運行的條件之下,分析電路運行的基本數據,并對數據進行相應的控制、分析和調整,真正實現繼電保護裝置的測量、保護、控制和數據通信的一體化。
5 結語
隨著國家對于能源結構的調整,電力成為社會的主要能源?,F代電力系統是包含電能產生、輸送、分配和用電環節的大系統,其安全性和可靠性需求隨之提高,繼電保護滿足了這一需求。伴隨著計算機技術的不斷發展,使繼電保護技術提升了一個新的臺階。
參考文獻