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關(guān)鍵詞:繼電保護(hù);綜合自動(dòng)化;試驗(yàn)系統(tǒng)
中圖分類號(hào):C33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是利用先進(jìn)的現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)和通信技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對(duì)電站二次設(shè)備的功能重組、優(yōu)化,對(duì)電站所有的設(shè)備運(yùn)行情況執(zhí)行測(cè)量、監(jiān)視、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。早期的繼電保護(hù)裝置需要有專職的巡檢人員定期查看,不能自動(dòng)智能化的進(jìn)行優(yōu)化整合功能。當(dāng)前電子科技、計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展,新型的繼電保護(hù)裝置及綜合自動(dòng)化試驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,從而彌補(bǔ)了落后設(shè)備、落后系統(tǒng)控制的不足。
當(dāng)前部分繼電保護(hù)裝置存在的問(wèn)題
當(dāng)前部分繼電保護(hù)裝置仍然采用老式的基本保護(hù)原理,無(wú)法實(shí)現(xiàn)與微機(jī)連接或綜合自動(dòng)化系統(tǒng)完成聯(lián)合測(cè)試。存在著響應(yīng)速度不夠快,測(cè)試判斷不夠準(zhǔn)確、保護(hù)裝置和測(cè)試設(shè)備相對(duì)落后,接觸設(shè)備的人員對(duì)該繼電保護(hù)及綜合自動(dòng)化試驗(yàn)系統(tǒng)的熟悉度不夠等,都是當(dāng)前繼電保護(hù)自動(dòng)化試驗(yàn)系統(tǒng)存在的問(wèn)題。針對(duì)各項(xiàng)存在的問(wèn)題,對(duì)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)系統(tǒng)提出了更高要求。
綜合自動(dòng)化系統(tǒng)需求
各大電氣設(shè)備在各個(gè)領(lǐng)域的頻繁使用,使得保護(hù)裝置的重要性提升到更高的地位。繼電保護(hù)及綜合自動(dòng)化試驗(yàn)系統(tǒng)在電廠、變配電站等電力設(shè)施中普遍的被使用。該項(xiàng)系統(tǒng)能夠?qū)⒈Wo(hù)裝置同運(yùn)行設(shè)備有效的結(jié)合起來(lái),新型多功能微機(jī)保護(hù)裝置的智能化更加可以滿足綜合自動(dòng)化的處理需求。先進(jìn)的綜合自動(dòng)化試驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)該具有配置靈活、方便操控、擴(kuò)展簡(jiǎn)單、便于關(guān)聯(lián)管理等特性以滿足現(xiàn)代的自動(dòng)化系統(tǒng)需求。
三、新型綜合自動(dòng)化試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
如今繼電保護(hù)及綜合自動(dòng)化試驗(yàn)系統(tǒng)以多功能微機(jī)保護(hù)為主,常見(jiàn)于變、配電站的綜合自動(dòng)化試驗(yàn)系統(tǒng)。TQDB-Ⅲ多功能微機(jī)保護(hù)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)常規(guī)保護(hù)繼電器特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)之外,還被使用在110KV及以下微機(jī)線路保護(hù)試驗(yàn)、多種微機(jī)繼電器特性試驗(yàn)和多種電力設(shè)備保護(hù)試驗(yàn)。除了應(yīng)用于試驗(yàn)系統(tǒng),還可以任意組建具有組態(tài)結(jié)構(gòu),變化出各種不同的具有綜合化的自動(dòng)化試驗(yàn)。單套試驗(yàn)系統(tǒng)包括繼電保護(hù)的測(cè)試裝置、通信卡、多功能微機(jī)及其保護(hù)裝置、多個(gè)常規(guī)的繼電器(起保護(hù)作用)和上位PC,新型的綜合試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖。多功能微機(jī)保護(hù)裝置的信號(hào)源為繼電保護(hù)測(cè)試裝置,繼電保護(hù)測(cè)試裝置能模擬電力系統(tǒng)正常、故障等不同情況下的電流和電壓信號(hào),同時(shí)接收發(fā)送開(kāi)出、開(kāi)入信號(hào);多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置位于系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)I/O層,不但能夠完成監(jiān)控和繼電保護(hù)的功能,還能接收向上位機(jī)傳送遙測(cè)和遙信量與上位機(jī)的遙控命令等;通信卡則處于系統(tǒng)的通信層,能夠完成上位機(jī)和多功能微機(jī)保護(hù)裝置之間的數(shù)據(jù)和命令的傳輸;上位機(jī)位于系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)管理層,是整個(gè)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié),完成自動(dòng)化的綜合功能。
新型綜合自動(dòng)化試驗(yàn)系統(tǒng)包含了常規(guī)電壓繼電器、電流繼電器、阻抗繼電器、功率方向繼電器與差動(dòng)繼電器等,搭配繼電保護(hù)測(cè)試裝置后可以開(kāi)展多種常規(guī)保護(hù)功能的試驗(yàn)。以下是綜合自動(dòng)化試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖:
四、繼電保護(hù)測(cè)試裝置的原理
繼電保護(hù)測(cè)試裝置的工作全部過(guò)程主要分為以下部分:設(shè)定試驗(yàn)條件與參數(shù),準(zhǔn)備試驗(yàn)所需要的數(shù)據(jù),輸出試驗(yàn)結(jié)果。在測(cè)試開(kāi)始之前,首先需要確定試驗(yàn)條件以及試驗(yàn)參數(shù),其中包括:試驗(yàn)項(xiàng)目、整組試驗(yàn)仿真的故障類型(三相短路、兩相短路、單相接地、兩相接地)、故障電流、故障相別、故障電壓等。不同的故障類型需要確定的試驗(yàn)類型略有不同。試驗(yàn)條件設(shè)置完成以后,就按下確認(rèn)鍵即開(kāi)始計(jì)算試驗(yàn)各個(gè)階段所需要的電壓電流信號(hào)的數(shù)字量,并按照DAC芯片數(shù)據(jù)格式要求送往DAC。當(dāng)模擬系統(tǒng)各運(yùn)行階段(空載運(yùn)行、故障后、斷路器動(dòng)作后、重合閘動(dòng)作后)的數(shù)字量準(zhǔn)備好以后,按下開(kāi)始鍵即進(jìn)入試驗(yàn)階段。試驗(yàn)開(kāi)始后,由測(cè)試過(guò)程控制程序送出表示三相電壓和三個(gè)電流以及3UO、3IO的數(shù)據(jù)流,數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)DAC轉(zhuǎn)換、功率放大,成為可供繼電保護(hù)測(cè)試的模擬量輸出。與此同時(shí),不斷采集繼電保護(hù)裝置各類開(kāi)關(guān)量反饋信號(hào),并根據(jù)反饋回來(lái)的保護(hù)裝置的動(dòng)作行為進(jìn)行相應(yīng)的處理,切換數(shù)據(jù)區(qū)或者中斷過(guò)程。試驗(yàn)過(guò)程中,根據(jù)保護(hù)裝置的動(dòng)作信息設(shè)置標(biāo)志位,滿足一定的條件就可以從試驗(yàn)中退出,處理試驗(yàn)結(jié)果并輸出。試驗(yàn)結(jié)果的輸出可以選擇液晶顯示、打印機(jī)中的一種或者兩種。至此,測(cè)試過(guò)程完成。在新型繼電保護(hù)測(cè)試裝置中擴(kuò)充了監(jiān)控DSP系統(tǒng),在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中,監(jiān)控板負(fù)責(zé)對(duì)8路模擬量信號(hào)進(jìn)行ADC采樣,并通過(guò)液晶顯示器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸出值及波形,對(duì)于信號(hào)失真、電壓短路、電流開(kāi)路等問(wèn)題可以及時(shí)保護(hù)控制。另外,通過(guò)鍵盤和液晶顯示器的配合,模塊化的程序編寫,然后調(diào)用預(yù)先編寫好的測(cè)試程序進(jìn)行試驗(yàn)任務(wù),新型繼電保護(hù)裝置還可以不用PC機(jī)獨(dú)立的完成測(cè)試工作。
五、新型繼電保護(hù)測(cè)試裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
新型繼電保護(hù)測(cè)試裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由主控DSP系統(tǒng)模塊和監(jiān)控DSP系統(tǒng)模塊及各自硬件電路構(gòu)成。其最終信號(hào)產(chǎn)生與主控制模塊包括通信接口單元、數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生單元。
六、繼電保護(hù)和自動(dòng)化試驗(yàn)系統(tǒng)的功能特點(diǎn)
具有智能化芯片的電力設(shè)備,可以對(duì)各種繼電器(如電壓、電流、功率方向、阻抗、反時(shí)限、同期、差動(dòng)、低周、直流、頻率、時(shí)間、中間等)和危機(jī)保護(hù)進(jìn)行鑒定,并可模擬各種復(fù)雜的永久性、瞬時(shí)性、轉(zhuǎn)換性故障進(jìn)行整組試驗(yàn)。主要試驗(yàn)功能有:交直流試驗(yàn);自動(dòng)搜索各種原理繼電器的定,基于多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的繼電保護(hù)測(cè)試裝置在硬件設(shè)計(jì)上采用了許多比較先進(jìn)的技術(shù)和工藝,在軟件設(shè)計(jì)上使用了成熟的算法和原理,呈現(xiàn)如下幾個(gè)主要的特點(diǎn):
與多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置構(gòu)成完整的“多功能微機(jī)保護(hù)與變電站綜合自動(dòng)化試驗(yàn)系統(tǒng)”,可靈活配置完成各種線路微機(jī)保護(hù)、安全自動(dòng)裝置試驗(yàn)、主設(shè)備的綜合試驗(yàn)及變電站綜合自動(dòng)化等多項(xiàng)試驗(yàn);
輸出的高精度電壓小信號(hào)以及全數(shù)字量測(cè)試信號(hào)滿足與電子式互感器接口的新型微機(jī)保護(hù)裝置研發(fā)對(duì)測(cè)試信號(hào)的需要;
采用高速數(shù)學(xué)信號(hào)處理器TMS320F2812 DSO作為系統(tǒng)控制核心,大大提高了裝置的性能,提高波形的仿真精度;
裝置既可作為科研院校的試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備,也可單獨(dú)作為現(xiàn)場(chǎng)繼電保護(hù)測(cè)試的專用設(shè)備,應(yīng)用廣泛;
采用多種抗干擾技術(shù)和軟硬件自檢,整個(gè)系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng),運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠。
結(jié)語(yǔ)
隨著繼電保護(hù)及綜合自動(dòng)化試驗(yàn)系統(tǒng)與相關(guān)設(shè)備不斷完善,現(xiàn)有的相對(duì)落后的保護(hù)裝置的試驗(yàn)系統(tǒng)就必須隨之調(diào)整以適應(yīng)新的大環(huán)境。新型的綜合自動(dòng)化試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)于保護(hù)裝置能取得更好的成效,提供更加流暢的人機(jī)交互界面。新型的綜合自動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)能夠抗干擾,運(yùn)行穩(wěn)定并保持高精度,功能多樣且自動(dòng)化程度高,可靠度高。按照如此發(fā)展的現(xiàn)狀,才能不斷優(yōu)化、提升我國(guó)的繼電保護(hù)裝置自動(dòng)化進(jìn)程,擺脫落后、自動(dòng)程度低下的現(xiàn)狀。
參考文獻(xiàn):
[1].賴擎.華建衛(wèi).呂云.通用繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件的研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制.2010年03期.
關(guān)鍵詞:繼電保護(hù) 自動(dòng)化
中圖分類號(hào):TM58 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
正文:
1 繼電保護(hù)自動(dòng)化簡(jiǎn)述
電力系統(tǒng)作為一個(gè)全面、綜合工作的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),需要專門的保護(hù)裝置與專業(yè)的技術(shù)人員確保其安全工作。繼電保護(hù)的最基本職能就是在電力系統(tǒng)在運(yùn)行不夠穩(wěn)定或出現(xiàn)一些故障時(shí)實(shí)施有效的保護(hù)措施,將故障帶來(lái)的損失降到最低,防止電力系統(tǒng)的進(jìn)一步惡化。
繼電保護(hù)自動(dòng)化在實(shí)施保護(hù)措施時(shí)主要表現(xiàn)在一下兩個(gè)方面 :第一 :當(dāng)運(yùn)行中的電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),繼電保護(hù)就會(huì)迅速的做出保護(hù)措施,將出現(xiàn)故障的零件或者設(shè)備與整個(gè)系統(tǒng)隔離,這樣能夠防止故障對(duì)其他的設(shè)備或整個(gè)電力系統(tǒng)帶來(lái)影響,避免故障的進(jìn)一步擴(kuò)散,將故障造成的損失降到最低。第二 :當(dāng)故障已經(jīng)發(fā)生時(shí),繼電保護(hù)裝置就會(huì)迅速的發(fā)出報(bào)警信號(hào),提醒工作人員及時(shí)的對(duì)設(shè)備進(jìn)行修理。當(dāng)故障發(fā)生較為嚴(yán)重時(shí),我們要停止整個(gè)電力系統(tǒng)的工作,對(duì)其進(jìn)行一次全面的檢查,對(duì)于存在安全隱患的設(shè)備或零件盡快的更換,確保整個(gè)電力系統(tǒng)安全的運(yùn)行,為客戶提供高質(zhì)量的電能。繼電保護(hù)系統(tǒng)通過(guò)解決這些出現(xiàn)的小問(wèn)題,能夠有效的防止電力系統(tǒng)出現(xiàn)較大的安全事故。第三、當(dāng)設(shè)施設(shè)備和電力系統(tǒng)發(fā)生的故障比較嚴(yán)重時(shí),已經(jīng)威脅到電網(wǎng)的安全或者已經(jīng)損壞了電力系統(tǒng)的安全設(shè)施設(shè)備時(shí),繼電保護(hù)的自動(dòng)化裝置就會(huì)發(fā)揮它的功能和作用,盡量減少損壞或者威脅的程度,盡量避免更大面積的災(zāi)害發(fā)生,繼電保護(hù)的自動(dòng)化裝置,能夠減弱電力系統(tǒng)被破壞的程度和損壞電力系統(tǒng)給安全供電造成的影響,比如說(shuō):變壓器溫度升的過(guò)高、變壓器比較輕、單項(xiàng)接地、重瓦斯的信號(hào)等等。這樣在及時(shí)的警醒下和科學(xué)、規(guī)范、合理的維護(hù)工作中,使電氣設(shè)備的故障盡快恢復(fù)到電力系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)。
2 繼電保護(hù)自動(dòng)化性能的標(biāo)準(zhǔn)
繼電保護(hù)自動(dòng)化的組成部分包括感受元件、比較元件和執(zhí)行元件等,繼電保護(hù)不僅能夠降低裝置由于單相接地、變壓器輕、重瓦斯信號(hào)、變壓器溫升過(guò)高等帶來(lái)的損失,還能夠自動(dòng)的進(jìn)行故障的調(diào)整與發(fā)出不同的危險(xiǎn)信號(hào),根據(jù)其工作的職能與性質(zhì)其設(shè)計(jì)原理應(yīng)遵循以下標(biāo)準(zhǔn)。
2.1 靈敏性
靈敏性是反應(yīng)由于設(shè)備在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或運(yùn)行不夠穩(wěn)定時(shí)繼電保護(hù)系統(tǒng)做出保護(hù)措施的反應(yīng)能力,通常以靈敏系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)其保護(hù)能力,靈敏系數(shù)與保護(hù)能力成正比例關(guān)系。在對(duì)設(shè)備選擇繼電保護(hù)裝置時(shí),靈敏度是首先要考慮的關(guān)鍵因素,它是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的保障。高靈敏度的保護(hù)裝置在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)可以迅速的切斷故障與設(shè)備或整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)系,從而有效的提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2.2 可靠性
可靠性是指繼電保護(hù)在系統(tǒng)正常工作時(shí),繼電保護(hù)不會(huì)采取任何措施去影響系統(tǒng)的正常工作,或者是發(fā)出錯(cuò)誤的信號(hào),只有在出現(xiàn)故障時(shí),針對(duì)故障的出現(xiàn)的位置做出準(zhǔn)確的判斷,及時(shí)的發(fā)出報(bào)警信號(hào)。如若設(shè)備沒(méi)有出現(xiàn)任何的異常而繼電保護(hù)卻發(fā)出報(bào)警信號(hào)說(shuō)明繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)了問(wèn)題,需要及時(shí)的對(duì)其進(jìn)行修理。任何電力設(shè)備如線路、母線、變壓器等都不允許在無(wú)繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行,因此,我們要嚴(yán)格的選用可靠性指標(biāo)較高的繼電保護(hù)裝置。
2.3 快速性
快速線是指在出現(xiàn)故障時(shí),繼電保護(hù)能夠及時(shí)的切斷故障設(shè)備與系統(tǒng)之間的聯(lián)系,防止故障的進(jìn)一步擴(kuò)散。此外,快速性還包括設(shè)備在出現(xiàn)故障之后能夠及時(shí)的排除故障,快速的使設(shè)備恢復(fù)正常的使用狀態(tài)。
2.4 選擇性
選擇性是指在故障發(fā)生之后,繼電保護(hù)能夠?qū)Τ霈F(xiàn)故障的位置準(zhǔn)確的判斷切除。并不是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)或者大范圍的切除。選擇性的切除能夠確保哪里有故障就將哪里切除,其他的設(shè)備還能夠正常的工作。當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí),才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、線路保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)來(lái)切除故障。
3 繼電保護(hù)自動(dòng)化策略分析
3.1 與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相結(jié)合
計(jì)算機(jī)軟件的使用能夠有效的提高繼電保護(hù)自動(dòng)化的能力,在實(shí)際的工作中,繼電保護(hù)要想真正的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化就必須與先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行充分的融合,這樣不僅能夠?qū)崿F(xiàn)電路的基本保護(hù)功能,提高清除故障的能力,還能夠提高繼電保護(hù)的綜合水平。隨著計(jì)算機(jī)向著微型化、高存儲(chǔ)量與高速處理數(shù)據(jù)方向的發(fā)展,繼電保護(hù)的自動(dòng)化已經(jīng)離越來(lái)越不開(kāi)計(jì)算機(jī)。
3.2 控制、檢測(cè)、保護(hù)數(shù)據(jù)通信一體化
繼電保護(hù)是一個(gè)包含多方面工作的設(shè)備,電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置不但可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的各種停息和數(shù)據(jù),還可以將它所獲得的被保護(hù)元件的任何數(shù)據(jù)以及信息傳送給網(wǎng)絡(luò)控制終端。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,將控制、檢測(cè)、保護(hù)數(shù)據(jù)通信一體化能夠有效的提高繼電保護(hù)的效率,這也是未來(lái)繼電保護(hù)自動(dòng)化需要研究的方向。
將保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化的計(jì)算機(jī)裝置就地安裝在保護(hù)設(shè)備的旁邊,將保護(hù)設(shè)備中所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析,通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送到電腦主控室,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)和對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的故障進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和控制。實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化、計(jì)算機(jī)化和智能化,繼電保護(hù)裝置就相當(dāng)于是一套多功能的、高性能的 PC機(jī),是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的智能終端控制和監(jiān)督平臺(tái),因此,每一個(gè)保護(hù)裝置都可以直接從網(wǎng)上獲取系統(tǒng)運(yùn)行中的故障和信息數(shù)據(jù),并且將這些數(shù)據(jù)和信息從送到網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心和其它保護(hù)裝置系統(tǒng)中去。
3.3 智能化
人工智能技術(shù)與繼電保護(hù)相結(jié)合,在一定程度上能加快電力系統(tǒng)的計(jì)算速度。人工智能網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是運(yùn)用一種非線性映射的方法,在很多難以列出方程式的復(fù)雜的非線性問(wèn)題上利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法,解開(kāi)這些線性問(wèn)題十分簡(jiǎn)單。其中如遺法算法、模糊邏輯和進(jìn)程規(guī)劃等在求解復(fù)雜問(wèn)題的能力上也都有其獨(dú)特的方法,因此人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的自動(dòng)化技術(shù)上發(fā)揮著重要作用,為繼電保護(hù)技術(shù)中一些常規(guī)方法難以解決問(wèn)題提出了確實(shí)可行的辦法。
3.4網(wǎng)絡(luò)化
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)大的通信手段,影響著各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。繼電保護(hù)的作用指是切除和預(yù)防故障,縮小故障帶來(lái)的損耗,幾點(diǎn)保護(hù)裝置在處理故障信息時(shí),受到的故障信息數(shù)據(jù)越多,對(duì)故障的性質(zhì)、位置及和故障位置的距離才能判斷的更準(zhǔn)確,這是相對(duì)于一般非系統(tǒng)保護(hù)下,實(shí)施保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的最大好處。在實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)化后,繼電保護(hù)能根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行方式和故障數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析,自動(dòng)生成保護(hù)原理和規(guī)律,從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的自適聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,提高保護(hù)的可靠性與準(zhǔn)確性。微機(jī)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)化在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)上可以大大提高保護(hù)設(shè)置的性能與可靠度,實(shí)現(xiàn)這種微機(jī)保護(hù)的條件就是將全系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備的保護(hù)裝置用PC機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接,從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)主要設(shè)備間的數(shù)據(jù)共享和分析比較,用這種保護(hù)網(wǎng)絡(luò)化對(duì)電力系統(tǒng)的幾點(diǎn)保護(hù)進(jìn)行自動(dòng)化管理和監(jiān)督。
4 結(jié)語(yǔ)
繼電系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展的實(shí)現(xiàn)在保護(hù)裝置性能的同時(shí),也大大提高了裝置的可行性,降低故障對(duì)保護(hù)裝置的損壞度。在社會(huì)日益進(jìn)步的今天,我們要充分的利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)幾點(diǎn)保護(hù)裝置的自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)行改革和創(chuàng)新,通過(guò)對(duì)故障數(shù)據(jù)的分析和實(shí)際工作中的實(shí)踐,利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)中強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力、運(yùn)行能力和匹配能力來(lái)推進(jìn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化的建設(shè)與發(fā)展,提升電力系統(tǒng)保護(hù)裝置的質(zhì)量和對(duì)故障處理能力的準(zhǔn)確性能。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】:電力生產(chǎn) 電網(wǎng) 繼電保護(hù) 自動(dòng)化技術(shù) 應(yīng)用
在計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信和自動(dòng)化技術(shù)的推動(dòng)下,電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)也取得了很大的發(fā)展。而且在電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展歷程中,以微電子、計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)為核心的信息化技術(shù),成為了繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的核心。并且從國(guó)際國(guó)內(nèi)發(fā)展形勢(shì)來(lái)看,繼電保護(hù)裝置的未來(lái)趨勢(shì),依然是集成計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、智能與保護(hù)、控制、測(cè)量等一體化,并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。因此,加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化的研究成為促進(jìn)電力行業(yè)不斷發(fā)展動(dòng)力。
一、繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的簡(jiǎn)述
電力系統(tǒng)作為一個(gè)全面、綜合工作的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),需要專門的保護(hù)裝置與專業(yè)的技術(shù)人員確保其安全工作,而繼電保護(hù)的最基本職能就是在電力系統(tǒng)運(yùn)行不夠穩(wěn)定或出現(xiàn)一些故障時(shí)實(shí)施有效的保護(hù)措施,將故障帶來(lái)的損失降到最低,防止電力系統(tǒng)的進(jìn)一步惡化。
繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)施保護(hù)措施時(shí)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1、當(dāng)運(yùn)行中的電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),繼電保護(hù)就會(huì)迅速的做出保護(hù)措施,將出現(xiàn)故障的零件或者設(shè)備與整個(gè)系統(tǒng)隔離,這樣能夠防止故障對(duì)其他的設(shè)備或整個(gè)電力系統(tǒng)帶來(lái)影響,避免故障的進(jìn)一步擴(kuò)散,將故障造成的損失降到最低。
2、當(dāng)故障已經(jīng)發(fā)生時(shí),繼電保護(hù)裝置就會(huì)迅速的發(fā)出報(bào)警信號(hào),提醒工作人員及時(shí)的對(duì)設(shè)備進(jìn)行修理。當(dāng)故障發(fā)生較為嚴(yán)重時(shí),我們要停止整個(gè)電力系統(tǒng)的工作,對(duì)其進(jìn)行一次全面的檢查,對(duì)于存在安全隱患的設(shè)備或零件盡快的更換,確保整個(gè)電力系統(tǒng)安全的運(yùn)行,為客戶提供高質(zhì)量的電能。
3、當(dāng)設(shè)施設(shè)備和電力系統(tǒng)發(fā)生的故障比較嚴(yán)重時(shí),已經(jīng)威脅到電網(wǎng)的安全或者已經(jīng)損壞了電力系統(tǒng)的安全設(shè)施設(shè)備時(shí),繼電保護(hù)的自動(dòng)化裝置就會(huì)發(fā)揮它的功能和作用,盡量減少損壞或者威脅的程度,盡量避免更大面積的災(zāi)害發(fā)生,繼電保護(hù)的自動(dòng)化裝置,能夠減弱電力系統(tǒng)被破壞的程度和損壞電力系統(tǒng)給安全供電造成的影響。
二、繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
1、實(shí)現(xiàn)對(duì)各種復(fù)雜故障的準(zhǔn)確故障定位
目前的保護(hù)和故障錄波器的故障測(cè)距算法,一般分為故障分析法和行波法兩類。第一,故障分析法如果想要準(zhǔn)確進(jìn)行故障定位,必須得到故障前線路兩端綜合阻抗、相鄰線運(yùn)行方式、與相鄰線的互感等信息,很顯然,僅利用保護(hù)或故障錄波器自己采集的數(shù)據(jù),很難實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的故障定位;第二,行波法由于存在行波信號(hào)的提取和故障產(chǎn)生行波的不確定性等問(wèn)題而難以在電力生產(chǎn)中得到較好的運(yùn)用。另外,對(duì)于比較復(fù)雜的故障,比如跨線異名相故障,單端分析手段已經(jīng)無(wú)法正確判斷故障性質(zhì)和故障距離,因此,往往出現(xiàn)誤報(bào)。
2、實(shí)現(xiàn)對(duì)事故分析及恢復(fù)的繼電保護(hù)輔助決策
傳統(tǒng)的事故分析由人完成,受經(jīng)驗(yàn)和水平的影響,易出現(xiàn)偏差。由于電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)搜集了故障前后系統(tǒng)一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和變電站保護(hù)和故錄的故障報(bào)告,可以綜合線路兩端保護(hù)動(dòng)作信息及同一端的其它保護(hù)動(dòng)作信息進(jìn)行模糊分析,并依靠保護(hù)和故錄的采樣數(shù)據(jù)精確計(jì)算,從而能夠迅速準(zhǔn)確的做出判斷,實(shí)現(xiàn)事故恢復(fù)的繼電保護(hù)輔助決策。
3、實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的自適應(yīng)
由于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)以預(yù)先整定、實(shí)時(shí)動(dòng)作為特征,那么面對(duì)電網(wǎng)繼電保護(hù)整定計(jì)算的復(fù)雜性,保護(hù)定值必須適應(yīng)所有可能出現(xiàn)的運(yùn)行方式的變化。只要在調(diào)度端的服務(wù)器安裝故障計(jì)算及繼電保護(hù)定值綜合分析程序,依靠從EMS系統(tǒng)獲得的系統(tǒng)一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),就可以迅速準(zhǔn)確的判斷出當(dāng)前繼電保護(hù)裝置整定值的可靠性,電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可以徹底改變這種局面;另外,為提高可靠性,保護(hù)定值的自適應(yīng)可與調(diào)度系統(tǒng)的檢修申請(qǐng)相結(jié)合。即當(dāng)電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)從調(diào)度管理系統(tǒng)獲得計(jì)劃?rùn)z修工作申請(qǐng)后,通過(guò)計(jì)算分析,事先安排定值的調(diào)整,并做相應(yīng)的事故預(yù)想(如在檢修基礎(chǔ)上再發(fā)生故障時(shí)保護(hù)的配合關(guān)系計(jì)算),從而大大提高系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的效能和安全水平。
三、繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢(shì)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及信息技術(shù)的快速發(fā)展,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置面臨著新的發(fā)展趨勢(shì),繼電保護(hù)裝置計(jì)算機(jī)化將會(huì)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展向智能化,網(wǎng)絡(luò)化,保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展,將會(huì)極大的成都的提高繼電保護(hù)裝置及其技術(shù)的自動(dòng)化水平,以促進(jìn)電力系統(tǒng)更加的安全可靠的運(yùn)行,真正實(shí)現(xiàn)安全高效的運(yùn)行,為電力企業(yè)和國(guó)家創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
1、智能化趨勢(shì)
人工智能網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是運(yùn)用一種非線性映射的方法,在很多難以列出方程式的復(fù)雜的非線性問(wèn)題上利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法,解開(kāi)這些線性問(wèn)題十分簡(jiǎn)單,其中如遺法算法、模糊邏輯和進(jìn)程規(guī)劃等在求解復(fù)雜問(wèn)題的能力上也都有其獨(dú)特的方法。因此,將人工智能技術(shù)與繼電保護(hù)相結(jié)合,在一定程度上能加快電力系統(tǒng)的計(jì)算速度;另外,人工智能技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的自動(dòng)化技術(shù)上發(fā)揮著重要作用,為繼電保護(hù)技術(shù)中一些常規(guī)方法難以解決問(wèn)題提出了確實(shí)可行的辦法。
2、計(jì)算機(jī)化趨勢(shì)
繼電保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)化和微機(jī)化是電力系統(tǒng)發(fā)展的總趨勢(shì),在滿足電力系統(tǒng)要求的前提下,企業(yè)應(yīng)該在考慮經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的同時(shí),思考如何提高繼電保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)化和微機(jī)化,從而提高繼電保護(hù)的可靠性。
隨著電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的要求不斷提高,除了基本的保護(hù)職能外,還需要對(duì)故障信息和數(shù)據(jù)的整理和存儲(chǔ)。強(qiáng)大的通訊能力和快速的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)以及保護(hù)裝置與其他控制裝置和調(diào)度設(shè)備的信息需要數(shù)據(jù)信息和網(wǎng)絡(luò)資源聯(lián)網(wǎng),這就要求繼電保護(hù)裝置不僅僅是保護(hù)還要具備計(jì)算機(jī)的功能。
3、網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)
在實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)化后,繼電保護(hù)能根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行方式和故障數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析,自動(dòng)生成保護(hù)原理和規(guī)律,從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的自適聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,提高保護(hù)的可靠性與準(zhǔn)確性。微機(jī)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)化在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)上可以大大提高保護(hù)設(shè)置的性能與可靠度,實(shí)現(xiàn)這種微機(jī)保護(hù)的條件就是將全系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備的保護(hù)裝置用PC機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接,從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)主要設(shè)備間的數(shù)據(jù)共享和分析比較,用這種保護(hù)網(wǎng)絡(luò)化對(duì)電力系統(tǒng)的幾點(diǎn)保護(hù)進(jìn)行自動(dòng)化管理和監(jiān)督。
4、保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化趨勢(shì)
實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化、計(jì)算機(jī)化和智能化,繼電保護(hù)裝置就相當(dāng)于是一套多功能的、高性能的PC機(jī),是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的智能終端控制和監(jiān)督平臺(tái),即將保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化的計(jì)算機(jī)裝置就地安裝在保護(hù)設(shè)備的旁邊,將保護(hù)設(shè)備中所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析,通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送到電腦主控室,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)和對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的故障進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和控制。
四、總結(jié)
綜上所述,在社會(huì)日益進(jìn)步的今天,我們只有充分利用科技的發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行改革和創(chuàng)新,并結(jié)合實(shí)踐,提高繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用,以及電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性,從而為人們創(chuàng)建一個(gè)安全的用電環(huán)境,與此同時(shí)推進(jìn)繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)逐步向著智能化、計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、一體化的方向發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]馬慶華.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的自動(dòng)化研究[J]電子科技,2011.
[2]蒼洪途,任麗茹.電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究[J]吉林電力,2005,(01).
關(guān)鍵詞:繼電保護(hù)裝置 防干擾技術(shù) 火電廠
中圖分類號(hào):TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2017)03(a)-0061-02
進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái),國(guó)內(nèi)電力行業(yè)發(fā)展迅速,火電廠也有很大發(fā)展,但是火電廠在實(shí)際運(yùn)行時(shí)還存在很多問(wèn)題,這些問(wèn)題對(duì)火電廠的正常運(yùn)行有很大影響,繼電保護(hù)裝置遇到的干擾問(wèn)題就是比較突出的一個(gè)。當(dāng)前,繼電保護(hù)裝置一般由3個(gè)部分構(gòu)成:第一,測(cè)量比較,這一部分主要的功能就是對(duì)保護(hù)裝置啟動(dòng)時(shí)能夠進(jìn)行相應(yīng)的判斷。第二,邏輯判斷,這一部分主要的功能是對(duì)測(cè)量比較部分最終得到的測(cè)量邏輯情況進(jìn)行有效的整合,進(jìn)而可以使繼電保護(hù)裝置在發(fā)出相應(yīng)信號(hào)或者跳閘時(shí),按照相應(yīng)邏輯的關(guān)系進(jìn)行判定,保證命令可以順利傳達(dá)至執(zhí)行輸出部分。第三,執(zhí)行輸出,這一部分主要的功能是保證保護(hù)任務(wù)能夠順利的完成。下面按照當(dāng)前情況下,對(duì)火電廠內(nèi)繼電保護(hù)裝置受到的干擾因素進(jìn)行分析。
1 繼電保護(hù)裝置簡(jiǎn)述
(1)繼電保護(hù)裝置的作用?;痣姀S內(nèi)繼電保護(hù)裝置主要的作用有以下幾個(gè)方面:第一,這種裝置是保證火電廠內(nèi)電力系統(tǒng)安全正常運(yùn)行的必要條件。第二,繼電保護(hù)裝置能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)實(shí)際的運(yùn)行情況進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題,有助于故障的解決。第三,可及時(shí)地發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)故障的位置,然后進(jìn)行準(zhǔn)確判斷,有助于制定相應(yīng)措施進(jìn)行解決,保證火電廠正常、穩(wěn)定運(yùn)行。
(2)繼電保護(hù)裝置要求。第一,可靠選擇性的要求,這一要求主要指繼電保護(hù)裝置必須可靠,其質(zhì)量需要得到保證,對(duì)火電廠進(jìn)行運(yùn)行和維護(hù)方面也要有要較高的可靠性。只有滿足這一要求,才能夠保證對(duì)電力系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)的故障進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷,這樣就能夠使相關(guān)人員不必花費(fèi)太多時(shí)間與人力尋找出現(xiàn)的故障,在很大程度上使工作效率得到提高。第二,靈敏性的要求,這一要求主要指繼電保護(hù)裝置需要具備快速反應(yīng)能力,也就是說(shuō),繼電保護(hù)裝置在自身保護(hù)的范圍中,能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)各種不正常的現(xiàn)象,然后對(duì)工作人員提供幫助,使得故障和問(wèn)題得到及時(shí)解決。
2 干擾繼電保護(hù)裝置正常運(yùn)行的因素分析
因?yàn)榛痣姀S本身具備不同的特點(diǎn),繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行時(shí),很容易就會(huì)受到來(lái)自火電廠本身存在的各種高強(qiáng)度電磁場(chǎng)的影響,這些磁場(chǎng)對(duì)繼電保護(hù)裝置正常的工作有著直接的威脅,而且繼電保護(hù)裝置本來(lái)就容易因?yàn)橥饨缫蛩氐母蓴_而使其主導(dǎo)作用和功能受到影響。所以,如何使繼電保護(hù)裝置免受外界環(huán)境的干擾就是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。
在火電廠電力系統(tǒng)中,從不同角度出發(fā),磁場(chǎng)這一干擾產(chǎn)生的原因也有很大不同,比如:按照磁場(chǎng)來(lái)源能夠分成兩種:第一,火電廠電力系統(tǒng)外部的磁場(chǎng)干擾,主要是火電廠外部系統(tǒng)之外磁場(chǎng)帶來(lái)的干擾,比如:打雷就會(huì)對(duì)設(shè)備裝置帶來(lái)很大的破壞,而且還會(huì)帶來(lái)很強(qiáng)大的輻射電磁波,這就會(huì)造成強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生干擾,還有一些人為使用的各種通信設(shè)備,也會(huì)帶來(lái)磁場(chǎng)的干擾。第二,火電廠電力系統(tǒng)內(nèi)部的磁場(chǎng)所帶來(lái)的干擾。主要指火電廠整體的系統(tǒng)和設(shè)備在進(jìn)行運(yùn)行時(shí),某些電磁設(shè)備或者元件由于電力的強(qiáng)度出現(xiàn)變化,而造成電磁波的反射,進(jìn)而帶來(lái)干擾,按照干擾的方式也能夠分成兩種:第一,自然性干擾。第二,人為性干擾。
(1)高頻和輻射干擾。這種干擾主要指高壓隔離斷路器或者開(kāi)關(guān)在調(diào)整的時(shí)候,因?yàn)閺?qiáng)磁場(chǎng)影響而造成電弧的閃絡(luò),電弧在經(jīng)過(guò)互相作用后,會(huì)產(chǎn)生一定電壓的差值,然后出現(xiàn)高頻電流,高頻電流也會(huì)因?yàn)樗矔r(shí)電流變化而在四周產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁場(chǎng),這就會(huì)使火電廠的電力系統(tǒng)在開(kāi)展二次回路時(shí),對(duì)設(shè)備帶來(lái)系統(tǒng)內(nèi)電磁波的干擾。而且,雖然繼電器能夠?qū)﹄姶挪ㄝ椛溆幸欢ǜ綦x的作用,但是如果干擾電磁波的頻率與實(shí)際強(qiáng)度較高時(shí),繼電保護(hù)裝置就難以進(jìn)行隔斷和識(shí)別。此外,接收的線路也可能因?yàn)殡娏鞯念l次波動(dòng)出現(xiàn)衰減震蕩的電磁波,這就容易使繼電保護(hù)裝置可能出現(xiàn)漏斷等現(xiàn)象。
(2)靜電的干擾。一般情況下,任何設(shè)備和物質(zhì)都表現(xiàn)電中性,如果環(huán)境太干燥或者動(dòng)物的毛皮在受到摩擦?xí)r,就會(huì)在人的袖口或者衣物中產(chǎn)生靜電,這樣,如果有人在操作火電廠的繼電保護(hù)裝置時(shí),就很可能把自身攜帶的靜電傳輸至設(shè)備內(nèi),放點(diǎn)的瞬間或許就會(huì)帶來(lái)較高強(qiáng)度的電流,然后使周圍的磁場(chǎng)出現(xiàn)很大的變化。造成繼電保護(hù)裝置設(shè)備無(wú)法正常進(jìn)行工作。因?yàn)闄C(jī)電保護(hù)裝置通常由絕緣材料來(lái)包裹,這樣其接收電荷就會(huì)對(duì)繼電器其他保護(hù)斷路的元件帶來(lái)破壞,在靜電場(chǎng)的放電作用下,使電荷不斷積累,然后釋放出大量熱量,使其他繼電器的零部件受到損壞。
3 防干擾技術(shù)在火電廠繼電保護(hù)裝置中的具體應(yīng)用
(1)提供等電位的平臺(tái)。如果火電廠內(nèi)繼電保護(hù)裝置處于一種比較集中的狀態(tài),就會(huì)構(gòu)造一個(gè)等電位面,然后形成一個(gè)等電位的平臺(tái),接著把等電位面與網(wǎng)上某一點(diǎn)間開(kāi)展有效連接,進(jìn)而使等電位面電位會(huì)隨地網(wǎng)的電位浮動(dòng)而發(fā)生變化,這種方法可以使繼電保護(hù)裝置防止竄入地表和地網(wǎng)電位差進(jìn)而使干擾得到有效避免。從當(dāng)前實(shí)際狀況出發(fā),等電位連接平臺(tái)一般借助以下方式來(lái)組建:第一,全部保護(hù)屏銅排需要按照焊接方法,使其首位相B接。第二,能夠借助電纜來(lái)制作一個(gè)銅排框架,接著把這個(gè)框架和所有保護(hù)屏的接地銅排開(kāi)展有效連接(見(jiàn)圖1)。
(2)保護(hù)裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。近些年,對(duì)著國(guó)內(nèi)科技的不斷創(chuàng)新和發(fā)展,使更多的科技不斷地在市場(chǎng)內(nèi)得到應(yīng)用,特別是診斷、電腦和通信等方面上科技有了很大的發(fā)展,這就使很多企業(yè)已經(jīng)使用狀態(tài)檢修來(lái)取代傳統(tǒng)定期檢修的方法。在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用的范圍也越來(lái)越廣,已經(jīng)成為火電廠內(nèi)繼電保護(hù)裝置未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì),因此,需要相關(guān)人員,以現(xiàn)有的檢測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ),逐漸對(duì)在線檢測(cè)進(jìn)行引進(jìn),然后使其能夠在線驗(yàn)收各種設(shè)備。這里需要相關(guān)人員不斷地對(duì)各種先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí),熟練地掌握各種在線監(jiān)測(cè)的原理和方法,進(jìn)而使在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在繼電保護(hù)裝置內(nèi)發(fā)揮應(yīng)有的價(jià)值和作用。
(3)繼電保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)化與智能化??萍嫉母母锱c創(chuàng)新,使得人工智能技術(shù)不斷發(fā)展,在很多行業(yè)中都得到了廣泛應(yīng)用,近些年也逐漸引入了火電廠系統(tǒng)內(nèi),發(fā)揮著重要作用。所以,繼電保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化與智能化也愈發(fā)重要。比如:在火電廠內(nèi),所有繼電保護(hù)裝置就是其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)內(nèi)的終端,如果繼電保護(hù)裝置內(nèi)最新的信息想在第一時(shí)間傳輸?shù)较嚓P(guān)的服務(wù)器內(nèi),就需要借助光通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn),服務(wù)器主要的作用就是借助軟件對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況開(kāi)展實(shí)時(shí)分析,及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題,并對(duì)故障開(kāi)展邏輯性判斷與分析,進(jìn)而防止保護(hù)裝置可能出現(xiàn)的誤動(dòng)現(xiàn)象。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,防干擾技術(shù)在火電廠繼電保護(hù)裝置內(nèi)有重要作用,需要引起相關(guān)人員的重視,不斷地對(duì)防干擾技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)與完善,切實(shí)發(fā)揮其作用,進(jìn)而促使火電廠電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行,促進(jìn)社會(huì)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 楊其勇.火電廠繼電保護(hù)系裝置應(yīng)用中的防干擾技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程,2015(24):42.
[關(guān)鍵詞]TA兩點(diǎn)接地 定量分析 誤動(dòng)
中圖分類號(hào):TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2014)37-0057-01
引言
電流二次回路上有且只能有一點(diǎn)接地,其原因是為了人身和二次設(shè)備的安全,另外就是為了防止保護(hù)誤動(dòng)。如果二次回路沒(méi)有接地點(diǎn),接在電流互感器一次側(cè)的高壓電壓,將通過(guò)互感器一、二次線圈間的分布電容和二次回路的對(duì)地電容形成分壓,將高電壓引入二次回路,其值取決于二次回路對(duì)地電容的大小。如果互感器二次回路有了接地點(diǎn),則二次回路對(duì)地電容將為零,從而達(dá)到了保證安全的目的。在電流二次回路中,如果正好在繼電器電流線圈的兩側(cè)都有接地點(diǎn),一方面兩接地點(diǎn)和地所構(gòu)成的并聯(lián)回路,會(huì)短路電流線圈,使通過(guò)電流線圈的電流大為減少。此外,在發(fā)生接地故障時(shí),兩接地點(diǎn)間的工頻地電位差將在電流 線圈中產(chǎn)生極大的額外電流。這兩種原因的綜合效果,將使通過(guò)繼電器線圈的電流,與電流互感器二次通入的故障電流有極大的差異,當(dāng)然會(huì)使得繼電器的反應(yīng)很不正常。規(guī)程規(guī)定“電流互感器二次回路只能一點(diǎn)接地”,在現(xiàn)實(shí)中,常常由于人為的接線錯(cuò)誤及電纜絕緣的老化等原因, 造成一個(gè)電氣連接的二次回路中出現(xiàn)多點(diǎn)接地的情況多有發(fā)生,以致引發(fā)保護(hù)誤動(dòng)作事故。本文以某廠發(fā)生的一起CT二次側(cè)兩點(diǎn)接地故障為例進(jìn)行分析。
1.事件簡(jiǎn)述
某電廠,#4機(jī)組額定容量60MW,出線為單元接線,2013年6月29日06:53:28:433,#4汽機(jī)發(fā)變組保護(hù)A柜報(bào)“CT斷線”,就地檢查保護(hù)裝置報(bào)警為“主變一支路CT異?!?、“主變高壓側(cè)CT異?!薄F潆姎饨泳€如圖所示:
2.分析判斷過(guò)程:
①根據(jù)機(jī)組及線路故障錄波圖,故障前機(jī)組及線路故障錄波器中各電流、電壓都沒(méi)有異常變化,并且發(fā)變組保護(hù)B柜也無(wú)任何報(bào)警,可以判定故障不是由于一次系統(tǒng)故障造成的。②由于主變高壓側(cè)A、B相電流相等,均為0.23A,幾乎沒(méi)有非周分量,C相電流較小為0.09A,可以排除回路電磁干擾的可能性。③用鉗形電流表現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量發(fā)變組保護(hù)屏A柜相應(yīng)回路端子處電流分別為A相0.23A,B相0.23A,C相0.09A,N相0.02A,接地線電流為0.12A。采樣值與保護(hù)盤柜顯示值一致。④用鉗形電流表現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量主變端子箱處相應(yīng)回路端子處電流分別為A相0.23A,B相0.23A,C相0.23A,N相0.00A,三相電流平衡。⑤由于同一回路中測(cè)得兩側(cè)數(shù)據(jù)不一致,故將報(bào)警原因定位在CT二次回路故障造成的保護(hù)報(bào)警,隨即對(duì)發(fā)變組各側(cè)電流回路進(jìn)行絕緣測(cè)試,發(fā)現(xiàn)主變高壓側(cè)C相電流絕緣為零,分相測(cè)試,是由于端子箱至保護(hù)盤柜之間C相二次電纜絕緣下降引起。⑥對(duì)比上述所測(cè)得數(shù)據(jù)分析可進(jìn)一步判斷,主變高壓側(cè)電流互感器C相二次電纜破損端在靠近發(fā)變組保護(hù)盤柜處。
3.事故原因分析
3.1 原因說(shuō)明:由于#4發(fā)變組保護(hù)A柜的主變高壓側(cè)C相電流回路保護(hù)盤處絕緣存在破損,使得C相電流回路絕緣為零,導(dǎo)致C相電流直接經(jīng)地分流,而沒(méi)有進(jìn)差動(dòng)保護(hù),引起保護(hù)裝置報(bào)“CT斷線”, “主變一支路CT異?!薄ⅰ爸髯兏邏簜?cè)CT異?!?。
3.2 定量計(jì)算
3.2.1 PCS-985變壓器差動(dòng)星角變換基本原理。RCS-985 裝置要求變壓器各側(cè)電流互感器二次均采用星形接線,其二次電流直接接入本裝置。變壓器各側(cè)TA 二次電流相位由軟件自調(diào)整。以Y/D-11的主變接線方式為例,裝置采用Y->Δ變化調(diào)整差流平衡,其校正方法如下:對(duì)于Y 側(cè)電流:
式中: 為Y 側(cè)TA 二次電流,為Y側(cè)校正后的各相電流.
Y,d11變壓器差動(dòng)保護(hù)相量圖
這樣便可補(bǔ)償Y,d11型變壓器兩側(cè)電流30°的相位差,使變壓器在正常運(yùn)行情況和外部短路時(shí),同名相兩側(cè)流入差動(dòng)臂中的二次電流保持同相位,從而減小了由于變壓器接線組別相位差形成的不平衡電流。
3.2.2 定量計(jì)算。A柜采樣數(shù)據(jù)主變高壓側(cè)=0.23A,A,A,校正后電流=0.72Ie,=0.50 Ie,=0.51 Ie,
和主變高壓側(cè)A相、B相、C相校正電流基本對(duì)應(yīng),低壓側(cè)校正電流為=0.77 Ie,=0.77 Ie,=0.77 Ie,可得=0.27Ie =0.27 Ie .此數(shù)據(jù)與保護(hù)裝置的采樣值一致。
4.防范措施
造成電流二次回路兩點(diǎn)接地的原因有很多,有的是設(shè)計(jì)與施工原因,保護(hù)屏出廠時(shí)已經(jīng)對(duì)電流端子配好接地線,施工時(shí)又重復(fù)接地。有的是電纜老化、絕緣擊穿,或是一次設(shè)備本身缺陷造成電流二次回路兩點(diǎn)接地等等。不管是什么情況造成了電流二次回路出現(xiàn)問(wèn)題。都會(huì)對(duì)我們的工作帶來(lái)不利。為減少電流二次回路兩點(diǎn)接地的幾率,提出以下幾點(diǎn)建議:①對(duì)于基建、改造的變電站, 要在投運(yùn)前由調(diào)試人員進(jìn)行電流互感器、電壓互感器二次回路接線和絕緣檢查, 并填寫記錄, 以發(fā)現(xiàn)實(shí)際可能存在的多點(diǎn)接地。進(jìn)行絕緣檢查時(shí), 不易抽查, 應(yīng)逐芯排除。對(duì)于改造、大修的部分在施工前還應(yīng)查清已有接地點(diǎn)的具置。②運(yùn)行中措施,可以在電流回路接地線上測(cè)量電流,正常情況下應(yīng)為20-40mA,如果地線的電流大于100mA,應(yīng)重點(diǎn)檢查。③重視二次回路的絕緣監(jiān)測(cè)工作,尤其要利用機(jī)組停機(jī)機(jī)會(huì),對(duì)保護(hù)裝置及二次回路進(jìn)行絕緣測(cè)試,對(duì)不滿足要求的, 及時(shí)進(jìn)行整改, 排除設(shè)備運(yùn)行中的隱患。④利用機(jī)組停機(jī)機(jī)會(huì)對(duì)保護(hù)、測(cè)量、控制電纜頭噴絕緣劑。
關(guān)鍵詞:特高壓;換流變差動(dòng)保護(hù);試驗(yàn)方法
1 換流變保護(hù)介紹
1.1 保護(hù)配置
±800kV金華換流站換流變保護(hù)為三重化配置,三套保護(hù)均采用許繼公司的SBH-101A成套保護(hù)裝置。保護(hù)以三取二原理運(yùn)行,即完成一個(gè)保護(hù)動(dòng)作至少需要三套保護(hù)系統(tǒng)中的兩套系統(tǒng)同時(shí)檢測(cè)到同一故障。換流變保護(hù)主要包括換流變差動(dòng)保護(hù)、換流變引線和換流變差動(dòng)保護(hù)、換流變零序差動(dòng)保護(hù)和后備保護(hù)及飽和保護(hù)、非電量保護(hù)。
1.2 差動(dòng)保護(hù)特點(diǎn)及保護(hù)范圍
換流變差動(dòng)保護(hù)是換流變的主保護(hù),主要用來(lái)保護(hù)換流變繞組內(nèi)部及其引出線上發(fā)生的各種相間短路故障,同時(shí)也保護(hù)換流變單相匝間層間短路故障,換流變壓器主保護(hù)由比率差動(dòng)、增量差動(dòng)、差流速斷和差流越限告警組成。由于差動(dòng)保護(hù)對(duì)保護(hù)區(qū)外故障不會(huì)動(dòng)作,因此差動(dòng)保護(hù)不需要與保護(hù)區(qū)外相鄰元件保護(hù)在動(dòng)作值和動(dòng)作時(shí)限上配合。所以在區(qū)內(nèi)故障時(shí)可以瞬時(shí)動(dòng)作。
下面以許繼公司的SBH-101A換流變成套保護(hù)裝置為例簡(jiǎn)述換流變差動(dòng)保護(hù)的構(gòu)成和保護(hù)范圍。如圖1所示。
TA1、TA2為網(wǎng)側(cè)引線1、2支路TA,TA3.1為網(wǎng)側(cè)套管角接換流變差動(dòng)TA,TA3.2為網(wǎng)側(cè)套管角接引線差動(dòng)TA,TA6.1為網(wǎng)側(cè)套管星接換流變差動(dòng)TA, TA6.2為網(wǎng)側(cè)套管星接引線差動(dòng)TA,TA4為閥星側(cè)首端套管TA,TA7為閥角側(cè)首端套管TA,TA5為套管角接外接零序TA,TA8為套管星接外接零序TA。
通過(guò)差動(dòng)原理分析并考慮TA極性的影響,得到差流平衡方程式如表1所示。
2 換流變差動(dòng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)
2.1 比率差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性
差動(dòng)保護(hù)是按比較各側(cè)電流大小和相位而構(gòu)成的一種保護(hù)[1]。比例差動(dòng)保護(hù)用來(lái)區(qū)分感受到的差流是由于內(nèi)部故障還是外部故障時(shí)引起。裝置采用初始帶制動(dòng)的變斜率比率制動(dòng), 特性曲線如圖2所示。
比率差動(dòng)作方程如下:
式中,Iop為差動(dòng)電流,Iop.0為差動(dòng)最小動(dòng)作電流整定值,Ires 為制動(dòng)電流,Ires.0為最小制動(dòng)電流整定值,S為比率制動(dòng)系數(shù)整定值,各側(cè)電流的方向都以指向變壓器為正方向。角變、星變差動(dòng)采用兩側(cè)差動(dòng),動(dòng)作方程如下:
式中:3≤K≤4,i1,i2,…ik分別為換流變壓器各側(cè)電流互感器二次側(cè)的電流。大差保護(hù)采用四側(cè)差動(dòng)[2]。
換流變?cè)谶\(yùn)行時(shí),差動(dòng)回路不可避免地存在不平衡電流,SHB-100A型保護(hù)根據(jù)換流變變比及CT變比計(jì)算換流變各側(cè)CT二次電流平衡系數(shù)并將各側(cè)CT二次電流歸算到同側(cè)進(jìn)行幅值補(bǔ)償。但換流變的TA一般裝在各側(cè)繞組上,因此原、副邊繞組電流相位相同,不需進(jìn)行相位補(bǔ)償。
2.2 比率差動(dòng)特性曲線現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)
設(shè)差動(dòng)電流起動(dòng)定值Iop.0 為0.5Ie,最小制動(dòng)電流整定值Ires.0為1Ie,比例系數(shù)S為0.5,角變差動(dòng)以網(wǎng)側(cè)為基準(zhǔn)電流。
試驗(yàn)時(shí),角變網(wǎng)側(cè)電流I1和角變閥側(cè)電流I2的同名相分別正極性接入測(cè)試儀兩相,相位相差180°。在I網(wǎng)側(cè)首端加1Ie,2Ie,相應(yīng)地在I閥側(cè)首端側(cè)加入1Ie,2Ie,使其保護(hù)無(wú)差流,然后逐漸降低I網(wǎng)側(cè)首端的輸入電流值至差動(dòng)動(dòng)作。以上述方法取3點(diǎn),數(shù)據(jù)如表2所示。
3 結(jié)束語(yǔ)
換流變差動(dòng)保護(hù)是換流變最主要的保護(hù)之一,與常規(guī)的主變差動(dòng)保護(hù)其原理一樣,主要區(qū)別在于換流變差動(dòng)分類更細(xì),且每類所取的CT電流是唯一的。
由于比率差動(dòng)保護(hù)需要識(shí)別換流變壓器的勵(lì)磁涌流和過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行狀態(tài),當(dāng)換流變內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí),不能夠快速切除故障,所以還需配置差流速斷保護(hù),用來(lái)快速切除變壓器嚴(yán)重的內(nèi)部故障[3]。當(dāng)任一相差流電流大于差動(dòng)速斷整定值時(shí)差流速斷保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作,跳開(kāi)斷路器。
參考文獻(xiàn)
[1]王維儉.電力設(shè)備繼電保護(hù)原理及應(yīng)[M].北京:中國(guó)電力出版社,1996.
[2]SBH-100A系列流變壓器保護(hù)裝置技術(shù)說(shuō)明書[Z].許昌:許繼直流公司.
[3]國(guó)家電力調(diào)度通訊中心.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問(wèn)答(第二版)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2000.
發(fā)電機(jī)組是由無(wú)刷勵(lì)磁機(jī)和發(fā)電主機(jī)、蒸汽機(jī)組成。發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行和電能質(zhì)量起著決定性的作用,同時(shí)發(fā)電機(jī)也是貴重的電器設(shè)備。因此裝設(shè)性能完善的繼電保護(hù)裝置是非常必要的。
下面我們淺談一下發(fā)電機(jī)的保護(hù)常識(shí):
一?故障類型及不正常運(yùn)行狀態(tài)
1?故障類型包括定子繞組相間短路,單相匝間短路,單相接地,轉(zhuǎn)子一點(diǎn)兩點(diǎn)接地,和勵(lì)磁回路電流消失和故障。
2?不正常運(yùn)行狀態(tài)有:外部短路引起定子過(guò)電流,負(fù)荷超過(guò)發(fā)電機(jī)額定容量引起的過(guò)負(fù)荷,和不對(duì)稱負(fù)荷引起的發(fā)電機(jī)負(fù)序過(guò)電流,過(guò)負(fù)荷。由于突然甩負(fù)荷引起的定子過(guò)電壓,由勵(lì)磁故障引起的轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷和主蒸汽門關(guān)閉引起的逆功率等。
二?采用的保護(hù)
1?發(fā)電機(jī)矢磁保護(hù):矢磁保護(hù)作為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流異常下降或完全消失的矢磁故障保護(hù)由整定值自動(dòng)隨有功功率變化的勵(lì)磁低電壓UFD(P),系統(tǒng)低電壓,靜穩(wěn)阻抗,TV斷線等判據(jù)構(gòu)成,分別作用于發(fā)信號(hào)和解列滅磁。勵(lì)磁低電壓判據(jù)和靜穩(wěn)阻抗判據(jù)均與靜穩(wěn)邊界有關(guān)可檢測(cè)發(fā)電機(jī)是否矢磁而失去靜態(tài)穩(wěn)定。靜態(tài)阻抗判據(jù)在矢磁后靜穩(wěn)邊界時(shí)動(dòng)作。
2?發(fā)電機(jī)過(guò)磁保護(hù):過(guò)磁保護(hù)是反應(yīng)發(fā)電機(jī)因發(fā)電機(jī)頻率降低或電壓過(guò)高引起鐵芯工作磁密度過(guò)高的保護(hù)
3?發(fā)電機(jī)定子保護(hù)(接地,匝間)定子接地保護(hù)是電機(jī)定子單相接地故障保護(hù)由基波零序電壓和三次諧波電壓組成。匝間保護(hù)由縱向零序電壓和故障負(fù)序方向判據(jù)構(gòu)成,設(shè)置PT斷線閉鎖措施作為發(fā)電機(jī)內(nèi)部匝間保護(hù)。
4?發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn),兩點(diǎn)接地保護(hù):用于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路一點(diǎn)接地輪流檢測(cè)采樣回路正負(fù)極對(duì)地電壓,實(shí)時(shí)計(jì)算轉(zhuǎn)子接地電阻動(dòng)作于信號(hào)。
5?發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù):發(fā)電機(jī)主回路主要保護(hù),是電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)本身相間短路引起的過(guò)電流保護(hù)
6?發(fā)電機(jī)過(guò)負(fù)荷保護(hù):分定時(shí)限和反時(shí)限,反應(yīng)發(fā)電機(jī)承受負(fù)荷電流的能力和發(fā)動(dòng)機(jī)定子的積熱程度的保護(hù)
7?發(fā)電機(jī)低頻保護(hù):反應(yīng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)頻率降低對(duì)汽輪機(jī)影響積累的保護(hù)。
8?復(fù)合電壓記憶過(guò)電流:是發(fā)電機(jī)電壓PT和CT過(guò)電流的復(fù)合判據(jù),采用記憶方式保護(hù)發(fā)電機(jī)過(guò)電流。
三? 配置方案
我們根據(jù)以上發(fā)電機(jī)的故障類型和故障運(yùn)行狀態(tài)在嚴(yán)格執(zhí)行保護(hù)規(guī)程等條件,選用功能齊全、價(jià)格居中的南京鈦能電氣有限公司的自動(dòng)化的綜合保護(hù)裝置。NAS-928系列數(shù)字式發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置是專用200MW以下的中、小型汽輪發(fā)電機(jī),水輪發(fā)電機(jī)的成套保護(hù)裝置。符合我國(guó)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) GB14285-2006 《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》。
1?發(fā)電機(jī)主保護(hù):南京鈦能的發(fā)電機(jī)保護(hù)TDR928G。實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)和定子接地保護(hù)。
2?發(fā)電機(jī)的其他保護(hù):南京鈦能的發(fā)電機(jī)后備保護(hù)TDR928B。和綜合保護(hù)器TDR931實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)矢磁保護(hù),復(fù)合電壓記憶過(guò)流,發(fā)電機(jī)過(guò)電壓,定子過(guò)負(fù)荷,逆功率保護(hù)。一點(diǎn)及兩點(diǎn)接地。
四?調(diào)試過(guò)程中問(wèn)題分析。(差動(dòng)保護(hù)NAS-928 G為例)
NAS-928系列保護(hù)操作界面、功能使用相對(duì)比較簡(jiǎn)單容易學(xué)習(xí)和掌握。差動(dòng)保護(hù)是發(fā)電機(jī)組主保護(hù)中的重中之重,所以,下面簡(jiǎn)述一下用機(jī)組短路實(shí)驗(yàn),來(lái)驗(yàn)證差動(dòng)保護(hù)回路在現(xiàn)實(shí)操作中的應(yīng)用。
機(jī)組短路試驗(yàn)是在發(fā)電機(jī)出口處斷開(kāi),并用短路母線進(jìn)行三相短路連接。并在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路加入一定勵(lì)磁電壓,模擬發(fā)電機(jī)運(yùn)行的電流實(shí)驗(yàn)。是檢測(cè)發(fā)電機(jī)所用保護(hù)回路和儀表回路是否開(kāi)路,定子線圈短路,驗(yàn)證保護(hù)差動(dòng)接線及極性的正確性。同時(shí)錄制發(fā)電機(jī)三相短路特性試驗(yàn)。
發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)要求發(fā)電機(jī)兩側(cè)電流反極性接入(即相位差180)在升流過(guò)程中,發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。根據(jù)裝置錄波功能,可以分析CT極性。如圖4?1所示;和圖4?2所示;
圖4?1 發(fā)電機(jī)主回路差動(dòng)接線原理
我們?cè)O(shè)定IA IB IC 為發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)2CT三相電流。Ia Ib Ic 為發(fā)電機(jī)機(jī)端1CT電流,繼電器平衡電流Ibp,制動(dòng)電流Izd,比率系數(shù)Ik,動(dòng)作電流Id。
首先分析:當(dāng)發(fā)電機(jī)A相機(jī)端電流和中性點(diǎn)流經(jīng)電流??床僮鹘缑骐娏飨辔伙@示,如果其相位一致,并沒(méi)有按反極性接入,因此可以判斷極性接入錯(cuò)誤。若發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)2CT有按反極性接入則發(fā)電機(jī)機(jī)端電流和中性點(diǎn)電流方向相位不一致。B相發(fā)電機(jī)端電流和中性點(diǎn)2CT電流相位一致,也判斷極性接入錯(cuò)誤,反之正確。C相亦如此。
如果保護(hù)裝置檢測(cè)顯示發(fā)現(xiàn)流入保護(hù)裝置的1CT的 A相電流比中性點(diǎn)2CT的A相電流滯后120度。流入發(fā)電機(jī)機(jī)端的1CT電流C相比流入中性點(diǎn)2CT電流C相電流超前120度。觀察發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)2CT的A相電流與機(jī)端1CT的C相電流相位一致,中性點(diǎn)2CT的C相電流與機(jī)端1CT的A相電流相位一致。通過(guò)極性檢查發(fā)現(xiàn)中性點(diǎn)端2CT的 A相同名端和C相同名端標(biāo)注錯(cuò)誤,A相同名端實(shí)際是C相同名端。C相同名端是A相同名端。
工作原理見(jiàn)圖4?3、圖4?4所示。由于A,C 同名端標(biāo)注錯(cuò)誤同時(shí)亦未按反極性接入發(fā)電機(jī)兩端CT接線。導(dǎo)致保護(hù)裝置內(nèi)部形成了差流,Id=IA-Ia.Ibp
比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)防止差動(dòng)保護(hù)在外部短路時(shí)有很大穿越電流使CT誤差增大時(shí)誤動(dòng)作的保護(hù)。當(dāng)IA>Izd, Id>Ibp+(IA-Izd)*Ik時(shí)保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)IAIbp時(shí)保護(hù)動(dòng)作。
圖4?2 發(fā)電機(jī)差動(dòng)接線原理圖
圖4?3 比率制動(dòng)式縱差保護(hù)原理接線
圖 4?4 比率制動(dòng)式差動(dòng)特性曲線
中圖分類號(hào):U223文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
1、直流牽引饋線保護(hù)配置概述
目前, 我國(guó)城市軌道交通建設(shè)正處于大力發(fā)展階段。我國(guó)現(xiàn)有及在建設(shè)的地鐵多數(shù)采用直流牽引供電系統(tǒng)。
較傳統(tǒng)的直流饋線保護(hù)主要使用:1判斷電流量的速斷保護(hù)及定時(shí)限過(guò)流保護(hù)進(jìn)行近端故障保護(hù),判斷電流變化量的ΔI及變化速率的di/dt保護(hù)作為中遠(yuǎn)端故障保護(hù);另外還有雙邊聯(lián)跳、接觸網(wǎng)熱過(guò)負(fù)荷保護(hù)、框架保護(hù)等等。
在實(shí)際城軌牽引供電系統(tǒng)中,繼電保護(hù)配置要求在故障發(fā)生時(shí),需準(zhǔn)確快速地切斷故障,保護(hù)列車的設(shè)備安全及乘客的人身安全。同時(shí),牽引變電所內(nèi)的饋線斷路器的保護(hù)配置應(yīng)與列車上的斷路器的保護(hù)配置相匹配。當(dāng)機(jī)車發(fā)生內(nèi)部故障時(shí),車上斷路器保護(hù)應(yīng)首先啟動(dòng),切斷故障列車的故障,這樣可以保證不擴(kuò)大故障影響范圍及不影響接觸網(wǎng)/軌向非故障列車的正常供電,降低對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響。
同時(shí),面對(duì)城軌交通行車密度的增大及列車組數(shù)量的增多的情況,往往列車啟動(dòng)電流會(huì)比低密度行車大很多,甚至達(dá)到才觸發(fā)保護(hù)誤動(dòng)的情況。本文結(jié)合城市軌道交通直流供電系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況,從實(shí)用的角度出發(fā),建立了雙邊直流饋線保護(hù)的電路模型和數(shù)學(xué)模型, 詳細(xì)研究了中遠(yuǎn)端d i / d t保護(hù)。同時(shí),就如何區(qū)分機(jī)車起動(dòng)電流和遠(yuǎn)端故障電流這一難點(diǎn)進(jìn)行了分析,討論了近年的新型保護(hù)配置方案。
2、di/dt 保護(hù)研究
2.1 di/dt 保護(hù)原理
di/dt 保護(hù)是通過(guò)計(jì)算比較電流上升率di/dttrip、持續(xù)時(shí)間Tm而實(shí)現(xiàn)的。原理過(guò)程簡(jiǎn)述如下:當(dāng) di/dt >di/dttrip時(shí), 保護(hù)啟動(dòng),計(jì)時(shí)器開(kāi)始累加;在tduration< Tm的時(shí)間段內(nèi),如果檢測(cè)到di/dt Tm,保護(hù)出口,切除故障。
2.1 直流牽引供電系統(tǒng)電路模型
直流牽引供電系統(tǒng)的模型可以簡(jiǎn)化等效為一個(gè)普通的直流供電系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí),我們用一個(gè)串聯(lián)回路進(jìn)行模型建立。
故障短路的情況有多種:1、直接短接大地,路徑為“大地――鋼軌――負(fù)極――變電所”,此時(shí)故障電流經(jīng)大地流入鋼軌,順著鋼軌經(jīng)負(fù)極母排流電所,這種情況下電路中電阻R比較大;2、短接鋼軌,路徑為“鋼軌――負(fù)極――變電所”,此時(shí)鋼軌電流經(jīng)負(fù)極母排流電所;3、直接短接負(fù)極母排,路徑為“負(fù)極――變電所”,這種情況下串聯(lián)回路中電阻最小,故障點(diǎn)處于最近端,短路電流最大。我們將接地電阻、列車負(fù)荷一起等效到R內(nèi)。當(dāng)短路故障發(fā)生時(shí),電路中等于忽然串入一個(gè)交流電源,因此等效模型中也需考慮線路的電感L,因此我們?cè)诘刃щ娐穬?nèi)加入電感L。由此可得短路簡(jiǎn)化模型如圖1所示。
圖1 直流牽引供電系統(tǒng)電路等效模型
2.2 直流牽引供電系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
由圖1可得數(shù)學(xué)模型[《高等數(shù)學(xué)第六版》[M]同濟(jì)大學(xué)出版社:312]:
(1)
根據(jù)一元非齊次方程的求解可得:
(2)
當(dāng)t=0時(shí),短路電流i=0,可解得:C=-1500/R,代入(2)整理可得
(3)
再對(duì)(3)求導(dǎo)可得
(4)
其中L=L0d,R=R0d。
代入實(shí)例,電纜型號(hào)為:DDZA-TZYJV,1×150m2,區(qū)間電纜長(zhǎng)度d=2.5km。查閱參數(shù)資料可知:L0=1.455×10-6H/m,R0=0.12Ω/km。
代入公式(3)、(4)可得線路末端短路電流、電流變化速率為
整定值 di/dttrip=40A/ms,Tm=30ms,代入可解得,其開(kāi)始啟動(dòng)保護(hù)時(shí)間t=32ms,加上Tm,ttrip≈0.06s,跳閘時(shí)間與實(shí)際情況基本相符。
di/dt切斷故障的選擇性取決于di/dttrip的大小及Tm的長(zhǎng)短,di/dttrip越大,開(kāi)始動(dòng)作的時(shí)間就越長(zhǎng);Tm越大,選擇切斷的電流就越大。因此,合理配置di/dttrip 、Tm是非常重要的。
3、保護(hù)算法改進(jìn)討論
由公式(3)可知,隨著t的增大,短路電流i將迅速增加。這是因?yàn)殡娐钒l(fā)生的瞬間,電路中等于穿入一個(gè)交流電源,電路阻抗較大,電流較小。但隨著電路穩(wěn)定,阻抗迅速下降,電流增大。但是,隨著列車編組的增長(zhǎng)(如8A組),行車密度的增大,列車啟動(dòng)/運(yùn)行的電流i的變化速率甚至有時(shí)會(huì)超過(guò)di/dt 的啟動(dòng)門檻。尤其是在一個(gè)供電臂內(nèi)有多列車,并且靠近變電所的位置有列車啟動(dòng)時(shí),列車取流突然增大,電流變化率可能超過(guò)di/dttrip,導(dǎo)致di/dt保護(hù)誤動(dòng),該類事件在地鐵實(shí)際運(yùn)營(yíng)中有發(fā)生過(guò)。
為了避免保護(hù)誤動(dòng),我們考慮改進(jìn)保護(hù)算法。
列車正常運(yùn)行或者啟動(dòng),如圖(1)模型所示,電路中并無(wú)實(shí)際金屬短路點(diǎn),因此饋線電壓變化是相對(duì)恒定的,電壓與電流的變化率應(yīng)該成比例關(guān)系。但是故障一旦發(fā)生,電壓會(huì)迅速被拉低。
由基本電路知識(shí)可知,導(dǎo)納為阻抗的倒數(shù),在直流系統(tǒng)中可等效為。
短路故障發(fā)生時(shí),
[ 王俊婷,直流牽引供電系統(tǒng)中的保護(hù)裝置的研制[J].智能電器及計(jì)算機(jī)應(yīng)用。2006(10):13]
電壓下降, u
此時(shí)保護(hù)動(dòng)作原理為:當(dāng) dg/dt >dg/dttrip時(shí), 保護(hù)啟動(dòng),計(jì)時(shí)器開(kāi)始累加;在tduration< Tm的時(shí)間段內(nèi),如果檢測(cè)到dg/dt Tm,保護(hù)出口,切除故障。
如果選用dg/dt作為保護(hù),我們考慮dg/dt整定原則應(yīng)該為:整定值應(yīng)避開(kāi)機(jī)車正常啟動(dòng)時(shí)最大上升的導(dǎo)納變化率。
關(guān)鍵詞:備自投裝置;主要功能;工作方式;實(shí)際應(yīng)用
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.238
1 備自投裝置簡(jiǎn)述
備自投裝置全稱微機(jī)線路備自投保護(hù)裝置,是一種保護(hù)裝置,核心部分采用高性能單片機(jī),包括CPU模塊、繼電器模塊、交流電源模塊、人機(jī)對(duì)話模塊等構(gòu)成,具有抗干擾性強(qiáng)、穩(wěn)定可靠、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。其液晶數(shù)顯屏和備自投面板上所帶的按鍵操作簡(jiǎn)單方便,也可通過(guò)RS485通訊接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。坪頭水電站備自投采用的是太原合創(chuàng)自動(dòng)化有限公司的WBT196D-IV型備用電源自動(dòng)投入裝置,主要功能是在廠用電某一段母線停電時(shí),能夠迅速可靠的將負(fù)載轉(zhuǎn)移至另外一段帶電的母線,以保證設(shè)備供電不受影響,能夠繼續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
2 備自投裝置功能
2.1 主要功能
(1)備用電源自動(dòng)投入功能;(2)電源自恢復(fù)功能;(3)具備軟,硬件壓板投退功能。
2.2 裝置自檢功能
(1)裝置自動(dòng)檢測(cè)RAM、ROM、A/D及電源消失等故障;(2)自動(dòng)檢測(cè)定值、配置、系數(shù)等參數(shù)。
2.3 事件記錄、故障錄波功能
(1)記錄事件內(nèi)容包括動(dòng)作事件、裝置自檢故障;(2)記錄護(hù)動(dòng)作事件的類型、動(dòng)作時(shí)刻及動(dòng)作時(shí)的運(yùn)行參數(shù);記錄裝置自檢故障事件的類型和發(fā)生時(shí)刻。
2.4 通功能
(1)提供一個(gè)RS485串行通信接口,與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通信,通過(guò)該通信接口應(yīng)能實(shí)現(xiàn)信號(hào)上送、控制命令和設(shè)定值的下傳,通信規(guī)約采用MODBUS規(guī)約;(2)裝置上傳實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),包括測(cè)量數(shù)據(jù)、錄波數(shù)據(jù)、故障、告警信號(hào)及所有的保護(hù)整定值、配置、系數(shù)等??蛇h(yuǎn)方在線修改定值和投退備自投功能;(3)接收上級(jí)下發(fā)的控制命令,包括:系統(tǒng)對(duì)時(shí)、定值整定及數(shù)據(jù)的讀寫命令等。
2.5 監(jiān)控功能
(1)裝置具有測(cè)量電流、電壓、頻率等模擬量的遙測(cè)功能;(2)采集各進(jìn)線開(kāi)關(guān)位置信號(hào)及其它開(kāi)關(guān)量信號(hào)的遙信功能;(3)分、合斷路器的遙控功能。
2.6 顯示功能
面板上具有漢字液晶顯示、狀態(tài)指示燈和鍵盤操作,可方便地實(shí)現(xiàn)測(cè)量跟蹤監(jiān)視、在線修改定值或投退備自投功能,并可通過(guò)復(fù)歸按鍵或遠(yuǎn)方控制復(fù)歸故障指示燈。
3 備自投裝置工作方式
坪頭水電站廠用電共有三段母線:0.4kV I段、0.4kV II段和0.4kV III段。0.4kV I段取自1#、2#機(jī)組13.8kV母線側(cè)變壓器21B, 0.4kV II段取自3#機(jī)組13.8kV母線側(cè)變壓器22B,0.4kV III段取自地方10kV線路側(cè)變壓器23B。具體配置見(jiàn)圖1。
3.1 正常運(yùn)行方式
(1)廠用變21B帶I段母線運(yùn)行,廠用變22B帶II段母線運(yùn)行,外來(lái)變23B帶III段母線運(yùn)行,斷路器41、42、43合閘,分段斷路器413、423均斷開(kāi)。
3.2 非正常運(yùn)行方式
(1)當(dāng)備自投裝置檢測(cè)到I段母線失電同時(shí)進(jìn)線無(wú)電流的情況下:若II段母線有壓同時(shí)進(jìn)線斷路,42在合位,跳開(kāi)I、III段母線進(jìn)線斷路器41、43后,合II段與III段之間的分段斷路器423和I段與III段之間的分段斷路器413;
(2)當(dāng)備自投裝置檢測(cè)到II段母線失電同時(shí)進(jìn)線無(wú)電流的情況下:若I段母線有壓同時(shí)進(jìn)線斷路器41在合位,跳開(kāi)II、III段母線進(jìn)線斷路器42、43后,合I段與III段之間的分段斷路器413和II段與III段之間的分段斷路器423;
(3)若I段、II段母線均失電,若23B進(jìn)線有壓或III段母線有壓同時(shí)進(jìn)線斷路器43在合位,跳開(kāi)I段、II段母線進(jìn)線斷路器41、42后,合III段母線進(jìn)線斷路器43(23B進(jìn)線有壓,且III段母線進(jìn)線斷路器43斷開(kāi)時(shí)),合I段與III段之間的分段斷路器413和II段與III段之間的分段斷路器423。
4 備自投裝置實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題分析
備自投裝置在實(shí)際動(dòng)作中經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)法動(dòng)作的情況,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)原因是由于斷路器未正常動(dòng)作后,人為操作斷路器導(dǎo)致備自投裝置內(nèi)部邏輯出現(xiàn)判斷錯(cuò)誤導(dǎo)致。出現(xiàn)此情況后應(yīng)查明斷路器未正常動(dòng)作的原因,將斷路器處理正常并恢復(fù)至正常運(yùn)行方式后,再進(jìn)行倒電操作。使備自投裝置內(nèi)部邏輯重新進(jìn)行判斷后,備自投裝置方可正常動(dòng)作。
5 結(jié)束語(yǔ)
備自投裝置是一種新型智能化電力運(yùn)行保護(hù)系統(tǒng),是電力輸送運(yùn)行系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保障,在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)充分理解備自投動(dòng)作原理及其內(nèi)部邏輯判斷的條件,使備自投裝置能夠迅速安全可靠的動(dòng)作,使廠用電系統(tǒng)能夠安全可靠穩(wěn)定的運(yùn)行。
參考文獻(xiàn):
[1]周武仲.繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置及二次回路應(yīng)用基礎(chǔ)[J].2012(11).
[2]程穎.備用電源裝置設(shè)計(jì)及應(yīng)用的若干問(wèn)題[J].技術(shù)論壇,2012(29).
[3]韓緒鵬.電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置[J].2016(02).