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【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);繼電保護(hù);小波;啟動(dòng)元件
輸電線路繼電保護(hù)過程中,除了啟動(dòng)元件的選擇,啟動(dòng)門檻值的大小同樣直接影響到整個(gè)繼電保護(hù)裝置的性能,基于小波變換的繼電保護(hù)裝置是通過利用繼電信息保護(hù)及故障錄波數(shù)據(jù)進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的啟動(dòng)與監(jiān)測,這種方法可以對繼電保護(hù)啟動(dòng)裝置元件的性能進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測,針對其是否滿足預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo),來完成對繼電保護(hù)性能、故障發(fā)現(xiàn)和隱藏及其整定數(shù)據(jù)積累的整體評估,突出其合理有效性。
1 小波繼電保護(hù)的現(xiàn)狀和存在的聯(lián)系
隨著我國電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,繼電保護(hù)技術(shù)也隨之獲得了長足的進(jìn)步,信息技術(shù)在繼電保護(hù)技術(shù)中的應(yīng)用,促使繼電保護(hù)晨曦向著復(fù)雜化的方向發(fā)展。最初在電力系統(tǒng)中使用繼電保護(hù)技術(shù)主要是為了實(shí)現(xiàn)對發(fā)電機(jī)的保護(hù),是通過熔斷器的使用來實(shí)現(xiàn)的,且在電力系統(tǒng)中的低壓線路中獲得了廣泛的應(yīng)用。在二十世紀(jì)九十年代計(jì)算機(jī)就被嘗試的應(yīng)用到了繼電保護(hù)中,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已經(jīng)逐漸代替了集成電路模式,且對計(jì)算分析和邏輯判斷進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合,還延伸出了新的功能―數(shù)據(jù)信息的儲(chǔ)存記憶,因此實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)功能的一個(gè)質(zhì)的飛躍,對繼電保護(hù)的自檢功能、故障測距以及故障錄波等進(jìn)行了很好的融合,體現(xiàn)微機(jī)技術(shù)在繼電保護(hù)中應(yīng)用的巨大優(yōu)勢所在。同時(shí),信息處理技術(shù)比如DSP在繼電保護(hù)處理中的應(yīng)用都將有助于其性能的完善優(yōu)化,使其日益標(biāo)準(zhǔn)化、功能化、智能化,給保護(hù)裝置狀態(tài)監(jiān)測和統(tǒng)一管理帶來突破性的進(jìn)步。
近幾年,隨著數(shù)字化電站技術(shù)的推廣探究,繼電保護(hù)技術(shù)迎來了新的挑戰(zhàn),保護(hù)裝置信息更加開放,更加智能化。在沒有小波理論時(shí),電力系統(tǒng)對信號進(jìn)行處理和分析最常使用的方法是傅里葉分析,只能夠?qū)冾l域進(jìn)行分析,不能夠?yàn)楣ぷ魅藛T提供任何有關(guān)于頻率的信息。隨著小波理論的出現(xiàn),不僅繼承了傅里葉分析的優(yōu)勢,而且還克服了傅里葉分析中的缺點(diǎn),成為電力系統(tǒng)中信號分析和處理的最佳選擇。小波是建立在數(shù)值分析、樣條分析、調(diào)和分析及傅里葉分析基礎(chǔ)上的視頻分析方法,有“數(shù)學(xué)顯微鏡”之稱,現(xiàn)如今其理論與方法已在信號處理、語音識(shí)別、圖像處理等領(lǐng)域得到發(fā)展和應(yīng)用。小波方法在繼電保護(hù)方面的應(yīng)用主要是靠其獨(dú)特的時(shí)頻分析和復(fù)雜信號監(jiān)測的能力,小波保護(hù)能夠快速的反映故障信息,免受過渡電阻、系統(tǒng)震蕩的影響。與此同時(shí),小波變換也存在很多問題,比如信號的不確定性、互感器對高頻信號響應(yīng)遲緩以及行波衰減畸變等,所以仍需要在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷改善和修正。
2 小波分析變換定義及優(yōu)勢
小波分析采用逐步精細(xì)步長的方式,不僅能夠聚焦到輸電信號的大部分細(xì)節(jié),而且對奇異信號及突發(fā)信號有很強(qiáng)的敏感性,一旦察覺,便能進(jìn)行細(xì)微的處理,這些優(yōu)點(diǎn)使小波變換分析在信噪分離、狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷及壓縮數(shù)據(jù)等方面擁有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。雖然小波分析現(xiàn)下在電力系統(tǒng)工程應(yīng)用中并不常見,但作為信號分析強(qiáng)有力的新興途徑,其已經(jīng)在電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、電力故障診斷、穩(wěn)態(tài)諧波分析、安全動(dòng)態(tài)分析及電力系統(tǒng)短期負(fù)荷預(yù)測等諸多方面嶄露頭角,所以小波分析將發(fā)展成為一套廣泛被應(yīng)用于輸電系統(tǒng)的工程技術(shù)。
隨著我國電力工業(yè)的快速發(fā)展,超負(fù)荷電壓遠(yuǎn)距離傳輸及大容量機(jī)組線路日益增多,電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行尤為重要,這就對降低電力系統(tǒng)故障危害和保護(hù)裝置的快速性靈敏性提出了新的挑戰(zhàn),如何運(yùn)用計(jì)算機(jī)優(yōu)勢;如何改善繼電保護(hù)裝置及元件的性能;如何開發(fā)具有新型功能的繼電保護(hù)裝置,成為電力系統(tǒng)行業(yè)共同探究的課題。眾所周知,任何繼電保護(hù)裝置中均設(shè)有啟動(dòng)元件,所謂啟動(dòng)元件即表示故障的開始,只有啟動(dòng)元件動(dòng)作,繼電保護(hù)才能夠?qū)崿F(xiàn)。在繼電保護(hù)的邏輯回路中,部分時(shí)序是從啟動(dòng)元件開始才進(jìn)行計(jì)時(shí),而測量元件的延時(shí)是在啟動(dòng)元件啟動(dòng)后才開始計(jì)時(shí)的,這樣可以保證測量元件不受突發(fā)故障的影響,但同時(shí)也造成了其動(dòng)作明顯慢于啟動(dòng)元件,這就是啟動(dòng)元件能靈敏快速的反映各種類型故障的原因。因此,改善氣動(dòng)元件的整體動(dòng)作速度,將有效的提升保護(hù)裝置的運(yùn)行速度。
小波變換窗口的大小是可以自行調(diào)節(jié)的,具有自適應(yīng)性,尺度參數(shù)的取值減小時(shí),可以讓頻窗高度增大,時(shí)窗寬度變窄,這樣的變化可以在故障發(fā)生的瞬間快速檢測出電壓、電流突發(fā)信號。
3 繼電保護(hù)啟動(dòng)元件分析
3.1 突發(fā)量啟動(dòng)元件
在應(yīng)用繼電保護(hù)裝置對電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)時(shí),啟動(dòng)元件所具備的性能關(guān)系到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的過程中,啟動(dòng)元件是進(jìn)行閉鎖保護(hù),而一旦電力系統(tǒng)中出現(xiàn)異?,F(xiàn)象,啟動(dòng)元件就能夠立即做出反應(yīng),對故障進(jìn)行處理,不僅大大提高了電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性,而且還保證了國民經(jīng)濟(jì)的增長速度。一般情況下,我們都是使用繼電保護(hù)中的后備保護(hù)來對電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的,以提高繼電保護(hù)裝置的靈敏性。
3.2 繼電保護(hù)啟動(dòng)元件監(jiān)測的重大意義
如果電力系統(tǒng)的運(yùn)行中出現(xiàn)異常情況的話,繼電保護(hù)啟動(dòng)元件就會(huì)采取保護(hù)措施對其進(jìn)行保護(hù)。啟動(dòng)元件都有它所針對的情況和門檻值,會(huì)對繼電保護(hù)所需的時(shí)間產(chǎn)生影響。在繼電保護(hù)進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作時(shí),決定繼電保護(hù)裝置啟動(dòng)的時(shí)機(jī)是最關(guān)鍵的問題,影響繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)動(dòng)作的有效性。但是繼電保護(hù)動(dòng)作是無法反應(yīng)在故障錄波圖上,因此工作人員也就無法對繼電保護(hù)動(dòng)作的有效性進(jìn)行直觀、有效的評價(jià),因此仍需要工作人員繼續(xù)努力,以求能夠改善這種情況。
完整的繼電保護(hù)信息系統(tǒng)建立之后,就可以及時(shí)獲取繼電保護(hù)裝置的實(shí)際啟動(dòng)時(shí)間和故障錄波信息,從而實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置啟動(dòng)性能的更新及分析探究,更準(zhǔn)確客觀對整套系統(tǒng)的評估,有利用運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的提升和啟動(dòng)元件初始值的合理性設(shè)定。
3.3 利用小波方法進(jìn)行監(jiān)測的原理
在電力系統(tǒng)出現(xiàn)干擾時(shí),基于小波方法的故障錄波裝置能夠自動(dòng)記錄故障信息,及時(shí)捕捉電流、電壓等信息,為電力系統(tǒng)故障分析探究提供了科學(xué)可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),系統(tǒng)配有的啟動(dòng)元件能夠監(jiān)測電氣量的異常變化,進(jìn)行及時(shí)的自動(dòng)啟動(dòng),啟動(dòng)的時(shí)間越短就表明氣動(dòng)元件的性能越好;相比之下,倘若啟動(dòng)元件時(shí)間與故障發(fā)生時(shí)間存在較大差異,就表明系統(tǒng)保護(hù)裝置啟動(dòng)原理不合理。不過在實(shí)際應(yīng)用中,還得考慮故障信息處理進(jìn)程中的各種擾動(dòng)因素,因此科學(xué)性評價(jià)啟動(dòng)時(shí)間差異值,優(yōu)化啟動(dòng)元件監(jiān)測性能是非常重要的。
4 結(jié)語
通過本文對基于小波原理繼電保護(hù)啟動(dòng)元件的性能監(jiān)測方法的探究分析,可知小波原理如何在繼電保護(hù)系統(tǒng)中獲得了充分的發(fā)揮,保障整個(gè)裝置的可靠運(yùn)行,通過對啟動(dòng)元件實(shí)際啟動(dòng)時(shí)刻與故障時(shí)刻的比較,以此對元件門檻值及系統(tǒng)靈敏性進(jìn)行科學(xué)性評估,爭取實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)裝置的最大化價(jià)值。
參考文獻(xiàn):
[1]胡昌斌,熊小伏,王勝濤.一種繼電保護(hù)啟動(dòng)元件的在線評估方法[J].電工電氣,2010(11).
[2]文超.基于故障錄波數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)分析系統(tǒng)[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào),2012(17).
【關(guān)鍵詞】6kV供電系統(tǒng);繼電保護(hù);設(shè)置與檢驗(yàn)
0.引言
對于煤礦企業(yè)來說,供電系統(tǒng)繼電保護(hù)起著舉足輕重的作用,它關(guān)乎著煤礦的安全生產(chǎn)。所以,我們必須要從煤礦企業(yè)供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的現(xiàn)實(shí)需求出發(fā),合理的進(jìn)行配置和管理,才能夠保證煤礦運(yùn)營安全。
1.繼電保護(hù)裝置的正確配備
在對煤礦企業(yè)進(jìn)行安裝繼電保護(hù)時(shí),首先要熟知該煤礦供電系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)再進(jìn)行配備。6kV供電系統(tǒng)所規(guī)定的是小接地電流。所以保護(hù)裝置只需安裝單相接地漏電保護(hù)和相間短路保護(hù)兩個(gè)。此外針對于井下供電系統(tǒng)來說,由于其作業(yè)條件的特殊性,對于低壓供電系統(tǒng)來說,也要按照簡單方便、安全的原則安裝繼電保護(hù)。
1.1煤礦6kV地面供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)
(1)電源線:過電流保護(hù)。
(2)饋出線路:①電流迅速斷電保護(hù);②過電流保護(hù);③選擇性檢測漏電保護(hù)。
(3)電力電容器
①在電力電容器與斷路器之間需要安裝電流迅速斷電保護(hù)裝置。
②針對電力電容器內(nèi)部發(fā)生的故障,以往主要是給每組或每臺(tái)電容器安裝熔斷器進(jìn)行保護(hù),但發(fā)現(xiàn)這樣保護(hù)存在一定的缺陷,現(xiàn)在更多是采用橫差或者差流式保護(hù)裝置。
(4)母線:①電流迅速斷電保護(hù);②帶有時(shí)間限制的過電流保護(hù)。
(5)配電變壓器
①在180kVA以下一次側(cè),主要是借助熔斷器來做短路的保護(hù),二次側(cè)需要安裝自動(dòng)開關(guān)來調(diào)整單相短路的保護(hù)。
②在180~320kVA之間,一次側(cè)仍舊是借助熔斷器進(jìn)行短路保護(hù),二次側(cè)則利用零序過電流來做單相短路的保護(hù)。
③在400kVA以上,一次側(cè)需要利用過電流和電流迅速斷電裝置進(jìn)行保護(hù);二次側(cè)借助零序過電流來保護(hù)。
④1000kVA以上,直接安裝瓦斯來保護(hù)。
1.2井下供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)
(1)高壓饋出線:①失壓保護(hù);②若利用GL型斷電器,可借助電流迅速斷電進(jìn)行保護(hù),過電流保護(hù)。若利用瞬時(shí)動(dòng)作脫扣器時(shí),只需要過電流保護(hù);③漏電保護(hù)。
(2)低壓饋出線:①過電流保護(hù);②檢查漏電保護(hù)。
2.合理確定整定方案的計(jì)算
在供電系統(tǒng)繼電保護(hù)中,整定方案的計(jì)算主要包括兩部分。一是系統(tǒng)短路電流,二是保護(hù)定值。計(jì)算主要是根據(jù)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)和煤礦供電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況,確保繼電保護(hù)的運(yùn)行符合快速、靈活、安全、可靠的基本要求,再詳細(xì)分析所有數(shù)據(jù)后方可確定,在確定整定方案時(shí)要主要以下幾個(gè)問題:
2.1運(yùn)行方式
為了確保煤礦能夠安全進(jìn)行供電,通常情況下,變電所中電源線的運(yùn)行方式為分列運(yùn)行,母線實(shí)行分段運(yùn)行,但要時(shí)刻注意回路發(fā)生故障時(shí)的負(fù)荷分配問題。所以,兩回路電源線的變電所,對每一回路都要根據(jù)變電所的總體電荷計(jì)算繼電保護(hù)。三回路電源線的變電所若有一回路發(fā)生故障時(shí),其它兩回路電源線負(fù)荷會(huì)發(fā)生不均衡分配,則每一回路的繼電保護(hù)可根據(jù)該變電所的總體負(fù)荷電流的60%來計(jì)算。
2.2繼電保護(hù)的配合
2.2.1時(shí)限的配合
(1)時(shí)限級差可根據(jù)繼電保護(hù)器的類型進(jìn)行選取。在工作中往往會(huì)出現(xiàn)在這樣的現(xiàn)象:變電所與電源的距離較遠(yuǎn),中間接入很多級開關(guān);電力主管部門不允許增多繼電保護(hù)的時(shí)限。為了更好的處理這里問題,在跳閘但不延長停電時(shí)間的限制下,計(jì)算時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喜?,減少部分級數(shù),這樣做的后果是整個(gè)線路的某一段損失掉,但是對于整個(gè)系統(tǒng)來說仍舊有選擇性。這種辦法經(jīng)過現(xiàn)場證明是合理的。
(2)在以前的供電系統(tǒng)中,繼電保護(hù)一般都是用電磁式的時(shí)間繼電器,能夠調(diào)整的時(shí)間范圍較小,后來采用SSJ高精度的時(shí)間繼電器,這種繼電器是使用上、下兩級時(shí)間限制來配合進(jìn)行,使得級差能夠控制在合理的范圍內(nèi)。
2.2.2動(dòng)作電流的配合
Kp=(IdzI/IdzII)≥1.1 ①
式子中Kp代表配合系數(shù)
IdzI代表上級保護(hù)動(dòng)作電流(A)
IdzII代表下級保護(hù)動(dòng)作電流(A)
在確保用電設(shè)備運(yùn)行正常的基礎(chǔ)上,盡可能地降低保護(hù)的動(dòng)作電流值,來增強(qiáng)上下級之間保護(hù)的選擇性。
2.3公式在實(shí)際中的運(yùn)用
以6kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的整定計(jì)算來說明。
過電流保護(hù)的動(dòng)作是:
Idz=Kk·KjcIjm/Kf·nc ②
式子中Kk代表可靠系數(shù) Dz型繼電器取1.2,GL型繼電器取1.4。
Kjc代表接線系數(shù)若繼電器接入為1時(shí),接地相差是:
Kf代表返回系數(shù),取0.85
Nc代表互感器變化
II代表保護(hù)線最大尖峰時(shí)的工作電流。
采用上述公式進(jìn)行計(jì)算,會(huì)有如下問題:在設(shè)定的范圍里選擇可靠系數(shù),但是無法避開啟動(dòng)電流;如果總體負(fù)荷不大,當(dāng)個(gè)大容量機(jī)器會(huì)出現(xiàn)這些情況,因此可采用:
(1)根據(jù)滿足設(shè)備的啟動(dòng)條件進(jìn)行工作電流的計(jì)算。②式子中Igm可以用啟動(dòng)設(shè)備的啟動(dòng)電流加上其他設(shè)備的電流一起帶入Kk。
(2)根據(jù)滿足條件的自啟動(dòng)條件對動(dòng)作電流進(jìn)行計(jì)算。②式子中Igm代入線路最大工作的電流,在Kk=3的的區(qū)域內(nèi)選擇更小的可靠系數(shù)。
(3)在(1)和(2)的計(jì)算中,取較大值作為過電流保護(hù)的整定值,來校驗(yàn)靈敏系數(shù)。
3.繼電保護(hù)的檢驗(yàn)
(1)雖然繼電保護(hù)裝置在出廠時(shí)候已經(jīng)檢驗(yàn)過,但是由于包裝不好或者運(yùn)輸途中發(fā)生振動(dòng)都有可能導(dǎo)致元件發(fā)生損壞,因此,對于新安裝的繼電保護(hù)裝置要嚴(yán)格進(jìn)行檢驗(yàn)。
(2)正在工作中的繼電保護(hù)由于運(yùn)行狀態(tài)的變化和環(huán)境的影響,也應(yīng)該定期檢驗(yàn)。根據(jù)規(guī)定,通常一年要檢修一次。按照現(xiàn)行繼電保護(hù)的工作情況,適當(dāng)增加重要部位的檢驗(yàn)次數(shù)。
(3)對那些大型不防爆防潮的設(shè)備來說,如井下的中央變電所要先制定好安全措施再進(jìn)行繼電保護(hù)的檢驗(yàn),工作面變電所的防爆開關(guān)的全部項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)要盡量在地面進(jìn)行,對于單項(xiàng)進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)要確保有安全措施后再在井下進(jìn)行。
4.結(jié)語
6kV供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)應(yīng)該劃分權(quán)限,安排管理人員,分級進(jìn)行管理,并將日常的管理和定期檢修結(jié)合起來,切實(shí)保證煤礦的安全供電。
【參考文獻(xiàn)】
關(guān)鍵詞:發(fā)電廠;繼電保護(hù);相關(guān)專業(yè)
中圖分類號:TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號:1006-8937(2013)20-0083-02
發(fā)電廠主要涉及到鍋爐、汽機(jī)、熱控、電氣等幾大專業(yè),發(fā)電廠繼電保護(hù)專業(yè)與汽機(jī)和熱工專業(yè)有著直接聯(lián)系。隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展,電力安全穩(wěn)定運(yùn)行成為對電力工程建設(shè)的關(guān)鍵目的,對繼電保護(hù)專業(yè)有著更高要求,而繼電保護(hù)與相關(guān)專業(yè)之間的聯(lián)系成為發(fā)電廠生產(chǎn)運(yùn)行的重要保證。本文主要討論發(fā)電廠繼電保護(hù)及相關(guān)專業(yè)的接口問題,以此提高發(fā)電廠生產(chǎn)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。
1 發(fā)電廠繼電保護(hù)與熱工專業(yè)的接口問題及解決措施
①并網(wǎng)斷路器位置接點(diǎn)。并網(wǎng)斷路器位置接點(diǎn)可有效判斷斷路器與熱工DEH調(diào)速系統(tǒng)的并網(wǎng),DEH調(diào)速系統(tǒng)會(huì)使初始負(fù)荷指令進(jìn)行增加,在并網(wǎng)時(shí),使發(fā)電機(jī)可以向電網(wǎng)發(fā)送有功負(fù)荷,并會(huì)按照自動(dòng)發(fā)電控制,對有功負(fù)荷進(jìn)行相應(yīng)增加和刪減。首先存在著“三取二”問題,熱工部分對跳閘進(jìn)行保護(hù)及判斷回路時(shí),通常是按照“三取二”原則,只要是參加到保護(hù)跳閘及負(fù)荷變化時(shí),就需要選用壓力、流量開關(guān)及斷路器位置3對接點(diǎn)。為了防止出現(xiàn)誤動(dòng)現(xiàn)象,需要保證3對接點(diǎn)接通2對。但并網(wǎng)開關(guān)輔助接點(diǎn)數(shù)量受到限制,禁止使用重動(dòng)后接點(diǎn),這時(shí)斷路器無法滿足3對接點(diǎn)要求。因此,在解決接點(diǎn)數(shù)量不夠時(shí),可以將U、V、W三相分別送出1對接點(diǎn),并選取DEH的3個(gè)開入點(diǎn),進(jìn)行有效連接,這時(shí)可有效滿足DEH邏輯要求。同時(shí)發(fā)電廠在訂貨時(shí),要告知廠家將斷路器提供盡量多的輔助接點(diǎn),在串聯(lián)3組接點(diǎn)后,分別將3相送到DEH調(diào)速系統(tǒng)。其次是缺乏正確的并網(wǎng)接點(diǎn)。并網(wǎng)斷路器的隔離倒閘在合入后,才可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)。這時(shí)通常是采取并網(wǎng)斷路器輔助接點(diǎn),但發(fā)電機(jī)運(yùn)動(dòng)中需要將其回路斷開,否則會(huì)出現(xiàn)汽機(jī)超載現(xiàn)象。因此,可以串聯(lián)斷路器接點(diǎn)和隔離倒閘接點(diǎn),并將其送到DEH調(diào)速系統(tǒng)。
②發(fā)變組保護(hù)動(dòng)作發(fā)關(guān)汽門命令存在的問題。關(guān)主汽門是接至熱工的汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng),系統(tǒng)在收到命令后,會(huì)進(jìn)行汽門停機(jī)和鍋爐滅火。在配置發(fā)電組保護(hù)裝置時(shí),將電氣量保護(hù)采取雙重化,采取超過2面的保護(hù)屏,保證功能和出口處于獨(dú)立狀態(tài)。當(dāng)不是電氣量保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)可以選擇一面保護(hù)屏,而3面保護(hù)屏?xí)謩e接入汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的3個(gè)開入點(diǎn),將發(fā)變組保護(hù)動(dòng)作關(guān)主汽門進(jìn)行接收。但3面保護(hù)屏功能不相同,當(dāng)兩套電氣量保護(hù)的定值和時(shí)間存在著一定差異,當(dāng)發(fā)變組一次設(shè)備出現(xiàn)異常情況時(shí),并且故障在保護(hù)定值臨界點(diǎn)范圍內(nèi),會(huì)導(dǎo)致定值靈敏保護(hù)裝置先進(jìn)行動(dòng)作,將故障排除后,另一套保護(hù)裝置出口不會(huì)動(dòng)作,而且非電量保護(hù)裝置也不會(huì)發(fā)生動(dòng)作。其次在運(yùn)行過程進(jìn)行檢修工作時(shí),一套電氣量保護(hù)裝置需退出運(yùn)行,當(dāng)發(fā)變組一次設(shè)備出現(xiàn)異常情況時(shí),非電量保護(hù)裝置無法進(jìn)行動(dòng)作,而一套電氣量保護(hù)裝置會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作。最后變壓器內(nèi)部在出現(xiàn)鐵心燒傷、油面降低等問題時(shí),會(huì)導(dǎo)致電氣量保護(hù)裝置不會(huì)進(jìn)行動(dòng)作。解決措施:首先3套發(fā)變組保護(hù)屏需應(yīng)對3對關(guān)主汽門接點(diǎn),在汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)需要具備相應(yīng)數(shù)量的開入點(diǎn),而采取“三取二”原則,確保保護(hù)裝置的可靠性和安全性。當(dāng)發(fā)變組保護(hù)裝置沒有具備充足的出口接點(diǎn),而且汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)無法提供開入點(diǎn)時(shí),這時(shí)可以采取“一取一”原則。
③發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)。通常需要采用熱工和電氣保護(hù)共同將發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)動(dòng)作進(jìn)行完成。熱工順控系統(tǒng)采取“三取二”原則,根據(jù)定子冷卻水系統(tǒng)出水口的差壓變送器進(jìn)行取樣,然后將差壓信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換,使其成為流量信號,然后進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)流量信號滿足時(shí),表明定子冷水系統(tǒng)可正常工作。當(dāng)兩路或3路流量信號未滿足定值時(shí),表明定子冷卻水系統(tǒng)出現(xiàn)斷水,這時(shí)發(fā)變組非電量保護(hù)屏?xí)邮盏綌嗨畡?dòng)作,一般為了避免出現(xiàn)錯(cuò)誤保護(hù)動(dòng)作,需向后延長30 s將動(dòng)作停止。熱工順控系統(tǒng)通常對切泵時(shí)流量波動(dòng)及干擾信號導(dǎo)致的錯(cuò)誤動(dòng)作都會(huì)進(jìn)行全面考慮,然后再進(jìn)行計(jì)算。因此,保護(hù)動(dòng)作在啟動(dòng)時(shí),會(huì)延長30 s,而保護(hù)屏也會(huì)延長30 s,而保護(hù)動(dòng)作就會(huì)延長1 min,這時(shí)在發(fā)生斷水故障時(shí),無法進(jìn)行及時(shí)跳閘動(dòng)作,會(huì)損害發(fā)電機(jī)一次設(shè)備。在處理時(shí)需要對熱工順控系統(tǒng)定子斷水保護(hù)動(dòng)作時(shí)間進(jìn)行設(shè)定,制定科學(xué)的時(shí)間定值。
2 發(fā)電廠繼電保護(hù)與汽機(jī)專業(yè)接口問題及處理措施
①主汽門關(guān)閉接點(diǎn)。當(dāng)機(jī)組在正常停機(jī)時(shí),主要是由發(fā)電機(jī)程序跳閘逆功率對其進(jìn)行保護(hù)。因此,工作人員要將剩余功率送出后,為了保證額定轉(zhuǎn)速可以長期維持,發(fā)電機(jī)會(huì)在系統(tǒng)吸收有功功率,當(dāng)主汽門關(guān)閉后,程序跳閘逆功率達(dá)到定值后,通過一定延時(shí)工作后,所有動(dòng)作將停止。我國部分發(fā)電廠未設(shè)置行程開關(guān),主要是使用熱工系統(tǒng),當(dāng)關(guān)閉主汽門后,對關(guān)閉狀態(tài)送入程序跳閘逆功率中,并進(jìn)行有效保護(hù)。另外為了保護(hù)程序跳閘逆功率,可以使用汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng),將關(guān)主汽門接點(diǎn)送入。這時(shí)可以將程序跳閘逆功率進(jìn)行啟動(dòng),并能夠有效節(jié)省成本。但是在實(shí)現(xiàn)邏輯時(shí),會(huì)將計(jì)算和通道的固有時(shí)間進(jìn)行延長,而保護(hù)動(dòng)作時(shí)間也不斷延長。另外,當(dāng)熱工卡件和通道在出現(xiàn)故障時(shí),主汽門狀態(tài)就無法全面而正確的反映。并且在使用熱工汽機(jī)保護(hù)系統(tǒng)時(shí),主汽門是否關(guān)閉或者關(guān)嚴(yán)都無法進(jìn)行有效判斷。
②熱工保護(hù)動(dòng)作。汽機(jī)保護(hù)動(dòng)作在出現(xiàn)聯(lián)跳時(shí),發(fā)變組保護(hù)會(huì)全部停止。其保護(hù)動(dòng)作是通過熱工汽機(jī)保護(hù)動(dòng)作送到發(fā)變組非電量保護(hù)屏,當(dāng)保護(hù)動(dòng)作在正常停機(jī)時(shí),關(guān)閉主汽門后,保護(hù)動(dòng)作會(huì)全部停止,程序跳閘逆功率未發(fā)生動(dòng)作。主要是由于熱工汽機(jī)保護(hù)邏輯中,將保護(hù)動(dòng)作進(jìn)行啟動(dòng),然后將保護(hù)非電量保護(hù)進(jìn)行啟動(dòng),而熱工保護(hù)出口就會(huì)運(yùn)行,使程序跳閘逆功率在運(yùn)行保護(hù)動(dòng)作時(shí)會(huì)慢于熱工保護(hù)。這時(shí)系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí),可以采用熱工保護(hù)動(dòng)作,當(dāng)對保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度時(shí),將關(guān)主汽門進(jìn)行停機(jī),采用程序跳閘逆功率進(jìn)行保護(hù),保證熱工保護(hù)動(dòng)作停止。另外,不退出熱工保護(hù)動(dòng)作時(shí),進(jìn)行正常停機(jī),需要降低有功負(fù)荷,然后在將主汽門進(jìn)行關(guān)閉,不采用程序跳閘逆功率進(jìn)行保護(hù)。
3 結(jié) 語
發(fā)電廠主要涉及鍋爐、汽機(jī)、熱控、電氣等幾大專業(yè),發(fā)電廠繼電保護(hù)專業(yè)與汽機(jī)和熱工專業(yè)有著直接聯(lián)系。隨著電力需求越來越高,電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定系統(tǒng)成為電力工程建設(shè)的主要目的,而繼電保護(hù)與相關(guān)專業(yè)之間的聯(lián)系成為發(fā)電廠生產(chǎn)運(yùn)行的重要保證。因此,必須對繼電保護(hù)與相關(guān)專業(yè)的接口問題進(jìn)行有效探討,并提出相應(yīng)的解決措施,以此保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
參考文獻(xiàn):
[1] 劉苗,張燕濱,趙子昂.發(fā)電廠繼電保護(hù)與相關(guān)專業(yè)接口問題的探討[J].華北電力技術(shù),2010,(2).
關(guān)鍵詞:電網(wǎng)繼電保護(hù);綜合自動(dòng)化系統(tǒng);研究
中圖分類號:U665.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號:
一、 概述
隨著微機(jī)繼電保護(hù)裝置的廣泛應(yīng)用和變電站綜合自動(dòng)化水平的不斷提高,各種智能設(shè)備采集的模擬量、開關(guān)量、一次設(shè)備狀態(tài)量大大增加,運(yùn)行人員可以從中獲取更多的一、二次設(shè)備的實(shí)時(shí)信息。。近幾年,計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,使綜合利用整個(gè)電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息成為可能。電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)就是綜合利用整個(gè)電網(wǎng)智能設(shè)備所采集的信息,自動(dòng)對信息進(jìn)行計(jì)算分析,并調(diào)整繼電保護(hù)的工作狀態(tài),以確保電網(wǎng)運(yùn)行安全可靠的自動(dòng)化系統(tǒng),它可以實(shí)現(xiàn)以下主要功能。
1.實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的自適應(yīng)。
2.實(shí)現(xiàn)對各種復(fù)雜故障的準(zhǔn)確故障定位。
3.完成事故分析及事故恢復(fù)的繼電保護(hù)輔助決策。
4.實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修。
5.對線路縱聯(lián)保護(hù)退出引起的系統(tǒng)穩(wěn)定問題進(jìn)行分析,并提供解決方案。
6.對系統(tǒng)中運(yùn)行的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行可靠性分析。
7.自動(dòng)完成線路參數(shù)修正。
二、系統(tǒng)構(gòu)成
為了電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)更好的利用信息資源,應(yīng)建立客戶/服務(wù)器體系的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),按此結(jié)構(gòu)將系統(tǒng)分解成幾個(gè)部分,由客戶機(jī)和服務(wù)器協(xié)作來實(shí)現(xiàn)上述七種主要功能。這樣就可以實(shí)現(xiàn)最佳的資源分配及利用,減少網(wǎng)絡(luò)的通信負(fù)擔(dān),提高系統(tǒng)運(yùn)行的總體性能。
客戶機(jī)設(shè)在變電站,主要實(shí)現(xiàn)以下功能:
1.管理與保護(hù)及故障錄波器的接口,實(shí)現(xiàn)對不同廠家的保護(hù)及故障錄波器的數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換功能。
2.管理與監(jiān)控系統(tǒng)主站的接口,查詢現(xiàn)場值班人員投退保護(hù)的操作。
3.管理與遠(yuǎn)動(dòng)主站的接口,將裝置異常、保護(hù)投退及其它關(guān)鍵信息通過遠(yuǎn)動(dòng)主站實(shí)時(shí)上送調(diào)度端。
4.執(zhí)行數(shù)據(jù)處理、篩選、分析功能。實(shí)現(xiàn)對保護(hù)采集數(shù)據(jù)正確性的初步分析,篩選出關(guān)鍵信息。
5.管理及修改保護(hù)定值。
6.向服務(wù)器發(fā)出應(yīng)用請求,并接收服務(wù)器反饋信息。
7.主動(dòng)或按服務(wù)器要求傳送事故報(bào)告,執(zhí)行服務(wù)器對指定保護(hù)和故障錄波器的查詢。
三、功能分析
1.實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的自適應(yīng)。
為使預(yù)先整定的保護(hù)定值適應(yīng)所有可能出現(xiàn)的運(yùn)行方式的變化,必然出現(xiàn)以下問題:
A. 縮短了保護(hù)范圍,延長了保護(hù)動(dòng)作延時(shí)。
B. 被迫退出某些受運(yùn)行方式變化影響較大的保護(hù)。如四段式的零序電流保護(hù)僅能無配合的使用其最后兩段。
C. 可能還存在由于運(yùn)行方式考慮不周而出現(xiàn)失去配合。
目前,系統(tǒng)中運(yùn)行的保護(hù)裝置可分為三類:第一類為非微機(jī)型保護(hù);第二類為具備多個(gè)定值區(qū)并可切換的微機(jī)保護(hù),一般不具備遠(yuǎn)方改定值的功能;第三類為新型微機(jī)保護(hù),具備遠(yuǎn)方改定值的功能。
為提高可靠性,保護(hù)定值的自適應(yīng)可與調(diào)度系統(tǒng)的檢修申請相結(jié)合。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)劃檢修工作申請后,即通過計(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。
2.實(shí)現(xiàn)對各種復(fù)雜故障的準(zhǔn)確故障定位。
我們知道,得到的系統(tǒng)故障信息愈多,則對故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準(zhǔn)確,因此,通過電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng),可以徹底解決這個(gè)問題。調(diào)度端數(shù)據(jù)庫中,已經(jīng)儲(chǔ)備了所有一次設(shè)備參數(shù)、線路平行距離、互感情況等信息,通過共享EMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù),可以獲得故障前系統(tǒng)一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。故障發(fā)生后,線路兩端變電站的客戶機(jī)可以從保護(hù)和故障錄波器搜集故障報(bào)告,上送到服務(wù)器。調(diào)度端服務(wù)器將以上信息綜合利用,通過比較簡單的故障計(jì)算,就可確定故障性質(zhì)并實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的故障定位。
3.完成事故分析及事故恢復(fù)的繼電保護(hù)輔助決策。
系統(tǒng)發(fā)生事故后,往往有可能伴隨著其它保護(hù)的誤動(dòng)作。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。
4.實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修。
根據(jù)以往的統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)存在缺陷、二次回路維護(hù)不良、廠家制造質(zhì)量不良往往是繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作的主要原因。由于微機(jī)型繼電保護(hù)裝置具有自檢及存儲(chǔ)故障報(bào)告的能力,因此,可以通過電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修。具體做法如下:
A. 依靠微機(jī)保護(hù)的自檢功能,可以發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置內(nèi)部的硬件異常。
B. 保護(hù)的開入量一般有開關(guān)輔助節(jié)點(diǎn)、通訊設(shè)備收信、合閘加速、啟動(dòng)重合閘、其他保護(hù)動(dòng)作等幾種,這些開入量對保護(hù)的可靠運(yùn)行起關(guān)鍵作用。變電站的客戶機(jī)可以監(jiān)視保護(hù)裝置的開關(guān)量變位報(bào)告。當(dāng)發(fā)現(xiàn)保護(hù)的開入量發(fā)生變位時(shí),可以通過查詢變電站一次系統(tǒng)狀態(tài)以及其他保護(hù)和錄波器的動(dòng)作信息確定變位的正確性。這樣,就可以及早發(fā)現(xiàn)問題,預(yù)防一部分由設(shè)計(jì)缺陷或二次回路維護(hù)不良引起的誤動(dòng)作。
C. 為防止由于PT、CT兩點(diǎn)接地、保護(hù)裝置交流輸入回路異常、采樣回路異常等引起保護(hù)誤動(dòng)作,可以由變電站的客戶機(jī)將保護(hù)啟動(dòng)以后的報(bào)告進(jìn)行分析,首先可以判斷取自同一CT的兩套保護(hù)采樣值是否一致,其次,可以判斷本站不同PT對同一故障的采樣值是否一致。另外,還可以將從保護(hù)故障報(bào)告中篩選出的故障電流基波穩(wěn)態(tài)值及相位等信息上傳到調(diào)度端,與線路對側(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,以發(fā)現(xiàn)PT兩點(diǎn)接地等問題。
通過以上措施,可以加強(qiáng)狀態(tài)檢修,相應(yīng)延長定期檢修周期,使保護(hù)裝置工作在最佳狀態(tài)。同時(shí),還可以提高維護(hù)管理水平,減輕繼電保護(hù)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少因?yàn)槿藛T工作疏漏引起的誤動(dòng)作。
5.對線路縱聯(lián)保護(hù)退出引起的系統(tǒng)穩(wěn)定問題進(jìn)行分析,并提供解決方案。
隨著電網(wǎng)的發(fā)展,系統(tǒng)穩(wěn)定問題日益突出。故障能否快速切除成為系統(tǒng)保持穩(wěn)定的首要條件,這就對線路縱聯(lián)保護(hù)的投入提出較高要求。但是,在目前情況下,由于通道或其它因素的影響,導(dǎo)致線路雙套縱聯(lián)保護(hù)退出時(shí),只能斷開線路以保證系統(tǒng)穩(wěn)定和后備保護(hù)的配合。借助電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng),我們可以完成以下工作。
A. 根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)校驗(yàn)保護(hù)的配合關(guān)系。
B. 根據(jù)線路兩側(cè)定值確定不同點(diǎn)故障保護(hù)的切除時(shí)間。
C. 根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行方式、輸送潮流、系統(tǒng)及機(jī)組的參數(shù),結(jié)合故障切除時(shí)間,判斷線路不同點(diǎn)故障時(shí)系統(tǒng)能否保持穩(wěn)定。
這樣,我們就可以大大減輕縱聯(lián)保護(hù)的退出給系統(tǒng)一次設(shè)備的運(yùn)行帶來的影響,并提供縱聯(lián)保護(hù)的退出的整體解決方案。
四、結(jié)束語
通過以上分析,我們可以看到電網(wǎng)繼電保護(hù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),將給電網(wǎng)繼電保護(hù)工作帶來一次質(zhì)的飛躍,它將能大大加強(qiáng)繼電保護(hù)的效能和可靠性,對保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大的意義。希望今后科研、運(yùn)行、設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)對綜合利用整個(gè)電網(wǎng)的一、二次設(shè)備信息的研究,爭取盡快將此類系統(tǒng)投入電網(wǎng)運(yùn)行。
關(guān)鍵詞: 高壓電機(jī);繼電保護(hù);差動(dòng)保護(hù);速斷保護(hù)
中圖分類號:TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號:1671—7597(2012)0920109—02
1 高壓電機(jī)繼電保護(hù)的重要性
工業(yè)上常用的大量的高壓異步電動(dòng)機(jī),這些電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中可能發(fā)生很多的故障,如不及時(shí)處理,有可能導(dǎo)致電機(jī)燒毀甚至更大的損失,因此繼電保護(hù)裝置一直是高壓電機(jī)的重要部件。本文將目前常用的幾種常見的繼電保護(hù)方式做了歸納與整理。
2 高壓電機(jī)繼電保護(hù)的配置
2.1 相間短路
1)對于P≤2000KW的電動(dòng)機(jī)內(nèi)部繞組以及引出線上的相間短路,應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù);
2)對于P≥2000KW的高壓電動(dòng)機(jī),應(yīng)該裝設(shè)縱差保護(hù);所有保護(hù)動(dòng)作于跳閘。
2.2 易發(fā)生過負(fù)荷的電動(dòng)機(jī)
裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù),并根據(jù)過負(fù)荷的性質(zhì)決定動(dòng)作于信號還是動(dòng)作于跳閘。
2.3 單相接地故障
1)當(dāng)單相接地電流大于5A時(shí),裝設(shè)單相接地保護(hù);
2)當(dāng)單相接地電流小于5A時(shí),裝設(shè)絕緣監(jiān)測裝置;
3)當(dāng)單相接地電流大于10A時(shí),動(dòng)作于跳閘;
4)當(dāng)單相接地電流小于10A時(shí),動(dòng)作于跳閘或者信號。
2.4 低電壓保護(hù)
對于次要的高壓電動(dòng)機(jī)或者不允許自起動(dòng)的電動(dòng)機(jī),裝設(shè)低電壓保護(hù)。
3 高壓電機(jī)常見的五種繼電保護(hù)方式
3.1 高壓電機(jī)的速斷保護(hù)
1)電動(dòng)機(jī)的速斷保護(hù)裝置應(yīng)配置于電動(dòng)機(jī)定子繞組的相間短路時(shí),一般用于2000kw以下的高壓電機(jī)。保護(hù)的范圍應(yīng)當(dāng)包括開關(guān)和電動(dòng)機(jī)的電纜在內(nèi)。
2)保護(hù)的整定原則,應(yīng)當(dāng)躲過全壓啟動(dòng)時(shí),電動(dòng)機(jī)的最大啟動(dòng)電流整定,即其中,Iset為保護(hù)裝置的一次動(dòng)作電流;Ik.set為繼電器的動(dòng)作電流;INM為電動(dòng)機(jī)的額定電流;Is.max為電動(dòng)機(jī)的最大啟動(dòng)電流,一般為額定電流的7—10倍;Krel為可靠系數(shù),采用GL型繼電器時(shí),取值1.8~2.0,如果采用DL型繼電器,則取值1.4~1.6;Kc為接線系數(shù),采用兩相不完全星型接線時(shí),取值1,采用兩相接線時(shí)取值 ;Ks為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流倍數(shù);nTA為電流互感器變化。
3.2 高壓電機(jī)的差動(dòng)保護(hù)
由于電流速斷保護(hù)靈敏度低,對電機(jī)內(nèi)部故障區(qū)分度小,所以對于容量在2000kw以上的電機(jī)或容量小于2000kw但具有6個(gè)引出線端子的有重要作用的電動(dòng)機(jī)應(yīng)運(yùn)用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。對容量在5000kw以下的電機(jī)差動(dòng)保護(hù)可采用兩相式接線,DL繼電器;而電機(jī)容量在5000kw以上時(shí),采用三相式接線。保護(hù)裝置作用于跳閘。其動(dòng)作電流整定要求按躲過電動(dòng)機(jī)的額定電流整定,因?yàn)橐紤]二次回路斷線時(shí)不會(huì)引起誤動(dòng)作。傳統(tǒng)的差動(dòng)保護(hù)主要采用電磁型差動(dòng)保護(hù)器,由于精度差,靈敏度低,現(xiàn)在多采用新式的微機(jī)型電機(jī)差動(dòng)保護(hù)裝置,較之傳統(tǒng)保護(hù)器具有精度高,功能全的特點(diǎn)。
3.3 高壓電機(jī)的過負(fù)荷保護(hù)
1)長時(shí)間過負(fù)荷運(yùn)行會(huì)使電機(jī)溫度超過許可值,造成絕緣層老化甚至引起事故。因此對有可能發(fā)生過負(fù)荷的電機(jī),應(yīng)根據(jù)電機(jī)的重要程度和有可能發(fā)生過負(fù)荷的情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。過負(fù)荷一般情況下都是對稱的,因此可以只裝一相。應(yīng)該注意的是,在不停機(jī)不能去除過負(fù)荷的情況下,或在無人值班的電動(dòng)機(jī)上,過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)作用于跳閘;對不停機(jī)可以消除過負(fù)荷的電機(jī)則可作用于信號或減負(fù)荷?,F(xiàn)在廣泛使用的GL型繼電器是使用一個(gè)反時(shí)限電流繼電器即作相間短路又做過負(fù)荷保護(hù),其瞬時(shí)速斷特性作為電機(jī)的電流速斷,反時(shí)限特性則作為過負(fù)荷保護(hù)[1]。
2)過負(fù)荷裝置的動(dòng)作電流應(yīng)該按照躲過電動(dòng)機(jī)的最大啟動(dòng)電流來整定[2],即其中,Iset為保護(hù)裝置的動(dòng)作電流;IK.set為繼電器的動(dòng)作電流;IN.M為電動(dòng)機(jī)的額定電流;Krel為可靠系數(shù),當(dāng)保護(hù)裝置動(dòng)作與信號時(shí),取值1.05~1.1,動(dòng)作于跳閘、自動(dòng)減負(fù)載時(shí),取值1.2~1.25;Kre為返回系數(shù),一般對DL型繼電器取值0.85—0.9,GL型取值0.8;Kc為接線系數(shù),當(dāng)兩相不完全星型接線時(shí)取值1;兩相電流差接時(shí)取值 ;nTa為電流互感器變化。對于GL型繼電器,應(yīng)先整定過負(fù)荷保護(hù),在整定速斷保護(hù)。
3)過負(fù)荷保護(hù)的時(shí)限,要大于電機(jī)帶負(fù)荷起動(dòng)的時(shí)間,一般電機(jī)為:tset=(1.1~1.2)ts。其中,tset是保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間,ts為電動(dòng)機(jī)的實(shí)際起動(dòng)時(shí)間,大多取值15~20秒。
3.4 高壓電機(jī)的低電壓保護(hù)
1)裝備低電壓保護(hù)的原則。當(dāng)電源電壓降低時(shí)或中斷后又恢復(fù)時(shí),為使重要電動(dòng)機(jī)可以自起動(dòng),應(yīng)該在其它相對不重要的電機(jī)上裝設(shè)0.5s時(shí)限的低壓保護(hù),把其從電網(wǎng)中切除;根據(jù)客觀條件和工藝要求,對電源電壓長期較低或中斷后不準(zhǔn)許自起動(dòng)的電動(dòng)機(jī),則應(yīng)采用帶9~10s時(shí)限的低電壓保護(hù),要求可以把其從電網(wǎng)中切除;對重要且要求自起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)不應(yīng)裝設(shè)。
2)裝備低電壓保護(hù)的要求。
① 能反應(yīng)對稱或不對稱的電壓下降。因?yàn)樵诓粚ΨQ短路時(shí),電動(dòng)機(jī)也可能被制動(dòng),而當(dāng)電壓恢復(fù)時(shí),也會(huì)自起動(dòng)。
② 當(dāng)電壓互感器一次側(cè)或兩次側(cè)發(fā)生各種斷線時(shí),保護(hù)裝置不應(yīng)誤動(dòng)作,并要發(fā)出斷路信號。但此時(shí)如果母線確實(shí)失壓或電壓下降到整定值,保護(hù)裝置仍要求能正確動(dòng)作。
③ 當(dāng)電壓互感器一次隔離開關(guān)或隔離觸頭因誤動(dòng)作被斷開時(shí),保護(hù)裝置不應(yīng)誤動(dòng)作,并發(fā)出信號。
④ 不同動(dòng)作時(shí)間的低電壓元件的動(dòng)作電壓應(yīng)分別整定[3]。當(dāng)電壓降低到額定電壓的60%~70%時(shí),應(yīng)該先以0.5s延時(shí)切除不重要的電動(dòng)機(jī),而當(dāng)電壓繼續(xù)降到額定電壓的40%~50%,要求低電壓保護(hù)經(jīng)10s延時(shí),切斷不允許長時(shí)間失電后再自起動(dòng)的重要電動(dòng)機(jī)。
3)動(dòng)作電壓及動(dòng)作時(shí)間的整定計(jì)算。
① 動(dòng)作電壓的整定。對不允許自啟動(dòng)的異步高壓電動(dòng)機(jī),其公式為:
對需要自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī),其公式為:
其中,Uset為繼電器的動(dòng)作電壓,UN.L為電網(wǎng)的額定電壓,nTV——電壓互感器變比。
② 對動(dòng)作時(shí)間的整定原則。對不需要自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī),如果上一級變電所的送出線帶有電抗器,在電抗器后發(fā)生短路時(shí),因其母線電壓降低較小,所以一般比本級變電所其余的送出線短路保護(hù)要大一個(gè)時(shí)限級階差;如果上級變電所的送出線沒有電抗器,則一般比上級變電所送出線短路保護(hù)大一個(gè)時(shí)限級階差,大多取值0.5—1.5s。當(dāng)然具體取值也要根據(jù)實(shí)際要求確定。
3.5 高壓電機(jī)的單相接地保護(hù)
目前高壓電動(dòng)機(jī)的供電線路,多為小接地電流網(wǎng)絡(luò),在發(fā)生單相接地時(shí),一般僅有接地電容電流流過故障點(diǎn),一般危害較小。只有當(dāng)單相接地電流大于5A時(shí),方考慮設(shè)置選擇性接地保護(hù)裝置,一般單相接地電流小于10A時(shí),保護(hù)裝置動(dòng)作于信號,當(dāng)電流大于10A時(shí),保護(hù)裝置作用于電閘,以切斷電源。接地保護(hù)裝置根據(jù)零序電流保護(hù)裝置原理構(gòu)成,保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)當(dāng)按照大于電動(dòng)機(jī)的電容電流整定。
4 結(jié)語
此外,常用的還有堵轉(zhuǎn)保護(hù)、電機(jī)繞組及軸承溫度保護(hù)、軸瓦油壓保護(hù)以及同步電動(dòng)機(jī)的失步保護(hù)、失磁保護(hù)非同步?jīng)_擊保護(hù)等方式。近年來,隨著技術(shù)的進(jìn)步,微機(jī)技術(shù)越來越多的在電力領(lǐng)域得到運(yùn)用,在繼電保護(hù)方面也有了很多新的突破,如過去沒有的定子繞組一相匝間短路保護(hù)裝置,現(xiàn)在也可在微機(jī)保護(hù)中通過負(fù)序電流來發(fā)現(xiàn)此種故障,很多傳統(tǒng)的保護(hù)方式在靈敏度、精確度及安全性上也都有了提升。
參考文獻(xiàn):
[1]耿慶魯,自制高壓電動(dòng)機(jī)的綜合繼電保護(hù)裝置[J].氯堿工業(yè),2006(8):1—3.
關(guān)鍵詞:智能化變電站;繼電保護(hù)配置;運(yùn)行維護(hù)
中圖分類號:F40 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
隨著電力技術(shù)的發(fā)展,智能電網(wǎng)技術(shù)以及智能電氣設(shè)備進(jìn)一步發(fā)展和運(yùn)用,數(shù)字化智能變電站已經(jīng)逐漸成為變電站發(fā)展的趨勢。繼電保護(hù)設(shè)備是智能變電站的重要組成部分,為了增強(qiáng)智能變電站的可靠性和速動(dòng)性,需要對變電站內(nèi)部智能電子設(shè)備,尤其是繼保系統(tǒng)的信息描述方法、訪問方法、通信網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范。下面本文就對智能化變電站的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行探討。
1 智能變電站的繼電保護(hù)配置機(jī)構(gòu)
數(shù)字化變電站的是在自動(dòng)化一次設(shè)備基礎(chǔ)上加上網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備,以IEC61850通信規(guī)范為前提,實(shí)現(xiàn)信息的共享和交互性,并具有繼電保護(hù)和數(shù)據(jù)管理等功能的現(xiàn)代化變電站。智能變電站可以分為三個(gè)層次,即現(xiàn)場間斷層裝置、中間網(wǎng)絡(luò)通信層、后臺(tái)的操作層。
(1)過程層。過程層包括合并單元、智能終端和接口設(shè)備,其核心設(shè)備是交換機(jī)。過程層對繼電的保護(hù)主要通過快速跳閘裝置。首先,對電力運(yùn)行的電氣量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,比如電流、電壓幅值、相位、諧波分量等,并通過交換機(jī)以網(wǎng)絡(luò)交互式傳遞信息。其次,檢測運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù),檢測變壓器、隔離開關(guān)、斷路器等設(shè)備的工作狀態(tài)等。最后,執(zhí)行和驅(qū)動(dòng)操作控制,比如直流電源充放電的控制。
(2)間隔層。間隔層承擔(dān)著對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)和控制的作用,對間隔層數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集以及控制命令發(fā)出的優(yōu)先級別等,開展操作同期以及其他控制功能,承擔(dān)承上啟下的通信功能。
(3)控制層。控制層的主要設(shè)備是主機(jī)、運(yùn)動(dòng)裝置、規(guī)約轉(zhuǎn)換器等。主要功能是,對全站數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)匯總,對數(shù)據(jù)庫的刷新,并把收集到的信息傳送到監(jiān)控中心接受指令,向間隔層和過程層傳遞指令。另外,可以根據(jù)不同運(yùn)行方式,預(yù)先結(jié)合離線定制整定算法,確定幾套定值整定方案,確定系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)生狀況時(shí),保護(hù)相應(yīng)切換到預(yù)先設(shè)定好的一套定值區(qū)。
智能變電站按照對象進(jìn)行保護(hù)裝置的配置,如主變保護(hù)、線路保護(hù)、母線保護(hù)等,和采用常規(guī)互感器時(shí)一樣,只不過將原來保護(hù)裝置的交流量輸入插件更換為數(shù)據(jù)采集光纖接口,用以太網(wǎng)統(tǒng)一傳輸GOOSE以及采樣值。
2 智能變電站的運(yùn)行情況和繼電保護(hù)配置
2.1 智能變電站的運(yùn)行情況
(1)智能變電站中的供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行主要是指系統(tǒng)中的線路及其設(shè)備均在理想的狀態(tài)下運(yùn)行所反應(yīng)出的各項(xiàng)活動(dòng)都屬于正常范疇內(nèi)。
(2)供電系統(tǒng)的故障運(yùn)行是指某些設(shè)備或線路出現(xiàn)了損壞而陷入無法工作的狀態(tài),并且妨礙了系統(tǒng)的安全運(yùn)行,而且有可能是事態(tài)變得更為嚴(yán)重。
(3)供電系統(tǒng)的異常運(yùn)行是指系統(tǒng)雖然系統(tǒng)已經(jīng)不能按照正常方式運(yùn)行,但是不會(huì)引起系統(tǒng)出故障。如果智能變電站中的供電系統(tǒng)存在異常運(yùn)行的狀況時(shí),則繼電保護(hù)裝置能夠準(zhǔn)確的發(fā)出相關(guān)的信號,并在故障發(fā)生前做好對異常運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行妥善處理。由此可見,通過對事故范圍的縮小以及對事故發(fā)生的及時(shí)預(yù)報(bào),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的作用,因此在智能變電站電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置是保證電力系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠的最重要的裝置。綜上所述,在智能變電站中供電系統(tǒng)能否安全可靠運(yùn)行主要在于繼電保護(hù)裝置配置的合理性。
2.2 智能變電站繼電保護(hù)配置
在智能變電站的發(fā)展進(jìn)化中,繼電保護(hù)從之前的模擬式保護(hù)發(fā)展到了現(xiàn)今的數(shù)字式保護(hù)模式。智能變電站中智能化一次設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備,使各個(gè)電氣設(shè)備能夠達(dá)到信息共享和交互性操作。其中分層配置中的繼電保護(hù),其變壓器保護(hù)以及線路保護(hù)等均在過程層中,因此就可以對MU智能操作的數(shù)據(jù)信息以及采樣進(jìn)行直接獲取,不用再通過過程層中的交換機(jī)。間隔層中的為多間隔母線保護(hù)配置,其數(shù)據(jù)信息的獲得需要通過過程層的交換機(jī)。智能變電站的站域保護(hù)管理單元,在后臺(tái)控制層。如圖1所示。
站域保護(hù)管理單元監(jiān)控計(jì)算機(jī)間隔層交換機(jī)間隔層數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)母線保護(hù)過程層交換機(jī)監(jiān)控裝置線路和變壓器保護(hù)合并單元MU智能操作箱后臺(tái)控制層間斷層過程層。
(1)在分層配置方案里,主設(shè)備的保護(hù),例如線路保護(hù)、變壓器保護(hù)等,不需要一覽間隔信息,就可以和MU智能操作箱直接對信息進(jìn)行交流,并且網(wǎng)絡(luò)信息癱瘓,也不會(huì)對其產(chǎn)生影響,其可以進(jìn)行脫機(jī)交換。那么在智能變電站中對其保護(hù)性能進(jìn)行了實(shí)現(xiàn),對傳統(tǒng)繼電保護(hù)中人們對網(wǎng)絡(luò)安全的擔(dān)心進(jìn)行了消除。
(2)在這一方案中,在其后臺(tái)控制中對集中控制以及決策進(jìn)行了實(shí)行,那么變電站中的線路負(fù)荷保護(hù)、電源備自投以及線路重合閘等設(shè)備也均可以統(tǒng)一進(jìn)行監(jiān)控以及保護(hù)。這些裝置可以通過后備保護(hù)進(jìn)行整體的配合,使原來分散到變壓器、母線、線路等得保護(hù)的重復(fù)裝置進(jìn)行整合得以簡化,提高了變電站運(yùn)行的效率。很好解決傳統(tǒng)中對設(shè)備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間過長、故障切除范圍較大的問題。
(3)自適應(yīng)去調(diào)整保護(hù)定值和保護(hù)范圍,避免變電站直流系統(tǒng)接地引發(fā)繼電保護(hù)錯(cuò)誤跳閘。傳統(tǒng)中保護(hù)定值由運(yùn)行人員切換定區(qū)域,智能邊站可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況調(diào)整保護(hù)定值,也可以由人工來進(jìn)行定值調(diào)整,實(shí)際運(yùn)行情況的考慮涉及到線路保護(hù),旁路運(yùn)行方式等。站內(nèi)繼電保護(hù)的測試涉及到光纖以太網(wǎng)性能測試,跨間隔數(shù)據(jù)同步測試等。由于繼電保護(hù)裝置的介質(zhì)是光纖,采用的是光數(shù)字電壓和電流信號的輸入方式,所以跨間隔數(shù)據(jù)同步性測試十分必要。
3 智能變電站繼電保護(hù)的問題
(1)智能變電站中的主要保護(hù)是電流速斷保護(hù),電流速斷保護(hù)是在最大運(yùn)行方式情況下利用系統(tǒng)線路的末端三相短路電流來進(jìn)行整理規(guī)定的,但是由于其靈敏度大于1.2,因此要把動(dòng)作電流值取得較小一點(diǎn),特殊情況下比如是在線路較長,配電變壓器較多時(shí),即系統(tǒng)阻抗能力比較大的時(shí)候,動(dòng)作點(diǎn)就要取更小的數(shù)值。如果在整定時(shí)不考慮給電流速斷保護(hù)帶來的影響,那么配電變壓器投入時(shí)所產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流的起始值就會(huì)元超過無時(shí)限速斷保護(hù)定值,進(jìn)而造成系統(tǒng)故障后恢復(fù)送電時(shí)發(fā)生開關(guān)合上或運(yùn)行過程中頻繁跳閘的情況。
(2)隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,其規(guī)模的在不斷的擴(kuò)大,因此智能變電站電力系統(tǒng)中的短路電流也會(huì)隨著發(fā)生變化,如果變電出口處或者是配電出口處發(fā)生短路,那么短路電流就會(huì)變大,甚至?xí)_(dá)到普通額定電流的幾百倍。在正常情況下,短路電流倍數(shù)越大,那么就會(huì)造成誤差較大的電流互感器變比,進(jìn)而就可能使靈敏度低的電流速斷保護(hù)拒絕操作命令。
(3)二次回路問題,繼電保護(hù)涉及到的二次回路數(shù)量較多、接線復(fù)雜,常常是故障頻發(fā)環(huán)節(jié)。設(shè)備檢驗(yàn)時(shí),通常會(huì)注重檢查設(shè)備本體,忽視對二次回路接線檢查,所以運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)二次回路接線故障。比如開口三角N與L、PT切換時(shí)失去了零序電壓,造成回路不暢通等。
4 智能變電站繼電保護(hù)配置實(shí)施的保護(hù)
4.1 電壓限定延時(shí)的過電流保護(hù)
在電力系統(tǒng)中,由于外部短路問題很容易造成過電流和不正常運(yùn)行而出現(xiàn)過負(fù)荷電流,其可能在數(shù)值上相差不大,但是當(dāng)外部故障出現(xiàn)問題時(shí),發(fā)電機(jī)過流保護(hù)應(yīng)該出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象,如果是過負(fù)荷故障時(shí), 則電力系統(tǒng)的保護(hù)裝置的動(dòng)作信號應(yīng)動(dòng)作。在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)中為了能夠區(qū)別故障原因,則需要將過電流保護(hù)中加入低電壓元件,這種保護(hù)系統(tǒng)主要是由低電壓元件和過電流元件組成。
4.2 變壓器保護(hù)配置
變壓器保護(hù)裝置主要采用分布式裝置,實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)功能的,變壓器后備保護(hù)主要采用集中式配置方式實(shí)現(xiàn)保護(hù),而對于非電量保護(hù)裝置主要采用獨(dú)立式安裝方式,具體安裝方式主要是通過電纜直接引入斷路器跳閘,然后跳閘命令通過電纜線引入GOOSE和采樣的網(wǎng)絡(luò)上,其中2/3主接線變壓器的配置方式如圖2所示。
4.3 線路保護(hù)
在電力系統(tǒng)中的線路保護(hù)配置主要是以縱聯(lián)差動(dòng)作為主保護(hù)系統(tǒng),后備保護(hù)裝置主要是集中式保護(hù)裝置中。對于單斷路器方式的主接線以及線路保護(hù)裝置通過主保護(hù)系統(tǒng)的對側(cè)線路保護(hù)和光纖通信口保護(hù)裝置通信,以能夠達(dá)到實(shí)現(xiàn)縱聯(lián)保護(hù)的作用(圖3)。
4.4 復(fù)合電壓過電流保護(hù)
在智能變電站系統(tǒng)中,復(fù)合電壓過電流保護(hù)主要應(yīng)用過流保護(hù)或者變壓器保護(hù)靈敏度得達(dá)不到要求的變壓器系統(tǒng)中,其原理接線圖如如圖4所示。
上述配置裝置的工作原理為:如果變電站系統(tǒng)中出現(xiàn)不對稱短路情況時(shí),則會(huì)引起的相電流繼電器動(dòng)作,同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致繼電器動(dòng)作,這時(shí)常閉觸頭斷開,造成低電壓繼電器失壓,常閉觸頭閉合,啟動(dòng)中間繼電器。 如果想要使電流繼電器通過常開觸頭進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)間繼電器時(shí),則需要通過整定延時(shí)將啟動(dòng)信號以及出口繼電器使變壓器兩側(cè)斷路器斷開。如果出出現(xiàn)短路的現(xiàn)象時(shí),由于在短路瞬間將會(huì)出現(xiàn)短時(shí)負(fù)序電壓,則就會(huì)造成電壓繼電器失去電壓,如果負(fù)序電壓消失后,則常閉觸頭閉合,所以能夠?qū)㈦妷涸撵`敏度得到提高[9]。
結(jié)語
智能電網(wǎng)和智能變電站的發(fā)展,給繼電保護(hù)發(fā)展既帶來了機(jī)遇,也帶來了挑戰(zhàn),在智能變電站繼電保護(hù)中,充分利用智能變電站的新技術(shù),將最新技術(shù)和最新技術(shù)引入到到繼電保護(hù)系統(tǒng)中,并且重新審視繼電保護(hù)的原理和配置,不僅能夠保證繼電保護(hù)不受系統(tǒng)的影響,并且還能夠快速切除故障,解決后備保護(hù)容易受到系統(tǒng)運(yùn)行的影響以及動(dòng)作時(shí)間長等問題。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,我國電力企業(yè)的發(fā)展,智能變電站的投入應(yīng)用,對智能繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)一步提高了,將使繼電保護(hù)系統(tǒng)在智能變電站中發(fā)揮最大的作用。
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關(guān)鍵詞:開關(guān)電源;故障分析;改進(jìn)措施
中圖分類號: TL503.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號: 1673-1069(2017)01-184-2
1 繼電保護(hù)開關(guān)保護(hù)電源的相關(guān)概述
為了確保繼電保護(hù)開關(guān)的可靠性,將繼電保護(hù)開關(guān)的溫度維持在零下20至零上70度較為合理,我們與普通的電源相比較,繼電保護(hù)開關(guān)具有可靠性的特點(diǎn)[1]。
效率高、性能好。繼電保護(hù)開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)影響了其高效性,繼電保護(hù)開關(guān)電源在功耗很大,浪費(fèi)了能源的同時(shí),也增加了繼電保護(hù)開關(guān)的溫度。繼電保護(hù)對負(fù)載和調(diào)整率要求較為嚴(yán)格。
體積小、重量輕。與以往的工頻變壓器不同,繼電保護(hù)開關(guān)從電網(wǎng)獲得的交流電壓,使得繼電保護(hù)開關(guān)電源進(jìn)行整流和慮波,然后輸入到高頻的變壓器中,獲得不同的脈沖電壓,減小了繼電保護(hù)開關(guān)的體積、減輕了質(zhì)量、降低了設(shè)備制造成本。
抗干擾性很好。通過試驗(yàn)證實(shí),繼電保護(hù)開關(guān)的抗干擾性很好,能夠滿足國家的有關(guān)規(guī)定,能夠確保繼電保護(hù)開關(guān)在干擾信號的影響下進(jìn)行正常的工作。
安全可靠性高。由于電力系統(tǒng)故障的不確定性(如出現(xiàn)短路現(xiàn)象、過壓現(xiàn)象、過流現(xiàn)象等),繼電保護(hù)開關(guān)要具有自我保護(hù)的作用。
2 研究繼電保護(hù)裝置的必要性
繼電保護(hù)裝置的可靠性是保證繼電保護(hù)裝置正常工作的重要指標(biāo)。繼電保護(hù)裝置在保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行方面發(fā)揮了重要作用,國內(nèi)外較大的電力事故的發(fā)生,都是由于繼電保護(hù)裝置發(fā)生故障而導(dǎo)致的。如2008年的法國巴黎大停電、2006年美國大停電事故以及2010年德國大停電事故、2007年國家電網(wǎng)公司的繼電保護(hù)裝置故障等[2]。繼電保護(hù)系統(tǒng)故障所造成的危害是嚴(yán)重的,絕大多數(shù)電力事故是與繼電保護(hù)裝置操作不當(dāng)有關(guān)的。從歷年的事故來看,繼電保護(hù)裝置的重要性嚴(yán)重影響了電力的穩(wěn)定運(yùn)行。要確保繼電保護(hù)開關(guān)的穩(wěn)定性,確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。因此,提高機(jī)電保護(hù)裝置的安全性與可靠性離不開繼電保護(hù)開關(guān)電源的正常工作。
3 繼電保護(hù)隱蔽故障
許多繼電保護(hù)研究資料表明[3],許多停電事故都是由于繼電保護(hù)開關(guān)的隱蔽性故障所造成的。由于其具有隱蔽性的特點(diǎn),如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),將導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。隱蔽故障的隱蔽性、不容易被發(fā)現(xiàn)的特點(diǎn),決定了不能及時(shí)對故障的發(fā)生進(jìn)行有效地防控。要加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置的故障排查工作即日常維護(hù)工作,確保設(shè)備正常穩(wěn)定運(yùn)行,保證設(shè)備的安全性。在隱蔽性問題分析中,我們要強(qiáng)化對故障的數(shù)據(jù)采集工作,加大對設(shè)備的檢測和維護(hù)工作,消除設(shè)備的安全隱患。
4 常見故障分析
電力系統(tǒng)設(shè)備在外力因素的影響下,將出現(xiàn)繼電保護(hù)故障。而繼電保護(hù)故障的初選,將引起電力系統(tǒng)中的事故,造成由于局部的電力事故導(dǎo)致大面積的電力安全事故。從繼電保護(hù)故障的實(shí)例來看[4],在電壓下降和電能降低后,能夠?qū)е螺^大的人員傷亡和設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞事故。為了能夠正確迅速地判斷出事故發(fā)生地,防止大面積的停電事故,就需要對故障的原因進(jìn)行快速地分析,故障的原因是可以從輸入電壓和輸出電壓來進(jìn)行判斷的。
輸入電壓端在產(chǎn)生故障后,繼電保護(hù)開關(guān)將停止工作,而輸出電壓端不能自動(dòng)斷電,造成事故的發(fā)生??梢圆捎貌ㄐ斡涗泝x對電壓進(jìn)行檢測,在繼電保護(hù)試驗(yàn)儀控制輸入電壓中斷的時(shí)間長短中,我們可以發(fā)現(xiàn)[5]:輸入電源要回復(fù)正常工作大概需要0.1秒到0.2秒之間,而開關(guān)電源并未同時(shí)恢復(fù)正常工作狀態(tài);在輸入電壓停止工作0.25秒之后,輸出端的電壓卻消失;而在輸入電壓端停止工作0.07秒以內(nèi),輸入端的電壓并未消失,并沒有影響繼電保護(hù)開關(guān)的正常工作狀態(tài)。
4.1 電源波動(dòng)引起的故障
從電源波動(dòng)引起的故障來看,主要表現(xiàn)在:在電壓進(jìn)行輸入和輸出時(shí),輸入電壓產(chǎn)生瞬時(shí)故障而恢復(fù)正常后,繼電保護(hù)開關(guān)將停止工作,而在輸出端,輸出電壓卻能夠正常顯示,并不受其影響,并不能實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)開關(guān)的自動(dòng)斷電,需要通過手動(dòng)才能恢復(fù)繼電保護(hù)開關(guān)的正常工作。從發(fā)生故障的主要原因來看,主要是由于繼電保護(hù)開關(guān)的電源啟動(dòng)和輸出電壓出現(xiàn)電子邏輯錯(cuò)誤而導(dǎo)致的。筆者在日常的工作中發(fā)現(xiàn),可以利用繼電保護(hù)試驗(yàn)儀對輸入電壓和輸出電壓的數(shù)值變化進(jìn)行檢測、控制和記錄,以有效地實(shí)現(xiàn)對輸入電壓中斷的時(shí)間控制。我們需要對繼電保護(hù)開關(guān)的邏輯順序進(jìn)行更改,以保障繼電保護(hù)開關(guān)的正常工作。從電源欠壓保護(hù)中可以看出,輸入電壓快速通斷將導(dǎo)致錯(cuò)誤的動(dòng)作,同時(shí)未對延時(shí)電路進(jìn)行按時(shí)復(fù)位,導(dǎo)致誤動(dòng)作發(fā)生。在這樣的情況下,維修人員要重視電壓的數(shù)值變化,要確保同點(diǎn)狀態(tài)下,欠壓信號的及時(shí)有效處理。
4.2 啟動(dòng)電流過大引起的故障
筆者在日常的工作中發(fā)現(xiàn),電網(wǎng)在啟動(dòng)或運(yùn)行的過程中,瞬間輸入電流若達(dá)到0.3A,其穩(wěn)態(tài)電流將達(dá)到0.4A。而由于實(shí)際條件的限制,電源模塊的供電電源輸出電流僅為0.3A。所以,開關(guān)電源如果在瞬間處于過載的狀態(tài),將造成開關(guān)的損壞,系統(tǒng)將出現(xiàn)過載報(bào)警。在輸電線路正常運(yùn)行時(shí),一方面需要開關(guān)具備一定的功率,另一方面也需要輸出回路也要具備一定的功率。我們在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中,要充分考慮多方面的影響因素,防止電源在啟動(dòng)過程中出現(xiàn)的電壓低、功率猛增的狀況發(fā)生。當(dāng)這樣的現(xiàn)象發(fā)生時(shí),能夠?qū)е麻_關(guān)電源啟動(dòng)瞬態(tài)電流激增、沖擊供電電源,造成較大的供電事故。
5 改進(jìn)措施
5.1 電源波動(dòng)的改進(jìn)措施
筆者在工作中發(fā)現(xiàn),對于開關(guān)電源停止工作的情況,我們可以通過在繼電保護(hù)開關(guān)電源上加設(shè)一個(gè)電壓檢測裝置,同時(shí)在開關(guān)電源延時(shí)電容上加設(shè)一個(gè)電子開關(guān)設(shè)備,通過這種方法,可以有效地保護(hù)繼電保護(hù)開關(guān),電容上的電子開關(guān)可以處于閉合狀態(tài),保證延時(shí)電路的有效工作。
5.2 啟動(dòng)電流過大的改進(jìn)措施
輸電線路在啟動(dòng)過程中,開關(guān)電源的過載將引起電源安全事故,這種情況的發(fā)生直接的結(jié)果將導(dǎo)致電源功能遭到破壞而無法工作。筆者在工作中發(fā)現(xiàn),適當(dāng)增加輸出電壓數(shù)值,減少啟動(dòng)瞬時(shí)輸入電流數(shù)值,確保保證開關(guān)電源的穩(wěn)定性。通常情況下,開關(guān)電源的啟動(dòng)電壓會(huì)提升到130-140V,有效保證了開關(guān)電源啟動(dòng)的穩(wěn)定性,在開關(guān)電源通過的電流為0.5A,可以將電流能夠減小到0.3V,有效地避免過載故障的發(fā)生。
6 繼電保護(hù)診斷故障系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
為了滿足電力故障的實(shí)際需求,可以設(shè)計(jì)繼電保護(hù)故障診斷系統(tǒng),能夠及時(shí)準(zhǔn)確地對故障進(jìn)行處理,減少由于故障產(chǎn)生的大面積停電事故所帶來的影響。同時(shí),故障系統(tǒng)還能夠?qū)崟r(shí)地進(jìn)行故障診斷和故障判斷。筆者在實(shí)際工作中,總結(jié)出繼電保護(hù)診斷故障系統(tǒng)的作用主要有:故障系統(tǒng)的操作界面簡潔、實(shí)用性強(qiáng),能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)交互,同時(shí)根據(jù)不同人具有的權(quán)限對設(shè)備進(jìn)行管理,降低了越權(quán)行為發(fā)生概率,減少事故損失;系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集,能夠?yàn)槭鹿实陌l(fā)生判斷提供科學(xué)的依據(jù)。同時(shí)數(shù)據(jù)還具備自我檢測能力,確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和統(tǒng)一性;系統(tǒng)還具備良好的可擴(kuò)展能力,可以根據(jù)管理者的實(shí)際需要進(jìn)行模塊擴(kuò)展,提升了使用功能,能夠幫助電力管理者從本地的電力工作實(shí)情進(jìn)行電力管理,極大地提高了電力保護(hù)的能力,確保了電力的穩(wěn)定運(yùn)行。
7 總結(jié)
要能夠根據(jù)開關(guān)中的電能的變化、輸入和輸出電壓的數(shù)值變化來強(qiáng)化對繼電保護(hù)開關(guān)的設(shè)計(jì),考慮到設(shè)計(jì)中涉及的多方面因素 [6]。在對繼電器開關(guān)保護(hù)電源進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),主要涉及兩點(diǎn),即電源啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的功率問題和電源啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的電壓變化問題。只有確定功率在正常的工作范圍內(nèi),才能確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
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關(guān)鍵詞:繼電保護(hù);數(shù)字變電站;適應(yīng)性;研究
中圖分類號:TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號:1006-8937(2016)29-0095-02
繼電保護(hù)在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用非常普遍,然而繼電保護(hù)系統(tǒng)測量精度比較差,而且安全性較低。常見的問題時(shí)動(dòng)態(tài)范圍相對較小,不僅難以有效滿足變電站繼電保護(hù)設(shè)備的適應(yīng)性要求,而且對電力系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠性產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。基于此,應(yīng)當(dāng)對數(shù)字化變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性加強(qiáng)分析,這具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。在繼電保護(hù)適應(yīng)性方面,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1 電子互感器
1.1 不同類型的電子互感器存在的差異
對于電子互感器適應(yīng)性而言,就目前數(shù)字變電站現(xiàn)狀來講,常用的能源方式有兩種,一種是有源式互感器,另一種是無源式互感器?;谠砩系膮^(qū)別,還可將其分成光學(xué)原理式、線圈原理式兩種類型的互感器。不同的類型,原理也存在較大的差異,如果不及時(shí)采取有效的措施,則會(huì)對互感器在數(shù)字化變電站上的混用產(chǎn)生影響,甚至造成數(shù)據(jù)差異。
第一,測量延時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一定的差異和區(qū)別。電流互感器的類型不同,其測量標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)存在較大的差異。在實(shí)際應(yīng)用過程中,測量數(shù)據(jù)時(shí)間誤差屢見不鮮,即延時(shí)差異。實(shí)踐中若想有效解決這一問題,確保各種類型的裝置能夠協(xié)調(diào)應(yīng)用,在具體作業(yè)之前應(yīng)當(dāng)對各種設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格測量。數(shù)據(jù)處理過程中,還需考慮延時(shí)補(bǔ)償。
第二,量程差異問題。不同的電子互感器,量程不盡相同,在實(shí)際應(yīng)用過程中,雖然有部分設(shè)備量程處于安全狀態(tài),但是一些設(shè)備超量程現(xiàn)象也并非鮮見。從實(shí)踐來看,若測量數(shù)據(jù)超過規(guī)定量程,則測量數(shù)據(jù)的正確性就會(huì)比較差,為避免該種現(xiàn)象的發(fā)生,應(yīng)當(dāng)對設(shè)備的規(guī)格和型號進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定,所選設(shè)備應(yīng)當(dāng)保證型號一致。
第三,采取有效的措施應(yīng)對互感器數(shù)據(jù)異常問題。一般而言,采樣數(shù)據(jù)畸形變化的成因主要有兩種,一是互感器受外界因素影響,一是互感器硬件出現(xiàn)故障問題?;诖?,若因電子互感器畸形變化而造成傳輸數(shù)據(jù)異常,則該過程中的保護(hù)設(shè)備就會(huì)對其進(jìn)行及時(shí)的判斷,有利于錯(cuò)誤動(dòng)作的防治。實(shí)踐中若采樣數(shù)據(jù)信息異常較大,則應(yīng)對及時(shí)更新故障算法,以此來提升電子互感器的穩(wěn)定性。
1.2 解決差異應(yīng)注意的問題
為有效解決數(shù)據(jù)差異問題,還應(yīng)當(dāng)注意以下三方面的內(nèi)容:
第一,電子互感器內(nèi)傳感器元件以及測量系統(tǒng)之間相互獨(dú)立。實(shí)踐中,可適用于測量和保護(hù)的采樣值,包含了合并單元中發(fā)送的數(shù)據(jù)幀中,保護(hù)算法的應(yīng)用,對引入的測量、保護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,對采樣數(shù)據(jù)加強(qiáng)監(jiān)控。若數(shù)據(jù)中只有一個(gè)發(fā)生了畸形變化,則無需啟動(dòng)保護(hù)。
第二,就電子互感器而言,在其元件采集系統(tǒng)中,可將兩路獨(dú)立數(shù)據(jù)系統(tǒng)有效地利用好。通常情況下,上述兩路系統(tǒng)在同一傳輸元件內(nèi)合并,然后再向保護(hù)設(shè)施發(fā)送采集的數(shù)據(jù)結(jié)果。采用該種方式,保護(hù)設(shè)施即可在繼電保護(hù)設(shè)備啟動(dòng)、動(dòng)作邏輯判斷等方面應(yīng)用數(shù)據(jù)信息。此時(shí),應(yīng)對綜合性地對比分析兩路數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)信息采集、監(jiān)控。
第三,根據(jù)電流定律,在相同節(jié)點(diǎn)上,電流的流進(jìn)與流出矢量之和是零。在過程層采樣值組網(wǎng)過程中,保護(hù)設(shè)施可以利用過程層上的共享特點(diǎn)(數(shù)據(jù)共享),對互感器電流采集加強(qiáng)監(jiān)控。
2 對保護(hù)動(dòng)作的影響
較之于傳統(tǒng)方式,過程層組網(wǎng)更能有效實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)動(dòng)作延時(shí)。對于繼電保護(hù)而言,其動(dòng)作時(shí)間短、制動(dòng)面積小,這有利于穩(wěn)定性的提高。在該種情況下,高壓電網(wǎng)表現(xiàn)的非常的明顯。就過程層而言,其組網(wǎng)方式繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間延長的原因是保護(hù)設(shè)施采樣、網(wǎng)絡(luò)以及電子互感器處理等延時(shí)。
基于此,工作人員應(yīng)當(dāng)不斷完善和健全繼電保護(hù)算法、提高數(shù)據(jù)信息的有效處理率,并在此基礎(chǔ)上不斷對過程層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,盡可能實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)作業(yè)時(shí)間的減少,這有利于穩(wěn)定性的提升。對于數(shù)字化保護(hù)動(dòng)作出口而言,主要成因是電子式互感處理器、網(wǎng)絡(luò)以及保護(hù)裝置的延時(shí)應(yīng)用是采樣延時(shí)法對時(shí)間裕度進(jìn)行設(shè)計(jì),如圖1所示,為常規(guī)性的保護(hù)以及數(shù)字化動(dòng)作時(shí)間產(chǎn)生的影響因素。
根據(jù)上述因素,采取下述方式來實(shí)現(xiàn)保護(hù)出口時(shí)間的縮短:對電子式互感器工藝技術(shù)革新和改進(jìn),以此來有效減少整體延時(shí)處理;對保護(hù)算法定期改變,結(jié)合實(shí)際需要引進(jìn)高新技術(shù),使采樣頻率逐漸向互感器發(fā)送數(shù)據(jù)頻率倍數(shù)轉(zhuǎn)變,以此來縮短數(shù)據(jù)信息處理重新插值采樣所需時(shí)間。對于數(shù)字化變電站而言,其計(jì)劃過程中應(yīng)當(dāng)對過程層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)理念改善和創(chuàng)新,使過程層通信技術(shù)得到不同程度的強(qiáng)化。
2.1 針對電子式互感器數(shù)據(jù)異常的應(yīng)對方案
對電子式互感器進(jìn)行檢測,應(yīng)對適當(dāng)增大力度,而且還應(yīng)對對電子式互感器自身的穩(wěn)定性設(shè)置由一定的要求,這有利于其穩(wěn)定性的增強(qiáng)。電子式互感器內(nèi)測量傳感設(shè)施、數(shù)據(jù)采集等,彼此之間是互相獨(dú)立的,合并單元數(shù)據(jù)發(fā)送過程中,在相同時(shí)間內(nèi)帶有測量、保護(hù)的采樣值等方面的內(nèi)容。
基于此,可使計(jì)算經(jīng)帶入測量數(shù)據(jù)以及保護(hù)數(shù)據(jù)信息的對比,以此來保護(hù)接收到的采樣數(shù)據(jù)信息監(jiān)控過程。值得一提的是,在此過程中若出現(xiàn)突變的僅為某數(shù)據(jù),則不會(huì)啟動(dòng)保護(hù)。根據(jù)電子式互感器內(nèi)的傳感元件動(dòng)作模式,以兩路獨(dú)立的信息數(shù)據(jù)采集部門完成采集任務(wù),兩路采集機(jī)構(gòu)同時(shí)輸出,方可在統(tǒng)一合并單元中適當(dāng)?shù)慕尤?,以此來確保傳送至保護(hù)設(shè)備的過程更加的順利;然后保護(hù)設(shè)施將兩組數(shù)據(jù)以差異性形式應(yīng)用在啟動(dòng)以及動(dòng)作判斷過程中的計(jì)算上,以此來確保只有一組信息數(shù)據(jù)變化時(shí),對動(dòng)作出口不會(huì)造成影響,以免出現(xiàn)誤動(dòng)現(xiàn)象。
根據(jù)基爾霍夫研究的電流定律,相同節(jié)點(diǎn)的電流流入以及流出矢量和為零,過程層數(shù)據(jù)采樣組網(wǎng)狀態(tài),使保護(hù)設(shè)施能夠充分利用和分享過程層數(shù)據(jù),從而采集其它電流,并利用一定的計(jì)算方法對其準(zhǔn)確計(jì)算,以此來確保保護(hù)算法對互感器采集數(shù)據(jù)的有效監(jiān)控。在此過程中,如果發(fā)現(xiàn)存在著一定的差異,則保護(hù)不會(huì)啟動(dòng)。
2.2 繼電保護(hù)與互感器采樣同步
對于數(shù)字化變電站而言,其采樣數(shù)據(jù)處理的同步性,對系統(tǒng)所起的作用非常重要。在對數(shù)字化變電站采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理設(shè)計(jì)過程中,可采用以下幾種方案:
第一,變電站內(nèi)的全部時(shí)鐘應(yīng)當(dāng)保持一致。之所以要保持一致,主要原因在于變電站中設(shè)備外部時(shí)鐘源可視為數(shù)據(jù)同步源,而且外部的時(shí)鐘源又有包含同步衛(wèi)星時(shí)鐘信號。比如,北斗、GPS以及伽利略衛(wèi)星等時(shí)鐘信號,而且還可以采用銣鐘或者銫鐘等高精度、高科技電子鐘,后者可以采用同步數(shù)字化光纖網(wǎng)絡(luò)時(shí)間,這樣可以有效提高鐘源準(zhǔn)確性。
第二,對互感器計(jì)算方式進(jìn)行有效處理。對其建議利用合并單元格插值法進(jìn)行計(jì)算,對其進(jìn)行同步處理能夠利用采樣數(shù)據(jù)模式。對于保護(hù)設(shè)施,建議采用插值法進(jìn)行計(jì)算,并且對所接受的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步處理。
第三,對互感器采集數(shù)據(jù)同步源采用保護(hù)設(shè)施。對于該保護(hù)設(shè)施,其有相關(guān)性互感器采樣數(shù)據(jù)同步問題可以解決之。
2.3 繼電保護(hù)和互感器采樣的同步性分析
數(shù)據(jù)采樣及其傳輸延時(shí),可以有效增大受互感器以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、設(shè)備影響。對于不同品牌和類型的互感器而言,其應(yīng)用過程中也對數(shù)據(jù)信息的傳輸差異產(chǎn)生一定的影響,嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)采樣延時(shí)問題。
基于此,應(yīng)當(dāng)對數(shù)字變電站采集的相關(guān)數(shù)據(jù)予以同步處理,這樣可以消除因傳輸延時(shí)而造成的不利影響,從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息采集時(shí)間的精準(zhǔn)辨別以及變電站間隔層、過程層信息數(shù)據(jù)的同步性。
在同步處理過程中,建議采用合并單元差值方法進(jìn)行計(jì)算,并且采取互感數(shù)據(jù)、保護(hù)設(shè)施所采集的同步處理。此外,還可應(yīng)用統(tǒng)一站內(nèi)時(shí)鐘法,統(tǒng)一設(shè)置外部時(shí)鐘源,必然伽利略衛(wèi)星、GPS等同步時(shí)鐘信號;在此過程中,還可以采用銣鐘等電子鐘,利用其精度高的特點(diǎn),對外部時(shí)鐘源精確的以及可靠性予以提升,從而使其可以作為互感器采樣信息數(shù)據(jù)處理的一種同步源。
2.4 繼電保護(hù)模擬測試
繼電保護(hù)動(dòng)作的靈活性、快速性以及可靠性等,在保護(hù)測試過程中所起的作用非常重要,同時(shí)這也是保護(hù)測試的一個(gè)重要指標(biāo)。目前變電站采用的互感器,間隔比較多,而且類型也比較多,這有效的增大了對繼電保護(hù)適應(yīng)性的要求和力度。
實(shí)踐中,為了能夠有效提升對系統(tǒng)過程層網(wǎng)絡(luò)異?,F(xiàn)象的適應(yīng)性,在數(shù)字化保護(hù)設(shè)備中也產(chǎn)生了各種類型的閉鎖機(jī)制,要求相關(guān)人員對閉鎖機(jī)制合理保護(hù)測試,延長保護(hù)時(shí)間。我們應(yīng)當(dāng)結(jié)合變電站網(wǎng)絡(luò)化、互感器實(shí)況,制定合理的動(dòng)態(tài)模擬方案,并且通過測試,對變電站性能和功能進(jìn)行嚴(yán)格審查,以確保其能夠符合規(guī)劃和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),使其具有一定的可行性。在一定的電網(wǎng)環(huán)境條件下,該種測試也可測試保護(hù)應(yīng)用效果。具體測試方法主要有模擬變電站典型系統(tǒng)以及組網(wǎng)模式、對不同的電器故障進(jìn)行模擬測試、模擬測試通信網(wǎng)絡(luò)以及變電站互感器潛在的異常和問題;或者在特定系統(tǒng)下,立足現(xiàn)有條件,模擬變電站系統(tǒng)等。
3 結(jié) 語
總而言之,基于科技水平的不斷提高,尤其是一些專業(yè)的高精尖技術(shù)得以突破,數(shù)字化變電站繼電保護(hù)適應(yīng)性因此而有所改善提高,其在應(yīng)用實(shí)踐中也可以有效發(fā)揮效益。然而,相關(guān)技術(shù)和工藝得以改善和提高的同時(shí),也存在著一些問題與不足。實(shí)踐中,我們應(yīng)當(dāng)立足實(shí)際,從技術(shù)和工藝方面著手,有效的解決實(shí)踐中存在的問題,充分發(fā)揮數(shù)字化變電站的作用,只有這樣才能實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
關(guān)鍵詞:海洋平臺(tái);電氣設(shè)計(jì);繼電保護(hù)
1 海洋平臺(tái)電氣設(shè)計(jì)繼電保護(hù)配置的必要性
海洋平臺(tái)的電力系統(tǒng),由于自然界、人為、設(shè)備本身等因素,可能會(huì)引起系統(tǒng)短路故障,譬如海水侵蝕后,系統(tǒng)絕緣表面受損,再如設(shè)備絕緣部分老化引起設(shè)備缺陷等。而在出現(xiàn)短路故障后,對電氣設(shè)備的運(yùn)行和系統(tǒng)安全產(chǎn)生極大危害,因此我們有必要進(jìn)行海洋平臺(tái)電氣設(shè)計(jì)繼電保護(hù)配置。
1.1 設(shè)備的危害性。短路故障后,局部產(chǎn)生的電弧火花,可能燒壞電氣設(shè)備,甚至產(chǎn)生爆炸。經(jīng)分析,主要是短路故障發(fā)生熱效應(yīng),而熱量上升的幅度,與流經(jīng)短路位置的電流成正比關(guān)系,因此短路時(shí)的電流量增加,設(shè)備的熱量也會(huì)升高,即便設(shè)備一時(shí)間不會(huì)被燒壞,也可能因?yàn)闊嵝?yīng)而造成導(dǎo)體絕緣保護(hù)材料的老化,另外短路時(shí)快速增加的電流,也會(huì)產(chǎn)生具有沖擊作用的機(jī)械應(yīng)力,使得導(dǎo)體變形破壞。
1.2 系統(tǒng)電壓的影響。海洋平臺(tái)的電氣設(shè)備,需要在正常電壓的狀態(tài)下才能夠發(fā)揮運(yùn)行效果,而系統(tǒng)的短路故障,系統(tǒng)的阻抗能力降低,電壓也會(huì)隨著降到標(biāo)準(zhǔn)值以下,此時(shí)電氣設(shè)備的運(yùn)行將遭到破壞。譬如海洋平臺(tái)所使用的負(fù)荷電動(dòng)機(jī),電磁轉(zhuǎn)矩維持電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn),但電壓降低后,電磁轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)動(dòng)速度會(huì)逐漸下降,因此系統(tǒng)故障導(dǎo)致電壓快速下降,電磁轉(zhuǎn)矩將無法繼續(xù)維持電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),甚至造成電動(dòng)機(jī)的損壞。
1.3 其他的影響。一方面是系統(tǒng)的穩(wěn)定性,如果短路故障長時(shí)間未能得以有效排除,距離故障點(diǎn)較近的并列運(yùn)行發(fā)電機(jī),會(huì)處于非正常的運(yùn)行狀態(tài),另一方面是通訊系統(tǒng)的影響,主要原因是故障時(shí)電流不平衡,周圍通信線路會(huì)受到不平衡磁通的干擾,而出現(xiàn)局部失靈現(xiàn)象。
從海洋平臺(tái)短路故障造成的危害性可以看出,在平臺(tái)電氣設(shè)計(jì)中配置繼電保護(hù)裝置具有一定的必要性,通過繼電保護(hù)的配置,能夠降低對設(shè)備的危害性,并減少對系統(tǒng)電壓、系統(tǒng)穩(wěn)定性、通信系統(tǒng)等的影響。
2 海洋平臺(tái)電氣設(shè)計(jì)繼電保護(hù)配置的方法
為減少海洋平臺(tái)故障道路造成的危害性和負(fù)面影響,我們可以通過繼電保護(hù)的配置,為平臺(tái)電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行,提供較高水平的保障。而海洋平臺(tái)電氣設(shè)計(jì)繼電保護(hù)配置,要求在明確繼電保護(hù)配置基本要求的基礎(chǔ)上,分別從電力變壓器、電動(dòng)機(jī)、海纜、中壓電動(dòng)機(jī)幾個(gè)方面,研討繼電保護(hù)配置的方法。
2.1 繼電保護(hù)配置的基本要求
海洋平臺(tái)電氣設(shè)計(jì),其系統(tǒng)安全運(yùn)行,與繼電保護(hù)裝置的配置合理性與否息息相關(guān),同時(shí)也是根除故障隱患的關(guān)鍵,因此繼電保護(hù)的合理配置,必須滿足以下幾方面的基本要求:
2.1.1 可靠性要求。繼電保護(hù)裝置的作用發(fā)揮,體現(xiàn)在回路保護(hù)時(shí)的連接狀態(tài)等方面,在質(zhì)量保障方面,一方面需要提高裝置元器件的質(zhì)量水平,確保每個(gè)元器件都能夠在高強(qiáng)度運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下保持較長的使用壽命,另一方面是便于裝置的維護(hù)管理,即回路接線盡可能簡單,這樣在發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)時(shí),就能夠在短時(shí)間內(nèi)找出故障隱患并予以快速排除。
2.1.2 選擇性要求。繼電保護(hù)裝置發(fā)出執(zhí)行保護(hù)命令后,可從電氣系統(tǒng)中選擇性切斷故障元器件,并保證尚未出現(xiàn)故障元器件的正常工作,以便將故障范圍盡可能控制在較小范圍內(nèi),同時(shí)在切斷故障元器件后,可臨時(shí)裝設(shè)保護(hù)裝置,以后備保護(hù)故障元器件。繼電保護(hù)裝置選擇性要求的實(shí)現(xiàn),還需要正確配合每個(gè)相鄰元件后備保護(hù),尤其是在動(dòng)作時(shí)間設(shè)置方面,上級元件必須比下級元件長。
2.1.3 靈敏性要求。繼電保護(hù)裝置的靈敏性,與靈敏系數(shù)、被保護(hù)范圍內(nèi)流過最小短路電流、裝置啟動(dòng)電流等參數(shù)均有關(guān)系,這些參數(shù)在繼電保護(hù)裝置合理設(shè)置后,就能夠以最快的速度為短路故障切除提供可靠依據(jù),并做出斷路器跳閘等保護(hù)動(dòng)作。
2.2 繼電保護(hù)配置整定
根據(jù)繼電保護(hù)裝置的基本要求,海洋平臺(tái)電氣設(shè)計(jì)的繼電保護(hù)配置,應(yīng)該分別對主發(fā)動(dòng)機(jī)、變壓器、海纜、中壓電動(dòng)機(jī)幾個(gè)方面進(jìn)行整定計(jì)算:
2.2.1 主發(fā)動(dòng)機(jī)。首先是差動(dòng)保護(hù)帶比率制動(dòng),以便在啟動(dòng)電流后,保護(hù)裝置不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作,同時(shí)通過整定最大的不平衡電流和最小的起動(dòng)電流,根據(jù)斜率、動(dòng)作時(shí)限、靈敏系數(shù)等,設(shè)置拐點(diǎn)對應(yīng)的制動(dòng)電流。其次是負(fù)序過流保護(hù),按照躲開發(fā)電機(jī)長期允許的負(fù)序電流,設(shè)置負(fù)序過負(fù)荷警段和跳閘段,其依據(jù)為起動(dòng)電流和靈敏系數(shù)校驗(yàn)。再次是過流保護(hù),一方面是限時(shí)電流速斷保護(hù),另一方面是定時(shí)限過流保護(hù),由動(dòng)作時(shí)限、可靠系數(shù)、返回系數(shù)等參數(shù)進(jìn)行整定。
2.2.2 變壓器。變壓器保護(hù)整定,是保證電氣系統(tǒng)運(yùn)行正常和持續(xù)供電的關(guān)鍵,一方面是變壓器進(jìn)線,主要包括差動(dòng)保護(hù)、差動(dòng)速斷保護(hù)、定時(shí)限過流保護(hù)、負(fù)序過流保護(hù)幾個(gè)方面,相關(guān)參數(shù)取自于拐點(diǎn)制動(dòng)電流、可靠系數(shù)、返回系數(shù)、靈敏度校驗(yàn)等;另一方面是變壓器出線,重點(diǎn)提供電流保護(hù)、負(fù)序過流保護(hù)、過電壓保護(hù)、低壓保護(hù)、零序過壓保護(hù),其中電流保護(hù)為重點(diǎn),以母線流入為變壓器正向,以基波分量的有效值為基礎(chǔ)值,這樣就能夠減少故障對負(fù)荷的影響。
2.2.3 海纜。海纜的保護(hù)相對簡單,是在確定差動(dòng)起動(dòng)電流、拐點(diǎn)制動(dòng)電流之后,在動(dòng)作區(qū)范圍內(nèi),規(guī)避故障最大不平衡電流,同時(shí)根據(jù)非周期性分量影響系數(shù)和電流互感器同型系數(shù)等,設(shè)置啟動(dòng)電流,以便躲過二次回路斷線,以此起到分相電流差動(dòng)保護(hù)的效果。至于過流保護(hù),目的是在海纜發(fā)生故障后能夠準(zhǔn)確快速地切斷故障點(diǎn),具體的做法是啟動(dòng)電流的整定,其中包括短路故障時(shí)最小短路電流、動(dòng)作時(shí)限等計(jì)算參數(shù)。
2.2.4 中壓電動(dòng)機(jī)。首先是熔斷器,具有電流速斷和反時(shí)限過負(fù)荷,在確定反時(shí)限過流保護(hù)裝置的起動(dòng)電流和電動(dòng)機(jī)的額定電流之后,整定計(jì)算負(fù)序電流氣動(dòng)執(zhí)行器,以此提供電流速斷保護(hù)的低定值。其次是綜合保護(hù),包括定時(shí)限過流保護(hù)、負(fù)序過流保護(hù)、熱過負(fù)荷保護(hù),在設(shè)置報(bào)警整定值、報(bào)警保護(hù)指令和跳閘保護(hù)指令之后,實(shí)現(xiàn)被保護(hù)對象的熱時(shí)間常數(shù)。
2.2.5 其他裝置。除了主發(fā)動(dòng)機(jī)、變壓器、海纜、中壓電動(dòng)機(jī)幾個(gè)方面的繼電保護(hù)配置,另外發(fā)電機(jī)過電壓保護(hù)、發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)、發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、低頻保護(hù)、過頻保護(hù)、熱過負(fù)荷保護(hù)、低阻抗保護(hù)、PT斷線監(jiān)測等,均為海洋平臺(tái)電氣設(shè)計(jì)繼電保護(hù)配置的重點(diǎn),要求根據(jù)海洋平臺(tái)電氣設(shè)計(jì)本身的具體需求,針對性配置繼電保護(hù),以此充分發(fā)揮繼電保護(hù)的功能。
3 結(jié)束語
綜上所述,海洋平臺(tái)的電力系統(tǒng),由于自然界、人為、設(shè)備本身等因素,可能會(huì)引起系統(tǒng)短路故障,在出現(xiàn)短路故障后,對電氣設(shè)備的運(yùn)行和系統(tǒng)安全產(chǎn)生極大危害,因此我們有必要進(jìn)行海洋平臺(tái)電氣設(shè)計(jì)繼電保護(hù)配置,因此我們需要通過繼電保護(hù)的配置,為平臺(tái)電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行,提供較高水平的保障。文章的研究,基本明確了海洋平臺(tái)電氣設(shè)計(jì)繼電保護(hù)配置的具體方法,但詳細(xì)的配置細(xì)節(jié),要求根據(jù)海洋平臺(tái)電氣設(shè)計(jì)的實(shí)際需求,以全方位滿足繼電保護(hù)裝置可靠性、選擇性、靈敏性等功能要求。
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