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關(guān)鍵詞:高壓輸電;防雷技術(shù);措施
中圖分類(lèi)號(hào):TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
目前,我國(guó)高壓輸電工程對(duì)防雷技術(shù)的研究也有了很深入的研究,防雷技術(shù)研究對(duì)我國(guó)電力事業(yè)的順利發(fā)展起到了不可忽視的重要作用,成為整個(gè)防雷系統(tǒng)的核心內(nèi)容。在輸電工程中都有專(zhuān)業(yè)的工程技術(shù)人員對(duì)高壓輸電線(xiàn)路進(jìn)行操控,這使人為原因造成的高壓輸電線(xiàn)路出現(xiàn)故障的概率降到了最低。但是另一方面的自然原因由于人力的不可操作性,成為導(dǎo)致高壓輸電工程中出現(xiàn)故障的主要原因,這些自然因素中,雷擊成為首要的因素,在雷擊發(fā)生時(shí),線(xiàn)路跳閘問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。因此,研究防雷技術(shù)對(duì)高壓輸電工程的安全性具有重要意義。
一、高壓輸電工程中防雷保護(hù)技術(shù)的研究意義
在我國(guó),空曠的野外通常是布置高壓輸電線(xiàn)路設(shè)施的主要場(chǎng)所,雷擊現(xiàn)象也多發(fā)生在野外,這給我國(guó)高壓輸電線(xiàn)路產(chǎn)生了巨大損失。當(dāng)高壓電線(xiàn)被雷擊中時(shí),會(huì)隨之產(chǎn)生過(guò)高的電流,高壓輸電線(xiàn)路中的自我保護(hù)裝置也會(huì)被觸發(fā),為保護(hù)線(xiàn)路,線(xiàn)路會(huì)自動(dòng)斷電、跳閘,我國(guó)電力工程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)以此受到影響這直接影響,也給給我國(guó)造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失。為了減少或避免出現(xiàn)這種事故,在高壓輸電線(xiàn)路工程中采取有效的防雷保護(hù)措施,是重中之重。要想我國(guó)的電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)水平得到有效的保證,減少以上災(zāi)害的發(fā)生,就必須加大對(duì)高壓輸電線(xiàn)路中防雷技術(shù)的研究。根據(jù)不同的地域,地形、地貌及氣候條件采取不同的防雷手段,依據(jù)不同因素因地制宜,制定出一套與當(dāng)?shù)剌旊娤到y(tǒng)工程相符合的防雷技術(shù)方案。另外,對(duì)當(dāng)?shù)馗邏狠旊娋€(xiàn)路進(jìn)行精確的評(píng)估也是不可或缺的工作,提前進(jìn)行評(píng)估工作能夠?qū)Ω邏狠旊娋€(xiàn)路存在的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)有效地處理。
二、高壓輸電線(xiàn)路的防雷技術(shù)和應(yīng)對(duì)措施
風(fēng)、雨、雷、電等自然因素是人們無(wú)法控制的,我們只能人為的改變我們所能控制的高壓輸電線(xiàn)路地段,如盡量避免布置到風(fēng)口或峽谷等雷電多發(fā)的地段,如果設(shè)置地段不可避免的要經(jīng)過(guò)這些地段,就需要應(yīng)用一系列防雷措施,多管齊下,極力避免雷電災(zāi)害事故的出現(xiàn)。
安裝避雷裝置在高壓輸電線(xiàn)路上具有重大的意義,避雷針和避雷線(xiàn)可以將雷擊造成的巨大電流,通過(guò)分流作用的原理將電流導(dǎo)入地下。避雷針和避雷器的分流作用,在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中就它們起到的效果而言,避雷器的效果較明顯,在分流中,提升導(dǎo)線(xiàn)的電位可以避免閃絡(luò)現(xiàn)象的發(fā)生。在容易受到雷擊的高壓輸電線(xiàn)上安裝避雷裝置,在安裝過(guò)程中要聯(lián)系實(shí)際情況做到具體問(wèn)題具體分析,要將當(dāng)?shù)氐孛蔡卣骱头览自瓌t進(jìn)行結(jié)合,然后再安裝。
防雷技術(shù)在高壓輸電線(xiàn)路的應(yīng)用中,經(jīng)常采用的措施就是安裝避雷針,然而,避雷針不是萬(wàn)能的,在避雷針的防護(hù)區(qū)域中也偶有問(wèn)題發(fā)生,即只能保護(hù)一部分高壓輸電路,不能大面積的進(jìn)行防雷保護(hù);另外一方面避雷針也會(huì)使高壓輸電線(xiàn)路遭受雷擊的概率增大。在避雷針局限性研究方面,研究人員發(fā)現(xiàn)避雷針在工作狀態(tài)下并沒(méi)有固定的保護(hù)距離,在引雷過(guò)程中會(huì)形成一個(gè)超強(qiáng)的磁場(chǎng),磁場(chǎng)形成后雷電很容易造成其他傷害高壓輸電線(xiàn)路受到損傷,運(yùn)用物理學(xué)的知識(shí)來(lái)講,是因?yàn)槠鸬降钠帘巫饔煤苡邢蓿灾劣跓o(wú)法將電磁感應(yīng)和電磁干擾屏蔽出去。
絕緣線(xiàn)在輸電線(xiàn)路中的使用在高壓輸電線(xiàn)路建設(shè)工程中也是必須要考慮的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō),一種行之有效的途徑就是在高塔桿子上加設(shè)絕緣子片,另外可以通過(guò)增加絕緣的長(zhǎng)度,來(lái)達(dá)到增大高壓輸電線(xiàn)路跨越檔導(dǎo)線(xiàn)與地線(xiàn)之間的距離,也可以很好的起到防雷作用。將差異化的絕緣設(shè)施應(yīng)用到輸電線(xiàn)路中可以提高輸電線(xiàn)路適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力,有效降低雷擊風(fēng)險(xiǎn),從而起到保護(hù)作用。
消雷器是我國(guó)高壓輸電線(xiàn)路中應(yīng)用最多、范圍最廣的一種防雷措施,消雷器作為一種新型的防雷措施在我國(guó)的應(yīng)用和發(fā)展時(shí)間與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還比較短,相關(guān)消雷器的理論知識(shí)體系并沒(méi)有完善和達(dá)到成熟。但如今實(shí)際操作過(guò)程中將裝設(shè)消雷器作為防雷措施已經(jīng)較為普遍,也得到了良好的運(yùn)行效果。這一部分是因?yàn)橄灼骶哂休^強(qiáng)的避雷效果,另一部分原因就是避雷應(yīng)用范圍廣泛沒(méi)有較大的局限性,對(duì)地形、地貌及接地電阻也還沒(méi)有苛刻要求,這使消雷器相比于其他避雷設(shè)備具有很大優(yōu)勢(shì),這些條件促使著消雷器的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
設(shè)置好防雷保護(hù)角在一定程度上也可以避免輸電線(xiàn)路出現(xiàn)的閃絡(luò)現(xiàn)象,降低輸電線(xiàn)路安全隱患。在以山地為主要地形的地帶架設(shè)輸電線(xiàn)路時(shí),只有正確計(jì)算塔桿的保護(hù)角和仔細(xì)校對(duì)才能提高輸電線(xiàn)路的防雷性能。避雷線(xiàn)具有雷電引流作用,在空隙較小時(shí),電流可以與大地保持較好的絕緣狀態(tài),當(dāng)發(fā)生雷擊后,原有的小空隙就會(huì)被擊穿,導(dǎo)致避雷線(xiàn)和大地連接,因此,需要適當(dāng)縮小避雷線(xiàn)的保護(hù)角,從而避免和減小雷擊對(duì)輸電線(xiàn)路造成的影響。
此外,影響輸電線(xiàn)路的耐雷水平的因素還有接地電阻,這就要對(duì)接地線(xiàn)阻進(jìn)行嚴(yán)格的要求,接地電阻值需要經(jīng)過(guò)科學(xué)方法的檢測(cè)和計(jì)算,對(duì)于輸電線(xiàn)路中存在的安全隱患要注意排除,及時(shí)處理各種問(wèn)題,在多回線(xiàn)路的防雷處理中,需要大量搜集有關(guān)雷擊跳閘的數(shù)據(jù)資料,分析多回線(xiàn)路中各塔桿的耐雷水平。在這一過(guò)程中,要付出長(zhǎng)期的努力才能提升輸電線(xiàn)路的整體防雷水平。因此,在防雷改造的工作每年都要進(jìn)行,同時(shí)也需要收集、統(tǒng)計(jì)和分析相關(guān)數(shù)據(jù),熟知輸電線(xiàn)路防雷工作的不足之處。
三、新型防雷技術(shù)的應(yīng)用
做好輸電線(xiàn)路防雷工作,必須要從基礎(chǔ)抓起。隨機(jī)社會(huì)的進(jìn)步,高壓輸電的防雷技術(shù)也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn),在防雷技術(shù)的研究上要加大研究力度。而當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的高壓輸電的防雷技術(shù),沒(méi)有明顯進(jìn)步,仍然在使用一些傳統(tǒng)的防雷方法。因此,新型防雷技術(shù)的研究要加快步伐。隨著科技時(shí)代的到來(lái),市場(chǎng)上的高科技產(chǎn)品越來(lái)越多,高壓輸電線(xiàn)路上的防雷技術(shù)也被應(yīng)用到了更廣的領(lǐng)域,在一些電子產(chǎn)品上也應(yīng)用了防雷技術(shù)。我國(guó)的高壓輸電工程中已開(kāi)始采用各種新型防雷技術(shù),在輸電線(xiàn)路新型防雷技術(shù)研究方面,一方面是探索新的塔桿結(jié)構(gòu)來(lái)提高輸電線(xiàn)路本身的防雷性能,一般是采取更換平衡系統(tǒng)的方法,這種結(jié)構(gòu)可以對(duì)雷擊進(jìn)行更好的分流,從而消弱經(jīng)過(guò)電壓的雷擊強(qiáng)度,大大提高輸電線(xiàn)路的防雷能力,避免雷擊災(zāi)害事故的發(fā)生。此外,還可以增加塔桿高度,研究表明將塔桿高度增加10%對(duì)于減少單回線(xiàn)路建設(shè)投資和提高防雷性能都是有積極意義的。另一方面是有效的保護(hù)雷電間隙,國(guó)外在間隙保護(hù)方面的研究已相當(dāng)成熟,我國(guó)還沒(méi)有推廣普及絕緣子串間隙保護(hù)措施,僅僅是將在低電壓等級(jí)輸電線(xiàn)路中使用,并沒(méi)有大范圍推廣。
結(jié)語(yǔ)
隨著科技的進(jìn)步,人們對(duì)高壓輸電線(xiàn)路中防雷技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越深入,即使目前我國(guó)在高壓輸電防雷措施的應(yīng)用還有許多有待提高之處,還不能夠做到完全有效的防雷,但是隨著電力實(shí)業(yè)的發(fā)展和越來(lái)越先進(jìn)的技術(shù),高壓輸電線(xiàn)路的雷擊頻率一定會(huì)急劇下降。然而要做到真正消除雷電對(duì)電力事業(yè)的危害,還需要相關(guān)的專(zhuān)家學(xué)者加大技術(shù)研究,提高創(chuàng)新創(chuàng)新意識(shí),同時(shí)也要積極學(xué)習(xí)外國(guó)的先進(jìn)技術(shù),切不可盲目自大。高壓輸電線(xiàn)路中的防雷技術(shù),對(duì)技術(shù)的要求非常嚴(yán)格,有很多潛在的問(wèn)題需要解決,這是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工程。為了減少高壓輸電線(xiàn)路發(fā)生故障的頻率,避免高壓輸電線(xiàn)路發(fā)生其他問(wèn)題,精確地防雷設(shè)計(jì)是必不可少的。在電力系統(tǒng)上有關(guān)高壓輸電線(xiàn)路的防雷設(shè)計(jì),一定要樹(shù)立正確的方向,積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù),在加強(qiáng)研究的同時(shí)也要保持對(duì)新技術(shù)持續(xù)不斷的探索,致力于新技術(shù)的研發(fā),為我國(guó)電力系統(tǒng)提供有力地技術(shù)保障,為我國(guó)電力事業(yè)開(kāi)創(chuàng)新的局面,譜寫(xiě)新的篇章。
參考文獻(xiàn)
[1]叢義宏.220kV高壓輸電線(xiàn)路的防雷接地技術(shù)研究[J].華北電力大學(xué)(北京),2010(12).
關(guān)鍵詞:智能變電站 技術(shù) 繼電保護(hù) 影響
中圖分類(lèi)號(hào):TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2013)01(c)-0113-01
1 智能變電站及其技術(shù)特征
通過(guò)《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》可知,智能變電站涵義為:運(yùn)用先進(jìn)、低碳、環(huán)保及可靠的智能設(shè)備,使變電站符合通信平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)化、全站信息的數(shù)字化與信息共享的標(biāo)準(zhǔn)化等要求,并能自動(dòng)完成有關(guān)信息的測(cè)量、采集、計(jì)量、控制及監(jiān)測(cè)等功能,還可依據(jù)需求對(duì)電網(wǎng)的智能調(diào)節(jié)、實(shí)時(shí)自動(dòng)控制與在線(xiàn)分析等高級(jí)功能給予支持,有效實(shí)現(xiàn)變電站間互動(dòng)或者電網(wǎng)調(diào)度等的變電站。在ICE61850的標(biāo)準(zhǔn)下,智能變電站充分體現(xiàn)了設(shè)備智能化、網(wǎng)絡(luò)化、交互標(biāo)準(zhǔn)化與應(yīng)用互動(dòng)化等技術(shù)特征,其中,一次設(shè)備智能化作為智能變電站基礎(chǔ)建設(shè),目前較多應(yīng)用的是常規(guī)設(shè)備與智能組件所構(gòu)成智能型的一次設(shè)備,像智能變壓器及智能斷路器等,具有真正意義的智能型一次設(shè)備并未投入運(yùn)行,電子互感器與光纖網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,使得一次與二次設(shè)備間的數(shù)據(jù)交互實(shí)現(xiàn)了完全數(shù)字化,傳統(tǒng)意義上的二次回路被弱化,二次與一次設(shè)備間的通信連接所使用的是高速光纖網(wǎng)絡(luò),有效實(shí)現(xiàn)了二次設(shè)備資源及數(shù)據(jù)共享,智能變電站設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信執(zhí)行ICE61850的標(biāo)準(zhǔn),不同設(shè)備生產(chǎn)廠(chǎng)家均執(zhí)行同一標(biāo)準(zhǔn),有效簡(jiǎn)化了設(shè)備安裝與檢修等流程。
2 智能變電站的架構(gòu)體系
智能變電站結(jié)構(gòu)并不是常規(guī)站間隔與主控設(shè)備的方式,它的邏輯構(gòu)架可概括為三層兩網(wǎng)絡(luò),三層為過(guò)程層、間隔層與站控層,兩網(wǎng)絡(luò)為過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)與站控層網(wǎng)絡(luò),主要在三層中間,如圖1所示。在智能變電站中,對(duì)繼電保護(hù)來(lái)說(shuō),過(guò)程層包含一次設(shè)備與之有關(guān)智能組件等,如隔離開(kāi)關(guān)、變壓器、互感器及高壓斷路器等,其作用為采集數(shù)據(jù)、檢測(cè)各種設(shè)備的狀態(tài),并控制命令執(zhí)行等;間隔層主要包含各種監(jiān)控設(shè)備與繼電保護(hù)等,其作用為實(shí)現(xiàn)各間隔設(shè)備監(jiān)視、控制與保護(hù)等;而站控層主要由數(shù)據(jù)前置機(jī)、人機(jī)交互設(shè)備、工作站及服務(wù)器等所構(gòu)成,其作用為傳輸整定值的召喚與修改,并錄波文件的傳送等,有效實(shí)現(xiàn)變電站集中控制。智能變電站中的繼電保護(hù)網(wǎng)絡(luò)所使用規(guī)則亦是ICE61850的標(biāo)準(zhǔn),從模型上,將原來(lái)繼電保護(hù)裝置劃分成多個(gè)的邏輯設(shè)備,還劃分成采樣值處理、保護(hù)算法與跳閘回路等邏輯節(jié)點(diǎn);從數(shù)據(jù)上看,詳細(xì)劃分了繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)種類(lèi),并覆蓋了目前繼電保護(hù)的應(yīng)用數(shù)據(jù),擴(kuò)展了數(shù)據(jù)種類(lèi)方法;從通信協(xié)議看,其通信服務(wù)需要依照性能與類(lèi)型對(duì)通信協(xié)議給予映射。與傳統(tǒng)變電站比較,智能變電站并不以裝置作為繼電保護(hù)的組織形態(tài),而是以保護(hù)功能的模塊化作為組織形式,保護(hù)的分散或集中形式不再依賴(lài)裝置,主要取決自網(wǎng)絡(luò)性能與保護(hù)需求,使得繼電保護(hù)工作更為靈活,有效滿(mǎn)足了電網(wǎng)保護(hù)需求。
3 智能變電站技術(shù)下的繼電保護(hù)影響
3.1 數(shù)據(jù)信息與保護(hù)原理影響
從繼電保護(hù)內(nèi)的數(shù)據(jù)信息角度看,智能型的變電站技術(shù)所帶來(lái)影響為下列方面,其一,電子互感器代替了電磁互感器,使得繼電保護(hù)元數(shù)據(jù)產(chǎn)生了很大變化,傳統(tǒng)電磁互感器中的一些算法與整定原則要重估與優(yōu)化,電子互感器所帶來(lái)的數(shù)據(jù)延遲與同步等問(wèn)題,給繼電保護(hù)也帶來(lái)了影響,要對(duì)其進(jìn)行深入評(píng)估,在線(xiàn)性度、響應(yīng)速度與頻帶寬度等方面優(yōu)勢(shì),會(huì)對(duì)繼電保護(hù)產(chǎn)生新算法與新源里;其二,在ICE61850的標(biāo)準(zhǔn)下,二次信息實(shí)施統(tǒng)一建模,讓繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)處理與利用方法產(chǎn)生了很大變化,隨著ICE61850的應(yīng)用,不同設(shè)備間的互通互聯(lián)及互換等,給IED設(shè)備及二次信息分離奠定了基礎(chǔ),大量信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)挖掘,保護(hù)配置與雙重化,以及動(dòng)態(tài)遷移組態(tài)等均帶來(lái)了新的保護(hù)組態(tài)與保護(hù)原理;其三,繼電保護(hù)的數(shù)據(jù)傳輸方法也發(fā)生了改變,由二次電纜連接變成了信息網(wǎng)絡(luò)傳輸,信息網(wǎng)絡(luò)傳輸讓跨間隔保護(hù)變得靈活簡(jiǎn)便,促使了新實(shí)現(xiàn)方法與保護(hù)原理的產(chǎn)生,網(wǎng)絡(luò)的可靠性與實(shí)時(shí)性受到關(guān)注,處理小概率數(shù)據(jù)延遲、丟包與誤碼等成為繼電保護(hù)原理、算法與機(jī)制的新課題。
3.2 對(duì)繼電保護(hù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制、調(diào)試及維護(hù)等方面的影響
從繼電保護(hù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制來(lái)看,智能型的變電站技術(shù)也帶來(lái)了很大影響,打破了原有的采樣、計(jì)算與出口的一體化形式,數(shù)據(jù)信息、保護(hù)對(duì)象及裝置不再進(jìn)行綁定,讓數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)能實(shí)時(shí)調(diào)用及存儲(chǔ),不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與不同功能應(yīng)用變成了可能,極大降低了保護(hù)設(shè)備及過(guò)程網(wǎng)絡(luò)的交互需要及復(fù)雜性,對(duì)保護(hù)功能組態(tài)、遷移與廣域保護(hù)提供了數(shù)據(jù)信息的交換平臺(tái);還改善了二次回路中的不可測(cè)控問(wèn)題,可實(shí)時(shí)掌握網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可靠狀態(tài),極大提高了繼電保護(hù)中的可靠水平,原有繼電保護(hù)很容易形成信息孤島問(wèn)題,應(yīng)用智能變電站的對(duì)等交互技術(shù)模式,不必與保護(hù)裝置進(jìn)行綁定,有效實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息共享。從調(diào)試及維護(hù)等角度來(lái)看,繼電保護(hù)的運(yùn)行模式與保護(hù)形態(tài)產(chǎn)生了較大變化,在測(cè)試方法及周期等維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)方面存在滯后性,繼電保護(hù)的二次回路監(jiān)測(cè),讓保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)檢修變得可能,標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,讓變電站建模出現(xiàn)一體化,一旦變電站實(shí)施擴(kuò)建或者變更時(shí),對(duì)配置文件給予動(dòng)態(tài)修改成為智能變電站所遇新問(wèn)題,并且智能變電站的設(shè)計(jì)、維護(hù)及調(diào)試等,需要設(shè)計(jì)院、業(yè)主、設(shè)備商及調(diào)試單位等,進(jìn)行反復(fù)協(xié)調(diào)與方案修改,當(dāng)單位投入運(yùn)行后,難以擺脫廠(chǎng)家及調(diào)試單位等依賴(lài)性,為電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)了安全上的隱患,限制了智能變電站廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1] 吳小云.對(duì)智能變電站技術(shù)的探討[J].廣東科技,2011(10).
【關(guān)鍵詞】 繼電 保護(hù) 趨勢(shì)
我國(guó)自上世紀(jì)90年代后期開(kāi)始也開(kāi)展了配電自動(dòng)化研究與應(yīng)用工作,目前,經(jīng)過(guò)十幾年的探索與實(shí)踐,配電自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)比較成熟,為故障的快速和科學(xué)處理奠定了良好的基礎(chǔ)。長(zhǎng)期以來(lái),在配電自動(dòng)化系統(tǒng)的故障處理功能研究領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了大量卓有成效的研究。
1 繼電保護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1 繼電保護(hù)的現(xiàn)狀
繼電保護(hù)技術(shù)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。幾十年來(lái),隨著我國(guó)電力系統(tǒng)向高電壓、大機(jī)組、大電網(wǎng)發(fā)展,繼電保護(hù)技術(shù)及其裝置應(yīng)用水平獲得很大提高。在20世紀(jì)50年代以前,繼電保護(hù)是用電磁型的機(jī)械元件構(gòu)成的。隨著半導(dǎo)體器件的發(fā)展,利用整流二極管構(gòu)成的整流型元件和由半導(dǎo)體分立元件組成的保護(hù)裝置得到了推廣利用。20世紀(jì)70年代以后,利用集成電路構(gòu)成的裝置在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中得到廣泛應(yīng)用。到80年代后,計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展很快,利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算分析能力來(lái)分析電力系統(tǒng)的有關(guān)電量,判定系統(tǒng)是否發(fā)生故障。目前,在電力系統(tǒng)中,微機(jī)型繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置得到了廣泛應(yīng)用,它與傳統(tǒng)保護(hù)相比有明顯的優(yōu)越性。
繼電保護(hù)技術(shù)與其他技術(shù)不同的是,新技術(shù)不能完全取代老技術(shù)。電力系統(tǒng)中運(yùn)行的繼電保護(hù)可以說(shuō)是“四世同堂”。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和其在電力系統(tǒng)中的大量采用,給微機(jī)保護(hù)提供了無(wú)可估量的發(fā)展空間,微機(jī)硬件和軟件功能的空前強(qiáng)大,變電站綜合自動(dòng)化的提高,電力系統(tǒng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)的逐步形成,使得微機(jī)保護(hù)不再是一個(gè)孤立的、任務(wù)單一的、消極待命的裝置,而是積極參與、共同維護(hù)電力系統(tǒng)整體安全穩(wěn)定運(yùn)行的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成單元,進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái),它在我國(guó)已得到了廣泛應(yīng)用,受到電力系統(tǒng)運(yùn)行人員的歡迎,已經(jīng)成為繼電保護(hù)裝置的主要形式,從而使得繼電保護(hù)成為電力科學(xué)中最活躍的分支。電力系統(tǒng)的快速發(fā)展又給繼電保護(hù)技術(shù)提出了艱巨的任務(wù),電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷注人新的活力。
1.2 繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
繼電保護(hù)技術(shù)的未來(lái)趨勢(shì)是向微機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、一體化的方向發(fā)展。電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的要求不斷提高,除了實(shí)現(xiàn)基本功能外,還應(yīng)具有故障信息和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、對(duì)數(shù)據(jù)的快速處理、與其他繼電保護(hù)聯(lián)網(wǎng)、共享信息和網(wǎng)絡(luò)資源等能力。因此,繼電保護(hù)的微機(jī)化是保護(hù)技術(shù)的必然發(fā)展趨勢(shì)。
保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,就要求各個(gè)繼電保護(hù)共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù),各個(gè)繼電保護(hù)在分析這些信息和故障的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作,才能確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)這種功能的基本條件是將全系統(tǒng)的繼電保護(hù)全部用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái),實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)化。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)的通信工具,已成為當(dāng)前的技術(shù)支柱,那么實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)化,在當(dāng)前的技術(shù)條件下是完全可能的。
如果實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)的微機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化,繼電保護(hù)可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息和數(shù)據(jù),也可將自身所獲得的信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此,各個(gè)繼電保護(hù)不但可完成本身基本功能,而且在無(wú)故障正常運(yùn)行情況下還可完成測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信功能,即實(shí)現(xiàn)了保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化。
2 繼電保護(hù)的目標(biāo)
2.1 繼電設(shè)備的故障
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的可靠保證。電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在運(yùn)行中,受自然的(如雷擊、風(fēng)災(zāi)、機(jī)械損傷等)外力破壞、內(nèi)部絕緣擊穿、人為的(如設(shè)備制造上的缺陷、誤操作等)原因等,不可避免地會(huì)發(fā)生各種形式的短路故障和不正常工作狀態(tài)。
電氣設(shè)備故障最常見(jiàn)的是短路,其中包括三相短路、兩相短路、大電流接地系統(tǒng)的單相接地短路及電氣設(shè)備內(nèi)部線(xiàn)圈的匝間短路。在大電流接地系統(tǒng)中,電氣設(shè)備短路故障以單相接地短路的機(jī)會(huì)最多。
最常見(jiàn)的異常運(yùn)行狀態(tài)是電氣元件的電流超過(guò)其額定值,即電氣元件處于過(guò)負(fù)荷狀態(tài)。長(zhǎng)時(shí)問(wèn)的過(guò)負(fù)荷會(huì)使電氣元件的載流部分和絕緣材料的溫度過(guò)高,從而加速設(shè)備的絕緣老化,或者損壞設(shè)備,甚至發(fā)展成事故。故障和異常運(yùn)行狀態(tài)都可能發(fā)展成系統(tǒng)中的事故。事故是指整個(gè)系統(tǒng)或其中一部分的正常工作遭到破壞,以致造成對(duì)用戶(hù)少送電、停止送電或電能質(zhì)量降低到不被允許的地步,甚至造成設(shè)備損壞和人身傷亡。在電力系統(tǒng)中,為了提高供電可靠性,防止造成上述嚴(yán)重后果,要對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)、制造、安裝、維護(hù)和檢修;對(duì)異常運(yùn)行狀態(tài)必須及時(shí)發(fā)現(xiàn),并采取措施予以消除;一旦發(fā)生故障,必須迅速并有選擇性地切除故障元件。
2.2 繼電保護(hù)裝置的任務(wù)
繼電保護(hù)裝置是一種能反映電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或異常運(yùn)行狀態(tài),并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。它的基本任務(wù)有以下兩方面:
(1)當(dāng)電力系統(tǒng)中被保護(hù)元件發(fā)生故障時(shí),繼電保護(hù)裝置應(yīng)能自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,并保證無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。
(2)當(dāng)電力系統(tǒng)被保護(hù)元件出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí),繼電保護(hù)應(yīng)能及時(shí)反應(yīng),并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件,動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作,而是根據(jù)電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí),以免不必要?jiǎng)幼骱陀捎诟蓴_而引起的誤動(dòng)作。
繼電保護(hù)裝置的功能,就是將檢測(cè)到的電氣量與整定值或設(shè)定的邊界進(jìn)行比較,在越過(guò)整定值或邊界時(shí)就動(dòng)作。這里的越過(guò)有兩層含義:①對(duì)于反應(yīng)被測(cè)量的增加而動(dòng)作的保護(hù)裝置,是指測(cè)量的量大于整定值或越過(guò)邊界到界外;②對(duì)于反應(yīng)被測(cè)量的減小而動(dòng)作的保護(hù)裝置,是指測(cè)量的量小于整定值或越過(guò)邊界進(jìn)入界內(nèi)。
3 對(duì)繼電保護(hù)的要求
繼電保護(hù)的種類(lèi)有很多,按保護(hù)基本工作原理不同歸類(lèi):有反映穩(wěn)態(tài)量的常規(guī)保護(hù)和反應(yīng)暫態(tài)量的新原理保護(hù)兩大類(lèi)。其中,根據(jù)所反應(yīng)參數(shù)不同,常規(guī)保護(hù)有過(guò)電流保護(hù)、低電壓保護(hù)、距離保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、高頻保護(hù)、方向電流保護(hù)、零序保護(hù)及氣體保護(hù)等;新原理保護(hù)有工頻變化量保護(hù)和行波保護(hù)等。按保護(hù)動(dòng)作原理不同歸類(lèi):有機(jī)電型保護(hù)、整流型保護(hù)、晶體管型保護(hù)、集成電路型保護(hù)及微機(jī)型保護(hù)等。實(shí)際上繼電保護(hù)的動(dòng)作原理也表明了繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程,目前通常把微機(jī)保護(hù)之前的保護(hù)稱(chēng)為傳統(tǒng)保護(hù)或模擬保護(hù),與此相對(duì)應(yīng),微機(jī)保護(hù)還可稱(chēng)為數(shù)字保護(hù)。
為了能正確無(wú)誤而又迅速地切除故障,要求繼電保護(hù)具有足夠的選擇性、快速性、靈敏性和可靠性。
3.1 選擇性
系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),繼電保護(hù)裝置應(yīng)該有選擇地切除故障部分,非故障部分應(yīng)能繼續(xù)運(yùn)行,使停電范圍盡量縮小。
繼電保護(hù)動(dòng)作的選擇性,可以通過(guò)正確地整定上下級(jí)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限和電氣動(dòng)作值的大小來(lái)達(dá)到配合。一般上下級(jí)保護(hù)之問(wèn)的時(shí)限差取0.5~0.7s,即同一故障電流通過(guò)時(shí),上一級(jí)保護(hù)的整定時(shí)間應(yīng)比下一級(jí)保護(hù)整定時(shí)間長(zhǎng)0.5~0.7s,故下一級(jí)開(kāi)關(guān)比上一級(jí)開(kāi)關(guān)先動(dòng)作。
3.2 快速性
快速切除故障可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性,減少電壓降低的工作時(shí)間。理論上講,繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作速度越快越好,但是實(shí)際應(yīng)用中,為防止干擾信號(hào)造成保護(hù)裝置的誤動(dòng)作及保證保護(hù)問(wèn)的相互配合,繼電保護(hù)不得人為地設(shè)置動(dòng)作時(shí)限。目前最快的繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間約為5ms。
3.3 靈敏性
靈敏性是指繼電保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)范圍內(nèi)的故障的反應(yīng)能力,即繼電保護(hù)裝置對(duì)被保護(hù)設(shè)備可能發(fā)生的故障和不正常運(yùn)行方式,應(yīng)能靈敏地感受和很靈敏地反應(yīng)。上下級(jí)保護(hù)之間靈敏性必須配合,這也是保證選擇性的條件之一。
3.4 可靠性
為保證繼電保護(hù)裝置具有足夠的可靠性,應(yīng)力求接線(xiàn)方式簡(jiǎn)單,繼電器性能可靠,回路觸點(diǎn)盡可能減少。除此之外,還必須注意安裝質(zhì)量,并對(duì)繼電保護(hù)裝置按時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)和維護(hù)。
以上四個(gè)基本要求貫穿整個(gè)繼電保護(hù)內(nèi)容的始終,要注意四個(gè)基本要求間的矛盾與統(tǒng)一,例如強(qiáng)調(diào)快速性時(shí),可能會(huì)影響到可靠性和選擇性;強(qiáng)調(diào)選擇性時(shí)可能會(huì)影響到快速性。可以想象,同時(shí)滿(mǎn)足四個(gè)基本要求的繼電保護(hù)裝置,其造價(jià)一定昂貴。所以對(duì)具體的保護(hù)對(duì)象,裝設(shè)怎樣的繼電保護(hù)裝置,在滿(mǎn)足技術(shù)條件的同時(shí),還要分析其經(jīng)濟(jì)性。
繼電保護(hù)發(fā)展到今天,它的構(gòu)成原理已形成了兩種邏輯:一種為布線(xiàn)邏輯,另一種為數(shù)字邏輯。布線(xiàn)邏輯的繼電保護(hù)裝置,其功能靠接線(xiàn)來(lái)完成,不同原理的繼電保護(hù)裝置其接線(xiàn)也不同;數(shù)字邏輯的繼電保護(hù)裝置其功能由計(jì)算(程序)來(lái)完成,不同原理的裝置計(jì)算方法(程序)不相同,但硬件基本相同。布線(xiàn)邏輯的裝置要實(shí)現(xiàn)一種完善的特性(如四邊形阻抗邊界),接線(xiàn)將十分復(fù)雜,有些邊界還不可能實(shí)現(xiàn)。數(shù)字邏輯的裝置其原理是由計(jì)算(程序)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,因此,可實(shí)現(xiàn)特性完善的裝置。
4 結(jié)語(yǔ)
繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展先后經(jīng)歷了機(jī)電型、晶體管型、集成電路型和微機(jī)型,從初期的機(jī)電型發(fā)展到今天的微機(jī)型,已經(jīng)歷了四代的更新。繼電保護(hù)的種類(lèi)雖然很多,但就其基本組成而言,整套繼電保護(hù)裝置是由測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分三部分組成。
【關(guān)鍵詞】電力變壓器;繼電保護(hù);優(yōu)化設(shè)計(jì);保護(hù)措施
1.前言
在現(xiàn)代化的社會(huì)里,我們的日常生活離不開(kāi)電,發(fā)電廠(chǎng)產(chǎn)生的電通過(guò)輸送電路到達(dá)用戶(hù),而電的輸送卻是與電力變壓器息息相關(guān)的。電力變壓器廣泛用于現(xiàn)實(shí)生活中如機(jī)床、照明、電器、機(jī)械電子、醫(yī)療設(shè)備等。電力變壓器由于各種人為的或者環(huán)境的因素,在使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生故障,對(duì)我們的日常生活造成不良的影響。因此優(yōu)化設(shè)計(jì)電力變壓器的繼電保護(hù)裝置,保障電力的順利運(yùn)行就有著很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2.常見(jiàn)的電力變壓器故障
電力變壓器由于各種人為的或者環(huán)境的因素,在使用過(guò)程中難免會(huì)產(chǎn)生這樣那樣的故障。廣義的說(shuō)常見(jiàn)的變壓器故障分為兩種類(lèi)型。第一種類(lèi)型是內(nèi)部故障,這種故障主要發(fā)生在電力變壓器的油箱里面;第二種類(lèi)型是外部故障,這種類(lèi)型的故障在油箱外部比較常見(jiàn),常發(fā)生在絕緣套管及其引出線(xiàn)上。在故障發(fā)生時(shí),前者要切除變壓器可以依靠差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作以及瓦斯;而后者一般只能由差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)。在故障發(fā)生的情況下,利用瓦斯和差動(dòng)保護(hù)等的速動(dòng)保護(hù)切除故障變壓器,變壓器的動(dòng)穩(wěn)定性則是設(shè)備是否損壞的主要因素。
如果電力變壓器的故障發(fā)生在兩側(cè)母線(xiàn)及其相連的間隙時(shí),若故障設(shè)備的保護(hù)裝置保護(hù)拒動(dòng)或者故障設(shè)備未配保護(hù),如低壓側(cè)母線(xiàn)保護(hù)等,這種情況下切除故障變壓器只能靠變壓器后備保護(hù)動(dòng)。此時(shí)由于故障造成的過(guò)量電流就可能通過(guò)變壓器一段時(shí)間,這是因?yàn)殡娏ψ儔浩鞯暮髠浔Wo(hù)帶具有延時(shí)性。在過(guò)量電流通過(guò)的時(shí)間段內(nèi),變壓器的熱穩(wěn)定性則是設(shè)備否損壞主要決定因素。
電力變壓器在故障發(fā)生的情況下依然工作屬于不正常的工作狀態(tài),會(huì)對(duì)電力設(shè)備造成很大的損害,如設(shè)備周?chē)慕^緣材料迅速老化導(dǎo)致電力設(shè)備的某些零部件熱量過(guò)高。因此為了保護(hù)電力設(shè)備,在電力變壓器發(fā)生故障時(shí)應(yīng)及時(shí)將其切除避免其他故障的發(fā)生。
3.電力變壓器繼電保護(hù)的原理
在電力變壓器發(fā)生故障時(shí),主要表現(xiàn)為電流增加、電壓降低以及電壓和電流間的相位發(fā)生變化。繼電保護(hù)的原理就是根據(jù)電力變壓器正常運(yùn)行時(shí)與故障發(fā)生時(shí)的電流、電壓參數(shù)差別而進(jìn)行工作的[1]。例如,電流保護(hù)的繼電保護(hù)是根據(jù)電流增大工作的;電壓保護(hù)的繼電保護(hù)是根據(jù)電壓降低工作的;而阻抗類(lèi)型的繼電保護(hù)工作是根據(jù)電壓和電流比值的變化進(jìn)行的;差動(dòng)保護(hù)類(lèi)型的繼電保護(hù)特點(diǎn)是利用電力設(shè)備各端電流大小和相位的差別而進(jìn)行工作等。
4.電力變壓器繼電保護(hù)的特點(diǎn)
4.1具有高可靠性
電力變壓器的繼電保護(hù)裝置的工作特點(diǎn)決定了繼電保護(hù)裝置的高可靠性,這需要對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行有合理的設(shè)計(jì)配置以保證繼電保護(hù)的優(yōu)良性能,此外,在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行合理的維護(hù)與管理也是很有必要的。在電力系統(tǒng)中,方法庫(kù)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)是繼電保護(hù)裝置所采用的信息管理技術(shù),這不僅方便對(duì)保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和升級(jí),而且在繼電保護(hù)裝置運(yùn)行時(shí),整個(gè)信息管理系統(tǒng)為集中于網(wǎng)絡(luò)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)和規(guī)則庫(kù),簡(jiǎn)言之就是集中式的運(yùn)輸,比傳統(tǒng)分散式的傳輸更具有優(yōu)勢(shì)[2]。具備了這樣的繼電保護(hù)系統(tǒng),個(gè)別有問(wèn)題的客戶(hù)工作站就不會(huì)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成不良的影響。
4.2具有強(qiáng)實(shí)用性
針對(duì)繼電保護(hù)裝置的電力變壓器,當(dāng)在實(shí)際生活中電力變壓器產(chǎn)生了故障,繼電保護(hù)能夠針對(duì)實(shí)際產(chǎn)生的故障通過(guò)使用和共享二次部分中的各類(lèi)數(shù)據(jù)有效的解決[3]。由于這種繼電保護(hù)設(shè)備能夠根據(jù)實(shí)際情況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和分析系統(tǒng),這就對(duì)工作人員的操作起到了非常實(shí)用的作用,具有很強(qiáng)的適用性。
4.3具有便于操作性
當(dāng)前的電力變壓器的繼電保護(hù)裝置都能與變電站的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)有通信聯(lián)系。“繼電保護(hù)裝置能實(shí)現(xiàn)與變電站的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)系溝通是保護(hù)裝置具備串行通信的能力,這樣就能通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控對(duì)整個(gè)電力變壓器的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,保障了繼電保護(hù)系統(tǒng)的可操作性,進(jìn)而使電力系統(tǒng)更為安全的運(yùn)行[4]。”
5.變壓器繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)
電力變壓器的繼電保護(hù)裝置是變壓器的安全衛(wèi)士,對(duì)變壓器的工作具有監(jiān)督的作用,并能將發(fā)生故障的電力變壓器及時(shí)切除。因此,對(duì)電力變壓器的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義,具體措施可以分為以下幾個(gè)方面:
A.針對(duì)電力變壓器的繼電保護(hù)裝置,其中的瓦斯保護(hù)可以用于第一類(lèi)故障即在變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生的故障。另外瓦斯保護(hù)也可以用于變壓器郵箱內(nèi)油面降低的情況。對(duì)于0.4×106VA及以上車(chē)間內(nèi)油浸式變壓器和0.8×106VA 及以上油浸式變壓器,我們均應(yīng)對(duì)其裝備瓦斯保護(hù)。
B.針對(duì)電力變壓器的繼電保護(hù)裝置,反應(yīng)變壓器內(nèi)部短路、套管及引出線(xiàn)等第二類(lèi)故障,設(shè)置縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。故障產(chǎn)生時(shí)可瞬時(shí)切斷電力變壓器兩側(cè)的斷路器。
(1)對(duì) 6.3×106VA 以下并列運(yùn)行以及廠(chǎng)用變壓器的變壓器,和1×107VA 以下單獨(dú)運(yùn)行以及廠(chǎng)用備用變壓器的變壓器,為了實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù),如果后備保護(hù)動(dòng)作延遲的時(shí)間大于0.5s,我們應(yīng)裝設(shè)電流速斷裝置在此設(shè)備上。
(2)應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)在6.3×106VA 以下并列運(yùn)行以及廠(chǎng)用變壓器的變壓器,和1×107VA 以下單獨(dú)運(yùn)行以及廠(chǎng)用備用的變壓器的變壓器,還有2×106VA及以上用電流速斷保護(hù)靈敏性不符合要求的變壓器設(shè)備上。
(3)應(yīng)裝設(shè)雙重縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)與高壓側(cè)電壓為320kV及以上變壓器以實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)。
(4)發(fā)電機(jī)變壓器組是整個(gè)電力傳輸?shù)钠瘘c(diǎn),因此我們應(yīng)對(duì)其繼電保護(hù)裝置進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)以保證電力的順利傳輸。具體實(shí)施分為以下幾個(gè)方面:a). 單獨(dú)的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)可以裝設(shè)與變壓器和發(fā)電機(jī)之間有斷路器的情況;b).對(duì)于變壓器和發(fā)電機(jī)之間沒(méi)有斷路器的情況,共用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)可以裝設(shè)與1×108VA及以下變壓器與發(fā)電機(jī)組;共用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)和單獨(dú)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)同時(shí)裝設(shè)1×108VA 以上發(fā)電機(jī)。
C.反應(yīng)變壓器對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。
過(guò)負(fù)荷保護(hù)使用與的情況如下:
(1)當(dāng)數(shù)臺(tái)4×105VA 及以上的變壓器并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí),可根據(jù)實(shí)際情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù);
(2)過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝置也可以用于繞組變壓器和自耦變壓器,過(guò)負(fù)荷保護(hù)在這種情況下應(yīng)接于一相電流上,帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)。此時(shí)當(dāng)變壓器設(shè)備發(fā)生故障而無(wú)人進(jìn)行值守,過(guò)負(fù)荷保護(hù)就可以斷開(kāi)部分負(fù)荷甚至動(dòng)作于跳閘。
6.結(jié)語(yǔ)
總之,電力變壓器在我國(guó)的電力傳輸中占據(jù)著極為重要的地位。由于認(rèn)為或者環(huán)境等各種因數(shù),電力設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中難免會(huì)發(fā)生這樣那樣的故障,破壞電力的供應(yīng)。因此,優(yōu)化電力變壓器的繼電保護(hù)設(shè)備,對(duì)于電力系統(tǒng)的順利運(yùn)作具有非常重要的意義,可以滿(mǎn)足我們對(duì)電力的日常需求,推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。
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【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);繼電保護(hù)技術(shù);信息管理系統(tǒng)
電力系統(tǒng)的發(fā)展與電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大,對(duì)電力系統(tǒng)的管理也提出了更高的要求,隨著信息技術(shù)的發(fā)展,再加上繼電保護(hù)技術(shù)的復(fù)雜與管理的多樣化,需要對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)的管理進(jìn)行改變,而信息管理系統(tǒng)的建立為繼電保護(hù)技術(shù)以及電力系統(tǒng)的發(fā)展起到了很好的促進(jìn)作用。繼電保護(hù)技術(shù)中的信息管理系統(tǒng),可以解決繼電保護(hù)技術(shù)中的諸多問(wèn)題,為電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定提供有利的條件。
一、繼電保護(hù)技術(shù)中的信息管理系統(tǒng)概述
繼電保護(hù)技術(shù)是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行與安全的保證,當(dāng)電力系統(tǒng)不能正常工作或是出現(xiàn)故障時(shí),可以及時(shí)的向工作人員或是控制設(shè)備發(fā)出信號(hào),則工作人員可以根據(jù)斷路器發(fā)出的信號(hào)對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行處理,從而保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
繼電保護(hù)技術(shù)在電網(wǎng)工作中發(fā)揮著重要的作用,不僅技術(shù)性很強(qiáng)而且責(zé)任重大,技術(shù)人員每天面對(duì)繁復(fù)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備設(shè)置以及運(yùn)行方式等的各種信息,工作繁重,因此,對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)中的信息管理系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)與管理是電網(wǎng)發(fā)展的要求。繼電保護(hù)技術(shù)中的信息管理系統(tǒng)是對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)中涉及的表格、數(shù)據(jù)、文件以及圖形等進(jìn)行的查詢(xún)、瀏覽以及刪除等,還涉及一、二次設(shè)備參數(shù)等的事務(wù)管理,因此,大大提高了準(zhǔn)確性和工作效率。
二、繼電保護(hù)技術(shù)中的信息管理系統(tǒng)的需求
繼電保護(hù)技術(shù)在電網(wǎng)以及電力系統(tǒng)中發(fā)揮著很重要的作用,一個(gè)規(guī)范、高效的信息管理系統(tǒng)包括幾下幾個(gè)方面:
1、圖紙管理
繼電保護(hù)技術(shù)至關(guān)重要,其信息管理系統(tǒng)的核心主要是信息化的圖紙管理,對(duì)圖紙的管理不僅僅是傳統(tǒng)意義上的靜態(tài)的、檔案意義上的圖紙管理,更為重要的是信息化的過(guò)程中的動(dòng)態(tài)的、生產(chǎn)過(guò)程中的圖紙管理,利用信息管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)圖紙的制作、瀏覽、審批以及查詢(xún)等的功能。
2、文檔管理
利用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)資料、文件以及記錄的信息的管理,用戶(hù)可以自己來(lái)控制目錄,從而可以支持各種類(lèi)型的資料的傳遞與瀏覽,并利用關(guān)鍵詞實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的查詢(xún)與文檔的簽名,保證文檔的技術(shù)性以及安全性。
3、定值管理
繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)和類(lèi)型的不用進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和整理,從而可以根據(jù)不同的數(shù)據(jù)建立表單,實(shí)現(xiàn)各種類(lèi)型的查詢(xún)和關(guān)鍵詞的控制,建立的表單都可以自動(dòng)的生成,用戶(hù)也可以根據(jù)不同進(jìn)行適合自己的自定義的模版輸出。
三、繼電保護(hù)技術(shù)中的信息管理系統(tǒng)的建立
1、繼電保護(hù)技術(shù)中圖紙的信息系統(tǒng)管理
繼電保護(hù)技術(shù)中圖紙管理是其核心與關(guān)鍵,但是,傳統(tǒng)的繼電保護(hù)圖紙管理仍是人工管理或是進(jìn)行手工繪圖,而且由于人員的不同進(jìn)行的作圖方式也不盡相同,加上圖紙儲(chǔ)存方式的不同,為保證更好地管理,需要進(jìn)行統(tǒng)一的圖紙格式。繼電保護(hù)技術(shù)中的信息系統(tǒng)管理的圖形文件主要有兩類(lèi):第一是位圖文件,主要是以點(diǎn)陣的形式對(duì)圖形進(jìn)行描繪的軟件,第二是矢量類(lèi)文件,這一類(lèi)圖形文件主要是利用數(shù)學(xué)方法對(duì)幾何元素進(jìn)行描述,從而組成真實(shí)、細(xì)致的圖像,利用此將圖紙進(jìn)行轉(zhuǎn)化,從而成為矢量圖文件,在實(shí)際的操作過(guò)程中,進(jìn)行矢量化的圖紙繪制是一種很有效的方法。
2、繼電保護(hù)技術(shù)中數(shù)據(jù)庫(kù)的信息系統(tǒng)管理
繼電保護(hù)的圖紙是一種很專(zhuān)業(yè)的圖紙,而且種類(lèi)很多,因此,需要對(duì)圖紙進(jìn)行整理與分類(lèi),這就需要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。數(shù)據(jù)庫(kù)中的每個(gè)元件都有兩層表的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),參數(shù)表與基本屬性表,其中,參數(shù)表是對(duì)每個(gè)元件的參數(shù)類(lèi)型,而基本屬性表包括圖紙名和元件坐標(biāo)等,并且利用ID為基本屬性表的參數(shù)的關(guān)鍵。對(duì)圖紙進(jìn)行分析、整理后,還需要對(duì)圖元進(jìn)行分類(lèi),從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。
3、繼電保護(hù)技術(shù)中技術(shù)資料的信息系統(tǒng)管理
技術(shù)資料管理是指將電子文檔、掃描的圖片等的資料進(jìn)行分類(lèi)管理,從而創(chuàng)建一種有效的資源管理的模式。其中的技術(shù)主要包括:數(shù)字簽名,對(duì)文檔進(jìn)行存檔的過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)的電子身份認(rèn)證;定值管理,利用保護(hù)定值代碼進(jìn)行各種模板的定制;班組信息管理,是對(duì)繼電保護(hù)的日常管理工作進(jìn)行圖表的修改以及創(chuàng)建,從而更有利于資料的管理;網(wǎng)頁(yè)的瀏覽,對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)中常用的表格進(jìn)行掃描,并且利用客戶(hù)端進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)的瀏覽,實(shí)現(xiàn)技術(shù)資料的上傳。
結(jié) 語(yǔ)
繼電保護(hù)的技術(shù)性要求很高,繼電保護(hù)技術(shù)工作的繁雜需要建立一個(gè)實(shí)用性以及規(guī)范性的信息管理系統(tǒng),從而可以改變傳統(tǒng)管理工作中的復(fù)雜現(xiàn)象,從而更好地提高工作效率與管理化水平。在進(jìn)行繼電保護(hù)技術(shù)中的信息管理系統(tǒng)建立的過(guò)程中,要根據(jù)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行具體的分析,如充分考慮數(shù)據(jù)的采集兼容性問(wèn)題,系統(tǒng)的可靠性等問(wèn)題,這些都需要具體的分析,以建立一個(gè)高效、科學(xué)的信息管理模式,從而在電力系統(tǒng)中可以發(fā)揮更為重要的作用。
參考文獻(xiàn)
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目前,我國(guó)電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大,各類(lèi)電氣設(shè)備的數(shù)量也隨之不斷增多,由于系統(tǒng)覆蓋范圍較廣、運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜多變,加之一些人為因素的影響,使得電氣設(shè)備的故障問(wèn)題頻發(fā),這對(duì)電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行造成了嚴(yán)重影響。繼電保護(hù)裝置是確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要設(shè)備,而裝置自身的可靠性是其能否充分發(fā)揮出保護(hù)作用的關(guān)鍵之所在。為此,提高繼電保護(hù)的可靠性就顯得尤為重要。基于此點(diǎn),本文就提高10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性進(jìn)行淺談。
關(guān)鍵詞:供電系統(tǒng);繼電保護(hù);可靠性;
中圖分類(lèi)號(hào):U223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、繼電保護(hù)可靠性的重要性及引起繼電保護(hù)可靠性降低的原因分析
(一)繼電保護(hù)可靠性的重要性
10kV供電系統(tǒng)是整個(gè)電力系統(tǒng)中一個(gè)較為重要的組成部分,它的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行不僅直接關(guān)系到電力系統(tǒng)能否正常運(yùn)行,而且還直接影響用戶(hù)用電。所謂的繼電保護(hù)實(shí)質(zhì)上就是供電系統(tǒng)中用于對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、保護(hù)及控制的自動(dòng)裝置,它的核心是繼電器。在供電系統(tǒng)中,繼電保護(hù)裝置的主要任務(wù)是確保系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行,它能夠掌握系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài),并且還能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的問(wèn)題,然后借助斷路器將問(wèn)題部分從整個(gè)系統(tǒng)中切除,以此來(lái)降低對(duì)系統(tǒng)安全供電的影響。繼電保護(hù)裝置還能在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),自動(dòng)發(fā)出告警信號(hào)通知工作人員,這為故障的及時(shí)恢復(fù)提供了有利條件。以上種種充分說(shuō)明了繼電保護(hù)裝置的存在有效確保了供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
(二)引起繼電保護(hù)可靠性降低的主要原因
1.勵(lì)磁涌流的影響。通常情況下,10kV供電系統(tǒng)的線(xiàn)路中都存在勵(lì)磁涌流,而繼電保護(hù)對(duì)線(xiàn)路的保護(hù)方式是電流的速斷保護(hù),簡(jiǎn)單來(lái)講,就是按照最大的通過(guò)電流設(shè)定保護(hù)限值,若是當(dāng)靈敏度大于1.2時(shí),動(dòng)作電流的取值就會(huì)變小,特別是一些較長(zhǎng)的線(xiàn)路,動(dòng)作電流會(huì)變得更小,這樣一來(lái)就會(huì)引起開(kāi)關(guān)重合閘的情況。當(dāng)故障切除后,電壓恢復(fù)的過(guò)程中,勵(lì)磁涌流會(huì)急劇增大,此時(shí)鐵芯當(dāng)中的磁流通量峰值會(huì)高出額定電流數(shù)倍之多,從而嚴(yán)重影響了繼電保護(hù)裝置的可靠性。
2.運(yùn)行環(huán)境的影響。在電力系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的周?chē)諝庵校话愣紩?huì)存在大量的雜質(zhì)和發(fā)電殘留物,加之運(yùn)行環(huán)境始終處于高溫狀態(tài),這在一定程度上加快了繼電保護(hù)裝置的老化和腐朽速度,從而導(dǎo)致裝置本身的性能急劇下降。此外,環(huán)境當(dāng)中的一些有害物質(zhì)還會(huì)造成電源插頭被腐蝕,這樣便可能引起繼電器接觸不良,保護(hù)功能也會(huì)隨之喪失。
3.設(shè)備自身的質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)于繼電保護(hù)裝置而言,因其本身屬于較為精密的設(shè)備,從而決定了它的生產(chǎn)工藝屬于技術(shù)性生產(chǎn),因此,生產(chǎn)廠(chǎng)家有必要嚴(yán)格控制繼電保護(hù)裝置的生產(chǎn)質(zhì)量。然而,在利益的驅(qū)動(dòng)下,有些廠(chǎng)家在制造時(shí)偷工減料,致使裝置的整體質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求,這些質(zhì)量不合格裝置一旦安裝到電力系統(tǒng)當(dāng)中,不但無(wú)法起到應(yīng)有的保護(hù)作用,反而會(huì)成為引起各類(lèi)故障。
4.誤操作造成的裝置可靠性降低。繼電保護(hù)裝置的安全可靠運(yùn)行與電源的操作有著十分密切的關(guān)系,尤其是電容儲(chǔ)能裝置,一旦電解電容老化或是容量減少,當(dāng)故障發(fā)生時(shí)便無(wú)法及時(shí)切除。
5.人為因素。安裝人員在接線(xiàn)時(shí)沒(méi)有按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行,或是憑借自身的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行接線(xiàn),從而導(dǎo)致接線(xiàn)不正確,這給裝置的正常運(yùn)行埋下了安全隱患。
二、提高10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性的有效途徑
(一)嚴(yán)把設(shè)備質(zhì)量關(guān)
目前,市面上的繼電保護(hù)裝置種類(lèi)繁多,質(zhì)量也參差不齊,為了確保裝置的可靠性,必須選用質(zhì)量合格的產(chǎn)品。為此,在購(gòu)置繼電保護(hù)裝置時(shí)必須嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),并對(duì)裝置中各元器件的質(zhì)量進(jìn)行全面分析。應(yīng)當(dāng)多選用一些故障率低、使用壽命長(zhǎng)的元器件,如電磁型繼電器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件應(yīng)當(dāng)具有良好的光潔度、晶體管中各主要器件的焊接質(zhì)量應(yīng)合理等等。通過(guò)嚴(yán)格控制裝置自身的質(zhì)量,能夠從根本上提高繼電保護(hù)的可靠性。
(二)改善繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行環(huán)境
通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行環(huán)境的改善,不但能夠進(jìn)一步提高裝置動(dòng)作的可靠性,而且還能延長(zhǎng)裝置的使用壽命。在繼電保護(hù)裝置日常運(yùn)行時(shí),應(yīng)當(dāng)保持繼電保護(hù)室的密閉性,在條件允許的情況下,應(yīng)在繼電保護(hù)室內(nèi)配置空調(diào)系統(tǒng),以此來(lái)調(diào)節(jié)室溫,尤其是在炎熱的夏季,正常的室溫能夠使裝置始終處于最佳的運(yùn)行狀態(tài),這極大程度地提高了繼電保護(hù)的可靠性。
(三)提高裝置的設(shè)計(jì)質(zhì)量
為了使繼電保護(hù)裝置在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能夠有選擇性地進(jìn)行動(dòng)作,避免拒動(dòng)和誤動(dòng)作的情況發(fā)生,應(yīng)當(dāng)在保護(hù)裝置設(shè)計(jì)和整定計(jì)算的過(guò)程中充分考慮元器件的合理配合,這有助于進(jìn)一步提高繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作可靠性。此外,為防止供電系統(tǒng)二次事故的范圍擴(kuò)大,可在系統(tǒng)中較為重要的變電所內(nèi)加裝備自投裝置。大量的實(shí)踐表明,在10kV供電系統(tǒng)內(nèi)加裝該設(shè)備,可以在電源事故發(fā)生時(shí),起到有效的控制作用,供電安全獲得了有效保證。
(四)加大裝置可靠性的管理力度
首先,供電企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)組織制度建設(shè),不斷對(duì)管理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行完善,并將確保供電可靠性作為工作重點(diǎn)來(lái)抓,進(jìn)一步加大可靠性管理力度,建立健全10kV供電系統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性管理體系,同時(shí)成立專(zhuān)項(xiàng)管理小組,確保工作落實(shí)到位。此外,還應(yīng)定期組織召開(kāi)可靠性指標(biāo)分析會(huì)議,并對(duì)當(dāng)前工作中存在的問(wèn)題和不足進(jìn)行認(rèn)真分析,制定出可行的工作計(jì)劃,以此來(lái)提高可靠性的管理水平;其次,應(yīng)當(dāng)認(rèn)真貫徹新規(guī)程,并加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn),做好評(píng)價(jià)指標(biāo)的分析工作,不僅要對(duì)供電可靠性的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行分析,而且還要對(duì)故障原因和檢修中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析,為系統(tǒng)可靠性評(píng)估提供依據(jù)。
(五)認(rèn)真做好繼電保護(hù)裝置的檢驗(yàn)工作
目前,10kV供電系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)在線(xiàn)監(jiān)測(cè),為了進(jìn)一步提高裝置的安全運(yùn)行水平,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)定期測(cè)試,可每半年對(duì)集成、微機(jī)和晶體管保護(hù)進(jìn)行一次定期測(cè)試,具體項(xiàng)目包括如下內(nèi)容:微機(jī)保護(hù)應(yīng)當(dāng)打印出詳細(xì)的采樣報(bào)告、定制報(bào)告等,并對(duì)報(bào)告進(jìn)行綜合分析后給出結(jié)論;晶體管保護(hù)則應(yīng)當(dāng)對(duì)電源和關(guān)鍵工作點(diǎn)電位進(jìn)行測(cè)試,現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題必須及時(shí)查明原因,并采取相應(yīng)的措施加以解決處理,問(wèn)題嚴(yán)重時(shí)應(yīng)當(dāng)上報(bào)給相關(guān)部門(mén)。
結(jié)論:
總而言之,隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大,系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性愈發(fā)重要,這對(duì)繼電保護(hù)也提出了更高的要求。為此,應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)合理、行之有效的措施進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性,這不僅有利于確保整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行,而且還有助于推動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展。
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【關(guān)鍵詞】220KV電網(wǎng);繼電保護(hù);變壓器;短路計(jì)算
1.繼電保護(hù)的基本原理
繼電保護(hù)裝置應(yīng)在系統(tǒng)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行時(shí),迅速,準(zhǔn)確的切除故障元件或發(fā)出信號(hào)以便及時(shí)處理,因此,繼電保護(hù)裝置是電網(wǎng)及電氣設(shè)備安全可靠運(yùn)行的保證。繼電保護(hù)裝置必須具有正確區(qū)分被保護(hù)元件是處于正常運(yùn)行狀態(tài)還是發(fā)生了故障,是保護(hù)區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能。保護(hù)裝置要實(shí)現(xiàn)這一功能,需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎(chǔ)來(lái)構(gòu)成。電力系統(tǒng)發(fā)生故障后,工頻電氣量變化的主要特征是:
(1)電流增大。短路時(shí)故障點(diǎn)與電源之間的電氣設(shè)備和輸電線(xiàn)路上的電流將由負(fù)荷電流增大至大大超過(guò)負(fù)荷電流。
(2)電壓降低。當(dāng)發(fā)生相間短路和接地短路故障時(shí),系統(tǒng)各點(diǎn)的相間電壓或相電壓值下降,且越靠近短路點(diǎn),電壓越低。
(3)電流與電壓之間的相位角改變。正常運(yùn)行時(shí)電流與電壓間的相位角是負(fù)荷的功率因數(shù)角,一般約為20o,三相短路時(shí),電流與電壓之間的相位角是由線(xiàn)路的阻抗角決定的,一般為60o~85o,而在保護(hù)反方向三相短路時(shí),電流與電壓之間的相位角則是180o+(60o~85o)。
(4)測(cè)量阻抗發(fā)生變化。測(cè)量阻抗即測(cè)量點(diǎn)(保護(hù)安裝處)電壓與電流之比值。正常運(yùn)行時(shí),測(cè)量阻抗為負(fù)荷阻抗;金屬性短路時(shí),測(cè)量阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榫€(xiàn)路阻抗,故障后測(cè)量阻抗顯著減小,而阻抗角增大。
不對(duì)稱(chēng)短路時(shí),出現(xiàn)相序分量,如兩相及單相接地短路時(shí),出現(xiàn)負(fù)序電流和負(fù)序電壓分量;單相接地時(shí),出現(xiàn)負(fù)序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運(yùn)行時(shí)是不出現(xiàn)的。利用短路故障時(shí)電氣量的變化,便可構(gòu)成各種原理的繼電保護(hù)。此外,除了上述反應(yīng)工頻電氣量的保護(hù)外,還有反應(yīng)非工頻電氣量的保護(hù)。
2.繼電保護(hù)的基本要求
繼電保護(hù)裝置為了完成它的任務(wù),必須在技術(shù)上滿(mǎn)足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性四個(gè)基本要求。對(duì)于作用于繼電器跳閘的繼電保護(hù),應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足四個(gè)基本要求,而對(duì)于作用于信號(hào)以及只反映不正常的運(yùn)行情況的繼電保護(hù)裝置,這四個(gè)基本要求中有些要求可以降低。
2.1 選擇性
選擇性就是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線(xiàn)路發(fā)生短路時(shí),其繼電保護(hù)僅將故障的設(shè)備或線(xiàn)路從電力系統(tǒng)中切除,當(dāng)故障設(shè)備或線(xiàn)路的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí),應(yīng)由相鄰設(shè)備或線(xiàn)路的保護(hù)將故障切除。
2.2 速動(dòng)性
速動(dòng)性是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障,以減少設(shè)備及用戶(hù)在大電流、低電壓運(yùn)行的時(shí)間,降低設(shè)備的損壞程度,提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。一般必須快速切除的故障有:
(1)使發(fā)電廠(chǎng)或重要用戶(hù)的母線(xiàn)電壓低于有效值(一般為0.7倍額定電壓)。
(2)大容量的發(fā)電機(jī)、變壓器和電動(dòng)機(jī)內(nèi)部故障。
(3)中、低壓線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)截面過(guò)小,為避免過(guò)熱不允許延時(shí)切除的故障。
(4)可能危及人身安全、對(duì)通信系統(tǒng)或鐵路信號(hào)造成強(qiáng)烈干擾的故障。
故障切除時(shí)間包括保護(hù)裝置和斷路器動(dòng)作時(shí)間,一般快速保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為0.04s~0.08s,最快的可達(dá)0.01s~0.04s,一般斷路器的跳閘時(shí)間為0.06s~0.15s,最快的可達(dá)0.02s~0.06s。
對(duì)于反應(yīng)不正常運(yùn)行情況的繼電保護(hù)裝置,一般不要求快速動(dòng)作,而應(yīng)按照選擇性的條件,帶延時(shí)地發(fā)出信號(hào)。
2.3 靈敏性
靈敏性是指電氣設(shè)備或線(xiàn)路在被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運(yùn)行情況時(shí),保護(hù)裝置的反應(yīng)能力。能滿(mǎn)足靈敏性要求的繼電保護(hù),在規(guī)定的范圍內(nèi)故障時(shí),不論短路點(diǎn)的位置和短路的類(lèi)型如何,以及短路點(diǎn)是否有過(guò)渡電阻,都能正確反應(yīng)動(dòng)作,即要求不但在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路時(shí)能可靠動(dòng)作,而且在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下經(jīng)過(guò)較大的過(guò)渡電阻兩相或單相短路故障時(shí)也能可靠動(dòng)作。系統(tǒng)最大運(yùn)行方式:被保護(hù)線(xiàn)路末端短路時(shí),系統(tǒng)等效阻抗最小,通過(guò)保護(hù)裝置的短路電流為最大運(yùn)行方式;系統(tǒng)最小運(yùn)行方式:在同樣短路故障情況下,系統(tǒng)等效阻抗為最大,通過(guò)保護(hù)裝置的短路電流為最小的運(yùn)行方式。
保護(hù)裝置的靈敏性是用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。
2.4 可靠性
可靠性包括安全性和信賴(lài)性,是對(duì)繼電保護(hù)最根本的要求。
安全性:要求繼電保護(hù)在不需要它動(dòng)作時(shí)可靠不動(dòng)作,即不發(fā)生誤動(dòng)。
信賴(lài)性:要求繼電保護(hù)在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)可靠動(dòng)作,即不拒動(dòng)。
繼電保護(hù)的誤動(dòng)作和拒動(dòng)作都會(huì)給電力系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重危害。即使對(duì)于相同的電力元件,隨著電網(wǎng)的發(fā)展,保護(hù)不誤動(dòng)和不拒動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響也會(huì)發(fā)生變化。
以上四個(gè)基本要求是設(shè)計(jì)、配置和維護(hù)繼電保護(hù)的依據(jù),又是分析評(píng)價(jià)繼電保護(hù)的基礎(chǔ)。這四個(gè)基本要求之間是相互聯(lián)系的,但往往又存在著矛盾。因此,在實(shí)際工作中,要根據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶(hù)的性質(zhì),辯證地進(jìn)行統(tǒng)一。
3.變壓器中性點(diǎn)接地的確定
3.1 變壓器中性點(diǎn)接地位置和數(shù)目的選擇原則
電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式有兩大類(lèi):一類(lèi)是大接地電流系統(tǒng);一類(lèi)是小接地電流系統(tǒng)。
通常,變壓器中性點(diǎn)接地位置和數(shù)目按如下兩個(gè)原則考慮:一是使零序電流保護(hù)裝置在系統(tǒng)的各種運(yùn)行方式下保護(hù)范圍基本保持不變,且具有足夠的靈敏度和可靠性;二是不使變壓器承受危險(xiǎn)的過(guò)電壓,為此,應(yīng)使變壓器中性點(diǎn)接地?cái)?shù)目和位置盡可能保持不變。
在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)發(fā)生接地短路時(shí),零序電流的大小和分布與電網(wǎng)中變壓器中性點(diǎn)接地?cái)?shù)目和位置有很大關(guān)系。在系統(tǒng)不失去中性點(diǎn)接地的前提下,安排一部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行,另一部分變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行,并使變壓器中性點(diǎn)接地?cái)?shù)目及位置盡量不變,以保證零序保護(hù)動(dòng)作范圍的穩(wěn)定和具有足夠的靈敏性。
(1)在單母線(xiàn)運(yùn)行的發(fā)電廠(chǎng)和高壓母線(xiàn)上有電源聯(lián)絡(luò)線(xiàn)的變電站變壓器中性點(diǎn)應(yīng)接地。
(2)在具有兩臺(tái)以上的變壓器,而且是雙母線(xiàn)固定連接方式運(yùn)行的發(fā)電廠(chǎng)和高壓母線(xiàn)上有兩回以上電源聯(lián)絡(luò)線(xiàn)的變電所,每組母線(xiàn)上至少有一臺(tái)變壓器的中性點(diǎn)直接接地,這樣當(dāng)母聯(lián)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后,每組母線(xiàn)上至少保留有一臺(tái)變壓器的中性點(diǎn)直接接地。
(3)在單電源網(wǎng)絡(luò)中,終端變電所的變壓器中性點(diǎn)一般不應(yīng)接地。
(4)在多電源的網(wǎng)絡(luò)中,每個(gè)電源處至少應(yīng)該有一個(gè)中性點(diǎn)接地,以防止中性點(diǎn)不接地的電源因某種原因與其它電源切斷聯(lián)系時(shí),形成中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。
(5)變壓器低壓側(cè)接入電源,當(dāng)大接地電流電網(wǎng)中發(fā)生接地短路而該電源的容量能夠維持接地點(diǎn)發(fā)生的電弧時(shí),則變壓器的中性點(diǎn)應(yīng)該接地,如果該電源的容量不是足以維持接地電弧時(shí),則中性點(diǎn)不接地。
(6)為便于線(xiàn)路接地保護(hù)配合,在低壓側(cè)沒(méi)有電源的樞紐變電所,部分變壓器的中性點(diǎn)應(yīng)直接接地。
(7)接在分支線(xiàn)上的變電所,低壓側(cè)雖無(wú)電源,但變壓器低壓側(cè)是并聯(lián)運(yùn)行的,為使橫差差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作,變壓器的中性點(diǎn)應(yīng)接地。
(8)自耦型和有絕緣要求的其它變壓器,其中性點(diǎn)必須接地運(yùn)行。
3.2 變壓器中性接地的數(shù)目和位置
主變中性點(diǎn)的投入數(shù)量和位置直接影響系統(tǒng)的零序阻抗,零序阻抗的變化又改變著零序電流的分布。考慮到零序保護(hù)的靈敏性和變壓器中性點(diǎn)絕緣,系統(tǒng)過(guò)電壓,保護(hù)整定配合等因素,零序阻抗應(yīng)基本不變。如你廠(chǎng)接線(xiàn)為雙母線(xiàn),一般應(yīng)保持一條母線(xiàn)上有一臺(tái)變壓器接地。如為單母線(xiàn),有兩臺(tái)及以上變壓器接在母線(xiàn)上時(shí),就保持一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地。備用變的220KV側(cè)中性點(diǎn)接地也是算作220KV系統(tǒng)的接地點(diǎn)的,與主變的中性點(diǎn)接地?zé)o異。一般情況下,備用變與中性點(diǎn)接地的主變是分別運(yùn)行于不同母線(xiàn)的。為了接地短路時(shí),變壓器不會(huì)受到過(guò)電壓的危害,又能使零序電流的分布基本不變,系統(tǒng)中各變電站的變壓器接地情況如表1所示:
表1 變壓器中性點(diǎn)接地情況表
變電站名稱(chēng) A B C D E
變壓器臺(tái)數(shù) 1 2 3 4 2
220KV側(cè)中性點(diǎn)接地變壓器臺(tái)數(shù) 1 1 2 2 1
4.短路計(jì)算
4.1 短路概述
短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。所謂短路,是指一切不正常的相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。產(chǎn)生短路的原因有元件損壞、氣象條件惡化等。在三相系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路有:(1)三相短路;(2)兩相短路;(3)兩相接地短路;(4)單相接地短路。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,在各種類(lèi)型的短路中,單相短路占大多數(shù),兩相短路較少,三相短路機(jī)會(huì)最少。從短路計(jì)算方法來(lái)看,一切不對(duì)稱(chēng)短路的計(jì)算在采用對(duì)稱(chēng)分量法后,都?xì)w結(jié)為對(duì)稱(chēng)短路的計(jì)算。
4.2 短路計(jì)算的目的
在設(shè)計(jì)中,短路計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。計(jì)算的目的主要有以下幾個(gè)方面:
(1)以便選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備,如斷路器等,必須以短路計(jì)算作為依據(jù)。
(2)為了合理地配置各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù),必須對(duì)電力網(wǎng)中發(fā)生的各種短路進(jìn)行計(jì)算和分析。
(3)進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算,研究短路對(duì)用戶(hù)工作的影響等,也包含有一部分短路計(jì)算的內(nèi)容。
(4)確定輸電線(xiàn)路對(duì)通訊的干擾,對(duì)已發(fā)生的故障進(jìn)行分析。
實(shí)際工作中,根據(jù)一定任務(wù)進(jìn)行短路計(jì)算時(shí),必須首先確定建設(shè)條件。一般包括,短路發(fā)生時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行方式,短路的類(lèi)型和發(fā)生地點(diǎn),以及短路發(fā)生后所采取的措施等。從短路計(jì)算的角度看,系統(tǒng)的運(yùn)行方式指的是系統(tǒng)中投入運(yùn)行的發(fā)電、變電、輸電、用電設(shè)備的多少以及它們之間相互連接的情況,建設(shè)不對(duì)稱(chēng)短路時(shí),還應(yīng)包括中性點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。不同的計(jì)算目的,對(duì)應(yīng)的計(jì)算條件不同。
4.3 短路計(jì)算條件
在實(shí)際工作中,根據(jù)一定的任務(wù)進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)必須首先確定計(jì)算條件.所謂計(jì)算條件是指短路發(fā)生時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行方式,短路的類(lèi)型和發(fā)生地點(diǎn),以及短路發(fā)生后所采取的措施。為使所選電器具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性,并在一定時(shí)期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要,作驗(yàn)算用的短路電流應(yīng)按下列條件確定:
(1)容量和接線(xiàn):按本工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算,并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃一般為本期工程建成后的5-10年,其接線(xiàn)應(yīng)采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線(xiàn)方式,但不考慮在切換過(guò)程中可能短時(shí)并列的接線(xiàn)方式。
(2)短路種類(lèi):一般按三相短路驗(yàn)算,若其它種類(lèi)短路較三相短路嚴(yán)重時(shí),則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況驗(yàn)算。
(3)正常工作時(shí),三相系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)運(yùn)行。
(4)所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同。
(5)電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和,即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。
(6)短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。
(7)不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。
(8)元件的計(jì)算參數(shù)均取其額定值,不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。
4.4 短路類(lèi)型
由電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障分析,短路電流正序分量可以統(tǒng)一寫(xiě)成:
式中表示附加電抗,其值隨短路型式的不同而不同,上角標(biāo)(n)是代表短路類(lèi)型的符號(hào)。上式表明,在簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)短路的情況下,短路點(diǎn)電流的正序分量,與在短路點(diǎn)每一相中加入附加電抗而發(fā)生三相短路時(shí)的電流相等。這個(gè)概念稱(chēng)為正序等效定則。短路電流的絕對(duì)值與它的正序分量的絕對(duì)值成正比,即:
式中,m(n)為比例系數(shù),其值視短路種類(lèi)而異,各種簡(jiǎn)單短路時(shí)的和m(n)如表2所示:
表2 簡(jiǎn)單短路時(shí)的和m(n)表
短路類(lèi)型 m(n)
三相短路 0 1
兩相短路接地
兩相短路
單相短路 3
目前,繼電保護(hù)向計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展,保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化對(duì)繼電保護(hù)提出了艱巨的任務(wù),也開(kāi)辟了研究開(kāi)發(fā)的新天地。隨著改革開(kāi)放的不斷深入、國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)將為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
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【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù);可靠性;電力系統(tǒng)
talking about how to ensure reliable operation of relay
wang hao-jun
(chang xinjiang yili local power source eaux ltd yining xinjiang 835000)
【abstract】protection is an important part of the power system, it has to ensure the safe operation of the system, the prevention of accidents and failures to expand has important significance. however, in practical work, protection devices appear occasionally tripping and malfunction situations, reducing the protection operation reliability, and thus on the security, stability, power threat. through the reliable operation of relay protection discuss improve grid security and stability.
【key words】protection;reliability;power system
繼電保護(hù)是指在正常用電的情況下,對(duì)電路故障等情況進(jìn)行及時(shí)報(bào)警,從而保證電子元器件的安全。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,各類(lèi)用電設(shè)備急劇增加,電力系統(tǒng)中的正常工作電流和短路電流也隨之不斷增大,繼電保護(hù)技術(shù)就是在這一背景下發(fā)展起來(lái)的。目前,我國(guó)不少地區(qū)繼電保護(hù)還不能可靠運(yùn)行,保護(hù)動(dòng)作失靈和大面積停電的事故時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重影響著人民群眾生產(chǎn)生活的順利進(jìn)行。因此,提高繼電保護(hù)運(yùn)行的可靠性無(wú)疑具有重要的意義。
1. 確保繼電保護(hù)的可靠運(yùn)行
1.1 確保繼電保護(hù)的驗(yàn)收和日常操作能夠合理進(jìn)行。
(1)做好繼電保護(hù)的驗(yàn)收工作。在繼電保護(hù)裝置安裝完成后,要對(duì)其進(jìn)行調(diào)試和嚴(yán)格的自檢,將安全隱患消滅在萌芽狀態(tài)。工廠(chǎng)方面可組織檢修部、運(yùn)行部和生產(chǎn)部等部門(mén)對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行整組、開(kāi)關(guān)合跳等試驗(yàn),在繼電保護(hù)設(shè)備生產(chǎn)人員的指揮下運(yùn)行有效時(shí)間,在驗(yàn)收合格后方可投入使用。
(2)科學(xué)操作、定期檢查。在與繼電保護(hù)裝置有關(guān)的情況出現(xiàn)變更時(shí),負(fù)責(zé)人要對(duì)包括變更具體內(nèi)容和時(shí)間在內(nèi)的變更情況進(jìn)行詳細(xì)記錄,并與注意事項(xiàng)進(jìn)行核對(duì)。交接班時(shí)要對(duì)裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查。如果條件允許,還應(yīng)在早晚班中間安排一到兩次全面、系統(tǒng)的檢查。檢查的內(nèi)容主要包括:開(kāi)關(guān)、壓板位置是否正確;各個(gè)回路接線(xiàn)處是否正常;繼電器接點(diǎn)是否完好,線(xiàn)圈及附加電阻的溫度是否適宜,是否被高溫?fù)p壞;保護(hù)壓板是否開(kāi)始使用;指示燈、運(yùn)行的監(jiān)視燈指示是否準(zhǔn)確;光字牌、警鈴、事故音響是否出現(xiàn)故障等。
(3)加強(qiáng)對(duì)操作人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)。除了要求操作人員有豐富的理論知識(shí)外,還要對(duì)他們進(jìn)行適當(dāng)?shù)膷徢芭嘤?xùn),讓他們了解繼電保護(hù)的原理。在對(duì)裝置進(jìn)行例行檢查前,操作人員要預(yù)先對(duì)二次回路端子、繼電器、信號(hào)掉牌及壓板等進(jìn)行熟悉和了解,以便使操作能夠按設(shè)備調(diào)度范圍的劃分進(jìn)行。在編寫(xiě)設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)時(shí),應(yīng)該做到詳細(xì)、準(zhǔn)確、規(guī)范,使值班人員能夠更好地理解說(shuō)明書(shū)中的內(nèi)容,避免因不了解而導(dǎo)致誤操作現(xiàn)象發(fā)生。
(4)另外,企業(yè)在對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)時(shí)要注意對(duì)可能出現(xiàn)的特殊情況進(jìn)行說(shuō)明,以免發(fā)生不必要的事故。例如,某110kv變電站發(fā)生110kv母pt失壓,備自投動(dòng)作,主供跳開(kāi),備供未合,導(dǎo)致全站失電。在分析事故原因后發(fā)現(xiàn),二次電壓線(xiàn)a630鳳凰端子排扣反,導(dǎo)致pt失壓,跳主供開(kāi)關(guān)的線(xiàn)接在手跳回路中,手跳將備自投閉鎖,致使備供沒(méi)有合上,全站失電。鳳凰端子排扣反是肉眼無(wú)法觀察到的,定值是負(fù)責(zé)定值管理的工作人員下發(fā)的,而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際負(fù)荷電流的大小只有保護(hù)人員才知道,繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行有時(shí)不具有穩(wěn)定性,應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的情況加以說(shuō)明和重視。因此這次事故主要因?yàn)楣ぷ魅藛T對(duì)繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行不夠重視,沒(méi)有對(duì)其運(yùn)行進(jìn)行準(zhǔn)確操作造成的。
1.2 轉(zhuǎn)變繼電保護(hù)事故處理的思路。
在做好繼電保護(hù)設(shè)備的驗(yàn)收、日常檢查工作,并能準(zhǔn)確操作后,繼電保護(hù)事故的發(fā)生概率將明顯下降。然而,若繼電保護(hù)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了事故,對(duì)其進(jìn)行有效處理,并深入了解事故發(fā)生的原
因,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),才能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置及其運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題,以便對(duì)其進(jìn)行及時(shí)處理和整改,從而確保設(shè)備的可靠運(yùn)行。
1.2.1 加強(qiáng)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的利用。通常,繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中存在工作的連續(xù)性和隱蔽性,即在保護(hù)操作結(jié)束后設(shè)備可能還會(huì)連續(xù)工作一段時(shí)間,這樣就容易對(duì)用電設(shè)備造成一定的危害。同時(shí),繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行還存在一定的隱蔽性,在日常操作中不易察覺(jué),當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候才會(huì)被發(fā)現(xiàn)。而利用故障錄波、時(shí)間記錄、微機(jī)事件記錄、裝置燈光顯示信號(hào)等信息來(lái)還原故障發(fā)生時(shí)設(shè)備的有關(guān)情況,則能有效地找到事故發(fā)生的原因,消除連續(xù)性和隱蔽性所帶來(lái)的不利影響。
1.2.2 對(duì)故障原因進(jìn)行有效區(qū)分。繼電保護(hù)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障的種類(lèi)很多,原因也很多,有時(shí)很難界定是人為事故還是設(shè)備事故,因此對(duì)于事故原因的判定絕不能僅憑以往的經(jīng)驗(yàn)作為依據(jù),而是要有原則、有依據(jù)地一步步進(jìn)行檢查。對(duì)于設(shè)備存在的問(wèn)題,操作和值班人員要如實(shí)向技術(shù)人員反映,以便技術(shù)人員對(duì)裝置運(yùn)行可靠性進(jìn)行更加準(zhǔn)確的判斷,將問(wèn)題消滅在萌芽狀態(tài)。 1.2.3 對(duì)事故處理采用正確的方法。在對(duì)事故進(jìn)行處理之前,要保證所使用的繼電保護(hù)測(cè)試儀、移相器等具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性,萬(wàn)用表、電壓表、示波器等具有高輸入阻抗性能,同時(shí)要按照有關(guān)方面的要求確保試驗(yàn)所用的電源為直流單獨(dú)供電電源。除了要做好事故處理的準(zhǔn)備工作外,還要采取與事故類(lèi)型相適應(yīng)的檢查方法。常用的檢查方法有:整組試驗(yàn)法、順序檢查法和逆序檢查法。
(1)整組試驗(yàn)法主要通過(guò)檢查繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作邏輯等是否正常來(lái)判明問(wèn)題產(chǎn)生的根源。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)就是能在較短的時(shí)間內(nèi)再現(xiàn)故障,缺點(diǎn)是不能有效查找故障發(fā)生的原因。通過(guò)這種檢查方法發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后,經(jīng)過(guò)處理,能提高整個(gè)裝置的可靠性。
(2)順序檢查法按照外部檢查、絕緣檢測(cè)、定值檢查、電源性能測(cè)試、保護(hù)性能檢查等依次進(jìn)行,通過(guò)檢驗(yàn)調(diào)試的手段來(lái)尋找故障。針對(duì)繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行中微機(jī)保護(hù)出現(xiàn)拒動(dòng)或者邏輯出現(xiàn)問(wèn)題等不可靠性來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和調(diào)試。
(3)逆序檢查法則是從事故發(fā)生的結(jié)果出發(fā),一級(jí)一級(jí)往前查找,直到找到根源。針對(duì)繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行中出現(xiàn)誤動(dòng)的不可靠性,可利用這種方法進(jìn)行檢查。
1.3 提高繼電保護(hù)的技術(shù)水平。
提高繼電保護(hù)的技術(shù)水平,可以使對(duì)繼電保護(hù)的驗(yàn)收、日常管理和操作等工作更加便捷有效,也能減少相關(guān)事故的發(fā)生,更是確保繼電保護(hù)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵因素。綜合其發(fā)展歷程,可以從以下兩方面提高繼電保護(hù)的技術(shù)水平。
1.3.1 提高繼電保護(hù)運(yùn)行的微機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化水平。
(1)隨著電信技術(shù)的不斷發(fā)展,微機(jī)保護(hù)硬件的科技含量也得到了較大幅度的提高。現(xiàn)在,同微機(jī)保護(hù)裝置大小相似的工控機(jī)的功能、速度和存儲(chǔ)容量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了當(dāng)年的小型機(jī)。用成套的工控機(jī)做繼電保護(hù)的想法在技術(shù)上已經(jīng)變得可行,這樣,就能使繼電保護(hù)運(yùn)行過(guò)程中的微機(jī)不可靠性得到一定的控制。但對(duì)微機(jī)化如何能更好地滿(mǎn)足電力系統(tǒng)要求,如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性,如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益還需要進(jìn)行深入地研究。可以說(shuō),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將深入到各種工業(yè)領(lǐng)域,為電力系統(tǒng)提供通信手段,徹底改變繼電保護(hù)的運(yùn)行方式和狀態(tài)。
(2)從現(xiàn)階段的實(shí)際情況來(lái)看,除了差動(dòng)保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)外,所有的繼電保護(hù)裝置都只能反映保護(hù)安裝處的電氣量,繼電保護(hù)裝置的作用也只能是切除故障元件,縮小事故的影響范圍。安裝、使用繼電保護(hù)裝置的目的不僅是縮小事故范圍,還希望它能保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息數(shù)據(jù),各個(gè)保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作,從而進(jìn)一步提高保護(hù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。而想要實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想的前提條件是要將整個(gè)電力系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置都通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái),實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化,這方面的技術(shù)水平急待提高。
1.3.2 提高繼電保護(hù)運(yùn)行的智能化水平。智能化是提高繼電保護(hù)運(yùn)行可靠性的重要技術(shù)創(chuàng)新,目前,“人工智能技術(shù)”這一詞匯已經(jīng)出現(xiàn)在社會(huì)的很多領(lǐng)域,諸如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化規(guī)劃、遺傳算法、模糊邏輯等技術(shù)在電力系統(tǒng)中已經(jīng)得到了應(yīng)用,在繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究也正在進(jìn)行并不斷深化。人工智能技術(shù)的引進(jìn)將使繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定性大大
高,而其工作的連續(xù)性和隱蔽性等不可靠因素將會(huì)得到有效的控制和改進(jìn)。
2. 結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);繼電保護(hù);可靠性;淺析
中圖分類(lèi)號(hào):TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
要確保繼電保護(hù)的可靠運(yùn)行,可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行努力:第一,做好繼電保護(hù)的驗(yàn)收、日常操作工作,防止保護(hù)裝置發(fā)生拒動(dòng)和誤動(dòng)。第二,轉(zhuǎn)變繼電保護(hù)事故處理的思路,通過(guò)對(duì)事故的總結(jié)和處理了解繼電保護(hù)可靠運(yùn)行中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題,并及時(shí)加以解決和完善。第三,加強(qiáng)繼電保護(hù)運(yùn)行的微機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化,通過(guò)技術(shù)的不斷提高,最終現(xiàn)實(shí)繼電保護(hù)的可靠運(yùn)行。
1 確保繼電保護(hù)的可靠運(yùn)行
1.1 確保繼電保護(hù)的驗(yàn)收和日常操作能夠合理進(jìn)行
1.1.1 做好繼電保護(hù)的驗(yàn)收工作。在繼電保護(hù)裝置安裝完成后,要對(duì)其進(jìn)行調(diào)試和嚴(yán)格的自檢,將安全隱患消滅在萌芽狀態(tài)。工廠(chǎng)方面可組織檢修部、運(yùn)行部和生產(chǎn)部等部門(mén)對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行整組、開(kāi)關(guān)合跳等試驗(yàn),在繼電保護(hù)設(shè)備生產(chǎn)人員的指揮下運(yùn)行有效時(shí)間,在驗(yàn)收合格后方可投入使用。
1.1.2 科學(xué)操作、定期檢查。在與繼電保護(hù)裝置有關(guān)的情況出現(xiàn)變更時(shí),負(fù)責(zé)人要對(duì)包括變更具體內(nèi)容和時(shí)間在內(nèi)的變更情況進(jìn)行詳細(xì)記錄,并與注意事項(xiàng)進(jìn)行核對(duì)。交接班時(shí)要對(duì)裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查。如果條件允許,還應(yīng)在早晚班中間安排一到兩次全面、系統(tǒng)的檢查。檢查的內(nèi)容主要包括:開(kāi)關(guān)、壓板位置是否正確;各個(gè)回路接線(xiàn)處是否正常;繼電器接點(diǎn)是否完好,線(xiàn)圈及附加電阻的溫度是否適宜,是否被高溫?fù)p壞;保護(hù)壓板是否開(kāi)始使用;指示燈、運(yùn)行的監(jiān)視燈指示是否準(zhǔn)確;光字牌、警鈴、事故音響是否出現(xiàn)故障等。
1.1.3 加強(qiáng)對(duì)操作人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)。除了要求操作人員有豐富的理論知識(shí)外,還要對(duì)他們進(jìn)行適當(dāng)?shù)膷徢芭嘤?xùn),讓他們了解繼電保護(hù)的原理。在對(duì)裝置進(jìn)行例行檢查前,操作人員要預(yù)先對(duì)二次回路端子、繼電器、信號(hào)掉牌及壓板等進(jìn)行熟悉和了解,以便使操作能夠按設(shè)備調(diào)度范圍的劃分進(jìn)行。在編寫(xiě)設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)時(shí),應(yīng)該做到詳細(xì)、準(zhǔn)確、規(guī)范,使值班人員能夠更好地理解說(shuō)明書(shū)中的內(nèi)容,避免因不了解而導(dǎo)致誤操作現(xiàn)象發(fā)生。
1.1.4 另外,企業(yè)在對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)時(shí)要注意對(duì)可能出現(xiàn)的特殊情況進(jìn)行說(shuō)明,以免發(fā)生不必要的事故。例如,某110kV變電站發(fā)生110kV母PT失壓,備自投動(dòng)作,主供跳開(kāi),備供未合,導(dǎo)致全站失電。在分析事故原因后發(fā)現(xiàn),二次電壓線(xiàn)A630鳳凰端子排扣反,導(dǎo)致PT失壓,跳主供開(kāi)關(guān)的線(xiàn)接在手跳回路中,手跳將備自投閉鎖,致使備供沒(méi)有合上,全站失電。鳳凰端子排扣反是肉眼無(wú)法觀察到的,定值是負(fù)責(zé)定值管理的工作人員下發(fā)的,而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際負(fù)荷電流的大小只有保護(hù)人員才知道,繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行有時(shí)不具有穩(wěn)定性,應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的情況加以說(shuō)明和重視。因此這次事故主要因?yàn)楣ぷ魅藛T對(duì)繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行不夠重視,沒(méi)有對(duì)其運(yùn)行進(jìn)行準(zhǔn)確操作造成的。
1.2 轉(zhuǎn)變繼電保護(hù)事故處理的思路
在做好繼電保護(hù)設(shè)備的驗(yàn)收、日常檢查工作,并能準(zhǔn)確操作后,繼電保護(hù)事故的發(fā)生概率將明顯下降。然而,若繼電保護(hù)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了事故,對(duì)其進(jìn)行有效處理,并深入了解事故發(fā)生的原因,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),才能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置及其運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題,以便對(duì)其進(jìn)行及時(shí)處理和整改,從而確保設(shè)備的可靠運(yùn)行。
1.2.1 加強(qiáng)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的利用。通常,繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中存在工作的連續(xù)性和隱蔽性,即在保護(hù)操作結(jié)束后設(shè)備可能還會(huì)連續(xù)工作一段時(shí)間,這樣就容易對(duì)用電設(shè)備造成一定的危害。同時(shí),繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行還存在一定的隱蔽性,在日常操作中不易察覺(jué),當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候才會(huì)被發(fā)現(xiàn)。而利用故障錄波、時(shí)間記錄、微機(jī)事件記錄、裝置燈光顯示信號(hào)等信息來(lái)還原故障發(fā)生時(shí)設(shè)備的有關(guān)情況,則能有效地找到事故發(fā)生的原因,消除連續(xù)性和隱蔽性所帶來(lái)的不利影響。
1.2.2 對(duì)故障原因進(jìn)行有效區(qū)分。繼電保護(hù)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障的種類(lèi)很多,原因也很多,有時(shí)很難界定是人為事故還是設(shè)備事故,因此對(duì)于事故原因的判定絕不能僅憑以往的經(jīng)驗(yàn)作為依據(jù),而是要有原則、有依據(jù)地一步步進(jìn)行檢查。對(duì)于設(shè)備存在的問(wèn)題,操作和值班人員要如實(shí)向技術(shù)人員反映,以便技術(shù)人員對(duì)裝置運(yùn)行可靠性進(jìn)行更加準(zhǔn)確的判斷,將問(wèn)題消滅在萌芽狀態(tài)。
1.2.3 對(duì)事故處理采用正確的方法。在對(duì)事故進(jìn)行處理之前,要保證所使用的繼電保護(hù)測(cè)試儀、移相器等具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性,萬(wàn)用表、電壓表、示波器等具有高輸入阻抗性能,同時(shí)要按照有關(guān)方面的要求確保試驗(yàn)所用的電源為直流單獨(dú)供電電源。除了要做好事故處理的準(zhǔn)備工作外,還要采取與事故類(lèi)型相適應(yīng)的檢查方法。常用的檢查方法有:整組試驗(yàn)法、順序檢查法和逆序檢查法。
(1)整組試驗(yàn)法主要通過(guò)檢查繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作邏輯等是否正常來(lái)判明問(wèn)題產(chǎn)生的根源。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)就是能在較短的時(shí)間內(nèi)再現(xiàn)故障,缺點(diǎn)是不能有效查找故障發(fā)生的原因。通過(guò)這種檢查方法發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后,經(jīng)過(guò)處理,能提高整個(gè)裝置的可靠性。
(2)順序檢查法按照外部檢查、絕緣檢測(cè)、定值檢查、電源性能測(cè)試、保護(hù)性能檢查等依次進(jìn)行,通過(guò)檢驗(yàn)調(diào)試的手段來(lái)尋找故障。針對(duì)繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行中微機(jī)保護(hù)出現(xiàn)拒動(dòng)或者邏輯出現(xiàn)問(wèn)題等不可靠性來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和調(diào)試。
(3)逆序檢查法則是從事故發(fā)生的結(jié)果出發(fā),一級(jí)一級(jí)往前查找,直到找到根源。針對(duì)繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行中出現(xiàn)誤動(dòng)的不可靠性,可利用這種方法進(jìn)行檢查。
1.3 提高繼電保護(hù)的技術(shù)水平
提高繼電保護(hù)的技術(shù)水平,可以使對(duì)繼電保護(hù)的驗(yàn)收、日常管理和操作等工作更加便捷有效,也能減少相關(guān)事故的發(fā)生,更是確保繼電保護(hù)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵因素。綜合其發(fā)展歷程,可以從以下兩方面提高繼電保護(hù)的技術(shù)水平。
1.3.1 提高繼電保護(hù)運(yùn)行的微機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化水平。
(1)隨著電信技術(shù)的不斷發(fā)展,微機(jī)保護(hù)硬件的科技含量也得到了較大幅度的提高。現(xiàn)在,同微機(jī)保護(hù)裝置大小相似的工控機(jī)的功能、速度和存儲(chǔ)容量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了當(dāng)年的小型機(jī)。用成套的工控機(jī)做繼電保護(hù)的想法在技術(shù)上已經(jīng)變得可行,這樣,就能使繼電保護(hù)運(yùn)行過(guò)程中的微機(jī)不可靠性得到一定的控制。但對(duì)微機(jī)化如何能更好地滿(mǎn)足電力系統(tǒng)要求,如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性,如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益還需要進(jìn)行深入地研究。可以說(shuō),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將深入到各種工業(yè)領(lǐng)域,為電力系統(tǒng)提供通信手段,徹底改變繼電保護(hù)的運(yùn)行方式和狀態(tài)。
(2)從現(xiàn)階段的實(shí)際情況來(lái)看,除了差動(dòng)保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)外,所有的繼電保護(hù)裝置都只能反映保護(hù)安裝處的電氣量,繼電保護(hù)裝置的作用也只能是切除故障元件,縮小事故的影響范圍。安裝、使用繼電保護(hù)裝置的目的不僅是縮小事故范圍,還希望它能保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息數(shù)據(jù),各個(gè)保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作,從而進(jìn)一步提高保護(hù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。而想要實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想的前提條件是要將整個(gè)電力系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置都通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái),實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化,這方面的技術(shù)水平急待提高。
1.3.2 提高繼電保護(hù)運(yùn)行的智能化水平。智能化是提高繼電保護(hù)運(yùn)行可靠性的重要技術(shù)創(chuàng)新,目前,“人工智能技術(shù)”這一詞匯已經(jīng)出現(xiàn)在社會(huì)的很多領(lǐng)域,諸如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化規(guī)劃、遺傳算法、模糊邏輯等技術(shù)在電力系統(tǒng)中已經(jīng)得到了應(yīng)用,在繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究也正在進(jìn)行并不斷深化。人工智能技術(shù)的引進(jìn)將使繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定性大大提高,而其工作的連續(xù)性和隱蔽性等不可靠因素將會(huì)得到有效的控制和改進(jìn)。
2 結(jié)束語(yǔ)
繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要組成部分,它對(duì)保證系統(tǒng)安全運(yùn)行、防止事故的發(fā)生和故障的擴(kuò)大具有重要的意義。但是在實(shí)際工作中,繼電保護(hù)裝置偶爾也會(huì)出現(xiàn)拒動(dòng)和誤動(dòng)的情況,降低了繼電保護(hù)運(yùn)行的可靠性,進(jìn)而對(duì)安全、穩(wěn)定供電造成威脅。筆者通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)的可靠運(yùn)行進(jìn)行探討提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn):
[1] 張煒.電力系統(tǒng)可靠性分析[J].科技信息;2012,(08).
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