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關鍵詞母線保護 抗飽和 波形特點 對稱識別 諧波制動
中圖分類號:U224.2 文獻標識碼: A
0 引言
當母線發生區外故障時,故障線路流過全部短路電流,它的CT很可能由于短路時強大的短路電流以及較大的非周期分量進入深度飽和狀態,勵磁阻抗可能很小。因而,一次電流大部分流入勵磁支路,此時差回路中的不平衡電流很大,極易造成母線保護誤動。隨著電力系統電壓等級的升高,一次系統的時間常數也隨之增大,這將使短路電流中的直流分量衰減更加緩慢,CT處于飽和狀態的時間及飽和程度都將增加。另外,在使用自動重合閘的情況下,電力系統故障被第一次切除時,CT鐵芯中的磁通將沿著磁滯回線下降到剩磁值。如果剩磁的極性與重合到永久性故障的短路電流所產生的磁通極性相同,CT鐵芯將更快地趨于飽和,使CT二次波形產生更大的畸變。因此,電力系統的發展要求母線保護具備更高的抗CT飽和的能力。
對于母線保護而言,當發生母線區外故障時若不計非故障線路CT飽和,此時差流即故障線路飽和CT的勵磁電流,因此單一CT勵磁電流波形特點可以代表母線保護區外故障差流的波形特點。
盡管人們已經在CT的計算機仿真上做了大量的工作,但由于鐵磁特性的復雜性,在分析時使用解析法,或用模型法都作了過多的簡化,仿真結果不可避免地存在一定誤差。這對于波形特點分析,尤其是定量分析是不能滿足要求的,所以我們設計制作了一個易飽和CT,通過對試驗的錄波數據進行分析來確定抗飽和方案。
1 CT的暫態特性
為簡化分析,在研究電流互感器暫態過程時作如下假設:
(1) 認為一次繞組漏抗屬系統參數,即忽略一次漏抗對一次電流的影響;
(2) 認為勵磁支路是純電感支路,即忽略鐵芯損耗。
電流互感器的簡化等值電路如圖1所示。考慮到實際CT負載的功率因數都較高,忽略,把負載視為純阻性,則可列出等值電路方程如下:
(1)
(2)
圖 1
由于短路電流中的非周期分量是引起鐵芯飽和造成二次電流失真的主要因素,因此按最嚴重情況考慮,即認為非周期分量為最大值,此時一次電流表達式為:
(3)
將式(3)代入式(2)可得:
(4)
解此微分方程可得:
(5)
其中:
由式(5)可知,CT在暫態過程中,勵磁電流中含有非周期分量和周期分量,其中非周期分量使勵磁電流完全偏向時間軸一側,它是引起CT飽和的主要原因。雖然這里尚未計及的非線性,但已可看出,,是影響CT暫態特性的主要因素。
2 試驗CT的設計和參數校驗
考慮到目前現場上母線保護廣泛使用的是普通的保護級CT,試驗CT以10P20級電流互感器為模擬對象。為獲得與實際電流互感器相似的暫態特性,試驗CT采用與之完全相同的由0.35mm冷軋硅鋼片卷繞成的環形鐵芯。
電流互感器鐵芯截面積可以根據基本電磁關系式
來確定,解方程組可得鐵芯截面積為:
其中:為二次電流額定值(取0.3A),
為CT二次回路總阻抗(取0.6),
為鐵芯疊片系數(取0.96),
為二次繞組匝數(取50),
為CT的額定工作磁密(對于保護級CT, ,為材料的飽和磁密,取1.68T,N為準確限值系數,取20)。
將各參數代入,計算得到鐵芯截面積為200。依此確定CT的幾何尺寸:=40mm, =60mm, 高H=20mm。
為減小繞組阻抗,選用雙股=1.4mm漆包線對稱繞制。為了今后試驗方便,共繞制四個完全相同的25匝繞組,通過改變繞組間的連接方式,可改變CT的變比及其帶負載能力。
CT制作完成后,對其參數和性能進行了測試,結果如下:
二次繞組阻抗小于0.02+j0.05;在,,=50的情況下,測得試驗CT的復合誤差約為10%。測試結果表明試驗CT滿足設計要求。
3 CT的暫態波形特征分析
圖2是試驗CT飽和的典型錄波波形:
圖 2
從圖中我們可以發現CT飽和波形具有以下一些主要特征:
(1) 短路發生后,CT不會立即進入飽和,從大量的錄波數據看來,在發生短路的開始階段至少5ms內CT不會飽和。
(2) CT二次電流波形出現缺損,一周波內波形的對稱性被破壞。
(3) CT二次電流的負向過零點提前,嚴重飽和時可能提前達90度;但其正向過零點偏差不大,且在此過零點附近CT有一段線性傳變區,該傳變區的長短隨CT飽和深度而變。
(4) 對于由非周期分量引起CT飽和的情況,CT勵磁電流中包含大量非周期分量,波形偏向時間軸一側。濾去非周期分量后(如圖3),一周波內正負半波不對稱。
圖3
(5) 根據對CT勵磁電流的諧波分析,二次和三次諧波是其中的主要諧波成分。
4 基于飽和波形特點的抗CT飽和方案
由于短路發生后CT不會立即進入飽和,利用這個特點母線保護可以區分起始時刻故障是在區區內還是區外,因此抗飽和方案需要解決的主要問題是保證區外故障不誤動,而當區外故障轉至區內時迅速開放保護。
如前所述,在由非周期分量引起的CT飽和的情況下,CT勵磁電流一周波內正負半波不對
稱,根據這一特點可以構成基于波形對稱原理的CT飽和檢測元件。
具體實現時先將差動電流經一次差分,以消除差流波形中非周期分量的影響,然后對本點采樣值與半周波前點的采樣值之差的絕對值進行半波積分得到=,對本點采樣值與半周波前點的采樣值之和的絕對值進行半波積分得到=,當差流波形對稱時很小,故/值很大,而當連續兩個正負半波不對稱時/較小(如圖4)
圖4
。選擇適當的K便可以根據K連續一段時間T內保持成立的情況下認為母線故障已由區外轉至區內,開放保護。
對稱識別判據實質上是利用CT飽和時產生的諧波對保護進行制動,所以母線故障時故障電流中的諧波分量對保護的快速動作也會有一定的影響。例如,大型水輪發電機附近短路時,短路電流中含有較大的二次諧波分量;超高壓遠距離輸電線,由于分布電容較大以及串聯補償電容的存在,使得暫態短路電流中產生數值較大,衰減較慢的低頻和高頻分量。這些諧波分量的存在將使對稱比的上升速度變慢,從而降低了保護切除轉換性故障的速度。因此為防止母線保護在切除區外轉區內故障時速度太慢,對稱判據中的K不宜取值太大。
對稱識別方法主要的不足之處是CT飽和時產生的奇次諧波對對稱識別方法沒有幫助(由于對于奇次諧波:)。
為此對對稱識別方法進行改進,將原判據中的用差流中的諧波分量的標量值代替,則用差流的基波幅值代替。為獲得必須先濾去差流中的基波分量,濾波算法宜選用數據窗較短的方法,如,;則可采用傅氏算法求得。
圖5
從圖5可以發現以下幾個特點:
(1) 濾去基波后的波形每周波內總有一段波形缺損,CT飽和程度很深時尤為明顯。這主要
是由于CT飽和時存在在線性傳變區以及濾波算法的數據窗效應造成的。
(2) 由于波形的周期性缺損使其半波積分值也周期性振蕩,而隨著時間的推移CT的飽和程度逐漸減輕,隨之減小(為便于與作圖比較,這里的人為放大了)。
(3) 比值周期性振蕩,每周波內存在一個最低值,飽和判據中的K選取時應躲過CT最嚴重飽和情況下該最低值可能的最大值。與對稱識別判據類似,為防止母線保護在切除區外轉區內故障時速度太慢,對稱判據中的K不宜取值太大。
綜上得到諧波制動判據:在一個周波內若有任一點持續保持成立,則認為母線故障已由區外轉至區內,開放保護。
與對稱識別判據相比,使用諧波制動判據進行CT飽和閉鎖,母線故障時故障電流中的諧波分量對保護的快速動作的影響要小一些。這是由于一方面在差分和濾去基波的過程中,故障電流中的低次諧波大都被濾掉;另一方面,諧波制動判據利用了CT飽和的存在線性傳變區的波形特點,根據一周波內諧波比的最低值選取門檻有利于降低K值。
5 結論
諧波制動方案實現簡單,計算量小,適應性強,大量試驗證明,在比例差動保護的基礎上,加入上述的制動判據可以獲得很好的抗CT飽和性能。另外,當故障由區外轉至區內時,該判據能夠較快地開放保護。
參考文獻:
1 《母線保護》 王春生等水利電力出版社 1987
2 《互感器與相序濾過器》 劉從愛 水利電力出版社 1991
一、裝置的改進
1.用硅膠管或乳膠管代替玻璃管連接裝置.人教版教材用錐形瓶和玻璃管連接裝置(如圖1),而實驗過程中錐形瓶A和B需要放在30~35 ℃的恒溫水浴中加熱保溫,以保證酵母菌的活性.但由于玻璃管連接使錐形瓶間的距離和高度都固定了,因此整個裝置都要放在水浴鍋里,很占空間,一個水浴鍋只能供給一個組使用,而用酒精燈水浴保溫,則其它3個錐形瓶要同時墊高,實驗準備相當麻煩.為此,筆者改用硅膠管或乳膠管連接,使錐形瓶之間可以隨意移動,只需把錐形瓶A和B放進水浴鍋保溫即可,這樣一個水浴鍋可供好幾個組同時使用.而且使用硅膠管或乳膠管還省去了拉制玻璃管的時間和精力.
2.容器的選擇.可用厚玻璃瓶代替錐形瓶,厚玻璃質地堅硬,不易破碎(如圖2和圖3).此套裝置的兩培養瓶比人教版教材的多一個孔,可把溫度計去以比較酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸釋放能量的多少.整套裝置氣密性好,安裝便捷.有氧呼吸裝置用家庭養魚的調速增氧機控制氧氣輸入量,可加速氧氣的通入,從而縮短了實驗時間.
圖2和圖3中盛放澄清石灰水的檢測瓶還可以用試管代替,每支試管只盛5 mL澄清石灰水,檢測CO2速度會更快.
如果學校條件受限制,教師可以考慮用飲料瓶組成的簡易裝置代替(如圖4).飲料瓶可以選擇容量小點的,如360 mL或450 mL的飲料瓶效果就不錯.具體做法是:準備5個氣密性好的廢棄飲料瓶和6根帶尖端的硬質飲料管.在每根飲料管距尖端5 cm處剪斷,備用.將其中兩個飲料瓶的瓶蓋用鉛筆畫兩個圓圈,另三個飲料瓶的瓶蓋畫一個圓圈.用鉆子在每個瓶蓋的圓圈上鉆一個小洞,然后將點燃的煙頭點在瓶蓋中鉆有小洞的圓圈上,待圓圈上的塑料軟化后,立即用已剪好的5 cm飲料管的尖端瓶蓋的另一頭,再將硅膠管或乳膠管套進飲料管以連接裝置.需要注意的是,菌種、葡萄糖等試劑的用量要根據容量的不同做相應的調整.用此裝置學生也可在家里做酵母菌的酒精發酵實驗,培養液可用煮熟冷卻后的稀飯代替葡萄糖溶液,放在溫暖的地方,半小時后擰開瓶蓋便可聞到酒香.
二、改變酸性重鉻酸鉀的配比檢測酒精
檢測酒精要量取0.5 mL溶有0.1克重鉻酸鉀的濃硫酸,由于0.5 mL本來量就少,濃硫酸又較稠,用量筒量取時接近一半的溶液粘附在量筒壁而被損失掉,影響實驗結果;加上濃硫酸有很強的腐蝕性,學生用量筒量取時總是縮手縮腳.能不能改變酸性重鉻酸鉀的配比,降低其用量,用滴管滴幾點就能達到實驗目的呢?
筆者用不同質量分數濃度的重鉻酸鉀水溶液與體積分數為98%的濃硫酸按不同的體積比進行了一系列對比實驗,實驗結果如表2.
【關鍵詞】微機繼電保護;原理;發展
前言
基于微處理器來構成的數字電路,則為計算機保護裝置,一般情況下會把計算機保護裝置稱之為微機保護。近年來,微機保護裝置會應用在100kV左右的變電站中,然而220kV以上的變電站一般通過對不同原理的微機保護裝置的應用,來實現微機保護的運行。并且,微機型的繼電保護裝置能夠和監控系統構成完善的網絡體系,控制室的保護裝置會把微機監控系統中所具備的運行情況,合理的傳遞到監控中心,監控人員利用遠程操作手段,對投切保護裝置進行詳細的查看,以此來切換保護定值。微機保護強有力的改善了傳統繼電保護中存在的硬件無法解決的問題。由于微機繼電保護裝置便于操作微機軟件,使得微機繼電保護的發展無可限量。
一、微機繼電保護的特點
微機繼電保護包含:高壓電容電抗器保護、高壓電動機保護、廠用變壓器保護、母聯備自投保護、母聯分段保護等。微機繼電保護和傳統繼電保護相比較,在保護性能方面有很大的差異。由于布線邏輯上所顯現出的復雜結構特點,傳統繼電保護的各個功能都是利用相關的連線和硬件設備構成,然而微機繼電保護,是通過有效運行微機系統中所具備的不同程序來達成的。微機繼電保護和傳統繼電保護的差異顯著的體現出,微機繼電保護的優越特性:
1.1較強的經濟型。
1.2大幅度提升了保護的可靠性及保護性能。
1.3提升多種保護動作的正確率。
1.4簡化了定期的校驗流程,并實現運行維護的便捷、靈活的目的。
1.5更加便捷的獲取到不同形式下的附加功能。
可是,微機繼電保護也會造成一些局限性的阻礙因素,例如:無法移植微機裝置中的軟件,無法更新微機裝置中長期使用的硬件。需要通過對微機裝置進行針對性的研究,并引入對微機繼電保護的原理的研究,才能夠改善這一系列阻礙到繼電保護的因素。
二、微機繼電保護的原理研究
微機繼電保護和傳統模擬式繼電保護相比較,最大的區別為:傳統模擬式繼電保護使用的是軟件,而微機繼電保護使用的是數字繼電器來實現保護功能。繼電保護有較多的種類,根據保護對象來分類,包含線路保護和原件保護等。根據保護原理進行分類,包含:電流保護、電壓保護、距離保護、差動保護等。而無論哪種保護在算法的應用上,都是為了計算出保護對象運行特點的各個物理量,例如:電流、電壓等有效值。廣泛應用在微機繼電保護中的算法分別為:微積分算法、傅里葉算法,在后備保護方面,具體采用的是微積分算法,能夠在一定程度上確保達到每周波12點的高精度目的[1]。
微機繼電保護軟件的程序包含三個類別:其一,主程序。自檢循環和初始化兩部分構成了主程序,能夠完成工作過程中對工作狀態的確認、對定值的調用等工作。其二,采樣中斷程序。由三項內容構成了采樣中斷程序,分別為:電壓自檢、電流自檢、采樣電流實變量元件。其三,故障處理程序。該程序能夠完成微機繼電保護的相關保護功能,裝置在復位或上電之后,需保護主程序的運行,并要每隔5/3ms才能執行一次采樣中斷服務程序,同時可以斷定電流突變量氣動元件能否正常動作。如果無法正常動作,需要中斷執行程序,并轉入到主程序中。如果正常動作,中斷執行程序之后,需及時返回到故障程序中,達到保護功能的目的,指導主控程序能夠在正常運行時停止[2]。圖1為微機繼電保護軟件程序的結構:
微機繼電保護軟件共包含兩部分,分別為:接口軟件、保護軟件。保護軟件中的配置主要是中斷服務程序和主程序。而接口處負責的是人機接口軟件,所具備的程序包含:監控程序和運行程序,在運行模式下才能夠執行運行程序,在調試模式下主要執行的是監控程序。保護軟件工作狀態包含:不對應、調試、運行三種。工作狀態不同的情況下,所對應的程度也會有所異同。
2.1運行狀態的工作原理
運行狀態下的“工作”位置上需設置開關,在“禁止”的位置需設置定值固化開關,而定值撥輪開關需設置在運行定值區域,在“巡檢”位置設置接口插件巡檢開關,若保護運行燈亮起,要投入相應的保護功能,以此來促進運行工作的順暢開展。運行狀態下的工作共四個步驟,分別為:顯示與打印保護定值、修改與顯示運行時鐘、顯示與打印故障報告、顯示與打印采樣報告。
2.2不對應狀態的工作原理
在運行狀態下,才能夠展開不對應狀態工作,對于不對應狀態來說,需要將隨意一個保護插件中的工作方式開關從“工作”位轉移到“調試”位,插件無需復位。在不對應狀態下,保護插件只具備運行一些中斷服務程序的采集數據功能。不對應狀態可以用在精度采樣、調試數據采集系統等情況下。
2.3調試狀態的工作原理
調試的過程是將CPU插件開關從“工作”位轉移到“調試”位,同時將CPU插件復位。若在這種調試狀態下,保護插件運行中的OP燈滅,保護功能和數據采集都將退出。調試狀態下的工作共三個步驟,分別為:輸入定制、保護版本顯示、CRC碼檢驗、試驗。
三、微機繼電保護的發展趨勢研究
對于國內與國外的微機繼電保護的發展需求來說,在微機繼電保護技術發展趨勢上,能夠歸結為:人工智能化、通信數據一體化、網絡共享化和計算機一體化等。安全指標得到控制,才能夠保證檢驗工作的順暢性,即提升安全性就說明已經提升了生產率。繼電保護裝置實際上是一臺高性能、多功能的計算機,對電力系統網絡是較為實用的智能終端。能夠從網絡信息中獲得設備運行所必需的數據資料,并有效的傳遞到網絡控制中心。因此,微機繼電保護裝置不單能夠將達到繼電保護功能有效性的目的,還能夠達成控制、收集數據的功能,也就是說已充分實現測量、控制、保護一體化。
結語:在不斷研究微機保護裝置的過程中,保護軟件、微機保護算法等得到了顯著的成就。智能化保護方案成為了提升繼電保護性能的主要原理。使得微機繼電保護朝向智能化、靈活性的方向發展,提供了相應的各種安全技術方案,從而使設備運行達到了安全運行的目的。
參考文獻
[1]李雪梅,王文彬.微機繼電保護的現狀及發展趨勢[J].內蒙古石油化工,2013,11(08):152-158.
[2]丁剛.電力系統微機繼電保護仿真研究[D].南京理工大學,2013,10(07):123-131.
關鍵詞:電力系統;繼電保護;發展現狀;發展對策
中圖分類號:TB
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2010)08-0038-02
1 繼電保護的概述
(1)繼電保護的概念:繼電保護能夠保證電力系統的可靠性,并最大限度的使可靠性與經濟性相協調,所謂可靠性就是由于城市及農村電網的配電系統覆蓋面廣,運行的環境又相對復雜,加之各種天災人禍的影響,往往會導致電氣故障的發生,這個時候繼電保護就要出來英雄施救,發揮他的可靠,電力系統發生故障往往會造成一定的經濟影響,繼電保護就是最大限度的來消除這種影響。繼電保護的概念必須具體到繼電保護裝置,所謂繼電保護裝置就是指一種保護電力系統的措施和裝備,也就是當電力系統的電力元件諸如發電機、線路等或電力系統本身發生了故障,繼電保護裝置能夠及時的控制斷路,發出跳閘命令,最終達到規避危險的目的。
(2)繼電保護的原理:繼電保護要求當電力系統的某一處電氣設備出現故障而不能正常工作時,繼電保護裝置能夠發揮作用,及時的并且有選擇性地把故障設備從系統中除掉,以保障電力系統安全穩定的運行,這種保護裝置所根據的原理是:
①反映電氣量保護。例如在電流增大時進行保護,或者電壓降低時構成低電壓保護,或者當電流與電壓的相位角發生變化進行方向保護,或者對電流與電壓所構成的比值進行保護等。
②反映非氣量保護。如當溫度、壓力、流量等發生變化時可以構成電力變壓器的瓦斯保護溫度保護等。繼電保護就猶如一個具有在線開環的自動控制裝置,能夠根據該控制裝置所發出的信號,進行模擬型和數字型的繼電保護判斷。根據判斷的結果做出跳閘或發信號這樣的繼電保護行為。
(3)繼電保護的任務:保護電力系統的安全穩定,當電力系統的電力元件發生故障時,繼電保護裝置應該及時的發出信號,準確及時的脫離故障元件,以最近性原則發出命令,保護系統安全;保護電氣設備,繼電保護應及時準確的反映電氣設備的不正常的工作情況,并對設備運行過程中的維護條件的不同發出信號,使值班人員能夠迅速及時的對問題做出處理。或者自動裝置能夠完成自行調整。
2 繼電保護的發展現狀及趨勢
我國繼電保護的發展也經歷了一個持續的不斷發展完善的過程,建國初期我國的繼電保護裝置基本上依賴進口。如500kv的晶體管方向的高頻保護和晶體管高頻閉鎖距離保護。直到天津大學與南京電力自動化設備廠進行合作才結束了繼電保護裝置依賴進口的歷史。并將運行于葛洲壩繼電保護線路上。集成電路保護于20世紀70年代進行研究,20世紀80年代集成電路保護研究基本完成。但到20世紀90年代我國仍舊處于集成電路的研究、運用的狀態中,這在繼電保護的歷史上被稱之為集成電路的時代。但是世紀之交的時代是信息化的時代,是高科技的時代,所以繼電保護的發展發生了巨大變化,即進入了微機保護時代。微機繼電保護是指以數字式計算機為基礎而構成的繼電保護。現已廣泛的應用于電力、石化、鐵路、甚至民用建筑等。
2.1 繼電保護發展過程中遇到的一些問題
(1)繼電保護調度人員交接班不清或疏漏交待的已操作項。不熟悉設備的性能,發生異常現象時不能冷靜的進行處理。對保護現象不能做出準確的判斷。
(2)保護人員在繼電保護的過程中呈現出責任心差、安全意識淡薄,缺少專業的培訓,不具備安裝調試和事故處理的能力。在校驗過程中出現校驗項目不全、不準確的現象,致使留下事故隱患。
(3)運行人員在操作中也有一些人為的失誤,如由于缺少培訓,或多新的技術操作缺少了解,致使在繼電保護過程中出現處理事故中的誤動保護,或對運行經驗不足,造成不必要的經濟損失。
(4)繼電保護裝置存在的質量問題,如個別保護插件制造的質量不良或保護裝置功能不完善等。
2.2 繼電保護發展的現狀及其未來的發展趨勢
目前微機保護裝置的發展已有二十多年的歷史了,由不成熟逐漸走向了成熟,微機保護較之剛剛起步之時具備了以下諸多性能:更趨自動化和智能化;設備管理和事件的記錄功能大幅度提高;值得注意的是最近發展的人工神經網絡保護裝置。所謂人工神經網絡就是通過一種監控學習技巧,能夠對真是輸出和希望值之間的差別做出比較,進而調整網絡路徑的權值,目的是能夠使下一次的相同輸入的情況下,是網絡跟接近于希望值。較之以前人工神經網絡的繼電保護的發展具有更好的性能,它可以對更為復雜的模式、更為復雜的因果關系以及非線性的、模糊的、動態的和平穩的狀態做出更為準確的判別。能夠以數值的、聯想的、自組織的、仿生的方式做出判別的是ANN即神經網絡系統,能夠進行啟發性認知的是ES即專家系統。神經網絡系統能夠應用與網調、省調試驗室內進行學習。或者能夠做出一些波形間斷的變電站的高頻保護。其不足之處是神經網絡的硬件芯片很昂貴,在資金有限的情況下無法將其投入使用。此外此項技術在現有的科技水平下還發展的不夠成熟,如神經網絡的并行處理和信息分布存儲機制還不十分清楚,如何選擇的網絡結構還沒有充分的理論依據但這應該是繼電保護在今后發展的一個趨勢。總而言之計算機的發展趨勢趨向于:計算機化、網絡化、智能化、綜合自動化。在此筆者重點談一談繼電網絡化、智能化、自適應性這幾點。
(1)繼電保護技術的網絡化發展趨勢。
隨著信息化時代的到來,網絡技術成為繼電保護的一大發展趨勢,繼電保護的主要功能在于維護電力系統的安全穩定,而網絡技術的介入使的繼電技術的可操作檢查的直觀空間范圍擴大,計算機網絡能夠通過數據的采集分析和模擬,綜和和準確的分析出各種故障。并能夠分析出緣由,為繼電保護人員提供可靠的保障。使得繼電保護人員能夠及時的修理電力系統出現的故障。
(2)繼電保護技術的智能化發展趨勢。
目前電力系統的管理已經趨向與智能化管理,作為電力系統中的一員,繼電保護也不例外,如我國的一些大城市已經采用了模擬人工神經網絡來進行繼電保護,在輸電的過程中會出現幾十種短路的現象,靠人工的智力難以實現排除,而用神經網絡的發法排除則準確而又迅速,因此神經網絡排除法能夠大大的提高電力運輸的效率。
(3)繼電保護的自適應性發展趨勢。
繼電保護的自適應技術今年來逐漸被推廣,它具有多適應性的特點,所以能夠對適應多種故障的檢測;具有保護作用,能夠自動的延長保護時間,從而延長了電氣設備的使用壽命,完成了繼電保護裝置本有的使命;減少了人工操作,提高了工作效率,也提高了經濟效益。這種自適應技術能夠發揮繼電保護的真正保護功能,使繼電保護裝置完成自己既定的歷史使命。因此這也是繼電保護的發展趨勢的一個方面。
3 如何發展我國電力系統的繼電保護
繼電保護對于維護電力系統和電氣設備有著不可替代的作用,如何在新的歷史時期發展好繼電保護以確保我國電力系統的安全穩定,確保經濟的快速持續的發展是我們電力系統工作人員的重要職責。對此我提出以下幾點對策:
(1)上文中提到繼電保護在發展過程中會遭遇技術上的障礙,如何克服技術上的障礙,不僅是我們面臨的難題,也是世界各國面臨的難題,我們知道,繼電保護已經向智能化、網絡化、自適應性的方向發展,所以急需要一批高素質的科技人才投入到我國的電力事業。因此電力保護系統應該適時的對從事繼電保護的工作人員提供學習和深造的機會,提高他們的技術水平,集體克服繼電保護中的技術障礙。
(2)避免繼電保護的誤動動作的發生,繼電保護誤動動作發生會引起負荷供電的中斷,更為甚者會造成系統穩定的破壞,致使給電力系統造成巨大的損失。如2004年5月25日,鶴崗礦業集團富力變電發生以起繼電保護裝置的誤動動作事故,給鶴崗礦業集團造成了重大損失。這樣的誤動現象是怎么發生的呢,經過調查發現改誤動現象的發生與維護工作有關系:如該廠房的衛生條件差,漏風又漏雨,無法關嚴門窗,此外工作人員沒有進行及時的檢修維護和保養。總之是自然環境的原因和一些人為因素。對此我們電力系統的人員應該提高警惕,使得繼電保護裝置能夠正確的拒動,以此消除故障。
(3)加強繼電保護的管理系統。抓好繼電保護地方驗收工作,嚴格自檢、專業驗收。嚴格繼電保護裝置及其二次回路的巡查檢查設備,一邊及時發現隱患。提高繼電保護的運行操作技術。提高繼電保護人員的專業素質和道德素質避免一些人為的禍端。繼電保護的管理系統除了存在一些人為的管理方面的問題之外。還存在計算機繼電保護的內在管理系統,也就是繼電保護管理的本質內涵。隨著電子計算機的日新月異的變化,繼電保護管理的平臺最終是通過網絡化管理來實現的,所以必須建立繼電保護管理系統的技術路線。可以采用一個WEB這樣的應用程序,建立一個具有網頁狀態的小客戶端和大容量的服務器管理系統軟件,來進行網絡化的繼電保護管理,網絡系統的繼電管理能夠對定值整定、壓板調整、故障修復、設備檢修等方面進行自動化解決,對于相關的工作人員僅需要考慮如何協調好這些工作就可以了,實現了工作人員的零距離工作,這樣大大提高了繼電保護的效率,對與電力系統的安全穩定具有重大的意義。
(4)加速培養一批優秀的具有微機繼電保護技術的相關人才,深入研討微機繼電保護中存在的問題。繼電保護裝置的發展先后有熔斷器、電磁型繼電保護裝置、電子型靜態繼電器、數字式繼電保護。科學技術的發展迅速,繼電保護裝置的更新也日新月異,諸如人工神經網絡、遺傳算法、進化規模、模糊邏輯等技術相繼出現。繼電保護的事故種類也程現出復雜化的態勢,事故種類有:定值問題即整定計算機的誤差,人為整定錯誤,裝置漂移錯誤,元件老化與損壞等;TA的飽和問題;插件絕緣問題;高頻收發信機問題;微機繼電保護故障的發生簡單的固然好處理,但涉及到復雜的問題就牽扯到了高技術的問題,這就需要微機繼電保護人員具有過硬的技術業務。比如能夠對一些難度比較高的技術資料具有閱讀能力和理解能力;掌握常規檢查方法之外的非常規方法,微機繼電保護在出現故障時,有些問題可能比較隱蔽,需要借助于具有逆向思維特點的非常規辦法進行處理;微機繼電保護的普通人員必須諳熟微機原理和知識,以保證能夠迅速的分析出事故的原因及發生故障的部位。因此對于微機繼電保護人員,必須加大電子技術知識的學習,作為繼電保護部門的領導也應該撥出專款對員工進行培訓。
(5)做好繼電保護裝置的維護。河北灤平縣出現的繼電保護的誤動現象,就與繼電保護裝置維護的不夠有一定的關系,因此做好繼電保護裝置的維護工作能夠有效的避免一些故障現象的發生,那么如何繼電保護裝置呢?
①值班人員要定期的對繼電保護裝置進行巡視和檢查,并做好巡視和檢查的記錄。一旦發現異常現象,就要做出及時的處理,如果有重大的故障,要及時向上級主管部門匯報。
②繼電保護裝置害怕灰塵,所以必須做好清掃工作。此外為了防止在清掃工作中誤碰運行設備,所以清掃工作不能一個人進行。
③要對繼電保護進行定期的查評,查評內容如二次設備的各個元件的標志、名稱是否齊全;開關按鈕的動作是否靈活;控制室的光字牌、紅綠指示燈泡是否完好;盤柜上的表計、繼電器急接線端子的螺釘是否松動;電壓互感器、電流互感器二次引線端子是否完好;配線是否整齊,固定卡子有無脫落;斷路器的操作機構是否正常。
關鍵詞:智能變電站;繼電保護配置;變壓器保護
中圖分類號:TM774 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)33-0138-02
國家智能電網的逐步建立,給智能變電站的繼電保護配置提供了發展的機遇和挑戰。傳統的繼電保護配置已經無法適應國家電網的高效、安全、穩定的運行,繼電保護配置必須適時作出調整,加快繼電保護配置的智能化進程。繼電保護配置由過程層和變電站層組成,這兩層分別從不同方面進行保護,能夠充分滿足智能變電站的靈敏性、選擇性、可靠性和速動性。因此,必須加強智能變電站的繼電保護配置的研究,從過程層和變電站層實現繼電保護配置的智能化,提高繼電保護配置的保護水平。
1 變電站的繼電保護配置
智能變電站的繼電保護配置主要是由過程層和變電站層組成,過程層的主要目的是配置繼電保護中的一次設備。一次設備也就是我們通常說的智能設備,一般情況下安裝在設備的內部。在一次設備的周圍一般選擇安裝需要進行維護和檢修的設備,如:退役設備、合并器和測控設備等。變電站中的繼電保護配置主要是通過全站傳輸采樣值,但這種傳輸方式不同于分布式的數據傳輸。繼電保護不會因為跳閘和采樣問題造成通信鏈路不可靠,并且在繼電保護過程中消耗的網絡數據信息非常小。變電站層的繼電保護配置主要是通過利用自適應技術和在線實時整定技術,采用后備保護的方式,實現廣域保護。
2 過程層的繼電保護分析
2.1 過程層的線路保護配置
線路保護分為了兩個方面:一方面是交流線路保護,交流線路保護在遠距離保護下,往往比較容易受到高電阻接地影響,在系統振蕩的情況下比較容易發生短路,除此之外,受電氣量范圍以及跨線故障等因素的影響,在雙回線架設中,交流線路的故障測距誤差較大;另一方面是直流線路保護,雖然直流線路受到主保護的行波保護,但是仍然受到行波信號不確定影響。
過程層的線路保護的主保護是縱聯差動保護或者是縱聯距離保護,線路保護在集中式的保護設備之中放置后備保護。在單斷路器線路中,線路保護利用光纖通信口進行通信,通過這種運行方式來體現縱聯保護的功能。在縱聯差動保護中,一般情況下,不需要引入電壓量,但是在一些比較特定的運行方式下,需要引入電壓量。在這種情況下,對電壓量可以單獨進行采樣,并且可以實現主保護通信的接入和電流量的完成同步采樣工作。
2.2 過程層的變壓器保護
變壓器在線路運行中一般起到調節和控制的作用,對于保證供電線路的電壓穩定有重要意義。過程層中的變壓器保護配置一般情況下采用的是分布式配置,提供差動保護服務,在后備保護中,采用集中式的安裝方式。對非電量保護采取單獨安裝方式,借助電纜,引入斷路器跳閘,在采樣和GOOSE的共同網絡上可以通過光纜引入跳閘的
命令。
對于智能變電站,它的電壓器和母線保護,不僅可以作為多端線路采取措施進行保護,還可以按照同步采樣方案對設備進行同步采樣。在變壓器的實踐過程中,為了簡化設計方案,一般會采用乒乓原理技術。乒乓原理技術主要是應用在線路兩端的設備上,兩端的保護設備可以進行獨立采樣,并且頻率是相似的,兩端的設備保護的收發數據和信息傳輸時間是一樣的,主要包括以下內容:
2.2.1 要將傳輸的數據發送中斷和采樣分開,如果是傳統的保護裝置,發送的數據和采樣要統一中斷,如果是電子式互感器,這兩部分就要分開,采樣主要發生在采集部分,而數據發送主要發生在保護裝置部分。雖然兩者不是發生在同一地方,但兩者的延時是可以通過一定途徑測
得的。
2.2.2 需要對兩端發送的數據信息進行調整。在實踐中,就可以充分利用乒乓同步技術,借助采樣時刻調整的辦法,對兩端發送的數據信息中斷,并進行同步處理,目的是為了保證兩端的保護設備所發出的數據信息的時刻能夠保持準確性和一致性。
2.2.3 對于發送數據時刻和采樣數據的延時,需要對這種情況進行補償,可以采用將兩端的保護設備發送的數據時刻進行同步處理的辦法。
3 變電站層的繼電保護分析
在變電站層的繼電保護中,變電站層的繼電保護配置主要采用的模式是集中式后備保護。對于變電站的所有電壓,全部按照等級進行集中配置。從變電站層的保護配置的實踐過程來看,智能變電站所采用的這種模式,主要是采用自適應技術和在線實時自整定技術,再加上保護配置具有廣域保護的接口。因此,能夠實現廣域保護的功能和雙重化配置的目標。
智能變電站中的后備保護模式不僅具有為本變電站的各個元件提供保護的功能,還具有為相近的變電站中的元件提供保護的功能。因此,智能變電站的后備保護會覆蓋一定的范圍,主要分為兩個部分:第一個部分是近后備保護范圍,涵蓋本變電站的母線和直接出線;第二個部分是遠后備保護范圍,主要是由對端母線及其與之相連的所有母線組成。
在變電站層的繼電保護實踐中,獨立的后背保護配置采集的信息主要包括兩部分:一部分是該變電站中的信息,由元件的電壓和電流信息、主保護信息以及相應的斷路器信息組成;另一部分是接收相鄰變電站中的信息,主要包括元件的故障信息、主保護信息和斷路器信息等。變電站層的后備保護能夠對所收集到的信息進行整合和分析,并通過這種方式對變電站中的元件發生的故障做出準確判斷,并會根據實際情況選擇最優的跳閘策略。
此外,還可以有效運用離線定值整定算法,根據變電站不同的運行方式選擇合適的定值整定算法。變電站層的繼電保護配置中的集中保護設備可以根據電網中的運行參數來分析電網系統的整體運行態勢。運行方式選定以后,繼電保護配置就可以按照預先確定好的定值范圍,來進行相關的保護操作。在后背保護系統中,除了基本的保護功能外,低壓減載、備用自投以及過負荷聯切等裝置功能也可以通過集成增加進去。
4 結語
我國電力供求關系的不平衡性導致電量需要采用遠距離、超高壓的方式來輸送,這就要求需要建立高效、安全、穩定的智能化繼電保護配置。繼電保護配置是變電站中的一道防線,必須加強智能變電站的繼電保護配置的研究,從過程層和變電站層實現繼電保護配置的智能化,提高繼電保護配置的保護水平。
參考文獻
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目前,我國的繼電保護的方案一般都是圍繞著變頻器的自帶保護和開關柜的綜合保護裝置這兩方面進行設定的。其中,變頻器的自帶保護功能一般是使用在需要調頻運行的時候,而開關柜的綜合保護裝置則一般使用在工頻運行工作的時候。當需要采用大容量變頻器對電動機繼電保護的時候,由于在經過大容量變頻器對電動機繼電保護的過程中,電動機的電源需要經過頻率、電力電子的整流逆變、工頻等變化。因此,在大容量變頻器對電動機繼電保護的過程中就會對電動機傳統的接線比率的保護功能,以及相角和變頻器之間電源產生影響。對于這樣的一個繼電保護方案來說,他還是存在著一些問題。
1.1 大容量變頻器對電動機繼電保護的靈敏度不足
大容量變頻器對電動機繼電保護的系統都只是運行自帶的保護系統進行對電動機電流速斷的保護,雖然說大容量變頻器所使用的電流速斷的方法,是可以很好的、有效的使變頻器和電動機,以及電動機的電纜的短路靈敏度達到要求。可是,這些保護都不能夠符合現狀的要求,這種方法也不能達到對定子線圈的短路靈敏度的要求,一般來說,電動機所需的繼電保護是屬于差動形式的,而且,如果后備的保護出現了問題,也會因為這種大容量變頻器對電動機繼電保護的形式,而無法能夠快速的切除這種故障。
1.2 大容量變頻器對電動機繼電保護中開關柜綜合保護裝置的問題
由于,在變頻器工作的時候,差動保護是需要被退出的,但是,變頻器的控制系統自帶了保護的功能,而這一功能又不包括變頻器電纜和開關柜的運行,如要把差動保護功能退出,那么,整個大容量變頻器的運行也會同時退出。
1.3 大容量變頻器對電動機繼電保護中隔離變壓器的問題
上面我們已經說了對于現代變頻器的控制系統自帶的保護功能是不包括變頻器電纜和開關柜的,變頻器控制系統自帶的保護功能還不包括輸入隔離變壓器。
2大容量變頻器對電動機繼電保護的對策
2.1 對于大容量變頻器對電動機繼電保護的綜合保護裝置的對策
學這方面專業的人都應該知道,在電動機變頻工作的時候,電動機的保護定位和差動的比例是需要根據CT的具體配置情況而定的。因此,大容量變頻器對電動機繼電保護的綜合保護裝置來說,應該適當的輸出接點給變頻器的控制系統聯動,使在電動機變頻工作的時候,綜合保護裝置的自動定位的傳統保護功能能夠有效的實施,這樣不僅能夠將原來比較麻煩的工作換成自動化,還能提高工作的可靠性。
2.2 對于大容量變頻器對電動機繼電保護中的電流和差動對策
可以將差動、電流比例、磁平和零序電流這三種主保護功能,以及現有的后背保護功能組合成一種能夠有效的適應大容量變頻器工作的電動機繼電保護的綜合保護裝置。從而實現了保護裝置的可靠性運作,以及保證了保護裝置在不同的范圍內都可以時時達到可靠、有效的精度。這一項電流和差動的對策,對大容量變頻器對電動機繼電保護的工作過程起到了有效的作用。
2.3 對于大容量變頻器對電動機繼電保護中大容量變頻器中硬件的對策
應該適時的將對于大容量變頻器對電動機繼電保護中綜合保護裝置的硬件進行更新換代,只有采用最新型、最科學、最有效的技術,才能使綜合保護裝置的硬件不斷的適應各種工作,還能使綜合保護裝置的硬件能夠實行多任務的操作。這樣就離我們高精度、快速、大容量、實時的信息處理等目標越來越近,在此同時還可以采用高分辨的A/D轉換器技術來實現高速采樣、并行計算等要求。
2.4 對于大容量變頻器對電動機繼電保護中電動機開關柜和兩側電流的對策
要想大容量變頻器對電動機繼電保護的有效實施,還要保護這些所需要的重要點,例如:電動機的兩側電流、開關柜、斷路器,以及旁路的開關輔助接點等所有需要接入綜合保護裝置的電流。要做到很好的保護這些重要點,則需要從以下幾點做起:(1)對工頻變頻的分設差動進行有效的保護。(2)具有勇于創新的能力,根據現有的科技技術不斷的研發、更新工頻變頻運行的保護裝置。(3)不斷的增加電動機的磁平衡保護。只有好好的保護好這些重要點,才能使變頻和工頻的模式,他們之間的切換不再是從保護出口、電流回路等接線的地方實現,而是可以在綜合保護裝置的軟件部分就可以自動實現自動對位等功能。
2.5 對于大容量變頻器對電動機繼電保護中電動機接地保護的對策
由于,在大容量變頻器對電動機繼電保護的運行中,變頻器的輸出并不是接地的,變頻器對于電動機的間電纜也很短,電容的電流也小,所以在使用傳統的零序CT方法來檢測電動機的話,就會顯得非常的困難,而且,對于變頻器本身帶有的保護功能在此時此刻也不能起到任何有效的作用,因此,在設計變頻器的時候,要盡量將電動機和變頻器設計為接地。
3結語
隨著我國科技技術的不斷進步,大容量變頻器也在電廠中得到了廣泛的應用,不論是技術人員,還是設計人員,在使用這一高科技節能的設備的同時,都要積極的從中探索、研究此變頻器的缺陷,然后從現有的科學技術中,發現、創新更有效的大容量變頻器。唯有如此,才能使大容量變頻器在電動機繼電保護的運行中能夠達到可靠、有效等目的,從而發揮了大容量變頻器在電動機繼電保護的運行中節能性和調節性的作用。
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關鍵詞:繼電保護;可靠性;檢修措施
近年來,隨著計算機技術和通信技術的發展,電力系統繼電保護在原理上和技術上都有了很大的變化。可靠性研究是繼電保護及自動化裝置的重要因素,由于電力系統的容量越來越龐大,供電范圍越來越廣,系統結構日趨復雜,繼電保護動作的可靠性就顯得尤為重要,對繼電保護可靠性的研究與探討就很有必要。鑒于繼電保護的重要性,對其定期進行預防性試驗是完全必要的,決不能只是在出現不正確動作后再去分析和修復。因此對繼電保護檢修策略及措施也很重要。本文就這方面的問題,結合本人多年的工作經驗進行探討。
1、影晌繼電保護可靠性的因素
繼電保護裝置是一種自動裝置,在電力系統中擔負著保證電力系統安全可靠運行的重要任務,當系統出現異常情況時,繼電保護裝置會向值班人員發出信號,提醒值班人員及時采取措施、排除故障,使系統恢復正常運行。繼電保護裝置在投入運行后,便進入了工作狀態,按照給定的整定值正確的執行保護功能,時刻監視供電系統運行狀態的變化,出現故障時正確動作,把故障切除。當供電系統正常運行時,保護裝置不動作。這就有 “正確動作”和“正確不動作兩種完好狀態,說明保護裝置是可靠的。 如果保護裝置在被保護設備處于正常運行而發生“誤動” 或被保護設備發生故障時,保護裝置卻 “拒動或無選擇性動作,則為 “不正確動作”。就電力系統而言,保護裝置 “誤動或無選擇性動作”并不可怕,可以由自動重合閘來進行糾正,可怕的是保護裝置的 “拒動”,造成的大面積影響,可能導致電力系統解列而崩潰。而導致繼電保護工作不正常的原因可能有以下幾種。
(1)繼電保護裝置的制造廠家在生產過程中沒有嚴格進行質量管理、把好質量關。
(2)繼電保護裝置在運行過程中受周圍環境影響大。由于其周圍空氣中存在大量的粉塵和有害氣體,同時又受到高溫的影響,將加速繼電保護裝置的老化,導致性能改變。有害氣體也會腐蝕電路板和接插座,造成繼電器點被氧化,引起接觸不良,失去保護功能。
(3)晶體管保護裝置易受干擾源的影響,如電弧、閃電電路、短路故障等諸多因素,導致發生誤動或拒動。
(4)保護可靠性在很大程度上還依賴于運行維護檢修人員的安全意識、技能和責任心。繼電保護的可靠性與調試人員有密切關系,如技術水平低、經驗少、責任心不強發現和處理存在問題的能力差等。
(5)互感器質量差,在長期的運行中,工作特性發生變化,影響保護裝置的工作效果。
(6)保護方案采用的方式和上下級保護不合理,選型不當。
2、提高繼電保護可靠性的措施
貫穿于繼電保護的設計、選型、制造、運行維護、整定計算和整定調試的全過程,而繼電保護系統的可靠性主要決定于繼電保護裝置的可靠性和設計的合理性。其中繼電保護裝置的可靠性又起關鍵性作用。由于保護裝置投入運行后,會受到多種因素的影響,不可能絕對可靠,但只要制定出各種防范事故方案,采取相應的有效預防措施,消除隱患,彌補不足,其可靠性是能夠實現的。提高繼電保護可靠性的措施應注意以下幾點:
(1)保護裝置在制造過程中要把好質量關,提高裝置整體質量水平,選用故障率低、壽命長的元器件,不讓不合格的劣質元件混進其中。同時在設備選型時要盡可能的選擇質量好,售后服務好的廠家。
(2)晶體管保護裝置設計中應考慮安裝在與高壓室隔離的房內,免遭高壓大電流、斷路故障以及切合閘操作電弧的影響。同時要防止環境對晶體管造成的污染,有條件的情況下要裝設空調。電磁型、機電型繼電器外殼與底座間要加膠墊密封,防止灰塵和有害氣體侵入。
(3)繼電保護專業技術人員在整定計算中要增強責任心。計算時要從整個網絡通盤考慮,認真分析,使各級保護整定值準確,上下級保護整定值匹配合理。
(4)加強對保護裝置的運行維護與故障處理能力并進行定期檢驗,制定出反事故措施,提高保護裝置的可靠性。
(5)從保證電力系統動態穩定性方面考慮,要求繼電保護系統具備快速切除故障的能力。為此重要的輸電線路或設備的主保護采用多重化設施,需要有兩套主保護并列運行。
(6)為了使保護裝置在發生故障時有選擇性動作,避免無選擇性動作,在保護裝置設計、整定計算方面應考慮周全、元器件配合合理、才能提高保護裝置動作的可靠性。3、新形勢下繼電保護檢修策略及措施
鑒于繼電保護的重要性,對其定期進行預防性試驗是完全必要的,決不能只是在出現不正確動作后再去分析和修復。繼電保護定期檢修的根本目的應是 “確保整個繼電保護系統處在完好狀態,能夠保證動作的安全性和可靠性”。因此,原則上定檢項目應與新安裝項目有明顯區別,只進行少量針對性試驗即可。應將注意力集中在對保護動作的安全性和可靠性有重大影響的項目上,避免為檢修而檢修,以獲取保護定期檢驗投資效益的最大回報。建議以下幾點:
(1)盡快研究新形勢下的新問題,制定新的檢修策略修訂有關規程 (對大量出現的非個別現象,不宜由運行單位自行批準),指導當前乃至今后一個時期的繼電保護檢驗工作,積極開展二次設備的狀態檢修,為繼電保護人員 “松綁”,使檢修對系統安全和繼電保護可用性的影響降到最低。
(2)在檢修策略的制定上應結合微機保護的自檢和通信能力,致力于提高保護系統的可靠性和安全性,簡化裝置檢修,注重二次回路的檢驗。
(3)今后,在設計上應簡化二次回路;運行上加強維護和基礎管理,注重積累運行數據,尤其應注意對裝置故障信息的統計、分析和處理,使檢修建立在科學的統計數據的基礎上;在基本建設上加強電網建設和繼電保護的更新改造,注重設備選型,以提高繼電保護系統的整體水平,為實行新策略創造條件。
(4)大力開展二次線的在線監測,研究不停電檢修整個繼電保護系統的技術。
(5)著手研究隨著變電站綜合自動化工作的進展,保護裝置分散布置、集中處理、設備間聯系網絡化、光纖化繼電保護運行和故障信息網建成后的保護定檢工作發展方向。
關鍵詞:35KV變電站 繼電保護 問題 對策
中圖分類號:TM63 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)010-073-02
伴隨著科技的發展,35KV變電站在建設與發展的過程當中,有關繼電保護問題是電力設施建設和維護的重點問題。然而,在實際的變電站運行過程中,設備的老化、環境的影響和人為錯誤的操作等原因都肯能引起電力故障。為了最大限度的保障變電站運行系統的可靠性和穩定性,需要加強變電站繼電保護策略,不斷提高維護人員的專業水平,并完善35KV變電站繼電保護對策。
1 35KV變電站繼電保護裝置的基本要求
通常情況下,當電力系統出現了元件故障或者線路故障的時候,繼電保護系統可以在第一時間發出警報并跳閘,從而保護電力使用者和整個電力系統的安全運行。因此,35KV變電站的繼電保護裝置需要具備以下幾點要求:
1.1 迅速性
所謂迅速性即要求35KV變電站在發生電力事故的最快時間內,繼電保護裝置發出反應,能夠快速的切除故障并進行有效的系統保護,避免短路故障中電流對電力系統造成嚴重的破壞,能夠盡量減小故障的波及范圍,確保設備能有有效的加強電力設備和電力系統的保護。
1.2 選擇性
繼電保護裝置的選擇性是指在繼電保護裝置在35KV變電站提供的電力系統第一時間發生故障的時候,可以最快速度的判斷距離事故最近的相關設備,并且做出切斷設備連接的選擇,從而保證其他部位的電力線路和設備進行正常的運行工作。
1.3 安全性
35KV變電站所設置的繼電保護裝置在變電站發生電力系統故障的時候,繼電保護裝置做出的切斷連接的速度足夠快,效率足夠高,方法足夠可靠,盡量避免拒絕動或者誤動現象發生。
1.4 靈敏性
所謂靈敏性是指繼電保護裝置在35KV變電站發生電力故障的時候,繼電保護裝置對于正在運行中的系統做出的斷開動作要具有敏銳性和及時性,這樣可以有效的減少電力故障帶來的危害,從專業角度而言,繼電保護裝置的靈敏系數是繼電保護裝置靈敏度衡量的重要指標。
2 35KV變電站繼電保護裝置檢修范圍
在繼電保護裝置的運行過程中只有加強檢修力度和效率,提高檢修人員的專業水平,對于檢修工作充分重視,才能保證其良好的工作狀態,以保證35KV變電站穩定、安全的運行。
2.1 繼電保護裝置的定期校驗
對于35KV變電站的繼電保護裝置的定期檢查非常關鍵。一般情況下,35KV變電站繼電保護裝置的全面檢查周期在2年左右,對于其中的重要部件的校驗要做到一年一次。對于35KV變電站繼電保護裝置的校驗可以從以下幾個方面進行:電力元件的改造和更換,相關設備的運行狀態監測,變壓器的瓦斯保護等幾方面,其中,對于繼電保護裝置的校驗中,每達到3年就要進行一次瓦斯繼電器的內部檢查,保證每年進行充氣試驗1次,以保證裝置的完好性能。
2.2 繼電保護裝置的二次設備檢測
對在繼電保護裝置二次設備進行檢測可有有效提高變電站工作的可靠性,在實際操作中具有十分重要的現實意義。首先我們要明確繼電保護裝置的二次設備檢測的主要內容,其主要內容有:TV、TA二次回路的絕緣性性能良好與否,裝置各個部件磨損情況是否屬于正常范圍、邏輯判斷、直流操作與信號的傳輸運行狀態是否正常。在這里檢修人員需要注意的是,二次設備檢修與一次設備檢修有著不同的要求,在一次設備檢修中只需要對某一個元件進行檢修就可以保證裝置的正常運轉,而在二次檢修中必須對裝置定的單元和整體系統的運行狀態進行檢測。
2.3 繼電保護裝置中故障信息檢測
故障信息檢測中分層檢測在35KV變電站繼電保護裝置的檢測中占據中重要的地位。通常情況下,分層檢測可以分為三個層次:(1)對于常見的遙感信息的檢測,這中檢測的目的是最快速度的獲取系統中相關開關的變位情況;(2)保護工作信息的檢測,目的是確認事故發生的第一時間是否存在動作;(3)故障錄波信息的檢測,目的是明確故障發生所在部位的確定。除此之外,在繼電保護裝置的分層診斷中,對于故障類型和故障地點也要進行速度檢測,并進行系統的全面分析。
3 35KV變電站繼電保護裝置對策
35KV變電站繼電保護的應用給城市電能供應帶來了經濟性和穩定性,但是,由于傳統變電站繼電保護的影響,面對智能化水平的新型繼電保護裝置,很多人員缺乏專業的管理水平,導致數值設定、裝置的靈敏度等方面存在一定的問題。因此,加強35KV變電站繼電保護維護工作,是確保繼電保護正常工作的必要前提。
3.1 加強繼電保護的日常維護
對于工作人員來說,對于設備最初始狀態的了解是工作中最關鍵的一環。繼電保護裝置的初始狀態對日后的運行有著極大的影響。為此,對于相關技術資料、設備圖紙、使用說明和設備的檢測、運行數據都要進行嚴密的收集和整理;在基點保護運行過程中,數據分析要做到全面詳細,當繼電保護裝置出現問題的時候,首先判斷其故障位置、原因,并進行總結分析規律,在此基礎上分析日常數據,對預測繼電保護設備運行期間故障出現的時間、相關點等進行準確的判斷,及早發現及時排除。因此對于繼電保護裝置的日常檢修中,數據統計和管理非常重要,做到及時記錄,時時監控,及時診斷;在日常維護管理中,根據繼電保護裝置的不斷更新,工作人員的技術也要相應的更新,采用新的技術對設備進行檢測和維護,這樣才能保證實現繼電保護的科學性、有效性發展,為電網發展提供必要的前提保障。
3.2 提高繼電保護的安全管理
近年來,隨著我國智能電網的不斷發展,大量智能變電站應運而生,35kV變電站繼電保護綜合自動化設備就是一種高性能的智能產品,無人值班裝置依然可以正常運行。然而無人值班并不是不需要人的管理。根據電力系統長期運行提供的經驗可知,繼電保護必須做到認真的定制設定,只有這樣才能實現設備的精準度,保證設備的可靠性。同時,隨著電力技術的不斷發展,繼電保護的裝置更新,需要提高管理人員的業務水平,加強人員培訓,并在工作中積累經驗,完善各種數據的記錄,做好繼電保護的維護管理,控制好繼電保護的各個環節,從而確保變電站工作的正常運行。
3.3 強化繼電保護的責任分工
在科技發展的推動下,變電站也發生著相應的改變,無人值班的自動化模式變電站如今得到了廣泛的應用。由此,遠動、通信和保護等很多專業由工作界面清晰可感,到現在可以互相滲透,彼此依存,它們之間的聯系日益密切的體現出來。比如,當出現遙控誤動、遙信狀態出現錯誤信息的時候,調度中心常常無法把故障來自于哪個專業進行清晰的判斷,在這種狀態下,需要變電站專業人員到事故現場進行處理,其中遠動、通信、保護屬于不同的部門,在責任分工上要有明確的劃分,避免出現一些現象的混亂。
3.4 繼電保護定值管理
繼電保護定值是綜合自動化保護中一個最總要的環節,一旦發生變動保護將失去做用,從而造成大面積停電或設備損壞等惡性事故,因為綜合自動化保護裝置的保護動作值都是需要專業人員經過計算得出的,保護裝置根據設定定值來完成保護的動作,一旦發生改動保護將會按改動后的定值執行保護,從而造成保護的誤動或拒動,所以在繼電保護定值管理上要明確責任,明確分工,設定權限,并定期設定檢查機制,確保保護定值安全,只有這樣才能保證繼電保護動作的迅速行、選擇性和靈敏性。
4 結束語
總之,當35KV變電站一旦發現故障的時候,繼電保護裝置能夠在第一時間中發揮其應有的作用,可以有效的避免電力故障對于整個電力系統造成嚴重的影響。這就需要工作人員不斷提高自己的業務水平,對繼電保護裝置進行有效的檢測、管理,不斷總結經驗,避免工作中常見的錯誤操作,以保證35KV變電站正常的電力運輸功能,促進我國電力事業的蓬勃發展。
參考文獻:
[1] 李春.淺析變電站繼電保護抗干擾技術[J].價值工程,2012(11).
【關鍵詞】電力運行;繼電保護;維護
一、繼電保護裝置的特點
若想強化對繼電保護的運行維護,就要首先了解繼電保護裝置的特點,使其能滿足基本的運行要求。繼電保護裝置主要以下幾個方面的特點:1)可靠性。繼電保護裝置的可靠性特征是其最具特色的特點,在電力系統運行過程中發生故障時,繼電保護裝置會在其保護范圍內對故障做出可靠動作,有效斷開故障點的擴大。2)選擇性。繼電保護裝置在電力系統運行出現故障時,會有選擇地切出故障,將最接近故障點的開關設備及時斷開,有效防止故障的擴大,讓電力系統故障部分除外的其他部分還能持續正常運行。3)靈敏性。繼電保護裝置的靈敏性可用過靈敏系數來衡量,是指它對保護范圍內的異常狀態或運行故障的反應能力。4)快速性。在系統發生故障時,繼電保護裝置能以允許的最快速度做出反應,及時斷開開關設備以確保故障無蔓延擴大趨勢,對故障元件損壞程度的減輕也起到很好作用,為故障解除后的電力系統同步運行的安全穩定的實現奠定基礎
二、繼電保護運行維護的基本原則
對繼電保護的運行維護原則主要有兩個方面:1)確保運行安全。確保裝置運行的安全穩定是繼電保護運行維護的基礎及重要原則,在對繼電保護裝置進行狀態檢修的分析與監測時,應對檢修項目、周期等做合理適當的調整,并通過完善有效的管理制度加強對繼電保護運行維護的管理。2)宏觀規劃。逐步落實。對繼電保護的運行維護是系統而復雜的,尤其是裝置的狀態檢修還沒有形成成熟系統的完整體系,因此,需要在總體的宏觀規劃下,分層逐步實施推進,確保繼電保護運行維護的每一步實施都合理穩妥,通過先行試點累計必要的經驗并進一步推廣應用。
三、繼電保護裝置的校驗內容與周期
要想提高繼電保護的可靠性,有效保障電力系統運行的安全穩定,并且在故障發生時能及時作出可靠動作,就必須定期對繼電保護裝置與其二次回路做有效檢查與校驗。繼電保護裝置的校驗內容主要有對保護裝置整組動作的檢驗、進行電氣特性試驗與對繼電器機械部分的檢查、二次通電試驗、分閘電壓與二次回路絕緣電阻的測量。而對繼電保護裝置與其二次回路的檢查內容主要有確保保護定值單的完整有效與合理保存、確保繼電器無異常、檢查相關裝置設備的電源與液晶面板及指示燈顯示等是否正常準確、檢查裝置交流采樣與報文及開入量是否正常、對轉換開關與壓板位置進行檢查、確保運行中無異常氣味或聲響。對于同期建設或改造的二次回路的新安裝繼電保護裝置,需在投運一年后做首次全面檢查,若發現裝置運行狀態不良,應根據實際情況制定確定有針對性的檢修項目并適當縮短檢修周期,若繼電保護裝置更換時不同步改造二次回路,則在裝置投運之前,需要做一次全面的檢修,而后期檢修則可按正常周期進行。若是110kV電壓等級的微機裝置,可每六年做一次全檢而取消部檢
四、對繼電保護運行的具體維護
對繼電保護運行的具體維護主要有:1)加強繼電保護裝置運行中的異常現象監視,并將具體情況及時報告給主管部門。2)在檢修過程中,應在與相關負責人協商一致后,再進行檢修必要的分合開關操作,以免出現人為因素的故障,使得檢修適得其反。3)及時查明繼電保護動作開關跳閘的原因,對保護動作的情況作進一步了解,做好故障發生、原因分析及具體排除措施等所有內容的實時有效的記錄。4)對于繼電保護裝置的操作權限,值班人員只有開關的切換或轉換、壓板接通或斷開及保險卸裝等,不能做多余的違規操作,若出現不在操作權限內的異常狀況,應及時斷開開關并與相關負責人聯系。5)根據《電氣安全工作規程》規定并結合現場的設備圖紙進行二次回路上的所有工作,并根據相關規定進行對傳統變電站二次設備的定期檢修,確保繼電保護裝置及其二次回路接線完好
五、提高繼電保護可靠性的有效措施
提高繼電保護可靠性是進行繼電保護運行維護的主要目的,繼電保護的運行維護處處體現著對繼電保護可靠性的提高目的,有效提高繼電保護可靠性的措施,是防止電力系統故障發生與擴大的重要途徑,為電力系統運行的安全穩定提供可靠保障。對于這一方面,筆者結合自己的看法提出幾點建議:1)增加對繼電保護的投入。在科學技術的大力支持下,新的技術與設備層出不窮,要提高繼電保護運行的可靠性,不只要注重對裝置投運后的維護,還要合理選用繼電保護裝置,將有高技術含量的新型裝置應用到電力系統運行中,不斷完善電力系統運行的電氣設備,如對于綜合自動化系統的應用,可以使其與繼電保護配合使用,充分提高繼電保護的可靠性。2)加強對繼電保護運行的日常維護。電力系統運行中發生故障的現象是具有隨機性的,并不能準確定,這就要在日常運行中多加注意與監測,尤其是對能有效防止故障或事故發生運行中多加注意與監測,尤其是對能有效防止故障或事故發并實時采取處理措施排除故障以恢復電力系統的穩定運行,有著極其重要的意義。因此,要加強對繼電保護運行的日常維護,把好保護運行效率與質量關,定期對繼電保護裝置及其二次回路進行有效校驗與檢查,及時發現問題并解決,提高故障處理能力,綜合提升繼電保護運行維護水平,為電力系統運行的安全穩定、經濟高效的實現創造良好條件。
3)強化對檢修人員的素質與業務技能的培訓。要提高繼電保護可靠性,就要注意對繼電保護裝置的檢修,而這對檢修人員的綜合素質及業務技能有很高的要求,檢修人員掌握較高的檢修技術并具有豐富的檢修經驗,能及時對系統故障作出準確分析,能對繼電保護裝置的健康狀態做綜合評價,還能作出合理的檢修決策,有效優化檢修工藝與計劃等,這些都是檢修人員技術素質的體現,是確保檢修質量的基礎與關鍵。因此必須對加強檢修人員的素質與業務技能的培訓,通過宣講、學習等手段強化檢修人員的安全意識,提高檢修人員的工作責任心與積極性,并通過專業的技能培訓與有效的考核方式等,提高檢修人員的綜合素質及業務技能,使其對檢修工作從理論到實際操作都有一個整體的把握與了解,熟知檢修操作過程與規章制度要求,有效提高檢修質量。同時,應通過有效的激勵獎罰制度以及健全的崗位責任制,在提高檢修人員責任心的同時,確保具體的檢修工作落實到位,為繼電保護高效運行提供可靠保障。
六、結束語
綜上所述,繼電保護的運行維護,為繼電保護裝置在保障電力系統安全高效運行方面奠定更加扎實的基礎,是繼電保護裝置發揮功效的重要途徑,對繼電保護的運行維護方面的分析與研究是相當重要的,電力產業要想實現電力系統運行的安全穩定、經濟高效,就必須提供電力系統運行事故的發生與擴大,也就需要更加重視對電力系統中繼電保護的運行分析,為推進電力產業健康快速發展創造良好的基礎條件。
參考文獻:
[1]馮越瓊,對電力系統繼電保護的相關探討[J].城市建設理論研究,2011(31).