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繼電保護是繼電保護技術和繼電保護裝置的統稱。它是一種反事故的自動化措施。繼電保護以電力系統中采集的各種故障情況以及運行工況為對象,以事故的預防和控制為目的。繼電保護的正確運行,保障了電力系統中出現故障情況或者異常運行工況情況時,快速準確地自動切除故障元件,并且及時向運行監控人員發送報警聲光等信號,以保護非故障元件的正常運行以及避免故障元件引起的事故擴大。電能是種特殊商品,不能大量、長期的存儲,其生產、傳輸、使用過程同時進行。如果電力系統出現故障,勢必會引發停電事故等嚴重問題。繼電保護裝置在電力系統中的作用主要分為以下幾個方面:1)當電力系統中發生足以危害電網安全運行的故障時,繼電保護通過采集到的電網數據進行準確判斷故障區間、嚴重程度,并且根據具體情況快速準確地切除故障元件,保護非故障元件的正常運行;2)當電力設備甚至電網出現非正常運行狀況時,繼電保護系統通過對設備檢測信號的采集能準確判斷系統故障情況,并且以聲光等形式的給當值運行人員發送告警信號,進而幫助運行檢修人員在短時間內了解故障情況以及時處理,避免事故的發生;3)實現電力系統的自動化運行、遠動監控以及各級操作點的自動控制。
2繼電保護的四大要素
繼電保護最大的特性應歸納為:可靠性、選擇性、速動性和靈敏性。應該依據系統的具體運行方式以及可能發生的故障類型來選擇和設計合理的繼電保護或者安全自動裝置。繼電保護的四要素歸納如下:1)可靠性:簡單的說就是繼電保護不誤動、不拒動。具體又可以分為安全性和信賴性。要求繼電保護在不需要它動作時可靠不動作,即不發生誤動;同時,在規定的保護范圍內發生了應該動作的故障時可靠動作,即不拒動。保護可靠性是繼電保護最基本的要求,在實際運用過程中,應當選擇簡單有效的保護方式,采用足夠可靠的元器件以及盡可能簡單有效的電壓電流以及信號回路來組成繼電保護系統。2)選擇性:指當電力系統出現故障情況時,由繼電保護系統通過采集到的數據判斷發生故障的區間,并且選擇性地將發生故障的元件切除。當繼電保護系統失效或者故障元件對應的斷路器拒動時,相鄰設備或者線路的后備保護應能正確動作將故障元件切除。3)速動性:電力系統故障持續時間越長,所造成的危害就越大。所以繼電保護的另一個最基本要素是要能盡快的切除故障元件,以減少電力系統在大電流、低電壓工況下的運行時間,降低設備的損壞程度,提高備用電源或重合閘等自動裝置的投入效果等。4)靈敏性:在電力系統中元件在區內發生各種故障或者不正常運行狀況時,保護裝置做出正確響應的靈敏程度。繼電保護靈敏性的衡量標準為靈敏系數。靈敏系數的整定計算應當以系統正常運行方式下最不利的故障類型的情況計算,但可能性很小的故障情況可以不加考慮。
3繼電保護在電力系統中的應用
在電力系統的運行過程中,繼電保護系統的作用舉足輕重。目前世界經濟全面發展,城市化進程也進一步加快。而各地對于電力的需求也逐步增大,這一點從客觀的層面進一步推動了繼電保護系統的發展。電力系統是一個涵蓋范圍很廣的復雜網絡。同時,由于天氣、地理位置、環境等多項復雜情況的影響,很容易出現各種形式的故障,其中發生最頻繁的就是各種類型的短路故障。為了保障電力系統安全可靠地運行,電力系統的設計必須包含應對不同故障情況的有效措施,減小故障情況發生的概率并且設置故障檢測的技術方法以及快速自動切除故障的應對手段。繼電保護系統的意義,正是為了快速準確地檢測到電力系統運行中發生的元件故障或者其他異常情況,在檢測到具體故障情況后,按照自有的邏輯判斷故障所在的位置及故障類型,然后有選擇性地切除故障元件,減少故障元件遭受進一步損壞的風險并且隔離其他非故障元件,盡最大可能地縮小停電范圍,保障供電可靠性。在實際的運行及維護工作中,工作人員應當重視繼電保護系統的運行情況,確保繼電保護系統工作在正常有效的工作狀態。
一般來說,電力系統發生短路等故障時,都會伴隨著產生電壓、電流值的規律性變化,繼電保護裝置實時監測這些電氣量,通過對故障情況電氣量對比正常運行情況下的差異性的分析,進而針對不同故障情況根據對應的保護原理構建保護,比如最常見的過電流保護、過電壓保護、距離保護、差動保護等。在實際應用中,一旦繼電保護裝置檢測的電氣量發生突變,繼電保護裝置會通過內置的邏輯確定故障類型和范圍,再確定應當出口的斷路器及動作時間,最后由操作箱及跳合閘回路發出相應的脈沖信號,實現對故障的切除。在此,我們簡要分析常用的定時限過流保護的工作原理。它依靠整定給時間繼電器的固定延遲,以實現繼電保護動作時間恒定的目的。相比于其他保護邏輯,定時限過流的構成回路以及判斷邏輯容易實現并且可靠性很高。也可以通過動作電流以及動作時間的整定來保證保護的選擇性。根據線路運行情況選擇合理的動作電流則可以實現保護的靈敏性。定時限過流保護也能很方便的進行調試。定時限過流保護的動作過程為:當保護區內的線路出現故障情況,比如AB兩相短路時,線路中AB兩相的電流會急劇增加。保護裝置通過CT變換后采集到的二次AB兩相電流也會急劇增加,二次電流超過保護整定的過流電流定值后,保護內電流比較繼電器就會動作,閉合動合觸電,接通時間繼電器線圈,再經時間繼電器設置的固定延時后,時間繼電器動合觸點閉合,接通相應的信號繼電器回路,由此發送短路信號。而接通信號繼電器的同時,出口元件內部的中間繼電器線圈將被接通,并由中間繼電器內的觸點接通跳閘回路,使對應的斷路器跳閘線圈帶電,跳開斷路器。經此過程,斷路器跳開并切除故障線路后,故障電流即會消失,繼電保護裝置內部無二次故障電流后,過流比較元件將返回到正常的狀態。
4結論
關鍵詞:變電站 二次繼電保護 電力系統 穩定
1、繼電保護裝置的運行環境極其維護
繼電保護裝置是實現繼電保護的基本條件,要實現繼電保護的作用,就必須要具備有科學先進、行之有效的繼電保護裝置,所謂“工欲善其事,必先利其器”,有了設備的支持,才真正具備了維護電力系統的能力。
2、繼電保護裝置對電力系統安全運行的重大意義
因為當電力系統發生故障或異常時,繼電保護可以實現在最短時間和最小區域內,自動從系統中切除故障設備,也可以向電力監控警報系統發出信息,提醒電力維護人員及時解決故障,這樣繼電保護不僅能有效的防止設備的損壞,還能降低相鄰地區供電受連帶故障的機率。同時還可以有效的防止電力系統因種種原因,而產生時間長、面積廣的停電事故,是電力系統維護與保障最實用最有效的技術手段之一。
3、對電力系統繼電保護的基本要求
動作于跳閘的繼電保護,在技術上一般應滿足四個基本要求,即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。
3.1 選擇性
定義:繼電保護動作的選擇性是指保護裝置動作時,僅將故障元件從電力系統中切除,
使停電范圍盡量縮小,以保證系統中的無故障部分仍能繼續安全運行。如圖1所示單側電源網絡中,當d1點短路時,應由距短路點最近的保護1和2動作跳閘,將故障線路切除,變電所B則仍可由另一條無故障的線路3-4繼續供電。
原則:就近原則,即系統短路時,應由距離故障點最近的保護切除相應的斷路器。
3.2 速動性
所謂速動性,就是發生故障時,保護裝置能迅速動作切除故障。對不同的電壓等級要求不一樣,對110KV及以上的系統,保護裝置和斷路器總的切故障時間為0.1秒,因此保護動作時間只有幾十個毫秒(一般30毫秒左右),而對于35KV及以下的系統,保護動作時間可以為0.5秒。
3.3靈敏性
繼電保護的靈敏性,是指對于其保護范圍內發生故障或不正常運行狀態的反應能力。其靈敏性有的保護是用保護范圍來衡量,有的保護是用靈敏系數來衡量。
3.4 可靠性
保護裝置的可靠性是指在該保護裝置規定的保護范圍內發生了它應該動作的故障時,它不應該拒絕動作,而在任何其他該保護不應該動作的情況下,則不應該誤動作。簡單說就是:該動的時候動,不該動的時候不動。該動的時候不動是屬于拒動,不該動的時候動了是屬于誤動。不管是拒動還是誤動,都是不可靠。
以上可靠性是最重要的 ,選擇性是關鍵,靈敏性必須足夠,速動性則應達到必要的程度。我們所有的繼電保護裝置都是圍繞這四個要求做文章,當然不同的保護,對這些要求的側重點是不一樣的,有的側重于選擇性,有的側重于速動性,有時候為了保證主要的屬性可能會犧牲一些其他的屬性。
4、電流速斷保護
定義:反應于電流增大而瞬時動作的電流保護,稱為電流速斷保護。顧名思義電流速斷保護應該側重于速動性。
4.1 整定原則
為了解決這個矛盾可以有兩種辦法,通常都是優先保證動作的選擇性,即從保護裝置起動參數的整定上保證下一條線路出口處短路時不起動,即整定原則是:按躲開下一條線路出口處短路的條件整定,或者簡單說躲相鄰線路出口短路的最大短路電流。所謂躲就是電流速斷保護的整定電流要大于相鄰線路出口短路的最大短路電流(因為電流速斷是增量動作的)。另一種辦法就是在個別情況下,當快速切除故障是首要條件時,就采用無選擇性的速斷保護,而以自動重合閘來糾正這種無選擇性的動作。現在大多數是采用第一種方法。
4.2 最大運行方式和最小運行方式
最大運行方式—對每套保護裝置來講,通過該保護裝置的短路電流為最大的方式,稱之為最大運行方式。最小運行方式—通過該保護裝置的短路電流為最小的方式,稱之為最小運行方式。在最大運行方式下,保護安裝處附近發生三相短路時流過保護裝置的短路電流最大。在最小運行方式下,保護范圍末端發生兩相短路時流過保護裝置的短路電流最小。
5、階段式電流保護的應用及對它的評價
電流速斷、限時電流速斷和過電流都是反應于電流升高而動作的保護裝置。它們之間的區別主要在于按照不同的整定原則來選擇起動電流。即電流速斷是按照躲開相鄰線路出口處的最大短路電流來整定,限時電流速斷是按照躲開前方各相鄰元件電流速斷保護的動作電流整定,(或者說與相鄰線路的電流速斷保護相配合),而過電流保護則是按照躲開最大負荷電流來整定。這三種電流保護,速斷和限時電流速斷是復雜保護(因為要計算短路電流),而過電流保護是簡單保護(因為只要看負荷電流),速斷的定值最大,過電流的定值最小。
【關鍵詞】分布式光伏 10kV饋線過流保護 靈敏度 運行方式 適應性
1 引言
隨著能源和環境問題的日益突出,環境友好、可再生的光伏發電技術取得了快速的發展。而且由于太陽資源的分散性,分布式光伏發電成為太陽能開發和利用的重要方式。然而,大量的分布式光伏發電系統的建設和并網改變了傳統配電網的結構和特點,對配電網繼電保護、電能質量、電壓無功管理等方面均帶來了一定的影響。目前國內外很多學者已經對此開展了大量的研究工作,主要包括光伏發電短路特性和計算模型,分布式光伏發電系統及其接入位置、接入容量的不同對配電網電流保護、重合閘、自動化策略的影響等內容。研究結果表明,分布式光伏并網對配電網繼電保護的影響是多方面的,對保護的選擇性、靈敏性、范圍都將產生影響。但是,在分布式光伏接入配電網后,應避免對傳統配電網保護系統進行徹底改造,應在傳統配電網繼電保護的基礎上,盡可能沿用已有保護設備,實現分布式光伏發電系統保護和饋線保護的配合。目前,以饋線為研究對象,針對分布式光伏實際接入饋線情況進行分布式光伏繼電保護靈敏度分析,以及針對饋線運行方式多變的繼電保護適應性等方面的研究還不夠深入,在從繼電保護的角度對分布式光伏建設及接入方案給出指導意見方面還需進一步研究。
2 定值計算與靈敏度分析
分布式光伏發電系統接入公共電網有專線接入、T接接入、接入用戶內部電網等不同方式。目前實際中應用較多的是在用戶內部電網接入,典型的是分布式光伏發電系統經過專用箱變接入光伏專用開關站,再經接入線路接入用戶配電站。因此,本文主要對接入用戶內部電網的情況進行分析。
分布式光伏發電系統接入用戶配電站一次接線示意圖如圖1所示。
在分布式光伏系統故障時,分布式光伏并網點開關應快速跳開,保障上級電網安全,因此可配置無時限電流速斷保護;在其接入線路發生短路故障時,流經并網點開關的短路電路全部由分布式光伏提供,其值約為分布式光伏額定電流的1.5倍,可采用定時限過電流保護。
為保證速動性,其接入點開關處可配置無時限電流速斷保護,同時配置限時電流速斷保護或定時限過電流保護,其電流定值和時延應與并網點開關配合,保證選擇性和靈敏性。
那么,接入點開關處的電流速斷保護在系統最大運行方式下也將失去保護范圍。因此,在實際應用中,當分布式光伏接入點距離饋線首端較遠,而分布式光伏接入線路較短時,接入點開關處的電流速斷保護定值可參照分布式光伏并網點開關進行整定,一般地,其速斷動作電流定值略大于并網點開關電流速斷動作電流定值即可。
4 結論
本文針對實際應用中較多的分布式光伏發電系統接入饋線方式進行了過流保護研究和分析。結果表明,分布式光伏過流二段保護的靈敏性與分布式光伏裝機容量、專用箱變阻抗、接入線路阻抗,以及接入點到饋線首端的距離有關。并網點開關過流二段保護在分布式光伏裝機容量較大(IN較大),專用箱變阻抗較大(一般對應其額定容量較小,即分布式光伏發電系統經多個小容量箱變并網)且其接入點距離饋線首端較遠時靈敏度可能不合格。接入點開關過流二段保護在分布式光伏裝機容量較大(IN較大)且其接入點距離饋線首端較遠時靈敏度可能不合格。分布式光伏建設及接入方案應考慮過流保護配置靈敏度要求。而為了避免電流速斷保護失去保護范圍,在分布式光伏建設及接入方案中宜將分布式光伏發電系統經多個小容量箱變并網。
參考文獻
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作者單位
關鍵詞:繼電保護;狀態維修;選擇性
中圖分類號:TM774文獻標識碼:A文章編號:1673-9671-(2012)042-0234-01
1繼電保護
繼電保護(Relay Protection)泛指能反應電力系統中電氣設備發生的故障(如短路、斷線)或不正常運行狀態(如過負荷),并動作于相應斷路器跳閘或發出告警信號的一種自動化技術和裝置。繼電保護裝置是保證電力元件安全運行的基本裝備,任何電力元件不得在無繼電保護的狀態下運行。
繼電保護裝置的構成如圖1所示。由圖1可知,繼電保護主要由測量比較環節、邏輯判斷環節和執行輸出環節三部分構成。測量比較環節:測量特征量,并與整定值比較,以判斷是否應該啟動。邏輯判斷環節:按一定邏輯關系判斷是否發生區內故障。執行輸出環節:負責發出保護動作脈沖信號。
繼電保護的基本任務:1)自動、迅速和有選擇地將元件從電力系統中切除,從而使故障元件免于繼續遭到損壞,保證其他無故障部分迅速恢復正常運行;2)反映出電力設備的不正常運行狀態,然后根據相應的故障狀態進行相應的動作。
繼電保護的基本要求:可靠性,選擇性,速動性,靈敏性。
1)可靠性。可靠性包括安全性和信賴性兩個方面,它是繼電保護性能最根本的要求。安全性要求繼電保護在不需要它動作時可靠不動作,即不發生誤動作。信賴性要求繼電保護在規定的保護范圍內發生應該動作的故障時可靠動作,即不發生拒絕動作。2)選擇性是指保護裝置在動作時,在可能最小的區間內將故障部分從電力系統中斷開,從而來最大限度地保證系統中無故障部分仍能繼續安全穩定運行。3)速動性。故障發生時,應力求保護裝置能迅速動作切除故障元件,以提高系統穩定性,減少用戶經受電壓驟降的時間以及故障元件的損壞程度。故障切除時間等于保護裝置和斷路器動作時間的總和。一般快速保護的動作時間為0.06 s~0.12 s,最快的可達0.01 s~0.04 s。一般斷路器的動作時間為0.06 s~0.15 s,最快的可達0.02 s~0.06 s。保護動作速度越快,為防止保護誤動采取的措施越復雜,成本也相應提高。因此,配電網保護裝置在切除故障時往往允許帶有一定延時。4)靈敏性。指對于保護范圍內發生故障或不正常運行狀態的反應能力。在規定的保護范圍內發生故障時,不論短路點的位置、短路的類型如何,以及短路點是否有過渡電阻,保護裝置都應能靈敏反應,沒有似動非動的模糊狀態。保護裝置的靈敏性通常用靈敏系數來衡量。根據規程規定,要求靈敏系數在1.2~2之間。
對繼電保護裝置的各項基本要求是研究分析繼電保護性能的基礎。這些要求之間往往是相互制約的,例如提高保護裝置動作可靠性的措施,一般會造成動作速度及動作靈敏性下降,并增加保護成本。因此,繼電保護的研究、設計、制造和運行的絕大部分工作就是圍繞著如何處理好這些基本要求之間關系進行的。實際工作中,要根據具體情況以及要解決的主要矛盾,統籌兼顧,尋求一個適當的解決方案。
2狀態維修
以設備狀態為基礎,以預測狀態發展為依據。根據對設備的日常檢查、定期重點檢查和在線狀態監測和故障診斷所提供的信息,在設備發生故障前安排維修。適用范圍設備故障率低,地位重要的設備。提高設備的可用率節省維修費用。
狀態維修是企業以安全、可靠性、環境、成本等為基礎,依據設備的運行工況、基本狀態以及同類設備家族歷史等資料,通過設備的狀態評價、風險分析,制定設備維修計劃,達到設備運行可靠、維修成本合理的一種設備維修策略。
狀態維修工作的核心是確定設備的狀態,依據設備狀態開展相應的試驗、維修工作。開展狀態維修工作并不意味著簡單地減少工作量、降低維修費用,而是將設備維修管理工作的重點由修理轉移到管理上來,相應設備狀態監控的管理工作要大力加強,通過強調管理的技術分析的作用,嚴格控制、細化分析,真正做到“應修必修,修必修好”。
狀態維修并不意味著絕對取消定期維修的概念。受設備結構、工作原理以及零部件使用壽命等原因,各類電網設備均存在一定的使用壽命或周期。因此,設備最長維修周期不能超過其自身最薄弱環節最長使用時間。設備最長維修周期應有設備制造商在產品說明書中進行明確。
3繼電保護狀態維修方法
進行繼電保護狀態維修主要分為以下幾個步驟:1)把好設備初始狀態關。2)積極采用先進的在線檢測或帶電檢測手段。我們除了要對電力系統運行中的設備加強常規監督和測試在外,還要采用先進的檢測手段(油色譜分析、紅外診斷等),從而來及時掌握電力系統運行設備的相關工作狀態。3)提高設備的狀態分析水平。設備狀態分析水平是狀態監測與狀態檢修進行相互銜接中的關鍵一環,我們要對設備的狀態分析水平合理把握,從而來保證電力系統中相關設備的安全穩定運行,進而來保證電網的安全穩定運行,創造一個和諧安全的工作環境。
參考文獻
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關鍵詞:電力系統 自動化 網絡化 一體化
1、前言
市場經濟建設的飛速發展使人們的生活質量和水平得到了不斷提升,人們對于電力系統供、配電服務質量、工作效率、服務設施建設、安全措施保障建設也有了越來越高的要求。這一高標準、嚴要求的物質文化需求又給電力系統的自動化發展提供了強勁的動力并指引了明確的前進方向。隨著人們越來越多的關注安全生產、安全用電,主要從事故障發現、及時排除或中斷危險的繼電保護技術得以充分的發展。繼電保護裝置通過對電力系統及設備的實時監控來發現異常,及時的發出警示危險信號,對于超負荷的工作線路則通過跳閘的方式、自動隔離或切除電路連接的方式暫時保障電力系統的安全,從而杜絕安全隱患帶來的重大損失。因此,可以這樣說,繼電保護系統的自動化發展在很大程度上影響著電力系統全面自動化建設的進程,成為我們需大力研究的重要技術。
2、繼電保護技術的發展歷程及現狀
電力系統的科學發展使繼電保護技術得以產生,并隨之不斷強化,隨著科技的創新、現代化科學技術的廣泛應用,繼電保護系統功能越來越強大,在自動化電力系統的維護中發揮著巨大的作用。繼電保護裝置最初的模型即是熔斷器,從20世紀50年代至今的50年發展中,繼電保護技術裝置經歷了四個發展階段,即從電磁式保護裝置、晶體管式繼電保護裝置、集成電路繼電保護裝置演變為今天的計算機繼電保護裝置。眾所周知,計算機強大的綜合功能使之深遠的影響了我國各行各業生產管理的持續發展與創新,隨著高科技技術的廣泛應用與完善,網絡化、數字化、智能化、一體化的電力系統初步建立。然而,由于我國電力系統的龐大建設、持續擴容與增容、地域環境的復雜變化使得基于電力系統自動化建設的繼電保護系統發展還處于相對滯后的局面。我們深知,僅靠簡單的熔斷、等斷電保護措施已遠遠不能適應電力系統的多元化發展進程與持續化建設需求,倘若我們只一味的搞建設、搞開發、搞經營,卻忽視了安全生產環境的控制與保護,那么一旦龐大的電力系統出現故障,造成的后果及經濟損失則是無法估量的。
3、繼電保護裝置的自動化性能標準
當電力系統中的電力元件如發電機、線路或電力系統本身發生故障時,繼電保護裝置可采取安全的控制措施預報或終止故障現象的大范圍發生,是一種自動化的防范設施的成套集合,其重要的組成部分包括感受元件、比較元件和執行元件等。當系統和設備發生的故障足以損壞設備或危及電網安全時,繼電保護裝置則能最大限度地減少這種損壞的程度,從而降低對電力系統安全供電的影響。如:單相接地、變壓器輕、重瓦斯信號、變壓器溫升過高等。同時,繼電保護裝置還可根據電氣設備的不正常工作情況及運行維護條件采取發出相應的不同信號、自動進行設備調整及切除易引起事故的電氣設備等方式進行故障提醒、設備維護及故障延時,從而在及時的提示、規范的防護操作中使設備盡快的恢復正常的工作狀態。繼電保護裝置的工作方式及重要職能決定了其必須遵循以下計特性的要求。
3.1靈敏性
高度靈敏的保護裝置可以最快的速度切除短路故障,從而有效的提高系統的穩定性,減輕設備的故障率,使損害的程度降到最低、范圍縮到最小。在維護安全供電運行的同時,能通過靈敏的保護提高自動重合閘和備用設備自動投入的效果,使經濟損失、生產損失、設備損失受到合理的控制。繼電保護裝置的靈敏性體現設備在保護范圍內發生故障或不正常運行狀態時繼電保護裝置的反應能力,通常以靈敏系數進行標定。在選擇、設計繼電保護裝置時,設備的靈敏度是我們首要考慮的衡量標準,它是整個電力系統安全運營的可靠保障。
3.2可靠性
可靠性是指繼電保護裝置應該進行的合理保護功能,簡言之即是電力系統在正常的工作狀態下,繼電保護裝置可不需要采取任何的措施,而在故障狀態下才應采取判斷準確的防護措施。如本身沒有故障的電力系統發生跳閘、本身沒有危險信號的系統發生錯誤報警信號等現象則說明繼電保護裝置也出現了故障,缺乏可靠性。因此,我們應嚴格的選用可靠性高的繼電保護裝置,將其納入最基本的選擇衡量標準,且任何電力設備如線路、母線、變壓器等都不允許在無繼電保護的狀態下運行。
3.3快速性
與靈敏性相似,快速性是指在系統故障時,繼電保護裝置應迅速的切斷短路故障線路,從而防止故障范圍的進一步擴大,使線路損害程度降到最低、危險系數降到最小。同時,快速性還包括在設備故障后的迅速修復,立即故障排除,從而保持電力系統的用電暢通及高效穩定的服務。
4、繼電保護自動化的創新發展
基于以上繼電保護裝置的自動化性能要求,我們應充分的本著創新的意識不斷強化繼電保護裝置的完善與多元化應用,充分的利用計算機技術、網絡技術、一體化技術促進繼電保護的自動化發展與變革。在繼電保護裝置實現基本保護功能的基礎上,我們還應用智能化的高端要求促進各種技術參數的合理化制定,通過科學的調研、故障參數的不斷分析,利用計算機強大的數據保存能力、運算能力、匹配能力、決策能力使繼電保護技術得到創新的發展。同時,促進繼電保護裝置的網絡化系統建設,減少單個繼電保護裝置的使用,利用網絡的共享服務、智能服務建立更完備的故障分析體系及檢測校準體系,從而為繼電保護裝置的準確、高質量服務提供必要的技術支持。另外,我們還應本著始終把單一的繼電保護裝置作為整個電網運行系統的一個終端設備的原則,實現繼電保護裝置在數據處理上的一體進程,最終通過故障信息的整理、網絡的獲取及上傳構建電力系統繼電保護的完備、一體化的分析、校驗體系,為繼電保護的進一步自動化、全面化、智能化發展提供有力的決策依據。
關鍵詞 不對稱斷線;繼電保護;影響
中圖分類號TM77 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2011)52-0018-01
1 概述
隨著我國電網技術的不斷發展和成熟,數字化以及自動化的管理手段在整個電力系統得到了廣泛的使用。其中自動化技術在整個電力系統中的采用,在很大程度上減少了工作人員的重復勞動,提高了工作效率,縮短工作時間,進而提高了整個電網的安全性與穩定性。但是不可否認,我國的電網環境相對復雜,還存在著很多的問題,這樣繼電保護系統作為維護電網安全的重要手段越來越受到相關部門的重視。因此,為了應對電網中可能存在的安全隱患,保證整個電力系統的安全穩定的運行,就需要對繼電保護裝置進行相應的改進。在電網運行的實際工作中,不對稱短線的發生具有十分嚴重的危害,一點出現斷線故障,電網中的電流就會在瞬時加大,對變壓器等設備造成很大的沖擊,甚至會造成變壓器的燒毀,進而導致大面積的停電故障,針對這種情況,就需要采取繼電保護措施。
2 常見斷線故障及危害
不對稱短線故障在中性點不接地系統中的表現形式十分多樣,主要有以下幾種:三相短路、兩相短路、兩相接地短路。在這些之中,三相短路的危害最為嚴重。在發生三相短路故障時,線路中的電流在瞬間增大,從而嚴重危害整個線路中的電器設備,嚴重時會造成設備的燒毀,頻繁的故障會造成電器設備壽命周期大大縮短。短路發生時還會造成線路中的電壓降低,影響經濟生產以及居民的日常用電,甚至還會造成大面積的停電事故。除此之外,短路還會對整個系統產生振蕩。
3 不對稱斷線對繼電保護裝置影響
3.1 需要提供可靠性
不對稱短線造成三相電壓的不對稱,引起三相電流的不對稱,最終導致線路中的電氣設備由于電流過大而遭到損壞。為了避免這種情況的發生,就需要可靠性高的繼電保護裝置,也就是說繼電保護裝置能夠根據現場發生的實際情況做出準確的動作。繼電保護裝置的可靠性主要表現在兩個方面:一方面,要對不同的情況做出靈活準確的反應。另一方面,在不應該發生動作的時候能夠不產生誤動。繼電保護裝置的可靠性主要由生產廠家的出場質量以及日后對于其維護的水平共同決定的。總的來說應該選擇元件質量高的合格產哦,回路采取盡可能簡單的接線方式,并且定期對裝置進行相應的維護以及調試,確保其反應的靈敏以及狀態的可靠。
3.2 對繼電保護的選擇性影響
繼電保護裝置應該具備相應的選擇判斷能力也就是說電網一點出現短路故障,繼電保護裝置能夠進行相應的判斷對于受到影響的設備優先進行切除。如果故障設備或者線路的保護出現拒動的情況,那么就有附近的保護裝置對其進行切除。但是由相鄰的設備進行故障設備切除的時候,往往會造成大范圍的斷電。由于電網的結構比較復雜,這給后備設備的保護工作造成可極大的困難,一般采用就近原則對其進行保護。在電網實際運行過程中,當發生不對稱斷線時,與變壓器距離最近的保護裝置應該能夠在短路器拒動的情況下對其進行必要的保護,這就是變電站繼電保護中的選擇性保護。所以在線路設計的時候,對每個需要重點保護的設備都要進行相應的選擇性設計,以便在短路器出現拒動時能夠對重要設備提供必要的保護。
除此之外,由于一旦出現不對稱斷線故障,斷路器以及二次回路都有出現拒動的可能性,為了避免這種情況的發生,在對重要設備的后備繼電保護系統的設計過程中可以考慮遠程保護設備,這樣的設計成本較低,且提高了可靠性。
3.3 對速動性的影響
一旦出現不對稱斷線故障,繼電保護裝置應該以最短的時間進行反應,采取相應的動作對主要的設備進行保護。這樣可以將故障發生時過大的電流對設備的沖擊降到最低。繼電保護裝置的速動性必須建立在選擇性和準確性的基礎之上的,否則時間再短,如果采取的是錯的動作就沒有意義了。由于設備的價格昂貴,結構復雜,對于低壓設備一般沒有使用的必要,大多用于高壓線路以及電氣設備之中。
而在高壓配變電電網中,對變電設備的保護需要繼電保護設備的快速動作,這對于不對稱斷線引發的故障尤其適用。因為不對稱斷線會在線路中產生瞬間的強電流,對設備造成沖擊時間越長,損害就越大,如果繼電保護裝置以最短的時間做出正確的反應動作,將會使電流對于設備的損壞降到最低。
實際上,對不同電壓等級和不同結構的電網,切除故障的最小時間有不同的要求。例如,對于35kV~60kV配電網絡,通常0.5s~0.7s; 110kV~330kV高壓電網,約為0.15s~0.3s;500kV及以上超高壓電網,約為0.1s~0.12s。目前國產的繼電保護裝置,在一般情況下,完全可以滿足上述電網對快速切除故障的要求。對于反應不正常運行情況的繼電保護裝置,一般不要求快速動作,而應按照選擇性的條件,帶延時地發出信號。
3.4 對于靈敏性的影響
靈敏度時一把雙刃劍,繼電保護的靈敏度的標準是可靠性聯系在一起的,也就是在故障面前采取正確的動作的基礎。只有對異常電流進行準確的判斷才能作出準確的保護動作。只有滿足靈敏性要求的繼電保護才能在規定的范圍內作出這樣的動作。符合要求的繼電保護裝置,在規定范圍內的故障出現時,不管短路的位置和短路的性質,以及短路點是否有過渡電阻,都會作出正確的動作,即要求不但在系統最大運行方式下的三相短路時采取可靠動作,而在系統最小運行方式下經過較大的電阻過渡兩相或者單相短路的時候也能動作。
所謂系統最大運行方式就是被保護線路末端短路時,系統等效阻抗最小,通過保護裝置的短路電流為最大運行方式;系統最小運行方式就是在同樣短路故障情況下,系統等效阻抗為最大,通過保護裝置的短路電流為最小的運行方式。故障參數如電流、電壓和阻抗等的計算,應根據實際可能的最不利的運行方式和故障類型來進行。增加靈敏性,即增加了保護動作的信賴性,但有時與安全性相矛盾。對不同作用的保護及被保護的設備和線路,所要求的靈敏系數不同。
關鍵詞:電力系統;繼電保護;應用
中圖分類號:TM7文獻標識碼: A
前言
隨著科技的不斷進步,繼電保護技術得到了快速發展和完善繼電保護技術經過不同的發展階段,呈現出不同的存在形態。主要有電磁式、晶體管式、集成電路式和計算機輔助裝置四種類型計算機網絡技術的不斷發展給社會各行各業的發展帶來了蓬勃生機,有力地推動了各行業的飛速發展。在電力系統中廣泛地運用計算機技術,極大地促進了電力系統的發展。
一、繼電保護技術的特性及任務
(一)特性
隨著國家經濟的發展,電力充斥著人們生活的每個方面,甚至一些高端工業的發展也離不開電力系統的支持。而由于科技不斷發展,電力系統也不斷更新完善,即使這樣,還是存在一些缺陷與不足,所以偶爾會發生故障,這就要用到了繼電保護系統對電力自動化進行保護。繼電保護技術之所以可以快速準確地發現電力系統中的問題,是因為繼電保護技術中存在以下相關優秀特性。
1、選擇性。與其他技術不同,繼電保護系統可以選擇較小范圍內的故障元件,減少了無故障元件被連帶誤判的概率。當繼電保護技術識別故障元件后,選擇性特性立即發揮其優勢,增強繼電保護技術的科學性。
2、可靠性。可靠性是保證繼電保護技術保護我國電力系統的基礎。適中的可靠性可以保證故障元件不被漏檢、不被誤檢,是繼電保護系統運行的前提。
可靠性的基礎是速動性,當檢測到故障元件時,可靠性能使保護系統快速動作,發出警報,縮短了所需的維修時間。而可靠性的特性又類似于靈敏性,即可靠性不能過高也不能過低,過低會檢測不到故障元件,使大面積的電力系統無法正常工作或者對其他元件帶來損失。而可靠性過高有會發生誤切事件,減少正常元件的使用壽命,對電力亦會造成損害。
3、靈敏性。靈敏性是繼電保護技術合理化的基礎,比其他保護裝置更加適用于我國電力系統。只有繼電保護靈敏的條件下,才能對故障元件進行快速判斷,縮短相應發現時間,為維修人員的維修帶來便利。
靈敏性有一部分是由靈敏系數體現出來的,并不是靈敏系數高的繼電保護系統好,而是每套系統都對應其電力自動化系統,只有靈敏系數適中的系統才可以更好的保護相應電力系統。
4、速動性。顧名思義,速動性可以保證繼電保護系統快速切除故障元件,保證無故障部分元件不受牽連,繼續為居民或工業生產供電。減小停電范圍,降低所需要檢查故障元件的時間。
速動性與選擇性二者相互獨立工作,但是兩者工作結合協調,使繼電保護裝置可以快速、準確的找到故障元件,不僅如此,更可以縮小了停電范圍,保證了非故障的電力系統的繼續工作,減少對正常元件的使用量,有利于工業與人民用電的正常與穩定。
(二)任務
1、當電力系統出現不正常運行狀態時,根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同,或發出信號使值班人員能及時采取措施,或由裝置自動進行調整(如減負荷),避免不必要的動作和由于干擾而引起的誤動作。反應不正常工作狀態的繼電保護,通常都不需要立即動作,可帶一定的延時。
2、當被保護的電力設備發生故障時,應該由該設備的繼電保護裝置自動地、迅速地、有選擇地向離故障設備最近的斷路器發出跳閘命令,將故障設備從電力系統中切除,保證無故障設備繼續運行,并防止故障設備繼續遭到破壞。
3、繼電保護與自動重合閘裝置配合,可在輸電線路發生瞬時性故障時,迅速恢復故障線路的正常運行,從而提高供電的可靠性。
三、電力系統中繼電保護的具體應用
(一)利用輸配電線路進行接地保護
在配電線路中可以分為大電流的接地方式和小電流的接地方式,它們的區別主要在于其配電線路中中性點的接地方式不同。大電流接地方式的保護原理是:當配電線路發生接地故障的時候,大電流接地系統會及時地進行跳閘,從而有效的切斷發生故障的設備;小電流接地方式的保護原理是:當配電線路中發生故障的時候,小電流接地系統不會立即切斷故障線路,而是能夠再持續的工作一段時間,與此同時發出警報提示信號。下面我們主要對小電流接地系統如何進行接地保護進行闡述
在通常的情況下,小電流接地系統中在發生單相接地短路故障的時候,對于負荷供電不產生影響。小電流可以選擇下面幾種接地保護方式:一是通過零序電壓實施保護。在供電系統正常運行的時候,沒有零序電壓,并且三相電壓是對稱的,各自的相電壓分別通過電壓表顯示出來。當信號繼電器發出警示信號的時候,就說明配電線路中發生了單相的接地短路事故,因此在系統的各處會出現零序電壓。在這種情況出現時,可以通過讀取電壓表的數值來進行判斷,這時發生故障相的電壓表的數值會降低,而沒有發生故障相的電壓表的數值則會升高。二是通過零序電流實施保護。在系統發生單相接地故障的情況下,通過對沒有發生故障的線路和發生故障的線路進行比較可以看出,沒有發生故障的線路中零序電流要小。在安裝了互感器的線路方面,人們大多應用這種方式進行保護。三是通過零序功率實施保護。有單相接地故障發生時,發生故障的線路與沒有發生故障的線路中零序電流的差別幾乎很小,很難區分,在這種情況下,就可以進行區分保護,實現其對靈敏度的要求。
(二)電力變壓器的保護
在電力系統中,變壓器是非常重要的。變壓器的正常運行能夠保證供電的可靠性,同時也能保證電力系統輸送電力有一個很好的穩定性。為了能夠有效地防止因線路故障而引起的經濟損失,我們需要對變壓器實施必要的繼電保護措施。
1、對變壓器進行接地保護。對變壓器進行接地保護的工作原理是:當配電線路發生故障的時候,把配電線路中的中性點進行直接接地,從而起到對變壓器的保護效用。對變壓器進行接地保護時,主要是借助于兩段式的電流來實現的。
2、對變壓器進行瓦斯保護。對于大型變壓器的內部故障,我們一般主要采用瓦斯氣體進行保護。瓦斯保護是一項比較重要的保護措施,并且具有很獨特的保護優點。瓦斯保護的基本原理是:當變壓器的油箱內部發生故障的時候,變壓器油箱里的絕緣性材料和變壓器油就會在故障電弧的推力下,進行分解并產生出瓦斯氣體,瓦斯氣體能夠迅速而靈敏的將變壓器中的開關斷開,并發出報警的信號,從而實現對于變壓器的
有效保護。
三、電力系統繼電保護發展趨勢
在未來繼電保護技術將向計算機化、網絡化、智能化、保護、控制、測量和數據通信一體化方向發展。隨著計算機硬件的飛速發展,電力系統對微機保護的要求也在不斷提高,除了保護的基本功能外,還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間,快速的數據處理功能,強大的通信能力,與其他保護,控制裝置和調度聯網以共享全系統數據,信息和網絡資源的能力,高級語言編程等,使微機保護裝置具備一臺PC的功能。
在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下,保護裝置實際上是一臺高性能,為了測量、保護和控制的需要,室外變電站的所有設備,如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜投資大,且使得二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置,就地安裝在室外變電站的被保護設備旁,將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后,通過計算機網絡送到主控室,則可免除大量的控制電纜。
結語
綜上所述,繼電保護是電力系統中一個重要的組成部分,繼電保護系統不僅可以防止事故的發生和發展,限制事故的影響和范圍,而且還可以確保電力系統安全運行,對保證整個電力系統的安全運行具有十分重要的意義。所以,隨著科技的不斷發展,社會的不斷進步,對于電力的需求量不斷的增長,現在企業中機械化程度越來越高,用電的機器設備更是不斷增多,電力系統繼電保護應用將會越來越廣泛。
參考文獻:
【關鍵詞】變壓器繼電保護 變壓器 繼電保護 故障 繼電保護裝置
【中圖分類號】TM77【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158(2013)07-0433-02
一.引言
電力系統是保障我國經濟快速發展的重要能源支柱,而變壓器是供電系統中較為重要的電氣原件,其可靠的結構,相對較少的故障機會,使得變壓器被廣泛應用于電力系統中。雖然變壓器具有相對穩定的運行狀態,但在實際的工作中,也難免會存在各種類型的故障,導致變壓器異常運行。為了提高變壓器的安全運行能力,將變壓器的異常運行影響降到最小值,就有必要根據變壓器的容量大小,來設置提高變壓器可靠性的繼電保護裝置。
二. 變壓器的常見故障
1. 聲音異常
變壓器在正常運行時,會發出連續均勻的“嗡嗡”聲。如果產生的聲音不均勻或有其他特殊的響聲,就應視為變壓器運行不正常,并可根據聲音的不同查找出故障,進行及時處理。主要有以下幾方面故障:
(1)電網發生過電壓。電網發生單相接地或電磁共振時,變壓器聲音比平常尖銳。出現這種情況時,可結合電壓表計的指示進行綜合判斷。
(2)變壓器過載運行。負荷變化大,又因諧波作用,變壓器內瞬間發生“哇哇”聲或“咯咯”的間歇聲,監視測量儀表指針發生擺動,且音調高、音量大。變壓器夾件或螺絲釘松動、聲音比平常大且有明顯的雜音,但電流、電壓又無明顯異常時,則可能是內部夾件或壓緊鐵芯的螺絲釘松動,導致硅鋼片振動增大。
(3)變壓器局部放電。若變壓器的跌落式熔斷器或分接開關接觸不良時,有“吱吱”的放電聲;若變壓器的變壓套管臟污,表面釉質脫落或有裂紋存在,可聽到“嘶嘶”聲;若變壓一器內部局部放電或電接不良,則會發出“吱吱”或“僻啪”聲,而這種聲音會隨離故障的遠近而變化,這時,應對變壓器馬上進行停用檢測。
2.油溫異常
變壓器在正常條件下,油溫比平時高出10攝氏度以上或負載不變而溫度不斷上升(在冷卻裝置運行正常的情況下)測可判斷為變壓器內部出現異常。主要為:
(1)內部故障引起溫度異常。其內部故障,如繞組匝間或層間短路、線圈對圍屏放電、內部引線接頭發熱、鐵芯多點接地使渦流增大過熱、零序不平衡電流等漏磁通過與鐵件油箱形成回路而發熱等因素引起變壓器溫度異常。發生這些情況時,還將伴隨著瓦斯或差動保護動作。故障嚴重時,還有可能使防爆管或壓力釋放閥噴油,這時應立即將變壓器停用檢修。
(2)冷卻器運行不正常所引起的溫度異常。冷卻器運行不正常或發生故障,如潛油泵停運、風扇損壞、散熱器管道積垢、冷卻效果不佳、散熱器閥門沒有打開、溫度計指示失靈等諸多因素引起溫度升高,應對冷卻器系統進行維護和沖洗,以提高其冷卻效果。
3.氣味、顏色異常
(1)防爆管防爆膜破裂:防爆管防爆膜破裂會引起水和潮氣進入變壓器內,導致絕緣油乳化及變壓器的絕緣強度降低。套管閃絡放電:營管閃絡放電會造成發熱導致老化,絕緣受損甚至引起爆炸。引線(接線頭)、城卡處過熱引起異常:套管接線端部緊固部分松動或引線頭線鼻子滑牙等,接觸面發生氧化嚴重,使接觸過熱,顏色變暗失去光澤,表面鍍層也遭破壞。
(2)套管污損引起異常:套管污損產生電暈、閃絡會發生臭氧味,冷卻風扇、油泵燒毀會發出燒焦氣味。
另外,吸潮過度、墊圈損壞、進入油室的水量太多等原因會造成吸濕劑變色。
4.其他故障。
箱體內故障:繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵心燒損;箱體外故障:管及其引出線的相間短路和在中性點直接接地側的單相接地短路。
三.變壓器的繼電保護基本原則
對作用于跳閘的繼電保護,在技術上有5個基本原則:可靠性、靈敏性、選擇性、速動性以及經濟性。
1.可靠性。可靠性指在該保護裝置規定的保護范圍內,發生了它應該動作的
故障時,它不應該拒絕動作而在任何其他該保護不應該動作的情況下,則不應該誤動作,可靠性主要指保護裝置本身的質量和運行維護水平而言,可以用拒動率和誤動率來衡量 當兩者愈小則保護的可靠性愈高。為保證可靠性應采用由可靠的硬件和軟件構成的裝置,并應具有必要的自動監測,閉鎖報警等措施。
2.靈敏性。靈敏性是指保護裝置對其保護區內發生故障或不正常運行狀態的反應能力用靈敏系數來衡量。 如下圖:
3. 選擇性。選擇性是指當供電系統發生故障時,首先由故障設備或線路本身保護且出故障,當故障設備或線路的保護或斷路器拒動時應由相鄰設備或線路的保護將故障切除。
4.速動性。速動性是指繼電保護裝置應能盡快地切除故障,以減少設備及用戶在大電流低電壓運行的時間,降低設備的損壞程度,提高系統并列運行的穩定性,縮小故障波及范圍,提高自動重合閘和備用電源或備用設備自動投入的效果等。一般從裝置速動保護充分發揮零序瞬時段保護及相間速斷保護的作用,減少繼電器固有動作時間和斷路器跳閘時間等方面入手來提高速動性。
5. 經濟性。經濟性是指在經濟上以最少的投資達到最高程度的保護原則。
四.變壓器的保護
1.瓦斯保護。
容量為800KVA及以上的油浸式變壓器,均應裝設瓦斯保護。當油箱內部故障產生輕微瓦斯或油面下降時,保護裝置應瞬時動作于信號;當產生大量瓦斯時,瓦斯保護應動作于斷開變壓器各電源測斷路器。對于高壓側未裝設斷路器的線路一變壓器組,未采取使瓦斯保護能切除變壓器內部故障的技術措施時,瓦斯保護可僅動作于信號。對于容量為400KVA以上的車間內油浸式變壓器,也應裝設瓦斯保護。
2. 相間短路的后備保護。
過電流保護宜用于降壓變壓器,復合電壓起動的過電流保護宜用升壓變壓器,系統聯絡變壓器和采用過電流保護不滿足靈敏度要求的降壓變壓器,63MVA及以上的升壓變壓器,采用負序電流保護及單相式低電壓起動的過電流保護對于大型升壓變壓器或系統聯絡變壓器,為滿足靈敏度要求,可采用阻抗保護。其作用是用來防御外部相間短路引起的過電流,并作為瓦斯保護和縱差動保護(或電流速斷保護)的后備.保護延時動作于跳開斷路器。
3. 過負荷保護
過負荷保護主要應用于:對于0.4MVA及以上的變壓器,當數臺并列運行或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時,應裝設過負荷保護。其作用為對于自耦變壓器或多繞組變壓器,保護裝置應能反應公共繞組及各側的過負荷情況。過負荷保護經延時動作于信號。
五、結束語
變壓器的繼電保護裝置必須要具有快速性和靈敏性,才能準確的反映變壓器的運行故障,能在最短的時間內將故障或異常消除,并將事故降低,提高系統的整體可靠性,能在最大程度上提供安全用電。
參考文獻
[1] 金鳳羽,李正明,JIN Feng-yuLI Zheng-ming,基于感應電壓比的大型變壓器繼電保護 [期刊論文] 《繼電器》 ISTIC EI PKU 2006年19期
【關鍵詞】繼電保護;電力變壓器;運行
1.電力變壓器的常見故障和非正常運行狀態
繞組及其引出線的相間短路和中性點直接接地側的單相接地短路;繞組的匝間短路;外部短路引起的過電流;中性點直接接地系統中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓;過負荷;油面降低;變壓器溫度過高或油箱壓力升高或冷卻系統故障。
2.電力變壓器繼電保護裝置的配置原則
(1)針對變壓器內部的各種短路及油面下降應裝設瓦斯保護,其中輕瓦斯瞬時動作于信號,重瓦斯瞬時動作于斷開各側斷路器。
(2)應裝設反應變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯差動保護或電流速斷保護作為主保護,瞬時動作于斷開各側斷路器。
(3)對由外部相間短路引起的變壓器過電流,根據變壓器容量和運行情況的不同以及對變壓器靈敏度的要求不同,可采用過電流保護、復合電壓起動的過電流保護、負序電流和單相式低電壓起動的過電流保護或阻抗保護作為后備保護,帶時限動作于跳閘。
(4)對110kV及以上中性點直接接地的電力網,應根據變壓器中性點接地運行的具體情況和變壓器的絕緣情況裝設零序電流保護和零序電壓保護,帶時限動作于跳閘。
(5)為防御長時間的過負荷對設備的損壞,應根據可能的過負荷情況裝設過負荷保護,帶時限動作于信號。
(6)對變壓器溫度升高和冷卻系統的故障,應按變壓器標準的規定,裝設作用于信號或動作于跳閘的裝置。
3.繼電保護的特點
3.1可靠性
配置的合理、質量技術性能優良的繼電保護裝置以及正常的運行維護和管理來保證繼電保護的可靠性。220kV及以上電網的所有運行設備都必須由兩套交、直流輸入、輸出回路相互獨立,并分別控制不同斷路器的繼電保護裝置進行保護。當其中一套繼電保護裝置或任一組斷路器失控時,能由另一套繼電保護裝置操作另一組斷路器控制故障。
3.2靈敏性
靈敏性是指設備或線路發生金屬性短路時,保護裝置的靈敏系數應有一定的水平。對于110kV線路,考慮到在可能的高電阻接地故障情況下的動作靈敏度要求,通常來說其最末一段零序電流保護的電流暫定值不應大于300A(一次值)。
3.3 速動性
速動性是指為提高系統穩定性,減輕故障設備和線路的損壞程度,縮小故障波及范圍,提高自動重合閘和備用電源或備用設備自動投入的效果等,保護裝置應盡快地切除短路故障。一般從裝設速動保護(如高頻保護、差動保護)、充分發揮零序接地瞬時段保護及相間速斷保護的作用、減少繼電器固有動作時間和斷路器跳閘時間等方面入手來提高速動性。
3.4 電變器保護措施
(1)瓦斯保護。瓦斯保護是反應變壓器油箱內部氣體的數量和流動的速度而動作的保護,保護變壓器油箱內各種短路故障,特別是對繞組的相間短路和匝間短路。瓦斯繼電器是構成瓦斯保護的主要元件,它安裝在油箱與油枕之間的連接管道上。氣體繼電器的兩個輸出觸點為:一個是反映變壓器內部反常情況或較小故障的“輕瓦斯”;另一個反映出嚴重故障的“重瓦斯”。輕瓦斯起信號作用,能使操作人員迅速發現情況并盡快處理;重瓦斯用于跳開變壓器各側斷路器。瓦斯保護動作后,操作人員應從排氣口將氣體進行收集并分析。保護的原因和故障性質,將根據氣體的顏色、數量、化學成分等來決定。
(2)過負荷保護。通常情況下,變壓器過負荷是三相對稱的,故保護裝置只采用一只電流繼電器接于一相上,并且經一定時間延長動作于信號。雙繞組變壓器,過負荷保護應裝在主電源側。單側電源三繞組降壓變壓器,若三側繞組容量相同,過負荷保護裝在電源側;若三側繞組容量不相同,則只有電源側和繞組容量較小的一側裝設過負荷保護。兩側電源的三繞組降壓變壓器或聯絡變壓器,三側均裝設過負荷保護。
(3)過勵磁保護。對于高壓側為500kV的變壓器的額定磁密近于飽和密度,頻率降低或電壓升高時容易引起變壓器過勵磁,導致鐵心飽和,勵磁電流劇增,鐵心溫度上升,嚴重過熱會使變壓器絕緣劣化,壽命降低,最終造成變壓器損壞,故需裝設過勵磁保護。 [科]
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