继电保护灵敏性和可靠性范例(12篇)
继电保护灵敏性和可靠性范文篇1
【关键词】线路保护;自动调整;整定计算;继电保护;可靠性;约束条件;灵敏度
0引言
灵敏性是“逐级配合、逐段整定”整定计算原则下确定保护配合状态的重要依据,选择性则是保护定值相互配合需要满足的另外一个条件。根据继电保护对灵敏性和选择性的要求,在论述自动调整方法之前,本节首先引入一些基本概念,如整定保护自身灵敏度约束条件、远后备保护灵敏度约束条件、远后备保护灵敏度传递约束条件、定值主导保护、灵敏度主导保护和灵敏度影响保护等。220kV及以上电压等级线路的后备保护的定值多考虑近后备灵敏度要求,因而所提到的灵敏度均指近后备灵敏度。对于阶段式保护,每一段(II、III、IV段)都有自己的灵敏度要求及灵敏度约束条件,其中每一段的灵敏度约束条件值由其灵敏度要求决定。由于本文提出的自动调整方法普遍适用于任何一段,因而,在本文论述中,涉及到的保护均泛指任何一段保护,在应用的过程中,只需将保护具体到相应段即可。
1自动调整的相关概念
结合图1所示系统,对整定保护自身灵敏度约束条件、远后备保护灵敏度约束条件、远后备保护灵敏度传递约束条件、定值主导保护、灵敏度主导保护和灵敏度影响保护等概念进行详细的说明,其中保护R■为下文中的“整定保护”,保护R■、R■和R■分别为保护R■的相邻上、下级保护。
图1概念说明系统
1.1定保护自身灵敏度约束条件
整定保护自身灵敏度约束条件是指为了满足近后备灵敏度的要求,整定保护的定值必须满足的条件。如图1所示系统,在计算R■的保护定值时,为了满足近后备灵敏度的要求,R■与R■的配合结果必须满足定的条件,该条件即为R■的整定保护自身灵敏度约束条件。零序电流保护和距离保护的整定保护自身灵敏度约束条件分别如式(1)和(2)所示:
1.4定值主导保护
1.5灵敏度主导保护和灵敏度影响保护
灵敏度主导保护是指造成当前整定保护的动作定值无法同时满足整定保护自身灵敏度约束条件、远后备保护灵敏度约束条件和远后备保护灵敏度传递约束条件的相邻下级配合保护。
2自动调整方法
2.1配合状态选择
配合状态选择阶段的主要任务是根据整定保护自身灵敏度约束条件、远后备保护灵敏度约束条件和远后备保护灵敏度传递约束条件选择整定保护与相邻下级保护的配合状态,并根据配合状态确定配合结果,进而确定灵敏度主导保护集合和灵敏度影响保护集合中的元素。若配合结果同时满足约束条件(1)-(6)的要求,灵敏度主导保护集合和灵敏度影响保护集合为空集。
对于任一整定保护,首先根据网络拓扑结构确定其相邻上级远后备保护以及相邻下级配合保护,并根据式(1)-(6)计算其整定保护自身灵敏度约束条件、远后备保护灵敏度约束条件和远后备保护灵敏度传递约束条件;然后,选取其中的一个配合保护,计算整定保护与其低段配合的结果,并判断该配合结果是否满足三个灵敏度约束条件,如配合结果不满足约束条件,进一步计算整定保护与相邻下级保护高段配合的结果,并判断该配合结果是否满足灵敏度约束条件,若配合结果不满足约束条件,则将配合保护计入整定保护的灵敏度主导保护集合,并将整定保护计入配合保护的灵敏度影响保护集合。若与低段配合结果满足灵敏度约束条件,则整定保护保护与相邻下级保护的配合状态为“与相邻保护低段配合”,否则配合状态为“与相邻保护高段配合”。遍历相邻下级配合保护,即可确定整定保护与其配合的配合状态,以及整定保护的定值主导保护、灵敏度主导保护和灵敏度影响保护集合中的元素。
2.2定值自动调整
定值自动调整阶段针对具体保护对其灵敏度主导保护集合中的保护的动作定值进行调整,直到整定保护自身灵敏度约束条件、远后备保护灵敏度约束条件和远后备保护灵敏度传递约束条件都满足要求。该阶段的核心是灵敏度社导保护动作定值的调整,而实现手段则是调整灵敏度主导保护与其相邻下级配合保护的配合状态。
3结束语
总之,巨大的网络规模、复杂的电网结构和多变的运行方式,对传统继电保护的可靠动作提出了新的挑战。因此,为了发现电网中继电保护系统的薄弱环节、提高继电保护协调动作的能力,研究继电保护脆弱性和广域继电保护大有必要。
【参考文献】
继电保护灵敏性和可靠性范文篇2
关键词:发电机;定子接地保护;三次谐波;灵敏度;死区文献标识码:A
中图分类号:TM31文章编号:1009-2374(2015)25-0025-03DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.25.012
发电机定子绕组是全绝缘的,而中性点经常运行在低电压工况,因此接地故障不会在发电机附近。运行实践证明,发电机中性点附近可能由于机械的原因或水内冷发电机的定子漏水而发生单相接地故障,也可能故障初始是由位于中性点附近的定子多匝线圈中发生部分匝间短路,由于短路匝数少,横差保护不能反映,故障继续发展,最终中性点附近绕组对铁芯击穿,形成单相接地故障,如果定子接地保护因存在死区而不能反应,将继续扩展成相间或层间短路,因此不能以中性点运行电压低为理由降低定子接地保护无死区的要求。
定子接地保护应具有100%的保护区,故障点电流不应超过安全电流,并且在定子绕组任一点发生接地故障时,保护应有足够高的灵敏度。如果保护装置灵敏度很低,当发电机中性点附近某一点经一定大小的电弧电阻接地时,保护不能反应,当机端附近再发生接地故障时,中性点电位升高,形成两点接地故障,发电机将发生灾难性后果。
1基波零序电压定子接地保护
大型发电机不应该人为增大单相接地电流,定子接地保护宜采用零序电压方案,包括基波零序电压和三次谐波零序电压。在发电机定子回路中某一点发生单相接地时,定子接地各点均有零序电压为αEx,因此作为保护动作参量的基波零序电压可以是发电机中性点单相电压互感器或消弧线圈的二次电压,也可取机端三相电压互感器的开口三角接线的电压。
扩大这种保护装置的保护动作区(降低其动作电压),应解决以下三个方面的问题:(1)努力降低正常运行时的不平衡零序电压,注意的问题是防止高压系统或厂用系统发生接地故障时误动作;(2)如果高压系统中性点直接接地,当高压系统发生单相接地时,若直接传递给发电机的零序电压超过定子接地保护的动作电压,则必须使定子接地保护的时限大于系统接地保护的时限,也可引入高压侧零序电压作为制动量,以防误动,但考虑到定子接地保护仅作用于信号,而系统接地保护是快速跳闸的,所以这个制动作用并非十分必要;(3)如果高压系统中性点不直接接地,当高压系统发生单相接地时,若通过耦合电容传递发电机的零序电压超过定子接地保护的动作电压,则必须装设以高压侧零序电压为制动量、以发电机零序电压为动作量的基波零序电压型定子接地保护,电容C与继电器动作绕组电感构成50Hz串联,目的是减少三次及其他高次谐波的电压的影响。
综上所述,基波零序电压型定子接地保护可以在发电机单相接点电流很小的情况下采用,这是它的突出优点。没有制动作用的基波零序电压型定子接点保护,如果高压侧中性点不接点,则保护区一般不会超过90%~95%。如果有制动作用,则保护区可以超过95%,但也不是100%,而且在保护区内经过渡电阻接地时灵敏度也不高(特别是故障发生在中性点附近)。
2三次谐波电压型定子接地保护
实践表明,发电机三次谐波电势不可能完全等于零,因此不可能通过设计和工艺上的改进同时把三、五、七次等谐波都消除,实际上总是把消除五、七次谐波作为首要任务。发电机三次谐波电势不是常数,它随负荷的大小和功率因素而变,在正常运行时和发电机中性点附近接地故障时,单从机端三次谐波电压的大小,并不能区分发电机是否发生接地故障。
三次谐波电压型定子接地保护不能单纯采用机端三次谐波电压│?s│,但单纯采用中性点三次谐波电压│?n│构成低电压接地保护是可能的而且是最简单的,因为任何正常运行情况下均有│?n│≠0,而中性点附近发生接地故障时,│?n│将趋向于零,因此可以采用│?n│
2.1以│?s│>│?n│为动作条件的定子接地保护
一切中性点不接地或经高阻抗接地的发电机,在正常运行时恒有│?s│/│?n│
2.1.1这种保护的灵敏度与三次谐波电势?3的大小无关,所以也与发电机的负荷状态无关。
2.1.2灵敏度与接地故障点的位置有关,即与角Φ的大小有关。当定子绕组中部接地时Φ=45?,此时gmin=∞,Rmdx=0,即过渡电阻为0时保护装置处于动作边界。当接地发生在机端时Φ=0?,gmin为虚数(因bs>bn),即保护不能动作。当接地发生在中性点时,Φ=90?,gmin=(b2s-b2n)1/2,此时有Rmdx的最大值,即这种保护装置在发电机中性点接地时有最高的灵敏度。
2.1.3在一定的接地故障点(Φ为定值),(bs+bn)越大,gmin就越大,Rmdx就越小,所以发电机的对地电容越大,保护装置的灵敏度就越低。消弧线圈接地的发电机由于电容被补偿,所以灵敏度就要高些。
2.1.4最高灵敏度(中性点发生接地故障Φ=90?)以Rmdx表示,即Rmdx=1/(b2s-b2n)1/2=1/[(bs+bn)(bs-bn)]1/2,所以最高灵敏度不仅随(bs+bn)增大而降低,而且(bs-bn)越大,灵敏度也越低,即发电机首末两端电容差别越大,灵敏度越低。由此可见,从定子接地保护的灵敏度来说,极端外接电容Cf越小越好。中性点接消弧线圈时,也使(bs-bn)增大,相应的保护灵敏度也将降低。
大型发电机有消弧线圈和中小型发电机不用消弧线圈相比,发电机的定子接地保护灵敏度相差特别大,主要原因是大型发电机外接了过电压保护用的冲击波吸收电容器,而且由消弧线圈,使bn-bs的数值比中小型机组的大得多,造成Rmdx的减小,机端电容大使发电机正常运行时│?s│远小于│?n│,比较绝对值的三次谐波电压型定子接地保护装置中,│?s│是动作量,│?n│是制动量,大型发电机定子接地保护的制动量过大就是灵敏度低的基本原因,因此以│?s│>│?n│为动作判据的定子接地保护方案不适宜用于大型机组。
2.2以KZ│?n│
为了在满足正常运行时不误动的前提下尽量提高灵敏度,保护装置在发电机正常运行时的制动量不应过大(当然也不能过小,否则会误动),为此不直接用│?n│作为保护装置的制动量,而以修改后的KZ│?n│为制动量。KZ的大小应以正常运行时不误动为条件,即KZ?n0>?s0,有:
KZ=KK?s0/?n0=KKbn/bs
式中:KK为可靠系数,一般可取1.3。
在引入KZ系数后,按KZ│?n│
其中B=(K2Zbs+bn)sin2Φ/(sin2Φ-K2Zcos2Φ)
C=(K2Zb2s-b2n)/(sin2Φ-K2Zcos2Φ)
当接地故障发生在发电机中性点(Φ=90?)时有最高的灵敏度,相应的Rmdx最大值为Rmdx=1/gmin=1/(K2Zb2s-b2n)1/2
当接地故障发生在绕组中部(Φ=45?)时,有RΦ=45?=1/[D±(D2+2E)1/2]
式中D=(K2Zbs+bn)/0.5(1-K2Z)
E=(K2Zbs-b2n)/0.5(1-K2Z)
由上式可知:当采用KZ│?n│
当引入KZ后的保护方案,使(bs-bn)对灵敏度的影响大大减小了,对大型机组而言,(bs-bn)较大,KZ使制动量减少,从而提高了灵敏度。对中小型机组,(bs-bn)较小,KZ使制动量增大,这就提高了正常运行的可靠性,当然灵敏度相应降低了。
很明显,在以│?n│
2.3以KZ│?n│
为了进一步提高灵敏度,应尽量降低制动量,但是这必须在保证正常运行不误动的可靠性前提下进行,也就是说要降低正常运行时的制动量,就必须寻找在正常运行时数值也很小的动作量。对于中小型机组,bs和bn的数值相近,正常运行的│?no│和│?so│也十分相近,所以若取制动量│?n-?s│,则制动量KZ│?n│中的KZ一定很小,可见,这种方案的灵敏度(对中小型机组)一定很高。
可见这一方案的灵敏度大大提高了,而且最灵敏度不在Φ=90?的发电机中性点,特别值得注意的是,三次谐波电压型定子接地保护已经不再只能保护靠近中性点的一部分绕组,而是能单独完成100%定子绕组的接地故障保护,而且还允许相当大的过渡电阻,所以这一方案对中小机组是十分理想的。如果不希望灵敏度太高,不防将KZ人为地抬高些(计算中取Kk=1.3,为降低灵敏度,Kk可取再大些)。
通常,基波零序电压型定子接地保护继电器J1是直接接在YH1的开口三角三次谐波绕组上或YH0的二次绕组上,这时为了提高这种保护的灵敏度,就必须增加三次谐波的阻抗电路。
通过以上三个方案的分析,笔者认为最后一种方案比较理想,而且被广泛应用。
定子接地保护装置在投入运行前,必须在所运行的发电机上进行实际调试,为了防止高压侧发生接地故障,造成定子接地保护装置误动作,可以增加延时或把基波整定调整到10伏以上来防止装置的误动。
定子接地保护装置采用双频分离式构成的保护,由基波零序电压保护定子绕组靠近机端侧的85%~90%,由三次谐波电压保护靠近中性点侧的20%~25%,这样三次谐波电压接地保护不仅可以帮助消灭基波零序电压定子接地保护的死区,它与基波零序电压定子接地保护结合起来完成了发电机的100%定子接地保护。
参考文献
继电保护灵敏性和可靠性范文1篇3
【关键词】220kV电网继电保护自动重合闸纵联保护零序电流保护
继电保护是电力系统在发生故障或出现威胁安全运行状况时,利用继电器来保护发电机、变压器、输电线路等电力系统元件免受损坏的措施。利用继电保护措施可以在最短的时间内,自动从系统中切除故障设备,或者发出信号让工作人员及时排除故障,从而将损失减少到最小。在本文中,所确定的220kV及以上电网继电保护研究范围主要指220kV、330kV、及500kV电网。这三个等级的电网继电保护可以通过线路、母线以及与电网保护配合有关的变压器等电力设备继电保护运行整定。但本文以自动重合闸保护、纵联保护和零序电流保护策略为研究对象,主要是由于这些策略的运用可以保证220kV及以上电网继电保护实施的快速性、正确性及有效性。
一220kV及以上电网继电保护原则
由于220kV及以上电网继电保护方式较多,所以在确定使用何种继电保护策略的同时必须遵守一定的原则,只有在统一的规范要求下,才能更有效地体现电网继电保护效果。220kV及以上电网的继电保护,必须满足可靠性、速动性、选择性及灵敏性的基本要求。可靠性由继电保护装置的合理配置、本身的技术性能和质量以及正常的运行维护来保证;速动性由配置的全线速动保护、相间和接地故障的速断段保护以及电流速断保护取得保证;通过继电保护运行整定,实现选择性和灵敏性的要求,并处理运行中对快速切除故障的特殊要求。对于300kV、500kV电网和联系不强的220kV电网,在保证继电保护可靠动作的前提下,重点应防止继电保护装置的非选择性动作;而对于联系紧密的220kV电网,重点应保证继电保护装置的可靠快速动作。
二220kV及以上电网继电保护方式浅析
1.自动重合闸继电保护
自动重合闸装置是当断路器跳开后按需要自动投入的一种自动装置。其正确动作率可达到了99.75%,采用自动重合闸的继电保护可以在提高供电可靠性的基础上,保证电网系统并列运行的稳定性,并纠正断路器的误跳闸。其常用方式有单相自动重合闸和综合重合闸两种。
第一,单相自动重合闸,要求在保证选择性的基础上同时拥有足够的灵敏性。在动作时限的选择方面,除应满足三相重合闸时所提出的要求外,还应考虑两侧选相元件与继电保护以不同时限切除故障的可能性和潜供电流对灭弧所产生的影响。时刻注意:线路电压越高,线路越长,潜供电流就越大,潜供电流持续时间与其大小有关,而且与故障电流的大小、故障切除的时间、弧光的长度以及故障点的风速等因素有关。单相自动重合闸在绝大多数情况下保证对用户的供电,并提高系统并列运行的动态稳定性,但在具体实践中需要有按相操作的断路器。重合闸回路的接线比较复杂,促使了保护的接线、整定计算和调试工作复杂化。为了弥补以上缺点,可以通过综合重合闸方式来解决。
第二,综合重合闸是指当发生单相接地故障时,采用单相重合闸方式;而当发生相间短路时,采用三相重合闸方式。实现综合重合闸回路接线时应考虑的以下一些不足:一是单相接地故障时只跳故障相断路器,然后进行单相重合。二是相间故障时跳三相断路器,然后进行三相重合。三是选相元件拒动时,应能跳开三相并进行三相重合。
2.纵联保护
随着电力技术的发展,目前220kV及以上电网纵联保护采用反应两侧电量的输电线路纵联保护方式。通过利用通信通道将两端的保护装置纵向联结起来,将两端的电气量比较,以判断故障在区内还是区外,保证继电保护的选择性。
纵联保护一般分为方向比较式纵联保护和纵联电流差动保护两种,从具体方式上来看,主要有纵联差动保护、高频保护、微波保护、光纤差动保护等,在这些方式之中,灵敏度整定要不得小于2.0。
3.零序电流保护
零序电流保护一般为四段式。在复杂环网中为简化整定配合,零序电流保护I、II、III、Ⅳ各段均可分别经零序功率方向元件制约。如实际选用的定值,不经过方向元件也能保证选择性时,则经方向元件制约。为了不影响各保护段动作性能,零序方向元件要有足够的灵敏度,在被制约保护段末端故障时,零序电压应不小于方向元件最低动作电压的1.5倍,零序功率应不小于方向元件实际动作功率的2倍。方向零序电流I段定值和无方向零序电流I段定值,按躲过本线路区外故障最大零序电流整定。若本线路采用单相重合闸方式,尚应按躲过本线路非全相运行最大零序电流整定。零序电流II段定值,若相邻线路配置的纵联保护能保证经常投入运行,可按与相邻线路纵联保护配合整定,躲过相邻线路末端故障。否则,按与相邻线路在非全相运行中不退出运行的零序电流II段配合整定;若无法满足配合关系,则可与相邻线路在非全相运行过程中不退出工作的零序段配合整定。
继电保护灵敏性和可靠性范文篇4
【关键词】继电保护;中性点接地;小电阻;整定计算
1中性点接地方式综述
电力系统的中性点接地方式主要有不接地、直接接地、经消弧线圈接地、经电阻接地等几种。各种不同的中性点接地方式在电网发生故障时所表现出来的故障相与非故障相的电流、电压特性是不同的。
三相交流配电网的中性点在正常运行状况下接近大地电网,一般可认为是地电位(零电位),这个中性点电网是不固定的。在中性点不接地的电网中,当三相对地电容不对称时,在正常运行情况下电网的中性点不是零电位。这时出现的中性点与大地电位差称为不对称电压。当任何一相发生接地时,中性点电位将产生位移,对大地之间出现较大的电位差,这个电位差称作位移电压。利用这一现象,将中性点通过不同方式与大地相连接,以便达到电网建设投资少、运行可靠性高的目的。
三相交流配电网中性点与大地间电气连接的方式,称为电网中性点接地方式,也可称为电网中性点运行方式。中性点采用哪种接地方式,是一个涉及面很广的技术经济问题。接地方式不同将直接影响电网的过电压值、电气设备绝缘水平、电网运行可靠性、继电保护的选择性和灵敏度,以及对通信线路的干扰等等。
2继电保护的基本要求
继电保护在技术上要满足“四性”的要求,即可靠性、选择性、快速性和灵敏性。
(1)可靠性
继电保护装置对被保护范围内发生属于它应动作的各种故障和不正常运行状态,应保证不拒绝动作(可信赖性);在正常运行和即使发生故障但不属于它应动作的情况下,应保证无误动作(安全性)。
(2)选择性
系统发生故障时,继电保护装置应有选择地切除故障部分,使非故障部分保持继续运行。
(3)快速性
短路时快速切除故障,可以缩小故障范围、减小短路电流引起的破坏程度减少对用电单位的影响、提高电力系统的稳定。因此在可能条件下,继电保护装置应力求快速动作。
(4)灵敏性
继电保护装置对被保护设备可能发生的故障和不正常运行状态的反应能力要强,要求能够灵敏地感受和动作。继电保护的“四性”要求互相联系,互相制约。在考虑继电保护方案时应根据具体情况,对四个基本要求统筹兼顾,使保护方案达到最优。同时,继电保护装置在满足“四性”要求的情况下还要尽量简单。
对于中性点经电阻接地的系统,在线路发生单相接地故障时,故障电流一般在100-l000A之间。保护装置可以根据检测到的故障电流,快速切除配电系统中的接地线路,从而不易使故障点发展为两点接地故障,有利于缩短故障线路修复时间。在接地故障期间,非故障相的电压也不高于线电压。此外,这种接地方式可以将系统发生接地故障时运行设备及城市通信系统的影响限制到最小程度;中性点设备投资费用也不高;系统的事故率可大大降低,有利于整个系统安全可靠运行。对部分架空供电线路,还可以采用自动重合闸装置,以提高其对用户供电的可靠性。
3小电阻接地系统保护的整定
3.1出线的整定
定值要满足以下条件,一是按照过电流保护原则要保证灵敏度,二是要躲过非本线路故障时,本线路流过的最大电容电流。
(1)按躲非本线路故障时本线路的最大电容电
流值整定:
I0Ldz=KkIcLtL=0.5~2s
式中Kk――可靠系数,取1.5~2.0;
ICL――非本线路故障时本线路的最大电容电流值。
(2)按有足够灵敏度整定
I0ldz=IgL/Klm
式中Klm―灵敏系数,取1.5~2.0;
lgL―流过保护安装处的单相接地的最大故障电流。
其值为:IgL=IR+IC2-ICL
式中IR―流经中性点接地电阻的故障电流;
IC2―接地系统的接地电容电流之和;
ICL―故障线路的接地电容电流。
(3)动作时间可根据系统设备情况及运行要求来选择,一般可选:tL=0.5~2s。
考虑到单相接地故障电流值易受故障点接地电阻的影响而变化,使灵敏度降低,保护范围缩短,所以在确定整定值时可在保证选择性的基础上尽量提高灵敏度。这样可减少因接地电阻影响使保护拒动的现象。
4结束语
通过对系统中性点接地运行方式的比较分析,论文得出了以下结论:
(1)中性点不接地运行已经越来越不适应目前城网供配电系统的发展要求;
(2)随着城网电缆数量的增多和用电负荷的增加,中性点采用经消弧线圈或经小电阻接地已成为6-10系统中性点接地运行方式的主流。
参考文献:
[l]曹振种.系统中性点接地方式解决方案[报告].北京:清华大学电机工程与应用电子技术系,2004.
[2]蒋心泽,徐永生.中性点经小电阻接地系统接地保护方案探讨[J].上海电力学院学报,1998(2).
[3]赵卫中,孙仲齐.中性点经电阻接地的技术[J].高电压技术,1996(3).
[4]陈丽铭.经小电阻接地系统继电保护的配置及整定[J].湖北电力,2014(01).
继电保护灵敏性和可靠性范文
关键词:配电系统;继电保护;整定计算
1.继电保护的概念
当电气元件发生故障和不正常运行状态时,该装置能迅速作用于断路器,切断故障元件的供电,或向工作人员发出信号以及时处理。继电保护整定计算是电力系统生产运行中一项重要的工作。随着电网规模的不断扩大,电网结构日趋复杂,电力系统整定计算的工作量和复杂程度越来越大,利用计算机技术提高整定计算的工作效率和正确性越来越受到人们的重视。
2.整定计算原则
2.1需符合《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92等相关国家标准。
2.2可靠性、选择性、灵敏性、速动性应严格保障。
3.整定计算用系统运行方式
3.1按《城市电力网规划设计导则》(能源电[1993]228号)第4.7.1条和4.7.2条:为了取得合理的经济效益,城网各级电压的短路容量应该从网络的设计、电压等级、变压器的容量、阻抗的选择、运行方式等方面进行控制,使各级电压断路器的开断电流以及设备的动热稳定电流得到配合,该导则推荐10KV短路电流宜为Ik≤16KA,为提高供电可靠性、简化保护、限制短路电流,110KV站两台变压器采用分列运行方式,高低压侧分段开关均采用备用电源自动投入。
3.2系统最大运行方式:110KV系统由一条110KV系统阻抗小的电源供电,本计算称方式1。
3.3系统最小运行方式:110KV系统由一条110KV系统阻抗大的电源供电,本计算称方式2。
3.4在无110KV系统阻抗资料的情况时,由于3~35KV系统容量与110KV系统比较相对较小,其各元件阻抗相对较大,则可认为110KV系统网络容量为无限大,对实际计算无多大影响。
3.5本计算:基准容量Sjz=100MVA,10KV基准电压Ujz=10.5KV,10KV基准电流Ijz=5.5KA。
4.10KV系统保护参数只设一套,按最大运行方式计算定值,按最小运行方式校验灵敏度(保护范围末端,灵敏度KL≥1.5,速断KL≥2,近后备KL≥1.25,远后备保护KL≥1.2)。
5.短路电流计算:110KV站一台31.5MVA,10KV4Km电缆线路(电缆每Km按0.073,架空线每Km按0.364)=0.073×4=0.29
10KV开关站1000KVA:(至用户变电所电缆长度只有数十米至数百米,其阻抗小,可忽略不计)。
6.整定计算
6.1开关站出线(10DL):当变压器采用过电流而不采用差动保护时,其电源线路较短时,采用线路--变压器组保护装置(即线路与受电变压器保护共用)。
A.速断动作电流:躲过变压器低压侧最大三相短路电流:t=0S
灵敏度校验:
B.过流保护动作电流:躲过可能出现的过负荷电流,如干变按Kgh=1.5,如大的风机、水泵等启动电流,按实际换算到10KV侧电流,Kgh可能为1.2、1.3等,微机保护按厂家提供资料,返回系数Kh=0.95,t=0.3S
灵敏度校验:
如灵敏度不够,改为低电压闭锁的过电流保护,电流元件按躲开变压器的额定电流整定,而低电压闭锁元件的起动电压则按照小于正常情况下的最低工作电压及躲过电动机自起动的条件来整定。
C.对变压器超温,瓦斯保护需跳闸者,变压器高压侧设负荷开关带分励脱扣器,作用于跳闸。
6.2开关站进线(8DL)
按规范可不设,本方案设的目的作为出线保护及其相关元件故障如电磁线圈断路而拒动时的后备保护及3~10KV母线的保护。
A.限时速断动作电流:同开关站所有出线的最大一台变压器速断保护相配合,配合系数Kph=1.1,t=0.3S
灵敏度校验:
B.时限过流动作电流,t=0.6S
灵敏度校验:
6.3区域站10KV出线(5DL)
A.限时速断动作电流:同开关站出线(8DL)限时速断保护相配合,配合系数Kph=1.1,,t=0.4S
灵敏度校验:
B.时限过流动作电流:躲过线路过负载电流(如大电动机启动电流某些实验时的冲击电流等),t=0.7S
灵敏度校验:
6.4区域站10KV分段开关(2DL)
仅设充电保护,按躲开10KV母线充电时变压器励磁涌流,延时t=0.2S动作,充电后保护退出,t=0.2S
灵敏度校验:
6.5开关站10KV分段开关(7DL)
同2DL原则,t=0.2S
灵敏度校验:
6.6开关站出线带2台及以上变压器
A.速断动作电流:躲过中最大者,t=0S
B.时限过流动作电流:躲过线路过负载电流,t=0.3S。
6.7区域站至住宅小区供电线路
A.限时速断动作电流:同6.A原则,t=0.4S。
B.时限过流动作电流:同6.B原则,t=0.7S。
6.8区域站主变低压侧开关1DL、3DL
设过电流保护,其动作电流按躲过主变的最大负荷电流,对K-2点要求KL≥2,对K-3点要求KL≥1.2。保护为一段二时限,第一时限1.1S跳10KV分段开关,第二时限1.5S跳本侧开关。
6.9关于时间级差说明
A.对微机保护,开关站t为0.3S,对区域站为提高可靠性t为0.4S。
B.对电磁继电器保护,选精度较好的时间继电器,t在开关站,区域站t均为0.4S。
6.10为避免CT饱和,可采用保护与测量CT分开,用不同的变比,如保护用300/5A等。
6.11对10KV中性点非直接接地电力网中的单相接地故障
A.在10KV母线上,装设接地监视装置,作用于信号。PT开口三角电压继电器整定值:Udz=15V,为避免铁磁谐振,在开口三角上设一个微机型消谐器。
B.区域站、开关站10KV出线较多,设微机小电流接地信号装置,可迅速判别某出线单相接地故障。
7.自动装置设定
7.110KV架空出线重合闸:动作投入时间1S。
7.2备用电源自动投入
A.区域站10KV分段开关(2DL)自动投入时间
a.t=110KV桥开关备自投时间+0.4S;
b.t=主变高后备动作时间+0.4S;
c.取a与b的最大值。
B.各开关站10KV分段开关备自投时间=2DL备自投时间+0.4S
C.备自投动作电压
工作电源失压动作电压:25V(PT二次侧电压)
备用电源监视动作电压:70V(PT二次侧电压)
8.结束语:
六、结论
在城市电网10kV配电系统中,各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。随着电网规模的发展,为了确保10KV供电系统的正常运行,必须正确地设置继电保护装置并准确整定各项相关定值。
参考文献:
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继电保护灵敏性和可靠性范文篇6
【关键词】稳定性;继电保护;电力系统
1关于继电保护的概念
可靠性指的是一个设备或是元件在一定的时间范围内及其要求的条件下,达到规定功能的一种能力。可靠性工程设计的方向主要是对元件时效数据的处理以及统计,对系统的可靠性的最终评定,经济性以及可靠性多方面的协调,都要进行综合性考虑。在继电保护装置中有具体的表现,这里的可靠性所指的是,在设备的规定范围内,如果发生了其本应该动作的故障,该装置不可以拒动作,同时其他任何的保护在不可以动作的情形下,其也应是不可以进行误动作的。
在继电保护的过程中从对其运行的维护,以及设计、制造等多个方面进行考虑,是可以有效保障继电保护措施得以有效实施的方法。对于继电保护整个系统可靠性,是通过装置设计的合理性以及可靠性来决定的,而在继电保护装置中,其可靠性具有绝对性的作用。
2继电保护装置过程中的基本要求
在电力系统中,继电保护装置运行可靠的基本要求是要具有选择性、速动性、灵敏性以及可靠性。选择性指的是,每当供电系统在正常工作过程中出现故障时,此继电保护系统能够有选择性的将故障部分切除,将离故障部分最近的断路器断开,从而能够保证电力系统中其他没有发生故障的部分能够正常的运行;速动性指的是,若是电力系统发生短路时,继电系统能够以最快的速度切断故障所在电路,将故障的范围和因故障所造成的破坏与损失降低到最小,从而提高电力系统的稳定性;灵敏性指的是,在电力设备或者线路的被保护范围内发生了金属性短路时,继电保护装置应当具有其必要的灵敏系数,各类保护的最小灵敏系数在电力系统运行时应当有着具体的规定,通过继电保护系统实现了选择性与灵敏性的要求;可靠性指的是,配合各个质量与技术性能优良的继电保护装置元器件以及对其正常的维护和管理来保证系统的稳定性。无论是什么样的电力设备,例如线路、母线、变压器等都决不允许在无保护的情况下运行。若是220KV及以上的电网所需要的运行设备都必须有两套交流电输入、直流电输出的相对独立的回路,并且所能够被分别控制不同的断路器的继电保护装置来对其进行保护。当其中任意一套继电保护装置或者是任意一组断路器出现故障的时候。另一套保护装置能够继续对整个电路系统实施继电保护,并且迅速有效的对故障部分实施切除。在这样的要求下,所有的继电保护装置以及断路器所取的直流装置、储能电源都将经由不同的熔断器进行供电,控制回路不装设熔断器。
3关于保障继电保护运行安全性的措施
3.1对继电保护装置进行检测时应该注意的问题
应注意的问题:在检验的最后进行电流回路升流以及整组的试验,完成这两项工作后,不可以再进行改定值以及拔插件还有改变二次回路以及定值区间等工作网。电压回路的升压以及电流的回路的升流试验,应该也放置在所有实验项目的最后来进行。在一定规定内的检查期间,在设备处于预热状态下或是检验结束后,并且投入运行后没有负荷的情况下,不可以进行负荷的采样以及测量负荷的向量工作。
3.2定值区间的问题
可以有多个定制的区间,是微机保护的一大优势,解决了在电网运行方式多变的情况下,定值进行更改的问题,但是值得注意的是定值区间错误会成为继电工作的一大障碍,需要严谨的检验保证定值的区间。相应的措施是,进行定制的修改结束后,继电保护专业人员应与运行人员、调度值班员核对定值通知单位后录入系统,并导出打印一份放置于现场。
3.3常规的检查
常规性的检查对所有的保护都是极其重要的,但是这一项目却常常被忽略。常规性的检查主要从两方面进行:第一检查连接件有没有存在虚焊机械特性的问题以及有没有禁固焊接的点,在保护屏的后面安装的螺丝比较多,尤其是新安装的装置,在运输的过程中螺丝比较容易松动,现场安装时,应该确保一个不漏的进行检查,排除误动的隐患。再将插件拔下来后,逐一的进行检查,其中包括螺丝是否拧紧,芯片是否按紧还有虚焊点的检查。在检查的过程中,应该将端子箱以及保护测控的螺丝紧固,作为一项重点检查工作来进行。
4分析继电保护过程中事故原因
进行完整设备的检查验收工作,并且确保其正确的操作后,有效的降低了继电保护事故的发生率。在继电保护的过程中,及时的对发生状况进行总结分析,才能有效的在第一时间察觉在继电保护的过程中存在的问题,更深层次的知悉事故发生的真正原因,通过这样的方式对装置的运行进行保护和处理,保证设备可以有效的运行。
4.1对有关数据利用的加强
在继电的保护工作中通常存在着工作的隐蔽性以及连续性等问题,也就是说当保护操作结束以后,设备依然有可能继续一段时间的工作,在这一过程中就会对设备产生一定的损害。并且在继电保护装置的运行过程中,还存在着一定的隐蔽性,也就是在平时的操作过程中,会存在不易被察觉的一些潜在性问题,只有发生故障以后这些问题才会被发现。通过对故障录波以及时间还有微机事件的记录和装置的灯光所显示的信号,这一系列的信息的判断,从而排除隐蔽、连续,可能对装置不利的影响。
4.2有效的区分故障的原因
在继电的保护过程,会遇到各种各样的问题,这些故障的种类以及原因很多,大部分时候很难准确的界定,事故发生的原因是人为的原因还是因为设备的原因,因此对于事故原因的判定,是不应该仅凭经验来作为依据的,而应该是根据一定的数据处理原则以及经验进行检测的。在装置中潜在的问题中,值班运行操作人员应该如实的将这些问题同技术人员进行反映,以此保障技术人员能够做出有效的判断,及时的解决问题将影响降到最小。
4.3正确的进行继电保护的处理工作
在进行处理事故之前,应该保证测试设备处于合格期内。使用前进行自检,确认正常后方可使用。在做好相关的一系列的事故处理的准备工作后,还应该配备与事故的类型相适应的检查方法。检查方法通常有:顺序检查以及整组试验和逆序检查等几种方法。
5结语
为确保继电保护能够可靠的运行,要做好日常的操作工作,以及二次设备的验收工作。改变传统的在发生事故时对继电保护的处理方式。不断的提升在继电保护运行中的网络化,智能化和微机化水平,以此使继电保护可以得到正常运行。
参考文献:
继电保护灵敏性和可靠性范文篇7
(云南电网有限责任公司昭通供电局,云南昭通657000)
摘要:10kV配网线路保护的配置、整定不合理,将严重影响供电的可靠性。现分析指出常规保护配置、整定方案存在的问题,并提出优化对策,探讨从整定方面入手提高供电可靠性的技术手段。
关键词:10kV配网线路;保护;配置;整定;可靠性
0引言
配网线路的继电保护是保证配网安全稳定运行和可靠供电的基本前提。经济的发展及用户对供电可靠性的要求日益提高,对配网的继电保护工作提出了更高的要求,相关文献已对配网保护配置、整定进行了规范[1?2]和一些研究[3?6]。本文结合实际配网整定计算工作指出配网保护整定存在的问题,并提出优化措施,希望能为类似问题提供参考,为切实提高配网供电可靠性提供技术保障。
110kV配网线路保护整定计算常见问题
1.1保护配置运行问题
保护配置不规范及整定方案不合理。本文讨论是基于无配网自动化系统的城网,配网线路主要指配网10kV城网线路及10kV馈线供电线路。现在配网线路中保护配置基本无统一标准,保护配置不规范,未对装置配置提出统一要求,如部分设备配置有仅有一段,部分配置两段,部分配置三段,有些主干线路配置多达4级保护;重合闸功能的配置也不统一;城网线路运行方式灵活;部分配网断路器灭弧时间不达标(大于0.1s),导致上下级配合时间受限,不便于各区段故障隔离;整定方案的“四性”[1]取舍不合理。上述情况造成了保护整定方案比较灵活,因此,选择合适的整定方案有利于提高配网供电可靠性。
1.2保护整定问题
在10kV配电线路网架中,通常存在T接配电变压器以及直供用户专用变压器,多级配置保护,在这种条件下,常规的保护整定计算方法可能会出现如下问题:
(1)10kV线路发生故障时可能直接跳变电站出线开关。220kV变或110kV主变10kV侧一般配置了两段过流保护,10kV线路保护按3段式配置[1]。220kV或110kV变电站母线故障及出口故障短路电流较大,要求220kV、110kV主变10kV侧配置快速保护,动作值按变电站10kV母线故障有灵敏度整定,1时限跳主变10kV母联(一般为0.3s),2时限按跳主变10kV侧整定,跳低压侧开关时间不大于0.6s[2]。主变的慢速过流段按躲最大负荷电流整定,时限与跳高压侧复压过流时限反配。
220kV或110kV变电站10kV出线的瞬时速断(或限时速断)与主变速断(0.3s)反配,按照0.3s的时限配合级差要求,10kV出线的速断时限被压到0s(最大不超过0.1s),10kV出线Ⅰ段、Ⅱ段级差仅0.1s,如图1所示,因此速断保护没有必要使用Ⅰ段,用Ⅱ段即可,取消Ⅰ段后的配合如图2所示。其次,若要使用Ⅰ段,为保证选择性,按躲线末故障整定,存在Ⅰ段无保护区的问题,并且配网线路长度台账很复杂,计算数据准确性不高;若按灵敏度整定Ⅰ段,存在与下级保护无选择性(同为0s),造成直接下级故障越级跳变电站侧开关的问题。
(2)长线路主干线T节点较少,瞬时段按躲线末故障或灵敏度整定,常导致整定电流较小,无法躲过励磁涌流,送电时,变电站端10kV开关及支线开关同时跳闸(支线时限与主干线反配时限一般整定为0s)。
(3)带专用用户电动机负荷的保护存在两种情况:1)线路慢速过流段保护按躲最大负荷整定,难以躲过电动机启动电流;2)变电站端开关动作跳闸后电动机低压保护动作。一般专用负荷线路,长度较短,灵敏度普遍满足规程,此处不作讨论。
(4)对于负荷电流与线路末端短路电流数值接近的供电线路,过电流保护的电流定值按躲负荷电流整定,存在灵敏系数不够的问题。
(5)CT饱和。随着电网系统的发展,部分配置的CT抗短路能力不足,特别是短线路,存在用户选择变比不合理导致CT饱和,本级保护拒动,越级跳变电站侧开关的现象。
(6)灵敏度不满足远后备要求。变电站侧主变低压过流保护定值对10kV出线远后备灵敏度不满足规程要求的情况下(要求灵敏度≥1.2),存在低压出线短路故障开关拒动时,主变低压过流保护因灵敏度不够也拒动,无法及时切除故障而可能造成设备受损。
2优化10kV配网线路保护整定方案
(1)规范保护配置。要求配置结构合理、性能满足运行要求的继电保护装置;装置应带过流三段式配置,并带有重合闸及加速基本功能;相对固定运行方式;为保障保护选择性,主干线路保护配置两级为宜,合理配置分段断路器或负荷开关以在强送时隔离区段;为便于上下级保护配合时间留有空间,要求配网断路器分断时间必须控制在0.1s以内。
(2)为满足变电站110kV、220kV主变10kV保护配合要求,简化整定计算,保证保护的选择性及灵敏性,10kV配网保护按两段式进行整定,具体原则如下:
瞬时速断退出。
限时速断:
时限整定:与上级主变10kV过流或上级10kV线路过流保护反配,并考虑与下级线路过流保护配合。
(3)长线路主干线T节点较少,瞬时速断按躲线末故障或灵敏度整定,都存在整定电流较小,无法躲过励磁涌流的问题,冲击时变电站端开关及支线开关同时跳闸的问题。两种方法处理:1)按躲励磁涌流整定,并满足与上级反配要求;2)主干线速断按保灵敏度整定,并满足与上级反配、与下级配合的要求,躲不过涌流时带一延时,时限一般取0.1~0.15s。
(4)专用用户电动机负荷整定改进两种办法:1)线路慢速过流段保护按躲最大负荷电流整定,经复合电压闭锁;如无复合电压闭锁功能,则按躲电动机自启动电流整定(一般2~3Ie),并满足与上级主变过流反配要求;2)电动机低压保护按与线路灵敏度配合时限配合。
(5)对于负荷电流与线路末端短路电流数值接近的供电线路,过电流保护的电流定值按躲负荷电流整定:1)在灵敏系数不够的地方不宜配置保护,应装设断路器或有效的熔断器;2)经复合电压闭锁。
(6)防止CT饱和。为防止电网发生短路电流变大后CT饱和的情况,主要应规范设备选型;其次,将用户保护定值纳入专门管理,应根据短路电流合理选择变比。
(7)变电站侧主变低压过流保护定值对10kV出线远后备灵敏度不满足规程要求的情况下(≥1.2),存在低压出线短路故障开关拒动时,主变低压过流保护因灵敏度不够也拒动,无法及时切除故障而可能造成设备损坏的,应在10kV线路上合理设置分段开关,主要考虑配置电压—时间型分段器、电压—电流型分段开关。
3结语
10kV配网线路保护的整定,虽有相关规范进行参考,但在实际工作中,因整定方案灵活,对一些问题的不合理解决将影响正常供电和用电安全。本文指出了10kV配网线路保护整定过程中存在的典型问题,提出了优化措施,这对提高10kV配网的安全运行水平具有重要参考意义。
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继电保护灵敏性和可靠性范文1篇8
[关键词]输电线路继电保护保护方法
中图分类号:TM773文献标识码:B文章编号:1009-914X(2016)25-0379-01
电力能源在生产、工作和日常生活中重要能源之一,输电线路容易受复杂因素的干扰和破坏,进而出现故障,影响供电安全和质量,所以,提高继电保护水平就变得尤为迫切。因此,我们必须要先了解继电保护的工作原理,然后立足实际,积极寻求科学、有效的解决措施,以确保输电线路能够安全、稳定、高效地运行。
1.输电线路故障原因分析
1.1雷击跳闸故障
输电线路覆盖区域广阔、运行情况复杂、数量众多,而且一般地处旷野,在这些空旷的区域,输电塔和输电线一般是最高的建筑,极有可能遭受雷击。在雷雨季节,无论是架空线上受到雷电感应或是雷电直接击中避雷线、输电线路都将在输电线路上产生雷击过电压。若线路的绝缘水平太低或防雷保护措施不力,就会发生各种形式的雷击跳闸故障。雷击事故虽然与雷击线路原因有较大关系,但设备的缺陷、线路的布置也极有可能加剧雷击事故的危害。导致输电线路雷击跳闸故障的具体原因有以下几点:①线路位于雷击活动强烈区。雷电是雷击事故的最直接原因,如果线路处于雷击活动强烈区,可能会使输电线路遭受雷电的重复打击。②线路绝缘水平低。线路绝缘是雷击时的第一层保障,绝缘水平不够将直接增加线路受雷电打击时发生故障的概率。③线路布置不合理。避雷线布置不当,保护角偏大时,会发生避雷线失效,让雷直接击到导线上。此外,当输电线路互相交叉或跨越电压较低线路时,如果不能保证上下两根导线的垂直距离也可能由于两根线路的电势差而发生交叉点闪络现象。
1.2外力破坏跳闸故障
近年来,随着电网的不断发展,输电线路所经区域扩大,安全运行也面临着更多的问题。除了前面提到的雷击等自然原因外,外力破坏也严重威胁着输电线路的安全运行。输电线路外力破坏主要来源有以下几种:①违章施工作业。施工企业的管理还不健全,为了追求快速完成工程,施工企业对输电线路的保护不会也不可能面面俱到,导致挖断电缆、撞断杆塔的事故时有发生,不仅对电力部门造成了损失,也埋下了施工安全隐患。②违章建筑、超高树木。违章建筑和树障威胁着电力线路的安全运行。一些单位和个人违反国家法律法规,擅自在电力设施保护区内违章建房,违章种树。当输电线和房屋、树木之间的距离达不到安全距离要求时,输电线路就会放电造成跳闸故障,给电力系统可靠性带来了很大的不确定因素,并对周围的建筑、设备或人员构成危害。
1.3人为造成的故障
目前电力系统的自动化水平不断地提高而且已经达到了一定的水平,但是为了保证电力系统的稳定性,仍然存在部分工作人员手动操作控制电网部分线路的权限。因此很容易受到人为因素的影响,可能会发生因为误判而导致错误的操作,从而给电力系统的建设带来很大的危害。
2.继电保护的基本要求
①可靠性可靠性是继电保护的最根本的要求,可靠性即是在供电系统需要进行保护的时候可靠地保证运行,与之相同的是在系统不需要保护时可靠地不进行运行。②灵敏性灵敏性就是当设备或是输电线路在被保护的范围内发生短路时,保护设备的灵敏性就需要发挥作用,各类继电系统对继电保护的最小灵敏度都有具体的规定。③选择性选择性就是当线路出现故障的时候,首先有线路故障设备或是输电线路自身的设备进行故障切除。当自己无法解决该故障的时候,才动用其他设备进行援助,从而达到对故障的切除。④速动性速动性就是要求在解决问题时动作要迅速,这里所说的动作迅速是指保护装置应当及时切除输电线路短路造成的故障,从而减少对设备的损坏程度,降低电力设备的开销,减少短路造成的影响范围。
3.输电线路继电保护的发展趋势
3.1继电保护系统集成网络化
常规的输电线路保护装置大部分只是反映本保护安装侧的电气量,相邻线路的气体保护侧只能靠触点作为开关量接入保护系统,运用这种方式的信息采集量非常有限,于此同时也需要很大的控制信号线缆,这样不仅不能实现数据信息的实时共享,同时还大量增加成本,对于调试和后期的检修维护也很不方便。利用光纤网络,可以很好地实现网络信息的实时传输和共享,性价比也变得比较高。利用光纤网络可以实现对继电保护系统的分布集控室保护,这样比常规的集中式保护具有更好的可靠性和调控的准确性。除此之外,继电保护系统的集成保护化系统,可以在很大程度上节省控制信号电缆的使用。
3.2继电保护系统数字信息化
微机保护在当前的输电线路继电保护中处于核心位置,但是在目前的工程中使用的危机装置仍然还存在有许多问题,特别是集成电路芯片大多都是通用型的常规的芯片装置,这样就需要结合我国的目前的输电线路的具体情况,研究开发继电保护装置的专用芯片。由于输电线路对继电保护装置的实时性和安全性等方面有苛刻的技术要求,研究开发用于输电线路继电保护专用的芯片,在近期内将成为智能电网进一步发展的一项不可缺少的技术基础。除此之外,继电保护系统信息化是电力系统发展的一个趋势,因此如何更好的完善继电保护系统的相关技术要求和合理优化继电保护系统的实时性、安全性和可靠性,及如何更好的获得经济效益和社会效益的统一,还需要进一步的加深探讨。
3.3继电保护系统自适应保护技术自适应继电保护系统系统技术能在很大程度上提高输电线路的安全可靠性,其主要的思路是通过合理的决策和逻辑判断,来对输电线路中的负荷波动、瞬时故障等各种运行的情况,来进行进一步的改善,以此来提高电线继电保护系统的综合性能。在机电保护系统中运用自适应保护技术,可以使继电保护的装置的得到进一步的优化,以合理的调控决策自动改变从而适应系统的运行工况。自适应基点保护技术,通过合理改善保护装置的性能指标,体现了继电保护装置的网络化和智能化等特性。
4.结语
总之,随着输电线路系统规模的日渐扩大,必须要加快对继电保护的研究,不断改造和升级相应的装置,进而为输电线路的稳定、可靠运行提供重要保障,实现安全用电、放心用电。
参考文献:
继电保护灵敏性和可靠性范文篇9
关键词:配电线路;继电保护;问题;策略;探讨
中图分类号:TM7文献标识码:A
随着经济全球化进程的不断加快,国内产业结构和资源配置也在不断的优化,尤其是电力的需求量日益增加。据调查显示,目前我国年均电能消耗已经增长了50%,如果配电线路中的继电装置出现了问题,那么将可能造成非常严重的后果。因此加强对配电线路中的继电保护问题的研究,具有重大的现实意义,以下将对具体问题进行分析:
一、配电线路继电保护、原理及作用
1配电线路继电保护
继电保护(英文:relayprotection),主要是指对电力系统中所出现的故障或者异常情况进行检测,并发出报警信号,或者直接将故障部分进行隔离、切除的一种重要措施。配电线路是电力供应系统中的重要组成部分,其中继电保护又是维护电力运输系统安全性的重要装置,当电力运输系统发生故障导致其难以正常的运行时,继电保护装置将会及时的、自动向工作人员发出预定的报警信号或自动切断电闸等装置,以保护电力运输系统的有效运行,尤其是要保证其安全性与稳定性,以免发生电力事故。配电线路继电保护是电力系统安全运行的重要保障。从实践来看,这种保障主要表现在它具有高度的自动化安全设施方面:在电力系统出现故障时,在一定程度上维护了电力系统的稳定性与安全安全运行,又可减少电力企业的经济损失、保障人身安全。配电线路中的继电保护装置使用,表现出了一定的人性化特点,它是机器人技术的一种表现形式。当电力系统发生故障时,诸多自然空间和地理因素的存在,使工作人员难以在第一时间赶到事故现场进行处理,此时继电保护设备会根据事故的实际情况,采取自动化的的控制措施,来维护电力系统的正常运行。
2配电线路继电保护基本原理
当电力系统中的发电机线路电力元件,或者电力系统自身发生了一些故障危及到电力系统的正常和安全运行时,可以向值班人员及时的发出一些警告信号,或者直接向其所控制的断路器发出跳闸命令,以终止运行事件发展的一种自动化措施和设备,这就是所谓的继电保护装置。从以上阐释可知,继电保护主要是利用电力系统中的一些元件阻止发生短路或者异常情况时的一种电气量,其中包括电压、电流、功率和频率的变化;此外继电保护中还有其他的物理保护动作原理,比如变压器油箱发生故障时,会伴随着大量的瓦斯产生,油的流速也会随着增大或者油压强度随着增高,进而构成了瓦斯保护动作的原理。一般而言,无论反应出哪一种物理量,继电保护装置都会包括测量部分、定值调整部分、执行部分以及逻辑部分。
3继电保护对电力系统的作用
从实践来看,当被保护的电力系统元件出现故障时,一般是由该元件继电保护装置及时准确地将跳闸命令发给脱离故障元件最近的断路器,这样就可以将发生故障的元件第一时间与电力系统断开,从而可以最大限度的减少故障对整个电力系统器件自身的损坏;通过这一方式,也可以有效的降低故障对电力系统自身的安全供电性产生的影响,满足整个电力系统的要求。继电保护装置可及时准确的反映出电气设备异常工作的实际情况,并根据这些不正常工作的情况及相关设备的运行维护条件,发出不同的警示信号,以提醒值班人员对故障位置进行及时的处理,或者由保护装置自动进行调整,将继续运行可能会引起安全事故的电气设备切除。对于那些反应不正常或者存在一定缺陷的继电保护装置,可以允许其带有一定的延时动作。
二、对继电保护装置的要求
从实践来看,配电线路对继电保护装置提出了一定的要求,即可靠性、灵敏性、选择性以及速动性四个方面,这四个方面彼此之间也是紧密联系在一起的,既互相矛盾,又相互统一。具体分析如下:
1可靠性
继电保护装置的可靠性主要是指保护装置设计原理、安装调试以及整定计算等方面,一定要正确无误。同时还要求组成继电保护装置的各各个元件质量安全可靠,运行过程中的维护也一定要得当,整个系统应当尽量的简化有效,从而提高继电保护的可靠性,这是对继电保护装置本身性能的基本要求。
2选择性
继电保护装置的选择性,主要是指由线路故障设备或者线路自身的保护切除过程中出现了故障。一般而言,只有出现故障的设备或者线路自身的保护、断路器拒动时,才会允许由相邻的线路保护、设备保护或者断路器失灵保护等来切除故障。
3灵敏性
继电保护装置的灵敏性,主要是指在保护设备线路被保护的范围之内发生金属性短路时,保护装置应具有必要的灵敏系数,各类保护的最小灵敏系数在规程中有具体规定。选择性和灵敏性的要求,通过继电保护的整定实现。
4速动性
继电保护装置的速动性,主要是指继电保护装置应当尽快的切除发生短路故障的元件,其目的在于提高系统的稳定性;同时,还要减轻发生故障设备及相关线路损坏程度,最大限度的缩小故障的影响范围,从而有效的提高自动重合闸与备用电源、备用设备的自动投入效果。
三、加强配电线路继电保护的有效策略
基于以上对目前我国配电线路分析,笔者认为,要加强配电线路继电保护,可以从以下几个方面着手:
加强继电保护思想重视,避免受外力的影响
只有从根本上强化对继电保护的重视程度,才能真正确保配电线路的安全、稳定运行,避免思想上的麻痹大意。因此,对于配电线路管理人员来说,应当加强对配电线路机电保护装置的重视,通过不断的提高自身综合素质和专业技能,将具体工作落实到实处,不断提高自身责任感与事业感,树立强烈的安全意识,以保证电力系统的稳定和安全运行。实践中,为避免外力对配电线路造成任何的影响,可针对实践中存在的一些问题,采取有效的应对措施。
第一,为避免或者减少因车辆撞架线杆,可在道路旁的塔杆上喷涂一些比较醒目的反光漆,在电线上设置一些反光标志,以引起驾驶员的注意;对于已经遭到碰撞的塔杆,可设置防撞击混凝土墩,同时也在其上面涂上反光漆,如下图所示。
第二,可通过发放传单和宣传画,在墙上书写宣传标语的形式,宣传安全用电和继电设备保护的重要措施,通过加大对破坏、盗窃者的执法力度,来保证配电线路的完整性和运行安全性。
第三,要建立配电线路塔杆和埋地电缆标志牌或者警示牌,及时整顿、清理线路防护区内已经危及到线路安全的一些树木和建筑。
2提高继电保护的可靠性措施
提高配电线路继电保护的可靠性,主要是指在继电保护装置所规定的范围之内,如果发生了动作故障,则其不会拒绝动作;在任何其它的该保护而不该动作的情况下,也不能出现错误的动作。提高配电线路继电保护的可靠性基本措施表现在以下几个方面:第一,加强对继电保护的可靠性管理,进一步提高继电保护的可靠性管理水平;第二,要重视继电保护技术的进步和创新,根据实际供电的可靠性要求,不断的提高继电保护设备和装备的可靠性;第三,采取有效的保护措施,增强安全事故的处理能力与处理效率;第四,加强对实际用电客户的安全管理,并减少因用电原因而造成的各种系统故障及问题;第五,加强舆论宣传,提高全社会对配电线路继电保护装置的保护意识,从而可以有效的减少因外力的破坏而造成的停电及各种安全事故。
结语
总而言之,各行各业对电力的需求也日渐增多,配电线路的供电对国民经济的发展和人民的正常生产生活起到了重要的保障作用。本文将对配电线路继电保护的意义及实践中发现的一些问题进行分析,并在此基础上提出一些有效的应对策略,以供参考。
参考文献
[1]吴凡新.继电保护配电线路问题分析[J].科学与财富,2011(12).
继电保护灵敏性和可靠性范文篇10
【关键词】继电保护;电力系统;计算机控制技术
电力是非常重要的社会能源,对于提高人们的生活水平和国民经济的发展有着不可忽视的关系。电力系统主要由输送、使用、生产、分配几个主要环节构成。在现代社会中电力的重要性是不言而喻的,所以我们有必要做好电力的维护工作。而电力系统是否能够正常工作,其关键就是继电保护,在电力的维护过程中其有着非常重要的作用。继电保护技术作为电力系统的主要保护手段,对于提高电力系统的安全可靠性有着至关重要的作用。所以,对继电保护技术的发展现状以及未来的发展趋势进行深入的研究具有非常重要的现实意义。本文以此为目的,简要分析并探讨了继电保护技术的发展现状和未来的发展趋势。
1继电保护技术的发展现状
为了更好的对现代继电保护系统进行论述和分析,我们需要了解其发展历程。二十世纪六十年代,我国开始逐步应用电力系统的继电保护装置,晶体管继电保护在当时得到了广泛的应用和推广。随后晶体管保护器被基于集成运算放大器的集成电路保护装置逐步取代。自九十年代开始,开始大力推广并主要应用微机继电保护。我们从电力继电保护技术发展的历程不难看出网络监控和电子化正是现代继电保护技术的发展和应用方向。目前,网络监控技术的推广和应用已经取得了非常显著的效果。
继电保护技术从目前的情况来看,主要有两个方面特征:一方面指不断发展的微机继电;另一方面则是指迅速发展的继电保护技术,主要内容如下:
1.1不断发展的微机继电
电力系统中的继电保护技术,随着快速发展的科学技术也得到了快速的发展。成熟的微机继电保护技术是继电保护领域中最为重要的进步。经过国内外学者长期的实践和研究,使继电保护的重要作用得到了证实,在电网中微机保护拥有巨大的优势。微机继电随着快速发展的继电保护技术,取得了新的成就。微机保护具有强大的逻辑处理能力,自我测试功能,数值记忆能力与计算能力,其选择性高、可靠性高、灵敏度高,与传统的晶体管和电磁继电器相比具有明显优势,其是继电保护的重要发展方向。此外,微机保护是采用微型计算机构建的继电保护,其对计算机技术进行了充分的利用,使电力的自动化得以实现,使微机继电的数字更准确,性能更优秀。
1.2起步较晚发展快速
危及电网运行安全的异常工况和电力系统故障,是电力系统中继电保护技术的主要研究内容,国内对于该项研究的起步相对较晚,开始与上个世纪七十年代后期,但是发展却极为迅速。在我国继电保护技术的发展进程中,利用微型计算机构成了微机继电保护,1984年我国首个微机保护以保护电脑样机的形式试运行后,经过鉴定后大规模生产。当前,已经形成了线路保护产品,并得到了广泛的应用。通过多年的实际操作,微机保护依靠其良好的原则性和先进的技术,已经超越了进口保护,目前国内的继电保护设备具有非常明显的优势。
2电力系统中继电保护技术的基本要求与任务
2.1继电保护装置的基本任务
一种对电力系统中的非正常运行状态或故障元件进行反应,并发出信号或短路跳闸的自动装置,就是我们所说的继电保护装置。其基本任务是:迅速、自动、有选择的将发生故障的系统元件切除,确保正常部分的稳定运行。如果被保护元件出现异常状况,其应该能够及时的进行反应,并发出警报或信号,通知相关工作人员及时进行处理。
2.2电力系统继电保护装置的基本要求
速动性、灵敏性、选择性以及可靠性等基本要求,继电保护装置必须要满足。在使用过程中,要根据使用条件的不同,分别对这些基本要求进行综合性考虑。
2.2.1速动性
如果系统中的某元件发生故障,那么继电保护装置应该能够较快的从系统中将故障元件切除,这就是所谓的速动性。缩短排除故障的时间,可以降低低压的工作时间,对电气设备短路电流所造成的损坏可以大程度减轻,电力系统的运行稳定性可以得到有效提高,并能够为电动机的自启动提供有利条件。
2.2.2灵敏性
所谓的灵敏性,就是对保护范围内所发生的异常运行状态或者故障,继电保护装置的反应能力,一般用灵敏系数对保护装置的灵敏性进行衡量。
2.2.3选择性
所谓的选择性是指,当系统中有某个元件发生故障,选择与故障位置最靠近的保护装置动作,将电力系统中的故障元件切除,尽量缩小停电的范围,最大限度的保证正常部分的安全稳定运行。
2.2.4可靠性
在保护范围外发生故障或者是系统正常运行过程中,保护装置不应该误动作,而在保护范围内如果发生故障问题,继电保护装置则不应该拒动,这就是我们所说的继电保护装置的可靠性。继电保护装置的衡量指标就是这些基本要求,其也是对继电保护装置的各种构成原理进行评价的主要依据,更是进行继电保护性能分析和研究的基础。
3继电保护技术的未来发展趋势
作为确保电力系统安全可靠运行的一个重要组成部分的继电保护,其未来的主要发展趋势主要有四个大方向,分别是网络化、智能化、计算机化以及一体化。
3.1网络化
网络保护是继电保护中的一项关键技术,所以,目前继电保护技术的一个发展趋势就是网络化。在继电保护技术的发展进程中,通过网络技术实现各种继电保护功能,能够实现继电保护数据和信息的共享。目前有一种新型的继电保护就是电力系统的网络型继电保护,网络化继电保护技术,是微机保护的必然发展趋势,也是有效提高继电保护性能的一条途径。分站保护系统在继电保护系统中的网络保护的整个系统中是最为关键的一个环节。主要有两种分站保护模式,分别是:对现有的微机保护进行利用以及为了进一步保证系统的安全,组建新系统,完全由分站系统来实现和管理各种保护功能。
3.2智能化
随着不断普及的计算机电力保护系统,继电保护的智能化水平也得到了快速的发展,继电保护的研究方向也进一步向更高的层次发展。在现代化的电力管理当中,如遗传算法、神经网络、进化规划等人工智能技术的应用,为智能化的继电保护技术的发展提供了广阔的空间。在通信技术、计算机技术等各类技术以及电力系统的快速发展和进步影响下,在继电保护领域中人工智能技术必然会得到极为广泛的应用,并且对于一些以往难以解决的疑难问题也必将能够更好的解决。
3.3计算机化
继电保护系统的计算机化,继电保护技术的发展过程中是不可逆转的一种系统。快速发展的电力系统对继电保护系统提出了更多的要求,这就促使继电保护技术要具备长期存放大量故障数据和信息的空间,强大的通信能力,快速处理数据的能力,高级语言的编程能力,要能够与其他控制装置、保护装置、调度装置联网做到共享全系统的网络资源、数据和信息的能力等。微机保护对计算机技术中完备的存储记忆能力和高速运算能力进行了充分的利用,对于构建灵活性和可靠性的通用软硬件平台,快速发展的通信技术和计算机技术提供了极为有利的条件。
3.4一体化
随着用户用电需求的多样化以及用电环境的复杂化,对继电保护的要求越来越多,越来越高。在实现继电保护网络化和计算机化的基础上,实际上保护装置就是一台高性能、多功能的计算机,也是电力系统整个计算机网络的智能终端,通过对计算机网络技术的资源共享和网络集成进行合理的利用,从整体上保护电力系统不受损害。每一个微机保护装置在完成继电保护功能的同时,还能够在计算机系统中录入在变电过程中所传输的信息数据,实现控制、数据通信、保护以及测量的一体化。与传统的继电保护相比,一体化的继电保护技术具有显著的优势,对各专业传统二次系统的划分和设定被彻底打破。随着不断发展的科技技术,我们有理由相信,保护装置将会更加成熟,也将会不断研制出新型的继电保护装置,必然会为电力系统的安全可靠运行带来更加美好的发展前景。
4继电保护技术的更新对养护和维修所提出的要求
随着现代科技的高速发展,电力系统中的继电保护技术也随之得到了快速的发展和应用。随着相关技术的不断提高,对电力系统的养护和维修也提出了更高的要求。网络技术、计算机技术以及智能化技术等的应用,都需要相关养护和维修部门不断加强学习新技术,努力提高自身的技术水平,并积极的累积相关经验。相关人员要针对现代保护技术的主要发展方向以及其与传统技术的差异进行相关学习和培训,相关人员要做到紧跟现代技术的发展步伐,对继电保护装置科学合理的开展养护和维修工作。
此外,随着继电保护技术的高速发展,对继电保护技术的推广和应用存在重要影响的一个因素就是,电力企业该如何加强经验的积累,如何进行选择设备以及如何提高解决相关问题的能力。在选择继电保护设备时,电力企业应根据实际情况进行科学合理地分析,并针对所选择设备的应用技术和类型等相关参数进行学习,以此为基础,为排除继电保护故障、以及更好的应用继电保护装置奠定基础。
5总结
在电力系统中,电力系统的继电保护装置是不可或缺的一个重要组成部分,其是确保输变电设备安全的保障。随着科学技术和继电保护技术的高速发展,电力系统中的继电保护技术以及设备也在很大程度上发生了变化。电力企业应该努力快速提高自身的技术水平,以满足当前和未来继电保护与技术的应用需求。为了进一步降低发生故障时所造成的经济损失,提高电力系统的可靠安全运行,我们要跟紧继电保护技术的发展步伐。合理利用现有的继电保护技术,并继续完善继电保护的网络化、自动化、智能化以及计算机化技术,为我国电力系统整体水平的提高提供基础,实现我国电力系统的网络化、自动化、智能化等发展目标。
参考文献:
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继电保护灵敏性和可靠性范文
关键词继电保护;整定计算;危险点;分析
Abstract:Thispaperstartsfromthecharacteristicsofthesettingcalculationofrelayprotectionsettingcalculation,analysisoftherequirementsoftherelayprotectionsettingcalculation,expoundsthetaskofrelayprotection,putsforwardfoursettingcalculationofrelayprotectionofdangerouspoints,thesettingcalculationofworkerstobeabletograspthekeyanddifficultinthework,improveworkefficiency.
Keywordsrelayprotection;settingcalculation;riskanalysis;
中图分类号:TU994
继电保护装置与安全自动装置属于二次系统,是电力系统的重要组成部分,它对电力系统安全稳定地运行起着极为重要的作用。继电保护整定计算是继电保护工作中的一项重要工作,整定计算的主要目的是对电力系统中已经配置安装好各种继电保护,按照具体电力系统的参数和运行要求,通过计算分析给出所需的各项定值,使全系统中各种继电保护有机协调地部署,从而在电力系统发生故障或处于异常运行状态时能够迅速、正确地做出反映,保证了电力系统的安全稳定运行。
1继电保护整定计算的特点
继电保护整定计算工作是继电保护系统的重要组成部分。它要求从事该工作的人员既要有强烈的责任心,又要有扎实的电力系统基础知识和继电保护系统理论知识。
电力系统的飞速发展给继电保护系统提出了越来越高的要求,整定计算工作也应适应继电保护的发展需要,研究新方法,解决新问题。
2对继电保护整定计算的要求
由于继电保护整定计算工作不能独立于继电保护工作,所以整定计算工作也必须满足“四性”的要求。即“可靠性”“选择性”“快速性”和“灵敏性”。这“四性”既相辅相成、相互统一,又相互制约、互相矛盾。继电保护整定计算在完成“四性”的要求时,必须统筹考虑,不能片面强调一项而忽视另一项,以致“顾此失彼”。
3继电保护整定计算的任务
3.1确定保护方案
继电保护整定计算的基本任务,就是要对各种继电保护给出整定值,而对电力系统中的全部继电保护来说,则需编制出一个整定方案,整定方案要以整体保护效果的优劣来衡量,并不着眼于某一套继电保护的保护效果。一个整定方案由于整定配合的方法不同,会有不同的保护效果。
继电保护整定计算既有自身的整定技巧问题,又有继电保护的配置与选型问题,还有电力系统的结构和运行问题。因此,整定计算要综合、辩证、统一的运用。
3.2确定各保护功能之间的配合关系。保护方案确定以后,我们还必须确定各保护功能之间的配合关系。其中包含了两个方面的意义:
3.2.1装置内部各功能单位之间的配合关系。在由几个电气量组成的一套保护装置内部,各元件的作用不同,其灵敏度和选择性要求也不相同。对于主要元件的要求是既要保证选择性又要保证灵敏性,而作为辅助元件则只要求有足够的灵敏性,并不要求有选择性。在整定配合上,要求辅助元件的灵敏度要高于主要元件的灵敏度。
3.2.2装置之间的协调配合关系。通过短路电流计算,将某一保护装置与相邻的保护装置在灵敏度与动作时间两方面相配合,从而保证选择性。即当电力系统发生故障时,故障线路的保护必须比上一级相邻线路更灵敏,动作更快,两者缺一不可。
3.3保护方案的准确表述
编制继电保护整定计算方案及出保护定值并不是整定计算工作的最终目的,整定计算工作的最终目的,在于通过保护定值使得继电保护装置在系统故障或异常状态下能按预定的行为进行动作,从而保证电网的稳定运行、将被保护设备的损害降至最低以及缩小停电范围。因此,在确定好了保护方案及各保护功能的配合关系后,如何将保护方案准确的表述也是整定计算工作者的一项十分重要的工作。这其中包括编制整定计算方案和给出继电保护定值以及编制运行规定。
继电保护整定计算工作,体现了电网二次系统与一次系统的内在关联关系,体现了保护装置与保护装置之间的内在关联关系。
4整定计算的危险点分析及防范措施
继电保护整定计算工作中有以下几个危险点:
4.1系统建模
在青海电网普遍应用的Relaycac整定计算程序,是一个通用性和实用性非常强的软件平台,对于日常的整定计算工作不需要我们去重新开发软件和构建网络拓扑连接,只需要我们把每一项基础数据输入准确,严格按《3~110kV电网继电保护装置运行整定规程》上的要求进行电气设备的实测,并正确的将数据输入到Relaycac数据库中,就能够做到建立一个完整的符合电网实际的数据模型。
电网基础数据管理这一环节是继电保护整定计算工作的危险点。对于这一危险点,加强了继电保护整定计算全过程管理,从任务来源、参数录入、整定计算任务的确定及定值下发等方面,建立和完善了继电保护整定计算闭环管理机制,使流程更精细化,标准化,防止漏算、误算,规范行为,参数管理细致、合理,有专人管理。采取数据录入“三级审核制”,专人管理填写数据录入单,经审核、批准后再将数据依据录入单输入程序数据库。
4.2故障计算
短路电流计算是整定计算工作中非常重要的基础性工作,它的正确与否决定着整定计算的正确与否。而短路电流计算的正确与否,又取决于合理地选择运行方式和变压器的接地方式。
合理地选择运行方式是改善保护效果,充分发挥保护系统功能的关键之一。但选择运行方式应与运行方式部门进行充分沟通,考虑各方面的因素才能决定。
4.3整定系数的选择。
继电保护的整定值一般通过计算公式计算所得出,为使整定值符合电力系统正常运行及故障状态下的规律,达到正确整定的目的,在计算公式中需要引入各种整定系数。整定系数应根据保护装置的构成原理、检测精度、动作速度、整定条件以及电力系统运行特性等因素来选择。
4.3.1可靠系数。由于计算、测量、调试及继电器等各项误差的影响,使保护的整定值偏离预定数值可能引起误动作,为此,整定计算公式中需要引入可靠系数。可靠系数的取值与各种因素有关,计算人员根据实际情况选择合适的可靠系数。
4.3.2配合系数。包括了零序网络的分支系数和正序网络的助增系数。分支系数(或助增系数)的正确选取,直接影响零序保护(或距离保护)定值和保护范围的大小,也影响保护各段的相互配合及灵敏度。分支系数(或助增系数)的计算与故障计算无关,而与电工基础有关,即电路的串、并联关系决定了电流的分布,决定了分支系数(或助增系数)的大小。分支系数计算选用的短路点,一般应选择不利的运行方式下在相邻线路保护配合段保护范围的末端。
4.3.3灵敏系数。在继电保护的保护范围内发生故障,保护装置反应的灵敏程度称为灵敏度。灵敏度用灵敏系数表示。灵敏系数指在被保护对象的某一点发生故障时,故障量与整定值之比(反映故障量增大动作的保护,如过电流保护),或整定值与故障量之比(反映故障量减小动作的保护,如低电压保护)。灵敏系数在保证安全的前提下,一般希望越大越好,但在保证可靠动作的基础上规定了下限值作为衡量的标准。
选择计算灵敏系数的运行方式至关重要,选择的恰当与否直接影响对保护效果的评价,一般应以选择常见的不利运行方式为原则。
4.3.4微机保护小量的选择。不同的保护厂家生产出各式各样的微机保护。对于整定计算人员必须认真研究说明书或依靠保护装置的研发人员,熟悉自己电网所装设的保护装置原理,从而给出合理的定值。
5结语
通过对继电保护整定计算的危险点分析,可以使继电保护整定计算人员在实际工作中抓住关键点和重点,减少计算的盲目性,提高工作效率。
作者简介:
继电保护灵敏性和可靠性范文篇12
关键词:变电站;继电保护:电力系统;技术措施
中图分类号:TM774文献标识码:A文章编号:
在变电站电力系统中,各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响,电气故障的发生是不可避免的。由于电力系统的特殊性,上述五个环节应是环环相扣、时时平衡、缺一不可,又几乎是在同一时间内完成的。在电力系统中的任何一处发生事故,都有可能对电力系统的运行产生重大影响。
1概述
1.1种类
电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换,电压升高为升压变压器(变电站为升压站),电压降低为降压变压器(变电站为降压站)。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈(绕组)的双圈变压器,一种电压变为两种电压的选用三个线圈(绕组)的三圈变压器。
变电站除升压与降压之分外,还以规模大小分为枢纽站,区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个(三圈变压器),550kV/220kV/110kV。区域站一般也有三个电压等级(三圈变压器),220kV/110kV/35kV或110kV/35kV/10kV。终端站一般直接接到用户,大多数为两个电压等级(两圈变压器)110kV/10kV或35kV/10kV。用户本身的变电站一般只有两个电压等级(双圈变压器)110kV/10kV、35kV/0.4kV、lOkV/O.4kV,其中以10kV/0.4kV为最多。
1.2继电保护装置要求
对继电保护装置的基本要求有四点:即选择性、灵敏性、速动性和可靠性
1.2.1选择性
系统发生故障时,要求保护装置只将故障的设备切除,保证无故障的设备继续运行,从而尽量缩小停电范围,达到有选择地动作的目的。
1.2.2灵敏性
保护装置对在它保护范围内发生的故障和不正常工作状态应能准确地反应。也就是说保护装置不但在最大运行方式下三相金属性短路时能够灵敏地动作,而且在最小运行方式和经过较大过渡电阻的两相短路时,也能有足够的灵敏度和可靠的动作。
1.2.3速动性
速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障。缩短切除故障的时间,就可以减轻短路电流对电气设备的损坏程度,加快系统电压的恢复,从而为电气设备的自启动创造了有利条件,同时还提高了发电机并列运行的稳定性。
1.2.4可靠性
保护装置应能正确的动作,并随时处于准备状态。如不能满足可靠性的要求,保护装置反而成为了扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性,则要求保护装置的设计原理、整定计算、安装调试要正确无误:同时要求组成保护装置的各元件的质量要可靠、运行维护要得当、系统应尽可能的简化有效,以提高保护的可靠性。
2继电保护原理与内容
2.1变电站继电保护的基本工作原理
变电站继电保护是根据变电站运行过程中发生故障时出现的电流增加、电压升高或降低、频率降低、出现瓦斯、温度升高等现象超过继电保护的整定值(给定值)或超限值后,在整定时间内,有选择的发出跳闸命令或报警信号。
根据电流值来进行选择性跳闸的为反时限,电流值越大,跳闸越快。根据时间来进行选择性跳闸的称为定时限保护,定时限在故障电流超过整定值后,经过时间定值给定的时间后才出现跳闸命令。瓦斯与温度等为非电量保护。
可靠系数为一个经验数据,计算继电器保护动作值时,要将计算结果再乘以可靠系数,以保证继电保护动作的准确与可靠,其范围为1.3~1.5。
发生故障时的最小值与保护的动作值之比为继电保护的灵敏系数,一般为1.2-2,应根据设计规范要进行选择。
2.2变电站电力系统继电保护内容
2.2.1发电机保护
发电机保护有定子绕组相间短路,定子绕组接地,定子绕组匝间短路,发电机外部短路,对称过负荷,定子绕组过电压,励磁回路一点及两点接地,失磁故障等。出口方式为停机,解列,缩小故障影响范围和发出信号。
2.2.2电力变压器保护
电力变压器保护有绕组及其引出线相间短路,中性点直接接地侧单相短路,绕组匝间短路,外部短路引起的过电流,中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压、过负荷,油面降低,变压器温度升高,油箱压力升高或冷却系统故障。
因此,变压器一般应装设以下保护:
①变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护。②短路保护。③后备保护。④中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路时的零序电流保护。⑤过负荷保护。
2.2.3线路保护
线路保护根据电压等级不同,电网中性点接地方式不同,输电线路以及电缆或架空线长度不同,分别有:相间短路、单相接地短路、单相接地、过负荷等。
2.2.4母线保护
发电厂和重要变电所的母线应装设专用母线保护。
2.2.5电力电容器保护
电力电容器有电容器内部故障及其引出线短路,电容器组和断路器之间连接线短路,电容器组中某一故障电容切除后引起的过电压、电容器组过电压,所连接的母线失压。
2.2.6高压电动机保护
高压电动机有定子绕组相间短路、定子绕组单相接地、定子绕组过负荷、定子绕组低电压、同步电动机失步、同步电动机失磁、同步电动机出现非同步冲击电流。
3继电保护技术
3.1变电站电力系统继电保护技术
3.1.1反时限过电流保护技术
继电保护的动作时间与短路电流的大小有关,短路电流越大,动作时间越短;短路电流越小,动作时间越长,这种保护就叫做反时限过电流保护。
当供电线路发生相间短路时,感应型继电器KA1或(和)KA2达到整定的一定时限后动作,首先使其常开触点闭合,这时断路器的脱扣器YRI或r和)YR2因有KA1或(和)KA2的常闭触点分流(短路),而无电流通过,故暂时不会动作。但接着KA1或(KA2)的常闭触点断开,因YR1或(和)YR2因“去分流”而通电动作,使断路器跳闸,同时继电器本身的信号掉牌掉下,给出信号。
在这里应予说明,在采用“去分流”跳闸的反时限过电流保护装置中,如继电器的常闭触点先断开而常开触点后闭合时,则会出现下列问题:
(1)继电器在其常闭触点断开时即先失电返回,因此其常开触点不可能闭合,因此跳闸线圈也就不能通电跳闸;
(2)继电器的常闭触点如先断开,CT的二次侧带负荷开路,将产生数千伏的高电压、比差角差增大、计量不准以及铁心发热有可能烧毁绝缘等,这是不允许的。
3.1.2定时限过电流保护技术
继电保护的动作时间与短路电流的大小无关,时间是恒定的,时间是靠时间继电器的整定来获得的。时间继电器在一定范围内是连续可调的,这种保护方式就称为定时限过电流保护。这种保护方式一般应用在10~35kV系统中比较重要的变电力所。