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電力系統繼電保護措施探究

發布時間:2014-10-16 13:44所屬分類:電力瀏覽:1加入收藏

隨著電力系統的告訴發展和計算機通信技術的進步,繼電保護技術的發展向計算機化、網絡化、一體化、智能化方向發展,這對繼電保護工作者提出了新的挑

  隨著電力系統的告訴發展和計算機通信技術的進步,繼電保護技術的發展向計算機化、網絡化、一體化、智能化方向發展,這對繼電保護工作者提出了新的挑戰。只有對繼電保護裝置進行定期檢查和維護,按時巡檢其運行狀況,及時發現故障并做好處理,保證系統無故障設備正常運行,提高供電可靠性。

  電力工程師推薦:《上海電力學院學報》(季刊)系國內外公開發行的學術性刊物,是上海市高等學校(自然科學版)優秀學報,由上海市教委主管,上海電力學院主辦,本刊主要發表電力、熱能動力、企業管理、計算機技術,以及相關基礎學科(數、理、化、力學)等的研究成果,也刊登含有電力內容的文科類論文。除出版四期正刊外,每年再出版一期文科增刊,主要發表語言類、體育類及其他學科的論文。本刊的投稿對象主要為本校師生;同時,本刊采取開放式辦刊方針,擇優刊發全國電力系統及其他高校有關學科的學術論文,尤其歡迎校友投稿。

  繼電保護技術向計算機化、網絡化、智能化、保護、控制、測量和數據通信—體化方向發展。并且電力作為當今社會的主要能源,對國民經濟的發展和人民生活水平的提高起著極其重要的作用。

  一、繼電保護的基本概念

  可靠性是指一個元件、設備或系統在預定時間內,在規定的條件下完成規定功能的能力。可靠性工程涉及到元件失效數據的統計和處理,系統可靠性的定量評定,運行維護,可靠性和經濟性的協調等各方面。具體到繼電保護裝置,其可靠性是指在該裝置規定的范圍內發生了它應該動作的故障時,它不應該拒動作,而在任何其它該保護不應動作的情況下,它不應誤動作。

  繼電保護裝置的拒動和誤動都會給電力系統造成嚴重危害。但提高其不拒動和提高其不誤動作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。由于電力系統的結構和負荷性質的不同,拒動和誤動所造成的危害往往不同。例如當系統中有充足的旋轉備用容量,輸電線路很多,各系統之間和電源與負荷之間聯系很緊密時由于繼電保護裝置的誤動作,使發電機變壓器或輸電線路切除而給電力系統造成的影響可能很小;但如果發電機變壓器或輸電線路故障時繼電保護裝置拒動作,將會造成設備的損壞或系統穩定的破壞,損失是巨大的。在此情況下提高繼電保護裝置不拒動的可靠性比提高其不誤動的可靠性更為重要。但在系統中旋轉備用容量很少及各系統之間和負荷和電源之間聯系比較薄弱的情況下,繼電保護裝置的誤動作使發電機變壓器或輸電線切除時,將會引起對負荷供電的中斷甚至造成系統穩定的破壞,損失是巨大的。而當某一保護裝置拒動時,其后備保護仍可以動作而切除故障,因此在這種情況下提高繼電保護裝置不誤動的可靠性比提高其不拒動的可靠性更為重要。

  二、繼電保護發展現狀

  電力系統的飛速發展對繼電保護不斷提出新的要求,電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發展又為繼電保護技術的發展不斷地注入了新的活力,因此,繼電保護技術得天獨厚,在40余年的時間里完成了發展的4個歷史階段。

  建國后,我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業和繼電保護技術隊伍從無到有。在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。上世紀50年代,我國工程技術人員創造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術,建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍。對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術,建立了我國自己的繼電器制造業。因而在60年代中我國己建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代,為我國繼電保護技術的發展奠定了堅實基礎。

  三、電力系統中繼電保護的配置與應用

  1.繼電保護裝置的任務

  繼電保護主要利用電力系統中原件發生短路或異常情況時電氣量(電流、電壓、功率等)的變化來構成繼電保護動作。繼電保護裝置的任務在于:在供電系統運行正常時,安全地。完整地監視各種設備的運行狀況,為值班人員提供可靠的運行依據;供電系統發生故障時,自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分,保證非故障部分繼續運行;當供電系統中出現異常運行工作狀況時,它應能及時準確地發出信號或警報,通知值班人員盡快做出處理。

  2.繼電保護裝置的基本要求

  (1)選擇性:當供電系統中發生故障時,繼電保護除。首先斷開距離故障點最近的斷路器,以保證系統中其它非故障部分能繼續正常運行。

  (2)靈敏性:保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數來衡量。在繼電保護裝置的保護范圍內,不管短路點的位置如何、不論短路的性質怎樣,保護裝置均不應產生拒絕動作;但在保護區外發生故障時,又不應該產生錯誤動作。

  (3)速動性:是指保護裝置應盡可能快地切除短路故障。縮短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設備的損壞程度,加快系統電壓的恢復,從而為電氣設備的自啟動創造了有利條件,同時還提高了發電機并列運行的穩定眭。

  (4)可靠性:保護裝置如能滿足可靠性的要求,反而會成為擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性,必須確保保護裝置的設計原理、整定訓算、安裝調試正確無誤;同時要求組成保護裝置的各元件的質量可靠、運行維護得當、系統簡化有效,以提高保護的可靠性。

  3.保護裝置的應用

  繼電保護裝置廣泛應用于工廠企業高壓供電系統、變電站等,用于高壓供電系統線路保護、主變保護、電容器保護等。高壓供電系統分母線繼電保護裝置的應用,對于不并列運行的分段母線裝設電流速斷保護,但僅在斷路器合閘的瞬間投入,合閘后自動解除。另外,還應裝設過電流保護,對于負荷等級較低的配電所則可不裝設保護。變電站繼電保護裝置的應用包括:

  ①線路保護:一般采用二段式或三段式電流保護,其中一段為電流速斷保護,二段為限時電流速斷保護,三段為過電流保護。

  ②母聯保護:需同時裝設限時電流速斷保護和過電流保護。

  ③主變保護:主變保護包括主保護和后備保護,主保護一般為重瓦斯保護、差動保護,后備保護為復合電壓過流保護、過負荷保護。

  ④電容器保護:對電容器的保護包括過流保護、零序電壓保護、過壓保護及失壓保護。

  隨著繼電保護技術的飛速發展,微機保護的裝置逐漸投入使用,由于生產廠家的不同、開發時間的先后,微機保護呈現豐富多彩、各顯神通的局面,但基本原理及要達到的目的基本一致。

  四、電力系統繼電保護發展趨勢

  繼電保護技術向計算機化、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。為保證系統的安全運行,各個保護單元與重合裝置必須協調工作,因此,必須實現微機保護裝置的網絡化,這在當前的技術條件下是完全可行的。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。


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