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中圖分類號:TM77 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)12-0132-02
電力系統是由發電廠、輸電網、配電網和電力用戶組成的整體。其中電力系統的重要組成部分是繼電保護及自動裝置,而繼電保護既是電力系統安全運行的基礎,又是減少事故發生的重要保證。由此可見,繼電保護的發展對電力系統的發展具有重要的意義。
1 繼電保護的發展現狀及其未來趨勢
1.1 發展現狀分析
在60多年前是晶體管繼電保護技術進步和廣泛使用的時期。葛洲壩水電站的建造施工使用的就是天津大學與南京電力設備廠共同研制的500 kV晶體管方向高頻保護技術和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護技術。在此之前一直都是從國外進口的,此項研究結束了靠進口施工的時期。之后10年間集成電路保護已形成一個非常完整體系,逐步取締了晶體管保護時代。到20世紀90年代初對集成電路保護的研制仍然處于電力行業主導地位。我國對計算機繼電保護的探討和實踐研究起始于1970年以后,20世紀80年代,原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置在理論上成功通過審核鑒定,之后也成功運用到了系統中,翻開了我國繼電保護發展史上新篇章,開拓了微機保護新道路。繼電保護技術成功進入到微機保護時代是在20世紀90年代。不同依據、不同型號的微機線路和主設備保護各具特色,為電力系統提供了更優良、更安全的保護裝置。隨著微機保護裝置的深入研究和試驗,我們在實踐中取得了很多科學成果。
1.2 發展趨勢的探討
隨著科學技術發展和時代的進步,電子技術、計算機和通信技術也得到了飛速發展,繼電保護技術進展的方向也朝著微機繼電保護技術前進。微機繼電保護對技術的更高要求緊隨著硬件技術的不斷更新而越來越迫切。尤其是信息化的保護和網絡化的設計上,因為采取光纖取代傳統導線,檢查網絡通信取代了傳統的繁瑣調試維護,繼而使繼電保護裝置具備了更加完善的數據處理功能和通信功能。這也是繼電保護發展的必然趨勢。
同樣,與守舊的繼電保護相比,微機保護具有它自己的優勢和亮點:一是把繼電保護的有效性發揮到了最大。它的內部存儲空間很大,有很強的記憶功能,在故障分量保護上能更有效采取措施,同時在自動控制上的使用,也使得運行的正確率得到了很大的提升。二是結構更優化,消耗低。三是提高了其真實性和靈活度。比如溫度升高可降低對數字元件產生的影響。而且更加適宜人為操作,還可以實現遠距離的實時有效監控。
2 電力系統繼電保護作用及基本要求
2.1 繼電保護的主要條件
繼電保護的基本條件是具有真實可靠性、判斷選擇性、靈活敏捷性和速動性。各個要求之間是相輔相成、相互制約,缺一不可的。①真實可靠性是對繼電保護裝置的最核心要求,也是最基本的要求。它主要由配置精確、性能優良的裝置以及定期的維護和管理來實現。②判斷選擇性基本含義是保護裝置動作時,僅將故障元件從電力系統中去除,讓系統中沒有出現故障的部分繼續正常運行,最小范圍內減少停電戶數。③靈活敏捷性是指設備或線路在被保護范圍內發生金屬性短路時,保護裝置應在最短時間內做出反應。④速動性是指保護裝置在接受到短路情況時第一時間切除短路故障,以減輕損壞程度。
2.2 繼電保護的影響
在電力系統生產過程中,有可能發生各種意想不到的故障和各種非正常情況,如短路故障和短線故障等,從而破壞了電力系統并列運行的穩定性,導致電力系統的崩潰瓦解。繼電保護的作用體現在:①當電力系統出現故障和各種不正常工作狀態時,繼電保護裝置會自動發出警報信號。②發出警報信號,繼電保護裝置通知運行人員進行處理,能準確、迅速自動將壞掉的部分從系統中中斷,從而確保其他部分能夠正常的運行,避免危險事故的發生。③繼電保護裝置能及時的將備用電源投入進行重合閘,以確保電源不會中斷。
交流電、直流電輸入和輸出是所有裝置不可或缺的,并各自要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停止運行時,有另一套繼電保護裝置控制另一組斷路器切除故障。在任何可能發生的情況下,要求這兩套繼電保護裝置和斷路器所取的直流電源都有不同的直流熔斷器供電。由此看出,雖然繼電保護不是電力系統的唯一裝置,但在確保安全運行方面有至關重要的作用。
3 電力系統繼電保護發展措施
繼電保護的發展在集成電路型時期之后,現在正處于微機型時期。根據現在發展的現狀,也為了未來能發展的更好、發展的更快,提出以下幾點建議:
3.1 做好驗收工作
繼電保護中的驗收工作具體要求是工作人員在對其調試完畢后,還應通過專業、嚴格的驗收和質檢,填寫驗收單,然后提交到后臺,讓專業的后臺進行檢修、運行、生產及做開關合跳試驗,并且將試驗中的詳細資料寫成報告轉交給繼電保護工作人員,以方便完善電力系統。
3.2 強化繼電保護的運用
繼電保護自動化系統其實就是利用全部電力系統智能裝置收集有效信息,自動對信息進行計算分析,并調整繼電保護的運行情況。由于該系統的功能非常強大,是解決安全性能否運用此系統的關鍵技術。工作人員必須采用雙機熱備用方式來保證調度端服務器的安全,在進入此系統時,也要輸入個人驗證密碼,從而增強傳送定值的可信度,以及各個人員的責任分配。
3.3 加強繼電保護根本管理
繼電保護設備配置、科學技術及其實際運用是一個非常嚴密的循環系統,每個樞紐都非常重要,而且必須是相互配合和協調才能保證繼電保護系統的正常運作,保證一切工作按照秩序開展,所以我們也要非常注重其根本管理,其內容包括以下幾個方面:
①重視對繼電保護人員的技能水平和思想素質的培養,它對促進電力系統更加安全穩定和保障起著很大的輔助作用,它也直接關聯到工作完成的效率和質量。因此,為了繼電保護的作用更加高效,我們必須從根本著手,把人才培養放在首位。②做到將數據更細致化的管理,推動繼電保護的最大發展,我們還應運用現代化信息技術建立一套完整的繼電保護基礎資源庫,網路信息化管理才會更加完善。這對我們深入了解目前保護裝置情況及是否安全運行非常重要。③強化繼電保護現場指導工作。現場工作是繼電保護中最核心的環節,在運行時要特別注意調試配置等問題。
4 結 語
電力在我們生活和工作中起著非常重要的作用,如果沒有電力的存在,社會生活就無法正常進行。所以我們對電力系統的維護和保護十分重要,繼電保護也是電力系統能否安全、正常工作的關鍵。所以只有繼電保護發展的更好才能適應整個社會。
參考文獻:
[1] 賈智彬,胡漢梅.某電站繼電保護運行狀況及其分析[J].電工技術應用,2007,(8):28-29.
【關鍵詞】電力系統;繼電保護;發展探索
電力系統可以說是一個極其繁瑣的系統,不僅結構復雜,構成的部件設備和相互之間的聯系也極為繁雜,例如,變壓器、發電機、輸配線路、母線、用電設備等,而且,電力系統在運行的過程中,每個區域、每條線路中的電氣設備配置也有所不同,各個構件都需要通過電或磁進行相互聯系的,而繼電保護則是保證電力系統安全運行、穩定運行的關鍵,因此,在未來的發展中,應重視電力系統繼電保護工作水平的提高。
1電力系統繼電保護現狀研究
繼電保護具有對電力系統穩定運行、安全運行的保護作用,一旦電力系統的運行狀態不正常,或是出現運行故障的情況下,繼電保護都會向運行人員或是主控設備發出相應的信號,而繼電保護的斷路器也會根據相應的信號做出正確的動作,對電力系統異常狀態以及故障運行進行及時的處理,從而保障電力系統運行的可靠性,將事故損失控制在最小。例如,三相短路故障的保護動作,三相短路公式如下:
式中的 代表正序綜合阻抗;E代表相電勢。
一般情況下,電力系統的繼電保護需要有著較強的可靠性、選擇性、靈敏性、速動性,這樣才能在判斷的過程中,不會耽誤時間,能夠及時處理電力系統的非正常運行。但是,就當今電力系統繼電保護的現狀來分析,雖然繼電保護的應用對提高電力系統的安全性、可靠性有著一定的作用,但是,在實際中發現,繼電保護由于受到內部或外部的原因影響,使得繼電保護經常發生誤動作或不動作的現象,對電力系統的正常運行造成極大的影響。
2 電力系統繼電保護發展探索
2.1 加強對繼電保護的管理
繼電保護誤動作或不動作的現象對電力系統的正常運行影響非常大,如果在日常缺乏對繼電保護管理的話,勢必會影響到繼電保護的運行效率,從而,對變電系統的正常運行造成嚴重的影響,在實踐中發現,繼電保護的管理對繼電保護的運行狀態有著直接的影響,因此,在未來的發展中,要加強對繼電保護的管理,才能有效的提高繼電保護的運行效率。首先,要加強對繼電保護現場的管理,在繼電保護現場要注意幾方面的問題,如,電源插件;調試裝置;二次回路等問題,在對繼電保護的現場管理中同時還要注意對二次回路放電間隙的校驗,這樣才能有效的提高繼電保護的運行效果,從而提高電力系統的運行效率。其次,要做好繼電保護的數據管理,繼電保護在運行的過程中所產生的數據都需要數據庫的存儲,在社會經濟快速發展之下,信息化技術的發展也極為迅速,在對繼電保護數據進行管理的過程中,可以充分利用到信息化技術來實現對繼電保護數據的管理,是傳統的繼電保護數據保護無法比擬的。
2.2 要加強繼電保護的推廣
在未來的發展中,供電企業在對未來的發展方向進行定位的話,必須要注重電力系統的運行效率,而要提升電力系統的運行效率必須注重電力系統的改進,繼電保護是改進電力系統運行的關鍵,是保障電力系統運行安全性、可靠性的關鍵,因此,在未來的發展中應加強繼電保護的推廣。首先,要充分了解電力系統的運行狀態,并根據電力系統運行的具體情況切實的運用繼電保護,將繼電保護的功能充分應用到供電企業的電力系統中,這樣才能充分的保證電力系統的運行效率,而且,在未來的發展中,電力系統運行的安全性、可靠性非常的關鍵,這也是將繼電保護應用到電力系統的關鍵。其次,要將繼電保護功能綜合到自動化系統,這樣可以實現以下功能:能夠利用繼電保護裝置的功能實現對電力系統的檢修,一旦發現故障可以對故障位置進行準確的定位,從而幫助維修工作人員盡快補修電力系統故障,提高電力系統運行的可靠性;能夠充分發揮出繼電保護的功能,確保電力系統的穩定運行,起到對電力系統運行保護的作用;通過綜合自動化系統的形成,能夠實現對繼電保護裝置的分析,確保繼電保護裝置運行的可靠性;繼電保護裝置能夠在檢測到電力系統故障的情況下,對電力系統故障維修可以起到輔助的作用,提高故障的恢復速度;繼電保護裝置通過對電力系統的應用和輔助的功能,可以對電力系統運行過程中的數據進行分析,一旦線路運行參數發生故障的話,可以對線路的運行參數進行修正。
另外,在繼電保護得到推廣之后,在電力系統運行的過程中,繼電保護還能夠對電力系統的運行參數進行記錄,并且,會對記錄的數據進行分析和處理,從中辨別系統運行故障,并且,能夠全面的記錄繼電保護的動作時間以及動作順序,不僅如此,還能有效的記錄電壓、電流的波形,這些對電力系統運行的故障分析都有著極大的幫助,可以有效的提高電力系統的運行效率。
2.3 重視對人力資源的培養
在未來的發展中,人才是保證電力系統安全運行、可靠運行的關鍵,例如,繼電保護裝置安裝維護的技術人員、電力系統的維護人員、故障維護檢修的技術人員等,都需要大量的人才支持,尤其是自動化系統控制中心運行的人才更為關鍵,因此,應重視人力資源的培養。此外,在對人力資源培養的過程中,不僅要注重人才的技能培養,更要注重人員思想品質、職業道德的培養,這樣才能為電力企業培養更多綜合素質較高的人才,才能在未來的發展中促進電力企業的快速發展。
3 結語
綜上所述,電力系統繼電保護裝置是保障電力系統安全運行的關鍵所在,但是,在從本文的分析中以及在電力系統的實踐中也發現,很多問題的存在對電力系統繼電保護的正常運行造成一定的影響,作者結合自身多年的工作經驗,以及對電力系統繼電保護裝置的了解和掌握,主要從加強對繼電保護的管理、要加強繼電保護的推廣、重視對人力資源的培養等方面來適應電力系統繼電保護的未來發展趨勢。
參考文獻:
[1]任美青.淺談電網繼電保護發展趨勢及綜合自動化系統[J]. 科技情報開發與經濟. 2011(32)
[2]白潤波,郝文斌.繼電保護熱點研究問題簡述[J]. 沈陽工程學院學報(自然科學版). 2012(03)
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。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[1],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年代中我國已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。
自50年代末,晶體管繼電保護已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護蓬勃發展和廣泛采用的時代。其中天津大學與南京電力自動化設備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護,運行于葛洲壩500 kV線路上[2],結束了500kV線路保護完全依靠從國外進口的時代。
在此期間,從70年代中,基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列,逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產、應用仍處于主導地位,這是集成電路保護時代。在這方面南京電力自動化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護起了重要作用[3],天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的集成電路相電壓補償式方向高頻保護也在多條220kV和500kV線路上運行。
我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究[4],高等院校和科研院所起著先導的作用。華中理工大學、東南大學、華北電力學院、西安交通大學、天津大學、上海交通大學、重慶大學和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定,并在系統中獲得應用[5],揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁,為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面,東南大學和華中理工大學研制的發電機失磁保護、發電機保護和發電機?變壓器組保護也相繼于1989、1994年通過鑒定,投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護,西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此,不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色,為電力系統提供了一批新一代性能優良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究,在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。可以說從90年代開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代。
2 繼電保護的未來發展
繼電保護技術未來趨勢是向計算機化,網絡化,智能化,保護、控制、測量和數據通信一體化發展。
2.1 計算機化
隨著計算機硬件的迅猛發展,微機保護硬件也在不斷發展。原華北電力學院研制的微機線路保護硬件已經歷了3個發展階段:從8位單CPU結構的微機保護問世,不到5年時間就發展到多CPU結構,后又發展到總線不出模塊的大模塊結構,性能大大提高,得到了廣泛應用。華中理工大學研制的微機保護也是從8位CPU,發展到以工控機核心部分為基礎的32位微機保護。
南京電力自動化研究院一開始就研制了16位CPU為基礎的微機線路保護,已得到大面積推廣,目前也在研究32位保護硬件系統。東南大學研制的微機主設備保護的硬件也經過了多次改進和提高。天津大學一開始即研制以16位多CPU為基礎的微機線路保護,1988年即開始研究以32位數字信號處理器(DSP)為基礎的保護、控制、測量一體化微機裝置,目前已與珠海晉電自動化設備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊,一個模塊就是一個小型計算機。采用32位微機芯片并非只著眼于精度,因為精度受A/D轉換器分辨率的限制,超過16位時在轉換速度和成本方面都是難以接受的;更重要的是32位微機芯片具有很高的集成度,很高的工作頻率和計算速度,很大的尋址空間,豐富的指令系統和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數據總線、地址總線都是32位的,具有存儲器管理功能、存儲器保護功能和任務轉換功能,并將高速緩存(Cache)和浮點數部件都集成在CPU內。
電力系統對微機保護的要求不斷提高,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,與其它保護、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。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺PC機的功能。在計算機保護發展初期,曾設想過用一臺小型計算機作成繼電保護裝置。由于當時小型機體積大、成本高、可靠性差,這個設想是不現實的。現在,同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當年的小型機,因此,用成套工控機作成繼電保護的時機已經成熟,這將是微機保護的發展方向之一。天津大學已研制成用同微機保護裝置結構完全相同的一種工控機加以改造作成的繼電保護裝置。這種裝置的優點有:(1)具有486PC機的全部功能,能滿足對當前和未來微機保護的各種功能要求。(2)尺寸和結構與目前的微機保護裝置相似,工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強,可運行于非常惡劣的工作環境,成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線,硬件模塊化,對于不同的保護可任意選用不同模塊,配置靈活、容易擴展。
繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統要求,如何進一步提高繼電保護的可靠性,如何取得更大的經濟效益和社會效益,尚須進行具體深入的研究。\
2.2 網絡化
計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱,使人類生產和社會
生活的面貌發生了根本變化。它深刻影響著各個工業領域,也為各個工業領域提供了強有力的通信手段。到目前為止,除了差動保護和縱聯保護外,所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量。繼電保護的作用也只限于切除故障元件,縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強有力的數據通信手段。國外早已提出過系統保護的概念,這在當時主要指安全自動裝置。因繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務),還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信息的數據,各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作,確保系統的安全穩定運行。顯然,實現這種系統保護的基本條件是將全系統各主要設備的保護裝置用計算機網絡聯接起來,亦即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能的。 對于一般的非系統保護,實現保護裝置的計算機聯網也有很大的好處。繼電保護裝置能夠得到的系統故障信息愈多,則對故障性質、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確。對自適應保護原理的研究已經過很長的時間,也取得了一定的成果,但要真正實現保護對系統運行方式和故障狀態的自適應,必須獲得更多的系統運行和故障信息,只有實現保護的計算機網絡化,才能做到這一點。
對于某些保護裝置實現計算機聯網,也能提高保護的可靠性。天津大學1993年針對未來三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護的原理[6],初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統的集中式母線保護分散成若干個(與被保護母線的回路數相同)母線保護單元,分散裝設在各回路保護屏上,各保護單元用計算機網絡聯接起來,每個保護單元只輸入本回路的電流量,將其轉換成數字量后,通過計算機網絡傳送給其它所有回路的保護單元,各保護單元根據本回路的電流量和從計算機網絡上獲得的其它所有回路的電流量,進行母線差動保護的計算,如果計算結果證明是母線內部故障則只跳開本回路斷路器,將故障的母線隔離。在母線區外故障時,各保護單元都計算為外部故障均不動作。這種用計算機網絡實現的分布式母線保護原理,比傳統的集中式母線保護原理有較高的可靠性。因為如果一個保護單元受到干擾或計算錯誤而誤動時,只能錯誤地跳開本回路,不會造成使母線整個被切除的惡性事故,這對于象三峽電站具有超高壓母線的系統樞紐非常重要。
由上述可知,微機保護裝置網絡化可大大提高保護性能和可靠性,這是微機保護發展的必然趨勢。
2.3 保護、控制、測量、數據通信一體化
關鍵字:微機繼電;保護;措施
中圖分類號:G623.58 文獻標識碼:A 文章編號:
引言
繼電保護是電力系統進行安全正常運行的最重要保障,目前為止,已經得到了廣泛的應用,隨著我國的科學技術在不斷的發展和進步,繼電保護技術日益的呈現出向網絡化、微機化、智能化,控制、保護、數據通信和測量一體化發展的趨勢。本文主要分析微機繼電保護的現狀,以及其中存在的問題,提出相應的解決措施。
1微機繼電保護的現狀
我國的微機保護研究起步較晚,在20世紀70年代末期、80年代初期才開始,但是由于我國繼電保護工作者的努力,進展卻很快。到了80年代末,計算機繼電保護,特別是輸電線路微機保護已達到了大量實用的程度。我國對計算機繼電保護的研究過程中,高等院校和科研院所起著先導的作用。從70年代開始,各大學校研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定,并在系統中獲得應用,揭開了我國繼電保護發展史上的新一頁,為微機保護的推廣開辟了道路。
在主設備保護方面,發電機失磁保護、發電機保護和發電機-變壓器組保護也相繼通過鑒定,投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護,西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼通過鑒定。至此,不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色,為電力系統提供了一批新一代性能優良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。因此到了90年代,我國繼電保護進入了微機時代。隨著微機保護裝置的研究,在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果,并且應用于實際之中。
2繼電保護中存在的問題
從電壓互感器方面來說,電壓互感器的二次電壓回路在運行的過程中所出現的故障是繼電保護工作中的一個相對薄弱的環節。作為繼電保護測量設備的起始點,電壓互感器對二次系統的正常運行是非常重要的,在PT二次回路時設備不多,接線也不復雜,但出現在PT二次回路上的故障卻不少見。根據相關的運行經驗來說,PT二次電壓回路的異常主要是集中在以下幾方面:
在PT二次中性點接地方式異常,其主要表現為二次未接地(虛接)或多點接地。二次未接地(虛接)除了在有關變電站接地網方面相關的原因,更多的則是由接線工藝所引起的。這樣PT二次接地相與地網之間產生了電壓,該電壓是由各相接觸電阻和電壓不平衡程度來決定的。而這個電壓疊加到保護裝置的各相電壓上,使各相電壓產生幅值和相位的變化,從而引起阻抗元件和方向元件誤動或拒動。
PT開口三角電壓回路產生了異常,PT開口三角電壓回路處斷線,有機械上的原因,其短路則與某些習慣做法有關。在電磁型母線、變壓器保護中,為了達到零序電壓定值,往往將電壓繼電器中限流電阻進行短接,有的則使用小刻度的電流繼電器,從而大大的減小了開口三角回路阻抗。當變電站內或出口接地故障時,零序電壓比較大,回路負荷阻抗較小,回路電流較大,電壓(流)繼電器線圈過熱后把絕緣體進行破壞從而發生短路。短路持續時間過長就會燒斷線圈,從而使PT開口三角電壓回路在該處斷線,這種情況在許多地區也發生過。PT二次失壓;PT二次失壓可以說是在困擾使用電壓保護中的最經典問題,糾其根本就是各類開斷設備性能和二次回路不完善所引起的。
3系統保護措施
由于微機的繼電保護裝置的運作過程不同于模擬式保護那樣直觀,對造成微機保護裝置所發生的故障也有自身的特點,在對微機繼電保護裝置發生的故障原因進行相關的總結和分析及在處理方面的特點時,主要在于要掌握其規律性,進行快速有效的對故障進行處理,從而避免由于繼電保護的原因而引發相關的設備或電網事故的可能性,要確保電網能夠安全穩定的進行運行。微機保護與常規保護兩者之間有著本質上的區別,經常會發生一些簡單的事故是很容易被排除的,但是對于少數的故障僅憑自己掌握的經驗是難以進行排除的,對其應該采取正確的步驟和方法進行解決。
3.1要用正確的心態來對待事故
有些繼電保護事故發生后,要按照現場的指示信號燈來進行處理,要是無法找到其故障發生的原因,或者在斷路器跳閘后沒有相關的信號燈進行指示,無法來判斷其事故發生的原因是設備引起的事故還是人為所引起的事故,在這種情況下,往往會跟工作人員的運用措施不利、重視的程度不夠等相關的原因有關。如果是人為的事故就必須如實的向上級進行反應,以便分析事故的原因和避免的過多浪費時間。
3.2在故障的記錄方面要加緊落實
微機的事件記錄、裝置燈光顯示的信號、故障錄播的圖形,是事故在處理方面最重要的依據。根據有用的信息來作出正確的判斷,這是解決問題的關鍵所在,如果通過一、二次系統進行全面的檢查,發現一次系統的故障使繼電保護系統能夠正常的工作,則不存在繼電保護事故所處理的問題。如果判斷事故出現在繼電保護的上面,應盡量的維持其原狀,要做好記錄,要在故障處理的計劃完成后才能進行接下來的開展工作,從而避免了原始狀況被破壞的可能性,造成給事故處理帶來不必要的麻煩。在實際的運行過程中,運行人員應該充分的利用站內的設備功能,進行綜合的對事故的現場進行有效的分析,然后做出正確的判斷。 4繼電保護新技術
繼電保護技術發展趨勢向計算機化,網絡化,智能化,保護、控制、測量和數據通信一體化發展。隨著計算機技術的飛速發展及計算機在電力系統繼電保護領域中的普遍應用,新的控制原理和方法被不斷應用于計算機繼電保護中,以期取得更好的效果,從而使微機繼電保護的研究向更高的層次發展,出現了一些引人注目的新趨勢。
4.1自適應控制技術在繼電保護中的應用
自適應繼電保護的基本思想是使保護能盡可能地適應電力系統的各種變化,進一步改善保護的性能。這種新型保護原理的出現引起了人們的極大關注和興趣。自適應繼電保護具有改善系統的響應、增強可靠性和提高經濟效益等優點,在輸電線路的距離保護、變壓器保護、發電機保護、自動重合閘等領域內有著廣泛的應用前景。
4.2人工神經網絡在繼電保護中的應用
專家系統、人工神經網絡(ANN)和模糊控制理論逐步應用于電力系統繼電保護中,為繼電保護的發展注入了活力。基于生物神經系統的人工神經網絡具有分布式存儲信息、并行處理、自組織、自學習等特點,其應用研究發展十分迅速,目前主要集中在人工智能、信息處理、自動控制和非線性優化等問題。基于人工神經網絡的電力系統故障診斷系統,該故障診斷系統利用電力系統中繼電器和斷路器的狀態信息來進行故障范圍的估計。這一系統可應用于電力系統控制中心,輔助調度員對故障范圍進行判別,及時地采取措施對故障進行處理,以保證電力系統供電的安全性、經濟性。
4.3變電所綜合自動化技術
繼電保護和綜合自動化的緊密結合已成為可能,它表現在集成與資源共享、遠方控制與信息共享。取代傳統的控制保護屏,能夠降低變電所的占地面積和設備投資,提高二次系統的可靠性。
目前,用于變電站的監視、控制、保護,包括故障錄波、緊急控制裝置,雖然已實現了微機數字化,但幾乎都是功能單一的獨立裝置,各個裝置缺乏整體協調和功能的調優,且功能交叉,輸入信息不能共享,接線復雜,從整體上降低了可靠性,同時不能充分利用微機數據處理的強大功能和速度,經濟上也是一種浪費。
結束語
本文主要根據電力系統現場實際的運行狀況和以上的事故與故障的經驗和方法,對微機保護系統所產生的一些問題的原因進行了一般性的分類,并在一定的范圍內總結了處理事故的思路和方法,還介紹了有關在提高處理相應的事故和故障的最基本途徑以上的思路和方法,都具備其實用性和可操作性。
參考文獻
[1]楊奇遜,黃少鋒.微型機繼電保護基礎(第二版).北京:中國電力出版社,2005
關鍵詞 智能變電站;繼電保護;備品備件;管理
中圖分類號:TM77 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)16-0155-01
未來的數字化、信息化的電網是個龐大而復雜的系統,而智能變電站則是智能電網中的重要節點。智能變電站內的繼電保護裝置更是作為智能電網中保護三道防線中的第一道防線24小時不間斷運行,作為重要的補給備品備件的狀態也必須保證良好,如果運行中的繼電保護突發異常,為縮短保護停運的時間,工作人員必須快速、準確找到相應備件予以更換,快速恢復保護裝置的正常運行。
1 常規繼電保護裝置現狀
目前濰坊電網現有的常規繼電保護裝置微機化率已達到100%,微機保護其所有的保護數據采樣,邏輯功能都由裝置內部的DSP與CPU芯片完成,經過長期發展,保護廠商都規范了其硬件標準,出口繼電器也全部更換為全密封型繼電器,這樣提高了保護裝置動作的可靠性,同時也降低了二次回路的復雜性。但是保護裝置的廠商眾多,如南京南瑞、南瑞科技、北京四方等十幾家;而且保護的種類根據功能分類也復雜多樣,如主變保護、母線保護、線路保護、低頻保護等十幾種。在同類型保護不同廠商的現實情況下,如線路保護就有RCS系列、CSC系列、PRS系列、ISA系列等,現在維護的繼電保護裝置型號多達幾十種,每種型號裝置的備件種類少則三四種、多則五六種,體積由4U到8U、半屏或全屏等都不統一,造成了備品備件總體物理特性復雜多樣的現狀。但是同一廠家同一種型號同一種功能的保護裝置插件可以互換,這樣極大限度的減少了備品備件的庫存數量。
2 智能電網繼電保護裝置現狀
根據國家電網基建部要求,2011年以后新上的變電站全部建設為智能變電站,智能變電站的特點是設備智能化、信息傳輸網絡化、通信協議標準化,與常規的變電站最大不同之處是其保護裝置基于IEC61850規約需要接收SMV數字量采樣,然后通過GOOSE發送跳閘命令給操作箱去跳閘,這樣保護插件由原來的電氣量的輸入輸出改為以光纖為介質的數字量輸入輸出,所以為了保護裝置的正常運行,首先應該保證的就是網絡聯接的暢通。智能變電站保護裝置都有獨自的ICD文件,而且每一個插件都有自己的控制和通訊芯片,為了實現網絡高速聯接,保護廠商為每個插件都設置了通訊地址,這樣與常規保護只有通訊插件上需要設置通訊地址相比,即使同一廠家同一種型號同一種功能的保護裝置插件也無法實現快速互換,變相的增加了備品備件的更換難度。這樣當保護裝置出現異常的時候,也只能由保護廠商根據現場反饋的情況及保存的記錄對需要更換的備品備件進行程序寫入和地址配置,繼電保護工作人員將無法及時準確的對異常裝置進行處理。
3 備品備件管理難點
目前濰坊電網的常規繼電保護裝置的備品備件采用倉庫式存儲,人工進行出入庫登記,隨著多年來備品備件種類和數量不斷增多,人工管理工作量極大。而對于智能變電站的繼電保護裝置來說,如果為了保證正確分析處理設備狀態存在問題,則需要將站內保護全部備件,這樣未來智能變電站的備品備件數量將成幾何倍數增長,這樣將面臨幾個重要問題:一是企業為智能電網保護的備品備件儲備需要將占用大量的資金;二是許多備品會因日常存放不標準,導致一些長久存放的備品備件老化加快,或由于存放時間過長而造成技術性淘汰,導致報廢損失;三是需要投入大量的人工按特定條件進行定期保養和試驗,來保證備品能隨時可靠地投入使用;四是由于智能電網發展迅速,智能變電站中的保護更新換代也是日新月異,目前的智能保護生產周期變短,產品淘汰過快也不利于備品備件的儲備。所以目前現有的保護自動化備品備件倉儲式管理難以滿足當前迅猛發展的智能電網需求。
4 解決方案
根據對所有備品備件物資貨品的特點進行分析,提出以下幾種解決方案。
1)省供電公司可以根據全省地理位置及保護裝置分布情況,在全省范圍內設立幾個繼電保護備品備件儲備庫。通過對全省已有繼電保護裝置分布及備品備件倉庫現狀的進行全面了解,在對現有備品備件信息數據分析,并考慮將來智能電網發展的基礎上,提出以自動化立體倉庫為倉儲主體的應用輔以其他通用存儲設備和管理手段,來實現繼電保護備品備件物資供應倉庫的自動化、信息化。這樣可以有效實現全省地區保護備品備件的全面合理規劃,通過備品備件透明的管理、精準的庫存、高效的服務,進一步提升綜合生產效率。
2)由于智能變電站內可以實現溫度、濕度的智能調節控制,這使室內環境滿足備品備件存放要求,所以可以在智能變電站內設置繼電保護備品備件存放處,單獨存放本站特有的保護型號的備品備件。如果繼電保護工作人員熟悉并掌握了智能保護插件的配置技術,則存放數量不需要很多就能滿足日常保護異常或故障的處理需要,最大限度適應智能電力網發展的需求。
3)由于智能變電站保護裝置更新換代周期縮短,與保護廠商簽訂協議,在保護裝置使用期限內由保護廠商提供備品備件的供應,這種方案雖然不能及時處理保護的異常或故障,但是不會占用企業資金及人力資源,可以作為一種備用方案來實施。這種方案需建立高效、高品質、多功能的物流配送模式,優先滿足配送條件的保護廠商在未來智能電網的發展過程中具有很強的核心競爭能力。
5 結束語
科學合理地儲存繼電保護的備品備件,是保證智能電網正常安全運行的重要支撐,所以要通過管理和技術手段來解決目前備品備件儲備的不利因素,盤活備品備件占用資金的利用率,減輕供電企業的負擔。
參考文獻
[1]沈青竹.繼電保護備品備件自動化倉儲管理的探討[J].科技資訊,2012(25).
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