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摘要:本文介绍了机电保护系统的主要任务、组成及其原理,对电力系统继电保护的应用进行阐述并分析对于电力系统继电保护系统的维护工作,对当前现状进行分析,并对未来的发展方向进行预测。做好继电保护工作对电力系统的整体工作有重要贡献。
关键词:电力系统;继电保护;保护技术
中图分类号:F407文献标识码: A
引言
电力系统中,继电保护工作是其中极为重要的工作,其对整体工作都有重大影响。为了做好继电保护工作,就需要在了解继电保护的组成及原理的基础上进行分析,其保护继电的主要任务如何实现就需要电力管理人员需要考虑的问题,其次由于继电保护设备的可靠性需要得到提升,技术人员就需根据当前的状况进行技术革新,为其长期的使用打下坚实基础。
一、继电器分类及其原理
(一)继电器的分类
在大量不同继电器中,根据其在继电保护中发挥的作用不同,可分为两大类。其一就是测量继电器。其面对的主要数据就是相关电气量,而根据不同电气量,还可以细分,例如电流继电器等;其二是辅助继电器。其发挥的主要作用是改进及改善继电保护器。例如其中就包括中间、事件、信号继电器。
(二)继电器组成与原理
继电器保护有很多种类,可是一般组成包括测量、逻辑、执行模块、输入信号,具体是指源自于保护电力传出系统对象的信号,采集测量模块源自于被保护对象有关的运行信号特点,测量信号的获取需要比较给定的整定数值,传输比较结果到逻辑模块。逻辑模块按照测量模块传输的对比数值特点、大小以及出现的顺序或者是各种上述参数的融合,实行逻辑计算,得出的逻辑数值也是动作是否进行的重要根据。如图1所示,可以清晰看出继电保护系统结构。
图1继电保护系统结构
二、电力系统继电保护技术应用
(一)继电保护设备的作用
为保护整个电力系统,在某个电力设备发生故障时需要及时与其他设备进行隔离工作。而为实现电力系统的保护作用,就需要继电保护发挥其作用。继电保护设备在工作时能够实时针对电力系统进行监控,其监视系统发现故障能够第一时间上报工作人员,工作人员或者主动管理系统对发现的问题进行分析。当出现的问题较严重时,继电保护设备将会在第一时间对出现的状况采取措施,例如将出现故障区域与其他区域断开连接。其次由于监视系统能夠实时进行监视工作,加上其准确率较高,在保证完成保护电路的任务下尽量减少人工作业。如图2所示,为继电设备与系统连接关系,其中依靠传输介质将系统连接为整体。
图2继电保护装置
(二)继电保护工作准则
电力系统发生故障时,继电保护装置会将故障区域与其他部分进行隔离。而在工作需要注意以下问题:①对于出现问题的区域需要关闭离其最近的断路器,这样做的好处是可以在避免故障扩大化的前提下,不影响其他无故障区域的正常工作,降低因故障产生的损失。②工作中保护设备必须处于可控状态,不能出现拒绝操作的情况。③避免人工错误操作的情况。严格要求工作人员的操作过程,避免因人工作业产生的错误操作,这能极大降低保护设备出现故障的概率,从而增加保护系统的可靠性。④在出现故障后,应及时对故障进行处理,避免故障扩大。其次这样做的好处是,降低经济损失以及设备的损耗程度,为长期稳定运行提供必要的条件。
(三)继电保护应用
在企业工厂高压供电系统、变电站中普遍应用继电保护设备,除此之外还用于保护供电系统高压线路、主变保护中。在高压供电系统中应用分母线继电保护设备,针对分段母线没有并列操作运行的情况设计保护电流速断装置,投入仅仅是在断路器瞬间发生合闸时,合闸之后可以自行解除。除此之外,还要安装过电流保护,对于较低负荷等级的配电所不应安装保护。
变电站继电保护的实际应用中,主要是应用在保护电路上,其工作方式一般是采用三段式的模式:一段属于速断电流保护,二段是速断电流限时保护,三段是过电流保护。其次包括保护母联、主变设备及电容设备。由于其在电力系统中应用在不断的加深,其发挥的作用也在不断的增加,其次由于快速发展的技术也为其发挥重大作用。
三、继电保护技术过程中的常见问题
(一)电流互感饱和对配电系统的影响
随着配电系统设备终端负荷的不断增容,一旦电力系统发生短路,就会造成短路的电流过大,当电力系统在靠近终端设备区时,电流大到甚至可以达到或接近电流互感器单次额定电流的百倍级别。短路造成的电流过大,严重影响了电力系统的正常运行。
(二)谐波的影响
随着我国高耗能用电量的不断增加,用电量急剧上升,并且仍然呈继续上升发展趋势。其中,冲击性负荷、非线形负荷的大幅增加,对电力系统的谐波问题造成了严重影响,谐波的影响将会使使电缆的寿命下降60%左右,谐波的分量还会造成电流过零时的DI/DT的只过大,从而导致断路器断弧困难,对电力系统的正常运行造成一定的影响。
一般来说,高耗能用户基本上都装有并联电容器,但是电容器在一定条件的作用下很可能会引起谐波的放大。因此,改造并联补偿电容器组显得十分必要。具体做法是,在其回路上装设适当参数的串联电抗器,避免电容器容抗与系统感抗相匹配构成的谐振,从而起到抑制高次谐波电流的作用。这是降有效低谐波水平的一个可行措施,并且具有投资少,效果显著的特点。但是,在谐波源集中的地区装设有源滤波器,它能够对非线形负荷产生的谐波动态抑制补偿无功。还有,系统电压升高还会导致变压器铁芯饱和、励磁电流谐波增大,使得系统谐波电压水平升高。随着电能表计数的误差越大,当频率达到1000HZ时,将会造成电能表停止运动。而部分地区受限电影响,电压不稳定骤升骤降,无形中就增大了谐波电压的水平。
(三)超高压线路继电保护问题
随着超高压电网的大力建设,继电保护工作难度加大,给继电保护工作带来了新的挑战。基于电阻性差流分量的差动保护新原理,利用差电流的电阻性分量来构成差动保护,从而能够减少或避免电容电流的影响。
四、继电保护技术措施探析
(一)计算机网络技术措施
新时期,随着继电保护技术的不断发展,现今继电保护技术已经改变了过去传统、陈旧的发展模式,逐渐朝着智能化、信息技术领域的方向发展。在自动化操作方面,继电保护装置使电力系统和变电站的操作更加方便、快捷。如果变电站采用在综合自动化方面采用传统模式,即远程终端单元和当地监控系统都会实现变电站的自动化,这样保护装置的相关信息就可以直接经过遥信输入回路,并自动进入远方终端装置上,另外,也可以使用串行口与终端装置通信协议,来传递商定的信息。如果采用全分散式的变电站自动化,即把主要设备当做安装单位,就把保护和控制单元分散安装在主要设备旁边。计算机网络技术的应用,极大的提高了继电保护的效率和准确度,更方便、快捷。
(二)新型互感器措施
新型电力互感器技术措施的应用对继电保护技术的发展具有变革性的作用,当然对电力系统继电保护产生了深远的影响。那就是光学电压互感器(OTV)和光学电流互感器(OTA)在电力系统继电保护技术措施中的应用。由于我国技术水平与发达国家有一定差距,在这之前,很多国家都已经开始应用OTV、OTA。我国也在电力互感器方面进行了一系列的研究,也取得了一系列的科研成果,但发展尚未完善,仍然落后于西方发达国家。这种新型互感器与传统的技术相比,具有明显的优势,例如,在光纤输送信号过程中,不会受到电磁干扰等影响,另外,将高压和弱电完全隔离和绝缘,不仅相应的减少了占地面积,还降低了生产成本。
(三)微机保护技术保护措施
微机保护是继电保护技术措施中最重要的技术之一。在微机保护运行中,微机自身的优点被大量的运用到电力系统继电保护中,微机保护本身具有极强的数学运算能力和逻辑信息处理能力,在电力系统继电保护过程中,微机时时刻刻都在对电力系统的运行方式和状态进行监察,只要通过微机的精准检测和处理功能,就能够有效提高电力系统继电保护技术的性能。
微机保护新思想的提出在电力系统中得到了迅速发展和普遍的运用,也促进了继电保护技术措施的发展。微机保护中的自适应原理、模糊控制原理、综合优化原理已经在微机保护中得到了广泛认同,并取得了良好的应用效果。为促进继电保护新技术的发展,中国许多研究机构还通过对电力系统的通用性进行了深入分析,在此基础上提出了許多电气系统的继电保护应用平台,这些平台包括:软件平台、硬件平台和网络平台等,并深层次的分析、测试了网络应用过程中可能出现的关键性问题,提高了网络应用的安全、可靠性,同时也提出了自动化网络通信功能的新思路。总之,微机保护技术措施的提出,对电力系统继电保护产生了深远的影响。
(四)继电保护自适应控制技术措施
自适应继电保护的概念最早出现于20世纪80年代。自适应控制技术是一种新型的继电保护措施,它能够根据电力系统的故障状态和运行方式的变化,而不断变化自身的保护性能和特性。它能够有效的处理和保护电力系统运行过程中出现的突发状况,切实保护用户的安全用电。自适应控制技术对电力系统的继电保护是一种革命性的措施,目前,已经在电力系统继电保护中得到了广泛运用和关注。
结束语
综上所述,目前我国电力系统的发展建设取得了重大成就,然而仍然存在电力系统故障问题,保障电力系统的安全、稳定运行对我国市场经济发展建设有着重要的意义,而继电保护技术措施是保证电力系统正常运行的关键。因此,我们要充分利用现代先进科学技术,不断改进继电保护装置,创新继电保护措施的手段和方法,从而保证电力系统的正常运行。
参考文献
[1]龚晓丽,杨德佳.关于电力系统继电保护技术的探究[J].大众科技,2011,(9).
[2]张秋增.浅谈电力系统继电保护技术的现状与发展[J].科技资讯,2009,(4).
[3]吕卫胜,付玉松,唐爽.浅谈电力系统继电保护技术[J].科技资讯,2010,(13).
[4]姚朝贤.电力系统继电保护技术应用现状的探讨[J].科技致富向导,2012,(35).
关键词:电力系统;继电保护;保护技术
中图分类号:F407文献标识码: A
引言
电力系统中,继电保护工作是其中极为重要的工作,其对整体工作都有重大影响。为了做好继电保护工作,就需要在了解继电保护的组成及原理的基础上进行分析,其保护继电的主要任务如何实现就需要电力管理人员需要考虑的问题,其次由于继电保护设备的可靠性需要得到提升,技术人员就需根据当前的状况进行技术革新,为其长期的使用打下坚实基础。
一、继电器分类及其原理
(一)继电器的分类
在大量不同继电器中,根据其在继电保护中发挥的作用不同,可分为两大类。其一就是测量继电器。其面对的主要数据就是相关电气量,而根据不同电气量,还可以细分,例如电流继电器等;其二是辅助继电器。其发挥的主要作用是改进及改善继电保护器。例如其中就包括中间、事件、信号继电器。
(二)继电器组成与原理
继电器保护有很多种类,可是一般组成包括测量、逻辑、执行模块、输入信号,具体是指源自于保护电力传出系统对象的信号,采集测量模块源自于被保护对象有关的运行信号特点,测量信号的获取需要比较给定的整定数值,传输比较结果到逻辑模块。逻辑模块按照测量模块传输的对比数值特点、大小以及出现的顺序或者是各种上述参数的融合,实行逻辑计算,得出的逻辑数值也是动作是否进行的重要根据。如图1所示,可以清晰看出继电保护系统结构。
图1继电保护系统结构
二、电力系统继电保护技术应用
(一)继电保护设备的作用
为保护整个电力系统,在某个电力设备发生故障时需要及时与其他设备进行隔离工作。而为实现电力系统的保护作用,就需要继电保护发挥其作用。继电保护设备在工作时能够实时针对电力系统进行监控,其监视系统发现故障能够第一时间上报工作人员,工作人员或者主动管理系统对发现的问题进行分析。当出现的问题较严重时,继电保护设备将会在第一时间对出现的状况采取措施,例如将出现故障区域与其他区域断开连接。其次由于监视系统能夠实时进行监视工作,加上其准确率较高,在保证完成保护电路的任务下尽量减少人工作业。如图2所示,为继电设备与系统连接关系,其中依靠传输介质将系统连接为整体。
图2继电保护装置
(二)继电保护工作准则
电力系统发生故障时,继电保护装置会将故障区域与其他部分进行隔离。而在工作需要注意以下问题:①对于出现问题的区域需要关闭离其最近的断路器,这样做的好处是可以在避免故障扩大化的前提下,不影响其他无故障区域的正常工作,降低因故障产生的损失。②工作中保护设备必须处于可控状态,不能出现拒绝操作的情况。③避免人工错误操作的情况。严格要求工作人员的操作过程,避免因人工作业产生的错误操作,这能极大降低保护设备出现故障的概率,从而增加保护系统的可靠性。④在出现故障后,应及时对故障进行处理,避免故障扩大。其次这样做的好处是,降低经济损失以及设备的损耗程度,为长期稳定运行提供必要的条件。
(三)继电保护应用
在企业工厂高压供电系统、变电站中普遍应用继电保护设备,除此之外还用于保护供电系统高压线路、主变保护中。在高压供电系统中应用分母线继电保护设备,针对分段母线没有并列操作运行的情况设计保护电流速断装置,投入仅仅是在断路器瞬间发生合闸时,合闸之后可以自行解除。除此之外,还要安装过电流保护,对于较低负荷等级的配电所不应安装保护。
变电站继电保护的实际应用中,主要是应用在保护电路上,其工作方式一般是采用三段式的模式:一段属于速断电流保护,二段是速断电流限时保护,三段是过电流保护。其次包括保护母联、主变设备及电容设备。由于其在电力系统中应用在不断的加深,其发挥的作用也在不断的增加,其次由于快速发展的技术也为其发挥重大作用。
三、继电保护技术过程中的常见问题
(一)电流互感饱和对配电系统的影响
随着配电系统设备终端负荷的不断增容,一旦电力系统发生短路,就会造成短路的电流过大,当电力系统在靠近终端设备区时,电流大到甚至可以达到或接近电流互感器单次额定电流的百倍级别。短路造成的电流过大,严重影响了电力系统的正常运行。
(二)谐波的影响
随着我国高耗能用电量的不断增加,用电量急剧上升,并且仍然呈继续上升发展趋势。其中,冲击性负荷、非线形负荷的大幅增加,对电力系统的谐波问题造成了严重影响,谐波的影响将会使使电缆的寿命下降60%左右,谐波的分量还会造成电流过零时的DI/DT的只过大,从而导致断路器断弧困难,对电力系统的正常运行造成一定的影响。
一般来说,高耗能用户基本上都装有并联电容器,但是电容器在一定条件的作用下很可能会引起谐波的放大。因此,改造并联补偿电容器组显得十分必要。具体做法是,在其回路上装设适当参数的串联电抗器,避免电容器容抗与系统感抗相匹配构成的谐振,从而起到抑制高次谐波电流的作用。这是降有效低谐波水平的一个可行措施,并且具有投资少,效果显著的特点。但是,在谐波源集中的地区装设有源滤波器,它能够对非线形负荷产生的谐波动态抑制补偿无功。还有,系统电压升高还会导致变压器铁芯饱和、励磁电流谐波增大,使得系统谐波电压水平升高。随着电能表计数的误差越大,当频率达到1000HZ时,将会造成电能表停止运动。而部分地区受限电影响,电压不稳定骤升骤降,无形中就增大了谐波电压的水平。
(三)超高压线路继电保护问题
随着超高压电网的大力建设,继电保护工作难度加大,给继电保护工作带来了新的挑战。基于电阻性差流分量的差动保护新原理,利用差电流的电阻性分量来构成差动保护,从而能够减少或避免电容电流的影响。
四、继电保护技术措施探析
(一)计算机网络技术措施
新时期,随着继电保护技术的不断发展,现今继电保护技术已经改变了过去传统、陈旧的发展模式,逐渐朝着智能化、信息技术领域的方向发展。在自动化操作方面,继电保护装置使电力系统和变电站的操作更加方便、快捷。如果变电站采用在综合自动化方面采用传统模式,即远程终端单元和当地监控系统都会实现变电站的自动化,这样保护装置的相关信息就可以直接经过遥信输入回路,并自动进入远方终端装置上,另外,也可以使用串行口与终端装置通信协议,来传递商定的信息。如果采用全分散式的变电站自动化,即把主要设备当做安装单位,就把保护和控制单元分散安装在主要设备旁边。计算机网络技术的应用,极大的提高了继电保护的效率和准确度,更方便、快捷。
(二)新型互感器措施
新型电力互感器技术措施的应用对继电保护技术的发展具有变革性的作用,当然对电力系统继电保护产生了深远的影响。那就是光学电压互感器(OTV)和光学电流互感器(OTA)在电力系统继电保护技术措施中的应用。由于我国技术水平与发达国家有一定差距,在这之前,很多国家都已经开始应用OTV、OTA。我国也在电力互感器方面进行了一系列的研究,也取得了一系列的科研成果,但发展尚未完善,仍然落后于西方发达国家。这种新型互感器与传统的技术相比,具有明显的优势,例如,在光纤输送信号过程中,不会受到电磁干扰等影响,另外,将高压和弱电完全隔离和绝缘,不仅相应的减少了占地面积,还降低了生产成本。
(三)微机保护技术保护措施
微机保护是继电保护技术措施中最重要的技术之一。在微机保护运行中,微机自身的优点被大量的运用到电力系统继电保护中,微机保护本身具有极强的数学运算能力和逻辑信息处理能力,在电力系统继电保护过程中,微机时时刻刻都在对电力系统的运行方式和状态进行监察,只要通过微机的精准检测和处理功能,就能够有效提高电力系统继电保护技术的性能。
微机保护新思想的提出在电力系统中得到了迅速发展和普遍的运用,也促进了继电保护技术措施的发展。微机保护中的自适应原理、模糊控制原理、综合优化原理已经在微机保护中得到了广泛认同,并取得了良好的应用效果。为促进继电保护新技术的发展,中国许多研究机构还通过对电力系统的通用性进行了深入分析,在此基础上提出了許多电气系统的继电保护应用平台,这些平台包括:软件平台、硬件平台和网络平台等,并深层次的分析、测试了网络应用过程中可能出现的关键性问题,提高了网络应用的安全、可靠性,同时也提出了自动化网络通信功能的新思路。总之,微机保护技术措施的提出,对电力系统继电保护产生了深远的影响。
(四)继电保护自适应控制技术措施
自适应继电保护的概念最早出现于20世纪80年代。自适应控制技术是一种新型的继电保护措施,它能够根据电力系统的故障状态和运行方式的变化,而不断变化自身的保护性能和特性。它能够有效的处理和保护电力系统运行过程中出现的突发状况,切实保护用户的安全用电。自适应控制技术对电力系统的继电保护是一种革命性的措施,目前,已经在电力系统继电保护中得到了广泛运用和关注。
结束语
综上所述,目前我国电力系统的发展建设取得了重大成就,然而仍然存在电力系统故障问题,保障电力系统的安全、稳定运行对我国市场经济发展建设有着重要的意义,而继电保护技术措施是保证电力系统正常运行的关键。因此,我们要充分利用现代先进科学技术,不断改进继电保护装置,创新继电保护措施的手段和方法,从而保证电力系统的正常运行。
参考文献
[1]龚晓丽,杨德佳.关于电力系统继电保护技术的探究[J].大众科技,2011,(9).
[2]张秋增.浅谈电力系统继电保护技术的现状与发展[J].科技资讯,2009,(4).
[3]吕卫胜,付玉松,唐爽.浅谈电力系统继电保护技术[J].科技资讯,2010,(13).
[4]姚朝贤.电力系统继电保护技术应用现状的探讨[J].科技致富向导,2012,(35).