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【摘 要】在电网电力线系统的二次设备之中,继电保护装置能够有效的保证整个电网电力系统以及各个部位的设备都能够极为稳定的运行,由此我们可以看出,继电保护装置能够在电网电力系统运行过程中发挥出巨大的作用。配电线路是电力系统的关键部分,但在运行过程中的条件极其恶劣,配电线路出现事故的可能性要远远高于其他设备,因此,配电线路的继电保护显得尤为重要。本篇文章主要针对配电线路的全线速切继电保护技术进行了全面详细的介绍,以期为其它电力系统安装过程中提供参考。
【关键词】线路;继电保护;配置
0.引言
电力系统在实际运行的过程中,最容易出现的故障就是短路,如果说线路在出现短路之后不及时进行保护,必然会导致极为严重的后果。为了能够将电力系统受到短路的危害减小,必须要为电力系统进行二次设备安装,如测量、控制、监视等设备,而全线速切继电保护装置整是保证电力系统稳定运行最为重要的二次设备之一。尤其是电气设备出现短路现象时,全线速切机电保护技术能够快速的切除故障,为其他正常运行的配电线路带来安全的环境。
1.配电线路速切保护原理
要加大配电线路速切保护动作的控制范围,就必须要提升配电线路机电保护装置自身的性能,其提升的方式主要有以下两种方式:
①只通过对某一个单独的点或者某个部分检测的信息,依据极为复杂的算法和判断的方式,来得出提高配电线路速切保护的性能,例如无保护通道、自适应保护等等。
②利用多个端口位置感应到的电流信息,来提升配电线路速切保护的性能。本篇文章所研究探讨的就是配电线路全线速切保护多点信息交换原理。从理论上开看,互相纵向连接的保护原理以及保护及时实际上是完全可以使用在配电线路保护中的,并且能够提升配电线路的保护速度。但在实际操作过程中,受成本、投资和维护等多方面的限制,且考虑到配电线路继电保护在快速性和可靠性的要求不如在高压、超高压系统中严格,所以应根据配网系统的特点,构建适用于配电线路的纵联保护系统。
在输电系统纵联比较式保护中,纵联信息的利用主要有闭锁式和允许式两种方式。从信息交换和利用的角度而言,闭锁式保护交换的是外部故障信息,只要被保護设 备任何一侧的保护感受为外部故障。就说明是外部故障,并向对侧保护发出闭锁信号,使各侧保护都不动作;而当被保护设备各侧的保护都感受不到外部故障时,说明发生了内部故障,互不发闭锁信号,各侧保护都能快速跳闸。在配电线路中构建配电线路全线速切保护,既可采用闭锁式,也可采用允许式的保护原理,二者都 能够对配电线路保护区内的任意一点故障做到无时限切除。
2.闭锁式速切保护方案
在输电系统中一般采用距离元件或方向元件作为故障判断元件。在配电线路中,一般只配备分段式过流保护,因此可以基于过流元件的动作情况研究如何对保护区内和区外的故障进行判断区分。
一个典型的配电线路结构用来说明配电线路闭锁式速切保护方案的构成。假设A、G 表示位于变电站的馈出线断路器,D 为手拉手开关,系统正常运行时,手拉手开关D 断开,此时的配电线路为传统的单电源网络。B、C、E、F 为配电线路的分段开关,它们可能是负荷开关,也可能是断路器。
下面以断路器 A 处的保护为例说明闭锁式速切保护的构成原理。
设分段开关 B 和 C 为能够切断故障电流的断路器,且配有能够检测电流、电压的馈线终端(FTU)或保护装置。当 AB之间的 Fl 点发生故障时,A 处的过流元件会检测到过电流,而其下游 B 处的过流元件不会动作,能够确定故障位于 AB之间,因此 B不会向 A 处的保护发闭锁信息,A 处的保护在经过必要的确保可靠性的延时后跳开 A,同时联跳 B,将故障隔离;若故障发生在 BC 之间的 F2 点,此时 A、B处的过流元件都会检测到过电流,B 会向其上游的 A 发出闭锁信息,并通过与下游 C 处的保护交换信息,确定故障点位于 BC 之间,跳开开关 B、C隔离故障。
以 A 处的保护为例,假设以过流元件的闭锁式全线速切保护动作作为例子。A处的保护在判断过流后不能立即参与逻辑的比较,还需要有一个延时时间段,用来等待可靠收到下游的闭锁信号,以防止保护误动作。对于闭锁式保护而言,通道是否正常工作十分重要。因此要有可靠完善的通道监视手段,一旦发现通道故障,立即闭锁保护。
3.允许式速切保护方案
在允许式的全线速切继电保护方案之中,出了无需对过流原件进行处理外,低电压、低电流元件这两者都必须要配备,以此来配合分区内部以及分区外部的故障。假设开关处的保护装置不仅仅能够随时检测通过的电流,那么还必须要安装能够快速反映出电流减弱、电压降低的元件。假设以一个电网的A处保护作为例子。假设出现故障的位置在A与B这两点之间的F点,A处的保护会立即感应到通过的电流,而B处的保护装置感受到电压降低、电流衰减时,B会开始向A发出允许的通信信号,从而加快其动作,从而快速的切除故障。而假设故障是发生在线路的BC之间的R点,而B保护处在感受到通过的电流之后,并不会立即向A发出信号来加速A的保护动作。C处的保护位置在感受到电流的衰减、电压减弱之后,会立即发出信号,让B 点加入故障切除的速度。在此之后,我们可以通过网络拓扑结构以及实际的保护结果总结后来判断,从而科学合理的完成对故障区域的隔离工作,并且对没有出现故障的区域恢复正常通电。从这个过程中我们可以明显看出,保护装置所发出的允许信号是一种能够加速保护速度的通信好心,并且该允许信号能够直接允许某些无时间限制的保护动作。
4.速切保护通信通道
配线电路速切保护功能实现的一个关键因素就在于速切保护的通信通道,在对配电线路的进行保护的过程中,无论是要发出关闭的信号还是开启的信号,必须要通过通信系统来完成可靠、快速的信息传递工作。通信通道与输电系统相比较而言,配电线路的通信技术并没有输电系统那么完善,且电力企业不可能对通信系统投入大规模的资金来建立更为完善的系统,只能够根据配电线路自身实际的需要以及现场情况,来选择最为适合的通信系统建立方式。
4.1专用或复用光纤信道
在有条件的配电线路中应优先采用专用或复用的光纤通道传送速切保护所需要的信息,这样可以充分保证信息传送的快速性和可靠性。
4.2导引线
如果通信距离较短,例如短的并网线或发电厂内部的短线路,可以考虑采用导引线传送信息。这种方式成本非常低,系统构成也较简单,可以直接将下游保护的动作信息以开关状态的形式传送给上游保护,信息传送的快速性能够得到充分保证。但导引线易受干扰,因此为了增加通信的可靠性,可以考虑采用屏蔽效果较好的导线,同时辅以滤波器、避雷器等抗干扰措施。
4.3电力线载波
在已经装设载波通信的配电线路中可以采用复用载波通道的方式传送相关信息,实现方式与输电系统中的载波通信类似。
5.结论
总而言之,随着配电线路不断被改造,配电线路自身的供电半径已经从以往的大半径变得越来越小,同时,其电路的容量也在不断增大,这种现象的出现不仅为传输通过的电流带来了稳定、安全、高效等方面的问题,并且配电线路如果出现故障之后,其切断的时间过长,也会为电网的持续、安全、稳定运行带来极大的负面影响,这些问题已经成为了迫在眉睫需要解决的问题,只有把这些问题不断完善,才能够促进电网系统的发展。
【参考文献】
[1]孟爱萍.配电自动化系统中的通信方案[J].电力系统通信,2007(S1).
[2]杨奕晖.配电自动化系统中通信方式的应用[J].华东电力,2006(12).
[3]王宾,潘贞存,董新洲.电压跌落的配电线路全线速切治理方案[J].电网技术,2006(21).
【关键词】线路;继电保护;配置
0.引言
电力系统在实际运行的过程中,最容易出现的故障就是短路,如果说线路在出现短路之后不及时进行保护,必然会导致极为严重的后果。为了能够将电力系统受到短路的危害减小,必须要为电力系统进行二次设备安装,如测量、控制、监视等设备,而全线速切继电保护装置整是保证电力系统稳定运行最为重要的二次设备之一。尤其是电气设备出现短路现象时,全线速切机电保护技术能够快速的切除故障,为其他正常运行的配电线路带来安全的环境。
1.配电线路速切保护原理
要加大配电线路速切保护动作的控制范围,就必须要提升配电线路机电保护装置自身的性能,其提升的方式主要有以下两种方式:
①只通过对某一个单独的点或者某个部分检测的信息,依据极为复杂的算法和判断的方式,来得出提高配电线路速切保护的性能,例如无保护通道、自适应保护等等。
②利用多个端口位置感应到的电流信息,来提升配电线路速切保护的性能。本篇文章所研究探讨的就是配电线路全线速切保护多点信息交换原理。从理论上开看,互相纵向连接的保护原理以及保护及时实际上是完全可以使用在配电线路保护中的,并且能够提升配电线路的保护速度。但在实际操作过程中,受成本、投资和维护等多方面的限制,且考虑到配电线路继电保护在快速性和可靠性的要求不如在高压、超高压系统中严格,所以应根据配网系统的特点,构建适用于配电线路的纵联保护系统。
在输电系统纵联比较式保护中,纵联信息的利用主要有闭锁式和允许式两种方式。从信息交换和利用的角度而言,闭锁式保护交换的是外部故障信息,只要被保護设 备任何一侧的保护感受为外部故障。就说明是外部故障,并向对侧保护发出闭锁信号,使各侧保护都不动作;而当被保护设备各侧的保护都感受不到外部故障时,说明发生了内部故障,互不发闭锁信号,各侧保护都能快速跳闸。在配电线路中构建配电线路全线速切保护,既可采用闭锁式,也可采用允许式的保护原理,二者都 能够对配电线路保护区内的任意一点故障做到无时限切除。
2.闭锁式速切保护方案
在输电系统中一般采用距离元件或方向元件作为故障判断元件。在配电线路中,一般只配备分段式过流保护,因此可以基于过流元件的动作情况研究如何对保护区内和区外的故障进行判断区分。
一个典型的配电线路结构用来说明配电线路闭锁式速切保护方案的构成。假设A、G 表示位于变电站的馈出线断路器,D 为手拉手开关,系统正常运行时,手拉手开关D 断开,此时的配电线路为传统的单电源网络。B、C、E、F 为配电线路的分段开关,它们可能是负荷开关,也可能是断路器。
下面以断路器 A 处的保护为例说明闭锁式速切保护的构成原理。
设分段开关 B 和 C 为能够切断故障电流的断路器,且配有能够检测电流、电压的馈线终端(FTU)或保护装置。当 AB之间的 Fl 点发生故障时,A 处的过流元件会检测到过电流,而其下游 B 处的过流元件不会动作,能够确定故障位于 AB之间,因此 B不会向 A 处的保护发闭锁信息,A 处的保护在经过必要的确保可靠性的延时后跳开 A,同时联跳 B,将故障隔离;若故障发生在 BC 之间的 F2 点,此时 A、B处的过流元件都会检测到过电流,B 会向其上游的 A 发出闭锁信息,并通过与下游 C 处的保护交换信息,确定故障点位于 BC 之间,跳开开关 B、C隔离故障。
以 A 处的保护为例,假设以过流元件的闭锁式全线速切保护动作作为例子。A处的保护在判断过流后不能立即参与逻辑的比较,还需要有一个延时时间段,用来等待可靠收到下游的闭锁信号,以防止保护误动作。对于闭锁式保护而言,通道是否正常工作十分重要。因此要有可靠完善的通道监视手段,一旦发现通道故障,立即闭锁保护。
3.允许式速切保护方案
在允许式的全线速切继电保护方案之中,出了无需对过流原件进行处理外,低电压、低电流元件这两者都必须要配备,以此来配合分区内部以及分区外部的故障。假设开关处的保护装置不仅仅能够随时检测通过的电流,那么还必须要安装能够快速反映出电流减弱、电压降低的元件。假设以一个电网的A处保护作为例子。假设出现故障的位置在A与B这两点之间的F点,A处的保护会立即感应到通过的电流,而B处的保护装置感受到电压降低、电流衰减时,B会开始向A发出允许的通信信号,从而加快其动作,从而快速的切除故障。而假设故障是发生在线路的BC之间的R点,而B保护处在感受到通过的电流之后,并不会立即向A发出信号来加速A的保护动作。C处的保护位置在感受到电流的衰减、电压减弱之后,会立即发出信号,让B 点加入故障切除的速度。在此之后,我们可以通过网络拓扑结构以及实际的保护结果总结后来判断,从而科学合理的完成对故障区域的隔离工作,并且对没有出现故障的区域恢复正常通电。从这个过程中我们可以明显看出,保护装置所发出的允许信号是一种能够加速保护速度的通信好心,并且该允许信号能够直接允许某些无时间限制的保护动作。
4.速切保护通信通道
配线电路速切保护功能实现的一个关键因素就在于速切保护的通信通道,在对配电线路的进行保护的过程中,无论是要发出关闭的信号还是开启的信号,必须要通过通信系统来完成可靠、快速的信息传递工作。通信通道与输电系统相比较而言,配电线路的通信技术并没有输电系统那么完善,且电力企业不可能对通信系统投入大规模的资金来建立更为完善的系统,只能够根据配电线路自身实际的需要以及现场情况,来选择最为适合的通信系统建立方式。
4.1专用或复用光纤信道
在有条件的配电线路中应优先采用专用或复用的光纤通道传送速切保护所需要的信息,这样可以充分保证信息传送的快速性和可靠性。
4.2导引线
如果通信距离较短,例如短的并网线或发电厂内部的短线路,可以考虑采用导引线传送信息。这种方式成本非常低,系统构成也较简单,可以直接将下游保护的动作信息以开关状态的形式传送给上游保护,信息传送的快速性能够得到充分保证。但导引线易受干扰,因此为了增加通信的可靠性,可以考虑采用屏蔽效果较好的导线,同时辅以滤波器、避雷器等抗干扰措施。
4.3电力线载波
在已经装设载波通信的配电线路中可以采用复用载波通道的方式传送相关信息,实现方式与输电系统中的载波通信类似。
5.结论
总而言之,随着配电线路不断被改造,配电线路自身的供电半径已经从以往的大半径变得越来越小,同时,其电路的容量也在不断增大,这种现象的出现不仅为传输通过的电流带来了稳定、安全、高效等方面的问题,并且配电线路如果出现故障之后,其切断的时间过长,也会为电网的持续、安全、稳定运行带来极大的负面影响,这些问题已经成为了迫在眉睫需要解决的问题,只有把这些问题不断完善,才能够促进电网系统的发展。
【参考文献】
[1]孟爱萍.配电自动化系统中的通信方案[J].电力系统通信,2007(S1).
[2]杨奕晖.配电自动化系统中通信方式的应用[J].华东电力,2006(12).
[3]王宾,潘贞存,董新洲.电压跌落的配电线路全线速切治理方案[J].电网技术,2006(21).