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摘要继电保护技术在电力系统中起着不可替代的作用,当电力系统出现故障时,它可以迅速的将故障元件剔除出系统,保障电力系统的正常运作。目前国内有关继电保护技术的理论及实践都有了长足的发展,但是关于继电保护技术的理论仍未能形成一套系统的体系,在实际应用中也存在着各种各样的问题,根据工作与学习经验,对继电保护技术及配置进行说明,以供同行参考。
关键词继电保护技术;电力系统;作用;工作原理;配置;应用
中图分类号TM773文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)061-0014-01
随着科技及社会的不断发展,我国在电力系统继电保护技术的发展上也经历了一个从无到有的过程,在经过了许多电力技术人员的实践研究之后,我国在继电保护的理论及实践方面均积累了大量的经验,近年来由于电器设备的不断发展,使得人们对电力传输过程提出了更高的要求,如出现系统故障时,要求电路断线的时间小于1/10秒,继电保护技术就是为满足此类要求而被提出的关键性技术,下面本文就对继电保护技术的作用、组成、工作原理进行介绍,并在此基础之上阐述继电保护技术在电力系统中的应用及发展状况.
1继电保护技术在电力系统中所起到的作用
由于电能自身的特点,使得电能的生产、传输及消耗必须在同一时刻完成,但是由于传输过程中的各种因素常会导致电气设备的损坏,而继电保护设备就是在出现此类故障时,可有选择的切除故障元件,一方面恢复电力系统的正常运作,另一方面给出警示信号,告知技术人员及时处理故障元件,随着电子信息技术的不断融入,使得电力系统的继电保护装置功能更加强大,保护的设备范畴也更加广泛,除了输电线路以外,发电机、变压器等也成为继电保护装置予以保护的对象。
2继电保护系统的组成及其工作原理
电力系统故障的出现会带来电流的紊乱,同时电流电压间的相位角也会出现不同程度的波动,故继电保护系统在设计时会针对不同的使用功能而具有不同的原理及类型,通常将继电器分为以下几大类:1)静态继电器,常见的有集成电路继电器及晶体管继电器。2)机电型继电器,主要有感应继电器及电磁继电器等。3)整流型继电器。这些继电器一般都是由测量模块、逻辑模块以及执行模块三部分组成。
图1中输入信号指的是保护对象所传来的信号,系统给予测量模块一个给定的整定值,测量模块将接收到的信号与整定值进行对比,并将对比结果传送给逻辑模块,逻辑模块对对比值进行判断,当判断元件为故障时,会传送信号至执行模块,执行模块接收到信号后会给予斷电或警报的动作。随着当前微机型继电保护装置的广泛应用,电网继电保护采用了新的客户端及服务器的工作模式,由二者协调完成电网保护自动化,将客户机设在变电站,这样可以实现对厂家的保护及对故障录波器的数据进行采集及转换。将服务器设置在调度端,当客客端发出故障信息时,服务器进行接收并对其进行存取,并与继电保护管理系统交换相应信息,实现继电保护系统的可靠性分析、故障计算分析及电力系统运行状态监测等行为。
3电力系统中继电保护装置的配置
1)继电保护装置的任务。当电力系统元件出现短路及其它异常故障情况时实现继电保护动作,电力系统运行正常时,继电保护装置会自动监测电力设备,并提供相应的电流、电压量给电力技术人员作为系统正常运作的参考,当故障出现时,电气量会出现波动不稳的状况,此时监测到线路波动的继电系统会迅速的找出故障元件并予以切除,并准时发出相应的故障信号告知技术人员。从正常状态的监测至故障出现时的及时处理,是继电保护装置的主要任务。
2)配置继电保护装置的基本要求。一套继电保护装置要应用于电力系统之中,必须要满足以下基本要求:①具有较高的灵敏性。当电力系统出现故障时,合格的继电保护装置应即刻判断出故障元件是否为保护范围之内,若为保护范围之内的电力设备出现故障,则保护装置均应对该位置处的短路实行接收反应,若为保护范围之外,则不应对其产生行为控制。②具备较高的可靠性。当保护范围内的电力系统元件出现故障后,继电保护装置应能够有选择性的切断故障部分,断开最佳位置处的断路器,保证电力系统中其余元件的正常运作。另外,继电保护装置的设计原理及安装调试均应正确无误,这样才能够保证整个系统的可靠运作。③具备较快的切断反应能力。当电力系统某部分元件出现故障时,瞬间的电流波动可能会造成电力系统内其余电气设备的损坏,此时继电保护装置的切断速度就决定了电力系统的损坏程度,继电保护装置切除短路故障的速度越快,电力系统及电气设备的自启动恢复率就越高,当前常用的继电保护装置动作时间为0.02S—0.05S.
4电力系统中继电技术的应用及发展
1)继电技术在电力系统中有应用。继电技术在电力系统中的体现即是继电保护装置的使用,其目的在于电力系统的供电可靠性,常用的继电保护装置如自动重合闸及备用电源自动投入装置均可以很大程度上保证电能的传输质量并提高电力系统的经济运行水平,在电力系统出现故障时利用继电保护技术可以迅速采用措施,缩小故障的影响范围,降低故障造成的损失,在电力系统的继电保护中,始终以保护母线为第一要务,下面以量度继电器为例来说明继电保护装置的应用原理,如图1所示:电力系统母线连接m个电气设备,在不同的时刻,流入m个设备的电流和为定值C,而各设备的电流和恰是母线电流,即母线保护的差动电流为C,当电力系统出现故障时,电流激变为D,继电保护系统在接收到D信号时,会自动将D与C进行对比,若超出适当范围时,则继电保护开启对母线的保护,将母线上离故障点最佳处的断路器进行断开。
图1电力系统示意图
2)继电技术的发展趋势。随着信息及科技的不断发展,电力系统继电保护装置的发展呈现出了以下发展趋势:①虚拟化。电子测量及信息技术的发展使得继电保护装置不断的趋向于虚拟设备,利用完善的网络,通过软件的修改,即可实现继电保护的不同操作。②网络化。当前继电保护功能的实现,必须通过计算机网络进行指令及功能的传递,如对线路及变压器实行保护,通过网络传输,继电保护系统可以和其余保护及操作系统实现数据共享,进行形成多层次、全方位的纵联保护体系。③智能化。人工智能技术的融入允许一些继电保护系统采用人工神经网络来对故障进行分析判断,进行使得判断故障更为准确,保护方向更为快速,对主设备的保护也更为安全。
5结语
继电保护技术发展到目前已成为电力系统中不可或缺的一部分,它大大提高了电力系统的可靠性,减少了电力设备出现故障时所造成的损失,提高电力系统的供电质量。对于一名电力技术人员来说,如何更好的改进继电保护措施及设备,以更进一步完善电力系统的保护措施,仍然是一个值得深入研究的问题。
参考文献
[1]杨晰.电力系统继电保护技术发展[J].大众用电,2006,01.
[2]牛卢璐,卢凤娥.电力系统继电保护发展及前景[J].科技信息,2008.
[3]严兴畴.继电保护技术及其应用[J].科技资讯,2007,6.
关键词继电保护技术;电力系统;作用;工作原理;配置;应用
中图分类号TM773文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)061-0014-01
随着科技及社会的不断发展,我国在电力系统继电保护技术的发展上也经历了一个从无到有的过程,在经过了许多电力技术人员的实践研究之后,我国在继电保护的理论及实践方面均积累了大量的经验,近年来由于电器设备的不断发展,使得人们对电力传输过程提出了更高的要求,如出现系统故障时,要求电路断线的时间小于1/10秒,继电保护技术就是为满足此类要求而被提出的关键性技术,下面本文就对继电保护技术的作用、组成、工作原理进行介绍,并在此基础之上阐述继电保护技术在电力系统中的应用及发展状况.
1继电保护技术在电力系统中所起到的作用
由于电能自身的特点,使得电能的生产、传输及消耗必须在同一时刻完成,但是由于传输过程中的各种因素常会导致电气设备的损坏,而继电保护设备就是在出现此类故障时,可有选择的切除故障元件,一方面恢复电力系统的正常运作,另一方面给出警示信号,告知技术人员及时处理故障元件,随着电子信息技术的不断融入,使得电力系统的继电保护装置功能更加强大,保护的设备范畴也更加广泛,除了输电线路以外,发电机、变压器等也成为继电保护装置予以保护的对象。
2继电保护系统的组成及其工作原理
电力系统故障的出现会带来电流的紊乱,同时电流电压间的相位角也会出现不同程度的波动,故继电保护系统在设计时会针对不同的使用功能而具有不同的原理及类型,通常将继电器分为以下几大类:1)静态继电器,常见的有集成电路继电器及晶体管继电器。2)机电型继电器,主要有感应继电器及电磁继电器等。3)整流型继电器。这些继电器一般都是由测量模块、逻辑模块以及执行模块三部分组成。
图1中输入信号指的是保护对象所传来的信号,系统给予测量模块一个给定的整定值,测量模块将接收到的信号与整定值进行对比,并将对比结果传送给逻辑模块,逻辑模块对对比值进行判断,当判断元件为故障时,会传送信号至执行模块,执行模块接收到信号后会给予斷电或警报的动作。随着当前微机型继电保护装置的广泛应用,电网继电保护采用了新的客户端及服务器的工作模式,由二者协调完成电网保护自动化,将客户机设在变电站,这样可以实现对厂家的保护及对故障录波器的数据进行采集及转换。将服务器设置在调度端,当客客端发出故障信息时,服务器进行接收并对其进行存取,并与继电保护管理系统交换相应信息,实现继电保护系统的可靠性分析、故障计算分析及电力系统运行状态监测等行为。
3电力系统中继电保护装置的配置
1)继电保护装置的任务。当电力系统元件出现短路及其它异常故障情况时实现继电保护动作,电力系统运行正常时,继电保护装置会自动监测电力设备,并提供相应的电流、电压量给电力技术人员作为系统正常运作的参考,当故障出现时,电气量会出现波动不稳的状况,此时监测到线路波动的继电系统会迅速的找出故障元件并予以切除,并准时发出相应的故障信号告知技术人员。从正常状态的监测至故障出现时的及时处理,是继电保护装置的主要任务。
2)配置继电保护装置的基本要求。一套继电保护装置要应用于电力系统之中,必须要满足以下基本要求:①具有较高的灵敏性。当电力系统出现故障时,合格的继电保护装置应即刻判断出故障元件是否为保护范围之内,若为保护范围之内的电力设备出现故障,则保护装置均应对该位置处的短路实行接收反应,若为保护范围之外,则不应对其产生行为控制。②具备较高的可靠性。当保护范围内的电力系统元件出现故障后,继电保护装置应能够有选择性的切断故障部分,断开最佳位置处的断路器,保证电力系统中其余元件的正常运作。另外,继电保护装置的设计原理及安装调试均应正确无误,这样才能够保证整个系统的可靠运作。③具备较快的切断反应能力。当电力系统某部分元件出现故障时,瞬间的电流波动可能会造成电力系统内其余电气设备的损坏,此时继电保护装置的切断速度就决定了电力系统的损坏程度,继电保护装置切除短路故障的速度越快,电力系统及电气设备的自启动恢复率就越高,当前常用的继电保护装置动作时间为0.02S—0.05S.
4电力系统中继电技术的应用及发展
1)继电技术在电力系统中有应用。继电技术在电力系统中的体现即是继电保护装置的使用,其目的在于电力系统的供电可靠性,常用的继电保护装置如自动重合闸及备用电源自动投入装置均可以很大程度上保证电能的传输质量并提高电力系统的经济运行水平,在电力系统出现故障时利用继电保护技术可以迅速采用措施,缩小故障的影响范围,降低故障造成的损失,在电力系统的继电保护中,始终以保护母线为第一要务,下面以量度继电器为例来说明继电保护装置的应用原理,如图1所示:电力系统母线连接m个电气设备,在不同的时刻,流入m个设备的电流和为定值C,而各设备的电流和恰是母线电流,即母线保护的差动电流为C,当电力系统出现故障时,电流激变为D,继电保护系统在接收到D信号时,会自动将D与C进行对比,若超出适当范围时,则继电保护开启对母线的保护,将母线上离故障点最佳处的断路器进行断开。
图1电力系统示意图
2)继电技术的发展趋势。随着信息及科技的不断发展,电力系统继电保护装置的发展呈现出了以下发展趋势:①虚拟化。电子测量及信息技术的发展使得继电保护装置不断的趋向于虚拟设备,利用完善的网络,通过软件的修改,即可实现继电保护的不同操作。②网络化。当前继电保护功能的实现,必须通过计算机网络进行指令及功能的传递,如对线路及变压器实行保护,通过网络传输,继电保护系统可以和其余保护及操作系统实现数据共享,进行形成多层次、全方位的纵联保护体系。③智能化。人工智能技术的融入允许一些继电保护系统采用人工神经网络来对故障进行分析判断,进行使得判断故障更为准确,保护方向更为快速,对主设备的保护也更为安全。
5结语
继电保护技术发展到目前已成为电力系统中不可或缺的一部分,它大大提高了电力系统的可靠性,减少了电力设备出现故障时所造成的损失,提高电力系统的供电质量。对于一名电力技术人员来说,如何更好的改进继电保护措施及设备,以更进一步完善电力系统的保护措施,仍然是一个值得深入研究的问题。
参考文献
[1]杨晰.电力系统继电保护技术发展[J].大众用电,2006,01.
[2]牛卢璐,卢凤娥.电力系统继电保护发展及前景[J].科技信息,2008.
[3]严兴畴.继电保护技术及其应用[J].科技资讯,2007,6.