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引言:继电保护是保障电网安全稳定运行的主要装置,随着电网的快速发展和微机保护的大范围应用,我国继电保护技术取得长足的进步。本文阐述了超高压电网的继电保护以及相关问题和解决办法。共同行参考。
关键词:超高压电网;继电保护
前言
电力系统已进入超高压远距离输电,跨区域互联电网和电力市场营运的新阶段,必须把超高压电网继电保护的发展战略提到一个新的高度,加强继电保护的可靠性研究,进一步发展新型保护,实现继电保护综合自动化,以确保电力系统的安全,稳定运行,但目前,西电东送到全国联网的巨型电力系统的出现对继电保护提出了更高要求。
一、 对高压电网继电保护性能基本要求
(一) 可靠性。运行中中高压电网我继电保护的可靠性,决定于继电保护装置的配置方式,各套保护装置本身的技术性能和设备及安装质量水平,除了装置的设备质量应由制造厂提供保证外,500KV线路的,也已有1989年绵阳会议总结的七项准则可资遵循。继电保护的可靠性,是继电保护正常运行和可靠动作的前提基础。
(二) 速动性。(1)继电保护的快速性,应当由纵联保护,相间保护及接地保护瞬时段落及相电流速断的协同动作来保证。切不可轻视后备保护瞬时段及电流速断的独特作用。原因是当故障发生在影响系统稳定最为严重的母线近端时,它们的动作一般快于纵联保护,因而最刖于系统稳定。(2)对于线路密集的220KV受端系统,只要继电保护快速动作切除故障,一般都可以保持系统稳定。受端系统联接着占系统容量很大比重的电源和负荷。如果因故障延时切除而引起系统失去稳定,其后果将是全局性的。因而突出了受端系统线路快速切除故障的重要性。按规定,这些线路可以装设两磁纵联保护,当然,母线差动保护也是极其重要的。(3)应当保持快速稳定长期投入运行。按照1982年苏州会议的决议,纵联保护的全年抽运时间不应低于330天。而对于装有两套纵联保护的受端系统220线路和平KV线路,理当保证任何时间至少有一套纵联保护在运行中。当线路断路器检修,用旁路断路器带路运行时,也当如此。(4)接到高压电网的供电变压器,它的低压线线及配出线路的故障切除时间,应当满足系统稳定的要求。即使牺牲选择性也必须如此。这是全局观点。(5)手动合闸于线路和手动合闸于母线。都必须有切实的瞬时保护。
(三) 灵敏性。衡量保护装启动可靠性的指标是灵敏度。它是对在要求保护范围内的故障实现可靠保护的前提条件。(1)对于纵联保护,应当保证在被保护线路上任一点发生金属性短路故障时,都有足够灵敏度。(2)对于相间距离保护,其最末一段的启动灵敏度,应以适足以可靠躲开实际可能传输的事故后最大功率为准。对于并列及环状线路,尤应注意及此。(3)对于接地故障保护,其最末一段的启动值,应以能适应如下的故障点接地电阻值为标准。
(四) 选择性。对后备保护的一项重要要求就是保证选择性,以适应如下情况:(1)当发生经较大过渡电阻的故障,故障线路本身的纵联保护因灵敏度不足不能启动,而必须由其后图示保护动作切除故障时,不得引起相邻元件后备保护的元选择性误动作。(2)当某一线路下一级元件故障,因故而不能有最临近故障点的断路器切除,需要由相邻上一级线路的后备保护动作切除时,不得引起更上一级线路后备保护的越级跳闸。还要校核线路侧发生单相接地故障时,线路零序电流保护与大机组负序反时限过流保护间的动作配合问题,避免大机组无选择性跳闸。
二、 电力系统超高压继电保护的发展现状
电力系统继电保护先后经历了机电式,晶体管,集成型和微机保护四个不同的发展时期。
(一) 微机在继电保护中的大量普及。近年来,我国电力系统继电保护的微机化率越来越高,这些微机保护不仅具有传统的继电保护装置的功能,而且还具有实时参数显示,故障测距及故障录波等功能,从而大大提高了继电保护的可靠性和准确性,为超高压系统的安全稳定运行发挥了不可估量的作用。
(二) 继电保护与前沿技术相结合。当今继电保护技术已经开始逐步实现网络化和保护,测量,控制及数据通信一体化。大多数省电力 调度通信中心均配置了故障信息管理系统,继电保护整定计算和运行管理系统,现代化的技术管理手段得到应用。
(三) 继电保护智能化。由于A1的逻辑思维和快速处理能力,A1已经成为在线状态评估的重要工具,越来越多地应用于继电保护方面。自适应继电保护的概念始于20世纪80年代,它被定义为能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能,特性或定值的新型继电保护,其基本思想是使保护尽可能地适应电力系统的各种变化,进一步改善保护性能,计算机的应用有力地推动了自适应继电保护的发展。
三、 超高压电网继电保护面临的问题
(一) 超高压电网继电保护面临的问题。含大功率电力电子设备的输电线路保护原理的研究。在我国西电东送及三峡电力输出系统中都采用了交直流混联输电分联络线采用了大功率电力电子设备的柔性输电技术。大功率电力电子设备的运行故障的暂态过程,交流线路的故障与切除产生的过电压,对直流系统,交流线路保护动作有何影响,如何克服,需要进行大量的故障暂态分析,提出适应于含有大功率电子设备的输电线路新型继电保护原理。
(二) 超高压电网继电保护的可靠性研究。随着互联系统网络容量的增大及电压等级的提高,故障所影响的地域范围和用户数量将越来越大,高速,准确动作的继电保护是保证电网正常运行的关键装置。互联系统中,当输电网络的某一联络线被切除以后,如何才能不产生联锁跳闸,保持互联系统的结构稳定性,解决这些问题需要研究新型继电保护的安全性和可靠性。
四、 超高压电网继电保护发展的几个关键问题
(一)故障信息与新型继电保护技术。(1)故障信息。继电保护的任务就是检测故障信息,进而作出保护是否跳闸的决定。因此,故障信息的识别,处理和利用是继电保护技术发展的基础。电力系统发生故障后所产生的故障信息是多方面的,既包括电气量信息,也包括非电气量信息。电气量又可分为以工频信息及谐波为主的稳态故障信息和暂态故障信息。而电力系统故障后断路器动作所产生的二次扰动信息可定义为广义故障信息。(2)新型继电保护。迄今为止,系统中运行的绝大多数继电保护反映故障后的稳态工频故障信息而动动。这类保护是目前电力系统继电保护的主要方式,但保护在很多方面存在不足,行波保护的研究和实际应用,开辟了在继电保护中利用暂态故障信息的新途径。行波保入崭新阶段,目前,已被提出的暂态保护有:输电线路噪声保护,输电线路边界保护,输电线路能量保护和主设备的高频保护等。该类继电保护将在超高压,特高压输电线路保护和大容量发电机,变压器保护中发挥重要作用。
(二)超高压电网继电保护的“四性”问题。超高压电网现场的环境电缆绝缘降低,保护抗高能起伏电压差,击穿过电压等的影响,造成继电保护装置达不到可靠性,选择性,快速性和灵敏性的基本要求,需要从总体上充分兼顾到保护动作的安全性与快速性,可靠切除故障的协调问题。
超高压电网的保护可靠性是具有多面性的复杂问题。应针对电网的具体情况,找出威胁其保护可靠性的各种主要因素。以确保电网的安全运行,在超高电网中,保护的速动性不仅可提高系统的暂态稳定性和避免。
(作者单位:国网伊春供电公司)
关键词:超高压电网;继电保护
前言
电力系统已进入超高压远距离输电,跨区域互联电网和电力市场营运的新阶段,必须把超高压电网继电保护的发展战略提到一个新的高度,加强继电保护的可靠性研究,进一步发展新型保护,实现继电保护综合自动化,以确保电力系统的安全,稳定运行,但目前,西电东送到全国联网的巨型电力系统的出现对继电保护提出了更高要求。
一、 对高压电网继电保护性能基本要求
(一) 可靠性。运行中中高压电网我继电保护的可靠性,决定于继电保护装置的配置方式,各套保护装置本身的技术性能和设备及安装质量水平,除了装置的设备质量应由制造厂提供保证外,500KV线路的,也已有1989年绵阳会议总结的七项准则可资遵循。继电保护的可靠性,是继电保护正常运行和可靠动作的前提基础。
(二) 速动性。(1)继电保护的快速性,应当由纵联保护,相间保护及接地保护瞬时段落及相电流速断的协同动作来保证。切不可轻视后备保护瞬时段及电流速断的独特作用。原因是当故障发生在影响系统稳定最为严重的母线近端时,它们的动作一般快于纵联保护,因而最刖于系统稳定。(2)对于线路密集的220KV受端系统,只要继电保护快速动作切除故障,一般都可以保持系统稳定。受端系统联接着占系统容量很大比重的电源和负荷。如果因故障延时切除而引起系统失去稳定,其后果将是全局性的。因而突出了受端系统线路快速切除故障的重要性。按规定,这些线路可以装设两磁纵联保护,当然,母线差动保护也是极其重要的。(3)应当保持快速稳定长期投入运行。按照1982年苏州会议的决议,纵联保护的全年抽运时间不应低于330天。而对于装有两套纵联保护的受端系统220线路和平KV线路,理当保证任何时间至少有一套纵联保护在运行中。当线路断路器检修,用旁路断路器带路运行时,也当如此。(4)接到高压电网的供电变压器,它的低压线线及配出线路的故障切除时间,应当满足系统稳定的要求。即使牺牲选择性也必须如此。这是全局观点。(5)手动合闸于线路和手动合闸于母线。都必须有切实的瞬时保护。
(三) 灵敏性。衡量保护装启动可靠性的指标是灵敏度。它是对在要求保护范围内的故障实现可靠保护的前提条件。(1)对于纵联保护,应当保证在被保护线路上任一点发生金属性短路故障时,都有足够灵敏度。(2)对于相间距离保护,其最末一段的启动灵敏度,应以适足以可靠躲开实际可能传输的事故后最大功率为准。对于并列及环状线路,尤应注意及此。(3)对于接地故障保护,其最末一段的启动值,应以能适应如下的故障点接地电阻值为标准。
(四) 选择性。对后备保护的一项重要要求就是保证选择性,以适应如下情况:(1)当发生经较大过渡电阻的故障,故障线路本身的纵联保护因灵敏度不足不能启动,而必须由其后图示保护动作切除故障时,不得引起相邻元件后备保护的元选择性误动作。(2)当某一线路下一级元件故障,因故而不能有最临近故障点的断路器切除,需要由相邻上一级线路的后备保护动作切除时,不得引起更上一级线路后备保护的越级跳闸。还要校核线路侧发生单相接地故障时,线路零序电流保护与大机组负序反时限过流保护间的动作配合问题,避免大机组无选择性跳闸。
二、 电力系统超高压继电保护的发展现状
电力系统继电保护先后经历了机电式,晶体管,集成型和微机保护四个不同的发展时期。
(一) 微机在继电保护中的大量普及。近年来,我国电力系统继电保护的微机化率越来越高,这些微机保护不仅具有传统的继电保护装置的功能,而且还具有实时参数显示,故障测距及故障录波等功能,从而大大提高了继电保护的可靠性和准确性,为超高压系统的安全稳定运行发挥了不可估量的作用。
(二) 继电保护与前沿技术相结合。当今继电保护技术已经开始逐步实现网络化和保护,测量,控制及数据通信一体化。大多数省电力 调度通信中心均配置了故障信息管理系统,继电保护整定计算和运行管理系统,现代化的技术管理手段得到应用。
(三) 继电保护智能化。由于A1的逻辑思维和快速处理能力,A1已经成为在线状态评估的重要工具,越来越多地应用于继电保护方面。自适应继电保护的概念始于20世纪80年代,它被定义为能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能,特性或定值的新型继电保护,其基本思想是使保护尽可能地适应电力系统的各种变化,进一步改善保护性能,计算机的应用有力地推动了自适应继电保护的发展。
三、 超高压电网继电保护面临的问题
(一) 超高压电网继电保护面临的问题。含大功率电力电子设备的输电线路保护原理的研究。在我国西电东送及三峡电力输出系统中都采用了交直流混联输电分联络线采用了大功率电力电子设备的柔性输电技术。大功率电力电子设备的运行故障的暂态过程,交流线路的故障与切除产生的过电压,对直流系统,交流线路保护动作有何影响,如何克服,需要进行大量的故障暂态分析,提出适应于含有大功率电子设备的输电线路新型继电保护原理。
(二) 超高压电网继电保护的可靠性研究。随着互联系统网络容量的增大及电压等级的提高,故障所影响的地域范围和用户数量将越来越大,高速,准确动作的继电保护是保证电网正常运行的关键装置。互联系统中,当输电网络的某一联络线被切除以后,如何才能不产生联锁跳闸,保持互联系统的结构稳定性,解决这些问题需要研究新型继电保护的安全性和可靠性。
四、 超高压电网继电保护发展的几个关键问题
(一)故障信息与新型继电保护技术。(1)故障信息。继电保护的任务就是检测故障信息,进而作出保护是否跳闸的决定。因此,故障信息的识别,处理和利用是继电保护技术发展的基础。电力系统发生故障后所产生的故障信息是多方面的,既包括电气量信息,也包括非电气量信息。电气量又可分为以工频信息及谐波为主的稳态故障信息和暂态故障信息。而电力系统故障后断路器动作所产生的二次扰动信息可定义为广义故障信息。(2)新型继电保护。迄今为止,系统中运行的绝大多数继电保护反映故障后的稳态工频故障信息而动动。这类保护是目前电力系统继电保护的主要方式,但保护在很多方面存在不足,行波保护的研究和实际应用,开辟了在继电保护中利用暂态故障信息的新途径。行波保入崭新阶段,目前,已被提出的暂态保护有:输电线路噪声保护,输电线路边界保护,输电线路能量保护和主设备的高频保护等。该类继电保护将在超高压,特高压输电线路保护和大容量发电机,变压器保护中发挥重要作用。
(二)超高压电网继电保护的“四性”问题。超高压电网现场的环境电缆绝缘降低,保护抗高能起伏电压差,击穿过电压等的影响,造成继电保护装置达不到可靠性,选择性,快速性和灵敏性的基本要求,需要从总体上充分兼顾到保护动作的安全性与快速性,可靠切除故障的协调问题。
超高压电网的保护可靠性是具有多面性的复杂问题。应针对电网的具体情况,找出威胁其保护可靠性的各种主要因素。以确保电网的安全运行,在超高电网中,保护的速动性不仅可提高系统的暂态稳定性和避免。
(作者单位:国网伊春供电公司)