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【摘要】进入电子信息化时代后,继电保护技术与计算机信息系统的联系日益密切,网络化、信息化、智能化与一体化已成为目前高压电网继电保护技术主流发展趋势,这就为我国未来的继电保护带来新的发展机遇与挑战。下面本文将对高压电网继电保护中几个关键问题进行深入讨论,以为我国继电保护技术的快速发展提供几点建议。
【关键词】继电保护;可靠性;性能
一、高压电网继电保护性能所必备的条件性能
㈠可靠性
作为确保继电保护正常运行的重要基础条件,高压电网继电保护装置的配置方式、设备安装调试的质量水平以及继电保护装置本身的技术性能,都是影响高压电网在运行过程中继电保护可靠性的主要因素。继电保护装置本身的技术性能由制造单位提供保证,配置方式则应严格执行能源部所颁发的《电力系统继电保护技术规程》中的相关要求。
㈡选择性
为实现选择性的接地保护动作要求,在故障发生在同一点时,必须保证相邻上下级元件的保护装置的灵敏度和动作时间配合的同时性。在220~500kV线路的纵联保护方面,选择性保护是后备保护工作的一项重点要求,为适应如下情况:
⑴在较大过渡电阻故障发生时,由于灵敏性不足致使故障线路本身的纵联保护不能得到立即启动,则切除故障必须由其后备保护动作执行,从而在相邻元件间引起后备保护的无选择性误动作。
⑵在某一线路上当下一级元件故障时,最临近故障点的断路器因故不能及时切除,转由相邻近的上一级线路的后备保护动作负责执行操作时,需保证越级跳闸现象不能由线路后备保护发生在更上一级的线路中。如果对后备保护间的选择性不注意保持,那么即使主保护得到了加强,也能将上述两问题进行有效的解决。
㈢速动性
⑴纵联保护、接地保护瞬时段、相间保护和相电流速断间的协同动作,是快捷性继电保护的基础。此外,电流速断与瞬时段在后备保护中的独特作用同样不容忽视。
⑵220kv密集线路受端系统,当继电保护系统以快速动作完成故障切除的,通常不会影响到系统的稳定运行。电源与负荷在系统中占有较大比例的容量,受端系统与其相连接,一旦故障切除因故未能及时进行而影响到系统的稳定性时,那么必将导致全局性的故障发生,因此我们不难发现受端系统切除故障快速动作的重要意义。目前,两套纵联保护装置被安装在了这些线路中,其中母线差动保护同样也是不容忽视的。
⑶从全局角度出发,对于与高压电网相接的供电便器,应以符合系统稳定性要求为依据,设置其低压母线和配出线路的切除故障时间。
⑷手动合闸于线路或母线必须以瞬时保护技术作为必要存在因素。
二、高压电网的自动重合闸方式
㈠单相重合闸可较好的使用在联系不紧密的220kV线路与330~500kV线路中。重合闸时间一般设置为:
⑴通常以传输最大功率情况中所需求的重合闸时间为最佳设置标准,一旦设定通常不再做变更。
⑵保持系统运行的稳定性要求是在以成功的重合闸为依托的前提下,则在单回线上的快速单相重合闸应在0.5s左右。
㈡不附加故障条件的三相重合闸宜采用在联系紧密的220kV受端系统线路中。先重合闸在经检查无电压的一侧,该侧通常为冲击系统和大机组作用较小的一侧,另一侧合闸需以检测线路和母线电压同步为条件。5~10s为重合闸最佳时间段,大于等于10s是相对于靠近大机组的线路而言的。
㈢由主系统到终端地区线的重合闸可采用以下方式:
⑴解列点应设在地区与主系统联络的恰当位置,发生故障时,通过继电保护动作手电侧的解列断路器将与其跳开,检电压的一般三相重合闸在主系统侧实现。
⑵单相重合闸。在主系统故障相先切除时,选相跳闸通过简单的相低电压元件等来实现,不能重合或者故障多相时,则动作于解列。
三、继电保护性能在重合闸过程中体现
㈠无条件都给予必要保证的:
⑴线路故障已消除的,能够重合成功。
⑵线路上故障为消除重合时,瞬时三相与故障线路必须永久跳开。
㈡在330~500kV线路上,应保证包括单相重合闸在内的整个重合闸过程中,瞬时跳闸应在发生在任何期间的任一单相或多相再故障中得以实现。
㈢对220kV线路采用单相重合闸的,瞬时跳闸在重合成功后再故障时应保证实现;此外,全过程选择性跳闸必备在两健全相故障时。
㈣在重合闸过程中,如果相邻线路故障,允许实现重合闸线路的继电保护无选择性跳闸,但宜在可能条件下缩短无选择动作的范围。
四、快速保护因故退出运行时的对策
㈠在可能条件下,适当地改变电网运行接线和方式,也考虑极少量事先安排可以由现场值班人员执行的继电保护改定值,包括临时投入简单的保护装置,使保留运行中的继电保护动作性能适应当时的系统稳定要求。
㈡对配置了双套纵联保护的受端系统220kV线路,如果主保护同时退出运行,而保留运行的后备保护动作性能又不能满足当时的系统稳定要求,可以由现场运行人员临时投入事先设定好的专用压板,将有一定末端故障灵敏度的相间及接地第二段保护动作时间降低乃至改成瞬时动作,以满足系统稳定和相邻线路保护选择性要求。宁可在相邻线路出口附近故障时本线路无选择性跳闸,也不宜冒系统失去稳定的风险。
五、超高压电网继电保护发展的几个关键问题
1.故障信息与新型继电保护技术对故障信息的研究和充分利用是发掘继电保护新原理的基础,而计算机在继电保护中的应用为充分利用故障信息提供了技术手段。建立在深入研究故障信息和广泛应用小波变换基础上的输电线路行波保护、暂态保护和无通道保护是继电保护研究的新方向。
2.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。
3.超高压电网故障信息系统目前各电力设备的主保护相互独立,故障元件被突然切除后,剩余的系统元件可能会因运行不正常而被保护跳开,造成联锁的大面积停电事故。继电保护故障信息系统能够实现对大量不同厂家、不同类型及不同规约的微机保护装置、故障录波器和其他智能设备的统一接入与集中管理。超高压继电保护故障信息系统由设在电网调度中心的主站,设在超高压局和直管电厂、电业局的分站及设在变电站、发电厂的子站通过电力系统的通信网络组成。继电保护故障信息系统的通信包括主(分)站-子站和子站内通信两部分。
六、结束语
随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,电力的应用越来越广,电力系统的稳定运行极其重要。电力系统是—个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统,如何正确应用继电保护技术来,提高电力系统的安全稳定运行已成为迫切需要解决的技术问题,在实际的工作中必须要引起足够的重视。
参考文献
[1]王梅义,谢葆炎.对高压电网继电保护的运行要求[J].电力技术,1992(07)
[2]杨瑞琴.高压电网继电保护的运行分析[J].黑龙江科技信息,2007(07)
[3]孟庆梅.高压电网继电保护运行要求探讨[J].黑龙江科技信息,2011(07)
【关键词】继电保护;可靠性;性能
一、高压电网继电保护性能所必备的条件性能
㈠可靠性
作为确保继电保护正常运行的重要基础条件,高压电网继电保护装置的配置方式、设备安装调试的质量水平以及继电保护装置本身的技术性能,都是影响高压电网在运行过程中继电保护可靠性的主要因素。继电保护装置本身的技术性能由制造单位提供保证,配置方式则应严格执行能源部所颁发的《电力系统继电保护技术规程》中的相关要求。
㈡选择性
为实现选择性的接地保护动作要求,在故障发生在同一点时,必须保证相邻上下级元件的保护装置的灵敏度和动作时间配合的同时性。在220~500kV线路的纵联保护方面,选择性保护是后备保护工作的一项重点要求,为适应如下情况:
⑴在较大过渡电阻故障发生时,由于灵敏性不足致使故障线路本身的纵联保护不能得到立即启动,则切除故障必须由其后备保护动作执行,从而在相邻元件间引起后备保护的无选择性误动作。
⑵在某一线路上当下一级元件故障时,最临近故障点的断路器因故不能及时切除,转由相邻近的上一级线路的后备保护动作负责执行操作时,需保证越级跳闸现象不能由线路后备保护发生在更上一级的线路中。如果对后备保护间的选择性不注意保持,那么即使主保护得到了加强,也能将上述两问题进行有效的解决。
㈢速动性
⑴纵联保护、接地保护瞬时段、相间保护和相电流速断间的协同动作,是快捷性继电保护的基础。此外,电流速断与瞬时段在后备保护中的独特作用同样不容忽视。
⑵220kv密集线路受端系统,当继电保护系统以快速动作完成故障切除的,通常不会影响到系统的稳定运行。电源与负荷在系统中占有较大比例的容量,受端系统与其相连接,一旦故障切除因故未能及时进行而影响到系统的稳定性时,那么必将导致全局性的故障发生,因此我们不难发现受端系统切除故障快速动作的重要意义。目前,两套纵联保护装置被安装在了这些线路中,其中母线差动保护同样也是不容忽视的。
⑶从全局角度出发,对于与高压电网相接的供电便器,应以符合系统稳定性要求为依据,设置其低压母线和配出线路的切除故障时间。
⑷手动合闸于线路或母线必须以瞬时保护技术作为必要存在因素。
二、高压电网的自动重合闸方式
㈠单相重合闸可较好的使用在联系不紧密的220kV线路与330~500kV线路中。重合闸时间一般设置为:
⑴通常以传输最大功率情况中所需求的重合闸时间为最佳设置标准,一旦设定通常不再做变更。
⑵保持系统运行的稳定性要求是在以成功的重合闸为依托的前提下,则在单回线上的快速单相重合闸应在0.5s左右。
㈡不附加故障条件的三相重合闸宜采用在联系紧密的220kV受端系统线路中。先重合闸在经检查无电压的一侧,该侧通常为冲击系统和大机组作用较小的一侧,另一侧合闸需以检测线路和母线电压同步为条件。5~10s为重合闸最佳时间段,大于等于10s是相对于靠近大机组的线路而言的。
㈢由主系统到终端地区线的重合闸可采用以下方式:
⑴解列点应设在地区与主系统联络的恰当位置,发生故障时,通过继电保护动作手电侧的解列断路器将与其跳开,检电压的一般三相重合闸在主系统侧实现。
⑵单相重合闸。在主系统故障相先切除时,选相跳闸通过简单的相低电压元件等来实现,不能重合或者故障多相时,则动作于解列。
三、继电保护性能在重合闸过程中体现
㈠无条件都给予必要保证的:
⑴线路故障已消除的,能够重合成功。
⑵线路上故障为消除重合时,瞬时三相与故障线路必须永久跳开。
㈡在330~500kV线路上,应保证包括单相重合闸在内的整个重合闸过程中,瞬时跳闸应在发生在任何期间的任一单相或多相再故障中得以实现。
㈢对220kV线路采用单相重合闸的,瞬时跳闸在重合成功后再故障时应保证实现;此外,全过程选择性跳闸必备在两健全相故障时。
㈣在重合闸过程中,如果相邻线路故障,允许实现重合闸线路的继电保护无选择性跳闸,但宜在可能条件下缩短无选择动作的范围。
四、快速保护因故退出运行时的对策
㈠在可能条件下,适当地改变电网运行接线和方式,也考虑极少量事先安排可以由现场值班人员执行的继电保护改定值,包括临时投入简单的保护装置,使保留运行中的继电保护动作性能适应当时的系统稳定要求。
㈡对配置了双套纵联保护的受端系统220kV线路,如果主保护同时退出运行,而保留运行的后备保护动作性能又不能满足当时的系统稳定要求,可以由现场运行人员临时投入事先设定好的专用压板,将有一定末端故障灵敏度的相间及接地第二段保护动作时间降低乃至改成瞬时动作,以满足系统稳定和相邻线路保护选择性要求。宁可在相邻线路出口附近故障时本线路无选择性跳闸,也不宜冒系统失去稳定的风险。
五、超高压电网继电保护发展的几个关键问题
1.故障信息与新型继电保护技术对故障信息的研究和充分利用是发掘继电保护新原理的基础,而计算机在继电保护中的应用为充分利用故障信息提供了技术手段。建立在深入研究故障信息和广泛应用小波变换基础上的输电线路行波保护、暂态保护和无通道保护是继电保护研究的新方向。
2.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。
3.超高压电网故障信息系统目前各电力设备的主保护相互独立,故障元件被突然切除后,剩余的系统元件可能会因运行不正常而被保护跳开,造成联锁的大面积停电事故。继电保护故障信息系统能够实现对大量不同厂家、不同类型及不同规约的微机保护装置、故障录波器和其他智能设备的统一接入与集中管理。超高压继电保护故障信息系统由设在电网调度中心的主站,设在超高压局和直管电厂、电业局的分站及设在变电站、发电厂的子站通过电力系统的通信网络组成。继电保护故障信息系统的通信包括主(分)站-子站和子站内通信两部分。
六、结束语
随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,电力的应用越来越广,电力系统的稳定运行极其重要。电力系统是—个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统,如何正确应用继电保护技术来,提高电力系统的安全稳定运行已成为迫切需要解决的技术问题,在实际的工作中必须要引起足够的重视。
参考文献
[1]王梅义,谢葆炎.对高压电网继电保护的运行要求[J].电力技术,1992(07)
[2]杨瑞琴.高压电网继电保护的运行分析[J].黑龙江科技信息,2007(07)
[3]孟庆梅.高压电网继电保护运行要求探讨[J].黑龙江科技信息,2011(07)