電站繼電保護論文8篇

時間:2023-03-23 15:12:40

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電站繼電保護論文

篇1

【關鍵詞】變電站 繼電保護 檢修

一、引言

繼電保護系統在電力系統中是其重要的構成元素。由于其發生故障的后果危險性巨大,所以確保電力系統的安全性是減少事故發生的關鍵點,導致電力系統發生故障的原因很多,可根據各類故障的特點將其分為過流或者低壓保護以及低周保護等等故障類型,如果以保護的對象來劃分,可將其分為變壓器或者母線的保護以及其他器件的保護等等,不同的劃定標準就會產生不同的區分,總之,變電站的要求是有一個穩定性高和安全性好的繼電保護系統。

二、繼電保護狀態檢修的必要性

社會在進步,變電站的建設勢必也會更加完善 ,在電網規模日益擴大的情況下,其設備在數量上也會不斷變多。傳統是以預防性為原則的繼電保護狀態檢修方式,現今已經不能滿足設備過多所進行的操控了,如果進行大量的檢驗,電網的安全秩序就會被打亂,所以繼電保護狀態的檢修存在必要性。首先,傳統類型的繼電保護是以定期檢驗的模式來操作的 ,他不太注重設備的實際情況,到時間了就盲目的檢驗完全沒有針對性的對象,這樣不僅會使企業投入大幅度的資金。在檢修技術不斷提高的前提下 ,如果在繼電保護過程中不進行對應的裝置與技術的匹配 ,就會使電網狀態不能正常的運行,這樣子會使電網運行的安全性降低,傳統的電網比較復雜的操作會加大工作人員的工作量。因為每一次繼電保護的檢驗中 ,設備的運行會被停止 ,這就會導致供電的停止,人們的利益就會受損,而且會還大幅度的調動人員并且工作量很大,作業人員的安全也會受到威脅。所以合理加大對變電站繼電保護狀態檢修非常重要。

三、繼電安全設備檢修的目標分析

一個安全的電力系統對繼電保護的各個設備狀態方面上檢修有著一定的目標,這是基礎性的要求,在繼電保護設備上采取一定時間段的檢測和維修,可以產生很多正面的作用,如能保障供電系統的可靠性和提高設備利用率等作用[1]。

其一,對繼電的設備采取定期的檢測和維修,可以真正的保證其保護設備安全程度的可靠,有關的工作人員可以時刻的掌握繼電保護設備的各項數據和狀態,進而可以對繼電保護的老化的設備進行維修保養甚至可以更新換代。經過維修或者更換到裝備配備在繼電保護系統上,不僅可以確保繼電保護各裝置工作的正常合理的運作,真正的減少因故障產生事故的可能性,而且增加保護設備的運行年限。使變電站的安全得到了一定的保障,又能節省了經濟上的支出,達到了雙贏的目的[2]。這些要求實現了就可以使設備的利用率上也達到一定程度的提高。保障電網供電的可靠性;

其二,隨著社會的不斷進步,科學技術也在發生突飛猛進的變化,在有關的繼電保護的檢修的質量方面上,更是引進了數字式的保護的技術,將其應用到檢測和維修設備上,進行數字化的準確的判斷,可以在短時間內解決設備的檢修質量的問題,同時相當于智能化的操作檢修的各項程序。這項技術的投入在進行定期的檢測變電站繼電保護,使得操作更加準確和專業,進而保證了繼電設備在安全經濟的條件下運行[3]。所以廣泛應用數字化成為了目標;

四、如何實現繼電保護狀態檢修

首先可以利用繼電器保護的自動檢測功能,現在微機保護的應用廣泛,很多保護裝置本身就配備了非常強的自動檢測的功能,微機保護的原理是運用編程來做到其功能。所以可以通過多種現代的網絡技術原理,利用軟件的內在邏輯來編程微機保護的各種動作特點,最終實現其應有的功能,這是利用繼電器的自檢功能來實現其自身的保護。其次, 還可以通過對保護二次的回路進行結構功能的分析。在數字式類型的裝置上,很多此類型裝置本身都配備著可以自行監控的特點,繼電的保護裝置排除本身的配置外,其中還有像直流回路和控制回路等等類型功能的回路。因為此繼電保護裝置內在的局限性,它只能做到保護一些基礎性的裝備的功能,這些原因導致其不容易推廣下去,因此就不能廣泛的應用到實際中。關于保護裝置中由不同類型的電器和電纜組成的電氣二次回路。二次回路由于其本身在繼電器中的處理的功能,導致較多的操作回路都沒有自動檢測或者在線形式上的數據線控和向外傳輸的功能,往往導致保護設備在運行狀態的檢修時候,二次控制的回路不能達到規定的基本要求,所以很多工作就很難開展,機器也較難運行。然后在繼電器處于斷路器的情況下也可以采取一定的方法措施來解決,那就是在斷路情況下進行監視,如果要想完成對電力設備進行保護,那么除了保護裝置的本身要求外還應該留意各條電路和每個細節的問題。就比如斷路器在跳閘時的監視首要對象是較為關鍵的保護狀態的裝置。這就要求了需要對跳閘或者合閘回路的接法結構必須正確,每個基本的機構都要正常,很多因素類似溫度和速度要符合系統的本身特點。要做到這種程度的修檢可能會導致過度性的檢測。但是如果可以記錄下整個斷路器的任何動態過程,進行取樣分析和研究,必然可以很快地判斷出斷路器的各種狀況,方便去進行檢修和維護。

不同的情況,根據實際情況進行分析就會有實際性的解決方案,在繼電保護狀態檢修方面上,應將現在較為先進的科技和繼電保護技術融合起來,這樣才能真正提高變電站的安全性。

五、結論

現代科技的不斷進步,電力系統在繼電保護方面上也在不斷的迅速發展。現今的系統已經可以區別于以前的較為傳統的系統,不管是硬件還是技術都有一定層次的提高,更快速的保護速度和其高集成度導致其強大的功能,展望未來,我們堅信隨著繼電保護技術和現代的各項高科技的融合與發展,將會研究出一個具有控制、檢測并且結合數據通信各種先進功能的新一代繼電保護裝置,變電站繼電保護裝置的各項水平又將提高到一個新的層次。

參考文獻:

[1]李永麗,楊維.繼電保護裝置可靠性及其最佳檢修周期的研究[J].中國電機工程學報,2001,2(6):63-65.

篇2

【關鍵詞】繼電保護現狀發展

一、繼電保護發展現狀

電力系統的飛速發展對繼電保護不斷提出新的要求,電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發展又為繼電保護技術的發展不斷地注入了新的活力,因此,繼電保護技術得天獨厚,在40余年的時間里完成了發展的4個歷史階段。

建國后,我國繼電保護學科、繼電保護設計、繼電器制造工業和繼電保護技術隊伍從無到有,在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。50年代,我國工程技術人員創造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設備性能和運行技術,建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經驗的繼電保護技術隊伍,對全國繼電保護技術隊伍的建立和成長起了指導作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術,建立了我國自己的繼電器制造業。因而在60年代中我國已建成了繼電保護研究、設計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代,為我國繼電保護技術的發展奠定了堅實基礎。

自50年代末,晶體管繼電保護已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護蓬勃發展和廣泛采用的時代。其中天津大學與南京電力自動化設備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護,運行于葛洲壩500kV線路上,結束了500kV線路保護完全依靠從國外進口的時代。

在此期間,從70年代中,基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列,逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產、應用仍處于主導地位,這是集成電路保護時代。在這方面南京電力自動化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護起了重要作用,天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的集成電路相電壓補償式方向高頻保護也在多條220kV和500kV線路上運行。

我國從70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究,高等院校和科研院所起著先導的作用。華中理工大學、東南大學、華北電力學院、西安交通大學、天津大學、上海交通大學、重慶大學和南京電力自動化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機保護裝置。1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定,并在系統中獲得應用[5],揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁,為微機保護的推廣開辟了道路。在主設備保護方面,東南大學和華中理工大學研制的發電機失磁保護、發電機保護和發電機?變壓器組保護也相繼于1989、1994年通過鑒定,投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護,西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此,不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色,為電力系統提供了一批新一代性能優良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究,在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。可以說從90年代開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代。

二、繼電保護的未來發展

繼電保護技術未來趨勢是向計算機化,網絡化,智能化,保護、控制、測量和數據通信一體化發展。

2.1計算機化

隨著計算機硬件的迅猛發展,微機保護硬件也在不斷發展。原華北電力學院研制的微機線路保護硬件已經歷了3個發展階段:從8位單CPU結構的微機保護問世,不到5年時間就發展到多CPU結構,后又發展到總線不出模塊的大模塊結構,性能大大提高,得到了廣泛應用。華中理工大學研制的微機保護也是從8位CPU,發展到以工控機核心部分為基礎的32位微機保護。

南京電力自動化研究院一開始就研制了16位CPU為基礎的微機線路保護,已得到大面積推廣,目前也在研究32位保護硬件系統。東南大學研制的微機主設備保護的硬件也經過了多次改進和提高。天津大學一開始即研制以16位多CPU為基礎的微機線路保護,1988年即開始研究以32位數字信號處理器(DSP)為基礎的保護、控制、測量一體化微機裝置,目前已與珠海晉電自動化設備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊,一個模塊就是一個小型計算機。采用32位微機芯片并非只著眼于精度,因為精度受A/D轉換器分辨率的限制,超過16位時在轉換速度和成本方面都是難以接受的;更重要的是32位微機芯片具有很高的集成度,很高的工作頻率和計算速度,很大的尋址空間,豐富的指令系統和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數據總線、地址總線都是32位的,具有存儲器管理功能、存儲器保護功能和任務轉換功能,并將高速緩存(Cache)和浮點數部件都集成在CPU內。

電力系統對微機保護的要求不斷提高,除了保護的基本功能外,還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間,快速的數據處理功能,強大的通信能力,與其它保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源的能力,高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺PC機的功能。在計算機保護發展初期,曾設想過用一臺小型計算機作成繼電保護裝置。由于當時小型機體積大、成本高、可靠性差,這個設想是不現實的。現在,同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當年的小型機,因此,用成套工控機作成繼電保護的時機已經成熟,這將是微機保護的發展方向之一。天津大學已研制成用同微機保護裝置結構完全相同的一種工控機加以改造作成的繼電保護裝置。這種裝置的優點有:(1)具有486PC機的全部功能,能滿足對當前和未來微機保護的各種功能要求。(2)尺寸和結構與目前的微機保護裝置相似,工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強,可運行于非常惡劣的工作環境,成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線,硬件模塊化,對于不同的保護可任意選用不同模塊,配置靈活、容易擴展。

繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統要求,如何進一步提高繼電保護的可靠性,如何取得更大的經濟效益和社會效益,尚須進行具體深入的研究。

2.2網絡化

計算機網絡作為信息和數據通信工具已成為信息時代的技術支柱,使人類生產和社會生活的面貌發生了根本變化。它深刻影響著各個工業領域,也為各個工業領域提供了強有力的通信手段。到目前為止,除了差動保護和縱聯保護外,所有繼電保護裝置都只能反應保護安裝處的電氣量。繼電保護的作用也只限于切除故障元件,縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強有力的數據通信手段。國外早已提出過系統保護的概念,這在當時主要指安全自動裝置。因繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務),還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信息的數據,各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作,確保系統的安全穩定運行。顯然,實現這種系統保護的基本條件是將全系統各主要設備的保護裝置用計算機網絡聯接起來,亦即實現微機保護裝置的網絡化。這在當前的技術條件下是完全可能的。

對于一般的非系統保護,實現保護裝置的計算機聯網也有很大的好處。繼電保護裝置能夠得到的系統故障信息愈多,則對故障性質、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確。對自適應保護原理的研究已經過很長的時間,也取得了一定的成果,但要真正實現保護對系統運行方式和故障狀態的自適應,必須獲得更多的系統運行和故障信息,只有實現保護的計算機網絡化,才能做到這一點。

對于某些保護裝置實現計算機聯網,也能提高保護的可靠性。天津大學1993年針對未來三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護的原理,初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統的集中式母線保護分散成若干個(與被保護母線的回路數相同)母線保護單元,分散裝設在各回路保護屏上,各保護單元用計算機網絡聯接起來,每個保護單元只輸入本回路的電流量,將其轉換成數字量后,通過計算機網絡傳送給其它所有回路的保護單元,各保護單元根據本回路的電流量和從計算機網絡上獲得的其它所有回路的電流量,進行母線差動保護的計算,如果計算結果證明是母線內部故障則只跳開本回路斷路器,將故障的母線隔離。在母線區外故障時,各保護單元都計算為外部故障均不動作。這種用計算機網絡實現的分布式母線保護原理,比傳統的集中式母線保護原理有較高的可靠性。因為如果一個保護單元受到干擾或計算錯誤而誤動時,只能錯誤地跳開本回路,不會造成使母線整個被切除的惡性事故,這對于象三峽電站具有超高壓母線的系統樞紐非常重要。

由上述可知,微機保護裝置網絡化可大大提高保護性能和可靠性,這是微機保護發展的必然趨勢。

2.3保護、控制、測量、數據通信一體化

在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下,保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機,是整個電力系統計算機網絡上的一個智能終端。它可從網上獲取電力系統運行和故障的任何信息和數據,也可將它所獲得的被保護元件的任何信息和數據傳送給網絡控制中心或任一終端。因此,每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能,而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、數據通信功能,亦即實現保護、控制、測量、數據通信一體化。

目前,為了測量、保護和控制的需要,室外變電站的所有設備,如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜不但要大量投資,而且使二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置,就地安裝在室外變電站的被保護設備旁,將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后,通過計算機網絡送到主控室,則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網絡的傳輸介質,還可免除電磁干擾。現在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗階段,將來必然在電力系統中得到應用。在采用OTA和OTV的情況下,保護裝置應放在距OTA和OTV最近的地方,亦即應放在被保護設備附近。OTA和OTV的光信號輸入到此一體化裝置中并轉換成電信號后,一方面用作保護的計算判斷;另一方面作為測量量,通過網絡送到主控室。從主控室通過網絡可將對被保護設備的操作控制命令送到此一體化裝置,由此一體化裝置執行斷路器的操作。1992年天津大學提出了保護、控制、測量、通信一體化問題,并研制了以TMS320C25數字信號處理器(DSP)為基礎的一個保護、控制、測量、數據通信一體化裝置。

2.4智能化

近年來,人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃、模糊邏輯等在電力系統各個領域都得到了應用,在繼電保護領域應用的研究也已開始。神經網絡是一種非線性映射的方法,很多難以列出方程式或難以求解的復雜的非線性問題,應用神經網絡方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側系統電勢角度擺開情況下發生經過渡電阻的短路就是一非線性問題,距離保護很難正確作出故障位置的判別,從而造成誤動或拒動;如果用神經網絡方法,經過大量故障樣本的訓練,只要樣本集中充分考慮了各種情況,則在發生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規劃等也都有其獨特的求解復雜問題的能力。將這些人工智能方法適當結合可使求解速度更快。天津大學從1996年起進行神經網絡式繼電保護的研究,已取得初步成果。可以預見,人工智能技術在繼電保護領域必會得到應用,以解決用常規方法難以解決的問題。

三、結束語

建國以來,我國電力系統繼電保護技術經歷了4個時代。隨著電力系統的高速發展和計算機技術、通信技術的進步,繼電保護技術面臨著進一步發展的趨勢。國內外繼電保護技術發展的趨勢為:計算機化,網絡化,保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化,這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務,也開辟了活動的廣闊天地。

篇3

根據已設置了水電阻的農村水電站實際運行經驗,以及水輪機調保計算標準(要求小型機組在甩100%負荷時,機組的速率上升β值必須小于或等于60%)進行分析計算,可知當水輪機導水葉(或針閥)由全開位置,關閉至空載開啟位置,其操作時間控制在25~30s(手動操作)以內時,水電阻必須能夠吸收機組額定功率的60%才能滿足要求。也就是說,水電阻的容量可按機組額定容量的60%進行選定。

2水電阻的構成

水電阻裝置是由電極、水池、水、電壓互感器、過電壓繼電器、中間繼電器、交流接觸器和用來固定電極的絕緣板等構成。電極多采用扁鋼、鋁排或鍍鋅鋼管制成。電極應作等邊三角形布置固定在絕緣板上,垂直插入水中。

3水池容積的確定

水池容積的確定,是根據池中的水在吸收機組額定功率的60%后,其溫度上升不應大于某一極限值所需要的水量(一般考慮水電阻投運時間為8min),再加水池邊墻的安全高度和電極對水池墻壁的電氣安全距離等三個因素來確定。

①水電阻水量的確定

水池中的水量最小值計算公式:(1)

(1)

式中G——水池中應有的水量最小值,kg;

Pn——機組額定功率,kW;

q——水的比熱,q=1kcal/(kg.℃);

ΔT——水電阻投運前后池中水的溫升取20℃。

②水池容積的確定

考慮電極對水池墻壁的電氣安全距離要求,以及水池邊墻的安全高度等需要增加的容積ΔV后,即可確定水池應有的最小容積為:

V=V1+ΔV=3.44×10-3Pn+ΔV/m3(2)

4電極尺寸的確定

為了便于布置和調整,電極長度不宜過大,一般以40~100cm為佳,最長不宜大于120cm。還必須經過現場實際調試,以水電阻能夠安全運行且能吸收機組額定功率的60%時的各項試驗數據為準,最后確定電極的應有面積。

電極的間距也不宜過大。若過大時將會使電極應具有的有效面積S增大,將導致水電阻的總造價上升。但是若選得過小,有可能會引起相間短路事故發生。一般可在3~5cm的范圍內選取為好。

對于單機容量大于100kW以上的農村水電站,可根據電站的具體情況,分別采用2~4組材質、斷面尺寸、長度等均相同的電極。將各組電極中的同名相電極進行并聯后引出,接至發電機引出母線的相應相上。這樣便可使各組電極應具備的有效面積,減小為采用一組電極時的1/2~1/4。采用多組電極的布置形式,其水池的實際容積須作相應的適當擴大。若有必要也可在池中加入適量的食鹽,以增大水電阻吸收功率的能力。在池中加入食鹽后將使電阻率大為下降,為防止電極間可能發生短路事故,所以對電極之間的距離必須重新進行調試。再就是加入食鹽后將大大增加對電極的腐蝕作用,會大量縮短電極使用壽命。

篇4

關鍵詞:繼電保護,維護,故障處理

 

0 引言

隨著我國電力工業和電力系統的快速發展,對發電廠、變電站的安全、經濟運行要求越來越高。另外,因電子、計算機和通信系統的快速發展,也使得發電廠、變電站監控系統的自動化水平不斷提高。微機繼電保護和安全自動裝置也成為了電網安全穩定運行和可靠供電的重要保障。

1 繼電保護發展現狀

上世紀60年代到80年代是晶體管繼電保護蓬勃發展和廣泛采用的時代。其中天津大學與南京電力自動化設備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護,運行于葛洲壩500kV線路上,結束了500kV線路保護完全依靠從國外進口的時代。在20世紀70年代中,基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列,逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產和應用仍處于主導地位,這是集成電路保護時代。免費論文,維護。我國從20世紀70年代末即已開始了計算機繼電保護的研究,1984年原華北電力學院研制的輸電線路微機保護裝置首先通過鑒定,并在系統中獲得應用,揭開了我國繼電保護發展史上新的一頁,為微機保護的推廣開辟了道路。從90年代開始我國繼電保護技術已進入了微機保護的時代。不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色,為電力系統提供了一批新一代性能優良、功能齊全且工作可靠的繼電保護裝置。隨著微機保護裝置的研究,在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。

2繼電保護的維護管理

2.1 微機保護裝置要采取電磁干擾防護措施

變電站改造中,電磁型保護更換成微機型保護時,必須采取防電磁干擾的技術措施,即嚴格執行微機保護裝置的安裝條件,安裝帶有屏蔽層的電纜,而且兩端的屏蔽層必須接地。防止由于線路較長,一端接地時,另一端會由于電磁干擾產生電壓、電流,造成微機保護的拒動或誤動。為減少保護裝置故障和錯誤出現的幾率,微機保護裝置必須優化設計、合理制造工藝以及元、器件的高質量。同時還要采用屏蔽和隔離等技術來保證裝置的可靠性,從而提高抗干擾的能力。

2.2 微機保護裝置的接地要嚴格按規定執行

微機保護裝置內部是電子電路,容易受到強電場、強磁場的十擾,外殼的接地屏蔽有利于改善微機保護裝置的運行環境;微機保護提高可靠性,應以抑制干擾源、阻塞耦合通道、提高敏感回路抗干擾能力入手,并運用自動檢測技術及容錯設計來保證微機保護裝置的可靠性;容錯即容忍錯誤,即使出現局部錯誤也不會導致保護裝置的誤動或拒動。免費論文,維護。容錯設計則是利用冗余的設備在線運行,以保證保護裝置的不間斷運行。采用容錯技術設計是為了換取常規設計所不能得到的高可靠性,確保微機保護裝置的可靠運行。

2.3 防誤措施

微機保護的一些定值設定以及重要參數修改在硬件設計上設置操作鎖,操作時必須正確輸入操作員的密碼和監護人的密碼時,方可進行正常操作,并將操作人和監護人的姓名等信息予以記錄和保存。

2.4 繼電保護裝置的日常維護

(1)當班運行人員定時對繼電保護裝里進行巡視和檢查,對運行情況要做好運行記錄。

(2)建立崗位責任制,做到人人有崗,每崗有人。

(3)做好繼電保護裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進行,防止誤碰運行設備,注憊與帶電設備保持安全距離,避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。

(4)對微機保護的電流、電壓采樣值每周記錄一次。

(5)每月對微機保護的打印機進行檢查并打印。免費論文,維護。

3 繼電保護故障處理要點

繼電保護工作是一項技術性很強的工作。如果只想學會對設備的調試并不難,只要經過一段時間的培訓,按照調試大綱依次進行就可實現。而一旦出現異常現象,想處理它并非易事。它要求工作人員有扎實的理論基礎,更要有解決處理故障的有效方法。一個合適的方法,在工作中能幫你少走彎路,提高效率。可以說繼電保護技術性很大程度上體現在故障處理的能力上。因此,如何用最快最有效的方法去處理故障,體現技術水平,成為廣大繼電保護工作者所共同要探討的課題。下面是常用的幾種故障處理方法。

3.1 直觀法

處理一些無法用儀器逐點測試,或某一插件故障一時無備品更換,而又想將故障排除的情況。比如10KV開關柜分或拒合故障處理。在操作命令下發后,觀察到合閘接觸器或跳閘線圈能動作,說明電氣回路正常,故障存在機構內部。到現場如直接觀察到繼電器內部明顯發黃,或哪個元器件發出濃烈的焦味等便可快速確認故障所在,更換損壞的元件即可。

3.2 掉換法

用好的或認為正常的相同元件代替懷疑的或認為有故障的元件,來判斷它的好壞,可快速地縮小查找故障范圍。免費論文,維護。這是處理綜合自動化保護裝置內部故障最常用方法。當一些微機保護故障,或一些內部回路復雜的單元繼電器,可用附近備用或暫時處于檢修的插件、繼電器取代它。如故障消失,說明故障在換下來的元件內,否則還得繼續在其它地方查故障。

如一條110 kV旁路L FP-941A微機保護運行指示燈忽閃忽滅,并不打印任何故障報告,很難判斷為何故障。正好附近有備用間隔,取各插件相應對換,查出故障在CPU插件上。用此項方法,要特別注意插件內的跳線、程序及定值芯片是否一樣,確認無誤方可掉換,并根據情況模擬傳動。

3.3 逐項拆除法

將并聯在一起的二次回路順序脫開,然后再依次放回,一旦故障出現,就表明故障存在哪路。再在這一路內用同樣方法查找更小的分支路,直至找到故障點。此法主要用于查直流接地,交流電源熔絲放不上等故障。如直流接地故障。先通過拉路法,根據負荷的重要性,分別短時拉開直流屏所供直流負荷各回路,切斷時間不得超過3秒,當切除某一回路故障消失,則說明故障就在該回路之內,再進一步運用拉路法,確定故障所在支路。再將接地支路的電源端端子分別拆開,直至查到故障點。如電壓互感器二次熔絲熔斷,回路存在短路故障,或二次交流電壓互串等,可從電壓互感器二次短路相的總引出處將端子分離,此時故障消除。免費論文,維護。然后逐個恢復,直至故障出現,再分支路依次排查。如整套裝置的保護熔絲熔斷或電源空氣開關合不上,則可通過各塊插件的拔插排查,并結合觀察熔絲熔斷情況變化來縮小故障范圍。免費論文,維護。

4 結語

繼電保護是電力系統安全正常運行的重要保障,目前已經得到了廣泛的應用,隨著科學技術的不斷進步,繼電保護技術日益呈現出向微機化,網絡化,智能化,保護、控制、測量和數據通信一體化發展的趨勢。

參考文獻:

[1]羅鈺玲.電力系統微機繼電保護[M].北京:人民郵電出版社.

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1 車載移動式變電站的繼電保護配置機構

車載移動式變電站是在自主控制一元機械前提下配合互聯網二元機械,在IEC 61850通訊標準的基礎上完成數據的分析和互通性,并具備繼電維護和信息管控等作用的技術化變電站。車載移動式變電站包括三大層面:實際間隔階層設備、中心互聯網通訊層面、幕后操控層面。

1.1 進程層面

進程層面的組成成分是智力末端、對口設施和單元,其關鍵是互換機械,進程層面對繼電的維護大體經過迅速跳閘設備。

①對電能運作的電氣容量開展同時管控,例如電壓值、諧波量、電壓值、相位等,并且經過互換機械以互聯網互換形式傳播數據。

②檢控運作器械的各項數據,測驗斷路器、隔離裝置、變壓器等器械的運作情況等。

③實施和推動運作管控。

1.2 空隙層面

空隙層面的任務是對器械開展維護和管控工作,在對空隙層面信息的同時搜集以及管控指令下達的順序等,進行運作以其他管控作用,肩負著承前啟后的通訊任務。

1.3 管控層面

管控層面的首要器械是活動設備、主要機械、約束轉化器械等。首要作用是對總站信息數字的及時匯報,對信息庫的更新,并把搜集到的數據傳遞到管控核心接收任務,向空隙層面和進程層面下達命令。此外,能夠依據不一樣運作形式,提前配合離線定制整定計算法則,確立幾種確定數值的方法,確立體系運作中突發的問題,維護對應轉換到提前設置好的一系列確定數值范圍。車載移動式變電站依據主體開展維護設備設置的工作,例如線路維護、主線維護和變化維護等,和應用一般交互感受器時相同,只是把以往維護設備的溝通量裝入插件轉變為信息搜集光纖插口,用以太網絡一并傳遞GOOSE和搜集樣本的數值。

2 車載移動式變電站的運行情況和繼電保護配置

2.1 車載移動式變電站的運行情況

①車載移動式變電站的供應體系的一般運作大體是指體系中的線路以及其裝置都在最高效率下運作,所投射出的各種運動都在一般范圍以內。

②電能供應體系失常運作的定義是體系即使不可以依照一般形式運作,也不可能引發體系出現突況。若車載移動式變電站中的電能供應體系處于失常運作狀態時,則繼電維護設備可以精確的傳遞有關的數據信息,并且在狀況產生之前做好對失常運作的裝置進行合理解決的準備。因此經過對狀況趨于減小以及對狀況產生的準時報告,完成體系中繼電維護設備功能的目的,所以在車載移動式變電站電能體系中繼電維護設備是保障電能體系運作可行的最關鍵設備。總而言之,車載移動式變電站中電能供應體系的可行性取決于繼電維護設備設置的科學性。

2.2 車載移動式變電站繼電保護配置

在車載移動式變電站的進步變化中,繼電維護從以往的虛擬形式維護進步到了當前的信息式維護形式。車載移動式變電站中自主控制一元機械與互聯網二元機械的配合,保障了各電能裝置的數據分析和交流。此中劃分層面設備中的繼電維護,它的變壓器維護以及線路維護等都在此進程層面中,所以就能夠對MU車載移動式運作的參數狀態以及搜集樣本進行直觀獲得,不再需要經過進程層面中的互換機械。空隙層面中的為多空隙主線維護設置,其參數狀態的得到要經過進程層面的互換機械。車載移動式變電站的區域維護管控部分,在幕后管控層面。區域維護管控部分監視電腦空隙層面互換機械,空隙層面信息搜集體系主線維護進程層面互換機械,變壓器和管控設備線路維護整合部分MU智力運作盒幕后管控層面、空隙層面、進程層面。

①在對層次進行分配時,可以直接與MU車載移動式操作進行消息交流而不需要單獨的觀察其他信息,就可以對輸電線路和變壓器進行系統性的保護。并且在沒有網絡的條件下,也可以通過另外的程序進行安全操作,這樣就可以消除網絡中斷時帶來的安全威脅。車載移動式變電站在輸電安全的措施上的這種改進,消除了傳統輸電時對于網絡突發狀況帶來的安全隱患。

②車載移動式變電站,在其后臺程序中對于降低輸電線的負荷,監控和保護電源以及線路重合閘等設備起到了系統性的集中性作用,保障了既定方案的順利實行。車載移動式變壓站的后臺程序可以將變壓器、輸電線、母線等設備監控與保護進行統一的管理而形成一個整體,使得操作變得簡單可行,加快了變電站的運行,這樣就大大縮短了設備保護的時間,解決了設備運行時出現故障時需要全方位檢修的問題。

③車載移動式變電站可以根據實際需要車載移動式的調整保護定值和保護范圍,從而避免了人為操作時而引發的跳閘問題。傳統的保護定值是由相關工作人員進行調整的,而車載移動式變電站可以根據需要車載移動式的進行調整,也可以根據需要由工作人員進行更改,這樣根據實際運行情況在二者之間進行選擇,使得操作的機動性變得更強,在某一方面出現問題時可以及時通過其他方式來操作來保護輸電線路,保障旁路運行。由于繼電保護裝置反饋信息是數字化的,只在光纖中傳播,只能讀入數字電壓和電流信號。因此,測試數值信息讀入的同步性就非常重要。

3 保護車載移動式變電站繼電保護配置的措施

3.1 電壓限定延時的過電流保護

在輸電設施中,經常會由于這樣或那樣的問題造成線路的短路,進而使得線路中出現不正常的電流電壓流通,比如電流過大和電流過小的情況,有時盡管這樣的變化幅度不是很大,但是為了保護電路長期穩定的安全運行,在出現電流過大的電流時,車載移動式變電站應該及時關閉變電機的運行,當出現電流過小時,輸電設施應該出現故障信號,來顯示此刻線路中不正常的運行。為了區分這兩類問題,可以在線路中加入低壓元件,這樣就可以及時顯示線路運行故障出自哪方面,從而有針對性的切除故障。

3.2 變壓器保護配置

變壓器的保護可以 通過層次性的裝置進行分布性聯合性保護,而變壓器的后備保護則主要采用的是集中對其進行保護的裝置,對于不過電保護裝置的保護則是通過安裝的方式,就是在變壓器出現故障時通過數字信息發給光纜進而促使電路跳閘,然后跳閘命令通過數據信息反饋給GOOSE和上傳到網絡。

3.3 線路保護

在保護輸電系統的線路時,車載移動式變電站主要采用多層次分層保護的裝置,而電力系統的后背裝置的保護則采用的是中央處理式裝置。對于線路的保護和斷路管理器的通信,則主要采用的是數據信息通過光纜將數據提交到通信保護裝置,來達到車載移動式對線路的統一保護作用。

3.4 復合電壓過電流保護

在車載移動式變電站的變電輸電系統中,當線路中電流過大或者當變壓器的反應與規定不同時,就必須進行復合電壓過流保護裝置對線路保護。該裝置主要在變電站主要在不均勻短路時開始工作,短路不對稱引起線路中的電流發生不穩定變化,而使得繼電器工作,這種情況會引起線路的出現低壓,然后中間繼電器開始[第一論文 網專業提供畢業論文寫作和寫作畢業論文論文的服務,歡迎光臨dylw.neT]運工作,這樣就能夠令線路開始正常運作保護線路安全通暢運行。此時,通過設定初始信號就可以使繼電器常用開關閉合而開啟運行。同時,當線路短路時,會造成繼電器失壓,而清除線路故障之后,繼電器的長閉開關就會閉合,這樣就能顯著提升電壓元件的反應度。

4 結 語

大力發展車載移動式變電站技術,并充分將這些技術運用于實際,車載移動式變電站的新技術不僅能與傳統的繼電保護相融合,更能在危機情況下進行脫機控制,這樣給繼電保護帶來了較為靈活的機動性,結合傳統的繼電保護系統和裝置,對新型的車載移動式變電站進行系統性的完善,這樣的系統不僅能夠使變電站在出現故障時能夠安全穩定的運行,還能快速的對故障部位進行清除與維修,解決了傳統繼電保護在設備發生故障時輸電嚴重影響輸電效率的問題。

參考文獻:

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關鍵詞:變電站 繼電保護二次系統 接地技術 方案分析

Abstract: with the rapid development of science and technology of our country, the life of the power demand is more and more high, in this social pressure, safety and maintenance of electric power system is more and more important. In the power system in the field, many new technologies and equipment should be born, substation automation popularity, make the substation load capacity and the power demand standards, technical updates of substation equipment in terms of policy or funding has been strong support. Substation technology after several generations of the power elite's efforts, has been keeping pace with the times, digitization, automation, intelligent transformation. This paper mainly on substation relay protection two system is connected with the technical plan of the shallow analysis.

Keywords: analysis of two grounding system technical scheme of substation relay protection

中圖分類號:TM411+.4 文獻標識碼:A

變電站繼電保護二次系統接地技術包括防雷接地、工作接地和安全接地的完全融合,三者共同發揮作用,才能做到繼電保護的全面實施。隨著社會的不斷發展,使整個地球的磁場發生紊亂,使得變電站中繼電保護的二次系統的接地技術中的電子和微電子設備常常受到干擾,而產生失誤,很有可能導致重大事故。因此在繼電保護二次系統接地技術中不僅僅要考慮防雷、工作、安全三個方面,還要考慮來自各方面電子設備的磁干擾,以免出現不必要的失誤,提高繼電保護二次系統抗干擾的能力。

繼電保護的重要性

整個電力系統的安全維護當中應該以“防范”為主的觀念,一旦發生重大事故,已是為時已晚,要注重安全措施的維護。

繼電保護的用途

當整個電網系統出現故障設備,危及安全運行的時候,例如三相短路、兩相短路、單相接地等故障時繼電保護就及時跳閘使被保護設備快速脫離電網,以免發生更嚴重的事故;在電網的運行過程中,如果出現不正常的現象或是設備出現故障,繼電保護也會發出警告,以至于能夠及早的維護,盡快使系統恢復正常的運轉,使變電站的各個工作能夠正常進行;繼電保護對于電力系統的自動化和遠動化及工業生產的自動控制方面的形成也是必不可少的技術。

繼電保護的原理

繼電保護是運用什么樣的原理來實現對于電網的保護,我們從幾方面來進行分析。一方面是因為電路發生故障時,基本上會有電流突增、電壓突降以及電流與電壓之間的相位角發生變化的現象,繼電保護系統抓住了這一特點;另一方面是利用正常與故障,保護內部與外部的各種物理量的差別來實現對于電網的保護,對于電流過大或過低,電壓過低、過高或頻率降低,電流與電壓相位角的非正常,電壓與電流比值的非正常,溫度升高等,凡是發生非正常的信號都會使繼電保護動作,非正常的現象越嚴重跳閘的速度就越快,及時的防止了事故的發生。

接地設備

接地的概念和意義

接地指的是電氣設備的某部分與大地之間做良好的電氣連接。接地設備是由接地體與接地線共同組成的。接地設備一方面是為了避免人體接觸到電氣設備釋放的意外電力,因此使用接地設備防止人們發生事故。將電氣設備的外殼進行接地,這稱之為保護接地也可稱為安全接地。另一方面接地系統也是為了保護電氣設備能夠正常的運行。

雷電接地技術

雷電一直是危及電網系統的正常運行的重要自然災害,尤其是對于雷電頻發地區和季節要有更為重視的防范設施,雷電接地技術就顯得尤為重要。

當雷電擊打電力設備時會產生運輸電路出現過電壓現象,造成輸電線路對地或相間出現閃絡、損壞變壓器以及電氣開關設備等現象。當雷擊到變電站時,會造成一次回路受到非正常的電力干擾或者二次系統受到強大的有雷電產生的電磁干擾,電磁干擾會通過輸電線路傳導、感應、輻射等途徑侵入到二次系統中的電力電子元件上,使變電站整個二次系統出現故障以致無法正常運行,甚至會損壞變電站二次系統的電力設備,為變電站帶來不可估量的損失。

變電站繼電保護二次系統接地設備中的雷電接地設備是由接閃器、引下線、接地裝置等組成的,接閃器是專門提高抗雷擊的金屬物件,它可以接受直接的雷擊。接閃器包括避雷針、避雷線、避雷帶等多種形式。在戶外的變電站中一般采用避雷針的設備,是電氣設備和建筑物處于避雷針的防范范圍之內,以避免出現雷擊導致電網癱瘓的現象。避雷設備的選擇,應該根據電力設備和變壓器的伏秒特性來選擇合適的避雷裝置。

工作接地

工作接地是指電力系統的某些點為了電氣設備的正常工作而做的接地,在電源中性點與接地裝置做金屬連接,即變電設備運行需要而進行的接地,例如配電變壓器低壓側中性點接地,發電機輸出端的中性點接地等。

工作接地不針對于直流48v正極或者24v負極電源設備。例如屏蔽接地就是一種工作接地。在配電中處于輔助的地位,要注意的是點位接線不能外露,不能與其它接地系統連接,比如直流接地、防靜電接地等線混接,更加不能與PE線進行連接。

工作接地在正常情況下或者出現事故的情況下都要進行維護,以保證變電站輸電設備的正常運行。

安全接地

安全接地指的是對于電力設施的外殼與大地進行連接,使電氣設備外漏的電流順著安全接地的線路流向大地,防止電氣設備對人和動物產生傷害,以保證人和動物的安全。

安全接地的設備的電壓要求根據電氣設備的電阻決定的,通過人體的電流是由人體的電阻和電氣設備所產生的電壓所決定的,安全接地的設備就要求電氣設備所產生的電壓和人體的電阻所形成的電流在人體的安全電流范圍之內,這樣就可以達到保護人體的作用。很多小地方的用電設備為了能夠安全用電,都進行了接地保護或者接零保護,并沒有對漏電這種現象進行防范。人們應該引起這方面的重視。例如煤礦井下的電氣設備的安全接地保護,在無保護狀態時的電壓和人體中的電阻所形成的電流遠遠超過人體安全電流30mA的安全范圍,很有可能出現觸電事故。

結束語:

變電站中的接地系統也應該遵循相關規定,以保證接地設備能夠達到保護電力設備和人體安全的效果。接地技術的研究應該向著安全穩定和經濟高效運行的方向研究,以確保整個網電系統能夠高效、經濟的運轉,以維持日漸需電量增大的社會人群。接地的保護措施在整個輸電過程中是十分重要的,它不僅僅包含了對設備的保護還包擴了對人類和動物的保護,是保證了輸電系統的正常運行和人體安全的必要措施。我們對于變電站繼電保護系統接地技術的研究應該不斷加深,不斷完善。

參考文獻:

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論文摘要:模擬電站是我院電力系校內實訓室的重要組成部分,在我系的實踐教學中發揮了重要的作用,使用率極高。在推行以”教學做合一”為核心的課程改革時,要從模擬電站制度建設、教學資源建設、設施改造、管理改革等方面來進一步充分發揮其作用。

模擬電站是我院電力系校內實訓室的重要組成部分,在全國水利學院同類實訓室中亦屬領先水平。模擬電站是以我院實訓基地瀏陽株樹橋水電站為模型,結合我省典型小水電站的特點建立而成,全部設計工作均由我系教師自行完成。該電站除無水機部分,電氣一次設備采用380V低壓設備模擬外,二次部分與現場電站完全一致,并根據教學的需要,采用了兩套保護一常規保護和微機保護,這兩套保護可以完全獨立運行。

模擬電站自建成以來,使用率極高,在我系的實踐教學中發揮了重要的作用。在深化高職內涵的進程中,將全面推行以”教學做合一”為核心的課程改革,課程實施必將對模擬電站的使用提出更高的要求。為此,我系將加強模擬電站的制度建設、教學資源建設、設施改造、管理改革,以進一步發揮模擬電站在課程改革中的作用。

一、模擬電站的制度建設

進一步加強模擬電站的制度建設,將實際生產電站的相關制度引用到模擬電站,如:電站各崗位人員職責、設備巡檢制度、事故處理制度、設備缺陷報告制度、工作監護制度、工作許可制度等,并將各項制度懸掛在實訓室內,讓學生每天耳濡目染受到潛在的熏陶,同時在課程實施中予以嚴格執行,既規范了模擬電站的管理,又能讓學生感受到”真實的職業環境”,培養學生良好的職業素質,為今后零距離上崗創造條件。

二、模擬電站的教學資源建設

(一)電氣圖冊。電氣原理圖、電氣安裝圖是我系強電類專業教學的主線索。可以這樣說,學生畢業時,如果能夠將整個模擬電站的電氣原理圖、電氣安裝圖讀懂的話,那么他一定是一個很優秀的畢業生,一定能夠勝任專業工作。因此,要將模擬電站的電氣原理圖、電氣安裝圖全部整理、匯編成冊,以教材的形式投入到相關課程教學實施中。學生學習起來,感覺到電站電氣系統的完整性,同時,也能方便地將各門專業課程有機地聯系起來,起到事半功倍的效果。

(二)教學項目。要充分發揮模擬電站的作用,還要將模擬電站的運行管理、維護和設計項目作為載休引入到各門改革的課程當中去。教師和實驗員應精心、合理地設計教學項口,將課程教學內容恰當的融入相關項目中,達到做中學的日的。例如:將模擬電站的繼電保護運行管理、繼電保護檢驗、繼電保護的設計項目引入到《水電站繼電保護應用與設計》課程教學內容當中去,當該課程在模擬電站進行實施時,就增加了教學的針對性,能真正地實現”教學做合一”。

(三)運行維護用表。可以參照實際生產電站,設計模擬電站運行管理與維護用表,如:模擬電站運行值班記錄表、模擬電站設備缺陷記錄表、模擬電站繼電保護檢驗表、模擬電站第一(或:二)種工作票、模擬電站操作票等,作為課程實施的工作單,讓學生在工作中學習,既提高了學生學習的積極性,又能讓學生更好的掌握相關工作流程和規范。

(四)實習實訓任務書與指導書。應聽從現場專家的建議和意見,組織力量編寫模擬電站所有實習實訓項目的任務書和指導書,任務書中所明確的任務必須與生產實際相對接,要求掌握的技能應與生產崗位技能要求對應;指導書要詳細,具可操作性,要能夠達到”學生憑指導書就可以獨立地完成實習實訓任務”的功效。

(五)錄像。要逐步將模擬電站所開展的實習實訓項目的主要任務進行錄像,如倒閘操作、開停機操作、現場事故處理等,通過錄像來明晰地展現一些主要實習實訓任務實施的全過程,給學生以感性認識,加深學生的印象,也為網絡教學奠定重要基礎。

(六)網站建設。要在系主頁上建立”模擬電站”專欄,將模擬電站相關教學資源上網,感興趣的學生在課前或平時可通過網絡這個平臺熟悉模擬電站基本情況,加深對模擬電站的了解,以及對圖紙的學習,了解各項規章制度、預習相關教學項目和實習實訓內容,增強學生在教學中的領悟力,縮短在模擬電站現場教學時間。

三、模擬電站設施改造

要實施課程的”教學做合一”,首先要有”一體化”的實訓室相配套。為此,要對模擬電站設施進行必要的改造與補充。

改造的內容包括設立教學區、對部分設備進行適當更新。在教學區要增加部分工作臺、可查閱的手冊和專業書籍、可供學生上網的電腦等設施;部分設備主要包括繼電保護調試加量位置、直流系統和備用電源自動投入系統等。

補充的內容主要是要建立水輪發電機組仿真系統。模擬電站只能對實際電站的電氣系統進行模擬,缺失了水輪機及輔助系統的模擬。為此,急需建設水輪發電機組仿真系統實訓室,與模擬電站相結合,方便所有專業課程改革的實施。

四、模擬電站管理改革

學院辦學規模的擴大,課程改革的深化,模擬電站的使用率不斷提高,在日前管理模式下難以滿足課程教學的需要。因此,需要對模擬電站的管理進行改革。

模擬電站管理改革主要是實施開放管理。開放管理主要是指時間和內容上的開放。模擬電站不再是只在正常上課和實訓時間進行開放,根據實際教學和學習需要,可以靈活安排時間開放實驗室,教師和學生可以在網上預約進實驗室的學習時間。同時,也可以實現內容上的開放,對于部分好學的學生,可以組建專業興趣愛好小組,自己設計實習實訓項目,在獲得實驗員的審批后到模擬電站進行自主學習和研究。開放管理的實施,既能提高模擬電站設備的使用效益,還能在某種程度上提升學生的專業技能。

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關鍵詞:數字化變電站;繼電保護;信息流;可靠性;應用;影響;分析

中圖分類號:TM774 文獻標識碼: A

前言:本章主要針對適用于數字化變電站繼電保護原理的校驗方法進行了說明,分別從一次設備、二次保護設備和測試儀器等方面做了比較詳細的分析。如對于電子式電流互感器和電子式電壓互感器,我們從其極性試驗、伏安特性試驗、絕緣試驗、變比試驗、交錯平衡試驗等與常規校驗的不同處進行了講解;而針對數字化的保護裝置,我們又對相應的測試儀選擇要求和校驗方法通過幾個比較典型的保護進行了說明;之后又考慮到主變保護在電站安全運行中的突出作用,我們又對主變保護特別是主保護中的差動保護進行了講解,針對數字化變電站內投用繼電器對差動特性的校驗方法,我們也在本章進行了較為詳細的說明。通過這一章的實踐,我們給出了可以確保數字化變電站安全、可靠投運的校驗方法。

1.1 數字化變電站結構與組成

數字化變電站是指變電站內一次電氣設備實現數字化通信,數字化一次設備和二次智能裝置均按照全站統一的標準平臺(IEC61850標準)進行數據建模及通信,并在此平臺的基礎上實現相互之間的互操作性。其特征是采用數字化的一次電氣設備;全數字化的二次裝置以及全站統一的標準平臺。在結構上,數字化變電站可以分為站控層、間隔層和過程層。目前,從 IEC61850 標準的應用情況上來說,變電站層已經比較成熟,并已經具備普遍推廣的條件。間隔層和過程層中的 GOOSE 信號傳遞技術通過不斷的嘗試,已經進入了實用階段。而過程層中的采樣值傳遞技術還不成熟,在這方面IEC61850 標準也在不斷的更新中。在一些較低的電壓等級中,已經實現了全站全數字化,而在一些較高電壓等級的變電站中,也已經實現了除采樣值傳遞以外的全站數字化。將上述概念應用到實際的變電站系統中,由于在實際運用中,最重要的就是保證系統的可靠性,因此,繼電保護系統就顯得尤為重要

1.2 數字化變電站與常規變電站的比較

從上一節數字化變電站結構與組成的介紹中可以清楚的發現數字化變電站較之常規變電站在一次設備、二次設備及其回路方面有著顯著的不同。首先,數字化一次設備取代傳統的一次設備,它與繼電保護裝置、智能操作箱等配合可實現對一次系統運行工況的實時監測、控制、調節和保護。其次,互感器是電力系統二次設備的信息源,電子式互感器替換傳統電磁式互感器會帶來二次系統結構的重大變革。對于二次系統來說,電子式互感器與傳

統互感器的最大區別在于兩個方面:

(1) 電子式互感器由于不受磁飽和特性的影響,在可能出現的最大短路電流

下不會達到飽和點,因而其誤差很小,有利于提高測量精度和保護動作的可靠性。

(2) 電子式互感器能夠直接提供數字信號。正是這個區別,將會對變電站繼

電保護和綜合自動化系統產生深刻的影響:簡化了二次設備的結構,消除了測量

數據傳輸過程中的系統誤差,數據共享更加容易,設備連接更加開放、靈活。雖

然目前研制的光電式互感器為了兼容舊的二次設備而仍然有模擬輸出接口,但二

次系統全數字化是必然的趨勢。

再次,由于電子式互感器輸出的是離散的數字信號,而非連續的模擬信號;如果不能保證接入保護繼電器的是同一時刻A、B、C三相電流所對應的數字量,哪怕三個量在時間上僅是毫秒級的差別,也會對零序電流保護產生足以使其誤動作的誤差,造成嚴重后果。因此,確保互感器輸出的數字量能夠同步的送入保護繼電器是保證繼電保護正確動作的重要一環,為此在數字化變電站的繼電保護系統中必須增加常規變電站所不具有的合并單元,以此實現同步采樣。

最后,為了充分發揮數字化變電站的優勢,由光纖組成的網絡代替了常規變電站中用金屬導線連接各種二次設備組成的二次回路,同一個測量點、同一時刻的電流電壓瞬時值所對應的數字信號,作為同一組數據用同一路光纖傳輸到測量和繼電保護裝置,繼電保護和自動化裝置發出的跳合閘命令也利用光纖傳遞至智能操作箱以實現最終操作,一次設備的運行狀態、運行參數、二次保護裝置的動作情況等信息也以數字信號的形式在變電站層、間隔層和過程層中按 IEC61850標準自由傳輸,實現了相關數據最廣泛的共享。同時,光纖的使用還克服了常規變電站中二次導線回路可能出現的接地、短路、開路和寄生回路等現象,大大提高了繼電保護系統的可靠性。綜上所述,數字化變電站具有以下幾方面的顯著特征:

1). 一次設備的數字化和智能化。變電站內傳統的電磁式互感器被電子式互感器所替代,直接向外提供數字式光纖以太網接口;站內采用具備向外進行數字通信的智能斷路器、變壓器等設備,或者在這些一次設備就地加裝智能終端實現信號的數字式轉換與狀態監測,達到一次設備數字化和智能化的要求。

2). 二次設備的數字化和網絡化。數字化變電站的二次設備除了具有傳統數字式設備的特點外,還具備對外光纖網絡通信接口,與傳統變電站信息傳輸以電纜為媒介不同,數字化變電站二次信號傳輸基于光纖以太網實現。

3). 變電站通信網絡和系統實現 IEC61850 標準統一化。數字化變電站全站通信網絡和系統實現均采用 IEC61850 標準,該標準的完整性、系統性、開放性保證了數字化變電站站內設備具備互操作性的特征。運行管理系統的自動化。

1.3 數字化變電站繼電保護系統設備介紹

1.3.1 電子式互感器

互感器的作用為保證電力系統的安全、經濟運行,需要對電力系統及其電力設備的相關參數進行測量,以便對其進行必要的計量、監控和保護。互感器由連接到電力傳輸系統一次和二次之間的一個或多個電流或電壓互感器組成,用以傳輸正比于被測量的量,供給測量儀器、儀表和繼電保護或控制裝置。

互感器的作用主要有以下幾個方面:

1、將電力系統一次測得電流、電壓信息傳遞到二次側與測量儀表和計量裝置配合,可以測量一次系統電流、電壓和電能。

2、當電力系統發生故障時,互感器能正確反映故障狀態下的電流、電壓大小,與繼電保護和自動化裝置配合,可以對電網各種故障構成保護和自動控制。通常的測量和保護裝置不能直接接到高電壓、大電流的電力回路上。

3、互感器將一次側高壓設備與二次側設備及系統在電氣方面隔離,從而保證了二次設備和

人身安全,并將一側的高電壓、大電流轉換為二次側的低電壓、小電流,使計量

和繼電保護標準化。

電子式互感器分為電子式電流互感器和電子式電壓互感器。按用途分,又可分為測量用電子式互感器和保護用電子式互感器。其中,電子式電流互感器按原理又可分為:光學電流互感器,空心線圈電流互感器及鐵心線圈式低功率電流互感器。電子式電壓互感器按原理又可分為:光學電壓互感器及阻容分壓型電壓互感器。

結語:

繼電保護裝置作為能直接反映電力系統各電氣設備不正常狀態或者存在故障的,并作用于斷路器跳閘或發出信號的一種自動裝置,它通過預防事故或縮小事故范圍來提高系統的運行可靠性,最大限度的保證了系統穩定運行和向用戶安全連續供電的要求。因此,它是電力系統安全運行不可或缺的一個重要組成部分。研究數字化變電站繼電保護系統的可靠性就顯得尤為的重要了。

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