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建国后,我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有,在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代,我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术[1],建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术,建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。
自50年代末,晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护,运行于葛洲坝500kV线路上[2],结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。
在此期间,从70年代中,基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列,逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位,这是集成电路保护时代。在这方面南京电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用[3],天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。
我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究[4],高等院校和科研院所起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用[5],揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面,东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机?变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定,投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护,西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。至此,不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色,为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。
2继电保护的未来发展
继电保护技术未来趋势是向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
2.1计算机化
随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段:从8位单CPU结构的微机保护问世,不到5年时间就发展到多CPU结构,后又发展到总线不出模块的大模块结构,性能大大提高,得到了广泛应用。华中理工大学研制的微机保护也是从8位CPU,发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。
南京电力自动化研究院一开始就研制了16位CPU为基础的微机线路保护,已得到大面积推广,目前也在研究32位保护硬件系统。东南大学研制的微机主设备保护的硬件也经过了多次改进和提高。天津大学一开始即研制以16位多CPU为基础的微机线路保护,1988年即开始研究以32位数字信号处理器(DSP)为基础的保护、控制、测量一体化微机装置,目前已与珠海晋电自动化设备公司合作研制成一种功能齐全的32位大模块,一个模块就是一个小型计算机。采用32位微机芯片并非只着眼于精度,因为精度受A/D转换器分辨率的限制,超过16位时在转换速度和成本方面都是难以接受的;更重要的是32位微机芯片具有很高的集成度,很高的工作频率和计算速度,很大的寻址空间,丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU的寄存器、数据总线、地址总线都是32位的,具有存储器管理功能、存储器保护功能和任务转换功能,并将高速缓存(Cache)和浮点数部件都集成在CPU内。
电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期,曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差,这个设想是不现实的。现在,同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机,因此,用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟,这将是微机保护的发展方向之一。天津大学已研制成用同微机保护装置结构完全相同的一种工控机加以改造作成的继电保护装置。这种装置的优点有:(1)具有486PC机的全部功能,能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。(2)尺寸和结构与目前的微机保护装置相似,工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强,可运行于非常恶劣的工作环境,成本可接受。(3)采用STD总线或PC总线,硬件模块化,对于不同的保护可任意选用不同模块,配置灵活、容易扩展。
继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚须进行具体深入的研究。\
2.2网络化
计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止,除了差动保护和纵联保护外,所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件,缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念,这在当时主要指安全自动装置。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务),还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。显然,实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。
对于一般的非系统保护,实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多,则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间,也取得了一定的成果,但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应,必须获得更多的系统运行和故障信息,只有实现保护的计算机网络化,才能做到这一点。
对于某些保护装置实现计算机联网,也能提高保护的可靠性。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理[6],初步研制成功了这种装置。其原理是将传统的集中式母线保护分散成若干个(与被保护母线的回路数相同)母线保护单元,分散装设在各回路保护屏上,各保护单元用计算机网络联接起来,每个保护单元只输入本回路的电流量,将其转换成数字量后,通过计算机网络传送给其它所有回路的保护单元,各保护单元根据本回路的电流量和从计算机网络上获得的其它所有回路的电流量,进行母线差动保护的计算,如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器,将故障的母线隔离。在母线区外故障时,各保护单元都计算为外部故障均不动作。这种用计算机网络实现的分布式母线保护原理,比传统的集中式母线保护原理有较高的可靠性。因为如果一个保护单元受到干扰或计算错误而误动时,只能错误地跳开本回路,不会造成使母线整个被切除的恶性事故,这对于象三峡电站具有超高压母线的系统枢纽非常重要。
由上述可知,微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性,这是微机保护发展的必然趋势。
2.3保护、控制、测量、数据通信一体化
在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。
目前,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资,而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在室外变电站的被保护设备旁,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质,还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段,将来必然在电力系统中得到应用。在采用OTA和OTV的情况下,保护装置应放在距OTA和OTV最近的地方,亦即应放在被保护设备附近。OTA和OTV的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后,一方面用作保护的计算判断;另一方面作为测量量,通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置,由此一体化装置执行断路器的操作。1992年天津大学提出了保护、控制、测量、通信一体化问题,并研制了以TMS320C25数字信号处理器(DSP)为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。
2.4智能化
近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域应用的研究也已开始[7]。神经网络是一种非线性映射的方法,很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题,应用神经网络方法则可迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动;如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。天津大学从1996年起进行神经网络式继电保护的研究,已取得初步成果[8]。可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。
3结束语
建国以来,我国电力系统继电保护技术经历了4个时代。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为:计算机化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化,这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。
作者单位:天津市电力学会(天津300072)
参考文献
1王梅义.高压电网继电保护运行技术.北京:电力工业出版社,1981
2HeJiali,ZhangYuanhui,YangNianci.NewTypePowerLineCarrierRelayingSystemwithDirectionalComparisonforEHVTransmissionLines.IEEETransactionsPAS-103,1984(2)
3沈国荣.工频变化量方向继电器原理的研究.电力系统自动化,1983(1)
4葛耀中.数字计算机在继电保护中的应用.继电器,1978(3)
5杨奇逊.微型机继电保护基础.北京:水利电力出版社,1988
一、继电保护发展现状
电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力,因此,继电保护技术得天独厚,在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。
建国后,我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有,在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代,我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术[1],建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术,建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。
自50年代末,晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护,运行于葛洲坝500kV线路上[2],结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。
在此期间,从70年代中,基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列,逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位,这是集成电路保护时代。在这方面南京电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用[3],天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。
我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究[4],高等院校和科研院所起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用[5],揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面,东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机?变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定,投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护,西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。至此,不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色,为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。
二、继电保护的未来发展
继电保护技术未来趋势是向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
1计算机化
随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段:从8位单CPU结构的微机保护问世,不到5年时间就发展到多CPU结构,后又发展到总线不出模块的大模块结构,性能大大提高,得到了广泛应用。华中理工大学研制的微机保护也是从8位CPU,发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。
南京电力自动化研究院一开始就研制了16位CPU为基础的微机线路保护,已得到大面积推广,目前也在研究32位保护硬件系统。东南大学研制的微机主设备保护的硬件也经过了多次改进和提高。天津大学一开始即研制以16位多CPU为基础的微机线路保护,1988年即开始研究以32位数字信号处理器(DSP)为基础的保护、控制、测量一体化微机装置,目前已与珠海晋电自动化设备公司合作研制成一种功能齐全的32位大模块,一个模块就是一个小型计算机。采用32位微机芯片并非只着眼于精度,因为精度受A/D转换器分辨率的限制,超过16位时在转换速度和成本方面都是难以接受的;更重要的是32位微机芯片具有很高的集成度,很高的工作频率和计算速度,很大的寻址空间,丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU的寄存器、数据总线、地址总线都是32位的,具有存储器管理功能、存储器保护功能和任务转换功能,并将高速缓存(Cache)和浮点数部件都集成在CPU内。
电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期,曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差,这个设想是不现实的。现在,同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机,因此,用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟,这将是微机保护的发展方向之一。天津大学已研制成用同微机保护装置结构完全相同的一种工控机加以改造作成的继电保护装置。这种装置的优点有:(1)具有486PC机的全部功能,能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。(2)尺寸和结构与目前的微机保护装置相似,工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强,可运行于非常恶劣的工作环境,成本可接受。(3)采用STD总线或PC总线,硬件模块化,对于不同的保护可任意选用不同模块,配置灵活、容易扩展。
继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚须进行具体深入的研究。
2网络化
计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止,除了差动保护和纵联保护外,所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件,缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念,这在当时主要指安全自动装置。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务),还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。显然,实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。
对于一般的非系统保护,实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多,则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间,也取得了一定的成果,但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应,必须获得更多的系统运行和故障信息,只有实现保护的计算机网络化,才能做到这一点。
对于某些保护装置实现计算机联网,也能提高保护的可靠性。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理[6],初步研制成功了这种装置。其原理是将传统的集中式母线保护分散成若干个(与被保护母线的回路数相同)母线保护单元,分散装设在各回路保护屏上,各保护单元用计算机网络联接起来,每个保护单元只输入本回路的电流量,将其转换成数字量后,通过计算机网络传送给其它所有回路的保护单元,各保护单元根据本回路的电流量和从计算机网络上获得的其它所有回路的电流量,进行母线差动保护的计算,如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器,将故障的母线隔离。在母线区外故障时,各保护单元都计算为外部故障均不动作。这种用计算机网络实现的分布式母线保护原理,比传统的集中式母线保护原理有较高的可靠性。因为如果一个保护单元受到干扰或计算错误而误动时,只能错误地跳开本回路,不会造成使母线整个被切除的恶性事故,这对于象三峡电站具有超高压母线的系统枢纽非常重要。
由上述可知,微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性,这是微机保护发展的必然趋势。
3保护、控制、测量、数据通信一体化
在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。
目前,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资,而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在室外变电站的被保护设备旁,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质,还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段,将来必然在电力系统中得到应用。在采用OTA和OTV的情况下,保护装置应放在距OTA和OTV最近的地方,亦即应放在被保护设备附近。OTA和OTV的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后,一方面用作保护的计算判断;另一方面作为测量量,通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置,由此一体化装置执行断路器的操作。1992年天津大学提出了保护、控制、测量、通信一体化问题,并研制了以TMS320C25数字信号处理器(DSP)为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。
4智能化
近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域应用的研究也已开始[7]。神经网络是一种非线性映射的方法,很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题,应用神经网络方法则可迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动;如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。天津大学从1996年起进行神经网络式继电保护的研究,已取得初步成果[8]。可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。
三、结束语
建国以来,我国电力系统继电保护技术经历了4个时代。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为:计算机化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化,这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。
参考文献
1王梅义.高压电网继电保护运行技术.北京:电力工业出版社,1981
2HeJiali,ZhangYuanhui,YangNianci.NewTypePowerLineCarrierRelayingSystemwithDirectionalComparisonforEHVTransmissionLines.IEEETransactionsPAS-103,1984(2)
3沈国荣.工频变化量方向继电器原理的研究.电力系统自动化,1983(1)
4葛耀中.数字计算机在继电保护中的应用.继电器,1978(3)
5杨奇逊.微型机继电保护基础.北京:水利电力出版社,1988
0 前言
随着电力体制改革的推进,变电站数字化改造与建设也不断深入发展,综合自动化变电站的不断增多,雷电对弱电设备的危害问题日益突显出来。从国内有关报道和变电站运行的实际来看,变电站二次设备遭受到雷击,造成设备损坏、通信中断、系统退出等情况普遍存在。这不仅严重威胁电网的安全运行,而且给人们的生活带来了诸多的不便。笔者结合工作实践,针对变电站二次系统的特点,通过对雷电波危害的途径分析,结合当今弱电防雷的一些技术和供电局变电站的情况,探讨变电站二次系统防雷措施。
1 变电站二次系统的结构特点
变电站二次系统,是指变电站的内保护设备、自动化设备、通信系统、计算机网络设备及监控系统、交直流电源系统等各种二次设备的总称。二次系统集中了变电站自动化监控管理的重要设备,其具有微机监测、监控、保护、小电流接地选线、故障录波、低频减载、“四遥”远传等功能,在电力调度自动化领域起着举足轻重的作用。
由于二次系统内部连接线路纵横交错,当雷击附近大地、架空线路和雷雨云放电时直接形成的,或者由于静电及电磁感应形成的冲击过电压,极易通过与之相连的电源线路、信号线路或接地系统,通过各种接口,以传导、耦合、辐射等方式侵入自动化系统,从而可能造成危害系统正常工作甚至破坏系统的雷击事故。
2 雷电放电对变电站二次系统的主要危害形式
雷电是自然界中强大的脉冲放电过程,雷电侵入地面建筑物或设备造成灾害是多途径的,一般来说,有直接雷击、感应雷击、电磁脉冲辐射、雷电过电压的侵入、反击等。
(1)直接雷击:主要破坏力在于电流特性而不在于放电所产生的高电位,它所产生强大的雷电流转变成热能将物体损坏。
(2)感应雷击:从雷云密布到发生闪电放电的整个过程中,雷电活动区几乎同时出现两种物理现象―静电感应和电磁感应,这两种现象可能造成称之为感应雷击的危害形式。
(3)电磁脉冲辐射:当闪电放电时,其电流是随时间而非均匀变化,脉冲电流向外辐射电磁波,这种电磁脉冲辐射虽然随着距离的增大而减小,但却比较缓慢,闪电的电磁脉冲辐射通过空间以电磁波的形式耦合到对瞬间电磁脉冲极其敏感的现代电子设备上,造成设备的损坏。
(4)雷电过电压的侵入:直接雷击或感应雷都可以使导线或金属管道产生过电压,这种过电压沿导线或金属管道从远处雷区或防雷区域外传来,侵入建筑物内部或设备内部。
(5)反击:在雷暴活动区域内,当雷电闪击到建筑物的接闪装置上时,尽管接闪装置的接地系统十分良好,其接地电阻也很小,但由于雷电流幅值大,波头陡度高,雷电流流过时也会使接地引下线和接地装置的电位骤升到上百千伏。
3 变电站二次系统进行防雷保护的技术措施分析
弱电设备抗过电压能力低,在雷雨季节极易受到雷电波的侵害,造成设备的损坏和误动作。弱电设备的电源系统可能受到侵入过电压和感应过电压的危害,在实际运用中应加装电源防雷保护器SPD进行多级保护,将过电压降低到无危害的水平,对于引入控制室的信号线,网络线和微波馈线,均应加装信号防雷保护器,保证自动化系统、远动设备及通信的正常工作。对于弱电设备的防雷保护,总体来说是一个综合性的问题,长期的防雷实践告诉我们,在防雷中从直击雷防护到接地、均压、屏蔽、限幅、分流、隔离等多个环节都要认真对待,才能确保设备的安全。
3.1 接地与均压
接地是提高二次设备防雷水平最直接、最有效的一个措施,所有雷击电流均可以通过接地网引入大地,可靠的接地可以有效的避免电涌电压对二次设备造成危害。防雷规范对不同接地网规定有不同的电阻值,在经济合理的前提下,应尽可能降低接地电阻,能够有效限制地电位的升高。
接地与均压是相辅相成的,所谓均压就是要在同一层面、同一房间内的四周设置一闭环的接地母线带,在同一房间里的所有仪器、设备的壳体、电力电缆、信号电缆的外皮和金属管道等应分别直接就近连接到接地母线上,并连接牢固,以保证各个接地点的等电位。雷电流的幅值非常大,陡度很高,其流过之处相对零电位的大地立即升至高电位,周围尚处于大地零电位的物体会产生旁侧闪络放电。这种旁侧闪络不仅会导致装有易燃易爆物的建筑物失火和爆炸,而且其放电过程所伴随的脉冲电磁场会对室内电子设备造成感应电位,使其受到损害。完善的等电位可有效防止非等电位体间电位差造成事故。
3.2 屏蔽
屏蔽指的是采用屏蔽电缆、各种人工的屏蔽箱、盒、法拉第屏蔽笼和各种可利用的自然屏蔽体来阻挡、衰减施加在电子设备上的电磁脉冲干扰,需强调的是屏蔽体外壳必须有效接地,进入屏蔽室的各种电源线、信号线都必须采取有效的电磁脉冲隔离和高频电磁波滤波装置过滤,否则一根来自干扰源环境中未经过滤波器或隔离的导线,都将使屏蔽笼失去屏蔽作用。
一般来说,为减少外界雷电电磁干扰,通信机房及通信调度综合楼的建筑钢筋、金属地板构架等均应相互焊接,形成等电位法拉第笼。设备对屏蔽有较高要求时,机房六面应敷设金属屏蔽网,将屏蔽网与机房内环行接地母线均匀多点相连。
3.3 分流与隔离
分流的主要作用是把可能的直击雷用接闪器经多根分散的接地引下线直接连到接地装置,将雷电流分流散入地下,以免在每根接地引下线上流过过大的雷电流以及周围产生的强大电磁场造成大的干扰。由接地引下线将直击雷的雷电流有效引入地下,而非窜入弱电设备工作区域。需要强调的是,建筑物顶部各种装置(如微波接收器等)的外壳都应与主接地引下线或接地带呈放射性连接,且设备的外壳不应有串接之处,前者是避免雷电流在非接地引下线上产生强感应电位,而后者是避免雷电流串入设备后造成设备损坏,为保证散流效果,接地引下线要有足够的面积,特别要防止接地引下线中途腐蚀断裂或中途串有设备。要经常性对接地引下线及地网进行测量和检查。
对于不同接地网之间的通信线宜采取防止高、低电位反击的隔离措施,如光电隔离、变压器隔离等。在电力调度通信综合楼内,需另设接地网的特殊设备,其接地网与大楼主接地网之间可通过击穿保险器或放电器连接,可用地电位均衡器或220V低压氧化锌避雷器(箱),通流容量应大于10kA,残压不超过1.5kV。以保证正常时隔离,雷击时均衡电位。
3.4 限幅
在过电压可能侵入的所有端口,设置必要的保护装置。在弱电系统的信号出入线上装设多级防雷保护装置,将侵入弱电系统的冲击过电压抑制在系统允许的程度内。并且,各种低压防雷器但应遵循接线尽量短的原则,直接装于被保护的电路点上。
电源线路侵入波过电压可能是电源配电线路遭直击雷,也可能是空间雷电电磁脉冲在电源配电线路上感应的过电压。对于变电站站用低压电源线路或220V直流电源线路侵入波过电压应按照电源分级保护、逐级泄流原则,进行四级防雷保护设置,采用三相电源防雷箱、单相交直流防雷器、防雷插排等防护措施,在电源进入弱电设备前,全面限制电源线路侵入波过电压。
在220kV变电站变压器的运行过程当中,存在着大量的电力问题,对于电能供应效率与质量带来了极其深远的影响,同时也促使电网系统面临着巨大的负担压力。在220kV变电站变压器的实际工作过程中其运行机制十分复杂,因此就加强继电保护措施便至关重要,只有做好这一点方可构建起安全、稳定的运营环境,最大程度的避免运行故障的发生,提升变压器运行效率。据此,下文将就220kV变电站变压器的运行及继电保护措施展开深入的探究工作。
1 220kV变电站变压器运行原理
变压器作为变电站的核心工作设备,其主要是由双绕组变压器、三绕组变压器以及之耦变压器所共同构成,也就是高、低压每一相共同合用一项绕组,由高压绕组中部抽取一头充当低绕组出线变压器。电压高度及绕组匝数其比值为正,相应的电流值则与绕组匝数比值为负。
变压器依据作用功能可分成升压与降压两类变压器。前一类主要是应用在电力系统的送电一端,而后一类则主要是应用在受电一端。变压器的电压值应当能够和电力系统中的电压值相适宜。为了能够在完全不同的负荷状态下确保电压始终保持在合理的范围之内,有时需将变压器分接头进行切换处理。
依据接头切换形式,变压器主要就包括了带负荷有载调压与无负荷无载调压两类。其中前一类大多是应用在受电一端的变压器站点之中。
电压及电流的互感器在实际运行过程中所采用的原理和变压器基本一致,其主要是将高电压设备与母线电压,依据一定的标准比例转变为测量仪表与继电保护等,在规定的电压载负荷之下电压互感器二次电压为100V,相应的电流互感器二次电流则为1A或5A。电流互感器二次绕组在和负荷连接后会导致线路出现短路,需引起关注的是,要坚决避免使其开路,否则便会由于高电压而对设备及人员安全造成严重威胁,甚至致使电流互感器损毁。
2 220kV变电站变压器继电保护措施
2.1 运行保护
在对变压器采取运行保护知识,大多是借助于继电保护装置,综合应用继电保护手段,以促使220kV变电站的变压器能够得以正常运行。如在某一220kV变电站当中其变压器运行保护完全按照继电保护运行原则,先对装置性能进行检查,以保障其能够切实具备相应的防护性能,对继电保护装置行为予以规范化处理,确定有关安全行为的主要方式;之后确定继电保护的装置运行范围,促成一体化操作的达成,确定继电保护装置能够达到较好的工作效率;最终就针对继电保护装置加强维护工作,以确保其能够给予变压器的正常运行提供以良好的基础保障,避免变压器发生短路等有关故障问题。
2.2 状态保护
在220kV变电站变压器的状态保护是对继电保护进行监测的一项重要内容,其可以将变压器在运行过程中的不利风险因素有效的排除在外,提升变压器的运行稳定性,具体的变压器继电状态保护措施主要包括以下几个方面:第一,差动保护,处理变浩魉存在的运行故障问题,以确保有关的电力人员可加强对变压器运行状态的有效了解,从而避免运行故障的发生;第二,过流继电保护,将由于短路电流所造成的变压器故障进行及时排查,从而促使对跳闸故障的有效保护,确保变压器安全运行;第三,气体保护,对变压器油箱加强控制,将油箱状态进行有效调节,促使变压器可稳定运行。
2.3 抗干扰保护
在变压器运行过程中实施抗干扰保护,可以将各类不利干扰对变压器所产生的负面影响降至最低。变压器抗干扰保护的措施主要包括以下几点:第一,配线抗干扰,重点对由于配线而导致的变压器干扰进行防护,将继电保护作用充分的发挥出来,增强配线运行的工作效果,采取屏蔽手段,将配线对变压器影响降至最低;第二,预防回路干扰,重点是对二次回路进行防空,促进变压器抗干扰能力的提升,通过将回路联系耦合及时切断,同时加装屏蔽线缆来实现对整体回路的抗干扰;第三,防护干扰源,有关的电力工作人员应将变压器电位尽量升高,减小接地电阻,从而达到对变压器的有效防护。图1为双回线同杆并架情况示意图。
3 结束语
作为220kV变电站的核心组成部分,变压器及其保护装置不仅承担着保护电网系统正常运行的工作,同时也具有发挥继电保护的作用。继电保护对于220kV变电站的运行有着极其重要的作用价值,对于改善变电站运行环境,提供以稳定的保护措施,保障变电站运行效率意义重大。对此有关的电力企业也应当大力加强对变压器的运行与继电保护工作,促使220kV变电站在电网系统中能够充分的体现出其所应有的价值意义。
参考文献
[1]汤大海,陈永明,曹斌,等.快速切除220kV变压器死区故障的继电保护方案[A].2013第十四届全国保护和控制学术研讨会论文集
[C].2013.
[2]邵军.基于220kV变电站变压器运行与继电保护探究[J].大科技,2016(20).
中图分类号:TM411+.4文献标识码: A 文章编号:
在35KV变电站建设和运行的过程中,通常会因为设施的陈旧、线路破损导致的绝缘效果降低以及操作人员的失误等原因,导致电力系统出现种种故障,这些故障的出现若得不到及时的解决,将严重威胁到电力系统的良性发展和安全保障。35KV变电站出现故障的时候,一般表现为过电压、过电流、系统发生震动以及元件的损坏等,这一系列的特征将大大降低了电力设备的性能和寿命。所以,我们要在35KV变电站的建设过程中,做好电力系统的安全保障,这就需要对继电保护装置的合理使用,继电保护装置的实用性日渐明显。
1、继电保护装置在35kV 变电站中的相关需求
继电保护装置在35kV 变电站中的基础性作用主要表现为:电力系统一旦出现诸如元件、线路损坏,进而威胁到电力系统安全的之时,继电保护装置便将自动跳闸,并且发出相应的警告,将故障和威胁降到最低程度,从而保证了电力系统不会受到太大的故障威胁。继电保护装置在我国35KV变电站的建设过程中,所需要达到的相关需求如下:
(1)可靠性:35KV变电站在运行的过程中,一旦发生故障,继电保护装置应当快速响应,千万不能发生丝毫的误差,也就是说其可靠性要达到必要的标准。
(2)快速性:35KV变电站在运行的过程中,一旦出现短路现象,继电保护装置要及时、准确的切断故障,防止短路电流对系统产生强大的冲击,将故障的威胁降到最低,达到提高电力系统安全的保障标准。
(3)灵敏性:继电保护装置在35KV变电站中,面对系统故障一定要快速的做出相应的反应,在一定程度上有效的降低故障的威胁。通常状况下,继电保护装置灵敏系数作为其灵敏性的标准参数。
(4)选择性:35KV变电站在运行的过程中,一旦发生故障,继电保护装置要有选择性的进行电路切断,也就是说首先要对与故障点距离最近的设备进行电路切除,这样做的目的就是防止其他设备受此牵连。
2、继电保护装置在35kV 变电站中的主要职责
我国35kV 变电站在建设和运行的过程中,对管理方面的要求非常之高,加之电力系统的机构日渐繁杂,以前的继电保护装置多为晶体管,工作过程中采用电磁感应的原理,这种继电保护装置工作效率低、反应速度缓慢、灵敏度不高、极易出现破损以及抗震系数较小,因此,微机式继电保护装置得以诞生和推广普及。依据电力技术方面去研究,继电保护装置在35kV 变电站中的主要职责如下所述:
(1)对电力系统运行状态的实时监控
35KV变电站一旦发生意外故障,继电保护装置能够将距离故障最近的线路切断,做出跳闸的抉择,这样做的目的就是将危害降到最低。因为35KV变电站的主要任务就是向特定的地区进行供电,如果在运行的过程中,出现一些不必要的故障,那么将不利于特定地区的供电平稳性。所以,我们在设置和使用继电保护装置的时候,首先一定要从系统的安全和平稳性出发,严格依据相关规定进行继电保护装置的设置和配置,只有将电力系统的各个分支有机结合起来,方可以达到对35KV变电站的运行状态做到实时监控的目的。
(2)对系统各个设备的故障做到及时有效的反馈
继电保护装置在35KV变电站电力系统之中,能够对系统各个设备的故障做到及时有效的反馈,这也是继电保护装置的一个基本职能。在电力系统运行的过程中,某一设备一旦出现故障或者运行不良的时候,继电保护装置将可以快速、准确的将信息反馈给操作人员或值班人员,相关人员能够及时参照有关规定,通过远程操作去处理相关故障,或者召集相关技术人员进行现场维护和修理。
3、继电保护装置在35kV 变电站中的状态检修
继电保护装置在35kV 变电站中使用的时候,一方面要根据自身的特征发挥出必要的作用和功能,另一方面要严格依据和参照相关技术规格,检修的过程中一定要做到既合理又科学,确保继电保护装置处于一个安全、规范的操作环境之中,满足系统的最佳性能需求。继电保护装置在35kV 变电站中的状态检修过程中,相关操作人员务必要认真、细心,明确自己的责任和权利,不放过一个小问题,对检测出来的故障要做到深入的研究,在确保继电保护装置有效运行的前提之下,有效、平稳的促进35KV变电站电力系统的安全运行。
(1)继电保护装置的校验内容与周期
在35KV变电站电力系统运行的过程中,系统一旦发生意外故障,继电保护装置需要保证有效的衔接。因此,我们在日常的工作中,一定要对继电保护装置以及其他设备做好二次回路检测,此项检测非常关键。通常而言,继电保护装置在35KV变电站的使用过程中,每两年就需要做一次全面的检查,针对关键设备,需要做到一年一次的检查、校验。检查、校验的重点部件包含了:设备器件的更换和创新、设备运行的实时状态、变压器方面的瓦斯保护装置等。与此同时,对于瓦斯继电器的内部构造,需要做到每三年一次的全面检查,并且要进行每年一次的充气试验检测。
(2)二次设备在继电保护装置中的状态监测
为了确定二次设备在继电保护装置中的正确性与可靠性,我们需要对其状态做好及时、有效的监测,以此估算出其使用的年限。二次设备在继电保护装置中的状态监测内容重点包含了:直流电源操作、设备损坏情况、信号传输与逻辑判断、TA、TV二次回路绝缘性能等。参与状态监测的工作人员一定要将二次设备状态监测与一次设备状态监测区分开来,二次设备状态监测不只是针对一个设备进行,而是对一系列设备进行的实时监测。
(3)针对系统故障进行分层检测与解决
为了在一定程度上提高继电保护装置在35KV变电站中的检测效果,我们在进行系统故障检测的时候,通常采用分层检测技术,依据检测出来的故障进行维修方案的规划。一般而言,电力系统的故障由三层构成,一是遥感信息,遥感信息主要是在SCADA系统中获得一些开关的位置状态;二是一系列故障的录波;三是设备的动作信息。在针对系统故障进行分层检测的过程中,我们可以参照某些特定设备开关动作方面的信息,对其正常运行的状态做好基础性的检测与判断。若发现某一故障的解决对继电保护装置的异常运行没有丝毫的作用,那么我们就需要对其他相关层做好故障检测。除此之外,在对继电保护装置进行分层检测的时候,还需要做好故障类别、故障点以及故障性质的准确定位,与波形有效联系起来,分别对开关、重合闸等相关部件做好动作分析,进而做好全面的研究与思考。
35KV变电站电力系统在运行的过程中一旦出现意外故障,继电保护装置应当及时、快速、准确的向监测系统传输相关故障信息,这些信息的种类很多,大体上包含了开关动作信息、时间顺序信息、波形信息、故障录波信息以及保护动作信息等。当继电保护装置运行正常的时候,那么它将会依据当前情况做好故障的有效识别和解决。当继电保护装置的相关功能或者所有功能失去效力的时候,那么继电保护装置就存在一些问题。维修人员和操作人员需要对其进行必要的检测,及时找到问题的根源,查找出导致这类问题的原因以及研究出解决故障的有效方案。与此同时,有必要采取信息反馈系统进行反向分析,提出最终的可行性方案。我们在对继电保护装置进行故障检测和维修的同时,要在很大程度上解决对35KV变电站电力系统正常运行的不利影响,只有这样方可确保此区域供电的平稳性和安全性,也在一定程度上降低了因继电保护装置的故障而引发的一系列损失。
4、结语
通过本文内容的详细介绍,可以看出,35KV变电站作为我国电力系统的主力军,其供电责任十分之大。为了有效确保35KV变电站在供电方面的安全性和平稳性,对继电保护装置的科学、合理使用尤为关键,同时与社会、经济效益直接挂钩。除此之外,继电保护装置在35KV变电站中的使用过程中,我们还需要做好对其理念和方式的创新,以及各设备的故障检测与维修,在根本上保证继电保护装置的良性运行,降低故障的发生几率。通过种种举措,不仅有利于我国电力系统的全面发展,而且对我国国民经济有一定的带动作用,其现实意义十分重大。
参考文献:
中图分类号:TM7文献标识码:A 文章编号:1009-0118(2011)-12-0-02
社会的进步带动了经济的高速发展,经济的发展又提高了人们的生活水平,而伴随着人们生活水平的不断提高,人们的用电量有了很大的提升,人们对于电的要求也日益增加。我国电网如异军突起,发展强大。在电网发展的同时,继电保护技术也随着电网的发展而发展着,继电保护从过去的晶体管继电保护、集成电路继电保护,再到后来的微机继电保护时代,已经走过了六十多个年头。但随着计算机技术、电子技术和通信技术的快速发展,电力系统对继电保护的要求也越来越高,继电保护向保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化发展是必然的趋势,下面笔者就继电保护系统故障的专家诊断进行了简要的分析。
一、继电保护故障专家诊断的作用
所谓的继电保护就是当电力系统发生故障时,能迅速、准确的自动切除故障,保证电力系统的稳定、安全运行。
继电保护在电力公司日常工作中占有重要地位,它是建立在设备状态评价这一基础之上的,而设备状态评价主要包括寿命预测、可靠性评价以及故障专家诊断。在进行设备状态评价以后,电力公司要把设备状态以及分析诊断结果作为继电保护的根据,安排好检修项目和检修时间,对于电力系统和设备进行主动的检修。由于电力系统中的电气设备在一般情况下都是按照规定的时间进行检修,这个固定的检修时间被我们称为“检修期”,而在检修期对电力系统中的电气设备所进行的检修主要包括电力系统中电气设备的维护、试验以及调试。对于电力系统中的电气设备进行检修的时间是一个周期,这个周期是固定不变的,周期可能是一年也可能是几年。
继电保护故障专家诊断有利于加强有关专家及时、便捷地了解电力系统设备的状态,因为继电保护的故障专家诊断能够使电力专家在办公室里随时的浏览整个管变电站中任何一台电气设备的历史状态和当前状态,继电保护的故障专家诊断作用不止包括这一点,它还能够使电力专家迅速的对电气设备的未来处于什么状态进行及时的预测。对于其检测出来的电气设备存在的隐患,电力专家可以在网上进行远程诊断,在网上远程诊断中,有关电力专家会对存在故障隐患的电气设备进行诊断,且会做出对该电气设备是否进行维修以及何时进行维修、怎样维修等等问题的决策,这就为电气设备维修提供了平台。
二、继电保护故障专家诊断主要内容
继电保护故障专家诊断的实践主体是设备制造厂,继电保护的故障专家诊断内容应该包括省、市级电力专家对故障专家诊断分析的系统平台、通信通道以及变电站的现场元件这3个部分,笔者现对这3个故障专家诊断内容进行分析。
(一)继电保护故障专家诊断分析的系统平台
继电保护故障专家诊断分析的系统平台的主体就是电力专家,这些电力专家都是省级和市级以上的专家,继电保护故障专家诊断分析的系统平台就是这些省级和市级以上的电力专家分析的系统平台,他们通过一种现代的管理方式进行管理程序的编写,这种现代的管理方式是通过对相关单位的实际管理方式进行采集来实现的,而编写管理程序是指专家们对一些大众化的程序进行管理程序编写,在进行编写以后会进行资源共享和状态共享,在这里,资源共享和状态共享的实现媒介是有关单位,也就是在有关单位进行状态共享和资源共享的实现,从而做到有关电力专家的远程诊断。
(二)继电保护故障专家诊断分析的通信通道
继电保护故障专家诊断分析的通信通道也可以与调动自动化共同使用,例如载波、光纤、无线扩频等等,在被网络覆盖所允许的情况下,也可以使用现代所流行的VPN路由器加上ADSL线路通过加密这一方式,拟定一个虚拟专网。这个虚拟专网必须在调度中心与变电站之间实现。
(三)继电保护故障专家诊断分析的变电站现场元件
变电站现场元件就是指集中器、采集器、现场后台软件、主屏以及各种传感器等等,这里所指的各种传感器主要包括电压、温度、压力、湿度及位移等等。
三、继电保护故障的专家诊断注意事项
继电保护在故障专家诊断中是有一定要求的,因为继电保护是一项复杂的系统工程,这就要求故障专家诊断建立一套完整的方法机制、保障体系、技术手段、管理体制规范,以达到电气设备继电保护的目的。
(一)建立方法机制
建立方法机制就是指在进行电气设备继电保护这一重要工作时所运用的方法和机理,其主要体现在一系列的评价导则、检修工艺导则、技术导则以及试验规程等。例如,目前电力设备品种繁多,对于各种各样的电气设备开展状态评价,这就需要运用状态量定义、检测方法、评价模型以及评估方法等,这一过程的实现就是继电保护对故障专家诊断要求的方法机制建立。
建立继电保护对故障专家诊断的方法机制主要包括继电保护的评估、状态量采集方法的研究、状态量存储方法的研究、诊断方法研究、电气设备的特征量、电气设备的状态量定义、对于不同的设备类型进行不同设备故障模式的研究、继电保护的管理模式适用性研究以及故障专家诊断评估的管理流程研究等内容。
(二)建立保障体系
继电保护对故障专家诊断要求的保障体系建立主要是指对于继电保护工作开展顺利所需要的辅工作保障的建立,例如标准文件的制定;装置入网的检测、运维;人员培训;继电保护工作的仿真模拟等等内容。
(三)建立技术手段
继电保护对故障专家诊断要求的技术手段建立是指在状态评价工作的进行中,通过实现相关的评估和检测方法的过程,而相关评估和检测方法过程的实现要求必须通过相关技术手段。在现代继电保护中,国家电网公司提出了基于状态量加权评分这一电气设备状态的评价方式,并被广泛的应用在继电保护电力领域之中。笔者在这里提出了国家电网公司的评价方式,现代社会中存在着一些比国家电网公司所提出的评价方式更好的评价方式,但是每种评价方法都有自身的局限性和优点,如果想更好的对电气设备进行继电保护就要综合考虑现代有关的各个行业和各个领域的安全的评价方法,用多种状态评价方法互相结合这一技术手段来实现故障专家诊断的状态评价,这样做有利于实现电力领域故障专家诊断和评价的标准化和专业化。继电保护管理是一门学问,还需要我们更深层次的发掘和研究。
(四)建立管理体制
继电保护对故障专家诊断要求的管理体制建立主要是指继电保护工作中所需要的种种组织形式,其还包括这些组织形式中的相关分工以及相关职责。笔者主要强调继电保护的主要工作流程体系,继电保护的主要工作流程体系主要包括工作流程、组织体系以及绩效评估等。
四、结语
近些年来,社会得到了不断进步,经济也得到了快速的发展,再加上信息技术科学的研发和不断提升,继电保护故障专家诊断为继电保护技术的发展开辟了新的道路,必将为电力系统的发展注入新的活力。
参考文献:
[1]商彦蕊,黄定华,杨敬坡.灌溉农区农业旱灾系统脆弱性诊断与评估――以暖温带半湿润地区河北邢台县为例[J].地域研究与开发,2006,(05).
[2]段辉文,仲崇山,白福海.胜利油田电网实施状态检修探讨[A].山东省石油学会油田电力、通信及自动化技术研讨会优秀工程技术论文集[C],2009.
模拟电站是我院电力系校内实训室的重要组成部分,在全国水利学院同类实训室中亦属领先水平。模拟电站是以我院实训基地浏阳株树桥水电站为模型,结合我省典型小水电站的特点建立而成,全部设计工作均由我系教师自行完成。该电站除无水机部分,电气一次设备采用380V低压设备模拟外,二次部分与现场电站完全一致,并根据教学的需要,采用了两套保护一常规保护和微机保护,这两套保护可以完全独立运行。
模拟电站自建成以来,使用率极高,在我系的实践教学中发挥了重要的作用。在深化高职内涵的进程中,将全面推行以”教学做合一”为核心的课程改革,课程实施必将对模拟电站的使用提出更高的要求。为此,我系将加强模拟电站的制度建设、教学资源建设、设施改造、管理改革,以进一步发挥模拟电站在课程改革中的作用。
一、模拟电站的制度建设
进一步加强模拟电站的制度建设,将实际生产电站的相关制度引用到模拟电站,如:电站各岗位人员职责、设备巡检制度、事故处理制度、设备缺陷报告制度、工作监护制度、工作许可制度等,并将各项制度悬挂在实训室内,让学生每天耳濡目染受到潜在的熏陶,同时在课程实施中予以严格执行,既规范了模拟电站的管理,又能让学生感受到”真实的职业环境”,培养学生良好的职业素质,为今后零距离上岗创造条件。
二、模拟电站的教学资源建设
(一)电气图册。电气原理图、电气安装图是我系强电类专业教学的主线索。可以这样说,学生毕业时,如果能够将整个模拟电站的电气原理图、电气安装图读懂的话,那么他一定是一个很优秀的毕业生,一定能够胜任专业工作。因此,要将模拟电站的电气原理图、电气安装图全部整理、汇编成册,以教材的形式投入到相关课程教学实施中。学生学习起来,感觉到电站电气系统的完整性,同时,也能方便地将各门专业课程有机地联系起来,起到事半功倍的效果。
(二)教学项目。要充分发挥模拟电站的作用,还要将模拟电站的运行管理、维护和设计项目作为载休引入到各门改革的课程当中去。教师和实验员应精心、合理地设计教学项口,将课程教学内容恰当的融入相关项目中,达到做中学的日的。例如:将模拟电站的继电保护运行管理、继电保护检验、继电保护的设计项目引入到《水电站继电保护应用与设计》课程教学内容当中去,当该课程在模拟电站进行实施时,就增加了教学的针对性,能真正地实现”教学做合一”。
(三)运行维护用表。可以参照实际生产电站,设计模拟电站运行管理与维护用表,如:模拟电站运行值班记录表、模拟电站设备缺陷记录表、模拟电站继电保护检验表、模拟电站第一(或:二)种工作票、模拟电站操作票等,作为课程实施的工作单,让学生在工作中学习,既提高了学生学习的积极性,又能让学生更好的掌握相关工作流程和规范。
(四)实习实训任务书与指导书。应听从现场专家的建议和意见,组织力量编写模拟电站所有实习实训项目的任务书和指导书,任务书中所明确的任务必须与生产实际相对接,要求掌握的技能应与生产岗位技能要求对应;指导书要详细,具可操作性,要能够达到”学生凭指导书就可以独立地完成实习实训任务”的功效。
(五)录像。要逐步将模拟电站所开展的实习实训项目的主要任务进行录像,如倒闸操作、开停机操作、现场事故处理等,通过录像来明晰地展现一些主要实习实训任务实施的全过程,给学生以感性认识,加深学生的印象,也为网络教学奠定重要基础。 转贴于
(六)网站建设。要在系主页上建立”模拟电站”专栏,将模拟电站相关教学资源上网,感兴趣的学生在课前或平时可通过网络这个平台熟悉模拟电站基本情况,加深对模拟电站的了解,以及对图纸的学习,了解各项规章制度、预习相关教学项目和实习实训内容,增强学生在教学中的领悟力,缩短在模拟电站现场教学时间。
三、模拟电站设施改造
要实施课程的”教学做合一”,首先要有”一体化”的实训室相配套。为此,要对模拟电站设施进行必要的改造与补充。
改造的内容包括设立教学区、对部分设备进行适当更新。在教学区要增加部分工作台、可查阅的手册和专业书籍、可供学生上网的电脑等设施;部分设备主要包括继电保护调试加量位置、直流系统和备用电源自动投入系统等。
补充的内容主要是要建立水轮发电机组仿真系统。模拟电站只能对实际电站的电气系统进行模拟,缺失了水轮机及辅助系统的模拟。为此,急需建设水轮发电机组仿真系统实训室,与模拟电站相结合,方便所有专业课程改革的实施。
四、模拟电站管理改革
学院办学规模的扩大,课程改革的深化,模拟电站的使用率不断提高,在日前管理模式下难以满足课程教学的需要。因此,需要对模拟电站的管理进行改革。
中图分类号:S157.4 文献标识码:A 文章编号:
一.前言
提高继电保护运行的可靠性的相关措施将会大大提高电网的运行效率并且减少电网运行的风险性。提高继电保护的技术水平和采取先进的继电保护措施将会使继电保护的日常验收、日常的管理以及其他各项相关工作都更加地快捷和高效。提高继电保护运行可靠性的技术和措施有其重要意义。
二.提高继电保护运行可靠性的技术措施
1.要把好继电保护的验收关
交接验收对于一个即将投入运行的发电厂或变电所是一次全面的“体检”,因此这项工作的好坏直接影响其今后的安全运行,继电保护交接更是如此。保护交接验收必须严格遵循如下工序:在继电保护调试完毕后,要严格自检、专业验收,然后提交验收单由工区组织的检修、运行、保护3个班组进行保护整组试验、断路器合跳试验合格。并确认拆动的接线、元件、标志、压板已恢复正常,现场文明卫生清洁干净之后,在验收单上签字。保护定值或二次回路变更时,进行整定值或保护回路与有关注意事项的核对,并在更改簿上记录保护装置变动内容、时间、更改负责人和运行班负责人签名。保护主设备的改造还必须进行试运行或试运行试验,如差动保护更换TA后,应作六角图试验,合格后方可投运。
2.搞好保护动作行为分析
保护动作跳闸后,严禁随即将掉牌信号复归,而是检查动作情况并判明原因,做好记录,在恢复送电前,才将所有掉牌信号全部复归,并尽快恢复电气设备运行,事后做好保护动作分析记录及运行分析记录。内容包括:岗位分析、专业分析及评价、结论等,凡属不正确动作的保护装置,及时组织现场检查和分析处理,找出原因,提出防患措施,避免重复性事故的发生。
3.提高继电运行的微机化和信息化水平
随着电子信息技术的不断发展和创新,微机保护在各个方面的科技含量也大大增加。目前,最新出现的工控机功能、速度以及存储容量等方面都大大优于原来的小型机。并且现在所使用的工控机的体积很小,仅仅类似于微机保护装置大小。所以,用成套的工控机做继电保护在技术上已经有了可操作性。这种情况下,继电保护在运行过程中的不可靠性将会显著降低。计算机网络技术在电力系统中的应用已经彻底颠覆了传统的继电保护运行的方法和状态,由于继电保护装置的作用是很单一的,主要是用来切除故障元件,但是它在保护电力系统的运行上还存在一定欠缺。为了保证每个保护单元都可以共享运行的数据和故障信息,以进一步提高保护的及时性和准确性,就必须将整个电力系统作为一个整体连接起来。要想实现这种连接应该通过计算机和网络技术的帮助,实现微机保护装置的网络和共享化。
4.加强继电保护运行的智能化程度
提高继电保护运行可靠性的一项重要措施是智能化,同时这也是一项重要的技术创新。人工智能化应用的领域已经越来越广泛,行业也不断得到拓展。很多先进的技术和理念也已经开始在电力系统中出现。诸如神经网络、进化规划、遗传算法、模糊逻辑等技术在电力系统中已经得到了应用,在继电保护领域应用的研究也正在进行并不断深化。人工智能技术的引进具有强大的优势。人工智能将会从很大程度上提高继电保护装置的稳定性能,并且还可以对继电保护装置原有的工作隐蔽性以及连续性等不可靠因素进行有效的控制。人工智能的显著优势是可以进行快速处理,并且具有极强的逻辑思维能力。实践表明,人工智能在在线评估中所发挥的作用是重要的,其明显优势是不可忽略的,并且具有一定的主导地位。人工智能在电力系统,尤其是在继电保护工作中的普及和应用将会给继电保护运行的可靠性带来极高的效率。
5.广泛使用性能极其优良的数字控制器件
性能优良的数字控制器件的使用将会大大提高继电保护的质量。CPLD和FPGA等器件在继电保护领域被广泛使用。CPLD是一种复杂可编程序逻辑器件,FPGA是一种现场可编程序门阵列,这两种器件在继电保护中都具有极其强大的优势,因为,CPLD和FPGA作为现代可编程序专用集成电路(ASCI),具有功能高度集成的特点,并且他们还会把多个微机系统的功能集中在同一块芯片上。这一类性能优良的数字控制器件的使用将会给电子系统设计带来极大变革,并且会展示出强大生命力。因为保护系统的高度集成、快速响应以及较高的可靠性的实现都离不开这一类控制器件。同时,这一类器件有效缩短了保护装置的研发周期,从很大程度上保证了继电保护运行的可靠性。
6. 要把好继电保护运行准确操作关
运行人员在学习了保护原理及二次图纸后,应核对并熟悉现场二次回路端子、继电器、信号掉牌及压板情况;严格“两票”的执行,并履行保护安全措施票;每次保护投入、退出,要严格按设备调度范围的划分,征得调度同意。为保证每套保护投入退出的准确性,在变电站运行规程中应编入各套保护的名称、压板、时限、保护所跳断路器及压板使用说明。由于规定明确,执行严格,简化了运行值班人员保护查图时间,避免运行操作出差错。
三、变电站继电保护故障处理的常用方法
1.替换法
用运行良好的或者当前运行正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件,来判断它们的好坏,可以快速地缩小故障查找范围。这是处理综合自动化保护装置内部故障最常用的方法,当一些微机保护故障,或者一些内部回路复杂的单元继电器,可以用附近备用或者暂时处于检修的插件、继电器而取代它。
2.短接法
将电路回路的某一段或者某一部分用短接线进行人为短接,借此来判断故障是否存在于短接线范围之内,如果不在,可以同样方法进行排查,不断缩小排查范围,以此来缩小故障范围。此方法主要在电磁锁失灵、电流回路开路、切换继电器不动作时使用,借此判断控制等转换开关的接点是否良好。
3. 直观法
处理一些无法用仪器进行逐点测试,或者某一插件在故障时没有备品进行更换,而又想及时将故障排除的情况下使用。10kV开关拒分或者拒合的故障处理,在操作命令下达后,观察到合闸接触器或者跳闸线圈能够动作,说明电气回路运转正常,故障存在于断路器操作机构内部。
4.逐项拆除法
将并联在一起的二次回路顺序解开,之后再按照线路顺序依次接回,一旦有故障出现,就表明故障存在于哪一路。再在这一回路内用同样的方法查找出更小的分支回路,直至找到电路故障点。此法主要用于排查直流电源,交流电源熔断器投入即熔断等电路故障。
对于直流接线故障,可以先通过拉路法,根据负荷的重要性,分别短时拉开直流屏所供直流负荷各回路,切断时间不得超过3秒钟,当切除某一回路故障消失,则说明故障就在该回路之内,再进一步运用拉路法,确定故障所在的支路。再将接地支路的电源端端分别拆开,直到排查到故障点。
四.结语
近年来,我国的国民经济不断发展,电力系统各在国民经济发展和社会发展中的作用也日益重要。并且伴随着新技术的出现,继电保护技术的发展也出现了崭新的发展前景。同时,我国电力系统的运行与发展也对继电保护的运行可靠性提出了新的更高要求。继电保护是电网安全和稳定运行的必要条件,担负的职责是极其重大的,相关单位应该及时提高继电保护运行可靠性的相关措施和技术,以保证电网的健康运行。
参考文献:
[1]胡安娜 继电保护运行的技术探讨 [期刊论文] 《科学与财富》 -2012年4期
[2]周晓 电力系统继电保护运行的可靠性研究 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年33期
[3]张坚俊 浅谈继电保护装置的可靠运行 [期刊论文] 《企业技术开发(下半月)》 -2011年2期
[4]王振平 提高继电保护运行可靠性的技术措施 [期刊论文] 《科技创业家》 -2012年13期
中图分类号: TM63 文献标识码: A 文章编号:
当前我国经济迅速增长,人们生活水平的提高以及工业化的发展,对电力系统的运行能力提出了更高的要求,因此必须保障电力系统的安全运行。在变电站运行过程中,继电保护装置发挥着重要作用,如果存在缺陷,将会严重影响变电站的正常工作,所以,对继电保护装置进行有效消缺,是保障电力系统安全运行的重要措施。
一、变电站继电保护消缺的重要性
继电保护工作是电力系统的一项重要工作,对电力系统的整体运行有着不可忽视的作用,需要电力部门的高度重视。继电保护可以提高变电站的使用寿命和工作效率,进而满足人们生产和生活用电的需要,推动了电力系统的可持续发展。同时,在变电站的继电保护工作中,常常出现一些问题,不仅严重的影响了继电保护工作的可靠性,甚至一些问题会迫使保护工作退出应用,对电力系统的运行产生了巨大的威胁。鉴于继电保护工作的重要性和阻碍因素,需要对继电保护工作进行消缺处理,及时的扫清继电保护工作的障碍,是推动变电站继电保护工作顺利进行的有效手段。
二、变电站继电保护的消缺方法
在变电站的继电保护中存在着各种不同的缺陷和故障,对保护工作起了阻碍作用,下面我们主要分析在继电保护工作中常见的几种缺陷,并针对缺陷的特征采取相应的方法消除,为保护工作的开展奠定基础。
1、直流接地
直流接地主要是两点接地,是变电站工作中经常遇见的缺陷,不仅会导致保护工作的不正确,还会对操作人员造成威胁,需要及时的消除。
1.1直流接地的原因分析
直流接地发生在一点时不会立刻产生严重的后果,但是当第二点接地时便会造成断路,对电力系统的安全运行造成很大威胁。造成直流接地是多方面共同作用的结果,受气候、自然、人为和环境等多个因素的影响。雨天和雾天导致使室外的直流系统绝缘,致使直流系统接地;在运行中受到机械振动挤压或者是设备质量问题会引发直流接地;电气的开关处于多粉尘和温度高的环境中,加剧了直流接地发生的频率;另外还可能由于操作人员的疏忽或者是检修不及时,出现直流接地的情况。
1.2直流接地的消除原则
通常来说,对直流接地的处理方法主要包括以下几个步骤:首先判定接地的地点,主要是采用拉线寻找和分段处理的方式,坚持先对信号部分进行寻找,再对操作部分进行检查,先室外后室内的原则,对接地的地点进行找寻和检测。其次,对事故照明进行推拉,并对防误闭锁装置回路、户外合闸回路、户内合闸回路、信号回路、10KV控制回路等进行切断处理,在这一过程中要时刻注意在切断专用直流回路的时间应该控制在三秒以内。
1.3直流接地的消除方法
对直流接地进行消除需要多方面的努力,首先要提高操作人员的素质和操作技能,做到规范操作,并及时的对线路进行检查和维修,减少人为因素引起的直流接地。另外,要改善设备的环境和检测设备的质量,做到未雨绸缪,做好对安全隐患的预防工作。
在对直流接地进行处理的过程中,第一步是检测接地的线路,在绝缘检测装置的帮助下查看接地的线路,再对这支线路中的保护装置进行相应的检查,为判定工作提供参考。通常而言,在一个馈线中会包含多个保护设备或装置,这就需要借助直流柱线图进行分析和排查,从而确定接地回路。然后再根据接地的特性,在图纸的辅助作用下,确定接地点,进而采取有效的措施消除直流接地。总之,对直流接地缺陷要以预防为主,在发生缺陷时,要及时处理,保证继电保护工作的正常开展。
2、通道故障
通道故障也是继电保护工作中常见的缺陷,这种缺陷的波及范围较广,可能会使多个变电站或者单位的工作受到影响。
通讯技术的飞速发展极大的降低了光纤设备的造价,同时光纤具有灵敏度高和受系统振荡以及非全相运行的影响小的显著优势,使光纤设备在电力系统中得到了广泛的应用。但是光纤也有自身的限制,光纤通道在发生故障时会使保护误动或者是拒动,必须退出保护程序才能运行,这就延误了故障的查找时机,很难恢复电网的工作。造成这一现象的原因是多方面的,包括光纤的质量问题、对通道的维护问题以及操作不规范等问题,这就需要找出问题对症下药。
一般而言,对保护装置异常缺陷的处理主要遵循“一看二了解三测试四判断”的原则。首先要检查保护装置的收发状态是否出现异常,其次对光纤通道的运行进行调查,进而测试光纤收发功率是否异常,在此过程中要以说明书为准,并检查接头的运行环境。
3、控制回路断线
在变电站的继电保护中,控制回路断线也是常见的问题,对电网的安全运行产生了消极的影响,特别是在合闸状态下发生的控制回路断线的危害巨大。处理不及时会造成越级跳闸,影响电力系统的供电服务。
3.1控制回路断线的原因分析
在继电保护工作中,出现控制回路断线是经常出现的一个缺陷,原因是多方面的:首先,接线松动。由于长期的使用和缺乏定期的维护工作,出现接线松动是很正常的,这也是诱发控制回路断线的主要原因之一;其次是闭锁继电器的损坏或者是其他的闭锁触点没有进行闭合,这是操作工作中的一项失误;断路器的辅助触点异常;保护操作箱的位置继电器不能正常工作。这些都会引起控制回路的断线故障,阻碍了继电保护工作的开展。
3.2控制回路断线的消除
对控制回路断线问题的处理,必须遵循一定的步骤。首先,查看操作箱的灯是否正常工作。如果操作箱的灯正常工作,说明是继电器的信号触点的问题或者是信号回路的问题,然后再就这两个方面进行检测和排除。其次,如果灯不正常工作,则需要借助万用表,在保护屏的端子排上对跳闸回路对地电压进行检测。如果出现跳闸现象,说明从端子排到机构箱的线路没有问题,那问题可能出现在操作箱上,或者是装置内部接线松动的原因,再对这两点进行排除,反之亦如此。
另外,操作人员必须认识到相同类型的设备出现相同缺陷的可能性比较大,这就需要操作人员在实际的工作中,要及时的进行总结和积累,为后续工作提出借鉴和指导,这对提高控制回路断线问题有很大的帮助,提高了消除缺陷的效率,保证了对变电站的继电保护。
4、保护装置异常
由于电力系统的运行中,不可避免的存在一些年限较久的保护装置,会出现运行质量降低等现象。对保护装置异常的消除工作的关键是对发生异常的保护装置的判定。在计算机和现代信息技术的指导和帮助下,操作人员需要查找损坏的元器件或者是插件,然后根据出现的损坏问题采取相应的解决策略。在计算机的应用下,一方面可以提高对缺陷检查的速度,能够及时的找出问题的弊端,另一方面,对操作人员的素质提出了更高的要求,并且对测试和修复的设备提出了要求。对于保护装置出现异常现象,在找准故障元器件以后,需要退出保护装置,及时的更换电源插件或者是CPU插件,然后既可以恢复保护装置的正常工作。
三、结语
总之,要想消除继电保护中的缺陷,需要掌握专业的技术和基本的消除方法,同时及时地总结工作中的经验和教训,不断地改进工作,提高保护工作的水平和质量。对缺陷消除方法的探讨,为电力系统的安全运行提出了指导和建议,进而促进了电网的安全稳定运行。
【参考文献】
中图分类号:TM922.3 文献标识码:A
1 二次系统的定义及分类
1.1箱式变电站的设备通常可分为一次设备和二次设备两大类。主接线所连接的都是一次设备,而二次设备是指测量表计、控制及信号设备、继电保护设备、自动装置和运动装置等。根据测量、控制、保护和信号显示的要求,表示二次设备相互连接关系的电路,称为二次接线或二次回路。
1.2 电气测量仪表及测量回路
为了保证供电系统的安全运行和用户的安全用电,使一次设备安全、可靠、经济地运行,必须在变(配)电站中装设电气测量仪表,以监视其运行状况。具体要求如下;
准确度高,误差小。其数值应符合所属等级准确度的要求;误差不应随时间、温度、湿度和外磁场等外界条件的影响而变化;仪表本身消耗的功率应越小越好;仪表应有足够的绝缘强度、耐压和短时过载能力,以保证安全运行;应有良好的读书装置;构造坚固,使用维护都要方便。
1.3 二次系统
全站智能化设计,保护系统采用变电站微机自动化保护装置,该系统做为分层、分布式多CPU的综合自动化系统,包括了变电站所需的各种继电保护如变压器保护、35kV/10kV线路保护、低周减载、电容器保护等,具有变电站的测量、实时数据采集、运行工况监视、控制操作、自动控制与调节及全部远动功能。系统采用分布式控制系统,配置、扩展、组态灵活、控制管理集中、功能分散,数据处理实时性强,传输安全可靠,操作灵活方便。
1.3.1变压器保护
变压器保护主要采用主变主保护装置、主变高压侧保护监控装置、主变低压侧监控装置等三个装置。主要实现:①比率差动保护;② 差动速断保护;③重瓦斯保护;④两段式复合电压闭锁过流保护。
1.3.210kV线路保护监控装置主要实现:
①三段式三相过流保护,保护由无时限速断、定时限速断、定时限过流组成;②三相一次重合闸;③低周减载。
1.3.310kV电容器保护监控装置主要实现:
①定时限电流保护;②电压保护。
1.3.4备用电源自投装置
适用于母线联络开关,由监控和保护两套完全独立的系统组成,实现备用电源自动投入功能及母联速断过流保护。
1.3.5PT监控装置
适用于母线电压互感器,由监控和保护两套完全独立的系统组成,可实现PT自动切。
换功能及单相接地保护及低电压保护。
1.3.6中央信号监控装置
与其它装置相配合完成全站事故信号及预告信号报警输出,主变油温及环境温度。
2二次系统总体方案
2.1开关柜内的继电保护,计量,信号与控制回路设计不变,值班室的继电保护屏与中央信号系统(信号屏、计量屏与控制屏)保持原设计不变,再设计一套重复的计量、信号与控制回路进入计算机监测与控制系统。
2.2开关柜内的继电保护,计量,信号与控制回路设计不变,值班室的中央信号系统(信号屏、计量屏与控制量)取消,集中保护的继电保护屏应保留,再将计量,信号与控制回路进入计算机监测与控制系统。
2.3开关柜内的继电保护,计量,信号与控制回路设计不变,值班室的中央信号系统(信号屏,计量屏与控制屏)只包括电源进线与母线联络开关柜,所有出线开关柜均不进入中央信号系统。电源进线,母线联络开关柜及所有出线开关柜的中央信号系统(信号、计量与控制)全部进入计算机监测与控制系统。
3 断路器控制与信号回路
3.1概述
断路器控制按控制地点可分为集中控制与就地控制。所谓集中控制就是集中在控制室内进行控制;就地控制就是在断路器安装地点进行控制。在控制室内对配电装置中的断路器进行控制称为距离控制。这种控制主要由控制开关、控制电缆和操作机构等组成。
断路器控制回路的基本要求有:
能进行手动跳闸、合闸,也能完成自动跳闸,断路器跳闸(合闸)过程完成后,能自动切断跳闸(合闸)线圈回路电流,防止线圈长时间通电而烧毁;有防止断路器连续多次跳闸或合闸操作的位置信号;有反映断路器完成跳闸或合闸的防跳回路;有断路器自动跳闸或合闸的位置信号;有控制回路完好性监视信号;在满足要求的前提下,力求简单可靠。
中央控制信号装置按形式分有灯光信号和音响信号。灯光信号表明不正常工作状态的性质地点,而音响信号在于引起运行人员的注意。灯光信号通过装设在个控制屏上的信号灯光和光字牌,表明各种电气设备的情况,音响信号则通过蜂鸣器和警铃的声响来实现,设置在控制室内。由全所共用的音响信号,称为中央音响信号装置。
中央信号装置按用途分有:事故信号,预告信号和位置信号。
3.2 控制回路
计算机监测与控制系统都有合闸与分闸继电器输出接点,一般接点容量为A050V,3A。将其并连接到开关柜的合分闸开关或按钮上就可以进行远方合分闸操作。
计算机监测与控制系统的合分闸继电器接点与开关柜上合分闸开关或按钮之间应设计手动与远方自动转换开关。
10KV及以上的供配电系统需要计算机监测与控制系统进行远方合分闸操作时,其控制开关应取消不对应接线,可以选用自复位式转换开关,也可选用控制按钮。
3.3 信号回路
所有需要计算机监测与控制系统进行监视的开关状态,均应有一对常开接点引到计算机监测与控制系统。
所有信号继电器均应有一对单独的常开接点引到计算机监测与控制系统。
4电气测量与信号系统
需要进入计算机监测与控制系统的测量参数由设计者根据有关规定与用户实际需要来确定:
电量变送器的种类与电工测量仪表完全对应。有什么类型的电工测量仪表,就有什么样类型的电量变送器。
电量变送器的一次接线与电工测量仪表完全相同。电流回路串联在电流互感器回路中,电压回路并联在电压互感器电压回路中。设计时应将电量变送器器统一布置于电流互感器电流回路的最末端,避免与电工测量仪表相互交叉布置。
5结论
本文就35kV箱式变电站二次系统的若干问题进行了探讨。二次系统系统是一个相对复杂的系统,涉及到系统设计建设的各个环节,并且与箱式变电站的运行方式紧密联系。建设一个稳定、可靠、实用的箱式变电站二次系统系统,需要企业、科研部门和生产厂家密切合作,逐步解决系统建设中出现的各种问题,满足不同地区不同运行环境的要求。
参考文献
建国后,我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有。在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。上世纪50年代,我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术,建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍。对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术,建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国己建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。
2、电力系统中继电保护的配置与应用
2.1继电保护装置的任务
继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量(电流、电压、功率等)的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于:在供电系统运行正常时,安全地。完整地监视各种设备的运行状况,为值班人员提供可靠的运行依据;供电系统发生故障时,自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分,保证非故障部分继续运行;当供电系统中出现异常运行工作状况时,它应能及时准确地发出信号或警报,通知值班人员尽快做出处理。
2.2继电保护装置的基本要求
1)选择性:当供电系统中发生故障时,继电保护除。首先断开距离故障点最近的断路器,以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。
2)灵敏性:保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内,不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样,保护装置均不应产生拒绝动作;但在保护区外发生故障时,又不应该产生错误动作。
3)速动性:是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度,加快系统电压的恢复,从而为电气设备的自启动创造了有利条件,同时还提高了发电机并列运行的稳定眭。
4)可靠性:保护装置如能满足可靠性的要求,反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性,必须确保保护装置的设计原理、整定训算、安装调试正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效,以提高保护的可靠性。
2.3保护装置的应用
继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等,用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用,对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸后自动解除。另外,还应装设过电流保护,对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。变电站继电保护装置的应用包括:
①线路保护:一般采用二段式或三段式电流保护,其中一段为电流速断保护,二段为限时电流速断保护,三段为过电流保护。
②母联保护:需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。
③主变保护:主变保护包括主保护和后备保护,主保护一般为重瓦斯保护、差动保护,后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。
④电容器保护:对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。
随着继电保护技术的飞速发展,微机保护的装置逐渐投入使用,由于生产厂家的不同、开发时间的先后,微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面,但基本原理及要达到的目的基本一致。
3、继电保护装置的维护
值班人员定时对继电保护装置巡视和检查,并做好各仪表的运行记录。在继电保护运行过程中,发现异常现象时,应加强监视并向主管部门报告。建立岗位责任制,做到每个盘柜有值班人员负责。做到人人有岗、每岗有人。值班人员对保护装置的操作,一般只允许接通或断开压板,切换开关及卸装熔丝等工作,工作过程中应严格遵守电业安全工作规定。
做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行,防止误碰运行设备,注意与带电设备保持安全距离,避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次,每月对微机保护的打印机进行定期检查并打印。定期对继电保护装置检修及没备查评:
①检查二次设备各元件标志、名称是否齐全;
②检查转换开关、各种按钮、动作是否灵活无卡涉,动作灵活。接点接触有无足够压力和烧伤;
③检查控制室光字牌、红绿指示灯泡是否完好;
④检查各盘柜上表计、继电器及接线端子螺钉有无松动;
⑤检查电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好;
⑥配线是否整齐,固定卡子有无脱落;
⑦检查断路器的操作机构动作是否正常。
根据每年对继电保护装置的定期查评,按情节将设备分为三类:经过运行检验,技术状况良好无缺陷,能保证安全、经济运行的设备为一类设备;设备基本完好、个别零件虽有一般缺陷,但尚能安全运行,不危及人身、设备安全为二类设备。有重大缺陷的设备,危及安全运行,出力降低,“三漏”情况严重的设备为三类。如发现继电保护有缺陷必须及时处理,严禁其存在隐患运行。对有缺陷经处理好的继电保护装置建立设备缺陷台帐,有利于今后对其检修工作。
随着电力系统的告诉发展和计算机通信技术的进步,继电保护技术的发展向计算机化、网络化、—体化、智能化方向发展,这对继电保护工作者提出了新的挑战。只有对继电保护装置进行定期检查和维护,按时巡检其运行状况,及时发现故障并做好处理,保证系统无故障设备正常运行,提高供电可靠性。
参考文献:
[1]王翠平.继电保护装置的维护及试验[J].科苑论坛.