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關(guān)鍵詞:繼電保護(hù),故障信息,小波變換,自適應(yīng)。
中圖分類號(hào): TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1、引言
繼電保護(hù)是一門理論和實(shí)踐并重的科學(xué)技術(shù),與電力系統(tǒng)的發(fā)展息息相關(guān)。19世紀(jì)末,人們?yōu)榱朔乐拱l(fā)生短路時(shí)損壞設(shè)備就已經(jīng)開始利用熔斷器這一中介,從而建立了過電流保護(hù)原理。1905~1908年出現(xiàn)電流差動(dòng)保護(hù),而自1910年起,方向性電流保護(hù)的廣泛使用,更是推動(dòng)了20世紀(jì)20年代初距離保護(hù)的產(chǎn)生。到20世紀(jì)30年代初,已經(jīng)出現(xiàn)了快速動(dòng)作的高頻保護(hù)[1]。因此,從繼電保護(hù)的基本原理來看,現(xiàn)今普遍應(yīng)用的繼電保護(hù)原理基本上在20年代末就已建立,迄今在保護(hù)原理方面沒有出現(xiàn)突破性發(fā)展。從實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的硬件來看,自1901年出現(xiàn)感應(yīng)型繼電器開始,大體經(jīng)歷了機(jī)電式、整流式、晶體管式、集成電路式、微型計(jì)算機(jī)式等發(fā)展階段。因此,縱觀繼電保護(hù)將近100年的技術(shù)發(fā)展史可以看出,雖然繼電保護(hù)的基本原理早已提出,但它總是根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要,不斷通過相關(guān)科學(xué)技術(shù)的最新成果得到發(fā)展和完善[2]。
2、故障信息與繼電保護(hù)技術(shù)
檢測(cè)故障信息、識(shí)別故障信號(hào)是繼電保護(hù)的首要任務(wù),它據(jù)此做出是否保護(hù)出口跳閘的決定。因此,故障信息的識(shí)別、處理和利用是繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),不斷發(fā)掘和利用故障信息對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展有著重要意義。
新型繼電保護(hù)的重要理論之一是建立在暫態(tài)故障信息基礎(chǔ)上的小電流接地保護(hù)與行波保護(hù)。而應(yīng)用暫態(tài)量發(fā)展出的利用高頻故障電壓、電流信號(hào)的超高速繼電保護(hù)原理,已經(jīng)被廣泛使用并獲得了許多重要成果,例如利用高頻故障電壓信號(hào),對(duì)串補(bǔ)超高壓輸電線路的保護(hù)設(shè)置。該保護(hù)原理是基于故障點(diǎn)高頻故障電壓信號(hào)的非聯(lián)合保護(hù),但仍具有聯(lián)合保護(hù)方案的優(yōu)勢(shì);該方案使用組合調(diào)諧設(shè)備和輸電線路阻波器來檢測(cè)保護(hù)區(qū)域內(nèi)的高頻暫態(tài)故障信號(hào)(頻率為70~81 kHz,可根據(jù)實(shí)際情況而定),使用其帶阻特性可以區(qū)分內(nèi)部故障和外部故障;該裝置使用一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的信號(hào)處理器來獲取高頻電壓信號(hào),可以完全滿足超高壓串補(bǔ)線路對(duì)保護(hù)裝置的可靠性和安全性要求[3]。
總之,為了滿足電力系統(tǒng)快速發(fā)展的需求,故障信息的發(fā)掘、提取與利用是繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的重要課題。新算法的引入為高頻暫態(tài)信號(hào)的應(yīng)用提供了可能性,但行波保護(hù)尚未成熟,仍存在一些有待探討的問題。
3、計(jì)算機(jī)在繼電保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用可以分為以下兩類:
a. 計(jì)算機(jī)的出現(xiàn),使許多原有理論得以最大程度得實(shí)現(xiàn)。例如早期就有人提出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用問題,但訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所需的龐雜計(jì)算量以及傳統(tǒng)計(jì)算方法對(duì)繼電保護(hù)快速性的約束都限制了該理論的實(shí)際應(yīng)用。而計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算能力卻輕松解決了這一問題。
b. 借助計(jì)算機(jī)開發(fā)的新理論與新技術(shù),繼電保護(hù)領(lǐng)域迎來了新一輪的革新。這其中較為成功的案例就是建立在暫態(tài)量基礎(chǔ)上的、充分利用了計(jì)算機(jī)特性的行波保護(hù)原理。
雖然計(jì)算機(jī)在繼電保護(hù)中的作用舉足輕重,但其應(yīng)用仍然存在一些問題。目前研究開發(fā)的多為通用型和用于自動(dòng)控制系統(tǒng)的芯片,尚無繼電保護(hù)裝置專用芯片。由于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)對(duì)實(shí)時(shí)性和可靠性有著近乎苛刻的要求,開發(fā)微機(jī)型繼電保護(hù)裝置的專用芯片是計(jì)算機(jī)在繼電保護(hù)領(lǐng)域中得到進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用所不可或缺的基礎(chǔ)。
4、小波變換與繼電保護(hù)
近幾十年來,小波變換理論在工程界引起了極大反響,它被認(rèn)為是傅里葉變換的重大發(fā)展,目前已在宇航、通信、遙感技術(shù)、數(shù)值分析等領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。
眾所周知,繼電保護(hù)的首要任務(wù)是正確檢測(cè)出故障。而電力系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時(shí)通常都伴有奇異性或突變性,這對(duì)繼電保護(hù)提出了更高的要求。為了增大輸電線傳輸容量和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,減小繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間是一種簡(jiǎn)單有效的措施。目前,利用小波變換的奇異性檢測(cè)及模極大值理論已提出了實(shí)現(xiàn)故障起動(dòng)和選相的方法,這種方法的主要特點(diǎn)就是快速性和可靠性。小波變換分析的應(yīng)用能為快速可靠地檢出行波信息提供有效保障,基于小波變換的繼電保護(hù)裝置必將在電力系統(tǒng)發(fā)揮其巨大作用。
5、自適應(yīng)繼電保護(hù)
自適應(yīng)繼電保護(hù)是20世紀(jì)80年代提出的一個(gè)較新的研究課題,它是根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行情況和故障狀態(tài)的變化,實(shí)時(shí)改變保護(hù)原理、性能、特性、定值的一種技術(shù)方法。自適應(yīng)原理在繼電保護(hù)領(lǐng)域的主要應(yīng)用有自適應(yīng)重合閘、自適應(yīng)饋線保護(hù)、對(duì)串補(bǔ)輸電線路的自適應(yīng)保護(hù)以及自適應(yīng)行波保護(hù)。下面以反時(shí)限過電流保護(hù)為例說明自適應(yīng)過電流保護(hù)的基本原理。
在最大負(fù)荷電流IHmax的條件下,過電流保護(hù)的整定值為:
IDz= KIHmax(1)
根據(jù)式(1)可選用一條反時(shí)限特性,表示為:
t = f(I) (2)
當(dāng)線路故障時(shí),如果短路電流小于式(1)的定值,按上述特性動(dòng)作的過電流保護(hù)將不能檢出故障,但通過對(duì)負(fù)荷電流的實(shí)時(shí)監(jiān)視,便可根據(jù)實(shí)際負(fù)荷電流IH自動(dòng)改變定值,使保護(hù)具有更靈敏的另一條反時(shí)限特性:
t =φ (I)(3)
運(yùn)用自適應(yīng)原理的繼電保護(hù)能克服同類型傳統(tǒng)繼電保護(hù)中長(zhǎng)期存在的問題,它是繼電保護(hù)智能化的一個(gè)重要組成部分。計(jì)算機(jī)為自適應(yīng)繼電保護(hù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了良好的技術(shù)支持。
總體來講,新型繼電保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)是高速化、智能化與一體化。對(duì)故障信息的研究與利用是發(fā)掘繼電保護(hù)新原理的基礎(chǔ);計(jì)算機(jī)為充分利用故障信息提供了技術(shù)支持;新算法為繼電保護(hù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了拓展空間;而自適應(yīng)保護(hù)則是繼電保護(hù)智能化發(fā)展的趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn)
[1] 葛耀中. (1996). 新型繼電保護(hù)與故障測(cè)距原理與技術(shù)[M]. 西安: 西安交通大學(xué)出版社.
有幸參加了國(guó)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院舉辦的繼電保護(hù)培訓(xùn)班。能成為首批培訓(xùn)員工中的一份子,今年根據(jù)公司安排。感到十分的榮幸,同時(shí)也感謝省電力公司以及供電公司的領(lǐng)導(dǎo)給我這樣一次不斷完善和提高自己能力的機(jī)會(huì)。
培訓(xùn)期間,先后學(xué)習(xí)了公共基礎(chǔ)課如《企業(yè)文化》、《團(tuán)隊(duì)建設(shè)與溝通協(xié)調(diào)》、《員工職業(yè)生涯規(guī)劃》等,專業(yè)知識(shí)課如《安全規(guī)程》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》、《二次回路》、《電力系統(tǒng)故障分析》、《兩票管理》等,并在繼保實(shí)訓(xùn)室對(duì)主變保護(hù)屏、線路保護(hù)屏、母線保護(hù)屏、斷路器保護(hù)屏等進(jìn)行了校驗(yàn)和故障查找消除。在這4個(gè)月的培訓(xùn)生活中,我的感受很多,收獲也很大,以下從學(xué)習(xí),生活等幾個(gè)方面總結(jié)此次學(xué)員培訓(xùn)。
專業(yè)知識(shí)理論方面:
(一)對(duì)《電力系統(tǒng)故障分析》的學(xué)習(xí)。這是繼電保護(hù)專業(yè)的最基礎(chǔ)的部分,要掌握故障分析,首先要對(duì)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行有深刻的理解,所以可以說繼電保護(hù)是一門綜合性的課程。通過對(duì)故障分析的重新學(xué)習(xí),我對(duì)電力系統(tǒng)常見故障有了全面的認(rèn)識(shí),通過對(duì)各種故障的特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié),我發(fā)現(xiàn)了故障的規(guī)律性,以及繼電保護(hù)在這些故障的針對(duì)性。
(二)對(duì)《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》進(jìn)行學(xué)習(xí)。繼電保護(hù)原理也是繼電保護(hù)專業(yè)的基礎(chǔ),這門課通過對(duì)各種故障的特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分類,講述了保護(hù)的構(gòu)成原理,以及各種原理的保護(hù)的使用范圍,優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),以及系統(tǒng)中各種保護(hù)的配合使用問題。由于我們這些同志絕大部分來自地區(qū)供電公司,所以我們主要學(xué)習(xí)了220kV及以下電壓等級(jí)的保護(hù)原理。
(三)對(duì)電流互感器、電壓互感器(以下簡(jiǎn)稱CT、PT)的學(xué)習(xí)。CT和PT是繼電保護(hù)專業(yè)必須掌握的部分,因?yàn)槔^電保護(hù)對(duì)一次系統(tǒng)的保護(hù)是建立在對(duì)一次系統(tǒng)的監(jiān)視上的,CT、PT將一次的大電流、高電壓變?yōu)槔^電保護(hù)能夠使用的小電流、低電壓。通過學(xué)習(xí),我掌握了CT二次繞組有好幾個(gè),分別供保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量用,以及零序電流的采集方法;CT、PT的極性接線正確與否直接關(guān)系到保護(hù)是否能可靠工作。
(四)二次回路對(duì)我來說是一個(gè)陌生的知識(shí)點(diǎn)。以前學(xué)校重視原理教學(xué),二次回路部分并沒有講。這個(gè)月在開始講二次回路前,我對(duì)其進(jìn)行了惡補(bǔ),有什么不會(huì)的問題,找老師和有工作經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)請(qǐng)教,在后來通過上課學(xué)習(xí),我對(duì)二次回路有了一定程度的掌握,二次回路分為控制回路、測(cè)量回路、信號(hào)回路、調(diào)節(jié)回路、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置回路以及操作電源系統(tǒng),現(xiàn)在我掌握比較好的是電源系統(tǒng)、測(cè)量回路和信號(hào)回路,其他的回路我正在不斷的學(xué)習(xí)中。
(五)學(xué)習(xí)博電繼電保護(hù)測(cè)試儀的使用。在學(xué)習(xí)中,既溫習(xí)了各種繼電保護(hù)原理,還掌握了測(cè)試儀的使用方法以及對(duì)各種保護(hù)的測(cè)試方法。
【關(guān)鍵詞】 電力系統(tǒng) 繼電保護(hù)裝置 狀態(tài)檢修 措施
隨著時(shí)代的發(fā)展,繼電保護(hù)裝置已經(jīng)經(jīng)歷了40年的發(fā)展,從以前的電磁式到現(xiàn)在的微機(jī)式,并在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。為了使繼電保護(hù)裝置更好地適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展,必須要做好繼電保護(hù)裝置的保護(hù)檢修工作。
1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置
所謂繼電保護(hù)裝置就是指利用專業(yè)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),及時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)設(shè)備出現(xiàn)的故障和異常做出判斷,采用先進(jìn)的高科技技術(shù),檢測(cè)和診斷電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)、信息。通過調(diào)查研究表明,目前在我國(guó)電力系統(tǒng)中尤其是農(nóng)網(wǎng)系統(tǒng),繼電保護(hù)裝置的實(shí)際運(yùn)用依舊存在很多的問題和缺陷,導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置無法正常進(jìn)行工作。對(duì)此,在電力系統(tǒng)中,一定要加大繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修工作。
1.1 檢修原理
所謂狀態(tài)檢修也就是預(yù)知性維修,這一概念最早是由美國(guó)的杜邦公司所提出的。其主要原理是將設(shè)備在當(dāng)前的運(yùn)行情況作為檢修的重要依據(jù),并采用狀態(tài)監(jiān)測(cè)的方法來判斷設(shè)備的好壞,確定設(shè)備是否應(yīng)該檢修以及檢修的最佳時(shí)間。實(shí)行繼電保護(hù)狀態(tài)檢修主要是為了減少設(shè)備的停運(yùn)時(shí)間,延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命,提升設(shè)備的可靠性。同時(shí)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行功能進(jìn)行改善,降低企業(yè)的資金投入,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
1.2 檢修的要求
繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修工作主要有三個(gè)環(huán)節(jié),其中狀態(tài)監(jiān)測(cè)是基礎(chǔ),檢修決策則是根據(jù)診斷和監(jiān)測(cè)情況,明確檢修的方案以及措施,而設(shè)備診斷則是監(jiān)測(cè)的根據(jù),三者相互聯(lián)系并相互制約。
在進(jìn)行狀態(tài)檢修的時(shí)候,首先要具備較好的原始狀態(tài),使原始數(shù)據(jù)在初始工作中能夠保證設(shè)備有一個(gè)良好的狀態(tài),同時(shí)還要包含設(shè)備以及其他部件的類型、實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和銘牌等信息。其中電力操作人員必須具備一定的檢測(cè)和計(jì)算能力,掌握電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的校驗(yàn)周期以及監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)和信息。
1.3 檢修中關(guān)于電氣設(shè)備的二次設(shè)備檢測(cè)對(duì)象
在電氣設(shè)備中,由于其功能的不同,可以分為兩種類型的電氣設(shè)備,一種是一次設(shè)備,另外一種是二次設(shè)備。在二次設(shè)備中又包括繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、故障的遠(yuǎn)動(dòng)以及就地監(jiān)控等內(nèi)容。電氣二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要有信號(hào)系統(tǒng)、交流測(cè)量系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及邏輯判斷系統(tǒng)等對(duì)象。在設(shè)備運(yùn)行、系統(tǒng)監(jiān)督以及維護(hù)的時(shí)候,利用二次設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)可以有效地管理和控制這些對(duì)象的有關(guān)數(shù)據(jù)信息。從而促進(jìn)電力系統(tǒng)的發(fā)展。
1.4 繼電保護(hù)狀態(tài)檢修時(shí),裝置的維護(hù)以及運(yùn)行
繼電保護(hù)裝置作為電力系統(tǒng)的重要組成部分,能夠保證電力的正常運(yùn)行以及安全問題。進(jìn)行繼電保護(hù)裝置維護(hù)的運(yùn)行必須要注意以下幾點(diǎn):
(1)周圍環(huán)境的溫度和濕度必須要符合整個(gè)電力系統(tǒng)的要求。
(2)對(duì)電源所承載的最大電壓要時(shí)刻進(jìn)行檢測(cè),以便保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
(3)操作人員在進(jìn)行系統(tǒng)的檢測(cè)和維護(hù)的時(shí)候,必須要結(jié)合電力的理論知識(shí),及時(shí)發(fā)現(xiàn)在運(yùn)行時(shí)所出現(xiàn)的缺陷和問題,并進(jìn)行處理,避免發(fā)生事故給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成影響。
2 繼電保護(hù)狀態(tài)的評(píng)估以及意見
以設(shè)備的運(yùn)行情況、記錄缺陷故障數(shù)據(jù)、信息和數(shù)據(jù)的載荷、檢修設(shè)備信息以及實(shí)施狀態(tài)檢測(cè)等綜合數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ),按照標(biāo)準(zhǔn)來量化評(píng)估繼電保護(hù)狀態(tài)的信息。
2.1 在評(píng)估中,繼電保護(hù)狀態(tài)的分類
由于繼電設(shè)備的電荷負(fù)載以及使用的狀況等方面的不同,所以在進(jìn)行分類的時(shí)候要按照層次來,以便更容易發(fā)現(xiàn)問題,更好地掌握電力設(shè)備中的運(yùn)行數(shù)據(jù)。其主要分為四類:A類,指設(shè)備在運(yùn)行時(shí)處于良好的狀態(tài),同時(shí)沒有存在安全隱患問題,屬于正常狀態(tài);B類,指在電力系統(tǒng)中存在一些不明故障和缺陷,存在一定的安全隱患,屬于可疑狀態(tài);C類,指利用檢測(cè)所反映出來的故障和缺陷,并且較為明顯,屬于可靠性下降的狀態(tài);D類,指在電力系統(tǒng)中,存在很大的危險(xiǎn)問題,屬于危險(xiǎn)狀態(tài)。
2.2 在各類狀態(tài)評(píng)估中必須定期的進(jìn)行檢測(cè)和更新
(1)采用對(duì)比的方法,將各類狀態(tài)與當(dāng)前實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、有關(guān)數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行類比,一旦發(fā)現(xiàn)差異較為明顯,很可能就是繼電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)和配置上出現(xiàn)缺陷或者錯(cuò)誤了。
(2)與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的偏差范圍進(jìn)行比較,如果出現(xiàn)的偏差不符合標(biāo)準(zhǔn)的偏差值,則說明繼電保護(hù)裝置在運(yùn)用中出現(xiàn)了問題或者漏洞。
(3)與同廠家的設(shè)備以及同類型的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)上的比較,如果發(fā)現(xiàn)二者差異較為明顯的話,則說明繼電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了問題。
(4)檢查電力系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候,檢查線路的接口以及端口是否存在沖擊,同時(shí)在連接互聯(lián)網(wǎng)和進(jìn)行檢修工作時(shí),做好繼電保護(hù)裝置狀態(tài)的檢測(cè)工作。
3 繼電保護(hù)狀態(tài)的檢修措施
(1)嚴(yán)格巡檢繼電保護(hù)裝置和二次回路的情況,檢查設(shè)備是否達(dá)到要求,是否存在安全隱患問題,同時(shí)還要做好交接班工作,并進(jìn)行全面的檢查,主要檢查以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:線路是否出現(xiàn)松脫和發(fā)熱現(xiàn)象;壓板的位置是否正確;是否存在焦臭味;繼電器的觸點(diǎn)是否完好;熔斷器的接觸是否良好;檢查指示燈和監(jiān)視燈是否正常指示,微機(jī)的數(shù)據(jù)是否正常等。一旦發(fā)現(xiàn)有什么異常,要及時(shí)地報(bào)告相關(guān)人員并做好處理。
(2)加強(qiáng)操作人員的技術(shù)培訓(xùn),嚴(yán)格按照要求來進(jìn)行操作,做好保護(hù)狀態(tài)的分析技術(shù)記錄,及時(shí)發(fā)現(xiàn)造成事故的原因,做好防范措施的準(zhǔn)備工作。另外還要強(qiáng)化技術(shù)的改進(jìn)工作,根據(jù)直流系統(tǒng)中的電壓脈動(dòng)系數(shù)來改進(jìn)整流系統(tǒng)的充電裝置和二次回流,確保電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行。
總而言之,在進(jìn)行繼電保護(hù)狀態(tài)的檢修時(shí),要以預(yù)防為主,利用適時(shí)的檢修,提高電力系統(tǒng)的工作效率,從而促進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展。
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在經(jīng)濟(jì)的加速發(fā)展的前景下,對(duì)電力資源的使用量日益增加,如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)安全問題,將會(huì)嚴(yán)重影響社會(huì)的生產(chǎn)和人們的起居。在電力系統(tǒng)方面為了更好的滿足人們,那就要對(duì)電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)自動(dòng)化科學(xué)進(jìn)行科學(xué)研究。下文在繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的原理和作用的介紹下,進(jìn)行了對(duì)電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)自動(dòng)保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用的簡(jiǎn)單描述。
一、繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)簡(jiǎn)單分析
(一)繼電器的構(gòu)成和原理
繼電保護(hù)裝置由測(cè)量模塊、執(zhí)行模塊還有邏輯模塊構(gòu)成。繼電器的工作原理是測(cè)量模塊先接收輸入信號(hào),輸入信號(hào)是電力傳輸系統(tǒng)保護(hù)對(duì)象產(chǎn)生的信號(hào),將測(cè)量信號(hào)與相應(yīng)的定制進(jìn)行比較,然后將對(duì)比結(jié)果傳到邏輯模塊。依據(jù)測(cè)量模塊輸出值的次序、大小及性質(zhì)參數(shù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算,依據(jù)邏輯模塊得出邏輯值判斷動(dòng)作的準(zhǔn)確性,這就是繼電器內(nèi)邏輯模塊的作用。
(二)繼電器的類型
根據(jù)不同的劃分標(biāo)準(zhǔn),繼電器被分為如下幾個(gè)類型:一、按結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式繼電器分為電磁型、感應(yīng)型、靜態(tài)型及整流型燈幾個(gè)類型。二、按繼電器的的作用分為測(cè)量和輔助兩個(gè)種類。
二、電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
隨著經(jīng)濟(jì)的加速發(fā)展,社會(huì)的不斷進(jìn)步,人們對(duì)電力的需求量也日益增加,電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性成為重中之重,繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)為一種比較常用的電力維護(hù)技術(shù),它的應(yīng)用對(duì)維護(hù)電力系統(tǒng)起著很重大的作用。在電力系統(tǒng)中,繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)的作用就是當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候,能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的除掉電力系統(tǒng)中出現(xiàn)故障的元件,從而保證了電力系統(tǒng)的無故障的部分能夠正常的運(yùn)行,也能夠避免電力系統(tǒng)因電力元件故障而出現(xiàn)更大的損失,減少因故障產(chǎn)生的停電范圍,還能發(fā)出報(bào)警信號(hào),從而相關(guān)人員能夠到達(dá)現(xiàn)場(chǎng),作出針對(duì)性的措施。此外,在電力系統(tǒng)中,監(jiān)控功能也是繼電保護(hù)裝置的的作用,能夠及時(shí)準(zhǔn)確對(duì)電力系統(tǒng)中的電流、電壓情況作出反映,從而工作人員可以方便的對(duì)電力系統(tǒng)中的設(shè)備的運(yùn)行狀況作出判斷。假如電力元件出現(xiàn)問題,繼電保護(hù)裝置根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的方案及時(shí)發(fā)出反應(yīng),發(fā)出跳閘或者減少等指令,從而為電力系統(tǒng)的安全性作出更大的提高。
(一)繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)在變電器保護(hù)中主要體現(xiàn)在接地保護(hù)、短路保護(hù)及瓦斯保護(hù)三個(gè)方面
第一,接地保護(hù)。電力系統(tǒng)線路主要有小電流型和大電流型兩種接地方式。在小電流型接地方式下發(fā)生故障,繼電保護(hù)裝置會(huì)及時(shí)的發(fā)出警報(bào),電力系統(tǒng)還能有一段時(shí)間的持續(xù)運(yùn)行;在大電流型方式下發(fā)生故障,繼電保護(hù)裝置會(huì)及時(shí)的斷開電源,從而更好地保護(hù)了電力系統(tǒng)。
第二,瓦斯保護(hù)。瓦斯的保護(hù)是指對(duì)郵箱因故障產(chǎn)生有害體的保護(hù),這需要繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)來完成。在變電器郵箱出現(xiàn)異常的情況下,繼電保護(hù)裝置會(huì)及時(shí)的斷開電源,發(fā)出警報(bào)信號(hào),等待維修人員的到來。
第三,短路保護(hù)。在變電器中主要分為阻抗保護(hù)和過流保護(hù)兩種短路保護(hù)。阻抗保護(hù)就是在變電器中安裝阻抗元件,若變壓器出現(xiàn)異常,繼電保護(hù)裝置會(huì)及時(shí)跳閘保護(hù)變電器。過流保護(hù)就是在變電器中安裝時(shí)間元件,當(dāng)變電器出現(xiàn)電流變大的異常情況時(shí),及時(shí)切斷電源,從而保護(hù)變電器。
(二)在電力系統(tǒng)中,繼電保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)對(duì)發(fā)電機(jī)保護(hù)可以分為重點(diǎn)保護(hù)和備用保護(hù)兩個(gè)部分
關(guān)鍵詞:繼電保護(hù)、自動(dòng)化設(shè)備、統(tǒng)計(jì)分析
中圖分類號(hào):U665.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的提高都離不開電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行,電力系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問題,則會(huì)對(duì)我們的生活質(zhì)量和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展造成嚴(yán)重的影響,所以繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的應(yīng)用為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了保障。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中,一旦有故障發(fā)生,繼電保護(hù)裝置則會(huì)自動(dòng)做出動(dòng)作,不僅能為工作人員及時(shí)處理問題提供依據(jù),同時(shí)對(duì)故障的自動(dòng)處理也保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行,保證了供電的穩(wěn)定性。繼電保護(hù)裝置在供電系統(tǒng)的應(yīng)用,為電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行的維護(hù)工作都起到了十分重要的作用。
一、繼電保護(hù)自動(dòng)化裝置的運(yùn)行特點(diǎn)
繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),能及時(shí)的傳遞信號(hào)并進(jìn)行動(dòng)作反映,從而把故障控制在一定范圍內(nèi),并有效的切斷故障,雖然在電力正常運(yùn)行過程中,繼電保護(hù)裝置發(fā)揮作用的幾率較少,但當(dāng)電力系統(tǒng)一旦發(fā)生故障時(shí),則能起到有效的保護(hù)作用,避免故障所帶來的嚴(yán)重?fù)p失,所以繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的作用還是不可小視的。但在運(yùn)行過程中,繼電保護(hù)裝置自身也會(huì)出現(xiàn)故障,一般表現(xiàn)為拒動(dòng)故障和誤動(dòng)故障。拒動(dòng)故障即是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),繼電保護(hù)裝置拒絕動(dòng)作,沒有發(fā)揮保護(hù)的功能,從而失去了保護(hù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的功能。誤動(dòng)故障則是在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),保護(hù)裝置發(fā)出錯(cuò)誤的信號(hào)和動(dòng)作,也影響了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。這些故障多發(fā)生在傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置上,隨著繼電保護(hù)技術(shù)的提高,自動(dòng)化繼電保護(hù)裝置在系統(tǒng)中得以進(jìn)一步的應(yīng)用,不僅實(shí)現(xiàn)了原有繼電保護(hù)裝置的保護(hù)功能,同時(shí)還能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)中各設(shè)備的運(yùn)行參數(shù),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的功能,對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了安全的保障。
二、繼電保護(hù)及自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行管理及統(tǒng)計(jì)分析
繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要組成部分,是電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證。繼電保護(hù)專業(yè)管理的有效、及時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn),是電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的有力保障。由于現(xiàn)代大電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式復(fù)雜多變,電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)等在電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,使繼電保護(hù)自動(dòng)化進(jìn)行分析,有其重大意義。
繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)化系統(tǒng)是電力設(shè)備制造業(yè)中的一項(xiàng)重要產(chǎn)品,習(xí)慣上被劃分為輸配電行業(yè)的二次設(shè)備,負(fù)責(zé)對(duì)電網(wǎng)的一次設(shè)備進(jìn)行保護(hù)和控制并測(cè)量電網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)荷情況。我國(guó)繼電保護(hù)及自動(dòng)化行業(yè)主要涵蓋繼電器、繼電保護(hù)、電力自動(dòng)化、電動(dòng)機(jī)保護(hù)與控制、無功補(bǔ)償、交直流電源等智能化設(shè)備以及測(cè)試設(shè)備、端子、互感器等相關(guān)設(shè)備的制造企業(yè)。由于二次設(shè)備一定程度上依附于一次設(shè)備,因此相對(duì)一次設(shè)備市場(chǎng)需求存在一定的滯后效應(yīng)。由于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)和變電站自動(dòng)化業(yè)務(wù)同質(zhì)化嚴(yán)重,二次設(shè)備行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈,毛利率不斷下降,因此傳統(tǒng)業(yè)務(wù)之外的差異化業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)成為二次設(shè)備公司的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。
三、繼電保護(hù)的設(shè)備要求、分類及用途
1.繼電保護(hù)設(shè)備要求
為了完成它的任務(wù),必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性四個(gè)基本要求。對(duì)于作用于繼電器跳閘的繼電保護(hù),應(yīng)同時(shí)滿足四個(gè)基本要求,而對(duì)于作用于信號(hào)以及只反映不正常的運(yùn)行情況的繼電保護(hù)裝置,這四個(gè)基本要求中有些要求可以降低。
(1)選擇性
選擇性就是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時(shí),其繼電保護(hù)僅將故障的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除,當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí),應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)將故障切除。
(2)速動(dòng)性
速動(dòng)性是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障,以減少設(shè)備及用戶在大電流、低電壓運(yùn)行的時(shí)間,降低設(shè)備的損壞程度,提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。對(duì)于反應(yīng)不正常運(yùn)行情況的繼電保護(hù)裝置,一般不要求快速動(dòng)作,而應(yīng)按照選擇性的條件,帶延時(shí)地發(fā)出信號(hào)。
(3)靈敏性
靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運(yùn)行情況時(shí),保護(hù)裝置的反應(yīng)能力。能滿足靈敏性要求的繼電保護(hù),在規(guī)定的范圍內(nèi)故障時(shí),不論短路點(diǎn)的位置和短路的類型如何,以及短路點(diǎn)是否有過渡電阻,都能正確反應(yīng)動(dòng)作,即要求不但在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路時(shí)能可靠動(dòng)作,而且在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下經(jīng)過較大的過渡電阻兩相或單相短路故障時(shí)也能可靠動(dòng)作。系統(tǒng)最大運(yùn)行方式:被保護(hù)線路末端短路時(shí),系統(tǒng)等效阻抗最小,通過保護(hù)裝置的短路電流為最大運(yùn)行方式;系統(tǒng)最小運(yùn)行方式:在同樣短路故障情況下,系統(tǒng)等效阻抗為最大,通過保護(hù)裝置的短路電流為最小的運(yùn)行方式。
(4)可靠性
可靠性包括安全性和信賴性,是對(duì)繼電保護(hù)最根本的要求。安全性:要求繼電保護(hù)在不需要它動(dòng)作時(shí)可靠不動(dòng)作,即不發(fā)生誤動(dòng)。信賴性:要求繼電保護(hù)在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)可靠動(dòng)作,即不拒動(dòng)。繼電保護(hù)的誤動(dòng)作和拒動(dòng)作都會(huì)給電力系統(tǒng)帶來嚴(yán)重危害。即使對(duì)于相同的電力元件,隨著電網(wǎng)的發(fā)展,保護(hù)不誤動(dòng)和不拒動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響也會(huì)發(fā)生變化。
以上四個(gè)基本要求是設(shè)計(jì)、配置和維護(hù)繼電保護(hù)的依據(jù),又是分析評(píng)價(jià)繼電保護(hù)的基礎(chǔ)。這四個(gè)基本要求之間是相互聯(lián)系的,但往往又存在著矛盾。因此,在實(shí)際工作中,要根據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶的性質(zhì),辯證地進(jìn)行統(tǒng)一。
2.繼電保護(hù)的分類
(1)按被保護(hù)對(duì)象分類,有輸電線保護(hù)和主設(shè)備保護(hù)(如發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、電抗器、電容器等保護(hù))。
(2)按保護(hù)功能分類,有短路故障保護(hù)和異常運(yùn)行保護(hù)。前者又可分為主保護(hù)、后備保護(hù)和輔助保護(hù);后者又可分為過負(fù)荷保護(hù)、失磁保護(hù)、失步保護(hù)、低頻保護(hù)、非全相運(yùn)行保護(hù)等。
(3)按保護(hù)裝置進(jìn)行比較和運(yùn)算處理的信號(hào)量分類,有模擬式保護(hù)和數(shù)字式保護(hù)。一切機(jī)電型、整流型、晶體管型和集成電路型(運(yùn)算放大器)保護(hù)裝置,它們直接反映輸入信號(hào)的連續(xù)模擬量,均屬模擬式保護(hù);采用微處理機(jī)和微型計(jì)算機(jī)的保護(hù)裝置,它們反應(yīng)的是將模擬量經(jīng)采樣和模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的離散數(shù)字量,這是數(shù)字式保護(hù)。
(4)按保護(hù)動(dòng)作原理分類,有過電流保護(hù)、低電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)、功率方向保護(hù)、距離保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、高頻(載波)保護(hù)等。
3.繼電保護(hù)的用途
(1)繼電保護(hù)的順利、正常運(yùn)作,可以有效消除電力故障的同時(shí),還能夠?qū)ι鐣?huì)生活秩序的正常化,經(jīng)濟(jì)發(fā)展的正規(guī)化做出了貢獻(xiàn),從而還能夠確保社會(huì)生活和經(jīng)濟(jì)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),進(jìn)而間接地為社會(huì)的穩(wěn)定與人們生命財(cái)產(chǎn)的安全提供可靠保障。
(2)繼電保護(hù)能夠保障電力系統(tǒng)的安全以及正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況。例如:當(dāng)電力系統(tǒng)在運(yùn)作過程中出現(xiàn)異?;蚬收蠒r(shí),繼電保護(hù)技術(shù)能夠在最短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)、準(zhǔn)確地從整個(gè)電力系統(tǒng)中切除故障設(shè)備,或者直接向電力監(jiān)控警報(bào)系統(tǒng)發(fā)出信息,提醒電力維護(hù)人員及時(shí)解決故障,從而有效地防止其中電力設(shè)備的燒毀和損傷,甚至可以降低相鄰地區(qū)供電受相應(yīng)故障影響的概率。此外,通過繼電保護(hù)技術(shù)還可以有效地防止電力系統(tǒng)由于各種原因,而產(chǎn)生的面積廣、時(shí)間長(zhǎng)的停電事故。
四、結(jié)束語
近年來,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展以及計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用,新的控制原理和方法被不斷應(yīng)用于計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)中,以期取得更好的效果,隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展,人工智能技術(shù)如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)模、模糊邏輯等相繼在繼電保護(hù)領(lǐng)域的研究應(yīng)用,繼電保護(hù)技術(shù)向計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、一體化、智能化方向發(fā)展。
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