電氣工程中變電站繼電保護措施探討

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電氣工程中變電站繼電保護措施探討

1功能介紹分析

1.1實現對復雜故障的準確定位。

如何實現對復雜故障的準確定位,就目前的裝置分析來看各有優缺點,現在系統保護故障多采用錄波器設備,使用故障測距的算法來進行計算。我們以典型的行波測距裝置為例,該裝置采用現代微電子技術研制,使用輸電線路行波測距,使用故障時的電流波信號。裝置的測距原理有三種:一種稱為單端電氣量法,這種方法也可以稱為A型測距法。是用來測量故障行波脈沖的方法,它在母線和故障點之間來回反射的時間進行測距。這種方法有資金投入少,不用兩端通信聯絡的優點,但由于其線路末端受反射的影響,測距的結果有的時候穩定性稍差。第二種方法稱為兩端電氣量法,這種方法也可以稱為D型法,這種方法是通過測量時間差來測距,通過測量故障行波脈沖,到兩端母線的時間差來進行測距。這種方法優點很多,比如其測距結果較可靠,測量原理較簡單等,但也有缺點,就是在測量時,需在線路上設裝置,要在兩端的位置上設裝置進行通信聯絡。第三種方法稱為E型法,是一種記錄暫態電流行波測距的方法,該方法通過記錄故障下重合閘產生的暫態電流行波波形來測距。1)單端電氣量行波測距原理(A)型。在被監視線路發生故障時,故障產生的電流行波會在故障點及母線之間來回反射。裝設于母線處的測距裝置接入來自電流互感器二次側的暫態電流行波信號,使用模擬高通濾波起濾出行波波頭脈沖,記錄下暫態電流行波波形,根據到達母線的故障初始行波脈沖S1,與故障點反射回來的行波脈沖S2,之間的時間差△t來實現測距。2)兩端電氣量行波測距原理(D型)。根據裝于線路兩端測距裝置記錄下行波波頭到達兩側母線的時間,則可計算出故障距離。反射與投射行波,原理簡單,測距結果可靠。但兩端測距的實現要在線路兩端裝設測距裝置及時間同步裝置(GPS時鐘),且兩側要進行通訊交換記錄到的故障初始行波到達的時間信息后才能測出故障距離。利用來自電流互感器的暫態電流行波信號,不需要特殊的信號耦合設備。使用獨立于CPU的超高速數據采集單元,記錄并緩存暫態行波信號,解決了CPU速度慢,不適應采集處理暫態行波測距信號的困難。裝置可儲存最新的10次故障的測距結果及4次故障電流波形,設有掉電保護,所有記錄數據在裝置失電時均不丟失。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越準確,調度端數據庫中,已儲備了所有一次設備參數、線路平行距離、互感情況等信息,通過共享EMS系統的數據,可獲得故障前系統一次設備的運行狀態故障發生后,線路兩端變電站的客戶機可從保護和故障錄波器搜集故障報告,上送到服務器。

1.2繼電保護系統的事故分析與事故恢復。

在系統的運行過程中,很可能出現事故,有時問題較小,可以很快就處理,但有的時候出現的問題較大、較嚴重。比如,在很短的時間出線跳閘的情況很多,系統內很多線路都出現了跳閘,這就超過了繼電保護系統的自身適應能量,系統此時就不能很適應地運行,系統此時會出現不能配合的狀態。這時候處理事故恢復系統,就要多方面的考慮,包括一次運行方式運行是否合理,保護能否安全有針對性的排除故障。我們從電網繼電保護綜合系統中,可以分析解決這些問題,通過系統中靈敏度、配合關系的分析,進行遠程改定值,從而讓保護系統適應當前狀態。下面以典型裝置的功能元件為例,一般裝置都是由綜合重合閘裝置、失靈保護裝置、死區裝置、充電保護裝置等構成,這樣的構成裝置,完全可以滿足各種線路的跳閘,或者各種斷路的保護功能需求,因為無論是斷路還是半斷路器,裝置配置基本是相同的。

1.3繼電保護裝置的檢修。

大量分析統計數據顯示,當設計中存在一定缺陷、或二次回路維護狀況不佳等情況時,多數是因為制造廠家的質量問題,從而造成了繼電保護裝置錯誤的動作與錯誤的命令。現在運用的大部分是微機型繼電保護裝置,這種裝置的自檢功能和存儲故障的功能都很強,所以,完全可以通過繼電保護系統自身實現裝置的檢修。

1.4繼電保護裝置運行的可靠性分析。

繼電保護系統的運行,可以通過相關的信息對其進行可靠性的分析,可以從系統交換保護配置,系統的服役時間,系統各種保護裝置的正動率,系統的異常率等信息方面,來完成系統對繼電保護裝置的分析,分析結果相對可靠準確。尤其是有些時候裝置出現問題,可能是某種保護的問題,也可能是信號保護傳輸裝置出現問題,并一時無法解決時,我們運用上面的裝置分析,將其可靠性降低,減少系統對這類的依賴和保護,通過其它手段,比如遠程調整定值等方式,使周圍系統的保護能夠相互配合,防止二次的將事故擴大。

1.5變電站繼電保護綜合自動化的前景展望。

實現變電站繼電保護綜合自動化固然好,但是現有條件又十分有限,傳統繼電保護的一些特征,如預先整定、實時動作等,這些原有繼電保護系統的很多屬性并不適應,整定計算工作又相當復雜,保護定值要求較高,要能適應所有會出現的運行方式的變化,一定會出現一些問題,下面我們就來具體看一看。1)出現保護動作延時現象,這就大大縮短了保護的范圍。2)出現許多影響較大的保護必須退出運行的情況,因為如果這些受運行方式影響較大,運行方式一旦變化,就不能自由運轉,所以被迫要退出。比如,四段式的零序電流保護受此影響,就只能退出大部分功能,只能無配合地使用后面兩段的功能。3)運行方式出現了變化,會影響到配合,所以也可能會出現的問題是,因為運行方式方面考慮不全面,而完全失去了配合。4)最后還可能會出現,系統被迫運行受限的情況,一次系統運行的方式被迫受到限制。以上分析了繼電保護系統自適應存在的問題,也是在實際工作中較常遇到的,如果要讓繼電保護系統,在電氣設備運行中更大的發揮作用,上面的問題就要逐一克服解決,因為這不僅關系到設備自身的安全,也關系到整個生產的運行能不能保障的問題,所以這就要求繼電保護工作要嚴密、要認真、要精準可靠。

2結語

無論從理論上,還是從技術上來說,都是可以實施繼電保護綜合自動化系統的。上述關于搜集、網絡傳輸、服務器讀取、故障分析等方面的問題,也都可以慢慢解決,只要注意實施中通信、變電站、控制運行與人員配合的關系,就有可能實現繼電保護的自適應。

作者:黃燕霞 單位:廣東圣輝電力工程有限公司

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