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繼電保護的概念范文1
關鍵詞:電力系統;繼電保護;發展;趨勢;研究
中圖分類號:TM71 文獻標識碼:A
繼電保護技術是隨著電力系統的發展而發展的,它與電力系統對運行可靠性要求的不斷提高密切相關。繼電保護是在電網出現事故或異常運行情況下動作,保證電力系統和電氣設備安全運行的自動裝置,研究繼電保護技術發展趨勢,可以更好地提高繼電保護的技術水平,對電力系統發展意義重大。
1 電力系統繼電保護概述
1.1 繼電保護基本概念
在電力系統運行中,由于外界因素和內部因素都可能引起各種故障及不正常運行的狀態出現,常見的故障有:單相接地;三相接地;兩相接地;相間短路;短路等。電力系統非正常運行狀態有:過負荷,過電壓,非全相運行,振蕩,次同步諧振,同步發電機短時異步運行等。電力系統繼電保護和安全自動裝置是在電力系統發生故障和不正常運行情況時,用于快速切除故障,消除不正常狀況的重要自動化技術和設備。
1.2 繼電保護的工作原理
繼電保護的工作原理,是根據電力系統發生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎來構成,電力系統發生故障后,工頻電氣量變化的主要特征是:(1)電流增大。短路時故障點與電源之間的電氣設備和輸電線路上的電流將由負荷電流增大至大大超過負荷電流。(2)電壓降低。當發生相間短路和接地短路故障時,系統各點的相間電壓或相電壓值下降,且越靠近短路點,電壓越低。(3)電流與電壓之間的相位角改變。正常運行時電流與電壓間的相位角是負荷的功率因數角,一般約為20°,三相短路時,電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的,一般為60°~85°。(4)測量阻抗發生變化。測量阻抗即測量點(保護安裝處)電壓與電流之比值,正常運行時,測量阻抗為負荷阻抗;金屬性短路時,測量阻抗轉變為線路阻抗,故障后測量阻抗顯著減小,而阻抗角增大。利用短路故障時電氣量的變化,便可構成各種原理的繼電保護。
1.3 繼電保護在電力系統中的任務
電力系統元件發生故障時,應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件最近的斷路器發出跳閘命令,使故障元件及時從電力系統中斷開,以最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞,降低對電力系統安全供電的影響;并滿足電力系統的某些特定要求,能夠反應電氣設備的不正常工作情況,并根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同發出信號,以便值班人員進行處理,將那些繼續運行會引起事故的電氣設備予以切除。
1.4 繼電保護裝置必須具備的基本性能
繼電保護裝置必須具備的基本性能有:(1)安全性:在不該動作時,不誤動;(2)可靠性:在該動作時,不拒動;(3)速動性:能以最短時限將故障或異常從系統中切除或隔離;(4)選擇性:在自身整定的范圍內切除故障,保證最大限度地向無故障部分繼續供電,不越級跳閘;(5)靈敏性:反映故障的能力,通常以靈敏系數表示;不拒動不誤動是關鍵。
2 繼電保護發展歷程
繼電保護是隨著電力系統的發展而發展起來的,最早的繼電保護裝置是熔斷器。從20世紀50年代到90年代末,在40余年的時間里,繼電保護完成了發展的4個階段,即從電磁式保護裝置到晶體管式繼電保護裝置、到集成電路繼電保護裝置、再到微機繼電保護裝置。隨著電子技術、計算機技術、通信技術的飛速發展,智能化等先進技術相繼在繼電保護領域的研究應用,繼電保護技術向計算機化、網絡化、一體化、智能化方向發展。電力系統發展迅速,電網結構越來越復雜,短路容量不斷增大,到20世紀產生了作用于斷路器的電磁型繼電保護裝置。1928年電子器件已開始被應用于保護裝置,在50年代迅速發展。靜態繼電器有較高的靈敏度和動作速度、維護簡單、壽命長、體積小、消耗功率小等優點,但環境溫度和外界干擾對繼電保護的影響較大。1965年出現了應用計算機的數字式繼電保護,出現了單板機繼電保護裝置。到了21世紀由于計算機技術發展非???,微處理機和微型計算機的普遍應用,極大地推動了數字式繼電保護技術的開發,大規模集成化數字式繼電保護裝置應用非常廣泛。
3 電力系統繼電保護的發展趨勢
3.1 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。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一臺PC機的功能。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,尚需進行具體深入的研究。
3.2 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,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。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,繼電保護的作用主要是切除故障元件,縮小事故影響范圍。因為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,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。
3.3 智能化
隨著通信和信息技術的快速發展,數字化技術及應用在各行各業的日益普及也為探索新的繼電保護原理提供了條件,智能電網中可利用傳感器對發電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監控,把獲得的數據通過網絡系統進行收集、整合和分析。利用這些信息可對運行狀況進行監測,實現對保護功能和保護定值的遠程動態監控和修正。
結語
綜上所述,隨著電力系統的發展和計算機技術、通信技術的進步,繼電保護技術由數字時代跨入信息化時代,發展到一個新的水平。這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務,也開辟了技術創新的廣闊天地。只有了解和掌握繼電保護技術,才能解決電力系統繼電保護遇到的各類問題,更好地保障電力系統的安全運行。
參考文獻
[1]高亮.電力系統微機繼電保護[M].北京:中國電力出版社,2007.
繼電保護的概念范文2
【關鍵詞】設備可靠性;繼電保護系統
1.研究背景
2010年度我公司召開了技術監督會議,詳盡地總結了去年技術監督的工作任務和經驗,并且安排部署了今年技術監督的各項具體工作。在領導重視,大力支持下,我們通過各部門的共同努力,全體技術監督人員積極貫徹電力公司及我局的生產部署同要求,強化責任分配,強化隱患治理,進一步地開展了各項技術的監督,具體實施了作業的標準化,發揮技術監督工作對整個電網安全的保障功能, 很好地完成技術方面各項工作。行業技術監督的工作是整個電力生產以及電網發展基礎性的任務,實施完善、科學的技術監督工作,是有效加強繼電設備狀況評估,保證生產“可控、能控”的關鍵手段,對于公司確保整個電網安全穩定、正常運行以及快速發展具有舉足輕重的意義。
繼電保護裝置則是由具有自動反應機構的特殊繼電器組成的, 它是一種自動裝置,任務在于當電網發生短路故障之時,有選擇性的、目的性、快速自動斷開所被保護的元件來防止擴大事故范圍,當電網發生非正常的工作情況,可以發出報警信號引起技術人員注意,以消除不正常的危險的狀態。而目前的電力系統結構發展到非常復雜,發生事故特別是復雜事故可能性也隨之增大,保證電力系統運行的可靠性由繼電保護裝置完成,成為了關鍵的問題。
2.可靠性衡量指標
繼電保護的可靠性是該系統在一定范圍內在任何其應該保護動作的情況時,它不應產生誤動作。當發生動作的故障之時,它不應拒動作。電力系統繼電保護裝置的可靠性的指標關鍵采用以如下個指標當做衡量繼電保護常用指標:
(1)不正確動作率Pe。Pe包含誤動率Pe1,(它包含正方向故障誤動作率Pel1以及反方向故障誤動率Pe12),還有正常運行的誤動率Pe2,以及拒動率Pe3。
(2)正確動作率Pc。Pc包含有區內故障的正確動作率Pc1,正方向和反方向故障正確的不動作率Pc2以及正常運行正確的不動作率Pc3。
3.繼電保護技術措施
3.1利用故障分量的繼電保護技術措施
我國上世紀以來開展暫態行波方案用于繼電保護研究,發展了繼電保護技術中積極利用故障暫態的新方法。通過以上情況表明, 發掘和利用新故障信息對于繼電保護的發展有分廠重大的意義。微機在繼電保護方面的應用為獲取識別故障信息制造了非常有利的條件,出故障信息故障分量的實際應用,同時促進繼電保護技術更深一步的發展。
故障分量是電網繼電故障信息的表現,繼電非故障的狀態包括系統振蕩、正常運行、兩相運行等等。繼電故障分量有以下特征:
(1)故障點電壓的故障分量是最大的,而系統的中性點處電壓是零;(2)故障分量一般是獨立于非故障狀態的,卻仍受整個系統運行方式影響;(3)非故障狀態下通常不存在故障分量電流電壓;(4)保護裝設處電流電壓在故障分量之間相位是由系統中性點到保護裝設處之間的阻抗決定的, 不受到整個系統短路點過渡電阻影響。故障分量的信息可以確切反映出故障的具體信息,所以可以在繼電保護的技術中使用識別故障。到目前為止,故障分量的分析在繼電保護中使用于方向元件、啟動元件、差動保護以及距離保護的各項縱聯保護中,這些都對提高保護指標起到很顯著作用。
3.2自適應過電流保護
自適應的繼電保護可以克服型傳統保護存在的某些問題。自適應的繼電保護現在還處在初級階段,但是目前的分析和研究成果已有力地證明了自適應保護的優越性。因為傳統過電流保護一定是按照最大負荷電流進行整定的,這樣就限制到保護靈敏度。自適應與傳統過電流保護有所不同,自適應能夠根據具體的負荷電流變化自動地實時地改變過電流保護整定值。最大負荷電流情況下,具體過電流保護整定值是IDz=KIHmax。正確積極的過電流保護十分有可能更快地更靈敏切除故障。
3.3小波變換在繼電保護中的應用單純的頻域分析法以及單純時域分析法全部都不能精確描述類似于暫態行波的非平穩信號。所以就要研究一種新的信號表示方法,要求能夠在整體上正確提供信號主要參數,并能提供任局部時間信號變化的劇烈程度。目前研究的小波分析法能滿足以上要求。利用小波變換模極大值理論以及奇異性檢測提出了實現選相方法和故障起動,此方法主要有點是快速和可靠。因此,小波變換分析將應用在快速檢出行波信息方案,為此檢測方案提供有效工具。并且基于小波變換繼電裝置具有巨大優越性。
4.繼電保護技術發展趨勢
繼電保護技術發展趨勢和方向是向網絡化,計算機化,智能化,控制、保護、測量以及通信一體化的方向發展。而電力系統對計算機保護的要求除了基本功能外,還要全部具有大容量的故障信息以及相關數據長期存放的空間,此外,還有快速處理能力和強大通信功能。除了縱聯保護和差動外,其他繼電裝置都只能反應出保護裝置安裝處電氣量。而繼電保護作用只限于切除有關故障元件,這主要是由于數據通信手段不夠先進。國外已經提出系統保護概念,這概念主要指安全的自動化裝置。對于目前的非系統保護,保護裝置的實現杜宇計算機聯網也很大的價值。繼電保護可以得到系統故障信息越多,對實際故障性質和位置的判斷檢測就也越準確。在實際的繼電保護網絡化條件下,整個繼電保護裝置實質上就是電力系統計算機網絡中的智能終端。這個終端可從網上得到電力系統運行故障的實際信息和有關數據,同時也可將獲得的被保護元件數據信息傳送給控制中心或者網絡中的任一終端。所以每個計算機保護裝置不僅僅能夠完成繼電保護的任務, 并且在無故障的運行下還能夠完成控制、檢測以及通信的強大功能。
繼電保護的概念范文3
關鍵詞:繼電保護發展趨勢測試智能電網
1 繼電保護基本概念及其發展趨勢
1.1 繼電保護裝置基本組成
一般而言,整套繼電保護裝置由三個部分組成的,即測量部分、邏輯部分和執行部分,其原理結構如圖1-1所示。
①測量部分 測量被保護元件工作狀態(正常工作、故障狀態)的電氣參數,并與整定值進行比較,從而判斷保護裝置是否應該啟動。
②邏輯部分 根據測量部分輸出邏輯信號的性質、先后順序、持續時間等,使保護裝置按一定的邏輯關系判定故障類型和范圍,確定保護裝置如何動作。
③執行部分 根據邏輯部分送的信號,完成保護裝置所擔負的任務。如發出信號,跳閘或不動作等。
1.2 繼電保護的基本要求
①可靠性――指繼電保護裝置在保護范圍內該動作時應可靠動作,不該動作時應可靠不動作。可靠性是對繼電保護裝置性能的最根本的要求。
②選擇性――指只有當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時,才允許由相鄰設備保護、線路保護或斷路器失靈保護來切除故障。
③速動性――指保護裝置應盡快切除短路故障,減輕故障設備和線路的損壞程度,縮小故障波及范圍。
④速動性――指在設備或線路的被保護范圍內發生金屬性短路時,保護裝置應具有必要的靈敏系數。
1.3 繼電保護的發展趨勢
1.3.1 計算機化
在微機保護發展初期,曾設想過用一臺小型計算機做成繼電保護裝置。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?,F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,用成套工控機做成繼電保護的時機已經成熟。繼電保護的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。
1.3.2 網絡化
網絡保護是計算機技術、網絡技術和通信技術相互結合的產物,它可以實現對變壓器、高低壓線路和母線的相關保護等功能。資源共享是網絡保護的最顯著特性,還可以結合高頻保護和光纖保護來實現縱聯保護。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,即將傳統的集中式母線保護分散成若干個保護單元,各保護單元接收本回路的輸入量后,經量化處理,通過網絡傳送給其它回路的保護單元,然后各保護單元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跳開本回路斷路器,隔離故障母線,其它情況時各保護單元均不動作。這種用計算機網絡實現的分布式母線保護,顯然比傳統的集中式母線保護有更高的可靠性。
1.3.3 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。即實現了保護、控制、測量、數據通信的一體化。如果將保護裝置就地安裝在室外變電站的被保護設備旁,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。
1.3.4 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,電力系統保護領域內的一些研究工作也轉向人工智能的研究,專家系統、人工神經網絡和模糊控制理論逐步應用于電力系統繼電保護中,為繼電保護解決許多常規問題提供了新的方法。人工智能技術給電力系統繼電保護的發展注入了新的活力,具有非常美好的發展前景。
2 繼電保護測試內容和測試方法的發展
目前國內繼電保護產品檢測主要依據IEC 60255系列標準和GB/T 14047國家標準進行。
2.1 繼電保護測試內容
傳統的繼電保護測試包括基本性能試驗、功率消耗試驗、溫度試驗、電源影響試驗、機械試驗、絕緣實驗、過載試驗、觸點試驗和電磁兼容試驗。
在原有繼電保護測試項目的基礎上,根據繼電保護裝置發展的新特點,新增加的測試內容包括基于61850 技術的繼電保護產品檢測,時間同步能力檢測,產品通信協議檢測,軟件測試,以及裝置可靠性檢測和安全性檢測。
2.2 微機保護測試自動化
測試自動化是指測試系統可以按照事先編制的測試計劃,自動、連續的完成繼電保護裝置的電氣性能、可靠性、通信協議、信息安全的測試。完整的測試體系由以下幾部分組成:①電氣性能在靜態模擬中的自動測試系統;②電氣性能在動態模擬中的自動測試系統;③監控系統的自動測試系統;④通信協議的測試系統;⑤信息安全的測試系統;⑥繼電保護測試專家系統。
3 智能電網對繼電保護的影響
隨著國家電網公司智能電網建設的開展,智能電網的特征帶來的網絡重構、分布式電源接入、微網運行等技術,對繼電保護提出了新的要求。
未來智能電網中,電網的自愈特征將會對繼電保護的選擇性、可靠性、速動性、靈敏性提出更高的要求,對常規繼電保護的配置方法提出新的要求。分布式電源的靈活接入、多變壓器的運行方式帶來的后備保護配合、雙向潮流、系統阻抗的變化等問題均會給繼電保護定值整定帶來困難。
同時,智能電網將給繼電保護的發展帶來新的契機,智能電網中所采用的新型傳感器技術,數據同步技術、時鐘同步技術、通信技術、計算機技術以及IEC 61850 標準的應用,可以提供區域范圍內數據采集的高精度同步,滿足數據采集傳輸的實時性,保障數據傳輸過程的冗余和可靠性。
4 結語
隨著智能電網建設的推進,繼電保護要適應電網需求向計算機化、網絡化、智能化、功能一體化方向發展,同時繼電保護測試內容和測試方法也應不斷補充和完善,為智能電網提供技術支持。
參考文獻:
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繼電保護的概念范文4
關鍵詞:繼電保護;啟發式教學;模塊化教學;教學改革
作者簡介:霍蘭茹(1980-),女,河北保定人,延安職業技術學院,助教。(陜西延安716000)
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)09-0065-02
繼電保護是電力系統安全運行的保障。繼電保護裝置與發電廠和變電站綜合自動化系統、電網調度自動化系統等密切關聯。繼電保護課程教學質量的好壞直接影響到后續其他專業課和選修課的教學。繼電保護裝置的更新換代對高校繼電保護教學提出了新的要求,培養能熟練設計、安裝調試、操作維護繼電保護裝置的應用型專業人才成為當務之急。繼電保護課程是一門理論性、實踐性都很強的課程,要求學生起點高且必須具備電工基礎、電子技術、電機學、電力系統等方面的相關知識。近年來國家提倡高職高專院校要在實踐環節上加大比重,繼電保護課程在專業計劃中的地位發生變化,理論教學時數減小,大部分學生反映很難入門。為此,本文專門從教學內容、教學方法、教學手段和實驗、實踐性環節等方面提出了課程改革的思路,力求使學生成為適應市場需求的應用型技術專業人才。
一、合理安排教學內容
首先是教材的選取。高職高專學生和本科院校學生的課程目標不同,在教材選取上更加偏重于實用性。目前大部分電力系統繼電保護教材都是圍繞保護原理、動作整定編寫,忽略了對各種電氣設備進行繼電保護配置和對繼電保護運行、維護和檢修技術的介紹。對于高職學生來說,他們應該掌握的技能是:面對各種電氣設備時該設置哪些保護;每一種保護的電路布置;每一種保護在運行和動作時信號顯示情況以及根據這些信號如何進行維護;微機保護的實現形式以及動作原理。為了適應高職教育需要,繼電保護教材還應包含下列內容:電氣設備的繼電保護配置,主要介紹電氣設備繼電保護的配置、保護的原理圖和展開圖識讀;繼電保護運行、維護和檢修技術,用各種案例實現學生對運行和維護技術的學習。
其次是教學內容安排的合理性。由于教材選用的原因,各專業教材之間可能會有重復的內容,這就要求任課教師在授課前要對整個專業課程設置和各主要專業課知識點有一個總體的把握,適當刪減部分內容。加強同一結合點上相關科目的協調配合,避免知識重復講授,如模擬量采集系統、數字濾波等內容可跳過不講。同時根據本專業就業所需知識和能力的要求適當增加內容。對重點、難點部分合理分配課時,比如在講解動作值整定計算時只需介紹保護整定的原則,不作復雜的理論分析計算,讓高職學生從復雜、難懂的困境中解脫出來,把主要精力放在繼電保護的實用技術上。講授理論側重于一些保護的基本原理與方法,如常規保護(電流保護、距離保護等)及有關具體保護裝置的實驗、實訓環節、課程設計、畢業設計;對于一些學生能自行理解的、工程實際中不再采用或用的很少的內容應少講或不講;多講解一些課本上沒有編入的但工程實際中已應用廣泛的內容。
由于學生基礎水平不同,學習能力也存在很大的差異性,任課老師應及時收集學生的反饋信息,把握好教學的深度和廣度,因教制宜。對于那些學有余力的學生,可以組織成課外學習小組,讓他們自己收集相關電氣工程專業方面的資料和素材,擴大專業領域的專業知識寬度和深度,鼓勵他們積極參加校內科研項目,如繼電保護課件的開發、保護實驗仿真裝置的設計等,培養學生的創新能力和科研能力。
二、采用多種教學方法
較傳統的專業課教學方法是教師單一傳授式的方法。這種方法使學生處于被動的學習過程中,不利于知識的學習和掌握。為提高教學效果,在課堂教學中應采用靈活多樣的教學方法。
1.啟發式教學
啟發式教學是教師在教學中根據教學規律,采取各種手段來引導學生獨立思考、積極思維,以獲取新知識的教學方法體系。對于不同的教學內容,啟發式教學的具體做法也不同。
在介紹繼電保護的基本概念時,首先告訴學生繼電保護屬于二次系統,作用是為一次系統服務的,是反應電力系統故障和不正常狀態并做出動作的一種自動裝置。然后就可以采用提問的方法啟發學生溫故知新,可邊提問邊回答:常用的一次設備有哪些?故障包含哪些?不正常狀態有哪些?繼電保護裝置對于故障和不正常狀態最終的處理結果如何?后面在介紹繼電保護的原理時同樣可以采用此法,先告訴學生只要找出正常運行與故障時電氣量或者非電氣量的差別即可找出一種原理,引導學生積極思考。
繼電保護課堂教學注重知識的銜接,可以在每次上課開始時花3~5分鐘時間復習上次課程知識點,然后引出新內容。鼓勵學生提前預習,對所要學習的知識有大致的了解,上課結束時將本次課的內容加以總結,并針對下次課程內容與本次上課內容的不同進行提問,提出本次課中繼電保護方法的不足,針對不足提出解決辦法。這樣讓學生心存疑問,繼續進行下一部分內容的學習。在學習“自動重合閘”這一章時,首先介紹單相重合閘和三相重合閘,在此基礎上引出綜合重合閘的概念,即當線路發生單相接地故障時采用單相重合閘方式。發生相間故障時,采用三相重合閘方式。綜合考慮這兩種重合閘方式的裝置稱為綜合重合閘。然后提問:如果發生單相接地短路時,選相元件拒動,綜合重合閘如何動作?兩相先后接地短路時如何動作?通過這樣的啟發方式讓學生對三種重合閘方式進行逐步深入的學習,從而掌握各種工作方式的保護原理、特點。
繼電保護中有些內容既相互聯系又容易混淆,這時就要適當引導學生進行多方面對比,在對比分析中加深理解,在理解基礎上加深記憶。比如在講到距離保護時可以將之前講解過的電流保護的知識點加以對比。尤其是二者的整定原則和靈敏性校驗有什么相似和不同?不同點的根本原因是什么?動作電流與動作阻抗有什么關系?通過這些知識點的對比既可以讓學生更好地掌握距離保護的相關知識,同時對電流保護的內容加以復習,這樣能夠使學生將繼電保護這門課程更好地深入理解。
2.模塊化教學
模塊化教學法是以專業工種為模塊,把專業理論和操作技能有機地、系統地結合在一起進行的理實一體化教學。它在理論學習和操作技能訓練之間找到了最佳的切入點,注重教學內容的實用性。通過模塊教學方法的實施可以強化學生的技能訓練,促進學生動手能力的提高。教師在模塊化教學過程中起到貫通、點撥作用,只講解一些難懂的、易錯的地方以及一些更快更有效的學習方法,從而更全面地發揮學生的學習自主性。
整定計算是繼電保護知識中的重要內容,但現有教材中介紹整定計算知識不全面,不利于學生系統地學習整定計算知識。而現場實際保護裝置的整定值主要是結合原始資料,根據保護原理和設計手冊來計算。因此,在教學中應改變傳統的學習方法,對于整定計算部分授課時只作簡要介紹,學習的重點放到設計環節中。在課程設計或畢業設計環節中,可將繼電保護中的整定計算知識分為電網保護的整定計算、變壓器保護的整定計算、發電機保護的整定計算等幾個模塊向學生詳細講解,使學生通過具體的實例理解整定計算原則,并掌握整定計算內容。如發電機保護的整定計算參照某發電廠或程設計任務書,提出設計要求。設計時,首先讓學生查閱資料,了解各種發電機保護的整定方法,然后結合設計要求講解各種保護,進一步理解整定原則和方法。這樣,經過課堂學習、設計環節之后能使學生較系統地掌握繼電保護的整定計算知識。
三、利用現代化教學手段
繼電保護課程理論知識比較抽象,涉及的專業知識較多,學生學習起來較難掌握,應采用多種教學形式結合的方式講解。
1.多媒體教學的合理應用
可利用Authorware、Photoshop、Flash等工具自行開發多媒體課件,將復雜的繼電保護設備、電路接線、工作原理以聲音、圖像、圖形和動畫等形式表現出來,有助于學生深入理解。目前,多媒體教學手段已被各級院校、教師接受和推廣使用。
2.借助仿真軟件進行演示
仿真技術輔助教學既可演示復雜系統的未知結果,又可演示系統隨參數變化的變化結果或變化趨勢,有助于學生對抽象理論的理解,更能彌補實驗手段的不足。目前,各種火電機組仿真系統、變電站仿真系統、電力系統物理模擬和計算機仿真系統等仿真平臺已得到廣泛應用,可以在這些仿真平臺的基礎上開發相關的仿真項目應用到繼電保護的教學中。利用開發的仿真平臺可以模擬實際電力系統故障的發生、繼電保護的全程動作情況,讓學生親歷電力系統運行的實況,學會對事故的分析和處理,進一步理解保護的原理。
3.采用電化教學演示
繼電保護課程的許多教學內容與生產實際背景密切相關,通過錄制與生產實際背景相關內容的教學錄像片,可以讓學生直觀地了解到生產實際中繼電保護裝置的實際安裝、調試過程的各個環節,使他們在集聲、像于一體的多媒體環境中輕松地掌握復雜、枯燥的安裝調試過程。比如在介紹電流互感器的結構及工作原理時,可以播放有關在電廠或變電站中的TA二次側在運行中開路后的現象、后果以及更換電流表或電流繼電器時采取的方法與措施的錄像,使學生在生動有趣的教學情境下掌握電流互感器的相關知識和操作技能。
四、重視實訓、實踐環節
目前繼電保護規定的實驗一般都是認識性、驗證性的實驗,發揮不了學生的主動性和創造性,因此,可減少驗證性試驗比例,適當增加設計性、綜合性的實驗項目,讓學生自己接線和調整參數,模擬電力系統故障和保護裝置的動作過程。通過實驗進一步理解電力系統繼電保護的工作原理和組成。
為了達到很好的實習效果,需要根據專業教學的時間安排好前期課程的設置。在開始專業基礎課程前,首先安排學生在學校周邊的電力系統進行參觀性質的“認識實習”和“專業導論”,使學生建立起“專業”的概念和最基本的原理認識,然后在學習了一定的專業知識后再組織學生到電廠、變電站或其他相關單位進行“畢業實習”。
五、結束語
電力系統繼電保護是電自專業的一門核心課程。為適應繼電保護技術的發展,應加大繼電保護課程教學體系改革力度,在教學中體現繼電保護原理、裝置、整定計算的有機結合,以適應技術發展的要求,培養出適應電力行業需求的專業人才。
參考文獻:
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繼電保護的概念范文5
【關鍵詞】變電運行;繼電保護;作用;問題分析;選型
作為輸配電系統的重要組成部分,變電運行的安全性以及可靠性關系到整個的電力系統能否正常的運轉。而作為變電運行的關鍵因素,繼電保護則是變電穩定運行的一個很重要的因素。要用什么辦法可以讓繼電保護的保護功能發揮其重要的作用,是這幾年電力行業所密切關注的對象,在我國,有很多的電力事故的發生都是由于繼電保護的工作沒有做好而導致的。
1 在電力系統中,變繼電保護的概述
1.1 繼電保護的含義
在對繼電保護的含義進行了解之前,我們先來了解一下繼電保護系統的組成。繼電保護系統的結構組成包括:電力電壓的互感器、自動重合閘、斷路器,以及繼電保護裝置等等。然后,我們再來了解一下繼電保護系統各組成部分之間的連接關系。用串聯的發誓把整個繼電保護系統連接起來,雖然可以很好地控制整個系統的運行,但是這樣的連接方式還帶來了很多的不便,比如說,如果繼電保護系統中的任何一個部分發生了故障,將會導致整個繼電保護系統發生癱瘓;一旦繼電保護系統發生癱瘓,則整個系統也就失去了保護電力運行的功能,使繼電保護系統的安全性降低。在對變電運行中的繼電保護進行描述的時候,可以涵蓋以下兩方面的內容:一方面,是繼電保護的裝置。另一方面,是繼電的保護技術。什么事繼電保護裝置呢?所謂的繼電保護裝置指的就是,在斷路器的跳閘一旦接收了來自,由于變電系統中不正常運行的電器元件,或者電器元件發生故障時發出的信號,則會自動發生跳轉。而對于另一方面的內容,也就是繼電保護技術,它又涵蓋了其它一部分的內容,比如說,繼電保護配置設計技術、變電系統故障分析技術、繼電保護運行技術,以及繼電保護維護技術等等。為了是變電運行的安全性,作為技術人員就要學會如何合理的使用繼電保護技術。
1.2 繼電保護的作用
從上面的敘述中,我們也可以了解到繼電保護對電力系統具有重要的作用。在電力系統中,若果變電運行系統的運行狀況是正常的話,繼電保護可以時刻觀察電力運行系統的各個設備的工作狀況,并且可以保護現有的安全狀態,是電力系統的運行有一個比較可靠的依據。當繼電保護系統發出了報警信號的時候,則說明繼電保護系統現在是處于一種非正常的運行狀態,而技術人員可以根據繼電保護系統發出的信號,對變電運行系統進行及時的、有效的,以及相應的處理。當然,要是變電系統只是發生了故障,則繼電保護系統能夠自動地把有故障的部分排除在外,以保證整個變電保護系統的持續運行。對發生的事故進行預報,以及把事故的范圍固定在較小的范圍內是繼電保護裝置在整個的變電運行系統中發揮的最為主要的作用,對變電運行的的持續進行,以及變電運行系統的安全性也有很大的貢獻。
1.3 變電運行系統中繼電保護的基本原理
盡管在變電系統運行的過程中時常會發生一些各式各樣的故障,但是,這其中的短路事故則是所有的故障中危險系數最高的故障。一旦變電運行系統發生了短路,會形成電流急劇增大、電壓急劇下降,以及電壓和電流之間的相位角發生變化這些系統變化,這個時候,作為技術人員則要及時對其進行維修和保護。正常運行的變電運行系統與非正常的變電運行系統,根據物理量的不同,可以認為的被劃分為種類不同和原理不同的繼電保護裝置。這些繼電裝置則包含了如下的幾個方面:第一類,進行溫度保護的繼電保護裝置,可以用來反映變壓器的溫度變化;第二類,進行周波保護的繼電保護裝置,可以用來反映變電運行頻率的變化;第三類,進行距離保護的繼電保護裝置,可以看出電壓和電流的比值,以及短路點到達保護安裝處阻抗;第四類,根據電流變化的情況來保護電流。對電流的保護則包括了以下幾個方面的內容:電流的過負荷保護、定時限過電流的保護,以及反時限過電流的保護等等;第五類,對電壓進行保護的繼電保護裝置,可以用以說明電壓的變化情況,對電壓的保護也存在以下的幾個方面的內容:低電壓保護、過電壓保護、電流和電壓之間相位的變化,以及在電流的變化過程中對過電流的保護等等;第六類,對輸入或者輸出的電流進行保護的繼電保護裝置,它包含了橫聯差動保護,以及縱聯差動保護。第七類,對發生故障時產生的氣體進行保護的繼電保護裝置它的具體工作則是對輕度,或者重度瓦斯的保護。
1.4 變電運行系統中繼電保護裝置的基本要求
可靠性、選擇性、靈敏性,以及速動性是繼電保護裝置在變電運行系統進行工作的最基本的要求。由于故障發生的隨機性,所以要求繼電保護的裝置要能夠及時的對相應的故障進行處理,或者發出警報信號。繼電保護裝置的功能要是可以滿足可靠性這一原則,則可以在變電運行系統中發揮重要的作用。然而,如果繼電保護裝置無法滿足要求,則會是運行系統發生故障,有時還會使整個電力系統的運行工作無法正常的進行。繼電保護裝置的調試和計算的精確性,可以保障繼電保護裝置的可靠程度。除此之外,在進行繼電保護裝置的組成元件的挑選時,要保證所挑選的各個元件的質量是靠得住的。然后,是繼電保護裝置的速動性。在電力系統發生故障的時候,由于繼電保護裝置可以較快的排除短路的故障,使得電氣設備的受損程度得到了大幅度的下降,故障排除的時間縮短,有助于系統的恢復到以往的工作狀態。其次,是繼電保護裝置的靈敏性。繼電保護裝置的靈敏性可以反映出變電運行中出現的故障等問題。只要是繼電保護裝置的保護工作,無論短路的位置和性質如何,繼電保護裝置都會產生動作。對于繼電保護裝置的靈敏度可以用靈敏系數來表達。
2 對變電運行中繼電保護的可靠性進行分析
在變電運行的過程中,繼電保護的系統、設備,以及元件在一定的時間及條件下,可以順利完成規定的功能的能力。繼電保護是保證變電運行系統正常運行的首要屏障。由于繼電保護的存在,使得發生故障的變電運行系統可以繼續正常的運轉,保障了系統的安全性。根據有關部門的統計,在我國大多數的電力事故的發生都是有與繼電保護的動作不準確產生的。用來判定繼電保護可靠性的內容主要有:平均無誤動作時間、無誤動工作概念,以及正確動作率等等。
3 繼電保護裝置的選型
根據變電運行的不同情況,來選擇繼電保護裝置的類型。繼電保護的重要地位,就更是要求了技術人員在選擇繼電保護裝置的類型時,更要嚴謹。在現實生活中,繼電保護的設置是沒有和整個的變電系統相聯系的,所以得獨立設置。繼電保護裝置的各個指標都要使其與整個的變電系統相互協調一致,并且要符合一定的繼電保護和安全自動的技術條件。
4 小結
從以上的論述,我們可以了解到,變電系統的穩定運行是離不開繼電保護的可靠性的。在現實生活中,從對繼電保護的選型開始,再到安裝調試,以及最后的維護工作,繼電保護裝置都發揮了重大的作用。
參考文獻:
繼電保護的概念范文6
關鍵詞:提高;繼電保護;可靠性
前言
近些年來,我國的電網規模日益擴大,電網密集度不斷增強,電力管理系統也逐漸完善。但是,每天還是會因為繼電保護問題造成大面積區域不能正常供電,不僅影響了人們的生活,更是影響了企業的生產,給社會造成了很大的經濟損失。所以提高變電站繼電保護的可靠性,成為了電力部門的不可忽視的問題。為了不因為不能正常供電為人們的生產與生活帶來更多的損失,本文為其提供了以下幾點措施與方法。
1 繼電保護的概念
所謂繼電保護措施,是一種在電力系統中的被保護器械發生故障時,保證電力系統中其余無故障電路的部分可以恢復正常工作狀態的一種行為。針對故障器件,相應的繼電保護裝置會迅速、自動、準確地從電力系統中進行排除,而針對異常運作狀態的器件,繼電保護會在第一時間做出反映,按照機器運行和維護條件,做出與之相對的跳閘或者減負荷等動作,而不是繼電保護中的快速動作,根據具體情況進行具體分析,用延時來取代一些不必要甚至錯誤動作。
2 影響變電站繼電保護可靠性的重要因素
2.1 微機保護裝置質量未達到標準
微機保護系統的質量會在很大程度上對繼電保護系統中產生影響,是繼電保護系統中至關重要的組成部分。當前一些微機保護系統的生廠商所生產的微機保護系統并未達到質量標準,還有的廠家在制作微機保護系統時所選用的生產材料和技術不到位,導致了微機保護裝置不具備一定的可靠性。這些質量關都不過的微機保護裝置被發放到市場上并被繼電保護系統所采用,嚴重的影響了變電站繼電保護的可靠性。
2.2 安裝微機保護裝置環境比較惡劣
微機保護系統作為繼電保護系統的核心組成部分,有些廠家購買微機保護裝置,在使用和維護的過程中,卻忽視了該裝置的使用說明。要想維持繼電保護的可靠性,必須選擇一個空氣質量較高,雜志較少的環境來安裝。因為繼電保護系統,特別是核心裝置微機保護裝置都屬于精密儀器,受周邊環境影響是非常大的,如果供電單位將一個微機保護裝置安裝在一個比較陰暗潮濕的環境中,設備材料會受到一定程度的腐蝕,導致個別零部件受到損傷,從而影響了繼電保護工作的可靠性。
2.3 繼電保護裝置故障維修不及時
繼電保護系統中是一個復雜龐大的系統,其中的任何一個裝置出現故障時,都會在一定程度上影響影響其他設備和微機保護裝置進行有效的工作配合。在繼電保護裝置工作期間,檢修人員應隨時觀察記錄微機保護裝置的運作狀況,對其輕微的故障要需引起重視,避免因小故障而引起的無法挽回的損失。
2.4 雷擊、輻射等對繼電保護的干擾
變電站內電磁場強度大,高壓變電站繼電保護和自動裝置很容易就受到干擾而在一定程度上影響正常工作。其干擾因素主要分為高頻干擾、輻射干擾、工頻干擾、直流電源干擾、雷擊因素干擾。這些干擾因素在不同程度、不同時間影響著繼電保護裝置的正常運行。
3 提高變電站繼電保護可靠性的具體措施
3.1 提高對繼電保護系統輔助裝備的可靠性
在一個處于工作狀態的繼電保護系統中,具備一系列的輔助裝備是很重要也是很必要的。有些傳統的組合式機箱已經不能滿足當前時代的需求了,所以在很多的繼電保護系統中,應該用一些新型的,比如采用6U結構,19英寸的機箱來協助工作。
除此之外,選擇一個優質的繼電器也是很重要的,應嚴格的考慮其型號和熱穩定性等因素,采用低額定電壓規格的繼電器串聯電阻來參與工作運行,從電源的負端連接串聯電阻,然后再擇優選擇電阻的型號,使其最大程度的發揮系統的作用。還要注意的是,回路中的各個繼電器之間的數據不能有太大的差異,在一些需要重點看護的回路中,應采用兩付觸電并聯的方式來運行工作,以維持繼電工作的可靠性。
3.2 保障安裝環境
微機保護裝置做無謂繼電保護裝置的核心組成部分,屬于一種精密的大型儀器。因此,微機保護設備對其安裝環境有著較高的要求,相關工作人員應該具體分析微機保護裝置的特點,將這個裝置安裝在一個空氣質量較高的空間內來保證它的正常運作。更為注意的是,不能為了節省空間,把微機保護裝置與其他大型的供電高壓裝置安裝在一起,這樣不僅給維修人員在對微機保護設施進行維護、檢修上帶來了很多的不便,更對微機保護設備的運行造成了極大的影響。所以保障微機保護裝置的安裝環境,與繼電保護裝置的正常運行有些密切的練習。
3.3 提高工作人員能力
所有的機器設備都是由人控制和進行監管維修的,想要提高變電站繼電保護可靠性,就必須在開始采用繼電保護設備時,檢修人員就進行同步監測和維修,并詳細的記錄繼電保護裝置在運行時出現過的故障和可能會出現的故障,這樣一而再再而三的工作流程,會進一步完善繼電保護裝置的運作質量。為了保證這些工作的順利進行,供電單位要定期的對機電保護系統的工作人員進行定期的強有力的培訓,讓他們認識到自己所從事的對繼電保護系統的維護和檢修工作,對于提高其可靠性是至關重要的。
3.4 保障防雷擊、輻射等抗干擾設施
為了有效地保障防雷擊、輻射等抗干擾設施,變電站應采取以下措施:
(1)嚴格控制電纜、模擬量電纜屏蔽層兩端可靠接地。一般在220kv及以上的變電站,連接電子設備和開關場的兩端,應進行屏蔽層接地處理,最好可以在屏蔽電纜并行較粗的接地導線,這樣可以增強抗干擾能力。
(2)高頻電纜屏蔽層兩端地接處理,并列接地粗導線,可以在變電站和高頻電纜之間并行鋪設100mm2銅線,來提升抗干擾能力。
(3)直交流回電路勿混用電纜,強弱電回路不共用電纜。
(4)配置二次防雷設備,避免感應雷電入侵來干擾繼電保護裝置。除此之外,還可以采用降低一次設備接地阻抗,建立低阻抗接地網和降低變電站區域電位等差方式來最大程度的提高抗干擾能力。
3.5 做好故障處理
在變電站繼電保護系統的運作過程中,有關人員應做好全面的有效的準備工作,針對可能出現的問題與故障,設定與之相應的應急方案,并根據社會的發展與需要對主系統進行及時的升級。除了繼電保護主系統外,應設置一個備用系統,使得主系統出現故障而不能正常工作時,可以接替主系統來繼續工作,為檢修人員修整主系統提供時間,也不會影響工作的正常運轉。除此之外,相關人員在建立一個繼電保護系統之前,要制定一個與系統運作同步的計劃,避免在運行的繼電保護系統中的設備出現不兼容的狀況和其他故障的發生,為繼電保護系統做好故障處理工作,是提高變電站繼電保護可靠性的重要渠道。
4 小結
綜上所訴,繼電保護系統是關系到整個供電系統是否安全與正常運行的重要裝置,維持與保障其可靠性是當前我國電力工作需要進行完善與發展的方向,為了保證變電站的穩定運行,避免因不正常供電引起的事故的發生,使整個電力系統安全運作,提高變電站繼電保護的可靠性勢在必行,不斷地縮小與控制阻礙繼電保護可靠性的種種因素,做好故障處理與防雷擊、輻射等工作,讓我國的電力事業不斷地為人們的生產與生活造福。
參考文獻:
[1] 常紅梅.如何提高變電繼電保護的可靠性[J]. 廣東科技,2012,21(19):52-53.