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繼電保護保護原理范文1
關鍵詞:同桿雙回線路;繼電保護;分析
同桿雙回線路輸電技術具有投資回報率高、輸電速度快、單位走廊輸電容量大等優勢,在現代電能傳輸中得到廣泛應用。然而因同桿雙回線路包含較多的導線數量和運行方式,且雙回線之間的距離過近,使得同桿雙回線路經常出現復雜的故障類型,其保護性能及效果受到嚴重影響。若對雙回線保護配置設計不合理或未充分考慮運行方式等的影響,則很容易造成保護設備拒動或誤動問題,進而影響電力網絡運行安全。因此,加強有關同桿雙回線路繼電保護原理的分析,對于改善雙回線路繼電保護質量具有重要的現實意義。
1 同桿雙回線路繼電保護關鍵問題
1.1 自動重合閘:當同桿雙回線路出現跨線永久性故障問題時,應盡可能防止雙回線重合閘不當引起的永久性相間故障問題,否則會導致系統遭受二次沖擊。如在出現IA IIBG永久性故障問題時,當II回線兩側跳B相、I回線兩側跳A相如果兩回線在同一時刻重合,則等同于兩次重合于ABG相間電路,其形成的較大短路電流會同時將兩條線路切除,進而影響電網運行的穩定性。另外,在采用雙回線聯系度兩側系統提供支撐時,要全面分析雙回線間側重合閘方式,確保在跨線故障斷開后,兩側系統的互聯運行不會受到故障影響,由此改善電網運行的安全性與穩定性。[1]
1.2 采用不同的運行方式會表現出不同的靈敏度:同桿雙回線路可采用非全相運行、雙線組合全相運行、雙回線同時運行、單回線運行等不同運行方式。因雙回線間互感問題,使得在對應運行方式下出現故障時,線路會表現出相應的故障電流和故障電壓特點,由此造成不同運行方式下雙回線的保護靈敏度存在差異。所以方案設計時應分析在不同運行方式下保護配置定值及其方案的靈敏度和適用性。
1.3 可靠性要求更高:相比較單回線路,雙回線具有更高的傳輸功率,其兩側系統的聯系更加緊密,其運行的穩定安全對于保證系統安全更為重要,所以同桿雙回線路保護的可靠性要求更高。其要求保護配置在選擇性故障電路切除中具有較高的準確性和快速性。
1.4 跨線故障選相:在同桿雙回線路出現異名跨線故障時,其保護配置可能出現誤切雙匯線的問題,進而影響系統運行的穩定性。如在IA IIBG故障問題中,應II回線兩側跳B相、I回線兩側跳A相,然后保護配置可能誤認為雙回線均出現AB相間短路故障問題而同時將雙回線跳開,由此干擾系統穩定運行。所以在保護配置方案設計中應選擇恰當的跨線故障選相方案,以便在此類故障問題中能順利選跳線路,從而保護兩側系統的聯系。
1.5 跨線故障及線間互感的影響:對于跨線故障問題,相比單回線故障其電氣量變化特征表現出特定的差異性,這在一定程度上會對功率方向保護與距離保護等單側電量保護造成影響;在同桿雙回線路間通常會存在互感問題,故障發生時,雙回線上的電流與電壓同時由本線路工作狀況及另一線路電氣量感應大小共同決定,而零序互感問題又是電氣量感應影響的重要部分,若未能采取有效措施進行處理,很容易造成零序方向保護與接地距離保護誤動或拒動故障。[2]
2 同桿雙回線路繼電保護原理
2.1 距離縱聯保護
距離縱聯保護主要用于克服雙回線安裝原有距離保護條件下,兩回線保護均將線路末端出現兩非同名相跨線故障判別為相間故障而造成三相切除的難題。如對于TLS距離保護與CKJ-3距離保護。在TLS距離保護的三相通道與單相通道分開時,按照允許式分析,一端發單相信號,另一端則判斷為BC相間故障,發三相信號;本側在發送三相信號的同時能接收到另一側的三相信號,此為跳三相的基本條件;在CKJ-3距離保護中一段保護使用I回線方向元件和3段BC相間距離元件對II回線的2段BC相間距離元件進行閉鎖,在另一端出現保護動作而將單相故障切除后,閉鎖才能利用通道進行解除,由此完成相繼動作。在通信技術的快速更新下,4通道的距離縱聯保護也在不斷發展起來,其還能完成故障選項等。
2.2 分相電流差動保護
分相電流差動保護是同桿雙回線路中應用比較廣泛的一種保護運行方式。其按照相位比較兩側電流幅值及相位大小,線路兩側在同一時間內對故障相進行切除。分相電流差動保護具有可避免負荷及系統振蕩影響、工作方式快捷簡單、對非全相及全相運行中的故障皆能準確選相并切除、無需進行PT輸入等優點,在同桿雙回線路的跨線故障問題中,分相電流差動保護也具有良好的適用性。所以在通道條件正常時應盡量選用分相電流差動保護。
此種保護使用需要注意的問題有:(1)兩端電流同步采樣,其通常使用的同步方法有采用GPS技術完成同步和“乒乓”時間調整技術兩種方法;(2)確保通道的可靠性與安全性,分相電流差動保護信號傳輸主要采用光纖通道與微波通道兩種通信方式;通信方式的具體選擇要以系統自身的通信狀況和線路長短為主要依據,通常而言,長線路會采用微波通道或復用光纖通道;短線路保護會使用專用光纖通道;(3)在超高壓長線路中使用分相電流差動保護,要重點分析電流電容的補償問題。[3]
2.3 橫聯差動保護
橫聯差動保護在中低壓等級同桿雙回線路中比較常用。橫聯差動保護具有易于運行維護、構成簡單、無需通道等優點,缺陷是當單回線運行且存在相繼動作區時保護會出現拒動問題。橫聯差動保護通常分為電流平衡保護與橫聯方向差動保護兩種類型:
(1)電流平衡保護是指對兩回線中的電流幅值進行比較分析,將雙回線和電流和雙回線差電流分別當作制動量和動作量,若動作量高于制動量則采取保護動作;電流平衡保護具有弱饋側靈敏度較差的問題,其優點是無需進行電壓量輸入,其典型的LFP-967B型電流平衡保護在電力系統中比較常用。
(2)橫聯方向差動保護是指以短路電流方向和大小作為主要依據來對故障線路進行選擇,其同電路平衡保護都具有的缺陷是在雙回線出現同名相跨線故障時會出現拒動;當前國內電力系統中常用的橫聯方向差動保護主要有LFP-967A型方向橫差保護、ISA-285A型微機橫聯差動電流方向保護裝置;同原有的橫聯方向差動保護相比,微機型橫聯方向差動保護采用相同的保護原理,但其具有更強的邏輯判斷性能,能利用邏輯和延時判斷來避免雙回線對側一回路線斷路器跳閘、單回線與母聯斷路器不同其跳閘而造成的保護誤動問題。
2.4 相繼速動保護
相繼速動保護是指以單回線路距離保護原理為前提,增添額外保護功能以完成相繼速動。相繼速動保護可改善距離保護的獨立性,具有便于維護、成本較低等優點。如對于LFP-941型微機保護,其基本保護原理為:將LFP-941型微機保護分別安置在雙回線兩側,并設定對應的相繼速動功能,每個保護都會將距離III段的啟動信號FXL傳輸到另一回線保護的對應端子處,用于對另一回線保護距離II段的“相繼速動”回路進行閉鎖。而相繼速動動作的基本條件有:距離II段的啟動信號在經過設定的小時間段內不返回;本保護距離II段動作;在接收到另一回線的FXL信號后信號立即消失。
在線路尾端出現短路故障問題時,雙回線相繼速動保護動作要求一定的間隔時間,所以此種保護在中低壓線路或故障問題對系統運行安全性干擾較小的線路中比較適用。
2.5 基于六序分量的保護
對雙回線路進行對稱分量劃分為反序量與同序量,便可獲取六序分量。六序故障分量只存在于故障問題發生時,其相位關系與幅值與正常狀態相分離,保護安裝位置的序電流故障分量和序電壓故障分量間的相位關系主要取決于保護安裝位置到系統中性點間的阻抗大小,其不受短路點過渡電阻的干擾,具有較高的選相靈敏度。因六序分量保護方法要求使用雙回線不同導線的電氣信息,其在運行方式復雜性與接線復雜性上的缺相同橫差保護相似,所以在線路采用非全相運行、準三相運行及單相運行等運行方式時應將六序分量保護退出。
3 同桿雙回線路繼電保護配置分析
某兩個220kV變電所N、K與某500kV變電所在線路重建中對M~N和M~K進行同桿雙回線路重新架設。按照220kV線路快速故障切除和雙套保護要求,同時分析雙高頻保護通道在同桿雙回線路中的安全性及可靠性不足問題,設計中主要采用分相信號傳輸的允許式距離縱聯保護與分相電流差動保護構成的同桿雙回路線路保護配置方案。按照信號傳輸方式的不同,可進行兩種方案的選擇:(1)載波服用距離縱聯保護與專用光纖分相電流差動保護組合方案;(2)PCM復用距離縱聯保護與專用光纖分相電流差動波保護組合方案。此兩種方案皆符合主保護雙重化使用差異保護原理的標準。[4]
在實際設計中,因考慮到采用方案一時N~K雙回線路中四套縱聯保護僅由1條光纜路由輸出,可靠性和安全性相對較低,且分析運行方便性和施工調試的簡單性,M~N與N~K雙回線均采用第二種保護配置方案。方案設計中同時采用相-相耦合方式、雙頻工作方式的保護復用載波通道代替原有的相-地耦合方式、單頻工作方式的高頻保護載波通道,并配備保護信號傳輸與復用接口設備,使其可復用多個繼電保護命令。在實際應用中此種保護配置方案獲得了良好的保護效果。
4 結束語
繼電保護的質量將直接關系著同桿雙回線路的運行質量和使用壽命,因此,相關技術與設計人員應加強有關同桿雙回線路繼電保護原理分析,總結雙回線路繼電保護中的關鍵技術問題及不同原理使用條件,以逐步改善同桿雙回線路的繼電保護水平。
參考文獻
[1]黃穎.同桿雙回線路繼電保護原理及其應用探討[J].科技創新導報,2011,12(29):62-63.
[2]胡良山.同桿線路運行特點及對繼電保護的影響綜述[J].中國高新技術企業,2010,13(14):74-75.
繼電保護保護原理范文2
【關鍵詞】變電站;繼電保護;常見問題
一、前言
近年來,隨著我國科學技術的不斷發展,電力自動化系統及繼電保護設備在變電站中得到了廣泛的應用。然而,因為變電站周圍的電力磁場強度非常大,在這個區域里不僅安置的有大電流與高電壓的一次設備,還有電流于電壓都比較小的二次較弱設備,很容易促使一次強電裝置帶來的強電磁給二次設備造成干擾進而產生嚴重的安全事故。另外供電系統里面的外干擾和大氣干擾也可能影響到二次弱電設備。當前我國電網處于高速發展的階段,變電站的自動化化程度也飛速提高,所以改善變電站電力系統安全性能也成為當前諸多變電站繼電保護中的一項重要工作。
二、變電站繼電保護工作原理及作用
1、基本工作原理
變配電站繼電保護是根據變配電站運行過程中發生故障時出現的電流增加、電壓升高或降低、頻率降低、出現瓦斯、溫度升高等現象超過繼電保護的整定值(給定值)或超限值后,在整定時間內,有選擇的發出跳閘命令或報警信號。
根據電流值來進行選擇性跳閘的為反時限,電流值越大,跳閘越快。根據時間來進行選擇性跳閘的稱為定時限保護,定時限在故障電流超過整定值后,經過時間定值給定的時間后才出現跳閘命令。瓦斯與溫度等為非電量保護。
2、變配電站繼電保護的作用
變配電站繼電保護能夠在變配電站運行過程中發生故障(三相短路、兩相短路、單相接地等)和出現不正?,F象時(過負荷、過電壓、低電壓、低周波、瓦斯、超溫、控制與測量回路斷線等),迅速有選擇性發出跳閘命令將故障切除或發出報警,從而減少故障造成的停電范圍和電氣設備的損壞程度,保證電力系統穩定運行。
3、繼電保護設備狀態檢修的目標
(1)提高供電可靠性。對繼電保護設備進行狀態檢修能有效提高設備的可靠性和可用系數,避免傳統檢修方式的弊端,有效地延長了設備的使用壽命,從而保證了用戶的可靠、安全用電。
(2)保證設備安全經濟運行。目前,微機繼電保護及綜合自動化系統等技術在電力系統中得到廣泛應用,保護裝置也相繼具備了遠距離輸送的能力.可以充分利用數字式保護的技術特點,實現數字式保護系統的狀態槍修。這就改變了傳統的檢修方式,由計劃性檢修方式轉為預知性檢修,這樣就改變了定期檢修的盲目性,降低了憑經驗而進行的定期檢修的不可靠性和設備的故障率。
三、變電站繼電保護按保護的性質分類
1、發電機保護。發電機保護有定子繞組相間短路,定子繞組接地,定子繞組匝間短路,發電機外部短路,對稱過負荷,定子繞組過電壓,勵磁回路一點及兩點接地,失磁故障等。出口方式為停機,解列,縮小故障影響范圍和發出信號。
2、線路保護。線路保護根據電壓等級不同,電網中性點接地方式不同,輸電線路以及電纜或架空線長度不同,分別有:相間短路、單相接地短路、單相接地、過負荷等。
3、母線保護。發電廠和重要變電所的母線應裝設專用母線保護。
4、電力電容器保護。電力電容器有電容器內部故障及其引出線短路,電容器組和斷路器之間連接線短路,電容器組中某一故障電容切除后引起的過電壓、電容器組過電壓,所連接的母線失壓。
5、高壓電動機保護。高壓電動機有定子繞組相間短路、定子繞組單相接地、定子繞組過負荷、定子繞組低電壓、同步電動機失步、同步電動機失磁、同步電動機出現非同步沖擊電流。
四、變電站繼電保護站內各設備保護配置
1、線路保護。對于110KV智能變電站,站內保護、測控功能宜一體化,按間隔單套配置。線路保護直接采樣、直接跳斷路器;經GOOSE網絡啟動斷路器失靈、重合閘等功能。
2、變壓器保護。按照規程要求,110KV變壓器電量保護宜按雙套進行配置,且應采用主、后備保護一體化配置。若主、后備保護分開配置,后備保護宜與測控裝置一體化。當保護采用雙套配置時,各側合并單元(MU)、各側智能終端均宜采用雙套配置;中性點電流、間隙電流并入相應側MU。
3、母聯(分段)保護。分段保護裝置直接與合并單元和智能終端連接,分別實現不通過網絡數據交換的直接采樣和直接跳閘功能;同時,保護裝置、合并單元和智能終端等設備,均通過相互獨立的GOOSE網絡和SV網絡,實現信號的跨間隔傳輸。按照規程要求,110KV分段保護按單套配置,宜實現保護、測控的一體化。110KV分段保護跳閘采用點對點直跳,其他保護(主變保護)跳分段采用GOOSE網絡方式;母聯(分段)保護啟動母線失靈可采樣GOOSE網絡傳輸。
五、變電站站內繼電保護的測試檢驗
繼電保護是電網安全穩定運行的第一道防線,必須遵循可靠性、選擇性、速動性、靈敏性的原則。隨著電網規模的不斷擴大和電壓等級的不斷提高,對繼電保護“四性”的要求不僅沒有降低,反而提出了更高的要求。智能變電站應在保證繼電保護功能不變的基礎上,改進繼電保護信息共享、互操作的方式,即設備間交換信息的方式。
由于智能變電站中,電磁式互感器被電子式互感器代替,變壓器、斷路器等一次設備也加裝了智能單元,使得原來保護裝置與外界的連接介質全由光纖取代,信息全由網絡化的設備傳遞。針對這樣的變化必須提出智能變電站保護設備的測試方案。由于保護裝置沒有發生變化,變化的只是信息的傳遞方式,因此保護的邏輯功能檢驗和原來一致,可以沿用原來成熟的檢驗標準。針對變化的部分提出新的測試方法,主要有如下幾點。
1、原來輸入保護裝置的電壓、電流模擬量由來自合并器的光數字信號代替。傳統的保護測試儀只能輸出模擬量,而目前已有光數字保護測試儀,可以用光數字保護測試儀直接從保護裝置的光纖以太網口輸入測試。這樣的數字信號是沒有誤差的,以前的零漂、采樣精度檢驗步驟可以省略。但必須考慮有跨間隔數據要求的保護裝置(如變壓器差動保護、母線保護)在不同間隔間傳輸數據時,到達時間的同步性,如不確定或差距校大,將很難滿足保護裝置的要求。
2、在相同的一二次設備條件下,與傳統保護接點直接跳閘方式相比,智能變電站繼電保護采用GOOSE報文發信經通信網絡給智能終端發跳閘命令(如果有了智能開關則沒有這個環節)。采用GOOSE網絡,繼電保護通過網絡傳輸跳閘和相互之間的啟動閉鎖信號,與傳統回路方式相比,其可靠性主要體現在網絡的可靠性和運行檢修擴建的安全性上。
3、原來保護裝置輸出的各種信號由基于GOOSE協議的網絡傳輸實現。傳統的開入、開出量不再是24V或者220V的直流電信號,代之以優先級別有差異的GOOSE報文??赏ㄟ^整組傳動試驗來驗證保護裝置輸入、輸出信號的正確性與實時性。
參考文獻:
繼電保護保護原理范文3
關鍵詞:繼電保護;事故分析;處理
中圖分類號:U223.5+13文獻標識碼:A
0 引語
隨著電力系統的不斷發展, 電網結構的日益復雜,分布范圍變廣,維護的工作量和成本越來越大。當“狀態檢修”的概念提出后,對繼電保護設備進行系統的事故及故障原因分析,成為實施“狀態檢修”前的一大重要課題。
1 繼電保護事故的種類
1.1 定值問題:①整定計算的誤差②人為整定錯誤⑧裝置定值的漂移:a、元器件老化及損壞;b、溫度與濕度的影響;c、定值漂移問題
1.2 電源問題:①逆變穩壓電源問題:a、紋波系數過高;b、輸出功率不足或穩定性差;②直流熔絲的配置問題;③帶直流電源操作插件
1.3 TA飽和問題:作為繼電保護測量TA對二次系統的運行起關鍵作用,隨著系統短路電流急劇增加,在中低壓系統中電流互感器的飽和問題日益突出,已影響到繼電保護裝置動作的正確性?,F場因饋線保護因電流互感器飽和而拒動,主變后備保護越跳主變三側開關的事故時有發生。
1.4 抗干擾問題:運行經驗表明微機保護的抗干擾性能較差,對講機和其他無線通訊設備在保護屏附近的使用會導致一些邏輯元件誤動作?,F場曾發生過電焊機在進行氫弧焊接時,高頻信號感應到保護電纜上使微機保護誤跳閘的事故發生。新安裝、基建、技改都要嚴格執行有關反事故技術措施。
1.5 保護性能問題:保護性能問題主要包括兩方面,即裝置的功能和特性缺陷。有些保護裝置在投入直流電源時出現誤動;高頻閉鎖保護存在頻拍現象時會誤動;有些微機保護的動態特性偏離靜態特性很遠也會導致動作結果的錯誤。在事故分析時應充分考慮到上述兩者性能之間的偏差。
1.6 插件絕緣問題:微機保護裝置的集成度高,布線緊密。長期運行后,由于靜電作用使插件的接線焊點周圍聚集大量靜電塵埃,在外界條件允許時,兩焊點之間形成了導電通道,從而引起裝置故障或者事故的發生。
1.7 軟件版本問題:由于裝置自身的質量或程序漏洞問題只有在現場運行過相當一段時間后才能發現。因此,繼電保護人員在保護調試、檢驗、故障分析中發現的不正常或不可靠現象應及時向上級或廠商反饋情況。
1.8 高頻收發信機問題:在220 kV線路保護運行中,屬于收發信機問題仍然是造成縱聯保護不正確動作的主要因素,主要問題是元器件損壞、抗干擾性能差等,出問題的收發信機基本上都包括了目前各制造廠生產的收發信機。
2 繼電保護事故處理的思路
2.1 利用微機提供的故障信息
正確并且充分利用微機故障信息,對經常發生的簡單事故是容易排除的,但對少數故障僅憑經驗是難以解決的,應采取正確的方法和步驟進行。
2.1.1 正確對待人為事故:有些繼電保護事故發生后,按照現場的信號指示無法找到故障原因,或者斷路器跳閘后沒有信號指示,無法界定是人為事故或是設備事故,這種情況的發生往往與工作人員的重視程度不夠、措施不力、等原因造成。人為事故必須如實反映,以便分析和避免浪費時間。
2.1.2 充分利用故障錄波和時間記錄:微機事件記錄、故障錄波圖形、裝置燈光顯示信號是事故處理的重要依據,根據有用信息作出正確判斷是解決問題的關鍵。若通過一、二次系統的全面檢查發現一次系統故障使繼電保護正確動作,則不存在繼電保護事故處理的問題;若判斷故障出在繼電保護上,應盡量維持原狀,做好記錄,做出故障處理計劃后再開展工作,以避免原始狀況的破壞給事故處理帶來不必要的麻煩。
2.2 運用正確的檢查方法
2.2.1 逆序檢查法:如果利用微機事件記錄和故障錄波不能在短時間內找到事故發生的根源時,應注意從事故發生的結果出發,一級一級往前查找,直到找到根源為止。這種方法常應用在保護出現誤動時。
2.2.2 順序檢查法:該方法是利用檢驗調試的手段來尋找故障的根源。按外部檢查、絕緣檢測、定值檢查、電源性能測試、保護性能檢查等順序進行。這種方法主要應用于微機保護出現拒動或者邏輯出現問題的事故處理中。
2.2.3 運用整組試驗法:此方法的主要目的是檢查保護裝置的動作邏輯、動作時間是否正常,往往可以用很短的時間再現故障,并判明問題的根源。如出現異常,再結合其他方法進行檢查。
2.3 事故處理的注意事項
2.3.1 對試驗電源的要求在進行微機保護試驗事要求使用單獨的供電電源,并核實用電試驗電源是否滿足三相為正序和對稱的電壓,并檢查其正弦波及中性線是否良好,電源容量是否足夠等要素。
2.3.2 對儀器儀表的要求萬用表、電壓表、示波器等取電壓信號的儀器必須選用具有高輸入阻抗者。繼電保護測試儀、移相器、三相調壓器應注意其性能穩定。
3 如何提高繼電保護事故處理技術
掌握和了解繼電保護故障和事故處理的基本類型和思路是提高繼電保護故障和事故處理水平的重要條件,同時要加強下述幾個問題。
3.1 掌握足夠必要的理論知識
3.1.1 電子技術知識。由于電網中微機保護的使用越來越多,作為一名繼電保護工作者,學好電子技術及微機保護知識是當務之急。
3.1.2 微機保護的原理和組成。為了根據保護及自動裝置產生的現象分析故障或事故發生的原因,迅速確定故障部位,工作人員必須具備微機保護的基本知識,必須全面掌握和了解保護的基本原理和性能,熟記微機保護的邏輯框圖,熟悉電路原理和元件功能。
3.2 具備相關技術資料
要順利進行繼電保護事故處理,離不開諸如檢修規程、裝置使用與技術說明書、調試大綱和調試記錄、定值通知單、整組調試記錄,二次回路接線圖等資料。
3.3 運用正確的檢查方法
一般繼電保護事故往往經過簡單的檢查就能夠被查出,如果經過一些常規的檢查仍未發現故障元件,說明該故障較為隱蔽,應當引起充分重視,此時可采用逐級逆向檢查法,即從故障現象的暴露點入手去分析原因,由故障原因判別故障范圍。
3.4 掌握微機保護事故處理技巧
在微機保護的事故處理中,以往的經驗是非常寶貴的,它能幫助工作人員快速消除重復發生的故障,但技能更為重要,現針對微機保護的特點總結如下。
3.4.1 替代法該方法是指用規格相同、功能相同、性能良好的插件或元件替代被懷疑而不便測量的插件或元件。
3.4.2 對比法該方法是將故障裝置的各種參數或以前的檢驗報告進行比較,差別較大的部位就是故障點。
3.4.3 模擬檢查法該方法是指在良好的裝置上根據原理圖(一般由廠家配合)對其部位進行脫焊、開路或改變相應元件參數,觀察裝置有無相同的故障現象出現,若有相同的故障現象出現,則故障部位或損壞的元件被確認。
4 小結
本文從微機保護自身特點和現場實際經驗出發,結合長期處理繼電保護事故和故障的經驗和方法,對微機保護發生事故或故障的共性原因進行了一般性分類,并在一定范圍內總結了處理事故的思路及方法,介紹了提高處理事故和故障能力的基本途徑。實踐表明,上述思路和方法具備一定的實用性和可操作性。
參考文獻
[1] 何雪江.淺談繼電保護裝置的事故處理方法.廣東省電力工業學校 廣東廣州 【期刊】廣東水利電力職業技術學院學報2005-03-30
繼電保護保護原理范文4
【關鍵詞】發電機;轉子;滅磁;過電壓保護;應用;跨接器
滅磁系統和過電壓保護裝置都是發電機勵磁系統的重要主成部分。由于電力系統比較復雜,發電機常常會發生一些故障,會影響電力系統的穩定,如發電機定子繞組接地、轉子滑環直接短路、整流裝置故障等。這些故障均需要快速切除勵磁電源,對發電機進行滅磁。
1、發電機轉子滅磁的工作原理
發電機運行時,如有突發事件發生時,發電機繼電保護跳開滅磁開關,這時由于發電機在運行中突然切掉勵磁電源,轉子繞組儲存著大量能量需要釋放,此時若不采取任何措施就突然斷開勵磁電流,必然會使轉子繞組兩端形成過電壓,由于過電壓的產生會給轉子造成巨大沖擊,甚至會使轉子的絕緣層被擊穿。因此,在快速斷開勵磁電源的同時,必須要采取一定的措施先消耗掉轉子繞組中的電磁能,這一過程,通常被稱為滅磁。
滅磁的方式:線性電阻滅磁、非線性電阻滅磁等等。
1.1本文所研究的第一種滅磁方式是直流氧化鋅非線性電阻滅磁方式。其具體的工作原理
見附圖1所示:其中If轉子中的電流、FR1為氧化鋅非線性電阻、FMK為滅磁開關、Uo為勵磁電壓、LP為整流電源、Uk為滅磁開關弧壓、UR為氧化鋅非線性電阻殘壓。若要使轉子電流衰減至零,必須在轉子兩端加一個與其勵磁電源電勢相反的電勢U。滅磁方程式為公式(1):Ldi/dt+U=O
可見電感中電流衰減率正比于反向電勢U,反向電勢越大,滅磁時間越短。但反向電勢受轉子絕緣水平限制,反向電勢不能超過轉子絕緣允許值因此最理想的滅磁方式是滅磁電壓保持恒定,電流保持一個固定的變化率,
電流按直線規律衰減至零。由于氧化鋅非線性電阻殘壓UR變化很小,滅磁時近似于恒壓,即UR=U。發電機正常運行時轉子電壓低,氧化鋅非線性電阻呈高阻態,漏電流僅為微安級。滅磁時,滅磁開關FMK跳開,切開勵磁電源。
在滿足公式(3)時;Uk≥Uo+UR。電流被迫流入滅磁過電壓保護器中,轉子繞組中所儲能量被氧化鋅非線性電阻消耗,且氧化鋅良好的伏安特性保證了這部分能量幾乎以恒壓的形式消耗,確保了發電機組的安全。以上滅磁方式為直流氧化鋅電阻滅磁方式。
1.2本文所研究的第二種滅磁方式為:交流電壓滅磁方式,交流滅磁基本思路是在斷開功率整流柜輸入端交流斷路器前,首先切斷三相全控整流橋的觸發脈沖,然后進行滅磁。
交流斷路器斷流作用主要是利用電流過零這一特性實現的。但是由于負載電感很大,勵磁電流衰減較慢,因此,期望在3.3ms內利用電流過零斷流是不可能的,解決交流滅磁系統的斷流最有效的措施是在滅磁瞬間切除全控整流橋的觸發脈沖,其作用原理見附圖2等效電路。假如瞬間分斷交流斷路器的同時切除晶閘管整流橋的觸發脈沖,+A及-C兩元件一直續流導通。如果忽略導通元件的正向過電壓降,強制引入施加在非線性電阻兩端的電壓等于勵磁變的電源線電壓與交流斷路器斷口電壓之和。
如假定:Us=UsA+UsC 其中:Us:為兩個斷口電壓之和,則滿足滅磁電流換流條件的表達式為:Usm≥URm±UTm 式中:Usm-交流斷路器斷口電壓最大值;URm-非線性電阻導通最大值;UTm-勵磁變線電壓最大值
在瞬間分斷勵磁變壓器的線電壓時有可能處于正半波也有可能處于負半波,如果處于正半周滿足換流條件,這是交流斷路器的斷口電壓Usm需要有較高的電壓值。
在負半周,達到換流條件所需的斷口電壓值為URm±UTm,可降低對斷路器弧壓的要求。所以在負半周滅磁更可靠。如果將交流斷路器接在直流側,將三個斷路器接點串聯連接,亦可進行滅磁,滅磁時同樣須分斷晶閘管整流器的觸發脈沖,見附圖3。
對比將交流斷路器接于交流側和直流側兩種滅磁方式,可以看出:將斷路器接于交流側,可以利用交流過零點進行熄弧,這種滅磁屬于交流滅磁方式,滅磁時只有兩個斷口流過電流并建立弧壓。
當磁場斷路器設在直流側時,根據電力部行業標準,轉子過電壓動作值U=(5-7)UfN。
結束語
在發電機長期的運行過程中,發電機轉子滅磁及過電壓保護裝置的部件應根據需要進行及時改進和結構更換。本文中所介紹的發電機氧化鋅電阻閥片若不能在滅磁系統運行時正常工作,必須進行重新更換,以保證發電機轉子滅磁的可靠性,保護發電機組的安全,提高電網運行的穩定性。
參考文獻
繼電保護保護原理范文5
關鍵詞:繼電保護;不穩定;事故處理
中圖分類號:TM77 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2015)26-0116-02
繼電保護為稱為電網安全穩定運行的“保護神”,在電網發生故障時,迅速動作于跳閘或告警,以確保電網安全穩定運行。隨著我國建設智能電網進程的逐步深入,電網規模日益龐大,網架結構日益復雜,繼電保護作為電力二次系統的重要組成部分,其穩定性對電網安全有著重要意義。
1 繼電保護裝置不穩定問題的表現
繼電保護及其安全自動裝置主要用于在最短時間內切除電力系統內故障,并動作于跳閘或告警,提醒操作人員進行故障排查,避免事故擴大化。選擇性、速動性、可靠性、靈敏性是繼電保護的四個特性,在實際的運行過程中,受到各類因素的影響,繼電保護可能會出現各類不穩定情況,主要表現在以下幾個方面。
1.1 元件老化與腐蝕
繼電保護設備的CPU板卡、模擬量輸入輸出板卡、開關量輸入輸出板卡中有大量的電力電子元器件,這些元器件對外界條件非常敏感,繼電保護設備長期運行于較為惡劣的外部環境下,在溫度、熱度、濕度異常的環境下,會加速繼電保護設備內部元件的老化與腐蝕速度,特殊的高溫和濕熱環境下還可能出現銹蝕,從而引發繼電保護設備的技術參數偏差,引起保護特性的 不穩定。
1.2 外部電磁干擾
繼電保護裝置作為二次設備接入電網中,承擔著快速切除電網故障的任務。電網本身是一個復雜的電磁干擾系統,存在著大量的高頻信號和干擾信號,這些電磁信號對繼電保護的穩定性存在一定的干擾,嚴重時甚至導致繼電保護誤動作。
在電磁干擾較大如電氣化鐵路、鋼鐵廠等環境下,部分高敏繼電保護設備在運行的過程中,這些干擾信號還會變成電脈沖瞬態信號,引發繼電保護設備跳閘,導致電力系統因故停電,引起較大的停電損失。
1.3 靜電效應與粉塵污染
在現代電力系統內部,強弱電交叉的現象不可不免,內部設置非常復雜,內部線路錯綜復雜,存在較大的靜電效應和粉塵污染,從而可能導致繼電保護裝置內部板件上吸附較多的灰塵,可能引起內部接觸不良、焊點被污染,嚴重時引發電器元器件內部導通,引發絕緣擊穿或元器件失效,導致繼電保護不穩定。
2 引發繼電保護裝置不穩定的因素分析
引起繼電保護裝置不穩定的因素很多,從發生的概率和類型上進行總結,大致可以分為以下兩方面。
2.1 軟件因素影響
繼電保護裝置的邏輯實現和跳閘出口都是通過軟件實現的,尤其是微機保護時代,CPU中集成的繼電保護裝置邏輯是否正確直接決定了保護的動作行為。
如果繼電保護裝置軟件存在問題,例如相關的保護邏輯流程錯誤、需求分析不正確、邏輯編碼出錯等,會直接引起保護裝置運行不穩定,嚴重時甚至出現保護的誤動或拒動。
例如,某廠家220 kV線路新版本程序在頻率為50.09 Hz并發生故障時,縱聯距離不動作,由其它保護在200 ms時動作切開故障。
經過分析,新版本程序采取了新的頻率偏移處理邏輯,跟蹤精度0.2 Hz,當頻率偏移超過每檔0.03 Hz(如49.96 Hz,48.84 Hz時),程序處理未做相應補償,導致保護拒動。
2.2 硬件因素影響
2.2.1 繼電保護裝置硬件回路
某110 kV及以下線路保護裝置的硬件回路圖,如圖1所示。其主要包括交流插件、CPU插件、操作插件、電源插件等,對于110 kV及以上線路保護,還會包括若干塊輸入輸出插件,交流插件的數量也會因為輸入量的增加而增加。
如果裝置硬件回路出現問題,會直接影響整個保護設備的動作行為。例如,交流插件內部采樣回路中的A相電容管腳接觸不良,導致A相采樣偏小,可能引起差動保護出現差流,引起保護動作異常。
2.2.2 硬件回路以外其他二次回路的影響
除了裝置自身硬件回路以外,電力系統內部二次回路中,導線絕緣老化、擊穿引起短路故障的情況也十分普遍,其他輔助裝置包括操作箱、電壓切換箱等的故障,以及包括光纖通道、微波通道等通信通道在內的通信回路故障等,都可能引起繼電保護裝置的不穩定。
2.3 人為因素影響
除了硬件和軟件因素外,人為因素也是引起繼電保護不穩定的重要原因。例如,變電站工作現場中,運行和維護人員未能按照正確的操作流程來進行接線,或存在錯接線和漏接線的情況,導致繼電保護裝置采集到的信號不正確,引起保護設備不穩定。
3 繼電保護裝置不穩定事故的處理對策
3.1 做好故障分析和處理
在故障分析和處理過程中,要發揮好故障錄波分析裝置、保護信息子站和主站的作用,通過對故障錄波圖的分析,得出事故發生的原因,并有針對性的采取措施進行處理。繼電保護和故障信息處理系統工作分析,見表1。
一旦繼電保護設備出現不穩定情況,保護信息子站會錄入繼電保護裝置的動作信息以及故障錄波裝置錄取的波形文件,并通過系統進行信息的篩選的分析,最終生出事故分析報告,通過通信服務,經過圖形監控平臺,進行事故的歸檔和信息。
3.2 做好日常的維護和保養
針對上述分析的硬件和軟件影響因素,做好繼電保護裝置的日常維護和保養。
一方面,定期進行繼電保護設備連接器件牢固度檢查、電子元器件的疲勞程度檢查、繼電保護的清潔和除塵。
另一方面,通過順序檢查法、逆序檢查法、整組試驗法等方法,從保護定值檢查、系統性能測試、保護動作邏輯、保護動作時間等方面,分析和判斷故障出現的原因。
此外,還要做好對保護運行和維護人員的管理,提升人員專業素質,完善相關的管理制度,降低人為因素引起繼電保護裝置不穩定的概率。
3.3 加強對繼電保護的管理
首先,做好繼電保護的全過程監督和管理,做好繼電保護的入網測試工作,從產品設計、保護原理、設備選型等方面來加強對繼電保護的檢測,從源頭上控制繼電保護的性能。
其次,落實對繼電保護的缺陷管理,在繼電保護投產時,做好試驗驗收,包括保護帶負荷試驗、傳動試驗等,緊抓設備采購環節,監督制造廠家的產品質量。
此外,加強對繼電保護設備的改造,對于運行年限較長的繼電保護設備,做好設備的升級和改造計劃。實際運行中注重對繼電保護設備備品備件的管理,一旦繼電保護設備出現不穩定運行情況,能夠有效降低設備的故障處理時間。
4 結 語
智能電網建設進入了高速發展的新時期,隨著我國電網技術的不斷發展,繼電保護裝置也呈現出自動化、網絡化、智能化的特征,引起繼電保護不穩定的因素也日益增多,原因更加復雜,因此,廣大電力系統工作者應該加強學習,不斷積累系統運行和維護經驗,以提升繼電保護的穩定性,最終保證電網的安全穩定運行。
參考文獻:
[1] 孫春雨.電力系統繼電保護不穩定的原因分析及事故處理措施研究[J].科技創新與應用,2015,(10).
繼電保護保護原理范文6
[關鍵詞]繼電保護 作用要求 干擾原因 防護方法
一、電力系統繼電保護作用與要求
1.繼電保護的作用與組成
在電力系統的被保護元件發生故障時,繼電保護裝置應能自動、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統中切除,以保證無故障部分迅速恢復正常運行,并使故障元件免于繼續遭受損害,減少停電范圍;到90年代初集成電路及大規模集成電路保護的研制、生產、應用處于主導地位,目前正在研究面向智能信息處理的計算機繼電保護時代。
2.繼電保護的基本要求
繼電保護應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求??煽啃允侵咐^電保護裝置在保護范圍內該動作時應可靠動作,在正常運行狀態時,不該動作時應可靠不動作。速動性是指保護裝置應盡快地切除短路故障,以減輕損壞程度,指保護裝置應盡快切除短路故障,其目的是提高系統穩定性,減輕故障設備和線路的損壞程度,縮小故障波及范圍,提高自動重合閘和備用設備自動投入的效果。
二、繼電保護的干擾因素
1.雷擊
當變電站的接地部件或避雷器遭受雷擊時,由于變電站的地網為高阻抗或從設備到地網的接地線為高阻抗,都將因雷擊產生的高頻電流在變電站的地網系統中引起暫態電位的升高,就可能導致繼電保護裝置誤動作或損壞靈敏設備與控制回路。
2.高頻干擾
如果電力系統在隔離開關的操作速度緩慢,操作時在隔離開關的兩個觸點問就會產生電弧閃絡,從而產生操作過電壓,出現高頻電流,高頻電流通過母線時,將在母線周圍產生很強的電場和磁場,從而對相關二次回路和二次設備產生干擾,當干擾水平超過裝置邏輯元件允許的干擾水平時,將引起繼電保護裝置的不正常工作,從而使整個裝置的工作邏輯或出口邏輯異常,對系統的穩定造成很大的破壞。高頻電流通過接地電容設備流人地網,將引起地電位的升高。
3.輻射干擾
在新時期,電力系統周圍經常會步話機和移動通信等工具,那么它的周圍將產生強輻射電場和相應的磁場。變化的磁場耦合到附近的弱電子設備的回路中,回路將感應出高頻電壓,形成一個假信號源,從而導致繼電保護裝置不正確動作。
4.靜電放電干擾
在干燥的環境下,工作人員的衣物上可能會帶有高電壓,在穿絕緣靴的情況下,他們可以將電荷帶到很遠的地方,所以當工作人員接觸電子設備時會對其放電,放電的程度依設備的接地情況,環境不同而不同,嚴重時會燒毀電子元件,破壞繼電保護系統。
5.直流電源干擾
當變電所內發生接地故障時,在變電站地網中和大地中流過接地故障電流,通過地網的接地電阻,使接地故障后的變電站地網電位高于大地電位,該電位的幅值決定于地網接地電阻及入地電流的大小,按我國有關規程規定其最大值可達每千安故障電10V。對于直流回路上發生故障或其它原因產生的短時電源中斷接電源的干擾主要是直流與恢復,因為抗干擾電容與分布電容的影響,直流的恢復可能極短,也可能較長,在直流電壓的恢復過程中。電子設備內部的邏輯回路會發生畸變,造成繼電的暫態電位差,從而影響整個保護系統。
三、加強電力系統繼電保護的方法及措施
1.協調配置保護人員
在繼電保護中,調度、繼保、運行人員都會參與到其中。三方必須做到步調一致,思想統一,使三方人員合作意識與新型保護一道跟上去,擺好自己的位置,要明確繼保人員與電網調度和基層運行人員一樣,是電網生產的第一線人員,工作一樣、目標一樣。
2.完善規章制度
根據繼電保護的特點,健全和完善保護裝置運行管理的規章制度是十分必要的。繼電保護設備臺賬、運行維護、事故分析、定期校驗、缺陷處理等檔案應逐步采用計算機管理跟蹤檢查、嚴格考核、實行獎懲。有效促進繼電保護工作的開展。同時電力系統在管理中應加強對繼電保護工作的獎懲力度,建議設立年度繼電保護專業勞動競賽獎等獎項,并制定獎勵辦法進行獎勵,從而增強繼電保護人員的榮譽感和責任心。
3.對二次設備實行狀態監測方法
隨著微機保護和微機自動裝置的自診斷技術的發展,變電站繼電保護故障診斷系統的完善為電氣二次設備的狀態監測奠定了技術基礎。對保護裝置可通過加載在線監測程序,自動測試每一臺設備和部件。一方面應從設備管理環節人手,如設備的驗收管理,離線檢修資料管理,結合在線監測來診斷其狀態。另一方面在不增加新的投入的情況下,應充分利用現有的測量手段。
4.注重低壓配電線路保護
在我國,無論是城市內配網線路,還是農村配網線路,一般都以10kV電壓等級為主,但是10kV配電線路結構特點是一致性差。同時還要根據一般電網保護配置情況及運行經驗,利用規范的保護整定計算方法,各種情況均可計算,一般均可滿足要求。
5.實行繼電保護智能化與網絡
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,在繼電保護領域的應用也逐步開始。在新時期,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,它深刻影響著各工業領域,也為各工業領域提供了強有力的通信手段。