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繼電保護裝置原理范文1
【關鍵詞】電梯 超載保護 失效
電梯從問世到今天已經經歷了一百多年的發展,由最早的簡陋落后的升降機發展到今天各種先進技術集成的現代電梯,期間經歷了無數的改進和提高。近年來,電梯事故頻發,電梯使用的可靠性及安全性成為電梯使用者重點關注的問題。據國家質檢總局的統計,2013年全國共發生特種設備事故227起、死亡289 人,電梯事故起數和死亡人數所占比重較大,電梯事故達70起,死亡人數57人。事故原因中,安全保護裝置失效導致的事故達35起,占全部電梯事故的一半,是引起電梯安全事故的最大因素。在電梯中超載保護裝置可以防止電梯發生超載運行,本文通過簡要分析電梯超載保護裝置的構成及運行特點及失效原因,制定了電梯超載保護裝置失效的處理措施,確保電梯超載保護裝置的安全可靠。
1 電梯超載保護裝置
在電梯使用安全的技術保護領域,電梯超載保護裝置主要解決電梯超載的保護問題,可以預防電梯因超載而發生的各種安全事故。為了減少電梯超載事故,一般將電梯轎底設計成為活動轎底,并在轎底下設置若干配有電器開關的支電子傳感器,當使用電梯時一旦達到其額定載重時就會觸動電器開關,發出信號、切斷控制電路并使電梯門無法關閉,而使電梯不能上下運行。這在電梯的保護裝置中是非常重要的,尤其是電梯在沒有司機操作的運行狀態下,超載保護功能可以確保電梯在額定荷載下運行進而保護電梯使用者和電梯所運送貨物的安全。超載保護裝置型式不同,裝設位置也不同,常見的超載裝置有活動轎廂式、活動轎廂地板式、轎頂稱量式、i房稱量式以及電阻應變式。常見的電梯超載保護裝置安裝見圖1。
2 電梯超載保護裝置失效原因分析
通過對電梯超載保護裝置失效時所造成電梯事故案例的分析并參照以往電梯檢驗的經驗,電梯檢驗人員發現電梯超載保護裝置發生失效主要是由于電梯超載保護裝置誤動作和超載保護裝置不動作引起的。電梯超載報警裝置誤動作一般是在電梯投入使用一段時間后,出現電梯載荷未超過額定載荷時就會動作的情況,這種故障稱為電梯超載保護裝置誤動作。電梯超載保護裝置不動作,是指電梯實際載荷超過電梯額定載荷時,電梯超載保護裝置不會發出報警信號,且會正常運行,這種情況是比較危險的,也是引起電梯事故的重要原因。電梯超載保護裝置誤動作的原因可以歸納為兩種,一種是因為曳引鋼絲繩張力變化和鋼絲繩自重等原因對電梯超載保護裝置的干擾;第二種原因是電梯因蹲底等原因造成轎廂底部變形,導致電梯超載保護裝置對檢測應變量錯誤,從而出現誤動作。電梯超載保護裝置不動作的原因也有兩種,一種是超載保護裝置因銹蝕、老化等原因出現彈簧疲勞、橡膠塊老化、零部件運行不暢等現象,導致超載保護裝置動作時卡阻;第二種原因是霍爾傳感器型的超載保護裝置,電梯運行中因曳引鋼絲繩繩頭組合的彈簧伸縮引起橫板旋轉移位,導致霍爾傳感器和永久磁體發生位移,在霍爾傳感器中的的磁通量隨之發生改變,從而導致超載保護失效。
3 電梯超載保護裝置失效處理
處理電梯超載保護裝置之前,需要確定是否失效以及失效原因,同時要進行詳細的檢驗電梯超載保護裝置。專業電梯檢驗人員進行這項檢驗時一般會結合電梯的運行、下行制動以及電梯的平衡系數試驗。通常電梯超載保護裝置失效的處理方法兩種,一種是將超載保護裝置固定在兩根以上的轎廂繩頭上,這不僅能夠防止永磁體和傳感之間發生移位,還能夠滿足更多的鋼絲繩連接的要求,從而更加精確的反映轎廂重量,這樣還成功的避免了因鋼絲繩張力不均引起測量誤差這一問題。第二種方法針對目前曳引式電梯中使用最廣泛的霍爾傳感器型式的超載保護裝置,這種超載保護裝置安裝在機房轎廂曳引鋼絲繩的繩頭處,維護保養時應注意傳感器在電梯運行時傳感器和永久磁鐵的位置是否發生位移,這樣可以避免在運行中因傳感器移位發生保護失效或因超載導致溜車等電梯使用安全事故的發生。
4 結語
提高電梯超載保護裝置安全可靠性主要是在技術上進行控制,在電梯使用中對不僅要從設備上控制電梯的超載,也要加強電梯使用人員及電梯設備的管理。電梯的安全至關重要,電梯超載保護裝置在電梯正常運行過程中起到不可估量的作用。電梯超載保護裝置失效會造成嚴重后果,因此,在電梯是設計制造、安裝使用及檢驗維護等過程中均要加強對電梯超載保護裝置的重視,要嚴格按照相關法規做好檢驗,做好預防措施,確保電梯超載保護裝置安全。
參考文獻:
[1]常寅飛.電梯超載保護裝置分析[J].中國石油和化工標準與質量,2011(5).
繼電保護裝置原理范文2
【關鍵詞】發電廠;繼電保護;裝置性能
1.引言
在電力系統中,繼電保護裝置作為重要的安全衛士可以在短時間內將故障隔離,從而防止故障的繼續蔓延,對電網造成更大的危害。在電廠中使用繼電保護裝置同樣重要。就繼電保護技術本來來說,其技術性較強,其關鍵技術體現在分析故障和處理故障上。本文對此進行了探討。
2.發電廠繼電保護作用及要求分析
將繼電保護技術應用于發電廠中,主要原理是檢測系統出現的異常信號并給出報警,同時將故障自動切離系統,提前對可能出現的故障進行防范。具體而言,繼電保護在發電廠中的作用表現為:進行故障監測,如:在設備發生故障之前,繼電保護裝置能夠進行異常信號的感知,并將故障切離系統,有效防止了元件的損壞;另外,繼電保護裝置在處理故障時十分迅速,可以避免停電。分析繼電保護的基本要求,由于它要完成檢測、報警、故障隔離等多種功能[1];因此,滿足繼電保護裝置運行的基本要求是非常有必要的,應該符合其選擇性、靈敏性和速度性。
3.繼電保護裝置工作原理分析
在發電廠中,常常會出現設備線路故障現象,這些故障必然會導致系統電流和電壓的改變,如果改變值超出了系統所能夠承受的范圍,智能控制系統會給出相應的報警信號,技術人員也可以直接向斷路器給出斷開指令,以此實現故障的隔離,盡可能的減少故障所涉及的范圍,這就是繼電保護裝置的工作原理。就其本質來說,它是對系統中的故障電流、故障電壓或者是其他參數的變化進行監測,從而做出判斷,給出動作指令。同時,繼電保護裝置也可以依據實際需要,將動作依據設定為其他參數,如:在變壓器油箱中,可以將瓦斯的變化設定為其故障的參考信號。不管是采用什么參數,其基本原理和結構都是類似的;包括:測量裝置、邏輯裝置以及執行裝置[2]。
4.繼電保護裝置基本性能
分析繼電保護裝置的基本性能,主要有以下幾點:
1)可靠性
繼電保護裝置的可靠性直接關系到其使用效果;其可靠性主要表現在兩個方面,一是故障動作的準確性,另一個是不會產生誤動作。可靠性是最基本的要求,對此,需要從多個方面來保證:在配置上要合理,裝置的制造質量要過關,技術性能要滿足要求等。在電廠中,電力設備通常都有兩個獨立的回路,在斷路器上分別裝有不同的繼電保護裝置,兩套設備互補,以實現對線路的保護。
2)選擇性
在電廠中,繼電保護裝置需要進行故障判斷,在決策制定時存在一定的選擇性,是先斷開故障的設備還是先斷開故障的線路;此外,裝置中的保護元件也具有選擇性,需要配合其靈敏系數,以實現對設備和線路的保護。
3)靈敏性
繼電保護的靈敏性可以通過靈敏系數體現,它是指能夠允許的電流和電阻的變化范圍。一旦電流超出靈敏系數范圍,裝置就會啟動隔離功能。通過整定的方式可以實現靈敏系數和選擇性的確定。
4)快速反應性
繼電保護的快速性要求很容易被理解,當故障出現時,只有快速的將其隔離出去,才能保證其對系統造成的傷害最小。
5.繼電保護裝置的應用
繼電保護裝置在發電廠中的具體應用體現在以下幾個方面。
5.1 對發電變壓器組的保護
繼電保護裝置在保護發電廠中的發電變壓器組時,需要對機組的型號予以充分的考慮;如:在某一大型的發電廠中,機組等設備的造價很高,維護起來十分復雜,停機檢修會造成較大的經濟損失。對此,在使用繼電保護裝置時,要求其配置可靠、靈敏并且快速。考慮到該電廠的實際情況,在對發電機和變壓器進行保護時,選擇了G60以及T60等保護設備;在對廠用變壓器以及勵磁變壓器進行保護時,采用了C30保護設備。采用的這些保護裝置具有十分成熟的技術,功能十分全面,在其硬件上包含有能夠實現數組控制的相應處理器和芯片??梢圆捎肈SP進行數據處理;因此,保護裝置的效率能夠得到提高。在實際應用中,可以依據具體情況對保護裝置進行靈活選擇,其依據是:發電機組的型號、電氣控制系統的具體特點等;只有這樣才能保證保護與運行控制之間的良好配合。另外,還應該考慮到裝置的經濟性和維護方面。
5.2 對發電廠電力系統的保護
機電保護裝置在進行電廠電力系統保護時,需要充分考慮配合性,即:基于合理減少二次電纜,有效提高對應網絡的自動化水平。如:在某發電廠中,將一套電廠用電監控系統配置在兩臺低壓機組上,另外,將系統與上層的DCS相連接,并通過通信網絡與繼電保護裝置相連接;利用監控系統可以實現對電度量的采集,并完成傳輸,最終實現對保護動作量的遙測以及通信。這種方式最終實現了對電源及保護裝置的控制,它不僅提供開關遙控,還可以實現保護定值的查詢和修改;自動化控制的可控性提高了,整個發電廠的電力系統更加安全。
5.3 對發電廠直流系統的保護
在發電廠中,直流系統是重要的組成部分,它為保護、開關以及自動裝置等提供直流電[3]。因此,保證直流系統的可靠穩定對于整個電廠來說意義重大,它同時也是繼電保護裝置準確動作的前提條件和有力保障。對于廠用直流系統而言,其配置原則依據的是電氣一次系統的分區;考慮到直流系統的遠近,可以實現直流系統的冗余配置。如:在某發電廠中,由一套直流供電系統負責機組主廠房發電機組、自動控制裝置、輸煤系統保護等供電[4]。因此,繼電保護裝置需發電廠中的直流系統實施保護。
6.結束語
本文分析了電廠中繼電保護的作用,對其工作原理進行了闡述,重點對其基本性能和特殊處理以及具體應用進行了探討??偠灾l電廠中的繼電保護裝置應用十分普遍。繼電保護裝置不僅需要具備共性的功能和性能,還應該依據發電廠的實際情況,在保證可靠性、選擇性和靈敏性的前提下,針對具體網絡實施保護。另外,為了滿足發電廠智能化生產的需要,在選擇繼電保護裝置時,應該配合自動控制系統,實現保護系統的自動化,從而提高保護效果。
參考文獻
[1]曹汝鵬.電廠繼電保護裝置的應用與檢修探討[J].電力技術,2009(22).
[2]張兵海,王獻志,李曉文.抽水蓄能機組幾種特殊發變組保護整定配置原則探討[J].水電自動化與大壩監測,2010(1).
繼電保護裝置原理范文3
關鍵詞:繼電保護裝置 615系列 斷電隔離
引言
在保護電力系統的安全、使電力系統能夠有個穩定的運行環境,設計了繼電保護裝置。由于計算機科學、通訊技術、信息領域的長足發展,許許多多的新技術在數字化保護設備中得到了應用和開發;因為保護裝置的嵌入式系統的一些特點,導致其功能變得越來越全面和復雜,也致使保護裝置的生產成本和測試難度逐漸增大,這些變化給繼電器保護裝置的規?;a及應用推廣帶來了巨大的挑戰。
自發、快速的處理需要保護設備的故障、異常狀態,而且將故障設備從系統中阻斷,有選擇性的作用于斷路器,使設備能夠正常的工作,在最小的范圍內控制損失,提高系統的可靠度,讓用戶能夠安全用電。
一、繼電保護裝置工作原理及特點
1.繼電保護裝置的工作原理
利用電力系統設備發生故障或者說有異常時的電氣信息發生變化時使用繼電保護裝置的繼電保護動作,就是繼電保護裝置的工作原理。電氣信息包括了電壓,電流等,還有變壓器油箱內故障時產生的瓦斯等危險氣體等其他的物理量[1]。一般情況下,故障信息的繼電保護裝置包括三個部分,分別是測試部分、邏輯部分和執行部分。在電力系統出現安全威脅時,智能控制系統或者技術管理人員可以發報警信號后直接向斷路器發出斷開指令,從而將故障隔離開來,從而阻斷故障的蔓延,減少故障損失。
2.繼電保護裝置的特點
選擇性多,敏銳度高,速度快和可靠性高,是繼電保護裝置的特點,這四個特點相互聯系,關系密切。
2.1多選擇
是指由故障設備或線路本身的保護切除故障,當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒絕工作時,才允許由相鄰線路保護、設備保護或斷路器失靈保護來切除故障[2]。要遵循逐級配合的原則,要電網發生故障時,選擇性的去除障礙,在上下級繼電保護裝置之間進行整定。
2.2高靈敏度
可以通過繼電保護的整定時,實現在保護范圍內線路和設備發生金屬性短路時的繼電保護裝置的靈敏系數
2.3速動性
保證系統的穩定,使設備和線路的損壞程度縮小,減小故障設計的面積,使自動重合閘和備用設備自動投入的效果更高,使繼電保護裝置能夠在最短的時間內切除短路的故障。
2.4可靠性
在正常運行的狀態下,繼電保護裝置進行保護的范圍的可靠性是最高的。任何電力設備都不允許在無繼電保護的狀態下工作,可靠性是對繼電保護裝置性能的最基本的要求。
二、繼電器保護裝置的功能及應用
由于電力系統的不斷發展和電力自動化保護問題的凸顯,繼電器保護裝置起到了至關重要的作用,繼電器保護技術的發展,為電力系統和自動化提供了安全保障;科學技術水平不斷提高,特別是計算機科學技術的廣泛應用于各個行業,并在生產中逐步形成生產能力,繼電保護技術已向網絡化、自動化、智能化、一體化方向靠攏。同時電力系統的擴容,簡單的繼電保護器已經不能滿足使用需求,在系統發生故障,龐大的電力系統不會再是簡單需要何時恢復、怎么恢復的問題,而是需要更先進的繼電保護器來滿足后續的改進、協調等多方面的問題,所以繼電保護技術從保護向預測、防范的研究領域發展。
1. ABB REM615繼電保護裝置使電力系統更安全
繼電保護設備可在電力系統發生故障或者說處于異常狀態時,用最短的時間,在最小的范圍內,自動的從系統中切除故障設備,也可以向電力監控警報系統發出信息,提醒電力維護職員及時解決故障,這樣繼電保護不僅能有效的防止設備的損壞,還能降低相鄰地區供電受連帶故障的機率[3]。這樣還能夠防止因為種種原因,電力系統長時間、大面積的停電事故,這也是維護電力系統非常有效的手段。
2.消除電力故障,保障社會生活秩序化。
使用繼電保護裝置,不僅能夠消除電力故障,還能夠使社會秩序正?;?。使社會經濟生活穩定,使人們的生命財產安全不受威脅。例如,幾前年北美出現在大規模的斷電事故,使經濟損失巨大,社會動蕩不安,人們的生命和財產安全得不到保障。所以,電力系統是否安全,是全民用電的前提,也是社會安定和人們的生命財產安全的保障。
三、繼電器保護裝置未來發展趨勢
繼電器保護技術未來發展方向即為電力系統故障或危害安全運行的不正常情況下,有更加可靠更加智能的處理問題。繼電保護裝置能在非常短的時間內,在最小的范圍內自動響應。需要達到更高的可靠性和智能性,需要多方面的技術支持。
1.網絡化技術
對單個繼電保護裝置來說,過于簡單的保護已經不能滿足或者適應電網大規模發展的需求。繼電保護技術如果要有大的發展,那就必須建立網絡系統;對障礙的位置認定、障礙的性質和障礙的距離的準確檢測是依據裝置得到的故障的信息量的多少。另外,龐大的參數量也需要多臺電腦收集才能完成工作。所以,只有在實現繼電保護裝置的網絡化情況下,才可能滿足大電網的運行需求。
2.計算機技術
繼電保護裝置要實現智能化,則在電路的基本保護功能外還需要有智能化功能;所以系統必須有龐大的參考對比信息,包含正常工作時的參數、故障時的參數,還需要有安全的數據存儲空間和計算處理能力。
3.一體化技術
即是在現有的繼電保護裝置的基礎上實現數據處理的升級,把單一的繼電保護裝置設為電網工作系統的終端裝置,電網中的電力系統運行和故障的信息和數據,都可以通過繼電器來獲取。
四、結語
繼電保護裝置在工廠中的應用除了具有最基本的功能和性能之外,還需要有針對性的功能,即在有高可靠、多選擇、靈敏強和速動快的條件下,能夠符合工廠的生產需求,根據不同的環境用計算機網絡來進行維護。另外為了能適應智能化的生產需要,繼電保護裝置的選擇應該跟網絡化技術、計算機技術、一體化技術相結合,才可以達到更高要求的系統自動化保護的效果和功能
參考文獻:
[1]王全亮.淺談電力系統的繼電保護措施[J].中國新技術新產品.2011
繼電保護裝置原理范文4
關鍵詞 電力系統;繼電保護裝置;使用與維護
中圖分類號TM77 文獻標識碼A 文章編號 1674—6708(2012)76—0137—02
1 繼電保護裝置進行了概述
1.1 繼電保護裝置的概念及其基本任務
電力系統繼電保護裝置是在電力系統發生故障和運行不正常時,能夠及時向運行值班人員發出告警信號,或直接發出跳閘命令,快速切除故障,消除不正常運行狀態的重要自動化技術和設備。
繼電保護的基本任務意思能夠自動迅速,有選擇的跳開特定的斷路器,使電力系統的故障部分快速從電力系統中分離,達到最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞,同時將電力系統安全供電影響降到最?。欢悄軌蚍从畴姎庠牟徽_\行狀態,同時要依據不正常運行狀態以及設備運行維護條件的不同向值班人員發出信號,以便及時進行處理,反應電力系統不正常狀態的繼電保護裝置通常帶有一定的延時動作。電力系統對繼電保護裝置要求具備速動性、選擇性、靈敏性以及可靠性。
1.2 繼電保護裝置的基本原理以及組成
繼電保護裝置就是利用正常運行與區內外短路故障電氣參數變化的特征構成保護的判據,根據不同的判據就構成不同原理的繼電保護,譬如電流增加(過電流保護)、電壓降低(低電壓保護)、電流電壓間的相位角會發生變化(方向保護)、距離保護或阻抗保護等等,此外還有一些外非電氣量保護,譬如瓦斯保護與過熱保護。
繼電保護裝置?一般由測量部分、邏輯部分和執行部分三部分組成。一是測量部分。就是測量從被保護對象輸入的有關電氣量,并與已給定的整定值進行比較,根據比較的結果,從而判斷保護是否應該起動;二是邏輯部分。就是根據測量部分各輸出量的大小、性質、輸出的邏輯狀態、出現的順序或它們的組合,使保護裝置按一定的邏輯關系工作,最后確定是否應該使斷路器跳閘或發出信號,將有關命令傳給執行部分;三是執行部分。就是根據邏輯部分輸出的信號,最后完成保護裝置所擔負的任務。
2 繼電保護裝置的應用與維護
2.1 繼電保護裝置的應用
繼電保護裝置廣泛應用高壓供電系統線路保護、主變保護、電容器保護等高壓供電系統與變電站中。高壓供電系統主要是對于不并列運行的分段母線裝設電流速斷保護,但要求是在斷路器合閘的瞬間投入,合閘后自動解除。此外對于負荷等級較高的配電所也裝設過電流保護。
變電站的繼電保護裝置分類較多,大體有以下幾種:一是線路保護。通常情況下采用二段式或三段式電流保護,電流速斷保護為一段保護,限時電流速斷保護為二段保護,過電流保護為三段保護;二是母聯保護:母聯保護的要求必須同時裝設限時電流速斷保護和過電流保護;三是主變壓器保護。主變壓器保護有主保護與后備保護兩類,主保護通常指重瓦斯保護與差動保護,后備保護指復合電壓過流保護與過負荷保護;四是電容器保護。電容器保護主要包括過流保護、零序電壓保護以及過壓保護及失壓保護。
2.2 繼電保護裝置的維護
繼電器保護裝置經歷了電磁型、晶體管型、集成電路型、微機型的發展階段,當前各類形式的繼電保護裝置保護仍在電力系統中廣泛存在并發揮作用。繼電保護裝置不但在選用上充分考慮其是否達到基本運行條件的技術要求,日常的維護與檢測也要重視。
繼電保護裝置的常規性檢查:
一是檢測繼電保護裝置的連接件是否緊固,焊點處是否有虛焊現象,同時也要對其機械特性進行檢查。現在繼電保護裝置的保護屏后,有大量的端子排端子螺絲,一定要逐一不漏的對這些螺絲進行緊固,預防繼電保護裝置出現保護拒動、誤動的隱患故障;二是將繼電保護裝置所有的插件拆下進行檢查,對所有的芯片都要按牢,螺絲進行緊固,同時檢查是否有虛焊點。在繼電保護裝置的檢查中,務必將繼電保護裝置的各個元件、保護屏、控制屏、端子箱的螺絲的緊固作為重要措施來落實;三是清掃繼電保護裝置。繼電保護裝置的清掃工作要由兩人或兩人以上進行,避免發生誤碰而影響運行設備,在清掃中,一定要注意與帶電設備保持安全距離,預防造成人身觸電,避免導致二次回路短路與接地事故;四是對于微機保護的繼電保護裝置,其電流、電壓采樣值要每周有一次記錄,同時,對微機保護的打印機要定期檢查與打印。
2.3 繼電保護裝置故障處理
繼電保護裝置的維修與維護工作要求技術性很強,不但掌握設備的調試,而且要有扎實的理論基礎,能夠快速處理繼電保護裝置故障的有效方法。繼電保護裝置常用故障處理方法主要有以下幾種。
2.3.1 直觀法
如果繼電保護裝置出現故障無法用儀器逐點測試,或者繼電保護裝置的某個插件故障無法更換備品,可以仔細觀察到繼電保護裝置的接觸器或跳閘線圈是否能動作,能動作說明電氣回路正常,而機構內部存有故障,然后直接觀察到繼電器內部是否有明顯發黃或者某個元器件是否有濃烈的焦味等現象,這樣就能夠迅速判定故障所在。
2.3.2 短接法
繼電保護裝置出現故障后,可以將回路某一段或者一部分進行短接線接入為短接,來判定故障是否存在于短接線范圍之間,逐次短接就會縮小故障范圍。這種方法通常用于電磁鎖失靈、電流回路開路、切換繼電器不動作、判斷控制KK等轉換開關的接點不良等故障。
繼電保護裝置原理范文5
【關鍵詞】 電力系統 微機繼電保護 應用研究
1 繼電保護技術概述
近年來,電力系統得到了飛速的發展。提高系統的運行效率和運行質量成為需要迫切解決的技術問題。而繼電保護技術是解決問題的核心技術之一。繼電保護技術是指在系統正常用電過程中,可以對電路故障發出警報信號,并能夠有效防止事故發生的一種自動化技術。繼電保護技術的原理是通過檢測系統中電氣元件發生異常情況時電氣量(頻率、電壓、電流)的變化,并完成繼電保護動作。其核心是繼電保護裝置。近些年,繼電保護裝置從原來的機電整流式向集成微機式發展。將計算機技術融入到繼電保護裝置,使繼電保護技術得到進一步的發展,同時使繼電保護性能進一步的增強(如圖1)。
微機繼電保護技術的主要特點:(1)提高運行正確率,計算機的數據處理技術使得繼電保護裝置具備十分強的記憶能力,同時運用自動控制等技術,使繼電保護裝置可以更優的完成故障保護功能,提高了系統運行的正確率。(2)良好的監控管理操作性,該技術中運用的一些核心器件不受外在環境的影響,可以帶來良好的功效。而且保護裝置利用計算機保護裝置,具備了可監控性,從而大大降低了成本。(3)增強輔助功能和兼容性,繼電保護裝置在制造上采用通用兼容的原理,易于統一標準,而且保護裝置的體積較小,可以減少盤未的數量,在此基礎上可以擴展其他輔助功能。
2 繼電保護技術的歷史與現狀
20世紀中期,基于晶體管的繼電保護技術得到蓬勃發展和廣泛應用。隨后,專家學者對基于集成運算放大器的集成電路保護技術進行了研究,到80年代末集成電路保護技術趨于成熟,逐漸替代了晶體管保護技術。直到90年代,基于集成電路的保護技術一直占據著主導地位。在此期間,我國對基于計算機的保護技術開始了研究,取得了輝煌的成果。相繼研制了不同型式、不同原理的微機保護裝置。在主設備方面,關于微機相電壓補償方式高頻保護、微機線路保護裝置、發電機保護和發電機-變壓器組保護技術都獲得巨大進展。至此,不同原理和機型的微機保護裝置為電力系統提供了性能優良、可靠地繼電保護裝置。同時,在微機保護算法等方面也取得了大量的理論成果。我國繼電保護技術進入微機化時代。
3 繼電保護技術的配置和應用
3.1 繼電保護裝置的任務
繼電保護裝置利用系統中電子器件發生短路等異常情況時電氣量的變化完成繼電保護的動作。其主要任務在于:(1)供電系統正常運行時,安全地監視各個設備的運行狀況,為工作人員提供可靠的運行依據;(2)在系統發生故障時,快速。自動地選擇性屏蔽故障部分,從而保證系統其它部分繼續正常運行。(3)供電系統出現異常運行工作時,能準確地及時發出警報,通知工作人員進行處理。
3.2 繼電保護裝置的基本要求
(1)可靠性。保證裝置能夠反應正確的動作,且隨時處于監控狀態。不具備可靠性的保護裝置或許成為直接造成故障或礦大事故的根源。為保障保護裝置具備可靠性,要求組成裝置的各個元件質量可靠,運行維護得到。同樣要求裝置的設計原理、整定計算和安裝調試正確無誤。保護系統應盡可能簡單有效,提高系統保護的可靠性。
(2)選擇性。指當供電系統發生故障時,保護裝置能夠有選擇的將發生故障部分切除。即保護裝置首先斷開離故障點最近的斷路器,保障系統中非故障部分可以繼續正常運行。
(3)速動性。指保護裝置能夠快速地切除電路故障部分??s短故障的切除時間,可以減輕短路電流對設備的損壞程度,加快系統的恢復,為電氣設備自啟動創造有利條件,同時提高了發電機并列運行的穩定性。
(4)靈敏性。指繼電保護裝置對異常工作的反應能力。保護裝置的靈敏度用靈敏系數衡量。在裝置的保護范圍之內,不管短路性質如何,不管短路點位置如何,保護裝置應都能夠實現保護動作。但在保護區外,該裝置不應該構成任何錯誤動作。
3.3 繼電保護技術的應用
在電力系統建設與運行中,高壓線路、低壓網絡及各種電氣設備均裝載了相應的微機繼電保護裝置,其主要用于高壓線路保護、主變保護、電容器保護等。高壓供電系統應用包括母線繼電保護裝置的應用,對非并列運行的分段母線裝載電流速斷保護。另外,還需裝置過電流保護。對等級較低的配電所可以不裝設電流保護。
繼電保護裝置在變電站中的應用包括:(1)主變保護:包含主保護和后備保護,主保護通常是差動保護和瓦斯保護,后備保護通常是過負荷保護或過流保護;(2)母線保護:需同時裝載限時電流速斷保護和過電流保護;(3)電容器保護:其主要包括過壓保護、失壓保護以及過流保護;(4)線路保護:通常采用二段或三段式電流保護,其中一段是速斷電流保護,二段是速斷限時電流保護,三段是過電流保護。微機繼電保護技術的快速發展推動了繼電保護裝置的廣泛使用。根據不同的需求,研發出不同原理、不同機型的保護裝置。
4 繼電保護技術的發展方向
4.1 智能化
隨著計算機技術在電力系統繼電保護領域中的廣泛應用,許多新的計算機控制方法不斷被應用于繼電保護當中。比如專家系統、人工神經網絡、遺傳算法、小波理論、模糊邏輯等人工智能技術,從而對繼電保護的研究向智能化方向發展。如利用人工神經網絡來實現故障的類型判別;或將過渡電阻短路歸為非線性問題。人工智能技術的不斷發展推動了繼電保護技術的智能化發展。結合不同的智能技術,分析不確定因素對系統的影響,以提高系統的可靠性,是智能保護的主要方向。
4.2 計算機化
系統運行中微機繼電保護裝置的動作準確率明顯高于其他保護裝置。繼電保護裝置的計算機化是絕對的發展優勢。微機繼電保護裝置以中央處理器為核心,依據數據采集系統到的系統的實時狀態數據,根據選定算法來檢測系統是否發生故障以及故障的范圍、性質等,做出是否切斷或報警等判斷。微機繼電保護由計算機程序實現,其中CPU是計算機系統自動控制的指婚中心,計算機程序運行在CPU上。所以CPU的性能在很大程度上決定了計算機系統性能的好壞。
4.3 網絡化
網絡型繼電保護是一種新型的繼電保護技術,是微機保護技術發展的趨勢。它建立在網絡技術、計算機技術、通信技術基礎之上,利用計算機網絡實現各種保護功能,包括線路保護、母線保護、變壓器保護等。網絡型繼電保護的優點是共享數據,能夠實現本來由光纖保護、高頻保護才可以實現的縱聯保護。此外,通過分站保護系統采集到所有斷路器的電流量、母線電壓量。所以易于實現母線保護,且不需要其他的母線保護裝置。網絡保護系統的拓撲結構采用簡單的環形結構、星型結構、總線結構。因為繼電保護的重要性,需要采取可靠的網絡安全控制策略,來確保網絡保護系統的安全。
4.4 自動化
現代網絡技術、計算機技術為改變電力系統監視、保護、控制提供了系統集成和優化組合的技術基礎。高壓變電站經歷著技術創新,即實現自動化和繼電保護的結合。其體現在遠程控制與信息共享、集成與資源共享。以遠方終端單元、微機保護裝置為核心,將變電所的控制、測量等融入計算機系統,提高系統的可靠性。綜合自動化系統打破傳統二次系統設備劃分原則,克服了常規保護裝置不能與控制中心通信的缺陷,賦予了變電所自動化新的含義和內容。
5 結語
微機繼電保護技術在電力系統中發揮著重要的作用。繼電保護裝置為提高電力穩定性與安全性、保護電力設備提供了技術保障,為電力需求提供技術支持。隨著電力系統的發展和計算機技術、通信技術的進步,繼電保護技術向著智能化、計算機化、自動化、網絡化方向發展,進一步提高保護裝置的性能。
參考文獻:
[1]劉靜.發電機組繼電保護技術應用[J].電力科技,2010.5.
繼電保護裝置原理范文6
關鍵詞:繼電保護;原則;原理
中圖分類號:TB文獻標識碼:A文章編號:1672-3198(2012)15-0194-01
電力系統中發生故障時,若不采取有效措施,勢必給經濟帶來重大損失。因此,一旦電力系統中出現故障時,必須盡快地將故障切除,恢復正常運行,減少對用電單位的影響;而當出現不正常運行方式時要及時處理,以免引起設備故障。繼電保護的任務就是自動、迅速、有選擇性地將系統中的故障切除,或在系統出現不正常運行情況時,發出各種信號。
為了保證對用電單位的連續供電,故障切除后應盡快地使電氣設備再次投入運行或由其他電源和設備來代替工作。因此,電力系統中除安裝大量保護裝置外,還需裝設各種自動裝置,如自動重合閘、備用電源自動投入以及自動低頻減載裝置等,它們雖屬電力系統自動化的范疇,但與繼電保護裝置有密切關系。
繼電保護是用來保護電力系統和用電設備安全可靠運行的一種裝置。人們發現在電力系統中發生短路時,會產生很大的電流,因此,首先出現了反應電流的保護裝置。最初的電流保護就是熔斷器,而且把它作為重要電氣設備的保護。隨著電力系統的發展,設備和系統容量都越來越大,系統接線也越來越復雜,因此在許多情況下,單靠熔斷器就不能很好地滿足快速、靈敏、有選擇地斷開故障的要求,于是就開始采用繼電器作用于斷路器跳閘的繼電保護裝置。
通過以上論述,我們不難發現,對繼電保護裝置的基本要求是選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。
1 選擇性
系統發生故障時,繼電保護裝置應有選擇地切除故障部分,使非故障部分保持繼續運這種性能稱為繼電保護裝置的選擇性。繼電保護的選擇性,可采用下面二種方法獲得:
(1)對帶階段特性與反時限特性的保護裝置,用上下級斷路器之間動作時限和靈敏性相互配合來得到選擇性,即由故障點至電源方向逐漸降低其靈敏性與提高時限級差。具體要求是:時限級差應有0.5秒以上,上級斷路器保護整定值應比串聯的下級斷路器保護整定值至少大1.1-1.15倍(即配合系數KPh)。
(2)繼電保護裝置無選擇性動作而以自動重合閘或備用電源自動投入的方法來補救。
2 速動性
短路時快速切除故障,可以縮小故障范圍、減小短路電流引起的破壞程度、減小對用電單位的影響、提高電力系統的穩定。因此在可能條件下,繼電保護裝置應力求快速動作。上述性能稱為繼電保護裝置的速動性。
故障切除時間等于繼電保護裝置動作時間與斷路器跳閘時間之和。目前油斷路器的跳閘時間約0.15-0.1秒,空氣斷路器的跳閘時間約0.05-0.06秒。一般快速保護裝置的動作時間約0.08-0.12秒,現在高壓電網中快速保護裝置的最小動作時間約0.02-0.03秒。所以切除故障的最小時間可達0.07-0.09秒。對不同電壓等級和不同結構的網絡,切除故障的最小時間有不同要求?!銓?20-330千伏的網絡為0.04-0.1秒,對110千伏的網絡為0.1-0.7秒,對配電網絡為0.5-1.0秒。因此,目前生產的繼電保護裝置,一般都可滿足網絡對快速切除故障的要求。
但速動性與選擇性在一定情況下是有矛盾的,根據選擇性相互配合的要求,在某些情況下,不能用速動保護裝置。
對于僅動作于信號的保護裝置,如過負荷保護,不要求速動性。
3 靈敏性
繼電保護裝置對被保護設備可能發生的故障和不正常運行狀態的反應能力要強,要求能夠靈敏地感受和動作。這種性能稱為繼電保護裝置的靈敏性。
繼電保護裝置的靈敏性以靈敏系數來衡量。對不同作用的保護裝置和被保擴設備所要求的靈敏系數是不同的,在《繼電保護和自動裝置設計技術規程》中都有規定。
4 可靠性
繼電保護裝置對被保護范圍內發生屬于它應動作的各種故障和不正常運行狀態,應保證不拒絕動作,而在正常運行或即使發生故障但不屬于它應動作的情況下,應保證不誤動作。這種性能稱為繼電保護裝置的可靠性。保證繼電保護裝置能有足夠的可靠性,應注意如下幾點:要求選用的繼電器質量好、結構簡單、工作可靠;設計接線時,力求簡化,使用繼電器和繼電器觸點最少;正確選定繼電保護的整定值。由于計算及檢驗的誤差,保護的整定值應是在保護的計算值上乘一個可靠系數kk。一般可靠系數kk取1.2-1.5;高質量的安裝、定期檢驗和維修繼電器。
上述對繼電保護裝置的四個基本要求互相聯系,又互相制約。因此,在考慮繼電保護方案對應根據具體情況,對四個基本要求統籌兼顧,并辨證地看待和解決這四個基本要求之間的矛盾。最后,繼電保護裝置在滿足四個基本要求下還應盡量簡單。
繼電保護裝置必須具有正確區分被保護元件是處于正常運行狀態還是發生了故障,是保護區內故障還是區外故障的功能。保護裝置要實現這一功能,需要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。
不對稱短路時,出現相序分量,如兩相及單相接地短路時,出現負序電流和負序電壓分量;單相接地時,出現負序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運行時是不出現的。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。此外,除了上述反應工頻電氣量的保護外,還有反應非工頻電氣量的保護。