电厂电气主设备中继电保护问题探析论文_白昱

电厂电气主设备中继电保护问题探析论文_白昱

(太原理工大学 山西太原 030027)

摘要:电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,这就使得在当前电气设备应用中继电器保护技术要求日益提高,继电器保护技术是电力输送过程中的基础,是实现电力良好有效发展的前提。通过定期、严格地对继电器进行检查,消除继电器内在的隐患。还要对其他的元件进行改进和优化,减少继电器保护问题的发生,从而提高继电器运行的稳定性能,保证电气主设备正常运行。

关键词:电力;设备;继电保护

1 电气主设备继电保护的现状

对电气设备中的继电保护进行研究,主要是针对电力系统中的各种故障及可能危及到电力系统安全运行一些不良情况而言的,通过研究相关的对策反事故来实现其自身自动化保护的一种有效措施。在实践中,主要是用一些有触点的继电器来实现对电力系统及其各元件,比如变压器、变压器以及输电线路的保护,以免遭受各种损害,因此称之为继电保护。较之现代高压或超高压线路的继电保护而言,传统的发电机、母线、变压器以及并联电抗器等大型继电保护装置,总是表现出一定的滞后性。

1.1 主设备保护中的主后一体化与双重化配置

在实际工作中,不同的情况需要采用不同的配置,一般而言,双主双后保护模式主要是针对单一的一个被保护对象而言的,需要配置上两套相互独立的保护设备。每一套继电保护装置都包含着主后设备保护,且每一套保护系统都是由两个中央处理器构成的。两个中央处理器系统之间还可以进一步实现自检与互检;出口采用的是两个中央处理器模式,同时还将一个“与”门作为出口。从形式上来看,该方案概念比较清晰,而且能够有效地解决了继电保护中的拒动或者误动之矛盾。从电气主设备继电保护实践来看,已经大幅度的提高了其安全保护的运行水平。

1.2 主设备保护的新原理

从实践来看,TA饱和问题已经成为当前电气主设备继电保护过程中必要面对的一个客观难题,因大型发电机设备的变压器组具有较大的容量,因此故障电流的非周期性分量衰减的时间常数相对就会增大,很可能会导致差动保护不同侧的TA传变暂时出现不一致或者饱和现象。对于大型发电机设备的变压器而言,其每一侧的TA性质也不尽相同,这也非常容易导致TA饱和,进而造成区外故障时的差动保护误动;当母线的近端出现故障时,则TA会出现严重的饱和现象。针对 TA饱和问题,国内外也提出了一些识别 TA饱和的办法:采用附加额外的电路来检测 TA饱和,缺点是现场工程应用很不方便;提高定值,缺点是降低了内部故障的灵敏度;采用流出电流判据的标积式比率差动,理论计算表明当发电机发生某些内部故障时,也有流出电流,存在拒动的可能性。目前来看,电气主设备继电保护中主要有常规两折线和三折线比率差动、采样值差动以及标积制动式的差动等几种类型;而对于励磁涌流而言,目前电气工程中所用到的励磁涌流判别原理,主要是从涌流的波形和短路电流的波形上来判断的,因为其具有不同的特征,所有可以区分出励磁涌流和短路情况,实践中,当不同的涌流判别原理同时具有故障合闸时,总是会表现出继电保护动作延时或者动作用时离散度比较大等缺点。

2 继电器各种问题的应对措施

2.1 加强继电器检查

从前面可以了解到,继电器装置内部件问题是造成继电器保护发生异常的原因之一。因此,对于继电器装置的内在问题应提高重视,积极改进。具体方法主要从两方面开展:一是按正确顺序进行检查。继电器装置检查是维持电力系统运行工作中的重要任务之一。在检查继电器装置时,要在各项试验检测完成之后,装置再进行整组试验和电流回路流试验。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这样试验能够对装置是否正常进行有效评估。而且在所有试验完成之后,不再改动其他零部件、定值等。为了防止发生继电器跳闸事件,要对继电器保护的定值进行重新设置。进、出线中的过流间隔时间要超过0.05 s,可以设为0.1 s。二是定期检查。即使继电器日常运行正常稳定,但一般故障问题是长久积累形成的,例如元件松动等。因此,日常运行中要定期检查继电器装置有无元件松动、脱落等情况。一旦发现有元件异常则及时更换,或是对元件进行调整,避免发生故障造成损失。

2.2 防止电流互感器饱和

防止电流互感器饱和的方法主要从两方面进行:一方面,要预设线路故障,分析故障状态下电流互感器的变比。一般情况下变比不能过小。例如:对于10 kV线路中,继电器的电流互感器变比要超过300/5。这样才能保证在线路发生故障时,不会造成电流互感器饱和。另一方面,要降低电流互感器的二次负载阻抗。在线路中,要尽量避免保护和计量共同使用一个电流互感器。并尽量选择多功能产品,如:综合测控功能和保护功能的电流互感器。除此以外,还要尽量缩短二次电缆长度。这样可以极大减小二次负阻抗,防止出现电流互感器饱和的问题。

2.3 定期检查继电器的接地

继电器接地是保证继电器正常工作的必要环节。如果继电器接地异常,容易引起继电器发生异常,而且会对接触的工作人员造成安全方面的威胁。因此,继电器必须要时刻保持接地状态。在检查继电器接地时,要查看保护屏铜排、机箱面板是否接地。并进行接地加固。在确保接地的同时,要检查接地电阻、绝缘台。

3 主设备继电保护的发展趋势

3.1 信息网络化

变电站监控和发电厂电气监控系统的发展,要求主设备保护具有强大的通信功能,以便通过监控系统实现保护动作报文管理、故障数据处理、定值远方整定、事故追忆等功能,实现了电气智能设备运行的深层次管理。

在采用高速度、大容量的微处理器及高速总线设计后,保护装置将具有更完善的数据处理功能和通信功能,可以更好地实现保护信息化、网络化设计。主设备保护除了动作后经通信网络上传故障报文、数据到监控系统以外,还可以为系统动态提供保护装置的运行状态和信息,并可根据系统运行方式的变化通过数据交换,提供修改保护判据和定值的依据,保证全系统的安全稳定运行。

3.2 自适应技术、智能技术和数字技术的发展

自适应继电保护的基本思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化,进一步改善保护的性能。对于主设备保护而言,它与某些保护的判据、定值和系统的变化也是息息相关的,比如发电机失步保护、变压器零序保护等。目前,部分保护功能已经具备了一定的自适应能力,比如浮动门限、变斜率比率差动保护中的制动特性、自适应3次谐波电压比率定子接地判据等。随着与微机保护技术密切相关的其他科技领域新技术和新理论的出现,通信技术、信息技术、自适应控制理论、全球定位系统(GPS)等的应用,必将促进自适应保护的飞速发展。

参考文献

[1]于根友,郭志新.浅谈电气主设备继电保护技术分析[J].中小企业管理与科技,2010(10).

[2]黄惠容.电气主设备的继电保护技术发展现状与趋势[J].科技促进发展,2011(02).

[3] 刘增栋.10 kV配电系统继电保护的常见问题及应对措施[J].电子制作,2015(1):228.

[4] 刘仕前.继电保护技术在电气主设备中的应用[J].科技与创新,2015(8):158,160.

论文作者:白昱

论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期

论文发表时间:2017/11/2

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