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摘要:随着信息化时代的到来,一体化、模块化、智能化逐渐成为电力系统应用开发的主流方向。在继电保护自动化技术的开发过程中,近年来国内外电气生产企业不断推出新型的智能化继电保护产品。虽然继电保护装置的性能越来越强,但是继电保护装置内部软件运行异常、配套硬件质量问题、人为失误等因素导致的继电保护问题仍然较为普遍。单一的继电保护装置并不能完全解决继电保护的问题,需要从电力系统的整体角度来考量电网安全问题才能更加合理地解决继电保护的问题。
关键词:电力系统;继电保护;自动化措施
一、继电保护自动化技术的原理
电力系统的稳定性和安全性直接影响供电质量。为有效避免电力故障的发生,提升电力系统的运行质量,需从技术方面和管理方面采取对应措施。继电保护自动化技术是基于原始继电保护通过跳闸或者警告的方式对电力故障进行隔离或者切除,以保护整个电力系统。该项技术随着电力行业的发展已愈加成熟。电力系统中的监控模块收集所有与目标运行保护有关的信息,以全面了解整个电力系统的运行情况,为后期决策的制定提供客观、全面的借鉴,并为调整或者修正继电装置的功能参数提供参考,让继电装置更顺畅地处理各种电路故障。
二、继电保护装置的基本要求
1、灵敏性。灵敏系数是衡量保护装置灵敏度的主要指标。不管短路点出现在什么位置、短路性质属于哪种,只要在继电保护装置的保护范围内,拒绝动作都不可能出现在保护装置上,不会出现错误动作反应。
2、速动性。速动性指的是保护装置切断短路故障的及时性。切除故障所用的时间越短,对电气设备造成的损坏就越小,提升了系统电压的恢复速度,有利于电气设备的自启动,且有效保证了发动机并列运行的稳定性。
3、可靠性。如果保护装置的可靠性不高,就有可能造成电力故障或者重大事故。为确保保护装置的可靠性,不仅要保证设计原理、安装调试及整定计算等方面的正确性,还要保证保护装置的组成元件质量、后期的运行维护水平及系统的简化度。
三、电力系统继电保护中的自动化方法
1、通过微机方式
微机保护是计算机保护和继电保护的主要途径,在电力系统中开始逐步使用,但具有一定的挑战性。这种保护措施依托强大的数学运算和逻辑处理能力,对电力系统的运行方式、状态进行实时监控,对电力系统而言,借助微机技术精确的检测、处理功能,能够获得一定的提升。
2、引入计算机技术
借助计算机技术,继电保护的自动化、智能化水平获得极大地提升,其保护能力不断提高,电力系统运行稳定性不断增长。我们需要高度重视把计算机技术引入电力系统的继电保护之中,依托计算机优秀的软件、硬件技术,保障系统的灵敏性、精确性等。把计算机技术引入系统之中,能够把发生故障的线路、设备的相关参数准确、合理的计算出,同时保存系统的运行数据,系统恢复后,只需在先前操作的基础上继续操作即可,提高了电力系统的工作效率。
3、提高客户机自动化程度
继电保护有两种形式,主机、客户机。客户机一般设置在变电站中,对变电站录波器端口执行保护和管理命令,把设备的故障数据分类收集后给予传输到上层主机中。在系统运行正常的情况下,客户机实施不间断检测,收取来自设备的数据,自动分析系统检测时间段的运行质量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆继电保护自动化客户机能仅仅能够检查、收取并分析电力系统的运行情况的功能,还能够对员工的操控指令实施监测,如果命令执行者出现误操作的情况,触发报警装置,员工能够及时改正纠偏,保障系统准确科学的运行。自动化客户机在电力系统继电保护的过程中还可以对远端主站进行适当的拦截,在远端主站就可以接收到来自变电站运行时出现的问题和异常,即使自身设备不能进行正常的操控,可以通过请求远端主站来完成监控变电站的运行情况。
4、建设信息一体化
信息一体化主要是能够提升电力系统自身的自动化程度,我们可以把信息一体化作为终端一体化设备,以此来完成电力系统的保护工作,如对系统的运行状态进行监测,对运行故障信息进行分析和传输,对上述数据进行收集、规整并深入分析,为继电保护自动化、智能化在电力系统中的运用提供保障和依据,促进电力企业在新常态下的稳健发展和提升。
四、继电保护自动化在电力系统的应用
1、关键技术
在实际运行过程中,自动记录继电保护装置运行状态的数据库是实现继电保护自动化的关键技术环节之一。在此数据库中记录的主要字段包括RecoRd-Id、equIp_Id、state-change-tIme等,分别记录继电保护装置的状态记录Id、继电保护装置指针编号、状态变化时间。同时,数据库中还需要记录状态代码(state-code)、模拟量变化结果(analog-Result)、数据来源代码(data-souce-code)以及设备持续工作时长(contInuous-woRk-tIme)等。如果电力设施发生异常,电力系统可以通过上述继电保护运行状态数据做出判断。如果电力设备出现的故障超出了可以自动控制的范围,相应的系统装置会对出现的故障进行及时辨别,并向工作人员提供相应的信息。
2、电力系统自动化改造对继电保护的技术要求
随着电力系统的大规模建设,其对继电保护自动化技术提出了以下要求:
(1)要确保继电保护自动化技术的安全性。继电保护的出发点与落脚点都是为了确保电网的安全,因此继电保护的安全性是不言而喻的。
(2)电力系统的自动化改造要求继电器在其可控制的范围内具有一定的灵敏性,一旦电力系统发生故障能够及时采取相应的处理措施。
(3)对选择性的要求,主要指发生电路故障时能够准确选择要切除的电路进而实现对电路的保护。
五、继电保护整定计算
1、整定计算原则
(1)针对单一设备金属性故障计算保护定值。
(2)不同动作原理的保护定值需配合时,可按简化的方法配以较大的可靠系数,综合考虑得出整定值。
(3)不要求投入的保护,一般应根据欠量最小、过量最大的原则按保护装置定值范围整定。
(4)针对各类保护装置的多种型号版本,需保证整定计算结果有较强的通用性,建立合适的整定规范。
2、变电站10KV出线柜保护
(1)过流速断保护。瞬时电流在1500~3000a之间时,判断为短路电流,进行即时切断。
(2)重合闸。10KV公用线路重合闸时间取2s,重合方式为不检。
(3)过流限时保护。在确保灵敏度的情况下,尽量躲开启动电流,并按导线载流量或ta一次额定值增加配置一段,时间视特殊负荷具体情况而定。
(4)过负荷保护。取0.95~1.1倍导线载流量与出线柜电流互感器一次额定值较小者,时间5s,投告警信号。
3、集中式纵联电流保护
集中式纵联电流保护的工作原理如图1所示,装置根据各用户分支开关终端与上级主干分段开关终端之间的电流数据判断故障点。
图1集中式纵联电流保护原理图
结束语
对电力系统来讲,继电保护装置担任着“保护神”的角色,因此我们必须深入研究继电保护的自动化技术,不断加大研究投入,提升研究水平,保障电力系统更加稳定的运行,为国家的发展提供更加稳健的动力支撑。
参考文献
[1]阎国明.继电保护自动化技术在电力系统中的应用分析[J].科技创新导报,2016,13(19):37-38.
[2]唐玉娇,丁 睿.关于继电保护自动化技术的应用浅析[J].科技视界,2017,(36):104.
论文作者:杜成斌
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/12
标签:电力系统论文; 继电保护论文; 保护装置论文; 故障论文; 继电论文; 技术论文; 系统论文; 《防护工程》2019年10期论文;