浅析电力系统中继电保护技术论文_杨建,张继凯,李一卓,许旭

浅析电力系统中继电保护技术论文_杨建,张继凯,李一卓,许旭

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摘要:在现代电力系统中,若没有继电保护装置,想要维持正常工作是不可能的。随着电力系统的不断发展,继电保护装置也应不断的进行革新和完善。只有这样才能保证电力系统的正常工作,才能更好地为社会服务。

关键词:电力系统;继电保护;技术

引言

近年来,我国电力事业发展迅速,对我国经济的发展和人民生活水平的提高,发挥着十分重要的作用。电力系统是一个规模庞大的动态系统,电力系统的安全运行对国民经济的发展有着重要的影响。特别是超高压电网和大容量机组的出现,对继电保护和自动装置提出了更高的要求,电子技术及计算机通信技术的飞速发展为继电保护技术的发展注入了新的活力。

一、继电保护技术的发展趋势

近年来,随着现代化电力系统建设的推进,继电保护技术被广泛地应用于电力系统中,继电保护技术不断发展与完善,并且呈现出计算机化、智能化、网络化与一体化的发展趋势。现简要论述如下:

(1)计算机化发展趋势。数量激增,要求继电保护系统具有良好的数据处理能力,能够存储信息和传输信息,能够有与其他系统融合联网,实现整个系统信息及数据的资源共享。现代化计算机技术的存储、传输、处理信息的能力大幅提高,继电保护系统呈现计算机化的发展趋势。

(2)智能化发展趋势。近年来,自适应理论、人工神经网络、专家控制法、模糊逻辑算法、蚁群算法等诸多智能算法被应用于继电保护系统中,使电力系统继电保护达到了更高的标准。综合运用各类智能化算法,有利于将继电保护系统中各类不确定因素的消极影响降到最低,从而更好地维护继电保护装置的可靠性。

(3)网络化发展趋势。电力系统若想实现信息及数据的资源共享,就必须实现继电保护系统的网络化。当今时代,诸多变电站已然实现继电保护系统的网络化,电力系统能够共享继电保护装置提供的故障信息及数据,根据故障信息来确定继电保护举措,从而实现对电力系统运行安全的维护。当前电力系统继电保护的网络化尚未全面实现,仍需要继续探索与实践。

(4)一体化发展趋势。众所周知,电力系统中对继电保护装置及继电保护技术的应用,为的是实现如下两个目标:一是当电力系统出现系统故障时,通过继电保护实现对整个系统及设备的维护;二是当电力系统处于正常的运行状态时,发挥继电保护系统的数据测量、控制、保护及通信等多项功能。由此可见,现代化电力系统应实现继电保护方面的一体化。

二、电力系统中继电保护的配置与应用

1继电保护装置的任务

继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量(电流、电压、功率等)的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于:在供电系统运行正常时,安全地。完整地监视各种设备的运行状况,为值班人员提供可靠的运行依据;供电系统发生故障时,自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分,保证非故障部分继续运行;当供电系统中出现异常运行工作状况时,它应能及时、准确地发出信号或警报,通知值班人员尽快做出处理。

2继电保护装置的基本要求

选择性。当供电系统中发生故障时,继电保护装置应能选择性地将故障部分切除。首先断开距离故障点最近的断路器,以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。

灵敏性。保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内,不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样,保护装置均不应产生拒绝动作;但在保护区外发生故障时,又不应该产生错误动作。

速动性。是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度,加快系统电压的恢复,从而为电气设备的自启动创造了有利条件,同时还提高了发电机并列运行的稳定性。

可靠性。保护装置如不能满足可靠性的要求,反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性,必须确保保护装置的设计原理、整定计算、安装调试正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效,以提高保护的可靠性。

3保护装置的应用

继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等,用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用,对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸后自动解除。另外,还应装设过电流保护,对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。变电站继电保护装置的应用包括:①线路保护:一般采用二段式或三段式电流保护,其中一段为电流速断保护,二段为限时电流速断保护,三段为过电流保护。②母联保护:需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。③主变保护:主变保护包括主保护和后备保护,主保护一般为重瓦斯保护、差动保护,后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。④电容器保护:对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。随着继电保护技术的飞速发展,微机保护的装置逐渐投入使用,由于生产厂家的不同、开发时间的先后,微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面,但基本原理及要达到的目的基本一致。

三、电力系统继电保护的发展和作用

1继电保护的定义、功能

电力系统的故障:三相短路、两相短路、单相短路接地、两相短路接地、断线、变压器绕组匝间短路、复合故障等。电力系统不正常运行状态:小接地电流系统的单相接地、过负荷、变压器过热、系统振荡、电压升高、频率降低等。继电保护系统的作用在于,当其保护的系统中电路或元器件出现故障或不正常运行时,这个系统的额保护装置能及时根据设定的程序在系统相应的部位实现跳闸或短路等既定操作,使故障电路或元器件从系统中脱离或者发出信号通知管理人员处理,以达到最大限度地降低电路或元器件的损坏,保护整个电路系统的安全,使被保护系统稳定运行,提高系统的安全性,减少因部分电路或元器件损坏而导致的大面积故障的情况。

继电保护的发展是随着电力系统和自动化技术的发展而发展的。继电保护系统的特殊功能决定其对电路系统的安全、稳定运行起着关键的保护作用,其相应的功能也要随着电力系统的发展而改变。目前,继电保护应用的最主要方面是高压输电,随着我国电力运输系统的规模不断壮大和输电系统等级的不断提高,输电系统的运行方式和系统机构愈加复杂,对继电保护提出了更高的要求。要保证受保护的电力系统安全、可靠的运行,电力系统的继电保护必须具备四个特性:可靠性、灵敏性、速动性和选择性。即保护系统必须反应速度快,回应动作快,灵敏性高,判断准确。

2继电保护装置的发展,局限性及其现阶段的应用范围

继电保护原理的发展是从简单的电流保护逐步向复杂的距离保护和高频保护过度的。继电保护装置的发展则依赖于构成继电保护装置元器件技术的发展。其发展大致经历了四个阶段,即从电磁型、晶体管型、集成电路型到微机型保护的发展历程。传统的电磁和电磁感应原理的保护存在动作速度慢、灵敏度低、抗震性差以及可动部分有磨损等固有缺点。晶体管继电保护装置也有抗干扰能力差、判据不准确、装置本身的质量不是很稳定等明显的缺点。

继电保护系统在电力系统中起着开关或警报的作用,我们可以将该原理称为开关原理。现阶段,我们习惯性的将继电保护系统认定为高压、低压的电力输电系统的保护系统。然而,继电保护的这一开关原理已经广泛应用于大部分的电路、电器、电子等高压、低压、强电、弱电等技术领域。因为每个继电保护系统所要保护的对象不同,所以需要采用的保护装置也要相应的加以选择,以达到功能与成本的匹配。

结论

电力系统继电保护能够快速、有效的切除故障设备,保证保证非故障设备的安全运行,能够有选择性的发出故障报警信号,维护电力系统的畅通。电力系统的发展也对机电保护提出了更高的要求,继电保护装置容易出现故障,只有对继电保护装置定期检查并维护,及时发现故障并处理,保证电力系统正常运转,保证供电的可靠性。

论文作者:杨建,张继凯,李一卓,许旭

论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期

论文发表时间:2017/9/4

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