电力系统继电保护不稳定现象原因与解决办法论文_张海军

电力系统继电保护不稳定现象原因与解决办法论文_张海军

(国华(沽源)风电有限公司 河北省张家口市 076750)

摘要:现代人生活水平的不断提升,电力资源越来越成为人们生产、生活离不开的重要能源,而且随着工业化进程的不断加快,对于电力资源的需求也越来越大。进入到信息化大时代,人们对于电力资源的依赖程度越来遇深,所以维持稳定而又安全的供电成为当前所有电力系统共同关注的重点问题。目前在维护稳定供电方面,继电保护是其中比较重要的一部分,继电保护装置是保障电力系统安全运行的重要保护装置,但是在实际的工作中继电保护不稳定的现象时有发生,存在着较大的安全隐患,容易发生安全事故。所以本文主要分析继电保护不稳定现象的原因以及探讨其解决方法。

关键词:电力系统;继电保护;解决办法

引言:

随着国民经济的不断快速发展,电力系统的发展一直在所有行业中处于领先状态,而且人们生活的方方面面都离不开电。所以电力系统的稳定与安全是与人们的生产、生活紧密相连的。而继电保护装置维护电力稳定安全的重要装置之一,对于继电保护的研究一直是电力系统比较重视的方面,具有很重要的现实意义。而且随着科学技术的不断更新发展,继电保护已经突破过去的传统保护如电流保护、距离保护、差动保护、纵联保护、瓦斯保护等,现在已经进入到新型保护既基于暂态的保护,如行波保护等。但是继电保护也有一些不足之处,比如会有不稳定的现象发生,所以对于这类问题必须予以重视。

一、继电保护概述

继电保护的产生主要是来自于研究电力系统故障和危及安全运行的异常情况,以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要使用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路、母线等)使之免遭损害,所以简称继电保护。继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障,是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能,需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。电力系统发生故障后,工频电气量变化的主要特征是:第一,电流增大。 短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流;第二,电压降低。当发生相间短路和接地短路故障时,系统各点的相间电压或相电压值下降,且越靠近短路点,电压越低;第三,电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角,一般约为20°,三相短路时,电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的,一般为60°~85°,而在保护反方向三相短路时,电流与电压之间的相位角则是180°+(60°~85°);第四,测量阻抗发生变化。测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值。正常运行时,测量阻抗为负荷阻抗;金属性短路时,测量阻抗转变为线路阻抗,故障后测量阻抗显著减小,而阻抗角增大。不对称短路时,出现相序分量,如两相及单相接地短路时,出现负序电流和负序电压分量,单相接地时,出现负序和零序电流和电压分量。这些分量在正常运行时是不出现的。利用短路故障时电气量的变化,便可构成各种原理的继电保护。

二、继电保护不稳定现象原因

1、继电保护硬件装置问题

继电保护装置中能够直接影响继电保护可靠性与稳定性的构成模块主要有数字量输入与输出、电源供应模块、中央处理模块以及模拟量输入模块。辅助装置中可以对继电保护装置起到辅助作用的包括两种方式,分别是三相操作与分相操作。还有交流电压切换箱等辅助装置发生故障也会降低继电保护的稳定性。此外影响继电保护装置发生故障的原因中二次回路也比较常见,比如因为二次回路使得绝缘体裸露或老化而发生接地间题。最后机电保护装置的通道、通信与接口容易发生阻断间题,从而无法保证机电保护装置的正确性。

2、继电保护软件问题

像继电保护装置的设计程序以及控制系统软件都会对继电保护装置造成影响,导致继电保护装置稳定性降低。此时继电保护装置不是拒动就是误动,继而无法正常发挥电力系统的稳定性。继电保护软件系统出现间题的原因主要包括软件需求分析不明确、定义不清晰、软件结构设计有缺陷、编码错误、测试不规范以及定值输入有误等。

3、人为原因

人为原因是导致电力系统故障的一个重要因素,其中,一方面,继电保护装置安装人员技术水平如果不达标,操作技术不规范,就会出现线路不合理连接、安装不到位、保护装置选择性不当等现象,从而使得继电保护装置在不安全条件下运行,从而加大了继电保护装置故障的发生概率,给电力系统运行带来极大的隐患。另一方面,继电保护装置检修人员如果没有按照工作规范展开,很容易忽略一些隐藏的安全隐患,比如继电保护装置发生老化与锈蚀等故障类型,这样也直接导致继电保护装置故障频发,增加了系统运行的安全风险。

三、解决办法

电力系统继电保护装置出现不稳定的原因主要包括人为因素、硬件装置问题、软件问题等。从电力系统继电保护不稳定原因出发,必须研究电力系统继电保护不稳定原因的对策,做好预防准备工作。我们可以从加强继电保护工作人员的素质、规范故障处理流程、优化电力系统继电保护的设备等方面入手,才能提高电力系统继电保护的稳定性。具体内容如下:

1、提高技术人员素质

加强继电保护工作人员的素质,进行技能培训。继电保护工作人员在继电保护装置安装、维修以及日常检查等环节都有重要作用,继电保护工作人员的专业技能和态度直接决定电力系统的稳定性,因此,加强继电保护工作人员的技能培训十分必要。加强继电保护工作人员的技能培训有助于提高他们应对新的技术。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆加强对继电保护工作人员的管理有助于继电保护工作人员严格按照规章流程进行继电保护工作,及时有效的进行继电保护故障处理,保障电力系统的稳定运行。

2、提高故障处理效率

电力系统出现故障时,必须提高故障处理的效率,才能够降低故障造成的损失。但针对一些难度较大、突发性的问题时,要提高故障处理效率,应做到以下几点:首先,在处理电力继电保护不稳定故障过程中,为了确保故障的信息能够被全面、完整地记录下来,技术人员需要积极借助微机技术辅助操作,便于发生故障的时候能够以故障的录播图,合作和故障的灯光设置等作为分析故障原因的参考指标,进而及时得出解决对策。此外,电力系统的继电保护及其故障处理都会涉及多项工作模块,比如子站在收集信息的同时又会对故障录播的装置运行进行干预,当主站侧对所有故障信息进行汇总,发生故障之后值班人员把此事件对调度员进行上报,而上报的内容就要包含跳闸时间、自动投切的动作、故障录播的形态等等,调度员能够从多个关键信息中对故障类型进行判断,便于提出有效措施。其次,规范故障处理流程,提高继电保护工作人员处理故障的效率。规范故障处理流程有助于继电保护工作人员进行继电保护工作的事故处理、运行维护等工作。某一过程中出现故障时,继电保护工作人员能够依据工作资料快速有效的找到故障原因,便于提高继电保护工作人员的效率。

3、优化设备

优化电力系统继电保护的设备,提高继电保护装置的质量。断路器、通信设备、绝缘装置、交流电压切换箱等继电保护装置,直接影响继电保护装置的数据输入、逻辑分析、数据转化等环节。只有提高继电保护装置自身质量,才能减少继电保护装置的故障,保障电力系统稳定。电力系统的软件设备作为继电保护装置的指令发出源,直接影响继电保护系统的数据输入、数据分析、数据转化等数字化流程。只有将新技术运用于电力系统的软件设备中,提高电力系统的运行效率,才能保证电力系统稳定运行。

4、提高电力系统继电保护可靠性的措施

第一,对继电保护装置进行严格的质量审查。要想让继电保护装置稳定运行,首先要保证其质量符合要求,在购买时候要对其进行严格的质量审查,保证各个装置中的元件都具有很高的质量标准。在进行元件挑选时,要选择使用周期长、故障率低的元件,为继电保护装置的平稳运行做保障。第二,增强继电保护的抗干扰能力。增强继电保护的抗干扰能力能够为其平稳运行提供多一份保障,例如在继电保护装置中配备隔离变压器、增加接地电容等。通过增加抗干扰能力,可以保证继电保护能能够在复杂环境下正常工作,对环境的要求降低,也就降低了继电保护发生事故的概率。第三,为继电保护设计物理性防护装置。由于电力系统中的继电保护装置较多,为了维修和使用方便,继电保护不会藏在墙体中,这就增加了继电保护受到非工作人员处理的影响。该装置能够避免非工作者拆开继电装置而影响其稳定性。总之,一方面要对继电保护不稳定原因进行细致分析,然后对症下药解决问题;另一方面,要采用可靠的防护措施来避免事故的发生。

5、利用先进设备进行故障分析

当电力系统继电保护装置运行不稳定时,利用计算机、实时监测设备等能够全面记录故障的相关信息,之后对采集的数据进行研究与分析,能够帮助工作人员快速准确的判定故障原因,进而采取针对性措施进行解决,具有很好的时效性。为了保障所有的故障信息都处于检测范围内,通常借助不同工作模块完成继电保护装置与检测系统的连接工作,由系统的子系统来进行信息采集工作,主系统需要对采集的信息进行整理、归纳与汇总。如果继电保护装置发生故障,检测系统会在第一时间发出警报,将故障信息告知操作人员,以便其及时上报。当故障出现时需要填写故障报告,包括故障时间、继电保护装置的动作等,为分析人员提供判断故障所需的信息,进而解决故障。

6、选择正确的故障检查方法

对于电力系统继电保护故障检查来说,常用的检查方法包括顺序检查法、逆序检查法以及整组试验法。利用顺序检查法检查继电保护装置故障的本质是检验调试,具体的操作流程是绝缘检测、保护性能检测、外部性能检测以及定值检测。当微机保护逻辑出现故障时候,通常采用顺序检查法。逆序检查法是在利用计算机记录无法确定故障原因的时候使用,从事故的结果入手,从结果推原因进行逆序的分级检查。当继电保护装置出现错误动作时候,通常采用逆序检查法。整组试验法是针对继电保护装置的逻辑性而开展的检查,具体是对继电保护装进行动作的时间与逻辑进行检查,进而判定故障的原因所在。

结语:

综上分析了继电保护不稳定现象的原因,同时也提出了一些解决办法,但是这些解决办法都不是最根本的办法,最根本的办法就是通过技术的革新,科技的创新,充分的完善电力系统的继电保护,彻底的解决继电保护不稳定的现象。而且随着科技的发展,电力系统未来的大趋势就是智能电网,而继电保护更是建筑智能化电网,电气自动化的基础。目前我们对于继电保护的研究还不够深入,继电保护的未来一定是更加光明的,我们必须对其进行更为深入的研究,将人工智能与继电保护相链接,在解决继电保护不稳定现象的同时,更是对电力系统的稳定安全进行保障。

参考文献:

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[5]李玉栋.电力系统继电保护的安全运行技术[J].电子技术与软件工程.2016(11)

论文作者:张海军

论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期

论文发表时间:2018/6/25

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