继电保护在电力系统中的应用论文_纪凡伟

继电保护在电力系统中的应用论文_纪凡伟

(国网伊春供电公司 黑龙江伊春 153000)

摘要:科学技术的发展,为继电保护技术的发展注入了新的活力,同时也给继电保护技术不断的提出了新的要求。继电保护技术如何有效的遏制故障,使电力系统的运行效率及运行质量得到有效的保障。本文论述了继电保护的含义与重要性、作用、类别、要求,最后介绍了应用状况与发展前景。

关键词:电力系统;继电保护;应用发展趋势

一、继电保护的含义与作用

(一)继电保护的含义

所谓继电保护,指的是通过研究电力系统的故障和或是有可能对正常运行产生危害的情况和隐患,并经过分析提出相应的解决方案,之所以被称作继电保护,是因为在操作中曾经主要使用带有触点的继电器来保护电力系统及其元件以避免其损失,组电保护的基本目标是面对电力系统有可能发生的故障或异常工况,力争在最短的时间和最小的空间内,自动将故障源从整个电力系统中排除,从而做到最大程度地减轻或避免因设备的损坏或系统故障而对本地或相邻地区的正常供电产生不利影响。

(二)继电保护自动化的作用

继电保护自动化虽然是一种新兴技术,但其作用却已经得到了实践的检验。(1)这种技术可以使得相关工作人员面对复杂的电力系统或设备快速确定故障的位置和类型,并在一定程度上可以对其检查和修复工作提高一些参考。(2)这种技术能够很快地适应电力系统的运行,无论故障是否发生,电力系统都可以向继电保护系统发送检修的指令或是申请,然后,继电保护系统和工作人员就会可能发生的故障进行相关检测,然后经过系统地分析,提交行之有效的解决方案,这对于继电保护自动化系统的稳定运行提高了保障。

二、继电保护工作原理及类别

(一)继电器组成及原理。继电保护的一半都是由测量模块、逻辑模块、执行模块组成。输入信号指来自电力传输系统保护对象的信号,测量模块采集来自被保护对象相关运行的特征信号,获得的测量信号需要与给定的整定值对比,将比较结果送至逻辑模块。逻辑模块根据测量模块输出比较值的大小、性质及产生的次序或上述多种参数的组合,进行逻辑运算,得到的逻辑值是决定是否动作的主要依据。当逻辑值为真,即为1时激励动作信号至执行模块此刻由执行模块立即响应或在规定的延时时刻快行掉电或者警报命令。

(二)继电器分类。2.2.1继电器按结构型式分类,有电磁型感应型、整流型以及静态型。2.2.2继电器按在继电保扩中的作用可分为测量继电器和辅助继电器两大类。测量继电器能直接反映电气量的变化,按所反应电气量的不同司又可分为电流继电器、电压继电器功率方向继电器、正序负序零序继电器、阻抗继电器、频率继电器以及差动继电器等;辅助继电器可用来改进和完善保护的功能,按其作用的不同可分为中间继电器、事件继电器以及信号继电器等。

三、继电保护运行要求

(一)应具有灵敏性

在电力系统中,继电保护装置应该具有很强的灵敏性。当电力系统在运行的过程中遇到了运行故障问题,继电保护就可以做出快速的反应,以免发生安全事故。由此可见,电力系统继电保护的重要性。

(二)应具有可靠性

继电保护装置还应具有可靠性,当电力系统发生了故障,继电保护装置就能在一定的范围内保证设备的可靠稳定运行。另外,当电力系统设备不能正常运行时,继电保护应该禁止发生错误信号,以免干相关负责人的判断。

(三)应具有选择性

在电力系统实际运行的过程中,一且发生了运行故障,继电保护装置就应该有选择性的对电力系统故障做出判断,准确切断故障系统或者故障最近的开关设备,把运行故障控制在一定的范围内,不让其继续扩大,以此来减少电力事故的发生,保证其他设备的安全稳定运行。

(四)应具有快速性

为了提高电力系统的供电安全,一旦遇到电力系统的故障问题,继电保护就应该在最短的时间内做出快速的反应,自动地进行重合闸,把故障控制在一定的范围内,从而体现继电保护装置的快速性,最大限度的减少设备故障损失。

四、继电保护自动化技术在电力系统的广泛应用

(一)在母线保护中的应用

母线继电保护主要包括相位对比保护和差动保护。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中,相位对比保护是指通过相位对比的方式,提高系统保护的可靠性和有效性;差动保护是将特点和变化都相同的电流互感器设置在母线元件上,当系统母线侧边端子与二

次绕组连接后,再将继电保护装置安装在系统母线差动位置。在大电流接地过程中,可通过三相连接的方式实现继电保护;在小电流接地过程中,可在相间短路中设置系统母线保护,再通过两相连接的方式实现继电保护。

(二)在变压器保护中的应用

在电力系统中,对变压器的保护直接关系着系统的稳定性和安全性。在电网系统中,可采取以3种措施保护变压器:①接地保护其实现方式为利用零序电流保护接地的变压器和采取零序电压保护不接地的变压器。②瓦斯保护。

对于变压器而言,瓦斯属于重点保护对象如果变压器发生故障,则与之相关的油,绝缘材料等都将因电弧分解而产生毒气。因此遇到上述情况时,应采用零电压保护,并切断电源和发出警报。③短路保护。它是指通过阻抗和电流保护变压器的方式。

(三)在发动机保护中的应用

发电机是电力系统的重要组成部分,通过应用继电保护自动化技术,可保障发电机的安全稳定运行,这是目前电力企业的基本做法,具体应用方式分为重点保护和备用保护:①重点保护比如在定子绕组内安装匝间保护装置和发

电机的单相接地保护,可防止发电机发生故障②备用保护。比如过电压保护策略,可防止因线路短路而破坏发电机。

五、在变电站方向的应用

变电站被广泛的用于各种电力系统中,但是它本身还是存在很多的问题,这些问题直接影响了变电站的正常运行,如何对这些问题进行处理,提高其工作效益,是广大电力工作者面临的一项重大问题。变电站中的继电保护技术能够有效的对这些问题进行处理,它的工作流程是:当电力系统正常运行的时候,它处于闲置阶段,当电力系统中出现有故障的元件时,即使该故障很小,它也会直接的将发生故障的元件去除,从而保障其他元件的正常王作,该装置能够快速的判断电力系统的运行状态,保障电力系统安全运行。

(五)在配电网中的应用

在配电网中,我们常用的继电保护类型有基于断路器的阶段式电流保护,基于就地自动化开关设备的馈线自动化和基于集中监控的馈线自动化。继电保护装置能够判断被保护的元件是否处在正常运行状态,进而分析它是否发生了故障。继电保护装置的这种功能可以将配电网的故障区分为保护区内和保护区外,进而方便自动化配电网的结构调整。从本质上讲,继电保护装置是根据电气发生故障前后的物理量变化来实现监测。

六、继电保护的发展前景

科技发展飞速,继电保护技术发展的趋势将是更加计算机、网络化和智能化将会为电力系统的保护做出更大的贡献。

(一)计算机化。随着讨计算机等现代通讯技术的迅猛发展微机保护硬件也在不断发展,基于CPU核实现的硬件保护也在不断发展。自动化芯片控制的电路保护硬件从16位单cPU结构的微机保护发展到32位CPU结构后又发展到总线结构性能和响应速度大大提高目前已得到广泛应用。继电保护装置的微机化计算机化是不可逆转的发展趋势。

(二)网络化。计算机网络在信息处理和数据通信过程中已成为当今国家能源和国民经济建设作用,网络化带来的便利近年来也逐渐开始应用到电力系统中来。光纤通信系统将各变电站的测量收集汇总处理后即可得到各变电站之间动态相量的变化并据此实施相量控制。实现计算机联网能提高保护的可靠性。实现系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性这是微机保护发展的必然趋势。

(三)智能化。近年来人工智能技术如神经网络、遗传算法模糊逻辑算法和自适应算法等在电力系统自动化相关领域都得到了广泛应用,在继电保护领域应用的研究和应用也逐渐兴起。以上几种算法只要充分考虑各种情况,正确做出判別,都能发挥其独特的求解复杂问题的能力。在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,使保护控制、测量、数据通信体化,并逐渐实现继电保护的智能化,是当今电力系统继电保护技术发展的主要趋势。

结束语

随着科学技术的发展电力系统和计算机技术、继电保护等技术将趋一体化。在电力系统继电保护工作中,必须正确地认识继电保护装置,汲取相关的专业技术,加检查和维护,及时排除故障确保系统的正常运行。

参考文献:

[1]栗王凯、畅星智、吴斌,电力系统中的继电保护技术,黑龙江科技信息,2013年4月第10期;

[2]江维臻,继电保护在电力系统中的问题分析及对策,中国新技术新产品,2016,(22):88-89;

[3]邹超,浅析继电保护自动化技术在电力系统中的应用,中国科技博览,2016年29期;

[4]王瑞红,继电保护装置在变电站中的应用,河南科技,2013.NO.03。

论文作者:纪凡伟

论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期

论文发表时间:2018/4/17

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