继电保护在供配电系统中的应用分析论文_韩飞,李瑞兆

继电保护在供配电系统中的应用分析论文_韩飞,李瑞兆

(国网山东省电力公司东营市东营区供电公司 山东东营 257000)

摘要:供配电系统由变压器、开关设备与输电线路组成。由于电能的生产、输送和使用本身所固有的特点,以及连接成电力系统后出现的新问题,决定了电力系统的运行与其它工业生产过程相比具有许多显著不同的特点。例如电能生产和使用同时完成,正常输电过程和故障过程都非常迅速,具有较强的地区性特点,与国民经济各部门关系密切。

关键词:继电保护;供配电系统;应用分析

1供配电系统继电保护装置

1.1供配电系统继电保护装置的作用

在系统中装设继电保护装置的主要作用是通过预报事故或缩小事故范围的发生,来达到提高系统运行的可靠性,并最大限度地保证供电的安全和不间断。作为供配电系统保护装置,继电保护装置需要完成以下任务:

(1)在供配电系统中运行正常时,它应能完整、安全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。

(2)如供配电系统中发生故障时,它应能自动、迅速、有选择性地切除故障部分,保证非故障部分继续运行。

(3)当供配电系统中出现异常运行工况时,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。

1.2供配电系统继电保护装置的设置

(1)供电线路。6kV线路一般均应装设过流保护。当过流保护的时限不大于0.5-0.7s并没有保护配合上的要求时,可不装设电流速断保护,但重要的变配电所引出的线路应装设瞬时电流速断保护。当瞬时电流速断保护不能满足选择性动作时,应装设略带时限的电流速断保护。

(2)配电变压器。当配电变压器容量小于400kVA时,一般采用高压熔断器保护。当配电变压器容量为400-630kVA,高压侧采用断路器时,应装设过流保护,而当过流保护时限大于0.5s时,还应装设电流速断保护,对于油浸式配电变压器还应装设瓦斯保护。当配电变压器容量为800kVA及以上时,应装设过流保护,而当过流保护时限大于0.5s时,还应装设电流速断保护,对于油浸式配电变压器还应装设瓦斯保护,另外还应装设温度报警保护。

(3)分段母线。对于不并列运行的分段母线,应装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸后自动解除。如采用的是反时限过流保护,其瞬动部分应解除,对于负荷等级较低的配电负荷中心或母线可不装设保护。

2 继电保护的作用

电是一种特殊产品,它不能大量储存。根据欧姆定律,电压保持不变,电流随着负载电阻(交流电为阻抗)变化而改变。当发生事故后,假如输电线路短路,短路点以后的负载阻抗就被短路,只剩下变压器与输电线路的阻抗,根据欧姆定律,阻抗减小电流就会增大,出现短路电流。电力系统容量越大发生短路事故后系统电压降越小,短路电流就越大,直接威胁到电网的稳定运行,继电保护必须迅速将故障点从电网中切除,保证电网继续正常运行。继电保护作用就是能保证在电力系统发生故障后,迅速、准确地将事故点从电网中切除,保证电力系统继续供电。

3 继电保护的四大要素

继电保护和自动装置的设计和应用应以合理的运行方式和可能的故障类型为依据,并应满足可靠性、选择性、速动性与灵敏性四项基本要求。(1)可靠性是指保护应该动作时动作,不应该动作时不动作。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外还要求继电保护设备本身运行可靠,不发生故障,要有自诊断功能。为保证可靠性,宜选用可能的最简单的保护方式,应采用由可靠元件和尽可能简单的回路构成的性能良好的装置,并应具有必要的检测、闭锁和双重化等措施。保护装置应该便于整定、调整和运行维护。(2)选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障。当故障设备和线路本身的保护或断路器拒动时,才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。为保证选择性,对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件,其灵敏系数及动作时间,在一般情况下应相互配合。(3)速动性是指保护装置应尽快的切除短路故障,其目的是提高系统稳定性,减轻故障设备和线路的损坏程度,缩小故障波及范围,提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。(4)灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时,保护装置应具有必要的灵敏系数。灵敏系数应根据不利的正常运行方式和不利的故障类型计算,但可不考虑可能性很小的情况。

4供配电系统继电保护技术分析

电力系统是一个整体非常复杂,相关设施设备相对齐全的完整体系,在很多方面的要求都高于其他系统。在安全运行方面要求极为严格。继电保护装置它是电力系统中重要的组成部分,在整个电力系统中承担着重要作用,与今后长期安全运行息息相关,并且发挥着应有的功能,它对于整个电力系统的全面稳定有着举足轻重的地位。供电系统在运行过程中,可能发生各种故障和不正常运行状态。最常见同时也是最严重的故障是发生各种形式的短路。在供电系统中,除应采取各项积极措施避免或减少发生故障的可能性以外,必须快速而有选择性地将故障切除。继电保护装置,是能反应供电系统中电气设备发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置,它通常是由互感器和一个或多个继电器组成的。

系统发生故障时,保护装置有选择性地将故障切除,即离故障点最近的保护装置动作,切除故障。使停电范围尽量缩小,从而保证无故障设备继续运行。相反,如果系统发生故障时,靠近故障点的保护装置不动作,而离故障点远的前级保护装置动作,则失去选择性。保护装置在可能的条件下,应尽快地动作切除事故,以减轻事故对系统的破坏程度,加快系统恢复正常工作状态,这是供电系统对保护装置动作速度的要求。当事故或故障发生时,保护装置应动作可靠,不能拒绝动作;而在正常工作情况下,保护装置应避开正常工作时某些设备的冲击电流作用,不能误动作。保护装置的拒动或误动,都是保护装置可靠性差的表现。一般说来,元件的质量越高、保护装置设计越合理,安装调试以及运行维护质量越高,继电保护装置的可靠性就越高。灵敏性是继电保护对其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。在保护范围内发生故障时,不论故障位置,类型如何,以及短路点是否有过渡电阻,都要求继电保护装置能敏锐感觉,正确反应。

通常情况下,发生短路之后,总会伴随着电流、电压及阻抗等物理量的变化,利用正常运行与故障时这些物理量的区别,便可构成各种不同原理的继电保护。利用被保护设备故障后电流的增大可构成过电流保护。利用电压的降低可构成低电压保护。利用测量阻抗的减小可构成距离保护等。继电保护装置一般由测量部分,逻辑部分和执行部分组成。当输入的物理量发生突变时,经测量比较部分确定故障的类型和范围,再由逻辑部分判断跳开断路器的时间和个数,最后由执行部分发出相应脉冲信号,使断路器跳闸,切除短路故障。定时限过电流保护在线路发生故障时,不管故障电流超过整定值多少,其动作时限总是一定的。反时限过电流保护是动作时限与故障电流值成反比,故障电流越大,动作时限越短,故障电流越小,动作时限越长。当线路发生单相接地短路时,只有接地电容电流,并不影响三相系统的正常运行,只需装设绝缘监视装置或单相接地保护。

结语:鉴于供配电系统的特点及继电保护在供配电系统中的重要作用,应该不断加强对供配电系统中继电保护的研究,并做好继电器保护与电子技术的结合,使其在保证电力系统完全稳定运行中发挥更大的作用。

参考文献:

[1] 刘忠恕.供配电系统继电保护技术分析[J].华东科技,2013(2).

[2] 施新勇.供配电系统继电保护技术探讨[J].中国电子商务,2013(12).

论文作者:韩飞,李瑞兆

论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期

论文发表时间:2018/10/19

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