浅谈电力系统继电保护及其应用论文_何建效

中国铁建电气化局集团北方工程有限公司 山西省太原市 030053

摘要:继电保护在整个电力系统运行中占有非常重要的位置,是保障电网可靠运行的重要组成途径之一,是电网安全运行的第三道防线。

继电保护科学和技术是随着电力系统的发展而发展起来的,电力系统发生故障是不可避免的。随着电力系统规模不断扩大及等级的不断提高,系统的网络结构和运行方式日趋复杂,对继电保护的要求也越来越高。为了在故障后恢复电力系统的正常运行,或尽快消除运行中的异常情况,以防止大面积的停电和保证对重要用户的连续供电,许多保护控制操作也日趋高度自动化。

因此,本文就继电保护的发展及应用进行了简单的阐述,希望能够给电力系统的安全稳定发展提供一些理论资料。

关键词:电力系统;继电保护;发展;自动化。

绪论:电力系统是电能生产、变换、输送、分配和使用的各种电气设备按照一定的技术与经济要求有机组成的一个联合系统。

电力系统有正常、不正常工作和故障三种运行状态,电力系统故障是不可避免的,故障和不正常运行状态都可能在电力系统中引起事故。事故,是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏,并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能允许的地步,甚至造成人身伤亡和电气设备损坏的事件。由于人为运行因素(如设计缺陷、安装错误、检修质量不高、运行维护不当),或者自然因素(如遭受雷击、线路塌落),我国每年都会发生各种类型的故障,随着我国经济发展及生活提高的需求,电力系统日趋网络化,因此,对继电保护的要求也越来越高,这样才能在发生故障时迅速切断故障点,不至于影响整个电力网络系统,造成不可挽回的损失。

一、继电保护

1.继电保护的概念继电保护就是在电力系统发生故障时,迅速而有选择性的切除故障设备,既保护电气设备免遭破坏,又提高电力系统运行的稳定性,它是由继电保护技术和各种继电保护装置组成的一套保护系统。其中,继电保护装置一般由测量比较元件、逻辑判断元件和执行元件三部分组成,如下图所示:

相应跳闸

输入量或信号

继电保护有一套完整的工作回路,即整定输入量与电压、电流互感器二次回路获取的电量信息相比较,超过整定量时做出跳闸或输出信号。

电力系统继电保护的基本任务是:

1)自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除,使故障元件免于继续遭到损坏,保证其他无故障部分迅速恢复正常运行;2)它能反映电气设备的不正常运行状态,并根据运行维护条件,而动作与发出信号或跳闸。

2.继电保护的基本要求 继电保护在技术上一般应满足四个基本要求,即可靠性、选择性、速动性和灵敏性,它们之间紧密联系,既矛盾又统一,必须根据具体电力系统运行的主要矛盾和矛盾的主要方面,配置、配合、整定每个电力元件的继电保护,充分发挥和利用保护的科学性、工程技术性,使继电保护为提高电力系统运行的安全性、稳定性和经济性发挥最大效能。

1)可靠性 可靠性是对继电保护性能的最根本要求。就是继电保护在不需要它动作时可靠不动作,在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作,就是所谓的安全性和信赖性;

2)选择性 继电保护的选择性是指保护装置动作时,在可能最小的区间内将故障从电力系统中断开,最大限度的保证系统中无故障部分继续安全运行;

3)速动性 继电保护的速动性是指尽可能快地切除故障,以减少设备及用户在打短路电流、低电压下运行,降低设备的损坏程度,提高电力系统并列运行的稳定性;

4)灵敏性 继电保护的灵敏性是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。

以上四个基本要求时评价和研究继电保护性能的基础,在它们之间,既有矛盾的一面,又要根据具体的电力系统使以上四个基本要求得到统一,最大限度发挥被保护电力系统的运行效能,充分体现着继电保护工作的科学性和继电保护工程实践的技术性。

3.继电保护的发展电力系统工作故障是不可避免的,而最常见的故障就是短路故障,每次短路发生就会产生很大的电流。为避免发电机被烧坏,最早采用熔断器串联到供电线路中,当发生短路,大电流会熔断熔断管,断开短路设备,起到保护发电机的作用。随着电力系统的发展,电网的接线及运行方式日益复杂,简单的熔断器已不能满足继电保护的四个基本要求。

19世纪初,继电器应用到了电力系统继电保护。随着技术的发展,出现了多种继电器,形成了继电保护技术的完美开端。

到了20世纪,随着晶体管的发展,又出现了晶体管式继电保护装置。这种保护装置体积小、动作速度快、无机械转动部分、无触点。后来计算机的发展,就出现了用小型计算机实现继电保护的设想,然后一步一步发展出数字式继电保护技术和调度自动化技术。

二、继电保护的应用

随着电力系统继电保护的发展,现在电力系统已建成了一套完善的继电保护系统,已充分应用到了保证电力系统的安全、稳定运行中。

现在电力系统常规配有(1)主变保护:包括主保护和后备保护,主保护通常是瓦斯保护、差动保护、温度保护等,后备保护通常有过流保护、零序保护等。(2)母线保护。(3)电容器保护:其主要包括过压保护、失压保护以及过流保护。(4)线路保护:原理就是通过采集线路两端的电量,经过测量判别,执行的额一种保护。通常采用二段或三段式电流保护,其中一段是速断电流保护,二段是速断限时电流保护,三段是过电流保护。(5)距离保护:是利用短路发生时电压、电流同时变化的特征,测量电压与电流的比值,该比值反映故障点到保护安装处的距离,如果短路点距离小于整定值则动作的保护,一般又阻抗一段及阻抗二段保护。

三、结论

继电保护在电力系统中发挥着重要作用,它是保证电力系统时时安全、稳定运行的重要环节。随着电力系统的高速发展,继电保护技术还存在很大的发展空间,并且向着更高的智能化、网络化发展。

参考文献:

[1] 王瑞敏.电力系统继电保护.北京:北京科学技术出版社,1994.

[2] 王维俭.电力系统继电保护基本原理.北京:清华大学出版社,1992.

[3] 李晓明.现在高压电网继电保护原理.北京:中国电力出版社,2007.

[4] 张保会.电力系统继电保护.北京:中国电力出版社,2009.

论文作者:何建效

论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期

论文发表时间:2018/7/9

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