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繼電保護(hù)的基本原理

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繼電保護(hù)的基本原理

繼電保護(hù)的基本原理范文第1篇

關(guān)鍵詞:《繼電保護(hù)》;課程體系;教學(xué)方法

中圖分類號(hào):G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009—0118(2012)11—0162—02



繼電保護(hù)是在保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行方面發(fā)揮了重要作用,《繼電保護(hù)》課程是電力系統(tǒng)自動(dòng)化、供用電專業(yè)的核心課程,具有理論與實(shí)踐并重的特點(diǎn)。繼電保護(hù)是一門理論性與實(shí)際結(jié)合很強(qiáng)的課程,但長期以來,高職院校的繼電保護(hù)課程只注重理論教學(xué),不注重實(shí)踐技能的提高;并且,絕大多數(shù)院校的繼電保護(hù)課程所講授的內(nèi)容與實(shí)際相脫節(jié),我校所講授的都是繼電保護(hù)的原理。針對(duì)這種情況,我們共同構(gòu)建新的課程體系,探索繼電保護(hù)課程改革研究。

一、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程現(xiàn)狀及背景

《繼電保護(hù)》是我院的供用電技術(shù)專業(yè)的一門核心課程,現(xiàn)有的繼電保護(hù)教材中,分析的都是電磁型、磁電型或集成電路型結(jié)構(gòu)的繼電器,而現(xiàn)代電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了相當(dāng)大的變化,微機(jī)型保護(hù)裝置應(yīng)用的相當(dāng)廣泛。我院只開設(shè)了繼電保護(hù)課程,沒有開設(shè)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析和暫態(tài)分析這兩門課程,學(xué)生學(xué)習(xí)繼電保護(hù)課程相當(dāng)費(fèi)勁;再有,目前的繼電保護(hù)教材主要講解的是繼電保護(hù)的理論知識(shí),實(shí)際的電力系統(tǒng)運(yùn)行案例、電氣設(shè)備短路電流的計(jì)算實(shí)例都未講解,不利于學(xué)生理論學(xué)習(xí)與以后實(shí)際工作的認(rèn)識(shí)統(tǒng)一。高職院校是培養(yǎng)高端技能型人才,要求學(xué)生具有一定的理論基礎(chǔ)的同時(shí),更要具備扎實(shí)的操作基本功和自主學(xué)習(xí)能力和自學(xué)創(chuàng)新意識(shí)。

二、繼電保護(hù)課程體系的整合

《繼電保護(hù)》課程重點(diǎn)分析了繼電保護(hù)的基本要求、電流保護(hù)、距離保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)等。我校是??圃盒?,注重學(xué)生的技能培養(yǎng),理論水平以夠用為主。而現(xiàn)在電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜和多樣,繼電保護(hù)的原理和形式也在不斷的發(fā)展和完善,過多學(xué)習(xí)理論知識(shí)是沒有必要的,要加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力,要做中學(xué),學(xué)中做。在目標(biāo)定位上,充分考慮學(xué)生能先就業(yè)再擇業(yè)的需要,堅(jiān)持“寬基礎(chǔ)、強(qiáng)技能”的原則。既掌握職業(yè)崗位需求的專業(yè)理論,又能在這些專業(yè)理論基礎(chǔ)上把已形成的能力在相應(yīng)職業(yè)崗位范圍可以轉(zhuǎn)崗。因此,在我們的課程體系改革中,改變了傳統(tǒng)的“學(xué)科”體系,向“多元型”方向發(fā)展?!独^電保護(hù)》課程的構(gòu)建應(yīng)遵循以下原則。

(一)講解繼電保護(hù)的基本原理。講授電力系統(tǒng)暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)分析的部分知識(shí);講授各種保護(hù)的基本原理、保護(hù)裝置和繼電器的基本原理;微機(jī)型繼電保護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)。在教材編寫時(shí)要闡明模擬型保護(hù)的基本原理,微機(jī)型繼電保護(hù)技術(shù)是全新的內(nèi)容,思維方法與模擬型保護(hù)相比完全不一樣,應(yīng)重點(diǎn)講解如何推倒出算法的數(shù)學(xué)模型和微機(jī)實(shí)現(xiàn)原理。

(二)突出課程的職業(yè)性,以職業(yè)能力作為構(gòu)建課程的基礎(chǔ),使學(xué)生所學(xué)知識(shí)、技能滿足職業(yè)崗位的需求?;A(chǔ)理論知識(shí)以夠用為度,以掌握概念,強(qiáng)化應(yīng)用為重點(diǎn);專業(yè)知識(shí)強(qiáng)調(diào)針對(duì)性和實(shí)用性,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)和技能的能力。突出職業(yè)能力培養(yǎng),強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng).提高學(xué)生就業(yè)上崗和職業(yè)變化的適應(yīng)能力,實(shí)現(xiàn)“雙證書”融通,即畢業(yè)證書和高級(jí)技能等級(jí)證書。

(三)圍繞崗位所確定的職業(yè)能力要求設(shè)置項(xiàng)目,并結(jié)合職業(yè)技能鑒定考核大綱,對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整合,開發(fā)校本課程。在課程的難度和廣度方面,遵循“實(shí)用為先、夠用為度”的原則,如表1為五個(gè)項(xiàng)目。

三、《繼電保護(hù)》課程的教學(xué)方法與手段

(一)案例教學(xué)法

由于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展很快,在講授課程相關(guān)知識(shí)是可以聯(lián)系電力系統(tǒng)的實(shí)際案例,例如某某地區(qū)電廠發(fā)生斷路器跳閘事故,原因是某相電接地導(dǎo)致的等等實(shí)際案例。使學(xué)生在校期間能了解相關(guān)領(lǐng)域的現(xiàn)狀。通過典型事故的分析可以培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。

(二)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法中的任務(wù)是有特定含義的,它不是通常說的“教學(xué)任務(wù)”,而是指“需要通過某種活動(dòng)完成的某些事”。課堂討論、自學(xué)答疑教學(xué)形式采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法。例如讓學(xué)生設(shè)計(jì)某條線路的三段式保護(hù)。

(三)項(xiàng)目教學(xué)法

項(xiàng)目教學(xué)法是通過進(jìn)行一個(gè)完整的“項(xiàng)目”工作而進(jìn)行的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的培訓(xùn)方法。教師的主要任務(wù)是確定項(xiàng)目內(nèi)容、任務(wù)要求、工作計(jì)劃,設(shè)想在教學(xué)過程可能發(fā)生的情況以及學(xué)生對(duì)項(xiàng)目的承受能力,時(shí)刻準(zhǔn)備幫助學(xué)生解決困難問題。

(四)六步教學(xué)法

六步教學(xué)法是以工作過程為導(dǎo)向的課程實(shí)施方法,完成一個(gè)完整的實(shí)際工作需按照六個(gè)工作步驟來進(jìn)行。例如設(shè)計(jì)6~10KV線路的過電流保護(hù)這個(gè)完整工作過程的六個(gè)步驟分別為:資訊、計(jì)劃、決策、實(shí)施、檢查、評(píng)估。資訊階段,教師布置工作任務(wù),學(xué)生首先了解項(xiàng)目要求;計(jì)劃階段,學(xué)生一般以小組方式工作,尋找與任務(wù)相關(guān)的信息(如:電壓繼電器、電流繼電器的原理接線圖),制定工作計(jì)劃;決策階段:教師考察學(xué)生做的過電流保護(hù)原理接線圖,學(xué)生可聽取教師的建議,對(duì)計(jì)劃做出修改;實(shí)施階段,學(xué)生根據(jù)計(jì)劃完成本項(xiàng)目工作過程,完成項(xiàng)目實(shí)施工作;檢查階段,學(xué)生進(jìn)行展示工作成果的工作;評(píng)估階段,學(xué)生對(duì)完成項(xiàng)目任務(wù)中的表現(xiàn)做出自我評(píng)價(jià)、相互評(píng)價(jià),最終由教師做出教師評(píng)估。

(五)模擬故障法

在實(shí)訓(xùn)室上課時(shí),可以通過人為設(shè)置故障,測量故障時(shí)的電壓和電流來分析故障特點(diǎn),如何迅速、有選擇的切出故障。提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

(六)利用常規(guī)的電流、電壓保護(hù)的原理及實(shí)現(xiàn)的方法簡單、直觀的特點(diǎn),通過多媒體課件演示熟悉電力系統(tǒng)各主要元件繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作原理、結(jié)構(gòu)及其用途。在初步掌握電流、電壓保護(hù)的基本原理后,再安排學(xué)習(xí)微機(jī)保護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí)的內(nèi)容,由易至難,有利于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握。充分利用多媒體課件、動(dòng)畫演示等對(duì)保護(hù)裝置元件進(jìn)行直觀教學(xué),使教學(xué)過程形象生動(dòng),幫組學(xué)生記憶和理解,提高教學(xué)效果;加強(qiáng)課堂微機(jī)保護(hù)演示;采用在實(shí)訓(xùn)室邊進(jìn)行理論教學(xué)邊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法。

《繼電保護(hù)》課程以以崗位能力為出發(fā)點(diǎn),突出職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng),教、學(xué)、做結(jié)合,教學(xué)方法多樣化。課程內(nèi)容以崗位分析和具體工作過程為基礎(chǔ),將職業(yè)技能資格證書所需的應(yīng)知應(yīng)會(huì)內(nèi)容貫穿于整個(gè)教學(xué)的理論和實(shí)踐過程中,為學(xué)生獲得“雙證書”,提高就業(yè)率打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本課程基本理論以電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和電力系統(tǒng)暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)分析應(yīng)知的理論為基礎(chǔ),理論與實(shí)際相結(jié)合,以能力培養(yǎng)為重點(diǎn)的高職高專教育特色。

參考文獻(xiàn):

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繼電保護(hù)的基本原理范文第2篇

關(guān)鍵詞:變電站;繼電保護(hù);基本原理;瑕疵;完善

中圖分類號(hào):TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2012)30-0103-02

在變電站的電力供應(yīng)過程中,電力系統(tǒng)的檢修和維護(hù)尤為重要,同時(shí)也是為電力系統(tǒng)提供持之以恒供電能力的一個(gè)重要渠道,在檢修和維護(hù)中,繼電保護(hù)則為重中之重,所謂的繼電保護(hù)就是指在研究電力系統(tǒng)發(fā)生故障或者電力運(yùn)行出現(xiàn)問題的情況下,在發(fā)展的過程中主要用有觸電接觸點(diǎn)的繼電器來檢修和保護(hù)電力系統(tǒng)以及發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等基本元件,使這些電路設(shè)備免受損害的一種具有針對(duì)性強(qiáng)的電力保護(hù)措施,在這種保護(hù)的基本原理中,用電力設(shè)備中最小的代價(jià)維護(hù)、檢修其中的最大量的元件,達(dá)到檢修成本最小的目的,同時(shí)也是對(duì)高科技元素的一種有效利用。這與我們通常所說的電力保護(hù)有所不同,它的基本任務(wù)是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),利用最短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)最大區(qū)域內(nèi)的電力保護(hù),其自動(dòng)將故障設(shè)備從整個(gè)電力系統(tǒng)中切斷或者由智能設(shè)備發(fā)出通報(bào),使得維修人員迅速發(fā)現(xiàn)故障根源,減輕電路故障引起的危險(xiǎn)。

1 變電站繼電保護(hù)作用與基本組成

2 變電站繼電保護(hù)的現(xiàn)狀及問題

首先,人工智能手段的引入。人工智能體系引入繼電保護(hù)過程中是對(duì)變電站系統(tǒng)管理的一大進(jìn)步。如專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ANN等被廣泛地應(yīng)用于非線性問題障礙的排除上,我們知道,電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)是一種較為典型的離散控制方式,它分布于電路系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中,對(duì)于電路的正?;蛘吖收蠣顟B(tài)都能進(jìn)行常態(tài)評(píng)估,這也是進(jìn)行保護(hù)的關(guān)鍵步驟。由于AI的邏輯能力以及邏輯思維的存在,AI已經(jīng)成為在線評(píng)估的重要工具,在現(xiàn)實(shí)的電力系統(tǒng)的應(yīng)用中也表現(xiàn)得越發(fā)頻繁。與此同時(shí),變壓器保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)以及自動(dòng)重合閘保護(hù)等領(lǐng)域也對(duì)此進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用。但是在繼電保護(hù)的電力應(yīng)用中,人工智能手段的引入無疑也存在可靠與否等方面的考驗(yàn)或者說存在該方面的弊端,不得不引起電力研究領(lǐng)域的重視。

其次,繼電保護(hù)系統(tǒng)與高科技領(lǐng)域緊密結(jié)合。在電力系統(tǒng)中,網(wǎng)絡(luò)化的電力保護(hù)技術(shù)也已經(jīng)成為主導(dǎo),也就是說在進(jìn)行電力保護(hù)的過程中實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理,把現(xiàn)有的高科技手段應(yīng)用于電力測量、控制、保護(hù)以及通信一體化的數(shù)據(jù)傳輸方面,這都對(duì)電力保護(hù)起到了翻天覆地的變化。如數(shù)字變電站內(nèi)光互感器、智能終端、GOOSE、SV等新技術(shù)的應(yīng)用,在變電站內(nèi)的繼電保護(hù)方面應(yīng)用高科技手段,大大減少了電路運(yùn)行的危險(xiǎn)性,使得各個(gè)需要保護(hù)的單元與重合閘裝置在分析和處理數(shù)據(jù)上相互協(xié)調(diào),達(dá)到匹配,即實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格化管理,這雖然實(shí)現(xiàn)了變電站內(nèi)繼電保護(hù)的基本目的,但是這種技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域還處于初始階段,很多關(guān)鍵技術(shù)還不成熟,不能成為主流,對(duì)國外先進(jìn)技術(shù)的引入成為繼電保護(hù)的一大問題。

最后,微機(jī)系統(tǒng)在繼電保護(hù)中被大量使用。微機(jī)已經(jīng)在20世紀(jì)開始大規(guī)模應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,在變電站內(nèi)的繼電保護(hù)方面也應(yīng)用頻繁。微機(jī)進(jìn)行保護(hù)主要的優(yōu)點(diǎn)在于先進(jìn)的計(jì)算能力和邏輯處理能力,能夠提高繼電保護(hù)的性能,近些年來,為了強(qiáng)化這種穩(wěn)定性和敏銳性,必然就出現(xiàn)了對(duì)微機(jī)保護(hù)的改進(jìn)措施,但是隨著科技的發(fā)展,電力系統(tǒng)內(nèi)引入微機(jī)保護(hù)的效率應(yīng)該引起重視,如果滯后于微機(jī)技術(shù)的發(fā)展,繼電保護(hù)就無實(shí)效性可言。

3 完善變電站內(nèi)繼電保護(hù)的基本思路

變電站內(nèi)的小功率機(jī)器的繼電保護(hù)在現(xiàn)階段已經(jīng)引起了足夠的重視,如何實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的長效性、科學(xué)性,是一個(gè)亟需解決的課題,隨著多年來的電力維修和保護(hù)的實(shí)踐,總結(jié)出如下幾點(diǎn)繼電保護(hù)的基本思路:

首先,完善繼電保護(hù)的可靠性與速度性。這種可靠主要體現(xiàn)在保護(hù)裝置的可靠性方面,也就是說在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),保護(hù)裝置能夠及時(shí)有效地反映出電力所出現(xiàn)的具體問題,速度既體現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)故障方面,還體現(xiàn)在維修速度方面,不能夠出現(xiàn)誤差,同時(shí)不能對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)作有較大的影響。電力系統(tǒng)是一個(gè)多元素構(gòu)成的有機(jī)整體,機(jī)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,并且在適用上各個(gè)元件所體現(xiàn)的價(jià)值壽命是不同的,因此可靠性顯得尤為重要,要對(duì)各種設(shè)備的基本功能進(jìn)行完善修整,實(shí)現(xiàn)操作無誤差。

其次,繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)選擇性與靈敏性。在變電站的繼電保護(hù)中,選擇性是指在發(fā)生故障時(shí),系統(tǒng)有選擇地將元件與故障系統(tǒng)隔離分開,使之不受到更大的損害,不受損害的部分仍然能夠繼續(xù)工作,這個(gè)過程既要求選擇性,同時(shí)也要求靈敏性,需要對(duì)受到損害的元件與未受損害的元件進(jìn)行區(qū)分,并使之與系統(tǒng)有效隔離,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的完整性運(yùn)轉(zhuǎn),避免不必要的損失,快速保護(hù)動(dòng)作時(shí)間在0.06~2.12s之間,最快可達(dá)0.01~0.04s。

最后,實(shí)現(xiàn)科技貫穿于整個(gè)繼電保護(hù)過程。以上文中我們了解到,繼電保護(hù)需要在高科技支撐下進(jìn)行運(yùn)作,也只有這樣的運(yùn)作能夠?qū)ψ冸娬倦娏ο到y(tǒng)的維護(hù)有一定的作用,對(duì)于吸收繼電保護(hù)的先進(jìn)科技是實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的有效途徑,也是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)展的巨大支撐。

4 結(jié)語

變電站的繼電保護(hù)是電力傳輸系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),其工作的穩(wěn)定性,需要我們對(duì)變電站安全運(yùn)行以及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定進(jìn)行全面掌握,對(duì)繼電保護(hù)的上述研究只是其中的一個(gè)弱小方面,加強(qiáng)變電站的繼電保護(hù)需要對(duì)整個(gè)電力產(chǎn)業(yè)以及電力科技的發(fā)展有較為熟悉的掌握,使得繼電保護(hù)能夠成為變電站電力系統(tǒng)維護(hù)的一個(gè)重要舉措,同時(shí)也是我們電力行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要使命。

參考文獻(xiàn)

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繼電保護(hù)的基本原理范文第3篇

關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);繼電保護(hù);電氣故障;四性要求;

中圖分類號(hào):F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

0. 引言

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,以及工業(yè)化進(jìn)程的加快,電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模在不斷擴(kuò)大。近年來,電力系統(tǒng)管理體制深化改革,變電所自動(dòng)化技術(shù)在不斷進(jìn)步,目前很多變電站已逐步實(shí)現(xiàn)無人值守。與此同時(shí),對(duì)電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行也提出了更高要求。電力系統(tǒng)由于其覆蓋地域極其遼闊、運(yùn)行環(huán)境極其復(fù)雜,以及各種人為因素影響,電氣故障發(fā)生是不能完全避免的。在電力系統(tǒng)中任何一處發(fā)生事故,都有可能對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生重大影響,為確保電力系統(tǒng)正常運(yùn)行,必須正確地配置繼電保護(hù)裝置。

1.微機(jī)型繼電保護(hù)主要作用

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)一詞泛指繼電保護(hù)技術(shù)和由各種繼電保護(hù)裝置組成的繼電保護(hù)系統(tǒng),包括繼電保護(hù)的原理設(shè)計(jì)、配置、整定、調(diào)試等技術(shù),也包括由獲取電量信息的電壓、電流互感器二次回路,經(jīng)過繼電保護(hù)裝置到斷路器跳閘線圈的一整套具體設(shè)備。

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本作用是:

(1)自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,使故障元件免于繼續(xù)遭到損壞,保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行;

(2)反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài),并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件,而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)或跳閘。此時(shí)一般不要求迅速動(dòng)作,而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí),以免暫短的運(yùn)行波動(dòng)造成不必要的動(dòng)作和干擾引起的誤動(dòng)。

2.微機(jī)型繼電保護(hù)原理

要實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的關(guān)鍵作用,保證電力系統(tǒng)內(nèi)各元件以致整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行,首先必須“區(qū)分”電力系統(tǒng)的正常、不正常工作和故障三種運(yùn)行狀態(tài),“甄別”出發(fā)生故障和出現(xiàn)異常的元件。而要進(jìn)行“區(qū)分和甄別”,必須尋找電力元件在這三種運(yùn)行狀態(tài)下的可測參量(繼電保護(hù)主要測電氣量)的差異,提取和利用這些可測參量的差異,實(shí)現(xiàn)對(duì)正常、不正常工作和故障元件的快速“區(qū)分”。依據(jù)可測電氣量的不同差異,可以構(gòu)成不同原理的繼電保護(hù)。依據(jù)電氣量與非電氣量在正常運(yùn)行與故障狀態(tài)下差異,形成了元件的不同保護(hù)裝置。

目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不同運(yùn)行狀態(tài)下具有明顯差異的電氣量有:流過電力元件的相電流、序電流、功率及其方向;元件的運(yùn)行相電壓幅值、序電壓幅值;元件的電壓與電流的比值即“測量阻抗”等。根據(jù)不同的電氣量特性,依據(jù)相關(guān)原理,構(gòu)成了相應(yīng)的元件保護(hù)。

在正常運(yùn)行時(shí),線路上流過的是它的負(fù)荷電流,假設(shè)在線路上發(fā)生三相短路,從電源到短路點(diǎn)之間將流過很大的短路電流。利用流過被保護(hù)元件中電流幅值的增大,可以構(gòu)成過電流保護(hù)。

正常運(yùn)行時(shí),各變電所母線上的電壓一般都在額定電壓±5%~±10%范圍內(nèi)變化,且靠近電源端母線上的電壓略高。短路后,各變電所母線電壓有不同程度的降低,離短路點(diǎn)越近,電壓降得越低,短路點(diǎn)的相間或?qū)Φ仉妷航档偷搅?。利用短路時(shí)電壓幅值的降低,可以構(gòu)成低電壓保護(hù)。同樣,在正常運(yùn)行時(shí),線路始端的電壓與電流之比反映的是該線路與供電負(fù)荷的等值阻抗及負(fù)荷阻抗角(功率因數(shù)角),其數(shù)值一般較大,阻抗角較小。短路后,線路始端的電壓與電流之比反映的是該測量點(diǎn)到短路點(diǎn)之間線路段的阻抗,其值較小,如不考慮分布電容時(shí)一般正比于該線路段的長度,阻抗角為線路阻抗角,較大。利用測量阻抗幅值的降低和阻抗角的變大,可以構(gòu)成距離保護(hù)。

此外,利用每個(gè)電力元件在內(nèi)部與外部短路時(shí)兩側(cè)電流相量的差別可以構(gòu)成電流差動(dòng)保護(hù),利用兩側(cè)電流相位的差別可以構(gòu)成電流相位差動(dòng)保護(hù),利用兩側(cè)功率方向的差別可以構(gòu)成方向比較式縱聯(lián)保護(hù),利用兩側(cè)測量阻抗的大小和方向等還可以構(gòu)成其他原理的縱聯(lián)保護(hù)。利用某種通信通道同時(shí)比較被保護(hù)元件兩側(cè)正常運(yùn)行與故障時(shí)電氣量差異的保護(hù),稱為縱聯(lián)保護(hù)。

除反應(yīng)上述各種電氣量變化特征的保護(hù)外,還可以根據(jù)電力元件的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)非電量特征的保護(hù)。例如,當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部的繞組短路時(shí),反應(yīng)于變壓器油受熱分解所產(chǎn)生的氣體,構(gòu)成瓦斯保護(hù)。

3.繼電保護(hù)裝置基本要求

當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障或異常狀態(tài)時(shí),繼電保護(hù)能夠自動(dòng)地、有選擇性地在最短時(shí)間和最小范圍內(nèi),將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除,也能夠及時(shí)向相關(guān)負(fù)責(zé)人員發(fā)出警告信號(hào),提醒相關(guān)人員及時(shí)采取解決措施,這樣繼電保護(hù)不但能夠有效防止設(shè)備的進(jìn)一步損壞,而且能夠降低引起相鄰地區(qū)連帶故障的機(jī)率。同時(shí)還可以有效防止系統(tǒng)故障范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大,確保未發(fā)生故障部分繼續(xù)維持正常使用。動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù),在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)基本要求,即可靠性、選擇性、速動(dòng)性和靈敏性,“四性”間相輔相成,相互制約,針對(duì)不同使用條件,分別進(jìn)行配合。

一是可靠性:可靠性包括安全性和信賴性,是對(duì)繼電保護(hù)的最根本要求。所謂安全性,是要求繼電保護(hù)在不需要它動(dòng)作時(shí)可靠不動(dòng)作,即不發(fā)生誤動(dòng)作。所謂信賴性,是要求繼電保護(hù)在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)可靠動(dòng)作,即不發(fā)生拒絕動(dòng)作。繼電保護(hù)的誤動(dòng)作和拒絕動(dòng)作都會(huì)給電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。然而,提高不誤動(dòng)作的安全性措施與提高不拒動(dòng)的信賴性措施往往是矛盾的。在設(shè)計(jì)與選用繼電保護(hù)時(shí),需要依據(jù)被保護(hù)對(duì)象的具體情況,對(duì)這兩方面的性能要求適當(dāng)?shù)赜枰詤f(xié)調(diào)。

二是選擇性:繼電保護(hù)的選擇性是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí),在可能最小的區(qū)間內(nèi)將故障從電力系統(tǒng)中斷開,最大限度地保證系統(tǒng)中無故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行。這種選擇性的保證,除利用一定的延時(shí)使本線路的后備保護(hù)與主保護(hù)正確配合外,還須注意相鄰元件后備保護(hù)之間的正確配合。其一是上級(jí)電力元件后備保護(hù)的靈敏度要低于下級(jí)元件后備保護(hù)的靈敏度;其二是上級(jí)電力元件后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間要大于下級(jí)元件后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。

三是速動(dòng)性:繼電保護(hù)的速動(dòng)性是指盡可能快地切除故障,以減少設(shè)備及用戶在大短路電流、低電壓下運(yùn)行的時(shí)間,降低設(shè)備的損壞程度,提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。

四是靈敏性:繼電保護(hù)的靈敏性,是指對(duì)于其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)該是在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí),在系統(tǒng)任意的運(yùn)行條件下,無論短路點(diǎn)的位置、短路的類型如何,以及短路點(diǎn)是否有過渡電阻,當(dāng)發(fā)生短路時(shí)都能敏銳感覺。正確反應(yīng)。靈敏性通常用靈敏系數(shù)或靈敏度來衡量,增大靈敏度,增加了保護(hù)動(dòng)作的信賴性,但有時(shí)與安全性相矛盾。

以上四個(gè)基本要求是評(píng)價(jià)和研究繼電保護(hù)性能的基礎(chǔ),在它們之間,既有矛盾又要統(tǒng)一,因此要根據(jù)被保護(hù)元件在電力系統(tǒng)中的作用,使以上四個(gè)基本要求在所配置的保護(hù)中得到統(tǒng)一,更好的發(fā)揮繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行中的作用。

4.總結(jié)

電力系統(tǒng)安全運(yùn)行需要完善的繼電保護(hù)作為支撐,沒有安裝保護(hù)的電力元件,是不允許接入電力系統(tǒng)工作的??v橫交織錯(cuò)綜復(fù)雜的電力系統(tǒng)中每一個(gè)電力元件如何配置保護(hù)、配備幾套繼電保護(hù),以及各電力元件繼電保護(hù)之間配合,需要根據(jù)電力元件的重要程度、電力元件對(duì)電力系統(tǒng)影響的重要程度、以及電力元件自身特性等因素決定。論文中介紹了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)基本概念及任務(wù),并闡述了繼電保護(hù)的基本原理與工作配合,最后描述了繼電保護(hù)的“四性”要求,為剛?cè)腴T的學(xué)生以及從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作的初學(xué)者能更快的認(rèn)知繼電保護(hù)裝置提供了依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]張保會(huì),尹項(xiàng)根主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)(第二版).北京:中國電力出版社,2009.12.

[2]國家電力調(diào)度通信中心編著.國家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)培訓(xùn)教材(上、下冊(cè)).北京:中國電力出版社,2009.

[3]國家電力調(diào)度通信中心編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問答(第二版). 北京:中國電力出版社,1999.11.

繼電保護(hù)的基本原理范文第4篇

配電自動(dòng)化技術(shù)是服務(wù)于城鄉(xiāng)配電網(wǎng)改造建設(shè)的重要技術(shù),配電自動(dòng)化包括饋線自動(dòng)化和配電管理系統(tǒng),通信技術(shù)是配電自動(dòng)化的關(guān)鍵。目前,我國配電自動(dòng)化進(jìn)行了較多試點(diǎn),由配電主站、子站和饋線終端構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)已得到普遍認(rèn)可,光纖通信作為主干網(wǎng)的通信方式也得到共識(shí)。饋線自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)也完全能夠建立在光纖通信的基礎(chǔ)上,這使得饋線終端能夠快速地彼此通信,共同實(shí)現(xiàn)具有更高性能的饋線自動(dòng)化功能。

二。配電網(wǎng)饋線保護(hù)的技術(shù)現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電和配電三部分組成。發(fā)電環(huán)節(jié)的保護(hù)集中在元件保護(hù),其主要目的是確保發(fā)電廠發(fā)生電氣故障時(shí)將設(shè)備的損失降為最小。輸電網(wǎng)的保護(hù)集中在輸電線路的保護(hù),其首要目的是維護(hù)電網(wǎng)的穩(wěn)定。配電環(huán)節(jié)的保護(hù)集中在饋線保護(hù)上,配電網(wǎng)不存在穩(wěn)定問題,一般認(rèn)為饋線故障的切除并不嚴(yán)格要求是快速的。不同的配電網(wǎng)對(duì)負(fù)荷供電可靠性和供電質(zhì)量要求不同。許多配電網(wǎng)僅是考慮線路故障對(duì)售電量的影響及配電設(shè)備壽命的影響,尚未將配電網(wǎng)故障對(duì)電力負(fù)荷(用戶)的負(fù)面影響作為配電網(wǎng)保護(hù)的目的。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電力用戶用電的依賴性越來越強(qiáng),供電可靠性和供電電能質(zhì)量成為配電網(wǎng)的工作重點(diǎn),而配電網(wǎng)饋線保護(hù)的主要作用也成為提高供電可靠性和提高電能質(zhì)量,具體包括饋線故障切除、故障隔離和恢復(fù)供電。具體實(shí)現(xiàn)方式有以下幾種:

2.1傳統(tǒng)的電流保護(hù)

過電流保護(hù)是最基本的繼電保護(hù)之一??紤]到經(jīng)濟(jì)原因,配電網(wǎng)饋線保護(hù)廣泛采用電流保護(hù)。配電線路一般很短,由于配電網(wǎng)不存在穩(wěn)定問題,為了確保電流保護(hù)動(dòng)作的選擇性,采用時(shí)間配合的方式實(shí)現(xiàn)全線路的保護(hù)。常用的方式有反時(shí)限電流保護(hù)和三段電流保護(hù),其中反時(shí)限電流保護(hù)的時(shí)間配合特性又分為標(biāo)準(zhǔn)反時(shí)限、非常反時(shí)限、極端反時(shí)限和超反時(shí)限,參見式(1)、(2)、(3)和(4)。這類保護(hù)整定方便、配合靈活、價(jià)格便宜,同時(shí)可以包含低電壓閉鎖或方向閉鎖,以提高可靠性;增加重合閘功能、低周減載功能和小電流接地選線功能。

電流保護(hù)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)保護(hù)的前提是將整條饋線視為一個(gè)單元。當(dāng)饋線故障時(shí),將整條線路切掉,并不考慮對(duì)非故障區(qū)域的恢復(fù)供電,這些不利于提高供電可靠性。另一方面,由于依賴時(shí)間延時(shí)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的選擇性,導(dǎo)致某些故障的切除時(shí)間偏長,影響設(shè)備壽命。

2.2重合器方式的饋線保護(hù)

實(shí)現(xiàn)饋線分段、增加電源點(diǎn)是提高供電可靠性的基礎(chǔ)。重合器保護(hù)是將饋線故障自動(dòng)限制在一個(gè)區(qū)段內(nèi)的有效方式「參考文獻(xiàn)。參見圖1,重合器R位于線路首端,該饋線由A、B、C三個(gè)分段器分為四段。當(dāng)AB區(qū)段內(nèi)發(fā)生故障F1,重合器R動(dòng)作切除故障,此后,A、B、C分段器失壓后自動(dòng)斷開,重合器R經(jīng)延時(shí)后重合,分段器A電壓恢復(fù)后延時(shí)合閘。同樣,分段器B電壓恢復(fù)后延時(shí)合閘。當(dāng)B合閘于故障后,重合器R再次跳開,當(dāng)重合器第二次重合后,分段器A將再次合閘,此后B將自動(dòng)閉鎖在分閘位置,從而實(shí)現(xiàn)故障切除、故障隔離及對(duì)非故障段的恢復(fù)供電。

目前在我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造中仍有大量重合器得到應(yīng)用,這種簡單而有效的方式能夠提高供電可靠性,相對(duì)于傳統(tǒng)的電流保護(hù)有較大的優(yōu)勢。該方案的缺點(diǎn)是故障隔離的時(shí)間較長,多次重合對(duì)相關(guān)的負(fù)荷有一定影響。

2.3基于饋線自動(dòng)化的饋線保護(hù)

配電自動(dòng)化包括饋線自動(dòng)化和配電管理系統(tǒng),其中饋線自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)對(duì)饋線信息的采集和控制,同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了饋線保護(hù)。饋線自動(dòng)化的核心是通信,以通信為基礎(chǔ)可以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)全局性的數(shù)據(jù)采集與控制,從而實(shí)現(xiàn)配電SCADA、配電高級(jí)應(yīng)用(PAS)。同時(shí)以地理信息系統(tǒng)(GIS)為平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的設(shè)備管理、圖資管理,而SCADA、GIS和PAS的一體化則促使配電自動(dòng)化成為提供配電網(wǎng)保護(hù)與監(jiān)控、配電網(wǎng)管理的全方位自動(dòng)化運(yùn)行管理系統(tǒng)。參見圖2所示系統(tǒng),這種饋線自動(dòng)化的基本原理如下:當(dāng)在開關(guān)S1和開關(guān)S2之間發(fā)生故障(非單相接地),線路出口保護(hù)使斷路器B1動(dòng)作,將故障線路切除,裝設(shè)在S1處的FTU檢測到故障電流而裝設(shè)在開關(guān)S2處的FTU沒有故障電流流過,此時(shí)自動(dòng)化系統(tǒng)將確認(rèn)該故障發(fā)生在S1與S2之間,遙控跳開S1和S2實(shí)現(xiàn)故障隔離并遙控合上線路出口的斷路器,最后合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)S3完成向非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。

這種基于通信的饋線自動(dòng)化方案以集中控制為核心,綜合了電流保護(hù)、RTU遙控及重合閘的多種方式,能夠快速切除故障,在幾秒到幾十秒的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)故障隔離,在幾十秒到幾分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)恢復(fù)供電。該方案是目前配網(wǎng)自動(dòng)化的主流方案,能夠?qū)伨€保護(hù)集成于一體化的配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中,從故障切除、故障隔離、恢復(fù)供電方面都有效地提高了供電可靠性。同時(shí),在整個(gè)配電自動(dòng)化中,可以加裝電能質(zhì)量監(jiān)測和補(bǔ)償裝置,從而在全局上實(shí)現(xiàn)改善電能質(zhì)量的控制。

三。饋線保護(hù)的發(fā)展趨勢

目前,配電自動(dòng)化中的饋線自動(dòng)化較好地實(shí)現(xiàn)了饋線保護(hù)功能。但是隨著配電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展及實(shí)踐,對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)的目的也要悄然發(fā)生變化。最初的配電網(wǎng)保護(hù)是以低成本的電流保護(hù)切除饋線故障,隨著對(duì)供電可靠性要求的提高,又出現(xiàn)以低成本的重合器方式實(shí)現(xiàn)故障隔離、恢復(fù)供電,隨著配電自動(dòng)化的實(shí)施,饋線保護(hù)體現(xiàn)為基于遠(yuǎn)方通信的集中控制式的饋線自動(dòng)化方式。在配電自動(dòng)化的基礎(chǔ)上,配電網(wǎng)通信得到充分重視,成本自動(dòng)化的核心。目前國內(nèi)的主流通信方式是光纖通信,具體分為光纖環(huán)網(wǎng)和光纖以太網(wǎng)。建立在光纖通信基礎(chǔ)上的饋線保護(hù)的實(shí)現(xiàn)由以下三部分組成:

1)電流保護(hù)切除故障;

2)集中式的配電主站或子站遙控FTU實(shí)現(xiàn)故障隔離;

3)集中式的配電主站或子站遙控FTU實(shí)現(xiàn)向非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。

這種實(shí)現(xiàn)方式實(shí)質(zhì)上是在自動(dòng)裝置無選擇性動(dòng)作后的恢復(fù)供電。如果能夠解決饋線故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作的選擇性,就可以大大提高饋線保護(hù)的性能,從而一次性地實(shí)現(xiàn)故障切除與故障隔離。這需要饋線上的多個(gè)保護(hù)裝置利用快速通信協(xié)同動(dòng)作,共同實(shí)現(xiàn)有選擇性的故障隔離,這就是饋線系統(tǒng)保護(hù)的基本思想。

四。饋線系統(tǒng)保護(hù)基本原理

4.1基本原理

饋線系統(tǒng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)的前提條件如下:

1)快速通信;

2)控制對(duì)象是斷路器;

3)終端是保護(hù)裝置,而非TTU.

在高壓線路保護(hù)中,高頻保護(hù)、電流差動(dòng)保護(hù)都是依靠快速通信實(shí)現(xiàn)的主保護(hù),饋線系統(tǒng)保護(hù)是在多于兩個(gè)裝置之間通信的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的區(qū)域性保護(hù)?;驹砣缦拢?/p>

參見圖3所示典型系統(tǒng),該系統(tǒng)采用斷路器作為分段開關(guān),如圖A、B、C、D、E、F.對(duì)于變電站M,手拉手的線路為A至D之間的部分。變電站N則對(duì)應(yīng)于C至F之間的部分。N側(cè)的饋線系統(tǒng)保護(hù)則控制開關(guān)A、B、C、D的保護(hù)單元UR1至UR7組成。

當(dāng)線路故障F1發(fā)生在BC區(qū)段,開關(guān)A、B處將流過故障電流,開關(guān)C處無故障電流。但出現(xiàn)低電壓。此時(shí)系統(tǒng)保護(hù)將執(zhí)行步驟:

Step1:保護(hù)起動(dòng),UR1、UR2、UR3分別起動(dòng);

Step2:保護(hù)計(jì)算故障區(qū)段信息;

Step3:相鄰保護(hù)之間通信;

Step4:UR2、UR3動(dòng)作切除故障;

Step5:UR2重合。如重合成功,轉(zhuǎn)至Step9;

Step6:UR2重合于故障,再跳開;

Step7:UR3在T內(nèi)未測得電壓恢復(fù),通知UR4合閘;

Step8:UR4合閘,恢復(fù)CD段供電,轉(zhuǎn)至Step10;

Step9:UR3在T時(shí)間內(nèi)測得電壓恢復(fù),UR3重合;

Step10:故障隔離,恢復(fù)供電結(jié)束。

4.2故障區(qū)段信息

定義故障區(qū)段信息如下:

邏輯1:表示保護(hù)單元測量到故障電流,

邏輯0:表示保護(hù)單元未測量到故障電流,但測量到低電壓。

當(dāng)故障發(fā)生后,系統(tǒng)保護(hù)各單元向相鄰保護(hù)單元交換故障區(qū)段,對(duì)于一個(gè)保護(hù)單元,當(dāng)本身的故障區(qū)段信息與收到的故障區(qū)段信息的異或?yàn)?時(shí),出口跳閘。

為了確保故障區(qū)段信息識(shí)別的正確性,在進(jìn)行邏輯1的判斷時(shí),可以增加低壓閉鎖及功率方向閉鎖。

4.3系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作速度及其后備保護(hù)

為了確保饋線保護(hù)的可靠性,在饋線的首端UR1處設(shè)限時(shí)電流保護(hù),建議整定時(shí)間內(nèi)0.2秒,即要求饋線系統(tǒng)保護(hù)在200ms內(nèi)完成故障隔離。

在保護(hù)動(dòng)作時(shí)間上,系統(tǒng)保護(hù)能夠在20ms內(nèi)識(shí)別出故障區(qū)段信息,并起動(dòng)通信。光纖通信速度很快,考慮到重發(fā)多幀信息,相鄰保護(hù)單元之間的通信應(yīng)在30ms內(nèi)完成。斷路器動(dòng)作時(shí)間為40ms~100ms.這樣,只要通信環(huán)節(jié)理想即可實(shí)現(xiàn)快速保護(hù)。

4.4饋線系統(tǒng)保護(hù)的應(yīng)用前景

饋線系統(tǒng)保護(hù)在很大程度上沿續(xù)了高壓線路縱聯(lián)保護(hù)的基本原則。由于配電網(wǎng)的通信條件很可能十分理想。在此基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)的饋線保護(hù)功能的性能大大提高。饋線系統(tǒng)保護(hù)利用通信實(shí)現(xiàn)了保護(hù)的選擇性,將故障識(shí)別、故障隔離、重合閘、恢復(fù)故障一次性完成,具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)快速處理故障,不需多次重合;

(2)快速切除故障,提高了電動(dòng)機(jī)類負(fù)荷的電能質(zhì)量;

(3)直接將故障隔離在故障區(qū)段,不影響非故障區(qū)段;

(4)功能完成下放到饋線保護(hù)裝置,無需配電主站、子站配合。

四。系統(tǒng)保護(hù)展望

繼電保護(hù)的發(fā)展經(jīng)歷了電磁型、晶體管型、集成電路型和微機(jī)型。微機(jī)保護(hù)在擁有很強(qiáng)的計(jì)算能力的同時(shí),也具有很強(qiáng)的通信能力。通信技術(shù),尤其是快速通信技術(shù)的發(fā)展和普及,也推動(dòng)了繼電保護(hù)的發(fā)展。系統(tǒng)保護(hù)就是基于快速通信的由多個(gè)位于不同位置的保護(hù)裝置共同構(gòu)成的區(qū)域行廣義保護(hù)。

電流保護(hù)、距離保護(hù)及主設(shè)備保護(hù)都是采集就地信息,利用局部電氣量完成故障的就地切除。線路縱聯(lián)保護(hù)則是利用通信完成兩點(diǎn)之間的故障信息交換,進(jìn)行處于異地的兩個(gè)裝置協(xié)同動(dòng)作。近年來出現(xiàn)的分布式母差保護(hù)則是利用快速的通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多個(gè)裝置之間的快速協(xié)同動(dòng)作如果由位于廣域電網(wǎng)的不同變電站的保護(hù)裝置共同構(gòu)成協(xié)同保護(hù)則很可能將繼電保護(hù)的應(yīng)用范圍提高到一個(gè)新的層次。這種協(xié)同保護(hù)不僅可以改進(jìn)保護(hù)間的配合,共同實(shí)現(xiàn)性能更理想的保護(hù),而且可以演生于基于繼電保護(hù)相角測量的穩(wěn)定監(jiān)控協(xié)系統(tǒng),基于繼電保護(hù)的高精度多端故障測距以及基于繼電保護(hù)的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型及動(dòng)態(tài)過程分析等應(yīng)用領(lǐng)域。目前,在輸電網(wǎng)中已經(jīng)出現(xiàn)了基于GPS的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)和分散式行波測距系統(tǒng)。在配電網(wǎng),伴隨賊配電自動(dòng)化的開展。配電網(wǎng)饋線系統(tǒng)保護(hù)有可能率先得到應(yīng)用。

繼電保護(hù)的基本原理范文第5篇

【關(guān)鍵詞】世界電力系統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)

上世紀(jì)八十年代后確立的燃?xì)廨啓C(jī)及其聯(lián)合循環(huán)總能系統(tǒng),開始逐漸改變世界電力系統(tǒng)的大格局,聯(lián)合循環(huán)總能系統(tǒng)憑借其高效率、低排放、低耗能、以及污染小的特點(diǎn)將世界發(fā)電技術(shù)帶入新的階段,

1 燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組簡介

1.1 基本原理

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的核心設(shè)備包括:燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和凝汽機(jī)。

當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)作時(shí),燃?xì)鈾C(jī)輪首先運(yùn)轉(zhuǎn)起來,于此同時(shí)壓氣機(jī)將外部空氣吸入并壓縮,形成高溫高壓,當(dāng)空氣溫度增加后輸入到燃?xì)馐?,與燃料混合燃燒產(chǎn)生燃?xì)夂筝斎肴細(xì)廨啓C(jī)內(nèi)作功,帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,而燃?xì)廨啓C(jī)的排氣則進(jìn)入余熱鍋爐中產(chǎn)生高溫高壓,此時(shí)蒸汽又將帶動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電;凝汽機(jī)則又利用汽輪機(jī)的排汽凝結(jié)水,再輸送到余熱鍋爐完成蒸汽動(dòng)力循環(huán)發(fā)電。

1.2 特點(diǎn)以及應(yīng)用

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)是發(fā)電效率高,污染排放少,可靠性高,耗水量少,建廠周期短以及自動(dòng)化程度高、運(yùn)行人員少。

目前全世界的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用廣泛,每年新增的裝機(jī)容量中,燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組占到三分之一,美國已經(jīng)占到了二分之一,全球現(xiàn)有的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的總?cè)萘恳呀?jīng)了超過400GW,并且其單機(jī)功率也已經(jīng)超過了300MW。據(jù)相關(guān)預(yù)測,僅我國未來十年,對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)總需求量將接近34000MW。

1.3 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的配置

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組有不同的配置方案;“一拖一”單軸配置方案是指一套機(jī)組中同軸的一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)與一臺(tái)蒸汽輪機(jī)一起拖動(dòng)同軸的同一臺(tái)發(fā)電機(jī),另配一臺(tái)余熱鍋爐;“二拖一”多軸配置方案,是指一套機(jī)組中有二臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)和一臺(tái)蒸汽輪機(jī),它們分別拖動(dòng)與各自同軸的發(fā)電機(jī),每臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)各配一臺(tái)余熱鍋爐。

2 燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)配置

2.1 基本概念

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是繼電保護(hù)技術(shù)和繼電保護(hù)裝置的統(tǒng)稱,繼電保護(hù)裝置是完成保護(hù)功能的核心,繼電保護(hù)裝置就是能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電器元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài),并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。

繼電保護(hù)的四個(gè)基本要求:可靠性、安全性、信賴性、靈敏性。

2.2 基本原理及作用

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)裝置是保證電力系統(tǒng)正常、安全運(yùn)行的有力保障,任何電力設(shè)備(線路、母線、變壓器)都不允許在沒有機(jī)電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行,它是利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時(shí)的電器量(電流、電壓、功率、頻率等)的變化,構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作的原理,也有其他的物理量 。

燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)裝置的作用是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生的保護(hù)元件或者自身系統(tǒng)故障時(shí),保護(hù)裝置就會(huì)自動(dòng)、迅速、有選擇性的從電力系統(tǒng)中切除故障,這樣就可以保護(hù)故障元件或電力系統(tǒng)免于遭到繼續(xù)性的破壞,使得其他無故障元件或區(qū)間可以恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài) 。

2.3 實(shí)際應(yīng)用

(1)繼電保護(hù)裝置與聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組共同在發(fā)電模式下運(yùn)行時(shí),也就是說兩種裝置同步運(yùn)行,值得注意的的保護(hù)有:逆功率保護(hù),是指發(fā)電情況下,燃?xì)廨啓C(jī)的供氣中斷但是發(fā)電機(jī)斷路器GMCB1未中斷,機(jī)組就會(huì)從電力系統(tǒng)中利用功率,同時(shí)保留勵(lì)磁電源,變?yōu)橥诫妱?dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài);異頻保護(hù),其保護(hù)能力取決于原動(dòng)機(jī)葉片的頻率特性和燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)機(jī)低頻運(yùn)行燃燒的穩(wěn)定性;程序跳閘出口,其設(shè)置是為了防止當(dāng)一些異常運(yùn)行保護(hù)動(dòng)作于停機(jī)時(shí),斷開發(fā)電機(jī)出口斷路器但原機(jī)動(dòng)氣源卻未切斷,由此導(dǎo)致的原機(jī)動(dòng)超速“飛車”事故,雖然一些發(fā)電機(jī)組取消了此類設(shè)計(jì),但這類設(shè)計(jì)針對(duì)的安全性也是不可忽視的。

(2)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組起動(dòng)階段的繼電保護(hù),這種情況下的繼電保護(hù)裝置需要根據(jù)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組在變頻起動(dòng)過程中以同步轉(zhuǎn)速低于額定值的同步電動(dòng)機(jī)變速、降壓運(yùn)行下發(fā)熱電氣量變化而研究設(shè)計(jì),這就會(huì)涉及到:SFC回路保護(hù),由于SFC裝置內(nèi)設(shè)置的閘流管保護(hù)主要是針對(duì)閘流管的流動(dòng)和過壓等故障,因此不能全方面的保護(hù)發(fā)電機(jī)排除故障;發(fā)電及配置保護(hù),燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)配置的繼電保護(hù)裝置內(nèi)部測量變換器和軟件算法的設(shè)計(jì)多是基于額定工頻50HZ,在燃?xì)廨啓C(jī)組起動(dòng)過程中頻率在0.05Hz-33.3Hz范圍內(nèi)變化,所以誤差是在所難免的,考慮到電壓、電流互感器受低頻影響而使得傳變性能下降,可能引發(fā)保護(hù)裝置不正確的修正,所以必須考慮具體裝置由生產(chǎn)商明確出保護(hù)裝置的頻率特性,判斷保護(hù)裝置能否正常發(fā)揮在燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)過程中的作用;定子繞組接地保護(hù),這類保護(hù)應(yīng)注意起動(dòng)過程中的電流要在發(fā)電機(jī)允許的安全值內(nèi),若發(fā)生SFC直流回路一點(diǎn)接地就會(huì)造成變壓器損壞,并且諧波濾過式電壓型接地保護(hù)作用也無法發(fā)揮,此時(shí)建議退出接地配電變壓器和發(fā)電機(jī)接地保護(hù),但保留絕緣監(jiān)測設(shè)施和零序過電壓保護(hù);過勵(lì)磁和過電壓保護(hù),這兩項(xiàng)保護(hù)一般不會(huì)誤動(dòng),但為防止異常過電壓情況,都建議保留;逆功率和異頻保護(hù),建議在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后使用;失磁保護(hù),適宜由電源變壓器6kV開關(guān)柜內(nèi)設(shè)的綜合保護(hù)和測控單元測出無功功率反向和過符合信號(hào)檢測失磁作用,可以不退出發(fā)電機(jī)起動(dòng)過程,也不用專門設(shè)置;失步保護(hù),起動(dòng)元件多采用阻抗元件,種類較多。

2.4 我國繼電保護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

2.4.1 發(fā)展現(xiàn)狀

上世紀(jì)六十年代起,晶體管繼電保護(hù)就進(jìn)入蓬勃時(shí)期,發(fā)展到八十年代末集成電路保護(hù)已經(jīng)成熟,而取代了晶體管。我國自九十年代后,也進(jìn)入了繼電保護(hù)的微機(jī)時(shí)代,為電力系統(tǒng)提供了性能優(yōu)良、功能周全的繼電保護(hù)裝置。

2.4.2 未來趨勢

(1)計(jì)算機(jī)化;

(2)網(wǎng)絡(luò)化;

(3)智能化;

(4)綜合自動(dòng)化。

3 總結(jié)

燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)裝置保證了聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的正常安全的運(yùn)行,是一項(xiàng)具有極高價(jià)值的技術(shù),繼電保護(hù)下的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組會(huì)帶來更大的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。繼電保護(hù)系統(tǒng)也會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、和人工智能技術(shù)的發(fā)展而進(jìn)步完善,迎來廣闊的發(fā)展天地。

參考文獻(xiàn)

[1]黃蕾,姚挺生,沈儷,傅明.9FA型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的國產(chǎn)保護(hù)設(shè)備配置方案[J].電力自動(dòng)化設(shè)備,2009,12:122-126.

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