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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。它是一種反事故的自動(dòng)化措施。繼電保護(hù)以電力系統(tǒng)中采集的各種故障情況以及運(yùn)行工況為對(duì)象,以事故的預(yù)防和控制為目的。繼電保護(hù)的正確運(yùn)行,保障了電力系統(tǒng)中出現(xiàn)故障情況或者異常運(yùn)行工況情況時(shí),快速準(zhǔn)確地自動(dòng)切除故障元件,并且及時(shí)向運(yùn)行監(jiān)控人員發(fā)送報(bào)警聲光等信號(hào),以保護(hù)非故障元件的正常運(yùn)行以及避免故障元件引起的事故擴(kuò)大。電能是種特殊商品,不能大量、長(zhǎng)期的存儲(chǔ),其生產(chǎn)、傳輸、使用過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障,勢(shì)必會(huì)引發(fā)停電事故等嚴(yán)重問(wèn)題。繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的作用主要分為以下幾個(gè)方面:1)當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生足以危害電網(wǎng)安全運(yùn)行的故障時(shí),繼電保護(hù)通過(guò)采集到的電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷故障區(qū)間、嚴(yán)重程度,并且根據(jù)具體情況快速準(zhǔn)確地切除故障元件,保護(hù)非故障元件的正常運(yùn)行;2)當(dāng)電力設(shè)備甚至電網(wǎng)出現(xiàn)非正常運(yùn)行狀況時(shí),繼電保護(hù)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)設(shè)備檢測(cè)信號(hào)的采集能準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)故障情況,并且以聲光等形式的給當(dāng)值運(yùn)行人員發(fā)送告警信號(hào),進(jìn)而幫助運(yùn)行檢修人員在短時(shí)間內(nèi)了解故障情況以及時(shí)處理,避免事故的發(fā)生;3)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行、遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控以及各級(jí)操作點(diǎn)的自動(dòng)控制。
2繼電保護(hù)的四大要素
繼電保護(hù)最大的特性應(yīng)歸納為:可靠性、選擇性、速動(dòng)性和靈敏性。應(yīng)該依據(jù)系統(tǒng)的具體運(yùn)行方式以及可能發(fā)生的故障類型來(lái)選擇和設(shè)計(jì)合理的繼電保護(hù)或者安全自動(dòng)裝置。繼電保護(hù)的四要素歸納如下:1)可靠性:簡(jiǎn)單的說(shuō)就是繼電保護(hù)不誤動(dòng)、不拒動(dòng)。具體又可以分為安全性和信賴性。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);同時(shí),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,即不拒動(dòng)。保護(hù)可靠性是繼電保護(hù)最基本的要求,在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)選擇簡(jiǎn)單有效的保護(hù)方式,采用足夠可靠的元器件以及盡可能簡(jiǎn)單有效的電壓電流以及信號(hào)回路來(lái)組成繼電保護(hù)系統(tǒng)。2)選擇性:指當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障情況時(shí),由繼電保護(hù)系統(tǒng)通過(guò)采集到的數(shù)據(jù)判斷發(fā)生故障的區(qū)間,并且選擇性地將發(fā)生故障的元件切除。當(dāng)繼電保護(hù)系統(tǒng)失效或者故障元件對(duì)應(yīng)的斷路器拒動(dòng)時(shí),相鄰設(shè)備或者線路的后備保護(hù)應(yīng)能正確動(dòng)作將故障元件切除。3)速動(dòng)性:電力系統(tǒng)故障持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng),所造成的危害就越大。所以繼電保護(hù)的另一個(gè)最基本要素是要能盡快的切除故障元件,以減少電力系統(tǒng)在大電流、低電壓工況下的運(yùn)行時(shí)間,降低設(shè)備的損壞程度,提高備用電源或重合閘等自動(dòng)裝置的投入效果等。4)靈敏性:在電力系統(tǒng)中元件在區(qū)內(nèi)發(fā)生各種故障或者不正常運(yùn)行狀況時(shí),保護(hù)裝置做出正確響應(yīng)的靈敏程度。繼電保護(hù)靈敏性的衡量標(biāo)準(zhǔn)為靈敏系數(shù)。靈敏系數(shù)的整定計(jì)算應(yīng)當(dāng)以系統(tǒng)正常運(yùn)行方式下最不利的故障類型的情況計(jì)算,但可能性很小的故障情況可以不加考慮。
3繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中,繼電保護(hù)系統(tǒng)的作用舉足輕重。目前世界經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展,城市化進(jìn)程也進(jìn)一步加快。而各地對(duì)于電力的需求也逐步增大,這一點(diǎn)從客觀的層面進(jìn)一步推動(dòng)了繼電保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展。電力系統(tǒng)是一個(gè)涵蓋范圍很廣的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。同時(shí),由于天氣、地理位置、環(huán)境等多項(xiàng)復(fù)雜情況的影響,很容易出現(xiàn)各種形式的故障,其中發(fā)生最頻繁的就是各種類型的短路故障。為了保障電力系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行,電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須包含應(yīng)對(duì)不同故障情況的有效措施,減小故障情況發(fā)生的概率并且設(shè)置故障檢測(cè)的技術(shù)方法以及快速自動(dòng)切除故障的應(yīng)對(duì)手段。繼電保護(hù)系統(tǒng)的意義,正是為了快速準(zhǔn)確地檢測(cè)到電力系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)生的元件故障或者其他異常情況,在檢測(cè)到具體故障情況后,按照自有的邏輯判斷故障所在的位置及故障類型,然后有選擇性地切除故障元件,減少故障元件遭受進(jìn)一步損壞的風(fēng)險(xiǎn)并且隔離其他非故障元件,盡最大可能地縮小停電范圍,保障供電可靠性。在實(shí)際的運(yùn)行及維護(hù)工作中,工作人員應(yīng)當(dāng)重視繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況,確保繼電保護(hù)系統(tǒng)工作在正常有效的工作狀態(tài)。
一般來(lái)說(shuō),電力系統(tǒng)發(fā)生短路等故障時(shí),都會(huì)伴隨著產(chǎn)生電壓、電流值的規(guī)律性變化,繼電保護(hù)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)這些電氣量,通過(guò)對(duì)故障情況電氣量對(duì)比正常運(yùn)行情況下的差異性的分析,進(jìn)而針對(duì)不同故障情況根據(jù)對(duì)應(yīng)的保護(hù)原理構(gòu)建保護(hù),比如最常見(jiàn)的過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、距離保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)等。在實(shí)際應(yīng)用中,一旦繼電保護(hù)裝置檢測(cè)的電氣量發(fā)生突變,繼電保護(hù)裝置會(huì)通過(guò)內(nèi)置的邏輯確定故障類型和范圍,再確定應(yīng)當(dāng)出口的斷路器及動(dòng)作時(shí)間,最后由操作箱及跳合閘回路發(fā)出相應(yīng)的脈沖信號(hào),實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的切除。在此,我們簡(jiǎn)要分析常用的定時(shí)限過(guò)流保護(hù)的工作原理。它依靠整定給時(shí)間繼電器的固定延遲,以實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間恒定的目的。相比于其他保護(hù)邏輯,定時(shí)限過(guò)流的構(gòu)成回路以及判斷邏輯容易實(shí)現(xiàn)并且可靠性很高。也可以通過(guò)動(dòng)作電流以及動(dòng)作時(shí)間的整定來(lái)保證保護(hù)的選擇性。根據(jù)線路運(yùn)行情況選擇合理的動(dòng)作電流則可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)的靈敏性。定時(shí)限過(guò)流保護(hù)也能很方便的進(jìn)行調(diào)試。定時(shí)限過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作過(guò)程為:當(dāng)保護(hù)區(qū)內(nèi)的線路出現(xiàn)故障情況,比如AB兩相短路時(shí),線路中AB兩相的電流會(huì)急劇增加。保護(hù)裝置通過(guò)CT變換后采集到的二次AB兩相電流也會(huì)急劇增加,二次電流超過(guò)保護(hù)整定的過(guò)流電流定值后,保護(hù)內(nèi)電流比較繼電器就會(huì)動(dòng)作,閉合動(dòng)合觸電,接通時(shí)間繼電器線圈,再經(jīng)時(shí)間繼電器設(shè)置的固定延時(shí)后,時(shí)間繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)閉合,接通相應(yīng)的信號(hào)繼電器回路,由此發(fā)送短路信號(hào)。而接通信號(hào)繼電器的同時(shí),出口元件內(nèi)部的中間繼電器線圈將被接通,并由中間繼電器內(nèi)的觸點(diǎn)接通跳閘回路,使對(duì)應(yīng)的斷路器跳閘線圈帶電,跳開(kāi)斷路器。經(jīng)此過(guò)程,斷路器跳開(kāi)并切除故障線路后,故障電流即會(huì)消失,繼電保護(hù)裝置內(nèi)部無(wú)二次故障電流后,過(guò)流比較元件將返回到正常的狀態(tài)。
4結(jié)論
關(guān)鍵詞:變電站 二次繼電保護(hù) 電力系統(tǒng) 穩(wěn)定
1、繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行環(huán)境極其維護(hù)
繼電保護(hù)裝置是實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的基本條件,要實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的作用,就必須要具備有科學(xué)先進(jìn)、行之有效的繼電保護(hù)裝置,所謂“工欲善其事,必先利其器”,有了設(shè)備的支持,才真正具備了維護(hù)電力系統(tǒng)的能力。
2、繼電保護(hù)裝置對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重大意義
因?yàn)楫?dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常時(shí),繼電保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)在最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi),自動(dòng)從系統(tǒng)中切除故障設(shè)備,也可以向電力監(jiān)控警報(bào)系統(tǒng)發(fā)出信息,提醒電力維護(hù)人員及時(shí)解決故障,這樣繼電保護(hù)不僅能有效的防止設(shè)備的損壞,還能降低相鄰地區(qū)供電受連帶故障的機(jī)率。同時(shí)還可以有效的防止電力系統(tǒng)因種種原因,而產(chǎn)生時(shí)間長(zhǎng)、面積廣的停電事故,是電力系統(tǒng)維護(hù)與保障最實(shí)用最有效的技術(shù)手段之一。
3、對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求
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,即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。
3.1 選擇性
定義:繼電保護(hù)動(dòng)作的選擇性是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí),僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,
使停電范圍盡量縮小,以保證系統(tǒng)中的無(wú)故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行。如圖1所示單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中,當(dāng)d1點(diǎn)短路時(shí),應(yīng)由距短路點(diǎn)最近的保護(hù)1和2動(dòng)作跳閘,將故障線路切除,變電所B則仍可由另一條無(wú)故障的線路3-4繼續(xù)供電。
原則:就近原則,即系統(tǒng)短路時(shí),應(yīng)由距離故障點(diǎn)最近的保護(hù)切除相應(yīng)的斷路器。
3.2 速動(dòng)性
所謂速動(dòng)性,就是發(fā)生故障時(shí),保護(hù)裝置能迅速動(dòng)作切除故障。對(duì)不同的電壓等級(jí)要求不一樣,對(duì)110KV及以上的系統(tǒng),保護(hù)裝置和斷路器總的切故障時(shí)間為0.1秒,因此保護(hù)動(dòng)作時(shí)間只有幾十個(gè)毫秒(一般30毫秒左右),而對(duì)于35KV及以下的系統(tǒng),保護(hù)動(dòng)作時(shí)間可以為0.5秒。
3.3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。其靈敏性有的保護(hù)是用保護(hù)范圍來(lái)衡量,有的保護(hù)是用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。
3.4 可靠性
保護(hù)裝置的可靠性是指在該保護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí),它不應(yīng)該拒絕動(dòng)作,而在任何其他該保護(hù)不應(yīng)該動(dòng)作的情況下,則不應(yīng)該誤動(dòng)作。簡(jiǎn)單說(shuō)就是:該動(dòng)的時(shí)候動(dòng),不該動(dòng)的時(shí)候不動(dòng)。該動(dòng)的時(shí)候不動(dòng)是屬于拒動(dòng),不該動(dòng)的時(shí)候動(dòng)了是屬于誤動(dòng)。不管是拒動(dòng)還是誤動(dòng),都是不可靠。
以上可靠性是最重要的 ,選擇性是關(guān)鍵,靈敏性必須足夠,速動(dòng)性則應(yīng)達(dá)到必要的程度。我們所有的繼電保護(hù)裝置都是圍繞這四個(gè)要求做文章,當(dāng)然不同的保護(hù),對(duì)這些要求的側(cè)重點(diǎn)是不一樣的,有的側(cè)重于選擇性,有的側(cè)重于速動(dòng)性,有時(shí)候?yàn)榱吮WC主要的屬性可能會(huì)犧牲一些其他的屬性。
4、電流速斷保護(hù)
定義:反應(yīng)于電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作的電流保護(hù),稱為電流速斷保護(hù)。顧名思義電流速斷保護(hù)應(yīng)該側(cè)重于速動(dòng)性。
4.1 整定原則
為了解決這個(gè)矛盾可以有兩種辦法,通常都是優(yōu)先保證動(dòng)作的選擇性,即從保護(hù)裝置起動(dòng)參數(shù)的整定上保證下一條線路出口處短路時(shí)不起動(dòng),即整定原則是:按躲開(kāi)下一條線路出口處短路的條件整定,或者簡(jiǎn)單說(shuō)躲相鄰線路出口短路的最大短路電流。所謂躲就是電流速斷保護(hù)的整定電流要大于相鄰線路出口短路的最大短路電流(因?yàn)殡娏魉贁嗍窃隽縿?dòng)作的)。另一種辦法就是在個(gè)別情況下,當(dāng)快速切除故障是首要條件時(shí),就采用無(wú)選擇性的速斷保護(hù),而以自動(dòng)重合閘來(lái)糾正這種無(wú)選擇性的動(dòng)作?,F(xiàn)在大多數(shù)是采用第一種方法。
4.2 最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式
最大運(yùn)行方式—對(duì)每套保護(hù)裝置來(lái)講,通過(guò)該保護(hù)裝置的短路電流為最大的方式,稱之為最大運(yùn)行方式。最小運(yùn)行方式—通過(guò)該保護(hù)裝置的短路電流為最小的方式,稱之為最小運(yùn)行方式。在最大運(yùn)行方式下,保護(hù)安裝處附近發(fā)生三相短路時(shí)流過(guò)保護(hù)裝置的短路電流最大。在最小運(yùn)行方式下,保護(hù)范圍末端發(fā)生兩相短路時(shí)流過(guò)保護(hù)裝置的短路電流最小。
5、階段式電流保護(hù)的應(yīng)用及對(duì)它的評(píng)價(jià)
電流速斷、限時(shí)電流速斷和過(guò)電流都是反應(yīng)于電流升高而動(dòng)作的保護(hù)裝置。它們之間的區(qū)別主要在于按照不同的整定原則來(lái)選擇起動(dòng)電流。即電流速斷是按照躲開(kāi)相鄰線路出口處的最大短路電流來(lái)整定,限時(shí)電流速斷是按照躲開(kāi)前方各相鄰元件電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流整定,(或者說(shuō)與相鄰線路的電流速斷保護(hù)相配合),而過(guò)電流保護(hù)則是按照躲開(kāi)最大負(fù)荷電流來(lái)整定。這三種電流保護(hù),速斷和限時(shí)電流速斷是復(fù)雜保護(hù)(因?yàn)橐?jì)算短路電流),而過(guò)電流保護(hù)是簡(jiǎn)單保護(hù)(因?yàn)橹灰簇?fù)荷電流),速斷的定值最大,過(guò)電流的定值最小。
【關(guān)鍵詞】分布式光伏 10kV饋線過(guò)流保護(hù) 靈敏度 運(yùn)行方式 適應(yīng)性
1 引言
隨著能源和環(huán)境問(wèn)題的日益突出,環(huán)境友好、可再生的光伏發(fā)電技術(shù)取得了快速的發(fā)展。而且由于太陽(yáng)資源的分散性,分布式光伏發(fā)電成為太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)和利用的重要方式。然而,大量的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)和并網(wǎng)改變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)、電能質(zhì)量、電壓無(wú)功管理等方面均帶來(lái)了一定的影響。目前國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者已經(jīng)對(duì)此開(kāi)展了大量的研究工作,主要包括光伏發(fā)電短路特性和計(jì)算模型,分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)及其接入位置、接入容量的不同對(duì)配電網(wǎng)電流保護(hù)、重合閘、自動(dòng)化策略的影響等內(nèi)容。研究結(jié)果表明,分布式光伏并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響是多方面的,對(duì)保護(hù)的選擇性、靈敏性、范圍都將產(chǎn)生影響。但是,在分布式光伏接入配電網(wǎng)后,應(yīng)避免對(duì)傳統(tǒng)配電網(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行徹底改造,應(yīng)在傳統(tǒng)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的基礎(chǔ)上,盡可能沿用已有保護(hù)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)保護(hù)和饋線保護(hù)的配合。目前,以饋線為研究對(duì)象,針對(duì)分布式光伏實(shí)際接入饋線情況進(jìn)行分布式光伏繼電保護(hù)靈敏度分析,以及針對(duì)饋線運(yùn)行方式多變的繼電保護(hù)適應(yīng)性等方面的研究還不夠深入,在從繼電保護(hù)的角度對(duì)分布式光伏建設(shè)及接入方案給出指導(dǎo)意見(jiàn)方面還需進(jìn)一步研究。
2 定值計(jì)算與靈敏度分析
分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入公共電網(wǎng)有專線接入、T接接入、接入用戶內(nèi)部電網(wǎng)等不同方式。目前實(shí)際中應(yīng)用較多的是在用戶內(nèi)部電網(wǎng)接入,典型的是分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)過(guò)專用箱變接入光伏專用開(kāi)關(guān)站,再經(jīng)接入線路接入用戶配電站。因此,本文主要對(duì)接入用戶內(nèi)部電網(wǎng)的情況進(jìn)行分析。
分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入用戶配電站一次接線示意圖如圖1所示。
在分布式光伏系統(tǒng)故障時(shí),分布式光伏并網(wǎng)點(diǎn)開(kāi)關(guān)應(yīng)快速跳開(kāi),保障上級(jí)電網(wǎng)安全,因此可配置無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù);在其接入線路發(fā)生短路故障時(shí),流經(jīng)并網(wǎng)點(diǎn)開(kāi)關(guān)的短路電路全部由分布式光伏提供,其值約為分布式光伏額定電流的1.5倍,可采用定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。
為保證速動(dòng)性,其接入點(diǎn)開(kāi)關(guān)處可配置無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù),同時(shí)配置限時(shí)電流速斷保護(hù)或定時(shí)限過(guò)電流保護(hù),其電流定值和時(shí)延應(yīng)與并網(wǎng)點(diǎn)開(kāi)關(guān)配合,保證選擇性和靈敏性。
那么,接入點(diǎn)開(kāi)關(guān)處的電流速斷保護(hù)在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下也將失去保護(hù)范圍。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,當(dāng)分布式光伏接入點(diǎn)距離饋線首端較遠(yuǎn),而分布式光伏接入線路較短時(shí),接入點(diǎn)開(kāi)關(guān)處的電流速斷保護(hù)定值可參照分布式光伏并網(wǎng)點(diǎn)開(kāi)關(guān)進(jìn)行整定,一般地,其速斷動(dòng)作電流定值略大于并網(wǎng)點(diǎn)開(kāi)關(guān)電流速斷動(dòng)作電流定值即可。
4 結(jié)論
本文針對(duì)實(shí)際應(yīng)用中較多的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入饋線方式進(jìn)行了過(guò)流保護(hù)研究和分析。結(jié)果表明,分布式光伏過(guò)流二段保護(hù)的靈敏性與分布式光伏裝機(jī)容量、專用箱變阻抗、接入線路阻抗,以及接入點(diǎn)到饋線首端的距離有關(guān)。并網(wǎng)點(diǎn)開(kāi)關(guān)過(guò)流二段保護(hù)在分布式光伏裝機(jī)容量較大(IN較大),專用箱變阻抗較大(一般對(duì)應(yīng)其額定容量較小,即分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)多個(gè)小容量箱變并網(wǎng))且其接入點(diǎn)距離饋線首端較遠(yuǎn)時(shí)靈敏度可能不合格。接入點(diǎn)開(kāi)關(guān)過(guò)流二段保護(hù)在分布式光伏裝機(jī)容量較大(IN較大)且其接入點(diǎn)距離饋線首端較遠(yuǎn)時(shí)靈敏度可能不合格。分布式光伏建設(shè)及接入方案應(yīng)考慮過(guò)流保護(hù)配置靈敏度要求。而為了避免電流速斷保護(hù)失去保護(hù)范圍,在分布式光伏建設(shè)及接入方案中宜將分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)多個(gè)小容量箱變并網(wǎng)。
參考文獻(xiàn)
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作者單位
關(guān)鍵詞:繼電保護(hù);狀態(tài)維修;選擇性
中圖分類號(hào):TM774文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1673-9671-(2012)042-0234-01
1繼電保護(hù)
繼電保護(hù)(Relay Protection)泛指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生的故障(如短路、斷線)或不正常運(yùn)行狀態(tài)(如過(guò)負(fù)荷),并動(dòng)作于相應(yīng)斷路器跳閘或發(fā)出告警信號(hào)的一種自動(dòng)化技術(shù)和裝置。繼電保護(hù)裝置是保證電力元件安全運(yùn)行的基本裝備,任何電力元件不得在無(wú)繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行。
繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成如圖1所示。由圖1可知,繼電保護(hù)主要由測(cè)量比較環(huán)節(jié)、邏輯判斷環(huán)節(jié)和執(zhí)行輸出環(huán)節(jié)三部分構(gòu)成。測(cè)量比較環(huán)節(jié):測(cè)量特征量,并與整定值比較,以判斷是否應(yīng)該啟動(dòng)。邏輯判斷環(huán)節(jié):按一定邏輯關(guān)系判斷是否發(fā)生區(qū)內(nèi)故障。執(zhí)行輸出環(huán)節(jié):負(fù)責(zé)發(fā)出保護(hù)動(dòng)作脈沖信號(hào)。
繼電保護(hù)的基本任務(wù):1)自動(dòng)、迅速和有選擇地將元件從電力系統(tǒng)中切除,從而使故障元件免于繼續(xù)遭到損壞,保證其他無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行;2)反映出電力設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài),然后根據(jù)相應(yīng)的故障狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。
繼電保護(hù)的基本要求:可靠性,選擇性,速動(dòng)性,靈敏性。
1)可靠性。可靠性包括安全性和信賴性兩個(gè)方面,它是繼電保護(hù)性能最根本的要求。安全性要求繼電保護(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。信賴性要求繼電保護(hù)在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生應(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。2)選擇性是指保護(hù)裝置在動(dòng)作時(shí),在可能最小的區(qū)間內(nèi)將故障部分從電力系統(tǒng)中斷開(kāi),從而來(lái)最大限度地保證系統(tǒng)中無(wú)故障部分仍能繼續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行。3)速動(dòng)性。故障發(fā)生時(shí),應(yīng)力求保護(hù)裝置能迅速動(dòng)作切除故障元件,以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,減少用戶經(jīng)受電壓驟降的時(shí)間以及故障元件的損壞程度。故障切除時(shí)間等于保護(hù)裝置和斷路器動(dòng)作時(shí)間的總和。一般快速保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為0.06 s~0.12 s,最快的可達(dá)0.01 s~0.04 s。一般斷路器的動(dòng)作時(shí)間為0.06 s~0.15 s,最快的可達(dá)0.02 s~0.06 s。保護(hù)動(dòng)作速度越快,為防止保護(hù)誤動(dòng)采取的措施越復(fù)雜,成本也相應(yīng)提高。因此,配電網(wǎng)保護(hù)裝置在切除故障時(shí)往往允許帶有一定延時(shí)。4)靈敏性。指對(duì)于保護(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。在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí),不論短路點(diǎn)的位置、短路的類型如何,以及短路點(diǎn)是否有過(guò)渡電阻,保護(hù)裝置都應(yīng)能靈敏反應(yīng),沒(méi)有似動(dòng)非動(dòng)的模糊狀態(tài)。保護(hù)裝置的靈敏性通常用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。根據(jù)規(guī)程規(guī)定,要求靈敏系數(shù)在1.2~2之間。
對(duì)繼電保護(hù)裝置的各項(xiàng)基本要求是研究分析繼電保護(hù)性能的基礎(chǔ)。這些要求之間往往是相互制約的,例如提高保護(hù)裝置動(dòng)作可靠性的措施,一般會(huì)造成動(dòng)作速度及動(dòng)作靈敏性下降,并增加保護(hù)成本。因此,繼電保護(hù)的研究、設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行的絕大部分工作就是圍繞著如何處理好這些基本要求之間關(guān)系進(jìn)行的。實(shí)際工作中,要根據(jù)具體情況以及要解決的主要矛盾,統(tǒng)籌兼顧,尋求一個(gè)適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案。
2狀態(tài)維修
以設(shè)備狀態(tài)為基礎(chǔ),以預(yù)測(cè)狀態(tài)發(fā)展為依據(jù)。根據(jù)對(duì)設(shè)備的日常檢查、定期重點(diǎn)檢查和在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷所提供的信息,在設(shè)備發(fā)生故障前安排維修。適用范圍設(shè)備故障率低,地位重要的設(shè)備。提高設(shè)備的可用率節(jié)省維修費(fèi)用。
狀態(tài)維修是企業(yè)以安全、可靠性、環(huán)境、成本等為基礎(chǔ),依據(jù)設(shè)備的運(yùn)行工況、基本狀態(tài)以及同類設(shè)備家族歷史等資料,通過(guò)設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)分析,制定設(shè)備維修計(jì)劃,達(dá)到設(shè)備運(yùn)行可靠、維修成本合理的一種設(shè)備維修策略。
狀態(tài)維修工作的核心是確定設(shè)備的狀態(tài),依據(jù)設(shè)備狀態(tài)開(kāi)展相應(yīng)的試驗(yàn)、維修工作。開(kāi)展?fàn)顟B(tài)維修工作并不意味著簡(jiǎn)單地減少工作量、降低維修費(fèi)用,而是將設(shè)備維修管理工作的重點(diǎn)由修理轉(zhuǎn)移到管理上來(lái),相應(yīng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控的管理工作要大力加強(qiáng),通過(guò)強(qiáng)調(diào)管理的技術(shù)分析的作用,嚴(yán)格控制、細(xì)化分析,真正做到“應(yīng)修必修,修必修好”。
狀態(tài)維修并不意味著絕對(duì)取消定期維修的概念。受設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理以及零部件使用壽命等原因,各類電網(wǎng)設(shè)備均存在一定的使用壽命或周期。因此,設(shè)備最長(zhǎng)維修周期不能超過(guò)其自身最薄弱環(huán)節(jié)最長(zhǎng)使用時(shí)間。設(shè)備最長(zhǎng)維修周期應(yīng)有設(shè)備制造商在產(chǎn)品說(shuō)明書中進(jìn)行明確。
3繼電保護(hù)狀態(tài)維修方法
進(jìn)行繼電保護(hù)狀態(tài)維修主要分為以下幾個(gè)步驟:1)把好設(shè)備初始狀態(tài)關(guān)。2)積極采用先進(jìn)的在線檢測(cè)或帶電檢測(cè)手段。我們除了要對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行中的設(shè)備加強(qiáng)常規(guī)監(jiān)督和測(cè)試在外,還要采用先進(jìn)的檢測(cè)手段(油色譜分析、紅外診斷等),從而來(lái)及時(shí)掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備的相關(guān)工作狀態(tài)。3)提高設(shè)備的狀態(tài)分析水平。設(shè)備狀態(tài)分析水平是狀態(tài)監(jiān)測(cè)與狀態(tài)檢修進(jìn)行相互銜接中的關(guān)鍵一環(huán),我們要對(duì)設(shè)備的狀態(tài)分析水平合理把握,從而來(lái)保證電力系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行,進(jìn)而來(lái)保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,創(chuàng)造一個(gè)和諧安全的工作環(huán)境。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng) 自動(dòng)化 網(wǎng)絡(luò)化 一體化
1、前言
市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展使人們的生活質(zhì)量和水平得到了不斷提升,人們對(duì)于電力系統(tǒng)供、配電服務(wù)質(zhì)量、工作效率、服務(wù)設(shè)施建設(shè)、安全措施保障建設(shè)也有了越來(lái)越高的要求。這一高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求的物質(zhì)文化需求又給電力系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展提供了強(qiáng)勁的動(dòng)力并指引了明確的前進(jìn)方向。隨著人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注安全生產(chǎn)、安全用電,主要從事故障發(fā)現(xiàn)、及時(shí)排除或中斷危險(xiǎn)的繼電保護(hù)技術(shù)得以充分的發(fā)展。繼電保護(hù)裝置通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)及設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控來(lái)發(fā)現(xiàn)異常,及時(shí)的發(fā)出警示危險(xiǎn)信號(hào),對(duì)于超負(fù)荷的工作線路則通過(guò)跳閘的方式、自動(dòng)隔離或切除電路連接的方式暫時(shí)保障電力系統(tǒng)的安全,從而杜絕安全隱患帶來(lái)的重大損失。因此,可以這樣說(shuō),繼電保護(hù)系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展在很大程度上影響著電力系統(tǒng)全面自動(dòng)化建設(shè)的進(jìn)程,成為我們需大力研究的重要技術(shù)。
2、繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀
電力系統(tǒng)的科學(xué)發(fā)展使繼電保護(hù)技術(shù)得以產(chǎn)生,并隨之不斷強(qiáng)化,隨著科技的創(chuàng)新、現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,繼電保護(hù)系統(tǒng)功能越來(lái)越強(qiáng)大,在自動(dòng)化電力系統(tǒng)的維護(hù)中發(fā)揮著巨大的作用。繼電保護(hù)裝置最初的模型即是熔斷器,從20世紀(jì)50年代至今的50年發(fā)展中,繼電保護(hù)技術(shù)裝置經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段,即從電磁式保護(hù)裝置、晶體管式繼電保護(hù)裝置、集成電路繼電保護(hù)裝置演變?yōu)榻裉斓挠?jì)算機(jī)繼電保護(hù)裝置。眾所周知,計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的綜合功能使之深遠(yuǎn)的影響了我國(guó)各行各業(yè)生產(chǎn)管理的持續(xù)發(fā)展與創(chuàng)新,隨著高科技技術(shù)的廣泛應(yīng)用與完善,網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化、一體化的電力系統(tǒng)初步建立。然而,由于我國(guó)電力系統(tǒng)的龐大建設(shè)、持續(xù)擴(kuò)容與增容、地域環(huán)境的復(fù)雜變化使得基于電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)的繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)展還處于相對(duì)滯后的局面。我們深知,僅靠簡(jiǎn)單的熔斷、等斷電保護(hù)措施已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)電力系統(tǒng)的多元化發(fā)展進(jìn)程與持續(xù)化建設(shè)需求,倘若我們只一味的搞建設(shè)、搞開(kāi)發(fā)、搞經(jīng)營(yíng),卻忽視了安全生產(chǎn)環(huán)境的控制與保護(hù),那么一旦龐大的電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障,造成的后果及經(jīng)濟(jì)損失則是無(wú)法估量的。
3、繼電保護(hù)裝置的自動(dòng)化性能標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件如發(fā)電機(jī)、線路或電力系統(tǒng)本身發(fā)生故障時(shí),繼電保護(hù)裝置可采取安全的控制措施預(yù)報(bào)或終止故障現(xiàn)象的大范圍發(fā)生,是一種自動(dòng)化的防范設(shè)施的成套集合,其重要的組成部分包括感受元件、比較元件和執(zhí)行元件等。當(dāng)系統(tǒng)和設(shè)備發(fā)生的故障足以損壞設(shè)備或危及電網(wǎng)安全時(shí),繼電保護(hù)裝置則能最大限度地減少這種損壞的程度,從而降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響。如:?jiǎn)蜗嘟拥?、變壓器輕、重瓦斯信號(hào)、變壓器溫升過(guò)高等。同時(shí),繼電保護(hù)裝置還可根據(jù)電氣設(shè)備的不正常工作情況及運(yùn)行維護(hù)條件采取發(fā)出相應(yīng)的不同信號(hào)、自動(dòng)進(jìn)行設(shè)備調(diào)整及切除易引起事故的電氣設(shè)備等方式進(jìn)行故障提醒、設(shè)備維護(hù)及故障延時(shí),從而在及時(shí)的提示、規(guī)范的防護(hù)操作中使設(shè)備盡快的恢復(fù)正常的工作狀態(tài)。繼電保護(hù)裝置的工作方式及重要職能決定了其必須遵循以下計(jì)特性的要求。
3.1靈敏性
高度靈敏的保護(hù)裝置可以最快的速度切除短路故障,從而有效的提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,減輕設(shè)備的故障率,使損害的程度降到最低、范圍縮到最小。在維護(hù)安全供電運(yùn)行的同時(shí),能通過(guò)靈敏的保護(hù)提高自動(dòng)重合閘和備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果,使經(jīng)濟(jì)損失、生產(chǎn)損失、設(shè)備損失受到合理的控制。繼電保護(hù)裝置的靈敏性體現(xiàn)設(shè)備在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)繼電保護(hù)裝置的反應(yīng)能力,通常以靈敏系數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。在選擇、設(shè)計(jì)繼電保護(hù)裝置時(shí),設(shè)備的靈敏度是我們首要考慮的衡量標(biāo)準(zhǔn),它是整個(gè)電力系統(tǒng)安全運(yùn)營(yíng)的可靠保障。
3.2可靠性
可靠性是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)該進(jìn)行的合理保護(hù)功能,簡(jiǎn)言之即是電力系統(tǒng)在正常的工作狀態(tài)下,繼電保護(hù)裝置可不需要采取任何的措施,而在故障狀態(tài)下才應(yīng)采取判斷準(zhǔn)確的防護(hù)措施。如本身沒(méi)有故障的電力系統(tǒng)發(fā)生跳閘、本身沒(méi)有危險(xiǎn)信號(hào)的系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤報(bào)警信號(hào)等現(xiàn)象則說(shuō)明繼電保護(hù)裝置也出現(xiàn)了故障,缺乏可靠性。因此,我們應(yīng)嚴(yán)格的選用可靠性高的繼電保護(hù)裝置,將其納入最基本的選擇衡量標(biāo)準(zhǔn),且任何電力設(shè)備如線路、母線、變壓器等都不允許在無(wú)繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行。
3.3快速性
與靈敏性相似,快速性是指在系統(tǒng)故障時(shí),繼電保護(hù)裝置應(yīng)迅速的切斷短路故障線路,從而防止故障范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大,使線路損害程度降到最低、危險(xiǎn)系數(shù)降到最小。同時(shí),快速性還包括在設(shè)備故障后的迅速修復(fù),立即故障排除,從而保持電力系統(tǒng)的用電暢通及高效穩(wěn)定的服務(wù)。
4、繼電保護(hù)自動(dòng)化的創(chuàng)新發(fā)展
基于以上繼電保護(hù)裝置的自動(dòng)化性能要求,我們應(yīng)充分的本著創(chuàng)新的意識(shí)不斷強(qiáng)化繼電保護(hù)裝置的完善與多元化應(yīng)用,充分的利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、一體化技術(shù)促進(jìn)繼電保護(hù)的自動(dòng)化發(fā)展與變革。在繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)基本保護(hù)功能的基礎(chǔ)上,我們還應(yīng)用智能化的高端要求促進(jìn)各種技術(shù)參數(shù)的合理化制定,通過(guò)科學(xué)的調(diào)研、故障參數(shù)的不斷分析,利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)保存能力、運(yùn)算能力、匹配能力、決策能力使繼電保護(hù)技術(shù)得到創(chuàng)新的發(fā)展。同時(shí),促進(jìn)繼電保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)建設(shè),減少單個(gè)繼電保護(hù)裝置的使用,利用網(wǎng)絡(luò)的共享服務(wù)、智能服務(wù)建立更完備的故障分析體系及檢測(cè)校準(zhǔn)體系,從而為繼電保護(hù)裝置的準(zhǔn)確、高質(zhì)量服務(wù)提供必要的技術(shù)支持。另外,我們還應(yīng)本著始終把單一的繼電保護(hù)裝置作為整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)的一個(gè)終端設(shè)備的原則,實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置在數(shù)據(jù)處理上的一體進(jìn)程,最終通過(guò)故障信息的整理、網(wǎng)絡(luò)的獲取及上傳構(gòu)建電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的完備、一體化的分析、校驗(yàn)體系,為繼電保護(hù)的進(jìn)一步自動(dòng)化、全面化、智能化發(fā)展提供有力的決策依據(jù)。
關(guān)鍵詞 不對(duì)稱斷線;繼電保護(hù);影響
中圖分類號(hào)TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2011)52-0018-01
1 概述
隨著我國(guó)電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,數(shù)字化以及自動(dòng)化的管理手段在整個(gè)電力系統(tǒng)得到了廣泛的使用。其中自動(dòng)化技術(shù)在整個(gè)電力系統(tǒng)中的采用,在很大程度上減少了工作人員的重復(fù)勞動(dòng),提高了工作效率,縮短工作時(shí)間,進(jìn)而提高了整個(gè)電網(wǎng)的安全性與穩(wěn)定性。但是不可否認(rèn),我國(guó)的電網(wǎng)環(huán)境相對(duì)復(fù)雜,還存在著很多的問(wèn)題,這樣繼電保護(hù)系統(tǒng)作為維護(hù)電網(wǎng)安全的重要手段越來(lái)越受到相關(guān)部門的重視。因此,為了應(yīng)對(duì)電網(wǎng)中可能存在的安全隱患,保證整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定的運(yùn)行,就需要對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。在電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際工作中,不對(duì)稱短線的發(fā)生具有十分嚴(yán)重的危害,一點(diǎn)出現(xiàn)斷線故障,電網(wǎng)中的電流就會(huì)在瞬時(shí)加大,對(duì)變壓器等設(shè)備造成很大的沖擊,甚至?xí)斐勺儔浩鞯臒龤?,進(jìn)而導(dǎo)致大面積的停電故障,針對(duì)這種情況,就需要采取繼電保護(hù)措施。
2 常見(jiàn)斷線故障及危害
不對(duì)稱短線故障在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的表現(xiàn)形式十分多樣,主要有以下幾種:三相短路、兩相短路、兩相接地短路。在這些之中,三相短路的危害最為嚴(yán)重。在發(fā)生三相短路故障時(shí),線路中的電流在瞬間增大,從而嚴(yán)重危害整個(gè)線路中的電器設(shè)備,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成設(shè)備的燒毀,頻繁的故障會(huì)造成電器設(shè)備壽命周期大大縮短。短路發(fā)生時(shí)還會(huì)造成線路中的電壓降低,影響經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)以及居民的日常用電,甚至還會(huì)造成大面積的停電事故。除此之外,短路還會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩。
3 不對(duì)稱斷線對(duì)繼電保護(hù)裝置影響
3.1 需要提供可靠性
不對(duì)稱短線造成三相電壓的不對(duì)稱,引起三相電流的不對(duì)稱,最終導(dǎo)致線路中的電氣設(shè)備由于電流過(guò)大而遭到損壞。為了避免這種情況的發(fā)生,就需要可靠性高的繼電保護(hù)裝置,也就是說(shuō)繼電保護(hù)裝置能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的實(shí)際情況做出準(zhǔn)確的動(dòng)作。繼電保護(hù)裝置的可靠性主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一方面,要對(duì)不同的情況做出靈活準(zhǔn)確的反應(yīng)。另一方面,在不應(yīng)該發(fā)生動(dòng)作的時(shí)候能夠不產(chǎn)生誤動(dòng)。繼電保護(hù)裝置的可靠性主要由生產(chǎn)廠家的出場(chǎng)質(zhì)量以及日后對(duì)于其維護(hù)的水平共同決定的。總的來(lái)說(shuō)應(yīng)該選擇元件質(zhì)量高的合格產(chǎn)哦,回路采取盡可能簡(jiǎn)單的接線方式,并且定期對(duì)裝置進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)以及調(diào)試,確保其反應(yīng)的靈敏以及狀態(tài)的可靠。
3.2 對(duì)繼電保護(hù)的選擇性影響
繼電保護(hù)裝置應(yīng)該具備相應(yīng)的選擇判斷能力也就是說(shuō)電網(wǎng)一點(diǎn)出現(xiàn)短路故障,繼電保護(hù)裝置能夠進(jìn)行相應(yīng)的判斷對(duì)于受到影響的設(shè)備優(yōu)先進(jìn)行切除。如果故障設(shè)備或者線路的保護(hù)出現(xiàn)拒動(dòng)的情況,那么就有附近的保護(hù)裝置對(duì)其進(jìn)行切除。但是由相鄰的設(shè)備進(jìn)行故障設(shè)備切除的時(shí)候,往往會(huì)造成大范圍的斷電。由于電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,這給后備設(shè)備的保護(hù)工作造成可極大的困難,一般采用就近原則對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,當(dāng)發(fā)生不對(duì)稱斷線時(shí),與變壓器距離最近的保護(hù)裝置應(yīng)該能夠在短路器拒動(dòng)的情況下對(duì)其進(jìn)行必要的保護(hù),這就是變電站繼電保護(hù)中的選擇性保護(hù)。所以在線路設(shè)計(jì)的時(shí)候,對(duì)每個(gè)需要重點(diǎn)保護(hù)的設(shè)備都要進(jìn)行相應(yīng)的選擇性設(shè)計(jì),以便在短路器出現(xiàn)拒動(dòng)時(shí)能夠?qū)χ匾O(shè)備提供必要的保護(hù)。
除此之外,由于一旦出現(xiàn)不對(duì)稱斷線故障,斷路器以及二次回路都有出現(xiàn)拒動(dòng)的可能性,為了避免這種情況的發(fā)生,在對(duì)重要設(shè)備的后備繼電保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中可以考慮遠(yuǎn)程保護(hù)設(shè)備,這樣的設(shè)計(jì)成本較低,且提高了可靠性。
3.3 對(duì)速動(dòng)性的影響
一旦出現(xiàn)不對(duì)稱斷線故障,繼電保護(hù)裝置應(yīng)該以最短的時(shí)間進(jìn)行反應(yīng),采取相應(yīng)的動(dòng)作對(duì)主要的設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。這樣可以將故障發(fā)生時(shí)過(guò)大的電流對(duì)設(shè)備的沖擊降到最低。繼電保護(hù)裝置的速動(dòng)性必須建立在選擇性和準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)之上的,否則時(shí)間再短,如果采取的是錯(cuò)的動(dòng)作就沒(méi)有意義了。由于設(shè)備的價(jià)格昂貴,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對(duì)于低壓設(shè)備一般沒(méi)有使用的必要,大多用于高壓線路以及電氣設(shè)備之中。
而在高壓配變電電網(wǎng)中,對(duì)變電設(shè)備的保護(hù)需要繼電保護(hù)設(shè)備的快速動(dòng)作,這對(duì)于不對(duì)稱斷線引發(fā)的故障尤其適用。因?yàn)椴粚?duì)稱斷線會(huì)在線路中產(chǎn)生瞬間的強(qiáng)電流,對(duì)設(shè)備造成沖擊時(shí)間越長(zhǎng),損害就越大,如果繼電保護(hù)裝置以最短的時(shí)間做出正確的反應(yīng)動(dòng)作,將會(huì)使電流對(duì)于設(shè)備的損壞降到最低。
實(shí)際上,對(duì)不同電壓等級(jí)和不同結(jié)構(gòu)的電網(wǎng),切除故障的最小時(shí)間有不同的要求。例如,對(duì)于35kV~60kV配電網(wǎng)絡(luò),通常0.5s~0.7s; 110kV~330kV高壓電網(wǎng),約為0.15s~0.3s;500kV及以上超高壓電網(wǎng),約為0.1s~0.12s。目前國(guó)產(chǎn)的繼電保護(hù)裝置,在一般情況下,完全可以滿足上述電網(wǎng)對(duì)快速切除故障的要求。對(duì)于反應(yīng)不正常運(yùn)行情況的繼電保護(hù)裝置,一般不要求快速動(dòng)作,而應(yīng)按照選擇性的條件,帶延時(shí)地發(fā)出信號(hào)。
3.4 對(duì)于靈敏性的影響
靈敏度時(shí)一把雙刃劍,繼電保護(hù)的靈敏度的標(biāo)準(zhǔn)是可靠性聯(lián)系在一起的,也就是在故障面前采取正確的動(dòng)作的基礎(chǔ)。只有對(duì)異常電流進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷才能作出準(zhǔn)確的保護(hù)動(dòng)作。只有滿足靈敏性要求的繼電保護(hù)才能在規(guī)定的范圍內(nèi)作出這樣的動(dòng)作。符合要求的繼電保護(hù)裝置,在規(guī)定范圍內(nèi)的故障出現(xiàn)時(shí),不管短路的位置和短路的性質(zhì),以及短路點(diǎn)是否有過(guò)渡電阻,都會(huì)作出正確的動(dòng)作,即要求不但在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下的三相短路時(shí)采取可靠動(dòng)作,而在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下經(jīng)過(guò)較大的電阻過(guò)渡兩相或者單相短路的時(shí)候也能動(dòng)作。
所謂系統(tǒng)最大運(yùn)行方式就是被保護(hù)線路末端短路時(shí),系統(tǒng)等效阻抗最小,通過(guò)保護(hù)裝置的短路電流為最大運(yùn)行方式;系統(tǒng)最小運(yùn)行方式就是在同樣短路故障情況下,系統(tǒng)等效阻抗為最大,通過(guò)保護(hù)裝置的短路電流為最小的運(yùn)行方式。故障參數(shù)如電流、電壓和阻抗等的計(jì)算,應(yīng)根據(jù)實(shí)際可能的最不利的運(yùn)行方式和故障類型來(lái)進(jìn)行。增加靈敏性,即增加了保護(hù)動(dòng)作的信賴性,但有時(shí)與安全性相矛盾。對(duì)不同作用的保護(hù)及被保護(hù)的設(shè)備和線路,所要求的靈敏系數(shù)不同。
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);繼電保護(hù);應(yīng)用
中圖分類號(hào):TM7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
前言
隨著科技的不斷進(jìn)步,繼電保護(hù)技術(shù)得到了快速發(fā)展和完善繼電保護(hù)技術(shù)經(jīng)過(guò)不同的發(fā)展階段,呈現(xiàn)出不同的存在形態(tài)。主要有電磁式、晶體管式、集成電路式和計(jì)算機(jī)輔助裝置四種類型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展給社會(huì)各行各業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了蓬勃生機(jī),有力地推動(dòng)了各行業(yè)的飛速發(fā)展。在電力系統(tǒng)中廣泛地運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù),極大地促進(jìn)了電力系統(tǒng)的發(fā)展。
一、繼電保護(hù)技術(shù)的特性及任務(wù)
(一)特性
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電力充斥著人們生活的每個(gè)方面,甚至一些高端工業(yè)的發(fā)展也離不開(kāi)電力系統(tǒng)的支持。而由于科技不斷發(fā)展,電力系統(tǒng)也不斷更新完善,即使這樣,還是存在一些缺陷與不足,所以偶爾會(huì)發(fā)生故障,這就要用到了繼電保護(hù)系統(tǒng)對(duì)電力自動(dòng)化進(jìn)行保護(hù)。繼電保護(hù)技術(shù)之所以可以快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)中的問(wèn)題,是因?yàn)槔^電保護(hù)技術(shù)中存在以下相關(guān)優(yōu)秀特性。
1、選擇性。與其他技術(shù)不同,繼電保護(hù)系統(tǒng)可以選擇較小范圍內(nèi)的故障元件,減少了無(wú)故障元件被連帶誤判的概率。當(dāng)繼電保護(hù)技術(shù)識(shí)別故障元件后,選擇性特性立即發(fā)揮其優(yōu)勢(shì),增強(qiáng)繼電保護(hù)技術(shù)的科學(xué)性。
2、可靠性。可靠性是保證繼電保護(hù)技術(shù)保護(hù)我國(guó)電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)。適中的可靠性可以保證故障元件不被漏檢、不被誤檢,是繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的前提。
可靠性的基礎(chǔ)是速動(dòng)性,當(dāng)檢測(cè)到故障元件時(shí),可靠性能使保護(hù)系統(tǒng)快速動(dòng)作,發(fā)出警報(bào),縮短了所需的維修時(shí)間。而可靠性的特性又類似于靈敏性,即可靠性不能過(guò)高也不能過(guò)低,過(guò)低會(huì)檢測(cè)不到故障元件,使大面積的電力系統(tǒng)無(wú)法正常工作或者對(duì)其他元件帶來(lái)?yè)p失。而可靠性過(guò)高有會(huì)發(fā)生誤切事件,減少正常元件的使用壽命,對(duì)電力亦會(huì)造成損害。
3、靈敏性。靈敏性是繼電保護(hù)技術(shù)合理化的基礎(chǔ),比其他保護(hù)裝置更加適用于我國(guó)電力系統(tǒng)。只有繼電保護(hù)靈敏的條件下,才能對(duì)故障元件進(jìn)行快速判斷,縮短相應(yīng)發(fā)現(xiàn)時(shí)間,為維修人員的維修帶來(lái)便利。
靈敏性有一部分是由靈敏系數(shù)體現(xiàn)出來(lái)的,并不是靈敏系數(shù)高的繼電保護(hù)系統(tǒng)好,而是每套系統(tǒng)都對(duì)應(yīng)其電力自動(dòng)化系統(tǒng),只有靈敏系數(shù)適中的系統(tǒng)才可以更好的保護(hù)相應(yīng)電力系統(tǒng)。
4、速動(dòng)性。顧名思義,速動(dòng)性可以保證繼電保護(hù)系統(tǒng)快速切除故障元件,保證無(wú)故障部分元件不受牽連,繼續(xù)為居民或工業(yè)生產(chǎn)供電。減小停電范圍,降低所需要檢查故障元件的時(shí)間。
速動(dòng)性與選擇性二者相互獨(dú)立工作,但是兩者工作結(jié)合協(xié)調(diào),使繼電保護(hù)裝置可以快速、準(zhǔn)確的找到故障元件,不僅如此,更可以縮小了停電范圍,保證了非故障的電力系統(tǒng)的繼續(xù)工作,減少對(duì)正常元件的使用量,有利于工業(yè)與人民用電的正常與穩(wěn)定。
(二)任務(wù)
1、當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí),根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同,或發(fā)出信號(hào)使值班人員能及時(shí)采取措施,或由裝置自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整(如減負(fù)荷),避免不必要的動(dòng)作和由于干擾而引起的誤動(dòng)作。反應(yīng)不正常工作狀態(tài)的繼電保護(hù),通常都不需要立即動(dòng)作,可帶一定的延時(shí)。
2、當(dāng)被保護(hù)的電力設(shè)備發(fā)生故障時(shí),應(yīng)該由該設(shè)備的繼電保護(hù)裝置自動(dòng)地、迅速地、有選擇地向離故障設(shè)備最近的斷路器發(fā)出跳閘命令,將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除,保證無(wú)故障設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行,并防止故障設(shè)備繼續(xù)遭到破壞。
3、繼電保護(hù)與自動(dòng)重合閘裝置配合,可在輸電線路發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí),迅速恢復(fù)故障線路的正常運(yùn)行,從而提高供電的可靠性。
三、電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的具體應(yīng)用
(一)利用輸配電線路進(jìn)行接地保護(hù)
在配電線路中可以分為大電流的接地方式和小電流的接地方式,它們的區(qū)別主要在于其配電線路中中性點(diǎn)的接地方式不同。大電流接地方式的保護(hù)原理是:當(dāng)配電線路發(fā)生接地故障的時(shí)候,大電流接地系統(tǒng)會(huì)及時(shí)地進(jìn)行跳閘,從而有效的切斷發(fā)生故障的設(shè)備;小電流接地方式的保護(hù)原理是:當(dāng)配電線路中發(fā)生故障的時(shí)候,小電流接地系統(tǒng)不會(huì)立即切斷故障線路,而是能夠再持續(xù)的工作一段時(shí)間,與此同時(shí)發(fā)出警報(bào)提示信號(hào)。下面我們主要對(duì)小電流接地系統(tǒng)如何進(jìn)行接地保護(hù)進(jìn)行闡述
在通常的情況下,小電流接地系統(tǒng)中在發(fā)生單相接地短路故障的時(shí)候,對(duì)于負(fù)荷供電不產(chǎn)生影響。小電流可以選擇下面幾種接地保護(hù)方式:一是通過(guò)零序電壓實(shí)施保護(hù)。在供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的時(shí)候,沒(méi)有零序電壓,并且三相電壓是對(duì)稱的,各自的相電壓分別通過(guò)電壓表顯示出來(lái)。當(dāng)信號(hào)繼電器發(fā)出警示信號(hào)的時(shí)候,就說(shuō)明配電線路中發(fā)生了單相的接地短路事故,因此在系統(tǒng)的各處會(huì)出現(xiàn)零序電壓。在這種情況出現(xiàn)時(shí),可以通過(guò)讀取電壓表的數(shù)值來(lái)進(jìn)行判斷,這時(shí)發(fā)生故障相的電壓表的數(shù)值會(huì)降低,而沒(méi)有發(fā)生故障相的電壓表的數(shù)值則會(huì)升高。二是通過(guò)零序電流實(shí)施保護(hù)。在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障的情況下,通過(guò)對(duì)沒(méi)有發(fā)生故障的線路和發(fā)生故障的線路進(jìn)行比較可以看出,沒(méi)有發(fā)生故障的線路中零序電流要小。在安裝了互感器的線路方面,人們大多應(yīng)用這種方式進(jìn)行保護(hù)。三是通過(guò)零序功率實(shí)施保護(hù)。有單相接地故障發(fā)生時(shí),發(fā)生故障的線路與沒(méi)有發(fā)生故障的線路中零序電流的差別幾乎很小,很難區(qū)分,在這種情況下,就可以進(jìn)行區(qū)分保護(hù),實(shí)現(xiàn)其對(duì)靈敏度的要求。
(二)電力變壓器的保護(hù)
在電力系統(tǒng)中,變壓器是非常重要的。變壓器的正常運(yùn)行能夠保證供電的可靠性,同時(shí)也能保證電力系統(tǒng)輸送電力有一個(gè)很好的穩(wěn)定性。為了能夠有效地防止因線路故障而引起的經(jīng)濟(jì)損失,我們需要對(duì)變壓器實(shí)施必要的繼電保護(hù)措施。
1、對(duì)變壓器進(jìn)行接地保護(hù)。對(duì)變壓器進(jìn)行接地保護(hù)的工作原理是:當(dāng)配電線路發(fā)生故障的時(shí)候,把配電線路中的中性點(diǎn)進(jìn)行直接接地,從而起到對(duì)變壓器的保護(hù)效用。對(duì)變壓器進(jìn)行接地保護(hù)時(shí),主要是借助于兩段式的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
2、對(duì)變壓器進(jìn)行瓦斯保護(hù)。對(duì)于大型變壓器的內(nèi)部故障,我們一般主要采用瓦斯氣體進(jìn)行保護(hù)。瓦斯保護(hù)是一項(xiàng)比較重要的保護(hù)措施,并且具有很獨(dú)特的保護(hù)優(yōu)點(diǎn)。瓦斯保護(hù)的基本原理是:當(dāng)變壓器的油箱內(nèi)部發(fā)生故障的時(shí)候,變壓器油箱里的絕緣性材料和變壓器油就會(huì)在故障電弧的推力下,進(jìn)行分解并產(chǎn)生出瓦斯氣體,瓦斯氣體能夠迅速而靈敏的將變壓器中的開(kāi)關(guān)斷開(kāi),并發(fā)出報(bào)警的信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于變壓器的
有效保護(hù)。
三、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展趨勢(shì)
在未來(lái)繼電保護(hù)技術(shù)將向計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化方向發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)硬件的飛速發(fā)展,電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求也在不斷提高,除了保護(hù)的基本功能外,還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存放空間,快速的數(shù)據(jù)處理功能,強(qiáng)大的通信能力,與其他保護(hù),控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù),信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力,高級(jí)語(yǔ)言編程等,使微機(jī)保護(hù)裝置具備一臺(tái)PC的功能。
在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下,保護(hù)裝置實(shí)際上是一臺(tái)高性能,為了測(cè)量、保護(hù)和控制的需要,室外變電站的所有設(shè)備,如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設(shè)的大量控制電纜投資大,且使得二次回路非常復(fù)雜。但是如果將上述的保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化的計(jì)算機(jī)裝置,就地安裝在室外變電站的被保護(hù)設(shè)備旁,將被保護(hù)設(shè)備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后,通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)送到主控室,則可免除大量的控制電纜。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述,繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分,繼電保護(hù)系統(tǒng)不僅可以防止事故的發(fā)生和發(fā)展,限制事故的影響和范圍,而且還可以確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行,對(duì)保證整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。所以,隨著科技的不斷發(fā)展,社會(huì)的不斷進(jìn)步,對(duì)于電力的需求量不斷的增長(zhǎng),現(xiàn)在企業(yè)中機(jī)械化程度越來(lái)越高,用電的機(jī)器設(shè)備更是不斷增多,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】變壓器繼電保護(hù) 變壓器 繼電保護(hù) 故障 繼電保護(hù)裝置
【中圖分類號(hào)】TM77【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158(2013)07-0433-02
一.引言
電力系統(tǒng)是保障我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要能源支柱,而變壓器是供電系統(tǒng)中較為重要的電氣原件,其可靠的結(jié)構(gòu),相對(duì)較少的故障機(jī)會(huì),使得變壓器被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。雖然變壓器具有相對(duì)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài),但在實(shí)際的工作中,也難免會(huì)存在各種類型的故障,導(dǎo)致變壓器異常運(yùn)行。為了提高變壓器的安全運(yùn)行能力,將變壓器的異常運(yùn)行影響降到最小值,就有必要根據(jù)變壓器的容量大小,來(lái)設(shè)置提高變壓器可靠性的繼電保護(hù)裝置。
二. 變壓器的常見(jiàn)故障
1. 聲音異常
變壓器在正常運(yùn)行時(shí),會(huì)發(fā)出連續(xù)均勻的“嗡嗡”聲。如果產(chǎn)生的聲音不均勻或有其他特殊的響聲,就應(yīng)視為變壓器運(yùn)行不正常,并可根據(jù)聲音的不同查找出故障,進(jìn)行及時(shí)處理。主要有以下幾方面故障:
(1)電網(wǎng)發(fā)生過(guò)電壓。電網(wǎng)發(fā)生單相接地或電磁共振時(shí),變壓器聲音比平常尖銳。出現(xiàn)這種情況時(shí),可結(jié)合電壓表計(jì)的指示進(jìn)行綜合判斷。
(2)變壓器過(guò)載運(yùn)行。負(fù)荷變化大,又因諧波作用,變壓器內(nèi)瞬間發(fā)生“哇哇”聲或“咯咯”的間歇聲,監(jiān)視測(cè)量?jī)x表指針發(fā)生擺動(dòng),且音調(diào)高、音量大。變壓器夾件或螺絲釘松動(dòng)、聲音比平常大且有明顯的雜音,但電流、電壓又無(wú)明顯異常時(shí),則可能是內(nèi)部夾件或壓緊鐵芯的螺絲釘松動(dòng),導(dǎo)致硅鋼片振動(dòng)增大。
(3)變壓器局部放電。若變壓器的跌落式熔斷器或分接開(kāi)關(guān)接觸不良時(shí),有“吱吱”的放電聲;若變壓器的變壓套管臟污,表面釉質(zhì)脫落或有裂紋存在,可聽(tīng)到“嘶嘶”聲;若變壓一器內(nèi)部局部放電或電接不良,則會(huì)發(fā)出“吱吱”或“僻啪”聲,而這種聲音會(huì)隨離故障的遠(yuǎn)近而變化,這時(shí),應(yīng)對(duì)變壓器馬上進(jìn)行停用檢測(cè)。
2.油溫異常
變壓器在正常條件下,油溫比平時(shí)高出10攝氏度以上或負(fù)載不變而溫度不斷上升(在冷卻裝置運(yùn)行正常的情況下)測(cè)可判斷為變壓器內(nèi)部出現(xiàn)異常。主要為:
(1)內(nèi)部故障引起溫度異常。其內(nèi)部故障,如繞組匝間或?qū)娱g短路、線圈對(duì)圍屏放電、內(nèi)部引線接頭發(fā)熱、鐵芯多點(diǎn)接地使渦流增大過(guò)熱、零序不平衡電流等漏磁通過(guò)與鐵件油箱形成回路而發(fā)熱等因素引起變壓器溫度異常。發(fā)生這些情況時(shí),還將伴隨著瓦斯或差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作。故障嚴(yán)重時(shí),還有可能使防爆管或壓力釋放閥噴油,這時(shí)應(yīng)立即將變壓器停用檢修。
(2)冷卻器運(yùn)行不正常所引起的溫度異常。冷卻器運(yùn)行不正?;虬l(fā)生故障,如潛油泵停運(yùn)、風(fēng)扇損壞、散熱器管道積垢、冷卻效果不佳、散熱器閥門沒(méi)有打開(kāi)、溫度計(jì)指示失靈等諸多因素引起溫度升高,應(yīng)對(duì)冷卻器系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和沖洗,以提高其冷卻效果。
3.氣味、顏色異常
(1)防爆管防爆膜破裂:防爆管防爆膜破裂會(huì)引起水和潮氣進(jìn)入變壓器內(nèi),導(dǎo)致絕緣油乳化及變壓器的絕緣強(qiáng)度降低。套管閃絡(luò)放電:營(yíng)管閃絡(luò)放電會(huì)造成發(fā)熱導(dǎo)致老化,絕緣受損甚至引起爆炸。引線(接線頭)、城卡處過(guò)熱引起異常:套管接線端部緊固部分松動(dòng)或引線頭線鼻子滑牙等,接觸面發(fā)生氧化嚴(yán)重,使接觸過(guò)熱,顏色變暗失去光澤,表面鍍層也遭破壞。
(2)套管污損引起異常:套管污損產(chǎn)生電暈、閃絡(luò)會(huì)發(fā)生臭氧味,冷卻風(fēng)扇、油泵燒毀會(huì)發(fā)出燒焦氣味。
另外,吸潮過(guò)度、墊圈損壞、進(jìn)入油室的水量太多等原因會(huì)造成吸濕劑變色。
4.其他故障。
箱體內(nèi)故障:繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵心燒損;箱體外故障:管及其引出線的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路。
三.變壓器的繼電保護(hù)基本原則
對(duì)作用于跳閘的繼電保護(hù),在技術(shù)上有5個(gè)基本原則:可靠性、靈敏性、選擇性、速動(dòng)性以及經(jīng)濟(jì)性。
1.可靠性。可靠性指在該保護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi),發(fā)生了它應(yīng)該動(dòng)作的
故障時(shí),它不應(yīng)該拒絕動(dòng)作而在任何其他該保護(hù)不應(yīng)該動(dòng)作的情況下,則不應(yīng)該誤動(dòng)作,可靠性主要指保護(hù)裝置本身的質(zhì)量和運(yùn)行維護(hù)水平而言,可以用拒動(dòng)率和誤動(dòng)率來(lái)衡量 當(dāng)兩者愈小則保護(hù)的可靠性愈高。為保證可靠性應(yīng)采用由可靠的硬件和軟件構(gòu)成的裝置,并應(yīng)具有必要的自動(dòng)監(jiān)測(cè),閉鎖報(bào)警等措施。
2.靈敏性。靈敏性是指保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。 如下圖:
3. 選擇性。選擇性是指當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),首先由故障設(shè)備或線路本身保護(hù)且出故障,當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)將故障切除。
4.速動(dòng)性。速動(dòng)性是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障,以減少設(shè)備及用戶在大電流低電壓運(yùn)行的時(shí)間,降低設(shè)備的損壞程度,提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性,縮小故障波及范圍,提高自動(dòng)重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果等。一般從裝置速動(dòng)保護(hù)充分發(fā)揮零序瞬時(shí)段保護(hù)及相間速斷保護(hù)的作用,減少繼電器固有動(dòng)作時(shí)間和斷路器跳閘時(shí)間等方面入手來(lái)提高速動(dòng)性。
5. 經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)濟(jì)性是指在經(jīng)濟(jì)上以最少的投資達(dá)到最高程度的保護(hù)原則。
四.變壓器的保護(hù)
1.瓦斯保護(hù)。
容量為800KVA及以上的油浸式變壓器,均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。當(dāng)油箱內(nèi)部故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí),保護(hù)裝置應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào);當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí),瓦斯保護(hù)應(yīng)動(dòng)作于斷開(kāi)變壓器各電源測(cè)斷路器。對(duì)于高壓側(cè)未裝設(shè)斷路器的線路一變壓器組,未采取使瓦斯保護(hù)能切除變壓器內(nèi)部故障的技術(shù)措施時(shí),瓦斯保護(hù)可僅動(dòng)作于信號(hào)。對(duì)于容量為400KVA以上的車間內(nèi)油浸式變壓器,也應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。
2. 相間短路的后備保護(hù)。
過(guò)電流保護(hù)宜用于降壓變壓器,復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)宜用升壓變壓器,系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和采用過(guò)電流保護(hù)不滿足靈敏度要求的降壓變壓器,63MVA及以上的升壓變壓器,采用負(fù)序電流保護(hù)及單相式低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)對(duì)于大型升壓變壓器或系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器,為滿足靈敏度要求,可采用阻抗保護(hù)。其作用是用來(lái)防御外部相間短路引起的過(guò)電流,并作為瓦斯保護(hù)和縱差動(dòng)保護(hù)(或電流速斷保護(hù))的后備.保護(hù)延時(shí)動(dòng)作于跳開(kāi)斷路器。
3. 過(guò)負(fù)荷保護(hù)
過(guò)負(fù)荷保護(hù)主要應(yīng)用于:對(duì)于0.4MVA及以上的變壓器,當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí),應(yīng)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。其作用為對(duì)于自耦變壓器或多繞組變壓器,保護(hù)裝置應(yīng)能反應(yīng)公共繞組及各側(cè)的過(guò)負(fù)荷情況。過(guò)負(fù)荷保護(hù)經(jīng)延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。
五、結(jié)束語(yǔ)
變壓器的繼電保護(hù)裝置必須要具有快速性和靈敏性,才能準(zhǔn)確的反映變壓器的運(yùn)行故障,能在最短的時(shí)間內(nèi)將故障或異常消除,并將事故降低,提高系統(tǒng)的整體可靠性,能在最大程度上提供安全用電。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù);電力變壓器;運(yùn)行
1.電力變壓器的常見(jiàn)故障和非正常運(yùn)行狀態(tài)
繞組及其引出線的相間短路和中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路;繞組的匝間短路;外部短路引起的過(guò)電流;中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中外部接地短路引起的過(guò)電流及中性點(diǎn)過(guò)電壓;過(guò)負(fù)荷;油面降低;變壓器溫度過(guò)高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。
2.電力變壓器繼電保護(hù)裝置的配置原則
(1)針對(duì)變壓器內(nèi)部的各種短路及油面下降應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù),其中輕瓦斯瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào),重瓦斯瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)各側(cè)斷路器。
(2)應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)變壓器繞組和引出線的多相短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)作為主保護(hù),瞬時(shí)動(dòng)作于斷開(kāi)各側(cè)斷路器。
(3)對(duì)由外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流,根據(jù)變壓器容量和運(yùn)行情況的不同以及對(duì)變壓器靈敏度的要求不同,可采用過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、負(fù)序電流和單相式低電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)或阻抗保護(hù)作為后備保護(hù),帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。
(4)對(duì)110kV及以上中性點(diǎn)直接接地的電力網(wǎng),應(yīng)根據(jù)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行的具體情況和變壓器的絕緣情況裝設(shè)零序電流保護(hù)和零序電壓保護(hù),帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。
(5)為防御長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)負(fù)荷對(duì)設(shè)備的損壞,應(yīng)根據(jù)可能的過(guò)負(fù)荷情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù),帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)。
(6)對(duì)變壓器溫度升高和冷卻系統(tǒng)的故障,應(yīng)按變壓器標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,裝設(shè)作用于信號(hào)或動(dòng)作于跳閘的裝置。
3.繼電保護(hù)的特點(diǎn)
3.1可靠性
配置的合理、質(zhì)量技術(shù)性能優(yōu)良的繼電保護(hù)裝置以及正常的運(yùn)行維護(hù)和管理來(lái)保證繼電保護(hù)的可靠性。220kV及以上電網(wǎng)的所有運(yùn)行設(shè)備都必須由兩套交、直流輸入、輸出回路相互獨(dú)立,并分別控制不同斷路器的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)其中一套繼電保護(hù)裝置或任一組斷路器失控時(shí),能由另一套繼電保護(hù)裝置操作另一組斷路器控制故障。
3.2靈敏性
靈敏性是指設(shè)備或線路發(fā)生金屬性短路時(shí),保護(hù)裝置的靈敏系數(shù)應(yīng)有一定的水平。對(duì)于110kV線路,考慮到在可能的高電阻接地故障情況下的動(dòng)作靈敏度要求,通常來(lái)說(shuō)其最末一段零序電流保護(hù)的電流暫定值不應(yīng)大于300A(一次值)。
3.3 速動(dòng)性
速動(dòng)性是指為提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度,縮小故障波及范圍,提高自動(dòng)重合閘和備用電源或備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果等,保護(hù)裝置應(yīng)盡快地切除短路故障。一般從裝設(shè)速動(dòng)保護(hù)(如高頻保護(hù)、差動(dòng)保護(hù))、充分發(fā)揮零序接地瞬時(shí)段保護(hù)及相間速斷保護(hù)的作用、減少繼電器固有動(dòng)作時(shí)間和斷路器跳閘時(shí)間等方面入手來(lái)提高速動(dòng)性。
3.4 電變器保護(hù)措施
(1)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)是反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部氣體的數(shù)量和流動(dòng)的速度而動(dòng)作的保護(hù),保護(hù)變壓器油箱內(nèi)各種短路故障,特別是對(duì)繞組的相間短路和匝間短路。瓦斯繼電器是構(gòu)成瓦斯保護(hù)的主要元件,它安裝在油箱與油枕之間的連接管道上。氣體繼電器的兩個(gè)輸出觸點(diǎn)為:一個(gè)是反映變壓器內(nèi)部反常情況或較小故障的“輕瓦斯”;另一個(gè)反映出嚴(yán)重故障的“重瓦斯”。輕瓦斯起信號(hào)作用,能使操作人員迅速發(fā)現(xiàn)情況并盡快處理;重瓦斯用于跳開(kāi)變壓器各側(cè)斷路器。瓦斯保護(hù)動(dòng)作后,操作人員應(yīng)從排氣口將氣體進(jìn)行收集并分析。保護(hù)的原因和故障性質(zhì),將根據(jù)氣體的顏色、數(shù)量、化學(xué)成分等來(lái)決定。
(2)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。通常情況下,變壓器過(guò)負(fù)荷是三相對(duì)稱的,故保護(hù)裝置只采用一只電流繼電器接于一相上,并且經(jīng)一定時(shí)間延長(zhǎng)動(dòng)作于信號(hào)。雙繞組變壓器,過(guò)負(fù)荷保護(hù)應(yīng)裝在主電源側(cè)。單側(cè)電源三繞組降壓變壓器,若三側(cè)繞組容量相同,過(guò)負(fù)荷保護(hù)裝在電源側(cè);若三側(cè)繞組容量不相同,則只有電源側(cè)和繞組容量較小的一側(cè)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。兩側(cè)電源的三繞組降壓變壓器或聯(lián)絡(luò)變壓器,三側(cè)均裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。
(3)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。對(duì)于高壓側(cè)為500kV的變壓器的額定磁密近于飽和密度,頻率降低或電壓升高時(shí)容易引起變壓器過(guò)勵(lì)磁,導(dǎo)致鐵心飽和,勵(lì)磁電流劇增,鐵心溫度上升,嚴(yán)重過(guò)熱會(huì)使變壓器絕緣劣化,壽命降低,最終造成變壓器損壞,故需裝設(shè)過(guò)勵(lì)磁保護(hù)。 [科]
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