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繼電保護系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀精選(九篇)

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繼電保護系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

第1篇:繼電保護系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀范文

關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);繼電保護;現(xiàn)狀與發(fā)展前景

中圖分類號:TM77文獻標識碼: A

1 概述

電力系統(tǒng)的運行情況是社會生活的正常進行的基礎(chǔ)。因此電力系統(tǒng)需安全可靠,并且提供質(zhì)量高、經(jīng)濟性好的電能供應(yīng)。然而在某些情況下,比如自然環(huán)境、設(shè)備老化或故障以及人為因素的影響等等,都可能會導(dǎo)致電力系統(tǒng)發(fā)生故障,造成電力系統(tǒng)的運行不正常。故障和異常的出現(xiàn)會危害到整個電力系統(tǒng)的安全運行,這時系統(tǒng)的自動化措施會策略性的解決事故,保障電力系統(tǒng)的正常工作,這一系列自動化措施被稱之為電力系統(tǒng)的繼電保護。繼電保護表現(xiàn)出了良好的電路保護功能,并且運行穩(wěn)定,操作靈活,與電力相關(guān)的各個行業(yè)都離不開繼電保護。

2 電力系統(tǒng)繼電保護概述

2.1 電力系統(tǒng)繼電保護的原理

電力系統(tǒng)故障中,各種形式的短路是最常見也是對系統(tǒng)危害最大的故障。因此繼電系統(tǒng)通過使用帶觸點的繼電器,對各種電機、變壓器(特別是高壓變壓器)以及輸變線等加以保護,以減少故障對電力系統(tǒng)的損害,保證電網(wǎng)的供電正常。

繼電保護裝置以計算機技術(shù)為基礎(chǔ),當(dāng)電力系統(tǒng)中的電氣元器件出現(xiàn)故障(短路等情況)時,保護裝置能及時向管理者發(fā)出警示信號,并自動使斷路器跳閘切斷電路。

2.2 電力系統(tǒng)繼電保護裝置

電力系統(tǒng)中使用繼電保護裝置,可以實現(xiàn)兩個方面的功能:一是管理者通過裝置傳送的數(shù)據(jù)及時掌握電力系統(tǒng)的運行狀態(tài),并實時監(jiān)控運行狀態(tài)不正常的電氣元器件,當(dāng)器件出現(xiàn)故障時可以及時處理,有效減少電力設(shè)備的損壞,避免安全事故的發(fā)生;二是利用保護裝置本身的功能設(shè)計,裝置可以通過觸點有選擇的將故障元件切除,以保障其他正常原件的運行。

繼電系統(tǒng)裝置的基本組成如圖1所示,詳細結(jié)構(gòu)組成如圖2。

3 電力系統(tǒng)繼電保護現(xiàn)狀

目前電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)以已得到廣泛的應(yīng)用,其發(fā)展過程大致分為四個階段:電磁型、晶體管、集成電路式和微機式繼電保護技術(shù)。當(dāng)前的繼電保護技術(shù)處在微機繼電保護階段,并在快速發(fā)展。

微機繼電保護不僅具有傳統(tǒng)繼電保護的功能,而且操作方便靈活,目前以發(fā)展實時顯示設(shè)備參數(shù)、定位故障等功能。特別是信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等新技術(shù)的引入,繼電保護的發(fā)展更是迅速。

(1)通過引入IT技術(shù),將計算機與電力系統(tǒng)連接起來,繼電保護可以將故障測量、系統(tǒng)控制、系統(tǒng)保護整個過程融為一體。

(2)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,能夠快速解決電力系統(tǒng)中的非線性問題,及時分析電網(wǎng)的各項參數(shù),預(yù)判故障的發(fā)生位置,提前做好應(yīng)對措施。

(3)引入新型的光學(xué)數(shù)字式電壓、電流互感器替代傳統(tǒng)的電感式測量儀器,測量結(jié)果精確度更高。

(4)電網(wǎng)系統(tǒng)入網(wǎng),實現(xiàn)廣域保護。

4 電力系統(tǒng)繼電保護的發(fā)展前景分析

4.1 計算機化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

計算機的普及和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,為各項工作的開展提供了強有力的通信手段。有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,目前我國電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)量巨大,與之相比繼電保護系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信手段則相對落后,難以滿足當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展的需要。因此繼電保護的發(fā)展不應(yīng)只滿足于切除系統(tǒng)中的故障元件等技術(shù)層面,更應(yīng)該立足于整個電力系統(tǒng)的安全性、可靠性,結(jié)合計算機技術(shù),利用網(wǎng)絡(luò)資源來進行現(xiàn)代化的繼電保護。

首先整個電網(wǎng)系統(tǒng)的廣域連接,要求繼電保護具有強大的數(shù)據(jù)處理能力,并有足夠大的存儲空間以存儲大量的故障信息;然后為了保障信息傳輸?shù)募皶r性和有效性,電力繼電保護系統(tǒng)還要具有強大的通信能力,實現(xiàn)整個系統(tǒng)的資源共享,數(shù)據(jù)和信息能夠及時得到傳輸。

另外隨著計算機局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,光纖通信技術(shù)在大規(guī)模自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用,電力繼電保護裝置系統(tǒng)表現(xiàn)出了良好的抗電磁干擾能力,對數(shù)據(jù)的高速、準確、實時傳輸提供了保障

4.2 智能化發(fā)展

在傳統(tǒng)的電力繼電保護中,已實現(xiàn)了自動報警、自動調(diào)節(jié)、自動切除等智能化操作,并實現(xiàn)了系統(tǒng)事故的自動判別與處理、智能決策、在線自診斷等。為了提高繼電保護系統(tǒng)智能化操作,自適應(yīng)理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機、模糊邏輯、專家控制和蟻群算法等智能算法目前已廣泛應(yīng)用到系統(tǒng)中。因此將來繼電保護智能化的系統(tǒng)具有目前已有的特點外,還會具有人機一體化、自組織能力、學(xué)習(xí)能力與自我維護能力;甚至?xí)哂蓄惾怂季S的能力等等。

4.3 數(shù)字化發(fā)展

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,數(shù)字化變電站的建設(shè)成為電網(wǎng)建設(shè)的主流。一方面,數(shù)字化變電站可以減少自動化設(shè)備數(shù)量和設(shè)備的檢修次數(shù)和時間,提高系統(tǒng)的可靠性和設(shè)備的使用率。另一方面,數(shù)字化變電站可以減少占地面積和投資成本,還可以實現(xiàn)資源信息的共享。數(shù)字化技術(shù)是需要不斷發(fā)展和完善的技術(shù)。它的研究和應(yīng)用是一個持續(xù)、漸進的發(fā)展過程,相信在不久的將來它一定會成為繼電保護的主流技術(shù)。

4.4 控制、保護、數(shù)據(jù)通信、圖形顯示一體化

在網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和智能化的發(fā)展趨勢下,電力系統(tǒng)的整個保護裝置可以視為多功能、多操作的計算機。它能夠從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的各種數(shù)據(jù),并將它獲得的及它自身的數(shù)據(jù)和信息發(fā)送出去。因此有必要將繼電保護系統(tǒng)的控制端、保護方式、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、測量監(jiān)視、圖像監(jiān)控等集中于一體,未來的電力繼電保護裝置會具有繼電保護功能,還具有監(jiān)視整個系統(tǒng)實時運行、并對開關(guān)設(shè)備及過程控制設(shè)備操作進行控制的功能。

4.5 輸電技術(shù)出現(xiàn)新突破

電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展和突破,直流輸電技術(shù)也在日益成熟。在這樣的情況下會促生多種新的發(fā)電方式,其產(chǎn)生的電能都會以直流電的方式輸送,比如磁流體發(fā)電、電氣體發(fā)電、燃料電池和太陽能電池等等。這意味著直流輸電技術(shù)在電力系統(tǒng)中必將得到更多的應(yīng)用。另外超高壓輸電也表現(xiàn)出了優(yōu)越性,比如增加輸送容量,增長了傳輸距離,降低了單位功率電力傳輸?shù)墓こ淘靸r,并且能夠減少線路對能量的損耗,線路走廊所占地面積也大大縮減,這些都說明直流輸電具有顯著的綜合經(jīng)濟效益和社會效益,在將來的繼電保護中會得到發(fā)展和應(yīng)用。

結(jié)語

綜上所述,在我國經(jīng)濟和社會快速發(fā)展的時期里,各項生產(chǎn)活動的進行都需要大量的電力,高效可靠地的電力繼電保護是電力系統(tǒng)正常、平穩(wěn)運行的基礎(chǔ),也是我國經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展的要求。在先進IT技術(shù)、自動化控制技術(shù)等先進技術(shù)的支持下,繼電保護必將會面臨新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn),繼電保護將不斷向著計算機化、網(wǎng)絡(luò)化、一體化、智能化和綜合自動化的方向發(fā)展。因此思想上必須與時俱進,明確電力系統(tǒng)繼電保護的基本任務(wù)和意義,及時掌握技術(shù)發(fā)展的方向,將新技術(shù)不斷應(yīng)用到繼電保護中。

參考文獻

[1]祁娟.淺談電力系統(tǒng)繼電保護的作用、意義及發(fā)展前景[J].科技風(fēng),2013,01(15).

第2篇:繼電保護系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀范文

【關(guān)鍵詞】繼電保護;速動;微機化;網(wǎng)絡(luò)化

Abstract:Power system relay protection is guaranteed an effective technology to ensure the safe operation of power systems and to improve economic efficiency technology.The concept,the structure,the basic tasks of power system relay protection and the basic requirements of power system on it are elaborated in this paper,the dveloping history of relay protection is reviewed,the development status is discussed,at last,the direction of future development of relay protection is forecasted.

Key words:relay protection;quick-operation;computerization;networkiing

1.繼電保護的概念、組成、任務(wù)及其基本要求

1.1 繼電保護的概念和基本組成

繼電保護技術(shù)通常是指根據(jù)電力系統(tǒng)故障和危機安全運行的異常工況,提出切實可行的對策的反事故自動化措施。

一般來說,一套繼電保護裝置由3個部分組成,即測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分,其結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。

圖1 繼電保護裝置的結(jié)構(gòu)原理圖

(1)測量部分。測量被保護裝置的工作狀態(tài)電氣參數(shù),與整定值進行比較,從而判斷保護裝置是否應(yīng)該啟動。

(2)邏輯部分。根據(jù)測量部分邏輯輸出信號的性質(zhì)、先后順序、持續(xù)時間等,使保護裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障類型和范圍,確定保護裝置如何動作。

(3)執(zhí)行部分。根據(jù)接收到的邏輯部分的信號,完成跳閘、發(fā)出信號等動作。

1.2 電力系統(tǒng)中繼電保護的基本任務(wù)

繼電保護是保證電力系統(tǒng)安全運行、提高經(jīng)濟效益的有效技術(shù),其基本任務(wù):

(1)自動的、迅速的、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)切除,迅速恢復(fù)非故障部分的正常供電;

(2)能正確反映電氣設(shè)備的不正常運行狀態(tài),并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運行維護條件的不同發(fā)出信號,以便值班人員進行處理,或由裝置自動調(diào)整;

(3)與供配電系統(tǒng)的自動裝置,如自動重合閘裝置ARD、備用電源自動投入裝置APD等配合,根據(jù)電網(wǎng)運行方式,選擇短路類型,選擇分值系數(shù),縮短事故停電時間,提高供電系統(tǒng)的運行可靠性。

1.3 電力系統(tǒng)中對繼電保護的基本要求

判斷繼電保護裝置是否符合標準,必須在技術(shù)上滿足以下條件:選擇性、速動性、靈敏性和可靠性這四個基本要求。而對于其他一些較輕微的故障,繼電保護要求也因此降低了,發(fā)生故障時可動作于發(fā)信號來滿足保護條件即可。

(1)選擇性

當(dāng)電力系統(tǒng)中線路或設(shè)備發(fā)生短路故障時,負責(zé)本段線路胡設(shè)備的繼電保護裝置會動作,當(dāng)其拒動時,會由相鄰設(shè)備或線路的保護裝置將故障切除;

(2)速動性

電力系統(tǒng)發(fā)生故障時,電力系統(tǒng)中繼電保護裝置應(yīng)能夠快速地將故障切除,防止對人或電力設(shè)備、公共財產(chǎn)造成不必要的傷亡損失降低設(shè)備的損壞程度,提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性;

(3)靈敏性

當(dāng)電力系統(tǒng)中線路或設(shè)備發(fā)生短路故障時,電力系統(tǒng)保護裝置的及時反應(yīng)動作能力,能夠滿足靈敏性的要求的繼電保護,在規(guī)定范圍內(nèi)發(fā)生故障時,不論短路點的短路的類型和位置如何,以及短路點是否存有過渡電阻,都能夠正確反應(yīng)并動作,即要求不僅在系統(tǒng)的最大運行方式下三相線路短路時能夠可靠動作。電力系統(tǒng)中保護裝置的靈敏度大小是由靈敏系數(shù)來衡量;

(4)可靠性

即是繼電保護設(shè)備能夠安全穩(wěn)定的工作動作,不誤動、不拒動是對繼電保護裝置最根本要求。

選擇性、速動性、靈敏性和可靠性這四個基本要求既相互聯(lián)系又相互制約,我們應(yīng)視具體問題而定,辯證的利用這四個要求合理做出機電保護裝置的設(shè)定。

2.繼電保護發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)的發(fā)展帶動了繼電保護的不斷發(fā)展。在二十世紀初期,電力電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展,繼電器廣泛開始在電力系統(tǒng)的保護中應(yīng)用,這個時期是繼電保護裝置技術(shù)發(fā)展的開端。自二十世紀五十年代到九十年代末,在四十多年的時間里,電力系統(tǒng)繼電保護裝置完成了發(fā)展的四個階段,從電磁式繼電保護裝置到晶體管式的繼電保護裝置再到集成電路的繼電保護裝置及微機繼電保護裝置。

十九世紀后期,電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展,短路容量的不斷增大,到二十世紀初期產(chǎn)生了作用于斷路器的電磁型的繼電保護裝置。雖然在一九二八年電力電子器件已開始與保護裝置相結(jié)合,但電子型的靜態(tài)繼電器的大量生產(chǎn)和推廣,只是在當(dāng)時五十年代晶體管與其他的固態(tài)元器件發(fā)展起來之后才能夠得以實現(xiàn)。靜態(tài)繼電器具有較高的靈敏度及維護簡單、作速度、壽命長、消耗功率小、體積小等優(yōu)點,但容易受外界干擾和環(huán)境溫度的影響。隨后在一九五六年出現(xiàn)了應(yīng)用計算機研發(fā)的數(shù)字式繼電保護。大規(guī)模的模集成電路技術(shù)飛速發(fā)展,微型計算機和微處理機普遍的應(yīng)用,極大地推動了數(shù)字式繼電保護技術(shù)開發(fā)與研究,目前微機式數(shù)字保護技術(shù)正處于日新月異的研究與試驗階段,并已有少量裝置已電力系統(tǒng)的容量逐漸增大,應(yīng)用范圍越來越廣是當(dāng)今電力電網(wǎng)企業(yè)所面臨的一個重要問題,僅僅是將系統(tǒng)的各元件的繼電保護裝置設(shè)置完善,遠遠不能避免。電力電網(wǎng)中因長時間停電造成的事故與經(jīng)濟損失。當(dāng)電力電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行被破壞時,盡可能的將其影響的范圍限制到最小,負荷停電的時間減小到最短這是電力系統(tǒng)保護的任務(wù)。因此必須從電力系統(tǒng)的全局出發(fā),研究的故障元件被相應(yīng)的繼電保護裝置動作并切除后,系統(tǒng)將呈現(xiàn)何種狀況,如何盡快的恢復(fù)正常運行等等。此外,爐、機、電任一部分的故障都將影響到電能的生產(chǎn)安全,特別是在大機組和大電力系統(tǒng)中的相互協(xié)調(diào)和影響正成為電能生產(chǎn)安全的重大課題。因此,保證爐、機、電的安全運行已經(jīng)成為繼電保護的一項重要任務(wù)。

3.繼電保護的未來發(fā)展方向

隨著計算機技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展,人工智能技術(shù)如遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、進化規(guī)模等相繼在電力系統(tǒng)繼電保護的領(lǐng)域研究中應(yīng)用,電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)已向網(wǎng)絡(luò)化、計算機化、一體化方向不斷發(fā)展。

3.1 繼電保護的計算機化

按照著名的摩爾定律,芯片上的集成度每隔18-24個月翻一番。其結(jié)果是不僅計算機硬件的性能成倍增加,價格也在迅速降低。微處理機的發(fā)展主要體現(xiàn)在單片化及相關(guān)功能的極大增強,片內(nèi)硬件資源得到很大擴充,單片機與DSP芯片二者技術(shù)上的融合,運算能力的顯著提高以及嵌入式網(wǎng)絡(luò)通信芯片的出現(xiàn)及應(yīng)用等方面。這些發(fā)展使硬件設(shè)計更加方便,高性價比使冗余設(shè)計成為可能,為實現(xiàn)靈活化、高可靠性和模塊化的通用軟硬件平臺創(chuàng)造了條件。

我國在2000年220kV及以上系統(tǒng)的微機保護率為43.99%,線路微機保護占86%,到2003年底,220kV以上系統(tǒng)的微機保護已占到70.29%,線路的微機化率達到97.6%。實際運行中,微機保護的正確動作率要明顯高于其他保護,一般比平均正常動作率高0.2-0.3個百分點。

繼電保護裝置的計算機化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。電力系統(tǒng)對微機保護的要求不斷提高,除了保護基本功能外,還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間,快速的數(shù)據(jù)處理功能,強大的通信功能,與其他保護、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以供享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力、高級語言編程等。

3.2 繼電保護的網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)保護是計算機技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微機保護相結(jié)合的產(chǎn)物,通過計算機網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)各種保護功能,如線路保護、變壓器保護、母線保護等。網(wǎng)絡(luò)保護的最大好處是數(shù)據(jù)共享,可實現(xiàn)本來由高頻保護、光纖保護才能實現(xiàn)的縱聯(lián)保護。另外,由于分站保護系統(tǒng)采集了該站所有斷路器的電流量、母線電壓量,所以很容易就可實現(xiàn)母線保護,而不需要另外的母線保護裝置。

電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)型繼電保護是一種新型的繼電保護,是微機保護技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。它建立在計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)以及微機保護技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上。網(wǎng)絡(luò)保護系統(tǒng)中網(wǎng)省級、省市級和市級主干網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),以及分站系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)均可采用簡單、可靠的總線結(jié)構(gòu)、星形結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)等。分站保護系統(tǒng)在整個網(wǎng)絡(luò)保護系統(tǒng)中是最重要的一個環(huán)節(jié)。分站保護系統(tǒng)有兩種模式:一是利用現(xiàn)有微機保護;另一個是組建新系統(tǒng),各種保護功能完全由分站系統(tǒng)保護管理機實現(xiàn)。由于繼電保護在電網(wǎng)中的重要性,必須采取有針對性的網(wǎng)絡(luò)安全控制策略,以確保網(wǎng)絡(luò)保護系統(tǒng)的安全。

3.3 繼電保護的智能化

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展及計算機在電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用,新的控制原理和方法不斷被應(yīng)用于計算機繼電保護中,近年來人工智能技術(shù)如專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)、網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模糊邏輯、小波理論等在電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域都得到了應(yīng)用,從而使繼電保護的研究向更高的層次發(fā)展,出現(xiàn)了引人注目的新趨勢。例如電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)了用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)來實現(xiàn)故障類型的判別、故障距離的測定、方向保護、主設(shè)備保護等。在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一種非線性問題,距離保護很難正確做出故障位置的判別,從而造成誤動或拒動;如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)練,只要樣本集中充分考慮了各種情況,則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。

隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,新的方法也在不斷涌現(xiàn),在電力系統(tǒng)繼電保護中的應(yīng)用范圍也在不斷擴大,為繼電保護的發(fā)展注人了新的活力。將不同的人工智能技術(shù)結(jié)合在一起,分析不確定因素對保護系統(tǒng)的影響,從而提高保護動作的可靠性,是今后智能保護的發(fā)展方向。雖然上述智能方法在電力系統(tǒng)繼電保護中應(yīng)用取得了一些成果,但這些理論本身還不是很成熟,需要進一步完善。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機、通信等各種技術(shù)的進步和發(fā)展,可以預(yù)見,人工智能技術(shù)在繼電保護領(lǐng)域必會得到應(yīng)用,以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。

3.4 保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通訊一體化

在實現(xiàn)繼電保護的計算機化和網(wǎng)絡(luò)化的前提下,保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機,是整個電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)上的一個智能終端。它可以從網(wǎng)絡(luò)上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息和數(shù)據(jù),也可將它獲得的任何被保護元件的信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任意終端,即實現(xiàn)了保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通訊一體化。如果將保護裝置就地安裝在室外變電站的被保護裝置旁,則可以免除大量的控制電纜。

現(xiàn)在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已處于研究試驗階段,將來必然在電力系統(tǒng)繼電保護裝置中得到應(yīng)用。

4.結(jié)論

隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能技術(shù)的進步,繼電保護技術(shù)面臨著進一步發(fā)展的趨勢。其發(fā)展將出現(xiàn)原理突破和應(yīng)用革命,由數(shù)字時代跨入信息化時代,發(fā)展到綜合自動化水平。這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務(wù),也開辟了活動的廣闊天地。

參考文獻

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第3篇:繼電保護系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀范文

電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)對電力維護起著至關(guān)重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,計算機控制技術(shù)亦成功運用到電力系統(tǒng)繼電保護中,為繼電保護技術(shù)注入了新的活力,繼電保護技術(shù)向著計算機化、網(wǎng)絡(luò)化、一體化、智能化方向進一步的發(fā)展。

電力系統(tǒng)包含發(fā)電、輸電、變電、配電等多個環(huán)節(jié),地域分布廣,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大,其中任何一點發(fā)生的故障,往往都會在瞬間影響和波及全系統(tǒng),引起連鎖反應(yīng),造成大面積停電,可能直接造成設(shè)備損壞,人身傷亡和破壞電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)是在上述背景下應(yīng)運產(chǎn)生的,它是當(dāng)電網(wǎng)或電力設(shè)備發(fā)生故障,或出現(xiàn)影響安全運行的異常情況時,能夠自動切除故障設(shè)備和消除異常情況的技術(shù)與裝備,其特點是動作速度快,其性質(zhì)是非調(diào)節(jié)性的。

一、電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.起步較晚發(fā)展迅速

電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)主要研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運行的異常工況,國內(nèi)的研究開始于20世紀70年代后期,起步較晚,但發(fā)展迅速。在我國電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)發(fā)展的過程中,1984年以保護電腦的樣機試運行后,通過鑒定和大規(guī)模生產(chǎn)。目前,線路保護產(chǎn)品已形成并得到廣泛應(yīng)用。微機保護取得多年的實際操作,依靠優(yōu)良的先進技術(shù)和極為良好的原則性,則進程已經(jīng)超越了進口保護。從20世紀80年代及以上的220kV高壓電力系統(tǒng),以保護使用進口,到現(xiàn)在的基本國內(nèi)220kV系統(tǒng)的繼電保護,反映了國內(nèi)繼電保護設(shè)備和具有明顯優(yōu)勢。

2.微機繼電不斷發(fā)展

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展,繼電保護電力技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展迅猛。在繼電保護領(lǐng)域,成熟的微機繼電保護技術(shù)的發(fā)展是最重大的進展。國內(nèi)外學(xué)者經(jīng)過長期研究和實踐,證實了電力系統(tǒng)繼電保護的重要作用。在電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)飛速發(fā)展過程中,微機繼電取得了新的成就。微機保護是電力繼電保護的發(fā)展方向,它具有自我測試功能,邏輯的強大處理能力,數(shù)值計算能力和記憶能力,其高可靠性、高選擇性、高靈敏度,明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的電磁繼電器和晶體管。另外,由于微機保護是用微型計算機構(gòu)成的繼電保護,它充分運用計算機技術(shù),實現(xiàn)電力自動化,使得微機繼電的性能更優(yōu),數(shù)字更準確。

二、電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)的發(fā)展趨勢

繼電保護作為保障電力系統(tǒng)可靠運行的重要組成部分,其未來的發(fā)展趨勢明顯呈現(xiàn)出四個特征,即繼電保護技術(shù)計算機化、繼電保護技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化、繼電保護技術(shù)一體化和繼電保護技術(shù)智能化。

1.繼電保護技術(shù)計算機化

隨著電力工業(yè)與計算機硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展,從初期的8位單GPU結(jié)構(gòu)問世,不到5年時間就發(fā)展到多CPU結(jié)構(gòu),后又發(fā)展到總線不出模塊的大規(guī)模結(jié)構(gòu)。除了具備保護的基本功能外,還具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間,快速的數(shù)據(jù)處理功能,強大的通信能力,與其他保護、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力,高級語言編程等。在微機保護發(fā)展初期,曾設(shè)想過用一臺小型計算機做成繼電保護裝置。由于當(dāng)時小型機體積大、成本高、可靠性差,這一設(shè)想沒能實現(xiàn)。現(xiàn)在,同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速斷、存儲容量都大大超過當(dāng)年的小型機,因此,微機保護充分利用了計算機技術(shù)上的兩個顯著優(yōu)勢,即高速的運算能力和完備的存貯記憶能力,計算機技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展,為實現(xiàn)高可靠性和靈活性的通用軟硬件平臺創(chuàng)造了更有利的條件。

2.繼電保護技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化

計算機網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時代的技術(shù)支柱,使人類生產(chǎn)和社會生活的面貌發(fā)生了根本變化,它深刻影響著各個工業(yè)領(lǐng)域并為之提供了強有力的通信手段。多年來,繼電保護的作用也只限于切除故障元件、縮小事故影響范圍,這主要是由于缺乏強有力的數(shù)據(jù)通信手段。隨著電力系統(tǒng)發(fā)展的要求及通信技術(shù)在繼電保護領(lǐng)域應(yīng)用的深入,繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍,還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統(tǒng)運行狀態(tài)和故障信息的數(shù)據(jù),各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動作,確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。顯然,實現(xiàn)這種系統(tǒng)保護的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護裝置用計算機網(wǎng)絡(luò)連接起來,亦即實現(xiàn)微機保護裝置的網(wǎng)絡(luò)化。

3.繼電保護技術(shù)一體化

在實現(xiàn)繼電保護的計算機化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下,繼電保護裝置實際上就是高性能、多功能的計算機,是整個電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)上的一個智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運行和故障的任何信息,也可將自身所獲得的被保護元件的任何信息傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心,或任一終端。因此,每個微機保護裝置不但可以完成繼電保護功能,而且在正常運行情況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信等功能,亦即實現(xiàn)保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。

4.繼電保護技術(shù)智能化

近年來,人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域都得到了應(yīng)用,在繼電保護領(lǐng)域應(yīng)用的研究也已開始。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射方法,很多難以列出方程式或難以求解的復(fù)雜非線性問題,應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可迎刃而解。距離保護很難正確做出故障位置的判別,從而造成誤動或拒動。如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)練,集中充分考慮了各種情況,則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。

三、結(jié)語

總之,隨著電力容量的應(yīng)用不斷擴大,而繼電保護系統(tǒng)需要進一步的發(fā)展并不斷增強,從而使得繼電保護技術(shù)不斷創(chuàng)新,繼電保護系統(tǒng)也將進行全面的改革并提高其技術(shù)含量,電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)也將向著計算機化,網(wǎng)絡(luò)化,保護,控制,測量,數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化等方向邁進。

參考文獻

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第4篇:繼電保護系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀范文

關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);繼電保護;技術(shù)

電力作為當(dāng)今社會的主要能源,對國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高起著極其重要的作用?,F(xiàn)代電力系統(tǒng)是―個由電能產(chǎn)生、輸送、分配和用電環(huán)節(jié)組成的大系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對電力系統(tǒng)的繼電保護不斷提出新的要求,近年來,電子技術(shù)及計算機通信技術(shù)的飛速發(fā)展為繼電保護技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力。如何正確應(yīng)用繼電保護技術(shù)來遏制電氣故障,提高電力系統(tǒng)的運行效率及運行質(zhì)量已成為迫切需要解決的技術(shù)問題。

一、繼電保護發(fā)展現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求,電子技術(shù)、計算機技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力,因此,繼電保護技術(shù)得天獨厚,在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。

建國后,我國繼電保護學(xué)科、繼電保護設(shè)計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護技術(shù)隊伍從無到有。在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。上世紀50年代,我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設(shè)備性能和運行技術(shù),建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護技術(shù)隊伍。對全國繼電保護技術(shù)隊伍的建立和成長起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進消化了當(dāng)時國外先進的繼電器制造技術(shù),建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國己建成了繼電保護研究、設(shè)計、制造、運行和教學(xué)的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代,為我國繼電保護技術(shù) 的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

二、電力系統(tǒng)中繼電保護的配置與應(yīng)用

1.繼電保護裝置的任務(wù)

繼電保護主要利用電力系統(tǒng)中原件發(fā)生短路或異常情況時電氣量(電流、電壓、功率等)的變化來構(gòu)成繼電保護動作。繼電保護裝置的任務(wù)在于:在供電系統(tǒng)運行正常時,安全地。完整地監(jiān)視各種設(shè)備的運行狀況,為值班人員提供可靠的運行依據(jù);供電系統(tǒng)發(fā)生故障時,自動地、迅速地、并有選擇地切除故障部分,保證非故障部分繼續(xù)運行;當(dāng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運行工作狀況時,它應(yīng)能及時準確地發(fā)出信號或警報,通知值班人員盡快做出處理。

2.繼電保護裝置的基本要求

(1)選擇性:當(dāng)供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時,繼電保護除。首先斷開距離故障點最近的斷路器,以保證系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)正常運行。

(2)靈敏性:保護裝置靈敏與否一般用靈敏系數(shù)來衡量。在繼電保護裝置的保護范圍內(nèi),不管短路點的位置如何、不論短路的性質(zhì)怎樣,保護裝置均不應(yīng)產(chǎn)生拒絕動作;但在保護區(qū)外發(fā)生故障時,又不應(yīng)該產(chǎn)生錯誤動作。

(3)速動性:是指保護裝置應(yīng)盡可能快地切除短路故障。縮短切除故障的時間以減輕短路電流對電氣設(shè)備的損壞程度,加快系統(tǒng)電壓的恢復(fù),從而為電氣設(shè)備的自啟動創(chuàng)造了有利條件,同時還提高了發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定。

(4)可靠性:保護裝置如能滿足可靠性的要求,反而會成為擴大事故或直接造成故障的根源。為確保保護裝置動作的可靠性,必須確保保護裝置的設(shè)計原理、整定訓(xùn)算、安裝調(diào)試正確無誤;同時要求組成保護裝置的各元件的質(zhì)量可靠、運行維護得當(dāng)、系統(tǒng)簡化有效,以提高保護的可靠性。

3.保護裝置的應(yīng)用

繼電保護裝置廣泛應(yīng)用于工廠企業(yè)高壓供電系統(tǒng)、變電站等,用于高壓供電系統(tǒng)線路保護、主變保護、電容器保護等。高壓供電系統(tǒng)分母線繼電保護裝置的應(yīng)用,對于不并列運行的分段母線裝設(shè)電流速斷保護,但僅在斷路器合閘的瞬間投入,合閘后自動解除。另外,還應(yīng)裝設(shè)過電流保護,對于負荷等級較低的配電所則可不裝設(shè)保護。變電站繼電保護裝置的應(yīng)用包括:①線路保護:一般采用二段式或三段式電流保護,其中一段為電流速斷保護,二段為限時電流速斷保護,三段為過電流保護。②母聯(lián)保護:需同時裝設(shè)限時電流速斷保護和過電流保護。③主變保護:主變保護包括主保護和后備保護,主保護一般為重瓦斯保護、差動保護,后備保護為復(fù)合電壓過流保護、過負荷保護。④電容器保護:對電容器的保護包括過流保護、零序電壓保護、過壓保護及失壓保護。

隨著繼電保護技術(shù)的飛速發(fā)展,微機保護的裝置逐漸投入使用,由于生產(chǎn)廠家的不同、開發(fā)時間的先后,微機保護呈現(xiàn)豐富多彩、各顯神通的局面,但基本原理及要達到的目的基本一致。

三、繼電保護裝置的維護

值班人員定時對繼電保護裝置巡視和檢查,并做好各儀表的運行記錄。在繼電保護運行過程中,發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象時,應(yīng)加強監(jiān)視并向主管部門報告。建立崗位責(zé)任制,做到每個盤柜有值班人員負責(zé)。做到人人有崗、每崗有人。值班人員對保護裝置的操作,一般只允許接通或斷開壓板,切換開關(guān)及卸裝熔絲等工作,工作過程中應(yīng)嚴格遵守電業(yè)安全工作規(guī)定。

定期對繼電保護裝置檢修及沒備查評:①檢查二次設(shè)備各元件標志、名稱是否齊全;②檢查轉(zhuǎn)換開關(guān)、各種按鈕、動作是否靈活無卡涉,動作靈活。接點接觸有無足夠壓力和燒傷;③檢查控制室光字牌、紅綠指示燈泡是否完好;④檢查各盤柜上表計、繼電器及接線端子螺釘有無松動;⑤檢查電壓互感器、電流互感器二次引線端子是否完好;⑥配線是否整齊,固定卡子有無脫落;⑦檢查斷路器的操作機構(gòu)動作是否正常。

第5篇:繼電保護系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀范文

【關(guān)鍵詞】世界電力系統(tǒng)燃氣輪機燃氣 蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組繼電保護

上世紀八十年代后確立的燃氣輪機及其聯(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、以及污染小的特點將世界發(fā)電技術(shù)帶入新的階段,

1 燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組簡介

1.1 基本原理

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組的核心設(shè)備包括:燃氣輪機、余熱鍋爐、汽輪機、發(fā)電機和凝汽機。

當(dāng)系統(tǒng)運作時,燃氣機輪首先運轉(zhuǎn)起來,于此同時壓氣機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氣室,與燃料混合燃燒產(chǎn)生燃氣后輸入燃氣輪機內(nèi)作功,帶動發(fā)電機發(fā)電,而燃氣輪機的排氣則進入余熱鍋爐中產(chǎn)生高溫高壓,此時蒸汽又將帶動汽輪機發(fā)電;凝汽機則又利用汽輪機的排汽凝結(jié)水,再輸送到余熱鍋爐完成蒸汽動力循環(huán)發(fā)電。

1.2 特點以及應(yīng)用

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組的特點是發(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化程度高、運行人員少。

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

1.3 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組的配置

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組有不同的配置方案;“一拖一”單軸配置方案是指一套機組中同軸的一臺燃氣輪機與一臺蒸汽輪機一起拖動同軸的同一臺發(fā)電機,另配一臺余熱鍋爐;“二拖一”多軸配置方案,是指一套機組中有二臺燃氣輪機和一臺蒸汽輪機,它們分別拖動與各自同軸的發(fā)電機,每臺燃氣輪機各配一臺余熱鍋爐。

2 燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組繼電保護配置

2.1 基本概念

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

繼電保護的四個基本要求:可靠性、安全性、信賴性、靈敏性。

2.2 基本原理及作用

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

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組繼電保護裝置的作用是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生的保護元件或者自身系統(tǒng)故障時,保護裝置就會自動、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)正常運行狀態(tài) 。

2.3 實際應(yīng)用

(1)繼電保護裝置與聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組共同在發(fā)電模式下運行時,也就是說兩種裝置同步運行,值得注意的的保護有:逆功率保護,是指發(fā)電情況下,燃氣輪機的供氣中斷但是發(fā)電機斷路器GMCB1未中斷,機組就會從電力系統(tǒng)中利用功率,同時保留勵磁電源,變?yōu)橥诫妱訖C運行狀態(tài);異頻保護,其保護能力取決于原動機葉片的頻率特性和燃氣輪發(fā)電機機低頻運行燃燒的穩(wěn)定性;程序跳閘出口,其設(shè)置是為了防止當(dāng)一些異常運行保護動作于停機時,斷開發(fā)電機出口斷路器但原機動氣源卻未切斷,由此導(dǎo)致的原機動超速“飛車”事故,雖然一些發(fā)電機組取消了此類設(shè)計,但這類設(shè)計針對的安全性也是不可忽視的。

(2)燃氣輪發(fā)電機組起動階段的繼電保護,這種情況下的繼電保護裝置需要根據(jù)燃氣輪發(fā)電機組在變頻起動過程中以同步轉(zhuǎn)速低于額定值的同步電動機變速、降壓運行下發(fā)熱電氣量變化而研究設(shè)計,這就會涉及到:SFC回路保護,由于SFC裝置內(nèi)設(shè)置的閘流管保護主要是針對閘流管的流動和過壓等故障,因此不能全方面的保護發(fā)電機排除故障;發(fā)電及配置保護,燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機配置的繼電保護裝置內(nèi)部測量變換器和軟件算法的設(shè)計多是基于額定工頻50HZ,在燃氣輪機組起動過程中頻率在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)商明確出保護裝置的頻率特性,判斷保護裝置能否正常發(fā)揮在燃氣輪機起動過程中的作用;定子繞組接地保護,這類保護應(yīng)注意起動過程中的電流要在發(fā)電機允許的安全值內(nèi),若發(fā)生SFC直流回路一點接地就會造成變壓器損壞,并且諧波濾過式電壓型接地保護作用也無法發(fā)揮,此時建議退出接地配電變壓器和發(fā)電機接地保護,但保留絕緣監(jiān)測設(shè)施和零序過電壓保護;過勵磁和過電壓保護,這兩項保護一般不會誤動,但為防止異常過電壓情況,都建議保留;逆功率和異頻保護,建議在發(fā)電機并網(wǎng)后使用;失磁保護,適宜由電源變壓器6kV開關(guān)柜內(nèi)設(shè)的綜合保護和測控單元測出無功功率反向和過符合信號檢測失磁作用,可以不退出發(fā)電機起動過程,也不用專門設(shè)置;失步保護,起動元件多采用阻抗元件,種類較多。

2.4 我國繼電保護的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

2.4.1 發(fā)展現(xiàn)狀

上世紀六十年代起,晶體管繼電保護就進入蓬勃時期,發(fā)展到八十年代末集成電路保護已經(jīng)成熟,而取代了晶體管。我國自九十年代后,也進入了繼電保護的微機時代,為電力系統(tǒng)提供了性能優(yōu)良、功能周全的繼電保護裝置。

2.4.2 未來趨勢

(1)計算機化;

(2)網(wǎng)絡(luò)化;

(3)智能化;

(4)綜合自動化。

3 總結(jié)

燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組繼電保護裝置保證了聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的正常安全的運行,是一項具有極高價值的技術(shù),繼電保護下的燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組會帶來更大的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。繼電保護系統(tǒng)也會隨著網(wǎng)絡(luò)、計算機技術(shù)、和人工智能技術(shù)的發(fā)展而進步完善,迎來廣闊的發(fā)展天地。

參考文獻

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第6篇:繼電保護系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀范文

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng) 繼電保護系統(tǒng)

智能電網(wǎng)實際上就是電網(wǎng)的智能化,它通過先進的傳感、測量、控制等技術(shù)實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、高效以及環(huán)境友好等目標。由于智能電網(wǎng)體現(xiàn)出電力流、信息流、和業(yè)務(wù)流高度融合的顯著特點,智能電網(wǎng)是現(xiàn)階段電網(wǎng)發(fā)展主流,所謂的繼電保護系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的第一道屏障。本文通過簡述面向智能電網(wǎng)的繼電保護系統(tǒng),探討現(xiàn)階段智能電網(wǎng)的繼電保護系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向。

1 智能電網(wǎng)及繼電保護系統(tǒng)的定義

智能電網(wǎng)是將電網(wǎng)智能化運行,它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)階段的電網(wǎng)相比,智能電網(wǎng)體現(xiàn)出電力流、信息流和業(yè)務(wù)流高度融合的特點,具有傳統(tǒng)電網(wǎng)所不具有的優(yōu)勢。而繼電保護系統(tǒng)是指當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或者異常工況時候,在最短的時間最小的區(qū)域內(nèi),自動排出故障或者告知工作人員,以減小或避免設(shè)備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。智能電網(wǎng)和繼電保護系統(tǒng)就像一對孿生兄弟一樣,相互依存,沒有繼電保護系統(tǒng),智能電網(wǎng)的運行隨時可能癱瘓,而繼電保護系統(tǒng)就如同管家一樣,存在于智能電網(wǎng)系統(tǒng)之內(nèi)。

2 繼電保護系統(tǒng)的重要性

我們知道,繼電保護系統(tǒng)是保障大電網(wǎng)安全的第一道防線。如果繼電保護系統(tǒng)在第一時間內(nèi)做出準確、可靠的指令,必然會阻止問題的擴大和運輸電設(shè)備的損壞。反之,則可能擴大事故影響,甚至是大面積停電,這會給民眾的生活帶來極大的不便利。所以說,繼電保護及自動裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分,不可或缺。因此,我們對于繼電保護系統(tǒng)的研究直接關(guān)系到智能電網(wǎng)高效穩(wěn)定的運行,具有重要意義。

3 面向智能電網(wǎng)的繼電保護系統(tǒng)的現(xiàn)狀

繼電保護是實現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)設(shè)備檢測保護的重要技術(shù)。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,截止2012年止,全國222kV以上的繼電保護裝置微機化率已達99.8%。繼電保護裝置的微機化趨勢運用先進的技術(shù)保護電網(wǎng),通過對數(shù)字化技術(shù)的引入,加大了繼電保護系統(tǒng)的可靠性,但不容忽略的是,現(xiàn)階段,仍然有各種各種的問題,影響著繼電保護系統(tǒng)。筆者從以下幾個方面談及繼電保護系統(tǒng)的現(xiàn)狀。

3.1 繼電保護系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來,隨著通信以及信息技術(shù)的高速發(fā)展,使得繼電保護系統(tǒng)運行的可靠性不斷提升、當(dāng)前所運行的繼電保護系統(tǒng)是剛性結(jié)構(gòu)域,無論是連接方式、網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)條件,還是保護的對象,這都是我們事先所設(shè)定的,總的來說,現(xiàn)階段的繼電保護系統(tǒng)的自適能力較差。

如圖1所示,繼電保護系統(tǒng)如果遇到自然災(zāi)害時,會導(dǎo)致T1通道失效,又由于其自適能力較弱,又不能自發(fā)的尋找新的信息通道進行線路恢復(fù),因此,會給我們的智能電網(wǎng)造成極大的危害。

3.2 繼電保護人員工作現(xiàn)狀

現(xiàn)階段的繼電保護人員主要從事巡查任務(wù),以及對新建供輸電設(shè)備的檢修,他們的主要工作是輔助管轄區(qū)域內(nèi)220kV以下繼電保護設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。具體的工作要求有:(1)新投入變電站和線路保護相關(guān)設(shè)備的調(diào)試驗收工作(2)變電站及線路運行方式改變時,繼保相關(guān)設(shè)備的調(diào)整及測試(3)繼電設(shè)備發(fā)生故障時,完成設(shè)備搶修工作。工作示意圖如圖2所示。

3.3 繼電保護系統(tǒng)硬件現(xiàn)狀

要保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行,單單強調(diào)繼電保護是遠遠不夠的。電網(wǎng)整體的可靠性才是保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行的第一要素。然而目前我國的整體性智能電網(wǎng)還未建成,硬件系統(tǒng)不具備。加之現(xiàn)在的設(shè)備更新速度快,不少供電站跟不上節(jié)奏,這也給電網(wǎng)保障帶來了一定的隱患。

4 面向智能電網(wǎng)的繼電保護系統(tǒng)發(fā)展趨勢

繼電保護系統(tǒng)是實現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)設(shè)備監(jiān)測保護的重要設(shè)備,它的發(fā)展趨勢是向網(wǎng)絡(luò)化、智能化以及數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。由于智能電網(wǎng)將極大地改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu),所以與之對應(yīng)的繼電保護系統(tǒng)就需要隨著時代的發(fā)展而變化。

4.1 繼電保護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)升級

智能電網(wǎng)的分布式發(fā)電和交互式發(fā)電對于現(xiàn)階段的繼電保護系統(tǒng)提出了更加高的要求。隨著通信、信息技術(shù)的長足發(fā)展,對于智能電網(wǎng)中的傳感要求就會越來越高。完整的繼電保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)利用傳感器對發(fā)電、輸電、配電、供電等關(guān)鍵設(shè)備的運行情況隨時進行監(jiān)控,并通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分析綜合。利用所采集的信息對運行狀況進行全方位的檢測,事先實時保護功能和遠程動態(tài)保護。因此,該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)升級有助于提升繼電保護的功能,這是繼電保護應(yīng)當(dāng)關(guān)注的重點。

4.2 繼電保護技術(shù)的升級

智能電網(wǎng)的出現(xiàn)和發(fā)展改變了原有輸電網(wǎng)絡(luò)的一些格局和方式,信息化、數(shù)字化成為智能電網(wǎng)的主要特征,因此,與之配套的繼電保護技術(shù)就需要在技術(shù)上作出一定的突破。運用各種高新技術(shù),升級現(xiàn)階段的繼電保護技術(shù),這樣有助于改善繼電保護系統(tǒng)的完善,對于落后的繼電保護技術(shù)應(yīng)當(dāng)予以淘汰。

4.3 繼電保護系統(tǒng)數(shù)字化

繼電保護系統(tǒng)數(shù)字化是繼電保護的一個重要發(fā)展方向。它是指利用互感器的高傳輸性能以及互感器性能的提升,使得繼電保護不需要再考慮電流互感器出現(xiàn)的互感飽和以及二次回路等故障,電氣量信息的真實性也得到了提升,有助與提升繼電保護系統(tǒng)的安全性。

4.4 繼電保護系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化

現(xiàn)階段,網(wǎng)絡(luò)具有得天獨厚的優(yōu)勢,尤其是在信息數(shù)據(jù)交流方面,那么對于繼電保護系統(tǒng)而言,網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展也是其中一個發(fā)展方向。升級繼電保護系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化就是指利用網(wǎng)絡(luò)共享的其它電氣元件信息來提升繼電保護系統(tǒng)信息的準確性。新一代的繼電保護系統(tǒng)是智能電網(wǎng)中繼電保護研究的前沿性問題,也是實現(xiàn)電網(wǎng)運行高度智能化的關(guān)鍵。

4.5 員工檢修技術(shù)的提升

電力系統(tǒng)的保護僅僅依靠提升繼電保護系統(tǒng)的性能等方面是遠遠不夠的,值得注意的是,供電企業(yè)的檢修技術(shù)人員也需要發(fā)揮作用。對供電企業(yè)來說,培養(yǎng)和提升企業(yè)在職員工的檢修技術(shù)很有必要,它是一項長期性的工作,也是維護繼電保護系統(tǒng)正常運行的一個重要一環(huán),不容忽視。我們需要提升業(yè)務(wù)人員的專業(yè)水平,廣泛開展技能競賽,充分調(diào)動員工的積極性。

5 結(jié)束語

綜上所述,筆者在本文中對繼電保護系統(tǒng)的定義、重要性、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢做了簡要的探討,由于智能電網(wǎng)的升級發(fā)展需要繼電保護系統(tǒng)具有更大的靈活性和可靠性,因此,我們需要配合智能電網(wǎng)的發(fā)展研究繼電保護系統(tǒng)。在未來的智能電網(wǎng)中,我們的研究要使繼電保護具有可重構(gòu)、可再生的功能特點,而且需要與網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字化接軌,做到全方位的智能運行,這是今后我們智能電網(wǎng)以及繼電保護系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,也是我們每一個智能電網(wǎng)研究者所要奮力追求的目標。

參考文獻

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作者簡介

楊明(1982 -)男,工程師,現(xiàn)在主要從電二次設(shè)備檢修工作。

第7篇:繼電保護系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀范文

眾所周知,配電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模較大、信息聚集點眾多、結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜,因此與其相配的繼電保護裝置也隨之分布在配電網(wǎng)系統(tǒng)中不同的位置,其應(yīng)用范圍上至變電站下到變電站內(nèi)部與配電系統(tǒng)直接相關(guān)聯(lián)的設(shè)備,以及在電網(wǎng)中開閉所、中壓配電饋線、低壓配電網(wǎng)以及配變站等。繼電保護裝置長久以來就是配電網(wǎng)中的重要組成部分,其發(fā)展經(jīng)歷與電力系統(tǒng)中的繼保裝置是完全相同的,由最初的電磁型繼電保護裝置,發(fā)展至晶體管型繼電保護裝置,在電力電子器件廣泛應(yīng)用后又出現(xiàn)了集成電路型繼電保護裝置。時至今日,伴隨計算機技術(shù)的日新月異,所使用的繼電保護裝置多數(shù)屬于微機型繼電保護裝置,但仍有各種類型的繼電保護裝置應(yīng)用于不同的配電網(wǎng)系統(tǒng)中以適用不同層次電網(wǎng)的要求。伴隨著微機系統(tǒng)繼電保護裝置性能更加優(yōu)良、操作更加方便、維護更加簡單,其在高壓特高壓電網(wǎng)中的推廣逐漸成功,其應(yīng)用日益廣泛,更加深得人心。越來越多地適用于中低壓配電網(wǎng)的繼電保護裝置也被不斷開發(fā)應(yīng)用。

2配電網(wǎng)保護存在的問題

電力系統(tǒng)繼電保護的主要工作任務(wù)是切除系統(tǒng)中的故障設(shè)備以保障系統(tǒng)的正常運行。由于技術(shù)等各方面的原因,由常規(guī)繼電保護裝置構(gòu)成的繼電保護系統(tǒng)是一種非自適應(yīng)繼電保護系統(tǒng),其動作特性不能隨著電力系統(tǒng)的運行方式的變化而自行改變。常規(guī)繼電保護的整定值是按照離線最嚴重的情況進行的,而且在運行中基本保持不變。因此,在常規(guī)繼電保護整定計算過程中不得不按照每套保護對應(yīng)的電力系統(tǒng)最大運行方式來計算保護的動作值,按照每套保護對應(yīng)的電力系統(tǒng)最小運行方式來校驗保護的靈敏度。這種按最嚴重的運行條件確認保護整定值的方法,雖可保證在電力系統(tǒng)各種運行方式下發(fā)生故障時,繼電保護能正確動作,但同時存在著兩個缺點:一是按照該方法確定的繼電保護整定值,對電力系統(tǒng)其它運行方式來講不是最佳的整定值;二是在電力系統(tǒng)最小運行方式下最不利的故障時,繼電保護系統(tǒng)的性能會嚴重變壞甚至導(dǎo)致拒動現(xiàn)象。這兩個缺點不但限制了電網(wǎng)運行的靈活性,而且也降低了電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。正是在這樣的背景下提出了自適應(yīng)保護的概念。自適應(yīng)保護是指根據(jù)電力系統(tǒng)運行方式和故障狀態(tài)的變化能實時改變保護性能、特性或定值的保護。隨著具有高速運算和邏輯判斷能力、強大的記憶能力以及其固有的可編程性的微機保護在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用和通信手段與通信技術(shù)的不斷發(fā)展與進步,實現(xiàn)自適應(yīng)繼電保護已成為可能。

3遺傳算法的配電網(wǎng)自適應(yīng)保護

自適應(yīng)繼電保護是在上世紀80年代提出的一個較新的研究課題。它的最主要任務(wù)就是解決目前繼電保護裝置中所無法解決的問題,使得繼電保護裝置更趨于完善,現(xiàn)在所研制的適用于輸電線路和配電系統(tǒng)元件的各類型微機繼電保護裝置,已經(jīng)具備完全取代傳統(tǒng)裝置的能力,能夠迅速將電力系統(tǒng)中發(fā)生故障的電氣元件進行切除,使其免于遭受損壞,并使得其它無故障線路迅速恢復(fù)正常運行。遺傳算法,是建立于達爾文的生物論以及孟德爾遺傳學(xué)說基礎(chǔ)之上的一種借鑒生物界自然選擇和自然遺傳機制的高度并行、隨機、自適應(yīng)搜索算法,具有堅實的生物學(xué)基礎(chǔ)。遺傳算法強調(diào)從生物群體觀點出發(fā),看待種群優(yōu)化問題。依據(jù)遺傳算法的思想,我們把所求問題中的每一個點都看做是一個個體,這些個體組成了群體,正因為如此,種群中的每一個個體都可以代表一個優(yōu)化問題的可行解。本論文提出的基于遺傳算法的配電網(wǎng)自適應(yīng)繼電保護,該保護是利用電網(wǎng)全局信息、保護定值在線整定的新型保護。

4基于Matlab算法的仿真和分析

第8篇:繼電保護系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀范文

關(guān)鍵詞:變電站;繼電保護;作用;故障分析;檢修

中圖分類號: TM63 文獻標識碼: A

一、繼電保護概念及發(fā)展現(xiàn)狀

在當(dāng)今社會中,電力是使用的最為廣泛也是最為重要的能源。電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,對保障居民生活以及社會穩(wěn)定有著重要的作用?,F(xiàn)如今隨著國家經(jīng)濟的不斷發(fā)展,社會對電力使用的需求量在不斷增加,給電力系統(tǒng)自身的穩(wěn)定運行造成了極大的困難。但是,繼電保護體系作為保護變電站自身相當(dāng)重要的技術(shù),可以建立起既保障安全又保障穩(wěn)定的體系,從而保護電力系統(tǒng)。保護常用的裝置則可以作為變電站自身保護體系的重要核心部分,保護裝置的含義是指在電網(wǎng)發(fā)生故障時,能夠作出急時準確的反映,使變電站斷路器跳閘并發(fā)出信號的一種自動保護裝置。

二、變電站繼電保護的重要作用

首先,可以保障變電站電力系統(tǒng)的安全性。如果電力系統(tǒng)中被保護的元件在運行時發(fā)生故障,繼電保護裝置能夠迅速的且有選擇性的自動將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,從而避免故障元件繼續(xù)遭受損害,將損失降至最低。其次,可以對電氣元件的不正常狀態(tài)進行提示。當(dāng)電力系統(tǒng)中的某個電氣元件處于不正常運行狀態(tài)時,繼電保護裝置會及時的將這種不正常狀態(tài)用信號的形式迅速反映出來,以提醒工作人員及時的進行維護和檢修,或由裝置自動地進行調(diào)整。第三,可以對電力系統(tǒng)的運行情況進行實時的監(jiān)控。繼電保護不僅可以對出現(xiàn)故障的電氣元件進行及時的處理,以及將不正常的運行狀況反映給相關(guān)部門,而且還具有實時監(jiān)控電力系統(tǒng)是否正常運行的功能。

三、變電站繼電保護存在的問題

1、電壓互感器二次回路運行故障

電壓互感器是繼電保護測量設(shè)備的起始點,其對二次系統(tǒng)的正常運行具有十分重要的作用,在二次電壓回路上的故障常常會導(dǎo)致保護誤動或者拒動等嚴重后果,主要體現(xiàn)在以下兩方面:首先是二次中性點接地方式異常。二次中性點接地方式異常除了變電站接地網(wǎng)的原因,更多是由接線工藝引起的,與地網(wǎng)之間產(chǎn)生的電壓作用到保護裝置上面,使各相電壓產(chǎn)生幅值和相位變化,引起阻抗元件和方向元件拒動或誤動。其次是開口三角電壓回路異常。在電磁型母線、變壓器保護中,由于不按照要求安裝電流繼電器,使得當(dāng)變電站內(nèi)或出口接地故障時,開口三角電壓回路由于電阻過小,產(chǎn)生短路。

2、微機繼電保護裝置自身缺陷存在的故障

通過微機繼電保護裝置自身的特點來分析故障原因,主要體現(xiàn)在電源以及干擾和絕緣兩個方面。首先電源方面當(dāng)電源輸出功率的不足時會造成輸出電壓下降,若電壓下降過大,則會導(dǎo)致比較電路基準值的變化,使得充電電路時間變短,從而引起微機繼電保護裝置的誤判。其次是在干擾和絕緣方面,由于微機保護的抗干擾性能比較差,對講機和其他無線通信設(shè)備在保護屏附近使用,會導(dǎo)致一些邏輯元件誤動作。另外由于微機保護裝置線路集成比較緊密,長時間運行以后絕緣效果會大大降低,從而引起繼電保護故障的發(fā)生。

3、變電站開關(guān)設(shè)備引起的故障

由于電力的廣泛應(yīng)用,供電企業(yè)大多都在配電的高負荷密集區(qū)設(shè)立了開關(guān)站,工作人員通過操作開關(guān)站來實現(xiàn)對外供電,所以說對開關(guān)保護設(shè)備的選擇是非常重要的一項工作,尤其是在還未實現(xiàn)繼電保護自動化的開關(guān)站內(nèi),我們應(yīng)當(dāng)更多地采用負荷開關(guān)或與其組合的繼電器設(shè)備系統(tǒng)作為開關(guān)保護的設(shè)備。然而實際情況中有些工作人員往往會將負荷開關(guān)和熔斷器的組合器應(yīng)用到帶有配電變壓器的出口線柜上,這就會造成電力系統(tǒng)的出口線出現(xiàn)故障,造成開關(guān)站越級跳閘,從而出現(xiàn)大范圍停電。

四、變電站繼電保護裝置故障維修措施研究

1、加強對繼電保護裝置的日常運行維護

要想從根本上防范繼電保護裝置故障的發(fā)生,就必須重視加強對繼電保護裝置日常運行的維護和檢驗,一旦發(fā)現(xiàn)繼電保護裝置在運行時的異?,F(xiàn)象,就要迅速反應(yīng)給相關(guān)部門,當(dāng)出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象時要對保護動作進行全面檢查,找出跳閘原因,在電網(wǎng)恢復(fù)供電之前,需要把全部掉牌信號復(fù)歸,同時在值班記錄表中記錄繼電保護的動作,在檢修時應(yīng)嚴格遵守電氣安全工作規(guī)程的相關(guān)規(guī)定。

2、采用替換法排除裝置故障

所謂替換法就是指當(dāng)判斷繼電保護裝置是否發(fā)生故障時,我們可以使用質(zhì)量較好的元件來替代認為存在問題的元件,通過判斷元件的好壞,能夠較為快速地縮小故障查找范圍。這是我們一般處理自動化繼電保護裝置故障時所采用的常用手段,如果是微機故障或者是內(nèi)部回路比較復(fù)雜的單元繼電器,則可使用無用的插件或者繼電器來代用,若故障消失則證明元件確實存在問題。

3、短接法

通過短接法也可以縮小故障發(fā)生的范圍,短接法這種方法之前第一種方法相似,這種方法有一定的局限性,只適用于回路開路故障和電磁鎖故障等。此類方法的主要原理是短路線連接繼電保護中的某一部分,以此來判斷短接處是否就是發(fā)生故障的地方。若不是,則可判定故障是發(fā)生在其他的地方,不是發(fā)生在短接處。

4、采用逐項拆除法排除二次回路故障

逐項拆除法就是將并聯(lián)在一起的二次回路順序脫開,然后再依次放回,一旦故障出現(xiàn),就表明故障存在哪路。再在這一路內(nèi)用同樣方法查找更小的分支路,直至找到故障點。此法主要用于查直流接地,交流電源熔絲放不上等故障。如電壓互感器二次熔絲熔斷,回路存在短路故障,或二次交流電壓互串等,可從電壓互感器二次短路相的總引出處將端子分離,此時故障消除,然后逐個恢復(fù),直至故障出現(xiàn),再分支路依次排查。如整套裝置的保護熔絲熔斷或電源空氣開關(guān)合不上,則可通過各塊插件的拔插排查,并結(jié)合觀察熔絲熔斷情況變化來縮小故障范圍。

5、建立科學(xué)規(guī)范的規(guī)章制度

根據(jù)繼電保護的特點,應(yīng)制定出一套完善的,科學(xué)規(guī)范的繼電保護裝置運行管理制度,有了制度保障并合理的安排人員調(diào)度,明確人員工作目標,對繼電保護設(shè)備臺賬、運行維護、事故分析、定期校驗、缺陷處理等檔案進行計算機跟蹤管理,明確獎懲制度,如此才能全面提高工作人員的工作積極性和責(zé)任心,才能保證電力系統(tǒng)的安全正常運行。

結(jié)束語

當(dāng)前,隨著電力企業(yè)的發(fā)展,電力應(yīng)用范圍和規(guī)模也越來越大,尤其是一大批高科技技術(shù)的應(yīng)用,在給電力企業(yè)帶來經(jīng)濟效益的同時,也為電力系統(tǒng)的安全運行帶來了嚴峻的考驗,相應(yīng)的我們對電力系統(tǒng)安全運行有著重要意義的繼電保護技術(shù)也提出了更高的要求,必須要對電力系統(tǒng)繼電保護裝置運行中存在的一些問題引起足夠的重視。因此為了保障電力系統(tǒng)的良好運行,就必須處理好變電站繼電的故障問題。尤其是做為電力維修人員,一定要在充分掌握繼電保護專業(yè)知識的基礎(chǔ)之上,結(jié)合電力運行的實際情況,認真分析并及時解決故障點和處理故障設(shè)備,從而確保電力系統(tǒng)的安全正常運行。

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第9篇:繼電保護系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀范文

變電站自動化工程的未來發(fā)展提供有利的參考。

關(guān)鍵詞:變電站;綜合自動化系統(tǒng);現(xiàn)狀;系統(tǒng)功能

中圖分類號:K826.16 文獻標識碼:A 文章編號:

變電站綜合自動化是一項提高變電站安全、可靠穩(wěn)定運行水平,降低運行維護成本,提高經(jīng)濟效益,向用戶提供高質(zhì)量電能服務(wù)的一項措施。隨著通信技術(shù)、計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的迅速發(fā)展,一方面綜合自動化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng),已經(jīng)成為必然趨勢。另一方面,保護本身也需要自檢查、故障錄波、事件記錄、運行監(jiān)視和控制管理等更強健的功能。本文就變電站綜合自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀及功能進行分析,以供大家參考。

一、變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

變電站綜合自動化系統(tǒng)具有安全可靠、功能齊全、結(jié)構(gòu)簡單和技術(shù)先進的優(yōu)點,且這些優(yōu)點通過一些新建變電站的運行得到了很好的證明。近年來,變電站綜合自動化系統(tǒng)的水平飛速發(fā)展,在我國電力系統(tǒng)、城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)與改造中得到了越來越廣泛的普及和應(yīng)用。無論是 220kV及以上的超高壓變電站的設(shè)計與建設(shè),還是中低壓變電站的無人值班,都應(yīng)用了自動化新技術(shù),這一應(yīng)用使得電網(wǎng)建設(shè)和電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化水平大大提高,并且使電網(wǎng)調(diào)度和配輸電的可能性增強以及變電站的建設(shè)成本更為低廉。

二、變電站綜合自動化系統(tǒng)組成

在變電站綜合自動化系統(tǒng)中,通常把繼電保護、動重合閘、故障錄波、故障測距等功能綜合在一起的裝置稱為保護單元,而把測量和控制功能綜合在一起的裝置稱為控制或I/0單元,兩者通稱為間隔級單元。 各種類型的間隔級單元搜集到的狀態(tài)量和測量值,通過軟件來實現(xiàn)各種保護閉鎖。它主要由以下幾部分構(gòu)成:微機保護單元主要完成信號的測量、傳遞、 保護的計算和執(zhí)行、接受上位機的指令并執(zhí)行,通訊網(wǎng)絡(luò)主要完成信號的傳遞,后臺管理機主要完成對保護單元上傳來的信號進行分析處理及顯示、提供人機對話窗口、 接受操作人員的指令、 向上位管理機傳遞及時信息,為管理人員提供決策信息。

站控層的主要功能就是作為數(shù)據(jù)集中處理的保護管理,擔(dān)負著上傳下達的重要任務(wù),對下它可以管理各種間隔單元裝置,包括微機監(jiān)控、保護、自動裝置等,收集各種數(shù)據(jù)并發(fā)出控制命令,起到數(shù)據(jù)集中作用,還可以通過現(xiàn)場總線完成對保護單元的自適應(yīng)調(diào)整:對上則通過設(shè)立開放式結(jié)構(gòu)的站級網(wǎng)絡(luò)接口,與管理層建立聯(lián)系。 將數(shù)據(jù)傳送給管理后臺機或調(diào)度端,起到數(shù)據(jù)處理作用。

網(wǎng)絡(luò)層支持單網(wǎng)或雙網(wǎng)結(jié)構(gòu),支持100M高速工業(yè)級以太網(wǎng),有效地保證了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶崟r性和可靠性;通信協(xié)議采用DL/T667-1999規(guī)約。

間隔層按一次設(shè)備組織,一般按斷路器的間隔劃分,具有測量、控制和繼電保護部分。 測量、控制部分負責(zé)單元的測量、監(jiān)視、斷路器的操作控制和聯(lián)鎖及事件順序記錄等:保護部分負責(zé)該單元線路或變壓器或電容器的保護、各種錄波等。因此,間隔層本身是由各種不同的單元裝置組成,這些獨立的單元裝置直接通過總線接到站控層。

三、變電站綜合自動化系統(tǒng)的功能分析

3.1 繼電保護功能

變電站綜合自動化系統(tǒng)中的微機繼電保護功能主要包括自動重合閘、小電流接地系統(tǒng)自動選線、電容器保護、母線保護、電力變壓器保護以及輸電線路保護。因為繼電保護極其重要,其可靠性絕對不可以被綜合自動化系統(tǒng)降低,因此要求做到:

(1)分別獨立設(shè)置系統(tǒng)中繼電保護的電力設(shè)備單元,電氣量由相關(guān)的電壓互感器和電流互感器直接輸入,輸出則由觸點相應(yīng)斷路器的跳閘線圈直接操作。

(2)保護裝置設(shè)有通信接口,供接入站內(nèi)通信網(wǎng),在保護動作之后向變電站層的微機設(shè)備提供報告,但通信網(wǎng)并不是繼電保護功能完全依賴的對象。此外,保護裝置之外的一些重要控制設(shè)備,例如控制電容器、變壓器分接頭有載切換和投切的無功電壓控制裝置、備用電源自動投入裝置等,通信網(wǎng)同樣并非是其完全依賴的平臺,應(yīng)在相應(yīng)的間隔屏上放置設(shè)備裝用的裝置。同時為了避免不必要的硬件重復(fù),使整個系統(tǒng)的造價降低、可靠性提高,特別針對35 kV及以下設(shè)備,可將一些其他功能配給給保護裝置,但其前提是不能使保護裝置的可靠性將因此被降低。

作為變電站綜合自動化系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),繼電保護最重要的就是擁有完整、獨立的繼電保護功能,而在此基礎(chǔ)上,還必須具備下列附加功能:

(1)與監(jiān)控系統(tǒng)的通信功能。監(jiān)控系統(tǒng)與綜合自動化系統(tǒng)中的繼電保護是彼此獨立的,因此,與監(jiān)控系統(tǒng)的通信功能是繼電保護所應(yīng)具備的附加功能之一。繼電保護功能會將動作名稱、動作值、動作性質(zhì)以及動作時間主動上傳,并將當(dāng)前的修改定值和保護定值的信息按照控制命令上傳。

(2)與系統(tǒng)統(tǒng)一時鐘對時的功能。在電網(wǎng)運行中,時間的統(tǒng)一和精確是極其重要的,當(dāng)繼電保護動作時,對電網(wǎng)發(fā)生事故的原因進行正確分析的可靠依據(jù),即是各套繼電保護動作的先后順序,而只有借助統(tǒng)一精確的時間才能判斷其順序的先后。因此,1991 年 7 月頒布的“大綱”已對同一電網(wǎng)內(nèi)采用統(tǒng)一的對時方式做出了明確的建議,以便將保護動作的時間和故障發(fā)生的情況進行準確記錄。

(3)將授權(quán)修改和遠處觀察的保護整定值進行當(dāng)?shù)仫@示的功能。對保護整定值的修改與檢查要做到可靠、方便、直觀。對保護定值的修改除了能夠在各保護單元上進行顯示之外,還應(yīng)考慮到無人值班的因素,通過遠方調(diào)度端和當(dāng)?shù)氐谋O(jiān)控系統(tǒng),使得保護定值能夠被修改和查看。同時為了對加強定值的管理,避免出現(xiàn)差錯,應(yīng)采取校對密碼的措施對定值進行修改,并對最后一個修改定值的密碼進行記錄。

(4)故障自恢復(fù)、自閉鎖、自診斷功能。完善的自診斷功能是每個保護單元都應(yīng)具備的,當(dāng)內(nèi)部發(fā)現(xiàn)故障時,能夠自動報警,同時對故障部位予以指明,使維修時間縮短以及故障的查更為方便。當(dāng)故障出現(xiàn)在關(guān)鍵部位時,保護出口則應(yīng)自動閉鎖。如果故障干擾到的是軟件,則通過自啟動功能使保護裝置的可靠性得以提高。

(5)自動重合閘功能。輸電線路保護內(nèi)為該設(shè)置和功能。三相一次重合閘一般為 110 kV及以下線路所采用,可整定其同期檢定方式下重合閘延長的時間。同期檢定方式包括檢同期方式、檢無壓方式和不檢定方式。

3.2 監(jiān)視控制功能

3.2.1 數(shù)據(jù)處理與采集

對變電站設(shè)備的運行狀態(tài)和電力運行的實時數(shù)據(jù)進行采集,包括保護信號、數(shù)字量、脈沖量、模擬量和各種狀態(tài)量等,經(jīng)過去偽存真的處理后,將采集到的數(shù)據(jù)存于數(shù)據(jù)庫,為計算機處理提供信息基礎(chǔ)。

(1)采集模擬量。其內(nèi)容包括功率、站用電電壓、直流電源電壓、變電站室溫、主變壓器的油溫、功率因數(shù)、相位、無功頻率及功率、電容器的電流、功率值、主變壓器電流、功率值和電壓饋線電流、線路電流以及各段母線電壓。

(2)采集狀態(tài)量。其內(nèi)容包括運行告警信號、繼電保護動作信號、同期檢查狀態(tài)、有載調(diào)壓變壓器分接頭位置、隔離開關(guān)狀態(tài)以及斷路器狀態(tài)。

(3)采集脈沖量。脈沖電能表所輸出的電能量即為變電站所采集到的典型脈沖量,實質(zhì)采集的是包括無功電能和有功電能在內(nèi)的電能量。

(4)采集數(shù)字量。主要指對自動裝置的信息或計算機構(gòu)成的保護進行采集。

3.2.2 運行監(jiān)視功能

通過監(jiān)視狀態(tài)量變位,可對變電站內(nèi)機自動裝置和繼電保護的動作順序及情況、變壓器分接頭的動作和位置情況、接地開關(guān)、隔離開關(guān)和各種斷路器進行監(jiān)視。監(jiān)視模擬量分為事故模擬量變化的追憶、定值超限報警和正常的測量。當(dāng)變電站設(shè)備異?;驙顟B(tài)非正常時,監(jiān)控系統(tǒng)能夠第一時間在遠方或當(dāng)?shù)匕l(fā)出語音報警或事故音響,同時在 CRT 顯示器上自動推出事故情況的報警畫面,然后運行人員可以此為依據(jù)對事故進行分析和處理,并存儲和打印記錄事故信息。

3.2.3 事故追憶及順序記錄功能

事故追憶是指對于主要母線電壓、有功功率以及線路等一些主要模擬量,連續(xù)測量并記錄其在事故前后一段時間內(nèi)的狀態(tài);事故順序記錄是指自動記錄變電站內(nèi)的斷路器、自動裝置和繼電保護等在事故時動作的先后順序。毫秒級為事故記錄對時間要求的精確級別,CRT顯示器上可以打印輸出和顯示自動記錄下的報告。事故順序記錄功能所提供的報告非常有助于評價斷路器、自動裝置及繼電保護的動作情況,并對事故進行分析。

四、結(jié)束語

總之,變電站綜合自動化系統(tǒng)以服務(wù)于電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行為中心。通過先進的計算機技術(shù)、 通信技術(shù)的應(yīng)用,為新的保護和控制技術(shù)采用提供技術(shù)支持,解決過去能解決的變電站監(jiān)視、控制問題,促進各專業(yè)在技術(shù)上、管理上配合協(xié)調(diào),為電網(wǎng)自動化進一步發(fā)展提供基礎(chǔ),提高變電站安全、可靠和穩(wěn)定運行水平。

參考文獻