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继电保护保护原理十篇

发布时间:2024-04-26 00:24:57

继电保护保护原理篇1

关键词:背景及意义;继电保护;变压器保护;配置;发展趋势

一、课题的背景及意义

继电保护的主要任务是自动、迅速地将故障元件从系统中切除,使故障元件免于继续遭到破坏,保证其它部分迅速恢复运行。继电保护对电力系统的安全运行具有重要意义。

电力变压器是电力系统的重要电气设备,随着电力工业的迅速发展,电网的规模和密集程度越来越大,其负荷也越来越大。电力变压器的故障时有发生,尤其是大型电力变压器,其能否正常巡行将影响整个电网架构的可靠性和安全性。基于此对电力变压器的常见故障和不正常状态进行分析,根据变压器的容量大小、电压的高低及重要程度,设计合理的继电保护装置。

电力变压器的内部故障一班分为二类,油箱内故障和油箱外故障。不正常状态一般包括过电流、过负荷、过励磁、油面降低或油位升高等。采取的保护配置有主保护和后备保护,主保护包括比率差动、差动速断的差动保护和本体轻重瓦斯、有载重瓦斯、压力释放、冷控失电、油温高、油位高低等的非电量保护,后备保护包括高、中、低后备保护。

随着我国经济的高速发展和人民生活水平的提高,对电力系统运行控制的有效性提出非常高的要求,同时对电力变压器保护提出了更高的要求。

2.我国电力变压器继电保护发展现状

回顾我国电力系统的继电保护技术发展的过程,完成了机电式、晶体管、集成电路和计算机继电保护四个历史剪短。60年代是我国机电式继电保护大量使用的年代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。自50年代末,晶体管继电保护已开始研究,60-80年代是晶体管继电保护发展和广泛使用的年代。70年代中期,基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究,80年代末产品形成系列,逐渐取代晶体管保护,这是集成电路保护时代。国内微机保护的研究开始于70年代末,起步较晚,发展迅速,可以说90年代开始已进入微机保护时代。目前,在高压线路、低压网络、各种主电气设备如电力变压器都有相应的微机保护装置在系统中巡行。由于我国经济发展不均衡,地区差异等因素,也存在多种保护方式并存的情况。

三、电力变压器保护中存在的问题

目前电力变压器继电保护装置被广泛应用,自动化水平也正在不断提高,但其仍然有不完善之处。

1、励磁电流及涌流问题

励磁涌流是变压器所特有的,在变压器空载投入电源或外部故障后电压恢复过程中,会出现励磁涌流。合闸时,变压器铁芯中的磁通急剧增大,使铁芯瞬间饱和,这时出现数值很大的冲击励磁电流,可以达到变压器额定电流的5至10倍。励磁涌流幅值大且衰减,含有非周期分量;中小型变压器励磁涌流大(可达10倍以上),衰减快;大型变压器一般不超过4-5倍,衰减慢。由于内部磁路的关系,变压器励磁电流成了差动保护不平衡电流的一个来源。变压器正常运行时,励磁电流通常低于额定电流1,所以设定差动保护动作值可准确判断变压器内部故障与外部故障。但是,电力变压器运行条件复杂,当变压器过励磁运行时,励磁电流可达到变压器额定电流的水平,将会引起差动保护的误动作。另外,励磁涌流可与短路电流相比拟,励磁涌流经电源侧,造成变压器二测电流不平衡,导致差动保护误动作。为保证变压器差动保护正常工作,应根据实际情况采取措施予以消除。

2、110KV变电站电力变压器零序保护存在的问题

在有效接地系统中,变压器中性点对地偏移电压被限制在一定的水平,中性点间隙保护不会产生作用。配置间隙保护的目的,是为了防止非有效接地系统中零序电压升高对变压器绝缘造成的危害。只有当系统发生单相接地故障,有关的中性点直接接地变压器全部跳闸,而带电源的中性点不接地变压器仍保留在故障电网中时,放电间隙才放电,以降低对地电压,避免对变压器绝缘造成危害。间隙击穿会产生截波,对变压器匝间绝缘不利,因此,在单相接地故障引起零序电压升高时,我们更希望由零序过电压保护完成切除变压器的任务。相反,间隙电流保护则存在一定程度的偶然性,可能因种种原因使间隙电流保护失去作用,从这个意义讲,对于保护变压器中性点绝缘而言,零序过电压保护比间隙电流保护更重要,零序过电压保护通常和间隙电流保护一起共同构成变压器中性点绝缘保护。所以仅设置间隙电流保护而没有零序过电压保护是不够完善的,特别是当间歇性击穿时,放电电流无法持续,间隙电流保护将不起作用。

3、微机保护设计中主变后背保护的探讨

主变10kV侧仅装10kV复合电压过流保护并不能满足速动性要求。在保护整定中,三卷主变10kV侧过流的时间一般整定为2.5s或3.0s,双卷主变10kV不设过流保护,而110kV侧过流时间达2.0s或2.5s。现系统的容量越来越大,10kV侧短路电流也越来越大。随着10kV短线路不断增加,10kV线路离变电所近区故障几率也越来越大,由于开关拒动或保护拒动短路电流较长时间冲击变压器,对变压器构成极大威胁。

四、总结

继电保护对电力系统的安全运行,起着不可替代的作用,是电力系统正常运行的重要保障。随着科学技术的发展,继电保护技术呈现出微机化、网络化、智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化的发展趋势。本文有一些论点存在局限性,未能从深度和广度来探讨,要做好继电保护,就要对继电保护原理和应用有深刻的了解,及时掌握继电保护新产品的开发和应用,关注继电保护的发展方向。

参考文献:

[1]杨晓敏.电力系统继电保护原理及应用.第一版.北京:中国电力出版社出版,2006.8

继电保护保护原理篇2

关键词:电力系统;继电保护;故障原因;分析处理

中图分类号:tm77文献标识码:a

1电力系统继电保护故障检测的重要作用

电力系统的继电保护一旦出现故障,其整个系统就无法正常工作,继电保护主要就是保障电力系统的正常运营,它对整个系统的各大设备和元件都能起到一个保护的作用。如果电力系统中的设备出现了故障,继电保护装置能够第一时间发现故障,然后通过自身的判断,判断出哪些元件或者设备是在正常运行的范畴之外的,继而能够有选择性地对哪些有故障的元件发出指令,使其切断电路,从而暂时停止工作。在某些元件或者设备被迫停止工作后,就能够引起工作人员的注意,工作人员就能够及时有效地对发生故障的机械设备进行检查,进行维修,从而使其继续正常地工作。继电保护的存在能够使电力系统的安全性得到最为有效地保证,在电力系统元件发生故障时,及时发现及时处理,能够最大程度地避免整个系统遭受损害。因为出现故障的元件在继电保护的作用下,能够最为及时地脱离工作系统,不会对其它正常的设备造成影响,直至其恢复正常的状态。

除了及时发现发生故障的设备,强行命令其停止运营外,继电保护的另外一大重要作用主要体现在对电力系统中的二次装置进行实时有效的监测,并且控制电力系统中的各大电网。电网一旦出现任何异常现象,继电保护通过自身的装置和设备,能够迅速地分析出故障,并且能够精准无误地判断出发生异常现象的故障区域,该区域范围可以精确到很小的数值。这一功能度电力系统的正常工作和运营是极其重要的,因为电网的分布范围非常广泛,而且工作系统复杂,如果发生了故障,却无法迅速判断出具体的故障区域,将会带来很大的麻烦,给人们的生活工作以及工农业的生产都造成极大的不便。

在电气设备出现不正常工作状态时,根据不同的设备运行维护条件,及时发出信号,对运行异常的设备进行检修处理。在无值班人员的情况下,继电保护装置还能自动做出相应的调整。电力系统继电保护必须具备灵敏性和可靠性,从而保证电力系统正常运行。作为保障电力系统安全运行的重要手段,继电保护系统自身如果出现故障,必然会导致较大面积的电力系统故障,造成极其严重的后果。导致电网系统崩溃的原因有很多,而继电保护的故障则是这些原因中的重要一点,在这种情况下,肯能会造成难以预料的损失。为了确保在不利的条件中电力系统依旧能够正常运行,电网必须要正确运作以及安全运行,采取相应的解决措施,从而保持正确和安全。

2电力系统继电保护故障原因分析

要高度重视电力系统的继电保护,对其故障发生的原因要认真分析和总结,不断地完善继电保护,在继电保护故障原因分析中,主要可以通过对监视二次回路节点的直流电压、电位变化来确定故障的起源点,这一方法主要用于检查开关控制回路中的各大故障。例如,当断路器处于分闸的位置,而控制室却发出控制回路线,光字牌,则说明跳闸位置与合闸位置继电器常闭接点均已接通,如果在任一回路处测量对地电位跳闸位置的继电器接点损坏,则可能是跳闸线圈损坏或测量开关接点不通。可初步判断为此处连接线或开关接点不通,再检查常闭辅助接点两头电位,则可以得出最终结果。

为了准确并合理地判断怀疑有故障的元件或插件好坏,可以采用相同的正常元件进行替代测试,从而可以迅速缩小故障查找范围。这是处理保护装置内部故障最为常用的方法。当继电保护插件发生故障,或对于内部回路复杂的单元继电器,用备件替代,如果故障消失,则说明换下的元件是故障点。

在电网运行过程中,如果看到有线头等直观现象或继电器内部明显发黄,可迅速确认故障点,更换损坏的元件即可。高频通讯未能正常工作时,而结合滤波器上桩头却正常的情况下,通常是滤波器内的芯线断线所致。电网检修人员可直接分析和检查改动,判断该环节是否存在故障和问题,操作断路器命令下发后,跳闸线圈电气回路没有问题,故障可能在机构内部。

一旦发生故障,应该从出现故障的出错点开始查找,环相扣的查找,直至找出故障区域,通过带负荷检查,可以发现电网交流回路故障。在使用这一方法时,要选择好参考对象,测量相位应该以母线电压为参考电压,在没有电压的情况下,也可以选择电流,如果本开关的不能作为参考,则应选择对侧或者本侧所对应的串联开关或几个断路器潮流之和,同时还要注意电压的大小和相位要一致。

3电力系统继电保护故障处理

对继电保护故障按独立的装置类型进行统计,对目前系统运行的各种线路保护装置以及其他保护或安全自动装置等,将其故障按照装置类型在微机中进行统计,而不采用罗列记录或按站统计等方式。

继电系统的故障可以分为几类,在对其进行分类统计后,可以根据故障危害程度,根据分轻重缓急,从而更好地安排消缺,便于对故障归类,从根本上解决故障再次发生的可能性。为了逐步掌握设备运行规律,并不断提高继电保护人员的运行维护水平,就必须对继电保护设备出现的各种故障进行及时全面的统计,除了及时统计继电保护人员自己发现的故障外,还必须及时统计值班人员发现的故障。为此,必须要明确责任,将责任落实到具体的人员上,同时,还要确保故障的及时统计,通过缺陷管理寻找设备运行规律,从而奠定最为坚实的基础。

确保电力系统继电保护正常运行的措施,合理的人员配置,使人员调度和协助能顺利进行,明确人员工作目标,保证电力正常运行。完善规章制度,根据继电保护的特点,健全和完善规章制度,继电保护设备运行维护、缺陷处理等档案,应逐步采用计算机管理,实行跟踪检查和监督考核。对二次设备实行状态监测方法,对综合自动化变电站而言,更加容易实现继电保护状态监测。

结语

我国的经济的发展促进者电力系统的前进步伐,与此同时,电力系统的不断发展又能够带来更大的经济效益,因此,它们之间是相互促进的作用。但是,正因为电力系统的规模在逐渐扩大,它运营的安全性也将面临极大的挑战。继电保护对电力系统的重要作用可见一斑,正因为如此,一旦它的运行过程中出现故障,将会带来严重的安全问题。所以,分析并查找继电保护的故障是非常必要和必须的,并要采取及时有效的解决措施,将故障可能产生的损失降低到最小,从而带来电力系统的更为长远的发展,实现效益最大化。

参考文献

继电保护保护原理篇3

关键词:纵联比较;广域继电保护;算法;研究

中图分类号:F406文献标识码:a文章编号:

随着电网互联趋势的快速发展,其对继电保护技术的要求也越来越高,它要求继电保护装置在电网发生故障时能对故障位置进行快速判断并切除。而建立在纵联比较原理基础上的继电保护算法能快速找出故障的具置。

1继电保护方法的概述

目前来看,后备保护配置与多层化或双层化的主保护相结合的方式在各高压电力系统中得到了广泛的应用,并对继电保护起到了重要的作用。而它对继电的保护主要是建立在两个原理的基础上:一是纵联比较原理,二是纵联差动原理。这两个原理能使电网故障发生的具置被快速确定下来。而后备保护也有两种方法:一是通过零序过电流的方法对继电实施保护;二是以阶段式距离的方法来对继电实施保护。在上述所提到的配置方式中,主保护会具有很高的灵敏度以及很快的动作速度,并且其选择性比较好,但相对于邻近的元件来说,主保护却没有具备后备保护这一项功能。后备保护既是线路主保护中的近后备,也是邻近线路保护中重要的远后备,但不同区域的继电保护需要动作时间与定值的互相配合才能完成,而就这方面而言,主保护的性能相对来说则比较差,动作速度也很慢。为了使保护配置方式所存在的缺陷得到弥补,必须改善继电保护系统的相关性能。关于广域保护系统,电力系统中各个位置的ieD信息所获取的渠道也开始多样化,而互感器和通信系统是获取安装点具体信息的重要工具。而继电保护系统并非要完全替换原来的主保护系统,而是把广域保护系统纳入到多层化或者是双层化的系统中,让二者相互协调,同时进行工作,从而使继电保护系统的相关性能得到进一步的提高。

2广域继电保护的算法研究

广域继电保护这一系统的结构形式主要有两种:一是以分散状态存在的决策结构形式;二是以集中状态存在的决策结构形式。而安装点的传输和信息采集主要是由ieD来负责完成的。此外,ieD还要负责对故障的发生点进行判断和快速定位。而每个ieD都会与特定区中所设置的ieD进行信息的交换,从而再通过对预订算法的参照进行故障位置的判定,并借助跳闸来对故障进行切除。

2.1后备保护算法

就目前来看,广域继电保护的算法研究领域主要是后备保护算法,本文所提出的算法主要是建立在纵联比较原理这一基础之上的,该算法通过利用故障邻近位置中的各测点故障方向信息,对故障的位置作出准确的判断,并针对故障采取相关的保护策略。而基于纵联比较原理的算法并不需要大量的信息,其操作比较简单、可靠,即使某个方向出现元件信息缺失的情况,电网的工作也不会因此而受到影响。

以集中状态存在的决策结构会对通信系统以及决策主机产生很大的依赖性,而本文主要是针对分散式的决策结构提出相关的算法和进行继电保护算法的研究的。在研究之前,我们需要考虑到以下两个方面的问题:一是信息的来源问题,也就是如何确定广域继电保护所涵盖的范围,尽管从理论层面上讲,任意一个测点的信息都能通过广域继电这个保护系统去获得,但实际上,并不需要对于每个ieD都设定信息交换范围,因为交换范围的过大不仅造成通信系统压力的增加,而且也破坏了通信的稳定性,对此,在确定信息交换的范围后,ieD所交换的对象只需针对相关范围内的ieD信息即可;二是如何利用好所获取的信息,这方面主要包括了故障的判断基准、方法以及信息交换的方式与内容。

继电保护系统需要完成的任务有很多,主要包括了系统邻近设备故障的后备保护任务以及主保护任务,而每个ieD保护区总共可以分成两个部分:一是最大保护区域,该区域的设定可以结合实际需进行,而相邻的ieD以及线路的后备保护任务一般是由ieD来完成的。因此,我们需要对它的最大保护区域作出相关的设定,可以把它和最小保护范围中所存在的相邻线路、母线所构成的区域设为最大的保护区。二是针对单母线的结构网络来说,由于这一结构网络相对比较简单,在确定ieD保护的范围之后不需要再作出任何的更改。但半接线、双母线以及分段式的母线这一网络中存在的拓扑机构就会经常改变,而ieD保护的范围也会随着网络结构的改变而改变。因此,我们只需要关注好保护范围内母联开关以及分段开关中相关的开闭状态,并对母线和线路的连接关系进行确定,从而确立好相关的保护区。

2.2基于纵联比较原理的故障定位算法

(1)故障位置的判断

实现继电保护功能的关键在于对故障所发生的位置作出快速的判断。而故障定位的重要方法之一就是广域纵联比较这一方法。被保护系统的电流互感器以及断路器同时会安装ieD,而ieD能够对故障发生的方向进行测量。首先,要使各ieD之间的信息交换能有目的地进行,我们必须要划定好各ieD的保护区。其次,针对每个ieD,我们需要把最大保护区域所涵盖的设备详细列出来,如变压器、母线以及线路等,并把这些内容整理成对应关系表。再者,对于ieD内部的研究,可以参照对应表中的内容进行比较和计算,并找出故障发生的具置,待电网发生故障时,产生故障的具置就会被周围的ieD准确判断出来,然后再依照预先设定的逻辑进行相应的操作。最后,纵联比较算法可以利用多种信息,如可以把网络发生故障的方向信息、故障距离信息以及其它方面的信息综合起来。由于故障方向具有明确的指标,无需传送大量的信息,且利用起来比较方便,所以本文主要是针对这方面去分析相关的算法的。

(2)动力系数的计算

为了使故障方向元件的输出更具可靠性,针对故障方向算法的判断,可以对每个ieD都采用不同的原理来完成。而故障定位算法涉及到两个动力系数,一是表示故障方向与元件动作情况的aF:当方向元被判定为正向故障的时候,aF=1;当方向元被判定为反向故障的时候,aF=-1;当方向元件无输出显示的时候,aF=0。二是表示各位置中ieD所输出的结果对于故障判断所产生影响的RF,其具体的取值情况为:在最小保护范围中,线路发生故障的关联系数的计算主要为:RF=n1,母线出现故障的关联系数的计算主要为RF=n1’;最大范围内各元件的关联系数的计算主要为:RF=n2,其中n1和n1’均大于n2。根据这部分的算式,不同故障定位结果受ieD影响也会不同,这主要是用n值来表示,而该数据并不具备其他方面的特殊含义,仅仅为了对量度进行刻画。而n的取值还受到网络结构的影响。此外,上述所提到了两种系数就是作为算法的基础,在预先确定好RF时,aF的判断结果也得到了确定。

(3)ieD输出结果的计算

而ieD的输出结果就可以利用RF和aF两者的相乘来获得,通过对元件故障的判断结果进行比较和综合,从找出故障的位置,其判断的算式如下图所示:

其中,被保护对象的故障判断结果用来表示,被保护元件的数量用n来表示。当线路出现故障时,故障线路的相应值为正值,并同时具备各种条件,从而得出相关的判断结果。

结束语:

建立在纵联比较原理基础上的继电定位算法不仅简单可靠,而且并不需要采集大量的信息,具有很大的可行性。通过对各个ieD故障方向信息的比较和运算,从而能够快速找出电网发生故障的位置。

参考文献:

继电保护保护原理篇4

1、引言

电力系统在我国国民经济建设和发展的过程中发挥着重要的作用,各行业的正常运作都离不开电力的支持,电力系统工作不稳定所造成的停电以及断电事故会给我国各行业造成巨大的间接损失。因而电力系统的维护是非常重要的一环。在电力维护的过程中继电保护是非常关键的一个环节,电力系统是否能够正常工作在很大程度上取决于继电保护系统。在电力系统发生故障或者是异常的过程中,通过基点保护的作用可以实现在小范围、短时内,自动的将发生故障的设备从系统中剔除出去,或者是发出警报信号给值班人员通过值班人员将设备的故障予以排除,可以有效的避免设备的进一步损坏或者造成更大程度的问题。继电保护所涉及的技术性较强,继电保护是建立在对故障的分析和处理基础之上的。所以深入了解继电器的电力保护机制,采用快速有效的方式来对故障进行基础,是目前基点保护工作者所应该努力的方向。

2、继电保护不稳定的原因

2.1继电保护系统软件因素

继电保护软件在出现问题之后会导致继电保护器的误动作。在软件层面影响到继电保护不稳定的因素有以下几个方面,需求分析相对不完善,软件结构存在设计失误,编码存在问题,没有进行规范性的测试,以及定值输出错误等。

2.2继电保护系统硬件装置因素

在继电保护模块中与继电保护稳定性相关的模块包括:继电保护装置的电源模块,所选项用的核心处理器,模数转换模块、数模转换模块等。由于二次回路绝缘线老化所导致的接地故障时继电保护模块中最为常见的引起电力系统不能够稳定工作的因素之一。辅助装置中的交流电压切换装置、三相操作继电器以及分享操作继电器,都对电力系统稳定工作起着重要的作用。高频的收发机以及纵联差动的保护光纤和微波通信接口都十分容易造成通信的阻断,会对继电保护装置的动作正确性产生直接的影响。断路器也是电力网络中常见的一种元器件,对于继电保护作用的可靠性,以及电力系统连接主线的可靠性都会产生直接的影响。总之继电保护系统硬件的质量会对继电保护系统的稳定性产生重要的影响。

2.3人为因素

未按照规定的要求接线或者接线的极性不正确等导致的继电保护装置误动作问题在电力系统故障中所占的比例不在少数。据相关资料统计,在电力系统故障统计数据来看,人为因素所造成的继电保护故障几乎占到所有故障数量的40%。

3、继电保护事故处理的方法

3.1正确充分利用微机提供的故障信息

发生率较高的简单故障较为容易判断,但是也有少数的故障仅凭工作人员的经验是难以解决的,需要按照一定的流程和方法来检查故障。在继电保护事故发生之后,需要查看断路器跳闸之后是否有相应的信号指示如果没有相应的信号指示,无法对事故的性质为人为还是非人为进行界定,这种情况往往就是由于工作人员的重视以及努力程度不够造成的。必须要对人为的事故进行及时的反映和处理,便于综合上述信息对故障分析。故障日志、故障波形以及故障信号灯都是对故障分析的有用的技术手段,对于及时正确的做出对故障的判断具有十分重要的意义。

3.2运用正确的检查方法

如果利用故障日志以及故障信号无法在较短的时间内迅速的定位故障,那么可以从事故所导致的结果出发,通过逆向查找的方法一直找到机电系统故障的根源。在保护出现误动作的时候一般会采取这种方法。还可以通过检验调试的方式来找到事故的根源。按照外部、绝缘、定值、电源等环节来依次对设备进行检测。该方法主要应用于微机保护出现拒动或者是出现逻辑错误的状况下。通过对保护装置的动作逻辑和动作时间进行检验,可以在较短的时间内将故障再现出来,可以找出发生故障的根源,如果出现异常再结合其他的方法进行检查。

4、提高继电保护可靠性的措施

(1)在继电保护装置购买和选型的过程中要严把质量关,切实将继电保护装置中各个元器件的质量保证好。尽量选择寿命较长且故障率较低的元器件,坚决杜绝采用低质量的继电保护设备。

(2)起保护作用的晶体管抗干扰能力不强,极易受到干扰源的影响,因而在进行设计安装的过程中来合理地采取措施有效的避免耦合现象。可以考虑加入隔离变压器、滤波器、加设接地电容、输入输出回路等措施来有效地降低对保护晶体管的干扰。同时可以采取监控设备来对晶体管的保护回路进行实时的监测。晶体管保护装置应该将其安装在高压室的隔离房间内,以免遭受到更大的电流以及短路故障所引发的电弧的影响。

(3)作为继电保护工作人员要切实不断加强自身的业务水平与责任意识,通过单位组织的学习培训以及自身的学习来不断提高继电保护过程中应急处理各种事故的能力。在调试的过程中认真的负责,严格按照既定的调试流程规范进行调试。要定期开展对员工故障处理能力的检验和测试,制定出应对各种事故的应急处理措施,最大限度的提高保护装置的可靠性。

(4)全面提高继电保护装置的智能化水平,在发生故障的过程中继电保护装置可以自行通过计算和判断来确定故障的类型,然后自动选择相应的措施来处理故障,之后自动恢复电网。且为了进一步提高继电保护装置的可靠性,防止供电系统出现二次事故,可以考虑在供电系统中设置备用电源的自动投入装置。且实践证明,备用装置在电力系统发生故障的时候能够迅速的将故障设备剥离,采用正常工作的设备,有效的减少了电力系统停止工作所造成的各行各业中的间接的损失。

继电保护保护原理篇5

【关键词】电路板;继电保护;装置

【中图分类号】tm774【文献标识码】a【文章编号】1672—5158(2012)08—0108-02

所谓继电保护就是通过电流等电路中的物理性质的变化,反映电流信号的强弱,根据电流信号的强弱进行相关的动作,传递信号或者停止动作,从而达到对整个电路系统进行控制和及时修复的目的。因此继电保护作为电力系统中的重要组成部分,是保障供电和输电稳定的关键。继电保护装置的类型多种多样,尤其是随着电力技术的不断革新和发展,继电保护装置的功能也在不断完善。电路板的继电保护装置是迷你的电子控制器件,因为电路板小巧的特征使得继电保护装置更加直观,这样的迷继电保护装置在优化电器的布局以及电路的简化中起着重要作用。

一、继电保护装置的基本性能

继电保护装置具有提高电力系统安全性和可靠性的优势,能够大大提高电路的使用寿命。具体来说,继电保护装置具有以下基本性能:首先,继电保护装置必须具备一定动作选择的主动性。主要是指在电路系统流通的过程中,继电保护装置必须具有一定的自主选择性和灵活性,通过自主选择能够增强继电保护装置在遇到突发故障时的应变能力,这也是对目前的继电保护装置提出的重要要求。二是要保持速动性。继电保护装置需要根据现实的情况和问题及时并且迅速地做出反应,以达到保护电路安全的目的。动作的速动性是和继电装置的灵敏性直接联系在一起的,因此,继电保护装置的另一个基本性能是动作的灵敏性。可靠性是指继电保护装置是应该在保护范围内动作,在电路系统正常运行的过程中保护系统的正常运行。继电保护装置的基本性能决定了电路的稳定性,使得电路板的继电保护发挥重要作用。

二、电路板继电保护装置的特性

电路板继电保护装置是一种基于微型电子技术的继电保护装置,能够更好地提高电路的直观性和智能化,并且使得结构得以简化,提高了继电保护的工作性能。电路板继电保护装置具有其自身的特性,首先,电路板继电保护装置具有较强的触电切换能力,从而提高了继电保护装置的性能和特性。电路板继电保护装置还有区别与其他保护装置的转换触电的模式,一组常开,一组转换,缩短转换时间,提高了继电保护装置的转换效率。另一个重要特征是其微小性。电路板继电保护装置的特性直接决定了其实际应用的广度和深度,我们在对其特性有了正确准确的分析基础上,提高继电保护装置的实际运用效率,发挥其更好地电路维稳作用。

三、电路板继电保护装置运用原理及方法

电路板继电保护装置的运用原理与方法与继电保护装置的运行原理类似,通过对电力系统发生故障时产生的频率、电流等的变化做出反应,从而起到调整和及时发现问题的作用。电路继电保护装置也是如此,通过对电路中产生的故障及时做出反应,例如对电流、电压等的数据参考和性质判断,进而做出相应的反映和处理。由此可见,电路板继电保护装置的运行原理主要是对电路板内部的电压、电流以及频率等进行实时监控和控制。运作原理和工作方法体现在以下几个方面:

(一)基本原理及工作方法

电路板继电保护装置的工作原理是对电路中的异常情况做出反应,结合电路本身的结构和构成,分析电路中物理量的变化趋势,从而发现电路中的异常。电路板继电保护装置的出现是与电路板继电器的出现相适应的,电路板继电保护装置的具体工作原理与装置内部的信号传输直接相关。

首先,在电路系统中,电力运行的基本参数,例如:电流、电压等某一部分的失误都会在电路内部发生一定的参数变化,因此在电路内部形成一定的数据和信号,当这些变量增加到一定程度时,继电保护装置就会产生相应的反应。其次从继电保护装置的具体工作流程来看,电路板继电保护装置的具体操作办法主要包括了以下几个流程:

1.电力系统本身是受到保护的,继电保护装置要获取电力系统中的信号就必须在地区之间建立一定的关联关系。通过对电力系统中的电流、电压等情况进行综合观察,一旦发现异常就做出预警反应;2.信号发出之后是信号的对比分析过程,对信号中的正常状态或者是异常状态做出调整,当电路中的电流信号达到一定的整定值时,电流继电器继续工作,通过接点向下一集单元发出让电路断电跳闸的信号;如果电流信号没有达到整定值,电流继电器不动作,从而停止跳闸,在向下一级单元传递信号的动作也随之停止。这是比较单元在处理电流信号时的处理办法。3.当处理单元接受了比较单元发送的信号时,处理单元则会按照比较鉴别单元的决策进行相关的处理,从而处理单元的行为直接受比较鉴别单元的影响。处理单元会根据时间的先后顺序进行电流的保护、中断、继电等一系列动作,最终由执行单元来进行电流的电路处理。

(二)电路板继电保护装置的重要作用

电路板继电保护装置是维护电路板电路稳定的关键和重要因素,在实际的运用中发挥着重要作用。主要体现在以下三方面:一是电路板继电保护装置在实际运用中能够监视电路板电路系统的运行情况,减轻长期磨损对电路的损害,一定程度上提高了电路的寿命。第二,通过电路板继电保护装置能够直观地反映电路板工作过程中的异常情况,并且根据具体的电路情况和发出不同的信号,从而为保护电路系统的稳定提供决策的客观依据。三是体现在电路系统的自动化发展上,电路板继电保护装置的发展能够很好地提升电路使用的安全性能,同时利用先进的电力技术,促进继电保护功能的进一步完善。电力系统的自动化发展趋势是与目前信息技术现代化不谋而合的,电路的微型化也对继电保护装置提出了新的要求,如何利用现代先进的科学技术进一步提高电路版的继电保护装置的水平,是目前电力工作者以及相关研发人员探讨的重点。

综上所述,继电保护装置有其自身发展的特性,在维护电力系统稳定发展的过程中,继电保护装置发挥着功不可没的作用。从电路板继电保护装置的应用特性和原理上来看,其应用的前景是广泛的,有利于推动电力系统的完善以及综合发展。尤其是随着计算机信息技术的快速发展,信息技术在电路板继电保护装置中的应用,将进一步加强继电保护装置的智能化水平,提高继电保护的基本功能,实现继电保护的高校、准确发展。

参考文献

[1]郭建伸、李敏;浅谈继电保护装置的事故处理方法[J];内蒙古石油化工;2010年第05期

[2]王阳春;浅谈继电保护装置的维护与试验[J];民营科技;2010年第03期

继电保护保护原理篇6

关键词:智能电网;继电器保护原理;广域保护

继电器保护装置是智能电网的“防护卫士”,可以在智能电网故障发生短时间内快速切断故障的区域,将电网故障区域与整个电网隔离开,便于降低电网故障的危害程度,避免出现大规模停电现象。可见,继电器保护技术在智能电网中扮演着重要角色,应结合智能电网可靠运行需要,做好继电器保护工作。

1智能电网继电器保护原理

在智能电网中,继电器保护装置通过应用传感器对发电、输电、配电、供电等主要电气设备运行状况进行实时动态监控,然后利用网络系统进行监控数据采集与整合,并进行数据分析以得到智能电网运行状态的准确信息,了解真实的电网运行状态,实现对智能电网运行状态的有效监控,并及时进行修正继电保护定值。

继电器保护装置除了能保护需要保护对象之外,还可以监控电网内相关联设备的运行信息。为此,智能电网中的继电器保护装置发生动作时,不一定只跳开保护对象,有可能只发出连跳指令,跳开其他关联点,不跳开本保护对象。

2智能电网继电器保护技术分析及应用

2.1技术分析

2.1.1广域保护技术

智能电网采用广域保护技术可以明显提升故障处理效率,降低故障扩大的影响程度。广域保护技术主要有两种方式,一是自动控制,二是继电保护。所谓的自动控制,就是控制智能电网安全运行各种条件下,实现运行安全自动化控制,从而有效规避电网故障;继电保护,在智能电网发生故障时可以快速切开电网鹊墓收锨域,并给出科学合理的故障处理策略,降低智能电网故障处理复杂程度。通过以上两个方面保护手段使广域保护技术得以保障智能电网可靠安全运行。

2.1.2新设备应用技术

新设备在智能电网中的应用对继电器保护功能实现有着极大作用,是智能电网继电器保护装置可靠运行并发挥作用的关键。现阶段智能电网中常用的新设备智能传感器,它是继电器保护应用中最典型的新设备,主要负责监控继电器保护装置内的各个元器件,收集智能电网运行信息,并精准无误的全面评估智能电网运行状态,掌握智能电网运行的真实情况。智能传感器应用于智能电网继电器保护系统,利于及时获取智能电网运行状态信息并做出准确判断,提升整个继电保护系统功能,更好适应智能电网。同时,智能传感器可以帮助智能电网在故障发生时尽快的切断故障区域。

2.1.3系统重构技术

系统重构技术对智能电网有着很强的适应性,能充分适应智能电网重构时的继电保护要求,是智能电网继电器保护的主要技术之一。传统式电网由于运行方式等方面的限制,无法使用系统重构技术,也不能自主处理故障信息,而智能电网恰好可以。为此,智能电网可以通过系统重构技术来保护继电器,实现可靠的继电保护。

智能电网继电器保护系统重构原则:(1)快速性原则。一次系统不能脱离继电保护,要求继电保护系统自身重构快速,在最短时间内完成重构工作。在有多套保护需要重构时,应该保持在最低功能的条件下可以选择分步实施或同时实施的方式;(2)完整性原则。为满足系统最低安全指标,系统重构时必须保持功能完整性,重构后的继电保护系统超过原系统功能,允许紧急情况下对某些功能适当进行降阶或解除,到达系统安全指标要求。(3)可靠性原则。重构时要对设备重新选择组合,新构建的系统必须满足其系统可靠性指标要求;(4)经济性原则。重新划分设备资源,在保证可靠性前提下尽量减少资源浪费。

2.1.4继电器保护装置数字化技术

智能电网的技术含量较高,数字化程度高,为适应这样的特性,可以采用数字化电气设备,如数字化传感器,可以提升强化继电器保护装置的整体性能。此外,近年来神经网络、模糊逻辑及遗传算法等技术快速发展,提升了智能电网建设水平。随着智能电网信息化程度越来越高,借助人工智能技术可以处理电网中一些比较复杂的非线性问题,进一步提升智能电网继电器保护技术水平,适应新时期智能电网建设与运行要求。

2.1.5自适应控制技术

自适应控制技术应用于智能电网继电器保护后,通过调整保护的特性、定值与性能等使继电保护在最短时间内适应电力系统运转方式的改变或电气故障状态,进而提升继电器保护装置的可靠性。从整体上看,这一技术最大优势就是继电器保护装置在电力系统发生变化的短时间内做出最快反应,显著提升继电器保护装置的经济效益。

2.1.6差动保护技术

在智能电网中,差动保护是用于电气主设备保护的重要技术,其具有较高的选择性与灵敏度。其在智能电网继电保护系统中的应用,不仅可以不受电网运行方式改变的影响,还能接入多侧电流,由装置决策参与线路差动保护计算的电流通道,适应智能电网运行方式。

2.2技术应用

面对智能电网的继电器保护技术,为了更详尽的解读智能电网继电器保护技术,下面对差动保护技术在智能电网中的应用进行了分析。如图1是某智能电网的构成示意图。该图中的L1,L2,L3,L4使用光纤差动保护技术,保护定值设置将变得比较简单。光纤差动判断中,需要根据线路L1,L2,L3,L4的运行对各节点n是否接入运行,以及各节点n侧光纤差动采用的对端采用哪侧线路的电流进行具体的判断,根据各节点开关位置确定各个节点运行工况。

本线路在决定采用光纤差动保护基础上,还要合理设置智能电网继电器保护系统,其构成如图2所示,先通过监控系统对保护对象及相关节点的运行状况进行监控与分析,根据监控结果实时调整继电保护装置的保护定值、功能等,使保护系统能灵活自如的适应线路各种运行工况,切实起到继电保护作用。此外,保护功能决定参与故障判断的电气量信息和保护动作策略,结合保护功能设计保护动作策略。

3结束语

综上所述,智能电网是我国现在与未来一段时间电网建设的主要方向,如何实现继电器保护功能的有效实现是广大电力工作者共同面临的问题,必须积极开展相关探讨工作,加强继电器保护技术创新研究,实现技术革新,进一步提高继电器保护技术水平,适应智能电网可靠运行需要。

参考文献

继电保护保护原理篇7

【关键词】电力系统;继电保护;应用举措

当电力系统出现危害系统运行安全的异常故障时,将针对系统故障采取自动化的处理措施,我们将其称之为继电保护。一般而言,实施继电保护可对系统完成如下保护任务:一是当电力系统设备出现运行故障时,设备发出报警信号,提示值班人员探知故障产生的根源,及时做好故障排除工作,降低故障对整个电力系统的危害,维护电网的安全稳定运营;二是当电力系统运行状况不佳或出现系统故障时,继电保护技术可缩小排查范围、缩短排查时间,自动将故障设备从电力系统中排查出来。综上所述,继电保护对维护电力系统稳定运行存在重要的现实意义。

一、继电保护技术的发展趋势

近年来,随着现代化电力系统建设的推进,继电保护技术被广泛地应用于电力系统中,继电保护技术不断发展与完善,并且呈现出计算机化、智能化、网络化与一体化的发展趋势。现简要论述如下:

1.计算机化发展趋势。数量激增,要求继电保护系统具有良好的数据处理能力,能够存储信息和传输信息,能够有与其他系统融合联网,实现整个系统信息及数据的资源共享。现代化计算机技术的存储、传输、处理信息的能力大幅提高,继电保护系统呈现计算机化的发展趋势。

2.智能化发展趋势。近年来,自适应理论、人工神经网络、专家控制法、模糊逻辑算法、蚁群算法等诸多智能算法被应用于继电保护系统中,使电力系统继电保护达到了更高的标准。综合运用各类智能化算法,有利于将继电保护系统中各类不确定因素的消极影响降到最低,从而更好地维护继电保护装置的可靠性。

3.网络化发展趋势。电力系统若想实现信息及数据的资源共享,就必须实现继电保护系统的网络化。当今时代,诸多变电站已然实现来继电保护系统的网络化,电力系统能够共享继电保护装置提供的故障信息及数据,根据故障信息来确定继电保护举措,从而实现对电力系统运行安全的维护。当前电力系统继电保护的网络化尚未全面实现,仍需要继续探索与实践。

4.一体化发展趋势。众所周知,电力系统中对继电保护装置及继电保护技术的应用,为的是实现如下两个目标:一是当电力系统出现系统故障时,通过继电保护实现对整个系统及设备的维护;二是当电力系统处于正常的运行状态时,发挥继电保护系统的数据测量、控制、保护及通信等多项功能。由此可见,现代化电力系统应实现继电保护方面的一体化。

综上所述,电力行业中已然形成了较为完备的电力系统,继电保护装置是电力系统中的重要组成部分,完备的继电保护技术为电力系统的安全运营提供了技术保障。现阶段,为了适应人们在电力行业领域的高质量、高要求,电力企业有必要提升自身综合实力,而适应继电保护技术的发展趋势,发挥继电保护系统的最大效能不失为一种有效的途径。

二、如何在电力系统中更好地应用继电保护技术

为了最大发挥继电保护装置及其技术在电力系统中的效能,应从以下几层面加以完善:

1.选用符合要求的继电保护装置。主要有四项要求:一是当电力系统发生故障时,继电保护装置需能有选择性地将故障段隔离,从而保障电力系统其他环节的正常运行;二是继电保护装置具有良好的灵敏性,能对电力系统保护范围内的不良运行状态及故障做出及时反映,三是继电保护装置可以快速地隔离故障,将系统故障的不良影响降低到最低;四是继电保护装置能够安全可靠运行。

2.关注影响继电保护可靠性的因素。一般而言,电力系统故障发生迅速,影响范围广,损失巨大,继电保护是维护电力系统正常运行的有效途径,关注影响继电保护可靠性的因素,能够更好地发挥继电保护的功用。主要有如下四个因素:一是系统软件因素,继电保护装置常常因为软件出错而出现拒动或误动现象;二是硬件装置因素,电力系统中存在诸多硬件装置,这些装置的质量和运行情况直接关系到继电保护的可靠性;三是人为因素,继电保护能否可靠运行很大程度上受人为因素的影响,如安装人员未按设计要求接线和检修人员误操作都能够造成继电保护效能的缺失。

3.遵守继电保护装置运行维护要求。为了维护电力系统中继电保护装置的正常运行,相关人员应严格遵守继电保护装置的运行维护要求,具体表现为如下几方面:一是熟知继电保护系统运行规程,严格依照过程进行操作,定期巡视和检测继电保护装置和二次回路,并依据相关规定来设置定值;二是监测继电保护系统内的电压、负荷电流及负荷曲线,使其保持在规定的范围内;三是如果继电保护装置存在误动情形,则应及时汇报给继电保护部门和调度部门,申请停用继电保护装置,在紧急情形下可采用“先停用,再汇报”的处理方法;如果存在继电保护装置与二次回路运行异常的情况,操作人员在记录后上报给相关部门,并督促这些部门进行及时处理。

4.日常继电保护操作应注意的事项。继电保护技术应用也有严格的技术标准,相关人员在做电力系统继电保护日常操作应注意到如下事项:一是遵循配电装置技术要求,二是做好配电屏的巡检工作;三是做好配电装置的运行与维护工作。如断路器因故障而跳闸后,检修人员或更换触头与灭弧罩,或进行检修,唯有在查明跳闸原因并消除跳闸故障后方能再次做合闸操作。

5.在原则规范下实施状态检修工作。状态检修是电力系统进行继电保护的必要工作,需要在以下原则的规范下展开:一是保证设备安全运行原则,这是继电保护系统运行需要遵循的首要原则,为了更好地贯彻这一原则,应强化对继电保护系统的状态监测、数据分析、定期检修和规范管理;二是总体规划、分步实施的原则,继电保护装置状态检修是一项极为复杂的工作,需要有长远目标和总体构想,并在此基础上做分步实施和逐步推进,从而在制度、资源、技术、管理等诸多方面奠定有益基础,并根据装置状态检修的现实情况作适当调整。

继电保护保护原理篇8

继电器是电子应用方面的一种电子控制器件,它具有控制系统和被控制系统,在自动控制电路中的应用很多,它的工作原理实际上是用很小的电流来控制较大电流的一种自动调制开关,在电路中的作用是自动调节、安全保护以及转换电路等。熔断器是最早的继电保护装置,随着科学技术的不断进步,相继出现了电磁型继电保护装置、电子型静态继电器和广泛应用在计算机中的数字式继电保护。在电子技术、计算机技术、通信技术的快速发展下,人工智能技术已经在继电保护领域得到了大力的研究应用。由于微机型继电保护装置在电力系统以及工业系统中的应用越来越广泛,所以需要我们对其出现的各类事故问题进行处理及研究工作,为以后的工作打下基础。

1.微机继电保护事故处理的原则

无论做什么事都要遵循一定的规律、原则,因此,在对微机继电保护的事故进行处理之前,就要对处理时候所要遵循的原则有一个十分深的了解和掌握,只有在对这些原则很好地遵循基础上,才能将出现的微机继电保护事故很好地处理。

1.1实事求是的处理态度。微机继电保护事故的处理不但和使用个人有关同时也会关联到运行单位,一旦发生拒动或者是误动的情况,一定要查清楚原因,并且要找出问题的根源所在,尽最大可能的解决问题。在进行一系列的解决处理中,一定会涉及到事故的责任者,情况严重的话将会受到非常严厉的惩罚,在事故发生之后,很多单位以及个人会修改资料信息,导致工作组的调查处理工作很难进行,这样就会对存在的问题无法解决,导致单位产生更严重的经济损失。所以针对这些情况,进行事故调查的专业人员应该本着实事求是的做事态度,严格检查事故发生的原因,对造成事故发生的单位几个人进行严厉的惩罚。

1.2理论结合实际的处理方式。继电保护的事故处理不仅仅与继电保护的原理和元器件有关,并且根据大量的现场处理继电保护事故的经验表明,多数的微机继电保护事故的发生都与基建、设备安装以及调试设备的过程息息相关。所以从事事故处理研究的工作人员掌握必要的微机继电保护基本理论分析是首要条件,其次,还应当结合事故处理现场的经验进行更全更详细的事故处理,只有两者结合才能使事故处理更加迅速准确。

2.微机继电保护事故的种类及原因

要想很好地解决微机继电保护事故,那么就要对微机继电保护出现的事故种类以及出现的原因进行一个总结:

2.1定值问题。2.1.1人为整定错误。人为整定错误顾名思义就是工作人员在进行数值整定时出现了很大的失误,比如说:看错数值、ta,tV变化计算错误、定值区使用错误等等人为失误,这些小小的错误曾经都造成过很大的事故,给相关单位造成了很大的经济损失。上述事故发生的主要原因是,工作人员工作不仔细、相关检查措施较为落后,还有的微机继电保护装置的设计不是很合理,过程太过繁琐复杂,这些都很容易造成现场操作人员的视觉错误,导致最后的事故发生。根据微机继电现场运行的情况来看,要想避免上述情况的不断发生,较好的措施是在设备送电之前至少由两名工作人员再次进行装置定值的校核,确保万无一失方可进行工作。2.1.2整定数值计算的误差。因为设备的一些特性还没有被人们掌握透彻,很多数据依存于经验值以及估算值,微机继电保护的定值很难定准,并且电力系统的参数或者原器件参数的标准值与实际值之间有很大的出入,某些情况下两者的差别很大,以标准值算出的定值不是很准确,这就使设定的定值在某些特定的事故故障情况下失去了灵敏性和可靠性。因此,设计部门、基建部门及技改部门应该及时、准确地向保护计算机的专业人员提供有关的计算参数和设计图纸,施工部门在调试完保护设备之后也应该及时将有关资料送交给运行部门,这样就能确保整定数值计算误差降到最低。

2.2电源问题。2.2.1逆变稳压电源的问题。微机继电保护逆变电源的工作原理是将输入的220V直流电源经过开关电路变成方波交流,再经过逆变器变成需要的+5V、+24V等电压。这在现场会发生以下几个故障:纹波系数过高的故障,它是指输出中的交流电压与直流电压的比值,交流万分就属于高频范围,一旦高频幅值过高的话就会影响设备的正常寿命;输出功率不足的故障,它是因为电源的输出功率不足的话就会造成输出电压的下降,一旦电压下降过大就会导致电路基准值发生变化,充电电路时间变短等一些问题,继而影响到微机继电保护的逻辑配置。2.2.2直流熔丝的相关配置问题。工作现场的熔丝配置原则按照从负荷到电源一级比一级熔断电流大的原则配置的,这样是为了保证在直流上发生短路或者过载时熔丝的选择性,由于不同熔丝的底座区别不是很大,并且型号混乱,这就导致运行人员很难掌握,造成的后果是回路上过流时熔丝会发生越级熔断情况,所以设计人员应该针对不同容量的熔丝选择不同的形式,方便工作人员进行区别。

3.继电保护事故处理的检查方法

3.1逆序检查法。在事故发生之后,工作人员如果利用微机的事件记录和故障记录表,在短时间内不能找到事故发生的根本原因时,就应该采取逆顺序的检查方法,从事故发生的结果出发,层层往前查找,直到找到事故发生的根源为止,一定要充分利用工作站内的设备各种信息综合判断分析,将最终的事故原因找出来,此种方法经常应用在继电保护出现误动的时候。

3.2顺序检查法。顺序检查法顾名思义就是按照微机继电保护的工作顺序,从开始层层的检查寻找事故的根源。从外部检查,绝缘检测,定值检查以及对电源性测试、继电保护性能检查的顺序进行。该方法主要被应用在微机继电保护出现拒动或者保护逻辑出现偏差的事故处理中,一定要注意微机继电装置的逻辑判断关系。

3.3采取整组的试验法。这个方法在一定程度上主要是为了检查设备的二次回路以及保护装置的动作逻辑和动作时间是否正常,往往在很短的时间内可以检查出故障,并找出问题的根源,一旦发生异常应及时结合其他方法进行检查维修。

3.4掌握继电保护技术原理。继电保护工作人员要准确掌握必要的理论知识,对电子技术、微机保护原理和组成要很熟悉,同时应该具备技术资料的阅读能力,因为进行微机继电保护事故的处理离不开很多的检修规程、装置使用及技术说明书等专业书籍,这就要求在进行日常工作中,一定要对继电保护的专业书籍进行阅读分析,从中掌握微机保护故障的处理技巧,为以后复杂的工作打下坚实的基础。

结束语

继电保护保护原理篇9

关键词:继电保护;课程体系;人才培养

中图分类号:G642.0文献标识码:a文章编号:1007-0079(2014)36-0104-02

大学教育理念是大学的思想、精神和灵魂,是人们对大学的理性认识、理想追求及所持教育观念,它是建立在对教育规律和时代特征深刻认识基础之上的。大学要根据经济社会发展的需要,遵循教育规律和人才成长规律,强化以创新精神、创造能力、实践能力和高尚品德人格为核心的素质教育观念[1,2]。随着我国电网技术的飞速发展,电力行业对继电保护技术要求也在不断提高,电力系统继电保护专业作为电气工程及其自动化专业的重要的专业方向之一,需要适时调整课程体系,深化教学改革,注重能力培养与职业素养的养成[3,4],构建“知识、能力、素质”为一体化的培养模式,达到理论与实践相融合,以确保为电力行业培养出高素质的应用型人才。

一、传统课程体系存在的问题

在我国电力企业中,继电保护专业方向的技术人员所涉及的工作有:新建变电站保护的安装与调试,保护装置的相关测试与维护,电力设计院二次回路设计等。按照我校培养方案,目前与电力系统继电保护专业方向课程群的相关教学主要包括:“电力系统继电保护原理”、“电气二次回路”、“电力系统继电保护技术的新发展”等3门课程,以及“继电保护课程设计”和“电力系统继电保护毕业设计”2个实践环节。

结合目前电网继电保护技术发展现状与现场对保护技术人员能力的要求,传统继电保护教学存在以下问题:

1.保护原理的理论教学内容更新不够

随着特高压输电技术的发展、大容量发电机变压器的应用、智能变电站、分布式发电、以及量测和通信技术的发展,传统电力系统继电保护教学存在理论教学内容更新不够,特别是直流保护技术、超大容量机组的保护技术、新型光纤差动线路保护技术、工频故障分量保护技术等,这些目前现场中的广泛发展与应用的保护原理技术讲授内容不足。

2.部分教学内容与现场要求不对应

电网公司要求继电保护技术人员具备进行继电保护整定计算、保护装置的安装、调试、运行维护等工作能力,不仅要求入职人员具备继电保护的基本理论,还要求掌握电气二次回路的基本知识和继电保护的测试技术。其中,电气二次回路是现场工作人员进行变电站施工、维护、检修、测试试验、调度控制与运行等实际工作中所必须扎实掌握的基本内容。而目前“电气二次回路课程”开设学时相对较少,缺少现场常用的二次回路资料,并且现有教材二次回路标准符号不统一,难以满足现场二次回路读图的需要。另外,继电保护的测试技术目前在本科课程中没有进行相关内容的开设。

3.实践教学环节存在的问题

实践教学作为继电保护专业方向教学内容的重要部分,目前主要存在以下问题:第一,实践教学环节所参照的设计手册出版时间较早,设计规范与电力设计院的设计规范有较大偏差;第二,实践教学的设计题目需要按照现场的发展进行调整与更新,缺少现场广泛应用的微机保护装置的相应实验内容;第三,实验教学环节所用实验器材需要更新,如保护测试仪器的使用等。

二、继电保护专业方向课程体系改革思路

我国高等教育分为专科教育、本科教育与研究生教育,其中要求本科教育应当使学生比较系统地掌握本学科、专业必须的基础理论、基本知识,掌握本专业必要的基本技能、方法和相关知识,具有从事本专业实际工作和研究工作的初步能力。因此,电力系统继电保护课程的改革也应从这个要求出发,由市场需求引导和推进教学改革。

根据对当前我校继电保护方向相关专业课程的设置与现场需求存在的问题分析,继电保护专业课程体系改革需要包括四个环节:

(1)调整“电力系统继电保护原理”教学内容,并扩展继电保护实验内容;(2)扩展“电气二次回路”课程内容;(3)调整继电保护课程设计与毕业设计等实践环节;(4)开设“高压直流输电保护技术”选修课程。

1.电力系统继电保护原理

“电力系统继电保护原理”课程主要讲授线路和主要设备保护的工作原理、整定计算方法、动作行为分析、试验方法等内容,培养学生综合运用基础理论分析、解决实际问题的能力。对该课程的教学内容与实验内容改革如下:

(1)理论教学方面:绪论内容中重点介绍微机式保护的硬件和软件构成、各部分的主要功能及微机式保护的特点。

1)加大基于工频故障分量距离保护的介绍,包括工频故障分量的提取与特点、工频故障分量距离保护的工作原理、动作特性与应用特点;2)输电线路保护中,增加新型光纤分相差动线路保护原理的介绍;3)距离纵联保护与零序纵联保护的广泛应用,调整输电线路方向纵联保护一节的学时,加大这两种原理纵联保护的工作原理介绍;4)由于现场自耦变压器的广泛应用,需要加大自耦变压器故障特点及相关保护的介绍;5)增加3/2母线故障与母线保护的介绍。

(2)实验教学方面:现有实验内容包括:电磁型电流继电器特性分析、整流型功率方向继电器特性分析、整流型阻抗继电器特性分析实验、BCH―2型差动保护继电器特性分析等8学时实验内容。而现场继电保护测试试验是继电保护技术人员需要掌握的重要内容。因此,在现有实验内容基础上增设继电保护测试试验综合性实验内容,包括:保护测试仪的使用;500kV线路保护整组实验;变压器保护测试试验等。特别加强学生对保护测试试验接线环节的训练。另外,随着2012年以来智能变电站在国家电网公司的推广建设,对应智能变电站保护调试、安装技术在实验室条件不能允许的前提下,可通过视频课件等给学生普及相关知识。

2.电气二次回路课程的调整

由二次设备相互连接,构成对电气一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为电气二次回路。电气二次回路是电力系统的安全稳定运行的重要保证。电气二次回路主要包括:控制回路、调节回路、保护及自动装置回路、测量回路(记录参数及运行状态)、信号回路、操作电源回路等内容。教学大纲要求学生掌握电力系统二次回路的基本原理和构成以及工程识图的基本知识及分析方法。为学生毕业后从事本专业领域的工作打下必要的理论知识和实际应用知识的基础。

不论是变电站的运行、检修与维护,保护与安全自动装置的调试与维护,还是配电网开关柜的运行、检修与维护,都离不开二次回路识图能力,二次回路图纸作为一次设备与二次设备的纽带,无处不在。因此,现有18学时的“电气二次回路”本科选修课程远远不能满足现场技能的需要,这就需要按照现场二次回路不同工种的需求,增加学时调整教学内容,编写新的教学大纲,以满足现场的需求。

另外,目前220kV和110kV变电站气体绝缘金属封闭开关设备GiS的广泛应用,在现有电气二次回路课程中需增设GiS组合电器中断路器操作机构箱汇控柜二次回路的介绍。使学生了解断路器本体防跳回路、断路器本体三相不一致延时继电器二次回路图等内容。

3.高压直流输电保护技术

近年来,我国高压直流输电工程投入运行的已有9项,另外在建工程7项。随着750kV、1000kV输变电工程以及±800kV、±1000kV直流输电工程的建设,跨区联网逐步加强,特高压交直流线路将承担起更大范围、更大规模的输电任务。现场高压直流输电技术在电力系统中已广泛应用,而高压直流输电的相关电气设备、直流系统的故障特点、以及对应高压直流输电保护技术在本科课程中还没有增设对应的内容。因此,电力系统继电保护专业可通过开设“高压直流输电保护技术”课程,介绍高压直流输电系统中换流器故障、直流开关场设备故障、接地极故障、换流站交流设备故障、直流线路故障等故障特点、以及现场使用的保护原理与技术,为学生就业后从事高压直流输电保护的相关工作打下初步基础。

4.保护实践环节的改革

实践教学环节是理论应用于实践的重要训练环节。目前,继电保护专业的实践教学环节包括2周的35kV线路继电保护课程设计和18周的电力系统规划与继电保护设计的毕业设计。

(1)课程设计环节。35kV线路继电保护课程设计主要开展阶段式电流保护的整定计算、保护配合能力的训练,以及对应保护原理接线图和交、直流展开图等图纸的绘制。整个过程都是手算、手绘,在实验条件允许前提下,该环节可以适当增设DDRtS仿真软件开展计算机仿真,验证手算定值同时,进行线路各种故障情况下保护动作仿真,使学生对保护整定计算以及动作情况认识形象化,从而提升课程设计的效果。

(2)毕业设计环节。毕业设计环节是学生对所学专业知识综合运用的重要的实践环节,目前电力系统规划与继电保护毕业设计主要开展了电源规划、电网规划及发变组主保护的配置与整定,以及相应的图纸的绘制。毕业设计环节需要解决的主要问题是设计缺乏规范标准。另外,毕业设计所需要的各类数据无从查找,如线路型号、价格,高压电气造价、运行维护价格等缺乏,现场常用设备型号等。这就需要到省级电力设计院广泛调研,编写标准、完善的设计手册,以保证设计内容的规范。

三、相关先修课程的调整

继电保护原理课程的先修课程包括:电路、电机学、信号处理、电力系统分析等课程。其中电机学课程中变压器、发电机的结构与工作原理是后续主设备保护的重要基础;电流互感器、电压互感器作为各类保护电气量量测的重要元件,其工作原理及特性,以及接线特点等内容也是继电保护原理实现的重要基础。而目前,电机学课程中互感器的以上内容介绍偏少,需要适当增加相应内容的介绍。另外,建议电力系统分析课程中应增设高压直流输电系统故障分析的介绍,为后续高压直流输电保护的开设奠定基础。

四、职业素质的培养

“知识、能力、素质”为一体化的培养模式,是培养高素质的应用型人才的根本。继电保护专业方向课程体系的改革的实施同样要遵循这一培养模式。通过理论教学与实践环节的相互渗透,构建符合现场需求的实践训练环节,让学生深入体会继电保护配合逻辑的严密性、二次接线的复杂性,向学生灌输继电保护工作的严谨态度、安全意识和责任意识,帮助学生树立正确的职业意识和职业道德,明确继电保护专业技术人员应具备的职业素养和职业技能。通过实习环节、课程设计、毕业设计等实践环节让学生达到对现场的职业认知实习,了解岗位职业技能要求、工作职责、岗位设置、工作规范、工作环境等,形成对继电保护技术专业的认同感,激发学习热情,让学生实地感受继电保护技术应用的广泛性和重要性。

五、结论

在电力系统迅猛发展的形势下,电力企业对继电保护专业人才有着新的需求和特点。服务于学校培养应用型高级人才的目标,建立健全符合学校自身实际和体现自身特色的继电保护理论和实践教学课程体系,构建“知识、能力、素质”为一体化的培养模式,达到理论与实践相融合,力争为电力企业输送更多的优秀专业人才做出贡献。

参考文献:

[1]刘汉伟.现代大学教育理念的研究[J].辽宁工业大学学报(社会科学版),2009,11(4):82-85.

[2]梁国艳.应用型本科院校继电保护教学改革的探索与思考[J].中国电力教育,2010,161(10):67-68.

继电保护保护原理篇10

关键词:继电保护;整定;一体化

中图分类号:tm77文献识别码:a文章编号:1001-828X(2015)024-000-01

目前我国电网电压等级复杂多样,各等级电网在结构整定原则及管理方法等方面存在着较大的差异,再加上110kV及以下电网灵活多样的接线型式,这在一定程度上增加了继电保护整定工作的难度及工作量,造成原有继电保护整定管理模式及方法已无法适应实际工作需要,严重情况下还会导致继电保护工作中出现“三误”事故及非正常停电,因此,基于电网的安全稳定运行考虑,针对传统继电保护整定管理所存在的诸多问题,应采用更为先进、合理的继电保护整定一体化管理方案。特别是随着“三集五大”体系的深入推进,继电保护整定一体化管理的实施更是大势所趋,因此,针对目前继电保护整定一体化管理存在的问题提出具体的解决策略,不仅对电网的安全稳定运行具有重要的意义,还对电力系统的持续发展产生关键作用。

一、继电保护整定一体化管理存在的问题

随着电力建设规模的不断扩大,继电保护整定凸显出了诸多问题,主要包括以下几个方面:

1.电网规模大。就目前电力建设现状来看,各地区存在电网电压等级不一,电力设备、变电站配电所、保护装置繁多等实际情况。而且整定管理人员计算定值工作量太大,还需完成其它专业管理工作,这就增加了整定管理整体工作量及工作难度,导致无更多精力去建立电网模型和维护电网设备。

2.自动化水平低。就目前整定管理工作现场作业来看,整定工作的计算、校核、审批等各个环节主要是依靠人员手工来操作,整体自动化水平不高,随着电网规模的扩大,工作量会越来越大。加上整定管理实时监控的普及程度不高,导致出现回执延时、执行遗漏等问题,阻碍了整定管理工作的持续发展。

3.整定方法不统一。目前各级整定方法还未完全统一,继电保护定值计算一般是基于某一原理考虑的。但在运行实际中,若要保证继电保护装置的正确、可靠动作,还应涉及相关保护的启动值、闭锁值、装置参数等。因此,就继电保护定值计算来说,并非基于某一保护类型,而是对于保护装置定值的。由于目前的整定计算系统无法面向保护装置实现定值整定,这就导致还需花费大量的时间和人力去实现面向保护装置的定值整定,无法实质性的提高整定工作效率,也就无法满足目前继电保护整定工作实际需要。

4.各级电网孤立整定。虽然国家电力调度通信中心重视继电保护整定计算一体化管理,提出加强各级电网运行方式的衔接以及保护界面定值的相互配合,但事实上,各级电网的整定还较为孤立,整定原则、整定计算软件、数据交换格式等方面还未完全实际统一。

5.整定流程复杂。从目前继电保护整定工作流程来看,环节复杂、部门较多,整个工作的完成需耗费大量的时间,仅定值通知单编制这一项工作页言,就占据了大量的工作时间。而且整体工作流程需要诸多环节间的衔接,这就在一定程度上增加了工作的出错率,这些直接决定着继电保护整定工作效率不高。

二、继电保护整定一体化管理问题解决策略

为了满足目前电力系统发展需要,针对上述继电保护整定管理所存在的诸多问题,可针对性的采取以下措施来实现继电保护整定一体化管理,从而提高继电保护整定管理整体效率。

1.科学图形建模系统的建立。为了提高继电保护整定工作效率,首先应该充分利用计算机技术开发一个操作简单、功能完备的图形建模系统,可以使相关人员快速、高效建立电网模型,可在图形环境下,以图形的方式列出连接关系,而且图形具备“热点”功能,从而保证连接方式准确、简单、直观、有效。同时,为了能与其他信息系统实现数据共享及数据连接,连接关系及设备描述应遵循ieC61970国际标准对Cim模型的相关要求。另外,为了保证参数正确、方便调用判别,应建立一次设备标准型号库,特别是变压器和线路应更为重视。

2.通用故障分析计算平台的建立。电力系统故障分析作为继电保护整定计算和继电保护定值校验的基础,应格外重视,因此,需要建立通用的故障分析计算平台。可采用节点阻抗分析方法来实现通用故障分析计算功能,完成三相短路、两相短路、单相短路等故障类型的分析和计算。

3.统一整定方法的建立。统一整定方法的建立是实现继电保护整定一体化管理的关键环节,主要包括三个方向。首先是面向原理整定。根据整定规程及整定原则,对线路相间距离保护、接地距离保护、变压器保护等原理型保护定值进行整定。可采用自动与手动结合的整定方法,并输出至计算书。其次是面向装置整定。利用专家系统建立各种保护的型号标准库和整定计算知识库,包括版本号、保护功能类型、定值项等内容,从而标准化和规范化保护装置的整定计算。有此基础,在实施某种型号保护整定时,调用更方便、输出更快捷、出错率更少、自动化水平更高。最后是面向装置整定。此类整定较为具体,可整定的保护类型包括线路保护、变压器保护、母线保护等。

4.联合计算平台的建立。为了实现数据资源共享、满足分级维护需要,应建立各级联合的一体化计算平台。在各级调度继电保护整定计算系统独立应用模式下,依靠等值模式实现各单位间的信息交互,一般等值每年一次,从而体现出各级系统间的实时影响。另外,县调定值可通过网上流转实现在线校核。

5.全过程整定管理流程的建立。为了提高整定管理工作整个流程的综合效率,从收资到归档可完全通过网上流转完成,建立每种保护型号定值单模板,模板中确定定值单格式和项目内容。整定时先完成原理级整定,再进行装置级整定,完成后再调用对应的定值单模板,逐项填入装置定值,另存生成定值单。只要建立了完备的保护型号库,定值单的生成就可做到一键生成,整体工作流程效率大大提高。