继电保护方面的知识十篇

发布时间:2024-04-26 00:48:22

继电保护方面的知识篇1

摘要:根据国家高职高专人才培养要求,结合“继电保护原理”课程的特点,从教学内容、教学手段与方法、实验、实践环节等几个方面提出了课程改革的思路。

关键词:继电保护;启发式教学;模块化教学;教学改革

作者简介:霍兰茹(1980-),女,河北保定人,延安职业技术学院,助教。(陕西延安716000)

中图分类号:G712文献标识码:a文章编号:1007-0079(2012)09-0065-02

继电保护是电力系统安全运行的保障。继电保护装置与发电厂和变电站综合自动化系统、电网调度自动化系统等密切关联。继电保护课程教学质量的好坏直接影响到后续其他专业课和选修课的教学。继电保护装置的更新换代对高校继电保护教学提出了新的要求,培养能熟练设计、安装调试、操作维护继电保护装置的应用型专业人才成为当务之急。继电保护课程是一门理论性、实践性都很强的课程,要求学生起点高且必须具备电工基础、电子技术、电机学、电力系统等方面的相关知识。近年来国家提倡高职高专院校要在实践环节上加大比重,继电保护课程在专业计划中的地位发生变化,理论教学时数减小,大部分学生反映很难入门。为此,本文专门从教学内容、教学方法、教学手段和实验、实践性环节等方面提出了课程改革的思路,力求使学生成为适应市场需求的应用型技术专业人才。

一、合理安排教学内容

首先是教材的选取。高职高专学生和本科院校学生的课程目标不同,在教材选取上更加偏重于实用性。目前大部分电力系统继电保护教材都是围绕保护原理、动作整定编写,忽略了对各种电气设备进行继电保护配置和对继电保护运行、维护和检修技术的介绍。对于高职学生来说,他们应该掌握的技能是:面对各种电气设备时该设置哪些保护;每一种保护的电路布置;每一种保护在运行和动作时信号显示情况以及根据这些信号如何进行维护;微机保护的实现形式以及动作原理。为了适应高职教育需要,继电保护教材还应包含下列内容:电气设备的继电保护配置,主要介绍电气设备继电保护的配置、保护的原理图和展开图识读;继电保护运行、维护和检修技术,用各种案例实现学生对运行和维护技术的学习。

其次是教学内容安排的合理性。由于教材选用的原因,各专业教材之间可能会有重复的内容,这就要求任课教师在授课前要对整个专业课程设置和各主要专业课知识点有一个总体的把握,适当删减部分内容。加强同一结合点上相关科目的协调配合,避免知识重复讲授,如模拟量采集系统、数字滤波等内容可跳过不讲。同时根据本专业就业所需知识和能力的要求适当增加内容。对重点、难点部分合理分配课时,比如在讲解动作值整定计算时只需介绍保护整定的原则,不作复杂的理论分析计算,让高职学生从复杂、难懂的困境中解脱出来,把主要精力放在继电保护的实用技术上。讲授理论侧重于一些保护的基本原理与方法,如常规保护(电流保护、距离保护等)及有关具体保护装置的实验、实训环节、课程设计、毕业设计;对于一些学生能自行理解的、工程实际中不再采用或用的很少的内容应少讲或不讲;多讲解一些课本上没有编入的但工程实际中已应用广泛的内容。

由于学生基础水平不同,学习能力也存在很大的差异性,任课老师应及时收集学生的反馈信息,把握好教学的深度和广度,因教制宜。对于那些学有余力的学生,可以组织成课外学习小组,让他们自己收集相关电气工程专业方面的资料和素材,扩大专业领域的专业知识宽度和深度,鼓励他们积极参加校内科研项目,如继电保护课件的开发、保护实验仿真装置的设计等,培养学生的创新能力和科研能力。

二、采用多种教学方法

较传统的专业课教学方法是教师单一传授式的方法。这种方法使学生处于被动的学习过程中,不利于知识的学习和掌握。为提高教学效果,在课堂教学中应采用灵活多样的教学方法。

1.启发式教学

启发式教学是教师在教学中根据教学规律,采取各种手段来引导学生独立思考、积极思维,以获取新知识的教学方法体系。对于不同的教学内容,启发式教学的具体做法也不同。

在介绍继电保护的基本概念时,首先告诉学生继电保护属于二次系统,作用是为一次系统服务的,是反应电力系统故障和不正常状态并做出动作的一种自动装置。然后就可以采用提问的方法启发学生温故知新,可边提问边回答:常用的一次设备有哪些?故障包含哪些?不正常状态有哪些?继电保护装置对于故障和不正常状态最终的处理结果如何?后面在介绍继电保护的原理时同样可以采用此法,先告诉学生只要找出正常运行与故障时电气量或者非电气量的差别即可找出一种原理,引导学生积极思考。

继电保护课堂教学注重知识的衔接,可以在每次上课开始时花3~5分钟时间复习上次课程知识点,然后引出新内容。鼓励学生提前预习,对所要学习的知识有大致的了解,上课结束时将本次课的内容加以总结,并针对下次课程内容与本次上课内容的不同进行提问,提出本次课中继电保护方法的不足,针对不足提出解决办法。这样让学生心存疑问,继续进行下一部分内容的学习。在学习“自动重合闸”这一章时,首先介绍单相重合闸和三相重合闸,在此基础上引出综合重合闸的概念,即当线路发生单相接地故障时采用单相重合闸方式。发生相间故障时,采用三相重合闸方式。综合考虑这两种重合闸方式的装置称为综合重合闸。然后提问:如果发生单相接地短路时,选相元件拒动,综合重合闸如何动作?两相先后接地短路时如何动作?通过这样的启发方式让学生对三种重合闸方式进行逐步深入的学习,从而掌握各种工作方式的保护原理、特点。

继电保护中有些内容既相互联系又容易混淆,这时就要适当引导学生进行多方面对比,在对比分析中加深理解,在理解基础上加深记忆。比如在讲到距离保护时可以将之前讲解过的电流保护的知识点加以对比。尤其是二者的整定原则和灵敏性校验有什么相似和不同?不同点的根本原因是什么?动作电流与动作阻抗有什么关系?通过这些知识点的对比既可以让学生更好地掌握距离保护的相关知识,同时对电流保护的内容加以复习,这样能够使学生将继电保护这门课程更好地深入理解。

2.模块化教学

模块化教学法是以专业工种为模块,把专业理论和操作技能有机地、系统地结合在一起进行的理实一体化教学。它在理论学习和操作技能训练之间找到了最佳的切入点,注重教学内容的实用性。通过模块教学方法的实施可以强化学生的技能训练,促进学生动手能力的提高。教师在模块化教学过程中起到贯通、点拨作用,只讲解一些难懂的、易错的地方以及一些更快更有效的学习方法,从而更全面地发挥学生的学习自主性。

整定计算是继电保护知识中的重要内容,但现有教材中介绍整定计算知识不全面,不利于学生系统地学习整定计算知识。而现场实际保护装置的整定值主要是结合原始资料,根据保护原理和设计手册来计算。因此,在教学中应改变传统的学习方法,对于整定计算部分授课时只作简要介绍,学习的重点放到设计环节中。在课程设计或毕业设计环节中,可将继电保护中的整定计算知识分为电网保护的整定计算、变压器保护的整定计算、发电机保护的整定计算等几个模块向学生详细讲解,使学生通过具体的实例理解整定计算原则,并掌握整定计算内容。如发电机保护的整定计算参照某发电厂或程设计任务书,提出设计要求。设计时,首先让学生查阅资料,了解各种发电机保护的整定方法,然后结合设计要求讲解各种保护,进一步理解整定原则和方法。这样,经过课堂学习、设计环节之后能使学生较系统地掌握继电保护的整定计算知识。

三、利用现代化教学手段

继电保护课程理论知识比较抽象,涉及的专业知识较多,学生学习起来较难掌握,应采用多种教学形式结合的方式讲解。

1.多媒体教学的合理应用

可利用authorware、photoshop、Flash等工具自行开发多媒体课件,将复杂的继电保护设备、电路接线、工作原理以声音、图像、图形和动画等形式表现出来,有助于学生深入理解。目前,多媒体教学手段已被各级院校、教师接受和推广使用。

2.借助仿真软件进行演示

仿真技术辅助教学既可演示复杂系统的未知结果,又可演示系统随参数变化的变化结果或变化趋势,有助于学生对抽象理论的理解,更能弥补实验手段的不足。目前,各种火电机组仿真系统、变电站仿真系统、电力系统物理模拟和计算机仿真系统等仿真平台已得到广泛应用,可以在这些仿真平台的基础上开发相关的仿真项目应用到继电保护的教学中。利用开发的仿真平台可以模拟实际电力系统故障的发生、继电保护的全程动作情况,让学生亲历电力系统运行的实况,学会对事故的分析和处理,进一步理解保护的原理。

3.采用电化教学演示

继电保护课程的许多教学内容与生产实际背景密切相关,通过录制与生产实际背景相关内容的教学录像片,可以让学生直观地了解到生产实际中继电保护装置的实际安装、调试过程的各个环节,使他们在集声、像于一体的多媒体环境中轻松地掌握复杂、枯燥的安装调试过程。比如在介绍电流互感器的结构及工作原理时,可以播放有关在电厂或变电站中的ta二次侧在运行中开路后的现象、后果以及更换电流表或电流继电器时采取的方法与措施的录像,使学生在生动有趣的教学情境下掌握电流互感器的相关知识和操作技能。

四、重视实训、实践环节

目前继电保护规定的实验一般都是认识性、验证性的实验,发挥不了学生的主动性和创造性,因此,可减少验证性试验比例,适当增加设计性、综合性的实验项目,让学生自己接线和调整参数,模拟电力系统故障和保护装置的动作过程。通过实验进一步理解电力系统继电保护的工作原理和组成。

为了达到很好的实习效果,需要根据专业教学的时间安排好前期课程的设置。在开始专业基础课程前,首先安排学生在学校周边的电力系统进行参观性质的“认识实习”和“专业导论”,使学生建立起“专业”的概念和最基本的原理认识,然后在学习了一定的专业知识后再组织学生到电厂、变电站或其他相关单位进行“毕业实习”。

五、结束语

电力系统继电保护是电自专业的一门核心课程。为适应继电保护技术的发展,应加大继电保护课程教学体系改革力度,在教学中体现继电保护原理、装置、整定计算的有机结合,以适应技术发展的要求,培养出适应电力行业需求的专业人才。

参考文献:

[1]张保会,尹项根.电力系统继电保护[m].北京:中国电力出版社,2005.

[2]王世强,兰琴.启发式教学在继电保护课程教学中的应用[J].重庆电力高等专科学校学报报,2009,(8).

[3]黄永红,杨泽斌.电力系统保护与控制课程改革与实践[J].中国电力教育,2009,(6).

继电保护方面的知识篇2

【关键词】继电保护;实践教学;教学效果

《电力系统继电保护》是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业课。继电保护是电力系统的重要组成部分。为保证电力系统安全、稳定、高效的运行,完善的继电保护装置是必不可少的。而随着电力工业的快速发展,用户需求多样化,运行方式复杂化,电网中运行管理精细化的要求越来越高,因此,要培养合格的电气工程师,除了要掌握扎实的继电保护理论基础以外,更要与时俱进,注重理论与实践相结合,具有实践和创新的能力。

1《电力系统继电保护》实践教学的意义

实践教学是高等教育的重要组成部分,是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节,是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要平台。在人才创新能力及全面素质培养方面有着其他教学环节不可替代的独特作用。而《电力系统继电保护原理》是一门与实际联系密切,综合性、实践性非常强的专业课。其实践教学对学生动手能力的培养非常重要,它既能培养学生发现问题、分析问题和解决实际问题的能力,又能启迪学生的创新思维,提高学生综合应用知识的能力。这对于已经完成基础课,专业基础课,很快要步入工作岗位的大三学生来说是承前启后的。下面本文将详细介绍综合实践教学在电力系统继电保护课程中的应用。

2课堂教学中配合实践内容

理论学习是学生学习电气专业必不可少的。而继电保护更是一门综合性的学科,需要电机学,电力系统分析,电力系统故障计算等课程相关知识,对于一些基础知识薄弱的学生来说,觉得这门课很难,而各种继电保护原理从书本上来讲解也是枯燥乏味的。因此,要学好这门课,需要提高学生的积极性,达到好的课堂效果,可从下面两个方面入手。

2.1多方引导,激发学生的学习兴趣

要让学生学好,首先要让学生喜欢这门课,提高学生的学习兴趣。古语云:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”。兴趣是好的老师,它能够激发学生强烈的求知欲望和学习热情,直接影响学生的学习成效。

为此在上第一节课(绪论)时要让学生充分认识这门课的重要性,比如在介绍继电保护装置的任务和作用时,可以让学生看几段油变压器爆炸、架空线路发生短路等的视频,学生看了这些富有震撼力的视频之后,体会到继电保护的重要性,会急于知道采取哪些措施可以避免这些事故,就会产生浓厚的学习兴趣。

其次要把继电保护和日常生活联系起来,让学生觉得学有所用。如讲继电保护作用可以用家里用的保护开关为例进行说明,讲解要尽量和日常生活联系起来,提高学生的学习兴趣。

2.2利用多媒体教学平台优化教学内容

要让学生上好课,老师,必须要讲好课。教师不能在上课过程中只顾自己讲课,而不考虑学生的反应,要加强课堂互动,提高课堂教学效果,单纯的理论讲解是不够的。而多媒体教学的优点之一是可以用图片、动画、录像等形式解释一些难以理解的知识点,非常直观,学生在观看这些图片、动画、录像时兴趣也很高,有利于学生的学习。比如在讲解三段式电流保护时,可以设计一个例题,除了让学生完成三段式电流保护的整定计算,还可以利用FLaSH动画完整的展示出电流保护装置的实现过程,哪段线路发生故障时一段保护起作用,哪段线路发生故障时二段保护起作用,而什么情况下三段保护(即后备保护)起作用,并可以通过动画展示一下如果因为整定计算错误,或者设备故障等原因造成保护拒动时,会发生什么样的后果,如造成大面积停电,来强调继电保护装置的重要性。

3利用实验课把理论用起来

本门课程除了理论授课,还有相应的实验课,过去我们的实验重点主要放在理论的验证及实验技能的练习上,学生对实验内容和实验要求理解不透彻,对实验过程的各环节也不太理解,影响了学生做实验的积极性。因此,我们根据《电力系统继电保护原理》课程的特点,灵活调整实验课的重心,采取了不同的实验方法,把实验内容分为三类:第一,基础性实验;如电磁型电流继电器和电压继电器实验,通过该实验让学生理解动作电流,返回电流的含义。第二,设计性实验,有6~10kv线路过电流保护实验,通过该实验加深学生对整套保护装置动作过程的分析和理解。三,综合性和研究性实验。利用微机变压器保护实验台,由学生自己设计变压器差动保护,各种后备保护,掌握变压器保护的配置原则。实验内容由简到难,由浅入深,循序渐进,逐步培养学生的实践能力和综合分析能力。

4工厂实习和课程设计

本环节是在学完课程后对继电保护的综合认识。

为期两周的工厂实习参观,让学生到电厂去学习,认识电能的生产,变换,传输,了解现有的继电保护技术发展现状,学习保护装置的实际操作。

课程设计安排在实习之后,与实习内容相辅相成,如让学生完成架空线路、变电站主变压器的保护设计,自己设计电力元件的主保护,后备保护,除进行保护的整定计算外,还需要学生上网搜集资料,综合性价比,进行元器件选型,从而培养学生独立解决问题的能力。

5优化课程考核评估系统

过去该课程的考核方式是传统的期末闭卷考试加平时成绩,期末考试占70%,平时成绩占30%(出勤10%,实验10%,作业10%),而通过学生的表现发现,这种考核方式不能很好的激发学生平时学习、动手的积极性,也不能全面的评价学生的综合能力。

为提高学生实践能力的培养,新的课程考核方式增加了平时成绩的比重。期末考试占50%,平时成绩占50%,平时成绩的考核更加多样化,除了考勤,实验,作业,增加课堂小组讨论,小论文,继电保护的二次展开图,端子接线的学习等,鼓励学生参加各种电力技能考试。

6结束语

电力系统继电保护是一门理论性和实践性都很强的课,内容丰富,而教学课时少,特别是实验和实践教学部分,受学校实验室条件的限制,只能完成一些简单的保护动作,不能全面的诠释继电保护装置在实际电网中的应用,因此探讨如何面向电力系统实际,寻找理论和实际应用的最佳结合方式,增强学生的实践工程能力是一个长期的过程,需要老师们的不懈努力,设计科学、合理的实践教学环节对学好本课程,顺应时代需求是具有重要意义的。

【参考文献】

继电保护方面的知识篇3

关键词:电力系统;继电保护;一次系统

作者简介:张如义(1973-),男,黑龙江伊春人,嘉兴学院南湖学院电气装备及其自动化研究所,助教。(浙江?嘉兴?314001)

中图分类号:G642.0?????文献标识码:a?????文章编号:1007-0079(2012)20-0041-02

“电力系统继电保护原理”属于专业必修课之一,该课程的授课对象是电气工程及自动化专业的学生,其教学任务是使学生掌握电力系统继电保护的工作原理和各类继电保护整定计算原则,为学生毕业后从事电力系统的设计、运行、维护等工作打下一定的理论与技术基础。该课程通过课堂讲授、课后自学、课堂讨论、习题、实验等基本教学手法使学生掌握各类电力系统继电保护的工作原理、构成、整定计算等知识,了解典型的继电保护装置;培养学生分析和解决继电保护运行中可能出现的各种问题的能力。为了更好地达到教学目的,各学校对继电保护课程教学进行了一定程度的教学改革,[1-2]本文针对教学过程中的问题提出了一些改革措施。

一、教学中存在的问题

1.课上学时少,课下学习时间少

“电力系统继电保护原理”属于专业模块课,理论课时为32学时,实验课时为8学时,相对来说学时少。该课程在大三下半学期或大四上半学期开设,学生此时因为找工作、做毕业设计和毕业实习以及修第二课堂学分而精力比较分散,上课不能满勤。因此教师要对该课程内容做精简化处理,争取有较高的课堂效率。

2.实践量不够,动手机会少,动手愿望低,实践深度受限制

尽管学校为学生提供了实习机会,但这些实多是参观式的,学生没有操作经验;企业很少让学生实际操作,因为这样容易影响生产,而且会造成安全事故。实验课也是模拟系统的继电保护,结合仿真电路,学生认识到的电气方面的知识明显不足。另外有的学生毕业后不想从事本专业的工作,对课程也不感兴趣。

二、改革“电力系统继电保护原理”课程所采取的措施

1.讲课突出重点,不必求多求全,让学生听懂为目的

以教学大纲为基本依据,制定教学计划,在实际教学中,把握原则性,又不失灵活性,使教有所思,教有所改,为下个阶段的大纲修订做好准备。在主要问题推导的关键处,适时地将基本且重要的环节对学生进行提问。在课上学时允许的前提下,立即给学生少量时间消化刚讲过的内容,并提问以加强和确认。例如在讲授单侧电源电路的三段式电流保护时,对第i段的整定,让学生看图(如图1所示)思考理想状况下,一点短路应该跳哪个断路器,然后引入矛盾,说明理想状态不能实现,学生会对这一整定原则加深印象。又如在讲到后备保护时,让学生思考上一级可以做下一级的远后备,下一级反过来能不能做上一级的远后备。继电器是继电保护的执行部件,是看得见摸得着的具体部分,可以先向学生演示继电器触点吸合与释放的过程,再说明是因为电力系统故障而由逻辑环节决定它应该的动作,促使学生动脑思考问题,增强了教师和学生之间的互动,同时也培养了学生学习继电保护原理课程的兴趣。[3]

2.穿插二次回路的相关内容进行讲解

二次回路是对一次设备监控、测量、调节和保护的设备,二次设备及其相连接的线路组成二次回路。如果没有二次回路,一次系统在很多重要方面都没法保证效果,例如运行的安全性、稳定性、可靠性和经济性。电力系统运行的一个基本要求就是要安全稳定,二次回路是保证电力系统一次回路安全稳定运行必不可少的部分。传统的授课计划一般是把继电保护内容全部放在二次回路的前面讲,但是因为二者在实际工作过程中联系密切,可以把二次回路的相关内容放在继电保护之前讲解。说明二次回路和继电保护的关系,继电保护是二次回路的一部分,因为继电保护设备的系统性、继电保护理论发展的相对完善性以及继电保护系统的特殊重要性,所以继电保护原理课程独立于二次回路课程专门开设。典型的与继电保护相关的二次回路部分,例如:互感器是电力系统一次侧和二次侧的联系器件,继电保护的测量参数是由互感器二次侧引入的。又如跳闸回路,以单侧电源电路的三段式电流保护为例,在讲述了整定过程之后,做一个动作过程的演示,继电保护教材上只用跳闸线圈和辅助触点表示断路器,使学生感觉不具体。这时候把断路器的分、合闸回路(如图2所示)介绍一下,有明显的具体化效果。[4]二次回路课程的内容具体、偏重于实际操作,相对于继电保护原理课程来说容易引起学生的学生兴趣。把继电保护和二次回路联系起来讲解,进一步增强师生课堂互动,使学生变被动接受为主动探索。

3.“继电保护原理”和“微机继电保护”区分开

“微机保护原理”和“继电保护原理”在大多数高校的电气工程及其自动化专业被作为两门课程分开讲授,“继电保护原理”的学习可以为“微机保护原理”课程打下基础,“微机保护原理”是“继电保护原理”的具体实现,但不是“继电保护原理”的主要内容。“继电保护原理”课程的目的是使学生掌握继电保护原理,在讲课过程中只宜于适当地、少量地引入微机保护方面的知识,而且要限于对微机保护基本框架的了解。如果过多地引入微机保护方面的知识,会使学生觉得重点不明确,不知道该不该掌握微机保护,分散了精力,又难以听懂。引入微机保护的本意是为了拓展学生的知识面,但是如果把握不好尺度,结果不仅降低了学习兴趣,还影响了对继电保护原理本身的学生效果。

4.和一次系统的内容多取得联系

“电力系统继电保护原理”课程主要分析电力系统各部分(包括发电、输电、变电和用电设备)在各种故障或不正常运行状态下继电保护装置的动作原理,与一次系统的联系密切,继电保护装置动不动作、如何动作都取决于一次系统的运行状况,所以要结合一次系统知识,说明一次系统的变化情况和计算方法,才能更有利于理解继电保护装置的动作逻辑,增加具体感,减少抽象理论的乏味感,更好地掌握继电保护原理。例如在讲解线路三段式电流保护时,说明短路的几种类型,在不同点和不同类型的短路情况下,短路电流大小的比较,让学生先思考明确在短路点远离电源时的短路电流高于短路点靠近电源时的短路电流。

5.作业不必严格按照教材的习题布置,可按照课上讲授的内容自编作业或对教材习题改编

作业布置是一项重要的教学内容。布置什么样的作业,学生完成得如何,直接反映了学生的掌握情况,关系到教学效果的好坏。要想取得良好的教学效果,只在课堂上讲好课是不够的。对于如何布置作业,应引起足够的重视。教材编著者是依据自身情况,顾及使用教材的全体教师编写教材的。具体落实到每个教材使用者,应该根据自身情况,安排讲课内容和筛选适合本学校、本学科状况的侧重点来讲解。这样课上所讲的不包括教材的全部内容,而且有特有的侧重点。如果作业还按照教材的习题布置,就会使学生感到迷惑,对怎么做作业无从下手,以至于产生排斥、倦怠的心理。例如对绪论的讲解,先是讲了三道习题,然后让学生理解记忆十分钟,最后抽查提问。结果是多数学生在课堂上就完成了作业,提高了作业完成的效率和质量。

以下是对绪论部分编写的三道作业题:什么是继电保护装置;继电保护装置应该满足哪几个基本特性,各自的含义是什么;继电保护装置的三个组成环节是什么,各起什么作用。

6.优化试卷

试卷是学生对本课程学习效果的反应,一份好的试卷能体现教师的讲课情况、学生付出的时间和精力的情况,是教学方法和教学效果如何的一种检测方式。从试卷的成绩分布情况、各类题型的解答情况以及各章节内容的掌握情况,教师可以反思原因,总结经验,以利于在下次授课中做出相应的改进。对试卷的难易、深浅和范围都要有适度的把握。相应于上课内容的调整,对试卷结构和题型做优化处理,增加能启发学生独立思考的题型。

三、教学改革前后教学效果的比较(见表1)

针对实践方面的不足,依靠现有的实验设备和实习条件,尽量做到对继电保护基本部分能认识实物,明白原理,熟悉操作,做到继电保护知识在电气工程及其自动化专业学生中的普及。部分学生毕业后到变电站或发电厂从事与继电保护相关的工作,他们可以在企业的环境中再深入接触继电保护操作,在设备的实物化和指导的专业化方面都能有所提。[5]

参考文献:

[1]何瑞文,陈少华.关于现代电力系统的继电保护课程教学改革与建设[J].电气电子教学学报,2004,(3):21-22.

[2]田有文,孙国凯,周启龙.突出继电保护教学中学生的创新能力培养[J].沈阳农业大学学报(社会科学版),2005,(1):93-94.

[3]张保会,尹项根.电力系统继电保护[m].北京:中国电力出版社,2010.

[4]何永华.发电厂及变电站的二次回路[m].北京:中国电力出版社,

继电保护方面的知识篇4

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.

继电保护方面的知识篇5

[关键词]继电保护课程设计教学改革

[中图分类号]G642.0[文献标识码]a[文章编号]2095-3437(2014)05-0108-02

《电力系统继电保护课程设计》是电气工程及其自动化专业电力系统继电保护原理课程的重要实践性教学环节,是继电保护基本理论知识和实际工程应用相结合的桥梁。《电力系统继电保护课程设计》的实践训练,不仅使学生将课堂上学习的理论知识与实际应用结合起来,树立正确的科学态度和科学精神,培养学生的工程意识和实践能力,提高学生利用所学专业知识分析和解决实际工程问题的能力,还可以更好地锻炼学生的动手能力和培养学生的创新意识。为适应《国家中长期教育改革和发展规划纲要》中的“卓越工程师教育培养计划”要求,提高工程教育人才培养质量,我们从内容到形式做了深入的探索和改革,近三年来的实施,得到学生及同行的欢迎和好评,取得良好的效果。

一、传统课程设计中存在的主要问题

(一)教师给定的设计题目少,内容单一、陈旧

过去我们课程设计题目均是给定电力系统的局部接线方式和运行方式,通过改变系统参数设定,对系统中某些线路及变压器进行继电保护方案设计、整定计算、灵敏度校验、继电器元器件型号参数选择等相关设计工作。这种设计方式由于系统接线简单,许多参数需要具体给定,运行方式变化很少,这种局限性使得学生发挥的空间较小,不能使设计与工程实际相结合,对电力系统的整体概念建立不起来,对电力系统的接线方式、最大、最小及正常运行方式等不能全面分析,内容相对单一。在设计过程中仅仅参考某些类似的习题及相应的设计指导书进行设计计算,难免会有学生互相抄袭。这种传统课程设计方式既不能调动学生的设计积极性,更谈不上创新能力的培养。

(二)教学形式单一

在课程设计中,指导教师根据《电力系统继电保护原理》这门课所涉及的主要内容,结合工程项目实际情况给出不同的设计题目和原始资料,为了使学生在两周时间内完成设计任务,通常课程设计指导书会结合实际题目详细讲解设计方案、内容、步骤、设计规范及要求、设计报告的格式等等内容。学生通过查阅相关设计手册和设备手册,参考某些类似习题及以往学生课程设计资料进行模仿设计。在设计过程中,指导教师虽然每天去教室指导,但由于多数学生不能够主动提出问题,教师无法全面了解学生在设计过程中出现的问题和错误,造成提交的设计报告存在许多错误,甚至会出现一些原则性错误。另外,由于缺乏对设计计算结果及结论进行实践验证,学生既不知道计算结果是否正确,也不知道设计结论是否合理,这样就大大削弱了课程设计的重要意义。

(三)成绩评定缺乏规范性和合理性

传统课程设计成绩评定的方法是根据学生所提交设计报告的正确性、合理性、完整性、规范性情况,结合学生在设计过程中的出勤率、态度是否端正以及主动性等,按照不同方面的分值比例,给学生评出优、良、中、及格或不及格的成绩。往往这种成绩评定方法会造成同一小组中不同学生差别不大,甚至会出现小组中主要参与设计人员的成绩由于报告书写稍差等原因得分较低的现象,造成成绩不能准确反映学生的真实能力。另外,由于缺乏对所得结论进行实际或模拟验证的手段,无法考核学生的设计动手能力及实践技能。

二、教学改革措施

为适应我国“卓越工程师培养目标”和学校应用型本科人才的培养模式要求,针对电力系统继电保护课程设计传统教学方法存在的弊端,我们结合近两年的教学实践经验,提出了将电力系统继电保护课程设计与综合性实验项目相结合的方法和具体措施,改革继电保护课程设计的教学内容,创新实践教学方法。

(一)根据“卓越工程师”培养目标的要求,结合专业课理论和实际工程,确定合理的课程设计题目

合理的课程设计题目对于学生加深理解和掌握所学专业理论知识,熟悉相关工程设计规范,掌握有关设计方法和设计步骤十分重要。设计题目一方面要紧密结合理论课程的专业知识,尽可能涵盖该专业课程的主要内容,另一方面要与实际工程设计紧密结合,尽可能采用已经实际运行并具有一定规模的供配电系统的原始数据资料,这样才能培养学生的工程意识,树立学以致用的思想,提高学生的专业兴趣,还能指明学生将来从事的专业方向。此外,设计题目还可根据相应的专业实验室实验条件,对学生设计结论进行仿真或模拟验证。这样就可以使学生在完成理论设计的基础上,在实验室能够得到验证。当验证结果正确时,可以使学生感到有成就感,从而激发学生学习的积极性和主动性,提高学生的自信心。考虑以上方面,结合不同学生的学习情况,教师提供课程设计题目的难易程度和工作量大小既要有区别,也要适中,保证所有学生能够在规定的时间内完成设计,又不使得一些学习稍差的同学因为题目难度或工作量较大没能够按期顺利完成设计任务而打击其积极性。例如:根据一些大型企业(如钢铁厂、炼油厂)或地区电力系统的实际接线方式,选择有2~3个发电厂(每个发电厂有2~4台发电机组)与1个无穷大电源系统,选择3~5个大型用电负荷构成的具有双回路、环路接线方式的闭式电力网络,针对该网络中的发电机、变压器及线路(架空线及电缆线路)进行保护方式选择及参数计算和装置选择。这可以使学生对电力系统网络结构和接线方式有一个比较全面的了解,而且便于学生理解系统在不同情况下的最大、最小及正常运行方式,从而更进一步理解各段保护以及上、下级之间的选择性、灵敏性、快速性、可靠性以及近后备、远后备保护的概念及相互间的关系,促进学生对电力系统接线方式、运行方式及继电保护作用的全面理解和掌握。

(二)加强课程设计的指导和管理,确保设计过程的严密性和正确性

针对部分学生对课程设计的重视程度不够,存在得过且过、相互抄袭现象,指导教师应投入足够的精力和时间指导学生设计,除了严格审核学生设计方案是否合理、中间设计步骤及计算结果是否正确,还要组织学生讨论和分析在设计过程中出现的错误。例如,对于给定的电力系统如何分析其最大、最小及正常运行方式是一个比较难的问题,既要考虑线路及设备的并列及分列运行情况,又要考虑因其他线路或设备故障引起负荷电流或短路电流的变化等,让学生通过讨论全面了解系统的各种运行方式,确定系统在不同运行方式下的负荷电流、短路电流及功率流向等,另外,还要查阅相关的设计规范及设计手册,才能确定合理的保护方案。另外,在各种保护的整定计算时,部分学生对一些公式的应用存在较多问题,主要是对公式中一些电流量的含义理解不明确。例如:在线路-变压器组接线方式中的线路电流保护中,瞬时速断保护动作电流值一般应按照最大运行方式下变压器二次侧发生三相短路时流过变压器一次侧的短路电流整定,很多同学用的是变压器二次侧短路电流。在被保护范围内有变压器时,校验灵敏度既要考虑保护装置的接线方式,又要考虑变压器的绕组接线方式,在变压器差动保护的灵敏度校验时也存在类似的问题。学生通过讨论经常出错的问题,加深了对《电力系统继电保护原理》课程理论知识的理解,提高学生利用所学知识分析和解决这些实际问题的能力。

(三)将《电力系统继电保护课程设计》与设计性实验相结合,确保设计结论的准确性和完整性

在电气工程及其自动化专业培养方案中,通常安排《电力系统继电保护课程设计》课时为两周时间,我们教研室近三年来,把《电力系统继电保护课程设计》与设计性实验相结合,让学生利用一周时间基本完成设计课题的理论分析、方案确定、整定计算、设备选型等设计工作,第二周在实验室中,利用实验室现有条件,根据自己的设计结论,设计一个与课题相近的模拟供电系统,再将课程设计中确定的各种保护装置应用到该供电系统中,并进行相应的安装调试与整定。通过改变系统的运行方式,设置多个不同地点、不同类型(短路、接地等)的模拟故障,来验证上、下级各段保护动作的选择性、快速性、灵敏性及可靠性,从而确保理论设计的准确性和完整性。由于系统及保护装置均比较复杂,在实际的安装、调试及操作过程中,可能会遇到很多实际问题,比如计算数据错误、接线错误、继电器动作值不准确等等,在指导教师的帮助下,在同学的相互讨论中,利用所学知识进行分析并解决问题,这样不仅能培养学生的动手能力和专业兴趣,还能使学生学到一些课本上讲不到的知识,在该过程中,由于指导教师必须与学生一起安装、调试,对学生的各方面能力有较全面的了解,对评定课程设计的成绩亦会更加合理,且能较公正地反映学生的能力。

继电保护方面的知识篇6

【关键词】继电保护整定计算专家系统

现阶段,电力系统面临着巨大压力。由于系统结构庞大,发电、输配电过程复杂,且受外部环境影响较大,在运行中容易出现各种故障,对电力系统的工作形成阻碍。继电保护主要负责电力系统的保护工作,若可靠性得不到良好的保障,不但起不到保护作用,还有可能使故障进一步扩大。因此,想要保证继电保护系统的可靠性,就需要运用整定计算专家系统进行应用。

1继电保护及整定计算专家系统概述

继电保护是指研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况,以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路等),使之免遭损害,所以沿称继电保护。基本任务是:当电力系统发生故障或异常工况时,在可能实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除,或发出信号由值班人员消除异常工况根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。

专家系统指的是一个智能计算机程序系统,其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验,能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。也就是说,专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统,它应用人工智能技术和计算机技术,根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验,进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题,简而言之,专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。

2继电保护现状

针对电力系统运行中出现的各种故障,在现阶段,我国对于继电保护装置的要求也也来越高,但是,在实际的继电保护设备中,对于各种参数的设置病没有达到相应的要求,这就需要对相关的参数信息进行一定的分析,并进行相应的整理,以保证当有故障出现时能够有效的将各种运行状况进行反馈,以使工作人员及时的根据相关问题制定出特定的解决方法。但是,在实际的工作过程中,相关设备的故障信息并不能真正有效的反应到工作人员手中,而当工作人员发现了问题之后,还需要进行一定的程序申报等,这就导致设备并不能真正的得到及时有效的解决,进而造成更大的损失。

在现代信息技术相对发达的社会,我国的一些电力企业也都开始实施信息化的管理,同时与现代的计算机技术相结合,有效的建立起了相对独立有效的系统,简单的说,此系统就是继电保护及故障系统,当此系统出现了问题时,此系统就能够有效的对相应问题进行分析,并通过分析的结果做出相应的解决,等问题得到解决之后,还会将所解决的问题有效的传送到继电保护及故障系统中心,这样就能够保证工作人员有效的对电网的运行状态进行掌握。同事,还可以通过对终端的调度提供一定的信息,以保证其能够对故障进行综合性的分析,进而真正的实现继电保护的自动化管理,这样就能够有效的提高工作的效率以及对以后此类问题的解决防范。

3继电保护整定计算专家系统分析

3.1系统设计

在对继电保护整定计算专家系统中,整定计算具有一定的整定计算原则,而此原则的成立也是以对电网故障的计算作为基础确定的,在对继电保护进行整定计算的过程中,需要进行一系列的准备工作,既进行大量的反复定值计算,对所进行的定值计算结果进行比较,最后再进行结果的筛选。在这整个过程中,需要大量的专家经验进行干预,而在专家经验中,还包含有正定原则以及经验事实。通常情况下,整定计算专家系统的知识库中主要的存放的是电力系统继电保护整定计算的整定原则,而这些原则在存储的过程中,其主要的形式是以信息的形式存在的,而这些信息可以被计算机所识别。

3.2各部分说明

专家数据库中所包含的知识主要就是关于整定规则以及运行人员的经验知识。一般来说,整定规则主要包含有两个方面,既:一、部颁整定规则,二、特定装置的整定规则。其中,专家都进行了相应整定类型保护的制定,并通过保护类型制定了一定的数据表,以此来保证将数据结构形式进行保存,而当出现新的情况时,可以将产生的新数据在表中进行直接的输入,进而对计算机中所含的参数进行下一步的修改即可。

专家系统中的核心部件就是推理机,而推理机最为主要的任务就是讲知识库中的整体模块、整定计算模块等进行控制,进而保证整定计算在保护装置下完成。专家系统推理机主要的控制策略是以正向的推理完成的,当在进行整定计算时,对整体的整定计算规则以及灵敏程度都有较为确切的要求,这也就保证了专家整定计算可以从条件中入手,进而找到符合领域要求的思维。

3.3系统特点

在整定系统专家计算程序正常运行时,将提取的整定规则和网络参数信息进行相应的处理,可以使其成为动态的知识库和动态的数据库,而当目标级规则得到满足时,则此整定规则就会被集火,进而可以将在此条件下的内容以及结论进行记录,并储存在综合数据库中。根据此整定计算专家系统设置的灵活性,可以大大的提高继电保护整定计算的准确度。

4结束语

通过上述分析可以知道,随着电力系统规模的不断扩大,其相应的复杂性也越来越大,使原有的分析方法已很难完成正常的继电保护工作。所以,对专家系统在电力系统中的应用,可以有效的保证电力系统在进行整体的研究时具有更大的活力,进而保证电力系统中继电保护的整体智能化,运用整定计算对电力系统进行控制,有效提高电力系统继电保护自动化水平。

参考文献

[1]吴慧颖.电网继电保护整定计算专家系统存在的问题及对策研究[J].北京电力高等专科学校学报,2012,29(11):214-216

[2]黄景亮林利锋.浅谈电网继电保护整定计算专家系统[J].北京电力高等专科学校学报,2012,29(4):214-216

继电保护方面的知识篇7

【关键词】继电保护;整定计算;运行维护

前言

众所周知,继电保护是电网不可分割的一部分,它的作用是当电力系统发生故障时,迅速地有选择地将故障设备从电力系统中切除,保证系统的其余部分快速恢复正常运行;当发生不正常工作情况时,迅速地、有选择地发出报警信号,并由此进行人工调整或触发自动装置的调整策略。文章主要就继电保护整定计算运行维护措施进行探析。

1继电保护整定计算

1.1继电保护整定计算的基本任务及步骤

继电保护整定计算的基本任务:就是要对系统装设的各种继电保护装置进行整定计算并给出整定值。任务的实施需要对电力系统中的各种继电保护,编制出一个整体的整定方案。整定方案通常按两种方法确定,一种是按电力系统的电压等级或设备来编制,另一种按继电保护的功能划分方案来编制。因为各种保护装置适应电力系统运行变化的能力都是有限的,所以继电保护整定方案也不是一成不变的。随着电力系统运行情况的变化,当其超出预定的适应范围时,就需要对全部或部分保护定值重新进行整定,以满足新的运行需要。如何获得一个最佳的整定方案,要考虑到继电保护的快速性、可靠性、灵敏性、选择性之间求得妥协和平衡。因此,整定计算要综合、辨证、统一的运用。

1.2进行整定计算的步骤大致如下

(1)按继电保护功能分类拟定短路计算的运行方式,选择短路类型,选择分支系数的计算条件。

(2)进行短路故障计算。

(3)按同一功能的保护进行整定计算,如按距离保护或按零序电流保护分别进行整定计算,选取出整定值,并做出定值图。

(4)对整定结果进行比较,重复修改,选出最佳方案。最后归纳出存在的问题,并提出运行要求。

(5)画出定稿的定值图,并编写整定方案说明书。

2加强继电保护运行维护的相关措施

2.1优化继电保护原则

电力系统继电保护运行维护要将系统安全作为继电发展的基础,对继电保护原则进行设计提高电力系统安全运行质量。在对系统安全原则、宏观规划原则进行应用的过程中要对电力系统目标进行明确,对目标进行分层落实、逐层安排,实现管理环节一体化。继电人员要对继电保护装置运行状态进行检修,对监控工作、继电保护周期等进行设置和调整,要对电力系统全过程形成完善的继电保护内部操作。

2.2继电运行维护的具体内容

继电保护装置要对可能出现的异常状况进行分析,对继电保护各项指标进行全面监测,降低继电保护运行维护问题的发生率。要对电力系统继电保护装置的状况进行实时控制,对相关数据及时进行上报,提高主管部门对设备运行状况的了解程度。

相关人员要对检修内容进行明确,对检修操作进行合理安排。要积极与负责人进行协商,严格依照标准要求进行检修中的分合开关操作、二次接线操作,降低可能出现的意外状况。

保护动作是继电保护的重要部分。在进行维护的过程中要将保护工作信号作为保护的基本点,对保护故障发生原因、发生状况、处理操作内容进行记录,为后续设备运行打下良好的基础。

继电保护装置的操作权限应有非常严格的把关,相关人员需要完全了解设备运行工况及部门允许的情况下才能对设备进行拆卸、重置等操作,防止继电保护装置出现异常造成无法实现电力系统继电保护安全可靠运行要求。

2.3继电保护运行维护优化方案

继电保护技术能够完成对数据的迅速处理,实现智能处理和人机互动,改善人机互动质量及从本质上提高运行设备的可靠性。在进行优化的过程中相关人员要对保护基础、日常维护、人员技术等进行提升,提高运行维护水平。

(1)加大继电保护投入。在进行继电保护运行维护的过程中,单位企业要首先对继电保护投入进行加大,增强保护基础和保障质量。随着当前计算机技术的不断完善和提高信息技术已经逐渐应用到继电保护过程中。通过对继电保护设备、材料、通道等的提升,可以有效提高继电保护技术数据处理效果,满足继电保护装置对大容量故障信息的贮存要求。单位企业要对设备资源进行合理引进,加大资金控制力度和资金投入力度增强投运后的维护效果。

(2)加强继电保护日常维护。单位企业要建立完善的日常维护体系,扩大数据监测范围及内容,对日常运行的数据进行强化,实现对日常维护运行的完善和提升。要对可能出现的故障及时进行预防和处理,对出现的异常数据进行分析和制动,保障系统稳定运行。要对运行质量的控制力度进行强化,对自身的故障处理能力进行提升。除此之外,部门之间还要对日常维护操作进行合理安排,对日常维护人员进行合理分配,明确增强系统建设效果。通过部门之间的层层落实、层层监督,为电力系统继电保护正常运行建立良好的外部环境,增强运行质量和效果。

(3)增强运行维护人员技能素质。运行维护人员的素质和技术直接关系到电力系统继电保护运行维护质量,是保护操作的软基础。因此单位企业要对自身的运行维护人员进行全面教育,对电力系统继电保护运行维护人员的维护技术和维护意识进行提升,提高检修效果和检修质量。要对人员的技术效果进行考核,确保人员完全符合运行要求后方可进行上岗操作。单位企业要定期对人员技术理论进行提升,加强对先进技术知识及更新维护设备的宣传,提高人员对电力系统继电保护运行维护知识的了解和认识。

3结语

综上可知,继电保护整定计算系统已经给电力系统保护带了巨大的便利,提升了电网运行的稳定与效率。上文主要就继电保护整定计算的任务、步骤及计算机的实现进行了分析,且提出来一系列继电保护运行维护的建议。总而言之,在未来的电力事业发展中,电网结构势必会更加复杂,人们对电力的供应质量也将提出更高要求,继电保护系统的作用地位也将更加突出。因此我们必须不断的提高继电保护系统的运行维护水平,使其为保证电力系统安全运行做出更大贡献。

参考文献:

继电保护方面的知识篇8

今年3月30日至7月30日,根据国网公司安排,我有幸参加了国网技术学院举办的继电保护培训班。能成为首批培训员工中的一份子,我感到十分的荣幸,同时也感谢江西省电力公司以及九江供电公司的领导给我这样一次不断完善和提高自己能力的机会。

这次培训是在国家电网技术学院进行的。这里是国家电网公司为大力转变公司和电网发展方式,加快建设“一强三优”现代公司而组建的高素质应用型技术人才与技能人才培养基地,电网实用新技术与新技能应用示范中心。

培训期间,先后学习了公共基础课如《国网企业文化》、《团队建设与沟通协调》、《员工职业生涯规划》等,专业知识课如《安全规程》、《电力系统继电保护》、《二次回路》、《电力系统故障分析》、《两票管理》等,并在继保实训室对主变保护屏、线路保护屏、母线保护屏、断路器保护屏等进行了校验和故障查找消除。在这4个月的培训生活中,我的感受很多,收获也很大,以下从学习,生活等几个方面总结此次学员培训。

专业知识理论方面

(一)对《电力系统故障分析》的学习。这是继电保护专业的最基础的部分,要掌握故障分析,首先要对电力系统正常运行有深刻的理解,所以可以说继电保护是一门综合性的课程。通过对故障分析的重新学习,我对电力系统常见故障有了全面的认识,通过对各种故障的特点进行总结,我发现了故障的规律性,以及继电保护在这些故障的针对性。

(二)对《电力系统继电保护原理》进行学习。继电保护原理也是继电保护专业的基础,这门课通过对各种故障的特点进行总结分类,讲述了保护的构成原理,以及各种原理的保护的使用范围,优点和缺点,以及系统中各种保护的配合使用问题。由于我们这些同志绝大部分来自地区供电公司,所以我们主要学习了220kv及以下电压等级的保护原理。

(三)对电流互感器、电压互感器(以下简称ct、pt)的学习。ct和pt是继电保护专业必须掌握的部分,因为继电保护对一次系统的保护是建立在对一次系统的监视上的,ct、pt将一次的大电流、高电压变为继电保护能够使用的小电流、低电压。通过学习,我掌握了ct二次绕组有好几个,分别供保护、测量、计量用,以及零序电流的采集方法;ct、pt的极性接线正确与否直接关系到保护是否能可靠工作。

(四)二次回路对我来说是一个陌生的知识点。以前学校重视原理教学,二次回路部分并没有讲。这个月在开始讲二次回路前,我对其进行了恶补,有什么不会的问题,找老师和有工作经验的同学请教,在后来通过上课学习,我对二次回路有了一定程度的掌握,二次回路分为控制回路、测量回路、信号回路、调节回路、继电保护和自动装置回路以及操作电源系统,现在我掌握比较好的是电源系统、测量回路和信号回路,其他的回路我正在不断的学习中。

(五)学习北京博电继电保护测试仪的使用。在学习中,既温习了各种继电保护原理,还掌握了测试仪的使用方法以及对各种保护的测试方法。

继保实训室涵盖了变电站所有的继电保护。它的最大优点在于可以让我们亲自随意动手学习。让我门可以清楚以后自己将从事怎么样的一个工作,对今后的工作有一个初步的了解。比如做母线差动保护实验时,我们可以把所有的跳闸出口压板和失灵压板全部投上,然后给某条母线加故障,同时使母联开关失灵,然后观察跳闸现象。这个实验在几面保护屏上都有工作,如果在实际变电站里,是不允许这样做的。但在实训室,我们可以放心的做,这样通过观察现象,然后进行分析,总结就可以学到很多,形成面得知识,而不是单个独立的知识点。

通过这2个月实训学习,让我又从新了解和认识了继电保护这个专业。不仅仅是专业知识的了解,更多的是对于从事继电保护的人员应当具有的专业精神和素质。继电保护要求的是快速,准确和精确,不能出一点差错,这就要求我门在以后的工作当中认真的对待,仔细在仔细,小心在小心,一点点疏忽都可能让整个电网受到巨大的伤害,让企业受到巨大的损失。

企业文化方面

在培训期间,我们学习了国家电网公司的历史及发展、公司的企业文化、国网职工职业道德,电力法律法规,安全生产规程等。通过学习,我明白了什么是国家电网公司的企业文化和发展战略,它涵盖着核心价值观(企业宗旨、企业精神、企业理念、奋斗方向)、战略目标(一强三优)、工作思路(三抓一创)、战略实施举措(两个转变)、发展要求(内质外形)等。我觉得国网企业文化可以给电力员工以导向、约束、凝聚、激励的作用。而发展成现代公司是国网上下统一思想的基础,统一行动的指南,是公司总部、区域电网公司、省公司及各市县公司的统一目标和共同任务,是每一个电力人义不容辞的责任和使命。

团队建设对企业是非常重要的。在参加了拓展训练和学习了《团队建设与沟通协调》后,我明白实际工作中没有任何一项工作是个人能够独立完成的,大家要通过良好的沟通协调配合,激发工作的积极性,提高工作效率,才能产生1+1远远大于2的效应。

牢记国网公司的企业文化、发展战略,让我相信在这样一个充满生机的企业努力工作,一定会有光明的发展前途,企业也能为我们提供一个施展才华的平台。明白了这些,我体会到本次培训注入了国网公司对我们的期望,同时也是自己将来能够更好地服务企业,实现自我价值的一次宝贵机会。

纪律方面

本次的培训,国网技术学院实施的是半军事管理,制定了详细的纪律,并将每个学员在纪律方面的表现作为量化考核成绩的一部分。5月初,全世界范围的甲型h1n1流感蔓延,学校响应号召,实施了封校和严禁离开济南的政策,我严格要求自己,服从班主任、班委会的管理,服从学校的各种规定,绝不外出。严格遵守国网技术学院得各项规章制度,对每天的早操、上课、晚自习做到不迟到、不早退、不旷课。培训期间采取了封闭式,全过程,半军事化管理,这就要求我们学员在学习和生活纪律上都要严格要求自己,适应从职工到学员的转变,从平时工作散漫的生活向节奏紧张的学习生活转变。良好的纪律也是我们取得好成绩的保证。

生活方面

在丰富学员业余生活方面,国家电网技术学院也做了很多工作。山东做为文化大省、孔孟之乡,其文化底蕴进过五千年的积蓄,是相当深厚的。为了让广大学员了解齐鲁文化,国网技术学院组织我们继电保护班的学员前往曲阜、李清照故居参观。通过导游的讲解,我被影响中国几千年的儒家文化思想深深的吸引住了。并对自己从小就敬仰的一代词宗命运多舛有了新的认识,对她的“生当做人杰,死亦为鬼雄”的英勇和豪迈气魄相当的钦佩。

骄阳似火的天气,热火朝天的赛场,激情四射的呐喊。学院举办的“鲁能智能杯”篮球赛给我留下了许多难以磨灭的印象。它不仅丰富了学员们的业余生活,更拉近了之间的距离,使友谊更加牢固,更加长青.

七一前夕,在党的生日来临之际,学院举办了首届新员工培训班党员知识竞赛大型活动,党员们从竞赛中体验到乐趣,也增加了各自的党性修养。毕业晚会让我见识到同学们的多才多艺,更加让同学之间的情谊得到升华,同时也对即将离别的同学,即将分别的老师,即将告别的济南深深的留恋。

结语

培训所给予我的,远不止这些,路漫漫其修远兮,吾将上下而求索!为期4个月的学习已经结束了,4个月时间过的真快,刚来学校的时候的情景仿佛还在眼前,转眼间就要离开了。4个月时间不短,我在这里不仅仅学习到了知识,还交到了很多朋友,认识了许多全国各地的同行,开阔了眼界。马上就要和这个学校告别了,马上就要和这里的朋友离别了,对于我来说,有着对于学校,老师,同学的不舍,更多的是对于以后工作和未来的憧憬,我们都应当有着急不可待的心情,回到原来的工作岗位去大展身手,去用我们在这里学习到的知识更好的面对以后工作中遇到的困难,更好的回报对我们满怀希望的老师,家人,同事,去回报对我们有着殷切希望的公司,去回报社会。我们一定会在以后的工作中交出一份让国网,让单位,更是让自己满意的答卷。

回到九江的这几天,我也在回味这几个月学到的东西,感觉到自己要学习的东西还很多,要走的路还很长,必须在工作中不断的努力来提高能力、弥补不足,做好准备迎接更高的挑战,我会虚心向领导、同事请教,尽最大的努力把技能和业务学的更扎实。在和学员们的相处过程中,我了解到我们是一个有机的整体,每个人在工作中都扮演着重要的角色,只有通过团队的努力才能使工作顺利完成,随着国网公司的发展,我也会正在向着更高的目标奋斗,我会努力成为这个团队中合格的一员,为公司的发展壮大锦上添花,我相信通过我们的努力,国网公司的明天一定会更加辉煌!电力人生,从此扬帆起航!现作诗一首,以激励自己:

才自聪明志自高,国网齐聚百英豪。

诲人不倦师亦友,刻苦专研勤思考。

此次一行收获足,学识友谊共成长。

继电保护方面的知识篇9

关键词:供电企业;继电保护;存在问题;解决方法

Doi:10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.153

0引言

在供电企业电网运行中,一些故障的出现会对电网的正常运行、工农业的生产以及百姓的日常生活造成重要的影响。因此,我们需要一种行之有效的方式对供电企业的电网安全正常运行提供保护。而继电保护模式的出现就很好的解决了这个问题。但是,继电保护模式在实践应用中产生了一些问题。因此,为了保障供电企业电网的持久健康运行,我们需要对于这些问题进行认真的研究工作。并且运用科学的方法对这些问题进行解决。

1供电企业继电保护存在的问题

1.1数据测量出现误差

数据测量出现误差是供电企业继电保护中存在的一个问题。在继电保护的具体应用中,由于许多的工作是依靠人工来完成的,而这些人工对于相关电力数据的测量不够精准、出现了误差,对于供电企业的电力输送与管理带来了相当大的挑战。

1.2覆盖面不广泛

电力企业继电保护存在的另一个问题是覆盖面不广泛。从整体而言,我国的配电系统的建设与规划还处于初级阶段,对于继电保护的规范与措施还有许多的不完善。比如:环网供电线路出现了较为严重的电路故障时,就有可能面临大规模停电的风险,而传统的利用保险丝断开或者是开启开关的方式是无法满足大规模的用电需求的。因此,加强继电保护模式的应用范围是必然趋势。

1.3员工技术性不强

员工技术性不强也是供电企业继电保护模式应用存在的一个重要问题。比如:一些电力企业技术人员的专业技能水平不高、职业素质不强、工作态度不积极等等,这些情况的发生对于继电保护模式的有效应用产生了比较严重的负面影响[1]。

2供电企业继电保护存在问题的解决方法

2.1完善继电保护模式的覆盖面积

首先,进行供电企业继电保护的一个重要方法是完善继电保护模式的覆盖面积。比如:加大资金与技术的投入力量,对于传统的“保险丝模式”的电路故障管理方法进行改进与提高,利用现代的网络信息技术与之形成全面的保护网络模式增强其安全性与科学性,满足广大的区域性环网电路与众多的农村电网的用电保护需求,推进我国智能电网模式的早日形成,促进我国电网运行的科学性与持续性[2]。

2.2进行精准的数据测量

其次,进行精准的数据测量也是解决供电企业继电保护模式存在问题的有效方法。对此我们可以采用两种方式来达到这一目标。第一,进行好理论计量值的研究工作。第二,在进行继电保护模式的应用中,进行科学的计量工作、避免计量数值与实际计量值之间的差距。

2.3对于出现的漏洞进行及时修复

再次,对出现的漏洞进行及时修复也是解决电力企业继电保护模式存在问题的另一个方法。继电保护模式的应用具有很强的复杂性,因此会产生许多的漏洞。比如:校验器的漏洞会严重的影响到继电保护相关设备的有效性与仪器的灵敏性,因此我们需要对继电保护模式应用中对于已经出现的漏洞以及可能出现的漏洞进行及时的修复,使继电保护模式的功能与作用发挥出最大的效能[3]。

2.4加强技术的开发力度

与此同时,还需要加大技术的开发力度以解决供电企业继电保护模式存在的问题,全面地促进继电保护模式技术的进步与发展,为我国电力系统的保护工作作出重要的贡献。为此,第一,对于继电保护模式的基本理论基础知识进行更加细致认真的研究工作,推动继电保护理论系统的建立与完善,为继电保护模式技术的研究工作提供重要的理论平台与基础。第二,利用现代的网络信息科技的软件与硬件设施与系统进行继电保护模式的模拟研究与网络技术平台的完善工作,可以找寻到继电保护模式研究的科学方法。第三,广大继电保护模式研究的科研人员要具有认真工作、默默奉献的精神,用顽强的意志品质,推动我国继电保护技术的快速进步与发展。第四,在对于继电保护技术进行实践的应用中,注重实际运用结果的收集工作,对于出现的问题进行认真的研究与总结,用正确的方法对这些问题进行探究,寻找出解决的方法[4]。

2.5加强专业技术人员的培训

最后,加强对专业技术人员的培训也是电力企业进行继电保护模式有效应用的一个重要的方法。比如:电力企业定期聘请专业的技术人员与专业学者、专家对于企业的员工、尤其是专业的技术人员进行知识与技能的培训工作,提升他们对于继电保护模式进行应用的实际操作能力。同时,定期举办相关知识的竞赛与专业技能的学习与交流活动,对于提升电力企业专业技术人员的综合素质也会有积极的促进作用[5]。

3结论

对于供电企业继电保护存在的问题以及解决的方法进行科学研究,有利于供电企业全面的提升自己电力系统安全保护的质量与效率,保障本辖区内工、农业生产与百姓生活的正常进行,更有利于我国智能电网的早日建设完成与完善。

参考文献:

[1]陈楠,晁智超.供电企业继电保护存在的问题及对策[J].民营科技,2016(08):41.

[2]朱友林,叶美授.探析供电系统继电保护运行中存在的问题及对策[J].通讯世界,2014(22):197-198.

[3]吴达华.供电企业继电保护存在的问题及对策[J].电子制作,2015(03):234.

继电保护方面的知识篇10

继电保护发展现状

电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力,因此,继电保护技术得天独厚,在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。

建国后,我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有,在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代,我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术[1],建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术,建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

自50年代末,晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护,运行于葛洲坝500kV线路上[2],结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。

在此期间,从70年代中,基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列,逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位,这是集成电路保护时代。在这方面南京电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用[3],天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。

我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究[4],高等院校和科研院所起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用[5],揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面,东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机?变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定,投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护,西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。至此,不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色,为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。

2继电保护的未来发展

继电保护技术未来趋势是向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。

2.1计算机化

随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段:从8位单CpU结构的微机保护问世,不到5年时间就发展到多CpU结构,后又发展到总线不出模块的大模块结构,性能大大提高,得到了广泛应用。华中理工大学研制的微机保护也是从8位CpU,发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。

南京电力自动化研究院一开始就研制了16位CpU为基础的微机线路保护,已得到大面积推广,目前也在研究32位保护硬件系统。东南大学研制的微机主设备保护的硬件也经过了多次改进和提高。天津大学一开始即研制以16位多CpU为基础的微机线路保护,1988年即开始研究以32位数字信号处理器(DSp)为基础的保护、控制、测量一体化微机装置,目前已与珠海晋电自动化设备公司合作研制成一种功能齐全的32位大模块,一个模块就是一个小型计算机。采用32位微机芯片并非只着眼于精度,因为精度受a/D转换器分辨率的限制,超过16位时在转换速度和成本方面都是难以接受的;更重要的是32位微机芯片具有很高的集成度,很高的工作频率和计算速度,很大的寻址空间,丰富的指令系统和较多的输入输出口。CpU的寄存器、数据总线、地址总线都是32位的,具有存储器管理功能、存储器保护功能和任务转换功能,并将高速缓存(Cache)和浮点数部件都集成在CpU内。

电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台pC机的功能。在计算机保护发展初期,曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差,这个设想是不现实的。现在,同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机,因此,用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟,这将是微机保护的发展方向之一。天津大学已研制成用同微机保护装置结构完全相同的一种工控机加以改造作成的继电保护装置。这种装置的优点有:(1)具有486pC机的全部功能,能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。(2)尺寸和结构与目前的微机保护装置相似,工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强,可运行于非常恶劣的工作环境,成本可接受。(3)采用StD总线或pC总线,硬件模块化,对于不同的保护可任意选用不同模块,配置灵活、容易扩展。

继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚须进行具体深入的研究。

2.2网络化

计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止,除了差动保护和纵联保护外,所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件,缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念,这在当时主要指安全自动装置。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务),还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。显然,实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。

对于一般的非系统保护,实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多,则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间,也取得了一定的成果,但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应,必须获得更多的系统运行和故障信息,只有实现保护的计算机网络化,才能做到这一点。

对于某些保护装置实现计算机联网,也能提高保护的可靠性。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理[6],初步研制成功了这种装置。其原理是将传统的集中式母线保护分散成若干个(与被保护母线的回路数相同)母线保护单元,分散装设在各回路保护屏上,各保护单元用计算机网络联接起来,每个保护单元只输入本回路的电流量,将其转换成数字量后,通过计算机网络传送给其它所有回路的保护单元,各保护单元根据本回路的电流量和从计算机网络上获得的其它所有回路的电流量,进行母线差动保护的计算,如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器,将故障的母线隔离。在母线区外故障时,各保护单元都计算为外部故障均不动作。这种用计算机网络实现的分布式母线保护原理,比传统的集中式母线保护原理有较高的可靠性。因为如果一个保护单元受到干扰或计算错误而误动时,只能错误地跳开本回路,不会造成使母线整个被切除的恶性事故,这对于象三峡电站具有超高压母线的系统枢纽非常重要。

由上述可知,微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性,这是微机保护发展的必然趋势。

2.3保护、控制、测量、数据通信一体化

在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。

目前,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资,而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在室外变电站的被保护设备旁,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质,还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(ota)和光电压互感器(otV)已在研究试验阶段,将来必然在电力系统中得到应用。在采用ota和otV的情况下,保护装置应放在距ota和otV最近的地方,亦即应放在被保护设备附近。ota和otV的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后,一方面用作保护的计算判断;另一方面作为测量量,通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置,由此一体化装置执行断路器的操作。1992年天津大学提出了保护、控制、测量、通信一体化问题,并研制了以tmS320C25数字信号处理器(DSp)为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。

2.4智能化