电力网继电保护原理十篇

发布时间:2024-04-26 02:24:31

电力网继电保护原理篇1

关键词:继电保护;隐患;运行风险;评估

中图分类号:tm774文献标识码:a文章编号:2095-6835(2014)10-0048-02

随着我国经济的高速发展,工、农业生产和日常生活用电量急剧增加,确保电网的正常运行就成了重中之重,继电保护由此应运而生。继电保护的目的就是确保电网的安全运行,但是,如果继电保护本身存在安全隐患,一旦电网出现故障,就不能及时排查出故障原因,继电保护也就无法发挥其作用,这样不仅会给人们的生活带来诸多不便,也会给工、农业带来巨大的经济损失。因此,本文将从继电保护的角度出发,探讨继电保护运行出现安全隐患的原因,并对继电保护运行风险进行评估。

1继电保护的概述

继电保护是保证电网正常运行的一种有力措施,是随着安全技术的不断革新出现的。继电保护主要由继电保护器、通讯装置、互感器和断路器四个部分组成。根据数据显示,电网在正常运行中或多或少会受到外界的干扰,相关的参数也就会随之发生变化。针对这种情况,如果不做好相应的保护措施而使其持续发生,会导致一些设备逐步老化,最终导致电网发生故障。

如果安装一个继电器,一旦设备出现故障,继电保护系统就能及时发出故障信号,或者能够在一定程度上将故障设备排除到电网的正常运作中。如果故障能够被控制在一定范围内,停电范围也就能得到了有效控制。因此,继电保护的任务就有两个:①一旦电网出现故障,继电保护系统就会自动启动,将故障设备与整个电网的连接切断,使其不会影响到其他设备的运作;②继电保护系统会发出故障信号,提醒工作人员做好相应对策。

2继电保护运行出现安全隐患的原因

继电保护在一定程度上是电网正常运行的安全保障,因此,要做好继电保护措施,防止继电保护出现安全隐患。一般来说,继电保护出现安全隐患的原因有以下两个:①硬件出现故障。继电保护设备老化或者出现故障,这是继电保护出现故障的常见原因。②不合理的定值设置。在设置定值时,如果定值与整个电网的正常运行不相符,或者在定值计算时出现错误,都会使继电保护出现安全隐患。为此,在检查继电保护故障原因时,必须明确该故障属于哪一类,明确原因后再采取对应的解决措施,确保及时排查继电保护故障的原因。

3继电保护安全隐患运行风险评估方法

3.1风险严重性指标的评估

继电保护故障会出现自动跳闸、信号灯指示的情况,对此,相关人员首先要确定继电保护的故障是否会影响电网的正常运行。继电保护发生故障后,如果电网依然能安全运行,说明继电保护故障对电网的影响较小;但如果电网无法运行,那么就要及时排查继电保护出现故障的原因。一般用传输裕度和断面功率的差值作为评估电网能否正常运行的指标——指标越大,说明电网越稳定,继电保护故障造成的影响就越小。

3.2确定隐患的范围和原因

在判断继电保护隐患时,不同位置的继电保护隐患对整个电网的影响程度也是不尽相同的。因此,要准确分析是哪个位置的继电保护设备出现隐患。隐患位置确定以后,就需要分析继电保护故障出现的原因,从而能够快速采取对应的措施。确定故障的范围和原因是非常关键的一步,直接决定了接下来故障排除的方向。

3.3对硬件的运行风险进行评估

对因硬件故障而导致继电保护不能运作,甚至导致电网不能正常运行的情况,要计算出现这种原因的概率。硬件问题导致继电保护出现异常的情况主要有以下三种:①机电装置可以正常运行,但是紧挨着的继电保护设备出现故障而不能正常运行;②继电保护设备本身存在问题,从而不能正常运行;③继电保护设备不存在问题,但是电网受到外界干扰,从而导致机电设备出现故障。在对硬件的运行风险进行评估时,一般需要根据上述三种情况,计算继电保护硬件故障出现的概率。通过计算概率可以判断其风险值,相关人员就可以找出硬件故障的原因,并对其进行修整或更换,确保电网能够正常运行。

3.4对定值不合理的运行风险进行评估

对定值不

理的运行风险进行评估,其难度相对于硬件运行风险的评估要大些。定值的灵敏度不高,定值在设置时选择性过低或者没有选择性,三段式的相间距离无法负荷最大电流,这几种情况都会在不同程度上影响电网的运行。值得一提的是,不同位置所产生的影响也是有区别的。因此,在进行定值不合理的运行风险评估时,要按照实际情况进行计算。

在对不合理定值运行风险评估计算时,需注意以下两点:①计算出不合理定值的大致范围。一般情况下,定值不合理只会引起继电保护在一定范围内的异常,因此,为了能够准确计算定值不合理,在计算过程中可以不选用分值系数或者可靠系数,而采用沿线逐点的计算方法。这种方法能够更好地计算出每个相间距离的范围,接着就能按照上下级保护之间的关系来确定定值不合理的大致范围。②确定定值不合理运行风险出现故障的概率。将整个继电保护系统用图画显示出来,分析每条分支路线,并分析在每条分支路线上定值如果不合理出现故障的条件,然后就可以通过对这些条件的分析,计算出定值不合理出现风险的概率,将这些分支的概率结合就是总线路定值不合理风险出现的概率。通过运行风险概率的计算,可以确定对电网正常运行产生的影响程度。有了定值不合理范围和运行风险概率的计算,就能够对继电保护中比较薄弱的部分进行准确判断,并采取相应的措施进行管理。

4结束语

综上所述,继电保护作为电网安全运行的重要保障措施,其隐患的运行风险在很大程度上决定了电网运行的稳定性和安全性,因此要加强对继电保护隐患的研究。本文分析了继电保护隐患出现的原因,并对继电保护隐患运行风险进行了评估,希望对相关人员能有所帮助。

参考文献

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[3]王增平,戴志辉.含风力发电的配网电流保护运行风险评估[j].电力自动化设备,2013(06):7-12.

电力网继电保护原理篇2

城市电力系统,其继电保护的性能和水平、信息化的发展、运行的安全、稳定和可靠等方面还存在一定的差距。本文对近年来继电保护新技术的发展趋势及其在农村电力系统中应用加以介绍,以对我国农村电力系统的发展提供借鉴。

1电力系统继电保护的计算机化

电力工业化的不断发展,继电保护装置除了具有继电保护的基本功能外,还应具备有大容量故障信息和数据的长期存放空间功能、数据快速处理功能、强大的通信功能和全系统数据共享功能等。因此,要实现这些功能,继电保护计算机化是继电保护技术发展的必然趋势。

继电保护计算机化是以数字式计算机为基础而构成的继电保护。一整的微机保护装置主要由硬件和软件二部分构成:硬件指模拟和数字电子电路,提供软件运行的平台,并且提供微机保护装置与外部系统的电气联系,具体包括数据采集系统、CpU主系统、开关量输出、输入系统及设备等;软件指计算机程序,由它按照保护原理和功能的要求对硬件进行控制,有序地完成数据采集、外部信息交换、数字运算和逻辑判断以及动作指令执行等各项操作。

从20世纪7o年代末,华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学等高等院校和科研院所即已开始了计算机继电保护的研究,相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。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。从20世纪90年代开始,我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。由于计算机继电保护与传统保护装置相比具有灵活、可靠、稳定,且可方便地扩充其他辅助功能。因此,随着近年来农网改造的逐步深入,计算机继电保护在农网中将得到广泛应用。

2电力系统继电保护网络化

继电保护装置的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围,还要保证全系统的安全稳定运行。目前,继电保护装置除了纵差动保护和纵联保护外,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和缩小事故影响的范围。因此,如果每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,并在此基础上协调动作,将可确保系统的安全稳定运行。网络计划技术就是利用网络图表达计划任务的进度安排及其各项作业之间的相互关系,进而对网络进行分析并计算网络时间值,确定关键工序和关键路线并运用一定的技术组织措施对项目进行优化的方案。继电保护网络化技术通过计算机网络将全系统各主要设备的保护装置联接起来,即实现微机保护装置的网络化。其基本系统是一个基于B/S模式的三层结构系统(见图1)。

图1基于B/S模式的三层结构系统

系统由5大功能子系统构成,子系统完成自己特定功能并处于不同物理位置提供服务。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,可大大提高保护性能,用户能够利用该系统通过计算机网络进行继电保护相关的各种业务,包括保护配置管理、参数管理、实验记录管理、安全措施管理和运行指标管理等。

农网继电保护系统由于工作地点分散,人员之间的协调、沟通难度大,值班调度人员难以及时了解和记录继电保护设备的运行情况,现场的操作人员也不能够及时地得到调度人员的传票进行现场调整,采用计算机网络系统,将可有效解决这些问题。

3电力系统继电保护智能化

近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域也开始得到应用。在电力系统里存在很多非线性问题,用传统的方法,难以得到满意的解决,而应用人工神经网络理论,则能够迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一种非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动。如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。这些人工智能方法在农村复杂的电网中得以应用,一方面在管理上使得电力系统减少了不必要的资源浪费,另一方面在其它各项技术的运用方面为工作人员提供了广阔的技术空间,具有广阔的发展前景。

4继电保护、控制、测量和数据通信一体化在实现继电保护的计算机化和网络化条件下,继电保护装置是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。一方面它可以从网上获取电力系统运行和故障的任何信息。同时,也可将自身所获得的被保护元件的任何信息传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个计算机保护装置不但可以完成继电保护功能,而且可

控制、测量和数据通信,达到实现保护、控制、测量、数据通信一体化。华中科技大学石东源等开发了电网继电保护分析计算及管理一体化系统,其同时可实现整定计算、故障计算、在线校核、故障信息远传、故障综合分析、运行管理、参数管理、设备管理和图档管理等多重任务。该一体化系统已经在国家电力调度通信中心投入运行,在实现整定计算和故障计算等分析计算自动化的同时,还实现了对6个500kV发电厂和变电站内主要继电保护装置和故障录波装置的远程在线监测,并在故障情况下能够实现故障信息的准实时上送,从而实现调度端对故障的及时准确处理。

农网为了测量、保护和控制的需要,各个地点的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。这不仅要铺设大量的控制电缆,而且使二次回路非常复杂。如果采用保护、控制、测量和数据通信一体化计算机装置,则可有效解决以上问题。

5结束语

农网继电保护方面是我国电网继电保护的薄弱环节,许多新技术在农网继电保护上的应用还较少,农网继电保护新技术的应用是一项极具挑战性和战略性的事业,开展多领域跨学科的合作是提升农网继电保护水平,实现农村电网安全、稳定和可靠地运行,对我国新农村建设具有重要意义。

参考文献

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电力网继电保护原理篇3

【关键词】继电保护技术;智能电网;电力系统;应用

1.引言

智能电网是电网发展过程中的必然趋势,它无可比拟的各项优势在建设高性能电网的过程中,带来了不断更新的新技术和新设备。随着智能电网运行研究的不断深入,继电保护技术也相对快速发展起来,迈入了一个新的阶段,继电保护装置越来越广阔的功能和应用范围同时也为智能电网提供了稳定的发展基础。文章通过对继电保护与智能电网之间相互作用关系的技术应用分析,深入探讨了继电保护技术在智能电网中的应用,为继电保护装置的正常运行提供了有效的参考价值。

2.浅析继电保护装置技术

(1)继电保护装置的发展现状

目前,电力系统的发展趋势朝着超高压电压和大联网系统的方向发展,在发展过程中有效提高继电保护的可靠性、灵敏性、快速性和选择性是重要的研究课题。近年来经过我国电力技术人员的实践研究,继电保护理论和实践都积累了大量的经验,充分组建了一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的现代电力系统。

(2)继电保护装置的任务

继电保护是保护电力系统中的元件,避免元件发生短路或异常,通过这些情况的控制来实现电气量的变化保护措施。在供电系统运行正常时,继电保护就需要完整的监视各种电力设备的运行状况,使之安全的正常运转,并及时切除供电系统发生故障时的故障部分,保证其他电力设备能够正常运行,并能够及时发出警报,促使相关工作人员尽快处理故障部分。在这过程中继电保护有效的为值班人员提供了可靠的运行依据。

(3)继电保护装置的基本特性

继电保护装置在运行过程中有着十分明显的基本特征,例如选择性、灵敏性、速动性、可靠性等。在智能电网的运行中,先进的科技水平更进一步强化了继电保护的各种性能,使之更加合理有效。

3.关于智能电网的分析认识

(1)智能电网的含义

智能电网又被称为电网的智能化,它是在高速通行、集成系统的基础上进行双向信息处理的,以特高压电网为主干网架,利用先进的电子传感技术,通过灵敏的控制方法和有效快捷的管理手段对电网信息进行统一收集、处理,使之安全、高速运行的运行方式。职能电网包含着整个电网的数字化、互动化、信息化,通过全面,先进的技术来解决多个设备以及变电站网络的具体问题,从而满足高性能、高质量的电能供应,实现继电保护的高起点、快发展的基础条件。在继电保护技术的深入研究中,也能保证智能电网的安全运行。

(2)智能电网中的继电保护发展

在智能电网继电保护的过程中,智能电网的交互式供电、分布式发电的特点对继电保护系统的影响很大。在数字化技术和信息技术普及的时代,智能电网的运用完善了继电保护原理,智能传感器还对输电、发电、供电以及配电系统进行了实时监控。所有监控数据进行整理、审核、分析后就可以看到全体设备的运行状况,实时监测保护定值和保护功能的远程动态。

智能电网的技术针对现有的继电保护系统来说,具有数字化,网络化、广域化特性的深刻影响,智能电网中的新技术和新方法使得继电保护的整体配置和相关软件能够快速适应智能电网的新需求。智能电网数字化的特征让继电保护技术实现了测量手段和信息传输方式的数字化,同时网络化特征让继电保护中的相关信息完成了数据共享和统一建模的智能数字信号的网络传输,特别是wamS网络和智能信息系统的设定为继电保护服务提供了广域信息的收集和处理,充分提高了继电保护安全自动装置的性能。

4.继电保护技术在智能电网中的应用

高智能化电网的出现,意味着在电力系统领域继电保护的研究和发展不可忽视。在智能电网建设中,继电保护的应用过程越来越难以掌握,在研究过程中,继电保护的应用技术越发囊括了信息技术、网络技术、电子技术、控制技术等多专业技术的优势,通过技术的相互融合和发展创新,我国继电保护装置得到了很好地发展。

当继电保护应用于智能电网时,我们需要考虑多个问题,从原理上实现继电保护技术在智能电网中的应用。

(1)综合考虑继电保护灵活的运行方式以及不确定的潮流流向,在实现距离保护、电流保护原理时要做好实时的调整,确保定值具有适应功能。

(2)保护装置的定值、保护范围、保护功能要根据运行方式的变化做相应的调整,综合电网中的所有信息对保护定值进行实时修正。

(3)智能电网是通过散布在电网中的传感器获得最及时的信息监控输电线路的温度和容量,合理调整功率使其接近运营极限。在这过程中必须调整输电线路的负荷保护定值,从而适应温度和容量变化带来的影响。

(4)智能电网信息化和数字化的特点推动着继电保护技术不断发展,近年来,智能电网随着遗产算法、神经网络、模糊逻辑以及进化规划等人工智能技术的出现,也被广泛运用到继电保护的应用领域。智能电网继电保护系统在实际工作中运用人工智能技术,解决了很多复杂的非线性问题,推动着继电保护技术向着更高层次的方向发展。

(5)智能电网继电保护系统的自适应控制技术主要是根据电力系统的运行方式和电气故障状态的变化实行改变保护特性、性能以及定值等内容的技术。自适应继电保护作为一种新型的继电保护技术,它的应用让继电保护技术在很短的时间里适应了电力系统的各项变化,不仅增强了智能电网继电保护的可靠性,改善了系统的保护作用,同时也提高了经济效益。

5.智能电网与传统电网继电保护的区别

传统电网继电保护中电源点的潮流流向通常是朝着同一个方向发展的,它在保护输入过程中通常针对的是本侧电气量,特别是三相电流和三相电压的判别保护需求。通过对实际情况的分析和研究可以知道,传统继电保护的电气判别量基本上是固定不变的,基本上也只需要输入被保护线路对策的电流,保证保护对象的电气量不被影响。

在智能电网的继电保护中,则需要全面考虑灵活的运行方式、不确定的潮流流向,并要求保护定值具有自适应功能。通过对智能电网继电保护构成的分析,利用传感器对发电,输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控,通过对智能电网电源点和电网相连线路的连接实现距离保护和电流保护,确保智能电网中的保护定值能根据继电保护运行方式的变化进行实时调整。

6.继电保护技术在智能电网中所起的作用

随着智能电网越来越快的发展,继电保护承担着更多更重的任务。继电保护装置在电力系统中需要随时防备设备出现亚健康的预警、提高输电断面的安全性、全面控制系统出现故障的频率。

(1)要发展继电保护的“预保护功能”,增强预防事故发生的功能,提高事故预警、保护两项保护功能,满足智能电网的新要求,则要注意智能电网子系统的不平衡功率,发展失步解列控制系统,减少事故发生的损失。

(2)为提升输电断面的安全性保护要全面发展输电线路的过负荷保护措施,自动避免连锁过载跳闸,全面停电的事故,强化电网的保护力度。充分利用现代技术,最大程度满足电网安全运行,实现智能电网中继电保护装置的作用。

(3)合理运行继电保护技术和继电保护装置。继电保护技术包含了一个完整的体系,它通过对电力系统故障分析、各种继电保护原理及实现方法、继电保护的设计、继电保护运行及维护等技术的完善和利用杜绝电气元件发生故障或不正常运行状态。

(4)智能电网继电保护的构成促进了继电保护技术的升级。智能电网的智能化特点和电网的发展为网络技术、信息技术在电力领域的应用起到了强而有效的作用。通过对智能网络系统利用智能传感器收集的相关数据进行智能化处理,使智能电网的继电保护装置不仅仅具备基本的继电保护功能,还有着智能化的故障诊断和自我修复、快速隔离的功能。

(5)智能电网的建设及规划使继电保护技术具有更全面的特点。数字化、信息化的智能电网与继电保护技术交相呼应,也随之升级换代,继电保护技术在智能电网时代具备了数字化、网络化、自动整定技术等多项特点。在智能电网之中,新一代的继电保护装置提高了装置性能。为电气量信息的传输带来了更为便利的基础条件。继电保护系统和互联网相互连接,对电网中的继电保护装置进行了智能化的配置。

7.结束语

智能电网是电网未来的发展方向,而继电保护将随着智能电网的发展不断前进,为智能电网的建设提供坚实的技术设备。与此同时,智能电网的发展将推动继电保护技术朝着网络化、计算机化、信息化以及控制、保护、测量和数据通信一体化的方向发展,尽力维护继电保护装置的安全稳定运行,强化继电保护装置在电网故障与电力控制系统中的隔离功能,促使电力系统成为更加安全、更加稳定、更加可靠的保护系统,为我国智能电网的建设垫定基础,进而提升我国的继电保护管理水平。

参考文献

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[6]汪旸.高压电网有限广域智能保护研究[D].华中科技大学,2009.

电力网继电保护原理篇4

关键词:继电保护;课程;教学模式

中图分类号:G642.3文献标识码:a文章编号:1002-4107(2013)01-0033-02

电力系统、计算机技术、电子技术与通信技术的飞速发展给电力系统继电保护不断注入了新的活力,提出新的要求。现代电力系统是高度数字化、信息化和自动化的超大区域网络结构,电力系统继电保护是对其安全稳定运行至关重要的一门技术[1]。21世纪继电保护的未来发展趋势是计算机化;网络化;保护、控制、测量、数据通信一体化;智能化[2]。以新疆农业大学(以下简称“我校”)为例,在现有教学模式基础上,本文探讨继电保护课程教学中提高学生实践与创新能力的方法,为将学生培养成具有实践能力、创新精神的人才而努力,为该课程的教学改革提供理论支持和智力保证。

一、电力系统继电保护课程的特点

我校“电力系统继电保护原理”课程理论教学36

学时,网络教学6学时,总计42学时,作为电气工程及自动化及农业电气化与自动化的专业必修课,设置在大四上学期初;“微机继电保护”课程共26学时,均为课堂理论教学学时,作为专业选修课安排在“电力系统继电保护原理”结束后的大四上学期末开设,目的是顺应现代电力系统高度数字化的趋势,让学生了解现代数字式继电保护硬软件的知识,内容涉及到原理、保护算法、硬软件设计方法等;“继电保护课程设计”为期一周,与“微机继电保护”同时安排在大四上学期期末,目的是培养学生综合运用所学的基础理论知识分析与解决电力系统中的实际问题的能力[3]。

二、继电保护课程教学存在的问题

为适应现代数字电力系统继电保护技术的新发展,目前我校继电保护的教学内容已加入“微机继电保护”,作为少学时内容与“电力系统继电保护”共同设置在大四上学期,同时开设的其它几门专业课使得学生大四上学期课程较为集中,学习任务量较大。此时学生即将面临毕业设计开题、复习考研或找工作,第一学期过高的学习任务和课程的相对集中对其学习效果有一定影响;在课程教学上,基本停留在传统模式:即利用板书或者多媒体课件形式,将继电保护原理及其实现方法按照教材的章节和顺序进行课堂讲授,这主要存在以下几个问题。

(一)重理论,轻实践,无法提高学生的实践能力与创新精神

对教师而言,继电保护原理单纯靠板书或多媒体课件较难讲透;对学生而言,继电保护内容比较抽象且实践性强,知识描述更需要形象化演示去理解,配合学生自主实践学习才会有好的效果。比如,“零序过电流保护原则上是按照躲开在下级线路出口处相间短路时出现的最大不平衡电流来整定”,若单纯由教师口头讲授原理,学生难以理解;“微机继电保护”课程主要分析现代数字式继电保护软硬件相关知识,内容涉及原理、保护算法、硬软件设计方法等。若单纯讲解微机继电保护算法,使学生难以消化,从而会削弱其学习的积极性。

(二)教学理念不够强,教学内容需要优化

继电保护课程组与“单片机技术”、“数字信号处

理”、“电力系统自动化”、“高低压电气设备”等课程有很多联系,但教学上往往孤立、脱节,缺乏全局梳理,使学生对继电保护完整系统缺乏全面认识。课堂上,教师若能将继电保护教学作为一个整体,以实例联系相关课程内容,紧跟行业发展前沿并且结合实践,教学效果会更好;此外,目前继电保护教科书内容繁多,与其他专业课程也有所重复,需要对课程内容进行整合优化。

(三)学生自主选择力不强

学生对继电保护内容的兴趣点各有不同,部分学生未来并不从事继电保护工作,或考研方向与此关系不大。目前情况是,继电保护课程组教学课时相对较多,内容较为宽泛,对于上述内容部分学生显得索然无味,学生根据自己情况自主选择的能力不够强。为此,以学生为本,可以在课程形式上稍做一些调整。

三、教学模式的探索及实践

针对继电保护课程教学存在的问题,本文探讨了几种改进模式和方法,且部分已开始具体实施,取得了一定的教学效果。

(一)优化专业培养计划

将原本设置在大四上学期分开教学的“电力系统继电保护原理”和“微机继电保护”两门课整合为一门,设置在大三下学期。“继电保护课程设计”可设置在大四上半学期。这样设置有两方面考虑:内容上,减少学生学习任务量,突出重点,使教学有针对性。比如,可缩减“电力系统继电保护原理”教材中电磁型继电器、断路器等与“高低压电气设备”教材有所重复的内容,减少或者删除“微机继电保护”教材中与“微机原理与应用”、“单片机技术”“数字信号处理”等相关课程的重复内容;时间上,我校电气专业学生于大三至大四暑假期间设置了为期5周的发电厂生产实习,实习前对继电保护内容的理论学习,为生产实习期间学生对继电保护装置、电力系统设备等内容建立感性认识打下基础,从而提高学生的实践与创新能力。

(二)改进教学手段与教学方法

教师可采用多样化的教学手段和方法进行教学。以传统教学手段为辅,以现代化网络媒体、实验教学等方式为主。以提高学生学习的积极性及其实践创新能力为目的,建立学生对电力系统继电保护的整体概念,使学科前沿知识与教材内容相结合,课堂教学与实践教学相结合。

1.网络课程建设。利用学校现有网络平台,上传电子教案、视频,演示动画等资源,并建立一套自测系统,使学生可以主动借助网络课程平台观看和使用这些资源。教案、课件既可以作为学生的预习资源以及弥补疏漏的课后复习资料,也可以作为教师选择的教学资源库;视频资源以声、像集合的形式使学生直观了解继电保护的动作过程及原理;具有交互性的演示动画可以提高学生学习的趣味性,比如,利用FLaSH将继电保护动作过程制作成SwF动画,或用VisualC++开发保护动作演示模块[4];自测系统可以使学生在正式考试前自我检测,弥补疏漏的知识点。利用网络交互平台有助于增强课后教师与学生之间的互动性,使教师及时了解学生遇到的问题并展开网上讨论,以提高学生对课程学习的主动性。因此,网络资源的建设需要教师有针对性地选择教学内容,或利用专业软件开发演示模块,并及时更新资源。目前,我校网络课程建设已取得初步成果。

2.实验平台建设。微机保护已成为当前继电保护的主要形式。华北电力大学、湖南大学等高校先后自主开发了微机型线路保护教学仿真实验装置。实验平台建设思路为面向实践平台的建设,使学生能够对本专业内容形成完整的知识链[5]。我校可采用引进设备或者利用现有教师队伍和资源对微机继电保护实验设备进行开发。目前,我校基于tmS320F28335+pC机的继电保护教学实验平台的研制正在进行。

实验平台可作为本专业教学科研平台,不仅方便用于学生实验、课程设计和毕业设计,也可以作为教师的科研平台。该平台能够使学生直观了解微机继电保护硬件结构,并且通过配置不同的软件模块实现不同原理、不同对象的继电保护功能;开设综合性实验和设计性选做实验,有利于提高学生的积极性及实验、设计能力,有助于开阔学生的视野、发挥创新能力。

3.课程设计内容优化,加强毕业论文设计。课程设计是培养学生的实践能力、创新能力和综合能力的重要环节[6],在传统设计内容基础上可以充分利用实验平台,先进行整定计算,后在平台上模拟故障时继电保护动作;建立以任务驱动,由教师引导、学生进行自主探究学习的框架。根据继电保护原理建立主题,比如,电流保护、距离保护、纵差保护等;也可以根据继电保护对象形成“主题”,比如,电力变压器保护、输电线路保护等。

课程设计可以在大三下学期上课期间布置下去,使学生带着问题学习,并结合大三暑假为期五周的“发电厂生产实习”,使课程设计更具针对性、实践性,从而激发学生的创新意识。此外,通过毕业论文的设计强化为工作打下基础。

4.完善评价体系。适应新的教学方法与手段,改进传统课程考核评价方式。继电保护理论课成绩应综合考勤、课堂表现、小组讨论、平时作业、网络自测、综合实验等教学环节进行考评。将平时成绩比例增大,有利于激发学生平时学习的积极性;课程设计可以对每个学生进行公开答辩及严格书面考核;毕业论文(设计)成绩评定标准应以提高学生的实践与创新能力为目的,综合文献综述、论文质量、创新能力、实验态度等因素进行考评。

本文以新疆农业大学电气工程专业、农业电气化专业为例,对继电保护课程的教学模式进行探索与实践,重点激发学生平时学习的主动性,使其能够掌握必要的工程技术、测试方法以及先进设备的研究方法。若能将每个环节都做好做实,师生就能在一整套良好有序的教学体系中受益,从而培养出适应智能电网时代、具有实践能力、创新精神的人才。

参考文献:

[1]何瑞文,陈少华.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).

[2]付乔.继电保护发展现状综述[J].攀枝花学院学报,2006,(2).

[3]李文武,袁兆强.继电保护课程组教学改革的探索[J].中国电力教育,2010,(12).

[4]曾煜晓.继电保护教学培训辅助软件系统的开发与设计[D].济南:山东大学,2008.

电力网继电保护原理篇5

关键词:继电保护;pLC;凸轮装置;微机保护

中图分类号:tm774文献标识码:a文章编号:1009-2374(2014)28-0055-02

继电保护是电网的重要组成部分,主要用于控制电网设备转速与出力,其品质与性能直接影响到电能品质和电网的安全可靠运行。电气-机械转换部件是继电保护的核心部件,因此,解决继电保护中电气-机械转换部件工作可靠性差、抗油污能力弱等问题,是提高继电保护可靠性的关键。

1继电保护pLC继电保护的结构及原理

继电保护是电网的电气部分,以可编程控制器(pLC)为硬件核心,软件采用全模块化结构,彩色液晶触摸屏屏幕显示,具有良好的全中文图形人机界面;电气-机械转换部件采用继电保护装置,液压系统为直连式结构,以继电保护-凸轮装置机械位移直接控制主配压阀。

pLC测量继电保护的频率偏差信号,按并联piD的调节模式运算后得出接力器开度计算值与a/D模块转换后的接力器开度反馈的差值经数字放大送入pLC的定位控制模块,由定位控制模块向驱动器发出继电保护的转向和转角信号。

继电保护接收脉冲信号后,带动凸轮转动,通过凸轮转角转化为机械位移量,再直接控制由辅助接力器和主配压阀组成的二级液压放大,通过主接力器控制电动机导水叶开度,实现水轮发电机组的调速和负荷控制。

2电保护系统的组成

机械柜部分,机械柜部分装有继电保护传动装置、电气反馈装置及开度限制机构、分段关闭机构、紧急停电磁阀、主配压阀等。

控制柜部分,以pLC为核心的微机调节器在控制柜上部,其核心部分选用FX2n系列可编程控制器(pLC)是为工业环境下应用而设计的计算机控制系统,由a/D转换模块、通讯模块、定位模块、继电器、继电保护驱动器和触摸屏七部分组成。

3继电保护系统的工作原理

自动运行切换为手动运行。继电保护处于自动运行时,按柜体面板上的自动/手动按钮或触摸操作屏中自动灯,则继电保护首先将机械开限关至当前接力器位置,而后凸轮转动至最大位置,以便机械开限控制接力器增减开度。若在自动切换至手动运行时,直流电源消失,则需通过转动手轮使机械开限达到与当前接力器相同的位置。手动运行,pLC将自动跟踪接力器位置。

手动运行切换为自动运行。继电保护处于手动运行时,按面板上的自动/手动按钮或触摸操作屏中的手动灯,即完成切换过程,凸轮自动回到中间位置。当继电保护处于自动运行状态且机组具备开机条件时,由中控室发出开机命令。继电保护接收到开机命令后,自动将机组开启到启动开度,并通过piD调节器使机组频率与电网频率保持一致,便于机组快速平滑地并网,使机械开限开至最大,通过中控室操作增、减功率把手,控制接力器的开度。

4系统继电保护装置的配置

电网变侧,电网220千伏变电站拟建为无人值班的综合自动化变电站。根据国家及部颁有关系统继电保护及安全自动装置的“规程”“规定”,系统继电保护及安全自动装置配置如下:

220千伏线路两侧应装设两套微机型、相互独立的主保护及完善的后备保护。根据系统通信通道情况,220千伏线路两侧均配置1面微机高频保护屏及1面微机光纤纵差保护操作屏作为线路运行时的主保护及后备保护,高频保护专用B相载波通道。光纤保护通道与通信复用光缆通道。

电网变66千伏六回出线建议全部配置光纤全线速动主保护,保护带有完整的后备保护及重合闸。在线路上架设opGw光缆,保护通道采用专用光纤方式。

5电网变应配置1面保护试验电源屏。

变电站侧,变电站220千伏母线侧装母线保护、失灵保护屏一面。变电站220千伏母线侧现有微机故障录波器屏满足要求,可继续运行。

保护信息管理系统,根据国电公司要求和省电网的规划建设方案,省电网将建设微机保护信息管理系统,该系统利用数据网络传输电网事故信息和继电保护信息。该系统集故障动态录波、录波后动态分析、远方登陆、远传数据、web浏览等多功能为一体的微机保护信息管理系统。

电网220千伏变电站装设微机保护信息管理系统子站,装置通过信号接口及通道能与省电网微机保护信息管理系统主站进行通讯,从而构成完整的微机保护信息管理系统。

6微机保护在变电站的实际应用

微机保护,就是要保证变电站在发生各类故障时,能够快速切断故障点,保护电网的安全运行。

1991年以来,供电公司科研小组,率先在220千伏线上实现微机保护装置,创造了电网保护先河,研发220千伏电气联锁回路,微机保护对数字化变电站尤其重要,为了使继电保护更加可靠,变电站可以共享备用保护单元和软后备信号流切换为依据,重点阐述如何通过应用关联,来发展变电站继电保护系统的可靠性。

继电保护是变电站实行综合自动化的重要组成部分,继电保护专业,科技含量高,电网对保护装置要求更高,为了解决双母线切换位置重叠、继电器节点抖动的缺陷,科研小组应一次次对保护切换回路进行改进,成功研制双母线电压切换继电器的使用方法,该方法试验成功后,受到了设计院专家们高度赞誉,并在全国电网中推广使用。

继电保护就是电网运行的神经系统,有一点问题,系统运行就会不灵活,数字化变电站继电保护的任务就是要以最快的速度更换、改造旧设备、旧装置,开发高端科技、高附加值的综合自动化新产品、新设备。微机保护让地区电网更坚强,安全、经济运行更稳定。

7结语

综上所述:在电力系统变电站运行工作中,保护操作是一项经常性常规性工作,保护操作也是易于出现事故的工作,保护操作过程中,一旦发生事故,就会造成人员伤亡、设备损坏、电网瓦解等各类事故。针对电网保护操作具有的易发性和严重性,所以,电网企业必须采取一系列有效措施,加强对电气操作人员的“可控”和“再控”,重点控制人的素质和行为,保证措施规定有效可行。通过课题研究,验证该装置在电网使用以来,针对继电保护系统特点进行大量反复性试验,不仅检验了系统设计的技术先进性和元件选型的正确性,其调节灵敏,可靠性高,性能好,运行稳定,而且该产品结构简单、合理,操作简单,维护方便,能为电网带来较好的经济效益。

参考文献

[1]王成元,等.矢量控制交流伺服驱动电动机[m].北京:机械工业出版社,1995.

[2]国家技术监督局.电动机继电保护与油压装置试验验收规程.

电力网继电保护原理篇6

关键词:10kV配电网;继电保护;故障处理

现在生产生活水平的提高,对电力能源的需求更大,电力系统一旦出现供电故障,势必会造成较大的损失,甚至还会出现安全事故。以提高电力系统运行可靠性为目的,对继电保护措施进行研究,争取以科学合理的手段来进行优化,减少各类常见故障的发生,从根本上来提高系统运行安全性。10kV配电网为电力系统的重要部分,将其作为研究对象,根据其运行特点做好继电保护研究,保证所选处理措施的有效性。

110kV配电网继电保护措施应用原则

1.1选择性原则

选择性原则即在配电系统出现运行故障后,可以及时将故障部分切除,避免对其他部分产生影响,最大程度上来多小影响范围,将损失控制到最低,并维持配电网系统的正常运行。对于10kV配电网来说,短路故障多选择应用主保护和后备保护两种措施。且主保护可以迅速响应,可以及时且有选择的切除被保护设备或者短路故障,维持其他部分的正常运行;后备保护则在断路器停止启动后,将故障切除,所需时间更长[1]。

1.2灵敏性原则

遵循灵敏性原则来选择继电保护措施,即要求可以在保护范围内,一旦出现运行故障,保护装置可以及时响应。根据10kV配电系统运行特点,合理选择保护装置,并进行合理搭配,保证在运行故障出现时,可以敏锐感觉,并及时采取保护动作,控制故障影响范围[2]。并且,提高继电保护灵敏性,使得配电系统可以就任何轻微故障产生反应,不仅提高系统运行可靠性,同时还可以降低后期电网维护难度。

1.3可靠性原则

所谓可靠性原则,即在保护范围内配电系统出现任何异常,保护装置均可以迅速采取措施进行保护,减少误动或拒动造成的问题。提高继电保护可靠性,保证在10kV配电系统运行出现异常后,根据实际情况迅速动作,及时切除异常部位,避免对其他部分产生不良影响,对提高配电系统运行安全性和稳定性具有重要意义。

1.4速动性

如果10kV配电网内出现异常运行情况,为避免造成大面积停电故障,而影响正常生产生活,就要求所设置的保护装置可以及时响应,具有良好的速动性,快速切除系统内故障,降低用户设备工作时间,避免造成元件的进一步损坏。就实际情况来看,如果配电系统出现故障,系统内保护装置具有一定延迟作用,设计时必须要根据实际情况来采取措施,保证继电保护速动性可以达到专业要求。

210kV配电网继电保护常见故障

2.1电流互感器过度饱和

为满足实际生产生活用电需求,电力系统建立日益完善,10kV配电网作为重要部分,必须要做好继电保护研究,减少运行故障的产生。但是就现状来看,电流互感器过度饱和问题依然比较常见。系统规模不断增大背景下,短路电流也不断增大,如果变、配电所出现短路故障,短路电流甚至可以达到正常电流的几百倍,甚至超过电流互感器额定电流[3]。对于稳态短路问题,灵敏度低的电流速断保护将会出现保护拒动情况,影响系统运行。因为电流互感器过度饱和,短路故障时,电流互感器无法有效感应二次侧电流,进而定时限过流保护装置拒动。假如配电所出线过流保护拒动,将会造成配电所进线保护动作,必须要全停整个配电所。假如配电所出线短路故障,通过主变压器或者母联断路器后备保护动作,便可将故障部分切除,避免故障进一步扩大,降低运行故障影响。

2.2励磁电流引发误动

电流速断保护为10kV配电系统继电保护关键措施,即将电路最大负载运行作为依据,根据最大运行状态下线路末端三相短路电流进行整定。因为灵敏度要求在1.2以上,则动作电流一般均比较小,尤其是系统存在较大阻抗时更为明显[4]。对于配电系统来说,往往会设置多台变压器,且线路较长,想要保证动作精确性,必须要保证动作电流校。正常情况下电流整定,不需要对投运时配电变压器励磁涌流对无视时限电流速断保护影响进行分析,这样便会出现励磁涌流初始值大于无时限电流速断保护值,在变电所10kV出线检修后恢复送电时,出现跳闸故障,影响供电系统的正常运行。

310kV配电网继电保护优化措施

3.1避免电流互感器过度饱和

针对10kV配电线路短路时,线路保护电流互感器过度饱和问题,应保证电流互感器变比稍微大一点,控制在300/5以上。且要避免保护与计量应用同一个电流互感器,并根据实际情况缩短电流互感器二次侧电缆长度,并加大二次侧电缆界面。另外,还可以在控制屏上就地安装保护侧控合一装置,降低电流互感器二次负载阻抗,解决电流互感器过度饱和问题,提高系统保护效果。

3.2消除励磁涌流误动问题

励磁涌流产生的误动,是影响配电网继电保护效果的主要问题,就以往经验来看,励磁涌流大小受时间因素影响,初始阶段涌流峰值比较大,进过7~10个工频周波后,基本上就可以对小型变压器涌流忽略不计,产生的影响十分小。针对此类特点,在设计时可以调整配电系统电流速断保护时间,延长保护装置中加速回路r间,避免励磁涌流造成的误动作,保证配电网可以可靠运行。

3.3继电保护方式合理选择

3.3.1定时限过电流保护

将电磁式信号继电器作为信号元件,以及电磁式中间继电器作为出口元件,和电磁式时间继电器作为中间继电器几部分形成一个定时限过电流保护体系,这样短路电流大小不会受继电保护动作时间影响,完全根据时间继电器整定确定,并且在一定条件下可以对时间继电器进行连续调整。此种保护方式根据选择动作时间来获得选择性,在实际应用中具有较高的灵敏性与速动性。

3.3.2反时限过电流保护

此种保护动作时间受短路电流大小影响,即电路电流越大动作时间越短,相反则短路电流越小动作时间越长。在实际应用中其内部结构复杂度高,调试难度大,且灵敏性和准确性要远低于定时限过电流保护,因此一般被设置在用户端进线开关部位。

4结束语

继电保护合理设计和有效运行,是提高10kV配电网可靠运行的重要保障,因此在设计时需要根据实际情况来选择科学合理的保护方法,并采取措施来减少常见故障的发生,保证供电稳定性,满足生产生活需求。

参考文献

[1]陈银艳.10kV配电网的继电保护措施分析[J].科技与创新,2016(20):132+136.

[2]荣芳.城市10kV配电网继电保护配置常见问题及对策分析[J].科技与创新,2014(15):44+46.

[3]孙志.10kV配电网继电保护探析[J].机电信息,2012(36):24-25.

电力网继电保护原理篇7

关键词:电力系统;继电保护;隐藏故障

中图分类号:tD611+.2文献标识码:a

随着电力系统的快速发展,对继电保护装置的要求也越来越高。继电保护系统的隐藏故障是造成大规模连锁停电的主要原因之一,隐藏故障的诊断以及继电保护的运行状态监视受到了广泛的关注,现有保护装置的自检技术仅能发现装置自身的部分硬件失效,不能完全解决保护装置的隐藏故障问题,也不能发现继电保护系统的原理缺陷。因此,研究继电保护隐藏故障的诊断方法,对提升继电保护可靠性具有很重要的意义。

1继电保护隐藏故障的概念

继电保护隐藏故障被定义为保护系统中的永久缺陷,此缺陷将导致继电保护系统不正确的切除电路元件,并有可能造成其它保护装置相继错误动作,造成连锁停电事故。隐藏故障在系统正常运行时故障现象并不明显,很难被发现。但是一旦外部有故障发生,继电器正确切除故障,电力系统潮流重新分配,在这样的运行状态下就可能会使含有隐藏故障的保护装置发生误动。

2继电保护隐藏故障的特征

在电网正常运行时,隐藏故障并不会使系统表现出异常,对电网几乎没有影响。但是,由于电网某些部分发生变化,如电网出现故障或过负荷等情况,隐藏故障就会被触发从而导致保护系统误动,更有甚者造成连锁故障的发生。继电保护系统中的硬件与软件都有可能存在隐藏故障,例如 pt、Ct、各种继电器、通信通道及软件设置错误等。

3继电保护隐藏故障的原因

隐藏故障可能由很多原因引起,主要有两类原因:

3.1设备或元件故障引起的隐藏故障。如元件失灵、磨损或者因为环境和不正确的人为干涉引起的元件损坏等。这类故障可通过人为检修发现,通过定期检修可以减少该类隐藏故障的发生,但要杜绝此类故障的发生却非常难。

3.2定值整定不合理引起的隐藏故障。这种隐藏故障可能是由于整定值和校准的错误,或者整定不能满足电网的全部运行方式引起的。尤其是系统结构或者容量经过改变时,而保护的整定值却没有做相应的修改,此时虽然继电保护装置能够正常运行,但是由于不正确的整定仍然会存在隐藏故障。

4 基于继电保护测量值相关性原理的继电保护隐藏故障诊断方法

根据继电保护的工作原理,研究对保护装置的静态特性和动态特性进行隐藏故障的诊断方法。重点研究静态测量环节、动态测量环节及保护定值的分支系数合理性,利用继电保护提供的丰富的信息,辨识出异常的测量信息,最终实现对保护装置隐藏故障的诊断。

4.1不同地点继电保护测量值的相关性

由微机继电保护的工作原理可知,电力系统出现扰动前,保护装置不启动,其测量环节仅计算电流、电压的幅值和相位,甚至仅做数据采集和起动判断而并不计算任何电气量。静态特性是指继电保护装置在未满足启动条件时,仅进行测量计算而不进行逻辑比较和跳闸出口环节,此环节涉及的硬件设备有互感器测量回路、连接电缆、端线、继电保护前置处理电路、采样及采样值计算等。正常运行时,存在于该环节的隐藏故障可能并不会马上表现出来,也不会造成保护误动作,但系统运行压力变大时,如一次电流增大或保护区外故障,此类隐藏故障将被激活,导致继电保护误动或者拒动。因此,为避免此类故障的发生,应注意此类隐藏故障的监测,其中保护装置测量回路正常工作与否是保护装置静态特性好坏的关键。

4.2 基于保护测量值相关性的静态隐藏故障监测方法

4.2.1继电保护装置测量回路的隐藏故障分析

继电保护装置测量回路由互感器、连接电缆、端线、变换器、模拟低通滤波器,采样保持电路、多路模拟开关、模/数转换电路等组成。若测量回路中任何一个环节出现故障,都将使保护装置获取不到正确的电网运行信息,有可能导致保护装置做出错误的判断。

4.2.2静态隐藏故障监测方法

各保护装置输入的采样值信息都具有很强的相关性,利用这种相关性可以鉴别出保护装置测量回路是否存在隐藏故障。对于变压器的电气量保护而言,通常都配备有基于电流信息的主保护,各保护装置输入的电流信息具有相关性。所以,诊断系统要求能够获得各保护装置的实时采样数据,并要求这些采样数据在时间上具有同步性。

4.3基于保护测量值相关性的动态隐藏故障监测方法

4.4.1 保护起动时的计算测量环节的隐藏故障分析

计算测量环节是把采集的故障数据进行集中处理,所涉及的元件主要是测量回路和测量计算元件等,是对这些元件进行隐藏故障的监测是避免该环节出现隐藏故障的关键。

4.4.2 基于保护测量值相关性的保护动态测量环节的隐藏故障诊断方法

在保护系统中,电网中相邻元件间的保护装置在功能上是互相补充的,各保护装置根据自身获取的测量值信息做出逻辑判断,根据自身获取故障信息的差异,从而做出不同的动作结果,保证了保护动作的选择性,因此保护装置的故障测量值正确与否是保护正确动作的关键。

4.4.3保护启动时测量值的相关性原理

对于同一故障信息,线路保护装置的测量值之间具有相关性,这种相关性与继电保护装置的保护原理有关,也与不同保护装置之间的电路结构有关。保护装置进入动态特性时进行的,因此它不但能够对保护的隐藏故障进行诊断,同时还可对保护动作时的中间动态过程进行有效监视,能够为分析保护性能提供依据。

结语

综上所述,分析继电保护隐藏故障的原因,结合继电保护工作特性与保护整定值的分支系数是否合理分别展开对继电保护隐藏故障的探讨。通过分析继电保护装置的静态特性,提出针对保护装置测量回路异常的诊断判据及诊断方法。在分析保护动态特性的基础上,提出保护启动时计算测量环节的动态隐藏故障诊断判据。通过研究继电保护隐藏故障的诊断方法,可以有效地提高继电保护故障的处理能力,确保电力系统稳定运行。

参考文献

电力网继电保护原理篇8

【关键词】 继电保护 现状 发展

1 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。转贴于

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。转贴于

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

近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域应用的研究也已开始[7]。神经网络是一种非线性映射的方法,很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题,应用神经网络方法则可迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动;如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。天津大学从1996年起进行神经网络式继电保护的研究,已取得初步成果[8]。可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。

3 结束语

建国以来,我国电力系统继电保护技术经历了4个时代。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为:计算机化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化,这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。

作者单位:天津市电力学会 (天津300072)

参考文献 1 王梅义.高压电网继电保护运行技术.北京:电力工业出版社,1981

2 HeJiali,ZhangYuanhui,Yangnianci.newtypepowerLineCarrierRelayingSystemwithDirectionalComparisonforeHVtransmissionLines.ieeetransactionspaS-103,1984(2)

3 沈国荣.工频变化量方向继电器原理的研究.电力系统自动化,1983(1)

4 葛耀中.数字计算机在继电保护中的应用.继电器,1978(3)

5 杨奇逊.微型机继电保护基础.北京:水利电力出版社,1988

6 HeJiali,Luoshanshan,wangGang,etal.implementationofaDigitalDistributedBusprotection.ieeetransactionsonpowerDelivery,1997,12(4)

电力网继电保护原理篇9

【关键词】继电保护现状发展

1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

近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域应用的研究也已开始[7]。神经网络是一种非线性映射的方法,很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题,应用神经网络方法则可迎刃而解。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动;如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快。天津大学从1996年起进行神经网络式继电保护的研究,已取得初步成果[8]。可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。

3结束语

建国以来,我国电力系统继电保护技术经历了4个时代。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为:计算机化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化,这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地。

作者单位:天津市电力学会(天津300072)

参考文献

1王梅义.高压电网继电保护运行技术.北京:电力工业出版社,1981

2HeJiali,ZhangYuanhui,Yangnianci.newtypepowerLineCarrierRelayingSystemwithDirectionalComparisonforeHVtransmissionLines.ieeetransactionspaS-103,1984(2)

3沈国荣.工频变化量方向继电器原理的研究.电力系统自动化,1983(1)

4葛耀中.数字计算机在继电保护中的应用.继电器,1978(3)

5杨奇逊.微型机继电保护基础.北京:水利电力出版社,1988

6HeJiali,Luoshanshan,wangGang,etal.implementationofaDigitalDistributedBusprotection.ieeetransactionsonpowerDelivery,1997,12(4)

电力网继电保护原理篇10

关键词:电力系统继电保护发展现状

中图分类号:tm63文献标识码:a文章编号:1672-3791(2013)01(c)-0120-01

继电保护作为电力系统中的重要组成部分,其核心作用在于被保护的电力系统元件出现故障时,该元件的继电保护装置能够第一时间给最近的断路器发出跳闸命令,使故障元件及时从电力系统中断开,将电力元件自身的损坏程度降到最低,以此来减小电力系统安全供电的影响,满足电力系统稳定运行的要求。由此可见,完善继电保护装置的性能,是提高电力系统安全运行的关键所在,在分析继电保护技术发展现状这一问题上,本文从以下几个方面出发进行分析。

1继电保护的作用

结合当前国民生产的实际趋势,对电力资源的需求量越来越大,电力供应紧张导致多地出现供电危机,部分地区在缓解这一现象时,多数选择停电、限电措施。鉴于此,维护电力系统安全就显得格外重要。作为电力系统安全维护方式中的一种,继电保护能够在电力系统出现故障时,第一时间将出现故障的设备进行自动切除,并及时的发出警报信息,维护人员在接到警报信息后及时的对故障设备进行修复,将电力损失降到最低。

在实现电力系统继电保护的过程中,其基本条件在于继电保护装置,要想从根本上提高继电保护的安全性,其保护装置除了具备科学先进、行之有效的特点外,还应具备一定的灵敏性,一般来讲,针对继电保护装置的特点,主要体现在以下几个方面:首先,灵敏性。电力系统在运行中,一旦出现故障,轻则浪费大量的电力资源,重则引起严重的安全事故。保护装置只有具备高度的灵敏性,才能在设备出现故障时,第一时间切断电源,将报警信息传递给相关部门的维修人员,使其及时的采取措施进行维修。其次,可靠性。继电保护装置在日常运行中,不会发生拒动或误动等不正常现象,尤其在继电器回路接点与接线上,应确保其简练有效。最后,选择性。针对出现故障的电力系统,多数继电保护装置会结合着故障的大小有选择的进行切除,以此来确保系统其他正常部分的安全运行。

2继电保护技术的现状

继电保护技术在我国的应用,具体可以分为以下三个阶段:20世纪70年代开始研究集成电路保护技术;80年代末集成电路保护基本上已经形成了完整系列,并逐渐取代了晶体管保护;而到了90年代,我国的继电保护技术进入了微机保护时代。至此,我国继电保护学科、技术、继电器的制造以及科技人才的队伍,才逐渐在吸取国外先进技术的基础上,形成了一只具备深厚理论功底和丰富运行经验的继电保护技术人才;在长时间的探索、研究中,形成了具备一定规模的继电保护装置研究体系,为我国继电保护技术的应用发展做了铺垫。

在21世纪网络技术迅速发展的实践,计算机控制技术在电力系统继电保护中的应用,大大提高了继电保护装置的使用性能,但同时也对继电保护技术提出了新的要求。针对原理、机型不同的微机线路及设备,都需要与之相符、性能优良的继电保护装置。只有这样才能发挥出继电保护装置的使用性能,为电力系统的安全运行提供可靠保证。

3继电保护技术的发展

网络技术的普及应用,推动信息化社会发展及改变人们生产活动的同时,也进一步推动了微机继电保护技术的发展,使其在原有的基础上更加网络化、智能化,针对继电保护技术的发展,本文从以下几个方面进行分析。

3.1计算机化

结合当前我国计算机的发展趋势,其硬件设备及软件设施也在原有的基础上取得了突破性进步。微处理机中的单片化及相关功能都在原有的基础上大大增强,其片内硬件资源也得到了相应的扩充,而单片机与DSp芯片的融合,大大提高了系统的整体运算能力及网络通信芯片的应用能力。这些技术在继电保护装置上的应用,提高了继电保护设备的可靠性与灵敏性,在提高设备信息化的同时,还推动了继电保护装置的计算机化。一般来讲,随着电力系统的迅速发展,在很大程度上提高了对微机保护的要求,微机系统除了具备基本的保护功能外,还应具备大容量的数据存放空间,确保故障信息及相关数据能够顺利储存、翻阅;与此同时,微机系统的数据处理功能、通信功能,都关系着整个保护装置的运行状况,这些都需要设计人员结合着电力系统的实际状况,有针对性的进行设计,确保电力系统的安全运行。

3.2网络化

面对当前信息社会的发展趋势不难看出,计算机网络已成为这一时代的主要潮流,在影响各个领域发展的同时,还给各个工业领域提供了强有力的通信手段。继电保护网络化,能够凭借网络的优势,将故障部件信息及时的传递给电力系统的总控制台,技术人员在接到报警信息后,第一时间对故障部件进行处理。与此同时,继电保护技术的网络化,除了传递、接收信息快之外,还能形成一定的网络交流平台,方便不同地区的电力部门进行沟通、交流。

3.3智能化

随着计算机网络技术在电力系统继电保护领域中的应用,各种控制原理及方法应运而生,在提高计算机继电保护性能的同时,还大大改善了继电保护装置。近年来,在技术人员的研究、探索下,各种各样的人工智能技术被应用到电力系统的继电保护中,如人工神经网络、小波理论等等,在提高继电保护研究层次的同时,进一步提高了继电保护技术的智能化,从而为继电保护技术的指明了发展方向。

4结语

综上所述,随着我国用电量的逐渐增大,电力资源的安全运行已经成为相关部门急需完善的问题之一。继电保护技术是确保电力系统安全、稳定运行的核心因素,在整个电力系统中有着极其重要的作用。这就要求相关技术人员能够结合着我国电力系统的实际发展状况,完善继电保护技术,为我国国民经济的发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1]韩殿龙,程志武,周晓东.电力系统继电保护技术的发展方向[J].中国新技术新产品,2010(3).

[2]马顺绪.浅谈电力系统继电保护技术的发展趋势[J].科技经济市场,2010(4).

[3]孙爱军.论电力系统继电保护技术的现状与发展[J].现代商贸工业,2010(9).