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关于继电保护原理十篇

发布时间:2024-04-26 01:36:14

关于继电保护原理篇1

关键词:水电厂;继电保护;隐藏故障;诊断;方法

中图分类号:tm77文献标识码:a

水电厂担负着电力系统的调峰调频任务,对电力系统的稳定运行具有举足轻重的地位,继电保护系统隐藏故障是造成水电厂机组事故的主要原因之一。因此,研究水电厂继电保护隐藏故障的诊断方法,提升继电保护可靠性,对水电厂机组的安全稳定运行意义重大。

1继电保护隐藏故障的概念

水电厂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,造成机组停机事故。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,严重威胁水电厂机组的安全运行。

2继电保护隐藏故障的特征

在水电厂机组正常运行时,隐藏故障并不会使机组表现出异常,对水电厂机组几乎没有影响。但是,由于水电厂机组出力发生变化或者电力系统出现故障时,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,就会威胁到水电厂机组的安全运行。

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,或者整定不能满足水电厂机组的全部运行方式引起的。尤其是水电厂接线或者机组容量改变时,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。

3.2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。

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基于保护测量值相关性的静态隐藏故障监测方法

4.1.1静态隐藏故障监测方法

水电厂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,确保保护定值的准确性。

4.1.2继电保护装置测量回路的隐藏故障分析

水电厂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,造成保护误动。

4.2基于保护测量值相关性的动态隐藏故障监测方法

4.2.1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

在水电厂保护系统中,电气接线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。

4.2.2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。

4.2.3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。

4.3不同地点继电保护测量值的相关性

水电厂机组在正常运行时,由于电力系统出现扰动,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,将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。

结语

综上所述,分析水电厂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。通过研究水电厂继电保护隐藏故障的诊断方法,可以有效地提高水电厂继电保护故障的处理能力,确保水电厂机组的安全运行。

参考文献

[1]贺家李,李永丽,董新洲.电力系统继电保护原理[m].中国电力出版社.2010

关于继电保护原理篇2

【关键词】电力系统;继电保护;成因;处理办法

电力系统在社会中发挥着重要的作用,没有电,社会就无法进行正常的生活、生产以及发展。继电保护是在电力系统发生故障的时候,可以在最短的时间内将系统中的故障设备进行切除,或者是发出故障警报由相关的工作人员进行处理。所以,从目前来看,电力系统的安全性主要是依赖于继电保护的稳定性。因此,了解继电保护不稳定的成因是提高继电保护稳定性的重要手段。

1电力系统继电保护不稳定成因分析

从整体上来说,造成电力系统继电保护不稳定的原因主要有三方面:人为因素、继电保护系统的硬件因素以及其软件因素。

1.1人为因素

人为因素是导致电力系统继电保护不稳定的主要原因之一,根据调查报告显示,人为因素造成电力系统故障的比例占40%左右。例如安装人员没有按照设计要求或者相关的操作规范进行接线、检修人员没有按照规定对设备进行检查养护、运行人员的操作失误等这些都是电网中人为因素而导致继电保护不稳定的现象。

1.2继电保护系统的硬件因素

(1)继电保护装置。继电保护装置直接决定着电力系统的安全性,数字量输入/输出模块、模拟输入模块、中央处理模块以及电源供应模块等,这些模块装置都与继电保护的可靠性有着密切相关的联系。

(2)继电保护辅助装置。继电保护辅助装置主要包括有三箱操作继电器箱、分相操作继电器箱以及交流电压切换箱等,它们在电力系统中发挥着重要的作用。

(3)二次回路。二次回路一般产生的故障主要是由于二次回路绝缘或老化从而导致接地等因素。

(4)断路器。断路器在电力系统中占有重要的位置,它不仅影响着继电保护的可靠性,而且还对电力系统主接线的可靠性产生影响

(5)装置的通道、接口及通信。装置系统最容易发生的故障是通信阻断故障,这些故障直接对继电保护装置的正常运行产生影响。

1.3继电保护系统的软件因素

继电保护系统的软件因素主要是导致装置产生拒动或误动现象,而影响软件可靠性的原因是:软件结构设计不符合规范、测试不标准、分析不准确、编码出错、定值输入/出有误等。

2电力系统继电保护不稳定成因的处理办法

2.1采用正确的检测方法

(1)顺序检测。顺序检测法主要是按照外部检测―绝缘检测―定值检测―电源性能检测―保护性能检测顺序,通过检验调试的手段检测出系统故障的原因,一般适用于逻辑有误或者微机出现拒动现象等事故处理中。

(2)逆序检测。逆序检测主要是按照从系统故障的结果到故障原因的顺序,利用故障录波以及微机事件记录等手段查找故障根源,一般适用于继电保护装置出现误动的事故处理中。

(3)整组实验法。整组实验法主要是检测继电保护装置的动作时间和动作逻辑,在短时间内可以对系统故障进行模拟再现,从而找出故障的原因。

2.2充分利用故障信息

(1)充分利用时间记录和故障录波。时间记录和故障录波是故障处理的重要依据,相关的工作人员可以根据这些故障信息作出正确的判断和解决措施。

(2)如实反映人为事故。某些系统在发生继电保护故障后,由于信号指示无法找到故障原因或者是没有信号指示灯,因此出现无法判断是设备事故还是人为事故的现象。这种现象的产生主要是因为工作人员的重视度不高,措施不及时等原因造成的。对于人为事故必须要如实反映和正确对待,从而避免时间的浪费。

3提高继电保护的可靠性和正确性的措施

3.1提高继电保护可靠性的措施

(1)在制造或是选择继电保护装置的过程中,要严格检查其质量的优劣,保障保护装置质量的合格,同时提高装置中的各个元件质量,尽量采用优质的保护装置。

(2)在设计、安装以及调试的过程中,相关的工作人员应该采取一定的措施,例如设置隔离变压器、增设闭锁电路、加设接地电容等,切断干扰,从而为晶体管的保护提供一个基础条件。

(3)在设计、装置晶体管的过程中,应该要充分考虑到晶体管的特殊性质,尽量安装在隔离高压室的区域,从而避免晶体管因受到干扰而产生故障。

(4)检测人员、运作人员及调试人员等相关的工作人员应该不断的提高自身的专业知识、专业技术、工作责任心等综合素质,避免因为人为因素而造成的人为事故。

(5)工作人员应该加强对继电保护装置的运行维护力度和提高解决故障处理能力,并进行定期的检查,制定预防事故发生的措施,从而提高继电保护装置的可靠性。

(6)为了保障电力系统的稳定性,相关的工作人员必须具有快速及时切除故障的能力。

(7)在设计、整定计算继电保护装置的过程中,应该充分考虑到元件配置的合理性,提高继电保护装置的可靠性,从而为装置在故障发生的过程中具有选择性动作提供一个保障条件。同时还可以在电力系统中装置“备用电源自动投入装置”,从而保证供电的安全性。

3.2提高继电保护正确性的措施

工作人员在学次图纸和保护原理的过程中,应该对继电器、信号吊牌、压板以及二次回路端子进行熟悉的掌握,严格按照“两票”的规范要求执行,同时还要按照正确的操作规范对继电保护运行进行操作。每次的推出和投入,都要根据设备的调度为依据,为了保证继电保护投入及推出的正确性,工作人员应该在继电保护运行过程中,编入合理的每套保护的名称、时限、压板等的使用说明书。

在继电保护装置出现异常的时候,工作人员除了加强监督与检查外,还应该针对以下情况,及时推出。

(1)当母差出现交流短线、直流电压消失、不平衡电流不是零,母联开关串代线路、恢复到道闸操作中等现象的时候,应该及时退出。

(2)当出现定期通道实验参数有误、继电保护装置故障、通道发出异常信号等现象时,应该及时退出。

(3)当出现pt退出运行、三相电压回路断线、磁电流过小或过大、符合电流过大等现象,应该及时退出。

4结束语

随着我国科学技术的不断发展,继电保护应该利用现代先进的技术,向计算机化、网络化、科技化、智能化的方向发展,这就要求相关的工作人员需要不断提高自身的综合素质,实现继电保护可靠性的目的,从而保障电力系统的正常运行,为我们的生活、生产作出巨大的贡献。

参考文献:

[1]李青.电力系统继电保护不稳定成因分析和事故处理方法[J].通讯世界,2013(18).

[2]林文亮,刘晓冉.电力系统继电保护不稳定产生因素及应对策略浅谈[J].河南科技,2013(14).

关于继电保护原理篇3

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

[1]吴旭.基于n-k故障的电力系统运行风险及脆弱性评估[d].北京:华北电力大学,2013.

[2]郭创新,陆海波,渝斌,等.电力二次系统安全风险评估研究综述[j].电网技术,2013(01):112-115.

[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.

[4]何宁.继电保护可靠性及其风险评估研究[j].广东科技,2013(16):93-94.

关于继电保护原理篇4

【关键词】继电保护装置;原理;内容;可靠性

根据电力行业的相关规定,在没有继电保护情形下,不能运行任一电力设备。这一明文规定强调了继电保护的重要性,因而如何提高继电保护运行的可靠性,对电力设备的安全运行及电网系统的安全都有着极为重要的影响。

1.继电保护装置的概念及作用

所谓继电保护装置,就是一种在电网系统中,当电气原件出现异常或故障情况时可以自动使线路跳闸或是发出异常信号的装置。继电保护装置具体有以下作用:切除故障原件作用,继电保护装置作为一种自动装置,可以在电网系统中某一原件出现异常时自动定位该故障原件并对其切除,使其他正常线路得以运行从而使电力系统保持稳定。自动警告作用,当电力系统出现故障时,继电保护装备可根据不同情况发出警告信号,以提醒工作人员及时进行维护修理。监控护设备的运行状态,继电保护装置可对其保护设置的运行情况、电压电流等指数等数据进行实时监控。自动启用备用电源,电源出现中断时,继电保护装置可及时自动启动备用电源,防止电力设备正常运行[1]。

2.继电保护的原理及要求

2.1继电保护的原理

电力系统在正常运行和运行异常两种情况下的电气量有着极大的不同,继电保护所用原理即是通过这种不同的变化对电力系统运行情况进行鉴别,并对异常部分进行切除。

2.2继电保护的要求

继电保护需满足以下要求:继电保护装置要及时、灵敏、可靠并有选择性;具有经济性,成本低且维护频率低以及费用少。

3.提高继电保护运行可靠性的措施

3.1严格验收程序

对于新近安装的继电保护装置必须认真检查,并做多次绝缘测试,验收合格后还要接电运行测试,确认合格后方能试运行。对于新近维修后的继电保护装置,必须配备专业的工作人员进行反复检验,确认合格后方能再次投入使用。被保护主设备发生变动或改造后也要对继电保护装置进行再次检验,确认其可靠性。

3.2严格检查工作

运行人员的检查:继电保护装置正常运行过程中,以两个小时为一期进行全面检查,工作人员进行交接时对装置进行检查,对继电保护装置的以下内容进行检查:信号灯、运行灯闪烁情况,开关位置,发热情况及有无异常气味。检修人员的检查:对继电保护装置进行每天检查,核查装置以往故障并对继电保护装置的现有软件等进行定期核查,关注有无新版本,严格执行规定,谨防继电保护装置出现操作故障。

3.3做好运行工作

运行人员对继电保护的原理必须深入掌握,熟悉图纸,能够根据图纸进行运行操作。在装置运行规范中对装置进行明确标注和介绍,并将各装置的详细使用说明附于其中,防止出现不会操作或操作失误。一旦发现继电保护装置出现故障或异常,要严格按照保护制度进行工作并对故障进行及时诊断和解决。

3.4对继电保护装置定期维护检测

日常工作中认真维护继电保护装置,出现轻微问题及时解决。用不同颜色的标签纸将各操作区区分,防止出现失误操作。定时检修,按照规定周期检修,装置测试时要求运行人员和专业人员到场监督检查。

3.5对出现保护动作情况进行分析

继电保护装置出现保护动作后,禁止立即实施信号归位工作,而应对装置进行检查并记录。根据记录以及保护动作发生后的各项指标数据进行详细分析,判断原因。若保护动作因操作失误引发,必须及时追查责任,并对工作人员操作能力进行培训提高,若是因电力系统故障而引发,则要尽快对电力系统出现故障的部分进行更换或维修,避免再次发生故障。

3.6对装置进行技术改造

科学管理直流电源,加强装置的二次绝缘水平,杜绝绝缘效力降低及直流电接点的现象;将二次回路的直流电源进行科学有效的整改,将控制与保护回路进行分开处理。使得直流接地的查找与处理工作得到有效的简化,避免在直流接地后引起的保护误动或者不动。

对二次回路的强化管理,在工作现场应对二次回路的小线,采取保护压板以及继电器的接线标示与电缆标示应做到标示准确美观,清楚明显;对二次回路进行定期、全面的检查,严防二次线寄生的情况出现,防止发生回路错误或者寄生回路引起的保护误动;由于交流回路与直流回路都是相对较为独立的系统,为了防止两者相互干扰,在二次回路当中交直流不能采用同一电缆;二次回路意识图应符合施工现场情况,并结合实际情况进行不断的完善。

及时将保护装置进行型号更换,若存在缺陷、超期运行及保护功能未能满足相关要求的保护装置,应给予改变型号;及时的将不合格的型号进行更换可造成保护装置不必要的误动,进而使继电保护得到安全正常的运行,使系统能够稳定性得到提高;在换型式应对装置的可靠性、灵敏性、选择性以及快速性的要求进行综合考虑,并结合装置的运行维护及调试方便等进行考虑,进而实现统一管理[2]。

关于继电保护原理篇5

关键词:继电保护;整定计算;特点;要求

中图分类号:tm58文献标识码:a文章编号:

前言:随着我国电网建设的蓬勃发展,继电保护作为一种必不可少的设备广泛的应用于各级电压的电力系统中,尤其是在110kV及以上电压等级中更是得到了广泛的应用。由于继电保护在电网中非常重要,一旦出现故障,轻则引起大面积的停电现象,重则严重危害人民群众的生命财产安全。因此,我们一定要加强继电保护的整定计算工作,保证继电保护装置的安全,保证电网的安全、平稳运行。

1.继电保护整定计算的特点

由于科学技术的飞速发展,不仅继电保护原理得到了长足的发展,其主要组成元器件也发生了巨大地变化。在经历了近百年不同的发展阶段后,继电保护正向着智能化、网络化发展,集测量、控制、保护等功能于一身。为了适应当前的发展趋势,我们就要不断通过研究新型计算方法,在研究中逐步解决问题。这就需要我们在不断学习,充实自己的系统知识与理论知识的同时加强个人道德品质的培养,不仅做到技术上‘专业’,也要做到工作态度上‘专业’。

由于各种保护装置在不同的电网变化的情况下,造成了整定计算也随之发生了变化。当然,伴随着电力系统中运行方式以及基本建设发展的变化,达到或者超出设定范围时,会造成继电保护的整定计算工作超限,因此必须重新进行设定,以满足全新的系统运行情况。我们一定要充分考虑到继电保护的可靠性、选择性、灵敏性以及快速性,在这些之间进行充分选择,制定出一个合理的整定计算方案。最后,继电保护的整定计算工作一定要进行辨证、综合以及统一的运用。

2.整定计算需注意的几点意见

继电保护整定计算工作中有以下几点需要注意,现分述如下:

2.1定值计算资料管理

定值计算需要准确无误的计算资料,这是进行定值计算的前提。它包括:一、二次图纸;所带变压器、电容器、消弧线圈、电抗器等铭牌数据和厂家说明书;电压互感器、电流互感器变比和试验报告;实测线路参数或理论计算参数;保护装置技术说明书、现场保护装置打印清单等。在继电保护及安全自动装置相关运行、整定管理规程中也要求:一般在设备投运前三个月将设计图纸、设备参数和保护装置资料提交负责整定计算的继电保护机构,以便安排计算。实测参数要求提前1个月送交,以便进行定值核算,给出正式整定值。但是,在实际工作中,往往会有各种各样的原因使得我们的基础数据管理出现漏洞。所以,我认为定值计算资料管理这一环节是继电保护整定计算工作的危险点。

2.2短路电流计算

短路电流计算是整定计算是否准确的前提,它的准确与否决定整定计算的准确度。系统的运行方式和变压器中性点接地方式又决定短路电流计算的正确性。

合理地选择运行方式是改善保护效果,充分发挥保护系统功能的关键之一。但选择运行方式应与运行方式部门进行充分沟通,通过计算确认现有的电气设备是否能满足运行的要求,如有不合理或不符合要求时,及时提出改进方案,使电气设备能满足系统安全稳定运行的要求,不能因为继电保护整定的需要而对电气一次设备的运行做出限制。

变压器的接地方式是由继电保护整定计算人员来确定的。合理地选择变压器的接地方式可以改善接地保护的配合关系,充分发挥零序保护的作用。由于接地故障时零序电流分布的比例关系,只与零序等值网络状况有关,与正、负序等值网络的变化无关。零序等值网络中,尤以中性点接地变压器的增减对零序电流分布关系影响最大。因此,应合理地选择变压器的接地方式并尽可能保持零序等值网络稳定。

3.微机型保护装置的参数选择

由于电力系统中广泛采用了微机型继电保护装置,给我们的整定计算工作带来了全新的困难,并且由于厂家繁多,各个产品的原理以及参数设置等都不尽相同,因此我们必须熟悉各种继电保护装置的原理以及结构,特别是要通过合理控制字以及正确设置继电保护装置的参数。例如:许继的wFB-800发变组保护中逆功率保护功率定值则采用实际功率数据(单位为瓦),而南瑞公司研发的RCS-985发变组保护中逆功率保护功率定值为百分数,而aReVa公司micomp系列保护则需要与电脑联接进行保护出口矩阵编写。尽管参数问题在继电保护的整定计算中非常重要,但是在实际的工作中,绝大多数的情况下仍然得不到有效地重视与管理,就造成了机电保护装置无法发挥全部的功效,给电网的安全运行留下了隐患。因而,我们一定要在认真分析厂家说明书等相关技术资料的同时还要了解装置功能的设计方式,继而做到正确的设置装置的参数,使机电保护装置发挥应有的作用,保护电网的安全运行。

结束语:

随着我国经济的飞速发展以及电网的广泛普及,我国对电力的需求急剧增高,电力事故的出现,极大地影响了人民群众的日常生活并对其人身财产安全带来了一定的危害。然而我国的电力行业现状不是很理想,缺乏统一的信息化沟通渠道以及统一指挥,并且电力行业长期处于垄断式的发展中,造成了管理、安全理念落后,所以我们一定要采取适当的方法措施,提高继电保护运行的可靠性,避免事故的发生。严格的掌控住继电保护整定计算中的重点和难点,提高整定计算的安全性,对于切实的提高继电保护的可靠性具有着十分重要的意义。因此,如何才能将继电保护的整定计算问题原因具体分析、工作落实到位,这些都是我们现在面临的急需解决的问题,继而才可以推动我国电力事业的可持续发展。

参考文献:

[1]王维章.电力系统继电保护基本原理[m].北京:清华大学出版社,2001.

关于继电保护原理篇6

关键词:高压电网继电保护技术问题发展对策

我国高压电网继电保护技术经过研究和发展,已经在电力系统中得到广泛的应用。由于积累了丰富的运行经验并且产生了显著的经济效益,因此在提高电力系统运行管理水平方面起到了积极的推动作用。进入21世纪以来,在高压电网继电保护中大量应用了神经网络和全球卫星定位系统,取得了良好的效果,从而促进了高压电网继电保护的研究方向向着计算机化、网络化、智能化和通信一体化方向发展。

1我国高压电网继电保护技术的工作原理

高压电网继电保护是电网安全、稳定运行的可靠保障。电网由于受自然的(如雷击、风灾)、人为的(如设备制造上的缺陷、误操作等)因数影响,不可避免地会发生各种形式的短路故障和不正常工作状态,都可能在电力系统中引起事故。高压线路和电力设备发生故障的前后会有某些突变的物理量,以这些物理量为变量,当这些变量达到某一个数值时就会启动逻辑控制环节,促使相应的服务器给通信接入设备发出相应的跳闸脉冲和信号,这就是高压电网继电保护的原理。这样就形成一个电网故障保护系统。当高压电网发生短路后,根据电流、电压、线路测量阻抗等的变化,启动电网故障保护系统,电网故障保护系统结构如图1所示。

高压电网内部故障和外部故障时被保护电力设备两侧电流相位存在着一定差别。我们这里所规定的电流的方向为:从主线流向线路。当两旁的电流大小相等,而相位差一平角时,就代表电流正常运行和线路外部故障;当两侧电流大小不等而相位相等时,则代表是电流线路内部故障。因此,可以利用两侧的电流、相位或者功率方向的差别构成各种差动原理的保护(内部故障时保护动作),如:纵联差动保护、相差高频保护和方向高频保护等。

当电力设备正常运行或者发生对称故障时,负序分量和零序分量都非常小,几乎接近于零;当电力设备发展不对称故障时负序和零序都较大。因此,构成零序保护和负序保护可以根据这些分量是否存在而决定,并且这种保护形式具有良好的选择性和灵敏性。

2我国高压电网继电保护技术的现状及存在的问题

2.1我国高压电网继电保护技术的现状

目前,各种原理采用不同技术实现的继电保护层出不穷,无法统计。小型水、火电厂和配电变电站仍在大量使用电磁型继电保护,如:BCH-2型差动继电器、采用电磁型继电器组装的备用电源自动投入装置等。在配电线路上仍在普遍采用电磁型电流保护。在中型发电机和变压器上仍在广泛采用晶体管型比例制动原理的差动保护。主网和新建的由大机组和大型变压器构成的发电厂和变电站的继电保护已完全微机化。除此之外,少量的发电机、变压器和输电线路上还有采用集成电路保护的。另外,智能型继电保护的雏形已经形成且有试运行的装置,还有计算机理论上可以实现的各种原理的继电保护。所以,从原理层面来分类,我国高压电网继电保护种类繁多,这些都给从事继电保护工作的工程技术人员掌握继电保护现代技术增加了难度。

2.2我国高压电网继电保护技术存在的问题

2.2.1高压电网电流感应器容易故障

由于我国电力系统的不断发展,很多高压电网系统短路电流会随着变大,当高压电网出口处发生短路时,这时候的电流一般会比较大,有时候可以达到电流感应器一次额定电流的几十倍。当出现短路故障时,高压电网短路电流倍数越大,电流感应器产生的误差会越大,使灵敏度低的电流速断保护就可能拒绝动作。在高压电网线路短路时,由于电流感应器容易故障,测量到一次电流会非常小甚至等于零,这样就会使得定时限过流保护装置拒动。如果是在电力设备出线故障则要靠母联断路器或主电力设备的后备保护来消除,使得故障时间长了,也不断扩大了故障范围;而当在变电站的出线过流保护拒动造成变电站进线保护动作,则将使整个变电站全停。

2.2.2高压电网中的开关系统及开关稳定性差

当发生故障时保护虽然可以打开,但是开关系统却已经失灵,这主要是因为高压电网继电保护与开关操作的相互关联的,这样就使得保护完全失去作用。这是因为有些开关运行的时间长了,继电保护的可靠性和系统稳定性相对下降,主要的影响因素有:机械部分老化、连杆动作迟钝、开关动作不稳定、弹簧系统完全失效、调整参数不规范、锈蚀磨损以及开关系统工作时间长等。当高压实验结果存在差错时,就会造成开关系统越级跳闸。

2.2.3高压电网继电保护工作管理人员技术水平有待提高

导致误跳闸或者越级跳闸的原因主要是某些继电保护工作人员对微机保护等新型保护了解不够而造成了维护不全面以及整定结果时出现偏差等。由于保护装置调试的质量直接关系到保护是否能够正确动作,因此必须提高电网继电保护工作管理人员的技术水平,并且在高压电网模拟实验时要仔细严谨不能马虎。保护误动与拒动的隐患包括跳闸压板接触不良、锈蚀造成接触电阻偏大或者漏接等。

3我国高压电网继电保护技术的发展对策

3.1用全球卫星定位系统建立高压电网继电保护通信一体化

20世纪90年代,美国建成的卫星定位和授时系统就是GpS,即全球卫星定位系统,这种系统拥有24颗空间导航卫星组成的,分为地面测控站和GpS接收机两大部分组成,具备全球性、全天候连续实时定位和授时功能,而且无条件向各个领域开放,从而成为全球共享的一个高科技资源。在寻航、军事、民用各方面有广泛的应用。从21世纪初以后,发达国家相继开展了GpS在电力系统和高压电网继电保护技术中的应用研究,取得了一系列工作成果。GpS在高压电网继电保护技术上应用时,主要是从GpS接收机获取精确时间和同步脉冲信号,进行电网统一时钟和同步采集,实现全国电力系统时间的真正统一。GpS接收机能提供两种时间信号,时间和同步误差不大于2us,这样就可以缩短高压电网继电保护中的通信时间,建立通信一体化。

3.2利用神经网络提高高压电网继电保护的智能化

在神经网络出现之前就已经使用了大量的数据,这些都分为正常运行和不正常运行两方面,但是作为训练的内容,就要通过Bp算法不断的修改网络的定值来确保一定的输入有期望的输出。而当神经网络出现后,就可以根据现场的特殊情况进行现场学习,不断提高ann内存知识量。

在准确性方面,全比数据窗建立的神经网络优于利用半波数据窗建立的神经网络,因此采用全波数据窗建立的神经网络进行保护,神经网络是一种非线性映射的方法。

不管保护装置的因果关系是复杂的、模糊的、动态的、非线性的还是非平稳随机的,使用神经网络理论建立的保护装置都可以分辨这些复杂的模式。通过神经网络(ann)与专家系统融为一体而变成神经网络专家系统,神经网络在继电保护领域得到广泛应用,可以解决用常规方法难以解决的问题。

3.3加大对高压电网继电保护的投入,更新保护装置设备

要深刻了解和掌握高压电网继电保护与电网安全稳定运行的关系、供电与企业效益的关系。为了增加保护装置动作的可靠性,一定要加大对高压电网继电保护的投入,尽快淘汰落后的设备而更新保护装置设备。保护装置与输出电压存在一定的正相关系,如图2。

图2保护装置与输出电压关系

因此为了确保保护装置的正常运行,进行保护效验是相当重要的,同时高压电网继电保护装置的运行效果也取决于效验的准确性。总之,在不影响正常安全生产的情况下,及时更新继电保护效验设备并建立完善的供电网络系统,是确保各回路均有足够保护整定时间,使保护装置校验做到应校必校,不漏项,不简化。

4结论

由于电力科技含量不断提高,高压电网继电保护技术不断地发展,要保证电网安全稳定运行,高压电网对继电保护的要求不断提高。除了装置本身的基本功能外,还应具有大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,具有与其他继电保护和调度联网共享信息和网络资源的能力。因此,微机化、网络化、智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展是不可逆转的发展趋势。必须不断提高高压电网继电保护管理水平,完善高压电网继电保护相关管理制度,加大工作管理人员的培训力度,提高继保工作人员掌握继电保护现代技术的能力,变被动管理为主动管理,才能防患于未然。

参考文献:

[1]吴晓梅,邹森元主编.国家电力调度通信中心编.电力系统继电保护典型故障分析[m].中国电力出版社,2008.

[2]陈健.淮安电网继电保护运行管理[J].科技信息,2009(11).

关于继电保护原理篇7

关键词:农科院校;继电保护;多媒体教学

作者简介:李裕(1979-),女,云南通海人,云南农业大学工程技术学院,讲师。(云南昆明650201)徐云江(1978-),男,云南石林人,昆明供电局石林供电有限责任公司,助理工程师。(云南石林652200)

中图分类号:G642.0文献标识码:a文章编号:1007-0079(2013)05-0070-02

一、“电力系统继电保护原理”课程现状分析

“电力系统继电保护原理”是电力类各专业的一门主干专业课程,几乎以下所有教材一直都在按电力系统的几大组成部分来组织教学内容:继电保护基本元件、线路保护原理、变压器保护原理、发电机保护原理、母线保护原理、重合闸及微机保护等。“电力系统继电保护”作为农科院校电气专业的一门必修专业课,目前在云南农业大学电气系的教学中存在以下问题:

1.“电力系统继电保护原理”教学内容与工程实际脱节

目前的继电保护装置多为微机型继电保护,而“电力系统继电保护”教材大多数都用电磁型或集成型保护装置来讲解保护原理,这些装置结构复杂,所涉及知识面较广,学生学习难度较大,看不懂装置图,对原理也一知半解,学生毕业后,普遍反映所学知识与工作实际不一样,所学内容在实际中“没有什么用”。

2.“电力系统继电保护原理”教学内容与工作实际脱节

教学内容一般包括各种电压等级的线路保护、各种大小容量的变压器、发电机保护、母线保护等,内容较多,存在“多而不精”的现象,学生学习起来感觉压力很大,影响基础知识的掌握。

3.“电力系统继电保护原理”课程大系统的教学理念不强

“电力系统继电保护原理”课程需要学生掌握电路、电机学、电力系统分析、自动控制、电力电子技术等相关知识,但学生在学习先修专业课程时,一方面由于教师缺乏对整个课程大系统的全局梳理,使一些知识重复讲授,导致学生学习压力较大,普遍感觉学习“目的不明确”,另一方面,更使学生对电气工程及自动化专业没有一个完整的认识,从而导致对理论性较强的知识掌握不到位,不能将其与工程实际、与“电力系统继电保护原理”课程联系起来,导致学生因没有掌握先修课程的知识而不能很好地理解继电保护知识。

作为农科院校的工程专业,本专业定位为“农科专业服务”,学校对该专业投资较少,实践教学环节比较薄弱,实验设备相对落后,教师开出的实验以简单的验证性实验为主,不利于学生创新能力和综合能力的培养。

鉴于上述原因,笔者提出以本专业“以农业电气化与自动化为专业特色,培养高素质农业电气化应用型人才”的培养目标为基础以满足农科院校电气专业就业岗位职能要求为目标的课程改革。

二、明确学生的岗位职责与职业能力

云南农业大学电气系专业学生一次就业的岗位主要是云南省县电力公司、地方电力设计院、地方小水电及工矿企业,主要从事110kV及以下电压等级的变电站、5万kw及以下发电厂的设计、调试、运行、检修岗位以及工矿企业等用户供用电的技术管理。岗位职业能力对“电力系统继电保护原理”课程的要求是使学生熟练掌握各类保护装置的构成、动作过程、保护范围与运行维护;使其能够进行保护装置及按元件的调试;会进行简单的保护配置与设计及简单的整定计算。

三、教学内容优化改革

笔者根据电力行业对继电保护人才的要求,结合学校电气工程及自动化专业培养目标的具体要求及历届毕业生就业岗位情况,对教材内容进行分析,优化改革教学内容。

1.对专业课程进行全面规划

对专业课程进行全面梳理,将相互影响、联系密切的课程进行整合优化,梳理出先修课程与后修课程之间重复部分、环环相扣部分,然后重新修改各课程教学大纲及教学计划,以加强该专业电力系统的全局观念,完善整体课程体系,这样有利于减少学生学习的负担并利于学生将专业知识与工程实际进行结合。例如在“电路”课程中加强对继电器、热敏元件及熔断器的讲解,而在“电力系统继电保护原理”课程中只涉及如何用它们来保护设备;在教学计划中增加“matLaB”课程,为微机保护部分提供上机实践机会;在教学计划中将“发电厂及变电站二次回路”课程提前到“电力系统继电保护原理”课程之前,增加对以保护装置二次回路图为例的讲解,以便学生学习保护二次图;“微机保护”教材中数据采集、数字信号处理与“数字信号处理”、“微机原理”课程相关内容重复,可减少该部分学时或直接删除该部分内容。

2.优化教学内容

笔者本着“强调基础,够用为度,应用为主”的原则,对“电力系统继电保护原理”教学内容进行优化。

(1)“强调基础”是指强调各种保护原理的讲解。从目前继电保护的发展前景看,保护的发展主要是构成方式的发展,而原理的发展不会有太多变化。

(2)“够用为度”是指只要求教学内容能满足学生就业岗位的要求。考虑到学生毕业后多在县级供电企业工作,多涉及110kV及以下电压等级电网、变压器的保护,故将教学内容作一下调整:线路保护部分重点讲解电流、电压保护及距离保护原理,详细讲解其配置及整定计算方法,而将纵联保护等速动保护内容简化,只讲基本原理及需注意的特殊问题;变压器、发电机保护部分,重点讲解适用于小容量变压器、发电机的保护原理和整定方法;母线保护部分只讲解基本原理。将原来独立教学的“电力系统继电保护原理”和“微机保护”两门课程合为一门,两门课程结合后,在“电力系统继电保护”部分详细讲解原理,而在“微机保护”部分就可以重点讲解硬件装置组成、微机保护算法,而对保护原理可以简单带过。

“应用为主”是指在教学过程中要结合工程实例进行整定讲解,同时增加事故案例分析,提高学生的应用能力。

四、教学方法与教学手段的改革

教师对课程的教学除应该重视各个模块、各个知识点的讲解外,还应该对知识点之间、理论教学与实践教学之间、理论与工程实际之间的衔接多加与重视,并重点研究对这种衔接点的讲解方法及讲解形式,以使学生对知识的整体有较好的理解从而能更好地掌握各知识点。

1.运用启发式教学可以提高学生学习积极性,激发学生的思维活动

采用启发式教学要依据教材特点和学生情况,设计、组织、提出问题,启发学生积极思维。例如电网电流保护部分可以设计问题如下:保护在电力系统中的任务是什么,电流线路故障与正常运行时有何区别,电流i段保护如何保证线路末端故障和下一线路首端故障是正确动作,电流i段有何优缺点,如何改进。通过教师的不断提问,引导学生把“电力系统继电保护”课程的相关内容串连起来。这样既可以把“电力系统继电保护”所有内容介绍给学生,还可以使学生易于掌握基本的继电保护知识。

2.采用以“教师为主导,以学生为主体”的精讲方式

“教师为主导”是指在整个教学过程中教师扮演带领学生有重点、有计划地学习的角色,主要体现在有计划、有重点地讲授课程内容,讲授分析问题与解决问题的方法。“学生为主体”是指在整个教学过程中学生是学习的主体,根据教师指导,有重点、有计划完成课程的学习,具体形式是教师要求学生完成重点、难点章节的课前预习报告,要求学生撰写专题报告并在讲堂上宣讲、讨论等。

3.采用多媒体教学

“电力系统继电保护”课程相关知识比较抽象,以往采用板书教学时,教师要画图结合图型进行讲解,讲述起来不直观,且教师课堂工作量也大,教学效果不好。多媒体课件传递的信息更为丰富和形象,表达较直观,能让学生比较容易理解课堂内容。例如在讲解电流保护的工作原理时,尽管教师会配合图纸进行详细分析,但学生还是很难理解。而采用多媒体中的动画效果就可以把正常运行、短路运行各种运行状态下保护的动作过程很生动形象地描述清楚,具有较好的教学效果。

五、实践环节的改革

本校“电力系统继电保护”课程的实践环节主要通过课程实验、课程设计、生产实习、毕业实习和毕业设计几个部分构成,通过开展这些实践环节,循序渐进地完成对继电保护专业技能的训练,培养学生创新思维和动手能力。

因该专业在本校是新开办专业且受资金短缺影响,所以“电力系统继电保护”实验环节目前只能开设验证性实验(继电器特性实验)和两个设计性实验(单电源三段式电流保护实验、线路低电压保护实验),实验环节教学改革的目标是要加强实验室建设,在加强验证性实验的操作、训练、理解及结果分析的同时还要强调综合性、设计性实验,这样培养的学生才会满足实际工程的需要,为以后的职业生涯打下良好的基础。

课程设计是培养学生实践能力的一个教学环节,在专业实践教学中具有举足轻重的作用,改革课程设计内容、方法等显得尤为重要。根据本专业的培养目标对“电力系统继电保护”课程设计内容进行如下改革:首先,考虑到课程设计内容应与实际生产实践相结合,根据课程设计时间短、学生的动手实践能力较弱的情况,课程设计配置方案选择简单但自成系统的课题,为此,笔者选取了一些典型电网、变电站、发电厂进行继电保护设计,让学生进行短路分析计算、保护配置比较和整定值计算。其次,因为整定计算是继电保护岗位职能要求中的重要内容,在课程设计环节中,可将继电保护中的整定值计算知识分为针对电网不同故障类型保护的整定计算、变压器主、后备保护的整定计算、发电机主、后备保护的整定计算等几个模块来分配课程设计任务,使学生通过具体的实例掌握保护配置原则、整定计算原则及整定计算内容。最后,电气工程及其自动化专业学生毕业后的就业岗位多涉及110kV及以下电压等级,故课程设计的电网主要进行35kV~110kV电压等级的设计,发电机主要进行50mw及以下的设计。

六、结束语

“电力系统继电保护”是一门综合性较强、理论和实践并重的课程。本文分析了目前本校该课程教学中存在的问题,从培养“农业电气化应用人才”的目标出发,结合历届毕业生就业岗位的专业要求,对该课程的教学内容、教学方法、教学手段及课程设计等方面进行了一些探索改革,提出了一些见解,对农科院校“电力系统继电保护”课程教学工作的开展具有一定的指导意义。

参考文献:

[1]戴志辉,焦彦军,徐岩,等.基于解耦思想的继电保护教学方法研究与实现[J].电气电子教学学报,2011,(S1).

关于继电保护原理篇8

关键词自适应继电保护;原理;特点;应用

中图分类号:tm77文献标识码:a文章编号:1671-7597(2013)20-0131-01

目前,我国的计算机技术迅猛发展,它不仅能够满足人们获取知识和娱乐的需要,更重要的一点在于它能够把国家的现代化建设与技术新措施进行有机的结合,自适应继电保护系统就是如此。与电力系统的常规控制相同,自适应继电保护也是在模型基础上的控制,只不过其所要依据的数学模型比较少,它更加注重数据的取得。现如今,由于自适应控制理论与继电保护的结合,就使得这种新技术得到了更进一步的发展,它能够有效的解决电力系统运行中的故障,并给予自动化的控制,从而减少故障发生的可能性,完善控制措施,提高电力系统运行的可靠性和安全性。

1自适应继电保护的含义

想要加强自适应继电保护系统在电网运行中的应用,并弄清其真正的原理特点,首先要清楚明确什么是自适应继电保护。顾名思义,自适应继电保护与传统的继电保护的不同之处就在于其自动调节性,它是指保护系统能够根据电网的运行状况进行适当的调节,从而保证运行参数的准确性和电网工作的最优功效。它能够通过信号的输入对电网的整定数值、动作特点以及逻辑过程给予控制,一旦电网出现故障问题,就会及时的加以保护,减少经济损失,保证人员安全。

2自适应继电保护的原理

2.1自适应电流速断保护

众所周知,电力系统继电保护装置要求具有良好的选择性和快速性,一旦发生故障,能够以尽可能快的切除故障元件和设备,减少设备损伤,减小故障影响时间,提高电力系统运行的稳定性。传统的继电保护速断装置的速度不够迅速,技术水平也不高,无法适应不断变化的电力系统故障,虽然其整定值相对合理,但是却无法与实际相连,在系统运行方式最小时,还会造成保护的失效。而自适应继电保护电流速断则可以根据电力系统的运行方式和状态进行实时的改变,保证最优控制。

传统的电流速断保护原理可以表示为Ld=e/Zs+Zd’,其中e表示系统等效电源的电势,Zs是保护安装处到系统等效电源的阻抗,Zd’是被保护线路的阻抗。而新型的自适应电流保护最重要的特点是能够利用微型机的计算和记忆功能,对电流速断保护的数值进行实时的在线计算,也就是说能够让整定值随电网的故障种类和运行情况进行改变,其原理公式如下,i’D=KKKde/Zs+Zd’。其中e仍然代表系统等效电源的电势,Zd’是短路点到保护安装处的阻抗,KK的数值在1.2到1.3之间,Zs是保护安装处与系统等效电源的阻抗,Kd表示故障类型的数据。综上所述,一定要及时准确地测量出Kd与Zs的数据,只有保证测出整定值的正确性,才能判定出故障的主要类型,从而根据不同的故障确定合理的对策。此外,为了进一步分析传统的电流速断保护与自适应电流保护之间的差异,还可以制定出相应的图表进行判断,这样就可以直观准确的看出两者之间的差异,并分析特点优势所在。表格如下。

2.2自适应过电流保护

过电流保护是指在启动电网的时候,尽量避开最大的负荷电流,进而实现整定的一种保护对策。在电网正常运行的时候,不应该对其进行启动,只有当其出现故障的时候,才能采取相应的措施,从而起到保护的功效。

传统的过电流保护是依照电网发生的故障而实施的原理作业,其原理公式如下,iDZ=KKKkg/KhiHmax’,其中iDZ是电流元件的启动电流,KK选取1.15到1.35之间的可靠数据,Kkg要大于1,Kh则要大于0.85,代表的是电流组件的返回系数。自适应继电保护电流保护原理则是按照当时的负荷电量来进行的电流定值,其数据更加准确完整。假定当时的负荷电流为iH,那么其动作电流整定值就为iiDz=KkKzqiH/Khp,此时的动作时限设定则以离线方式整定,t=tp/[(i’d/ip)n-1],公式中的t代表动作时间,tp是时间常数,i’d则是流入保护安装内部的电流继电器数值,n在一般反时限的时候取0.02,非常反时限时则取1。

2.3自适应电压速断保护

由于传统的电压速断运动不带时限,无法从保证选择性上进行出发,其保护处的最低电Ummin整定数值应表示为,U为电压速断的整定数据,e为系统等效电源的数值,Zmmin则为最小运作状态下的系统阻抗。而自适应电压速断保护措施则可以在发生故障的时候运行系统电源侧的综合阻抗,其主要过程如下:1)输入被保护线路参数ZL和KL数值;2)在线实时计算电势e的准确数值;3)发生故障的时候计算系统综合阻抗Zm。

3自适应继电保护的特点

其实,自适应继电保护并不是一个全新的概念,它发源于20世纪末,简单概括自适应继电保护的特点主要有:1)计算机的发展应用是自适应继电保护手段进行完善和普及的前提;2)自适应继电保护要依赖调度和电厂的自动化;3)自适应继电保护无论如何发展,其关键的安全环节不能遗弃。除此之外,自动重合闸也是实现其进一步发展的基础,在其应用过程中一定要适应实际的发展变化,在保证选择性的前提下,获得最高的灵敏度。

4结束语

总而言之,自适应继电保护技术在电网中的应用是社会发展和技术进步的必然举措,通过进一步完善其措施技术,加强传统继电保护方式的创新,能够在很大程度上提高电网的运行安全,并保证电力的供应。虽然,目前自适应继电保护技术仅仅应用于几个部分,但是,相信在不久的将来,它一定可以成为新一代继电保护的领军者。

参考文献

[1]张洪英.自适应继电保护的探讨[a].电厂管理与电气技术经验交流文集[C].2003:251-48.

[2]蒋涛.电力系统中自适应继电保护的应用分析[J].科技致富向导,2011(22):72-39.

[3]刘国富.浅析自适应继电保护原理及其优越性[J].广东科技,2009(18):171-25.

[4]蒋伟绩.自适应继电保护的原理及其应用[J].中国高新技术企业,2007(2):97-34.

关于继电保护原理篇9

关键词继电保护;电力系统;可靠运行;有效方法

中图分类号:tm774文献标识码:a文章编号:1671-7597(2014)14-0146-01

21世纪是一个技术时代,科学技术日新月异。随着我国国民经济的不断增长,人们的生活质量也逐渐提高,其对电力的需要量越来越大,对电力系统提出了更高的要求。在这种情况下,电力企业的发展面临着许多挑战和困难。为满足社会对电力的需求,应对社会总电量增加的问题,电力企业必须不断地改进电力设备,完善电力系统,以保障电力系统的正常运行。研究继电保护的目的就是要最大限度得保障电力系统稳定运行。

1继电保护的基本内容和要求

所谓继电保护,是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种装置。继电保护在电网运行过程中具有重要的意义,是电力系统发展中的重要组成部分,能有效的保护电能的传输,为人们提供安全可靠的电源。继电保护运行的可靠性是指当电力设备或系统可在一定的时间内完成规定功能。研究继电保护运行的可靠性,是不断完善继电保护技术的重要前提。继电保护装置必须具有一定的灵敏度,能及时地发现设备中出现的故障,充分了解设备状态,可在第一时间内,解决运行过程中的问题,加快电力系统恢复运行的速度,减少电力故障所带来的损失,进而保障电力系统的安全性。继电保护装置需要科学而合理的设计方案,要保障继电保护装置元件的质量,采用先进的电力设备,以此可有效地推动继电保护的健康发展。

2现阶段继电保护运行中存在的问题

我国大力推广继电保护技术的运用,但是在实际应用过程中仍然存在着问题,需要加以改进。如今,继电保护的运行缺乏稳定性,不够安全可靠,在运行过程中常常发生故障,未能充分体现继电保护的作用。由于所使用的继电保护缺乏可靠性,以致于不仅没有保障电力系统的安全性,还适得其反,提高了事故发生的频率。另外,继电保护装置的工作人员操作不规范,缺乏对继电保护装置的检查,使得继电保护未能得到有效的维护和调整,从而导致继电保护运行不安全。

3确保继电保护可靠运行的有效方法

3.1提高继电保护设计、安装质量

继电保护是确保电气一次系统安全运行的装置,同时电气一次系统对继电保护设置也有很大影响。电气一次系统错误接线方式,例如,有些地区将电源采用t接方式接入电网,致使继电保护难于设置,而强行设置继电保护,降低了电网运行可靠性。这就要求在设计阶段统筹考虑,完善设计。

继电保护装置多、繁杂,易发生安装错误,而微小的错误就会使保护装置拒动或误动,造成严重的电力事故。例如,曾发生过因错贴继电保护标示牌,致使操作人员误操作,造成停机停炉事故。因而,要按图施工,保障图纸和设备、设备与其标示牌完全对应,杜绝因不对应造成的误操作。要不断总结经验提高安装质量,完工后严格验收,才可效地避免继电保护设备在运行中出现问题,使其具有安全性。

3.2加强继电保护装置的日常维护

定期检查继电保护装置。最好每天都要开展一至两次的全面检查。所要检查的内容主要包括开关、压板的位置,线路之间的连接状况、电阻的温度等等。当继电保护装置在运行中出现问题及装置变更时,应详细记录下来,作为处理事故的依据。

电气一次设备变更,继电保护装置也要做相应的变更。例如因更换发电机出口输电电缆而造成相序变化,发电机并网时就会造成非同期并列,出现事故。因而在更换电缆后,要核对相序,从新设置继电保护装置。电力企业在机构设置上,电气一次和继电保护分别属于不同的责任班组,这就要求两个班组加强沟通,一个班组的所做的工作另一个班组必须知道,以保障电气设备安全稳定运行。

3.3加强培训

为促使工作人员对继电保护装置的操作符合要求,必须加强对相关工作人员的培训,以使其掌握继电保护相关的理论知识,了解其工作原理,提高其业务水平,以避免在工作中出现不恰当的操作。常用的继电保护图纸最好背过,熟练的技术人员可缩短事故处理时间,增加机组的年利用小数,提高经济效益。

3.4创新继电保护事故解决方法

当继电保护设备在运行过程中出现问题的时候,则必须及时的进行处理,让继电保护设备重新运行。要创新继电保护事故处理方法,充分利用相关的信息数据。由于继电保护的运行具有不间断性和隐蔽性,使得设备在保护工作完成之后还会继续运行,易受到损坏。而且继电保护设备的运行不易被察觉,只有发生事故的时候才能发现继电保护设备的运行,因而,可采用故障录波、微机等来了解设备发生事故时的状态,据此分析出发生故障的原因。当研究出故障发生的缘由之后,可对其进行分类,以更为细致的深入剖析事故原因,并开展相应的检查工作。技术人员要根据事故发生的原因来不断地完善继电保护技术,以促进继电保护的安全运行。

3.5不断地完善继电保护技术

为保障继电保护的可靠运行,必须不断地完善继电保护技术。通常可从这两个方面来改进继电保护的技术。一方面促进继电保护运行的微机化和网络化,目前,信息技术飞速发展,能极大的提高微机保护硬件的质量,能促使电力企业用成套的工控机来实施继电保护,有利于实现继电保护的微机化。计算机网络技术的广泛应用,能促进继电保护运行方式的改变。另一方面,可致力于提高继电保护运行的智能性,通过引入人工智能技术来提高继电保护运行的稳定性,避免继电保护连续性和隐蔽性所带来的安全隐患。

4结束语

随着电力行业的蓬勃发展,电力系统的运行越来越受关注。社会对电能的需求量也逐渐增多,为此,电力企业必须提供可靠的电力系统来供电,必须充分利用继电保护技术,以确保电力系统的安全。继电保护对电力系统的运行有着重要的影响,能创造良好的电网运行环境,是维护电力系统安全性的重要保障。电力企业的技术人员必须全面了解和分析继电保护技术在实际运用中存在的问题,要掌握继电保护技术的原理,以探寻有效而具有针对性的措施来改善继电保护技术,从而确保继电保护技术的实施具有可行性,以保证电力系统的可靠性。

参考文献

[1]胡文.确保继电保护可靠运行的方法[J].城市建设理论研究(电子版),2013(10).

[2]陈祥.分析确保继电保护可靠运行的方法[J].城市建设理论研究(电子版),2013(12).

关于继电保护原理篇10

关键词:继电保护;教学内容;教学方法;教学手段;实践教学

作者简介:赵宇红(1973-),女,湖南邵阳人,南华大学电气工程学院,副教授;盛义发(1973-),男,湖南衡阳人,南华大学电气工程学院,教授。(湖南衡阳421001)

基金项目:本文系湖南省教育科学“十二五”规划2013年度课题(课题编号:XJK013CGD111)、南华大学研究生教改课题(课题编号:2013JG007)的研究成果。

中图分类号:642.0文献标识码:a文章编号:1007-0079(2014)09-0062-02

“电力系统继电保护原理”一直是高等学校电气工程及其自动化专业一门很重要的主干专业课,近些年来,随着电子、通讯和计算机技术的飞速发展,继电保护技术也发生了巨大的变化。继电保护正在沿着计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化的方向不断发展。继电保护的飞速发展使得当前继电保护的应用现状与人才培养存在着一定的差距。另外,我国高等学校的本科专业在近几年进行了较大的调整和改革,要求厚基础、宽专业,南华大学(以下简称“我校”)的“电力系统继电保护原理课”也顺应改革的形势由原总学时68学时减少到40学时。基于以上两个原因,“电力系统继电保护原理”课程需要进行改革。如何优化继电保护课程的教学内容,如何通过教学方法与教学手段的改革提高教学效率和质量,以在有限的教学时间内既能让学生很好地掌握电力系统继电保护中重要、复杂的知识点,又能提高学生应用所学知识进行综合分析问题、解决问题的能力,是培养学生创新创业能力,提升电气工程及其自动化专业人才培养质量的重要环节。

一、对专业课程进行系统规划,优化教学内容

“电力系统继电保护原理”课是电气工程及其自动化专业学生在大学最后一学期所学的一门综合性很强的专业课,它与前期电路原理、电机学、电力系统分析、电力电子技术等课程联系密切,在本专业培养方案中占据着重要的地位。[1]在该课程的教学过程中发现有许多学生在学习这些前期专业课时,相关知识点没有掌握好,从而导致不能很好地理解与之相衔接的继电保护知识。为了解决这个问题,笔者拟采用以下办法:先根据本专业的培养计划系统地规划专业课程,整理出前期与后续课程之间相互连接的部分、重复的部分,再与相关任课教师进行交流,将联系密切、相互影响的课程进行优化整合,然后对各课程教学计划及教学大纲进行调整,以强化本专业电力系统的系统观念,完善整个课程体系,这样可防止知识重复讲授所导致的学生学习内容繁多,学习“目的不明确”,系统感不强;有利于减少学生的学习负担,并利于学生将专业知识与工程实际进行结合。例如在“电机学”课中加强对变压器空载、负载、短路情况下的电磁特性的讲解,在“电力系统继电保护原理”课中就可以更好地理解变压器差动保护的不平衡电流及减小不平衡电流的方法;“电力系统分析”课中加强对暂态分析部分的讲解,而在“电力系统继电保护原理”课程中只涉及在各种暂态情况下如何进行保护;通过在教学计划中增加“matLaB”课,为学生提供上机操作微机保护的机会;在“发电厂电气部分”课中增加保护装置二次回路图的讲解内容,以便学生可以直接读懂继电保护二次图;减少或删除同其他课程相重复的内容,如“微机保护”中数据采集、数字滤波等内容在“信号与系统”中已经学过,就不再重讲;经过以上改革,可以让学生在有限的学时里更有效地掌握课程的相关内容。

二、教学方法与教学手段的改革

1.“学有所用,学有所趣”,激发学生的求知欲

古语云:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”兴趣是最好的老师,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。因此应首先注意提高学生的学习兴趣。

(1)学有所用,用自所学。继电保护技术是一门理论与实践并重的综合性很强的学科,而且很敏锐地反映了新技术的发展。系统地、有效地学习电力系统继电保护对培养电气工程及其自动化专业研究型、创业型、创新型、应用型、技能型等各种人才有着极为重要的作用。为了让学生认识到这门课的重要性,就需要从第一堂课开始精心准备。教师要把继电保护和日常生活联系起来,让学生觉得学有所用,用自所学;可以形象地把电力系统比作人,系统故障相当于人生病,系统处于不正常运行状态相当于人处于亚健康状态,则继电保护就相当于医生,这样,大家对继电保护的重要性也就有所体会了。还可以多收集一些电力系统的事故案例、现场图片及相关视频,从发电厂、输供电、用户等多角度讲授电力系统短路的后果,以及继电保护拒动或误动对电力系统和人类生产生活的重大影响。对人身的危害要用活生生的事例,这样才能理论联系实际,生动地在电力系统继电保护的作用、基本原理、基本要求、工作特点及发展趋势等问题的阐述中充分调动学生学习的主动性和积极性,同时可教育学生学好专业知识,培养学生严谨的学习态度和工作作风,避免事故发生。

(2)利用实物解说,化抽象为直观。各式各样的继电器是组成电力系统继电保护系统的基本器件,由于现在的生产实际中继电保护技术处于“四代同堂”的状态(即电磁型、晶体管型、集成电路型、微机型同时存在),图1、图2、图3、图4所示为部分继电器的实物图。在介绍继电器的结构、原理时,教师可准备电磁型、晶体管型、集成电路型、微机型继电器实物,把这些继电器分组发给学生,让他们直观了解这些元器件的外型和内部结构,辨识它们的不同;这样,一方面可以使学生直观地认识各种元器件的内部结构、外型、型号,明白不管是哪种类型的继电器,它们的继电特性是一致的;另一方面也可以把枯燥的继电器结构、原理学习变得轻松愉快。

(3)利用多媒体进行情境教学。“电力系统继电保护”课程相关知识比较抽象,以往采用板书教学时,教师要画图结合图型进行讲解,讲述起来不直观,且教师课堂工作量也大,教学效果不好。多媒体技术传递的信息更为丰富和形象,可以通过视频、Flas、动态图片等形式,[2]为同学们营造逼真的学习情境,从而激起学生强烈的学习欲望。

如讲继电保护作用这一部分内容时,可以给学生播放几段电力系统发生短路、变压器事故爆炸等的视频,学生看了这些富有震撼力的视频之后,会对继电保护的作用有更深的理解和记忆,会急于知道采取哪些措施可以避免这些事故,同时也会产生浓厚的求知欲。在讲解中性点非直接接地系统中发生单相接地时零序电流的分布时,众多的零序电流画在图上,学生容易弄混,而用动画来显示零序电流的分布状况就非常直观清楚,原本抽象枯燥的知识也变得鲜活多了。

2.启发式教学,师生互动

学生普遍感觉电力系统继电保护原理课程起点高、综合性强、难度大、较难以掌握,因为它实践性强但又比较抽象,而且对知识的描述与其他课程不同。如三段式电流保护是教学的重点,其中电流Ⅰ段保护的整定定义:电流速断保护按躲过下一条线路出口处短路的最大短路电流整定。学生很难理解这种表达,单纯的实验环节也不能很好地解决这个问题。这时教师可以根据学生的认知困惑和冲突来创设问题,最大限度地调动学生的思维积极性;[3]在师生互动的过程中,可提出一个启发式的问题,引导学生思考和解决问题,例如“电流速断保护能否保护线路全长”,鼓励学生讨论并回答。学生最初的考虑大都认为:能够。再进一步问:“如果能够,则在本线路末端短路与下一条线路出口处短路时,本线路和相邻线路保护的动作情况是否满足‘继电保护四性’的要求?”这时学生往往会发现保护动作情况有违“选择性”要求,前面回答错误。然后再引导出下一个问题,如:当系统运行方式变化时,对电流速断保护的影响,保护范围能否确定?在层层推进的设问中使学生自然而然地理解了保护的整定定义,培养了学生的创新思维和对知识的深刻理解。

3.实验教学环节的改革

“电力系统继电保护原理”是理论与实践并重的一门课程,通过开展实验来对学生进行继电保护专业技能的训练,培养学生创新思维和动手能力。

实验教学是高校人才培养体系的重要组成部分,是课堂理论教学的验证,是将知识转化为能力,基础理论与先进技术相衔接的桥梁,是学生实践能力和创新能力培养的必需环节。因课时有限,“电力系统继电保护”实验环节目前只开设验证性实验(继电器特性测试实验)和综合性实验(常规电流速断保护和电流电压联锁速断保护实验)各一个。实验环节教学改革的目标是根据现代教育理念和当前实验教学改革总体思路,即“实现基础与前沿、经典与现代的有机结合,改造传统的实验教学内容和实验技术方法,加强综合性、设计性和创新性实验”。通过实验教学改革,培养学生的动手能力和创新精神,为他们以后的职业生涯打下良好的基础。如:在指导学生做继电器特性测试实验时,笔者会要求学生分析他们的实验现象和结果,做到知其然并知其所以然;并会设问“如果有些实验内容中整定值、整定时间等变动会出现什么现象”,以使学生对所学理论有一个更深的理解和认识。在做常规电流速断保护和电流电压联锁速断保护综合性实验时笔者一般会提前一个周以作业形式安排学生先做好电流速断保护和电流电压联锁速断保护整定计算,并根据自己所学知识设计相应实验内容,以培养学生的实际动手能力和创新研究能力。另外,我校的tQXDB-iii多功能继电保护实验培训系统可以做30个实验,除了所开设的两个必做实验,余下的实验可以作为开放实验,鼓励学生利用课余进行。这样才能充分发挥实验室资源效益,为学生提供实践锻炼的空间和环境,给予学生选择、参与、实践、创新、创业的机会和条件。

三、结束语

“电力系统继电保护原理”是电气工程及其自动化专业一门理论和实践并重,综合性强的主干专业课程。本文以该课程为例探索本专业的专业课程紧密结合现代电力系统实际,积极改革教学内容、教学手段和教学方法,对课程进行整合和规划的方法,以激发学生的求知欲,变被动学习为主动学习,从而提高课堂教学效果,更好为国家培养出具有宽口径、厚基础电气专业创新、创业复合型人才。

参考文献:

[1]梁振锋,康小宁,杨军晟.《电力系统继电保护原理》课程教学改革研究[J].电力系统及其自动化学报,2007,19(4):125-128.