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继电保护整定方案十篇

发布时间:2024-04-26 01:39:54

继电保护整定方案篇1

【关键词】变电站;继电保护;整定;优化

如果电力系统发生故障,会导致电网瓦解,这会带来大面积的停电,给社会造成严重的影响。为了避免这样的后果,保障电力设备安全,避免出现电力系统大面积停电的情况,继电保护是非常有效且非常重要的技术手段。所以,加强继电保护整定方案的优化,对保障电力设备安全运行是非常重要的。下文中会以110kV变电站的继电保护为例,从多个方面详细阐述整定方案。

1了解常见的继电保护

随着社会的不断发展和进步,人们对于继电保护的研究也是永不停步的,到目前为止,常见的继电保护可以分为传统保护和新兴保护两大类:

1.1传统保护

在继电保护中,传统保护是非常常见的,有以下三种:

(1)距离保护:此种保护主要反应的是故障点到安装地点之间的保护距离。它所用的主要元件是距离继电器,可以根据距离的远近来确定动作的时间。如果短路点距离保护安装点较近的时候,测量的阻抗减小,动作的时间就比较短;如果短路点距离保护安装点较远的时候,测量的抗阻增大,动作的时间就会增长,这样才能保证有选择性的安全切除故障线路。在国家《电磁辐射管理办法》中规定了变电站的安全距离,以本文讲述的110kV变电站的安全距离为例,它在此办法中规定的安全距离是不得少于300米。

(2)电流保护:如果电路发生短路,电流会急剧增大,当电流流过某一个预定值的时候,能够监测到电流升高并且开启保护的就是电流保护。

(3)差动保护:此种保护的制作原理是根据电路中流入节点电流的总和等于零制成的。如果电路出现故障,流进的电流和流出的电流不相等,差动电流大于零,差动保护就会启动,跳开断路器,从而断开故障设备的电源,保护电路,避免发生危险。

1.2新兴保护

在传统保护的基础上,还研究出了新兴保护,它是一种基于暂态的保护,比方说行波保护就是其中最常见的一种。所谓的暂态是电路从一个稳定状态到另一个稳定状态的过渡过程。常见的行波保护就是利用输电线路发生短路时出现电压和电流的行波特征来判断电路故障,然后启动保护的一种保护方法。

2继电保护的主要任务

继电保护的主要任务就是在电路系统发生人为或者自然的故障时,能够自动、迅速并且有选择性地借用断路器排除故障,以此保证电路系统正常运行,并且保证电路系统没有故障的部分继续正常运行,不会遭到破坏。此外,如果电气设备工作不正常,继电保护也会分析出不正常工作情况的种类并且根据设备运行维护的条件发出相应信号,以此提醒工作人员进行故障排除。

以110kV的变电站的继电保护为例,它运行整定的主要任务是保护电气设备,保证电网安全运行,减轻故障后设备的损害程度等。

3继电保护整定方案优化的方向

随着科学技术的发展和进步,继电保护技术也开始飞速发展,经历了电磁式、晶体管式、集成电路和微机继电保护装置四个阶段。由此可以看出,继电保护在逐渐向计算机化、网络化、一体化和智能化等方向发展。具体的优化整定方案从以下两大方面进行探讨:

3.1满足继电保护的装置要求

想要继电保护装置更好地完成任务,就要在装置要求上满足以下四个要求。如果是应用在继电器跳闸的保护中,四个要求要同时满足;如果只需要在出现故障时发出信号,则四个要求可酌情降低。

(1)提高装置的可靠性。它包括安全性和信赖性。其中安全性是指在不要求继电保护动作的时候就不动作,即不会出现失误的动作。信赖性则是指在要求继电保护发生动作的时候就动作,即不会出现拒绝动作。

如果继电保护出现失误动作或者拒绝动作,都会严重危害电力系统,所以,增强继电保护的可靠性,是对其进行优化的一种很好的方法。

(2)增加装置的选择性。如果电力系统中的设备或者线路出现短路等情况,继电保护要将故障排除。如果继电保护出现拒绝动作时,应该还有相邻的继电保护将故障排除。所以,增加装置的选择性很重要,它会让继电保护更完全。

主要的做法可以参考增加主保护、后备保护和辅助保护等。其中主保护是电路系统中灵敏度最高,保护范围最大的,当故障发生的时候,它能够快速、有效地排除故障。

后备保护是当主保护拒绝动作或者失灵的时候启动的,它也能排除故障,只是所用时间稍长。后备保护又分为远后备和近后备两种。远后备是主保护拒绝动作的时候启动的,它由上一级相邻设备或线路的保护来排除故障。近后备是独立于主保护以外的另一套保护装置。

(3)提升装置的速动性。故障出现的时候,想要快速排除,降低损害,就要提升装置的速动性。要提升装置的速动性,就要提升保护装置和断路器动作的时间。一般情况下,继电保护装置的动作时间是0.04到0.08秒,最快可以提升到0.01到0.04秒。断路器的跳闸时间是0.06到0.15秒,最快可以提升到0.02到0.06秒。

(4)增强装置的灵敏性。装置的灵敏性是指发生故障时保护装置的反应能力。它要求继电保护在系统最大、最小的运行方式下即使发生短路故障时也能可靠地进行动作。

其中最大的运行方式是指需要保护的线路末端短路的时候,系统等效阻抗最小,通过保护装置的短路电流是最大的运行方式。最小的运行方式是指同样短路故障的情况下,系统等效阻抗最大,通过保护装置的短路电流是最小的运行方式。

3.2找准继电保护的发展趋势

如今,电力系统的容量在逐渐增大,范围也越来越广,所以为了保证电力系统的正常运行,继电保护的优化和发展是必不可少的。因此,应该找准继电保护的发展趋势。

(1)趋于计算机化。计算机硬件不断发展的同时,微机保护硬件也在不断地发展,而且电力系统对微机保护的要求也在不断地提高,所以除了做好继电保护的基本装置之外,还要设置上大容量故障信息和数据的长期存放空间,使其具备快速处理数据的功能,具备强大的提示和通信能力,能在故障出现的时候及时发出信号并帮助其快速排除。因此,继电保护趋于计算机化是非常正确的发展趋势。

(2)趋于网络化。计算机网络可以说是信息时代的技术支柱,它是信息和数据的通信工具,对电力系统乃至整个工业领域都有巨大的影响。继电保护趋于网络化,可以更好地切除故障元件,将事故影响范围尽量缩小,更重要的是还可以保证电力系统安全稳定地运行。主要做法是利用网络将整个电力系统的各个设备的保护装置联系起来,准确地分析信息和数据,使各个保护单元和重合闸装置协调运行,大大提高继电保护的工作能力。

(3)趋于智能化。如今,通信技术和信息技术取得了长足发展,数字化技术在电力系统中的应用越来越广,起到的作用也越来越大。与此同时,传统的电路系统也开始向智能线路系统发展。常见且常用的分布式发电和交互式供电模式对继电保护有更高的要求。电路系统趋于智能化,可以利用传感器将发电、输电、配电以及供电等各个关键设备的运行情况都监控起来,再根据监控获得所需的数据。对这些数据进行收集、整合和分析后,就能实现对电力系统的远程监控和修正。

此外,继电保护趋于智能化还可以准确识别故障,保证在少量或没有人工干预的情况下,也能快速隔离故障,使电力系统尽快恢复,避免停电或者其他更严重的问题出现。

4总结

综合以上的讲解可以看出,随着科学技术的进步,继电保护也在逐渐优化,日益完善。在了解继电保护的种类和任务的基础上,找准继电保护整定方案优化的方向,才能将继电保护提升到另一个高度,以此来保证电力系统安全、稳定地运行,提高工农业的生产力等。

参考文献:

继电保护整定方案篇2

【关键词】继电保护;整定计算;注意事项

我国作为当前世界上经济总量和经济规模最大的国家之一,每年工农业生产和生活所需电量是一个庞大的数字,国家一直对于电网建设都十分重视,继电保护作为广泛应用于各级电力系统中的重要保护措施,在国民经济生产和生活中的地位不容忽视。继电保护在电力系统中一旦出现故障,轻则会造成大面积的停电现象,重则会引发严重安全事故,威胁生产安全和生活安全,所以加强对继电保护整定计算不仅意味着安全性得到保障,同时也是确保国家电网稳定、有序运行的关键措施。

一、继电保护整定计算的理论发展和实践应用

近百年来,继电保护理论和实践两方面都得到了长足的发展,构成保护装置的元器件和材料也经历了革命性的变化,从最初的机电式、整流式、晶体管式、集成电路式到微机式等,不断向信息化、智能化、网络化的方向发展,集测量、控制、保护等功能于一身,形成了一体化发展趋势[1]。整定计算主要是针对电力系统运行具体情况和保护装置需求对动作值、动作时间等参数进行计算,在获得合理值时调整保护装置以满足运行需求。电力系统的运行并非一成不变,所以保护整定也要随之发生变化,顺应电力系统发展趋势,不断研究出新的有效的计算方法,解决实际工作中可能会遇到的各类问题。整定计算需要切实了解电力系统的实时变化,不断完善知识理论和实践经验的过程中加强对技术工作的研究,以负责人的态度彻底解决计算问题。

我国的电力需求在很长时间内都会保持着一种持续增长状态,因此,继电保护的整定计算问题不仅意味着电力系统运行需要切实可依的保障,同时也意味着其计算的准确度和精确度与保护能力息息相关。继电保护装置需要在运行中及时反映系统的异常状况,还要在发生系统故障时及时有效的切除故障系统,所以,不同的电网整定计算的情况也会随之变化,一旦其达到或者超出设定范围的阈值时就意味着整定计算工作超限,需要重新计算并进行设定,以满足新的运行需求。所以,整定计算方案的设计要综合考虑灵敏性、快捷性、可靠性等,依据具体情况进行充分选择,最后设计出最佳计算方案,这样才能够实现辨证综合的高效运用。

二、继电保护整定计算的若干注意事项

电力系统是继电保护装置的运行基础,继电保护的目标就是在满足运行需求的前提下,能够在故障时切实有效、快速可靠的切除故障部分,确保非故障部分得以顺利运行,并通知工作人员及时进行处理检修,所以,继电保护装置的基础性能就是快速、可靠、灵敏、选择,整定计算的目标就是满足这四个性能并最大程度的予以提升,因此,整定计算作为系统工程,要综合考虑多方因素影响及其相互作用,统筹考虑并予以解决。

总体来说,整定计算的主要任务有三项,分别是确定保护配置方案、确定不同保护功能之间的配合关系及编制整定方案。保护配置方案的确定要适应电力系统发展需要,根据实际运行需求对各功能模块有所取舍。机电保护装置的性能需求决定了它内部不同保护功能之间需要高精度的协调配合关系,主要元件和辅助元件的搭配、功能模块之间的逻辑关系以及根据整定值实现配合关系都是重难点,力求各性能配合度达到最佳,满足应用需求。编订整定方案要能够给予保护装置正确的评价,确定最佳整定方案和整定值,对不合理和不符合要求的地方及时进行改进。假如遇到电网结构复杂、整定计算不能满足需求、保护装置无法充分发挥效能的情况,就需要按照整定规程进行取舍,侧重防止保护举动并加以详细说明[2]。

继电保护整定计算主要有四个事项需要注意,分别是定值计算的资料管理、短路电流的计算、配合系数的选择与微型机保护装置的参数选择。

定值计算所依据的数据必须准确无误,这是一切工作得以准确进行的前提。它所涉及的资料多而复杂,比如变压器、电容器、电抗器的名牌数据和使用说明,电压与电流互感器的检验报告,保护装置技术说明、理论技术参数与实测参数及现状保护装置清单等,这些资料是进行定值计算的基础,需要提前交给继电保护机构以便进行计算,不过实际工作中由于各类影响因素较多,所以无法按照理论进行操作,这就需要在可变通的情况下最大限度的保证资料的准确性与完整性,确保后续工作的顺利进行。短路电流计算的精准与否决定了整定计算的准确度,短路电流的计算主要与系统运行方式、变压器中性点接地方式等相关,所以合理选择运行方式与接地方式会事半功倍。运行方式的选择与有关部门沟通为主,以满足现行电气设备为基准对方案进行验证和完善,留有一定的发挥空间,不以单次运行做出限制。接地方式根据整定计算人员建议进行选择,除了要能够充分发挥零序作用外还要能够改善接地,尽可能保持零序等值网络稳定[3]。配合系数选择包括零序网络的分支系数和正序网络的助增系数,二者的选择和计算主要受电网类型、线路保护等因素影响,是计算量最大的环节,也是整定计算工作的重中之重,需要谨慎细心,多方考量和验证。微型机保护装置是电力系统中应用频率和范围较广的保护装置,这种装置的参数受厂家影响存在不同,整定计算人员需要在全面熟悉和了解其保护装置原理的基础上进行计算,这样才能够正确选择和设置参数,不过最好的情况还是由厂家技术人员来解决微型机参数的选择和改动,风险较小[3]。

三、结语

总之,继电保护是电力系统运行的重要组成部分,整定计算作为继电保护的重要环节,实际计算中有许多需要注意的事项。以上本文简要介绍了继电保护整定计算的理论发展和实践应用,并对其所需要注意的事项进行了解析,希望能为整定计算工作提供帮助。

参考文献:

[1]陈朝晖,周红阳,石东源,等.大型互联电网继电保护整定计算数据一体化管理系统[J].电力系统自动化,2012(3):106-110.

继电保护整定方案篇3

关键词:智能变电站;变电站保护;继电保护;配置

中图分类号:tm411文献标识码:a

一.引言

随着我国经济技术的不断进步,国家电网也进入了智能化配置阶段。在这一背景之下,一系列与变电站相关的技术便应运而生,智能变电站就是其中非常关键和重要的一项技术。继电保护配置是保证电网运行稳定的一条防线,将智能变电站与继电保护配置结合起来,是适应我国不断发展着的电力运行安全指标的需要。

二.智能变电站的继电保护配置机构。

智能变电站的是在自动化一次设备基础上加上网络化二次设备,以ieC61850通信规范为前提,实现信息的共享和交互性,并具有继电保护和数据管理等功能的现代化变电站。智能变电站可以分为三个层次,即现场间断层装置、中间网络通信层、后台的操作层。过程层包括合并单元、智能终端和接口设备,其核心设备是交换机。间隔层承担着对设备进行保护和控制的作用,对间隔层数据的实时采集以及控制命令发出的优先级别等,开展操作同期以及其他控制功能,承担承上启下的通信功能。控制层的主要设备是主机、运动装置、规约转换器等。主要功能是,对全站数据信息的实时汇总,对数据库的刷新,并把收集到的信息传送到监控中心接受指令,向间隔层和过程层传递指令。另外,可以根据不同运行方式,预先结合离线定制整定算法,确定几套定值整定方案,确定系统运行中发生状况时,保护相应切换到预先设定好的一套定值区。

三.继电保护应具备的性能特点

1.安全可靠。

在电力系统继电保护的过程中,继电保护必须要安全可靠,这是最基本的要求。安全可靠主要体现为两个方面:其一是可依赖性;其二是安全性,这两个方面的性能都是继电保护必须要具备的。由于以上两个方面存在着一定的矛盾,在继电保护的设计与选择过程中应根据保护对象的实际情况进行适当的协调,提高继电保护的可靠性。

2.应具有较强的选择性。

选择性是指出现故障时首先应由设备自身的保护将其切除,当自身保护或断路器拒动时,则可由相邻元件的保护装置将故障切除。上下级之间应随着继电保护与故障点之间的距离进行适当的调整。一般来说,由电源算起,故障起动值会随着动作时间的缩短而减小。

3.继电保护动作必须要及时、快速。

对于继电保护来说,要想尽快的中止异常状态或断开故障,应在允许范围之内以最快的速度对可控制的断路器发出跳闸命令。因此,继电保护动作一定要及时、快速,这是一个必须具备的重要性能。快速、及时的跳闸可以将设备的损坏程度降到最低;同时,快速跳闸在高压电网中还可以在提高电网暂态稳定中发挥特殊的作用。通常情况下,跳闸越迅速,制动面积就会越小,相应的稳定裕度也就越大。尤其是短路故障,它极易破坏系统的稳定,有时候跳闸时间的细微差距都有可能对系统的稳定性带来绝然不同的影响。有鉴于此,新开发的继电保护都十分注重提高保护动作的速度,尽可能缩短继电保护的动作时间。

4.高灵敏度。

继电保护的灵敏度是指一旦出现异常情况或发生故障时提供可靠动作的具体能力。在继电保护灵敏度的考核方面,业内普遍采用的是灵敏系数等指标。灵敏系数是指故障量与给定的装置定值之间的比值。一般来说,在继电保护设计与运行规程中都对灵敏系数有具体的要求。

四.现有继电保护方案存在的局限性

随着我国西电东送、特高压等大规模电网的建设,电网短路电流大幅度攀升,在出现故障时容易发生连锁反应,对电网安全带来很大威胁,现有的继电保护配置方案已经不能适应电力系统发展的要求,主要问题如下:继电保护系统以切除故障为目标,对故障切除后电力系统的运行情况不予反映,无法起到保护故障后电力系统的作用,可能出现因为继电保护装置正确动作而造成其他元件的工作异常,甚至有时保护装置正确动作,但电力系统却出现瓦解。保护动作判据都是基于本地测量数据,其选择性要求继电保护只能保护本地网络,没有考虑故障对整个电网的影响,难以对运行方式不断变化的客观系统做出全面的反映。保护装置相互之间缺乏有效的协调,难以实现系统全局的安全稳定运行,在某些情况下(如发生联锁故障)会恶化系统的运行状况。常规的后备保护虽然有比较大的保护范围,但其选择性的获得要以牺牲快速性为代价,动作时间过长,有时候难以发挥应有的保护作用。现有的继电保护配置当中,后备保护的时限整定遵循阶梯时限原则,为了保证选择性,后备保护的动作时限可能高达数秒。在电网规模和复杂程度越来越大的情况下,要作到后备保护之间的相互配合越显困难,至今仍无法很好的解决。

五.智能变电站保护配置

1变电站的继电保护配置。

智能变电站的继电保护配置主要是由过程层和变电站层组成,过程层的主要目的是配置继电保护中的一次设备。一次设备也就是我们通常说的智能设备,一般情况下安装在设备的内部。在一次设备的周围一般选择安装需要进行维护和检修的设备,如:退役设备、合并器和测控设备等。变电站中的继电保护配置主要是通过全站传输采样值,但这种传输方式不同于分布式的数据传输。继电保护不会因为跳闸和采样问题造成通信链路不可靠,并且在继电保护过程中消耗的网络数据信息非常小。变电站层的继电保护配置主要是通过利用自适应技术和在线实时整定技术,采用后备保护的方式,实现广域保护。

2.过程层的继电保护分析。

(1)过程层的线路保护配置。

线路保护分为了两个方面:一方面是交流线路保护,交流线路保护在远距离保护下,往往比较容易受到高电阻接地影响,在系统振荡的情况下比较容易发生短路,除此之外,受电气量范围以及跨线故障等因素的影响,在双回线架设中,交流线路的故障测距误差较大;另一方面是直流线路保护,虽然直流线路受到主保护的行波保护,但是仍然受到行波信号不确定影响。过程层的线路保护的主保护是纵联差动保护或者是纵联距离保护,线路保护在集中式的保护设备之中放置后备保护。在单断路器线路中,线路保护利用光纤通信口进行通信,通过这种运行方式来体现纵联保护的功能。在纵联差动保护中,一般情况下,不需要引入电压量,但是在一些比较特定的运行方式下,需要引入电压量。在这种情况下,对电压量可以单独进行采样,并且可以实现主保护通信的接入和电流量的完成同步采样工作。

(2)过程层的变压器保护。

变压器在线路运行中一般起到调节和控制的作用,对于保证供电线路的电压稳定有重要意义。过程层中的变压器保护配置一般情况下采用的是分布式配置,提供差动保护服务,在后备保护中,采用集中式的安装方式。对非电量保护采取单独安装方式,借助电缆,引入断路器跳闸,在采样和GooSe的共同网络上可以通过光缆引入跳闸的命令。对于智能变电站,它的电压器和母线保护,不仅可以作为多端线路采取措施进行保护,还可以按照同步采样方案对设备进行同步采样。在变压器的实践过程中,为了简化设计方案,一般会采用乒乓原理技术。乒乓原理技术主要是应用在线路两端的设备上,两端的保护设备可以进行独立采样,并且频率是相似的,两端的设备保护的收发数据和信息传输时间是一样的,主要包括以下内容:

1)要将传输的数据发送中断和采样分开,如果是传统的保护装置,发送的数据和采样要统一中断,如果是电子式互感器,这两部分就要分开,采样主要发生在采集部分,而数据发送主要发生在保护装置部分。虽然两者不是发生在同一地方,但两者的延时是可以通过一定途径测得的。

2)需要对两端发送的数据信息进行调整。在实践中,就可以充分利用乒乓同步技术,借助采样时刻调整的办法,对两端发送的数据信息中断,并进行同步处理,目的是为了保证两端的保护设备所发出的数据信息的时刻能够保持准确性和一致性。

3)对于发送数据时刻和采样数据的延时,需要对这种情况进行补偿,可以采用将两端的保护设备发送的数据时刻进行同步处理的办法。

3.智能变电站的继电保护配置。

(1)在智能变电站的发展进化中,继电保护经历了由模拟式到数字式保护的过程。智能变电站中的智能化一次设备和网络化二次设备,使各个电气设备能够达到信息共享和交互性操作。在分层配置的继电保护方案中,线路保护、变压器保护等安排在过程层,直接可以取得mU智能操作的数据信息和采样,不必经过过程层的交换机。多间隔的母线保护配置在间隔层,获得数据信息需要经过过程层的交换机。智能变电站的站域保护管理单元,在后台控制层。

(2)在分层配置方案里,主设备的保护,例如线路保护、变压器保护等,不需要一览间隔信息,直接和mU智能操作箱进行信息交流,并且不受网络信息瘫痪的影响,进行脱机交换。在智能变电站完全实现了保护性能,消除了传统中继电保护人员对网络安全的担心。在该方案中,对后台控制进行了集中控制和决策,只要是对变电站的所有设备进行统一的监控和保护。这些设备包括,线路负荷保护,线路重合闸,电源备自投等。这些没款可以通过后备保护进行整体的配合,使原来分散到变压器、母线、线路等得保护的重复装置进行整合得以简化,提高了变电站运行的效率。很好解决传统中对设备保护动作时间过长、故障切除范围较大的问题。

(3)自适应去调整保护定值和保护范围,避免变电站直流系统接地引发继电保护错误跳闸。传统中保护定值由运行人员切换定区域,智能边站可以根据实际运行情况调整保护定值,也可以由人工来进行定值调整,实际运行情况的考虑涉及到线路保护,旁路运行方式等。

4.智能继电保护配置的广域保护。

以数字化信息技术为基础,借鉴于广域式信息交互技术的广域电网保护,在智能继电保护配置中大放光彩。广域电网保护是指在智能变电站一级配置数字化和二级配置网络化的前提下,把整个电力网络看做一个整体,利用全球定位、网络通信、实施监测、分析判断等技术,选择最适合的方法控制或隔离发生故障的设备。

(1)广域电网保护的内涵。广域保护融汇电力系统多点、多角度信息,运用微型处理器对信息进行精确判断分析,对故障做出快速、可靠和精确的隔离或切除保护。

(2)广域电网保护的特点。通过上述广域保护的定义得出广域保护系统的特点如下:实时可靠地采集电力系统多点信息。全球定位系统技术、数字化信息技术的发展,为电力系统的广域测试提供技术支持,基于相量测试单元的广域测试系统为电力系统实现实时可靠测试提供了可能,满足智能电网大空间和同时间要求。支持多种电源接入电网,广域保护将电力系统看做一个统一的整体,可以实时保护接入的多种电源,并依据程序准确判断调整以期适应多电源接入电网。自我控制能力。广域保护具有自我控制能力,可以在故障出现并隔离后,系统依据现实做出自我调整以期实现电力系统安全稳定运行。广域保护自我控制能力是为了防止大范围连锁故障出现。

5.提高智能电网技术下继电保护配置的措施

(1)线路的保护措施

智能电网是集中式保护装置,其是一次设备。由于智能电网可以通过网络调控故障线路,所以继电配置线路应加强其性能。如对线路开关的控制及线路本身的使用期限方面,可以实行独立开关控制;同时也可以加强对主线路通道的保护。在母线保护装置上实行双重保护功能,这样既可以保证母线正常运转,同时也能够保证两条线路在传输数据的时间是吻合的。

(2)变压器保护措施

变压器对于线路电压的调节起控制作用,能够保障线路电压的稳定,所以在应用智能电网继电保护的技术过程中,应加强对变压器的保护。在安装变压器的过程中,应注意对低压、中压、高压线路的调节。因为不同线路所需的电压是不同的,所以变压器调节电压的性能应较好,能应对突发状况,并在紧急情况下能够自动调节电压,保持线路的稳定。

(3)数据处理能力的提升

智能电网主要通过光缆的应用,采用网络对电网进行操控,在这过程中离不开数据的处理。为了确保数据和时间保持同步,需要提升继电配置设备的数据处理能力。因为新技术的应用改变了传统的信息获得及信号发送的方式,主要通过网络共享的方式,使用站内控制的方式实现对信息的传输。要想更好地落实智能电网的建设,作为电网防护层的继电设备提高其数据处理能力是必须的。

六.结束语

继电保护设备是智能变电站的重要组成部分,为了增强智能变电站的可靠性和速动性,需要对变电站内部智能电子设备进行统一规范,确保变电站的可靠性。为与智能电力大环境相和谐,变电站继电保护配置也需进一步升级为智能保护配置,全面实现电网智能化保护。

参考文献

[1]高东学,智全中,朱丽均等.智能变电站保护配置方案研究[J].电力系统保护与控制,2012,40(1):68-71.

继电保护整定方案篇4

[关键词]继电保护;配置;110KV;数字化变电站

中图分类号:tm774文献标识码:a文章编号:1009-914X(2014)46-0292-01

引言

电力系统的运行良好与否直接关系着人民的人身安全和各种社会生产活动。组成电力系统的结构复杂且元件数量众多,其运行环境与运行情况比较复杂。各种外界因素和设备本身都有可能产生故障,可能导致电路系统事故的产生,阻碍整个电力系统的正常运行。因此在电力系统运行中,针对导致故障产生的各种因素要做好积极的应对预防措施,来减小或消除故障发生的可能性,当故障产生时,能够快速有效的切除相关的故障元件,防止故障的波及性扩大,这个任务便是由继电保护与安全自动装置来完成。

一、继电保护的基本原理及保护装置组成

电力系统的正常运行要求各个组成元件在额定的安全参数(电流、电压、功率等)内,系统的故障容易造成实际运行数值超出安全范围,对电路运行构成威胁。继电保护配置起到反事故及时应急处理的自动保护作用,继续保护配置的设计要求能够正确的区分设备和系统的正常与非正常的运行状态,以实现继电保护功能。

电路故障的一个显著特征是导致电流剧增或者电压锐减,继电保护的最初设计原理反应的便是针对这一特征就行电力系统故障保护,其中包括过电流保护设置,变压器低电压保护设置和母线保护设置等。同时能反应这一特征的电路参数为阻抗,根据阻抗降低的数值反应故障发生点距离的远近。

继电保护装置主要组成部分有:参数测量部分、逻辑部分、额定值调整部分和命令执行部分。如图一所示。参数测量部分负责将给定的整定值与额定参数值进行比对,以判定设备的是否处于正常运行状态。逻辑部分根据参数测量部分输出的数据(输出量的大小、性质、状态出现的顺序组合等)进行逻辑判断,相应的进行下一步的逻辑关系动作。执行部分则是依据根据以上顺序的判定结果执行断路器跳闸或者发出警报信号。

二、110kv数字化继电保护配置设计研究

数字化变电站以ieC61850通信规范,智能化一次设备和二次设备网络化结合,实现变电站内设备之间的信息数据共享和互操作。数字化变电站对二次设备系统的改良影响最为深远。继电保护配置作为二次系统的重要组成部分直接关系到电力系统的安全稳定运行环境,也一直是最受继电保护工作人员最为关心的课题。通过数字化变电站技术的研究和技术设备的逐步完善,将提高继电保护配置水平。

1、与常规110KV变电站的比较

根据ieC61850标准,数字化变电站通信系统分为变电站调控层、间隔层和过程层。其中调控层与过程层采用ieC61850-8-1定义规范,采用mmS技术规范,即通信服务映射接口制造报文技术规范。间隔层与过程层的网络由ieC61850-9-1定义规范,采用单向多路点对点串行通信链路。数字化变电站对继电保护的影响主要体现在:

(1)简化二次接线设计。eta、etV将电子互感器的信号源采集数据转变为数字信号,通过光线及网络截图继电保护装置,增强了系统的抗干扰能力,改善了传统传感器存在的二次交流回路。实现了一、二次系统之间的电气隔离。断路器位置、刀闸位置也由数字信息形式接入继电保护,因此常规变电中ta饱和,互感器二次断线损害、多点接地等问题得到了解决。智能开关作为终端设备接接收并执行控制命令,各单元之间界限分明,可以减少现场工作人员人为操作失误造成的误接线等情况,同时简化断路器控制回路的二次接线设计,减少继电保护装置的i/o插件。

(2)简化变电站继电保护配置。面向变电站事件的通用对象即Gooe通信技术的应用,可以实现同一标准平台上的实时信息数据共享,从而简化了继电保护配置。

2、配置方法

与传统的继电保护配置相比,数字化变电站的继电保护配置采用光纤接口插件,Gooe光纤通信接口代替i/o接口插件。CpU插件的模拟量处理更换为通信接口处理。

变压器配置上每台采用一个mU合并单元,负责采集母线电压以及主变压器各侧电流,主变压器差动保护、录波装置、高低侧电能表由mU合并单元直接提供数字接口。每条10KV出线、电容器才有采用独立的合并单元。

GooSe网与保护和测控装置以及站控层网络相连接,实现信息的传输以及监控指令的接受。

三、加强继电保护的应对策略

为了保护继电保护系统的正常运行,需要对继电保护故障有合理的处理策略,以减少故障产生带来的损害。具体措施从以下几点着手:

1、持续完善继电保护设备的合理配置方案

我国110KV的继电保护配置方案限于技术和经济投入上的制约,在双重保护配合和智能化配置上仍显不足,更完备的继电保护配置方案得不到后备资金的支持而无法具体实施。相关部分应该意识到继电保护的重要性,提高继电保护重要性意识,加大对其资金上的投入,变电设备应该符合110KV的继电保护配置要求,后期故障处理方案和维护方案的制定必不可少。我国近几年来电力系统中比较常见的问题是变压器不同程度的损毁,其主要原因就是对变压器缺少足够的持续性保护措施,继电保护设备在配置上过于简单,为了节省预算在继电保护人员配置和方案制定上从简处理,此类短期电路保障方案的实施可能造成日后维护工作上的困难度加大,变相的加大了维修和保护成本。所以在继电保护上应该加大合理的资金投入,采取多种保护措施,完善继电保护设备的配置。

2、调度人员对继电保护按照独立装置类型进行检查和统计

对目前系统运行的各种保护装置常出现的故障进行数据统计,并建立数据库系统。独立装置包括线路保护装置、变压器保护装置、母线保护装置、重合闸保护装置、开关操作箱以及其他安全自动装置等。对其常见故障进行分类检查和统计,在出现问题时可以快速、正确的针对性处理,系统故障的数据统计和研究对继电保护方案的优化和升级提供了宝贵的参考资料。

3、了解继电保护存在的缺陷,提前预防

工作人员要透彻的了解继电保护装置存在的客观缺陷,掌握设备的运行规律,对系统可能产生的故障点有深入的了解,能够通过缺陷管理寻找设备运行的常发性和非常发性故障。针对继电保护的故障点进行提前预防,掌握故障数据,了解其性质,在事故未发生之前,就及时的分析和制定针对各种问题的相应解决对策,以便在故障产生时能有序、快速的对故障进行消除。

4、合理配置继电保护高素质专业人才

电力系统调度人员根据继电保护方案的具体需要根据技术人员的专业技术水平和职业素养合理调整和配置技术人员的地域分布以及工作岗位分配。同事组织在职人员进行技术学历和培训,工作人员的技能掌握水平要和继电保护的技术发展保持一致,为继电保护配置的良好运行打好坚实的理论基础。对技术人员根据地域需求和电力系统分配进行合理的配置,一旦配置方案实施以后不能做频繁的变动,因为继电保护配置方案因地而异,工作人员合理调配之后的频繁岗位变动会对继电保护带来负面影响。

总结110KV继电保护设备是保障我国电力系统安全稳定运行的重要条件。通过研究和推广数字化继电保护配置能够提高整个电网的技术水平和安全稳定运行水平。继电保护配置方案并非一成不变,要根据地区电力系统的结构变动或升级相应的改善和提高继电保护配置技术水平,在日常运行中对系统故障做好检查和统计,以制度完善的预防措施,减少故障产生时对电力系统造成的损害。

参考文献

[1]陈菁.浅谈实施微机保护状态检修的技术手段[J].电工技术,2001(12).

继电保护整定方案篇5

关键词:继电保护,整定计算

1.继电保护整定计算的特点

继电保护整定计算工作是继电保护系统的重要组成部分。它要求从事该工作的人员既要有强烈的责任心,又要有扎实的电力系统基础知识和继电保护系统理论知识。

电力系统的飞速发展给继电保护系统提出了越来越高的要求,而电子技术、计算机技术和通讯技术的飞速发展又给继电保护系统注入了新的活力。整定计算工作也应适应继电保护的发展需要,研究新方法,解决新问题。从事继电保护整定计算的人员必须熟悉微机型继电保护装置的硬件、软件。

2.对继电保护整定计算的要求

由于继电保护整定计算工作不能独立于继电保护之外,所以整定计算也必须满足“四性”的要求。即“可靠性”“选择性”“快速性”和“灵敏性”。这“四性”既相辅相成、相互统一,又相互制约、互相矛盾。继电保护整定计算在完成“四性”的要求时,必须统筹考虑,不能片面强调一项而忽视另一项,以致“顾此失彼”。

3.继电保护整定计算的任务

笔者认为继电保护整定计算的主要任务有以下三项:

3.1确定保护方案。目前,市场上定型的微机保护产品往往是保护装置的生产厂家为了满足不同客户的需要,配置了功能十分齐全的保护功能块。我们整定计算人员就应根据我们地区电网的实际情况,根据我们的变压器特点来决定用该套变压器保护中的哪个功能块,用哪个功能块来完成哪项功能。在继电保护还未发展到微机保护时期,这一工作是由保护装置的设计人员来做的,因为原来的保护装置是根据需要组屏的。随着计算机技术的不断发展,在微机保护中增加一个或几个功能非常容易实现,所以微机保护装置功能做得非常完善,但是并不是保护装置中的每一项功能我们在实际工作中都必须应用,这就要求我们整定计算人员根据情况有所取舍。

3.2确定各保护功能之间的配合关系。保护方案确定以后,我们还必须确定各保护功能之间的配合关系。其中包含了两个方面的意义:

3.2.1装置内部各功能单位之间的配合关系。在由几个电气量组成的一套保护装置内部,各元件的作用不同,其灵敏度和选择性要求也不相同。对于主要元件的要求是既要保证选择性又要保证灵敏性,而作为辅助元件则只要求有足够的灵敏性,并不要求有选择性。在整定配合上,要求辅助元件的灵敏度要高于主要元件的灵敏度。辅助元件在保护构成中,按作用分为以下三种:①判别作用。为了保护的选择性而装设的。如方向过流保护中的方向元件。②闭锁作用。为了防止正常负荷下的误动而装设的。如母差保护中的电压闭锁元件。③起动作用。为了在故障情况下,将整套保护起动起来进行工作而装设的。

当继电保护装置还处于采集模拟电气量阶段时,上述元件往往由一个个独立的硬件实现,而目前微机保护装置反映的是离散化的数字量,以上功能均由软件实现。虽然,微机保护装置中各元件的意义与过去不尽相同,但它们所起的作用却无本质上的区别。

继电保护整定计算人员必须认真分析各功能块的动作特性,各功能块之间的逻辑关系,并结合被保护设备的故障特征来综合进行考虑,确定保护装置内部各功能块之间的配合关系,并以整定值的形式将配合关系实现。

3.2.2装置之间的协调配合关系。这也就是我们一般意义上的继电保护整定计算需要做的工作。通过短路电流计算,将某一保护装置与相邻的保护装置在灵敏度与动作时间两方面相配合,从而保证选择性。即当电力系统发生故障时,故障线路的保护必须比上一级相邻线路更灵敏,动作更快,两者缺一不可。若要提高灵敏度就要延长动作时间;若要提高动作速度就要限制其灵敏度,这实际上是在遵循反时限的原则。

随着电网规模的不断扩大,特别是现代超高压电网要求保护装置不但要做到不“误动”更要做到不“拒动”。要达到继电保护“四性”的要求,不应由一套保护来完成的。就一套保护而言,它并不能完全具备“四性”的要求,而必须由一个保护系统来完成。我们在进行整定计算时,必须树立“系统保护”的概念,多角度、全过程地考虑各个功能块之间的配合关系。

3.3保护方案的准确表述。编制继电保护整定计算方案及给出保护定值并不是整定计算工作的最终目的,整定计算工作的最终目的在于通过保护定值使得继电保护装置在系统故障或异常状态下能按预定的行为进行动作,从而保证电网的稳定运行、将被保护设备的损害降至最低以及缩小停电范围。因此,在确定好了保护方案及各保护功能的配合关系后,如何将保护方案准确的表述也是整定计算工作者的一项十分重要的工作。

这其中除了包括编制整定计算方案和给出继电保护定值,还有一项就是编制运行规定。整定计算工作者往往十分重视前两项工作,而忽视编制运行规定。需知,用准确的语言告诉运行人员某个保护功能块在什么情况下用,做什么用,这也是十分重要的。

4.整定计算的危险点分析

笔者认为继电保护整定计算工作中有以下几个危险点,现分析如下:

4.1系统建模。一个符合电网实际的、描述完整、正确无误的电网数据模型,是一切计算的基础。目前广东电网普遍应用的北京中恒博瑞Relay2005是一个通用性和实用性非常强的软件平台,利用对Relay2005的二次开发,我们可以完成继电保护计算及管理的大部分工作。对于日常的整定计算工作不需要我们去重新开发软和构建网络扑连接,只需要我们把每一项基础数据搞准确,严格按《3~110kV电网继电保护装置运行整定规程》上的要求进行电气设备的实测,并正确的将数据填充到Relay2005中,就能够做到建立一个完整的符合电网实际的数据模型。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,我认为电网基础数据管理这一环节是继电保护整定计算工作的危险

点。

4.2故障计算。短路电流计算是整定计算工作中非常重要的基础性工作,它的正确与否决定着整定计算的正确与否。而短路电流计算的正确与否又取决于合理地选择运行方式和变压器的接地方式。

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,考虑各方面的因素才能决定。

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,合理地选择变压器的接地方式应尽可能保持零序等值网络稳定。

在进行故障计算时我们还应注意以下两点:①就是我们假设电网的三相系统完全对称。若系统是不对称的,那么不能用对称分量法来分析化简,进行计算。②除了母线故障和线路出口故障外,故障点的电流、电压量与保护安装处感受到的电流、电压量是不同的。我们分析的是保护安装处的电气量的变化规律。

继电保护整定方案篇6

关键词:智能变电站;变电站保护;选配方案;电力系统;继电保护文献标识码:a

中图分类号:tm77文章编号:1009-2374(2016)10-0138-03Doi:10.13535/ki.11-4406/n.2016.10.068

1概述

随着我国社会与经济的不断发展,供电企业也在不断进步,现阶段,人们对于电能的依赖程度越来越高,因此,供电企业面临着很大的机遇与挑战。随着变电站运行的自动化程度越来越高,同时也大大提高了变电站运行的安全与稳定性。在变电站智能化系统中,测控系统、继电保护等设备的不断应用,极大地促进了变电站运行的效率,因此,分析智能变电站保护选配方案,会极大推进电力系统的快速发展。

2智能变电站系统简述

通常而言,变电站要由三个部分组成,分别是间隔层、站控层和过程层(如图1),不同的部位发挥的作用不尽相同,其中,间隔层主要是指继电保护系统、测控系统等二次设备;过程层主要组成部分有互感器、隔离开关等;站控层包括对时系统、站域控制系统、工作站与监控主机等。通常而言,站控层发挥的作用最大,主要是监控设备的运行情况,如果发现存在问题,能够及时并采取报警等措施,减少设备故障的损失,同时还可以采集变电站运行过程中的数据,进而对采集的数据进行保护处理,从而实现保护功能。智能变电站系统具有自身独特的优势,如可靠性、选择性、精准性等。为了提高智能变电站的功能,就应该统一规范变电站内部设备的信息访问方法、描述方法等,这样就可以提高不同厂家生产智能变电站电子设备的可相互使用性,在大多数采用的是ieC61850标准,而在智能变电站保护配置方案时,根据保护对象进行配置,如线路保护、主变保护、开关保护等。

3继电保护存在的主要问题及基本要求

3.1继电保护存在的主要问题

继电保护在发挥其作用时,主要是通过电力系统的电流、电压以及电阻等的不同变化,从而实现保护功能,对于保证用户的正常用电至关重要。此外,继电保护设备不但能够向监控管理者进行电力运行数据的准确高效的提供,还能够在系统有故障出现的时候,开展自动挽救,这对降低故障损害有非常重要的作用,进而有效降低故障造成的各方面损失。所以,当继电保护设备在对出现的故障进行一定的挽救后,还会及时发信号给监控管理者,便于及时采取相应策略来对电力系统进行调整,这就能将电网故障损害降到最低。

随着经济和社会的高速发展,各种电器的功率也越来越大,发电机的容量也不断提升,这就导致发电厂、变电站及供电网络等接线也越来越复杂,大大增加了整个电力系统中正常工作以及短路的电流,这就造成整个电网一旦有故障出现,就可能导致整个电网的正常运行都受到严重影响。这是现阶段的继电保护设备没有办法很好的满足电力系统实际发展需要的一个重要原因。存在的问题主要有:

第一,对于切除故障后的电力系统的情况很难表现出来,这就造成无法实现对切除故障后的电力系统的保护。

第二,判读对于整个电力系统的保护情况,通常是以地区测量数据为基础的,这就导致继电保护仅能够对本地区相关网络进行保护,不能实现对产出故障后的整个电网进行相应的保护,造成继电保护的运作方式没有办法全面反映出来。

第三,由于通常情况的后备保护动作的时间过长,这就很难将其保护作用很好地发挥出来。

第四,一些特定电网状态下,越级跳闸是线路保护常出现的现象,这就导致上下级保护的整体配合很难得到高效实施。

第五,当变电站线路发生故障时,线路由于采取保护措施,而开关拒动,这样就会导致更严重的故障发生,且影响范围与影响时间都会变得很严重。

3.2继电保护的基本要求

综上所述,电力系统在正常运行过程中,很容易出现故障问题,这些问题都会给电力系统的正常运行带来严重的影响,因此继电保护装置在进行保护时,应该具备一定的选择性,这样才可以切除部分故障,不仅可以确保其他正常线路的正常运行,同时还有助于提高电力系统的运行效率,与此同时,在相关的保护范围内,继电保护装置都不会出现拒绝动作的现象,同时当在其他范围内发生故障时,继电保护装置也不会出现错误处置。因此,继电保护装置对于电力系统的正常运行至关重要,不仅可以及时切除故障部分,同时还可以最大程度地避免故障给其他设备带来的损坏,提升恢复电压的速度,对于发电机的稳定性有明显的提高。

4继电保护分层配置方案

随着继电保护装置的不断发展,现阶段已经从传统的模拟式保护发展到现在的数字式保护,因此保护的性能得到大大的提高,但是,虽然这个转变的过程经过了较长时间的发展,由于数字保护在设计阶段还存在模拟式保护痕迹,还存在一定的局限性,没有最大程度地发挥现在的计算机技术的作用,这样就导致很难完全达到数字式保护。而在智能变电站中,随着智能化设备、网络化设备以及一些相关标准的使用,这样就可以使不同的电气设备之间能够实现互相操作与信息的共享,因此,分层继电保护配置具有很好的自身优势,不仅可以发挥主保护功能,同时可以精准、快速地实现后备的保护,这样的方法可以有效解决常规方法的不足。

在分层配置继电保护时,其过程层的保护主要是变压器的保护以及线路保护等,进而在mU操作箱中直接获取操作和采样的数据信息,这个过程是相对独立的,不依赖过程层。在保护多间隔母线过程时,由于其比较特殊,主要是因为在间隔层进行配置,而在获取数据信息时,主要是通过过程层网络获取,从而实现跳闸和保护。通常而言在设计智能管理单元时,在站控层进行配置,主要是通过间隔层交换机或者间隔层采集数据处理单元来完成变电站数据信息的获取,从而实现管理和保护站域的功能。在方案设计阶段,配置保护功能如下,变压器的保护与线路的保护,通常而言包括传统的主保护。在进行配置保护时,通常母线保护功能不发生较大的改变。

4.1纵联保护配置过程层线路

在智能变电站进行保护过程层线路过程中,通常而言,主要是通过纵联线路保护配置来完成的,而在过程层变电站纵联保护形式主要是:线路纵联距离保护和线路纵联差动保护,在纵联保护配置过程层线路时,纵联保护的重要组成元素是主保护,而相关集中保护设备,后备保护通常依赖较大。

4.2差动保护配置过程层变压器

分布式变动保护配置是智能变电站实现其过程层变压器差动保护的相关配置。而在智能变电站智能保护过程中,通常使用变压器的差动保护来实现过程层变压器的差动保护,而后备保护通常而言,还需要在一些集中式保护装置上构建,而在智能变电站差动保护过程层变压器时,还需要安装独立保护电量部分,进而再使用电缆等线路,将其与变压器的断路器进行连接,通过光缆线路来实现将断路器的跳闸命令线路传送至全站线路中,从而实现差动保护变压器。

5继电保护分层配置的性能分析与继电保护的发展趋势

5.1继电保护分层配置的性能分析

变电站的继电保护对于电力系统的正常运行至关重要,不仅可以减少变电站在运行过程中出现故障事故的可能性,还可以提高变电站的运行效率,提高供电企业效益。而继电保护的分层配置,可以大大提升变电站的保护性能,还可以体现出集中决策的后备保护与独立决策的快速保护等。

在进行分层配置和一些设备保护时,如变压器的保护与线路的保护,可以直接在过程层进行相关的设置,通常不会依赖间隔信息,从而实现与mU操作箱的过程层装置信息的交换,通常而言,这就是网络信息的瘫痪,但是不会影响主保护的相关动作,在优化智能变电站的保护措施后,进行故障切除时,对外部的通信条件依赖较少,从而可以有效提升电力网络的稳定与安全性,进而提升供电企业的效益。

在这种方案设计时,集中控制与决策在后备保护中完成,从而实现变电站设备的保护,通常而言,后备保护主要包括以下方面:母线在充电时的保护,线路重新合闸时的保护以及线路过负荷的保护,这些保护措施对于变电站的正常运行至关重要,但是不同的保护模块是不会相互影响的,同时还可以实现不同保护功能的相互配合。其中在变电站后备保护中,集中后备保护实现了功能模块与原理模块的统一,可以使保护配置更为简化。因此,集中后备保护可以及时得到变电站运行过程中的变化,进而根据设计的方案,进行一定的决策,这样不仅可以有效地判定故障的位置,同时还可以解决一些其他的问题,如保护拒动、断路器失灵等,不会因为选择性而忽略迅速性,这样可以实现在较短的时间内,解决影响范围较大的问题,有效提升变电站运行的安全性与稳定性,促进供电企业的正常发展。

5.2继电保护的发展趋势

随着科学技术水平的不断提升,继电保护技术已经朝着网络化、智能化、计算机化以及通信一体化等方向发展,并且已经取得了良好的效果,为了确保电力系统的正常运行,就应该首先实现微机保护设备的网络化。在完成继电保护装置计算机化与网络化的前提下,还应该尽量减少电缆敷设的投资。由于现阶段在电缆投资上还较大,不利于供电企业的发展,通过管控、数控以及测量的一体化,就可以降低电缆的使用量,降低供电企业的投资成本。

6结语

随着供电企业的不断发展,电力系统的各个功能日趋完善,但是在变电站运行过程中,还存在很多问题,给供电企业带来一定的影响。而变电站继电保护装置,不仅可以确保电力系统的正常运行,还可以降低事故产生的影响,保障供电企业的快速发展。

参考文献

[1]刘子成.智能变电站保护及自动化系统配置方案的设计[D].江苏科技大学,2014.

[2]任绍俊.220kV智能变电站继电保护及自动化系统设计[D].华北电力大学,2014.

[3]代文明.智能变电站中变压器保护装置的设计与实现[D].山东大学,2013.

[4]李颖超.新一代智能变电站层次化保护控制系统方案及其可靠性研究[D].北京交通大学,2013.

继电保护整定方案篇7

8月,北京中恒博瑞数字电力科技有限公司(以下简称“中恒博瑞”)旗下产品——继电保护整定计算解决方案,荣获“2013年度中国电力行业信息化最佳解决方案奖”,中恒博瑞是电力和能源行业信息化建设的领导厂商,这是其所获得的又一项荣誉。

据悉,本次获奖的中恒博瑞解决方案是针对电力系统继电保护定值领域的需求,通过自主研发的专业分析计算软件及专业的定值计算咨询服务,为继电保护定值计算专业提供全过程解决方案。中恒博瑞在电力系统继电保护定值计算领域拥有多年丰富的实践经验、方法论、设计架构、计算模型和实际案例及各方面的专家团队。以继电保护定值整定计算软件为代表的专业分析计算软件,引领了该领域的技术发展方向,经过多年的积累,建立了完善的研发体系、技术体系、营销体系、专业咨询服务体系、售后服务保障体系。

该产品已得到了广泛的应用,取得了显著成效。例如宁夏电网继电保护省地一体化整定计算系统的应用案例。随着750kV电网、±660kV直流输电系统的建设以及百万千瓦机组的投运,宁夏电网已形成高电压、大机组、交直流互联的大电网格局,需要完备的一体化整定计算系统为电网运行提供必要的支持。另外,风电、光伏等新能源发展,以及地区电网自备机组数量的增加,为保证计算精度,需要对地区电网小机组统一计算。为配合750kV电网、±660kV直流输电系统的建设,宁夏电网于2010年探索性的开展了省地调一体化整合计算系统的设计工作,在多级电网联合整定计算校核方面取得突破,并于2011年5月上线试运行。为国家电网公司开展“三华(华北、华中、华东)电网”联合整定计算积累了经验,并获得了宁夏回族自治区科学技术进步一等奖、国家电网公司科学技术进步三等奖。

继电保护整定方案篇8

【关键词】配电变压器;熔断器;负荷开关;断路器

一、前言

变压器是配电网的主要设备,应用面广量大,其安全运行直接影响整个系统的可靠性。目前,配电变压器保护配置方面还存在许多问题,其中配电变压器与保护不匹配或存在动作死区,造成越级跳闸、拒动导致的事故相当多,因此,加强配电变压器保护优化配置,合理选择保护方案,可以提高配电变压器保护动作可靠性,有效防止主线路出口断路器保护误动。

二、熔断器在配电变压器保护中的运用

熔断器是配电变压器最常见的一种短路故障保护设备,它具有经济、操作方便、适应性强等特点,被广泛应用于配电变压器一次侧作为保护和进行变压器投切操作用。所以一般配电变压器容量在400kVa以下时,采用熔断器保护,高压侧使用跌落式熔断器作为短路保护,低压侧使用熔断器作为过负荷保护。

使用跌落式熔断器确定容量时,既要考虑上限开断容量与安装地点的最大短路电流相匹配,又要考虑下限开断容量与安装地点的最小短路电流的容量关系。目前,户外跌落式熔断器分为50a、100a、200a三种型号,200a跌落式熔断器的开断容量上限是200mVa,下限是20mVa,其选择是按照额定电压和额定电流两项参数进行,也就是熔断器的额定电压必须与被保护配电变压器额定电压相匹配,熔断器的额定电流应大于或等于熔体的额定电流,可选为额定负荷电流的1.5~2倍,此外,应按被保护系统三相短路容量,对所选定的熔断器进行效验,保证被保护设备三相短路容量小于熔断器额定开断容量上限,但必须大于额定开断容量的下限。笔者曾经参与过事故调查,发现部分配电变压器所配置熔断器的额定开断容量(一般指上限)过大,或者在线路末段t接的配电变压器,选定熔断器造未经过短路容量效验,造成被保护变压器三相短路熔断器熔断时难以灭弧,最终引起容管烧毁、爆炸,导致主线路跳闸事故。

三、负荷开关加熔断器组合电器的继电保护

负荷开关加熔断器组合电器可以开断至31.5ka的短路电流,其基本特征是依赖熔断器熔断触发撞针动作于负荷开关。配电变压器短路有单相、两相、三相短路,无论哪种故障,任意一相熔断后,撞针触发负荷开关的脱扣器,负荷开关三相联动,及时隔离故障点,防止缺相运行,顺序是先熔断熔丝,后断负荷开关。采用负荷开关加熔断器组合电器作为配电变压器保护,经济实用,既可以开断负荷电流,实现安全操作需要,还可以在10ms内开断短路电流,切除故障并限制短路电流,能够有效保护配电变压器短路故障。

采用负荷开关加熔断器组合电器,广泛应用于1000kVa以下配电变压器保护配置上,熔断器额定电流一般为负荷电流的2~3倍,按照这种配置方案,设计人员一般都不需要进行具体的设计和对短路电流和继电保护整定计算,可以直接选用成套设备,设计人员大部分喜欢此种配置方案。但是这种保护配置方案也有一定局限性,例如,对于短路故障电流的开断均以牺牲熔断器为代价,且动作电流、动作时间无法人为控制,对于轻微相间短路故障,动作时间较长,对于大用户或专线用户,配电变压器台数较多或配电变压器容量较大时,若采用负荷开关作为进线开关,则无法作为母线短路保护及出线负荷开关――熔断器组合电器的后备保护,因为当用户母线短路或熔断器保护不配合时,会导致上级出线开关动作,影响供电可靠性,在这种情况下,应选用断路器加继电保护装置作为进线保护比较可靠。

四、断路器加继电保护装置作为保护方案

断路器开断容量大、分断次数多,具备操作功能,配合继电保护装置作为大容量配电变压器主要短路保护开关,应用很广泛,但价格相对较高。

《继电保护和安全自动装置技术规程》(标准GB14285-1993)规定,当容量等于或大于800kVa的油浸变压器时,应配置瓦斯继电器作为变压器内部故障保护,应选用继电保护装置与断路器相配合的保护方案,可以有效地保护配电变压器。近年来,干式配电变压器得到广泛应用,按照要求应配置温度跳闸保护,对于干式变压器也应选用继电保护装置与断路器相配合的保护配置方案。对于Yyno、Dyno接线形式的配电变压器,高低压侧三相四线均采用断路器控制,可以选用两相或三相过电流保护,继电器为反时限型。根据GBJ62―1983《工业与民用电力装置的继电保护和安全自动装置设计规范》规定。应采用下列保护之一:(1)利用高压侧的过流保护,保护装置宜采用三相式以提高灵敏性;(2)接于低压侧中性点的零序电流保护;(3)接于低压侧的三相式电流保护。

目前,部分单位对Yyno接线的配电变压器低压侧中性线配置零序电流保护的认识还不够,认为在变压器高压侧安装了三相式电流保护就能满足要求,其实不然,笔者发现部分配电变压器虽然配置三相式过电流保护装置来防止配电变压器低压侧单相接地短路,但在进行继电保护整定计算时发现,往往有时也满足不了灵敏度要求,这时必须按照规程规定在低压侧另装设保护装置,或在低压侧中性线上安装零序过电流保护。笔者还经过大量计算发现对于Dyno接线的配电变压器,在低压侧发生单相接地或短路故障时,高压侧三相式过电流保护灵敏度能满足要求。因此,在对配电变压器选择保护配置时,应当考虑变压器接线形式:对于Yyno接线的变压器保护配置,应采用高压侧三相式过电流保护作为相间短路或低压侧接地短路保护,如果低压侧单相接地故障时灵敏度不满足要求,还应在低压侧中性线上安装零序过电流保护;对于Dyno接线的变压器保护配置,只在高压侧安装三相过电流保护就能满足灵敏度要求。

五、结语

配电变压器保护配置关乎变压器的正常运行,因此根据实际情况做好配电工作,设置科学合理的继电保护配置方案方案,根据变压器容量和接线形式合理选择保护配置方案,优化配置,对确保配电变压器安全可靠运行有着重要的意义。

参考文献:

[1]杨辉.在含有分布式电源的配电系统中继电保护协调问题的研究.华南理工大学.2010.04,09

[2]刘威.合理选择配电变压器的保护配置.电力系统保护与控制.2010.05,16

继电保护整定方案篇9

关键词:35kV变电站;继电保护;自动化系统;配置方案;策略分析

中图分类号:tm772文献标识码:a文章编号:1006-8937(2016)17-0109-02

随着自动化技术的不断推广与应用,自动化技术已在电力行业得到了广泛应用,尤其是变电站。在自动化系统应用于变电站过程中,自动化继电保护成为了电力企业关注的焦点。继电保护是变电站的重要组成部分,直接影响着变电站的可靠性与安全性,以自动化系统为核心,展开继电保护配置与改进,有助于变电站的安全运行,能够推动电力行业的发展。

1继电保护的内涵及配置方案

1.1继电保护的内涵

继电保护是一种自动装置,当变电站电力系统运行异常或发生事故时,可确保变电站与电气设备安全运行[1]。继电保护能够有效保证供电系统的稳定性以及电气设备的安全性,是非常重要的保护手段。与此同时,继电保护还是一种应对措施,能够对电力系统进行检测,并且发出报警信号,直接将故障自动排除;继电保护还是一种设备,能够对电力系统的运行状况进行管理与监测,若发现事故,则自动将电气设备元件断开,对电路及电气设备进行保护。继电保护的主要作用就是反映变电站电气设备运行异常状态进行监测,然后有选择、自动迅速断开特定的断路器。继电保护的的基础构造是电气设备物理量的变化,基本要求为可靠性、灵敏性、选择性以及速动性。

1.2配置方案

继电保护的配置方案主要有两种,即常规保护配置方案和集中式保护配置方案。

常规保护配置方案是根据对象进行配置的,其中常规保护包括变压器保护、馈线保护、母线保护、电容器保护以及其他的保护测控设备[2]。

常规保护配置对原来保护装置的交流量输入插件、CpU插件的模拟量处理以及i/o接口插件进行更换,分别改为数据采集光纤通信接口、通信接口处理以及GooSe光纤通信接口,该方案使变电站继电保护实现了向数字化的过渡。常规保护配置方案的结构图,如图1所示。

集中式保护配置方案是一种新型保护概念,以光纤以外网为基础,基于ieC61850规约等一系列现代数字通信研发的。集中式保护配置方案是保护控制一体化装置,将变电站的所有信息集于一个计算机系统中,具有灵活性、可靠性以及互补性,不仅可以同时保护变电站中的多个独立设备,而且还具有控制作用[3]。具体的结构图,如图2所示。

235kV变电站自动化继电保护配置分析

35kV变电站自动化继电保护配置进行优化与改进时,其中关键环节是设备选型,设备选型的质量对整个自动化继电保护配置的可靠性有着极其重要的影响。继电保护配置在进行选型时应遵循的原则为:基于保护、监控与测控等多个方面,对系统内的冗余设备进行合理控制,保证功能能够合理分布[4]。具体包括以下内容。

2.1采用先进主变压器保护装置

继电保护配置选型时,应对主保护与后保护被控装置进行综合考虑,所选设备应该具备遥控、遥信以及遥测主变压器两侧位置断路器的功能,并在变电站自动化运行时,能够发生一系列保护动作,如差动速断、重瓦斯与过流等。

2.2选用保护进线开关与联络开关的线路保护装置

继电保护装置不仅要具有一般性的遥信、遥控与遥测功能,而且还要具备接地保护、限过流保护以及过负载功能。

2.3采用保护电容器的保护装置

电容器保护是保护重点,测控装置应以其为主,采用集中补偿的方式,而且还应过电压保护以及馈线保护着手,确保电容器能够可靠、安全运行。

335kV变电站的自动化继电保护策略

3.1以质量为主,对设备质量进行严格控制,使装置的使用性得到有效提高

在设计装置时,应该对各种外在环境的变化进行充分考虑,确保装置即使处于严寒、潮湿或高温环境下,也能保持正常工作。一方面,确定装置安全系数,即适应湿度、温度、超负荷运行结果预测以及振动系统等,且必须保证其准确性;另一方面,在进行设计时,使设备趋向标准化与简单化,即在确保可靠性的基础上,零部件越少,产品构造越简单,系统出现故障的概率就越小。

3.2对于冗余技术,应该科学、合理运用,使安全性与可靠性不断提升

冗余技术,又被称之为储备技术,是一种提高系统可靠性的有效手段,主要通过利用系统的并联模型来发挥作用[5]。在继电保护装置中,应该对软件、硬件、信息以及时间的冗余资源加以充分利用,使双系统保障技术得以实现,尤其针对电力系统的关键环节以及薄弱环节,必须科学、合理运用冗余技术。对于软件系统,可以正确采用信息保护技术、系统容错技术以及防火墙技术等冗余技术,从而使相关设备装置的可靠性得到保障;在设计硬件时,需要对组建级冗余结构加以正确应用;信息冗余即有效利用复杂的编码和检错与增加信息位数,从而采用奇偶检验、多重模块以及阶段表决等方式对错误进行自动纠正;时间冗余主要对装置的预测性加以有效利用,对于出现的故障,可提前发现,进行检测,使故障的恢复率得以提升。只有软件冗余、硬件冗余、信息冗余以及时间冗余相互协调、共同发展时,装置的可靠性才可得到有效保障。

3.3对于软件给予足够的重视,不断提升软件设计的水平,确保软件能够正常运行

软件产品在特定的时间内以及特定的条件下完成特定功能的能力,被称之为软件可靠性。在设计继电保护系统软件时,需对用户个性化需求进行综合考虑,以满足用户个性化需求为核心,设计时应遵循的原则主要包括两点,一方面应该简单,容易操作;另一方面能够有效提高运行效率,在遵循原则的基础上,正确设计算法以及处理结构。在编写代码时,应该确保科学性以及合理性,及时发现测试时出现的问题,确保数据输入与输出的一致性,与此同时,建立并健全软件系统的自查自修功能,使软件系统的可靠性以及完整性得到保障。

3.4加强培训,不断提高技术人员的综合素质,同时定期展开安全检查工作

由于继电保护装置在不断发展,且更新速度很快,此外对技术有较高的要求,因此,加大对员工的培训力度,不仅要展开专业技能方面的培训,而且还要增强素质培训,在提高员工专业技术水平的同时,不断提升员工的综合素质,调动员工的工作热情,增强其工作使命感以及责任心,不断提升员工及时发现问题并解决问题的能力。

在35kV变电站自动化继电保护时,常出现的问题是临时性停电,从而影响继电保护的正常工作,因此,维护工作者应根据临时性定点的具体情况,对整个运行系统展开定期性检查,通常定期性检查工作应至少每年进行一次。

此外,在1~2年间隔区间需要展开一次整组性试验,使继电保护运行性能能够稳定发挥出来;然后在3-4年间隔区间,对出口回路、数据采样回路等相关部分的运行性能展开检查,便于及时发现安全隐患。

4结语

在35kV变电站中,提高自动化继电保护装置的可靠性以及安全性具有非常重要的意义,本文对自动化继电保护策略展开了分析,希望有助于提高继电保护装置的安全性、高效性以及可靠性。

参考文献:

[1]李蓉.35kV变电站的自动化继电保护对策论述[J].中国高新技术企业,2016,(4).

[2]李世保,刘兵.探析35kV变电站的自动化继电保护策略[J].技术与市场,2016,(2).

[3]杨革民.35kV变电站自动化的继电保护对策的讨论[J].电子制作,2013,(18).

继电保护整定方案篇10

【关键词】煤矿;井下;全面漏电保护

由于矿井电网一般采用电缆供电,但是由于工作环境恶劣,为此不可避免的发生单相漏电以及单相接地故障,从而引发人员伤亡或者是有毒有害气体爆炸。在《煤矿安全规程》的第457条规定中规定:井下低压馈电线上必须装设带有漏电闭锁的检漏保护装置或有选择性的检漏保护装置,如果无此种装置必须装设自动切断漏电馈电线的检漏装置。为此基于漏电保护原理提出了一种全面漏电保护方案,从而实现了系统的安全可靠。

1、矿井漏电保护概述

(1)矿井漏电故障种类。根据煤矿矿井电网实际情况的不同可以将漏电故障分为分散性以及集中性漏电。其中分散性漏电指的是在整条线路或者是整个线路电网的对地绝缘电阻均小于允许水平,而集中性漏电指的是漏电仅发生于某一点或者是某处,而其他位置的对地绝缘水平保持正常。

(2)漏电故障原因。导致漏电故障的原因很多,但是大致可以分为以下几大类:井下电缆因故障短路导致局部对地绝缘损坏;运行中电气设备由于绝缘受潮或者是进水导致相与地之间的绝缘下降;电气设备中的相线绝缘老化或者是接头脱落而导致火线接触金属外壳;电缆受到机械或者吉他压力、过度弯曲、挤压等导致裂口,加之受潮而引发漏电故障。

(3)漏电危害。矿井漏电故障的发生可能导致人身触电、引发瓦斯以及煤尘爆炸、设备电气短路火灾等。

(4)漏电保护设备的安装。在设备安装之前要进行相应的检查与试验:核对内部安装接线是否正确、额定电压是否与电网电压一致、原件是否损坏;检查设备的防爆性能;测定直流电源的电压值、动作时间以及动作电阻;进行耐压试验;结合自动馈电开关或者是电磁起动器继续拧漏电保护跳闸以及闭锁试验;如果检漏继电器具有电容电流补偿要进行模拟实验。此外在下井安装时也要进行如下的检查:跳闸线圈的活动是否灵活、线圈的绝缘电阻值、拉力弹簧是否调整好、中间跳闸转轴是否灵活以及馈电开关操作机构是否卡住等。

(5)设备运行维护。对于矿井漏电保护设备要每天、每月进行定期检查。每天的检查内容包括:检查欧姆表所指示的绝缘电阻值、是否安放平稳、有无淋水现象、周围是否清洁干燥、接地极是否安设良好、进一步检查检漏继电器的防爆性能、实施跳闸试验。不同的设备实施跳闸试验方法不同,分断电跳闸试验或不断电跳闸试验,在现有一些开关上设有历史检阅记录。每月的检查内容包括:导线是否破损、受潮;内部元件、指示灯以及熔断器是否损坏;闭锁装置以及执行继电器是否灵活;检查检漏继电器的隔爆性能;检查零序电抗器是否达到最佳状态。

2、漏电保护装置原理分析

我国使用的漏电保护装置共有以下几种类型:旁路接地式漏电保护、零序功率方向式漏电保护、零序电流式漏电保护、零序电压式漏电保护、无附加电源直流检测式漏电保护以及附加电源直流检测式漏电保护。漏电保护作为煤矿矿井安全供电的三大保护之一,不仅要对供电电缆以及负荷的绝缘水平进行检测,同时也要检测对地绝缘电阻,在电阻下降到一定程度是闭锁合闸回路,从而防止负荷投入运行。

2.1旁路接地式漏电保护

在旁路接地式漏电保护中,如果发生了单相触电。此时经过检测选相器的确认就可以输出动作指令,从而强迫故障相旁路接地,并利用专门设置的接地极电阻分流,从而有效地降低漏电点的电流。这种漏电保护方案具有很高的安全性,为此可以有效地减弱断电后发动机返电势以及电网电容储能。但是其不足也很明显,表现出保护范围单纯以及电路较为复杂的缺点。

2.2零序功率方向式漏电保护

这一保护方案由零流取样、零压取样、放大整形、相位比较以及执行电路构成。当电网出现非对称性漏电时,此时取样电路就会从电路中取出零序电压以及零序电流的信号,然后经过放大后,经由相位比较来判定故障支路,并最终启动执行电路来切断支路的电源,从而实现有选择性的漏电保护。这种漏电保护方法具有很强的横向选择性,但是由于动作电阻值固定不变,为此具有不能保护对称性漏电以及不能补偿电容电流等缺点。

2.3零序电流式漏电保护

零序电流式漏电保护主要针对于电网非对称性漏电,当漏电发生时电网产生的零序电压及零序电流会通过零序电流互感器驱动继电器,从而实现漏电保护。这种漏电保护方式可以有效地实现放射式电网横向选择性漏电保护,也可以适用于中性点接地及不接地系统中。但是其缺陷在于动作电阻固定不变,从而对于对称性漏电没有保护作用,同时也不能补偿电容电流。

2.4零序电压式漏电保护

当电网出现非对称性的漏电情况后就会导致三相对地电压的不平衡,从而导致零序电压的出现。然后出现的零序电压经由电压互感器的二次侧开口的三角形取出,并通过取出电压值的大小反应对地绝缘程度。如果取出的绝缘电压超过一定数值就会促使执行回路发生动作,从而导致馈电开关发生跳闸,以此实现漏电保护。

这种漏电保护方案可以对电网漏电过程中的零序电压进行有效检测,可谓是一种行之有效的漏电保护措施。但是这种漏电保护方式缺乏漏电保护选择性,从而不能对对称性漏电故障予以保护,加之动作电阻不固定,为此仅能适用于变压器中性点非直接接地的电网中。

2.5无附加电源直流检测式漏电保护

这种漏电保护方法借助于3个整流管构成了漏电保护装置,在保护电路中将3个整流管分别连接到电网的三相,而将另一端星形连接后经电阻接地。由于整个电网中的中性点不接地,为此3个整流管的直流电流需要经过电阻R以及大地和电网的对地绝缘电阻才能返回电源。为此返回电流的大小可以直接的反应电网的对地绝缘状况,从而只需要检测直流大小就可以实现漏电保护。

无附加电源直流检测式漏电保护欲附加电源直流检测式漏电保护的原理一致,不仅漏电保护结构简单,同时较高的直流电压可以如实的反应电网的绝缘水平。但是不可忽视的是这种保护方式没有选择性,同时漏电保护值会很大程度上受到电源电压波动的影响。

2.6附加电源直流检测式漏电保护

在这一漏断保护方案中涉及到了三相变抗器、KD继电器以及零序电抗器,并且其电阻为定值,但是电网的对地绝缘电阻值为可变值。如果实际使用中直流KD继电器中的电流值随着电网对地绝缘电阻变化,并且当绝缘电阻下降到一定程度就会导致直流KD继电器动作,此时常开接点接通自动馈电开关的分励脱扣线圈,从而实现馈电开关跳闸,实现漏电保护。

这种漏电保护方式较之其它保护方式具有保护全面、没有动作死区,同时对于整个供电单元也具有电容电流补偿的效果。但是这种漏电保护方式依然不具有选择性以及电容电流补偿静态性,同时其漏电保护动作较慢。

2.7新型漏电保护系统

借助于数字信号处理器(DSp)可以有效地缩短保护的动作时间,从而提升了数据处理能力。数字信号处理器主要由DSp运算处理、Ct/pt信号调理板、母板以及继电器输出板组成。输入的信号经过以上及部分的处理得到输出信号。

Ct/pt信号调理板。这一部分主要负责将输入的零序电压滤序器以及零序电流互感器输出的信号转换为电压或者电流信号转换为可以被DSp直接处理的信号,同时可以对信号进行适当的放大、调理、滤波等处理。

DSp运算处理板。这一处理模块主要由tmS320F206DSp芯片构成,这一处理板接受电网中的被监测支路的零序电压以及零序电流,同时对信号进行适当的放大与转换后送达DSp芯片中,此时智能化的DSp芯片就可以对接收到的信号进行相应的处理及运算,从而对操作进行判断,最后将判断结果显示在显示面板,从而实现了人机对话,极大地方便了技术人员对故障的查找。

母板:母板主要提供多种接口,例如DSp运算处理器、Ct/pt信号调理板、电源板、继电器输出板以及面板电源、通信接口等。

人机交换系统:这一系统主要由按键、显示屏、运行状态灯等组成,其核心为单片机,借助于C语言编制显示程序。这一系统可以实时的显示每一块DSp板中的零序电压及电流,如果发现某条支路发生故障,液晶屏就会显示某支路漏电保护动作,同时故障灯与保护等点亮直到故障消除。

这一系统软件主要分为三大部分:初始化程序、中断程序以及数据处理程序。其中初始化程序是保证DSp芯片正确运行的关键,中断程序负责控制转换器的采样速度以及DSp与数据显示板之间的通讯。而数据处理程序主要是借助于a/D转换器对采集到的数据进行判断,控制继电器动作。

总之,基于DSp的新型煤矿井下电网选择性漏电保护装置不仅有效地改善了原有保护装置的性能,同时也保证了电网纵向漏电保护以及选择性漏电保护。由于这一漏电保护方案具有良好的人机界面,方便了技术人员对故障的判断以及故障的排除。实际运行表明这一系统具有较高的可靠性,有效地保证了矿井下作业人身的触电安全问题。

3、井下低压漏电保护存在问题及完善措施

3.1井下低压漏电保护普遍存在的问题

目前多数的矿井中普遍采用检漏继电器与漏电保护单位构成的漏电保护系统。但是由于零序电压与漏电电阻、电网电压、系统容抗有很大关系,为此会在系统电压以及系统电容的影响下导致动作时间误差。有时即便已经调整好了分馈与总馈的关系,但是随着电缆长度的延长,系统的电容不断变化,从而当支路发生漏电后并未引发分路开关动作以及总开关以及误动的现象。在实行分级保护的低压电网中,要求一级保护器的额定动作时间要小于上一级保护器的极限不动时间。而对于下级保护要求动作时间最快,从而尽快的切出故障;对于上一级的保护要进行一定的延时,从而躲过下级保护在动作过程所需要的时间。

3.2提升低压供电保护准确性的措施

动作时间作为漏电保护的重要指标,一般要求分支馈电的漏电保护动作时间要控制在50ms内,总馈线的漏电动作时间设为250ms,从而保证选择性漏电的需要。对于系统电容的变化要及时的进行修正,尤其是对于零序电压法检测漏电支路的方式中要适当的系统电容修正,从而减小电容变化对于零序电压的影响。

同时当总馈电下面的分路馈电大于10台是会导致分路开关动作迟缓,从而导致大规模的停电。同时在单母线分段供电的情况下,如果其中一台进线开关出现故障会导致运行开关的附加电流在故障开关叠加,促使所测得的漏电电阻增加以及设备拒动。为此可以分别在两台进线开关后增加一台分段开关,从而即使一台进线开关停止,负荷侧的开关也会分段,从而保障了选择性漏电的可靠性。此外为了保护线路安全还要配合采用接地、结零保护措施,从而保证人身安全。

4、矿井漏电综合保护方案

鉴于以上单一的漏电保护方案各有利弊,为此需要集中不同漏电保护方案的优势,从而形成一个综合性的漏电保护方案。漏电保护的基本要求包括可靠性、安全性、灵敏性以及选择性。其中可靠性指的是漏电保护装置自身具有一定的可靠性,在保护单元内发生漏电现象时不能拒动或者是在保护单元内发生故障时不能误动;安全性指的是漏电保护从最严重的人身触电事故发生到切除之间的时间与最小电流的乘积要满足一定条件。对于单相接地等故障要保证发生间歇性漏电或者切断电源时接地点的楼电火花小于0.28mJ;灵敏性指的是漏电保护电路对于保护单元内的临界漏电故障具有极强的反应能力;选择性指的是在发生漏电事故后,漏电保护装置仅切除供电单元中的漏电部分,而保留非漏电单元中的电源。并且保证无论是在干线式还是放射式供电中均能有效地将故障停电范围减小到最小。

这里我们提出一种旁、直、零式选择性综合漏电保护方案,在这一系统中共使用到了5种不同的保护单元及插件:直流检测式漏电保护插件、附加三相接地电容器组、旁路式接地漏电继电器、若干块直流检测式漏电闭锁插件、零序功率方向式漏电保护插件。其中将一台旁路接地定人员、定时间、定责任、定标准、定措施继电器设置于总开关处,从而极大地提升保护系统的安全性以及保障了靠延时的纵向选择性的实现;其中附加三相接地电容器组设置于总开关的负荷侧,通过将其星形点连接于接地网来消除方向型保护所导致的动作死区;将一块直流检测式漏电保护插件设置于动作死区,同时作为整个漏电保护的总后备;此外除了总开关以外,在其余所有的馈电开关以及磁力启动器中均设置一块零序功率方向式漏电保护插件;同时如上述插件装设位置一样增设若干块直流检测式漏电闭锁插件。

当这一保护单元中的某一支线w9上发生了单相漏电现象时:首先在漏电发生20s内2Qa、4Qa、9QC所设置的方向插件以及在1Qa处设置的旁路插件均启动,同时1Qa处的直流检测式保护插件也同时启动,而保证其余的保护插件不动;然后再50ms内旁路继电器发生动作,从而在1Qa处将漏电相接地,从而使得漏电处的实际电流小于10ma。经过0.5s的延时作用,9QC中的方向保护插件开始动作,从而导致9QC跳闸,达到切断故障之路的目的。在此之后旁路接地继电器中直流检测式保护插件以及2Qa、4Qa中的方向保护插件全部返回,经过0.5s后的整个供电电路除了故障电路外的单相旁路接地运行自动转为正常状态。