关键词:电力系统;继电保护;发展;自动化
【中图分类号】TP30
随着我国电力系统的不断发展,继电保护技术也有了很大的发展。近年来,仅仅由于继电保护装置的故障而引发的事故逐渐变少,不过,由于电网的飞速发展,继电保护也需要能够满足更多的要求,现在,电子计算机技术、通信技术、网络技术等高科技技术的不断发展,也为继电保护技术的蓬勃发展提供了契机。
1、继电保护的发展历程
随着我国电力行业的飞速发展,我国的继电保护技术也取得了长足进步,而且电子计算机技术、通信技术、网络技术的不断完善,也促使继电保护技术在仅仅40余年就完成了四个历史阶段。
(1)第一阶段。早在上世纪50年代,我国就开始对继电保护开始了广泛研究,并取得了一定的成果,陆续建立集研究、设计、制造、运行和教学的完整体系,使我国的机电式继电保护进入了一个相对繁荣的时代,并奠定了我国继电保护技术发展的坚实基础,为以后的长足发展提供了很好的开端。
(2)第二阶段。上世纪60年代初期,晶体管继电器开始出现,并进入了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,结束了我国500KV线路保护完全依靠从国外进口的时代。
(3)第三阶段。上世纪70年代中期,我国已经开始着手研制开发基于集成运算放大器的集成电路保护,并取得显著成效,到80年代末期,集成电路保护已经形成相当大的规模,并有了完整系统,逐渐开始取代晶体管保护。
(4)第四阶段。90年代初期,我国的继电保护已经开始进入微机保护时代。微机保护技术的快速发展与其的显著优点是分不开的,它不仅能够完成继电保护和自动装置的功能,而且还能够提高继电保护装置的可靠性和准确性,并还具有实时显示参数、故障测距等功能。
2、继电保护的发展趋势
随着现代科技技术的不断进步,计算机技术、网络技术、通信技术等不断进步与发展,继电保护技术也开始向计算机化,网络化,智能化,保护、控制以及数据通信一体化方向发展。
(1)计算机化
微处理机的发展主要体现在单片机化及相关功能的极大增强,片内硬件资源得到极大扩充,并且能够显著融合单片机与DSP芯片的运算能力,而且能够应用嵌入式网络通信芯片,方便的设计出高性价比的冗余硬件,为实现灵活性、高可靠性和模块化的通用软硬件平台提供了条件。计算机技术的两个特点被微机保护充分利用,即高速的运算能力和完备的存贮记忆能力,而且微机保护也可以采用大规模集成电路和数据采集,并能应用到滤波和高可靠性的抗干扰措施,使其具有强大的生命力。
华北电力大学研制的微机线路保护硬件已经经历了三个发展阶段:8位单CPU结构、多CPU结构和总线不出模块的大模块结构。
而且随着电力系统的不断衍生的复杂性,电力系统对微机保护的要求也不断提高,不但需要满足继电保护的基本功能,而且可以存储一定的故障信息和数据,并能较快的处理数据,能够和其它智能设备进行通信,并可以与其它保护、控制装置共享系统的网络资源,基本上具有了PC机的功能。
(2)网络化
网络保护是计算机技术、网络通信技术和微机保护技术等新技术交叉结合的产物,由于计算机网络技术的容易操作性,可以很方便的实现各种保护,比如可以进行线路保护,保护变压器不遭受损害等。而且其优点是显而易见的饿,可以实现数据共享,进行纵联保护。而且,由于分站保护系统系统采集存储了该系统所涉及的设备的电压量、电流量等信息,因此可以容易的实现母线保护,并不需要另外增加母线保护装置,减少了设备,降低了成本。
对于新型的继电保护,电力系统网络型保护已经是微机继电保护技术发展的趋势。但是这是一门交叉性学科,要得到很多别的学科技术的支撑,需要计算机技术、网络技术、通信技术以及微机保护技术的交叉融合才能实现。
网络保护系统的主干网络拓扑结构和分站系统的网络拓扑结构,都应该选择简单可靠的拓扑结构。而且作为最重要的分站保护系统,其在整个网络保护系统中的作用是不容忽视的。现在分站保护系统需要两种模式:利用现有的微机保护装置或者组建新系统,利用分站系统实现各种保护功能的管理。综合考虑,为了保障继电保护的可靠性,应该采用针对性的网络安全控制策略,从而更好的确保网络保护系统的安全。只有更加安全可靠经济性的网络性能才能发展电力系统的高速发展。由于现在电力系统的网络结构越来越复杂,电力网络系统要求控制网络和信息网络能够相互融合借鉴,并可以实现完全的分散分布式控制、处理和运行,这样我们在进行设计时,就可以将保护系统的网络部分,尤其是数据传输系统作为系统设计的关键环节,使其具备多种网络接口,更具灵活性和方便性。
对于一般的非系统保护,实现保护装置的计算机联网,具有相当大的好处,也能提高保护的可靠性。由此我们可知,微机保护装置网络化,可大大的保护其性能和可靠性,符合微机保护法中的必然趋势。
(3)智能化
近年来,人工智能技术,比如模糊控制、神经网络、进化规划等,也开始涉及到电力系统领域,得到了一定的应用。例如,神经网络是一种非线性映射的方法,对于一些问题,如果很难列出方程式来求解,或者对于复杂的非线性问题,就可以应用神经网络方法来处理,非常方便和实用。
3、结论
50年来,我国的继电保护从机电式继电保护到微机保护,从无到有,从弱到强,随着电力系统的告诉发展和计算机网络技术、通信技术和人工智能技术的进步,继电保护也正在进行着全面革新,高科技的应用不断促使着继电保护的长足发展,并有可能出现原理性突破,现在信息时代已经到来,继电保护也开始紧随新形势,开始跨入信息时代的大潮,这就需要其以多学科交叉性技术为支撑点,不断发展到综合自动化水平,这对于继电保护工作中来说是一个挑战,也是机遇,可以预见,随着继电保护计算机化网络化一体化的不断发展,将开辟一个广阔的新天地。
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]杨奇逊.微型机继电保护基础.北京:水利电力出版社,1988
关键词:继电保护;电力系统;应用
在电力系统运行的过程中,继电保护装置是电网的重要组成部分,它主要使用在电网的变电站和断路器当中,从而对电力系统的运行情况起到了一定的控制监督作用,建立了电气设备故障对电力系统的正常运行带来的影响。此外,继电保护装置在电力系统中,其主要作用表现在以下结构方面:第一,当电力系统中的电气元件出现故障的时候,人们可以通过继电保护设备,来减少电气设备故障对电力系统运行所产生的影响;第二,可以保证电力系统供电运输的稳定性;第三,改善电网的性能,提高电力系统运行的稳定性。目前,在我国电力行业发展的过程中,继电保护装置在电力系统中应用得十分的广泛。下面我国就对继电保护的相关内容和在电力系统中的实际应用进行简要的介绍。
1继电保护的作用与组成
随着社会的不断发展,电力已成为人们生活和生产中不可缺少的主要能源之一,如果在电能运输的过程中出现问题,那么不仅对人们生活造成了一定的影响,还阻碍了社会经济的发展。目前,在电力系统运行的过程中,人们为了降低电气元件故障给电力系统带来的影响,就将继电保护装置应用到其中,以确保其他电气设备的正常运行。而且当部分电气元件在使用过程中,其运行状态出现了异常情况,继电保护装置也可以及时的做出反应,将电气元件的故障从电力系统中移除,尽可能的将电气元件的危害降到最小。可见,继电保护装置在电力系统运行的过程中,有着十分重要的作用,它不仅降低了电气故障所带来的影响,还保障了电力系统的正常运行。目前,我们在电力系统中所应用的继电保护装置主要是由测量结构、逻辑部分和执行结构这三个部分组成的。
2电力系统继电保护现状
2.1微机在继电保护中的大量普及
随着科学技术的不断进步,微机技术也得到了进一步的发展,而在继电保护中,人们就是利用微机技术超强的运算能力和逻辑处理技术,来提高机电保护装置的实际应用过程中的性能。近年来,我们在对微机技术上又有了新的突破,这也使得电力系统中的继电保护装置的性能以及处理效率得到了很大的提高。
2.2继电保护与前沿技术相结合
如今人们在对继电保护进行研究分析的过程中,人们也将前沿技术应用到其中,使得继电保护技术逐渐向着自动化、网络化等方面进行发展。而计算机网络技术作为当前信息时代的核心技术,将其应用在继电保护中,不仅可以提高了电力系统的安全性和可靠性,还有效的推动了电力行业的发展,为实现现代化电力系统控制技术打下了扎实的基础。不过,从当前继电保护的发展情况来看,计算机网络信息技术的应用,在电力系统继电保护当中还处于一个初级阶段,在许多方面存在着不足的地方,因此为了实现继电保护网络化、智能化的发展,人们在需要在不断的实践过程中进行改进。
2.3使用人工智能(AI)、自适应控制算法等先进手段
人工智能技术(如专家系统、人工神经网络ANN等)被广泛地应用于求解非线性问题,较之于传统方法有着不可替代的优势。众所周知,电力系统继电保护是一种普遍的离散控制,分布于系统的各个环节中,而对系统状态(正常或事故)进行判断,即状态评估,是实现保护正确动作的关键。由于AI的逻辑思维和快速处理能力,AI已成为在线状态评估的重要工具,越来越多地应用于电力系统的多个方面中,特别是继电保护方面,其在控制、管理及规划等领域中发挥着重要作用。
3确保继电保护安全运行的措施
3.1继电保护装置检验应注意的问题
在继电保护装置检验过程中必须注意:将整组试验和电流回路升流试验放在本次检验最后进行,这两项工作完成后,严禁再拔插件、改定值、改定值区、改变二次回路接线等工作网。电流回路升流和电压回路升压试验,也必须在其它试验项目完成后最后进行。在定期检验中,经常在检验完成后或是设备进人热备状态,或是投入运行而暂时没负荷,在这种情况下是不能测负荷向量和打印负荷采样值的。
3.2定值区问题
微机保护的一个优点是可以有多个定值区,这极大方便了电网运行方式变化情况下的定值更改问题。但是还必须注意的是定值区的错误对继电工作来说是一大忌,必须采用严格的管理和相应的技术手段来确保定值区的正确性。采取的措施是,在修改完定值后,必须打印定值单及定值区号,注意日期、变电站、修改人员及设备名称,并重点在继电保护工作记录中注明定值编号,避免定值区出错。
3.3一般性检查
不论何种保护,一般性检查都是非常重要的,但是,在现场也是容易被忽略的项目,应该认真去做。一般性检查大致包括以下两个方面:首先清点连接件是否紧固焊接点是否虚焊机械特性等。现在保护屏后的端子排端子螺丝非常多,特别是新安装的保护屏经过运输搬运,大部分螺丝已经松动,在现场就位以后,必须认认真真一个不漏地紧固一遍,否则就是保护拒动,误动的隐患。其次是应该将装置所有的插件拔下来检查一遍,将所有的芯片按紧,螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中,还必须将各元件保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项重要工作来落实。
3.4接地问题
继电保护工作中接地问题是非常突出的,大致分以下两点:首先,保护屏的各装置机箱屏障等的接地问题,必须接在屏内的铜排上,一般生产厂家已做得较好,只需认真检查。最重要的是,保护屏内的铜排是否能可靠地接入地网,应该用较大截面的铜鞭或导线可靠紧固在接地网上,并且用绝缘表测电阻是否符合规程要求。
3.5工作记录和检查习惯
工作记录必须认真、详细,真实地反映工作的一些重要环节,这样的工作记录应该说是一份技术档案,在日后的工作中是非常有用的。继电保护工作记录应在规程限定的内容以外,认真记录每一个工作细节、处理方法。工作完成后认真检查一遍所接触过的设备是一个良好的习惯,它往往会发现一些工作中的疏漏,对于每一位继电保护工作人员来说都应该养成这一良好的工作习惯。
结束语
总而言之,从而我国当前继电保护技术的应用情况来看,虽然对电力系统的正常运行起到了一个良好的保护作用,但是其中存在着许多不足的地方,因此为了促进我国电力行业的发,使其继电保护技术可以更加快速的、准确的对电气元件的故障进行处理,改善电力系统的性能,我们还要在不断的实践过程中,对其继电保护技术进行改进和完善。
参考文献
[1]冯建国.浅议继电保护在电厂的应用及日常维护[J].山西农业科学,2007(12).
关键词:继电保护;电力系统自动化;继电保护技术;发展趋势
中图分类号:X77文献标识码:A
1电力系统继电技术的现状
随着我国电力系统的不断完善,我国继电保护技术也进入了微机保护的时代。计算机技术、电子技术等现代化技术的飞速发展为继电保护技术注入了新的活力,因而在电力系统的几点继续方面要求不断提高。从上世纪70年代,我国便开始了对继电保护技术的研究和发展,各个高校也相继开始了对不同原理和不同型式的微机继电保护装置的研究。最先通过鉴定并在系统中获得应用的是在1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置,保护装置的应用为我国继电保护发展揭开了新的篇章。
随着现代化科学技术的广泛应用和科技的的创新,使得电力系统继电保护技术不断强化。继电保护技术的不断强大,为电力系统的维护和发展发挥着巨大的作用。
2继电保护自动化的性能要求
继电保护装置的工作职能和工作方式决定了自动化装置必须遵循可靠、灵敏、快速、及有选择性的特性。当电力系统和设备发生故障时,要求继电保护装置能最大限度的降低故障对设备的损坏程度;同时继电装置好要根据电气系统在非正常工作运行维护中采取发出的不同的信号,自动将运行设备进行调整或切除容易引起事故的电气设备,及时对系统进行提醒、规范和预防在操作中故障的出现,使其设备处在正常的工作状态下运行。
2.1可靠性
当电力系统在正常的运行状态下,保护装置实施对装置进行监督,在发生故障的情况下采取正确的防护措施。必须严格要求继电保护装置的可靠性,才能发挥继电保护装置的保护功能。因此可见,继电保护装置的可靠性是衡量电气系统能否正常运行的最基本的标准,在任何电力设备在无继电保护的状态下都不能运行。
2.2灵敏性
灵敏性是整个电力系统安全运行的保障,只有在运行中减轻设备的故障率和受损程度,才能将受损范围缩小到最低值,从而提高继电保护系统的稳定性与灵敏度。灵敏系数的标定通常体现在设备在保护范围内不正常运行状态继电保护装置的应变能力,通过灵敏度的保护从而提高设备自动投入的效果,是生产过程中的设备和经济损失比降到最低。
2.3快速性
快速性是指在设备发生故障后的修复能力,在设备运行中发生故障后能及时对故障进行修复,保持电力系统的继电能高效稳定的运行。电力系统的机电保护系统在处理和防范系统故障方面要求迅速切断短路故障线路,降低线路受损程度和系统中存在的其它危险系数。
2.4选择性
电力系统在运行过程中发生故障时,继电保护装置对故障进行分析和数据分析,对发生故障的设备和线路进行定位切除,保护电力系统的稳定供电和用电需求。在处理故障的过程中,保护装置应根据故障点最近的断路器进行线路切除,只有被故障设备和线路本身的保护拒绝时,才允许由临近的线路或故障设备进行故障切除。
3继电保护自动化的发展趋势
计算机化,智能化,网络化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展是电力系统继电保护自动化未来发展的趋势。
3.1计算机化
随着电力系统对继电保护的要求不断提高,除了基本的保护职能外,还需要对故障信息和数据的整理和存储。强大的通讯能力和快速的数据信息存储以及保护装置与其他控制装置和调度设备的信息需要数据信息和网络资源联网,这就要求继电保护装置不仅仅是保护还要具备计算机的功能。继电保护装置的计算机化和微机化是电力系统发展的总趋势,在满足电力系统要求的前提下,企业应该在考虑经济效益与社会效益的同时,思考如何提高继电保护装置的计算机化和微机化,从而提高继电保护的可靠性。
3.2智能化
人工智能技术与继电保护相结合,在一定程度上能加快电力系统的计算速度。人工智能网络的神经网络是运用一种非线性映射的方法,在很多难以列出方程式的复杂的非线性问题上利用神经网络的方法,解开这些线性问题十分简单。其中如遗法算法、模糊逻辑和进程规划等在求解复杂问题的能力上也都有其独特的方法,因此人工智能技术在电力系统继电保护的自动化技术上发挥着重要作用,为继电保护技术中一些常规方法难以解决问题提出了确实可行的办法。
3.3网络化
计算机网络为各个工业领域提供了强大的通信手段,影响着各个工业领域的发展。继电保护的作用指是切除和预防故障,缩小故障带来的损耗,几点保护装置在处理故障信息时,受到的故障信息数据越多,对故障的性质、位置及和故障位置的距离才能判断的更准确,这是相对于一般非系统保护下,实施保护装置的计算机联网的最大好处。在实现了计算机联网化后,继电保护能根据系统的运行方式和故障数据的数据分析,自动生成保护原理和规律,从而实现保护装置的自适联网设备,提高保护的可靠性与准确性。微机保护网络化在未来的发展趋势上可以大大提高保护设置的性能与可靠度,实现这种微机保护的条件就是将全系统的各个设备的保护装置用PC机进行网络连接,从而实现各个主要设备间的数据共享和分析比较,用这种保护网络化对电力系统的几点保护进行自动化管理和监督。
3.4保护、控制、测量和数据通信一体化
将保护、控制、测量和数据通信一体化的计算机装置就地安装在保护设备的旁边,将保护设备中所有的数据进行整理和分析,通过计算机网络传送到电脑主控室,从而实现对系统的保护和对运行中出现的故障进行数据分析和控制。实现了继电保护装置的网络化、计算机化和智能化,继电保护装置就相当于是一套多功能的、高性能的PC机,是整个系统运行的智能终端控制和监督平台,因此,每一个保护装置都可以直接从网上获取系统运行中的故障和信息数据,并且将这些数据和信息从送到网络监控中心和其它保护装置系统中去。
结语
继电保护装置作为电力系统安全运行的关键,随着电力系统的安全威胁问题的利益突出,以及继电保护问题的内涵的不断扩展,继电保护自动化与智能化的必要性越来越明显。
继电系统自动化发展的实现在保护装置性能的同时,也大大提高了装置的可行性,降低故障对保护装置的损坏度。在社会日益进步的今天,我们要充分的利用计算机和网络技术对几点保护装置的自动化发展进行改革和创新,通过对故障数据的分析和实际工作中的实践,利用计算机和网络中强大的数据分析能力、运行能力和匹配能力来推进电力系统的自动化的建设与发展,提升电力系统保护装置的质量和对故障处理能力的准确性能。
参考文献
【关键词】电力系统;继电保护;应用举措
当电力系统出现危害系统运行安全的异常故障时,将针对系统故障采取自动化的处理措施,我们将其称之为继电保护。一般而言,实施继电保护可对系统完成如下保护任务:一是当电力系统设备出现运行故障时,设备发出报警信号,提示值班人员探知故障产生的根源,及时做好故障排除工作,降低故障对整个电力系统的危害,维护电网的安全稳定运营;二是当电力系统运行状况不佳或出现系统故障时,继电保护技术可缩小排查范围、缩短排查时间,自动将故障设备从电力系统中排查出来。综上所述,继电保护对维护电力系统稳定运行存在重要的现实意义。
一、继电保护技术的发展趋势
近年来,随着现代化电力系统建设的推进,继电保护技术被广泛地应用于电力系统中,继电保护技术不断发展与完善,并且呈现出计算机化、智能化、网络化与一体化的发展趋势。现简要论述如下:
1.计算机化发展趋势。数量激增,要求继电保护系统具有良好的数据处理能力,能够存储信息和传输信息,能够有与其他系统融合联网,实现整个系统信息及数据的资源共享。现代化计算机技术的存储、传输、处理信息的能力大幅提高,继电保护系统呈现计算机化的发展趋势。
2.智能化发展趋势。近年来,自适应理论、人工神经网络、专家控制法、模糊逻辑算法、蚁群算法等诸多智能算法被应用于继电保护系统中,使电力系统继电保护达到了更高的标准。综合运用各类智能化算法,有利于将继电保护系统中各类不确定因素的消极影响降到最低,从而更好地维护继电保护装置的可靠性。
3.网络化发展趋势。电力系统若想实现信息及数据的资源共享,就必须实现继电保护系统的网络化。当今时代,诸多变电站已然实现来继电保护系统的网络化,电力系统能够共享继电保护装置提供的故障信息及数据,根据故障信息来确定继电保护举措,从而实现对电力系统运行安全的维护。当前电力系统继电保护的网络化尚未全面实现,仍需要继续探索与实践。
4.一体化发展趋势。众所周知,电力系统中对继电保护装置及继电保护技术的应用,为的是实现如下两个目标:一是当电力系统出现系统故障时,通过继电保护实现对整个系统及设备的维护;二是当电力系统处于正常的运行状态时,发挥继电保护系统的数据测量、控制、保护及通信等多项功能。由此可见,现代化电力系统应实现继电保护方面的一体化。
综上所述,电力行业中已然形成了较为完备的电力系统,继电保护装置是电力系统中的重要组成部分,完备的继电保护技术为电力系统的安全运营提供了技术保障。现阶段,为了适应人们在电力行业领域的高质量、高要求,电力企业有必要提升自身综合实力,而适应继电保护技术的发展趋势,发挥继电保护系统的最大效能不失为一种有效的途径。
二、如何在电力系统中更好地应用继电保护技术
为了最大发挥继电保护装置及其技术在电力系统中的效能,应从以下几层面加以完善:
1.选用符合要求的继电保护装置。主要有四项要求:一是当电力系统发生故障时,继电保护装置需能有选择性地将故障段隔离,从而保障电力系统其他环节的正常运行;二是继电保护装置具有良好的灵敏性,能对电力系统保护范围内的不良运行状态及故障做出及时反映,三是继电保护装置可以快速地隔离故障,将系统故障的不良影响降低到最低;四是继电保护装置能够安全可靠运行。
2.关注影响继电保护可靠性的因素。一般而言,电力系统故障发生迅速,影响范围广,损失巨大,继电保护是维护电力系统正常运行的有效途径,关注影响继电保护可靠性的因素,能够更好地发挥继电保护的功用。主要有如下四个因素:一是系统软件因素,继电保护装置常常因为软件出错而出现拒动或误动现象;二是硬件装置因素,电力系统中存在诸多硬件装置,这些装置的质量和运行情况直接关系到继电保护的可靠性;三是人为因素,继电保护能否可靠运行很大程度上受人为因素的影响,如安装人员未按设计要求接线和检修人员误操作都能够造成继电保护效能的缺失。
3.遵守继电保护装置运行维护要求。为了维护电力系统中继电保护装置的正常运行,相关人员应严格遵守继电保护装置的运行维护要求,具体表现为如下几方面:一是熟知继电保护系统运行规程,严格依照过程进行操作,定期巡视和检测继电保护装置和二次回路,并依据相关规定来设置定值;二是监测继电保护系统内的电压、负荷电流及负荷曲线,使其保持在规定的范围内;三是如果继电保护装置存在误动情形,则应及时汇报给继电保护部门和调度部门,申请停用继电保护装置,在紧急情形下可采用“先停用,再汇报”的处理方法;如果存在继电保护装置与二次回路运行异常的情况,操作人员在记录后上报给相关部门,并督促这些部门进行及时处理。
4.日常继电保护操作应注意的事项。继电保护技术应用也有严格的技术标准,相关人员在做电力系统继电保护日常操作应注意到如下事项:一是遵循配电装置技术要求,二是做好配电屏的巡检工作;三是做好配电装置的运行与维护工作。如断路器因故障而跳闸后,检修人员或更换触头与灭弧罩,或进行检修,唯有在查明跳闸原因并消除跳闸故障后方能再次做合闸操作。
5.在原则规范下实施状态检修工作。状态检修是电力系统进行继电保护的必要工作,需要在以下原则的规范下展开:一是保证设备安全运行原则,这是继电保护系统运行需要遵循的首要原则,为了更好地贯彻这一原则,应强化对继电保护系统的状态监测、数据分析、定期检修和规范管理;二是总体规划、分步实施的原则,继电保护装置状态检修是一项极为复杂的工作,需要有长远目标和总体构想,并在此基础上做分步实施和逐步推进,从而在制度、资源、技术、管理等诸多方面奠定有益基础,并根据装置状态检修的现实情况作适当调整。
关键词:电力系统;继电保护;可靠性
我国的经济建设正在高速的发展中,电网系统的规模逐渐增大,覆盖的区域非常辽阔。不同类型的电气设备紧密的与电气线路相联结,各种人为因素和运行环境的复杂因素的影响,从而不可避免的会出现电气故障,给人们的生活和生产会带来不必要的影响。因此,为了保障使电网供电系统运行的正常,必须对继电保护在工作中可靠的运行,对继电保护装置进行正确的设置,对各项相关定值实施准确的整定,预防继电保护的不正确动作现象出现,对电力企业的健康发展有非常重要的意义。
1继电保护系统可靠性指标
1.1继电保护的内涵
继电保护能够保障电气设备的安全,确保了供电的安全可靠性,是电力系统最有效、最基本的一项核心技术手段。继电保护系统能够满足电力系统的灵敏性、速动性、可靠性和选择性,其基本原理是以电力系统中元件出现短路或异常情况时的电气量的变化实现继电保护动作。从系统设计来看,继电保护系统是有相互独立的继电保护装置通过某种连接方式共同组成系统。在所有的电力设备中,如线路、母线、变压器等,均不可以在无继电保护的状态下运行。
1.2继电保护的基本任务
当电力系统的故障发生在被保护的元件时,应该由故障元件的继电保护装置作出准确、及时处理措施,对距离故障元件最近的断路器准确、迅速地发出跳闸命令,使故障元件可以迅速、及时的和电力系统断开,在满足电力系统的某些特定要求的同时,如保持电力系统的暂时稳定状态,尽量降低电力系统元件本身的损坏,也就减少了故障元件对电力系统供电安全的影响。
继电保护可以及时的对电气设备工作的异常状况做出相关的反应,能够设备的异常的供桌状况及不同运行维护条件发出示警信号,有利于设备装置的自动调节,或者自动切除可能形成事故额电气设备,或者是工作人员做出处理。在此过程中,继电保护系统的装置可以具有相对的延时动作。
1.3继电保护的可靠性指标
继电保护的可靠性指的是质量、技术以及配置合理的系统,元件或设备在规定的条件下,能够在预定的时间完成规定功能的能力,也就是动该动的,不动不该动的,保证所切除的是故障线路或设备,这是继电保护的基本要求。继电保护的可靠性有两个指标:一是设备的可靠性,另一个是功能的可靠性。功能的可靠性是以一次系统的观点进行的描述,是指继电保护系统在工作状态下正确工作的概率,其可靠度和继电保护的拒动、误动概率有关;设备的可靠性是以二次的观点进行的描述,继电保护系统在投入运行过程中的每一时刻都处于工作状态的概率。通常在分析继电保护的可靠性时,使用的方法有马尔科夫模型法、故障树分析法、概率分析法等。继电保护系统不同于其他系统,是一种可修复的系统,因此在使用概率法不利于分析过程中的求解。
2提高继电保护可靠运行的有关措施
2.1冗余设计和优化
继电保护系统的设计可以采用容错技术,在不影响其正确的状况下,允许继电保护系统的个别装置的不正确工作。实现着中容错技术的一个方法是硬件的冗余。目前,在设计继电保护系统硬件的冗余时,通常采用并联、备用切换、多数表决等,这种冗余设计模式能够明显的改善继电保护的拒动率、可用度等可靠性指标,也能使误动率这一可靠性指标恶化。多数表决方式能够实现可靠性指标达到任一规定值,促进可靠性指标的改善;备用切换方式能够显著的改善可用度指标,但是对误动率、拒动率以及可靠度并没有影响。所以,硬件冗余设计需要以继电保护系统的实际情况进行选择。
继电保护系统的优化冗余设计能够在满足可靠性指标的基础上,使用最少数量的保护装置,实现投资金额的最小化。虽然继电保护系统可靠性能的提高和投资金额的减少两者之间是相互矛盾的,然而两者求极值均可利用优化冗余设计方案之间的对比作出选择、解决。因此,在进行实际的继电保护系统的设计时,在任何状况下都能满足系统可靠性指标是,需将其放置在第一位。
2.2提高继电保护装置的可靠性
电力系统继电保护装置运行的可靠性指标的计算与继电保护装置的发展、使用、评价、完善和改进,电力系统可靠性指标的确评估、计算等的关系密切,对于继电保护装置运行状况内涵的确定时这一过程中的重要环节。继电保护装置的可靠性是指系统装置在范围规定内出现了应该动作的故障时,不可以拒动作,在该保护不应动作时,不可以误动作。
该怎样更进一步正确地、合理地评价、计算继电保护装置运行可靠性指标是非常值得探讨和研究的问题。一方面,可以在继电保护装置运行过程中计算正确工作率指标时纳入区外故障正确动作;另一方面,细分正确工作率,也就是说正确工作率由不正确动作率和正确动作率组成。这两种定义和划分,继电保护装置的运行性能和故障的深入研究和分析是非常有利的。
作为继电保护装置还需要有一个配套的辅助装置,确保继电保护的动作正确、安全运行,促进电力系统的稳定。继电保护的辅助装置通常存在于电力系统的自动控制回路和二次继电保护中,其主要功能是为了最大程度的满足断路器的控制操作,也被用作电力系统二次回路的切换。继电保护的辅助装置包括交流电压切换箱、三相操作继电器和分相操作继电器等。在使用继电保护辅助装置时,可能发生触点接触不良会烧损、中间继电器线圈断线等问题,这些都会对继电保护辅助装置的的可靠性造成一定的影响。因此,电力设计、科研、制造和运行等部门,需要采取有效的途径和措施对辅助装置的可靠性进行提高,重视新工艺。新器件的引进、开发和使用。选用可靠性高的中间继电器,保障回路中工作继电器的技术数据。对于特殊设计装置中的发热电阻,降低机箱内部各工作温度,充分的保障和考虑辅助装置中各回路的耐压水平和绝缘电阻。
3继电保护操作运行的规范
3.1做好继电保护的验收工作
验收是对各项施工是否完善进行确定,检查电力系统的运行条件是否稳定、安全。工作人员在完成继电保护的调试后,需要进行严格的自检、专业的验收程序填写验收单,然后由厂部组织运行、生产、检修以及做开关合跳试验,且对该过程作出详细的记录,保护装置变动的内容、时间,相关负责人签字后作为以后查询的资料。在试运行试验或进行试运行之后,确保准确无误后才可以启动系统的运行程序。
3.2做好继电保护装置的巡检工作
只有做好电力系统安全事故的预防工作,才能够及时的发现继电保护系统运行中的安全隐患,最大程度的避免事故、故障的发生。其中一个重要途径是对继电保护设备机型定期的巡视检查。细致。全面的检查工作包括:警铃、监视灯、指示灯等设备状况是否完好、正常;继电器的附加电阻及线圈是否过热、接点是否完好;各回路接线是否正常,有没有出现发热或者焦臭味、松落的现象;保护压板、自动装置是否按照要求投入;开关、压板的位置是否正确等。
3.3做好继电保护系统的技术改造工作
随着计算机技术、通信技术、电子技术、数字信号处理技术等的快速发展,继电保护技术中注入了更多活力的新技术,突破了传统的格局,促进了继电保护系统自动化水平的提高。为了使其能够跟上时代的步伐以及先进的技术,电力工作者需要与时俱进。需充分考虑继电保护系统配置和运行的可靠性、选择性、灵敏性和速动性要求及运行维护等基础上,努力做好技术改造工作。当前,在电力系统中以微处理器为基础的数字保护装置、计量测试仪表、电机励磁控制装置以及运行监控系统,均需要采用低功率的电流和电压互感器替代常规的电流和电压互感器,对电力系统保护的可靠性有着不同寻常的意义。
4结束语
在社会发展的今天,电力企业和广大用户对电力系统继电保护系同的要求逐渐增大,国内外的继电保护技术正朝着计算机化、网络化、保护、控制、测量、数据通信一体化以及人工智能化的方向发展。因此,继电保护工作人员的任务更加艰巨,尤其是对大型企业复杂厂区的继电保护工作的智能化和可靠性的研究更为重要。
参考文献:
[1]杨洋,关于电力系统继电保护可靠性问题的研究[J].城市建设理论研究,2012(4).
[2]许彩娟,关于电力系统继电保护可靠性问题的研究[J].中国新技术新产品,2012(15).
[3]张卜元,电力系统继电保护的可靠性研究[J].煤炭技术,2011(7).
[4]何志勤、张哲、尹项根、陈卫,电力系统广域继电保护研究综述[J].电力自动化设备,2010(5).
关键词:电力系统;继电保护;可靠性;措施
Abstract:therelayprotectioninthepowersystemplayanimportantrole,asourcountryelectricpowersystemandpowerandexpansionofthesizeofthepowersupplysystemofincreasinglycomplex,improvethepowersupplystability,reliabilityandsecuritygraduallybecomepowersystemdevelopingproblemtobesolved,inordertosolvetheproblem,wemustimprovethereliabilityoftherelayprotectiondevice,thepowersystemprotectionreliabilityproblemsdiscussed,thispaperexpoundstheconceptandconnotationoftherelevant,andputsforwardsomemeasuresandSuggestions.
Keywords:electricpowersystem;Therelayprotection;Reliability;measures
中图分类号:TM711文献标识码:A文章编号:
电力系统不但是国民经济发展的重要基础,也是我国经济发展的重要组成部分,电力系统供电能力的提高,包括供电稳定性、供电效率、供电安全、供电可靠性的提高,对于我国经济的发展有着深远的意义。要想提高电力系统运行的稳定性,就要首先提高继电保护装置的可靠性,而电力系统相关技术的迅速发展和电网规模的不断扩大对继电保护装置所提出的要求越来越高,同时,随着科学技术的不断发展,不断完善的继电保护装置也在预防和控制电力故障中起到了越来越显著的作用。
1、继电保护装置概述
1.1.继电保护装置的内涵
在电力系统中,常因各种内外因素的影响,不可避免的产生故障,消除故障,确保供电可靠性,保证电力设备的安全正常运行的一种基本手段即继电保护。对其的要求主要有使电力系统有良好的可靠性、选择性、灵敏性以及速动性。电力系统的故障主要形式为短路,短路时电气量的变化组成了继电保护动作,如电流、电压、功率、频率等的变化,从系统设计的方面解释,继电保护系统即是由一种或多种相互独立又通过某种方式连接的继电保护装置共同组成了继电保护系统。所有的电力装置如母线、电路、变压器等都必须在继电保护系统的保护下方可运行。
1.2.继电保护装置的作用
电力系统的故障主要形式为短路,短路或其他故障时电气量的变化组成了继电保护动作,如电流、电压、功率、频率等的变化。继电保护设备的主要职能有:监视正常的供电系统设备的运行,确保其安全正常并将可靠的运行情况汇报给值班人员;及时自动有选择性的去除故障部分,保留并保护正常部分继续工作;并能及时发出故障警报信号通知工作人员,使工作人员能尽快解决问题。
1.3.继电保护可靠性指标
继电保护的可靠性的内涵是在一个有着优良的技术,高质量的装置,合理的配置的系统中,设备能够在规定的时间完成规定的任务,换句话说,即确保该动作时动作,不该动作时不动作,去除故障部分,保留正常部分。其可靠性是最基本的继电保护要求。它又被分为两个标准,一是功能的可靠性,是从一次系统的观点描述的,它是工作状态下的继电保护系统能正常无误的工作的概率,继电保护的误动概率以及拒动概率都与其相关;二是设备的可靠性,其是从二次系统的观点描述的,继电保护系统在运行中时每时每刻都处于工作状态的概率。有多种方法应用于继电保护系统可靠性的分析,如概率法、模型法以及故障树分析法等,但是概率法不能用于求解,因为继电保护系统是可修复的系统。
2、提高继电保护装置可靠性的途径
提高继电保护装置的可靠性应从管理、技术和人员三方面入手,具体措施包括以下几点:
2.1.继电保护的验收环节要做好
验收工作是继电保护工作中最基本的一项。它保证了各项工作的完善进行,以及电力系统的安全、稳定运行。其工作流程为:首先工作人员对继电保护装置进行调试,然后经专业的验收、严格的检查的后填写验收单,之后验收单将被交往厂部,继电保护装置的检修、生产、试用、开关合跳试验均由厂部完成。期间保护装置变动的时间、变动情况都将详细记录填写,由相关负责人签字然后存档以便日后查询。程序的运行只有在试运行或运行试验安全无误的条件下方可启动。
2.2.继电保护装置和二次回路的巡检要仔细
电力系统安全问题的预防占有十分重要的地位,只有早预防,才能早发现其中潜在的隐患,尽量在事故前解决问题,避免事故的发生。所以对继电保护装置及二次回路的定期巡检十分重要,也是故障预防的重要途径。检查工作要全面仔细,其主要内容有:检查设备的开关、按钮、压板、的位置,检查指示灯、警报铃是否能正常工作;检查保护压板,自动装置是否满足调度要求;检查继电器接口,回路有无松动脱落、发热、异味等;检查线路是否完整,是否存在附加电阻过热的情况等。
2.3.继电保护系统的技术改造工作要完善
随着科学技术的不断发展,继电保护系统的自动化水平也在不断提高,通信技术、计算机技术、数字处理技术以及电子技术等也逐渐应用于继电保护计术,为其注入了新的活力,不再拘于传统格局。为使继电保护技术更好的创新发展,跟上世界的脚步,电力工作者加大继电保护技术的改善工作,与时俱进,不断创新,要以传统的继电保护系统拥有的运行的可靠性、速动性选择性以及灵敏性特点及运行保护、调试方便为基础,加大并完善继电保护技术的创新。如今未处理技术已在电力系统中被广泛应用,如以微处理器为基础的数字保护装置、计量测试表、监控装置及发电机励磁控制装置,这些装置摒弃了传统的常规电流电压互感器而采用紧凑型、低功率的电流和电压互感器,这对电力系统保护的可靠性来说意义重大。
2.4提高工作人员的素质水平
从事继电保护工作的工作人员应不断学习坚持培训,传统的继电保护人员的培养只是师傅传、帮、带,在这种学习模式的基础下,工作人员还应积极的创造各种条件,寻找各种机会对自己进行多元化培训,提高其素质水平。方法有:组织各种参观,请老师讲座、到厂家学习、利用网络同行人员不断交流学习、观看网络教育视频、针对某一问题进行专题研讨、组织各种比赛考试等。此外还要增强责任感。随着技术的更新应用,电网的飞速发展,继电保护的工作日益复杂,以及保护,调试,验收等环节的重要性都要求技术人员要有高度的责任感,避免人为因素造成的损失。
继电保护技术在电力系统中占有非常重要的地位,其中继电保护的可靠性又是对其最基本的要求。良好的继电保护系统是人们生产生活正常进行的重要保障,而且随着电力系统的高速发展和计算机技术、电子技术的应用,继电保护技术面临着全球化,智能化的发展趋势,所以,做好继电保护的各个环节十分重要,继电保护技术应该被大力推广与创新,继电保护人员也应不断学习进步增强责任感,确保为电力系统提供稳定、安全的运行环境,更好的服务于社会。
参考文献:
[1]张卜元.电力系统继电保护的可靠性研究.[J].煤炭技术.2011(7):41
[2]柳运华、樊恩红.电力系统继电保护可靠性研究.[J].科技咨询.2011(22):142
[3]王冬生.电力系统继电保护的可靠性与维护应用.[J].城市建设理论研究(电子版).2011(23)