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【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)現(xiàn)狀發(fā)展
一、繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求,電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力,因此,繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚,在40余年的時(shí)間里完成了發(fā)展的4個(gè)歷史階段。
建國(guó)后,我國(guó)繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍從無(wú)到有,在大約10年的時(shí)間里走過(guò)了先進(jìn)國(guó)家半個(gè)世紀(jì)走過(guò)的道路。50年代,我國(guó)工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國(guó)外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運(yùn)行技術(shù),建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍,對(duì)全國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立和成長(zhǎng)起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時(shí)國(guó)外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù),建立了我國(guó)自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國(guó)已建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和教學(xué)的完整體系。這是機(jī)電式繼電保護(hù)繁榮的時(shí)代,為我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
自50年代末,晶體管繼電保護(hù)已在開(kāi)始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時(shí)代。其中天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護(hù)和南京電力自動(dòng)化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù),運(yùn)行于葛洲壩500kV線路上,結(jié)束了500kV線路保護(hù)完全依靠從國(guó)外進(jìn)口的時(shí)代。
在此期間,從70年代中,基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)已開(kāi)始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列,逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位,這是集成電路保護(hù)時(shí)代。在這方面南京電力自動(dòng)化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護(hù)起了重要作用,天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的集成電路相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)也在多條220kV和500kV線路上運(yùn)行。
我國(guó)從70年代末即已開(kāi)始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究,高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。華中理工大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力學(xué)院、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)和南京電力自動(dòng)化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機(jī)保護(hù)裝置。1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過(guò)鑒定,并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用[5],揭開(kāi)了我國(guó)繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁(yè),為微機(jī)保護(hù)的推廣開(kāi)辟了道路。在主設(shè)備保護(hù)方面,東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī)?變壓器組保護(hù)也相繼于1989、1994年通過(guò)鑒定,投入運(yùn)行。南京電力自動(dòng)化研究院研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置也于1991年通過(guò)鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù),西安交通大學(xué)與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護(hù)也相繼于1993、1996年通過(guò)鑒定。至此,不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色,為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究,在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果??梢哉f(shuō)從90年代開(kāi)始我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代。
二、繼電保護(hù)的未來(lái)發(fā)展
繼電保護(hù)技術(shù)未來(lái)趨勢(shì)是向計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化,保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。
2.1計(jì)算機(jī)化
隨著計(jì)算機(jī)硬件的迅猛發(fā)展,微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷發(fā)展。原華北電力學(xué)院研制的微機(jī)線路保護(hù)硬件已經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段:從8位單CPU結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)問(wèn)世,不到5年時(shí)間就發(fā)展到多CPU結(jié)構(gòu),后又發(fā)展到總線不出模塊的大模塊結(jié)構(gòu),性能大大提高,得到了廣泛應(yīng)用。華中理工大學(xué)研制的微機(jī)保護(hù)也是從8位CPU,發(fā)展到以工控機(jī)核心部分為基礎(chǔ)的32位微機(jī)保護(hù)。
南京電力自動(dòng)化研究院一開(kāi)始就研制了16位CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù),已得到大面積推廣,目前也在研究32位保護(hù)硬件系統(tǒng)。東南大學(xué)研制的微機(jī)主設(shè)備保護(hù)的硬件也經(jīng)過(guò)了多次改進(jìn)和提高。天津大學(xué)一開(kāi)始即研制以16位多CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù),1988年即開(kāi)始研究以32位數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為基礎(chǔ)的保護(hù)、控制、測(cè)量一體化微機(jī)裝置,目前已與珠海晉電自動(dòng)化設(shè)備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊,一個(gè)模塊就是一個(gè)小型計(jì)算機(jī)。采用32位微機(jī)芯片并非只著眼于精度,因?yàn)榫仁蹵/D轉(zhuǎn)換器分辨率的限制,超過(guò)16位時(shí)在轉(zhuǎn)換速度和成本方面都是難以接受的;更重要的是32位微機(jī)芯片具有很高的集成度,很高的工作頻率和計(jì)算速度,很大的尋址空間,豐富的指令系統(tǒng)和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數(shù)據(jù)總線、地址總線都是32位的,具有存儲(chǔ)器管理功能、存儲(chǔ)器保護(hù)功能和任務(wù)轉(zhuǎn)換功能,并將高速緩存(Cache)和浮點(diǎn)數(shù)部件都集成在CPU內(nèi)。
電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高,除了保護(hù)的基本功能外,還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存放空間,快速的數(shù)據(jù)處理功能,強(qiáng)大的通信能力,與其它保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力,高級(jí)語(yǔ)言編程等。這就要求微機(jī)保護(hù)裝置具有相當(dāng)于一臺(tái)PC機(jī)的功能。在計(jì)算機(jī)保護(hù)發(fā)展初期,曾設(shè)想過(guò)用一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)作成繼電保護(hù)裝置。由于當(dāng)時(shí)小型機(jī)體積大、成本高、可靠性差,這個(gè)設(shè)想是不現(xiàn)實(shí)的。現(xiàn)在,同微機(jī)保護(hù)裝置大小相似的工控機(jī)的功能、速度、存儲(chǔ)容量大大超過(guò)了當(dāng)年的小型機(jī),因此,用成套工控機(jī)作成繼電保護(hù)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟,這將是微機(jī)保護(hù)的發(fā)展方向之一。天津大學(xué)已研制成用同微機(jī)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)完全相同的一種工控機(jī)加以改造作成的繼電保護(hù)裝置。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)有:(1)具有486PC機(jī)的全部功能,能滿足對(duì)當(dāng)前和未來(lái)微機(jī)保護(hù)的各種功能要求。(2)尺寸和結(jié)構(gòu)與目前的微機(jī)保護(hù)裝置相似,工藝精良、防震、防過(guò)熱、防電磁干擾能力強(qiáng),可運(yùn)行于非常惡劣的工作環(huán)境,成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線,硬件模塊化,對(duì)于不同的保護(hù)可任意選用不同模塊,配置靈活、容易擴(kuò)展。
繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化、計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。但對(duì)如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求,如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性,如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,尚須進(jìn)行具體深入的研究。
2.2網(wǎng)絡(luò)化
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時(shí)代的技術(shù)支柱,使人類(lèi)生產(chǎn)和社會(huì)生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域,也為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的通信手段。到目前為止,除了差動(dòng)保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)外,所有繼電保護(hù)裝置都只能反應(yīng)保護(hù)安裝處的電氣量。繼電保護(hù)的作用也只限于切除故障元件,縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)通信手段。國(guó)外早已提出過(guò)系統(tǒng)保護(hù)的概念,這在當(dāng)時(shí)主要指安全自動(dòng)裝置。因繼電保護(hù)的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務(wù)),還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù),各個(gè)保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作,確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。顯然,實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來(lái),亦即實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。這在當(dāng)前的技術(shù)條件下是完全可能的。
對(duì)于一般的非系統(tǒng)保護(hù),實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)也有很大的好處。繼電保護(hù)裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多,則對(duì)故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測(cè)愈準(zhǔn)確。對(duì)自適應(yīng)保護(hù)原理的研究已經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的時(shí)間,也取得了一定的成果,但要真正實(shí)現(xiàn)保護(hù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng),必須獲得更多的系統(tǒng)運(yùn)行和故障信息,只有實(shí)現(xiàn)保護(hù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化,才能做到這一點(diǎn)。
對(duì)于某些保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng),也能提高保護(hù)的可靠性。天津大學(xué)1993年針對(duì)未來(lái)三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護(hù)的原理,初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)分散成若干個(gè)(與被保護(hù)母線的回路數(shù)相同)母線保護(hù)單元,分散裝設(shè)在各回路保護(hù)屏上,各保護(hù)單元用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來(lái),每個(gè)保護(hù)單元只輸入本回路的電流量,將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后,通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送給其它所有回路的保護(hù)單元,各保護(hù)單元根據(jù)本回路的電流量和從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上獲得的其它所有回路的電流量,進(jìn)行母線差動(dòng)保護(hù)的計(jì)算,如果計(jì)算結(jié)果證明是母線內(nèi)部故障則只跳開(kāi)本回路斷路器,將故障的母線隔離。在母線區(qū)外故障時(shí),各保護(hù)單元都計(jì)算為外部故障均不動(dòng)作。這種用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的分布式母線保護(hù)原理,比傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)原理有較高的可靠性。因?yàn)槿绻粋€(gè)保護(hù)單元受到干擾或計(jì)算錯(cuò)誤而誤動(dòng)時(shí),只能錯(cuò)誤地跳開(kāi)本回路,不會(huì)造成使母線整個(gè)被切除的惡性事故,這對(duì)于象三峽電站具有超高壓母線的系統(tǒng)樞紐非常重要。
由上述可知,微機(jī)保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)化可大大提高保護(hù)性能和可靠性,這是微機(jī)保護(hù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
2.3保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化
在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下,保護(hù)裝置實(shí)際上就是一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī),是整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息和數(shù)據(jù),也可將它所獲得的被保護(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此,每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能,而且在無(wú)故障正常運(yùn)行情況下還可完成測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信功能,亦即實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化。
目前,為了測(cè)量、保護(hù)和控制的需要,室外變電站的所有設(shè)備,如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設(shè)的大量控制電纜不但要大量投資,而且使二次回路非常復(fù)雜。但是如果將上述的保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化的計(jì)算機(jī)裝置,就地安裝在室外變電站的被保護(hù)設(shè)備旁,將被保護(hù)設(shè)備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后,通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)送到主控室,則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì),還可免除電磁干擾?,F(xiàn)在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗(yàn)階段,將來(lái)必然在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用。在采用OTA和OTV的情況下,保護(hù)裝置應(yīng)放在距OTA和OTV最近的地方,亦即應(yīng)放在被保護(hù)設(shè)備附近。OTA和OTV的光信號(hào)輸入到此一體化裝置中并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后,一方面用作保護(hù)的計(jì)算判斷;另一方面作為測(cè)量量,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)送到主控室。從主控室通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可將對(duì)被保護(hù)設(shè)備的操作控制命令送到此一體化裝置,由此一體化裝置執(zhí)行斷路器的操作。1992年天津大學(xué)提出了保護(hù)、控制、測(cè)量、通信一體化問(wèn)題,并研制了以TMS320C25數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為基礎(chǔ)的一個(gè)保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化裝置。
2.4智能化
近年來(lái),人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用,在繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究也已開(kāi)始。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射的方法,很多難以列出方程式或難以求解的復(fù)雜的非線性問(wèn)題,應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢(shì)角度擺開(kāi)情況下發(fā)生經(jīng)過(guò)渡電阻的短路就是一非線性問(wèn)題,距離保護(hù)很難正確作出故障位置的判別,從而造成誤動(dòng)或拒動(dòng);如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,經(jīng)過(guò)大量故障樣本的訓(xùn)練,只要樣本集中充分考慮了各種情況,則在發(fā)生任何故障時(shí)都可正確判別。其它如遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃等也都有其獨(dú)特的求解復(fù)雜問(wèn)題的能力。將這些人工智能方法適當(dāng)結(jié)合可使求解速度更快。天津大學(xué)從1996年起進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)式繼電保護(hù)的研究,已取得初步成果。可以預(yù)見(jiàn),人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域必會(huì)得到應(yīng)用,以解決用常規(guī)方法難以解決的問(wèn)題。
三、結(jié)束語(yǔ)
建國(guó)以來(lái),我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)經(jīng)歷了4個(gè)時(shí)代。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步,繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)為:計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化,這對(duì)繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù),也開(kāi)辟了活動(dòng)的廣闊天地。
【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)現(xiàn)狀發(fā)展
一、繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求,電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力,因此,繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚,在40余年的時(shí)間里完成了發(fā)展的4個(gè)歷史階段。
建國(guó)后,我國(guó)繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍從無(wú)到有,在大約10年的時(shí)間里走過(guò)了先進(jìn)國(guó)家半個(gè)世紀(jì)走過(guò)的道路。50年代,我國(guó)工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國(guó)外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運(yùn)行技術(shù)[1],建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍,對(duì)全國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立和成長(zhǎng)起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時(shí)國(guó)外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù),建立了我國(guó)自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國(guó)已建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和教學(xué)的完整體系。這是機(jī)電式繼電保護(hù)繁榮的時(shí)代,為我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
自50年代末,晶體管繼電保護(hù)已在開(kāi)始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時(shí)代。其中天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護(hù)和南京電力自動(dòng)化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù),運(yùn)行于葛洲壩500kV線路上[2],結(jié)束了500kV線路保護(hù)完全依靠從國(guó)外進(jìn)口的時(shí)代。
在此期間,從70年代中,基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)已開(kāi)始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列,逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位,這是集成電路保護(hù)時(shí)代。在這方面南京電力自動(dòng)化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護(hù)起了重要作用[3],天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的集成電路相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)也在多條220kV和500kV線路上運(yùn)行。
我國(guó)從70年代末即已開(kāi)始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究[4],高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。華中理工大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力學(xué)院、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)和南京電力自動(dòng)化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機(jī)保護(hù)裝置。1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過(guò)鑒定,并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用[5],揭開(kāi)了我國(guó)繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁(yè),為微機(jī)保護(hù)的推廣開(kāi)辟了道路。在主設(shè)備保護(hù)方面,東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī)?變壓器組保護(hù)也相繼于1989、1994年通過(guò)鑒定,投入運(yùn)行。南京電力自動(dòng)化研究院研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置也于1991年通過(guò)鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù),西安交通大學(xué)與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護(hù)也相繼于1993、1996年通過(guò)鑒定。至此,不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色,為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究,在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果??梢哉f(shuō)從90年代開(kāi)始我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代。
二、繼電保護(hù)的未來(lái)發(fā)展
繼電保護(hù)技術(shù)未來(lái)趨勢(shì)是向計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化,保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。
1計(jì)算機(jī)化
隨著計(jì)算機(jī)硬件的迅猛發(fā)展,微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷發(fā)展。原華北電力學(xué)院研制的微機(jī)線路保護(hù)硬件已經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段:從8位單CPU結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)問(wèn)世,不到5年時(shí)間就發(fā)展到多CPU結(jié)構(gòu),后又發(fā)展到總線不出模塊的大模塊結(jié)構(gòu),性能大大提高,得到了廣泛應(yīng)用。華中理工大學(xué)研制的微機(jī)保護(hù)也是從8位CPU,發(fā)展到以工控機(jī)核心部分為基礎(chǔ)的32位微機(jī)保護(hù)。
南京電力自動(dòng)化研究院一開(kāi)始就研制了16位CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù),已得到大面積推廣,目前也在研究32位保護(hù)硬件系統(tǒng)。東南大學(xué)研制的微機(jī)主設(shè)備保護(hù)的硬件也經(jīng)過(guò)了多次改進(jìn)和提高。天津大學(xué)一開(kāi)始即研制以16位多CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù),1988年即開(kāi)始研究以32位數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為基礎(chǔ)的保護(hù)、控制、測(cè)量一體化微機(jī)裝置,目前已與珠海晉電自動(dòng)化設(shè)備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊,一個(gè)模塊就是一個(gè)小型計(jì)算機(jī)。采用32位微機(jī)芯片并非只著眼于精度,因?yàn)榫仁蹵/D轉(zhuǎn)換器分辨率的限制,超過(guò)16位時(shí)在轉(zhuǎn)換速度和成本方面都是難以接受的;更重要的是32位微機(jī)芯片具有很高的集成度,很高的工作頻率和計(jì)算速度,很大的尋址空間,豐富的指令系統(tǒng)和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數(shù)據(jù)總線、地址總線都是32位的,具有存儲(chǔ)器管理功能、存儲(chǔ)器保護(hù)功能和任務(wù)轉(zhuǎn)換功能,并將高速緩存(Cache)和浮點(diǎn)數(shù)部件都集成在CPU內(nèi)。
電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高,除了保護(hù)的基本功能外,還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存放空間,快速的數(shù)據(jù)處理功能,強(qiáng)大的通信能力,與其它保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力,高級(jí)語(yǔ)言編程等。這就要求微機(jī)保護(hù)裝置具有相當(dāng)于一臺(tái)PC機(jī)的功能。在計(jì)算機(jī)保護(hù)發(fā)展初期,曾設(shè)想過(guò)用一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)作成繼電保護(hù)裝置。由于當(dāng)時(shí)小型機(jī)體積大、成本高、可靠性差,這個(gè)設(shè)想是不現(xiàn)實(shí)的?,F(xiàn)在,同微機(jī)保護(hù)裝置大小相似的工控機(jī)的功能、速度、存儲(chǔ)容量大大超過(guò)了當(dāng)年的小型機(jī),因此,用成套工控機(jī)作成繼電保護(hù)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟,這將是微機(jī)保護(hù)的發(fā)展方向之一。天津大學(xué)已研制成用同微機(jī)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)完全相同的一種工控機(jī)加以改造作成的繼電保護(hù)裝置。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)有:(1)具有486PC機(jī)的全部功能,能滿足對(duì)當(dāng)前和未來(lái)微機(jī)保護(hù)的各種功能要求。(2)尺寸和結(jié)構(gòu)與目前的微機(jī)保護(hù)裝置相似,工藝精良、防震、防過(guò)熱、防電磁干擾能力強(qiáng),可運(yùn)行于非常惡劣的工作環(huán)境,成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線,硬件模塊化,對(duì)于不同的保護(hù)可任意選用不同模塊,配置靈活、容易擴(kuò)展。
繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化、計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。但對(duì)如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求,如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性,如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,尚須進(jìn)行具體深入的研究。
2網(wǎng)絡(luò)化
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時(shí)代的技術(shù)支柱,使人類(lèi)生產(chǎn)和社會(huì)生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域,也為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的通信手段。到目前為止,除了差動(dòng)保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)外,所有繼電保護(hù)裝置都只能反應(yīng)保護(hù)安裝處的電氣量。繼電保護(hù)的作用也只限于切除故障元件,縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)通信手段。國(guó)外早已提出過(guò)系統(tǒng)保護(hù)的概念,這在當(dāng)時(shí)主要指安全自動(dòng)裝置。因繼電保護(hù)的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務(wù)),還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù),各個(gè)保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作,確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。顯然,實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來(lái),亦即實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。這在當(dāng)前的技術(shù)條件下是完全可能的。
對(duì)于一般的非系統(tǒng)保護(hù),實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)也有很大的好處。繼電保護(hù)裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多,則對(duì)故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測(cè)愈準(zhǔn)確。對(duì)自適應(yīng)保護(hù)原理的研究已經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的時(shí)間,也取得了一定的成果,但要真正實(shí)現(xiàn)保護(hù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng),必須獲得更多的系統(tǒng)運(yùn)行和故障信息,只有實(shí)現(xiàn)保護(hù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化,才能做到這一點(diǎn)。
對(duì)于某些保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng),也能提高保護(hù)的可靠性。天津大學(xué)1993年針對(duì)未來(lái)三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護(hù)的原理[6],初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)分散成若干個(gè)(與被保護(hù)母線的回路數(shù)相同)母線保護(hù)單元,分散裝設(shè)在各回路保護(hù)屏上,各保護(hù)單元用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來(lái),每個(gè)保護(hù)單元只輸入本回路的電流量,將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后,通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送給其它所有回路的保護(hù)單元,各保護(hù)單元根據(jù)本回路的電流量和從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上獲得的其它所有回路的電流量,進(jìn)行母線差動(dòng)保護(hù)的計(jì)算,如果計(jì)算結(jié)果證明是母線內(nèi)部故障則只跳開(kāi)本回路斷路器,將故障的母線隔離。在母線區(qū)外故障時(shí),各保護(hù)單元都計(jì)算為外部故障均不動(dòng)作。這種用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的分布式母線保護(hù)原理,比傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)原理有較高的可靠性。因?yàn)槿绻粋€(gè)保護(hù)單元受到干擾或計(jì)算錯(cuò)誤而誤動(dòng)時(shí),只能錯(cuò)誤地跳開(kāi)本回路,不會(huì)造成使母線整個(gè)被切除的惡性事故,這對(duì)于象三峽電站具有超高壓母線的系統(tǒng)樞紐非常重要。
由上述可知,微機(jī)保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)化可大大提高保護(hù)性能和可靠性,這是微機(jī)保護(hù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
3保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化
在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下,保護(hù)裝置實(shí)際上就是一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī),是整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息和數(shù)據(jù),也可將它所獲得的被保護(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此,每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能,而且在無(wú)故障正常運(yùn)行情況下還可完成測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信功能,亦即實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化。
目前,為了測(cè)量、保護(hù)和控制的需要,室外變電站的所有設(shè)備,如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設(shè)的大量控制電纜不但要大量投資,而且使二次回路非常復(fù)雜。但是如果將上述的保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化的計(jì)算機(jī)裝置,就地安裝在室外變電站的被保護(hù)設(shè)備旁,將被保護(hù)設(shè)備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后,通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)送到主控室,則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì),還可免除電磁干擾?,F(xiàn)在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗(yàn)階段,將來(lái)必然在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用。在采用OTA和OTV的情況下,保護(hù)裝置應(yīng)放在距OTA和OTV最近的地方,亦即應(yīng)放在被保護(hù)設(shè)備附近。OTA和OTV的光信號(hào)輸入到此一體化裝置中并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后,一方面用作保護(hù)的計(jì)算判斷;另一方面作為測(cè)量量,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)送到主控室。從主控室通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可將對(duì)被保護(hù)設(shè)備的操作控制命令送到此一體化裝置,由此一體化裝置執(zhí)行斷路器的操作。1992年天津大學(xué)提出了保護(hù)、控制、測(cè)量、通信一體化問(wèn)題,并研制了以TMS320C25數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為基礎(chǔ)的一個(gè)保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化裝置。
4智能化
近年來(lái),人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用,在繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究也已開(kāi)始[7]。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射的方法,很多難以列出方程式或難以求解的復(fù)雜的非線性問(wèn)題,應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢(shì)角度擺開(kāi)情況下發(fā)生經(jīng)過(guò)渡電阻的短路就是一非線性問(wèn)題,距離保護(hù)很難正確作出故障位置的判別,從而造成誤動(dòng)或拒動(dòng);如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,經(jīng)過(guò)大量故障樣本的訓(xùn)練,只要樣本集中充分考慮了各種情況,則在發(fā)生任何故障時(shí)都可正確判別。其它如遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃等也都有其獨(dú)特的求解復(fù)雜問(wèn)題的能力。將這些人工智能方法適當(dāng)結(jié)合可使求解速度更快。天津大學(xué)從1996年起進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)式繼電保護(hù)的研究,已取得初步成果[8]。可以預(yù)見(jiàn),人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域必會(huì)得到應(yīng)用,以解決用常規(guī)方法難以解決的問(wèn)題。
三、結(jié)束語(yǔ)
建國(guó)以來(lái),我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)經(jīng)歷了4個(gè)時(shí)代。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步,繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)為:計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化,這對(duì)繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù),也開(kāi)辟了活動(dòng)的廣闊天地。
參考文獻(xiàn)
1王梅義.高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)運(yùn)行技術(shù).北京:電力工業(yè)出版社,1981
2HeJiali,ZhangYuanhui,YangNianci.NewTypePowerLineCarrierRelayingSystemwithDirectionalComparisonforEHVTransmissionLines.IEEETransactionsPAS-103,1984(2)
3沈國(guó)榮.工頻變化量方向繼電器原理的研究.電力系統(tǒng)自動(dòng)化,1983(1)
4葛耀中.數(shù)字計(jì)算機(jī)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用.繼電器,1978(3)
5楊奇遜.微型機(jī)繼電保護(hù)基礎(chǔ).北京:水利電力出版社,1988
6HeJiali,Luoshanshan,WangGang,etal.ImplementationofaDigitalDistributedBusProtection.IEEETransactionsonPowerDelivery,1997,12(4)
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng),繼電保護(hù),網(wǎng)絡(luò)化,一體化,智能化
電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。免費(fèi)論文,智能化。它的功能是將自然界的一次能源通過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置(主要包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等)轉(zhuǎn)化成電能,再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心,通過(guò)各種設(shè)備再轉(zhuǎn)換成動(dòng)力、熱、光等不同形式的能量,為地區(qū)經(jīng)濟(jì)和人民生活服務(wù)。
1 繼電保護(hù)的作用
電力系統(tǒng)運(yùn)行中常會(huì)出現(xiàn)故障和一些異常運(yùn)行狀態(tài),而這些現(xiàn)象會(huì)發(fā)展成事故,使整個(gè)系統(tǒng)或其中一部分不能正常工作,從而造成對(duì)用戶少送電、停止送電或電能質(zhì)量降低到不能容許的地步,甚至造成設(shè)備損壞和人身傷亡。免費(fèi)論文,智能化。而電力系統(tǒng)各元件之間是通過(guò)電或磁建立的聯(lián)系,任何一元件發(fā)生故障時(shí),都可能立即在不同成度上影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行。免費(fèi)論文,智能化。因此,切除故障元件的時(shí)間常常要求短到1/10s甚至更短。而這個(gè)任務(wù)靠人完成是不可能的,所以要有一套自動(dòng)裝置來(lái)執(zhí)行這一任務(wù)。
繼電保護(hù)的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務(wù)),還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù),各個(gè)保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。這樣,繼電保護(hù)裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多,對(duì)故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測(cè)愈準(zhǔn)確,大大提高保護(hù)性能和可靠性。
2 繼電保護(hù)現(xiàn)狀
2.1 國(guó)內(nèi)繼電保護(hù)現(xiàn)狀
1984年原東北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過(guò)鑒定,并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用,揭開(kāi)了我國(guó)繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁(yè),為微機(jī)保護(hù)的推廣開(kāi)辟了道路。在主設(shè)備保護(hù)方面,關(guān)于發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī)——變壓器組保護(hù)、微機(jī)線路保護(hù)裝置、微機(jī)相電壓補(bǔ)償方式高頻保護(hù)、正序故障分量方向高頻保護(hù)等也相繼通過(guò)鑒定,至此,不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路保護(hù)裝置為電力系統(tǒng)提供了新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。
到9O年代,隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究,在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果,此時(shí),我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代。
2.2 國(guó)外繼電保護(hù)現(xiàn)狀
國(guó)外的繼電保護(hù)已經(jīng)走過(guò)了一個(gè)多世紀(jì)的歷程。上世紀(jì)9 0 年代,隨著微機(jī)保護(hù)的發(fā)展,不斷有新的改善繼電保護(hù)性能的原理和方案出現(xiàn),這些原理和方案同時(shí)也對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置硬件提出了更高的要求。由于集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,微機(jī)保護(hù)裝置硬件的發(fā)展也十分迅速,結(jié)構(gòu)更加合理,性能更加完善。
近年來(lái)與微機(jī)保護(hù)領(lǐng)域密切相關(guān)的其它領(lǐng)域的飛速發(fā)展給微機(jī)保護(hù)帶來(lái)了全新的革命。國(guó)外微機(jī)保護(hù)發(fā)展了近十五年,經(jīng)歷了三代保護(hù)設(shè)計(jì)上的更新?lián)Q代,并以微處理器技術(shù)與多種己被提出并被可靠證明和廣泛應(yīng)用的算法相結(jié)合為基礎(chǔ),不斷為新型微機(jī)保護(hù)的開(kāi)發(fā)和完善創(chuàng)造著良好的實(shí)現(xiàn)條件。
3 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)展望
在未來(lái),微機(jī)保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)集中體現(xiàn)在硬件上高度的集成化、標(biāo)準(zhǔn)化、性能上高度的開(kāi)放化,軟件上的多功能化。其目的是使微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)功能日益完善的軟硬件基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行及性能價(jià)格比的最優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
3. 1 計(jì)算機(jī)化
隨著計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展,微機(jī)保護(hù)硬件得到了有力的技術(shù)支持,取得了迅速發(fā)展。免費(fèi)論文,智能化。
電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高, 除了保護(hù)的基本功能外,還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存放空間,快速的數(shù)據(jù)處理功能,強(qiáng)大的通信能力,與其它保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力,高級(jí)語(yǔ)言編程等。這就要求微機(jī)保護(hù)裝置具有相當(dāng)于一臺(tái)PC機(jī)的功能。
現(xiàn)在,同微機(jī)保護(hù)裝置大小相似的工控機(jī)的功能、速度、存儲(chǔ)容量大大超過(guò)了當(dāng)年的小型機(jī)。免費(fèi)論文,智能化。因此,用成套工控機(jī)做成繼電保護(hù)的時(shí)機(jī)己經(jīng)成熟,這將是微機(jī)保護(hù)的發(fā)展方向之一。繼電保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。但對(duì)如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求, 如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性,如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,尚須進(jìn)行具體深入的研究。
3.2 網(wǎng)絡(luò)化
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時(shí)代的技術(shù)支柱。由于缺乏強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)通信手段,目前的繼電保護(hù)裝置只能反應(yīng)保護(hù)安裝處的電氣量,切除故障元件,縮小事故影響范圍。于是,人們提出了系統(tǒng)保護(hù)的概念,將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來(lái),實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)能保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,即每個(gè)保護(hù)單元都能分享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù),各個(gè)保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作,確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。免費(fèi)論文,智能化。要真正實(shí)現(xiàn)保護(hù)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng),必須獲得更多的系統(tǒng)運(yùn)行和故障信息,只有實(shí)現(xiàn)保護(hù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化,才能做到這一點(diǎn)。
3.3 保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化
在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下,保護(hù)裝置實(shí)際上就是一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī),是整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端,它可以從網(wǎng)上獲得電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息和數(shù)據(jù),也可將它獲得的被保護(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心的任一終端,因此,每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置不但可以完成繼電保護(hù)功能,而且在無(wú)故障正常運(yùn)行情況下還可以完成測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信功能,亦即實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化。
3.4 智能化
近年以來(lái),人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用,在繼電保護(hù)領(lǐng)域的研究也已開(kāi)始神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射的方法,很多難以列出方程式或難以求解的復(fù)雜非線性問(wèn)題,應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢(shì)角度擺開(kāi)情況下發(fā)生經(jīng)過(guò)渡電阻的短路就是一非線性問(wèn)題,距離保護(hù)很難正確作出故障位置的判別,其它如遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃等也有其獨(dú)特的求解復(fù)雜問(wèn)題的能力。將這些人工智能方法適當(dāng)結(jié)合可是求解速度更快??梢灶A(yù)見(jiàn),人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域必會(huì)得到應(yīng)用,以解決用常規(guī)方法難以解決的問(wèn)題。
4 結(jié)束語(yǔ)
鑒于電力系統(tǒng)的被保護(hù)元件發(fā)生故障時(shí),繼電保護(hù)裝置應(yīng)能自動(dòng)、迅速,有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,以保證無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行,并使故障件免于繼續(xù)遭受損害的特點(diǎn),如何在今后確保繼電保護(hù)的更可靠運(yùn)行,牽涉繼電保護(hù)可持續(xù)發(fā)展的重要課題,因此全面研究繼電保護(hù)發(fā)展趨勢(shì),有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
【1】吳斌,劉沛,陳德樹(shù)。繼電保護(hù)中德人工智能及其應(yīng)用電力系統(tǒng)自動(dòng)化,1995。
【2】陳德樹(shù)。計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)原理與技術(shù)[M]。北京:水利電力出版社, 1992。
【3】王維儉。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)基本原理[M]。北京:清華大學(xué)出版社, 1991。
【4】段玉清,賀家李?;谌斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)方法德微機(jī)變壓器保護(hù)。中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),1998。
【5】許建安。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中國(guó)水力水電出版社,2005。
【論文摘要】:繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用,其正常工作與否將對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成重大影響,因此如何提高繼電保護(hù)裝置的可靠性也就成為人們?nèi)找骊P(guān)注的重要課題。文章分析了繼電保護(hù)裝置狀態(tài)檢修的時(shí)機(jī),以及如何利用狀態(tài)檢修提高繼電裝置的安全性。
繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用,其正常工作與否將對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成重大影響,如何提高繼電保護(hù)裝置的可靠性也就成為人們?nèi)找骊P(guān)注的重要課題。因此,有必要對(duì)電力系統(tǒng)"狀態(tài)檢修"進(jìn)行梳理和分析,以期對(duì)今后的工作有所助益。
一、狀態(tài)檢修定義
狀態(tài)檢修,也叫預(yù)知性維修,顧名思義就是根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的好壞來(lái)確定是否對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修。狀態(tài)檢修是根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)而進(jìn)行的預(yù)防性作業(yè)。狀態(tài)檢修的目標(biāo)是減少設(shè)備停運(yùn)時(shí)間,提高設(shè)備可靠性和可用系數(shù),延長(zhǎng)設(shè)備壽命,降低運(yùn)行檢修費(fèi)用,改善設(shè)備運(yùn)行性能,提高經(jīng)濟(jì)效益。
二、繼電保護(hù)裝置的"狀態(tài)"識(shí)別
1. 重視設(shè)備初始狀態(tài)的全面了解
設(shè)備的初始狀態(tài)如何,對(duì)其今后的安全運(yùn)行有著決定性的影響。設(shè)備良好的初始狀態(tài)是減少設(shè)備檢修維護(hù)工作量的關(guān)鍵,也是狀態(tài)檢修工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此,實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修首先要做好設(shè)備的基礎(chǔ)管理工作。需要特別關(guān)注的有兩個(gè)方面的工作,一方面是保證設(shè)備在初始時(shí)是處于健康的狀態(tài),不應(yīng)在投入運(yùn)行前具有先天性的不足。另一方面,在設(shè)備運(yùn)行之前,對(duì)設(shè)備就應(yīng)有比較清晰的了解,掌握盡可能多的'指紋'信息。包括設(shè)備的銘牌數(shù)據(jù)、型式試驗(yàn)及特殊試驗(yàn)數(shù)據(jù)、出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)、各部件的出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)及交接試驗(yàn)數(shù)據(jù)和施工記錄等信息。
2. 注重設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析
要實(shí)行狀態(tài)檢修, 必須要有能描述設(shè)備狀態(tài)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。也就是說(shuō), 要有大量的有效信息用于分析與決策。設(shè)備部件在載荷和環(huán)境條件下產(chǎn)生的磨損、腐蝕、應(yīng)力、蠕變、疲勞和老化等原因,最后失效造成設(shè)備損壞而停止運(yùn)行。這些損壞是逐漸發(fā)展的,一般是有一定規(guī)律的,在不同狀態(tài)下,有的是物理量的變化,有的是化學(xué)量的變化,有的是電氣參數(shù)的變化,另外,還有設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、啟停次數(shù)、負(fù)荷的變化、越限數(shù)據(jù)與時(shí)間、環(huán)境條件等。因此要加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)裝置歷史運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)分析。
3. 應(yīng)用新的技術(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和試驗(yàn)
開(kāi)展?fàn)顟B(tài)檢修工作,大量地采用新技術(shù)是必然的。在目前在線監(jiān)測(cè)技術(shù)還不夠成熟得足以滿足狀態(tài)檢修需要的情況下,只有在線數(shù)據(jù)與離線數(shù)據(jù)相結(jié)合,進(jìn)行多因素地綜合分析評(píng)價(jià),才有可能得到更準(zhǔn)確、可信的結(jié)論。此外,還可以充分利用成熟的離線監(jiān)測(cè)裝置和技術(shù),如紅外熱成像技術(shù)、變壓器繞組變形測(cè)試等,對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試,以便分析設(shè)備的狀態(tài),保證設(shè)備和系統(tǒng)的安全。
三、開(kāi)展繼電保護(hù)狀態(tài)檢修應(yīng)注意的問(wèn)題
1. 要嚴(yán)格遵循狀態(tài)檢修的原則
實(shí)施狀態(tài)檢修應(yīng)當(dāng)依據(jù)以下原則:一是保證設(shè)備的安全運(yùn)行。在實(shí)施設(shè)備狀態(tài)檢修的過(guò)程中,以保證設(shè)備的安全運(yùn)行為首要原則,加強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和分析,科學(xué)、合理地調(diào)整檢修間隔、檢修項(xiàng)目,同時(shí)制定相應(yīng)的管理制度。二是總體規(guī)劃,分步實(shí)施,先行試點(diǎn),逐步推進(jìn)。實(shí)施設(shè)備狀態(tài)檢修是對(duì)現(xiàn)行檢修管理體制的改革,是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,而我國(guó)又尚處于探索階段,因此,實(shí)施設(shè)備狀態(tài)檢修既要有長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)、總體構(gòu)想,又要扎實(shí)穩(wěn)妥、分步實(shí)施,在試點(diǎn)取得一定成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,逐步推廣。三是充分運(yùn)用現(xiàn)有的技術(shù)手段,適當(dāng)配置監(jiān)測(cè)設(shè)備。
2. 重視狀態(tài)檢修的技術(shù)管理要求
狀態(tài)檢修需要科學(xué)的管理來(lái)支撐。繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中通常是處于靜態(tài)的,但在電力系統(tǒng)中,需要了解的恰巧是繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)故障時(shí)是否能快速準(zhǔn)確地動(dòng)作,即要把握繼電保護(hù)裝置動(dòng)態(tài)的"狀態(tài)"。因此,根據(jù)對(duì)繼電保護(hù)裝置靜態(tài)特性的認(rèn)識(shí),對(duì)其動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行判斷顯然是不合適的。因此,通過(guò)模擬繼電保護(hù)裝置在電力事故和異常情況下感受的參數(shù),使繼電保護(hù)裝置啟動(dòng)和動(dòng)作,檢查繼電保護(hù)裝置應(yīng)具有的邏輯功能和動(dòng)作特性,從而了解和把握繼電保護(hù)裝置狀況,這種繼電保護(hù)裝置的檢驗(yàn),對(duì)于電力系統(tǒng)是很有必要的和必須的。 轉(zhuǎn)貼于
3. 開(kāi)展繼電保護(hù)裝置的定期檢驗(yàn)
實(shí)行狀態(tài)檢驗(yàn)以后, 為了確保繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的安全運(yùn)行,要加強(qiáng)定期測(cè)試,所有集成、微機(jī)和晶體管保護(hù)要每半年進(jìn)行一次定期測(cè)試,測(cè)試項(xiàng)目包括:微機(jī)保護(hù)要打印采樣報(bào)告、定值報(bào)告、零漂值,并要對(duì)報(bào)告進(jìn)行綜合分析,做出結(jié)論;晶體管保護(hù)要測(cè)試電源和邏輯工作點(diǎn)電位,現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要找出原因, 及時(shí)處理。
4. 高素質(zhì)檢修人員的培養(yǎng)
高素質(zhì)檢修人員是狀態(tài)檢修能否取得成功的關(guān)鍵。在傳統(tǒng)的檢修模式中, 運(yùn)行人員是不參與檢修工作的。狀態(tài)檢修要求運(yùn)行人員與檢修有更多聯(lián)系, 因?yàn)檫\(yùn)行人員對(duì)設(shè)備的狀態(tài)變化非常了解, 他們直接參與檢修決策和檢修工作對(duì)提高檢修效率和質(zhì)量有積極意義。其優(yōu)點(diǎn)是可以加強(qiáng)運(yùn)行部門(mén)的責(zé)任感; 取消不必要的環(huán)節(jié), 節(jié)約管理費(fèi)用; 迅速采取檢修措施, 消除設(shè)備缺陷。
綜上所述,狀態(tài)檢修是根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀況而適時(shí)進(jìn)行的預(yù)知性檢修,"應(yīng)修必修"是狀態(tài)檢修的精髓。狀態(tài)檢修既不是出了問(wèn)題才檢修,也不是想什么時(shí)候檢修才檢修。實(shí)行狀態(tài)檢修仍然要貫徹"預(yù)防為主"的方針,通過(guò)適時(shí)檢修,提高保護(hù)裝置運(yùn)行的安全可靠性,提高繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作率。因此,實(shí)行"狀態(tài)檢修"的單位一定要把電力設(shè)備的"狀態(tài)"搞清楚,對(duì)設(shè)備"狀態(tài)"把握不準(zhǔn)時(shí),一定要慎用"狀態(tài)檢修"。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳維榮, 宋永華, 孫錦鑫. 電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的概念及現(xiàn)狀[J]. 電網(wǎng)技術(shù),2000(11).
[2] 張國(guó)峰, 梁文麗, 李玉龍. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展[J]. 中國(guó)科技信息,2005(02).
[3] 郭偉. 論繼電保護(hù)裝置的"狀態(tài)檢修"[J]. 水利電力機(jī)械, 2007年9月.
[4] 李萬(wàn)寶. 淺議繼電保護(hù)信息化管理[J]. 大眾科技,2004(12).
[5] 李永麗, 李致中, 楊維. 繼電保護(hù)裝置可靠性及其最佳檢修周期的研究[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2001年6月.
[6] 陳德樹(shù). 繼電保護(hù)運(yùn)行狀況評(píng)價(jià)方法的探討[J]. 電網(wǎng)技術(shù),2000(3).
[7] 李彤. 從狀態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)踐探討狀態(tài)檢修工作的開(kāi)展[J]. 農(nóng)村電氣化,2005(2).
[8] 陳三運(yùn). 輸變電設(shè)備的狀態(tài)檢修[M]. 北京:中國(guó)電力出版社, 2004年.
[9] 張鋒. 關(guān)于供電設(shè)備狀態(tài)檢修的思考[J]. 中國(guó)資源綜合利用,2008年第1期.
[10] 倪強(qiáng)冰. 探討繼電保護(hù)的狀態(tài)檢修及實(shí)施[J]. 廣東科技,2007年第2期.
論文摘要文章主要就電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用、組成進(jìn)行論述,提出了相關(guān)的保護(hù)措施,在繼電保護(hù)工作中具有十分重要的意義。
1電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用、組成及要求
1.1繼電保護(hù)的作用
在電力系統(tǒng)被保護(hù)元件發(fā)生故障的時(shí)候,繼電保護(hù)裝置能自動(dòng)、有選擇性地將發(fā)生故障元件從電力系統(tǒng)中切除掉來(lái)保證無(wú)故障部分恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài),使故障元件避免繼續(xù)遭到損害,以減少停電的范圍;如果被保護(hù)元件出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí),繼電保護(hù)裝置能及時(shí)反應(yīng),根據(jù)維護(hù)條件,發(fā)出信號(hào)、減少負(fù)荷或跳閘動(dòng)作指令。此時(shí),一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作,而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件危害程度規(guī)定一定的延時(shí),以避免不必要的動(dòng)作。同時(shí),繼電保護(hù)裝置也是電力系統(tǒng)的監(jiān)控裝置,可以及時(shí)測(cè)量系統(tǒng)電流電壓,從而反映系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。
1.2繼電保護(hù)的組成及要求
繼電保護(hù)一般由輸入部分、測(cè)量部分、邏輯判斷部分和輸出執(zhí)行部分組成?,F(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸入部分一般是要進(jìn)行必要的前置處理,如隔離、電平轉(zhuǎn)換、低通濾波等,使繼電器能有效地檢查各現(xiàn)場(chǎng)物理量。測(cè)量信號(hào)要轉(zhuǎn)換為邏輯信號(hào),根據(jù)測(cè)量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、邏輯狀態(tài)、輸出順序等信息,按照一定的邏輯關(guān)系組合運(yùn)算最后確定執(zhí)行動(dòng)作,由輸出執(zhí)行部分完成最終任務(wù)。
繼電保護(hù)的基本要求應(yīng)當(dāng)滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性的要求。選擇性指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí),僅將故障器件從電力系統(tǒng)中當(dāng)獨(dú)切除,使停電的范圍盡量地縮小,保證系統(tǒng)中無(wú)故障的部分正常運(yùn)行;速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)盡快切除短路故障,它的目的就是提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,從而減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度,縮小受故障所影響范圍,提高自動(dòng)重合閘和備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果。靈敏性是指對(duì)于保護(hù)的范圍內(nèi),發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力??煽啃允侵咐^電保護(hù)裝置在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生動(dòng)作時(shí)的可靠程度。
2繼電保護(hù)常見(jiàn)的故障分析
1)電流互感飽和故障。電流互感器的飽和對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的影響是非常之大。隨著配電系統(tǒng)設(shè)備終端負(fù)荷的不斷增容,如果發(fā)生短路,則短路電流會(huì)很大。如果是系統(tǒng)在靠近終端設(shè)備區(qū)的位置發(fā)生短路時(shí),電流可能會(huì)達(dá)到或者接近電流互感器單次額定電流的100倍以上。在常態(tài)短路情況下,越大電流互感器誤差是隨著一次短路電流倍數(shù)增大而增大,當(dāng)電流速斷保護(hù)使靈敏度降低時(shí)就可能阻止動(dòng)作。在線路短路時(shí),由于電流互感器的電流出現(xiàn)了飽和,而再次感應(yīng)的二次電流小或者接近于零,也會(huì)導(dǎo)致定時(shí)限過(guò)流保護(hù)裝置無(wú)法展開(kāi)動(dòng)作。當(dāng)在配電系統(tǒng)的出口線過(guò)流保護(hù)拒絕動(dòng)作時(shí)而導(dǎo)致配電所進(jìn)口線保護(hù)動(dòng)作了,則會(huì)使整個(gè)配電系統(tǒng)出現(xiàn)斷電的狀況。
2)開(kāi)關(guān)保護(hù)設(shè)備的選擇不當(dāng)。開(kāi)關(guān)保護(hù)設(shè)備的選擇是非常重要的一項(xiàng)工作,現(xiàn)在的多數(shù)配電都在高負(fù)荷密集的地區(qū)建立起開(kāi)關(guān)站,也就是采用變電所—開(kāi)關(guān)站—配電變壓器的供電輸電的模式。在未實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)自動(dòng)化的開(kāi)關(guān)站內(nèi),我們應(yīng)當(dāng)更多地采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)或與其組合的繼電器設(shè)備系統(tǒng)作為開(kāi)關(guān)保護(hù)的設(shè)備。
3繼電保護(hù)故障的處理方法和措施
3.1常見(jiàn)的繼電保護(hù)故障的處理方法
1)替換法:用完好的元件代替被認(rèn)定有故障的元件,來(lái)判斷它的好與壞,可以快速縮小故障的查找范圍;
2)參照法:通過(guò)對(duì)正常設(shè)備和非正常設(shè)備的相關(guān)技術(shù)參數(shù)對(duì)比,找出不正常設(shè)備的故障點(diǎn)。這個(gè)方法主要用于檢查接線錯(cuò)誤、定值校驗(yàn)過(guò)程中測(cè)試值與預(yù)想值有比較大差異的故障。在進(jìn)行改造和設(shè)備更換之后二次接線不能正確恢復(fù)時(shí),可參照同類(lèi)設(shè)備的接線。并在繼電器定值校驗(yàn)時(shí),如果發(fā)現(xiàn)某一只繼電器測(cè)試值與整定值相差得比較遠(yuǎn),此時(shí),不可以輕易做出判斷,判斷該繼電器特性不好,應(yīng)當(dāng)調(diào)整繼電器上的刻度值,可用同只表計(jì)去測(cè)量其他相同回路同類(lèi)繼電器進(jìn)行比較;
3)短接法:將回路某一段或一部分用短接線短接,來(lái)進(jìn)行判斷故障是否存在短接線范圍內(nèi)或者其他地方,這樣來(lái)確定故障范圍。此法主要是用在電磁鎖失靈、電流回路開(kāi)路、切換繼電器不動(dòng)作、判斷控制等轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)是否完好。
3.2確保電力系統(tǒng)繼電保護(hù)正常運(yùn)行的措施
合理的人員配置,使人員調(diào)度和協(xié)助能順利進(jìn)行,明確人員工作目標(biāo),保證電力正常運(yùn)行;完善規(guī)章制度,根據(jù)繼電保護(hù)的特點(diǎn),健全和完善保護(hù)裝置運(yùn)行管理的規(guī)章制度,繼電保護(hù)設(shè)備臺(tái)賬、運(yùn)行維護(hù)、事故分析、定期校驗(yàn)、缺陷處理等檔案應(yīng)逐步采用計(jì)算機(jī)管理跟蹤檢查、嚴(yán)格考核、實(shí)行獎(jiǎng)懲;對(duì)二次設(shè)備實(shí)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法,對(duì)綜合自動(dòng)化變電站而言,容易實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
4結(jié)語(yǔ)
隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展,計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)快速提高,繼電保護(hù)技術(shù)也會(huì)面臨新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,其將沿著計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化,保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化的發(fā)展方向去發(fā)展。我們將不斷學(xué)習(xí)和總結(jié)繼電保護(hù)技術(shù),推動(dòng)新技術(shù)的引進(jìn)、應(yīng)用,為我國(guó)電力技術(shù)的進(jìn)步做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
論文關(guān)鍵詞:繼電保護(hù);可靠性;電力系統(tǒng)
繼電保護(hù)是指在正常用電的情況下,對(duì)電路故障等情況進(jìn)行及時(shí)報(bào)警,從而保證電子元器件的安全。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,各類(lèi)用電設(shè)備急劇增加,電力系統(tǒng)中的正常工作電流和短路電流也隨之不斷增大,繼電保護(hù)技術(shù)就是在這一背景下發(fā)展起來(lái)的。目前,我國(guó)不少地區(qū)繼電保護(hù)還不能可靠運(yùn)行,保護(hù)動(dòng)作失靈和大面積停電的事故時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重影響著人民群眾生產(chǎn)生活的順利進(jìn)行。因此,提高繼電保護(hù)運(yùn)行的可靠性無(wú)疑具有重要的意義。
一、確保繼電保護(hù)的可靠運(yùn)行
1.確保繼電保護(hù)的驗(yàn)收和日常操作能夠合理進(jìn)行
(1)做好繼電保護(hù)的驗(yàn)收工作。在繼電保護(hù)裝置安裝完成后,要對(duì)其進(jìn)行調(diào)試和嚴(yán)格的自檢,將安全隱患消滅在萌芽狀態(tài)。工廠方面可組織檢修部、運(yùn)行部和生產(chǎn)部等部門(mén)對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行整組、開(kāi)關(guān)合跳等試驗(yàn),在繼電保護(hù)設(shè)備生產(chǎn)人員的指揮下運(yùn)行有效時(shí)間,在驗(yàn)收合格后方可投入使用。
(2)科學(xué)操作、定期檢查。在與繼電保護(hù)裝置有關(guān)的情況出現(xiàn)變更時(shí),負(fù)責(zé)人要對(duì)包括變更具體內(nèi)容和時(shí)間在內(nèi)的變更情況進(jìn)行詳細(xì)記錄,并與注意事項(xiàng)進(jìn)行核對(duì)。交接班時(shí)要對(duì)裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查。如果條件允許,還應(yīng)在早晚班中間安排一到兩次全面、系統(tǒng)的檢查。檢查的內(nèi)容主要包括:開(kāi)關(guān)、壓板位置是否正確;各個(gè)回路接線處是否正常;繼電器接點(diǎn)是否完好,線圈及附加電阻的溫度是否適宜,是否被高溫?fù)p壞;保護(hù)壓板是否開(kāi)始使用;指示燈、運(yùn)行的監(jiān)視燈指示是否準(zhǔn)確;光字牌、警鈴、事故音響是否出現(xiàn)故障等。
(3)加強(qiáng)對(duì)操作人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)。除了要求操作人員有豐富的理論知識(shí)外,還要對(duì)他們進(jìn)行適當(dāng)?shù)膷徢芭嘤?xùn),讓他們了解繼電保護(hù)的原理。在對(duì)裝置進(jìn)行例行檢查前,操作人員要預(yù)先對(duì)二次回路端子、繼電器、信號(hào)掉牌及壓板等進(jìn)行熟悉和了解,以便使操作能夠按設(shè)備調(diào)度范圍的劃分進(jìn)行。在編寫(xiě)設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)時(shí),應(yīng)該做到詳細(xì)、準(zhǔn)確、規(guī)范,使值班人員能夠更好地理解說(shuō)明書(shū)中的內(nèi)容,避免因不了解而導(dǎo)致誤操作現(xiàn)象發(fā)生。
另外,企業(yè)在對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)時(shí)要注意對(duì)可能出現(xiàn)的特殊情況進(jìn)行說(shuō)明,以免發(fā)生不必要的事故。例如,某110kV變電站發(fā)生110kV母PT失壓,備自投動(dòng)作,主供跳開(kāi),備供未合,導(dǎo)致全站失電。在分析事故原因后發(fā)現(xiàn),二次電壓線A630鳳凰端子排扣反,導(dǎo)致PT失壓,跳主供開(kāi)關(guān)的線接在手跳回路中,手跳將備自投閉鎖,致使備供沒(méi)有合上,全站失電。鳳凰端子排扣反是肉眼無(wú)法觀察到的,定值是負(fù)責(zé)定值管理的工作人員下發(fā)的,而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際負(fù)荷電流的大小只有保護(hù)人員才知道,繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行有時(shí)不具有穩(wěn)定性,應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的情況加以說(shuō)明和重視。因此這次事故主要因?yàn)楣ぷ魅藛T對(duì)繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行不夠重視,沒(méi)有對(duì)其運(yùn)行進(jìn)行準(zhǔn)確操作造成的。
2.轉(zhuǎn)變繼電保護(hù)事故處理的思路
在做好繼電保護(hù)設(shè)備的驗(yàn)收、日常檢查工作,并能準(zhǔn)確操作后,繼電保護(hù)事故的發(fā)生概率將明顯下降。然而,若繼電保護(hù)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了事故,對(duì)其進(jìn)行有效處理,并深入了解事故發(fā)生的原因,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),才能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置及其運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題,以便對(duì)其進(jìn)行及時(shí)處理和整改,從而確保設(shè)備的可靠運(yùn)行。
(1)加強(qiáng)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的利用。通常,繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中存在工作的連續(xù)性和隱蔽性,即在保護(hù)操作結(jié)束后設(shè)備可能還會(huì)連續(xù)工作一段時(shí)間,這樣就容易對(duì)用電設(shè)備造成一定的危害。同時(shí),繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行還存在一定的隱蔽性,在日常操作中不易察覺(jué),當(dāng)出現(xiàn)故障的時(shí)候才會(huì)被發(fā)現(xiàn)。而利用故障錄波、時(shí)間記錄、微機(jī)事件記錄、裝置燈光顯示信號(hào)等信息來(lái)還原故障發(fā)生時(shí)設(shè)備的有關(guān)情況,則能有效地找到事故發(fā)生的原因,消除連續(xù)性和隱蔽性所帶來(lái)的不利影響。
(2)對(duì)故障原因進(jìn)行有效區(qū)分。繼電保護(hù)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障的種類(lèi)很多,原因也很多,有時(shí)很難界定是人為事故還是設(shè)備事故,因此對(duì)于事故原因的判定絕不能僅憑以往的經(jīng)驗(yàn)作為依據(jù),而是要有原則、有依據(jù)地一步步進(jìn)行檢查。對(duì)于設(shè)備存在的問(wèn)題,操作和值班人員要如實(shí)向技術(shù)人員反映,以便技術(shù)人員對(duì)裝置運(yùn)行可靠性進(jìn)行更加準(zhǔn)確的判斷,將問(wèn)題消滅在萌芽狀態(tài)。
(3)對(duì)事故處理采用正確的方法。在對(duì)事故進(jìn)行處理之前,要保證所使用的繼電保護(hù)測(cè)試儀、移相器等具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性,萬(wàn)用表、電壓表、示波器等具有高輸入阻抗性能,同時(shí)要按照有關(guān)方面的要求確保試驗(yàn)所用的電源為直流單獨(dú)供電電源。除了要做好事故處理的準(zhǔn)備工作外,還要采取與事故類(lèi)型相適應(yīng)的檢查方法。常用的檢查方法有:整組試驗(yàn)法、順序檢查法和逆序檢查法。
整組試驗(yàn)法主要通過(guò)檢查繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作邏輯等是否正常來(lái)判明問(wèn)題產(chǎn)生的根源。這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)就是能在較短的時(shí)間內(nèi)再現(xiàn)故障,缺點(diǎn)是不能有效查找故障發(fā)生的原因。通過(guò)這種檢查方法發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后,經(jīng)過(guò)處理,能提高整個(gè)裝置的可靠性。
順序檢查法按照外部檢查、絕緣檢測(cè)、定值檢查、電源性能測(cè)試、保護(hù)性能檢查等依次進(jìn)行,通過(guò)檢驗(yàn)調(diào)試的手段來(lái)尋找故障。針對(duì)繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行中微機(jī)保護(hù)出現(xiàn)拒動(dòng)或者邏輯出現(xiàn)問(wèn)題等不可靠性來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和調(diào)試。
逆序檢查法則是從事故發(fā)生的結(jié)果出發(fā),一級(jí)一級(jí)往前查找,直到找到根源。針對(duì)繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行中出現(xiàn)誤動(dòng)的不可靠性,可利用這種方法進(jìn)行檢查。
3.提高繼電保護(hù)的技術(shù)水平
提高繼電保護(hù)的技術(shù)水平,可以使對(duì)繼電保護(hù)的驗(yàn)收、日常管理和操作等工作更加便捷有效,也能減少相關(guān)事故的發(fā)生,更是確保繼電保護(hù)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵因素。綜合其發(fā)展歷程,可以從以下兩方面提高繼電保護(hù)的技術(shù)水平。
(1)提高繼電保護(hù)運(yùn)行的微機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化水平。隨著電信技術(shù)的不斷發(fā)展,微機(jī)保護(hù)硬件的科技含量也得到了較大幅度的提高?,F(xiàn)在,同微機(jī)保護(hù)裝置大小相似的工控機(jī)的功能、速度和存儲(chǔ)容量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了當(dāng)年的小型機(jī)。用成套的工控機(jī)做繼電保護(hù)的想法在技術(shù)上已經(jīng)變得可行,這樣,就能使繼電保護(hù)運(yùn)行過(guò)程中的微機(jī)不可靠性得到一定的控制。但對(duì)微機(jī)化如何能更好地滿足電力系統(tǒng)要求,如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性,如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益還需要進(jìn)行深入地研究。可以說(shuō),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將深入到各種工業(yè)領(lǐng)域,為電力系統(tǒng)提供通信手段,徹底改變繼電保護(hù)的運(yùn)行方式和狀態(tài)。
從現(xiàn)階段的實(shí)際情況來(lái)看,除了差動(dòng)保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)外,所有的繼電保護(hù)裝置都只能反映保護(hù)安裝處的電氣量,繼電保護(hù)裝置的作用也只能是切除故障元件,縮小事故的影響范圍。安裝、使用繼電保護(hù)裝置的目的不僅是縮小事故范圍,還希望它能保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息數(shù)據(jù),各個(gè)保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作,從而進(jìn)一步提高保護(hù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。而想要實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想的前提條件是要將整個(gè)電力系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置都通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái),實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化,這方面的技術(shù)水平急待提高。
(2)提高繼電保護(hù)運(yùn)行的智能化水平。智能化是提高繼電保護(hù)運(yùn)行可靠性的重要技術(shù)創(chuàng)新,目前,“人工智能技術(shù)”這一詞匯已經(jīng)出現(xiàn)在社會(huì)的很多領(lǐng)域,諸如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化規(guī)劃、遺傳算法、模糊邏輯等技術(shù)在電力系統(tǒng)中已經(jīng)得到了應(yīng)用,在繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究也正在進(jìn)行并不斷深化。人工智能技術(shù)的引進(jìn)將使繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定性大大提高,而其工作的連續(xù)性和隱蔽性等不可靠因素將會(huì)得到有效的控制和改進(jìn)。
【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù);誤動(dòng)故障;案例分析;原因;處理措施
隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施方面的建設(shè)也在不斷地完善,國(guó)家電網(wǎng)事業(yè)發(fā)展迅速。就電力行業(yè)來(lái)說(shuō),各種繼電保護(hù)設(shè)備的性能也在進(jìn)一步優(yōu)化。但是,我們不得不注意到這樣一個(gè)現(xiàn)象:由于各種主客觀限制性因素的影響,繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行過(guò)程中很容易出現(xiàn)一些故障,嚴(yán)重影響了繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行,也給電網(wǎng)企業(yè)造成了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。近年來(lái),相關(guān)企業(yè)都十分重視繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行,并采取各種積極措施,努力解決各種運(yùn)行故障。下面,保證將結(jié)合繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中的某一故障實(shí)例,對(duì)故障出現(xiàn)的原因及應(yīng)采取的措施進(jìn)行相關(guān)探討。
1 繼電保護(hù)誤動(dòng)故障案例分析
當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件(如發(fā)電機(jī)、線路等)或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí),能夠向運(yùn)行值班人員及時(shí)發(fā)出警告信號(hào),或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動(dòng)化措施和設(shè)備,實(shí)現(xiàn)這種自動(dòng)化措施的成套設(shè)備,一般通稱為繼電保護(hù)裝置,其原理見(jiàn)如圖1。
圖1 繼電保護(hù)裝置原理圖
然而,近年來(lái),部分地區(qū)電力企業(yè)運(yùn)行過(guò)程中各種繼電保護(hù)誤動(dòng)故障多發(fā),給企業(yè)的發(fā)展和人民的生命安全都造成了較為嚴(yán)重的影響。以廣東某電力公司的繼電事故為例,2012年該公司投入運(yùn)行一座新的35KV的變電站,采用主變單母線不分段運(yùn)行的方式工作。在這個(gè)變電站中,總共有5條10KV的出線,總負(fù)荷達(dá)到3200kw,在繼電保護(hù)裝置方面,該公司選用了清大繼保電力有限公司THL-302A型的保護(hù)裝置。在大約4個(gè)月的時(shí)間里,該系統(tǒng)一直維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是,在11月上旬,系統(tǒng)的保護(hù)裝置突然跳閘,無(wú)法正常運(yùn)行。隨即,相關(guān)工作人員展開(kāi)檢測(cè),通過(guò)排除,最后確定保護(hù)裝置無(wú)法正常工作的原因是線路落上小鳥(niǎo),造成電路相間的短路。
2 故障出現(xiàn)的原因
就上述案例來(lái)說(shuō),10KV架空線路的運(yùn)行過(guò)程中,極容易發(fā)生單相接地、兩相或者三相短路的情況,在該裝置的應(yīng)用過(guò)程中,工作人員也十分注意這幾個(gè)故障點(diǎn),但由于繼電保護(hù)配置的計(jì)算不合理,設(shè)定的值過(guò)小,導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)故障的發(fā)生。
就當(dāng)前電網(wǎng)系統(tǒng)中繼電保護(hù)誤動(dòng)的情況來(lái)看,繼電保護(hù)誤動(dòng)故障發(fā)生的原因不是唯一的,而是多種因素相互作用導(dǎo)致的。結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn),筆者總結(jié)出繼電保護(hù)誤動(dòng)的幾個(gè)原因:
第一,工作電源可能使用不當(dāng)。作為繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的關(guān)鍵部分,工作電源的使用合理與否將會(huì)對(duì)繼電保護(hù)誤動(dòng)故障的發(fā)生起到十分重要的作用。很多電力企業(yè)為了節(jié)省成本投入,購(gòu)買(mǎi)并使用一些質(zhì)量較差的電源,由于其穩(wěn)定性能較差,電壓值不斷變化,影響繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行。一旦出現(xiàn)電源波紋系數(shù)過(guò)高的情況,繼電保護(hù)裝置就會(huì)誤跳閘。
第二,電流互感器的接線方式不正確。接線方式將會(huì)直接影響繼電保護(hù)誤動(dòng)。很多施工人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)較低,同時(shí)接線工作又相對(duì)復(fù)雜,在接線過(guò)程中很容易出現(xiàn)各種失誤,比如相序接反,接線松動(dòng)等這會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置不能正常運(yùn)行。
第三,繼電保護(hù)裝置的元件存在問(wèn)題。每個(gè)繼電保護(hù)裝置都是由多個(gè)不同的元件構(gòu)成的,因此元件的溫度及濕度等都會(huì)對(duì)裝置作用的發(fā)揮造成十分重要的影響。尤其是那些差異較大以及使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、老化的元件,工作人員更要十分注意。除了這幾個(gè)方面之外,繼電保護(hù)誤動(dòng)故障的發(fā)生會(huì)受到一些外來(lái)因素的影響,如繼電保護(hù)裝置切換接觸點(diǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)高頻的電磁信號(hào)或者浪涌電壓等,都會(huì)導(dǎo)致裝置運(yùn)行故障。
3 故障處理的相關(guān)措施
3.1 案例故障處理措施
通過(guò)上面案例分析,不難發(fā)現(xiàn),之所以會(huì)出現(xiàn)上述故障是由于電網(wǎng)的送電方式不合理以及保護(hù)值的設(shè)置不當(dāng)。因此,為避免此類(lèi)事故的再次發(fā)生,工作人員必須完善以下兩個(gè)方面的工作:
第一,優(yōu)化送電方式。根據(jù)繼電保護(hù)裝置的線路負(fù)荷的基本特點(diǎn),工作人員最好選擇分片分級(jí)的送電方式,盡量地減少同時(shí)送電的變壓器的數(shù)量,從而減少送電過(guò)程中變壓器產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流,盡量避免產(chǎn)生保護(hù)值過(guò)小導(dǎo)致故障的情況。第二,要適當(dāng)調(diào)整保護(hù)定值。工作人員要科學(xué)計(jì)算,按照變壓器勵(lì)磁流量的大小來(lái)適當(dāng)調(diào)整保護(hù)值,防止保護(hù)裝置故障誤動(dòng)或拒動(dòng)情況出現(xiàn)。
3.2 故障處理的一般措施
針對(duì)當(dāng)前繼電保護(hù)誤動(dòng)引起的故障,結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn),筆者認(rèn)為,相關(guān)工作人員應(yīng)該采取以下措施 :
第一,提高工作人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)及綜合素質(zhì)??v觀當(dāng)前繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中出現(xiàn)的各種問(wèn)題,筆者發(fā)現(xiàn)其中很重要的原因就是工作人員的失誤造成的。為了避免這些人為失誤,企業(yè)必須采取各種積極有效的措施,提高工作人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)及綜合素質(zhì),使他們熟悉繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的原理及各個(gè)環(huán)節(jié),并能及時(shí)解決各種難題。同時(shí),每個(gè)工作人員要嚴(yán)格要求自己,做到與時(shí)俱進(jìn),不斷充實(shí)自己。
第二,完善繼電保護(hù)裝置的管理制度。制度是保障工作進(jìn)行的基礎(chǔ)。因此,企業(yè)必須完善繼電保護(hù)裝置的管理制度,保證各項(xiàng)工程的順利進(jìn)行。制度內(nèi)容應(yīng)盡可能詳細(xì),涉及各種安裝規(guī)范等,為工作人員裝置的安裝提供有力的參照。同時(shí),要落實(shí)各項(xiàng)工作責(zé)任制度,將各個(gè)工作環(huán)節(jié)落實(shí)到每個(gè)人。一旦出現(xiàn)問(wèn)題,要追究個(gè)別工作人員的責(zé)任。這是保證繼電保護(hù)裝置運(yùn)行合理的重要措施之一。
第三,要加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)裝置的定期維護(hù)工作。在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中,各個(gè)繼電保護(hù)裝置的各個(gè)元件很容易出現(xiàn)老化,容易造成裝置故障。因此,工作人員要加強(qiáng)裝置的維護(hù)工作,及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題,并進(jìn)行設(shè)備的替換,保證裝置的高效運(yùn)行,避免出現(xiàn)繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)故障的現(xiàn)象。
除了以上幾個(gè)方面之外,相關(guān)工作人員還要努力創(chuàng)新,不斷提高技術(shù)水平,完善繼電保護(hù)裝置的性能,盡量避免故障的發(fā)生。
4 總結(jié)
就現(xiàn)實(shí)情況來(lái)說(shuō),繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行過(guò)程中很容易出現(xiàn)各種故障,既影響了整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率,又對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益造成一定的損失。因此,企業(yè)必須重視繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行過(guò)程,認(rèn)真分析裝置運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)各種誤動(dòng)故障的原因,并采取各種積極有效的措施,避免各種故障的發(fā)生。相信未來(lái),我國(guó)繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)故障的發(fā)生率將會(huì)進(jìn)一步降低,電力行業(yè)發(fā)展會(huì)更為迅速。
參考文獻(xiàn):
[1]劉偉,李江林,楊恢宏,張曉華,楊紅旗,何錫點(diǎn).智能變電站智能告警與輔助決策的實(shí)現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2011(15).
關(guān)鍵詞:220kV變電站;變壓器;繼電保護(hù)
在220kV變電站變壓器的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中,存在著大量的電力問(wèn)題,對(duì)于電能供應(yīng)效率與質(zhì)量帶來(lái)了極其深遠(yuǎn)的影響,同時(shí)也促使電網(wǎng)系統(tǒng)面臨著巨大的負(fù)擔(dān)壓力。在220kV變電站變壓器的實(shí)際工作過(guò)程中其運(yùn)行機(jī)制十分復(fù)雜,因此就加強(qiáng)繼電保護(hù)措施便至關(guān)重要,只有做好這一點(diǎn)方可構(gòu)建起安全、穩(wěn)定的運(yùn)營(yíng)環(huán)境,最大程度的避免運(yùn)行故障的發(fā)生,提升變壓器運(yùn)行效率。據(jù)此,下文將就220kV變電站變壓器的運(yùn)行及繼電保護(hù)措施展開(kāi)深入的探究工作。
1 220kV變電站變壓器運(yùn)行原理
變壓器作為變電站的核心工作設(shè)備,其主要是由雙繞組變壓器、三繞組變壓器以及之耦變壓器所共同構(gòu)成,也就是高、低壓每一相共同合用一項(xiàng)繞組,由高壓繞組中部抽取一頭充當(dāng)?shù)屠@組出線變壓器。電壓高度及繞組匝數(shù)其比值為正,相應(yīng)的電流值則與繞組匝數(shù)比值為負(fù)。
變壓器依據(jù)作用功能可分成升壓與降壓兩類(lèi)變壓器。前一類(lèi)主要是應(yīng)用在電力系統(tǒng)的送電一端,而后一類(lèi)則主要是應(yīng)用在受電一端。變壓器的電壓值應(yīng)當(dāng)能夠和電力系統(tǒng)中的電壓值相適宜。為了能夠在完全不同的負(fù)荷狀態(tài)下確保電壓始終保持在合理的范圍之內(nèi),有時(shí)需將變壓器分接頭進(jìn)行切換處理。
依據(jù)接頭切換形式,變壓器主要就包括了帶負(fù)荷有載調(diào)壓與無(wú)負(fù)荷無(wú)載調(diào)壓兩類(lèi)。其中前一類(lèi)大多是應(yīng)用在受電一端的變壓器站點(diǎn)之中。
電壓及電流的互感器在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中所采用的原理和變壓器基本一致,其主要是將高電壓設(shè)備與母線電壓,依據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)比例轉(zhuǎn)變?yōu)闇y(cè)量?jī)x表與繼電保護(hù)等,在規(guī)定的電壓載負(fù)荷之下電壓互感器二次電壓為100V,相應(yīng)的電流互感器二次電流則為1A或5A。電流互感器二次繞組在和負(fù)荷連接后會(huì)導(dǎo)致線路出現(xiàn)短路,需引起關(guān)注的是,要堅(jiān)決避免使其開(kāi)路,否則便會(huì)由于高電壓而對(duì)設(shè)備及人員安全造成嚴(yán)重威脅,甚至致使電流互感器損毀。
2 220kV變電站變壓器繼電保護(hù)措施
2.1 運(yùn)行保護(hù)
在對(duì)變壓器采取運(yùn)行保護(hù)知識(shí),大多是借助于繼電保護(hù)裝置,綜合應(yīng)用繼電保護(hù)手段,以促使220kV變電站的變壓器能夠得以正常運(yùn)行。如在某一220kV變電站當(dāng)中其變壓器運(yùn)行保護(hù)完全按照繼電保護(hù)運(yùn)行原則,先對(duì)裝置性能進(jìn)行檢查,以保障其能夠切實(shí)具備相應(yīng)的防護(hù)性能,對(duì)繼電保護(hù)裝置行為予以規(guī)范化處理,確定有關(guān)安全行為的主要方式;之后確定繼電保護(hù)的裝置運(yùn)行范圍,促成一體化操作的達(dá)成,確定繼電保護(hù)裝置能夠達(dá)到較好的工作效率;最終就針對(duì)繼電保護(hù)裝置加強(qiáng)維護(hù)工作,以確保其能夠給予變壓器的正常運(yùn)行提供以良好的基礎(chǔ)保障,避免變壓器發(fā)生短路等有關(guān)故障問(wèn)題。
2.2 狀態(tài)保護(hù)
在220kV變電站變壓器的狀態(tài)保護(hù)是對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容,其可以將變壓器在運(yùn)行過(guò)程中的不利風(fēng)險(xiǎn)因素有效的排除在外,提升變壓器的運(yùn)行穩(wěn)定性,具體的變壓器繼電狀態(tài)保護(hù)措施主要包括以下幾個(gè)方面:第一,差動(dòng)保護(hù),處理變浩魎存在的運(yùn)行故障問(wèn)題,以確保有關(guān)的電力人員可加強(qiáng)對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)的有效了解,從而避免運(yùn)行故障的發(fā)生;第二,過(guò)流繼電保護(hù),將由于短路電流所造成的變壓器故障進(jìn)行及時(shí)排查,從而促使對(duì)跳閘故障的有效保護(hù),確保變壓器安全運(yùn)行;第三,氣體保護(hù),對(duì)變壓器油箱加強(qiáng)控制,將油箱狀態(tài)進(jìn)行有效調(diào)節(jié),促使變壓器可穩(wěn)定運(yùn)行。
2.3 抗干擾保護(hù)
在變壓器運(yùn)行過(guò)程中實(shí)施抗干擾保護(hù),可以將各類(lèi)不利干擾對(duì)變壓器所產(chǎn)生的負(fù)面影響降至最低。變壓器抗干擾保護(hù)的措施主要包括以下幾點(diǎn):第一,配線抗干擾,重點(diǎn)對(duì)由于配線而導(dǎo)致的變壓器干擾進(jìn)行防護(hù),將繼電保護(hù)作用充分的發(fā)揮出來(lái),增強(qiáng)配線運(yùn)行的工作效果,采取屏蔽手段,將配線對(duì)變壓器影響降至最低;第二,預(yù)防回路干擾,重點(diǎn)是對(duì)二次回路進(jìn)行防空,促進(jìn)變壓器抗干擾能力的提升,通過(guò)將回路聯(lián)系耦合及時(shí)切斷,同時(shí)加裝屏蔽線纜來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整體回路的抗干擾;第三,防護(hù)干擾源,有關(guān)的電力工作人員應(yīng)將變壓器電位盡量升高,減小接地電阻,從而達(dá)到對(duì)變壓器的有效防護(hù)。圖1為雙回線同桿并架情況示意圖。
3 結(jié)束語(yǔ)
作為220kV變電站的核心組成部分,變壓器及其保護(hù)裝置不僅承擔(dān)著保護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行的工作,同時(shí)也具有發(fā)揮繼電保護(hù)的作用。繼電保護(hù)對(duì)于220kV變電站的運(yùn)行有著極其重要的作用價(jià)值,對(duì)于改善變電站運(yùn)行環(huán)境,提供以穩(wěn)定的保護(hù)措施,保障變電站運(yùn)行效率意義重大。對(duì)此有關(guān)的電力企業(yè)也應(yīng)當(dāng)大力加強(qiáng)對(duì)變壓器的運(yùn)行與繼電保護(hù)工作,促使220kV變電站在電網(wǎng)系統(tǒng)中能夠充分的體現(xiàn)出其所應(yīng)有的價(jià)值意義。
參考文獻(xiàn)
[1]湯大海,陳永明,曹斌,等.快速切除220kV變壓器死區(qū)故障的繼電保護(hù)方案[A].2013第十四屆全國(guó)保護(hù)和控制學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集
[C].2013.
[2]邵軍.基于220kV變電站變壓器運(yùn)行與繼電保護(hù)探究[J].大科技,2016(20).
[3]姜锫君.220kV變電站變壓器運(yùn)行及繼電保護(hù)措施探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016(3).
關(guān)鍵詞:電廠;故障信息管理系統(tǒng);繼電保護(hù)
中圖分類(lèi)號(hào):TM62文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
電廠的故障信息管理系統(tǒng)對(duì)于電廠的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義,所以一定要良好的完善電廠的故障信息管理系統(tǒng),通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)裝置的良好的調(diào)用,從而實(shí)現(xiàn)的電廠故障的管理工作,實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠運(yùn)行的繼電保護(hù),發(fā)揮繼電保護(hù)裝置的重要作用。
1、電廠繼電保護(hù)的特點(diǎn)
電廠是電力系統(tǒng)的重要的組成部分,所以電廠的繼電保護(hù)有著重要的意義,由于電廠在電力系統(tǒng)中有著自己的特點(diǎn),所以電廠的繼電保護(hù)也有著自己的特點(diǎn),電廠的繼電保護(hù)出了對(duì)線路的保護(hù)以外,更多的是對(duì)電廠的電力設(shè)備的保護(hù),通過(guò)良好的保護(hù)讓電廠的電力設(shè)備能夠良好的發(fā)揮其重要的作用,避免在電廠的運(yùn)行中電力設(shè)備的損壞,能夠保證電廠電力設(shè)備能夠在實(shí)際的運(yùn)行中能夠正常的工作。電廠的繼電保護(hù)是通過(guò)繼電保護(hù)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠的電力設(shè)備的監(jiān)測(cè)和控制,在實(shí)際的電廠運(yùn)行中繼電保護(hù)裝置采取相應(yīng)的動(dòng)作來(lái)保證電廠運(yùn)行的正常性,能夠?qū)㈦姀S運(yùn)行中的故障進(jìn)行正確的處理,從而能夠有效地排除電廠運(yùn)行中的故障或者降低電廠運(yùn)行故障的影響。電廠的繼電保護(hù)需要有良好的準(zhǔn)確性和可靠性,當(dāng)電廠的繼電保護(hù)發(fā)生故障的時(shí)候,將會(huì)嚴(yán)重地影響到整個(gè)電廠的運(yùn)行,所以在電廠運(yùn)行的時(shí)候必須要對(duì)電廠的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行定期的檢測(cè)和維護(hù),通過(guò)良好的維護(hù)工作從而能夠良好地保證電廠的運(yùn)行能夠滿足整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行需要,避免電廠運(yùn)行故障給電力系統(tǒng)帶來(lái)不良的影響。
2、電廠的故障信息管理系統(tǒng)
由于電廠的繼電保護(hù)有著自己的特點(diǎn),所以電廠的故障管理信息系統(tǒng)主要是依據(jù)電廠的繼電保護(hù)裝置而開(kāi)發(fā)的,故障信息管理系統(tǒng)主要是對(duì)電廠的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行監(jiān)視、控制和管理,對(duì)繼電保護(hù)裝置提供的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和計(jì)算,然后對(duì)繼電保護(hù)裝置的提供的信息進(jìn)行良好的利用,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)電廠運(yùn)行的保護(hù),準(zhǔn)確地堆繼電保護(hù)裝置的服務(wù)進(jìn)行計(jì)算和分析,從而良好的發(fā)揮繼電保護(hù)裝置的作用。電廠的故障信息管理系統(tǒng)必須具有良好的信息化和智能化,才能實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)裝置的智能化管理,從而良好地發(fā)揮繼電保護(hù)裝置的作用,才能良好地保證電廠能夠良好的運(yùn)行。電廠的故障信息管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示,通過(guò)主站和子站的系統(tǒng)化管理,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)裝置的良好管理。
圖1 電廠故障信息管理結(jié)構(gòu)圖
3、電廠故障信息管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
電廠故障信息管理系統(tǒng)對(duì)于電廠的運(yùn)行具有重要的意義,通過(guò)對(duì)電廠的繼電保護(hù)裝置的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行良好的分析和管理,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠故障信息的管理,然后采取相應(yīng)的電廠保護(hù)動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠的良好保護(hù)。電廠的故障信息管理系統(tǒng)必須要有一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)才能良好地發(fā)揮電廠故障信息管理系統(tǒng)的重要作用,電廠的故障信息管理系統(tǒng)主要有電廠的故障信息管理主站和子站管理來(lái)完成電廠的故障信息管理,從而發(fā)揮故障信息管理系統(tǒng)的重要的作用。
3.1故障信息管理系統(tǒng)的主站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。電廠的故障信息管理系統(tǒng)的主站系統(tǒng)主要有錄波設(shè)備運(yùn)行管理系統(tǒng)和保護(hù)及錄波故障信息系統(tǒng)構(gòu)成,能夠?qū)γ恳粋€(gè)故障錄波器的錄波信息和微機(jī)保護(hù)等設(shè)備的各種相關(guān)信息進(jìn)行采集,同時(shí)還能將這些信息良好的到故障信息系統(tǒng)的信息平臺(tái)之上,從而有利于對(duì)各種信息的瀏覽和查詢。由于信息量比較大,直接用主站進(jìn)行各種信息的采集將會(huì)嚴(yán)重的影響主站的運(yùn)行速度,所以故障信息管理系統(tǒng)設(shè)立子站系統(tǒng)來(lái)完成實(shí)際的信息采集工作,然后對(duì)信息進(jìn)行處理以后再傳送給主站系統(tǒng)。主站系統(tǒng)對(duì)電氣系統(tǒng)的故障信息進(jìn)行實(shí)時(shí)地采集、傳輸、處理和分析,對(duì)各種故障信息數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、開(kāi)發(fā)以及維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行,由于主站系統(tǒng)需要連接子站系統(tǒng)和信息管理平臺(tái),所以主站系統(tǒng)必須要有子站系統(tǒng)接入和公共數(shù)據(jù)服務(wù)接口。同時(shí)保證系統(tǒng)運(yùn)行的獨(dú)立性,避免系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)電廠的運(yùn)行造成影響,影響到繼電保護(hù)和故障錄波器的實(shí)際運(yùn)行,主站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。
圖2 故障信息管理系統(tǒng)主站結(jié)構(gòu)圖
3.2故障信息管理系統(tǒng)子站設(shè)計(jì)。故障信息管理系統(tǒng)的子站分為一級(jí)子站和二級(jí)子站,二級(jí)子站將保護(hù)和錄波信息進(jìn)行采集以后傳送給一級(jí)子站,一級(jí)子站在收集二級(jí)子站傳送信息的同時(shí)對(duì)部分的繼電保護(hù)裝置的信息進(jìn)行良好的采集,然后對(duì)各種信息進(jìn)行良好的整理以后再上傳給主站系統(tǒng)。一級(jí)子站系統(tǒng)采用PC機(jī)進(jìn)行管理,一級(jí)子站西戎通過(guò)與子站內(nèi)的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行良好的通信,然后將采集和上傳的保護(hù)和錄波信息通過(guò)遠(yuǎn)程通信功能上傳給主站系統(tǒng),能夠采取網(wǎng)絡(luò)方式和GPS對(duì)時(shí)卡來(lái)對(duì)電廠的GPS對(duì)事信號(hào)進(jìn)行校時(shí)和繼電保護(hù)裝置的校時(shí),一級(jí)子站系統(tǒng)的各個(gè)部件都有良好的自檢功能,二級(jí)子站系統(tǒng)主要是完成信息的采集和處理以及將信息上傳給一級(jí)子站系統(tǒng),子站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖3所示。
圖3 故障信息管理系統(tǒng)子站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
4、故障信息管理系統(tǒng)的特點(diǎn)
故障信息管理系統(tǒng)具有良好的人機(jī)交互界面,從而對(duì)電廠的繼電保護(hù)狀態(tài)進(jìn)行良好的監(jiān)控和管理,采用智能化的信息采集和整理,減少了人工信息采集和整理的麻煩,能夠?qū)㈦姀S的保護(hù)動(dòng)作信息和實(shí)踐、故障信息及時(shí)地進(jìn)行顯示,從而有利于運(yùn)行人員采取相應(yīng)的決策,能夠?qū)收鲜录M(jìn)行實(shí)時(shí)地通知讓檢修人員能夠及時(shí)地到達(dá)檢修現(xiàn)場(chǎng),開(kāi)展相應(yīng)的檢修工作,將電廠設(shè)備的信息數(shù)據(jù)良好的提供給檢修人員,從而有利于檢修人員完成實(shí)際的故障分析工作,采取相應(yīng)的檢修措施。
5、結(jié)語(yǔ)
電廠的故障信息管理系統(tǒng)具有良好的功能,能夠完成對(duì)繼電保護(hù)數(shù)據(jù)的良好采集和整理,有利于完成電廠的繼電保護(hù)工作,從而保證電廠能夠良好的進(jìn)行運(yùn)行,能夠有利于整個(gè)電力系統(tǒng)的良好發(fā)展。在建立電廠的故障信息管理系統(tǒng)的時(shí)候,要采取科學(xué)合理的方法來(lái)建立故障信息管理系統(tǒng),同時(shí)要對(duì)已有的故障信息管理系統(tǒng)進(jìn)行完善,從而良好的發(fā)揮故障信息管理系統(tǒng)的重要價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(CJFD)
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):全國(guó)百?gòu)?qiáng)社科學(xué)報(bào)
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):國(guó)家期刊獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)期刊