《電子技術(shù)應(yīng)用》
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電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的探析
摘要: 通過(guò)對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的分析,,探討繼電保護(hù)的任務(wù)和基本要求,。從分析當(dāng)前繼電保護(hù)裝置的廣泛應(yīng)用,,提出保護(hù)裝置維護(hù)的幾點(diǎn)建議,結(jié)合實(shí)際情況,,探討繼電保護(hù)發(fā)展的趨勢(shì),。
Abstract:
Key words :

通過(guò)對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的分析,探討繼電保護(hù)的任務(wù)和基本要求,。從分析當(dāng)前繼電保護(hù)裝置的廣泛應(yīng)用,,提出保護(hù)裝置維護(hù)的幾點(diǎn)建議,結(jié)合實(shí)際情況,,探討繼電保護(hù)發(fā)展的趨勢(shì),。
  
  
  1 前言
  電力作為當(dāng)今社會(huì)的主要能源,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高起著極其重要的作用?,F(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)由電能產(chǎn)生,、輸送、分配和用電環(huán)節(jié)組成的大系統(tǒng),。電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)不斷提出新的要求,,近年來(lái),電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的飛速發(fā)展為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力,。如何正確應(yīng)用繼電保護(hù)技術(shù)來(lái)遏制電氣故障,,提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率及運(yùn)行質(zhì)量已成為迫切需要解決的技術(shù)問(wèn)題。
  
  2 繼電保護(hù)發(fā)展的現(xiàn)狀
  上世紀(jì)60年代到80年代是晶體管繼電保護(hù)技術(shù)蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用的時(shí)期,。70年代中期起,,基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)投入研究,到80年代末集成電路保護(hù)技術(shù)已形成完整系列,,并逐漸取代晶體管保護(hù)技術(shù),,集成電路保護(hù)技術(shù)的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用的主導(dǎo)地位持續(xù)到90年代初,。與此同時(shí),,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,,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,。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。
  目前,,繼電保護(hù)向計(jì)算機(jī)化,、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展,保護(hù),、控制,、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化對(duì)繼電保護(hù)提出了艱巨的任務(wù),,也開(kāi)辟了研究開(kāi)發(fā)的新天地,。隨著改革開(kāi)放的不斷深入、國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)將為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展做出貢獻(xiàn),。
  
  3 電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)的配置與應(yīng)用
  3.1 繼電保護(hù)裝置的任務(wù)
  繼電保護(hù)主要利用電力系統(tǒng)中原件發(fā)生短路或異常情況時(shí)電氣量(電流、電壓、功率等)的變化來(lái)構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作,。繼電保護(hù)裝置的任務(wù)在于:在供電系統(tǒng)運(yùn)行正常時(shí),,安全地。完整地監(jiān)視各種設(shè)備的運(yùn)行狀況,,為值班人員提供可靠的運(yùn)行依據(jù),;供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),自動(dòng)地,、迅速地,、并有選擇地切除故障部分,保證非故障部分繼續(xù)運(yùn)行,;當(dāng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)異常運(yùn)行工作狀況時(shí),它應(yīng)能及時(shí),、準(zhǔn)確地發(fā)出信號(hào)或警報(bào),通知值班人員盡快做出處理,。
  3.2 繼電保護(hù)裝置的基本要求
  選擇性,。當(dāng)供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí),繼電保護(hù)裝置應(yīng)能選擇性地將故障部分切除,。首先斷開(kāi)距離故障點(diǎn)最近的斷路器,,以保證系統(tǒng)中其它非故障部分能繼續(xù)正常運(yùn)行。
  靈敏性,。保護(hù)裝置靈敏與否一般用靈敏系數(shù)來(lái)衡量,。在繼電保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi),不管短路點(diǎn)的位置如何,、不論短路的性質(zhì)怎樣,,保護(hù)裝置均不應(yīng)產(chǎn)生拒絕動(dòng)作;但在保護(hù)區(qū)外發(fā)生故障時(shí),,又不應(yīng)該產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作,。
  速動(dòng)性。是指保護(hù)裝置應(yīng)盡可能快地切除短路故障,??s短切除故障的時(shí)間以減輕短路電流對(duì)電氣設(shè)備的損壞程度,加快系統(tǒng)電壓的恢復(fù),,從而為電氣設(shè)備的自啟動(dòng)創(chuàng)造了有利條件,,同時(shí)還提高了發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。
  可靠性,。保護(hù)裝置如不能滿足可靠性的要求,,反而會(huì)成為擴(kuò)大事故或直接造成故障的根源。為確保保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性,,必須確保保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原理,、整定計(jì)算,、安裝調(diào)試正確無(wú)誤;同時(shí)要求組成保護(hù)裝置的各元件的質(zhì)量可靠,、運(yùn)行維護(hù)得當(dāng),、系統(tǒng)簡(jiǎn)化有效,以提高保護(hù)的可靠性,。

3.3 保護(hù)裝置的應(yīng)用
  繼電保護(hù)裝置廣泛應(yīng)用于工廠企業(yè)高壓供電系統(tǒng),、變電站等,用于高壓供電系統(tǒng)線路保護(hù),、主變保護(hù),、電容器保護(hù)等。高壓供電系統(tǒng)分母線繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用,,對(duì)于不并列運(yùn)行的分段母線裝設(shè)電流速斷保護(hù),,但僅在斷路器合閘的瞬間投入,合閘后自動(dòng)解除,。另外,,還應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù),對(duì)于負(fù)荷等級(jí)較低的配電所則可不裝設(shè)保護(hù),。變電站繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用包括:①線路保護(hù):一般采用二段式或三段式電流保護(hù),其中一段為電流速斷保護(hù),,二段為限時(shí)電流速斷保護(hù),,三段為過(guò)電流保護(hù)。②母聯(lián)保護(hù):需同時(shí)裝設(shè)限時(shí)電流速斷保護(hù)和過(guò)電流保護(hù),。③主變保護(hù):主變保護(hù)包括主保護(hù)和后備保護(hù),,主保護(hù)一般為重瓦斯保護(hù)、差動(dòng)保護(hù),,后備保護(hù)為復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù),、過(guò)負(fù)荷保護(hù)。④電容器保護(hù):對(duì)電容器的保護(hù)包括過(guò)流保護(hù),、零序電壓保護(hù),、過(guò)壓保護(hù)及失壓保護(hù)。隨著繼電保護(hù)技術(shù)的飛速發(fā)展,,微機(jī)保護(hù)的裝置逐漸投入使用,,由于生產(chǎn)廠家的不同、開(kāi)發(fā)時(shí)間的先后,,微機(jī)保護(hù)呈現(xiàn)豐富多彩,、各顯神通的局面,但基本原理及要達(dá)到的目的基本一致,。
  
  4 繼電保護(hù)裝置的維護(hù)
  值班人員定時(shí)對(duì)繼電保護(hù)裝置巡視和檢查,,并做好各儀表的運(yùn)行記錄,。 在繼電保護(hù)運(yùn)行過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象時(shí),,應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視并向主管部門報(bào)告。
  建立崗位責(zé)任制,,做到每個(gè)盤柜有值班人員負(fù)責(zé),。做到人人有崗、每崗有人,。 值班人員對(duì)保護(hù)裝置的操作,,一般只允許接通或斷開(kāi)壓板,切換開(kāi)關(guān)及卸裝熔絲等工作,,工作過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格遵守電業(yè)安全工作規(guī)定,。
  做好繼電保護(hù)裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進(jìn)行,,防止誤碰運(yùn)行設(shè)備,,注意與帶電設(shè)備保持安全距離,避免人身觸電和造成二次回路短路,、接地事故,。對(duì)微機(jī)保護(hù)的電流、電壓采樣值每周記錄一次,,每月對(duì)微機(jī)保護(hù)的打印機(jī)進(jìn)行定期檢查并打印,。
  定期對(duì)繼電保護(hù)裝置檢修及設(shè)備查評(píng):①檢查二次設(shè)備各元件標(biāo)志、名稱是否齊全,;②檢查轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),、各種按鈕、動(dòng)作是否靈活無(wú)卡涉,,動(dòng)作靈活,。接點(diǎn)接觸有無(wú)足夠壓力和燒傷;③檢查控制室光字牌,、紅綠指示燈泡是否完好,;④檢查各盤柜上表計(jì)、繼電器及接線端子螺釘有無(wú)松動(dòng),;⑤檢查電壓互感器,、電流互感器二次引線端子是否完好;⑥配線是否整齊,,固定卡子有無(wú)脫落,;⑦檢查斷路器的操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作是否正常。
  根據(jù)每年對(duì)繼電保護(hù)裝置的定期查評(píng),,按情節(jié)將設(shè)備分為三類:經(jīng)過(guò)運(yùn)行檢驗(yàn),,技術(shù)狀況良好無(wú)缺陷,,能保證安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的設(shè)備為一類設(shè)備,;設(shè)備基本完好,、個(gè)別零件雖有一般缺陷,但尚能安全運(yùn)行,,不危及人身,、設(shè)備安全為二類設(shè)備。有重大缺陷的設(shè)備,,危及安全運(yùn)行,,出力降低,"三漏"情況嚴(yán)重的設(shè)備為三類,。如發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)有缺陷必須及時(shí)處理,,嚴(yán)禁其存在隱患運(yùn)行。對(duì)有缺陷經(jīng)處理好的繼電保護(hù)裝置建立設(shè)備缺陷臺(tái)帳,,有利于今后對(duì)其檢修工作,。
  
  5 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展趨勢(shì)
  繼電保護(hù)技術(shù)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)通信一體化方向發(fā)展,。隨著計(jì)算機(jī)硬件的飛速發(fā)展,電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求也在不斷提高,,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,與其他保護(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,,使微機(jī)保護(hù)裝置具備一臺(tái)PC的功能,。為保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行,各個(gè)保護(hù)單元與重合裝置必須協(xié)調(diào)工作,,因此,,必須實(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)條件下是完全可行的,。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)際上是一臺(tái)高性能,,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)的大量控制電纜投資大,且使得二次回路非常復(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,。
  結(jié)論,。隨著電力系統(tǒng)的告訴發(fā)展和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的進(jìn)步,繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展向計(jì)算機(jī)化,、網(wǎng)絡(luò)化,、一體化、智能化方向發(fā)展,,這對(duì)繼電保護(hù)工作者提出了新的挑戰(zhàn),。只有對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行定期檢查和維護(hù),按時(shí)巡檢其運(yùn)行狀況,,及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并做好處理,,保證系統(tǒng)無(wú)故障設(shè)備正常運(yùn)行,提高供電可靠性,。
 

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