二次控制保护（精选7篇）
二次控制保护 篇1
智能电动机保护器是应用现代电子技术、通信技术、计算机网络技术的新型智能保护器。该保护器具有电动机过载、断相、欠载、堵转、阻塞、三相不平衡、过电压、欠电压、欠功率、温度过高、起动超时、剩余电流、电源相序等保护及运行数据远传和监控功能。保护器对于电动机保护的有效性、运行维护和管理、设备的安全及火灾防护、节能降耗能够发挥积极作用, 为了推进新技术的应用和满足工程设计人员、施工人员、监理人员的工作需要, 编制了《智能电动机控制与保护二次电路图集》一书。
本书结合ARD系列产品的特点, 设计了电动机直接起动电路图, 电动机正反转起动电路图, 电动机双速起动电路图, 电动机星-三角起动电路图, 电动机自耦减压起动电路图, 电动机软起动保护电路图, 电动机变频一拖一、一拖二起动控制, 2台互备、液位控制互备电路图, 电动阀电气控制电路图, 排污泵、液下泵、带式输送机、胶带机等控制电路图。本书由上海安科瑞电气股份有限公司陆伟青、赵波、李英新等工程师编著, 李道本高工、李炳华高工、杜克俭高工对本书进行了仔细的审阅、修改。
本书可供冶金、石化、煤炭、轻工等行业以及工业企业供配电系统从事电气专业设计、科研、制造、施工、安装、监理、运行和检修人员阅读, 也可供电力供用电专业设计、科研、安装、运行和检修的人员以及相关专业高校师生阅读。
本书由机械工业出版社出版, 出版号ISBN 978-7-111-37267-7。凡需要该图集的设计、使用、安装与施工单位, 可向上海安科瑞电气股份有限公司客服中心索取。联系电话:021-69158304, 传真:021-69158303, 联系人:杨海琴, E-mail:Acrel001@vip.163com, 公司免费赠送。
高压试验二次保护调试 篇2
关键词：二次设备,调试
二次设备安装调试质量目标是应符合设备合同文件中的技术条款、安装试验规程和性能保证值的要求。
1 基础自动化元件校验
基础自动化元件校验是电气二次设备安装质量控制的另一个重要环节。它直接关系到机组调试是否顺利完成, 各种开关电器设备能否正确动作, 各辅机设备能否正常投人和退出。
变电站基础自动化元件可分为以下几类:
继电器类:从用途上分, 包括中间继电器、时间继电器、交流接触器、直流接触器、信号继电器、转速继电器、示流器、热祸继电器等;
接点类:压力接点、水位油位常规接点、水位油位磁性接点、行程和限位接点、风压接点等;
传感器类 (包括电流源和电压源) :位移传感器、压力传感器、压差传感器、水位油位传感器、温度传感器等;电磁阀:如过速电磁铁、技术供水系统的各电磁阀、排污阀等;
变送器类:包括CT、PT及其二次仪表和采样回路, P、Q变送器或直接差行交流采样的回路;
测温电阻类:三部轴承测温系统、定于测温系统、各变压器测温系统等;
表计类:如电压、电流、功率、压力表以及分流器等。
基础自动化元件的校验应严格遵循设备采购合同中的技术规范条款和指定的校验规程进行;在无上述标准时, 应按厂家说明书中的性能保证值进行校验。在校验过程中, 应结合元件所在的原理图和实际接线的电气距离, 校核动作的正确性和准确级是否符合技术规范要求。
例如, 某新装机组灭磁开关合闸线圈直流电阻力4.4Ω, 动作电压值为183V, 设计操作电源为DC220V;由于灭磁开关的操作按开关电器设备的规定, 必须设置专用合闸电源, 同时合闸线圈只能短时通电 (通过时间继电器实现) , 按设计的电源电缆线径和直流母线至灭磁开关安装地点的距离, 计算电阻值为3.8Ω, 合闸线圈上的电压力12lV。合闸线圈校验和电源电缆的计算结果送交业主和监理单位后, 批准通电试验, 实际测量合闸线圈上的电压为123v, 合灭磁开关时, 合闸力不够, 开关发生往复操作。后从该机组动力盘取交流, 加装单相桥式整流电路, 直流输出电压为197V, 满足合闸线圈动作值要求, 开关一次会闭成功。
因基础自动化元件校验不合格而导致工期拖延的现场实例不胜枚举, 建议基础自动化元件校验时, 应有现场试验经验的技术人员和电厂维护人员参与。
2 配线和复查
配线工作不单指芯线上端子排, 应该是电缆敷设完毕后, 包括开电缆、做电缆头、做电缆屏蔽地线、号头编写、对线、上端子。配线时, 应特别注意芯线的预留长度 (裕度) 、各类插头和电缆接地线的连接应符合技术规范要求。配线时经常犯的错误是, 用烙铁焊接芯线时, 焊渣或造成虚地、虚焊、假焊, 短路等;对称回路配反, 如电动阀的开启与关闭、电磁铁的开启与关闭、直流元件有正负极要求的极性接反等等。
例如, 某机组励磁装置同步变压器一次测取自阳极刀闸的进线侧, 同步变压器一次侧和二次侧的引出线焊接在变压器两侧的抽头上。小电流试验时, 各通道调整正常, 励磁工作面报完工。当发电机空载升流至0.7Ie时, 监护人员听到励磁功率柜有放电声音。采取逆变和跳开灭磁开关后, 检查发现同步变压器一次侧有一相的焊点在焊接端子时有一节焊锡丝与变压器铁芯有虚接触而形成放电间隙, 清除焊锡丝后, 放电现象消失。其他诸如传感器有正负极要求的将线配反, 烧坏传感器;电磁阀、电动阀配反而导致相反操作的技术隐患均有发生。
因此复查工作是保证配线质量的重要环节, 复查时, 应确认接线的正确性和接线可靠性 (尤其是CT口路、计算机等) 。
3 护装置的调试
目前, 国内数字化保护装置的数字采样规约和接口较多, 比较有代表性的有:北京四方继保自动化股份有限公司的装置采用IEC61850-9-1规约, 光纤以太网采集;国电南京自动化股份有限公司的装置除部分采用IEC 61850-9-1规约, 另一部分采用IEC61850-9-1规约的变种;南京南瑞继保电器有限公司的装置采用IEC60044-8规约, FT3光纤串行采集。
由于数字化保护装置采样规约及接口的多样性, 国外OMICRON公司CMC356型, 国内北京博电新力电力系统仪器有限公司的PWFII型数字化保护装置试验仪, 并不能完全适应所有数字化保护装置的采样系统, 尤其是两者都不能做到对于IEC60044-8规约的支持。但数字化保护装置试验仪均可以接收保护装置的GOOSE反馈信息, 发送GOOSE报文给保护装置。
针对不同的保护装置以及不同的试验仪, 调试方案主要分为以下2种:
方案1, 常规微机保护试验仪连接模数转换装置 (如南京南瑞继保电器有限公司的HELP2000A和南京新宁光电自动化有限公司的光电X700) , 经模数转换装置输出数字采样信号到合并器, 通过合并器接入数字化继电保护装置;同时通过PC连接保护装置GOOSE网络接口, 由抓包分析工具抓取保护装置GOOSE反馈信息进行监测。
方案2, 数字化保护试验仪数字采样信号直接输出到所连接的数字化保护装置, 同时保护装置GOOSE信息直接反馈到所接入的数字化保护试验仪, 通过数字化保护试验仪完成整个测试工作。
在方案1中, 由于经过模数转换装置和合并器, 模数转换和合并器的积分转换打包过程需要消耗一定的时间才能完成, 因此在实际测试中存在一定的误差。经过实际测试, 一般情况下存在几个毫秒的误差, 所以在选用方案1时需要考虑此误差, 才能确保测试结果的准确。而对于方案2, 由于不需要模数转换装置, 整个试验过程是由数字化保护试验仪和保护装置闭环完成, 其测试结果的准确度更高。
上述2种方案中, 在条件允许的情况下, 推荐使用第2种方案。第1种方案抓取的报文示例, 见图1。
图1主要关注GOOSE报文中以下内容:a.Enthernet II层面的源地址为00∶A0∶1E∶A8∶00∶64, 目的地址为01∶0C∶CD∶01∶01∶15, VLANID为4, 对应优先级为6, 它正确与否决定了其它IED设备是否接收它。
b.控制块引用 (ControlBlock Re fe re nce) 、数据集引用 (Data Se t Re fe re nce) 及GOOSEID标识是否正确。IED设备在接收到报文后要检测这三部分与装置中GOOSE连线配置是否一致, 不一致则不作任何反应。
c.测试位 (Te s t) 是否为1。IED设备需要检测报文中Te s t位与本装置Test位是否一致, 只有一致才做出动作反应。
d.传送的数据 (Data) 的对应位是否为1。IED设备需要检测数据中对应位是否为1, 对应位为1表示接收到对方的输出信号, 本设备应作出对应反应。
4 结语
变电站正常运行参数的调节、控制和状态的监视, 是通过电气二次设备实现的。当机组主设备运行稳定后, 二次设备运行状况的优劣, 是影响电厂安全、高效发、供电的关键因素。
参考文献
[1]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答.中国电力出版社, 1999.
电厂保护二次接地网改造 篇3
目前, 我厂继保班室下的电缆架内未敷设接地专用铜排, 未构成室内二次接地网, 没有用截面积不小于100mm2的铜缆连接室内二次接地网与室外二次接地网, 室外电缆沟也未敷设引至主接地网二次接地铜排, 不满足中调反事故措施要求及电厂安全性评价要求, 故而此次完善我厂二次接地网。
1 改造后的保护二次接地网应满足及敷设原则
1) 应在升压站二次电缆的沟道, 就地端子箱, 使用截面积不小于100mm2的裸铜排敷设与主接地网紧密连接的等电位接地网。对于室内的等电位接地网而言, 它与主接地网之间的连接只能存在一个连接点, 只有这样设置才能保证不会将主接地网中存在的电位差带入到二次设备中;在选择连接点的过程中, 应该尽量选择电缆竖井处。为了保证可靠的连接, 在选择连接线的过程中, 应该使用四根及以上的铜缆, 并且其截面积应该在50mm2以上, 将它们排在一起共同构成共点接地。
2) 在保护室屏柜下层的电缆室内, 按屏柜布置的方向敷设截面积不小于100mm2的专用铜排, 将该专用铜排首尾端连接 (成“目”字结构) , 形成保护室内的等电位接地网。对于分散布置的保护就地站、通信室以及集控室而言, 应该使用截面积满足要求的铜缆进行连接。就室外的等电位接地网来说, 在敷设铜排时, 需要沿着二次电缆沟道进行, 并且采用的铜排截面积应该在100mm2以上。在开关站的就地端子箱内, 也应该设置相应的裸铜排, 其截面积在100mm2以上。同时, 电缆沟道中的等电位接地网也应该采用铜排进行连接。对于室外的接地铜排而言, 其敷设的主要作用是降低二次电缆屏蔽层两端的电压, 防止二次设备出现误动的现象[1]。
2 室内二次接地网敷设施工方案
在保护室下层的电缆室, 我们使用130mm2的专用铜排按屏柜布置的方向敷设, 将该专用铜排首尾两端用Φ8mm螺栓可靠压接。我们用120mm2的裸铜缆连接屏柜下端接地铜排与保护室下层的电缆室已首尾相接的专用接地铜排。用120mm2的裸铜缆连接保护室下专用铜排与升压站电缆沟内的接地铜排。应该采用铜排首尾相连的方式进行保护室、控制室等连接, 形成等电网接地环网。对于通信室和计算机室来说, 其等电位接地网应该各自构成环网, 再采用铜缆将这些环网接入到保护室和控制室等的等电位接地环网中[2]。
3 室外二次接地网敷设施工方案
1) 我们用截面积130mm2的铜排沿二次电缆的沟道进行敷设, 构建室外的等电位接地网。
2) 应注意将接地铜排就近与主地网相连, 否则, 因端子箱与主地网是连通的, 当端子箱附近一次系统发生接地故障时, 将会在端子箱与接地铜排之间形成高电压, 可能会损坏设备或二次电缆。
每根铜排在主电缆沟内在控制室及保护室与主接地网连接外, 还应在二次电缆沟远端处我们采用截面130mm2的铜排与主地网连接。室外等电位接地网接入主接地网的接地点与大电流入地点距接地导体的地内距离不宜小于15m。
3) 升压站开关端子箱。现在厂家生产的端子箱都是将箱门、箱体用黄绿两色4mm2的铜线连接, 再与箱内接地铜排 (截面积不少于100mm2) 相接。箱内接地铜排主要方便电缆屏蔽层、电流、电压互感器二次回路接地线及端子箱内其它接地线等与之相接。我们通过用截面积120mm2的裸铜缆连接端子箱内接地铜排与电缆沟内接地铜排, 在电缆沟内用Φ12mm膨胀螺丝固定, 在箱内用Φ12mm螺栓固定。
室外等电位接地网在敷设过程中, 首先应该将裸铜排设置在就地端子箱、设备的本体端子箱等处, 保证裸铜排的截面积在100mm2以上;同时使用铜缆接到二次电缆的等电位接地网上。在端子箱和铜排之间, 应该使用Φ10mm的螺栓进行压接;在二次电缆沟道中使用的铜排应该进行支撑, 支撑物应该采用绝缘子, 保证绝缘性能。值得注意的是, 二次电缆沟道的接地铜排之间应该保持相应的距离, 与主接地网只能进行一次连接[3]。
4 二次电缆及设备的接地
就二次电缆的屏蔽层来说, 有两种接地方式, 一种是两点接地, 另一种是一点接地。在继电保护及其自动化装置而言, 电缆芯所处的回路属于强电回路;屏蔽层会产生相应的电流, 这一电流产生的干扰信号较小;因此, 对于屏蔽层而言, 适宜采用两点接地的接地方式, 可以有效防止电磁干扰。在热工专业电缆中, 电缆芯所处的回路不再是强电回路, 而是弱电回路;一旦屏蔽层中流过电流, 芯线中就会产生相应的干扰, 这一干扰会导致装置发生误动作, 因此, 在这种情况下, 应该采用一点接地的接地方式;另外, 应该将屏蔽层连接到等电位接地网中。就电流互感器和电压互感器的二次回路来说, 通常要求进行一点接地, 并且要采用相应的专用接地线将其接在主接地网上。保护、监控以及通信等二次设备的接地可以分为:保护接地与工作接地[4]。它们应该保证与主接地网的良好连接, 防止漏电和静电对人的伤害。
5 结束语
电力系统中出现接地故障, 而厂站中的接地电阻尽管很小, 但无法达到零, 将会引起接地点与零电位点之间出现不平衡电压, 这一电压对二次设备的危害是致命的。保护二次网完善后可以有效的抑制主接地网不平衡电压导入到继电保护二次系统, 避免设备的损坏及保护误动的发生。本文阐述了本厂的二次接地网的改造施工原则及施工方案。
参考文献
[1]广东省电力系统保护反事故措施, 2007.
[2]唐宝锋.二次系统等电位接地网敷设.
[3]侯昌明.放热焊接法在变电站接地网中的应用[J].电工材料, 2006.
浅谈电气二次及继电保护 篇4
在发电机制造商对发电机绕组结构和电磁参数设计完成后, 针对发电机定子为5分支绕组的结构特点, 委托不同的科研单位对发电机在内部各种故障情况下的短路电流进行计算, 并对各种保护方案在不同故障情况下的灵敏度进行分析比较, 为发电机定子分支绕组在中性点侧的引出方式的确定、保护用电流互感器的参数和型式选择以及继电保护方案的正确配置提供科学依据。在保护子系统A中配置完全纵差保护 (87G) 和裂相保护 (87GUP) , 机端电流互感器TA变比为30000/1A, 并对裂相保护 (87GUP) 在发电机定子中性点侧的每相分支按1-2-3分支和4-5分支进行分组, 在两组引出线上均设TA, 前者TA变比为18000/1A, 后者TA变比为12000/IA;在子系统B中配置不平衡保护 (60G) , 其电流互感器TA接于发电机的两个中性点之间, 变比为500/1A。除上述发电机主保护外, 还包括定子接地故障、机组异常运行状态、主变压器保护、厂用变压器保护、励磁变压器保护以及非电量的保护。发电机一变压器组的绝大多数保护采用了冗余配置,
2 励磁变压器的选择
由于励磁变压器副边可控硅换流原因, 阳极回路会有3、5、7、9、11等奇次谐波。为消除3、9次谐波的影响, 通常将励磁变压器的副边接成三角形, 以减少谐波对励磁变压器引起的发热、震动等危害。以往在励磁变压器容量选择时, 为了克服上述高次谐波对励磁变压器的影响, 不同的励磁设备生产厂家通常留有不同的容量裕度 (据介绍如SIE№NS公司15%、ABB公司为20%) 。另外, 在设计时应考虑采用低损耗矽钢片和设计磁密取低一些等办法来克服不利影响。但磁谐波对变压器容量选择的影响从未做过定量分析, 为此, 通过与国内制造厂和科研单位合作对励磁变压器谐波影响进行定量分析研究, 即考虑谐波影响后, 实际满载时的电流值应按1.15倍基波工频电流考虑。另外, 励磁变压器的绝缘等级问题。目前, 国内外通常选用F级绝缘、允许温升80K和H级绝缘、允许温升80K两种。工程设计中如何确定一直是人们争论的热点, 这里主要是一个综合经济比较问题, 如果励磁变压器容量裕度较大, 系统要求的强励顶值倍数不高, 且限制运行温升不超过规定值, 选择前者绝缘等级也是可以的。否则, 应选择后者较为稳妥。在国外进口的产品中曾出现过超规定温升运行的事例。如清江隔河岩电站的励磁变为H级绝缘、允许温升80K。但在实际运行中的温升为100K左右。
3 电气二次设备状态检修
电气设备根据功能不同, 可分为一次设备和二次设备。电气二次设备主要包括继电保护、自动装置、故障录波、就地监控和远动。它们正常可靠的运行是保障电网稳定和电力设备安全的基本要求。在实际运行中因电气二次设备造成的系统故障时有发生, 保护不正确动作的原因涉及到保护人员、运行人员、设计部门、制造部门、自然灾害, 还有其他不明原因。随着微机在继电保护及自动装置的广泛应用, 继电保护的可靠性、定值整定的灵活性大大提高, 依据传统的《继电保护及电网安全自动装置检验条例》来维护电气二次设备, 显然不合时宜。而一次设备状态检修的推广、线路不停电检修技术的应用, 因检修设备而导致的停电时间将越来越短。这对电气二次设备检修提出了新的要求, 因此, 电气二次设备在检修体制、检修方法及检验项目、制定检修周期等方面需要改变, 实行电气二次设备状态检修, 可保证二次设备的可靠运行, 以适应电力发展的需要。电气二次设备状态检修是通过设备状态监测技术和设备自诊断技术, 结合二次设备运行和检修历史资料, 对二次设备状态作出正确评价, 根据状态评价结果, 科学安排检修时间和检修项目。由于大量微电子元件、高集成电路在电气二次设备中的广泛应用, 电气二次设备对电磁干扰越来越敏感, 极易受到电磁干扰。电磁波对二次设备干扰造成采样信号失真、自动装置异常、保护误动或拒动, 甚至元件损坏。
国际电工委员会 (IEC) 及国内有关部门对继电保护制定了电磁兼容 (EMC) 标准。但目前, 对现场电磁环境的监测、管理没有纳入检修范围。也没有合适的监测手段。对二次设备进行电磁兼容性考核试验是二次设备状态检修的一项很重要的工作。对不同厂站的干扰源、耦合途径、敏感器件要进行监测、管理。
4 SFC的谐波问题及对策
变频起动装置作为电网的非线性负荷, 必然产生高次谐波, 对系统造成一定的污染, 对厂用电也有一些影响。但是, 变频起动装置是一种短时工作的设备, 它对系统的污染和对厂用电的影响是短时的, 不应该按照对连续运行的谐波源的限制条件来对它提出要求。近几年来, 由于对电能质量国家标准的错误理解, 国内在确定变频起动装置的技术条件时往往提出过于苛刻的要求, 造成大部分国内电站的SFC均设置5、7、11、13、15、17次等高次谐波滤波器, 不仅增加了成本, 而且增加了地下洞室的开挖量。深入的研究已经证明, 电站消除谐波污染的关键是合理选择接线方式, 只要接线合理 (增大高压厂用变压器与SFC的电气距离、设置输入变压器或隔离变压器等) 就不会对系统和厂用电造成影响, 高次谐波滤波器完全不必装设。
5 电磁型保护和集成型保护
5.1 电磁型保护。
电磁型保护是模拟式保护的一种, 主要用于中小型机组、变压器、低压线路等, 其保护构成以单元件继电器为主 (如过流继电器, 它直接反映电流互感器二次电流有效值的大小而动作) , 故而保护简单、可靠。其磁动系统经多年实际运行, 在现场实际运行中, 积累了丰富的经验。只要坚持定期校验, 严把整定、调度关, 其动作性能就能够满足设计和整定要求。
5.2 集成型保护。
集成型保护也是模拟式保护的一种, 并随着系统容量的增大对保护提出了更高的要求, 构成电路也趋于复杂, 以实现复杂的保护逻辑。由于集成电路保护其构成逻辑靠硬件电路来实现, 对构成元件的质量要求很高.抗干扰性能、电源质量都要经受住现场复杂电磁环境的考验。实践证明, 尽管集成电路保护依据的原理十分先进, 功能比较齐全。但由于元器件本身质量不过关。抗干扰性能差, 尤其是国产化工艺水平低, 注定了它在一投入生产就出现频繁误动、发异常信号等现象。又由于其调试复杂, 要求现场人员理论、操作水平相对较高。
总结
安全生产是电力企业的永恒主题, 继电保护是确保电网安全运行的关键环节。如何防止和杜绝继电保护及安全自动装置的不正确动作, 防止事故发生和扩大, 确保电网安全运行, 是继电保护专业人员为之努力的工作目标, 也是各单位所面临的、时刻不容掉以轻心的一项重要工作。随着电力科技含量不断提高, 保护装置不断地更新换代, 要保证电网安全稳定运行, 必须不断提高管理水平, 完善继电保护相关管理制度, 加大人员培训力度, 增强继保人员的工作责任心, 变被动管理为主动管理, 才能防患于未然。
摘要：文章讨论了发电机内部故障计算分析, 跟着分析了励磁变压器的选择、电气二次设备状态检修、SFC的谐波问题及对策。
关键词：电气二次,继电保护,励磁变压器,电气二次设备,电磁型保护
参考文献
二次电缆电容对保护回路的影响 篇5
关键词：电容,时间常数,极板电压
架空线路上存在着对地电容,尤其是高压架空线路的电容对系统有很大影响。同样二次电缆上也存在对地的电容,二次电缆的电容有时也会对回路产生一定的影响[1],并且会产生一些异常的现象。本文以惠州换流站和高岭背靠背换流站在500k V断路器传动中发生断路器辅助屏内的锁定继电器无法复归的现象为例,介绍了二次电缆电容充放电的基本原理和计算方法,分析了二次电缆电容对保护回路的影响,并提出了相应的解决方法。
1 问题的提出
在惠州换流站500k V母差保护传动过程中出现了奇怪的现象:回路原理图如图1所示,
在断路器失灵保护屏出口压板断开的情况下,投入母差保护屏的失灵开入压板时,有的间隔会显示有开入变位。此母差保护屏共有四组失灵开入,其中两组失灵开入来自母差保护屏所在保护小室,另外两组失灵开入来自较远的保护小室。经多次试验发现,失灵开入异常变位与二次电缆长短有关,来自母差保护屏所在保护小室的失灵开入没有出现过异常,来自较远保护小室的失灵开入在投入压板时会出现异常。电缆长、短不一致会导致电缆对地电容不一样,长电缆对地电容大,短电缆对地电容小。由于电缆电容的影响,等效电路图如图2,这样在投入母差保护屏压板时会对电容充电。
2 原理分析及技术改进[2,3]
下面以电容器极板为模型进行电容充电分析。首先设电容器极板在t时刻的电荷量为q,极板间的电压为u,根据回路电压方程可得:
然后两边求不定积分,并利用初始条件:t=0,q=0就得到:
这就是电容器极板上的电荷随时间t的变化关系函数。电工学上常把RC称为时间常数。相应地,利用u=q/C,立即得到极板电压随时间变化的函数:
也可得出:
通过公式分析:在相同的充电时间,电容C越大,极板电压u越大,也就是越接近U;要想得到相同的极板电压,电容越大充电时间越长。由于很快趋向1,故经过很短的一段时间后,电容器极板间电荷和电压的变化已经微乎其微。在实际情况中U=110V,C=0.3μF,R=300Ω,利用推导的公式可以算出:经过t=1毫秒后,极板电压已经达到了109.99836V,电流为120m A;经过t=3ms后,极板电压基本已经达到了110V,电流为13m A,充电基本完成。所以为了解决上面的问题给母差保护屏的开入变位增加了延时5ms,与失灵保护的时间定值0.2s相比5ms可以忽略,不会对母差失灵保护动作产生影响。更改后进行了多次试验,投入压板不会产生异常的开入变位。
由于二次电缆电容的影响,在高岭背靠背换流站也存在异常现象,在500k V断路器传动中,发生了断路器辅助屏内的锁定继电器无法复归的现象。如图3所示:2ZJ是断路器辅助屏内的锁定继电器,换流变滤波器等保护动作后启动2ZJ,并通过4D7和4D193间的辅助节点自保持,2ZJ的另一对辅助常闭节点断开合闸回路,2ZJ复归后才允许断路器合闸。FA是就地复归按钮的辅助节点,FA1和FA2分别是1套监控系统和2套监控系统远方复归继电器的辅助节点。在进行保护联动试验时发现,有一部分断路器的锁定继电器动作后无法复归。经检查不是换流变等保护的动作节点未返回,因为断开保护屏侧的压板仍无法复归锁定继电器。通过仔细调查发现,不能复归的锁定继电器在端子排4D193位置的外部接线很多,有十多根纤芯,能复归的继电器在端子排4D193位置的外部接线很少,只有三、四根。通过测量得出接线多的对地电容大,数值为0.96μF,接线少的对地电容只有7.26n F。等效电路图如图4所示,当2ZJ动作并自保持后,正电01会给电容充电。进行复归时,2ZJ会失磁,如图所示端子4D193两侧回路均断开,电容上的正电过绝缘电阻放电,当电容大时,短时间内电压降低较小,复归按钮的节点返回时,电容上的正电使2ZJ又动作并自保持,锁定继电器无法复归。电容的充放电公式如下
或者
其中:V0为电容上的初始电压值,V1为电容最终可充到或放到的电压值,Vt为t时刻电容上的电压
值。在本例中放电公式为:
或者
绝缘电阻值分别为35MΩ和70MΩ。将电容和电阻值代入公式可以算出:接线多的回路在20s时电压下降到初始电压的55.1%,而接线少的回路在0.3s时电压就下降到初始电压的55.4%。由此可见电容对放电时间的影响相当的大,所以出现上面的现象接线多的间隔锁定继电器无法复归,对回路进行了进一步测试,长时间按复归按钮达18s以上锁定继电器可以复归。为解决这一问题对回路进行了更改,将起动锁定继电器的二次电缆从4D193改接至4D197。这样当2ZJ锁定继电器动作并保持后,按复归按钮可使正电与二次电缆断开,而负电02没有断开直接与二次电缆电容上的正电中和,复归按钮的节点返回后,锁定继电器也不会再动作。经试验,二次回路更改后,锁定继电器动作、复归正常。
3 结论
通过上面的例子可以看出,当二次电缆的对地电容较大时会对保护回路产生很大影响,因此在调试过程中对接线较多或电缆很长的回路要格外注意。
参考文献
[1]于刚,何金良,茆必成.开关操作暂态电压对变电所二次电缆的电磁干扰[J].电工技术杂志,2002(12):19～21.
[2]纪建伟.电力系统分析[M].北京:水利电力出版社,2002.
继电保护二次系统状态在线监测 篇6
随着电网容量的增加, 继电保护设备也在相应增加, 由于国内电力系统继电保护是开放性系统, 以往定期传动校验的做法已越来越不适应形势的发展。在线监测是实现状态检修的基础, 本文针对浙江省杭州220k V凤川变科研试点的技术成果, 深入探讨数字化继电保护的状态在线监测技术。
1 数字化在线监测技术简介
1.1 现状分析
目前, 国内对于电力系统二次回路的正确性检查是采用传动试验方法实现的, 该方法存在的主要问题:
1) 无法监视装置的交流输入回路和装置的数据采集回路;2) 无法监视跳闸出口压板状态;3) 无法监视常规操作箱的状态。
1.2 解决方案
该方案是在原有的继电保护二次系统的基础上增加状态监测控制装置 (综合测控) 、全站数字录波装置、数字式采集单元 (合并单元) , 把传统操作箱更换为智能操作箱, 与原来的继电保护二次系统构成闭环监测系统, 采用光缆和交换机实现信息传输, 信息传输基于IEC61850标准[1]。
状态监测装置一方面通过合并单元直接在PT/CT端子箱采集交流信号和开关量信号, 另一方面通过保护装置通信口采集信号和相关报告。利用PLC功能完成各种逻辑诊断, 通过状态监测总控制器记录和分析结果的正确性, 及时发现保护交流回路、控制回路的异常情况, 并通过后台计算机接入保护故障信息系统远传到保护管理部门[2]。如图1所示。
2 数字化在线监测构成与特点
2.1 基本构成
通过合并单元对模拟量的就地采集, 规约转换器对保护装置接收模拟量和相关报告的转换收集, 以及智能操作箱对状态量的采集等等, 获取在线监测所需的数据信息, 信息模型与传输基于IEC61850标准[3], 经过交换机的汇聚整理后提供给综合测控和网络故障录波分析记录, 再传输到后台, 由在线监测可视化系统进行逻辑判断、全局分析。
2.1.1 数据信息采集
1) 模拟量的就地采集
利用合并单元就地安装于PT/CT端子箱旁, 同步采集保护装置的电流电压输入量, 并按IEC61850-9-2格式上送给综合测控。就地安装确保能监测保护装置交流输入回路的状态, 其它装置集中组屏。
为考虑安全因素, 采用钳型测量装置采集交流电流信号, 确保无损接入, 这种采集器与电力系统无直接的电气上联接, 安全可靠;交流电压信号采用并接方式接入, 并在合并单元的接收端安装速断熔丝。
2) 模拟量的转换收集
规约转换器通过保护装置通信口收集交流采样信号, 并在内部转换成IEC61850标准信号, 上送给监测分析系统, 完成监测保护装置交流回路的状态。
3) 状态量采集
智能操作箱代替传统常规操作箱, 接收相应保护装置和测控装置的开入/开出状态量, 在完成传统常规操作箱功能的同时监测保护二次回路, 并采用GOOSE方式将变位信号送给综合测控, 通过对监测运行信息的分析比较, 以监测保护控制回路的状态。
智能操作箱对保护装置的信息采集所有连接全部采用空接点接入, 它只获取信号, 这种连接方式不对保护装置产生任何干扰, 安全可靠。项目前期可采用智能操作箱与传统常规操作箱并列运行, 各自二次回路完全独立, 实现逐步安全可靠过渡。
4) 其他信息采集
规约转换器在采集保护装置交流采样信号的同时, 通过保护的通信口采集相关报告与录波文件, 以便为后期的数据处理提供比对依据。
2.1.2 数据信息汇聚和处理
对采集的数据信息要求唯一、同步、共享、标准。
交换机除了数据汇聚和信息交换功能外, 还支持IEC61588时钟同步功能, 供综合测控装置同步采样使用, 确保综合测控装置与合并单元采样同步。
综合测控完成数据收集、处理、传输等功能, 与监测分析系统采用IEC61850-8-1进行通信。
网络和故障录波实现网络报文记录、故障电流电压记录和分析功能。
2.1.3 状态监测可视化
通过状态监测可视化软件对采集数据分析处理, 完成各种逻辑判断, 并且记录和分析结果的正确性。
1) 状态监测可视化系统实现六角图显示和状态显示等功能;
2) 实现保护元件PLC逻辑图的可视化;
3) 对输入/输出回路在线监测装置的开入/开出状态量以及继电器接点的状态检修告警。
2.2 系统结构
以一个220k V线路间隔为例, 具体工程实施结构如图2。
2.3 主要特点
(1) 合并单元采集就地化
就地化的安装使现场施工极为方便, 直接安装到PT/CT的端子箱, 采用钳型采集器无损接入, 通过采集装置测量交流电流信号并转换成光信号接入合并单元, 保证数据采集的可靠性。这样对装置的抗干扰性、运行可靠性提出了很高的要求。
合并单元必须具有的特性:
1) 满足环境条件要求的可靠硬件, 高等级元器件, 装置运行环境温度零下40度到零上70度;2) 防水、防尘、抗振动设计;3) 具有优异的抗干扰性能, 安装于开关场时运行稳定;4) 无整定值、固件或维护端口的硬件装置;5) 通过标准化的借口消除过程的可变性;6) 当外界同步脉冲丢失时, 利用内部同步时钟仍可继续工作。
(2) 智能操作箱代替传统操作箱
利用数字化技术实现操作箱的各种功能, 兼容传统操作箱;操作回路结构简单, 使用软件完成防跳继电器功能, 实现出口继电器接点和出口压板的在线监测、状态检修以及数据远传功能。
(3) 状态监测可视化软件的先进性
用户或服务工程师可通过监测状态可视化软件进行配置, 以满足监测状态可视化的实际需求。首先应该能够对逻辑通道和通道组的属性进行配置, 其中包括模拟通道的比例系数, 开出的保持属性等;支持基本的运算和逻辑比较功能外, 提供简单逻辑组态功能;能进行通道映射, 将物理通道与逻辑通道进行映射关联, 提高装置的硬件无关性;能进行功能集定义和功能集投退, 可以根据需要退出部分实际现场不用的功能;能进行参数、定值管理以及定值映射, 能够根据现场实际设置参数, 提炼用户定值;能够收集显示装置运行时工程PLC逻辑图[4]的状态信息;能够导入变电站系统配置描述文件SCD (Substation Configuration Description) [5], 自动配置装置的通讯参数, GOOSE、SOE等信息;
3 数字化在线监测分析与展望
3.1 实用性分析
在不影响原有继电保护二次系统安全、可靠运行的基础上, 通过信号的多点采集, 与原有设备形成闭环监测系统, 运用多种监测、逻辑判断手段, 解决了传统保护二次回路状态监测难以实现的技术难题。
1) 有效监视装置的交流输入回路和装置的数据采集回路。利用IEC61850标准建立全变电站光纤数字采集和录波系统与传统保护装置进行闭环分析, 实现传统保护装置交流输入回路状态监视
2) 有效监视出口压板状态。用CPU逻辑功能实现控制操作全过程的方案, 使操作回路的结构只需用简单的开关量输入和开关量输出即可实现, 取消了硬件结构上的防跳继电器, 大大简化了操作回路的逻辑接线, 减轻了现场工作人员的工作量, 同时为保护实现状态检修提供了重要的应用基础。
3) 有效监视操作回路状态。在线监测控制回路断线状态, 从图中可知, 利用对装置 (IN2) 输入信号的在线监测, 实现了电气二次回路断路器机构箱辅助接点 (LD) 状态的在线监测。
4) 智能组件评估间隔内设备各板件的运行状态。使用智能操作箱更换传统常规操作箱, 在完成传统常规操作箱功能的同时监测保护二次回路, 通过对监测运行信息的分析比较, 判断保护二次回路和操作箱回路是否正常运行。
5) 综合测控、网络和故障录波装置、后台可视化系统全局分析、判断。后台分析系统, 根据综合测控、网络和故障录波装置提供的全站信息, 利用一定的判据, 分析被监测间隔保护装置自身的可靠性, 分析判断保护交流回路、控制回路的异常情况, 并接入保护故障信息系统上送到保护管理部门。
3.2 先进性分析与展望
目前, 国内各网省公司都进行了数字化变电站试点, 全国已建成一定数量的数字化变电站, 未来, 在智能电网建设的大背景下, 数字化变电站快速发展与分阶段实现是必然趋势[6]。已建数字化变电站对IEC61850标准的应用程度和技术水平各不相同, 有的仅在变电站层应用层的, 也有在过程层试点的, 还有结合电子式互感器应用的。
数字化变电站应当做到数字采集数字化、过程层设备智能化、数据模型标准化、信息交互网络化、设备检修状态化、设备操作智能化[7]。
数字化在线监测系统, 对数据信息的建模完全基于IEC61850标准, 传输采用标准以太网接口, 支持IEC61850-9-2、GOOSE、IEEE1588、MMS标准规范[8], 具备互操作能力。目前的实现形式是, 原有的保护装置/保护回路不变;就地化安装合并单元;用智能操作箱代替常规操作箱, 在此基础上可设想进行有步骤的逐级过渡演变:智能操作箱同样就地化处理→数字化的保护/测控一体化装置与原有保护并列运行→完全取代原有保护二次系统。当前的在线监测可视化后台系统独立配置, 以后的逐级演变中就变成集成在线监测功能的数字化监控系统。如果按这种方式对传统变电站数字化进行改造, 从闭环监测原有保护与回路, 到增加保护功能并列运行, 再到完整功能替换, 平稳过渡, 提高了保护可靠性, 也是一种切实可行的改造方案。
4 结束语。
本文深入探讨了数字化在线监测在传统变电站中的应用, 分析了如何实现常规变电站无法实现的监测功能, 对实现手段、实现标准以及具体的功能要求都做出了详细说明, 并展望这种变电站应用新技术的未来发展, 确定其在未来智能电网建设、改造中的特殊意义。
摘要：本文针对国内电力系统继电保护在线监测技术发展现状, 提出建立基于IEC61850标准的保护状态监视环境, 与原来的继电保护二次系统构成闭环监测系统, 以推进保护状态检修技术发展, 并探索常规变电站数字化改造安全、可靠过渡方案。
关键词：在线监测,IEC61850,闭环监测,数字化
参考文献
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[2]韩祯祥.电力系统分析.浙江大学出版社, 2002年.
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[5]C.Hoga and G.Wong.EC61850:Open Communication in Practice in Substation-s, IEEE, 2004.
[6]孙一民, 李延新等.分阶段实现数字化变电站系统的工程方案.电力系统自动化, 2007.
[7]高翔, 张沛超.数字化变电站的主要特征和关键技术.电网技术, 2006年8月.
分析继电保护二次回路检修维护 篇7
1 继电保护的重要性分析
1.1 提高电力系统数据信息的安全性
传统的保护设备在保护性能上并不是很强, 不仅难以有效保护电力系统, 降低故障发生率, 而且在具体的维护检修上还有一定难度。相对于, 继电保护可以在降低故障发生率的同时有利于提高继电保护技术数据信息的安全性, 起到对电力系统运行的高效化防护和监控。
1.2 降低系统运行成本
继电保护装置的结构构成并不是很复杂, 在具体的安装操作中也较为简单方便, 这样就可以在继电保护装置的安装过程中, 大大节省人力资源, 进一步缩短安装的工作时间, 进而大大降低安装的工作成本, 这也就间接地降低了电网运行的投资成本。
1.3 保护性能良好
继电保护装置的基本构成材料是以绝缘物质为主的, 通过相应的加工制造而成, 这种绝缘物质的使用可以有效保证继电保护装置在运作中, 不会被腐蚀, 进而起到保护作用。从目前科学技术发展来看, 在继电保护装置方面, 采用新型保护技术和保护材料必将成为一种发展趋势, 这不仅仅是电力系统高效运行的需要, 更是维护人员人身安全的保障需要。
1.4 能耗较少, 安装简单
当前电力市场上所销售的继电保护装置, 在其内部结构构造上, 优化升级比较快, 相对于传统保护设备来说是一种极大的创新和完善, 它在具体使用过程中所产生的能耗量非常小, 并且对于保护故障的反应也非常迅速, 因此, 可以说它的故障诊断率是相当高的。此外, 继电保护装置在现场安装中, 作业操作也较为简单, 安装过程并不复杂, 安装人员可以依据安装图纸进行规范化操作[1]。
2 继电保护二次回路检修维护工作的现实意义
继电保护二次回路指的是对继电保护装置来说, 对它的运行情况进行全方位的监测、保护、控制以及调节所需要的低压电器设备相互连接所组成的回路。从这方面来讲, 整个电力系统继电保护装置能否正确动作就具有一定的风险, 在具体管理中, 为了能够实现对继电保护装置可能出现的失误现象进行科学有效的判断, 就需要对电气设备的参数进行严格测量, 保证最后所得到的数据是真实无误的。例如在某种特定情况下, 运行故障参数的变化不会很明显, 或者是在受到负载影响后, 电力系统中的电气量会有较大的波动, 此时, 继电保护装置就很可能出现不动作或者是误动作, 会造成电气设备难以正常工作, 这对于整个电力系统的运行时极为不利的。基于此, 就需要重点做好继电保护二次回路的维护检修工作, 以确保整个二次回路可以处于正常运转状态, 可以第一时间发现继电保护过程中出现的异常问题, 进而及时将其排除。除此之外, 对于继电保护的二次回路维护检修来说, 它的工作量不是很多, 一般是需要依据电力系统的实际运行来确定的, 但是, 需要注意的是, 其维护检修工作是具有一定危险性的, 在具体的检修技术方面也有很高要求, 因此, 在具体的维护检修工作中就要将检修技术和工艺作为重点内容对待。
3 继电保护二次回路的异常问题
对于它的异常问题分析, 以差动保护装置为例进行分析, 差动保护一旦出现运行故障, 就会直接导致整个电力系统运行受阻, 具体来说如下:
3.1 破坏计量数据
在电力企业的电费收缴管理中, 对于电力用户来说, 在缴纳电费时所依据的主要是电能表的计量数据, 电能表的运行状况会直接关系到电费缴纳的正确与否, 因此, 一旦差动保护出现运行故障, 就会导致所计量的数据信息和用户实际用电量之间有很大误差, 用户所缴纳的电费并不能真实反映用电量多少, 这也就直接导致了电力企业经营效益受损。
3.2 电力线路受损
差动保护在出现运行故障后, 需要对其故障程度进行正确检测, 如果故障程度较为严重的话, 甚至是直接导致差动保护装置失效的话, 就极有可能会造成运行线路被切断, 引起线路的短路现象发生, 更有甚者使差动保护结构混乱无序[2]。
3.3 造成电能的损耗
差动保护故障一旦发生, 其内部构造势必会受到一定破坏, 影响到其性能的高效化发挥, 从实际维护工作来看, 差动保护受损主要表现在铜损和铁损两个方面, 这样的话就会造成整个电力系统运行能源消耗加剧, 难以保证长久性的稳定运行。
4 继电保护二次回路维护检修的方法
上述提到, 在继电保护中, 最常见的方式是差动保护, 同时这也是保护电力系统正常运行的重要设施。要保证差动保护性能的全面高效发挥, 对于技术人员来说, 就需要在日常加强维护和管理, 为其正常运行提供有利环境。
4.1 电流检修法
在差动保护装置中, 电流互感器是关键设备, 同时也是构成差动保护模式的重要因素。在对电流互感器进行安装使用过程中, 需要对它的具体型号进行合理选择, 保证型号、规格的合理无误。一般来说, 最好是采用差动保护专用的D级别电流互感器;同时在经过保护装置外围的稳态短路电流时, 在电流值达到最大后把差动保护回路的二次负荷控制在10%范围内, 不能超出这一范围。
4.2 负荷检修法
在电流互感器的运行中, 系统运行负荷过大也会对其产生一定影响, 具体就是超荷运行, 这样会降低其使用寿命。因此, 差动保护在运行过程中就要对电流互感器负荷大小进行严格控制, 依据系统实际运行需要来适当降低电流互感器的励磁电流。除此之外, 常见的降低二次负荷方式有, 降低控制电缆的电阻、优先选用弱电控制的电流互感器, 并定期对互感器的工作运行状态进行严格检查, 确保其运行性能良好[3]。
4.3 质量检修法
当前电力市场中, 电流互感器的产品种类有很多种, 不同的类型所适用的范围也不同, 在具体选择时需要结合系统的保护方式来确定, 根据保护装置来选择。对于测电流过大的继电保护装置来说, 在进行差动保护过程中, 会导致电流互感器的饱和难度进一步增大, 也就提高了差动保护装置的工作性能, 一般来说, 这种互感器的励磁电流是非常小的, 基于它的这种特性, 它对于失衡电流也可以起到很好的控制作用。
5 结语
电力系统运行的安全性和稳定性直接关系着人们的生活状况, 一旦系统运行出现故障就会给人们生活产生重要影响。继电保护装置作为保障系统运行良好的重要设施, 对于它的二次回路故障问题分析和解决, 需要采用正确适当的方法, 第一时间排除故障, 使其作用可以最大化发挥。
摘要：在电力系统的运行中, 继电保护是必不可少的组成装置, 它可以为整个系统的安全稳定运行提供保护作用。随着社会用电需求量的增加, 对于供电系统运行的稳定性就有了更高要求, 不仅要保证电力输送的及时性, 而且更加关注运行的安全性。二次回路故障作为继电保护中的常见问题, 它的出现会导致继电保护装置功能发挥受到限制, 降低供电的安全性, 因此, 加强二次回路检修维护工作, 提高检修维护效率势在必行。
关键词：电力系统,继电保护,二次回路,维护检修
参考文献
[1]高峰.继电保护二次回路检修维护中的若干问题分析[J].低碳世界, 2016 (12) :57-58.
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