继电保护的要求

2024-07-31

继电保护的要求(通用8篇)

继电保护的要求 篇1

1 继电保护的意义

电力系统各元件之间是通过电或磁联系的, 任一元件发生故障时, 会立即在不同程度上影响到系统的运行。因此, 切除故障元件的时间常常要求在十分之几秒甚至百分之几秒内。显然, 靠运行人员在如此短的时间里发现故障元件并予以切除是不可能的。要完成这样的任务, 必须在每一电气元件上安装具有保护功能的自动装置。这种保护装置截止目前, 多数由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成, 又称为继电保护装置。在电子式静态保护装置和数字式保护装置出现以后, 虽然继电器已被电子元件或计算机所代替, 但仍沿用此名称。在电力工业部门常用继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。

继电保护是指能反应电力系统运行中电气元件发生的故障或不正常运行状态, 并依此动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

其基本任务是。

(1) 当故障发生时, 自动、迅速、有选择地将故障设备从电力系统中切除, 以保证系统其余部分迅速恢复正常运行, 并使故障设备不再继续遭到损坏。

(2) 当发生不正常运行状时, 自动、及时有选择地发出信号, 由运行人员进行处理, 或者切除对系统继续运行会引起事故的设备。

可见, 继电保护是电力系统必不可少的组成部分, 对保证系统安全运行、保证电能质量、防止故障的蔓延及事故的发生, 有其极重要的作用。

2 继电保护的基本要求

对电力系统继电保护的基本性能要求是选择性、速动性、灵敏性、可靠性。基本要求之间, 有的相辅相成, 有的互相制约, 需要针对不同的使用条件, 分别地进行有机协调。

(1) 选择性。选择性是指电力系统发生故障时, 保护装置动作时, 仅将故障元件从电力系统中切除, 使停电范围尽量缩小, 以保证电力系统中的无故障部分仍能继续运行。

选择性就是故障在区内就动作, 区外不动作, 当主保护未动作时, 由近后备或远后备切除故障, 使停电面积最小。因远后备保护比较完善 (对保护装置DL、二次回路和直流电源等故障所引起的拒绝动作均起后备作用) 且实现简单、经济、应优先采用。

(2) 速动性。快速地切除故障可以提高电力系统运行的稳定性, 减少用户在电压降低情况下的工作时间、限制故障元件的损坏程度, 缩小故障的影响范围以及提高自动重合闸备用电源自动投入装置的动作成功率等。因此, 在发生故障时, 应力求保护装置能迅速动作切除故障。

(3) 灵敏性。灵敏性是指保护装置对其保护区内发生故障或不正常运行状态的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应该是在规定的保护区内短路时, 不论短路点的位置、短路形式及系统的运行方式如何, 都能灵敏反应。

(4) 可靠性。可靠性是指在规定的保护区内发生故障时, 它不应该拒绝动作, 而在正常运行或保护区外发生故障时, 则不应该误动作。

影响可靠性有内在和外在的因素。

内在:装置本身的质量, 包括元件好坏、结构设计的合理性、制造工艺水平、内外接线简明, 触点多少等。

外在:运行维护水平、调试是否正确、正确安装。

上述四点基本要求是互相联系而又互相矛盾的。如对某些保护装置来说, 选择性和速动性不可能同时实现, 要保证选择性, 必须使之具有一定的动作时。可以说, 继电保护技术就是在不断解决这些联系和矛盾中发展起来的, 因此, 对继电保护的基本要求是分析、研究、开发各种继电保护装置的基础。

在电力系统中, 当确定继电保护装置的配置和构成方案时, 还应适当考虑经济上的合理性。应综合考虑被保护元件与电力网的结构特点、运行特点及故障出现的概率和可能造成的后果等因素, 依此确定保护方式, 而不能只从保护身的投资来考虑。因保护不完善或不可靠而给国民经济造成的损失, 一般会大大超过即使是最复杂的保护装置的投资。

实践表明, 继电保护装置或断路器有拒绝动作的可能性, 因而需要考虑后备保护。实际上, 每一电气元件一般都有两种继电保护装置, 主保护和后备保护。必要时还另外增加辅助保护。反映整个被保护元件上的故障并能以最短的延时有选择性地切除故障的保护称为主保护。主保护或其断路器拒绝动作时, 用来切除故障的保护称为后备保护。后备保护分近后备保护和远后备保护两种:主保护拒绝协作时, 由本元件的另一套保护实现后备, 谓之近后备;当主保护或其断路器拒动时, 由相邻元件或线路的保护实现后备的, 谓之远后备。为补充主保护和后备保护的不足而增设的比较简单的保护称为辅助保护。

3 继电保护的发展

继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的。电力系统的发展, 使得系统容量不断增加, 电压等级越来越高, 系统接线及运行方式越来越复杂。为满足电力系统对继电保护提出的四个基本要求, 继电保护也由简单的过电流保护开始, 相继出现了方向性电流保护、低电压保护、距离保护、差动保护、高频保护、微波保护、行波保护等。

电力系统继电保护技术的发展, 不仅与电力系统的发展密切相关, 而且还与电子通信、计算机、信息科学等新技术、新学科的发展有着密切的关系。从20世纪最先出现的感应型过电流继电器, 到50年代的晶体管及整流型继电保护, 再到80年代的集成电路继电器, 无一不反映了当时这些领域的新成果。

随着计算机技术、特别是处理器的迅速发展, 微机保护在电力系统中逐步得到应用。自20世纪80年代以来, 微机保护经历了几个发展阶段, 现在技术已日臻成熟, 在我国电力系统得到广泛应用。微机保护具有巨大的计算、分析和逻辑判断能力, 有存储记忆功能, 可用同一硬件实现不同原理的保护。微机保护除了保护功能外, 还兼有故障录波, 故障测距, 事件顺序记录以及通过计算机与调度交换信息等辅助功能。这些辅助功能方便了保护的调试及事故处理。再加上微机保护本具有自检和互检功能, 使保护的可靠性更高, 也更易于安装、调试和维护。

摘要:故障和不正常运行状态都可能引发系统的事故。即整个系统或其中一部分的正常工作遭到破坏, 以致造成对用户少送电、停送电或电能质量降低到不能容许的地步, 甚至造成设备损坏和人身伤亡。从继电保护的意义、基本要求、发展简单介绍继电保护。

关键词:继电保护,意义,基本要求,发展概况

参考文献

[1]李晓明.现代高压电网继电保护原理[M].北京:中国电力出版社, 2005.

[2]张保会, 尹项根, 等.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社, 2005.

[3]陈文高.配电系统可靠性实用基础[M].北京:中国电力出版社, 1998.

继电保护的要求 篇2

它的基本任务是:

(1)当被保护的电力系统元件发生故障时,应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令,使故障元件及时从电力系统中断开,以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏,降低对电力系统安全供

电的影响,并满足电力系统的某些特定要求(如保持电力系统的暂态稳定性等)。(2)反应电气设备的不正常工作情况,并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同(例如有无经常值班人员)发出信号,以便值班人员进行处理,或由装置自动地进行调整,或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。4.1.2 对继电保护的基本要求

(1)可靠性是指保护该动体时应可靠动作。不该动作时应可靠不动作。可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。(2)选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障,当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时,才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件(如启动与跳闸元件或闭锁与动作元件)的选择性,其灵敏系数及动作时间,在一般情况下应相互配合。(3)灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时,保护装置应具有必要的灵敏系数,各类保护的最小灵敏系数在规程中有具体规定。继电保护的

可靠性主要由配置合理、质量和技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护和管理来保证。任何电力设备(线路、母线、变压器等)都不允许在无继电保护的

浅析煤矿供电系统继电保护的要求 篇3

1 煤矿继电保护的任务

在煤矿供电系统中,短路是比较常见的一种故障类型,而在短路故障中,占比例最大的就是单相接地短路。而对于变压器等电气设备,比较常见的短路形式是层间短路和相间短路。不论哪种类型的短路故障都会产生严重的结果。短路会使电路中的电流在瞬间增大到额定电流的好几倍,导致电路中的电气设备的寿命大大的缩短,或者是发生严重的烧毁事故,同时,在短路的过程当中,还会使系统中的电压降低。

电气设备运行过程当中会产生各种的异常情况,虽然很少会直接对供电系统产生较大的为好,但是长此以往,电气设备异常运行也会使供电系统受到损害。如,长时间的进行超负荷的运行会导致供电系统中的一些线路老化速度加快。发生一相断线的时候,会使电气设备的负荷超出额定范围。为了对电路中以及各个电气设备的运行情况进行详细的掌握,防止各种故障和运行异常对于整个供电系统和电气设备的损害,可以采用继电保护来防止这些故障和异常的损害。

1.1 可以通过继电保护装置对供电系统的运行情况进行实时的掌握,一旦出现电力系统运行故障或者是其它的异常的情况,能够及时的将故障的部分进行隔离,从而能够有效的防止故障的范围进一步的扩大。主要是通过继电保护装置对发生故障的电路元件附近的电路进行跳闸,将电路切断,来实现对其它电路的保护。这样可以有效的防止故障元件给整个供电系统所带来的损失,从而保证整个电路的稳定和安全。

1.2 继电保护装置能够对电路中的电气设备的工作情况进行监视,一旦发现存在异常的情况,就能够发出对应的告警信号,从而使工作人员能够及时的了解情况,并采取相应的应对措施,能够有效的防止异常情况扩展成为严重的故障。能够确保供电系统在最短的时间内恢复工作的稳定性,尽可能的减少故障或者是异常情况对供电系统的影响。

1.3 在煤矿的供电系统中使用继电保护系统能够对电路实现远程控制,有利于煤炭供电系统的自动化的实现。可以通过继电保护系统对煤矿电路系统实现自动合闸、遥控等功能。

2 煤矿继电保护的类型

2.1 电压保护装置

在煤矿的供电系统当中,为了防止电压在某个瞬间突然上升而造成电气设备的寿命缩短或者是烧毁事故,或者是突然的下降导致设备运行受到损害,或者是由于变压器一相绝缘出现问题而导致的单相接地,应该设置相应的电压保护装置,比较常见的有过电压、欠压以及零序电压保护等。

2.2 电流保护装置

过电流保护是按照躲过被保护设备或线路中可能出现的最大负荷电流来整定的。如大电机启动电流和穿越性短路电流之类的非故障性电流, 以确保设备和线路的正常运行。为使上、下级过电流保护能获得选择性, 在时限上设有一个相应的级差。电流速断保护是按照被保护设备或线路末端可能出现的最大短路电流或变压器二次侧发生三相短路电流而整定的。速断保护动作, 理论上电流速断保护没有时限。即以零秒及以下时限动作来切断断路器。过电流保护和电流速断保护常配合使用以作为设备或线路的主保护和相邻线路的备用保护。

定时限过电流保护是在正常运行中, 被保护线路上流过最大负荷电流时, 电流继电器不应动作, 而本级线路上发生故障时, 电流继电器应可靠动作。反时限过电流保护是继电保护的动作时间与短路电流的大小成反比, 即短路电流越大, 继电保护的动作时间越短, 短路电流越小, 继电保护的动作时间越长。无时限电流速断不能保护线路全长, 它只能保护线路的一部分。系统运行方式的变化, 将影响电流速断的保护范围, 为了保证动作的选择性, 其起动电流必须按最大运行方式 (即通过本线路的电流为最大的运行方式) 来整定, 但这样对其它运行方式的保护范围就缩短了, 规程要求最小保护范围不应小于线路全长的15%。

2.3 瓦斯保护装置

油浸式变压器内部发生故障时, 短路电流所产生的电弧使变压器油和其它绝缘物分解产生气体, 气体压力或冲力使气体继电器动作。故障性质可分为轻瓦斯和重瓦斯, 当故障严重时气体继电器触点动作, 使断路器跳闸并发出报警信号。轻瓦斯动作信号一般只有信号报警而不发出跳闸动作。变压器初次投入、长途运输、加油、换油等原因, 油中可能混入气体, 积聚在气体继电器的上部, 此时可利用瓦斯继电器顶部的放气阀放气, 直至瓦斯继电器内充满油。考虑安全, 最好在变压器停电时进行放气。容量在800kVA及以上的变压器应装设瓦斯保护。

2.4 其它类型的保护装置

其它类型的保护还有:差动保护、高频保护、距离保护、平衡保护、负序及零序保护、方向保护。

3 继电保护装置的要求

3.1 选择性

煤矿供电系统的继电保护装置要具有选择性,也就是说一旦供电线路或者是相应的电气设备出现故障,继电保护装置能够有选择的对故障设备进行隔离,如果在隔离故障设备的时候失败,那么就立刻自动切换到邻近的设备和线路中的继电保护装置对故障设备进行切除。为了提高电力系统中的机电设备的选择性,应该对相邻的线路的继电保护设备的相关的参数进行合理的设定,使其能够很好的相互响应。根据故障发生了类型以及发生的位置,从而有针对性的设置有选择性的保护和无选择性的保护。

3.2 可靠性

既然继电保护装置是保护供电系统运行稳定和安全的,那么就应该保证其自身的可靠性,也就是说,一旦出现故障和异常,继电保护装置能够根据故障的类型做出准确的保护动作。可靠性包括两个方面,一方面在有故障的时候应该保证不会拒动,另一方面应该确保在没有故障的时候不会误动。继电保护装置的可靠性主要由其自身的质量以及安装过程中的相关工艺来决定的。为了确保保护的可靠性应该采用尽可能简单的结构,这样在发生故障的时候才能够取保保护能够顺利发挥作用。

3.3 灵敏性

在供电系统发生问题或者异常的时候,继电保护装置能够及时的根据故障的类型做出相应的动作,这就是保护装置的灵敏性。也就是说在其保护的范围之内,只要存在故障和异常,继电保护装置都要能够做出准确的动作,确保反应的灵敏性。

4 总结

煤矿的供电系统相对于其它行业的供电系统,由于其环境的复杂性和特殊性,对于供电系统的安全性有着更高的要求。这就要求在对煤矿供电系统进行设计和安装的过程当中做好相应的保护工作,从而有效的保证每天系统生产的安全性

摘要:煤炭是我国十分重要的能源, 在我国的能源构成当中占有十分重要的地位。随着我国煤矿行业的不断的发展, 当前我国的煤矿生产已经逐步的实现了电气化。煤矿的供电系统和电气设备常常出现各种电气故障, 对于煤矿的正常生产和安全都产生了很大的影响。这就要做好煤矿供电系统和相关的电气设备的继电保护工作, 文章对煤矿供电系统继电保护进行了相应的探讨。

关键词:煤矿,供电系统,继电保护,分析

参考文献

[1]赵英海, 唐印伟.煤矿供电系统继电保护的管理[J].煤炭技术, 2006, (6) :54~55.

[2]孙猛.矿山继电保护系统相关问题的思考[J].硅谷, 2009, (22) :174~175.

高压电网继电保护运行要求探讨 篇4

1.1 可靠性。

运行中高压电网继电保护的可靠性, 决定于继电保护装置的配置方式、各套保护装置本身的技术性能和设备及安装质量水平。除了装置的设备质量应由制造厂提供保证外, 对于继电保护的配置方式已在能源部颁发的《电力系统继电保护技术规程》中提供了具体要求, 继电保护的可靠性, 是继电保护正常运行和可靠动作的前提基础。

1.2 速动性。

要求快速切除线路及母线故障, 首先是为了保证电力系统稳定 (同步运行稳定性) 。要求快速切除的电网故障, 最重要的是母线附近的两相短路接地和三相短路, 因为这些严重故障对系统稳定的威胁最大。而对于单相接地故障, 在其他相同的条件下, 允许切除故障的时间则较长。1.2.1继电保护的快速性, 应当由纵联保护、相间保护及接地保护瞬时段以及相电流速断的协同动作来保证。切不可轻视后备保护瞬时段及电流速断的独特作用。原因是当故障发生在影响系统稳定最为严重的母线近端时, 它们的动作一般快于纵联保护, 因而最有利于系统稳定。1.2.2对于线路密集的220k V受端系统, 只要继电保护快速动作切除故障, 一般都可以保持系统稳定。受端系统联接着占系统容量很大比重的电源和负荷, 如果因故障延时切除而引起系统失去稳定, 其后果将是全局性的, 因而突出了受端系统线路快速切除故障的重要性。按规定, 这些线路可以装设两套纵联保护, 当然, 母线差动保护也是极其重要的。1.2.3接到高压电网的供电变压器, 它的低压母线及配出线路的故障切除时间, 应当满足系统稳定的要求, 即使牺牲选择性也必须如此, 这是全局观点。1.2.4手动合闸于线路和手动合闸于母线, 都必须有切实的瞬时保护。

1.3 灵敏性。

衡量保护装置启动可靠性的指标是灵敏度, 它是对在要求保护范围内的故障实现可靠保护的前提条件。a.对于纵联保护, 应当保证在被保护线路上任一点发生金属性短路故障时, 都有足够灵敏度。b.对于相间距离保护, 其最末一段的启动灵敏度, 应以适足以可靠躲开实际可能传输的事故后最大功率为准。对于并列及环状线路, 尤应注意及此。c.对于接地故障保护, 其最末一段的启动值, 应以能适应如下的故障点接地电阻值为标准:

当在线路末端故障时, 允许近端先切除故障, 然后远端纵续动作。在考虑一定裕度后, 相应于接地保护最末一段的3I0启动值应不大于300A左右, 长线路还应该更小一些。

1.4 选择性。

为了达到接地保护动作的选择性, 对于同一点发生的故障, 相邻上下级元件的保护装置必须在灵敏度和动作时间上同时取得配合。在以纵联保护为主保护的220~500k V线路上, 对后备保护的一项重要要求就是保证选择性, 以适应如下情况:1.4.1当发生经较大过渡电阻的故障, 故障线路本身的纵联保护因灵敏度不足不能启动, 而必须由其后备保护动作切除故障时, 不得引起相邻元件后备保护的无选择性误动作。1.4.2当某一线路的下一级元件故障, 因故而不能有最临近故障点的断路器切除, 需要由相邻上一级线路的后备保护动作切除时, 不得引起更上一级线路后备保护的越级跳闸。即使加强了主保护, 如果不注意保持后备保护间的选择性, 也解决不了上述两个问题, 这是实际的事故教训。还要校核线路侧发生单相接地故障时, 线路零序电流保护与大机组负序反时限过流保护间的动作配合问题, 避免大机组无选择性跳闸。

2 高压电网的自动重合闸方式

2.1 330~500k V线路和联系松散的220k V线路, 宜采用单相重合闸。其重合闸时间:

2.1.1 一般宜按传输最大功率情况下的最佳重合闸时间选择, 且固定不变。

2.1.2 对于要求依靠成功的重合闸才能保持系统稳定运行的特殊情况, 实现0.5s左右的快速单相重合闸, 一般用于单回线。

2.2 联系紧密的220k V受端系统线路, 宜采用不附加故障条件的三相重合闸。

并在对系统和大机组冲击较小的一侧检查线路无电压先重合闸, 另一侧检查线路和母线电压同步再合闸。重合闸时间可取为5~10s, 靠近大机组的线路则不小于10s。

2.3 由主系统到终端地区线路, 选用下列重合闸方式:

2.3.1在地区与主系统联络的适当地点设解列点, 当线路故障时, 受电侧的继电器保护动作跳开解列断路器, 主系统侧实现检电压的一般三相重合闸。2.3.2单相重合闸。允许主系统先切去故障相, 而后地区侧以简单的相低电压元件等实现选相跳闸, 重合不成或多相故障, 则动作于解列。

3 重合闸过程中的继电保护性能

3.1 无论任何条件, 都必须保证:3.1.1对故障已消除的线路, 能够重合成功。3.1.2重合于故障未消除的线路上时, 必须瞬时三相永久跳开故障线路。

3.2 对330~500kV线路, 应保证在整个重合闸过程, 包括单相重合闸过程中和单相重合闸成功后, 任何期间发生的任一单相或多相再故障实现瞬时跳闸。

3.3 对采用单相重合闸的220kV线路, 应保证重合成功后再故障时的瞬时跳闸;以及两健全相故障时的全过程有选择性跳闸。

3.4 在重合闸过程中, 如果相邻线路故障, 允许实现重合闸线路的继电保护无选择性跳闸, 但宜在可能条件下缩短无选择动作的范围。

4 快速保护因故退出运行时的对策

由于目前设备条件和管理水平的原因, 线路纵联保护较长期地被迫退出运行的情况仍时有发生, 类似的还有母线差动保护因定期检修需要短时停运, 这些都会影响当时系统的暂态稳定水平。遇到这类情况时, 可采用以下措施。

4.1 在可能条件下, 适当地改变电网运行接线和方式, 也考虑极少量事先安排可以由现场值班人员执行的继电保护改定值, 包括临时投入简单的保护装置, 使保留运行中的继电保护动作性能适应当时的系统稳定要求。

4.2 对配置了双套纵联保护的受端系统220k V线路, 如果主保护同时退出运行, 而保留运行的后备保护动作性能又不能满足当时的系统稳定要求, 可以由现场运行人员临时投入事先设定好的专用压板, 将有一定末端故障灵敏度的相间及接地第二段保护动作时间降低乃至改成瞬时动作, 以满足系统稳定和相邻线路保护选择性要求。宁可在相邻线路出口附近故障时本线路无选择性跳闸, 也不宜冒系统失去稳定的风险。如果方便, 可适当提高本线路的三相重合闸时间, 以实现重合闸纠正。但是, 这种做法不可滥用, 在一组并联的多用线路组中, 只应允许有一回线路实现这种无选择性动作。

5 对220kV同杆双回线路的保护要求

对我国电力系统220k V同杆双回线路的故障统计说明, 双回线路同时发生异名相故障的概率极低, 远低于国外统计的概率;同时按《电力系统安全稳定导则》的规定, 计算暂态稳定时, 已考虑了同时失去双回线路的条件。因此, 允许220k V同杆双回线路发生异名相故障时, 跳开双回线路不重合闸。当然, 对于330~500k V的同杆双回线路, 自当别论。

结束语

在电网的设计施工和改造中, 应从全局的观点, 综合考虑继电保护运行与系统运行的协调要求, 为保证快速、灵敏、可靠切除电网故障, 满足系统稳定运行, 进而充分发挥电能资源在工农业生产中的重要作用, 为国民经济做出其应有贡献。

摘要:结合工作实际, 针对高压电网继电保护的运行要求进行了探讨。

关键词:电力系统,继电保护,运行要求

参考文献

[1]谢占彪.对高压电网继电保护的运行要求分析.

继电保护的要求 篇5

继电保护系统是保证电网安全运行的第一道防线,其自身可靠性直接关系着电力系统和主设备的安全稳定运行[1,2]。对继电保护装置进行预防性检修是提高保护系统可靠性的有效措施。检修周期的确定是影响预防性检修效果的一个主要因素,如果检修周期过短,一方面会增大运维人员的工作量,另一方面会使设备的折损加快,不利于企业的经济运行。如果检修周期过长,则保护系统的可靠性得不到保证,同样不利于企业的经济运行。目前已有诸多文献对预防检修的最佳检修周期进行了探讨。例如文献[3]建立保护动作的状态空间模型,以保护的可用度最大为目标,确定最佳的检修周期。文献[4]为研究保护装置的可靠性定义了继电保护经济性指标。文献[5]在文献[4]的基础上以保护年均经济损失最小为目标,建立保护系统的状态空间模型,以求解最佳的检修周期。文献[6-7]同时考虑可靠性和经济性两个指标,建立相应的状态空间模型,定义了经济成本可靠系数,以经济成本可靠系数最小为目标确定最佳的检修周期。

上述研究基本上都是以Markov状态空间法为基础,在失效率恒定的假设条件下[8],来确定最佳的预防检修周期。但是保护装置的失效率从整个生命周期来看并不是一个常数,而是符合一般工业元件的“浴盆曲线”[9,10],这将会影响到保护装置最佳检修周期确定的准确性。另外,现有文献只对最佳的检修周期进行了分析,较少有文献对检修的次数进行深入探讨,即经过多少次检修以后,为了保证保护系统的可靠性,需要对保护装置进行更换。

针对上述两个问题,本文首先引入故障率递增因子来描述保护装置的故障率在预防检修作用下的变化规律。然后,从保护装置的可靠性和经济性的角度出发,构建了保护装置的预防检修模型,用该模型求取最佳的检修周期和检修次数。最后,本文分析了可靠度与预防检修平均费用之间的关系,探讨了故障率递增因子对检修策略的影响。

1 预防检修策略

继电保护装置的检修方式大体上分为两种:被动检修和主动检修。被动检修又称事后检修,即故障发生后对装置进行的检修。主动检修包括状态检修和预防检修等。预防检修是每隔一定的检修周期对装置进行预防性检修,当经过N个周期的预防性检修后对装置进行预防性更换,以使装置的可靠性满足一定的要求。其检修策略可用图1 来表示。由于继电保护装置在安全性和经济性方面都有较高的要求,一旦发生故障将产生极其严重的后果,故以可靠性为中心的预防检修策略非常适合继电保护装置。

2 预防检修作用下保护装置的故障率

2.1 威布尔分布模型

本文采用双参数威布尔分布来进行保护装置的可靠性参数估计,其故障分布密度函数为[11]

故障分布函数为

可靠度函数为

由式(1)、式(3)可得故障率的表达式为

式中:t为时间; β 为形状参数;η 为尺度参数。

2.2 参数估计

对于线性函数中的未知参数,主要应用最小二乘估计法进行参数估算。而威布尔分布的参数是非线性的,因此,需要经过变换将参数线性化,再利用最小二乘算法对其进行估计。对式(2)连续求两次对数可得[9]:

令, x=lnt , a=β ,b= -βlnη ,则式(5)可变换为

进行参数估计之前,首先需要根据样本数据确定F(t) 的经验分布函数。在小样本情况下,一般采用中位秩公式计算。文献[12]利用自适应交叉遗传算法对公式中的参数进行了优化,参考文献[12]的结论,可知其一般表达式为

式中:i为故障设备的顺序号; n为失效样本量。

2.3 故障率递增因子

预防检修的主要目的是提高装置的可靠性。在预防检修周期之内,如果装置发生了故障,则对装置进行故障后检修,且假设故障后检修不改变装置的故障率,即修复“如旧”。如果到达了预防检修周期,则对装置进行预防检修,装置每经历一次预防检修,其故障率将变为零,但同时故障率函数的变化率也将增大,如在第一次预防检修后,装置的故障率将变为λ2(t) =αλ1(t) ,其中 α>1被称为故障率递增因子。依次类推,则在第N-1次预防检修后,装置的故障率将变为

故障率递增因子描述了保护装置经过检修之后的折损现象,故上述模型在工程中具有较强的实用性。经预防检修作用后,保护装置的故障率变化曲线如图2 所示。

3 预防检修数学模型

3.1 模型描述

为了简化模型和方便主要问题的研究,在构建模型时首先做如下假设:

(1) 保护装置的预防检修时间相对于整个更换周期而言很小,故可以忽略不计。

(2) 经预防检修后,保护装置的故障率将变为零。若在预防检修周期内保护装置发生故障,则进行故障后检修,故障后检修不改变保护装置的故障率。

每隔一个检修周期T对保护装置进行一次预防检修,装置经预防检修后,其故障率将变为零,但是其故障率的变化率会增大α 倍。如果装置在检修周期内发生故障,则进行故障后检修。故障后检修不改变装置的故障率。当装置经过N次预防检修后,其可靠性将不能满足系统需求,对保护装置进行预防性更换。本模型主要求解在整个装置更换周期中,在满足可靠度的约束条件下,使得装置的预防检修平均费用最低的最优检修策略。

3.2 预防检修平均费用函数分析

由上述模型描述可知,保护装置在一个更换周期内的预防检修平均费用函数可表示为

式中:Cr为保护装置的更换费用;Cp为每次预防检修的费用;N为保护装置在一个更换周期内包括的预防检修的周期数;Cf为保护装置的故障成本;Cm为一次故障后检修费用;Fk为第k个预防检修周期内保护装置发生故障的次数;Tg为保护装置的更换周期。

故障成本是一种惩罚性成本。保护装置故障将影响系统的正常运行和供电的可靠性,由此造成的损失费用即为故障成本。保护装置故障后造成的经济损失无法精确地估算,故本文简化将故障后维修所造成的停电损失费用作为保护装置的故障成本,其表达式如式(10)。

式中: f为每小时停电的损失费用;tm为每次故障后检修时间。

保护装置预防检修周期内发生故障的次数与保护装置的故障率直接相关,由保护装置的故障率可直接求出装置的期望故障次数。每个预防周期内保护装置的期望故障次数可表示为

因此,保护装置在一个更换周期内发生故障的总次数为

保护装置的一个更换周期由两部分组成,保护装置正常工作的时间以及发生故障后检修的时间,故保护装置的更换周期为

式中,T为预防检修周期。

将式(8)、式(10)、式(12)、式(13)代入式(9),整理后可得到预防检修平均费用函数的表达式为

3.3 满足可靠性要求的预防检修模型

可靠度是衡量继电保护装置可靠性的重要指标。它是指保护装置在规定的条件和规定的时间内完成规定功能的概率,即保护装置工作到某一时刻之前不发生故障的概率,可用R(t)表示。故障率与可靠度之间有如下关系:

将式(8)代入,可得经过N个预防检修周期后,保护装置的可靠度为

从式(16)可以看出R(t) 为N的单调递减函数,所以要满足保护装置的可靠性要求,只需在第N个预防检修周期内满足即可。因此,满足可靠性要求的保护装置预防检修模型为

上述模型为一个有约束条件的非线性整数规划问题,可以利用MATLAB整数优化工具箱对上述模型进行求解。

4 算例分析

根据某变电站事件顺序记录系统及运行日志,可得10 组保护装置的故障信息如表1 所示。其中,每个故障时间对应的顺序号称为秩次。

根据2.2 节的参数估计方法,可得保护装置失效率函数中的形态参数 β =10.63 , 尺度参数η =16.68 ,即保护装置的失效率函数为

一般保护装置的更换费Cr=8 万元;每次预防检修费Cp=1.2 万元;故障后检修费用Cm=0.6 万元;故障率递增因子α =1.2;故障后保护装置维修时间tm=24 h ;每小时停电损失费用f=1.1 万元;求解保护装置可靠度要求下,使一次更换周期的单位费用C(N,T) 最小的组合(N*,T*) 。将上述参数代入保护装置的预防检修模型式(17) 中, 通过MATLAB软件进行编程求解可得:在保护装置可靠度b =0.99 的要求下,最优的预防检修策略为:N* =7,T* =1.45 年,即每隔1.45 年进行一次预防检修,进行7 次预防检修后对保护装置进行更换,此时最小的预防检修平均费用为2.46 万元。

图3 为保护装置可靠度与最小预防检修平均费用的关系图。从图3 可以看出,在保护装置不同可靠度的要求下,得到的最优的预防检修策略不同。每个最优的预防检修策略对应着不同可靠度要求下的最小预防检修平均费用。随着保护装置的可靠度的提高,预防检修的工作也越精细,表现为设备的预防检修周期的缩短,相应的最小预防检修平均费用也会不断的上升。因此,检修部门要兼顾保护装置的可靠度要求和预防检修平均费用的要求,制定合理的检修计划。

故障率递增因子与保护装置的检修效果有关,检修效果越好,则α 越小,反之,则α 越大。在可靠度约束为0.99 的条件下,通过MATLAB软件可以计算得到不同故障率递增因子下的最优检修策略如表2 所示。

从表2 可以看出,故障率递增因子对最优检修策略的影响。故障率递增因子越小,保护装置的预防检修次数越多,并且检修周期越长,保护装置的利用率越高。反之,则保护装置的利用率越低。从最优检修费用上来看,最小预防检修平均费用随着故障率递增因子的增加而不断的提高,因此要想降低保护装置的检修费用,就必须提高检修人员的检修水平,尽量降低保护装置的故障率递增因子。

5 结论

本文从保护装置的可靠性和预防检修经济性的角度出发,构建了满足可靠度要求的保护装置预防检修模型并且通过算例求解得到了最佳的检修周期和检修次数。在此基础上,本文分析了可靠度与最小平均检修费用之间的关系,探讨了故障率递增因子对检修策略的影响,并且提出了相应的建议。需要指出的是,本文旨在构建保护装置的预防检修模型,针对不同的保护装置,其数据也会不同,但只需将其实际数据代入该模型即可得到保护装置的最佳检修周期和检修次数。

参考文献

[1]王同文,谢民,孙月琴,等.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].电力系统保护与控制,2015,43(6):58-66.WANG Tongwen,XIE Min,SUN Yueqin,et al.Analysis of reliability for relay protection systems in smart substation[J].Power System Protection and Control,2015,43(6):58-66.

[2]易永辉.继电保护装置寿命分析及寿命影响机理研究[J].电力系统保护与控制,2013,41(2):79-83.YI Yonghui.Research of relay protection device’s life and relative mechanism[J].Power System Protection and Control,2013,41(2):79-83.

[3]李永丽,李致中,杨维.继电保护装置可靠性及其最佳检修周期的研究[J].中国电机工程学报,2001,21(6):63-65.LI Yongli,LI Zhizhong,YANG Wei.Study of reliability and optimal routine rest interval of protective relays[J].Proceedings of the CSEE,2001,21(6):63-65.

[4]王钢,丁茂生,李晓华,等.数字继电保护装置可靠性研究[J].中国电机工程学报,2004,24(7):47-52.WANG Gang,DING Maosheng,LI Xiaohua,et al.Reliability analysis of digital protection[J].Proceedings of the CSEE,2004,24(7):47-52.

[5]丁茂生,王钢,贺文.基于可靠性经济分析的继电保护最优检修间隔时间[J].中国电机工程学报,2007,27(25):44-48.DING Maosheng,WANG Gang,HE Wen.The optimum routine maintenance interval of protection based on reliability economic analysis[J].Proceedings of the CSEE,2007,27(25):44-48.

[6]郑涛,王方,金乃正.双重化继电保护系统确定最佳检修周期新方法[J].电力系统自动化,2010,34(10):67-70.ZHANG Tao,WANG Fang,JIN Naizheng.A novel algorithm of determining the optimal routine test interval of the dual-redundant relay protection system[J].Automation of Electric Power Systems,2010,34(10):67-70.

[7]冯豆,李生虎,崔芳.继电保护系统最优检修周期的优化算法[J].电力系统保护与控制,2011,39(21):60-64,69.FENG Dou,LI Shenghu,CUI Fang.Optimization algorithm for maintenance period of protection systems[J].Power System Protection and Control,2011,39(21):60-64,69.

[8]薛安成,王睿琛,刘蔚,等.继电保护装置恒定失效率估算方法[J].电力系统自动化,2012,36(4):6-10.XUE Ancheng,WANG Ruichen,LIU Wei,et al.Estimation methods for constant failure rate of protection equipment[J].Automation of Electric Power Systems,2012,36(4):6-10.

[9]师元康,姜振超,赵书涛.基于内部温度的继电保护装置时变失效率研究[J].电力系统保护与控制,2016,44(4):123-128.SHI Yuankang,JIANG Zhenchao,ZHAO Shutao.Research on time-varying failure rate of protection devices based on internal temperature[J].Power System Protection and Control,2016,44(4):123-128.

[10]齐先军,彭翔天,张晶晶.基于浴盆形故障率函数的配电系统可靠性评估算法[J].电力系统保护与控制,2015,43(5):81-87.QI Xianjun,PENG Xiangtian,ZHANG Jingjing.Reliability evaluation algorithm of power distribution system based on bathtub-shaped hazard function[J].Power System Protection and Control,2015,43(5):81-87.

[11]秦金磊,牛玉广,李整.电站设备可靠性问题的威布尔模型求解优化方法[J].中国电机工程学报,2012,32(增刊1):35-40.QIN Jinlei,NIU Yuguang,LI Zheng.Optimization approach of Weibull model solution for power station equipment reliability[J].Proceedings of the CSEE,2012,32(S1):35-40.

继电保护的要求 篇6

1 继电保护技术的历史沿革

继电保护技术最早由英国、美国以及澳大利亚学者所倡导,于20 世纪60 年代中后期出现。开始的时候,有人率先提出采用小型计算机对电力网络实现继电保护功能,但是,当时的小型计算机造价居高不下,因此,难以切实大面积投入应用。虽然如此,这种思想仍然得到了相关部门的认可和重视,并且,相关继电保护理论计算方法和程序结构的分析和研究也自此展开。到了20 世纪70 年代,计算机相关技术开始飞速发展,大型集成电路日趋成熟,一方面体积不断减小,另一方面造价也越来越低,并且可靠性和运算能力也得到极大提升。这种状况推动着相应的微处理器开始走入电力工作领域,并且诸多实用性质的继电保护模型也都在这个时期涌现。在随后的80 年代中,某些样板地区开始出现继电保护系统的应用试验,在90 年代得到进一步的发展。就我国的继电保护应用和研究而言,由于受到经济发展速度的制约,在初期明显落后于国外先进技术。20 世纪70 年代末期开始,我国的继电保护研究才开始起步,当时以高等院校和国家科研部门牵头,主要是采取了对外国先进技术积极引入和分析学习作为辅助背景,加强适合我国的继电保护技术研发的总体发展方向。1984 年,原华北电力学院研制出的输电线路微机保护装置被视为这一领域发展重要的里程碑,也成为我国自90 年代开始开启计算机继电保护新阶段的重要启示性标志。与此同时,东南大学的发电机失磁保护、华中理工大学研制的发电机保护和发电机- 变压器组保护则更多关注主设备保护方面技术,分别于1989 年、1994 年通过鉴定。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置、天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护,西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护等技术,则在1991 年、1993 年以及1996 年先后通过鉴定并且投入使用。在诸多技术的推动和应用下,我国的继电保护研发以及应用工作进入了微机时代。

2 信息时代下继电保护系统的技术特征

2.1 自适应控制技术的应用

自适应技术于20 世纪80 年代出现,并不存在相对一致的定义,但是可以理解成为是依据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的新型继电保护技术,这是一种基于环境的权变保护技术。由于自适应技术能够识别具体的故障状况,因此,其展开的对应保护动作会更具备有效性,对于电力网络的保护作用也有所增强,在输电线路的距离保护、变压器保护、发电机保护、自动重合闸等领域内有着广泛的应用前景,对于切实保护电力网络的健康和安全,并且提高其综合经济因素意义重大。

2.2 人工智能技术的深入应用

人工智能技术本身是一个技术簇,包括诸如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在内的多项技术,通常以技术库技术作为主要的支撑力量加以实现。人工智能最大的应用特征在于能够实现自组织和自学习,并且在信息的深入处理方面有着极强的能力,这些技术的最大应用特征在于能够有效实现零散数据环境中的深度信息,帮助实现基于更全面信息的决策有着积极意义。同时,人工智能还能够进一步分散数据中心的职能,在实现继电保护的同时扩展相应职能,强化实时和有效告警等附加功能。在数据处理和分析方面,能够支持更大范围内的数据分析,包括横纵向数据对比在内的多个层面数据分析,更深一步发现存在于电力系统的潜藏问题,对于提升电力系统的技术功能有着积极的意义。

2.3 变电站综合自动化的应用趋势

继电保护的要求 篇7

电力在我国的国民经济中所占的是基础性的地位。电力系统如果非正常稳定运行, 所关涉的行业多之又多, 可能会引起连锁反应, 产生的负面效应不可估量。所以要时刻保证电力系统的安全运行。继电保护又是电力系统中最为重要的根本技术之一, 关切到电力系统的安全。在不断的技术更新之中, 继电保护技术也在日益变革中被要求越来越高。这是电力系统的要求, 更是时代发展的要求。

1 继电保护检修技术的意义

电力系统中, 继电保护检修技术所发挥的作用是极为重要的, 在一定程度上说是电力系统发展水平的综合体现。其实电力整个系统的技术革新与继电保护技术是相互促进的关系, 彼此都在不断的提高, 都在创新变革。继电保护一项重要的技术就是检修。不断进步的继电保护技术中, 继电保护装置在更新中增强了其安全性与可靠性, 同时, 检修水平也在提高中得到了提升。电力系统的相关工作离不开变电站, 变电站主要的职能是接收和分配电能、调整电压、变换电压、控制电力的方向, 是配电和输电的主要中转站, 是不可或缺的设备之一。在计算机的广泛应用下, 数字化技术应用到变电站的工作中, 能够将变电站中所需要的一切信息以数字化的形式展现出来, 相比于传统的变电站的工作模式, 更加方便快捷, 并且科学合理。所以数字化的工作模式被人们越来越多的应用, 大有取代传统的趋势, 这使得智能化的电网就此形成。实践证明, 其兼容性和自愈性的性能比较优良, 大大提高了电力系统的工作效率, 为社会的发展提供了最根本的支撑力量。所以, 数字化继电保护技术是大势所趋, 是时代发展的必然要求。

2 继电保护检修技术的发展和应用

2.1 继电保护检修技术的发展。

继电保护装置在继电保护中扮演着重要的角色, 能够促进继电保护技术的发展。继电保护技术的关键性决定了技术人员自身要具有比较高的专业素质, 并且还要在继电保护装置的作用下不断进行着技术的完善和改进。完善改进的关键点在于, 要以技术更新的总体脉络为基础, 再针对如今的继电保护的发展形势和趋势, 实时能够了解和掌控继电保护装置的工作状况。

就我国现阶段的继电保护检修技术发展而言, 有预防性的和故障发生后的继电保护检修技术两种主要方法, 也是因主动和被动保护来区分的。预防性的继电保护检修技术, 是主动维修的重要体现, 可以有效保护设备, 将其使用寿命进行延长, 这样所需要投入的成本就会减少, 电力企业的经济效益将会得到整体提升。故障发生后的继电保护检修技术, 顾名思义就是在发生故障以后, 技术人员通过分析故障产生的原因, 对设备进行合理的、科学的检修。在电力企业中一贯使用的是预防性为主、故障性为辅的作业模式, 益处就是故障性的检修可以在预防性出现偏差的情况, 对突发事故就行合理有效的控制, 以便杜绝潜在的不安全因素, 最大限度的保障继电保护工作的质量, 并且延长设备的使用寿命。预防性的继电保护检修技术具体又可分为预知性维修与状态检修两种。预知性检修是在既定好的工作内容和设备使用的时间定期对设备检修;状态检修主要是对设备进行状态监测, 先检测设备的工作状态是否正常, 然后分析是否有检修的必要性, 最后再实行检修。受到技术的限制, 继电保护设备自身的检测能力还达不到要求的标准, 很容易影响到检修工作的顺利进行。数字化的技术为继电保护技术提供了很好的推动力量, 技术人员在监测系统的帮助下, 可以观察设备的运行的好坏, 对可能产生的问题及时加以消除, 大大减少了设备损坏情况的发生, 继电保护装置的安全性与可靠性有了一定程度的提升。

2.2 继电保护检修技术的应用

从监测方式上看, 在线与离线是两种主要的方式。首先要搜集关于电气装置相关的转运信息, 经过比较系统的、深入的分析后, 判断电气装置是否能够在正常的状态性进行工作, 然后讨论是否有维修的必要, 从而最终确定检修措施。判断和监测设备工作是否正常是继电保护检修工作的根本出发点。检修工作的原则和检修过程中需要注意的重点方面就需要进行探讨了。 (1) 继电保护设备检修工作的基本原则。一方面要保障继电保护设备在正常的工作状态下。只有设备能够在正常的状态下进行工作, 才能使得检修工作得到完全的体现, 也是检修工作的终极目标。另一方面, 照顾全局, 各个击破。继电保护检修技术总体来说是一项复杂的系统工程, 又正当继电保护设备在不断扩充中, 所以放眼全局, 通盘考量, 进行合理布局, 然后各个击破, 才能使得继电保护工作顺利有序的进行。 (2) 需要注意的重点方面。一方面, 对继电保护检修技术的管理要引起重视。设备是相对静止的, 但往往动态的信息是电力企业所需要整体把握的, 所以要增强对继电保护检修技术的管理的重视程度。另一方面, 加强新技术在监测继电保护设备上应用。新技术的使用在继电保护检修过程中, 所起到作用是极为关键的。由于在线检修技术有一定的难度系数, 所以为了能够使继电保护设备正常工作和电力系统正常安全运行, 新技术的使用是必要的也是必须的。

3 数字化继电保护

3.1 数字化继电保护系统的简介

在数字化继电保护系统中, 电子式互感器把所采取倒的模拟量转换为数字量, 然后送入安装好了的合并单元。合并单元再对信号同步采样以及数字化, 然后依据的格式要求, 利用光纤传递到保护设备。保护设备中的调合闸指令再经变电站事件网络传递到智能操作箱当中, 由此便出口调合闸便完成。

3.2 数字化继电保护系统的优点

3.2.1 简化二次回路接线。合并单元是按间隔进行配置的, 与电子互感器配合在一起, 便能就地实现测量值数字化, 然后经光纤对采样值进行传输。有效提高了系统的抗干扰能力, 废除了常规电磁式互感器二次电缆的传输回路。

3.2.2 智能操作箱和电子互感器等装置使得系统的可靠性得到了提高。电子式互感器的抗干扰陛强、无饱和、绝缘性能好, 从而使测量值的准确性得到保证。

3.2.3 通信标准的统一, 提高了数字化继电保护系统的互操作性和开放性。

4 结束语

从文章的分析不难看出, 继电保护检修科学合理的进行, 是继电保护技术中非常重要的关节点, 是继电保护工作的平稳安全进行的有力保障, 进而使整个电力系统高效运行, 对我国经济的整体发展也是一个极大的促进。提高技术人员的业务技能, 才能最有力的促进电力系统发展, 也是电网发展形势的总体要求。技术人员在检修的过程中, 将问题在萌芽中得以发现, 从而有效解决, 进而大大缩减检修所需要的时间, 提高工作效率, 保障设备的正常运行, 在安全性和可靠性给予最大的支撑。总之, 技术人员应该充分认识自身所担负的重要使命和责任, 积极钻研, 努力提高自己, 为继电保护工作的发展贡献一份应有的力量。

摘要:电力系统处于国民经济的基础性地位, 而继电保护是电力系统中的关键性技术, 重要性可见一斑。文章分析了继电保护检修技术的意义、发展和应用, 还对数字化继电保护技术进行了探讨, 旨在为继电保护检修工作提供可参考的意见。

关键词:继电保护,检修,数字化继电保护

参考文献

[1]胡春琴.全数字化继电保护在上海蒙自智能变电站的应用[J].供用电, 2010 (27) :162.

[2]闵铁军.继电保护状态检修技术的发展及其应用探讨[J].机电信息, 2012 (12) :28.

[3]苏惠峰.数字化继电保护装置电磁兼容研究[D].西安科技大学, 2009.

继电保护的要求 篇8

1.1 过电流保护

过电流保护通常是指其起动电流按照躲开最大负荷电流来整定的一种保护装置, 它不仅能保护本线路全长, 而且也能保护相邻线路的全长, 以起到后备保护的作用。

1.1.1 工作原理。

当被保护线路发生故障时, 短路电流经电流互感器TA流入KA1-KA3, 短路电流大于电流继电器整定值时, 电流继电器启动。因三只电流继电器触点并联, 所以只要任一只电流继电器触点闭合, 便启动时间继电器KT, 按预先整定的时间, 其触点闭合, 并启动出口中间继电器KOM。KOM动作后, 接通跳闸回路, 使QF断路器跳闸, 同时使信号继电器动作发出动作信号。由于保护的动作时限与短路电流的大小无关, 是固定的, 故称为定时限过流保护。如图1。

1.1.2 动作时限。

如图为单侧电源辐射形电网定时限过电流保护的时限配合图。t1、t2、t3为保护装置1、2、3的动作时限, 整定必须满足以下条件以保证跳闸的选择性。

式中△t———时限误差, 一般为0.5秒。

线路的定时限过电流保护, 除保护本线路外, 还作为相邻线路的后备保护。如图, 保护装置2起保护装置3的后备保护, 即当线路L-3故障时, 由于某种原因QF3拒动, 则保护装置2应动作, 跳开QF2。同理保护装置1起保护装置2的后备保护作用。

1.1.3 整定电流。

为保证在正常运行情况下过电流保护绝不动作, 定时限过电流保护的整定电流 (起始动作电流) , 应大于最大负荷电流, 在实际上确定保护装置起动电流时, 还必须考虑在外部故障切除后, 保护装置是否能够返回的问题, 以及在外部故障切除后电压恢复时, 电动机要有一个自起动的过程, 而电动机的自起动电流要大于它正常工作的电流。

其动作的灵敏性应保证下一级线路末端任何相间短路可靠动作。

Idz-动作电流, Kzq-自启动系数, 数值大于1, 应由网络具体接线和负荷性质确定;Kk-可靠系数, 一般采用1.15-1.25;If.max-最大负荷电流;Kh-电流继电器的返回系数, 一般采用0.85。

1.2 定时限过流保护选择性好, 但是动作不迅速, 为了迅速切除故障, 可以装设瞬时电流速断和限时电流速度。

1.2.1 瞬时电流速断。反应于电流增大而瞬时动作的电流保护, 称为电流速断。

1.2.2 瞬时电流速断的电流整定, 是按躲过被保护线路末端的最大短路电流整定。

在图中, 曲线1为系统最大运行方式下, 对应线路不同地点三相短路电流曲线。曲线2则为系统最小运行方式下, 对应线路不同地点两相短路电流曲线, 在交点以前短路时, 由于短路电流大于起动电流, 保护装置都能动作, 而在交点以后短路时, 由于短路电流小于起动电流, 保护将不能起动, 由此可见, 有选择性的电流速断保护不可能保护线路的全长。为保证选择性, 瞬时电流速断的一次整定电流Is取线路末端最大短路电流Ik.max的1.3倍, 可得保护范围为LA或LB, 保护范围通常用线路全长的百分数来表示, 要求LB不小于全长的15%~20%。当系统为最大运行方式时, 电流速断的保护范围为最大, 而当系统最小运行方式下的两相短路时, 电流速断的保护范围为最小。

1.3 限时电流速断。

由于有选择性的电流速断不能保护本线路的全长, 因此需要增加一段新的保护, 用来切除本线路上速断范围以外的故障, 同时也能作为速断的后备, 这就是限时电流速断保护, 对限时电流速断的要求, 首先是在任何情况下都能保护本线路的全长, 并且具有足够的灵敏性, 其次是在满足上述要求的前提下, 力求具有最小的动作时限。

限时电流速断的保护范围包括线路全长, 不超出下一级线路的瞬时速断 (第一段的保护范围) 并带一定的时限。其整定电流一般取下一段线路的瞬时电流速断的1.1-1.5倍, 并在本线路末端故障最小短路电流时, 可靠动作, 时限一般取0.5秒。

1.4 三段电流保护装置

1.4.1 原理。

由瞬时电流速断、限时电流速断及定时限过电流保护共同构成的保护装置整体即为三段式电流保护。其中瞬时电流速断和限时电流速断分别为保护的第一段和第二段, 它们共同构成线路故障时的主保护。定时限过电流保护作为第三段, 它既是下一线路保护或断路器拒动时的远后备, 又是本线路主保护的近后备。

三段式电流保护各段的保护范围及时限配合情况, 如图2所示, 线路L-1的第一段保护为瞬时电流速断, 它保护线路的一部分, 其动作时限由继电器的固有动作时限决定。线路L-1的第二段保护是限时电流速断, 它保护线路的全长并保护到下一级线路L-2的一部分, 其动作时限比相邻线路L-2的第一段的动作时限大△t (0.5S) 。线路L-1的第三段保护是定时限过电流保护, 它保护线路的全长和相邻线路L-2的全长, 其动作时限比相邻线路L-2的定时限过流保护的动作时限大△t (0.5S) .110KV线路可由三段式或两段式 (限时速断和过流) 构成。

1.4.2 接线图。

三段式电流保护中KA1、KA2、KS1构成第一段瞬时电流速断;KA3、KA4、KT1、KS2构成第二段限时电流速断;KA5、KA6、KT2、KS3构成第三段定时限过流。三段保护均作用于一个的公共出口中间继电器KOM, 任何一段保护动作均启动KOM时断路器跳闸, 同时相应段的信号继电器动作掉牌, 值班人员便可从其掉牌指示判断是哪套保护动作, 进而对故障的大概范围作出判断。

2 线路电流保护的运行

2.1 保护整定值与压板投入或退出的情况, 应符合运行方式要求。

2.2 巡视检查线圈应无过热、焦味、异常声音。观察继电器触点状态应正常、无抖动。

2.3 为防止过负荷跳闸, 应根据各出线定时过流的整定值算出各出线所允许流过的最大负荷电流, 并将允许的最大负荷电流值用红线标在该出线的电流表上。对重要负荷线路应加强监视, 当接近允许的最大负荷电流时, 应向调度员汇报, 请求采取限负荷措施。

2.4 事故跳闸后, 运行人员可根据三段式电流保护的保护范围迅速判断出故障发生的大致范围。各种信号应记录完全准确。速断动作, 故障多发生在出线的近端。限时速断动作, 故障一般发生在本线路或远端。

摘要:电流速断、限时电流速断、过电流保护构成线路三段式电流保护, 都是反应电流升高而动作的保护装置, 区别主要是按照不同的整定原则来整定起动电流的。

关键词:继电保护,运行,线路,电流保护

参考文献

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