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继电保护的概念范文1
关键词:电力系统;继电保护;发展;趋势;研究
中图分类号:TM71 文献标识码:A
继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的,它与电力系统对运行可靠性要求的不断提高密切相关。继电保护是在电网出现事故或异常运行情况下动作,保证电力系统和电气设备安全运行的自动装置,研究继电保护技术发展趋势,可以更好地提高继电保护的技术水平,对电力系统发展意义重大。
1 电力系统继电保护概述
1.1 继电保护基本概念
在电力系统运行中,由于外界因素和内部因素都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现,常见的故障有:单相接地;三相接地;两相接地;相间短路;短路等。电力系统非正常运行状态有:过负荷,过电压,非全相运行,振荡,次同步谐振,同步发电机短时异步运行等。电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时,用于快速切除故障,消除不正常状况的重要自动化技术和设备。
1.2 继电保护的工作原理
继电保护的工作原理,是根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成,电力系统发生故障后,工频电气量变化的主要特征是:(1)电流增大。短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。(2)电压降低。当发生相间短路和接地短路故障时,系统各点的相间电压或相电压值下降,且越靠近短路点,电压越低。(3)电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角,一般约为20°,三相短路时,电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的,一般为60°~85°。(4)测量阻抗发生变化。测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值,正常运行时,测量阻抗为负荷阻抗;金属性短路时,测量阻抗转变为线路阻抗,故障后测量阻抗显著减小,而阻抗角增大。利用短路故障时电气量的变化,便可构成各种原理的继电保护。
1.3 继电保护在电力系统中的任务
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,能够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发出信号,以便值班人员进行处理,将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。
1.4 继电保护装置必须具备的基本性能
继电保护装置必须具备的基本性能有:(1)安全性:在不该动作时,不误动;(2)可靠性:在该动作时,不拒动;(3)速动性:能以最短时限将故障或异常从系统中切除或隔离;(4)选择性:在自身整定的范围内切除故障,保证最大限度地向无故障部分继续供电,不越级跳闸;(5)灵敏性:反映故障的能力,通常以灵敏系数表示;不拒动不误动是关键。
2 继电保护发展历程
继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的,最早的继电保护装置是熔断器。从20世纪50年代到90年代末,在40余年的时间里,继电保护完成了发展的4个阶段,即从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置、到集成电路继电保护装置、再到微机继电保护装置。随着电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展,智能化等先进技术相继在继电保护领域的研究应用,继电保护技术向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展。电力系统发展迅速,电网结构越来越复杂,短路容量不断增大,到20世纪产生了作用于断路器的电磁型继电保护装置。1928年电子器件已开始被应用于保护装置,在50年代迅速发展。静态继电器有较高的灵敏度和动作速度、维护简单、寿命长、体积小、消耗功率小等优点,但环境温度和外界干扰对继电保护的影响较大。1965年出现了应用计算机的数字式继电保护,出现了单板机继电保护装置。到了21世纪由于计算机技术发展非常快,微处理机和微型计算机的普遍应用,极大地推动了数字式继电保护技术的开发,大规模集成化数字式继电保护装置应用非常广泛。
3 电力系统继电保护的发展趋势
3.1 计算机化
随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展。电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有一台PC机的功能。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚需进行具体深入的研究。
3.2 网络化
计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,它深刻影响着各个工业领域,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。除了差动保护和纵联保护外,所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量,继电保护的作用主要是切除故障元件,缩小事故影响范围。因为继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围,还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。
3.3 智能化
随着通信和信息技术的快速发展,数字化技术及应用在各行各业的日益普及也为探索新的继电保护原理提供了条件,智能电网中可利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控,把获得的数据通过网络系统进行收集、整合和分析。利用这些信息可对运行状况进行监测,实现对保护功能和保护定值的远程动态监控和修正。
结语
综上所述,随着电力系统的发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术由数字时代跨入信息化时代,发展到一个新的水平。这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了技术创新的广阔天地。只有了解和掌握继电保护技术,才能解决电力系统继电保护遇到的各类问题,更好地保障电力系统的安全运行。
参考文献
[1]高亮.电力系统微机继电保护[M].北京:中国电力出版社,2007.
继电保护的概念范文2
【关键词】设备可靠性;继电保护系统
1.研究背景
2010年度我公司召开了技术监督会议,详尽地总结了去年技术监督的工作任务和经验,并且安排部署了今年技术监督的各项具体工作。在领导重视,大力支持下,我们通过各部门的共同努力,全体技术监督人员积极贯彻电力公司及我局的生产部署同要求,强化责任分配,强化隐患治理,进一步地开展了各项技术的监督,具体实施了作业的标准化,发挥技术监督工作对整个电网安全的保障功能, 很好地完成技术方面各项工作。行业技术监督的工作是整个电力生产以及电网发展基础性的任务,实施完善、科学的技术监督工作,是有效加强继电设备状况评估,保证生产“可控、能控”的关键手段,对于公司确保整个电网安全稳定、正常运行以及快速发展具有举足轻重的意义。
继电保护装置则是由具有自动反应机构的特殊继电器组成的, 它是一种自动装置,任务在于当电网发生短路故障之时,有选择性的、目的性、快速自动断开所被保护的元件来防止扩大事故范围,当电网发生非正常的工作情况,可以发出报警信号引起技术人员注意,以消除不正常的危险的状态。而目前的电力系统结构发展到非常复杂,发生事故特别是复杂事故可能性也随之增大,保证电力系统运行的可靠性由继电保护装置完成,成为了关键的问题。
2.可靠性衡量指标
继电保护的可靠性是该系统在一定范围内在任何其应该保护动作的情况时,它不应产生误动作。当发生动作的故障之时,它不应拒动作。电力系统继电保护装置的可靠性的指标关键采用以如下个指标当做衡量继电保护常用指标:
(1)不正确动作率Pe。Pe包含误动率Pe1,(它包含正方向故障误动作率Pel1以及反方向故障误动率Pe12),还有正常运行的误动率Pe2,以及拒动率Pe3。
(2)正确动作率Pc。Pc包含有区内故障的正确动作率Pc1,正方向和反方向故障正确的不动作率Pc2以及正常运行正确的不动作率Pc3。
3.继电保护技术措施
3.1利用故障分量的继电保护技术措施
我国上世纪以来开展暂态行波方案用于继电保护研究,发展了继电保护技术中积极利用故障暂态的新方法。通过以上情况表明, 发掘和利用新故障信息对于继电保护的发展有分厂重大的意义。微机在继电保护方面的应用为获取识别故障信息制造了非常有利的条件,出故障信息故障分量的实际应用,同时促进继电保护技术更深一步的发展。
故障分量是电网继电故障信息的表现,继电非故障的状态包括系统振荡、正常运行、两相运行等等。继电故障分量有以下特征:
(1)故障点电压的故障分量是最大的,而系统的中性点处电压是零;(2)故障分量一般是独立于非故障状态的,却仍受整个系统运行方式影响;(3)非故障状态下通常不存在故障分量电流电压;(4)保护装设处电流电压在故障分量之间相位是由系统中性点到保护装设处之间的阻抗决定的, 不受到整个系统短路点过渡电阻影响。故障分量的信息可以确切反映出故障的具体信息,所以可以在继电保护的技术中使用识别故障。到目前为止,故障分量的分析在继电保护中使用于方向元件、启动元件、差动保护以及距离保护的各项纵联保护中,这些都对提高保护指标起到很显著作用。
3.2自适应过电流保护
自适应的继电保护可以克服型传统保护存在的某些问题。自适应的继电保护现在还处在初级阶段,但是目前的分析和研究成果已有力地证明了自适应保护的优越性。因为传统过电流保护一定是按照最大负荷电流进行整定的,这样就限制到保护灵敏度。自适应与传统过电流保护有所不同,自适应能够根据具体的负荷电流变化自动地实时地改变过电流保护整定值。最大负荷电流情况下,具体过电流保护整定值是IDz=KIHmax。正确积极的过电流保护十分有可能更快地更灵敏切除故障。
3.3小波变换在继电保护中的应用单纯的频域分析法以及单纯时域分析法全部都不能精确描述类似于暂态行波的非平稳信号。所以就要研究一种新的信号表示方法,要求能够在整体上正确提供信号主要参数,并能提供任局部时间信号变化的剧烈程度。目前研究的小波分析法能满足以上要求。利用小波变换模极大值理论以及奇异性检测提出了实现选相方法和故障起动,此方法主要有点是快速和可靠。因此,小波变换分析将应用在快速检出行波信息方案,为此检测方案提供有效工具。并且基于小波变换继电装置具有巨大优越性。
4.继电保护技术发展趋势
继电保护技术发展趋势和方向是向网络化,计算机化,智能化,控制、保护、测量以及通信一体化的方向发展。而电力系统对计算机保护的要求除了基本功能外,还要全部具有大容量的故障信息以及相关数据长期存放的空间,此外,还有快速处理能力和强大通信功能。除了纵联保护和差动外,其他继电装置都只能反应出保护装置安装处电气量。而继电保护作用只限于切除有关故障元件,这主要是由于数据通信手段不够先进。国外已经提出系统保护概念,这概念主要指安全的自动化装置。对于目前的非系统保护,保护装置的实现杜宇计算机联网也很大的价值。继电保护可以得到系统故障信息越多,对实际故障性质和位置的判断检测就也越准确。在实际的继电保护网络化条件下,整个继电保护装置实质上就是电力系统计算机网络中的智能终端。这个终端可从网上得到电力系统运行故障的实际信息和有关数据,同时也可将获得的被保护元件数据信息传送给控制中心或者网络中的任一终端。所以每个计算机保护装置不仅仅能够完成继电保护的任务, 并且在无故障的运行下还能够完成控制、检测以及通信的强大功能。
继电保护的概念范文3
关键词:继电保护发展趋势测试智能电网
1 继电保护基本概念及其发展趋势
1.1 继电保护装置基本组成
一般而言,整套继电保护装置由三个部分组成的,即测量部分、逻辑部分和执行部分,其原理结构如图1-1所示。
①测量部分 测量被保护元件工作状态(正常工作、故障状态)的电气参数,并与整定值进行比较,从而判断保护装置是否应该启动。
②逻辑部分 根据测量部分输出逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等,使保护装置按一定的逻辑关系判定故障类型和范围,确定保护装置如何动作。
③执行部分 根据逻辑部分送的信号,完成保护装置所担负的任务。如发出信号,跳闸或不动作等。
1.2 继电保护的基本要求
①可靠性――指继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作,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――指只有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来切除故障。
③速动性――指保护装置应尽快切除短路故障,减轻故障设备和线路的损坏程度,缩小故障波及范围。
④速动性――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。
1.3 继电保护的发展趋势
1.3.1 计算机化
在微机保护发展初期,曾设想过用一台小型计算机做成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差,这个设想是不现实的。现在,同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机,因此,用成套工控机做成继电保护的时机已经成熟。继电保护的计算机化是不可逆转的发展趋势,但对如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚须进行具体深入的研究。
1.3.2 网络化
网络保护是计算机技术、网络技术和通信技术相互结合的产物,它可以实现对变压器、高低压线路和母线的相关保护等功能。资源共享是网络保护的最显著特性,还可以结合高频保护和光纤保护来实现纵联保护。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理,即将传统的集中式母线保护分散成若干个保护单元,各保护单元接收本回路的输入量后,经量化处理,通过网络传送给其它回路的保护单元,然后各保护单元进行母线差动保护的计算,如果计算结果证明是母线内部故障则跳开本回路断路器,隔离故障母线,其它情况时各保护单元均不动作。这种用计算机网络实现的分布式母线保护,显然比传统的集中式母线保护有更高的可靠性。
1.3.3 保护、控制、测量、数据通信一体化
在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。即实现了保护、控制、测量、数据通信的一体化。如果将保护装置就地安装在室外变电站的被保护设备旁,则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质,还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段,将来必然在电力系统中得到应用。
1.3.4 智能化
近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,电力系统保护领域内的一些研究工作也转向人工智能的研究,专家系统、人工神经网络和模糊控制理论逐步应用于电力系统继电保护中,为继电保护解决许多常规问题提供了新的方法。人工智能技术给电力系统继电保护的发展注入了新的活力,具有非常美好的发展前景。
2 继电保护测试内容和测试方法的发展
目前国内继电保护产品检测主要依据IEC 60255系列标准和GB/T 14047国家标准进行。
2.1 继电保护测试内容
传统的继电保护测试包括基本性能试验、功率消耗试验、温度试验、电源影响试验、机械试验、绝缘实验、过载试验、触点试验和电磁兼容试验。
在原有继电保护测试项目的基础上,根据继电保护装置发展的新特点,新增加的测试内容包括基于61850 技术的继电保护产品检测,时间同步能力检测,产品通信协议检测,软件测试,以及装置可靠性检测和安全性检测。
2.2 微机保护测试自动化
测试自动化是指测试系统可以按照事先编制的测试计划,自动、连续的完成继电保护装置的电气性能、可靠性、通信协议、信息安全的测试。完整的测试体系由以下几部分组成:①电气性能在静态模拟中的自动测试系统;②电气性能在动态模拟中的自动测试系统;③监控系统的自动测试系统;④通信协议的测试系统;⑤信息安全的测试系统;⑥继电保护测试专家系统。
3 智能电网对继电保护的影响
随着国家电网公司智能电网建设的开展,智能电网的特征带来的网络重构、分布式电源接入、微网运行等技术,对继电保护提出了新的要求。
未来智能电网中,电网的自愈特征将会对继电保护的选择性、可靠性、速动性、灵敏性提出更高的要求,对常规继电保护的配置方法提出新的要求。分布式电源的灵活接入、多变压器的运行方式带来的后备保护配合、双向潮流、系统阻抗的变化等问题均会给继电保护定值整定带来困难。
同时,智能电网将给继电保护的发展带来新的契机,智能电网中所采用的新型传感器技术,数据同步技术、时钟同步技术、通信技术、计算机技术以及IEC 61850 标准的应用,可以提供区域范围内数据采集的高精度同步,满足数据采集传输的实时性,保障数据传输过程的冗余和可靠性。
4 结语
随着智能电网建设的推进,继电保护要适应电网需求向计算机化、网络化、智能化、功能一体化方向发展,同时继电保护测试内容和测试方法也应不断补充和完善,为智能电网提供技术支持。
参考文献:
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继电保护的概念范文4
关键词:继电保护;启发式教学;模块化教学;教学改革
作者简介:霍兰茹(1980-),女,河北保定人,延安职业技术学院,助教。(陕西延安716000)
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)09-0065-02
继电保护是电力系统安全运行的保障。继电保护装置与发电厂和变电站综合自动化系统、电网调度自动化系统等密切关联。继电保护课程教学质量的好坏直接影响到后续其他专业课和选修课的教学。继电保护装置的更新换代对高校继电保护教学提出了新的要求,培养能熟练设计、安装调试、操作维护继电保护装置的应用型专业人才成为当务之急。继电保护课程是一门理论性、实践性都很强的课程,要求学生起点高且必须具备电工基础、电子技术、电机学、电力系统等方面的相关知识。近年来国家提倡高职高专院校要在实践环节上加大比重,继电保护课程在专业计划中的地位发生变化,理论教学时数减小,大部分学生反映很难入门。为此,本文专门从教学内容、教学方法、教学手段和实验、实践性环节等方面提出了课程改革的思路,力求使学生成为适应市场需求的应用型技术专业人才。
一、合理安排教学内容
首先是教材的选取。高职高专学生和本科院校学生的课程目标不同,在教材选取上更加偏重于实用性。目前大部分电力系统继电保护教材都是围绕保护原理、动作整定编写,忽略了对各种电气设备进行继电保护配置和对继电保护运行、维护和检修技术的介绍。对于高职学生来说,他们应该掌握的技能是:面对各种电气设备时该设置哪些保护;每一种保护的电路布置;每一种保护在运行和动作时信号显示情况以及根据这些信号如何进行维护;微机保护的实现形式以及动作原理。为了适应高职教育需要,继电保护教材还应包含下列内容:电气设备的继电保护配置,主要介绍电气设备继电保护的配置、保护的原理图和展开图识读;继电保护运行、维护和检修技术,用各种案例实现学生对运行和维护技术的学习。
其次是教学内容安排的合理性。由于教材选用的原因,各专业教材之间可能会有重复的内容,这就要求任课教师在授课前要对整个专业课程设置和各主要专业课知识点有一个总体的把握,适当删减部分内容。加强同一结合点上相关科目的协调配合,避免知识重复讲授,如模拟量采集系统、数字滤波等内容可跳过不讲。同时根据本专业就业所需知识和能力的要求适当增加内容。对重点、难点部分合理分配课时,比如在讲解动作值整定计算时只需介绍保护整定的原则,不作复杂的理论分析计算,让高职学生从复杂、难懂的困境中解脱出来,把主要精力放在继电保护的实用技术上。讲授理论侧重于一些保护的基本原理与方法,如常规保护(电流保护、距离保护等)及有关具体保护装置的实验、实训环节、课程设计、毕业设计;对于一些学生能自行理解的、工程实际中不再采用或用的很少的内容应少讲或不讲;多讲解一些课本上没有编入的但工程实际中已应用广泛的内容。
由于学生基础水平不同,学习能力也存在很大的差异性,任课老师应及时收集学生的反馈信息,把握好教学的深度和广度,因教制宜。对于那些学有余力的学生,可以组织成课外学习小组,让他们自己收集相关电气工程专业方面的资料和素材,扩大专业领域的专业知识宽度和深度,鼓励他们积极参加校内科研项目,如继电保护课件的开发、保护实验仿真装置的设计等,培养学生的创新能力和科研能力。
二、采用多种教学方法
较传统的专业课教学方法是教师单一传授式的方法。这种方法使学生处于被动的学习过程中,不利于知识的学习和掌握。为提高教学效果,在课堂教学中应采用灵活多样的教学方法。
1.启发式教学
启发式教学是教师在教学中根据教学规律,采取各种手段来引导学生独立思考、积极思维,以获取新知识的教学方法体系。对于不同的教学内容,启发式教学的具体做法也不同。
在介绍继电保护的基本概念时,首先告诉学生继电保护属于二次系统,作用是为一次系统服务的,是反应电力系统故障和不正常状态并做出动作的一种自动装置。然后就可以采用提问的方法启发学生温故知新,可边提问边回答:常用的一次设备有哪些?故障包含哪些?不正常状态有哪些?继电保护装置对于故障和不正常状态最终的处理结果如何?后面在介绍继电保护的原理时同样可以采用此法,先告诉学生只要找出正常运行与故障时电气量或者非电气量的差别即可找出一种原理,引导学生积极思考。
继电保护课堂教学注重知识的衔接,可以在每次上课开始时花3~5分钟时间复习上次课程知识点,然后引出新内容。鼓励学生提前预习,对所要学习的知识有大致的了解,上课结束时将本次课的内容加以总结,并针对下次课程内容与本次上课内容的不同进行提问,提出本次课中继电保护方法的不足,针对不足提出解决办法。这样让学生心存疑问,继续进行下一部分内容的学习。在学习“自动重合闸”这一章时,首先介绍单相重合闸和三相重合闸,在此基础上引出综合重合闸的概念,即当线路发生单相接地故障时采用单相重合闸方式。发生相间故障时,采用三相重合闸方式。综合考虑这两种重合闸方式的装置称为综合重合闸。然后提问:如果发生单相接地短路时,选相元件拒动,综合重合闸如何动作?两相先后接地短路时如何动作?通过这样的启发方式让学生对三种重合闸方式进行逐步深入的学习,从而掌握各种工作方式的保护原理、特点。
继电保护中有些内容既相互联系又容易混淆,这时就要适当引导学生进行多方面对比,在对比分析中加深理解,在理解基础上加深记忆。比如在讲到距离保护时可以将之前讲解过的电流保护的知识点加以对比。尤其是二者的整定原则和灵敏性校验有什么相似和不同?不同点的根本原因是什么?动作电流与动作阻抗有什么关系?通过这些知识点的对比既可以让学生更好地掌握距离保护的相关知识,同时对电流保护的内容加以复习,这样能够使学生将继电保护这门课程更好地深入理解。
2.模块化教学
模块化教学法是以专业工种为模块,把专业理论和操作技能有机地、系统地结合在一起进行的理实一体化教学。它在理论学习和操作技能训练之间找到了最佳的切入点,注重教学内容的实用性。通过模块教学方法的实施可以强化学生的技能训练,促进学生动手能力的提高。教师在模块化教学过程中起到贯通、点拨作用,只讲解一些难懂的、易错的地方以及一些更快更有效的学习方法,从而更全面地发挥学生的学习自主性。
整定计算是继电保护知识中的重要内容,但现有教材中介绍整定计算知识不全面,不利于学生系统地学习整定计算知识。而现场实际保护装置的整定值主要是结合原始资料,根据保护原理和设计手册来计算。因此,在教学中应改变传统的学习方法,对于整定计算部分授课时只作简要介绍,学习的重点放到设计环节中。在课程设计或毕业设计环节中,可将继电保护中的整定计算知识分为电网保护的整定计算、变压器保护的整定计算、发电机保护的整定计算等几个模块向学生详细讲解,使学生通过具体的实例理解整定计算原则,并掌握整定计算内容。如发电机保护的整定计算参照某发电厂或程设计任务书,提出设计要求。设计时,首先让学生查阅资料,了解各种发电机保护的整定方法,然后结合设计要求讲解各种保护,进一步理解整定原则和方法。这样,经过课堂学习、设计环节之后能使学生较系统地掌握继电保护的整定计算知识。
三、利用现代化教学手段
继电保护课程理论知识比较抽象,涉及的专业知识较多,学生学习起来较难掌握,应采用多种教学形式结合的方式讲解。
1.多媒体教学的合理应用
可利用Authorware、Photoshop、Flash等工具自行开发多媒体课件,将复杂的继电保护设备、电路接线、工作原理以声音、图像、图形和动画等形式表现出来,有助于学生深入理解。目前,多媒体教学手段已被各级院校、教师接受和推广使用。
2.借助仿真软件进行演示
仿真技术辅助教学既可演示复杂系统的未知结果,又可演示系统随参数变化的变化结果或变化趋势,有助于学生对抽象理论的理解,更能弥补实验手段的不足。目前,各种火电机组仿真系统、变电站仿真系统、电力系统物理模拟和计算机仿真系统等仿真平台已得到广泛应用,可以在这些仿真平台的基础上开发相关的仿真项目应用到继电保护的教学中。利用开发的仿真平台可以模拟实际电力系统故障的发生、继电保护的全程动作情况,让学生亲历电力系统运行的实况,学会对事故的分析和处理,进一步理解保护的原理。
3.采用电化教学演示
继电保护课程的许多教学内容与生产实际背景密切相关,通过录制与生产实际背景相关内容的教学录像片,可以让学生直观地了解到生产实际中继电保护装置的实际安装、调试过程的各个环节,使他们在集声、像于一体的多媒体环境中轻松地掌握复杂、枯燥的安装调试过程。比如在介绍电流互感器的结构及工作原理时,可以播放有关在电厂或变电站中的TA二次侧在运行中开路后的现象、后果以及更换电流表或电流继电器时采取的方法与措施的录像,使学生在生动有趣的教学情境下掌握电流互感器的相关知识和操作技能。
四、重视实训、实践环节
目前继电保护规定的实验一般都是认识性、验证性的实验,发挥不了学生的主动性和创造性,因此,可减少验证性试验比例,适当增加设计性、综合性的实验项目,让学生自己接线和调整参数,模拟电力系统故障和保护装置的动作过程。通过实验进一步理解电力系统继电保护的工作原理和组成。
为了达到很好的实习效果,需要根据专业教学的时间安排好前期课程的设置。在开始专业基础课程前,首先安排学生在学校周边的电力系统进行参观性质的“认识实习”和“专业导论”,使学生建立起“专业”的概念和最基本的原理认识,然后在学习了一定的专业知识后再组织学生到电厂、变电站或其他相关单位进行“毕业实习”。
五、结束语
电力系统继电保护是电自专业的一门核心课程。为适应继电保护技术的发展,应加大继电保护课程教学体系改革力度,在教学中体现继电保护原理、装置、整定计算的有机结合,以适应技术发展的要求,培养出适应电力行业需求的专业人才。
参考文献:
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继电保护的概念范文5
【关键词】变电运行;继电保护;作用;问题分析;选型
作为输配电系统的重要组成部分,变电运行的安全性以及可靠性关系到整个的电力系统能否正常的运转。而作为变电运行的关键因素,继电保护则是变电稳定运行的一个很重要的因素。要用什么办法可以让继电保护的保护功能发挥其重要的作用,是这几年电力行业所密切关注的对象,在我国,有很多的电力事故的发生都是由于继电保护的工作没有做好而导致的。
1 在电力系统中,变继电保护的概述
1.1 继电保护的含义
在对继电保护的含义进行了解之前,我们先来了解一下继电保护系统的组成。继电保护系统的结构组成包括:电力电压的互感器、自动重合闸、断路器,以及继电保护装置等等。然后,我们再来了解一下继电保护系统各组成部分之间的连接关系。用串联的发誓把整个继电保护系统连接起来,虽然可以很好地控制整个系统的运行,但是这样的连接方式还带来了很多的不便,比如说,如果继电保护系统中的任何一个部分发生了故障,将会导致整个继电保护系统发生瘫痪;一旦继电保护系统发生瘫痪,则整个系统也就失去了保护电力运行的功能,使继电保护系统的安全性降低。在对变电运行中的继电保护进行描述的时候,可以涵盖以下两方面的内容:一方面,是继电保护的装置。另一方面,是继电的保护技术。什么事继电保护装置呢?所谓的继电保护装置指的就是,在断路器的跳闸一旦接收了来自,由于变电系统中不正常运行的电器元件,或者电器元件发生故障时发出的信号,则会自动发生跳转。而对于另一方面的内容,也就是继电保护技术,它又涵盖了其它一部分的内容,比如说,继电保护配置设计技术、变电系统故障分析技术、继电保护运行技术,以及继电保护维护技术等等。为了是变电运行的安全性,作为技术人员就要学会如何合理的使用继电保护技术。
1.2 继电保护的作用
从上面的叙述中,我们也可以了解到继电保护对电力系统具有重要的作用。在电力系统中,若果变电运行系统的运行状况是正常的话,继电保护可以时刻观察电力运行系统的各个设备的工作状况,并且可以保护现有的安全状态,是电力系统的运行有一个比较可靠的依据。当继电保护系统发出了报警信号的时候,则说明继电保护系统现在是处于一种非正常的运行状态,而技术人员可以根据继电保护系统发出的信号,对变电运行系统进行及时的、有效的,以及相应的处理。当然,要是变电系统只是发生了故障,则继电保护系统能够自动地把有故障的部分排除在外,以保证整个变电保护系统的持续运行。对发生的事故进行预报,以及把事故的范围固定在较小的范围内是继电保护装置在整个的变电运行系统中发挥的最为主要的作用,对变电运行的的持续进行,以及变电运行系统的安全性也有很大的贡献。
1.3 变电运行系统中继电保护的基本原理
尽管在变电系统运行的过程中时常会发生一些各式各样的故障,但是,这其中的短路事故则是所有的故障中危险系数最高的故障。一旦变电运行系统发生了短路,会形成电流急剧增大、电压急剧下降,以及电压和电流之间的相位角发生变化这些系统变化,这个时候,作为技术人员则要及时对其进行维修和保护。正常运行的变电运行系统与非正常的变电运行系统,根据物理量的不同,可以认为的被划分为种类不同和原理不同的继电保护装置。这些继电装置则包含了如下的几个方面:第一类,进行温度保护的继电保护装置,可以用来反映变压器的温度变化;第二类,进行周波保护的继电保护装置,可以用来反映变电运行频率的变化;第三类,进行距离保护的继电保护装置,可以看出电压和电流的比值,以及短路点到达保护安装处阻抗;第四类,根据电流变化的情况来保护电流。对电流的保护则包括了以下几个方面的内容:电流的过负荷保护、定时限过电流的保护,以及反时限过电流的保护等等;第五类,对电压进行保护的继电保护装置,可以用以说明电压的变化情况,对电压的保护也存在以下的几个方面的内容:低电压保护、过电压保护、电流和电压之间相位的变化,以及在电流的变化过程中对过电流的保护等等;第六类,对输入或者输出的电流进行保护的继电保护装置,它包含了横联差动保护,以及纵联差动保护。第七类,对发生故障时产生的气体进行保护的继电保护装置它的具体工作则是对轻度,或者重度瓦斯的保护。
1.4 变电运行系统中继电保护装置的基本要求
可靠性、选择性、灵敏性,以及速动性是继电保护装置在变电运行系统进行工作的最基本的要求。由于故障发生的随机性,所以要求继电保护的装置要能够及时的对相应的故障进行处理,或者发出警报信号。继电保护装置的功能要是可以满足可靠性这一原则,则可以在变电运行系统中发挥重要的作用。然而,如果继电保护装置无法满足要求,则会是运行系统发生故障,有时还会使整个电力系统的运行工作无法正常的进行。继电保护装置的调试和计算的精确性,可以保障继电保护装置的可靠程度。除此之外,在进行继电保护装置的组成元件的挑选时,要保证所挑选的各个元件的质量是靠得住的。然后,是继电保护装置的速动性。在电力系统发生故障的时候,由于继电保护装置可以较快的排除短路的故障,使得电气设备的受损程度得到了大幅度的下降,故障排除的时间缩短,有助于系统的恢复到以往的工作状态。其次,是继电保护装置的灵敏性。继电保护装置的灵敏性可以反映出变电运行中出现的故障等问题。只要是继电保护装置的保护工作,无论短路的位置和性质如何,继电保护装置都会产生动作。对于继电保护装置的灵敏度可以用灵敏系数来表达。
2 对变电运行中继电保护的可靠性进行分析
在变电运行的过程中,继电保护的系统、设备,以及元件在一定的时间及条件下,可以顺利完成规定的功能的能力。继电保护是保证变电运行系统正常运行的首要屏障。由于继电保护的存在,使得发生故障的变电运行系统可以继续正常的运转,保障了系统的安全性。根据有关部门的统计,在我国大多数的电力事故的发生都是有与继电保护的动作不准确产生的。用来判定继电保护可靠性的内容主要有:平均无误动作时间、无误动工作概念,以及正确动作率等等。
3 继电保护装置的选型
根据变电运行的不同情况,来选择继电保护装置的类型。继电保护的重要地位,就更是要求了技术人员在选择继电保护装置的类型时,更要严谨。在现实生活中,继电保护的设置是没有和整个的变电系统相联系的,所以得独立设置。继电保护装置的各个指标都要使其与整个的变电系统相互协调一致,并且要符合一定的继电保护和安全自动的技术条件。
4 小结
从以上的论述,我们可以了解到,变电系统的稳定运行是离不开继电保护的可靠性的。在现实生活中,从对继电保护的选型开始,再到安装调试,以及最后的维护工作,继电保护装置都发挥了重大的作用。
参考文献:
继电保护的概念范文6
关键词:提高;继电保护;可靠性
前言
近些年来,我国的电网规模日益扩大,电网密集度不断增强,电力管理系统也逐渐完善。但是,每天还是会因为继电保护问题造成大面积区域不能正常供电,不仅影响了人们的生活,更是影响了企业的生产,给社会造成了很大的经济损失。所以提高变电站继电保护的可靠性,成为了电力部门的不可忽视的问题。为了不因为不能正常供电为人们的生产与生活带来更多的损失,本文为其提供了以下几点措施与方法。
1 继电保护的概念
所谓继电保护措施,是一种在电力系统中的被保护器械发生故障时,保证电力系统中其余无故障电路的部分可以恢复正常工作状态的一种行为。针对故障器件,相应的继电保护装置会迅速、自动、准确地从电力系统中进行排除,而针对异常运作状态的器件,继电保护会在第一时间做出反映,按照机器运行和维护条件,做出与之相对的跳闸或者减负荷等动作,而不是继电保护中的快速动作,根据具体情况进行具体分析,用延时来取代一些不必要甚至错误动作。
2 影响变电站继电保护可靠性的重要因素
2.1 微机保护装置质量未达到标准
微机保护系统的质量会在很大程度上对继电保护系统中产生影响,是继电保护系统中至关重要的组成部分。当前一些微机保护系统的生厂商所生产的微机保护系统并未达到质量标准,还有的厂家在制作微机保护系统时所选用的生产材料和技术不到位,导致了微机保护装置不具备一定的可靠性。这些质量关都不过的微机保护装置被发放到市场上并被继电保护系统所采用,严重的影响了变电站继电保护的可靠性。
2.2 安装微机保护装置环境比较恶劣
微机保护系统作为继电保护系统的核心组成部分,有些厂家购买微机保护装置,在使用和维护的过程中,却忽视了该装置的使用说明。要想维持继电保护的可靠性,必须选择一个空气质量较高,杂志较少的环境来安装。因为继电保护系统,特别是核心装置微机保护装置都属于精密仪器,受周边环境影响是非常大的,如果供电单位将一个微机保护装置安装在一个比较阴暗潮湿的环境中,设备材料会受到一定程度的腐蚀,导致个别零部件受到损伤,从而影响了继电保护工作的可靠性。
2.3 继电保护装置故障维修不及时
继电保护系统中是一个复杂庞大的系统,其中的任何一个装置出现故障时,都会在一定程度上影响影响其他设备和微机保护装置进行有效的工作配合。在继电保护装置工作期间,检修人员应随时观察记录微机保护装置的运作状况,对其轻微的故障要需引起重视,避免因小故障而引起的无法挽回的损失。
2.4 雷击、辐射等对继电保护的干扰
变电站内电磁场强度大,高压变电站继电保护和自动装置很容易就受到干扰而在一定程度上影响正常工作。其干扰因素主要分为高频干扰、辐射干扰、工频干扰、直流电源干扰、雷击因素干扰。这些干扰因素在不同程度、不同时间影响着继电保护装置的正常运行。
3 提高变电站继电保护可靠性的具体措施
3.1 提高对继电保护系统辅助装备的可靠性
在一个处于工作状态的继电保护系统中,具备一系列的辅助装备是很重要也是很必要的。有些传统的组合式机箱已经不能满足当前时代的需求了,所以在很多的继电保护系统中,应该用一些新型的,比如采用6U结构,19英寸的机箱来协助工作。
除此之外,选择一个优质的继电器也是很重要的,应严格的考虑其型号和热稳定性等因素,采用低额定电压规格的继电器串联电阻来参与工作运行,从电源的负端连接串联电阻,然后再择优选择电阻的型号,使其最大程度的发挥系统的作用。还要注意的是,回路中的各个继电器之间的数据不能有太大的差异,在一些需要重点看护的回路中,应采用两付触电并联的方式来运行工作,以维持继电工作的可靠性。
3.2 保障安装环境
微机保护装置做无谓继电保护装置的核心组成部分,属于一种精密的大型仪器。因此,微机保护设备对其安装环境有着较高的要求,相关工作人员应该具体分析微机保护装置的特点,将这个装置安装在一个空气质量较高的空间内来保证它的正常运作。更为注意的是,不能为了节省空间,把微机保护装置与其他大型的供电高压装置安装在一起,这样不仅给维修人员在对微机保护设施进行维护、检修上带来了很多的不便,更对微机保护设备的运行造成了极大的影响。所以保障微机保护装置的安装环境,与继电保护装置的正常运行有些密切的练习。
3.3 提高工作人员能力
所有的机器设备都是由人控制和进行监管维修的,想要提高变电站继电保护可靠性,就必须在开始采用继电保护设备时,检修人员就进行同步监测和维修,并详细的记录继电保护装置在运行时出现过的故障和可能会出现的故障,这样一而再再而三的工作流程,会进一步完善继电保护装置的运作质量。为了保证这些工作的顺利进行,供电单位要定期的对机电保护系统的工作人员进行定期的强有力的培训,让他们认识到自己所从事的对继电保护系统的维护和检修工作,对于提高其可靠性是至关重要的。
3.4 保障防雷击、辐射等抗干扰设施
为了有效地保障防雷击、辐射等抗干扰设施,变电站应采取以下措施:
(1)严格控制电缆、模拟量电缆屏蔽层两端可靠接地。一般在220kv及以上的变电站,连接电子设备和开关场的两端,应进行屏蔽层接地处理,最好可以在屏蔽电缆并行较粗的接地导线,这样可以增强抗干扰能力。
(2)高频电缆屏蔽层两端地接处理,并列接地粗导线,可以在变电站和高频电缆之间并行铺设100mm2铜线,来提升抗干扰能力。
(3)直交流回电路勿混用电缆,强弱电回路不共用电缆。
(4)配置二次防雷设备,避免感应雷电入侵来干扰继电保护装置。除此之外,还可以采用降低一次设备接地阻抗,建立低阻抗接地网和降低变电站区域电位等差方式来最大程度的提高抗干扰能力。
3.5 做好故障处理
在变电站继电保护系统的运作过程中,有关人员应做好全面的有效的准备工作,针对可能出现的问题与故障,设定与之相应的应急方案,并根据社会的发展与需要对主系统进行及时的升级。除了继电保护主系统外,应设置一个备用系统,使得主系统出现故障而不能正常工作时,可以接替主系统来继续工作,为检修人员修整主系统提供时间,也不会影响工作的正常运转。除此之外,相关人员在建立一个继电保护系统之前,要制定一个与系统运作同步的计划,避免在运行的继电保护系统中的设备出现不兼容的状况和其他故障的发生,为继电保护系统做好故障处理工作,是提高变电站继电保护可靠性的重要渠道。
4 小结
综上所诉,继电保护系统是关系到整个供电系统是否安全与正常运行的重要装置,维持与保障其可靠性是当前我国电力工作需要进行完善与发展的方向,为了保证变电站的稳定运行,避免因不正常供电引起的事故的发生,使整个电力系统安全运作,提高变电站继电保护的可靠性势在必行,不断地缩小与控制阻碍继电保护可靠性的种种因素,做好故障处理与防雷击、辐射等工作,让我国的电力事业不断地为人们的生产与生活造福。
参考文献:
[1] 常红梅.如何提高变电继电保护的可靠性[J]. 广东科技,2012,21(19):52-53.