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继电保护的一般概念范文1
关键词:继电保护 可靠性 问题 措施
中图分类号:TM774 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)04(a)-0140-01
在电网安全、稳定运行过程中,继电保护起到关键性的作用,其中继电保护的可靠性是保证电网安全运行的重要因素。目前,电网系统运行中常出现一些故障,严重影响到电网的安全运行。因此,采取继电保护装置不仅可以排除电力系统故障,维护电网的稳定和安全,而且能够提高城市的发展脚步和居民的生活水平。因此,提高继电保护的可靠性已势在必行。
1 继电保护的概念及意义
继电保护是对电力系统的供电和电气设备的安全运行进行保护。继电保护的可靠性是指保护装置在规定的时间内和预定的条件下完成规定功能的能力。继电保护装置是一种自动装置,在电力系统中肩负着保证电力系统安全、稳定运行的重任,并通过使用监控系统,在短时间内发现系统故障,能够尽快地排除故障,恢复系统的安全运行。目前,由于电网系统的多变性和复杂性,所以如何能够提高继电保护可靠性具有非常重要的研究意义。
2 供电系统继电保护问题分析
2.1 设备问题
电磁型继电保护的保护形式和现在技术较先进的微机型保护相比存在着元件数量多、连线较复杂、体积较大和灵敏度低等缺陷,严重影响继电保护的可靠性,不能很好地满足可靠性的要求。特别是近年来这种继电器越来越频繁暴漏出一些不足,出现一些故障(如继电器触点振动、触点绝缘降低等原因引起的断路器跳闸故障)。
2.2 配合级差问题
继电保护装置的级差配合,是保证系统安全运行的重要环节。由于众多供电系统结构越复杂,运行难度加大,必然影响变送电设备的安全。因此,配合级差的问题尤为突出,若新总变作为一级6 kV高配电源,配出回路速断时间定为0.8 s,而下一级高配所如三催高配所、二循高配所的进线开关的时间也定为0.8 s,这就在故障状态下难以区分哪个开关先动作,上级开关动作必将带来更大的不利影响。
2.3 整定值问题
整定值是保护线路和设备的主要参数,整定值的计算相对比较复杂,需要很强的专业要求。如果继电保护的整定值出线问题,比如有同样型号和容量相同的两台设备具有不同的过流、速断值,下一级设备的整定值大于上一级设备的整定值,将造成在下级设备出现事故却跳开上级开关的现象,致使事故范围不断扩大,并造成电力系统出现一些安全隐患。
2.4 管理问题
继电保护的管理是电气管理中的重要部分之一,其实设备落后和配合级差问题的出现就是缺少专人管理的重要表现,继电保护的管理需要系统、全面地进行,从整体上进行合理的调整,对于新设备应进行合理地选用,并对全公司各级别参数进行复核,所有这些工作需要专人进行。
3 提高继电保护可靠性的有效措施
(1)做好装置检查工作。在继电保护工作中,应加强机组试验和电流回路检查,对于各种插件和二次回路接线不能同时进行,而是放在最后阶段。
(2)强化一般性检查。一般性检查是提升继电保护可靠性的组成部分。其工作主要体现以下几点:首先检查各类连接件的稳固性和焊接点是否到位。其次应重新检查继电保护装置的插件,看是否正常连接。最后,需要控制好继电保护屏和控制屏的螺丝质量。
(3)做好线路的接地工作。接地工作对继电保护可靠性起到关键作用。如继电保护装置机箱必须连接在屏内的铜排上。另外,保护屏内的铜排导线应稳定地固定在接地网上。
(4)充分利用网络技术。近年来,随着网络技术发展,在继电保护中的应用也越来越广泛,对网络技术的充分利用,不仅让继电保护中的保护单元实现共享的作用和故障数据的分享,从中让继电保护系统更加完善与协调,提高电力系统的总体质量。
4 故障案例分析
4.1 故障分析
某发电公司2011年因继电保护引起的故障有:(1)因保护装置引起的故障有6次,原因为:保护装置元件和中间继电器受到了损坏;(2)因人为因素引起的有4次,原因为:操作人员缺乏专业知识,造成操作出现错误;(3)因二次回路引起的故障有3次,原因为:接线线路出现断线、短路现象;(4)因励磁系统引起的故障有7次,原因为:励磁调节装置出现了损坏和老化现象等。
4.2 解决故障问题的对策
(1)二次回路管理。
要解决二次回路的故障问题,应做好以下几方面的检查工作:①加强基础建设中二次回路的检查力度,并确认备用的电压互感器二次线圈的端子开路情况;②工程完工后,要对二次回路的线路布置进行检查,加强图纸与现场的实际情况的核对,看是否有漏项,以防止图纸上出现错误或设备接线出现错误等,从中造成继电保护的误动。
(2)励磁系统管理。
在励磁系统引起的故障当中,非停次数占重要很大的比例,因此,应重视以下几个方面的管理工作:①定期对励磁的动态系统进行检查和试验;②加强发电机转子的检查,及时调整电流的变化情况,保障励磁系统的安全性,避免系统出现故障,引起机组出现停机现象。
(3)电压互感器控制。
电压互感器熔断器的自动熔断多是由于发电机振动引起的。主要体现在发电机振动时石英砂会不断摩擦熔丝,使其截面变小,熔丝通流容量变小。因此,应定期更换熔断器,以防止由于熔断器自动熔断引起保护装置损坏或励磁系统出现误动。
(4)备用自投入装置。
加强备用自投入装置的检验力度,按照继电保护及安全自动装置检验的标准,对其做模拟试验,有条件的可进行带负荷试验,以确保这些装置随时能正确地投切。
5 结语
综上所述,本文主要分析了电网供电系统中的继电保护系统和装置的可靠性问题,着重探讨了提高继电保护的可靠性的措施,旨在有效地提升电网运行的安全性及稳定性,保证电网的供电需求,同时为继电保护人员提供有利的参考。
参考文献
继电保护的一般概念范文2
【关键词】110kV线路;继电保护;改进措施
引言
继电保护是对电力系统的故障和影响电力系统安全运行的异常工况进行研究,利用继电保护设备来保护电力系统和相关元件,从而实现反事故自动化的一种措施。继电保护可以保护电力系统正常运行,对电力系统的安全运行具有重要意义。随着我国社会经济和电力事业的不断发展,我国的继电保护系统也取得了较好的发展,其安全性和可靠性都获得了一定的提升。但是,随着供用电量的增加,人们对供用电安全性的要求越来越高,如何完善继电保护成为人们关注的话题。本文对继电保护概念和要求进行简要分析,结合一起110kV线路故障,对继电保护动作进行探讨,并结合相关知识提出了一些改进意见,希望能为我国电力事业的安全、高效发展做出一点贡献。
1 继电保护的作用和基本要求
1.1 继电保护的作用
在110kV线路中,继电保护装置可以有针对性的自动切除故障元件,从而减少故障设备的损坏,也可以避免故障设备对电力系统的其他部分造成影响,还可以有效降低事故影响;当电力系统中的设备出现异常状况时,继电保护装置可以依据具体情况做出反应,例如跳闸、收发信号等。因此,继电保护对于电力系统的安全运行具有重要意义。但是,继电保护并不是万能的,它只能在一定的延时范围内,依据故障的大小和损坏的程度做出反应,避免出现不必要的附加损害。
1.2 继电保护的基本要求
要实现继电保护装置对电力系统的保护作用,继电保护装置必须满足四个基本要求:(1)可靠性。继电保护装置必须具有可靠性,能对故障动作做出反应,在正常运行时不应该出现错误反应。(2)选择性。继电保护装置应该有一定的选择性,可以针对电力系统中的故障进行选择性切除,例如断开与故障点距离最近的断路器。(3)速动性。当电力系统出现故障的时候,继电保护装置必须在最短的时间内切除故障部位,从而降低故障部位对其他设备的影响。(4)具有一定的灵敏度。继电保护的灵敏度是指当电力系统的设备或者线路在保护范围内出现金属性短路等故障时,继电保护装置要及时做出反应,不应该出现拒绝动作。
2 110kV线路距离保护
电力系统中的距离保护是指根据反应故障点到保护安装点之间的距离来确定动作时间的保护原理。在110kV线路中,距离保护的I段、II段都具有比较高的灵敏度,可以在各种类型的多电源网络中确保动作具有选择性。但是,距离保护不能实现整条线路的速动,当故障位于线路的末端时,要实现线路的安全运行,就只能通过二段后备保护来切除故障。
距离保护分为接地距离保护和相间距离保护两个类型。接地距离保护作用于线路接地故障,一般使用零序电抗继电器,接地距离的I段是主保护,II段和III段是后备保护;相间距离保护作用于线路相间短路,一般使用方向阻抗继电器,相间距离的I段是主保护,II段和III段是后备保护。从具体运行过程来看,距离保护的I段是速断保护,作用时间短,反应迅速,但是I段保护并不能完全覆盖整条线路,一般只能达到该段线路全长的80%左右;距离保护的II段是一种带时限保护,其保护范围可以覆盖该段线路并有一定的延伸范围;距离保护的III段可以保护所在线路段以及该线路段的下一段线路,还有一定的延伸范围。
3 110kV线路故障分析及改造措施
3.1 线路故障分析
几年前,某市的110kV线路发生了一起线路故障,在故障前,甲站和乙站是利用110kV的双回线连接的,在线路的两端都设有110kV的线路保护。在该线路上还接有三个100kV的终端变电站,但是没有设置相应的线路保护。具体接线方式如图1所示。
当时乙线发生故障(图中X处),乙站与故障点接近的继电保护动作跳开开关,0.3秒后甲线的继电保护动作跳开开关,0.5秒后接近甲站的乙线继电保护开关跳闸,约1.7秒后,甲站的乙线继电保护开关重合,随后的十几秒内,乙站附近的甲线和乙线继电保护开关先后重合。当故障发生时,乙线两侧的继电保护装置跳闸是正常的继电保护动作,但是乙站附近甲线的继电保护开关跳闸是不符合正常的继电保护要求的,本文针对这一现象进行了调查分析,发现当天故障点遭到雷击接地,故障点既属于乙站乙线的距离保护范围,也属于甲站乙线距离二段保护的范围。当乙站附近的乙线继电保护装置跳闸后,甲线变成单向运行,保护的范围产生了变化。而故障点还属于乙站甲线的范围,继电保护装置就出现跳闸反应,此处跳闸后,故障点还在甲站乙线的距离保护范围内,继而引发甲站乙线机电保护装置跳闸。
3.2 改进措施
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要】电力继电保护技术的发展向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展,这对继电保护工作者提出了新的挑战。因此需要对继电保护装置进行定期检查和维护,按时巡检其运行状况,及时发现故障并做好处理。
【关键词】继电保护装置;电力系统;电路
一、电力继电保护的基本概念
随着人们对电力运行质量要求的逐渐提升,继电保护装置已经得到广泛的运用。所谓继电保护装置就是为了降低电力系统运行的故障隐患,及时处理电力故障,缩减故障处理开支,维护电力系统稳定的一种电气装置。该装置主要利用继电保护技术原理设计而成,由于其独特的电路保护特性,所以近年来得到广泛的利用,引起人们的关注。
二、继电保护装置的基本要求
2.1可靠性:继电保护装置的安装主要是以维护电路安全稳定运行为目的。而在实际的运行过程中,由于工作人员操作不当和电路运行故障影响等因素的综合制约,导致该装置出现拒动或误动的错误指令。这些指令的发出,不仅不能起到基本的保护作用,反而影响了电路的正常运行,为此,为确保保护装置动作的可靠性,必须确保保护装置的设计原理、安装调试正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效,以提高保护的可靠性。
2.2速动性:电路运行故障及时警报处理,能够降低由此导致的经济损失和人身伤亡等。因此,要求继电保护装置必须具备相应的速动性。所谓速动性即在电流量与继电保护装置的故障报警速率成反比。只有这样,在较大突发故障面前,继电保护装置能够对其进行及时快速的报警,节约故障处理时间。
2.3灵敏性:继电保护装置能够依据率先编制好的内部程序,对不同性质和不同程度的故障及时采取相应的保护措施,及时提供故障报警信息,并进行简单的局部处理,降低电路运行故障的危害和影响。
三、继电保护技术的主要特点
3.1自主化运行率提高,使得继电设备具有很强的记忆功能,此外继电保护能更好地实现故障分量保护,提高运行的正确率。
3.2兼容性辅助功能强,统一标准做法的选用,便于统一标准,并且装置体积小,减少了盘位数量,在此基础上,还可以扩充其它辅助功能。
3.3操作性监控管理好,该技术主要表现在一些核心部件不受外在化境的影响,能够产生一定的使用功效。
四、如何提高继电保护的可靠性
继电保护装置的安装主要是保护电路运行过程中各个电路配件的安全性。提高继电保护装置的可靠性,需要从以下几个方面落实:
1)继电保护装置检验应注意的问题。将整组试验和电流回路升流试验放在本次检验最后进行,这两项工作完成后,严禁再拔插件、改定值、改定值区等工作。
2)定值区问题。定值区数量的激增是电力系统与计算机网络系统发展的一个重要表现,它能够适应继电保护装置运行的不同需求,确保了电力系统运作的稳定性。同时由于定值区数量增加,人们对不同的定值数据管理出现纰漏,为此应该加强对定值区的管理,派遣专业技术人员对其进行操作,并将调整的定值数据及时更改记录。
3)一般性检查。一般性检查虽然没有其他专项检查技术要求难度高,但是其检查质量的好坏也直接关系到继电保护装置的运作。由于一般性检查工作比较琐碎、简单,因此,到目前为止还没有引起人们的重视,一方面没有及时进行一般性检查,另一方面一般性检查敷衍了事,没有得到具体的落实。一般性检查主要包括清洁和固定两个方面。机械表面灰尘过多,可能提高机械的运行温度,降低机械使用寿命,而细小处螺丝和链接的松散,可能存在重大的安全隐患。
4)接地问题。①保护屏的各装置机箱、屏柜等的接地,必须接在屏内的铜排上。②电流、电压回路的接地也存在可靠性问题,如接地在端子箱,检查那么端子箱的接地是否可靠。
五、电力系统继电保护技术的发展
在输变电行业中,单片机控制技术具有先天优势,在控制技术或电子信号方面,可大大提高控制与保护的精度、速度、范围,而且还能与计算机联网,构成系统化管理体系和无人值守的站点,极大地降低了工作人员的劳动强度,提高了安全性。
5.1计算机化
随着电路承载输电量的增加,电力系统的工作任务量增大,工作难度系数提升,因此,与计算机技术相互结合,实现继电保护装置的计算机化是未来该装置发展的一个重要方向。计算机化的落实和完善能够提高信息数据处理分析的能力,并提高信息的存储量,方便管理人员及时调阅相关数据。但是,目前的计算机化还不够成熟,需要投入更多的科研力量和研究资金等,只有这样计算机化的发展趋势才能更好的为继电保护装置服务,最终提高电力系统的整体服务质量和经济效益。
5.2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。实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。
5.3智能化
近年来,人工智能技术开始被应用在继电保护研究应用。神经网络是一种非线性映射的方法,很多难以列出方程式或难以求解的复杂的非线性问题,应用神经网络方法可迎刃而解。
5.4保护、控制、测量、数据通信一体化
随着继电保护装置与计算机网络系统形成了密切的联系,继电保护装置的功能也突破了原有的保护职能。通过对网络技术的运用,继电保护装置在电路无故障正常运行的条件之下,能够分析电路运行的基本数据,并对数据进行相应的调整、控制和分析,真正实现了继电保护装置保护、控制、测量与数据通信的一体化。
5.5自适应控制技术
该技术能根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。自适应继电保护具有改善系统的响应、增强可靠性和提高经济效益等优点。
六、结束语
随着国家能源结构的调整,电力能源逐渐成为国家的主要利用能源,而继电保护装置的利用能够有效的保证电力系统运作的安全性和可靠性,切实维护广大用电群众的基本利益,随着继电保护技术的成熟和继电保护管理制度的完善,继电保护装置的可靠性也将有所提高。
参考文献
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【关键词】继电保护;在线校核;保护范围;选择性
1、引言
随着社会的发展,人们更加注重电力系统运行的安全问题,继电保护装置非常重要,在电力系统中发挥着重要的作用。
无论是国内还是国际上的一些实际事件证明,一般的,如果发生停电的范围较大,且是大型设备引起的故障,其中重要的原因就是继电保护装置设置设置不合理,没能达到相关的要求。
在实际的操作运作中,继电保护装置的定值和各项性能指标是在其不运行的状态下获得的最大值与最小值,一般在运行中不进行调整。可是,在系统实际的运行过程中,系统的运作不断发生变化,特别是在比较特殊的运作情况下,系统中设定的一些固定的标准与数据有可能不够灵敏,同时也不符合当时的运行状况,这样就有可能增加发生安全隐患的可能。数据或者标准如果不能及时调整或者变化,就有可能发生更大规模的停电事故。所以,要真正保证电力系统安全有序的运行,我们引进与采用了在线校核的方式与程序。所谓的在线校核就是指以实际的运行数据与依据,对实时的运行状况进行针对性的保护性能的核准,从而能够保证系统运行的安全性。
随着人们生活质量的提高,人们对电力电网的质量要求也越来越高,在电力工程中已经建设了电网专有的数据传输系统和电网自动调节系统,系统能够对电网实际的运行数据与信息进行比较详细的记录与采集,从而,为在线校核准备了数据依据。并且,当前,计算机技术水平不断提高,硬件也日益发展,这就使软件开发变得快捷且便利。在上述这样的环境下,给在线校核提供了可靠的依据与前提,并保证了外部条件的充足。
2、在线校核的概念及其校验方法
所谓的在线校核就是在电力系统的工作状态下,获取随时的运行信息与数据,对运行的系统中的各种继电保护定值的性能进行相应的实时的校验。其校验的内容涵盖继电保护的范畴以及选择性;一旦发现不安全的因素就会发出报警信号,及时提醒技术人员作出实际的解决措施,保证整个工程的安全运行,在这种情况下,为电能调度及健康运行提供了有利的条件和因素。
对线路的保护实现安全合理校核是在线校验的重中之重,线路保护工作是一项综合系统的工作,并不是孤立存在的。
2.1线路保护灵敏度的在线校核
灵敏度在线校核,主要是看在系统运行中如果出现各种隐患或者故障,能否在最短时间内做出反应,计算公式如下:
Klm=IdzPIcurr
公式当中,Idz代表保护动作的定值,Icurr代表保护所在线路末端发生不同类型接地故障时流过保护的最大零序电流。如果计算灵敏度过低,不能够达到预设的要求,便给出报警信号。尤其注意,如果零序N段保护范围不在规定的线路总长范围内,也需要引起重视,给出报警信号。
2.2线路保护选择性的在线校核
一般状况下,线路保护延时段的保护范围要超出所在线路的长度与范围,相邻的线路保护有相互叠加的部分或者区域,所以,在对保护的线路急性选择性校核过程中,重点是对重叠或者延时的相关部位进行保护,目的是保证在线校核的准确行。从目前的情况来看,存在的常见的问题主要有:
在对选择性进行在线校核期间,必须对保护的范围进行数次的核准与校验。如果应用折半法或插值法,就会使计算工作量变得过大,这样就不能保证及时准确的反应在线运行信息与数据,不能保证其关键的实时性。所以,必须要探究一种确定保护范围的方法,更加便捷、准确的得出结论与信息。
通常状况下,线路保护在线校核一旦确定好对象,就不能够随意的进行变更改动。所以,其阻抗矩阵在系统的运行过程中,在线校验期间也是固定不变的。所以,我们确定使用阻抗矩阵法来确定保护范围。该方法利用当前系统对应的阻抗矩阵和保护的定值,通过简单的代数运算,可以确定保护的准确保护范围。
3、在线校核系统的探讨
3.1系统基本结构
在线校核系统包括三个层次:数据的获取,定值的校核和结果的输出。
1)数据的获取
该层的功能是收集实现校核功能和保护动作模拟功能所需要的电力系统相关参数。数据分为三个部分:系统基本参数、系统状态参数以及预设置参数。系统的基本参数指电力系统中基本不变的数据,如发电、变电、输电及其控制与量测设备的配置与参数,系统的设备信息与参数由人工输入与维护;系统的状态参数包括反映开关开合或设备使用情况的量;预设置参数指用户预先设定的用于程序判断参数,如保护灵敏度上下限等。
2)定值的校核
定值校核功能是根据已知信息,确定电力系统当前的运行方式,实现保护的各项性能指标的校验。该层包括两个模块:网络分析模块和在线校核模块。网络分析模块指根据获取的数据,确定整个系统的拓扑结构和运行状态;在线校核模块指在给定的校核标准下,实现系统线路保护定值的校核以及其他元件保护定值的校核。
3)结果的输出
此阶段主要是对输出的信息与数据进行校验与核准,对各种结果的查询进行相应的核准。一般,校验结果表现能够为多种形式,可以表现为图表、文档等,这样可以方便对信息的查询与存储,同时还能够以拓扑接线图体现,更加便于结果的查询与比较。在地图上可以清楚直观的显示出运行和和在线校核结果,如果存在隐患,相应的部位会显示出不同的颜色或者作出相关的反应。
3.2系统工作模式
所谓在线校验,其工作时一般要保证系统在运行过程中,是对系统运行信息与数据实时的反应与监测。在这种操作模式下,所收集的状态参数就是电力系统的实际运行信息与数据。系统对保护定值进行实时的检查与校验,能够保证电力人员进行正确的合理的调度,从而制定科学的、具有针对性的方案,为解决事故提供可靠的依据与参考。
另外,此系统在离线的状态下同样能够运行,此种状况下,系统的状态参数要由用户自行设定,系统可以对保护定值做出核准,判断此定值是否具备合理性。
4、结束语
在市场经济条件下,电力系统之间的竞争不断的加剧,继电保护设置也需要不断的运行各种新技术,不断的发展存在的问题和隐患,采取及时的解决措施,保证系统的安全运行。上述这些都为在线校验的研究与探讨提供基础条件与外部准备。在线校验系统对系统的运行数据与定值进行及时的校验,为相关工作人员的工作提供可靠的依据,有利于工作效率的提高以及电网运行的安全性。
参考文献
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继电保护的一般概念范文5
关键词:Agent;多Agent技术;继电保护
中图分类号:TM774 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 09-0000-01
Relay Protection System Based On Multi-Agent
Su Zikang,Jiang Baolei
(School of Information and Electrical Engineering,CUMT,Xuzhou221008,China)
Abstract:Multi-Agent technology in recent years the field of distributed AI has been widely used,this paper describes Multi-Agent Systems(MAS)of the protection system of the structure,characteristics,
and to its system architecture,communication,reliability and other issues were outlined.
Keywords:Agent;Multi-Agent;Relay protection
一、Agent与多Agent基本概念
Agent与多Agent系统(MAS)概念源于人工智能领域,是分布式人工智能的主要方向之一。概括的说,Agent是对过程运行中的决策或控制任务进行抽象而得到的一种具有主动行为能力的实体,利用数学计算或规则推理完成特定操作任务,并通过消息机制与过程对象及其他Agent交互以完成信息传递与协调。Agent具有自治性、可通信性、面向目标性和针对环境性等特性。
由于单个Agent的知识、信息和资源是受限的,不能用于较复杂问题的解决,可用适当的体系结构把多个Agent连接起来构成多Agent系统(MAS)共同完成一个特定任务。MAS通过协调来组织全组Agent完成一些任务,这些Agent分散分布且独立运行,相互协调并能为单个个体服务,当Agent之间的目标或行为发生冲突时,Agent之间能够通过竞争或者协商来协调处理冲突,协同完成一个任务。MAS有以下优势:能通过Agent间协作增强问题求解能力和可靠性;各Agent可并行操作,效率高;Agent间通信协作,具有较好的容错能力;各Agent既可协同工作,也可单独工作,有较高的灵活性。所以,它不仅具备一般分布式系统的资源共享、易扩展、可靠性、灵活性、实时性的特点,而且可以通过各Agent协调解决大规模的复杂问题,其系统有很好的鲁棒性、可靠性和自组织能力。
二、基于MAS的继电保护系统
(一)基于MAS的常规继电保护系统
Wong和Kalam在1995年“能量管理和电力输送”及1996年“智能系统在电力系统中的应用”国际会议上,将Agent技术引入继电保护领域。基于MAS的保护系统由组织层、协调层和执行层组成。故障的检测隔离由各层的Agent协作完成,其结构如图1所示。
图1.基于MAS的保护系统结构
Agent分层分布,对应不同层的任务,如协调层的搜索Agent和跳闸Agent等;各Agent独立完成各自的任务,如:状态检测、网络重组等;能据外界变化快速做出反应,如断路器不能断开时,搜索跳开邻近断路器;各个Agent间相互通信,将信息就地化、分布化并共享化,利用电力线路沿线的多点信息共享综合加速保护动作、更准地判断和隔离故障区段;多个Agent协作完成保护任务,通过局部Agent和管理Agent协调各Agent的行为,以更好适应电力系统的实际运行状态,提高保护的快速性和准确性;Agent能依需要激活上级Agent或与同级Agent交互,如状态检测Agent感受到开关变位时激活网络重组Agent,改善继电保护的自适应性与可靠性;一种保护任务可由多个Agent组合完成,有很好的灵活性、可移植性。
(二)基于MAS的协作继电保护系统
常规的继电保护存在故障判断和定位困难,后备保护整定时间过长且故障隔离区域过大等缺陷。1997年,Yasushi Tomita等人提出利用多Agent的相互协作实现电力系统的保护。多Agent协同有四个基本目标:通过并行性提高任务完成效率;通过共享资源扩展完成任务的范围;通过任务的重复分配增加任务完成的可能性;通过避免有害相互作用降低任务之间的干扰。该方法中的Agent分为:设备Agent,主要采集和管理设备的数据,并可用各自间的联系数据表示网络的拓扑结构;移动Agent,可在各个设备Agent之间运动,使用其数据;保护Agent,用以检测和隔离故障;重组Agent,当电力系统拓扑结构发生变化时,对保护系统进行网络重组。无论实际电力系统的运行状况如何发生变化,保护系统都能有效地进行故障诊断隔离,最大限度减少故障隔离区。
三、MAS中Agent的通信问题
各Agent间必须能有机地合作,而合作的实现很大程度上依赖于通信。按通信机制Agent间通信方式有:点对点式,广播式,转发式和混合式。实际系统中,常用混合式,对Agent分组,每个组都有自己的组区域(黑板),可以同时实现公共数据区域的广播通信与组内的组播通信以及点对点和转发通信。若按通信介质可分为光纤通信,载波通信和同轴电缆通信。在条件允许,尽量采用能较好兼顾快速性、可靠性以及投资等方面需要的光纤或同轴电缆通信。
四、结束语
电力系统继电保护是电力系统安全稳定运行的保证,MA技术是计算机技术、人工智能和网络技术等多学科交叉而形成的新兴分支。MAS的保护系统在保护的协同和整体性能上更具自适应性、灵活性、可靠性和容错能力。随着研究的深入多Agent在电力系统继电保护的应用应该有更为广阔的前景。
参考文献:
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继电保护的一般概念范文6
关键词:继电保护;井下供电系统;电力工程;供电网络
中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)30-0044-02
随着技术的进步,电力工程高速发展,井下电力应用得到大力推广,电网复杂性加剧,变电站覆盖域变大,功用种类繁盛,必然导致供电网络事故的频繁发生。为维护电网的高效运行,提高其稳定性、安全可靠性,就必须加大对继电保护的强化力度,使其高效快速地检测出可能的事故问题。
1 继电保护的基本介绍
继电保护的定义。在供电网络中能对初次系统进行监控、调节、控制、测量的自动化设备叫做继电保护装置。它能有效快速地检测出电网中某些电气元件是否发生故障或运行不正常,对问题元件能自动性、有选择性地切除,通过断电器跳闸或发出通知信号保障无问题部分正常运行,并根据维护条件调节电网负荷、电流分布等。
2 继电保护达到的标准要求
(1)安全可靠性。继电保护装置的可靠性就是要求装置在故障发生时应该动作,切除隔离问题部分;电力系统正常工作时避免误动。它在电力网络中的主要任务是负责系统的安全可靠运行,及时发现问题,纠正解决问题,最大限度地降低电力系统中相关元件的损耗;同时,对故障部分的状况发出信号,相关人员及时处理,并与其他设备配合,保障电力网络的安全运行。
(2)反应灵敏性。继电保护的反应灵敏性一般用灵敏度表示,是在其工作范围内的故障或运行不正常的部分的反应敏捷能力,其要求故障一旦发生,其工作范围内的任何故障位置、任何故障类型都可快速正确地显示出来。灵敏度用公式Km=Ld min/Id表示,其值越高其能力越强,不同线路其值也不同。
(3)选择替换性。继电保护对电路的保护分为主保护、后备保护、辅助保护。其选择性是仅对故障部分进行隔离切除,保障大部分的正常运转。对供电系统一般都准备两套保护系统,其中主保护反应快,副保护反应慢。当主保护反应后故障依旧未排除,副保护起作用切除主保护未排除的故障部分;而且当主保护拒绝动作时,副保护也起作用,防治继电保护的惰性反应。主反应快,路线长的话就有漏掉的部分,副反应慢,同样有其反应范围,因此必须为补充两种的不足而设计相应的简单的辅助保护。
(4)快速应对性。电力系统发生故障时,要求继电保护系统必须快速地切除故障部分,减少故障元件工作时间,降低破坏。同时,某些特殊情况,要求保护系统动作有延时性。因此,对于保护系统的反应速度有一定的要求。对于高压线路,必须快速切除故障部分;变压器、电机本身出现的故障要快速切除;危害性大的路段,例如铁路通信、高压输送路线要求快速切除故障;导线截面小的线路必须快速切除故障;对于主干路上连同的主电力设备需要工作时间,无备用路线时就必须延时反应。
3 当前井下继电保护应用研究现状
近年来型、型、型矿用开关柜和型、型及型防爆开关被大多数矿井选用为井下开关柜,这些类型的开关柜虽然装有过流脱扣器和失压脱扣器等保护装置,但没有安漏电型保护装置。经过改进,井下用柜K Y Ggg-6型添加了过流保护装置、欠压和漏电保护装置;K Y gg-1Z、K Y gg-1型等也添加了上述三种保护装置。对于B gp3-6防爆型开关柜还装有晶体管保护。老型号的开关柜由于过流脱扣器来完成过流保护,当其主次级短路电流区别不大时,难以满足选择性,且尽管装有gl型继电器,主次级反应动作很难配合好,且这种情况若发生拒动时,还没有后备保护装置。一旦漏电,纵向线路没选择性,主次级刀闸开关都跳闸,故障范围扩大,生产受影响大。晶体管保护装置存在时限和纵向配合问题,有待进一步研究改进。
4 井下继电保护系统应用中的常见问题
4.1 继电保护系统整定值不准确
继电保护整定值是综合供电系统正常工作的常规设定值,当线路电流或其他数值与此值不匹配时就可以确定其故障问题;此值必须得保障可靠性、灵敏性、突出选择性、快速应对性。统计表明,在使用安装继电保护系统中,保护整定值存在随意现象,过大起不到保护作用,过小则太灵敏经常有故障,两者都对生产造成影响。造成这种现象的原因主要是工作人员对继电保护不熟悉,相关知识不到位,工作原理没把握,供电系统经常被忽视保护
问题。
4.2 系统整定方式错综复杂
技术的进步使各种保护产品向高科技电子化方向发展,其型号多变,没有固定的模式,致使其整定方式各不一样。保护器中,有的电子产品必须人工手动设定具体值,有的则预先设定了档位;同时,产品中以二次电流的保护设定为主,其次为一次电流保护。当电路中使用不同的电子产品时,同一路线其操作手法还不一样,造成使用的复杂性,不利于保护系统起作用。
4.3 保护设备被弃用
井下空间小,本身行动不方便,线路复杂,造成继电保护被弃用,有的是怕影响生产接地短路,有的是技术不到位不知道怎么弄而放弃使用,这些都将继电保护当成可摆设而应付上级检查。
5 继电保护系统在井下的实际应用
(1)井下主变电所继电保护的级数多,分为:由上级变电所、矿井35kV路线进线、地面6kV井下主变电所区域进线馈出柜、开采区域变电所进线柜、井下主变电器设线馈出柜等共有7级继电保护范围。正常情况而言,矿井上级变电所保护的时间限制设定是固定不变的,一般设定为1.2秒,下一级别保护的时间限制比上一级别的减少0.5~0.7秒。这种设定方式有其局限性,就是保护级别之间的时间间隔对保护对象起不到必要的保护作用,严重时根本不能越级跳闸断电。为避免这种状况发生,井下矿用继电器一般采用ssj型,其灵敏度高于时限型;另外,在不增加保护开关的停进范围内可以适当缩减保护级别,减少时间差。
(2)矿用35kV进线保护使用固定时限保护,6kV配出线一般用反时限继电保护。反时限基本电力元件是gl式感应电流继电器,它具有电流、中间、信号、时间等各种类型继电器的功用,可以同时具有速断和过流两种断电保护,对继电保护的操作起到简化的效果。同时反时限可以与固定时限、反时限等继电器之间配合使用,因为反时限保护对越靠近电源方向的短路反应时间越短,整定时通过动作曲线即可查的。这种与曲线拟合对比脱扣器而动作的行为模式时间配合较难,经常出现越级保护跳闸现象,且其速度都远高于过流保护动作,因此采用反时限gl过流型继电器无法现场整定,只能手动粗略调整,其偏差大,影响其灵敏度。相对于这种情况,在靠近主电源线路附近使用定时限继电器,相互配合,对继电保护的保护功效起到更大的促进作用。
6 结语
继电保护重在保护,保护煤矿井下电力系统的完整安全可靠运行,预防类似于短路电流过大发生火灾造成井下瓦斯爆炸事故、路线绝缘破损触电事故、通风系统因线路电流电压异常而停止工作等重大事故的发生。井下继电保护的安全可靠的运转,小方面可以有利于维护企业稳定生产,大方面可以安定社会。
参考文献
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设,2009.
[2] 刘菊青.继电保护在井下供电中的应用[J].淮北职业
技术学院学报,2004,3(1):90-91.