继电保护的作用和原理范例6篇

继电保护的作用和原理

继电保护的作用和原理范文1

【关键词】县级供电企业 继电保护 管理体制

一、引言

继电保护包括继电保护技术和继电保护装置,继电保护技术是一个完整的体系,它主要由电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护配置设计、继电保护运行及维护等技术构成。继电保护装置就是能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

二、对继电保护装置的基本要求

(一)选择性

当供电系统中发生故障时,继电保护装置应能有选择性地将故障部分切除。也就是它应该首先断开距离故障点最近的断路器,以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。系统中的继电保护装置能满足上述要求的,就称为有选择性;否则就称为没有选择性。

(二)灵敏性

灵敏性是指继电保护装置对故障和异常工作状况的反映能力。在保护装置的保护范围内,不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样,保护装置均不应产生拒绝动作;但在保护区外发生故障时,又不应该产生错误动作。保护装置灵敏与否,一般用灵敏系数来衡量。

(三)可靠性

保护装置应能正确的动作,并随时处于准备状态。如不能满足可靠性的要求,保护装置反而成为了扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性,则要求保护装置的设计原理、整定 计算 、安装调试要正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量要可靠、运行维护要得当、系统应尽可能的简化有效,以提高保护的可靠性。

三、继电保护管理体制设计原则

最有效的管理才是好的管理。因此针对目前县级供电企业人才短缺,继电保护技术力量分散问题,县级供电企业应突破目前已经规定的岗位设置,采取集中力量,团队作业的方法,组建高效的管理队伍。因此对继电保护管理体制工作内容分配时要遵循以下原则:

(一)工作职责细化原则,电力企业应首先根据部门职责进行以下划分

1.继电保护管理人员招聘和选拔职能由人事管理部门负责。

2.继电保护施工管理、继电保护定值管理和继电保护监督管理必须打破现有规定的分离制度,建立一个新的核心部门全面、专业负责上述三项继电保护工作,该组织可以称为继电保护班或继电保护科。

3.现有的变电运行部门和生产技术部门参与继电保护监督管理,但不能是核心部门。

4.变电运行人员的继电保护工作培训职能由职工 教育 部负责,继电保护班协助。继电保护班人员的工作培训由公司委托专业学校或厂家负责。

(二)工作内容细化分工原则,继电保护工作面广,一般涉及10个以上变电站、3种以上厂家设备类型,工作的好坏直接影响到电网的安全稳定运行,因此工作内容必须细化到人。

(三)管理等级明确原则,继电保护管理总负责是分管生产经理或总工程师,继电保护班归属变电工区或检修部门,继电保护班下面分别设立施工组、变电运行培训管理组和定值计算管理组,各组组长直接受继电保护班长管理,具体工作中可以及时采取矩阵制交叉安排,另设立继电保护监督工程师为副班长一职,全面负责继电保护监督工作,主管继电保护定值管理组和继电保护培训组。

四、继电保护工作分析与岗位设置

为了保证县级供电 企业 继电保护工作的顺利开展,在分析了组织结构和工作流程的关系后,需要进一步确定继电保护管理体制包括哪些内容,根据继电保护工作流程,可以把县级供电企业继电保护管理体制内容反映出来。

县级供电企业继电保护管理体制:继电保护管理人员招聘和选拔、继电保护定值管理、继电保护监督管理、继电保护施工管理、继电保护工作培训、继电保护工作考核管。

从实践和以上介绍来看,县级供电企业继电保护管理工作主要由三大部分组成:一是继电保护工作中的监督管理。二是电网定值 计算 管理。三是继电保护定值调试管理。三者缺一不可,必须相辅相成,才能保证继电保护管理工作不出现问题。新的体制把这三部分工作都安排在继电保护班,由继电保护班全面、专业负责,解决了县级供电企业继电保护力量分散问题,形成了继电保护工作的核心团队,更容易达到“帕累托最优”,使工作关系和谐。

供电企业、电力生产企业设专职技术监督工程师和相应的技术监督小组在总工程师领导下从事技术监督工作。继电保护技术监督工程师应具有相应的专业知识和实践经验,继电保护技术监督队伍应保持相对稳定。网调、中调、网内省调应设立调度、运行方式和继电保护科。地区调度所和一级制的调度所应根据具体情况设立调度组、运行方式组或运行方式专责人员;根据实际情况设继电保护组或继电保护专责人员。可见,在电力生产上,现有有关规程、文件对继电保护管理分工是明确具体的,但县级供电企业目前继电保护管理混乱局面的形成,归根到底是因为没有相应的继电保护人才加上用人制度混乱和无法按工作流程建立完善的继电保护管理体制造成的。因此各县级供电企业首先必须采用优化原理方法,从人才入手,突破以上文件、规程规定,重新按新组合体制进行岗位设置,解决继电保护人才短缺这一直困绕企业继电保护管理的问题,从根本上说,为解决继电保护人才短缺情况,必须确立达到继电保护管理目的的最优化方法,需要的专业人员多少才能达到效率最大或人力成本最小,因此首先考虑招聘和选拔工作,而招聘与选拔工作必须首先进行工作分析。工作分析是确定某一工作的任务和性质是什么,以及哪些类型的人适合被雇佣来从事这一工作。

五、结论

继电保护工作管理的两个基本点就是:安全、效益,即在保证安全基础上的达到电网多供少损,取得电网最佳供电效益为目标。近几年县级电网负荷的迅速增长,各县主要运行方式发生了很大的变化,各变电站及客户主变增容频繁。同时有些县城城区环网供电进入了实用化的阶段,35kv 网络 变化较大,对保护设备管理必须严格按照有关规程层层把关,对保护定值的计算提出了更深更紧迫的要求。

参考 文献 :

[1]肖秋成.县级供电企业农网继电保护的动态管理.才智.2008,14.

继电保护的作用和原理范文2

继电保护为整个电力系统正常运行提供支持和保障,因此要提高对继电保护的重视。文章归纳了我国继电保护技术的发展趋势,探讨了电力系统中更好地应用继电保护技术的举措。

【关键词】

电力系统;继电保护;应用举措

1 继电保护技术的发展趋势

近年来,随着现代化电力系统建设的推进,继电保护技术被广泛地应用于电力系统中,继电保护技术不断发展与完善,并且呈现出计算机化、智能化、网络化与一体化的发展趋势。现简要论述如下:

1.1 计算机化发展趋势

数量激增,要求继电保护系统具有良好的数据处理能力,能够存储信息和传输信息,能够有与其他系统融合联网,实现整个系统信息及数据的资源共享。现代化计算机技术的存储、传输、处理信息的能力大幅提高,继电保护系统呈现计算机化的发展趋势。

1.2 智能化发展趋势

近年来,自适应理论、人工神经网络、专家控制法、模糊逻辑算法、蚁群算法等诸多智能算法被应用于继电保护系统中,使电力系统继电保护达到了更高的标准。综合运用各类智能化算法,有利于将继电保护系统中各类不确定因素的消极影响降到最低,从而更好地维护继电保护装置的可靠性。

1.3 网络化发展趋势

电力系统若想实现信息及数据的资源共享,就必须实现继电保护系统的网络化。当今时代,诸多变电站已然实现来继电保护系统的网络化,电力系统能够共享继电保护装置提供的故障信息及数据,根据故障信息来确定继电保护举措,从而实现对电力系统运行安全的维护。当前电力系统继电保护的网络化尚未全面实现,仍需要继续探索与实践。

1.4 一体化发展趋势

众所周知,电力系统中对继电保护装置及继电保护技术的应用,为的是实现如下两个目标:一是当电力系统出现系统故障时,通过继电保护实现对整个系统及设备的维护;二是当电力系统处于正常的运行状态时,发挥继电保护系统的数据测量、控制、保护及通信等多项功能。由此可见,现代化电力系统应实现继电保护方面的一体化。

综上所述,电力行业中已然形成了较为完备的电力系统,继电保装置是电力系统中的重要组成部分,完备的继电保护技术为电力系统的安全运营提供了技术保障。现阶段,为了适应人们在电力行业领域的高质量、高要求,电力企业有必要提升自身综合实力,而适应继电保护技术的发展趋势,发挥继电保护系统的最大效能不失为一种有效的途径。

2 如何在电力系统中更好地应用继电保护技术

为了最大发挥继电保护装置及其技术在电力系统中的效能,应从以下几层面加以完善:

2.1 选用符合要求的继电保护装置

主要有四项要求:一是当电力系统发生故障时,继电保护装置需能有选择性地将故障段隔离,从而保障电力系统其他环节的正常运行;二是继电保护装置具有良好的灵敏性,能对电力系统保护范围内的不良运行状态及故障做出及时反映,三是继电保护装置可以快速地隔离故障,将系统故障的不良影响降低到最低;四是继电保护装置能够安全可靠运行。

2.2 关注影响继电保护可靠性的因素

一般而言,电力系统故障发生迅速,影响范围广,损失巨大,继电保护是维护电力系统正常运行的有效途径,关注影响继电保护可靠性的因素,能够更好地发挥继电保护的功用。主要有如下四个因素:一是系统软件因素,继电保护装置常常因为软件出错而出现拒动或误动现象;二是硬件装置因素,电力系统中存在诸多硬件装置,这些装置的质量和运行情况直接关系到继电保护的可靠性;三是人为因素,继电保护能否可靠运行很大程度上受人为因素的影响,如安装人员未按设计要求接线和检修人员误操作都能够造成继电保护效能的缺失。

2.3 遵守继电保护装置运行维护要求

为了维护电力系统中继电保护装置的正常运行,相关人员应严格遵守继电保护装置的运行维护要求,具体表现为如下几方面:一是熟知继电保护系统运行规程,严格依照过程进行操作,定期巡视和检测继电保护装置和二次回路,并依据相关规定来设置定值;二是监测继电保护系统内的电压、负荷电流及负荷曲线,使其保持在规定的范围内;三是如果继电保护装置存在误动情形,则应及时汇报给继电保护部门和调度部门,申请停用继电保护装置,在紧急情形下可采用“先停用,再汇报”的处理方法;如果存在继电保护装置与二次回路运行异常的情况,操作人员在记录后上报给相关部门,并督促这些部门进行及时处理。

2.4 日常继电保护操作应注意的事项

继电保护技术应用也有严格的技术标准,相关人员在做电力系统继电保护日常操作应注意到如下事项:一是遵循配电装置技术要求,二是做好配电屏的巡检工作;三是做好配电装置的运行与维护工作。如断路器因故障而跳闸后,检修人员或更换触头与灭弧罩,或进行检修,唯有在查明跳闸原因并消除跳闸故障后方能再次做合闸操作。

2.5 在原则规范下实施状态检修工作

状态检修是电力系统进行继电保护的必要工作,需要在以下原则的规范下展开:一是保证设备安全运行原则,这是继电保护系统运行需要遵循的首要原则,为了更好地贯彻这一原则,应强化对继电保护系统的状态监测、数据分析、定期检修和规范管理;二是总体规划、分步实施的原则,继电保护装置状态检修是一项极为复杂的工作,需要有长远目标和总体构想,并在此基础上做分步实施和逐步推进,从而在制度、资源、技术、管理等诸多方面奠定有益基础,并根据装置状态检修的现实情况作适当调整。

2.6 继电保护分类方法很多,按照保护原理分类

有过电流保护、低电压保护、过电压保护、功率方向保护、距离保护、差动保护、高频(载波)保护和光差保护;按照被保护的对象分类:输电线路的保护、主设备保护(如发电机、变压器、母线、电抗器、电容器等保护);按保护所起的作用分类:主保护、后备保护、辅助保护等;按照保护所反映的故障类型分类:相间短路保护、接地故障保护、非全相运行保护、失步保护、失磁保护等。随着计算机快速发展,继电保护开始向自动化、人工智能化发展,继电保护不仅可以对问题和故障进行监控、提示工作人员进行检修,并且具备一定的自我修复能力,继电保护装置的自动化能力不断提高,并且相关的继电保护技术方法也开始不断改进,促进继电保护能够更好的保障变电所的正常运转和持续工作。

3 结语

现阶段,电力系统的继电保护技术已经呈现出向计算机化、智能化、网络化和一体化方向发展的趋势,对电力企业及相关工作人员提出了更为严峻的挑战。

【参考文献】

[1]杨奇逊.微型机继电保护基础[M].北京水里电力出版社,1988.

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【关键词】电力系统;继电保护技术;现状;发展

1引言

当前,电力资源是人们生产生活中不可或缺的重要资源,供电系统也成为保证人们正常生活和稳定生产的主要能源系统,电力系统中的任何部位出现安全隐患都会影响整个电力系统的安全运行,甚至引发大面积停电现象。由此可知,电力系统的继电保护工作十分重要和关键。随着电力系统的改革和创新,电力系统的继电保护和维修工作的难度日渐提升。继电保护是在这种背景下提出的新型保护方式,改善了传统电力系统保护方式的缺陷和不足,融合了几种电力系统保护方式的优势,在现代供电网络当中发挥了重要作用。

2继电保护技术概述

2.1继电保护技术的概念

继电保护技术的应用实质上是继电保护器在发挥作用的过程,继电保护器由开关、电流感应器等构件组成。在电流感应器感知到电流异常之后,会自动把主回路切断来保证设备不受到损坏和工作过程中不造成人员损伤。继电保护器主要具有2种功能,即过载保护和电流短路保护,一般会在设备产生漏电故障时自动启用保护功能,从而避免意外事故的发生[1]。

2.2继电保护技术的应用背景

如果不正确使用熔断电阻丝,实际运用的电流量超过了承载值,这时流经导线的电流产生的热量会将外表的绝缘层融化,这时就容易造成故障隐患。如果在日常工作中对器材的损坏较为严重并且没有及时检查和发现损坏情况,就容易影响电流的正常使用,容易造成安全隐患,从而引发安全事故,威胁人员安全。此时,继电保护技术的应用十分必要。

2.3继电保护技术的工作原理

继电保护技术是应用在设备漏电故障发生之时保护设备和保证安全工作的手段,因此,为更好地应用这项技术,相关人员需要了解它的工作原理。继电保护技术实质上是继电保护器对于设备出现漏电故障时利用其过载保护和短路保护的功能避免工作过程中安全事故的发生。在建筑电力系统工作过程中,因为使用电力系统的设备和环节过多,所以稍有不慎就容易导致安全事故的发生。然而,一般使用这些电力系统设备的人员只是普通的建筑人员,操作不当、检查不及时、对实际的使用原理不了解是当前工作团队中的常见问题,这极易导致各种漏电事故频频发生。继电保护器中利用其组成结构中的电流感应器,在感知电流异常时,保护器会自动关闭开关从而进行断电。一般的电力系统设备在电流输入的地方会安装继电保护器,通过导线一端接入电流感应变压装置,断电的开关安装在导线的在另一边,以便在电流通过时及时感知异常,从而阻断异常电流对设备的损坏。

3电力工程继电保护故障的成因

3.1人为原因造成的故障问题

在电力工程中,技术人员往往会遇到一种情况,即根据事故报警装置显示继电保护发生了故障问题,但是找不到导致这一故障发生的源头[3]。另外一种情况就是继电保护机械停止工作,事故报警装置却没有提前预警,这就使得技术人员未能判断故障产生的缘由和过程。然而,根据以往数据显示这几种故障情况的产生都是由于各种各样的人为原因,如职工在工作岗位中不集中注意力、没有采取及时有效的解决措施、操作不当等。一旦出现这种人为原因导致的故障,技术人员一定要在第一时间将情况如实向管理人员汇报,以此来保障故障解决的效率。部分情况下,电力工程单位会发生一种故障情况就是电压失常,这种故障情况在发生时检测其开关等主要装置均不会排查到任何异常情况。但是技术人员会因主观原因导致判读不到位,进而导致故障处理方法不当,容易造成各种安全隐患。

3.2辅助工具应用不到位造成的故障问题

一般情况下,技术维修人员在解决电力工程继电保护故障问题时,会通过以往的故障汇总信息库、机械报警装置等要素来判断故障发生的原因,并确定故障处理的方法。电力工程管理人员会安排专门的负责人员来对继电保护器进行定期排查,如果系统存在故障问题,可以对系统进行针对性维修检查,这种情况和继电保护机械异常是无关的。然而,一旦排查到继电保护机械出现了异常情况,技术人员应当预先做好故障表现特征的信息备案,先规划出解决故障问题的方案再实施正确的解决措施,以此来降低故障问题造成更大损失的概率。在电力工程单位中,各种机械装置能够作为技术人员检查继电保护机械的辅助工具,因此,技术人员必须充分发挥这些机械装置的优势作用,以此来提升故障判断的准确性和故障解决的效率。在继电保护机械发生故障问题时,这时观察检测装置就会发现很多数据显示正常,出现这些情况的原因是相应的负责人员没有做到实时监测继电保护机械的工作情况,未发挥辅助工具的作用,同时,并未做好日常数据的记录,这时技术人员就会误判继电保护故障问题发生的原因,进而引发更加严重的故障问题。由此可见,一旦继电保护出现任何故障问题,技术人员必须对整个系统进行整体综合排查,以此来提高事故处理的质量[4]。

4电力系统继电保护技术的运用原则

继电保护技术是使得电力系统设备能够正常运行的手段,那么面对大量使用电力系统设备且用电环节多、大规模生产的电力企业来说,更应该注重这项技术的使用原则。

4.1三段式继电保护原则

在电力系统工作时,流过电流感应器的电流有相反的方向和相同的大小,这就说明电流是正常的,继电保护器并没有工作。一般来说在这种情况下,感应器中的感应磁通数值为零,且断电开关没有启动。而如果一切情况相反,流过感应器的电流有相同的方向,感应器中的感应磁通的数值不为零,且其中电流大小数值相等,断电开关工作,这就是设备在漏电故障情况下自动启用继电保护器的征兆。

4.2接零保护原则

一般电力系统设备如果存在导线外露的情况,管理人员会安排设备人员对接线采取接零保护,主要针对器材中带有金属的部分。一般接零保护时,只是配备保护的零线而不是熔断电阻丝。另外,开关不会安装在次要的保护零线上,接地保护零线和接零保护零线也不会安装在一起,这样能够保证继电保护器的安全使用。

4.3接地保护原则

为有效避免使用的电力系统装备接地效果受到影响,技术人员应该遵循接地保护原则。在大型轨道工具作业时,接地处理和3个以上的接地点是必备的,另外,1~4Ω是电力系统连接节点处可控的电阻率范围。接地保护是应用在电力系统设备导线外露的情况下,主要是在外露的导线并没有产生电流的情况下对其进行接地保护,从而使得工作人员在触碰外露导线时不会出现安全事故。这是任何金属外壳和装备进行接地处理时的必要措施,这样能保证每一个工作环节的工作人员在接触金属外露的部分时不会造成故障问题[5]。

4.4继电保护器的安装原则

①额定的继电保护时长。一般来说,针对不同等级的支干线额定的继电保护时长不同,一级的支干线相较于平常的保护时长会相差0.2s,而三级的额定保护时长则与其相差0.4s。②针对不同等级的支干线来说,额定的继电保护电流大小也不同,主要在0~300mA的数值范围根据不同等级的支干线分别调节。

5电力系统继电保护技术的发展趋势

5.1网络化

互联网技术的快速发展推动了社会各个领域的变革,例如,技术领域、政治领域、经济领域,等等。国民的数据信息通信工具就是计算机网络,并且在新时代占据了重要的支柱性地位,促使国民生活生产的情况出现了本质转变,其对工业生产行业产生了很大程度的影响,也使得该行业具备了有力的通信保障。近期,基于纵联差动保护的继电保护设备在新时代占据了重要的地位,对电力系统的安全、稳定、持续运行提供了保障。虽然继电保护主要的作用是体现在排除问题配件与降低安全事故影响等方面,但是该装置的作用并不仅限于此。在20世纪末,国内某大学专门为三峡水坝的回路母线研发出了一类分布型母线保护设备,这一设备是将传统的集中型母线保护划分为不同的母线保护。技术人员会在不同回路的保护屏当中安装这些保护单元,单元之间会留有一定的空隙,不同保护单元之间是通过计算机网络相连接的,这一网络会将回路的所有保护单元构建成为一个完整的体系。各个保护单元会按照该回路的电流量以及由计算机网络所得到的其余回路电流量作为参考依据,从而计算母线的差动保护数值。当结果得出是母线发生了故障问题,那么继电保护装置就会将该回路的断路器隔离,排除故障线路。当外部发生故障问题时,任一保护单元计算结果均显示为外援故障,所以不会发生任何反应。相较于传统的集中型母线保护技术来说,当前这一类通过计算机所实现的分布型母线保护技术能够为电力保护系统提供更加稳定的技术保障。

5.2智能化

随着新型电子芯片的研发和新兴技术的快速发展,继电保护装置的智能化水平不断提升。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,应用神经网络方法则可迎刃而解。例如,在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路就是一种非线性问题,距离保护很难正确作出故障位置的判别,从而造成误动或拒动。如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。其他方法如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。将这些人工智能方法适当结合可使求解速度更快[6]。天津大学从1996年起便开始研究神经网络式继电保护,已取得初步成果。可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。

5.3绿色化

近年来,国内工业领域的发展速度不断加快,国民的生活水平也日渐提升,能够享受到越来越好的物质条件。然而,在经济水平高速提升的同时环境问题日益凸显。现阶段,国内的污染情况越来越严重,资源浪费问题也越来越严峻,国家对环保节能的关注度提升,相关部门出台了很多环保相关的政策和节能策略。由此可知,未来社会将会朝着保护环境、节约能源的方向发展,由此还诞生出了环保产品的概念。无论是从设计、生产、研发、运用等角度来看,继电保护装置都和保护环境、国民健康发展的需求相关。

5.4一体化

在实现继电保护技术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中的一个智能终端。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。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,即实现保护、控制、测量、数据通信一体化[7]。

6提升继电保护技术应用效果的有效方法

6.1配备专业技术人员

当前,科学技术处在不断发展的状态当中,并且继电保护技术尤为重要,对于工作人员的素质提出了较高要求。相关部门需要聘请专业的技术人员,并且组织对于工作人员的专门培训,使其掌握继电保护技术的理论知识和操作原理,从而在电力系统工作中重视继电保护技术的准确运用和电力系统设备的定期排查,从而提高人员素质,促进工作安全有效开展[8]。

6.2重视继电保护器

继电保护器是继电保护技术中主要应用的设备,其使用种类和作业场所的环境都会对其正常使用产生影响。电力企业应该将继电保护器安装到固定电源处且远离对电力系统产生安全隐患的因素,从而保证继电保护器的正常使用。另外,安装具有报警器的继电保护器是必要的,这使得电力企业中的工作人员可以及时通过警报发现设备的故障和安全隐患,从而提升供电工作的质量。

7结语

综上所述,国内的继电保护技术历经了4个发展阶段,由于科学技术与供电体系的快速发展,继电保护技术也朝着多个方向发展。具体表现为朝着网络化、智能化、绿色化的方向发展,这使得相关行业的人员面临着更加复杂的问题,但也推动了继电保护技术的快速发展。

【参考文献】

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【3】刘春晖,钱文晓,杨朋威,等.新一代300Mvar调相机失磁运行特性及保护研究[J].电力工程技术,2019,38(6):154-159.

【4】张英,王军,黄永烈,等.基于电力系统的继电保护可靠性技术研究[J].通信电源技术,2018,35(7):68-69.

【5】石磊,魏晓晨,庞天皓,等.浅析电力系统继电保护的作用及发展趋势[J].城市建设理论研究(电子版),2019(7):184.

【6】高延辉,宋志刚,王春克,等.试议电力系统继电保护技术的现状与发展趋势[J].名城绘,2018(2):306.

【7】王记昌,李仁,吕俊霞.电力系统继电保护和二次回路的现状与发展趋势[J].兵工自动化,2020,39(1):32-34+67.

继电保护的作用和原理范文4

关键词 电力系统 继电保护 不稳定

力系统与人们的日常生活和生产有密切的关系,电力系统中的继电保护就成为人们日常生活用电保护的“安全卫士”,当电力系统出现不稳定的状态时,就难以实现其基本功能和效用,而继电保护装置则会在电力系统出现故障或异常的状态时,迅速进入“战备”状态保护系统,将电力系统中的异常部位加以有效隔离,从而避免其对整个电力系统造成损害。

一、电力系统继电保护不稳定的因素分析

(一)主观人为因素

目前,我国的电力系统继电保护还处于发展和完善阶段,尚未完全实现继电保护的网络化和智能化控制。在对电力系统继电保护的安装、运行等方面,还依赖于人工操作的控制方式,这就不可避免地使电力系统继电保护存在主观人为因素的影响。由于电力系统继电保护操作人员的专业素质和工作态度的差异性,导致电力系统继电保护的电力设备安装、运行等方面存在不稳定因素。例如,继电保护操作工作人员没有严格依照规范实现电力设备的接线操作,或者接线操作出现误操作、电路检修工作落实不到位、维修保养过程不规范、故障原器件更换不及时等现象,致使电力系统继电保护无法有效地发挥作用。

(二)电力系统继电保护的硬件环境因素影响

在电力系统继电保护的硬件环境之中,不同的内部模块各有其应用功能,诸如中央处理模块负责继电保护的总控制;电源供应模块负责实现对继电保护的电源供应;数字量输入模块负责相关电力数字信息的搜索和处理等,它们与继电保护体系连为一体,如果其中一个模块出现故障或异常,都会造成继电保护系统的故障或异常。

在电力系统继电保护中,三相和分相操作继电器箱、交流电压操作箱等辅助装置,也是继电保护运行中不可忽略的影响因素。继电保护系统中的通信和接口装置也是不可忽视的影响因素,由于继电保护的通信受阻故障,也会导致继电保护装置无法正常运行。

电力系统的继电保护装置中,电流互感器和电压互感器二次回路也会对继电保护产生影响。如果电流互感器出现饱和现象,则会使继电保护动作出现误动或延迟动作的故障问题,引发区域内的大面积停电。如果电流互感器出现误差,则对其传变一次电流产生较大的影响,极大地影响继电保护的工作效能和质量。另外,电力系统继电保护的二次回路出现老化现象或者出现绝缘现象,也会使继电保护的正常动作出现故障。

(三)电力系统继电保护的软件环境因素影响

在电力系统继电保护运行程序之中,如果出现软件输入数据值错误或存在逻辑分析错误、数据转化错误、编码错误等现象,则会使继电保护系统出现异常,难以有效、严谨地分析相关数据,从而导致电力系统继电保护的不稳定。

二、提升电力系统继电保护准确性的举措

(一)提升电力系统继电保护操作人员的专业素质和能力

在电力系统继电保护中,运行操作人员是主要因素,他们的专业素质和工作态度是保证继电保护稳定性的重要条件。为此,需要提升电力系统继电保护运行操作人员的专业素质,组织运行操作人员学习继电保护知识原理,并熟悉继电保护图纸,能够准确地加以核对,全面了解继电保护现场二次回响端子、继电器信号吊牌、压板等部件,能够在操作过程中严格依照规范进行操作,严格监控继电保护的各项标志,实施安全措施。

同时,继电保护运行操作人员还要全面地认知和了解特殊状况,要能辨识特殊状况下的继电保护操作,了解继电保护特殊状态下的控制措施和方法,并在电力系统出现异常或缺陷的时候,能够及时发现并退出,从而避免给电力系统造成损失。

(二)母差保护处理措施

在电力系统继电保护中,当继电保护出现“母差交流断线”或“母差直流电压消失”的状态信号时,没有专用旁路母线的开关串代线路,则需要及时进行断电处理。

(三)高频保护处理措施

对于电力系统继电保护中的定期通道试验参数不合格的现象,或者出现直流电源瞬间断电的异常现象,需要实现高频保护措施,对其及时进行断电处理。

(四)距离保护处理措施

在电力系统继电保护的三相电压断线的异常情况下,如果助磁电流不符合规定,则需要及时加以距离保护处理措施,实施断电处理。

(五)微机保护处理措施

在电力系统继电保护中,如果继电保护的CPU出现异常状况,则要及时果断地退出保护。

三、提升电力系统继电保护可靠性的举措

(一)确保电力系统继电保护装置的质量可靠性

在继电保护装置的管理与控制过程中,要严把继电保护装置的质量关,对其制造和采购环节加以严格把控,将劣质的继电保护元件阻挡在系统之外,而尽可能地选用故障率低、使用寿命长的元器件。

(二)加强对晶体管保护的抗干扰能力

在电力系统继电保护中,为了增强晶体管的抗干扰能力,可以采用加设接地电容、隔离变压器、使用屏蔽电缆、增设闭锁电路等方式,对晶体管加以监视和管控,并要防止高压大电流、断路故障对晶体管的干扰性影响。

四、对电力系统继电保护不稳定状况的处理方法

(一)采用保护装置和后台监控的处理方式

在继电保护的故障信息提示系统中,运行操作人员要详细记录继电保护的故障代码,明确继电保护故障的准确位置、时间和类型,了解继电保护故障产生的原因,并实行针对性的处理措施。还可以充分利用计算机后台系统,进行故障原因分析和处理,提升继电保护故障处理效率。

(二)采用科学有效的继电保护检查策略

在对电力系统继电保护的检查工作之中,可以采用不同的科学方法加以排查:第一,逆序检查策略。当计算机后台数据记录和分析系统无法准确查找故障位置时,则需要采用逆序检查的策略,逐步排查,直至发现故障位置,适用于保护装置出现误动的现象。第二,顺序检查策略。当保护装置无法正常启动或逻辑运行出现问题时,可以采用逐一检查的方式,判定故障位置。第三,整组试验策略。这是与其他检查方法相结合的综合性策略,主要是检测继电保护是否仍旧处于正常运行状态。

五、结语

随着我国通信技术和计算机技术的普及,电力系统继电保护也充分运用先进的科学技术手段,对电力系统继电保护故障或异常的状态加以全面的分析和监控,针对电力系统继电保护故障或异常出现的原因,提出继电保护准确性和可靠性的处理措施,并采用不同的处理方法和策略,实现对继电保护故障的分析和处理,从而引领我国的电力系统继电保护向智能化、数字化、网络化的方向发展,为确保电力系统的安全与稳定创造条件。

(作者单位为国网山东省电力公司德州市陵城区供电公司)

参考文献

[1] 张立涛.电力系统继电保护不稳定的原因及事故处理[J].企业技术开发,2016(03).

[2] 韩森.电力系统继电保护问题分析[J].中小企业管理与科技(下),2016(01).

继电保护的作用和原理范文5

关键词:电流互感器;继电保护;电流;影响;措施

中图分类号:TM451 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 24-0000-01

一、前言

在电力系统中,电流互感器的饱和与否对继电保护装置的影响非常大,会直接影响到继电保护装置的安全稳定运行,随着社会工业的不断发展,电力系统的供电容量也不断地增大,但是系统短路电流也在急剧增加,电力系统中的电流互感器饱和问题也日益突出,对继电保护产生重要影响,本文对其进行了简单的论述,并提出了一些具体的解决措施,希望对电力系统的安全、稳定运行提供一定的帮助。

二、电流互感器原理

电流互感器简称CT,其原理是依据电磁感应原理,将一次回路中的大电流变化成二次回路中的小电流,然后供给测量仪器继电保护装置或者其他的类似装置,电流互感器的主要用途是对被测电流进行变换,其优点就是比普通的变压器输出的容量小,按照其性能和用途可以分为两大类,一类是用来测量用电流互感器,另一类是用来保护用电互感器。

三、电流互感器饱和对继电保护影响的基本原理

电流互感器的饱和对继电保护装置影响非常大,想要继电保护装置能够安全稳定运行,电流互感器就必须要真实的反应一次电流的波形,尤其是当出现故障的时候,电流互感器不仅要反映出故障电流的大小,还要反映出电流的波形和相位,以及电流的变化率。电流互感器的饱和分两种,一种是稳态饱和,另一种是暂态饱和,而使电流互感器饱和的原因有很多,如电流非周期分量的大小、二次侧负荷大小及铁芯剩磁、一次系统的时间常数的大小等。

(1)稳态饱和主要是由于一次电流的值过大,致使二次电流不能正确传变一次电流。

(2)暂态饱和主要是由于大量的非周期分量进入电流互感器饱和区造成的。

电流互感器的饱和,严重影响了继电保护装置的稳定运行,使其不能安全、快速的进行工作,使其保护拒动、延迟动作等,极大的降低了继电保护装置的测量故障的准确性。

四、电流互感器对继电保护装置的影响

(一)电流互感器对电流保护的影响

等效动作判断依据为:I J>I p;

I J:是继电器短路的电流二次值;

I p:是电流继电器的定值;

根据以上式子可知,当电流互感器处于饱和状态时,二次侧的等效动作变小,使得保护产生拒动。

(二)电流互感器饱和对速断保护的影响

电流速断保护是指当电流增大时的瞬时保护动作,当被继电保护的区域出现短路时,短路电流中的非周期分量变大,电流互感器处于饱和状态,使得继电保护装置的电流小于实际电流,达不到速断保护的动作值,这样就极大的影响到了速断保护的工作,只有当电流互感器恢复正常时速断保护才能正常工作。

(三)电流互感器饱和对母线的影响

电流互感器的饱和使得母线保护在设计和整定时面临许多困难,电流互感器的母线多数都采用电流差动式保护,利用对CT二次测电流瞬时值差动的原理,可以实现对母线的快速保护,当电流互感器出现饱和状态时,使得二次测电流差动原理遭到破坏,导致保护误动作,由此可见,电流互感器的饱和对母线的影响非常严重,我们必须认真研究保护闭锁和开放时刻,尽量避开CT饱和对保护的不良影响。

(四)电流互感器对方向纵联保护的影响

当电流互感器处于饱和状态时,只要电流方向不发生故障,方向纵联保护一般不会出现故障,除非出现区外故障,此刻的测保护检测到的故障电流超过了方向纵联保护启动电流,而线路负荷端的保护却因为电流互感器处于饱和状态而未持续发出区外故障闭锁信号,使得方向纵联保护出现误动。

五、防治电流互感器饱和对策

电流互感器对继电保护装置影响非常大,继电保护装置能否正常、安全工作取决于电流互感器的饱和与否,避免电流互感器的饱和,具体措施如下:

(1)避免CT饱和:CT饱和也受电流互感器二次负载阻抗的大小影响,所以,要选用额定阻抗和额定容量较大的电流互感器,减少电流互感器的二次阻抗,因为电流互感器的额定二次电流是5A和1A,相同容量下的二次电流5A要比1A的允许二次阻抗差25倍,所以要尽量提高CT的允许二次阻抗值。

(2)采用TP类电流互感器:这类的电流互感器适用于短路电流中非周期分量暂态影响的情况,TP类电流互感器一般在最严重的暂态条件下不饱和,二次电流的误差在规定范围内。

(3)采用抗饱和的继电保护装置:应该采用对电流饱和不敏感的保护原理和对电流互感器饱和不敏感的数字保护装置。

(4)尽量将继电保护装置就地安装:继电保护装置就地安装可以缩短二次电缆的长度,减少互感器负担,避免饱和。

此外,目前国内外的主要抗饱和方法有很多,比如:波形判据法、局部测算法、使用饱和发生器、增大保护级CT变比、限制短路电流、减少CT的二次额定电流等等。

六、结束语

综上所述,电流互感器的选择与配置不当,会直接引起继电保护装置的不正确动作,造成电力故障,在继电保护装置中,电流互感器对继电保护的正确、快速动作起着决定性作用,所以,电流互感器的饱和也直接影响着继电装置的可靠运行,本文对电流互感器的原理进行介绍,分析了电流互感器对继电保护装置的影响,也提出了一些解决措施,希望对电力系统的安全稳定运行提供借鉴。

参考文献:

[1]李升健,黄灿英,谌争鸣.保护用电流互感器的性能验算方法及实例分析[J].电工技术,2013(10):59-60.

继电保护的作用和原理范文6

关键词:继电保护;课程;教学模式

中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2013)01-0033-02

电力系统、计算机技术、电子技术与通信技术的飞速发展给电力系统继电保护不断注入了新的活力,提出新的要求。现代电力系统是高度数字化、信息化和自动化的超大区域网络结构,电力系统继电保护是对其安全稳定运行至关重要的一门技术[1]。21世纪继电保护的未来发展趋势是计算机化;网络化;保护、控制、测量、数据通信一体化;智能化[2]。以新疆农业大学(以下简称“我校”)为例,在现有教学模式基础上,本文探讨继电保护课程教学中提高学生实践与创新能力的方法,为将学生培养成具有实践能力、创新精神的人才而努力,为该课程的教学改革提供理论支持和智力保证。

一、电力系统继电保护课程的特点

我校“电力系统继电保护原理”课程理论教学36

学时,网络教学6学时,总计42学时,作为电气工程及自动化及农业电气化与自动化的专业必修课,设置在大四上学期初;“微机继电保护”课程共26学时,均为课堂理论教学学时,作为专业选修课安排在“电力系统继电保护原理”结束后的大四上学期末开设,目的是顺应现代电力系统高度数字化的趋势,让学生了解现代数字式继电保护硬软件的知识,内容涉及到原理、保护算法、硬软件设计方法等;“继电保护课程设计”为期一周,与“微机继电保护”同时安排在大四上学期期末,目的是培养学生综合运用所学的基础理论知识分析与解决电力系统中的实际问题的能力[3]。

二、继电保护课程教学存在的问题

为适应现代数字电力系统继电保护技术的新发展,目前我校继电保护的教学内容已加入“微机继电保护”,作为少学时内容与“电力系统继电保护”共同设置在大四上学期,同时开设的其它几门专业课使得学生大四上学期课程较为集中,学习任务量较大。此时学生即将面临毕业设计开题、复习考研或找工作,第一学期过高的学习任务和课程的相对集中对其学习效果有一定影响;在课程教学上,基本停留在传统模式:即利用板书或者多媒体课件形式,将继电保护原理及其实现方法按照教材的章节和顺序进行课堂讲授,这主要存在以下几个问题。

(一)重理论,轻实践,无法提高学生的实践能力与创新精神

对教师而言,继电保护原理单纯靠板书或多媒体课件较难讲透;对学生而言,继电保护内容比较抽象且实践性强,知识描述更需要形象化演示去理解,配合学生自主实践学习才会有好的效果。比如,“零序过电流保护原则上是按照躲开在下级线路出口处相间短路时出现的最大不平衡电流来整定”,若单纯由教师口头讲授原理,学生难以理解; “微机继电保护”课程主要分析现代数字式继电保护软硬件相关知识,内容涉及原理、保护算法、硬软件设计方法等。若单纯讲解微机继电保护算法,使学生难以消化,从而会削弱其学习的积极性。

(二)教学理念不够强,教学内容需要优化

继电保护课程组与“单片机技术”、“数字信号处

理”、“电力系统自动化”、“高低压电气设备”等课程有很多联系,但教学上往往孤立、脱节,缺乏全局梳理,使学生对继电保护完整系统缺乏全面认识。课堂上,教师若能将继电保护教学作为一个整体,以实例联系相关课程内容,紧跟行业发展前沿并且结合实践,教学效果会更好;此外,目前继电保护教科书内容繁多,与其他专业课程也有所重复,需要对课程内容进行整合优化。

(三) 学生自主选择力不强

学生对继电保护内容的兴趣点各有不同,部分学生未来并不从事继电保护工作,或考研方向与此关系不大。目前情况是,继电保护课程组教学课时相对较多,内容较为宽泛,对于上述内容部分学生显得索然无味,学生根据自己情况自主选择的能力不够强。为此,以学生为本,可以在课程形式上稍做一些调整。

三、教学模式的探索及实践

针对继电保护课程教学存在的问题,本文探讨了几种改进模式和方法,且部分已开始具体实施,取得了一定的教学效果。

(一)优化专业培养计划

将原本设置在大四上学期分开教学的“电力系统继电保护原理”和“微机继电保护”两门课整合为一门,设置在大三下学期。“继电保护课程设计”可设置在大四上半学期。这样设置有两方面考虑:内容上,减少学生学习任务量,突出重点,使教学有针对性。比如,可缩减“电力系统继电保护原理”教材中电磁型继电器、断路器等与“高低压电气设备”教材有所重复的内容,减少或者删除“微机继电保护”教材中与“微机原理与应用”、“单片机技术”“数字信号处理”等相关课程的重复内容;时间上,我校电气专业学生于大三至大四暑假期间设置了为期5周的发电厂生产实习,实习前对继电保护内容的理论学习,为生产实习期间学生对继电保护装置、电力系统设备等内容建立感性认识打下基础,从而提高学生的实践与创新能力。

(二)改进教学手段与教学方法

教师可采用多样化的教学手段和方法进行教学。以传统教学手段为辅,以现代化网络媒体、实验教学等方式为主。以提高学生学习的积极性及其实践创新能力为目的,建立学生对电力系统继电保护的整体概念,使学科前沿知识与教材内容相结合,课堂教学与实践教学相结合。

1.网络课程建设。利用学校现有网络平台,上传电子教案、视频,演示动画等资源,并建立一套自测系统,使学生可以主动借助网络课程平台观看和使用这些资源。教案、课件既可以作为学生的预习资源以及弥补疏漏的课后复习资料,也可以作为教师选择的教学资源库;视频资源以声、像集合的形式使学生直观了解继电保护的动作过程及原理;具有交互性的演示动画可以提高学生学习的趣味性,比如,利用FLASH将继电保护动作过程制作成SWF动画,或用Visual C++开发保护动作演示模块[4];自测系统可以使学生在正式考试前自我检测,弥补疏漏的知识点。利用网络交互平台有助于增强课后教师与学生之间的互动性,使教师及时了解学生遇到的问题并展开网上讨论,以提高学生对课程学习的主动性。因此,网络资源的建设需要教师有针对性地选择教学内容,或利用专业软件开发演示模块,并及时更新资源。目前,我校网络课程建设已取得初步成果。

2.实验平台建设。微机保护已成为当前继电保护的主要形式。华北电力大学、湖南大学等高校先后自主开发了微机型线路保护教学仿真实验装置。实验平台建设思路为面向实践平台的建设,使学生能够对本专业内容形成完整的知识链[5]。我校可采用引进设备或者利用现有教师队伍和资源对微机继电保护实验设备进行开发。目前,我校基于TMS320F28335+PC机的继电保护教学实验平台的研制正在进行。

实验平台可作为本专业教学科研平台,不仅方便用于学生实验、课程设计和毕业设计,也可以作为教师的科研平台。该平台能够使学生直观了解微机继电保护硬件结构,并且通过配置不同的软件模块实现不同原理、不同对象的继电保护功能;开设综合性实验和设计性选做实验,有利于提高学生的积极性及实验、设计能力,有助于开阔学生的视野、发挥创新能力。

3.课程设计内容优化,加强毕业论文设计。课程设计是培养学生的实践能力、创新能力和综合能力的重要环节[6],在传统设计内容基础上可以充分利用实验平台,先进行整定计算,后在平台上模拟故障时继电保护动作;建立以任务驱动,由教师引导、学生进行自主探究学习的框架。根据继电保护原理建立主题,比如,电流保护、距离保护、纵差保护等;也可以根据继电保护对象形成“主题”,比如,电力变压器保护、输电线路保护等。

课程设计可以在大三下学期上课期间布置下去,使学生带着问题学习,并结合大三暑假为期五周的“发电厂生产实习”,使课程设计更具针对性、实践性,从而激发学生的创新意识。此外,通过毕业论文的设计强化为工作打下基础。

4.完善评价体系。适应新的教学方法与手段,改进传统课程考核评价方式。继电保护理论课成绩应综合考勤、课堂表现、小组讨论、平时作业、网络自测、综合实验等教学环节进行考评。将平时成绩比例增大,有利于激发学生平时学习的积极性;课程设计可以对每个学生进行公开答辩及严格书面考核;毕业论文(设计)成绩评定标准应以提高学生的实践与创新能力为目的,综合文献综述、论文质量、创新能力、实验态度等因素进行考评。

本文以新疆农业大学电气工程专业、农业电气化专业为例,对继电保护课程的教学模式进行探索与实践,重点激发学生平时学习的主动性,使其能够掌握必要的工程技术、测试方法以及先进设备的研究方法。若能将每个环节都做好做实,师生就能在一整套良好有序的教学体系中受益,从而培养出适应智能电网时代、具有实践能力、创新精神的人才。

参考文献:

[1]何瑞文,陈少华.现代电力系统的继电保护课程教学改革与建设[J].电气电子教学学报,2004,(3).

[2]付乔.继电保护发展现状综述[J].攀枝花学院学报,2006,(2).

[3]李文武,袁兆强.继电保护课程组教学改革的探索[J].中国电力教育,2010,(12).

[4]曾煜晓.继电保护教学培训辅助软件系统的开发与设计[D].济南:山东大学,2008.