试论电力系统继电保护技术及配置应用的现代研究

时间:2022-11-11 15:20:07 浏览量:

摘 要 电子技术、计算机技术、通信技术以及互联网技术得到快速发展,有效推动了电力系统的发展,因此对其系统中所应用的继电保护技术提出了更多新要求。然而在继电保护过程中怎样才能有效避免故障的发生,提升供电系统实际运行效率和继电保护质量,就成为现阶段相关工作人员以及部门必须进行探究的问题。下文中笔者将结合自己的工作经验,谈谈我国继电保护技术的相关问题,旨在为我国电力系统的安全运行尽绵薄之力。

关键词 电力系统;继电保护技术;配置应用

1 引言

随着经济建设的不断发展,对于电力系统的能源保障工作也提出了更高的要求,要实现能源的安全、平稳供应,就必须在电力系统的工作中,实现良好的继电保护技术与配置应用,从而实现良好的电力系统运行。作为继电保护技术如何才能有效遏制故障,使电力系统的运行效率及运行质量得到有效的保障,是继电保护工作技术人员需要解决的技术问题。

2 电力系统中继电保护的重要作用

继电保护就是在电力系统出现不正常现象或者是系统故障等问题时,使用相应的电气化自动装置迅速将这部分故障从系统中切除;或者是在电力系统发生异常情况时电力系统立刻发出相应的警示信号,进而有针对性地減少发生故障的范围,降低各项损失,从而确保电力系统可以正常且有序地运行。因此电力系统的重要作用是不能够被忽视的,首先,在电力系统中如果被保护元件发生问题,继电保护能够有选择性地将故障元件从中去除,进而保证没有故障的部分能够正常运行,并且不会对故障部件造成再次伤害。其次,一般系统中受保护的元件出现异常,继电保护就能够及时对其进行反应,然后按照相应的维护规范和条件来对其进行适当的动作。

3 继电保护发展现状

20世纪60年代是晶体管继电保护技术开始的到发展。70年代中期起,基于集成运算放大器的集成电路保护开始投入研究,到80年代末集成电路保护技术逐渐取代晶体管保护技术,集成电路保护技术生产、应用持续到90年代初。此时,我国从70年代末开始进行计算机继电保护的研究,这一研究工作在高等院校和科研院所起到先导作用,成功研制了不同原理、不同类型的微机保护装置。在1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用,揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护电力系统的推广开辟了道路。在主设备保护方面,关于发电机失磁保护和发电机保护——变压器组保护、微机线路保护装置、微机相电压补偿方式高频保护、正序故障分量方向高频保护等也相继研究成功,为不同原理、不同机型的微机线路保护装置,为电力系统提供了新一代性的继电保护装置。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果,此时,我国继电保护技术进入了微机保护的时代。目前,继电保护向计算机化、网络化方向发展,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化对继电保护提出了艰巨的任务,也开辟了研究开发的新天地。随着改革开放的不断深入、国民经济的快速发展,电力系统继电保护技术将为我国经济的大发展做出贡献[1]。

4 电力系统中继电保护的配置

4.1 继电保护装置的任务

在电力系统中所使用继电保护技术就是在系统原件发生异常以及出现短路等情况时导致的电量变化进而所构成的继电保护动作。而在继电保护过程中,其装置要完成以下任务,在电力系统进行正常供电时一定要对设备实际运行情况、系统监视状态等进行了解,进而为系统值班人员提供良好的参考依据。这样一来就能够在供电系统发生故障或者异常时,快速、及时以及有选择性地对故障部分进行切除,进而保证没有故障的部分可以在正常的状态进行运行,同时一旦发生异常,继电保护还要做出精准、及时预警信号动作,可以让工作人员能够快速且有效地对故障进行处理。

4.2 继电保护装置的基本要求

选择性。在电力系统出现故障或者异常时,保护装置就应该对故障部分加以明确,然后有针对性地对故障区域进行切除。首先,先将靠近故障区域的断路器进行断开,进而可以确保出故障区域外系统中其他部分运行正常。其次,为了进一步满足相邻线路和设备之间的有效配合,就需要使装置的速动性以及灵敏性之间进行有效配合。灵敏性。保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电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。速动性。是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度,加快系统电压的恢复,从而为电气设备的自启动创造了有利条件,同时还提高了发电机并列运行的稳定性。可靠性。保护装置如不能满足可靠性的要求,反而会成为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,必须确保保护装置的设计原理、整定计算、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]。

5 电力系统继电保护发展趋势

继电保护技术向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化方向发展。随着计算机硬件的飞速发展,电力系统对微机保护的要求也在不断提高,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,与其他保护,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,使微机保护装置具备一台PC的功能。为保证系统的安全运行,各个保护单元与重合装置必须协调工作,因此,必须实现微机保护装置的网络化,这在当前的技术条件下是完全可行的。在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上是一台高性能,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆投资大,且使得二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在室外变电站的被保护设备旁,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆[3]。

6 在电力系统中继电保护装置的实际应用

大量的调查数据分析显示,继电保护装置通常被应用在工厂、企业内部的变电站以及高压电站中,并且它还能被有效使用在供电系统中电容器保护、输电线路保护以及主变保护中。虽然在高压供电系统中已经安装了分段母线保护装置,如对并列运行的母线安装了相应的电流速断保护装置,但是通常情况下,这一装置只是在断路器合闸时才能进行使用,而在合闸以后这一动作就会被解除。此外,还要在电力系统中安装相应的电流保护,而在進行负荷等级不高的配电时可以不对其进行保护。就现阶段实际情况来看,在变电站中的继电保护装置通常主要应用在下面几个方面上:首先,线路保护。在线路保护过程中,一般都是使用二段式以及三段式来进行电流保护。通常一段式就是指电流速断保护;二段式是在按照规定时间来进行的速断保护;三段式指的是过电流的保护。其次,主变保护。主变保护通常可以被分为两类:一类是主保护,另外一类是后备保护。主保护就是对变电器差动保护以及重瓦斯保护等;而后备保护则主要负责对负荷电压的过流保护。再次,母联保护。在应用这一方式来进行保护时,还要安装相应的电流保护以及电流速断保护等,进而保证变压器能够顺利进行工作。最后,电容器保护,此种保护方式通常被应用在失压、过压、过流以及零序电压保护等方面[4]。

7 结束语

在社会的经济建设过程中,对于电力系统的能源保障工作发展也提出了更高的要求,只有通过技术上的更新,才能够实现能源的安全、平稳供应。在电力系统的工作中,只有实现良好的继电保护技术与配置应用,才能够保障良好的电力系统运行能力。需要注意的就是,在对继电保护技术更新时一定要尽可能地保证电力系统中的各环节能够协调发展,进而有效避免系统事故的发生,以免工作电力系统运行出现瘫痪,对电能传输、运转的能力造成影响。

参考文献

[1] 李滨.试论电力系统继电保护技术及配置应用[J].黑龙江科技信息,2014,(2):104.

[2] 王艺.浅谈电力系统继电保护技术及配置应用[J].大观周刊,2012,(48):140.

[3] 李向武.试论电力系统继电保护技术及配置应用[J].东方教育,2013,(11):178.

[4] 王彬.电力系统继电保护技术的应用现状及发展趋势研究[J].城市建设理论研究,2014,(10):34,36.

作者简介

任春梅(1980-),女,学士,工程师,主要研究方向:电力系统继电保护、通信协议及测试技术。

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