继电保护装置在电力系统中的应用研究

继电保护装置在电力系统中的应用研究

(国网山西省电力公司晋中供电公司山西省晋中市030600)

摘要:目前,由于社会的发展,继电保护装置在电力系统中得到了广泛的应用,在变电站对电力变压过程中,以及断路器在输送电流过程中,继电保护装置能够有效的监测电力系统中的运行状态,记录其中发生的故障情况,并且有效的保证输电线路的稳定运行。在电力系统正常运行过程中,它的作用是:能够有效的保护电力系统中的元件。本文就继电保护装置在电力系统中的应用进行分析研究。

关键词:继电保护装置;电力系统;应用

继电保护在电力系统安全运行中起着至关重要的作用,能够及时发现电力系统存在的故障,及时跳闸关闭电源,发挥警报信号,减轻故障对整个电力系统的破坏,有效的保证了电力系统的安全运行,对电力系统发展具有重要意义。

1继电保护装置的概念及其基本任务

电力系统继电保护装置是在电力系统发生故障和运行不正常时,能够及时向运行值班人员发出告警信号,或直接发出跳闸命令,快速切除故障,消除不正常运行状态的重要自动化技术和设备。

继电保护的基本任务是能够自动迅速,有选择的跳开特定的断路器,使电力系统的故障部分快速从电力系统中分离,达到最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏,同时将电力系统安全供电影响降到最小;二是能够反映电气元件的不正常运行状态,同时要依据不正常运行状态以及设备运行维护条件的不同向值班人员发出信号,以便及时进行处理,反应电力系统不正常状态的继电保护装置通常带有一定的延时动作。电力系统对继电保护装置要求具备速动性、选择性、灵敏性以及可靠性。

2继电保护装置要求

对继电保护装置的基本要求主要有四点:即选择性、灵敏性、速动性和可靠性。

2.1选择性

系统发生故障时,要求保护装置只将故障的设备切除,保证无故障的设备继续运行,从而尽量缩小停电范围,达到有选择地动作的目的。

2.2灵敏性

保护装置对在它保护范围内发生的故障和不正常工作状态应能准确地反应。也就是说保护装置不但在最大运行方式下三相金属性短路时能够灵敏地动作,而且在最小运行方式和经过较大过渡电阻的两相短路时,也能有足够的灵敏度和可靠的动作。

2.3速动性

速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障。缩短切除故障的时间,就可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。

2.4可靠性

可靠性是对继电保护装置最根本、最重要的要求。可靠性要求保护装置应有正确的动作,即该动的时候不应该有拒绝动作;不该动的时候不能有误动作。继电保护装置的拒绝动作和误动作都会给电力系统带来严重的危害,因此,要做好设计原理、整定计算、安装调试、各元件质量和运行维护等方面的工作,确保继电保护装置的可靠性。

3继电保护装置在电力系统中的应用

3.1母线保护

母线继电保护主要分为两种,即差动保护和相位对比保护。差动保护主要是把变化和特点都一致电流互感器设置在系统母线元件上,当其二次绕组与系统母线侧边端子进行连接之后,再把继电保护器安置在系统母线差动位置上。相位对比保护主要是通过相位的对比方式,以提高系统母线保护有效性。在小电流接地过程中,系统母线保护应设置在相间短路中,并通过两相连接的方式来实现。在大电流接地过程中,系统母线保护则是通过三相连接的方式来实现。

3.2变压器保护

变压器是电力系统的重要组成元件,对电力系统稳定性和运行安全性起着至关重要的作用。因此,必须加强对变压器的继电保护。

3.2.1接地保护

对于直接接地变压器保护,则采取零序电流的保护防范,在变压器接地两侧设置零序保护动作,并通过电流互感器产生相应的零序电流。而对于不接地变压器保护,则应采取间隙零序保护措施。

3.2.2瓦斯保护

主要是变压器油箱产生故障时,油和绝缘材料在故障电弧内产生分解作用,形成有害气体。瓦斯保护作为变压器故障重点,当油箱产生故障时,能够及时启动保护动作,切断变压器电源,并发出警报信号。

3.2.3短路保护

变压器短路保护主要有过电流和阻抗保护。过电流继电保护主要是过电流继电保护器安置在变压器电源两边电流及时间元件中,当电流元件运行一定时间后,就会跳闸并切断电源。阻抗继电保护主要是利用变压器阻抗元件产生的保护作用,当阻抗元件运行一定时间后,则会跳闸并切断电源,对变压器起到很大的保护作用。

3.3电容器保护

对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。随着继电保护技术的飞速发展,微机保护的装置逐渐投入使用,由于生产厂家的不同、开发时间的先后,微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面,但基本原理及要达到的目的基本一致。

4继电保护装置的发展趋势

4.1继电保护网络化

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,使社会生产和社会生活发生了翻天覆地的变化。也为微机继电保护提供了强有力的通信支持。到目前为止除了差动和纵联保护外,所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于快速、准确地切除故障元件,尽量缩小事故范围,其主要原因是缺乏强有力的数据通讯、数据处理、数据上传的联网手段。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实现网络化,将每一点的保护装置都串联起来,统一由主站协调管理,即实现微机保护装置的网络化。实现微机保护装置的网络化,可以在最短的时间内,准确地判断出故障的性质、位置及故障参数的检测、发生故障的原因等,并在最短的时间内发出指令给相应的保护装置,快速切除故障,缩小故障的范围,提高整个系统安全性、可靠性。

4.2自适应控制技术在继电保护中的应用

自适应继电保护的思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化,进一步改善保护的性能。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,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。

4.3人工神经网络在继电保护中的应用

专家系统、人工神经网络(ANN)和模糊控制理论逐步应用于电力系统继电保护中,为继电保护的发展注入了活力。基于生物神经系统的人工神经网络具有分布式存储信息、并行处理、自组织、自学习等特点。其应用研究发展十分迅速,目前主要集中在人工智能、信息处理、自动控制和非线性优化等问题。近几年来,电力系统继电保护领域内出现了用人工神经网络来实现故障类型的判别、故障距离的测定、方向保护、主设备保护等。如用人工神经网络原理来实现高压输电线路的方向保护,提出用BP模型作为方向保护的方向判别元件。研究结果表明,该方向判别元件能准确、快速地判别出故障的方向。该方法充分说明了人工神经网络所具有的强大的自适应能力、学习能力和模式识别能力。

结束语:

继电保护对我国电力系统的平安运行,起着不成替代的浸染,在我国经济持续成长,对电力要求不竭增年夜的情形下,要做好继电保护工作,就要从各方面临继电保护的根基使命和意义,以及起保护浸染的继电保护装配有深刻的体味,并要实时把握未来手艺成长的标的目的。

参考文献:

[1]浅论继电保护自动化技术在电力系统中的应用[J].林夙姗.科技展望.2015(11)

[2]探究电力系统继电保护技术的现状与发展[J].蒙小康.现代国企研究.2016(02)

[3]浅谈电力系统继电保护现状与对策[J].胡伟伟.中国新技术新产品.2014(14)

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