电力系统继电保护技术的分析

发表时间:2018/5/8   来源:《电力设备》2017年第36期   作者:付晓达1 王禹嘉1 李梦妍1 李志英1 周博2
[导读] 摘要:电力作为当今社会的主要能源,对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统。
        (1 国网辽宁省电力有限公司检修分公司  辽宁省沈阳市  110003 2 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司  辽宁省沈阳市  110003)
        摘要:电力作为当今社会的主要能源,对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统。电力系统的飞速发展对电力系统的继电保护不断提出新的要求,近年来,电子技术及计算机通信技术的飞速发展为继电保护技术的发展注入了新的活力。如何正确应用继电保护技术来遏制电气故障,提高电力系统的运行效率及运行质量已成为迫切需要解决的技术问题。
        关键词:电力系统;继电保护;评价统计指标;配电运行;配置原则
        电力系统继电保护是指在电力系统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。在电力系统运行中,外界因素(如雷击、鸟害呢)、内部因素(绝缘老化,损坏等)及操作等,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。
        1、继电保护技术发展的历史阶段
        电力系统技术的发展对继电保护提出了新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的发展又为继电保护技术的发展注入了新的动力,继电保护技术的发展,也是科技实力的发展。
        建国后,我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有,在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代,我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术,建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。在引进消化了当时国外先进的继电器制造技术后,建立了我国自己的继电器制造业。在60年代中期我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。
        70年代末开始计算机继电保护的研究,高等院校和科研院所起着先导的作用。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,为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面,东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机变压器组保护也相继于l989年、l994年通过鉴定并投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护,西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于l993年、l996年通过鉴定。至此,不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色,为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。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。从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代,开始走上高科技的发展时代。
        2、配电系统继电保护存在的问题
        2.1电流互感器饱和
        随着供电系统规模的不断扩大,很多低压配电系统短路电流会随着变大,当变、配电所出口处发生短路时,短路电流往往很大,甚至可以达到电流互感器一次侧额定电流的几百倍。在稳态短路情况下,一次短路电流倍数越大,电流互感器变比的误差也越大,使灵敏度低的电流速断保护就可能拒绝动作。在线路短路时,由于电流互感器饱和,感应到二次侧的电流会很小或接近于零,造成定时限过流保护装置拒动。若是在变电所出线故障则要靠母联断路器或主变压器后备保护来切除,延长了故障时间,使故障范围扩大;而若是在配电所的出线过流保护拒动,则将使整个配电所全停。


        2.2二次设备及二次回路老化
        现在我国很多配电系统的继电器是20世纪七八十年代的老式继电器,节点氧化尘太多,压力不够,也会造成保护误动,出口不可靠。我们知道,二次回路分直流和交流2部分,如果交流回路实验端子老化,锈蚀,接触电阻过大,严重时会引起开路,引起保护误动或拒动。直流部分在系统失电和系统严重低电压时可靠性难以保证,事故情况下更难以保证可靠动作,会导致越级跳闸,扩大事故范围。
        2.3环网供电无保护
        目前我国环状配电网基本采用负荷开关为主,目前不设断路器,也没有保护。若装设断路器,由于运行方式变化,负荷转移等因素,继电保护选择性无法协调。目前环网运行方式是开口运行,故障时,故障环网全部停电,绝大部分网络是用人工操作对网络重构来恢复供电。
        3、配电系统继电保护的改进措施
        3.1避免电流互感器饱和
        避免电流互感器饱和主要从3个方面入手:首先是电流互感器的变比不能选得太小,要考虑线路短路时电流互感器饱和问题。其次要尽量减少电流互感器二次负载阻抗。尽量避免保护和计量共用电流互感器,缩短电流互感器二次侧电缆长度及加大二次侧电缆截面。第三是遵守速断保护的原则。高压电动机按起动电流乘以1.2~1.3倍可靠系数确定,如超过其数值就可确定故障电流。时限整定Os。单台变压器按所供电最大1台电动机的起动电流加上其余电动机及照明等负荷的额定电流进行整定,如整定值计算小于变压器额定电流2倍,按2倍的电流整定。超过2倍的电流整定值,按计算数据乘以可靠系数确定,采区变电所内进线柜则遵照最大整定值数据加上其余变压器的额定负荷。按等级划分,确定延时时间,仍有选择性。但短路情况下速断保护无选择性。
        3.2完善环网结构的配套建设
        目前环网结构是电缆网络采用的主要形式,目前还没有性能颇为理想的继电保护装置,为快速隔离故障、恢复供电,可以考虑结合配电自动化系统的建设,继电保护与自动化系统相互配合使用。
        3.3实行状态检修
        继电保护发展至今,从保护原理的设计,到生产厂家制造工艺,到售后服务,各方面都已比较完善。微机保护装置的性能已非常稳定。近几年在我区范围内,由于保护装置性能不稳定引起的误动基本上没有出现过,所发生的保护误动作基本上是保护装置外部原因引起的。因此我们建议对继电保护设备实行状态检修,也就是说,只要保护装置不告警,就不用进行检修。
        3.4增加投入,更新设备
        及时更新保护校验设备,完善供电网络建设,在不影响正常安全生产的情况下,确保各回路均有足够保护整定时间,使保护装置校验做到应校必校,不漏项,不简化。
        结束语:
        随着科技的进步和电力系统的迅猛发展,对继电保护的要求也不断提出新要求,加之电子技术、计算机技术与通讯技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断注入新的活力。因此,新时期的继电保护技术也要与时俱进,未来的电力秉统继电保护技术逐步的走在世界前列。该文在回靥继电保护技术发展历史的同时,也在眺望未来继电保护技术的美好前景。
        参考文献:
        [1]王翠平.继电保护装置的维护及试验[J].科苑论坛.
        [2]严兴畴.继电保护技术极其应用[J].科技资讯,2007.
        [3]周培华.浅谈电力系统中继电保护的发展趋势[J].科技咨询导报,2007
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