10kV高压配电微机保护的故障研究

发表时间:2020/5/22   来源:《当代电力文化》2020年2期   作者:张恒
[导读] 目前,随着经济的不断发展,供电的安全性和稳定性也受到了人们的广泛关注
         摘要:目前,随着经济的不断发展,供电的安全性和稳定性也受到了人们的广泛关注,而微机保护对于电力系统来说至关重要,是提高电网稳定性以及管理自动化的主要条件。微机保护装置能够对电网运作进行监测、保护、判断、管理,保证电网正常运作,提高供电系统的整体运作效果。但对于10kV高压配电微机保护装置而言,却常常存在故障现象,对此本文便针对这些故障现象进行分析,并提出了相关的改善策略。
         关键词:10kV配电;微机保护;故障问题

引言:电力如今已经成为了我国经济发展以及人们生活中不可或缺的一种资源,而随着电力产业的快速发展,使得各个行业和领域对于电力的需求也越来越大,同时对于电力供给的质量也有着更加明确的要求。在这一环境下,电力系统中也出现了各种问题,但对于这些问题来说,安全始终是第一位的,因此当前电力产业所需要解决的最主要的问题便是供电安全问题,而微机保护装置则能够很好地提高供电的安全性,提高输配电的稳定性,但微机保护装置本身却也会受到各方面因素的影响而出现故障现象,因此只有解决微机保护装置的故障,才能更好地为电力系统提供保障。
一、10kV高压配电微机保护装置的故障问题
(一)微机保护装置原理及结构问题
         计算机技术的快速发展,在各种领域中都有着广泛应用,而微机保护装置便是计算机技术与高压配电保护结合而形成的技术手段。微机保护装置和以往的电力保护系统并不一样,通过计算机硬件保护原理,利用单片机型作为主体,与其他多种存储器结合而形成。微机保护装置的保护原理便是利用地址总线和控制总线以及数据总线等结构与外部扩展电路进行连接,结合软件预设的程序流程来运作,能够根据电力系统的状态信息来计算出相关参数并进行判定,若参数和预定的预警信息吻合,则自动跳闸或发送警报,对电力系统进行保护。
(二)传统检测设备适用性问题
         目前,传统的电力系统检测方法和设备只能在电磁型保护中产生作用,对于较为复杂的电力系统则常常不能满足检测要求,已经不适用于多类系统及多种情况的电力系统保护,其原因主要有以下几点:第一,微机保护电路的数据传输方式和途径较为单一,数据流波形自变量为离散时间;第二,在信号模拟方面,部分信息并非至关重要,如信号幅值信息,信号幅值是将固定门限值作为依据,通过信号的对比,分析信号限值和系统时钟与信号的联系;第三,微机保护系统结构较为繁杂,通常情况下,为了进一步提高微机保护装置的保护效果,会应用更多的集成电路芯片,但若想对电力系统的整体性能实施监测,则需要利用专门的监测设备,而传统的设备显然并不能适用。
(三)故障案例分析
         某工程总占地面积,配电房为10kV高压配电房,利用微机保护装置来对配电房进行保护,并在变压器柜和出线柜等多个结构设计单独的保护装置。但出线柜却多次出现功率异常等问题,于是便对出线柜进行连续5日的追踪检查,发现其中出线柜出现功率数值异常偏高的问题。为了进一步了解故障的具体情况,对发生故障出柜线的微机保护装置进行分析,并通过前后数据对比的方式发现故障的起因为交流信号采样板异常、信号采集异常、CPU板运放异常三个因素,而这些因素导致了出柜线独立的危机保护装置发生故障[1]。


二、10kV高压配电微机保护装置故障问题的改善
(一)通信线路的防雷
         为了避免感应雷电波信号对于二次电缆的影响,导致微机保护装置收发端模块的损坏,必须要利用分级保护的手段来保护好通信线路,保证电子元件不会受到外界过电压的影响而出现故障。可以将信号避雷设备加装到电缆二次设备中,之后通过瞬态过电压保护装置来穿插线路中,避免过压雷电波入侵对于线路和设备的影响,进而更好地保护电力系统免受侵害。同时,在信号接入口处等位置和后台监控信号线之间增设过电压保护装置,因为雷电常在接触电缆时产生极大的雷电压,这些雷电压会通过电缆而传输到设备设备内部,所以还需要将后台监控计算机和多个结构的保护单元的线路更换为屏蔽电缆[2]。
(二)加装浪涌保护器
         浪涌保护器对于电力系统来说,是防护雷电的主要方式,浪涌保护器能够将侵入线路中的瞬时过电压控制在系统所能够承载的区间之内,或是将多数的雷电引到地下,从而避免电力设备及系统遭受损坏。通常情况下,会在电源的出线部位加装电源浪涌保护器,避免雷电电流脉冲经过电源引出线侵入到电源系统中。电源浪涌保护器可以与电力线路并接,而不同类型的浪涌保护器也具有不同的功能性,但基本上所有的浪涌保护器都具有非线性电压限制结构,可以对电力系统提供有效保护。对于浪涌保护器来说,基本结构有放电间隙、气体放电管、压敏电阻等,放电间隙和气体放电管能够对总配电闸进行有效保护,而压敏电阻则能够对各分配电间进行保护。
(三)系统接地
         若电力系统遇到雷击的情况,配电所单独设立的防雷接地系统很容易会对其他结构形成电势差,进而导致弱电设备的故障问题。而为了有效避免这一问题,需要增设公用接地体,也就是说交流电源和安全保护装置通用一个接地保护系统。接地线是雷电感应和电流传播的途径,若是接地线与导体截面设计不合理,则很有可能会导致系统遭遇雷击时出现接地引线烧毁的问题,进而造成接地电位不断上升,使得设备和线路出现故障。所以针对接地线截面也有较为严格的要求,通常情况下大型电力系统的接地线截面需要保证≥,小型电力系统则需要保证。为了避免地电位导致的过电压引起系统故障现象,则需要利用屏蔽电缆,电力系统的所有信号线都需要进行屏蔽,电源线在进入机房之前需要更改为屏蔽电缆,屏蔽信号线的两端都需要进行接地,避免雷击对于二次回路带来的过电压现象。
结束语:10kV高压配电微机保护是保障电力系统稳定运作的重要手段,电力的稳定供给对我国经济的发展以及人们的生活来说至关重要,因此电力资源的供给质量也成为了国民经济发展的重要保障资源。基于此,在电力系统保护方面则需要进一步提高技术水平,加施保护装置,为电力的稳定安全供应保驾护航。而微机保护装置的功能性则成为了电力系统安全防护的重要途径,但在利用这一装置时也需要对其进行故障监测和保护,让微机保护装置在电力保护方面充分发挥其优势[3]。
参考文献:
[1]樊哲.井下高压配电装置微机综合保护器的研究[J].机械管理开发,2019,34(01):200-201+256.
[2]栗津津.高压柜微机综合保护仪电源故障分析及改造[J].仪器仪表与分析监测,2017(3)
[3]江宝容.10kV高压配电微机保护的故障分析[J].中国高新科技,2018,32(20):109-111.
[4]刘源,于群,薛劲莹,罗邦云,李琰,彭东虎,国翠.电气化铁路对微机保护装置选相元件的影响研究[J].电力系统保护与控制,2014,42(16):127-132.
[5]周巍,张沛超,杨星星.基于RTDS的微机保护实时闭环数字仿真系统[J].电力系统保护与控制,2010,38(16):127-131.
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