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【摘 要】 继电保护是我国现代电网设计与运行的关键环节,是电力系统密不可分的一部分,目前电力继电技术的发展非常迅速,已经发展到微机保护阶段。继电保护不仅要切除故障元件、限制事故影响范围,还要保证全系统的安全稳定运行,因此,确保继电保护的防护以及可靠运行具有十分主要的意义。
【关键词】 电力系统;继电;保护防护
电力系统继电保护装置是在电力系统发生故障以及不正常运行情况下,快速将故障设备切除,或者消除不正常状况的自动化技术设备。当电力系统在运行时遇到故障或者出现危及其安全运行的情况时,电力系统继电保护能及时直接发出跳闸命令或者发出信号以终止事件。
1、电力继电保护系统
继电保护装置就是指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。它的基本任务简单说是故障时跳闸,不正常运行时发信号。继电保护装置的保护原理是根据电力系统发生故障前后电流变化、电压变化、电流与电压之间的相位角改变、测量阻抗发生变化等电气物理量变化,正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生故障。
继电保护装置必须满足的四个基本要求:
(1)选择性:当系统发生故障时,继电保护装置只将故障设备切除,使停电范围尽量缩小,保证无故障部分继续运行;并且采用就近原则,即系统短路时,应由距离故障点最近的保护切除相应的断路器。
(2)速动性:电力系统发生故障时,要求继电保护装置能快速切除故障以提高电力系统并列运行的稳定性,减轻短路电流对于电气设备的损坏程度,减少用户在电压降低的异常情况下的运行时间,并加速电动机恢复正常运行的进程。继电保护装置对不同电压等级的速动性要求不一样,对于35KV及其以下的电路系统,继电保护动作时间可以为0.5秒,而对于110KV及以上的电力系统,继电保护装置切断设备故障的时间为0.1秒,因此其保护动作的相应时间只有几十个毫秒。
(3)灵敏性:灵敏性是指设备或线路在被保护范围内发生金属性短路时,保护装置应具有必要的灵敏系数,即对于保护范围内故障,不论短路点的位置在哪里,短路类型如何,运行方式怎样变化,保护均应灵敏正确地反应。
(4)可靠性:就是在保护范围以内发生属于它应该动作的故障时,不应该由于它本身的缺陷而拒绝动作;而在其它任何不属于它动作的情况下,又不应该产生错误的动作。
电力继电保护系统的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能,经输变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心,最后通过各种设备转换成动力、光、热等不同形式的能量。目前电力系统继电保护正在向计算机化、网络化、数据通信一体化及智能化方向发展。
2、继电保护防护的重要性
电力系统在运行中,可能发生各种故障和不正常运行状态,最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的。在发生短路时可能产生一下的后果:
(1)通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧,使故障元件损坏;
(2)短路电流通过非故障元件,由于发热和电动力的作用,引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命;
(3)电力系统中部分地区的电压大大降低,破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品的质量;
(4)破坏电力系统并列运行的稳定性,引起系统震荡,甚至使整个系统的瓦解。
电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏,但没有发生故障,这种情况属于不正常运行状态。例如,因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高(一般又称过负荷),就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷,使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高,加速绝缘的老化和损坏,就可能发展成故障。此外,系统中出现有功功率缺额而引起的额定频率减低;发电机突然甩负荷引起的发电机频率升高;中性点不接地系统和非有效接地系统中的单相接地引起的非接地相对地电压升高以及系统振荡等,都属于不正常运行状态。
故障和不正常运行状态,都可能在电力系统中引起事故。事故,就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏,并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步,甚至造成人身伤亡和电气设备损坏。
(1)根据对国内外重大事故的总结,电力系统故障的后果是十分严重的,它可能直接造成设备损坏和人身伤亡,加上随之出现的不正常因素的综合效应而导致系统失稳、长期大面积停电事故,破坏了电力系统安全稳定运行,从而直接或间接地给国民经济带来难以估计的巨大损失,因此电力系统最为关注的是安全可靠和稳定运行。在电力系统中,故障一旦发生,必须迅速而有选择性地切除故障元件,这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。而继电保护主要是在故障状态和不正常运行状态起作用,因此直接决定着电力系统故障后果影响的大小,具有非常大的重要性。
(2)电力系统各元件之间是通过电或磁建立的联系,假如出现任何一个元器件的损坏,那么又会在一定程度上影响到整个电力系统的运行。因此,切除故障元件的时间常常要求短到0.1s(甚至更短)而这个任务靠人完成是不可能的。所以要有一套自动装置来执行这一任务。电力继电保护的作用不只在于切除故障元件和限制事故影响范围,还在于充分保证系统安全运行。对继电保护系统中的每个保护单元都共享全系统的运行和故障信息的数据,当出现异常时,使得各个保护单元与重合闸装置分析这些信息和数据,及时判断故障位置和故障距离,自动采取措施,减小电力系统故障的后果。
(3)继电装置保护的作用在于能及时反应电力元件发生故障的位置,或者不正常运行状态的位置,并迅速作出判断采取动作,发出信号或者执行断路器跳闸命令。为了使电力系统中的故障元件免于继续破坏,产生更大损失,并且保证系统中其它的无故障部分迅速恢复正常,继电装置迅速地、自动地、有选择性地将故障元件从电力系统中切除。如果电力系统中出现设备元件的不正常运行,为了避免不必要的动作干扰引起的误动作,一般不要求保护迅速动作,此时继电装置会根据运行维护的条件,根据不正常运行状态危害程度发出信号或者减负荷或者跳闸等等。
3、加强继电保护防护
(1)注重低压配电线路保护
低压配电线路遍布工业、低压配电线路遍布工、农业、服务业的各个角落,同时也深入千家万户。低压配电线路保护应装设短路保护、过负载保护和接地故障保护,电路发生故障时,保护电器应能在规定时间内动作,另一方面,在正常工作和用电设备正常起动时,保护电器均不应动作。要正确处理故障时保护电器可靠动作和有选择性动作的矛盾,同时注意配电箱的进线处不宜装设保护电器,宜装隔离开关;变电所低压屏接出小容量馈线要注重导体热稳定和保护电器的分断能力校验;远离配电变压器的线路应特别校验保护电器动作灵敏性;选用选择型断路器应正确整定其参数,才能保证其选择性等等。
(2)实行继电保护智能化与网络
近年来的实践可以看到,继电保护智能化与网络化的优势正在凸显。新技术的发展诸如电子式互感器的应用、光纤通信取代传统二次电缆,也解决了传统继电保护因为铁芯饱和、长电缆电磁干扰、二次回路难以自检所带来的问题,提高了继电保护的安全可靠性。继电保护网络化是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,实现继电保护能保证全系统的安全稳定运行。
4、结语
继电保护装置在电力系统发生故障时能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除,保证无故障部分迅速恢复正常运行以及系统无故障设备正常运行。因此,继电保护是电力系统发展的安全保障,是保障电力系统安全运行、稳定运行的有利手段。目前继电保护已经得到了广泛的应用,随着科学技术的不断进步,继电保护技术将会越来越先进,为电力系统的正常运行提供良好的保障。
参考文献:
[1]季利明.浅谈电力系统继电保护的意义现状及前景[J].科技致富向导,2011,03.
[2]黄焱.浅议电力继电保护防护的重要性[J].科技与企业,2012,07.
[3]白六平.繼电保护在电力系统中的重要性[J].山西财经大学学报,2007,04.
【关键词】 电力系统;继电;保护防护
电力系统继电保护装置是在电力系统发生故障以及不正常运行情况下,快速将故障设备切除,或者消除不正常状况的自动化技术设备。当电力系统在运行时遇到故障或者出现危及其安全运行的情况时,电力系统继电保护能及时直接发出跳闸命令或者发出信号以终止事件。
1、电力继电保护系统
继电保护装置就是指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。它的基本任务简单说是故障时跳闸,不正常运行时发信号。继电保护装置的保护原理是根据电力系统发生故障前后电流变化、电压变化、电流与电压之间的相位角改变、测量阻抗发生变化等电气物理量变化,正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生故障。
继电保护装置必须满足的四个基本要求:
(1)选择性:当系统发生故障时,继电保护装置只将故障设备切除,使停电范围尽量缩小,保证无故障部分继续运行;并且采用就近原则,即系统短路时,应由距离故障点最近的保护切除相应的断路器。
(2)速动性:电力系统发生故障时,要求继电保护装置能快速切除故障以提高电力系统并列运行的稳定性,减轻短路电流对于电气设备的损坏程度,减少用户在电压降低的异常情况下的运行时间,并加速电动机恢复正常运行的进程。继电保护装置对不同电压等级的速动性要求不一样,对于35KV及其以下的电路系统,继电保护动作时间可以为0.5秒,而对于110KV及以上的电力系统,继电保护装置切断设备故障的时间为0.1秒,因此其保护动作的相应时间只有几十个毫秒。
(3)灵敏性:灵敏性是指设备或线路在被保护范围内发生金属性短路时,保护装置应具有必要的灵敏系数,即对于保护范围内故障,不论短路点的位置在哪里,短路类型如何,运行方式怎样变化,保护均应灵敏正确地反应。
(4)可靠性:就是在保护范围以内发生属于它应该动作的故障时,不应该由于它本身的缺陷而拒绝动作;而在其它任何不属于它动作的情况下,又不应该产生错误的动作。
电力继电保护系统的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能,经输变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心,最后通过各种设备转换成动力、光、热等不同形式的能量。目前电力系统继电保护正在向计算机化、网络化、数据通信一体化及智能化方向发展。
2、继电保护防护的重要性
电力系统在运行中,可能发生各种故障和不正常运行状态,最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的。在发生短路时可能产生一下的后果:
(1)通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧,使故障元件损坏;
(2)短路电流通过非故障元件,由于发热和电动力的作用,引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命;
(3)电力系统中部分地区的电压大大降低,破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品的质量;
(4)破坏电力系统并列运行的稳定性,引起系统震荡,甚至使整个系统的瓦解。
电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏,但没有发生故障,这种情况属于不正常运行状态。例如,因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高(一般又称过负荷),就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷,使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高,加速绝缘的老化和损坏,就可能发展成故障。此外,系统中出现有功功率缺额而引起的额定频率减低;发电机突然甩负荷引起的发电机频率升高;中性点不接地系统和非有效接地系统中的单相接地引起的非接地相对地电压升高以及系统振荡等,都属于不正常运行状态。
故障和不正常运行状态,都可能在电力系统中引起事故。事故,就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏,并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步,甚至造成人身伤亡和电气设备损坏。
(1)根据对国内外重大事故的总结,电力系统故障的后果是十分严重的,它可能直接造成设备损坏和人身伤亡,加上随之出现的不正常因素的综合效应而导致系统失稳、长期大面积停电事故,破坏了电力系统安全稳定运行,从而直接或间接地给国民经济带来难以估计的巨大损失,因此电力系统最为关注的是安全可靠和稳定运行。在电力系统中,故障一旦发生,必须迅速而有选择性地切除故障元件,这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。而继电保护主要是在故障状态和不正常运行状态起作用,因此直接决定着电力系统故障后果影响的大小,具有非常大的重要性。
(2)电力系统各元件之间是通过电或磁建立的联系,假如出现任何一个元器件的损坏,那么又会在一定程度上影响到整个电力系统的运行。因此,切除故障元件的时间常常要求短到0.1s(甚至更短)而这个任务靠人完成是不可能的。所以要有一套自动装置来执行这一任务。电力继电保护的作用不只在于切除故障元件和限制事故影响范围,还在于充分保证系统安全运行。对继电保护系统中的每个保护单元都共享全系统的运行和故障信息的数据,当出现异常时,使得各个保护单元与重合闸装置分析这些信息和数据,及时判断故障位置和故障距离,自动采取措施,减小电力系统故障的后果。
(3)继电装置保护的作用在于能及时反应电力元件发生故障的位置,或者不正常运行状态的位置,并迅速作出判断采取动作,发出信号或者执行断路器跳闸命令。为了使电力系统中的故障元件免于继续破坏,产生更大损失,并且保证系统中其它的无故障部分迅速恢复正常,继电装置迅速地、自动地、有选择性地将故障元件从电力系统中切除。如果电力系统中出现设备元件的不正常运行,为了避免不必要的动作干扰引起的误动作,一般不要求保护迅速动作,此时继电装置会根据运行维护的条件,根据不正常运行状态危害程度发出信号或者减负荷或者跳闸等等。
3、加强继电保护防护
(1)注重低压配电线路保护
低压配电线路遍布工业、低压配电线路遍布工、农业、服务业的各个角落,同时也深入千家万户。低压配电线路保护应装设短路保护、过负载保护和接地故障保护,电路发生故障时,保护电器应能在规定时间内动作,另一方面,在正常工作和用电设备正常起动时,保护电器均不应动作。要正确处理故障时保护电器可靠动作和有选择性动作的矛盾,同时注意配电箱的进线处不宜装设保护电器,宜装隔离开关;变电所低压屏接出小容量馈线要注重导体热稳定和保护电器的分断能力校验;远离配电变压器的线路应特别校验保护电器动作灵敏性;选用选择型断路器应正确整定其参数,才能保证其选择性等等。
(2)实行继电保护智能化与网络
近年来的实践可以看到,继电保护智能化与网络化的优势正在凸显。新技术的发展诸如电子式互感器的应用、光纤通信取代传统二次电缆,也解决了传统继电保护因为铁芯饱和、长电缆电磁干扰、二次回路难以自检所带来的问题,提高了继电保护的安全可靠性。继电保护网络化是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,实现继电保护能保证全系统的安全稳定运行。
4、结语
继电保护装置在电力系统发生故障时能自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除,保证无故障部分迅速恢复正常运行以及系统无故障设备正常运行。因此,继电保护是电力系统发展的安全保障,是保障电力系统安全运行、稳定运行的有利手段。目前继电保护已经得到了广泛的应用,随着科学技术的不断进步,继电保护技术将会越来越先进,为电力系统的正常运行提供良好的保障。
参考文献:
[1]季利明.浅谈电力系统继电保护的意义现状及前景[J].科技致富向导,2011,03.
[2]黄焱.浅议电力继电保护防护的重要性[J].科技与企业,2012,07.
[3]白六平.繼电保护在电力系统中的重要性[J].山西财经大学学报,2007,04.