楊永業(yè)
(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司中山供電局,廣東 中山 528400)
繼電保護的基本任務(wù)主要包括兩個方面:其一,電力系統(tǒng)元件出現(xiàn)故障時,該元件所屬保護范圍內(nèi)的繼電保護裝置需要迅速地向距故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令,將故障元件與電力系統(tǒng)隔離開來,防止故障范圍進一步擴大。其二,在電氣設(shè)備處于不正常工況的時候,發(fā)出相應(yīng)的信號,以便電力值班人員能夠及時發(fā)現(xiàn)故障。此外,有些繼電保護裝置自身具備一定的故障調(diào)整功能。
首先繼電保護裝置的四性定義如下:
選擇性:指電力系統(tǒng)發(fā)生故障時,保護裝置僅將故障元件切除,而使非故障元件仍能正常運行,以盡量縮小停電范圍。
速動性:指保護裝置能快速切除故障。保護裝置的速動性需求基于a.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性;b.減少用戶在低電壓下的動作時間;c.減少故障元件的損壞程度 ,避免故障進一步擴大。
靈敏性:指在規(guī)定的保護范圍內(nèi),對故障情況的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護裝置應(yīng)在區(qū)內(nèi)故障時,不論短路點的位置與短路的類型如何,都能靈敏地正確地反應(yīng)出來。
可靠性:指發(fā)生了屬于保護裝置保護范圍的故障時,它能可靠動作,即不發(fā)生拒絕動作(簡稱拒動);而在不該動作時,它能可靠不動,即不發(fā)生錯誤動作(簡稱誤動)。
繼電保護的四性在整定計算中非常重要,在制定保護系統(tǒng)方案中常常很難同時滿足四個基本要求,整定計算工作很重要的一部分就是對四性進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)。
其四者之間的關(guān)系表現(xiàn)如下:
(一)可靠性與選擇性、靈敏性、速動性存在矛盾。例如保護裝置的環(huán)節(jié)越少、回路越簡單可靠性越高,但簡單的保護很難滿足選擇性、快速性、靈敏性的要求。
(二)選擇性與靈敏性存在矛盾。例如,對于電流保護,提高整定值可以保證選擇性,降低整定值才能保證靈敏性,尤其是大、小方式相差較大時,很難同時滿足二者的要求。
(三)選擇性與速動性存在矛盾。時間越長越容易保證選擇性,但無法滿足速動性的要求。
簡而言之,繼電保護裝置的保護定值必須按照系統(tǒng)方式以及保護裝置四性的均衡要求嚴格整定,如此才能保證保護裝置對電力系統(tǒng)元件的各種故障做出正確的判斷和快速動作。另外,要保證繼電保護裝置持久良好地運行必須由專業(yè)的班組進行定期管理和維護,保證其良好的運行條件,比如可靠的站用交直流系統(tǒng),適當(dāng)?shù)氖覂?nèi)溫濕度控制,良好的小動物封堵等等。
目前的電力系統(tǒng)中,微機保護是最常見的。雖然微機保護的應(yīng)用使得原來的保護裝置得到簡化,提高了數(shù)據(jù)處理速度和故障響應(yīng)速度,但就微機保護的特殊性而言,我們還需要注意一些現(xiàn)場問題,避免微機保護發(fā)生故障或誤動、拒動的現(xiàn)象。
(一)安裝后檢驗的注意事項 。在投入運行前還必須對繼電保護裝置加以檢驗,檢驗時需做到保護裝置對各種類型的故障模擬量均能正確反應(yīng)和動作,最后做整組試驗以及電流回路實驗,完成此項任務(wù)后,堅決杜絕進行其他工作。
(二)定值區(qū)的管理 。繼電工作對定值區(qū)的要求是十分嚴格的,從定值區(qū)的確定以及后期的管理都必須按照嚴格的規(guī)定進行。在每一次修改定值后,都必須及時打印出修改內(nèi)容,如標(biāo)注修改的日期、數(shù)值范圍以及工作人員。
(三)接地注意事項。繼電保護工作中的接地問題涉及到很多方面的內(nèi)容,具體而言,可以分為兩個方面:第一,繼電保護裝置的外殼必須是接地的,也就是說機箱、設(shè)備屏柜等必須安裝在銅排上并可靠接地。第二,必須保證繼電保護的電流和電壓回路對地絕緣,因為二次回路出現(xiàn)接地故障時容易引起保護裝置誤動或拒動。
在計算機技術(shù)飛速發(fā)展的同時,電力系統(tǒng)保護領(lǐng)域?qū)τ嬎銠C的應(yīng)用程度也不斷提高。計算機繼電保護裝置逐步投入使用,并且借助新的控制原理與方法,研發(fā)出更多新的控制設(shè)備,在繼電保護工作中取得了不錯的效果。在此種形勢下,微機繼電保護裝置引人注目。
(一)計算機化。近年來,微機保護硬件也在隨著計算機硬件的迅猛發(fā)展而有所提升。與此同時,電力系統(tǒng)對于繼電保護裝置的性能要求也在逐步遞增的。它不僅要求微機保護具備原來的保護功能,還需要大量的儲存空間以及數(shù)據(jù)記憶和處理功能,同時對通信能力以及數(shù)據(jù)共享能力、裝置控制能力以及語言編程能力的要求也都在提升。
(二)網(wǎng)絡(luò)化。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及高技術(shù)通信工具,作為信息時代的技術(shù)支柱,對工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生了重大影響。利用計算機網(wǎng)絡(luò),將整個系統(tǒng)內(nèi)的保護裝置聯(lián)接起來,能提高保護動作的準(zhǔn)確性,增強電力系統(tǒng)的供電安全、可靠性。
(三)智能化 。隨著人工智能技術(shù)在社會學(xué)各個領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣,繼電保護裝置的智能化也逐步提上日程。繼電保護裝置的智能化主要指的是通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行映射,當(dāng)然這種映射是非線性的。生活中的許多問題無法用現(xiàn)行思維方法進行解決,比如列方程或者算術(shù)求解等,都可以借用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加以解決。
(四)保護、控制、測量、通信一體化 。在推動繼電保護朝著計算機化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的過程中,微機保護裝置在整個電力系統(tǒng)中,扮演著計算機網(wǎng)絡(luò)智能終端的角色。它可以借助互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,從網(wǎng)上獲取到與電力系統(tǒng)運行、故障相關(guān)的信息以及數(shù)據(jù),也可以將它被保護的元件信息以及數(shù)據(jù),通過網(wǎng)絡(luò)終端傳輸出去。在電力系統(tǒng)節(jié)約資源提高效率方便管理的發(fā)展方向里,微機保護裝置的多功能一體化發(fā)揮著重大作用。
當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障的時候,繼電保護裝置會及時向電網(wǎng)值班人員發(fā)出故障信號,或者直接切斷其所控制斷路器的電源,防止電力系統(tǒng)故障范圍進一步擴大,起到保護電力系統(tǒng)提高供電質(zhì)量的作用。微機繼電保護技術(shù)的發(fā)展對電網(wǎng)以及電力傳輸?shù)陌踩?、可靠性有著至關(guān)重要的地位,繼電保護技術(shù)必將在計算機化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、一體化的方向上持續(xù)發(fā)展。
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