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繼電器是電子應(yīng)用方面的一種電子控制器件,它具有控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng),在自動控制電路中的應(yīng)用很多,它的工作原理實際上是用很小的電流來控制較大電流的一種自動調(diào)制開關(guān),在電路中的作用是自動調(diào)節(jié)、安全保護以及轉(zhuǎn)換電路等。熔斷器是最早的繼電保護裝置,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,相繼出現(xiàn)了電磁型繼電保護裝置、電子型靜態(tài)繼電器和廣泛應(yīng)用在計算機中的數(shù)字式繼電保護。在電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)的快速發(fā)展下,人工智能技術(shù)已經(jīng)在繼電保護領(lǐng)域得到了大力的研究應(yīng)用。由于微機型繼電保護裝置在電力系統(tǒng)以及工業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛,所以需要我們對其出現(xiàn)的各類事故問題進行處理及研究工作,為以后的工作打下基礎(chǔ)。
一、微機繼電保護事故處理的原則
無論做什么事都要遵循一定的規(guī)律、原則,因此,在對微機繼電保護的事故進行處理之前,就要對處理時候所要遵循的原則有一個十分深的了解和掌握,只有在對這些原則很好地遵循基礎(chǔ)上,才能將出現(xiàn)的微機繼電保護事故很好地處理。
1.1實事求是的處理態(tài)度。微機繼電保護事故的處理不但和使用個人有關(guān)同時也會關(guān)聯(lián)到運行單位,一旦發(fā)生拒動或者是誤動的情況,一定要查清楚原因,并且要找出問題的根源所在,盡最大可能的解決問題。在進行一系列的解決處理中,一定會涉及到事故的責(zé)任者,情況嚴(yán)重的話將會受到非常嚴(yán)厲的懲罰,在事故發(fā)生之后,很多單位以及個人會修改資料信息,導(dǎo)致工作組的調(diào)查處理工作很難進行,這樣就會對存在的問題無法解決,導(dǎo)致單位產(chǎn)生更嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。所以針對這些情況,進行事故調(diào)查的專業(yè)人員應(yīng)該本著實事求是的做事態(tài)度,嚴(yán)格檢查事故發(fā)生的原因,對造成事故發(fā)生的單位幾個人進行嚴(yán)厲的懲罰。
1.2理論結(jié)合實際的處理方式。繼電保護的事故處理不僅僅與繼電保護的原理和元器件有關(guān),并且根據(jù)大量的現(xiàn)場處理繼電保護事故的經(jīng)驗表明,多數(shù)的微機繼電保護事故的發(fā)生都與基建、設(shè)備安裝以及調(diào)試設(shè)備的過程息息相關(guān)。所以從事事故處理研究的工作人員掌握必要的微機繼電保護基本理論分析是首要條件,其次,還應(yīng)當(dāng)結(jié)合事故處理現(xiàn)場的經(jīng)驗進行更全更詳細(xì)的事故處理,只有兩者結(jié)合才能使事故處理更加迅速準(zhǔn)確。
二、微機繼電保護事故的種類及原因
要想很好地解決微機繼電保護事故,那么就要對微機繼電保護出現(xiàn)的事故種類以及出現(xiàn)的原因進行一個總結(jié):
2.1定值問題
2.1.1人為整定錯誤。人為整定錯誤顧名思義就是工作人員在進行數(shù)值整定時出現(xiàn)了很大的失誤,比如說:看錯數(shù)值、TA,TV變化計算錯誤、定值區(qū)使用錯誤等等人為失誤,這些小小的錯誤曾經(jīng)都造成過很大的事故,給相關(guān)單位造成了很大的經(jīng)濟損失。上述事故發(fā)生的主要原因是,工作人員工作不仔細(xì)、相關(guān)檢查措施較為落后,還有的微機繼電保護裝置的設(shè)計不是很合理,過程太過繁瑣復(fù)雜,這些都很容易造成現(xiàn)場操作人員的視覺錯誤,導(dǎo)致最后的事故發(fā)生。根據(jù)微機繼電現(xiàn)場運行的情況來看,要想避免上述情況的不斷發(fā)生,較好的措施是在設(shè)備送電之前至少由兩名工作人員再次進行裝置定值的校核,確保萬無一失方可進行工作。
2.1.2整定數(shù)值計算的誤差。因為設(shè)備的一些特性還沒有被人們掌握透徹,很多數(shù)據(jù)依存于經(jīng)驗值以及估算值,微機繼電保護的定值很難定準(zhǔn),并且電力系統(tǒng)的參數(shù)或者原器件參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值與實際值之間有很大的出入,某些情況下兩者的差別很大,以標(biāo)準(zhǔn)值算出的定值不是很準(zhǔn)確,這就使設(shè)定的定值在某些特定的事故故障情況下失去了靈敏性和可靠性。因此,設(shè)計部門、基建部門及技改部門應(yīng)該及時、準(zhǔn)確地向保護計算機的專業(yè)人員提供有關(guān)的計算參數(shù)和設(shè)計圖紙,施工部門在調(diào)試完保護設(shè)備之后也應(yīng)該及時將有關(guān)資料送交給運行部門,這樣就能確保整定數(shù)值計算誤差降到最低。
2.2電源問題
2.2.1逆變穩(wěn)壓電源的問題。微機繼電保護逆變電源的工作原理是將輸入的220V直流電源經(jīng)過開關(guān)電路變成方波交流,再經(jīng)過逆變器變成需要的+5V、+24V等電壓。這在現(xiàn)場會發(fā)生以下幾個故障:紋波系數(shù)過高的故障,它是指輸出中的交流電壓與直流電壓的比值,交流萬分就屬于高頻范圍,一旦高頻幅值過高的話就會影響設(shè)備的正常壽命;輸出功率不足的故障,它是因為電源的輸出功率不足的話就會造成輸出電壓的下降,一旦電壓下降過大就會導(dǎo)致電路基準(zhǔn)值發(fā)生變化,充電電路時間變短等一些問題,繼而影響到微機繼電保護的邏輯配置。
2.2.2直流熔絲的相關(guān)配置問題。工作現(xiàn)場的熔絲配置原則按照從負(fù)荷到電源一級比一級熔斷電流大的原則配置的,這樣是為了保證在直流上發(fā)生短路或者過載時熔絲的選擇性,由于不同熔絲的底座區(qū)別不是很大,并且型號混亂,這就導(dǎo)致運行人員很難掌握,造成的后果是回路上過流時熔絲會發(fā)生越級熔斷情況,所以設(shè)計人員應(yīng)該針對不同容量的熔絲選擇不同的形式,方便工作人員進行區(qū)別。
三、繼電保護事故處理的檢查方法
3.1逆序檢查法。在事故發(fā)生之后,工作人員如果利用微機的事件記錄和故障記錄表,在短時間內(nèi)不能找到事故發(fā)生的根本原因時,就應(yīng)該采取逆順序的檢查方法,從事故發(fā)生的結(jié)果出發(fā),層層往前查找,直到找到事故發(fā)生的根源為止,一定要充分利用工作站內(nèi)的設(shè)備各種信息綜合判斷分析,將最終的事故原因找出來,此種方法經(jīng)常應(yīng)用在繼電保護出現(xiàn)誤動的時候。
3.2順序檢查法。順序檢查法顧名思義就是按照微機繼電保護的工作順序,從開始層層的檢查尋找事故的根源。從外部檢查,絕緣檢測,定值檢查以及對電源性測試、繼電保護性能檢查的順序進行。該方法主要被應(yīng)用在微機繼電保護出現(xiàn)拒動或者保護邏輯出現(xiàn)偏差的事故處理中,一定要注意微機繼電裝置的邏輯判斷關(guān)系。
3.3采取整組的試驗法。這個方法在一定程度上主要是為了檢查設(shè)備的二次回路以及保護裝置的動作邏輯和動作時間是否正常,往往在很短的時間內(nèi)可以檢查出故障,并找出問題的根源,一旦發(fā)生異常應(yīng)及時結(jié)合其他方法進行檢查維修。
3.4掌握繼電保護技術(shù)原理。繼電保護工作人員要準(zhǔn)確掌握必要的理論知識,對電子技術(shù)、微機保護原理和組成要很熟悉,同時應(yīng)該具備技術(shù)資料的閱讀能力,因為進行微機繼電保護事故的處理離不開很多的檢修規(guī)程、裝置使用及技術(shù)說明書等專業(yè)書籍,這就要求在進行日常工作中,一定要對繼電保護的專業(yè)書籍進行閱讀分析,從中掌握微機保護故障的處理技巧,為以后復(fù)雜的工作打下堅實的基礎(chǔ)。
結(jié)語
計算機技術(shù)、通信電子技術(shù)在未來會有更大的發(fā)展空間,這就給微機繼電保護的進一步發(fā)展帶來了很大的挑戰(zhàn),它的發(fā)展和應(yīng)用將會有很大的變革,我國在此方面的技術(shù)會平相對落后,這就要求從事繼電保護的工作人員不斷努力創(chuàng)新、迎難而上,將我國的微機繼電保護水平提上一個新的高度。
參考文獻:
[1]王艷芬.繼電保護故障信息處理系統(tǒng)構(gòu)成及應(yīng)用[J].湖南農(nóng)機.2011(03)
關(guān)鍵詞:微機繼電保護;變電站;距離保護;差動保護
作者簡介:閔鐵軍(1983-),男,湖北武漢人,湖北超高壓輸變電公司,助理工程師;李挺(1982-),男,湖北武漢人,湖北超高壓輸變電公司,工程師。(湖北 武漢 430051)
中圖分類號:TM77?????文獻標(biāo)識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)30-0128-02
在高壓變電站中對自動化的要求越來越高,所以微機繼電保護的作用顯得尤為重要。由于微機的監(jiān)控系統(tǒng)全部是集中于一起,雖然有利于系統(tǒng)的維護,但是占據(jù)了很大的用地面積,而且消耗了過多的電纜等資源。所以實現(xiàn)分散式的布置成為發(fā)展的主要趨勢。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,微機的性能越來越高,高壓變電站中的監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了自動化的控制,在實際運作中可以預(yù)防停電引起的電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定、頻率崩潰等事故的發(fā)生。
一、微機繼電保護概述
1.基本原理
微機繼電保護是指在電力系統(tǒng)中電氣元件由于受到破損不能正常工作,繼電器通過判斷起到跳閘或者發(fā)出報警信號的一種自動保護裝置。這種裝置能夠保證設(shè)備的安全性以及修復(fù)的簡單性。繼電保護裝置的構(gòu)成包括測量元件、邏輯判斷元件、執(zhí)行輸出元件。通過測量并與之前給定元件的物理參量進行準(zhǔn)確比較,分析處理信息,然后根據(jù)輸出信號的性質(zhì)、持續(xù)時間等判斷故障的緣由。最后根據(jù)前一命令的指令發(fā)出信號、跳閘等響應(yīng)。繼電保護的保護分區(qū)是為了保護在指定范圍內(nèi)的故障,不屬于范圍內(nèi)的不采取控制,這樣可以減少因故障跳閘引起的停電區(qū)域。所以電力系統(tǒng)中每個繼電保護的界限劃分得很清楚。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障,繼電保護就會及時切除故障,避免安全事故的發(fā)生。
2.500kV變電站系統(tǒng)構(gòu)成及特點
微機繼電保護是電力系統(tǒng)的重要組成部分,在保障電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行、防止事故的發(fā)生、阻止事故的擴大等方面起著十分重要的作用。500kV變電站微機保護系統(tǒng)主要構(gòu)成包括微機系統(tǒng)、模擬量輸入系統(tǒng)、信號接口等。隨著微機保護采取的工藝方式不斷更新,在運行中的可靠性以及安全性都有很大提高。由于在硬件的結(jié)構(gòu)上沒有明顯的差異,所以只需要將程序稍加變動就可以改變系統(tǒng)保護功能。在變電所的組成上只需要有微機保護和遠(yuǎn)程的裝置就可以實現(xiàn)遙信、監(jiān)控、遙測的功能,節(jié)省了人力。
在微機處理系統(tǒng)中的繼電保護裝置存在運行中存在以下特點:一是適用于500kV以上的高壓電壓網(wǎng)絡(luò)線路,可以實現(xiàn)集中保護以及后備保護的作用,在一些大中型的電機組能夠?qū)崿F(xiàn)獨立工作,完成雙重化的保護任務(wù)。二是可以進行遠(yuǎn)程的通訊功能。工作人員運用遠(yuǎn)程的通訊可以隨時監(jiān)控系統(tǒng)的工作狀態(tài),能夠快速及時進行數(shù)值的處理、調(diào)用、更改,為系統(tǒng)運行的管理提供了很大的便捷。三是能夠自動檢測出故障的位置。這對于保護系統(tǒng)裝置的安全運行起到了保障的作用,在系統(tǒng)裝置的檢測周期上可以有效地進行延緩,而且減少了不必要的檢測手段。
二、500kV變電站的微機繼電保護方式
1.500kV變電站微機保護的振蕩閉鎖
由于微機保護中留有距離保護的功能,所以在運行中如果保護被閉鎖,距離保護會起到作用。在系統(tǒng)裝置中距離保護出現(xiàn)問題時,通過振蕩閉鎖用手動或者自動裝置的方式減少裝置前端的負(fù)荷,可保持系統(tǒng)的完整性。將保護閉鎖進入到振蕩閉鎖的狀態(tài)中。觀察幾秒鐘,如果振蕩消失,才能重新開放系統(tǒng)的保護。在判斷系統(tǒng)是否為振蕩時,可以用過流元件的3ZJ的判距作比較,如果它先行動作,其他的故障反應(yīng)就不會引起跳閘,所以在微機保護中找到適當(dāng)?shù)呐芯嗑涂梢詤^(qū)別系統(tǒng)是否發(fā)生振蕩。
2.500kV變電站微機繼電縱差保護
高頻縱差保護實現(xiàn)了全線路上的功能保護。在系統(tǒng)的運行中,由于距離保護和零序電流保護在功能上存在一定的局限性,不能進行全線路的保護。在方向元件上的選取要有一定的根據(jù),負(fù)序和零序方向上的元件一般不采用,正確選取元件才能進行各種方式的方向保護。在傳統(tǒng)的保護系統(tǒng)中常采用距離元件和零序元件相結(jié)合的方式進行工作,反映出高頻距離保護的故障。但是在500kV變電站系統(tǒng)的運行中存在振蕩現(xiàn)象,所以需要在振蕩閉鎖關(guān)閉以后才能運行。在高頻保護中雖然可以進行開放式的工作方式,但是要注意快速的高頻保護所引起的延時作用。在選取方向元件時一般采用工頻變化量方向的元件繼電器,其在危機高頻方向的保護中發(fā)揮了很大的作用,所以被廣泛使用。
3.500kV變電站微機繼電零序電流方向保護
在500kV變電站微機繼電保護中對保護元件的選取要很慎重。零序電流保護由于具有操作簡單、安全可靠以及抗過渡電阻能力強等特點,在微機繼電保護中有著廣泛的應(yīng)用前景。500kV變電站微機保護中采用自產(chǎn)的3U0,一般在PT斷線時改用這種形式。由于在工作中零序方向的接線方式存在一定的弊端,當(dāng)出現(xiàn)故障時,3U0超過3I0的規(guī)定范圍,給工作的運行帶來了很大的麻煩。在實際運行中3U0的回路會影響到自產(chǎn)3U0,所以在系統(tǒng)運行中要將二、三次的線分開,系統(tǒng)才能正常運行。在PT斷開的時候,距離保護和高頻保護都要退出運行,零序方向也不能正常運作,所以要有無方向的零序電流保護和一相電流保護才能保護線路的正常運作。
三、500kV變電站微機繼電保護中的變壓器差動保護
1.500kV變電站微機變壓器差動保護
常規(guī)機械型差動繼電器只能按一種原理實現(xiàn),性能單一,難以適應(yīng)各種運行工況。在500kV變電站微機保護中繼電器由軟件實現(xiàn),完全可以根據(jù)不同工況采用不同原理,獲得最佳性能。微機變壓器的差動保護一般用一個綜保實現(xiàn),高低壓(或者高中低三側(cè))CT二次接入同一綜保內(nèi),進行差動電流換算即可。至于高壓側(cè)聯(lián)跳低壓側(cè)可在綜保內(nèi)編程實現(xiàn),也可不通過綜保,直接用接點接入斷路器分閘回路。主要控制組成是第一條通道由比例制動元件、勵磁涌流檢測產(chǎn)生的跳閘反應(yīng)。另外一條是由差電流速斷直接作用引起的跳閘反應(yīng)。采用比率制動元件額可以在很大程度上提高保護的靈敏度,可以防止由于外界因素導(dǎo)致的電流突增的動作保護。可以通過對勵磁涌流元件的判別來閉鎖比率制元件。
2.考慮勵磁特性的變壓器內(nèi)部短路微機繼電保護
在500kV變電站電力系統(tǒng)繼電保護的作用中,微機保護與零序差動可以共同利用電流互感器,零序差動保護與空載勵磁涌流沒有關(guān)系,可以提高Yn側(cè)引線及繞組接地短路的靈敏度部分。變壓器差動保護存在的問題是被保護變壓器各繞組間存在磁的耦合,勵磁涌流和過勵磁電流將引起誤動作,即使是分側(cè)差動保護和零序差動保護也存在這樣的缺點。微機保護的出現(xiàn),使得人們有可能依靠建立數(shù)學(xué)模型通過算法尋求一種全新的變壓器內(nèi)部保護原理。數(shù)學(xué)模型構(gòu)建的前提是要使繞組漏電感和電阻相等,雖然這種技術(shù)還不是很成熟,但是卻標(biāo)志著新一代電氣主設(shè)備微機繼電保護的發(fā)展前景。
四、結(jié)束語
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,電力系統(tǒng)的不斷更新對繼電保護提出更高的要求。為了滿足我國電力系統(tǒng)對繼電保護的需求,就要不斷測試其性能以及提高繼電保護裝置。智能化、計算機化、網(wǎng)絡(luò)化的繼電保護技術(shù)將會運用到實際中來,使電力系統(tǒng)能夠安全、可靠、經(jīng)濟的運行。
參考文獻:
[1]李紅兵,陳樹衡.基于DSP的微機高壓短線路保護裝置的研制[J].船電技術(shù),2005,(3).
【關(guān)鍵詞】微機保護;事故分析;分析技巧;基本方法
最近,電力系統(tǒng)發(fā)展日新月異,其保護方式大致經(jīng)過了幾代交替,從電磁式繼電保護到集成式繼電保護裝置到微機保護。傳統(tǒng)的電磁式繼電器和集成電路式的保護方式基本上退出了歷史的舞臺,微機保護成為了現(xiàn)代電力系統(tǒng)的主流保護方式,并且也是數(shù)字化變電站和近期提出的智能化電網(wǎng)保護的基礎(chǔ)。
1.微機保護事故的原因分析
1.1定值問題
1.1.1整定計算的誤差。由于人們尚未透徹掌握設(shè)備的特性,很多數(shù)據(jù)依存于經(jīng)驗值和估算值,繼電保護的定值不容易定準(zhǔn),且因電力系統(tǒng)參數(shù)或元器件參數(shù)的標(biāo)幺值與實際值有出入,在兩者的差別比較大的情況下,以標(biāo)幺值算出的定值較不準(zhǔn)確,使設(shè)定的定值在某些特定的故障情況下失去靈敏性和可靠性。設(shè)計、基建、技改主管部門應(yīng)及時、準(zhǔn)確地向保護計算人員提供有關(guān)計算參數(shù)(有些參數(shù),如線路參數(shù)應(yīng)實測)、圖紙,施工部門在保護設(shè)備調(diào)試完畢后也應(yīng)及時將有關(guān)保護資料移交運行部門。
1.1.2人為整定錯誤。人為整定錯誤的情況主要有:看錯數(shù)值;CT、PT變比計算錯誤;在微機保護菜單中找錯位置,定值區(qū)使用錯誤;運行人員投錯壓板(聯(lián)結(jié)片)等,這些錯誤都曾造成事故的發(fā)生。產(chǎn)生上述情況的主要原因為:工作不仔細(xì),檢查手段落后;有些微機保護裝置菜單設(shè)計不合理,過于繁瑣,人性化概念差等,容易造成現(xiàn)場操作人員的視覺失誤。從現(xiàn)場運行角度出發(fā),避免上述情況發(fā)生的主要措施是在設(shè)備送電之前至少由2人再次校核裝置的定值。
1.1.3裝置定值的漂移。a)元器件老化及損壞。元器件的老化必然引起元器件特性的變化和元器件的損壞,不可逆轉(zhuǎn)地影響微機保護的定值;b) 溫度與濕度的影響。電子元器件在不同的溫度與濕度下表現(xiàn)為不同的特性,在某些情況下造成了定值的漂移;c) 定值漂移問題。現(xiàn)場運行經(jīng)驗表明:如果定值的漂移不嚴(yán)重,一般不影響保護的特性;如果定值的偏差≤5%,則可忽略其影響;當(dāng)定值的偏差≥5%時,應(yīng)查明原因后才能投入運行。
1.2電源問題
1.2.1逆變穩(wěn)壓電源問題。微機保護逆變電源的工作原理是,將輸入的220V或110V直流電源經(jīng)開關(guān)電路變成方波交流,再經(jīng)逆變器變成需要的+5V、±12V、+24V等電壓。其在現(xiàn)場容易發(fā)生的故障有以下幾種情形:a)紋波系數(shù)過高。變電站的直流供電系統(tǒng)正常供電時大都運行于“浮充”方式下。紋波系數(shù)是輸出中的交流電壓與直流電壓的比值。由于交流成分屬于高頻范疇,高頻幅值過高會影響設(shè)備的壽命,甚至造成邏輯錯誤或?qū)е卤Wo拒動,因此要求直流裝置有較高的精度;b)輸出功率不足或穩(wěn)定性差。電源輸出功率不足會造成輸出電壓下降。若電壓下降過大,則會導(dǎo)致比較電路基準(zhǔn)值的變化、充電電路時間變短等一系列問題,從而影響到微機保護的邏輯配合,甚至導(dǎo)致邏輯功能判斷失誤。尤其是在事故發(fā)生時,有出口繼電器、信號繼電器、重動繼電器等相繼動作,這就要求電源輸出有足夠的容量。如果在現(xiàn)場發(fā)生事故時,出現(xiàn)微機保護無法給出后臺信號或是重合閘無法實現(xiàn)等現(xiàn)象,則應(yīng)考慮電源的輸出功率是否因元件老化而下降。
1.2.2直流熔絲的配置問題。現(xiàn)場熔絲的配置原則是,按照從負(fù)荷到電源,一級比一級熔斷電流大,以便保證在直流電路發(fā)生短路或過載時熔絲的選擇性。但是不同熔絲的底座沒有區(qū)別,型號混亂,運行人員難以掌握,造成的后果是在回路發(fā)生過流時熔絲越級熔斷。建議設(shè)計者對不同容量的熔絲選擇不同的形式,以便于區(qū)別。同時,現(xiàn)行微機保護使用的直流熔絲和小型空氣斷路器的特性配合也值得很好地研究。
1.2.3帶直流電源操作插件。微機保護的集成度很高,一套裝置由幾塊插件組成,若在不停直流電源的情況下拔各種插件,可能會造成裝置損壞或事故。因此現(xiàn)場應(yīng)加強監(jiān)督,必須做到一人操作一人監(jiān)護,嚴(yán)禁帶電插拔插件。
1.3抗干擾問題
運行經(jīng)驗表明:微機保護的抗干擾性能較差,對講機和其他無線通訊設(shè)備在保護屏附近使用都會導(dǎo)致一些邏輯元件誤動作。現(xiàn)場曾發(fā)生過在進行氬弧焊接時,電焊機的高頻信號感應(yīng)到保護電纜上使微機保護誤跳閘的事故。因此要嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)反事故技術(shù)措施,盡可能避免操作干擾、沖擊負(fù)荷干擾、直流回路接地干擾等問題的發(fā)生。
1.4保護性能問題
保護性能問題主要包括兩方面,即裝置的功能和特性缺陷。有些保護裝置在投入直流電源時出現(xiàn)誤動;高頻閉鎖保護存在頻拍現(xiàn)象時會誤動;有些微機保護的動態(tài)特性偏離靜態(tài)特性很遠(yuǎn)也會導(dǎo)致動作結(jié)果的錯誤。
1.5插件絕緣問題
微機保護裝置的集成度高,布線密度大。在長期運行過程中,由于靜電作用使插件的接線焊點周圍聚集大量靜電塵埃,在外界條件允許時,會在兩焊點之間形成導(dǎo)電通道,從而引起裝置故障或者事故的發(fā)生。
2.微機保護事故分析的基本思路
2.1正確、充分地利用微機提供的故障信息
對經(jīng)常發(fā)生的簡單事故是容易排除的,但也有少數(shù)故障僅憑經(jīng)驗是難以解決的,對此應(yīng)采取正確的方法和步驟。
2.1.1正確對待人為事故。有些繼電保護事故發(fā)生后,按照現(xiàn)場的信號指示無法找到故障原因,或者斷路器跳閘后沒有信號指示,無法界定是人為事故或是設(shè)備事故。這種情況的發(fā)生往往與工作人員的重視程度不夠、措施不力等原因有關(guān)。人為事故必須如實反映,以便正確分析和判斷,避免浪費時間。
2.1.2充分利用故障錄波和時間記錄。微機事件記錄、故障錄波圖形、裝置燈光顯示信號是事故處理的重要依據(jù),根據(jù)有用信息作出正確判斷是解決問題的關(guān)鍵。若通過一、二次系統(tǒng)的全面檢查,發(fā)現(xiàn)一次系統(tǒng)故障使繼電保護正確動作,則不存在繼電保護事故處理的問題。若判斷故障出在繼電保護上,應(yīng)盡量維持原狀,做好記錄,做出故障處理計劃后再開展工作,以避免原始狀況的破壞給事故處理帶來不必要的麻煩。
2.2運用正確的檢查方法
2.2.1逆序檢查法。如果利用微機事件記錄和故障錄波不能在短時間內(nèi)找到事故發(fā)生的根源時,應(yīng)注意從事故發(fā)生的結(jié)果出發(fā),一級一級往前查找,直到找到根源為止。
2.2.2順序檢查法。該方法是利用檢驗調(diào)試的手段來尋找故障的根源,按外部檢查、絕緣檢測、定值檢查、電源性能測試、保護性能檢查等順序進行。這種方法主要用于微機保護出現(xiàn)拒動或者邏輯出現(xiàn)問題的事故處理中。
2.2.3整組試驗法。此方法的主要目的是檢查保護裝置的動作邏輯、動作時間是否正常。用此方法往往可以在很短的時間內(nèi)再現(xiàn)故障,并判明問題的根源。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:繼電保護 運行現(xiàn)狀 發(fā)展前景
1、我國電力系統(tǒng)
繼電保護技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀繼電保護技術(shù)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展的,它與電力系統(tǒng)對運行可靠性要求的不斷提高密切相關(guān)。熔斷器就是最初出現(xiàn)的簡單過電流保護,時至今日仍廣泛應(yīng)用于低壓線路和用電設(shè)備。由于電力系統(tǒng)的發(fā)展,用電設(shè)備的功率、發(fā)電機的容量不斷增大,發(fā)電廠、變電站和供電網(wǎng)的結(jié)線不斷復(fù)雜化,電力系統(tǒng)中正常工作電流和短路電流都不斷增大,熔斷器已不能滿足選擇性和快速性的要求,于是出現(xiàn)了作用于專門的斷流裝置的過電流繼電器。本世紀(jì)初隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展,繼電器才開始廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的保護。這個時期可認(rèn)為是繼電保護技術(shù)發(fā)展的開端。
自本世紀(jì)初第一代機電型感應(yīng)式過流繼電器(1901年)在電力系統(tǒng)應(yīng)用以來,繼電保護已經(jīng)經(jīng)歷了一個世紀(jì)的發(fā)展。在最初的二十多年里,各種新的繼電保護原理相繼出現(xiàn),如差動保護(1908年)、電流方向保護(1910年)、距離保護(1923年)、高頻保護(1927年),這些保護原理都是通過測量故障發(fā)生后的穩(wěn)態(tài)工頻量來檢測故障的。盡管以后的研究工作不斷發(fā)展和完善了電力系統(tǒng)的保護,但是這些保護的基本原理并沒有變,至今仍然在電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域中起主導(dǎo)作用。
繼電保護裝置是保證電力系統(tǒng)安全運行的重要設(shè)備。滿足電力系統(tǒng)安全運行的要求是繼電保護發(fā)展的基本動力。快速性、靈敏性、選擇性和可靠性是對繼電保護的四項基本要求。為達(dá)到這個目標(biāo),繼電保護專業(yè)技術(shù)人員借助各種先進科學(xué)技術(shù)手段作出不懈的努力。經(jīng)過近百年的發(fā)展,在繼電保護原理完善的同時,構(gòu)成繼電保護裝置的元件、材料等也發(fā)生了巨大的變革。繼電保護裝置經(jīng)歷了機電式、整流式、晶體管式、集成電路式、微處理機式等不同的發(fā)展階段。
50年代,我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設(shè)備性能和運行技術(shù),建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護技術(shù)隊伍,對全國繼電保護技術(shù)隊伍的建立和成長起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進消化了當(dāng)時國外先進的繼電器制造技術(shù),建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而60年代是我國機電式繼電保護繁榮的時代,為我國繼電保護技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。
自50年代末,晶體管繼電保護已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時代。在此期間,從70年代中,基于集成運算放大器的集成電路保護已開始研究。到80年代末集成電路保護已形成完整系列,逐漸取代晶體管保護。到90年代初集成電路保護的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位,這是集成電路保護時代。
國內(nèi)微機保護的研究開始于70年代末期,起步較晚,但發(fā)展很快。1984年我國第一套微機距離保護樣機在試運行后通過鑒定并批量生產(chǎn),以后每年都有新產(chǎn)品問世;1990年第二代微機線路保護裝置正式投入運行。目前,高壓線路、低壓網(wǎng)絡(luò)、各種主電氣設(shè)備都有相應(yīng)的微機保護裝置在系統(tǒng)中運行,特別是線路保護已形成系列產(chǎn)品,并得到廣泛應(yīng)用。我國在2000年220kV及以上系統(tǒng)的微機保護率為43.99%,線路微機保護占86%,到2003年底,220kV以上系統(tǒng)的微機保護已占到70.29%,線路的微機化率達(dá)到97.6%。實際運行中,微機保護的正確動作率要明顯高于其他保護,一般比平均正常動作率高0.2~0.3個百分點。國產(chǎn)微機保護經(jīng)過多年的實際運行,依靠先進的原理和技術(shù)及良好的工藝已全面超越進口保護。從80年代220KV及以上電壓等級的電力系統(tǒng)全部采用進口保護,到現(xiàn)在220KV系統(tǒng)繼電保護基本國產(chǎn)化,反映了繼電保護技術(shù)在我國的長足發(fā)展和國產(chǎn)繼電保護設(shè)備的明顯優(yōu)勢。
微機繼電保護技術(shù)的成熟與發(fā)展是近三十年來繼電保護領(lǐng)域最顯著的進展。經(jīng)過長期的研究和實踐,現(xiàn)在人們已普遍認(rèn)可了微機保護在電網(wǎng)中無可替代的優(yōu)勢。微機保護具有自檢功能,有強大的邏輯處理能力、數(shù)值計算能力和記憶能力,并且具備很強的數(shù)字通信能力,這一切都是電磁繼電器、晶體管繼電器所難以匹敵的。計算機技術(shù)的進步,更高性能、更高精度的數(shù)字外圍器件的采用,一直是微機繼電保護不斷發(fā)展的強大動力。
2、微機繼電保護的主要特點
微機保護充分利用了計算機技術(shù)上的兩個顯著優(yōu)勢:高速的運算能力和完備的存貯記憶能力,以及采用大規(guī)模集成電路和成熟的數(shù)據(jù)采集,A/D模數(shù)變換、數(shù)字濾波和抗干擾措施等技術(shù),使其在速動性、可靠性方面均優(yōu)于以往傳統(tǒng)的常規(guī)保護,而顯示了強大生命力,與傳統(tǒng)的繼電保護相比,微機保護有許多優(yōu)點,其主要特點如下:
1)改善和提高繼電保護的動作特征和性能,正確動作率高。主要表現(xiàn)在能得到常規(guī)保護不易獲得的特性;其很強的記憶力能更好地實現(xiàn)故障分量保護;可引進自動控制、新的數(shù)學(xué)理論和技術(shù),如自適應(yīng)、狀態(tài)預(yù)測、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,其運行正確率很高,已在運行實踐中得到證明。
2)可以方便地擴充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等,可以方便地附加低頻減載、自動重合閘、故障錄波、故障測距等功能。
3)工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越。體現(xiàn)在硬件比較通用,制造容易統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn);裝置體積小,減少了盤位數(shù)量;功耗低。
4)可靠性容易提高。體現(xiàn)在數(shù)字元件的特性不易受溫度變化、電源波動、使用年限的影響,不易受元件更換的影響;且自檢和巡檢能力強,可用軟件方法檢測主要元件、部件的工況以及功能軟件本身。
5)使用靈活方便,人機界面越來越友好。其維護調(diào)試也更方便,從而縮短維修時間;同時依據(jù)運行經(jīng)驗,在現(xiàn)場可通過軟件方法改變特性、結(jié)構(gòu)。
6)可以進行遠(yuǎn)方監(jiān)控。微機保護裝置具有串行通信功能,與變電所微機監(jiān)控系統(tǒng)的通信聯(lián)絡(luò)使微機保護具有遠(yuǎn)方監(jiān)控特性。
3、未來繼電保護技術(shù)的發(fā)展前景
微機保護經(jīng)過近20年的應(yīng)用、研究和發(fā)展,已經(jīng)在電力系統(tǒng)中取得了巨大的成功,并積累了豐富的運行經(jīng)驗,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益,大大提高了電力系統(tǒng)運行管理水平。近年來,隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展以及計算機在電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用,新的控制原理和方法被不斷應(yīng)用于計算機繼電保護中,以期取得更好的效果,從而使微機繼電保護的研究向更高的層次發(fā)展,其未來趨勢向計算機化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化,保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。
3.1 微計算機硬件的更新和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展在計算機領(lǐng)域,發(fā)展速度最快的當(dāng)屬計算機硬件,按照著名的摩爾定律,芯片上的集成度每隔18~24個月翻一番。其結(jié)果是不僅計算機硬件的性能成倍增加,價格也在迅速降低。微處理機的發(fā)展主要體現(xiàn)在單片化及相關(guān)功能的極大增強,片內(nèi)硬件資源得到很大擴充,單片機與DSP芯片二者技術(shù)上的融合,運算能力的顯著提高以及嵌入式網(wǎng)絡(luò)通信芯片的出現(xiàn)及應(yīng)用等方面。這些發(fā)展使硬件設(shè)計更加方便,高性價比使冗余設(shè)計成為可能,為實現(xiàn)靈活化、高可靠性和模塊化的通用軟硬件平臺創(chuàng)造了條件。硬件技術(shù)的不斷更新,使微機保護對技術(shù)升級的開放性有了迫切要求。網(wǎng)絡(luò)特別是現(xiàn)場總線的發(fā)展及其在實時控制系統(tǒng)中的成功應(yīng)用充分說明,網(wǎng)絡(luò)是模塊化分布式系統(tǒng)中相互聯(lián)系和通信的理想方式。如基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集中式微機保護,大量的傳統(tǒng)導(dǎo)線將被光纖取代,傳統(tǒng)的繁瑣調(diào)試維護工作將轉(zhuǎn)變?yōu)闄z查網(wǎng)絡(luò)通信是否正常,這是繼電保護發(fā)展的必然趨勢。微機保護設(shè)計網(wǎng)絡(luò)化,將為繼電保護的設(shè)計和發(fā)展帶來一種全新的理念和創(chuàng)新,它會大大簡化硬件設(shè)計、增強硬件的可靠性,使裝置真正具有了局部或整體升級的可能。
繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務(wù)),還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統(tǒng)的運行和故障信息的數(shù)據(jù),各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動作,實現(xiàn)微機保護裝置的網(wǎng)絡(luò)化。這樣,繼電保護裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多,對故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準(zhǔn)確,大大提高保護性能和可靠性。
3.2 智能化進入20世紀(jì)90年代以來,人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域都得到了應(yīng)用,電力系統(tǒng)保護領(lǐng)域內(nèi)的一些研究工作也轉(zhuǎn)向人工智能的研究。專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)和模糊控制理論逐步應(yīng)用于電力系統(tǒng)繼電保護中,為繼電保護的發(fā)展注入了活力。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)具有分布式存儲信息、并行處理、自組織、自學(xué)習(xí)等特點,其應(yīng)用研究發(fā)展十分迅速,目前主要集中在人工智能、信息處理、自動控制和非線性優(yōu)化等問題。近年來,電力系統(tǒng)繼電保護領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)了用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)來實現(xiàn)故障類型的判別、故障距離的測定、方向保護、主設(shè)備保護等。例如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題,距離保護很難正確作出故障位置的判別,從而造成誤動或拒動;如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)練,只要樣本集中充分考慮了各種情況,則在發(fā)生任何故障時都可正確判別。其它如遺傳算法、進化規(guī)劃等也都有其獨特的求解復(fù)雜問題的能力。將這些人工智能方法適當(dāng)結(jié)合可使求解速度更快。可以預(yù)見,人工智能技術(shù)在繼電保護領(lǐng)域必會得到應(yīng)用,以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。
3.3 自適應(yīng)控制技術(shù)在繼電保護中的應(yīng)用自適應(yīng)繼電保護的概念始于20世紀(jì)80年代,它可定義為能根據(jù)電力系統(tǒng)運行方式和故障狀態(tài)的變化而實時改變保護性能、特性或定值的新型繼電保護。自適應(yīng)繼電保護的基本思想是使保護能盡可能地適應(yīng)電力系統(tǒng)的各種變化,進一步改善保護的性能。這種新型保護原理的出現(xiàn)引起了人們的極大關(guān)注和興趣,是微機保護具有生命力和不斷發(fā)展的重要內(nèi)容。自適應(yīng)繼電保護具有改善系統(tǒng)的響應(yīng)、增強可靠性和提高經(jīng)濟效益等優(yōu)點,在輸電線路的距離保護、變壓器保護、發(fā)電機保護、自動重合閘等領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用前景。針對電力系統(tǒng)頻率變化的影響、單相接地短路時過渡電阻的影響、電力系統(tǒng)振蕩的影響以及故障發(fā)展問題,采用自適應(yīng)控制技術(shù),從而提高保護的性能。對自適應(yīng)保護原理的研究已經(jīng)過很長的時間,也取得了一定的成果,但要真正實現(xiàn)保護對系統(tǒng)運行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng),必須獲得更多的系統(tǒng)運行和故障信息,只有實現(xiàn)保護的計算機網(wǎng)絡(luò)化,才能做到這一點。
3.4 變電所綜合自動化技術(shù)現(xiàn)代計算機技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為改變變電站目前監(jiān)視、控制、保護和計量裝置及系統(tǒng)分割的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術(shù)基礎(chǔ)。高壓、超高壓變電站正面臨著一場技術(shù)創(chuàng)新。實現(xiàn)繼電保護和綜合自動化的緊密結(jié)合,它表現(xiàn)在集成與資源共享、遠(yuǎn)方控制與信息共享。以遠(yuǎn)方終端單元(RTU)、微機保護裝置為核心,將變電所的控制、信號、測量、計費等回路納入計算機系統(tǒng),取代傳統(tǒng)的控制保護屏,能夠降低變電所的占地面積和設(shè)備投資,提高二次系統(tǒng)的可靠性。
綜合自動化技術(shù)相對于常規(guī)變電所二次系統(tǒng),主要有以下特點:
1)設(shè)備、操作、監(jiān)視微機化。綜合自動化系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)全部微機化,其內(nèi)涵中還包括系統(tǒng)的功能軟件化和信號數(shù)字化的內(nèi)容,完全摒棄了常規(guī)變電所中各種機電式、機械式、模擬式設(shè)備,大大提高了二次系統(tǒng)的可靠性和電氣性能。操作、監(jiān)視完全微機化,且方便地通過人機聯(lián)系系統(tǒng)(MMI)對變電所實施監(jiān)視和控制。
2)通信局域網(wǎng)絡(luò)化、光纜化。計算機局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和光纖通信技術(shù)在綜合自動化系統(tǒng)中得到普遍的應(yīng)用。因此,系統(tǒng)具有較高的抗電磁干擾的能力,能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸,滿足實時性要求,組態(tài)更靈活,易于擴展,可靠性大大提高,而且大大簡化了常規(guī)變電所繁雜量大的各種電纜,方便施工。
3)運行管理智能化。智能化的表現(xiàn)是多方面的,除了常規(guī)自動化功能以外,如自動報警、報表生成、電壓無功調(diào)節(jié)、小電流接地選線、故障錄波、事故判別與處理等方面,還具有強大的在線自診斷功能,并實時地將其送往調(diào)度(控制)中心,即以主動模式代替了常規(guī)變電所的被動模式,這一點是與常規(guī)二次系統(tǒng)最顯著的區(qū)別之一。
競爭的電力市場將促進新的自動化技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用,在經(jīng)濟效益的驅(qū)動下,變電站將向集成自動化方向發(fā)展。根據(jù)變電站自動化集成的程度,可將未來的自動化系統(tǒng)分為協(xié)調(diào)型自動化和集成型自動化。協(xié)調(diào)型自動化仍然保留間隔內(nèi)各自獨立的控制、保護等裝置,各自采集數(shù)據(jù)并執(zhí)行相應(yīng)的輸出功能,通過統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)與站級相連,在站級建立一個統(tǒng)一的計算機系統(tǒng),進行各個功能的協(xié)調(diào)。而集成型自動化既在間隔級,又在站級對各個功能進行優(yōu)化組合,是現(xiàn)代控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)在變電站自動化系統(tǒng)的綜合應(yīng)用。所謂集成型自動化系統(tǒng)是將間隔的控制、保護、故障錄波、事件記錄和運行支持系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理等功能集成在一個統(tǒng)一的多功能數(shù)字裝置內(nèi),間隔內(nèi)部和間隔間以及間隔同站級間的通信用少量的光纖總線實現(xiàn),取消傳統(tǒng)的硬線連接。總體來說,綜合自動化系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)二次系統(tǒng)各專業(yè)界限和設(shè)備劃分原則,改變了常規(guī)保護裝置不能與調(diào)度(控制)中心通信的缺陷,給變電所自動化賦予了更新的含義和內(nèi)容,代表了變電所自動化技術(shù)發(fā)展的一種潮流。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,功能更全、智能化水平更高、系統(tǒng)更完善的超高壓變電所綜合自動化系統(tǒng),必將在我國電網(wǎng)建設(shè)中不斷涌現(xiàn),把電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行提高到一個新的水平。
4、結(jié)束語
我國電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了4個階段。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術(shù)、通信技術(shù)的進步,繼電保護技術(shù)面臨著進一步發(fā)展的趨勢。其發(fā)展將出現(xiàn)原理突破和應(yīng)用革命,由數(shù)字時代跨入信息化時代,發(fā)展到一個新的水平。這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務(wù),也開辟了活動的廣闊天地。
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關(guān)鍵詞 繼電保護;隱藏故障監(jiān)測;風(fēng)險;電力系統(tǒng)
中圖分類號:F407文獻標(biāo)識碼: A
所謂繼電保護是指對電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進行檢測,針對相應(yīng)的檢測情況來發(fā)出相應(yīng)的報警信號,或者直接將系統(tǒng)中的故障部分進行相關(guān)隔離和切除的一種重要措施。當(dāng)電力系統(tǒng)中由于自然的、人為的或設(shè)備故障等因素發(fā)生故障時,繼電保護裝置必須能夠及時快速的把系統(tǒng)故障進行有效切除,從而來保證電力系統(tǒng)的安全運行穩(wěn)定,最大限度的降低故障引起的人生傷害和財產(chǎn)損失。
繼電保護系統(tǒng)的隱藏故障是指繼電保護裝置中存在的一種永久缺陷,這種缺陷只有在系統(tǒng)發(fā)生故障等不正常運行狀態(tài)時才會表現(xiàn)出來,其直接后果是導(dǎo)致被保護元件的錯誤斷開。多次大停電事故的分析結(jié)論表明,這種由于繼電保護裝置的隱藏故障引起的大停電事故發(fā)生概率雖然很小,但危害極大,這類事故一旦發(fā)生將會引起電網(wǎng)的連鎖反應(yīng),事故并會迅速蔓延導(dǎo)致電網(wǎng)崩潰,給電網(wǎng)帶來災(zāi)難性的后果。
隨著電網(wǎng)發(fā)展規(guī)模的不斷擴大,電網(wǎng)的安全運行顯得尤為重要,隱藏故障依然是威脅電網(wǎng)安全的主要隱患之一。因此開展對繼電保護隱藏故障的研究具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
1 繼電保護隱藏故障的概述
繼電保護主要是指在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或是出現(xiàn)異常情況的時候?qū)ζ溥M行檢測,并根據(jù)相應(yīng)的檢測情況發(fā)出報警信號或是直接進行處理的一種電力保護措施。繼電保護的主要作用就是在電力系統(tǒng)出現(xiàn)自然的、人為的或是設(shè)備故障等故障的時候能夠及時、準(zhǔn)確的將故障切斷,以保護電力系統(tǒng)的安全運行,最大限度的降低損失。繼電保護系統(tǒng)主要包括有繼電保護裝置、通訊通道、電壓電流互感器以及斷路器,其中任何一個部分出現(xiàn)故障都會造成繼電保護系統(tǒng)的故障。繼電保護系統(tǒng)隱藏故障主要是指繼電保護系統(tǒng)內(nèi)部元件存在著的一種永久缺陷,這種缺陷在系統(tǒng)正常運行的情況下是不會對系統(tǒng)造成影響的,而在系統(tǒng)不正常運行的狀態(tài)下這種缺陷就會表現(xiàn)出來,并導(dǎo)致一連串的故障發(fā)生,最為直接的后果就是導(dǎo)致被保護的元件出現(xiàn)錯誤斷開的情況。雖然繼電保護隱藏故障造成大面積停電的機率很小,但是其危害卻是極大的,這樣的事故一旦發(fā)生就會引起一連串的連鎖反應(yīng),甚至可能使電網(wǎng)崩潰。
2 繼電保護隱藏故障的監(jiān)測
由于繼電保護的隱藏故障在電力系統(tǒng)正常運行的情況下是不會表現(xiàn)不來的,而只有在系統(tǒng)運行狀態(tài)不正常的時候還會顯現(xiàn),也就是說,繼電保護隱藏故障只有在系統(tǒng)運行的時候才會顯露出來,所以,檢測繼電保護的隱藏故障采用傳統(tǒng)的離線檢測方式是不適合的。由此可見,對繼電保護隱藏故障的監(jiān)測需要的是在線監(jiān)控系統(tǒng),可是目前并沒有專門的監(jiān)控系統(tǒng)對繼電保護隱藏故障進行保護,而只能依靠微機保護中的自檢功能來保證系統(tǒng)的安全運行。早在1996年,一些國際著名的保護權(quán)威專家就指出致使電網(wǎng)發(fā)生聯(lián)鎖故障的最主要原因之一就是保護裝置與系統(tǒng)中的隱藏故障,并進行了詳細(xì)的研究,針對繼電保護隱藏故障提出了監(jiān)測和控制的技術(shù)方案。該系統(tǒng)主要是為了對電網(wǎng)中存在高脆弱性指數(shù)的保護裝置進行監(jiān)測與控制,系統(tǒng)首先會對輸入繼電器內(nèi)部的信號進行分析診斷,事實上就是對該保護的算法與功能進行復(fù)制,最后將系統(tǒng)的輸出結(jié)果和處于運行中的繼電保護裝置的輸出結(jié)果進行相應(yīng)的邏輯關(guān)系的對比分析,兩者的輸出結(jié)果若是相同,那么就會允許執(zhí)行保護跳閘命令;而若是兩者的輸出結(jié)果不同,那么跳閘命令就會被禁止執(zhí)行,這時,該系統(tǒng)就相當(dāng)于起到了閉鎖的作用。但是從二十世紀(jì)九十年代至今,微機保護裝置自身的軟、硬件技術(shù)和變電站的綜合自動化成為了繼電保護技術(shù)與變電站自動化發(fā)展中的重點,而對繼電保護隱藏故障的監(jiān)測與控制方面的研究卻處于停滯狀態(tài)。從而也就形成了目前仍然是采用微機保護的自檢功能來確保系統(tǒng)的安全運行的現(xiàn)狀。
3 繼電保護隱藏故障的風(fēng)險
從對繼電保護隱藏故障的分析中我們就能看出,繼電保護隱藏故障和常規(guī)故障之間的區(qū)別就在于隱藏故障不會立刻引發(fā)系統(tǒng)故障,而是要在系統(tǒng)處于不正常運行的情況下才會出現(xiàn),這也是繼電保護隱藏故障最危險的一點。繼電保護隱藏故障的發(fā)生機制主要是在電力系統(tǒng)故障時或是故障后瞬間的非正常狀態(tài)之下,但是初次之外,電力系統(tǒng)中的任何一個元件都可能出現(xiàn)隱藏故障。相關(guān)資料表明,電網(wǎng)中出現(xiàn)大規(guī)模的擾動事件有四分之三都和繼電保護中的隱藏故障有關(guān),而它們也存在著一個顯著的特點就是:所存在的缺陷與隱患是不能被檢測出來的,只有在相鄰的事故發(fā)生后才會表現(xiàn)出來,并使事故進一步惡化。
繼電保護隱藏故障發(fā)生的位置不同,其對電力系統(tǒng)所造成的危害程度也不相同,其主要是取決于隱藏故障的發(fā)生位置。為了對隱藏故障的風(fēng)險進行評估,有的學(xué)者就提出了應(yīng)用風(fēng)險理論建立隱藏故障的風(fēng)險評估的方案。繼電保護隱藏故障風(fēng)險評估的基本思想就是利用隱藏故障的概率,根據(jù)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對建立的連鎖故障的模型進行仿真計算,其主要是對繼電保護中所有隱藏的故障均進行風(fēng)險評估,然后根據(jù)評估結(jié)果找出電力系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié),并采取相應(yīng)的預(yù)防措施。
4繼電保護隱藏故障監(jiān)測方法
由繼電保護隱藏故障的定義可知,繼電保護裝置的隱藏故障在正常運行時并不表現(xiàn)出來,而在系統(tǒng)出現(xiàn)壓力的情況下才顯現(xiàn),也就是說隱藏故障只會在系統(tǒng)運行中暴露出來,因此,傳統(tǒng)的離線式檢測方法并不適合用來監(jiān)測隱藏故障,必須研究針對繼電保護裝置隱藏故障的在線監(jiān)測系統(tǒng)。目前尚無專門的監(jiān)控系統(tǒng)用以檢測運行中的繼電保護系統(tǒng)是否存在隱藏故障,而是僅依靠微機保護中一些簡單的自檢功能來保障保護系統(tǒng)的運行。不管是保護系統(tǒng)的定期計劃檢修還是保護裝置自檢功能,都屬于離線式的檢測方法,均沒有考慮裝置現(xiàn)場運行中的情況,因此,這些目
前廣泛采用的離線檢測方式都不是可以信賴的檢測方案,無法實現(xiàn)對于繼電保護隱藏故障的檢測。
目前廣泛采用的常規(guī)檢測方法往往是在保護裝置離線情況下進行的,由于隱藏故障是在運行過程中才爆發(fā),因此傳統(tǒng)的檢測方法并不能對隱藏故障進行全面的檢測。考慮到隱藏故障存在的特點,完善的檢測方法應(yīng)做到對保護裝置進行在線監(jiān)測,這樣才能夠在系統(tǒng)暴露出隱藏故障時,及時發(fā)現(xiàn)其中的錯誤動作傾向,對存在隱藏故障的保護裝置進行動作閉鎖或者使其退出運行,阻止由于保護裝置的隱藏故障而造成保護誤動作的行為。
對隱藏故障而言,當(dāng)系統(tǒng)在正常運行的時候,該故障一般不會表現(xiàn)出來;但是,當(dāng)系統(tǒng)工作不正常時,往往暗示存在其中的隱藏故障已經(jīng)達(dá)到了承受極限。當(dāng)系統(tǒng)運行狀況超過這個極限,保護裝置就會出現(xiàn)誤動或拒動的錯誤行為,因此,保護裝置的狀態(tài)經(jīng)歷了一個從正常到故障的動態(tài)過程
結(jié)論
繼電保護的隱藏故障對電力系統(tǒng)的影響是非常大的,而且在電力系統(tǒng)正常運行的情況下,隱藏故障是不能被發(fā)現(xiàn)的。因此,隱藏故障的監(jiān)測不僅重要而且是存在著一定難度的。在很早之前有研究者提出了隱藏故障的監(jiān)測與控制系統(tǒng),但是在其后的電力自動化的研究中重點研究的則是微機保護自身的軟、硬件技術(shù)以及變電站的自動化技術(shù),在隱藏故障的監(jiān)測與控制方面的研究一直處于停滯狀態(tài)。近年來,繼電保護的隱藏故障的監(jiān)測與控制的研究也逐漸的發(fā)展起來。
參考文獻
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