电力系统继电保护与自动装置的分析

发表时间:2020/12/9   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:魏锥 窦金延 闫敏
[导读] 摘要:为了更好地提升电力系统的安全稳定性,就需要将自动化的装置引入到电力系统故障的检测中,以此提升电力系统恢复运行的效率水平。
        国网聊城供电公司  山东聊城  252000
        摘要:为了更好地提升电力系统的安全稳定性,就需要将自动化的装置引入到电力系统故障的检测中,以此提升电力系统恢复运行的效率水平。电力系统继电保护与自动装置能够使故障元件免于继续遭到破坏,并保证其他无故障部件迅速恢复正常运行,因而在维系电力系统稳定性上具有重要作用,以下将对其进行分析。
        关键词:电力系统;继电保护;自动装置;原则
        1 概述
        电力系统对我国的经济发展发挥着重要的推动作用,因而为了提升电力系统的稳定性,就需要做好继电保护与自动装置设置工作,以此防止电力系统中出现故障或者运行不正常的现象,及时有效地切断故障元件,进而缩小故障引发的范围。继电保护装置是当前电气设备出现故障或者异常事故时,作用于断路器使其跳闸或发出某种信号的一种自动装置,其能够自动、快速地将故障元件从电力系统中切除,进而使得电力系统恢复的时效性得到增强。除此之外,继电保护装置还能够对电气元件中需要进行维护的进行信号提醒,以此更好地提升电力系统运行的稳定性。
        2 电力系统继电保护和自动装置的配置
        2.1 线路继电保护配置
        设置继电保护装置能够更好地提升电力系统运行的安全性,因而在110-220kV的接电网中需要设置具有装置反应的接地短路和相间短路的保护装置,以此提升故障检测以及切除故障元件的效率。现阶段,线路继电保护配置能够对电气系统实现智能检测,其中常用的为电阻测量技术,通过万用表判断导线的工作状态,以此更好地判断电力的内部系统运转情况,同时通过诊断仪中的数据流参数值的变化情况可以更加便捷地判断出电力是否存在故障问题。在进行操作检测的过程中,需要降低拆卸步骤,以此更好地避免对电力故障造成二次伤害。例如,在进行电力电流检测的过程中可用模拟传感器与电气系统的控制电路控制系统进行连接,通过对数据流变化情况的检测,进而判断电力的传感器的异常情况。科技的进步、新技术层出不穷、多传感器数据融合技术、故障检测算法、混合智能故障诊断技术、基于因特网的远程协作诊断技术、以故障检测及分离为核心的容错控制、监控系统和可信性系统研究等都将在电气设备状态监测与故障诊断得到广泛应用。
        在110-220kV中性点直接接地的电网中,线路的相间短路保护及单相接地短路保护均应动作于断路器使其跳闸。一般情况下,当系统稳定且具有必要性时,需要通过继电保护装置进行电压的调控以及故障的检测,以此防止电力系统出现运行问题;其次则是在发生三相短路故障时,需要通过继电保护装置是重要母线的电压低于额定电压的60%,以此能够使得线路在发生故障时能够得到有效切除,进而提升电力系统运行的稳定性;再者,则是某些线路需要通过电力系统进行电压的调配和设置,以此达到保护装置选择性、灵敏性的目的,规程规定 110kV 线路的后备保护宜采用远后备方式,而22kV线则适宜采用近后背的方式进行继电保护装置的设置。
        2.2 自动重合闸的配置
        在电力系统的故障类型中,主要以架空线路为主,因而在电力系统中将需要采用自动重合闸的方式提高供电的可能性,由此当断路器跳闸时能够使使得重合闸自切断。在电力系统中采用重合闸能够大大提高供电的可靠性,同时对单侧电源的单回线路具有良好的调节作用,能够更好地防止线路出现停电的概率。而在高压输电线路上采用重合闸,也能够对其中存在的故障问题进行及时发现和解决,进而提升电力系统运行的稳定性。而对于断路器本身而言,由于机构不良以及继电保护等误动作也将导致跳闸现象的出现,进而对电力系统运行发挥纠正作用,进而防止电力系统运行出现波动性。

但采用重合闸之后,电力系统将会受到永久性故障的冲击,进而使得断路现象变得更加频繁,同时也将增加切断电流的频次。
        3 电力系统继电保护和自动装置的配置原则
        在进行电力系统继电保护的时候,其运行效率以及安全状况在很大程度上取决于用电情况是否处于正常状态。由于在实际的继电保护装置设置中,经常会遇到三相用电不平衡或者是一些中点接地不良的问题,为了能够确保继电保护装置设置能够顺利的进行,并且避免这些问题带来严重的后果,继电保护装置设置人员就必须对其给予高度的重视。例如正常使用的电视、监控以及电脑等突然出现同时的损坏,经维修人员检查后发现,负载中性点电压升高到了70V,而且相电压达到了280V,这主要是因为中性点出现了零点漂移的现象以及三相用电存在明显的差异而导致三相不平衡,所以必须采取相应的措施对其进行及时地处理,以免造成严重的损失。
        而对于单侧电源单回路线路依然需要加装继电保护装置实现灵敏度的提升,进而提升距离保护的高效性。对于双电源单回路线路 ,还可以通过加装高频保护为主保护,以此更好地提升继电保护装置的灵敏度以及速动性。
        对于接地短路,宜装设带方向性元件或不带方向性元件的多段式零序电流保护,首先要对配电箱进行调试,以此确保线盒内压线线板能够做到布线整齐,以此防止线路连接松动现象出现,提高继电保护装置在后期运行过程中的安全稳定性。其次,对继电保护装置工程进行全面调试也能及早地发现其中存在的故障问题,进而采取相应的优化策略进行问题的解决,以此更好地提高后期的电气调试工作质量水平。再者,对于接地线的连接则需要根据使得实际的接地端子长度进行确定,以此更好地对外墙的金属门窗以及屋顶的金属大件进行防雷措施的设置,进而减少检测工作的遗漏点,同时还需要对金属外壳的接地线进行优化处理,进而确保安装以及调试工作开展的顺畅性。最后,在实际的施工过程中要防止主观臆断现象的出现,在调试前保证所有电缆、插接母线、导线、设备器件都要经过绝缘检测后再进行使用。调试的时间也要符合规定的时间,不能随意进行更改,这样才能检测出电气设备是否运行正产,设备器件运行的可靠。
        在正常运行方式下 ,若保护安装处短路且无时限电流速断保护装置能够动作时 ,可装设此种保护作为辅助保护。配电网作为电力系统最末一级的环节,其变量众多、节点数目庞大、负荷分布不均匀、无功补偿点位置分散,并且各个变量之间常常出现相互影响,相互制约。电压是对电能质量进行定量判断的重要依据,电网的安全稳定运行与系统的电压质量直接相关,另外,系统的无功功率与系统电压水平也有着直接的关系。无功功率的不合理分配不仅会造成网络损耗,还会对电压质量产生重要影响。电网无功功率的分区、分层以及局部平衡有助于保持系统的运行电压接近电网的额定电压,同时还能够减少电网的输电、运行损耗。根据电力系统继电保护和自动装置的配置原则,选择220kV线路保护时做如下考虑:由于一般系统允许切除故障的时间为0.1s,为保证系统运行稳定,当220kV输电线路任何地点发生短路故障时,继电保护切除故障线路的时间都必须小于0.1s,因而,凡是不能在0.1s内切除全线路故障的保护装置都不宜作为主保护。
        4 结束语
        总而言之,做好电力系统继电保护装置的设置工作,能够更加及时地对其中存在的故障问题进行解决,同时也能对产生故障的元件进行切除,进而缩小电力系统及故障影响的范围,为社会的发展奠定良好的基础保障。
        参考文献
        [1]王建南主编.工厂供电系统继电保护及自动装置[M].冶金工业出版社,2019.
        [2]教育部高等教育司、北京市教育委员会编.高等学校毕业设计(论文)指导手册•电工卷[M].高等教育出版社、经济日报出版社,2018.
        [3]胡增涛编.工厂供电[M].高等教育出版社,2015.
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