浅议继电保护装置在配电系统中的应用

发表时间:2021/5/26   来源:《中国电业》2021年2月5期   作者:尹峰
[导读] 在前几年的工业项目设计中,无论是设计师还是业主工程师
        尹峰
        贵州长辉电力建设有限责任公司麻江福能分公司 557600

        摘要:在前几年的工业项目设计中,无论是设计师还是业主工程师对变配电系统中的继电保护装置越来越重视。为确保供电的可靠性和生产的安全性,达到更高的自动化程度,部分项目的业主会聘请第三方公司对全厂性的继电保护系统进行评估,可见该保护装置的重要性。本文对继电保护装置在配电系统中的应用进行分析,以供参考。
        关键词:继电保护装置;配电系统;应用
引言
        在配电故障的处理工作当中,配电自动化技术提供的支持使故障处理的效率和质量获得了巨大的提升,这使我国的电力行业在发展上有了更大的发展动力。在针对配电网的故障处理工作中将配电自动化和继电保护进行合理的结合,能够在对配电网故障的解决和排除工作上大大提升效率和质量,能够进一步实现电力系统的稳定运转。
1概述
        电力用户随着自身企业不断创新发展、工艺改造,以提高生产能力,其要求配套的电网规模越来越大且网络结构更加复杂,系统运行方式及短路容量也有了较大变化。而电网安全稳定性及继电保护定值适应系统变化的能力是有限的,需要随着电网运行情况及电网短路容量的变化进行调整。为消除电力用户企业电网的安全隐患,保障企业安全生产运行,电力用户企业应结合企业电网变化情况进行安全评估及继电保护定值复核。电网安全评估及继电保护定值复核工作,可运用专业电力分析计算软件完成,可建立全厂电网仿真模型,从整体性的全系统角度计算电网的短路电流和潮流分布,仿真计算各种电气故障事件对电网的影响,找到电网的薄弱环节。通过全面的分析计算,得出电网安全性、可靠性等具体技术指标,进而指导企业制定电力系统的设计、规划和改造方向,提高电能利用率和电网稳定性,实现电网的资源优化。同时,结合计算机软件的分析计算结果,对全厂所有设备元件进行保护配置分析,对全厂电气设备的继电保护定值进行系统性的复核,并用计算机软件反向配合校验,为电网提供一套完善的继电保护配置方案,使电网供电满足“选择性、快速性、可靠性、灵敏性”的要求,确保电力设备安全可靠运行。
2继电保护
        继电保护能够有效的作用于配电网系统中发生的各种异常情况。在配电网的运行过程中,外界因素影响下容易造成配电系统出现故障,进而影响到整个配电网系统的运行效果和供电情况。在对配电网系统的分析和保护工作研究当中,继电保护装置的出现,让故障的出现率得到了降低,同时,使针对故障的处置措施在效率和质量上得到了提升。
3变配电系统中常用的继电保护装置
        3.1变压器的继电保护
        1)过电流保护,继电保护装置的动作电流应按变压器高压侧额定电流为基准,乘以相应安全系数,作为过电流保护的动作电流。当实际电流大于设定电流时,会启动保护装置的跳闸指令。

2)电流速断保护,指变配电下系统中最大运行方式下变压器低压侧三相短路时高压侧(继电保护安装处)的短路电流初始值,再乘以相应的安全系数的电流值,作为速断保护的电流设定值,当短路电流大于此设定值时,启动继电保护装置的跳闸信号,速断保护的分闸信号无延时,速动。3)变压器的差动保护,差动保护分为纵联差动保护和横联差动保护,前者适用于单配线回路的保护,后者适用于双配电回路的保护。本次主要介绍常用的变压器纵联差差保护,其主要配置原理是分别在变压器高低压配电回路中装设电流互感器,由两套互感器分别采集一次电流转换到差动保护装置中,近而进行电流做差比较,正常情况下变压器内部及引出线和绝缘套管各处无故障,保护装置中的差值近视于零,保护装置不动作。反之,要进行差动保护分闸。
        3.2配电线路的继电保护
        目前变电站配置的电气SCADA系统能实现对继电保护系统的自动控制,整个电气系统建成后一直在不断优化提高。在当前的线路保护系统运行过程中,一方面线路保护装置可根据该系统的本身运行状态对实时的工作参数和设定的参数做出比较,当发现某项参数超出了其设定值时线路保护装置作出响应,从而在一定范围内切断被控制的线路,同时其他的线路投入运行。这样既防止线路运行中出现了超出运行允许值时对各类线路造成的冲击,同时也可提高下游供配电系统的运行稳定性;另一方面,对于线路的保护中,在供配电系统中配置了相应的的测量计量电气元件,这样既可把所有的电气数据传输给电气SCADA系统或上级变电站,以便适时发出控制指令,从而使继电保护系统可以做出响应,从而保护各类设备,确保该系统可以维持高效安全平稳运行。
        3.3母线保护系统
        变电站的母线保护工作,能够从根本上决定该变电站能否处于正常运行状态,在系统的保护配置工作中,一方面要通过继电保护装置的配置,分析当前母线系统中,是否会在出现了干扰的电子感应信号时,该系统中已经配置的各类设施,能够将这类干扰消除,以免造成误动。另一方面,在当运行的母线出现预警或跳闸信号时,母线实际已经完全出现或者部分出现故障,传感器要能够迅速将这类信息传递给控制中枢,当发现这类信息存在或出现严重风险或故障时,该报警信息应能够立即被电力调度或运行值班的相关人员所识别,之后立即投入相应的报警复位或故障排除工作,以避免电气系统异常运行或导致电气故障扩大。
4变配电下系统中继电保护的未来发展趋势
        随着科学技术的迅猛发展和人们对自动化程度需求的日益提高,促使变配电系统中继电保护装置能对系统有更全面、更安全、更准确的保护。未来的继电保护系统会更网络化,更智能化。在人工智能的大环境中,人机交互的不断完善,会使继电保护系统在安全、可靠、全面保护的前提下,更贴近人的操作习惯,更方便人的操作。
结束语
        综上,变电站的继电保护工作中,需实现对于母线的保护、变压器的继电保护、各类线路的继电保护等,在继电保护工作中需根据已配置了的自动化系统对所有设备做出相关的响应动作,同时也要确保所有设备的建设质量符合标准。在系统建设过程要分析主变压器的整定计算和线路的整定计算两个项目,以确保该系统可高质量安全运行;在系统运行过程中要不断总结、不断优化,才能够在确保设备本质安全的前提下实现电气系统的安全经济平稳长期运行。
参考文献
[1]薛风华,张文远,王小光,沈岳峰.新能源并网对配电系统继电保护影响分析[J].电工电气,2017(09):15-18+40.
[2]陈文学.交直流配电网故障对继电保护的影响及方案研究[D].山东理工大学,2017.
[3]原云周.继电保护系统的可靠性分析及在电网中的应用[D].天津大学,2018.
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