吴军
国网安徽省电力有限公司萧县供电公司,安徽 萧县 235200
摘要:随着现代化建设的发展,我国的继电保护工程建设的发展也有了很大的创新。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。
关键词:继电保护装置;配电系统;应用
引言
电力系统继电保护是系统出现人为或非人为故障后获得有效的屏障,也是保障电力系统内部设备安全、避免系统大规模停电的最基本、最有效技术手段。在电力系统继电保护运行过程中,存在较多危险点,影响了电力系统继电保护功效的正常发挥。因此,从电力系统继电保护常见事故入手,对其危险点及预防措施进行适当分析,就具有较为突出的现实意义。
1变配电系统中继电保护装置的保护分类和保护的基本要求
1.1保护分类
变配电系统中对于电气设备和配电线路的继电保护装置可分为主保护和后备保护,必要时可装设辅助保护功能。1)主保护指满足系统稳定和设备安全要求,能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。2)后备保护是当主保护或断路器据动时用来切除故障的保护。又分为远后备保护和近后备保护两种。远后备保护是当主保护或断路器据动时由相邻电气设备或线路的保护来实现的保护。近后备保护是当主保护据动时,由本设备或线路的另外一套继电保护来实现的保护。3)辅助保护是为补充主保护和后备保护的辅助保护功能。
1.2保护的基本要求
当继电保护装置有信号发出或有动作指令出现时,配电系统必然存在某种隐患或故障,此时要求继电保护装置能及时、准确地跳开相应配电回路,保护本回路的同时也防止事故的扩大化,保证非故障回路的正常供电,因此对继电保护装置提出如下要求:1)保护的选择性,要求当被保护的设备或线路有故障时,仅由离故障点最近的一级保护开关动作跳闸,其它非故障配电回路正常供电,这样可保证事故范围的最下化,保护开关不应越级跳闸进行保护。2)保护的可靠性,要求继电保护装置在该发出跳闸指令时必须发出;无故障或不该发出故障指令时,不应是保护开关误动作。这样才能保证配电网络有安全可靠且有连续的供电。3)保护的速动性,这是对继电保护装置动作时效性的基本要求,只有保证动作的快速才能保证事故范围不扩大,只停留在本级保护内。同时速动性也为备自投装置和快切装置的提供来充足的跳闸和投切时间,保证供电可靠。4)保护的灵敏性,灵敏系数是判断继电保护装置灵敏性的重要指标,每一个保护项都要满足灵敏性的要求,才能保证保护装置在最短时间内切除故障。一款好的继电保护装置可以检测出被保护区域微小的故障,反应到监控系统并发出报警信号或执行分段保护开关的指令。
1.3继电保护装置的任务
1)监控变配电系统的运行状态并时时记录、存储相关数据,为系统故障做好事后有据可查,从而可避免类似故障再此发生。同时值班工作人员可根据后台监控系统的时时数据对整个配电箱系统进行监视,保证第一时间对故障问题进行处理和上报。2)远程手动或自动操作配电系统的保护开关。手动状态下可通过上位机的投切按键进行操作;自动状态下,可完全由继电保护装置根据实际故障情况进行分合闸控制。
2电力系统继电保护的常见事故
2.1 二次回路
电力系统继电保护二次回路事故主要包括线路过电压保护误动作、联变保护误启动220kV失灵保护、直流系统接地启动备用变压器气体继电器动作跳闸、匝间保护动作及机组跳闸、发电机-变压器组保护误动停机、母差保护误动出口、正常操作TV空气断路器跳闸等。
2.2 保护装置
电力系统继电保护装置事故主要包括发电机高频保护误动停机、电机差动保护误动作、高频保护动作切机、过励磁保护误动跳机、差动保护越级动作、线路或变压器无故障跳闸、直流接地保护误动致变电站全停等。
2.3 整定与配置
电力系统继电保护整定与配置故障主要包括高厂变压器损坏、系统异常机组跳闸、过励磁保护动作致机组跳闸、机组负序过电流保护误动停机、电动机启动时零序保护动作、变压器差动保护动作停机等。
3浅议继电保护装置在配电系统中的应用
3.1完善保护原理
从保护原理视角入手,电力系统继电保护主要是利用系统中元件发生不正常情况时的电压、电流、频率、功率等电气量变化(或变压器油箱内故障时油流速度增大、瓦斯增多、油压强度升高等),启动继电保护动作,包括测量部分及定值调整部分、执行部分、逻辑部分等几个部分。为了避免电力系统继电保护的原理缺陷出现,技术人员应在电力系统继电保护设备增容扩建冗余设置的基础上,严格依据继电保护设备执行模块安装运行规程及国家、行业标准,进行安装过程监督,避免隐患出现。如某电厂升压变压器主变继电保护设备通讯接口原设计为双通道,但实际仅安装单通道,导致长时间运行异常,严重威胁了继电保护装置可靠性。因此,为保证电力系统中继电保护装置稳定、安全运行,应严格依据国家行业标准或规范规程进行严格监督。同时考虑到电力系统继电保护逻辑部分保护整定值是继电保护动作整齐开展的前提,应将精确化方针落实到继电保护计算过程、试验步骤中。即在依据各设备性能曲线、相关参数制定整定值外,还需考虑对实际部分接线产生致误差因素进行消除、核算,最大限度保障整定值设定负荷与现场生产状况相符程度,避免因整定值设置误差(十几毫安)而产生的电气设备误动、据动事故。
3.2配电线路的继电保护
1)过电流保护,继电保护装置中的动作电流应按线路过负荷电流(包括电动机启动时引起的启动电流),再乘以相应的安全系数进行设定,当线路中传输电流大于设定值时,应启动保护装置分闸信号进行自动分闸操作。2)无时限电流速断保护和带实现电流速断保护应分别按最大运行方式下线路末端三相短路电流和最大运行方式下相临元件末端三相短路电流作为基准,再乘以相应安全系数作为继电保护装置的动作电流进行设定。在项目的实际整定过程中,配电线路无时限电流速断保护是存在保护不到的区域,此区域称之为“保护死区”。由于电流速断保护的电流躲过来线路末端的最大短路电流,因此在靠近末端的一段线路发生短路故障时,如两相短路时电流速断保护不会动作,说明无时限电流速断保护不可能保护线路全长。为了避免类似情况发生,凡是带有电流速断保护的配电线路都配带时限过电流保护,过电流保护动作时间要比电流速断保护多一个时间差,一般取0.5~0.7s。
结语
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。
参考文献
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