铁路电力系统故障快速隔离恢复技术研究

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年7期   作者:贾淑珍 葛传超 贾子敬
[导读] 近年来,我国社会发展迅速铁路电力技术研究不断提升,继电装置在电力保护系统当中有着非常重要的意义
        贾淑珍  葛传超  贾子敬
        中车青岛四方机车车辆股份有限公司  山东青岛  266000
        摘要:近年来,我国社会发展迅速铁路电力技术研究不断提升,继电装置在电力保护系统当中有着非常重要的意义。在电力系统发生了故障之后,需要依靠继电系统进行快速的故障隔离,这能够在一定程度上有效阻止事故进一步扩大,也能够保证事故外的正常电力系统运行。在目前看来,因为电力系统当中机电保护所引发的安全隐患不断增多,造成了局部的电网失压,所以也造成了许多的经济损失,这也在一定程度上对电网安全造成了很大的威胁。所以合理的运用继电保护能够减少电力损失,并在一定程度上提高提高供电的效率和质量。
        关键词:铁路电力系统;故障快速隔离恢复;技术研究
        1  引言
        电力是社会不可或缺的能源之一,电力系统在其中发挥着关键作用,由于电网运行方式较为复杂,其处于频繁变化的状态之中,因此为保障电力系统运行的安全可靠,必须加强在日常使用中的维护,而继电保护装置便是其中的关键所在。继电保护装置的应用,可避免电力系统故障所造成的风险,维护电网设备的安全。但由于受各种因素的影响,继电保护装置本身也面临着故障风险,一旦发生故障将无法发挥保障功能,影响电力系统的安全运行。鉴于此,本文基于电力系统保护视角,探讨继电保护装置的常见故障及预防,以其全面发挥其功能优势,预防电力系统运行事故的发生。
2  电力系统中继电保护装置的重要性
        以我国目前的电力消耗而言,已经占据了极大的比重,更成为最重要的电力能源市场。与此同时,国家在“十三五规划”中强调加强电力能源保障,相继加大了电网基础设施地投入,逐步形成了更加庞大的电力网络。事实上,电力系统的应用与保障,不仅体现在宏观层面上,从微观的继电保护装置应用中,同样需要加强关注与研究。继电保护装置主要应用于电力末端节点,避免因电压不稳、浪涌、短路等问题导致的设备损坏,通过对电力环境地监测及时进行保护,维护末端电力设备地安全运行。并且,依托对继电保护装置数据的收集,可以对电力系统故障实现快速定位、分类及排除,实现电力系统管理的自动化、智能化。
3  电力系统继电保护中的问题
3.1  电流互感饱和导致的问题
        电流互感饱和是电力系统保护里的一种较为常见的现象,它很有可能会对继电保护的运行有所影响。特别是由于系统设备终端的负荷容量大幅度增加,导致在短路情况出现时,产生的电流过大,这存在很大的安全隐患。当配电系统与终端设备距离较近时,若出现短路情况,电流就会增大,并且会远大于电流互感器的额定电流,致使电流本身含有巨大的能量,在输送过程中,会导致设备受到严重的损伤。其次,当线路的短路时,在互感电流饱和情况的影响下,感应的二次电流会减少很多,导致设备的运行出现异常。
3.2  触点问题
        继电器触点是继电器的最重要组成部分。它们的性能受以下因素的很大影响,诸如触点的材料,所加电压及电流值负载的类型,工作频率,大气环境,触点配置及跳动。若其中任何因素不能满足预定值,可能就要发生诸如触点间的金属电积,触点焊接,磨损,或触点电阻快速增加等问题。如果不能解决此类问题,继电器的稳定性将会大大降低,导致电力系统的运行受阻。


3.3  电力系统继电保护过程中的问题
        当电力系统出现问题时,利用一些电气自动装置将故障部分从电力系统中迅速切除,当发生异常时,及时发出信号,以达到缩小故障范围,减少故障损失,保证系统安全运行的目的。当被保护的电力系统元件发生故障时,应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令,使故障元件及时从电力系统中断开,以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏,降低对电力系统安全供电的影响。当系统和设备发生的故障足以损坏设备或危及电网安全时,继电保护装置能最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏,降低对电力系统安全供电的影响。然而,当继电保护的设备出现问题时,很有可能影响继电保护发挥自己的作用,影响电力系统的正常运行。
4  电力系统继电保护装置故障预防措施
4.1  替换法在故障处理中的应用
        根据继电保护装置的设计要求和应用特点,在继电保护装置发生故障时,应充分考虑其影响因素,主要是针对其内部结构及元件实施检查,若判断为其相关元件存在故障,或者是元件功能不稳定等问题,则应直接采用替换的方式进行维修,确保故障得到根本上的排除。通常而言,替换法是继电保护装置最常用方法,操作中可采取替换检验的方式进行,当继电保护装置发生故障时,可利用周边备用插件、设备作为替代,若故障在替代元件后消失,则表示故障处理有效,否则应继续深入分析问题。以110kV旁路故障为例,当LFP-941A微机保护灯闪烁时,故障检测难度较高,此时可将备用设置插件对调,以检测故障的源头。
4.2  分段法在故障处理中的应用
        针对继电保护装置的故障处理时,可以将其划分为两个或者多个分析部分,并依据相应的步骤实施处理。在继电保护装置中高频保护装置无法发送告警信号时,由于其涉及到两侧收发信机及通道设备,因此可以采取分段法实施处理。即依据通道分布及功能规律,将通道进行分段检验,利用电平表对其功能进行确定,检查是否具备正常的自发自收功能,以判断其故障点及范围。反之,则再次接入其他通道结合滤波器通信电缆端测,对相关的电缆线进行检测,判断故障的产生范围。在光纤通道及远动检测中,将各通道口断开,随后利用短接内回路对各个通道进行检测,通过对装置内部信息的收集,以判断其功能的有效性。最后再对外侧短接环信号接收情况进行分析,判断通道的运行情况,避免故障的产生。
4.3  加强科学管理
        通过作者的工作经验和相关文献的证明得出,设备科学的管理十分重要,设备维修管理制度的科学性和可靠性可以有效应对电力系统继电保护过程中出现的问题。目前,大部分电力企业应该注重管理体系的完善,并且做好设备的维修和故障检查的工作。通过对维修理论知识的学习,将其应用到设备维修工作中,减少维修周期,提高维修的技术水平,保证电力系统继电保护的运行。电力系统继电保护系统管理的对策,随着互联网的快速发展,信息化技术在各个行业被广泛应用。为了促进电力系统继电保护的运行,应该加强信息化方式的管理,通过信息技术的检测,获得实时数据和信息,然后认真分析获取的信息,这些提前收集的故障消息,能够为继电保护运行提供一定的参考。
5  结语
        通过利用傅里叶级数变换方法分析保护装置计算时间窗,并对保护装置参数设置进行优化处理,最大限度地发挥继电保护装置特性,避免极端情况下出现由于分区所不满足跳闸条件,致使上下行不能及时有效退出末端并联运行状态而导致非故障线路重合闸失败的情况。通过制订针对性的改进措施,有效增强了保护装置的可靠性和灵敏性。
参考文献
[1]缪弼东,李瑞,艾广宁.高速铁路牵引供电系统故障测距方法的研究和修正[J].电气化铁道,2019,30(1):20-23.
[2]雍静.供配电系统[M].北京:北京工业出版社,2003.
[3]翟纯玉.铁路电力自动化技术[M].北京:北京铁道出版社,2006.
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