繼電保護(hù)是對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進(jìn)行檢測(cè),從而發(fā)出報(bào)警信號(hào),或直接將故障部分隔離、切除的一種重要措施。
研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運(yùn)行的異常工況,以探討其對(duì)策的反事故自動(dòng)化措施。因在其發(fā)展過(guò)程中曾主要用有觸點(diǎn)的繼電器來(lái)保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件(發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等),使之免遭損害,所以也稱繼電保護(hù)?;救蝿?wù)是:當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時(shí),在可能實(shí)現(xiàn)的短時(shí)間和小區(qū)域內(nèi),自動(dòng)將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除,或發(fā)出信號(hào)由值班人員消除異常工況根源,以減輕或避免設(shè)備的損壞和對(duì)相鄰地區(qū)供電的影響。
繼電保護(hù)裝置必須具有正確區(qū)分被保護(hù)元件是處于正常運(yùn)行狀態(tài)還是發(fā)生了故障,是保護(hù)區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能。保護(hù)裝置要實(shí)現(xiàn)這一功能,需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎(chǔ)來(lái)構(gòu)成。
電力系統(tǒng)發(fā)生故障后,工頻電氣量變化的主要特征是:
(1)電流增大。短路時(shí)故障點(diǎn)與電源之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將由負(fù)荷電流增大至大大超過(guò)負(fù)荷電流。
(2)電壓降低。當(dāng)發(fā)生相間短路和接地短路故障時(shí),系統(tǒng)各點(diǎn)的相間電壓或相電壓值下降,且越靠近短路點(diǎn),電壓越低。
(3)電流與電壓之間的相位角改變。正常運(yùn)行時(shí)電流與電壓間的相位角是負(fù)荷的功率因數(shù)角,一般約為20°,三相短路時(shí),電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的,一般為60°~85°,而在保護(hù)反方向三相短路時(shí),電流與電壓之間的相位角則是180°+(60°~85°)。
(4)測(cè)量阻抗發(fā)生變化。測(cè)量阻抗即測(cè)量點(diǎn)(保護(hù)安裝處)電壓與電流之比值。正常運(yùn)行時(shí),測(cè)量阻抗為負(fù)荷阻抗;金屬性短路時(shí),測(cè)量阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榫€路阻抗,故障后測(cè)量阻抗顯著減小,而阻抗角增大。
不對(duì)稱短路時(shí),出現(xiàn)相序分量,如兩相及單相接地短路時(shí),出現(xiàn)負(fù)序電流和負(fù)序電壓分量;單相接地時(shí),出現(xiàn)負(fù)序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運(yùn)行時(shí)是不出現(xiàn)的。
利用短路故障時(shí)電氣量的變化,便可構(gòu)成各種原理的繼電保護(hù)。
此外,除了上述反應(yīng)工頻電氣量的保護(hù)外,還有反應(yīng)非工頻電氣量的保護(hù),如瓦斯保護(hù)。
基本要求
繼電保護(hù)裝置為了完成它的任務(wù),必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性四個(gè)基本要求。對(duì)于作用于繼電器跳閘的繼電保護(hù),應(yīng)同時(shí)滿足四個(gè)基本要求,而對(duì)于作用于信號(hào)以及只反映不正常的運(yùn)行情況的繼電保護(hù)裝置,這四個(gè)基本要求中有些要求可以降低。
1)選擇性
選擇性就是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時(shí),其繼電保護(hù)僅將故障的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除,當(dāng)故障設(shè)備或線路的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí),應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)將故障切除。
2)速動(dòng)性
速動(dòng)性是指繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除故障,以減少設(shè)備及用戶在大電流、低電壓運(yùn)行的時(shí)間,降低設(shè)備的損壞程度,提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。
一般必須快速切除的故障有:
(1)使發(fā)電廠或重要用戶的母線電壓低于有效值(一般為0.7倍額定電壓)。
(2)大容量的發(fā)電機(jī)、變壓器和電動(dòng)機(jī)內(nèi)部故障。
(3)中、低壓線路導(dǎo)線截面過(guò)小,為避免過(guò)熱不允許延時(shí)切除的故障。
(4)可能危及人身安全、對(duì)通信系統(tǒng)造成強(qiáng)烈干擾的故障。
故障切除時(shí)間包括保護(hù)裝置和斷路器動(dòng)作時(shí)間,一般快速保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為0.04s~0.08s,快的可達(dá)0.01s~0.04s,一般斷路器的跳閘時(shí)間為0.06s~0.15s,快的可達(dá)0.02s~0.06s。
對(duì)于反應(yīng)不正常運(yùn)行情況的繼電保護(hù)裝置,一般不要求快速動(dòng)作,而應(yīng)按照選擇性的條件,帶延時(shí)地發(fā)出信號(hào)。
3)靈敏性
靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運(yùn)行情況時(shí),保護(hù)裝置的反應(yīng)能力。
能滿足靈敏性要求的繼電保護(hù),在規(guī)定的范圍內(nèi)故障時(shí),不論短路點(diǎn)的位置和短路的類型如何,以及短路點(diǎn)是否有過(guò)渡電阻,都能正確反應(yīng)動(dòng)作,即要求不但在系統(tǒng)大運(yùn)行方式下三相短路時(shí)能可靠動(dòng)作,而且在系統(tǒng)小運(yùn)行方式下經(jīng)過(guò)較大的過(guò)渡電阻兩相或單相短路故障時(shí)也能可靠動(dòng)作。
系統(tǒng)大運(yùn)行方式:被保護(hù)線路末端短路時(shí),系統(tǒng)等效阻抗小,通過(guò)保護(hù)裝置的短路電流為大運(yùn)行方式;
系統(tǒng)小運(yùn)行方式:在同樣短路故障情況下,系統(tǒng)等效阻抗為大,通過(guò)保護(hù)裝置的短路電流為小的運(yùn)行方式。
保護(hù)裝置的靈敏性是用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。
4)可靠性
可靠性包括安全性和信賴性,是對(duì)繼電保護(hù)根本的要求。
安全性:要求繼電保護(hù)在不需要它動(dòng)作時(shí)可靠不動(dòng)作,即不發(fā)生誤動(dòng)。
信賴性:要求繼電保護(hù)在規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)可靠動(dòng)作,即不拒動(dòng)。
繼電保護(hù)的誤動(dòng)作和拒動(dòng)作都會(huì)給電力系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重危害。
即使對(duì)于相同的電力元件,隨著電網(wǎng)的發(fā)展,保護(hù)不誤動(dòng)和不拒動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響也會(huì)發(fā)生變化。
以上四個(gè)基本要求是設(shè)計(jì)、配置和維護(hù)繼電保護(hù)的依據(jù),又是分析評(píng)價(jià)繼電保護(hù)的基礎(chǔ)。這四個(gè)基本要求之間是相互聯(lián)系的,但往往又存在著矛盾。因此,在實(shí)際工作中,要根據(jù)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和用戶的性質(zhì),辯證地進(jìn)行統(tǒng)一
分類
繼電保護(hù)可按以下4種方式分類。
①按被保護(hù)對(duì)象分類,有輸電線保護(hù)和主設(shè)備保護(hù)(如發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、電抗器、電容器等保護(hù))。
②按保護(hù)功能分類,有短路故障保護(hù)和異常運(yùn)行保護(hù)。前者又可分為主保護(hù)、后備保護(hù)和輔助保護(hù);后者又可分為過(guò)負(fù)荷保護(hù)、失磁保護(hù)、失步保護(hù)、低頻保護(hù)、非全相運(yùn)行保護(hù)等。
③按保護(hù)裝置進(jìn)行比較和運(yùn)算處理的信號(hào)量分類,有模擬式保護(hù)和數(shù)字式保護(hù)。一切機(jī)電型、整流型、晶體管型和集成電路型(運(yùn)算放大器)保護(hù)裝置,它們直接反映輸入信號(hào)的連續(xù)模擬量,均屬模擬式保護(hù);采用微處理機(jī)和微型計(jì)算機(jī)的保護(hù)裝置,它們反應(yīng)的是將模擬量經(jīng)采樣和模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的離散數(shù)字量,這是數(shù)字式保護(hù)。
④按保護(hù)動(dòng)作原理分類,有過(guò)電流保護(hù)、低電壓保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、功率方向保護(hù)、距離保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、縱聯(lián)保護(hù)、瓦斯保護(hù)等。
組成
一般情況而言,整套繼電保護(hù)裝置由測(cè)量元件、邏輯環(huán)節(jié)和執(zhí)行輸出三部分組成。
測(cè)量比較部分
測(cè)量比較部分是測(cè)量通過(guò)被保護(hù)的電氣元件的物理參量,并與給定的值進(jìn)行比較,根據(jù)比較的結(jié)果,給出“是”、“非”性質(zhì)的一組邏輯信號(hào),從而判斷保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟動(dòng)。
邏輯部分
邏輯部分使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍,后確定是應(yīng)該使斷路器跳閘、發(fā)出信號(hào)或是否動(dòng)作及是否延時(shí)等,并將對(duì)應(yīng)的指令傳給執(zhí)行輸出部分。
執(zhí)行輸出部分
執(zhí)行輸出部分根據(jù)邏輯傳過(guò)來(lái)的指令,后完成保護(hù)裝置所承擔(dān)的任務(wù)。如在故障時(shí)動(dòng)作于跳閘,不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)出信號(hào),而在正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作等
工作回路
要完成繼電保護(hù)任務(wù),除了需要繼電保護(hù)裝置外,必須通過(guò)可靠的繼電保護(hù)工作回路的正確工作,才能完成跳開故障元件的斷路器、對(duì)系統(tǒng)或電力元件的不正常運(yùn)行發(fā)出警報(bào)、正常運(yùn)行狀態(tài)不動(dòng)作的任務(wù)。
繼電保護(hù)工作回路一般包括:將通過(guò)一次電力設(shè)備的電流、電壓線性地轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合繼電保護(hù)等二次設(shè)備使用的電流、電壓,并使一次設(shè)備與二次設(shè)備隔離的設(shè)備,如電流、電壓互感器及其與保護(hù)裝置連接的電纜等;斷路器跳閘線圈及與保護(hù)裝置出口間的連接電纜,指示保護(hù)動(dòng)作情況的信號(hào)設(shè)備;保護(hù)裝置及跳閘、信號(hào)回路設(shè)備的工作電源等。
繼電保護(hù)裝置的組成方框圖
基本任務(wù)
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)是:
(1)自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞,保證其他*部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。
(2)反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài),并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件(如有無(wú)經(jīng)常值班人員)而動(dòng)作于信號(hào),以便值班員及時(shí)處理,或由裝置自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整,或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行就會(huì)引起損壞或發(fā)展成為事故的電氣設(shè)備予以切除。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作,而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí),以免暫短地運(yùn)行波動(dòng)造成不必要的動(dòng)作和干擾而引起的誤動(dòng)。
(3)繼電保護(hù)裝置還可以與電力系統(tǒng)中的其他自動(dòng)化裝置配合,在條件允許時(shí),采取預(yù)定措施,縮短事故停電時(shí)間,盡快恢復(fù)供電,從而提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
用途
①、當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生足以損壞設(shè)備或危及電網(wǎng)安全運(yùn)行的故障時(shí),使被保護(hù)設(shè)備快速脫離電網(wǎng);
②、對(duì)電網(wǎng)的非正常運(yùn)行及某些設(shè)備的非正常狀態(tài)能及時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào),以便迅速處理,使之恢復(fù)正常;
③、實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化和遠(yuǎn)動(dòng)化,以及工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)控制。
異常
發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)運(yùn)行中有異常或存在缺陷時(shí),除了加強(qiáng)監(jiān)視外,對(duì)能引起誤動(dòng)的保護(hù)退其出口壓板,然后聯(lián)系繼保人員處理。如有下列異常情況,均應(yīng)及時(shí)退出:
1)母差保護(hù)。在發(fā)出“母差交流斷線”、“母差直流電壓消失”信號(hào)時(shí);母差不平衡電流不為零時(shí);無(wú)旁路母線的母聯(lián)開關(guān)串代線路操作及恢復(fù)倒閘操作中。
2)高頻保護(hù)。當(dāng)直流電源消失時(shí);定期通道試驗(yàn)參數(shù)不符合要求時(shí);裝置故障或通道異常信號(hào)發(fā)出無(wú)法復(fù)歸時(shí);旁母代線路開關(guān)操作過(guò)程中。
3)距離保護(hù)。當(dāng)采用的PT退出運(yùn)行或三相電壓回路斷線時(shí);正常情況下助磁電流過(guò)大、過(guò)小時(shí);負(fù)荷電流超過(guò)保護(hù)允許電流相應(yīng)段時(shí)。
4)微機(jī)保護(hù)。總告警燈亮,同時(shí)四個(gè)保護(hù)(高頻、距離、零序、綜重)之一告警燈亮?xí)r,退出相應(yīng)保護(hù);如果兩個(gè)CPU故障,應(yīng)退出該裝置所有保護(hù);告警插件所有信號(hào)燈不亮,如果電源指示燈熄滅,說(shuō)明直流消失,應(yīng)退出出口壓板,在恢復(fù)直流電源后再投入;總告警燈及呼喚燈亮,且打印顯示CPU×ERR信號(hào),如CPU正常,說(shuō)明保護(hù)與接口CPU間通訊回路異常,退出CPU巡檢開關(guān)處理,若信號(hào)無(wú)法復(fù)歸,說(shuō)明CPU有致命缺陷,應(yīng)退出保護(hù)出口壓板并斷開巡檢開關(guān)處理。
5)瓦斯保護(hù)。在變壓器運(yùn)行中加油、濾油或換硅膠時(shí);潛油泵或冷油器(散熱器)放油檢修后投入時(shí);需要打開呼吸系統(tǒng)的放氣門或放油塞子,或清理吸濕器時(shí);有載調(diào)壓開關(guān)油路上有人工作時(shí)。
系統(tǒng)保護(hù)
實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)功能的設(shè)備稱為繼電保護(hù)裝置。雖然繼電保護(hù)有多種類型,其裝置也各不相同,但都包含著下列主要的環(huán)節(jié):①信號(hào)的采集,即測(cè)量環(huán)節(jié);②信號(hào)的分析和處理環(huán)節(jié);③判斷環(huán)節(jié);④作用信號(hào)的輸出環(huán)節(jié)。以上所述僅限于組成電力系統(tǒng)的各元件(發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、輸電線等)的繼電保護(hù)問(wèn)題,而各國(guó)電力系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)踐已經(jīng)證明,僅僅配置電力系統(tǒng)各元件的繼電保護(hù)裝置,還遠(yuǎn)不能防止發(fā)生全電力系統(tǒng)長(zhǎng)期大面積停電的嚴(yán)重事故。為此必須從電力系統(tǒng)的全局和整體出發(fā),研究故障元件被相應(yīng)繼電保護(hù)裝置動(dòng)作而切除后,系統(tǒng)將呈現(xiàn)何種工況,系統(tǒng)失去穩(wěn)定時(shí)將出現(xiàn)何種特征,如何盡快恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這些正是系統(tǒng)保護(hù)所需研究的內(nèi)容。系統(tǒng)保護(hù)的任務(wù)就是當(dāng)大電力系統(tǒng)正常運(yùn)行被破壞時(shí),盡可能將其影響范圍限制到小,負(fù)荷停電時(shí)間減小到短。
大電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,首先必須建立在電力系統(tǒng)的合理結(jié)構(gòu)布局上,這是系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行調(diào)度工作中必須重視的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)保護(hù)的合理配置和正確整定,同時(shí)配合系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置(如解列裝置、自動(dòng)減負(fù)荷、切水輪發(fā)電機(jī)組、快速壓汽輪發(fā)電機(jī)出力、自動(dòng)重合閘、電氣制動(dòng)等),達(dá)到電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的目的。
鑒于機(jī)、爐、電諸部分構(gòu)成電力生產(chǎn)中不可分割的整體,任一部分的故障均將影響電力生產(chǎn)的安全,特別是大機(jī)組的不斷增加和系統(tǒng)規(guī)模的迅速擴(kuò)大,使大電力系統(tǒng)與大機(jī)組的相互影響和協(xié)調(diào)問(wèn)題成為電能安全生產(chǎn)的重大課題。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的配置方案應(yīng)考慮機(jī)、爐設(shè)備的承受能力,機(jī)、爐設(shè)備的設(shè)計(jì)制造也應(yīng)充分考慮電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的實(shí)際需要。
為了巨型發(fā)電機(jī)組的安全,不僅應(yīng)有完善的繼電保護(hù)裝置,還應(yīng)積極研究和推廣故障預(yù)測(cè)技術(shù),以期實(shí)現(xiàn)防患于未然,進(jìn)一步提高大機(jī)組的安全可靠性。
常用保護(hù)
傳統(tǒng)保護(hù)
1、電流保護(hù)。多用于配電網(wǎng)中(110kv及以下),分為:電流速斷保護(hù)、*電流速斷保護(hù)和定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。
2、距離保護(hù)。
3、差動(dòng)保護(hù)。
4、縱聯(lián)保護(hù)。
5、瓦斯保護(hù)
新興保護(hù)
基于暫態(tài)的保護(hù),如行波保護(hù)等。
發(fā)展歷程
繼電保護(hù)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。20世紀(jì)初隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展,繼電器開始廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的保護(hù),這時(shí)期是繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的開端。早的繼電保護(hù)裝置是熔斷器。從20世紀(jì)50年代到90年代末,在40余年的時(shí)間里,繼電保護(hù)完成了發(fā)展的4個(gè)階段,即從電磁式保護(hù)裝置到晶體管式繼電保護(hù)裝置、到集成電路繼電保護(hù)裝置、再到微機(jī)繼電保護(hù)裝置。
隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展,人工智能技術(shù)如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)模、模糊邏輯等相繼在繼電保護(hù)領(lǐng)域的研究應(yīng)用,繼電保護(hù)技術(shù)向計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、一體化、智能化方向發(fā)展。
19世紀(jì)的后25年里,作為早的繼電保護(hù)裝置熔斷器已開始應(yīng)用。電力系統(tǒng)的發(fā)展,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,短路容量不斷增大,到20世紀(jì)初期產(chǎn)生了作用于斷路器的電磁型繼電保護(hù)裝置。雖然在1928年電子器件已開始被應(yīng)用于保護(hù)裝置,但電子型靜態(tài)繼電器的大量推廣和生產(chǎn),只是在50年代晶體管和其他固態(tài)元器件迅速發(fā)展之后才得以實(shí)現(xiàn)。靜態(tài)繼電器有較高的靈敏度和動(dòng)作速度、維護(hù)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、體積小、消耗功率小等優(yōu)點(diǎn),但較易受環(huán)境溫度和外界干擾的影響。1965年出現(xiàn)了應(yīng)用計(jì)算機(jī)的數(shù)字式繼電保護(hù)。大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,微處理機(jī)和微型計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用,極大地推動(dòng)了數(shù)字式繼電保護(hù)技術(shù)的開發(fā),目前微機(jī)數(shù)字保護(hù)正處于日新月異的研究試驗(yàn)階段,并已有少量裝置正式運(yùn)行。
研究現(xiàn)狀
隨著電力系統(tǒng)容量日益增大,范圍越來(lái)越廣,僅設(shè)置系統(tǒng)各元件的繼電保護(hù)裝置,遠(yuǎn)不能防止發(fā)生全電力系統(tǒng)長(zhǎng)期大面積停電的嚴(yán)重事故。為此必須從電力系統(tǒng)全局出發(fā),研究故障元件被相應(yīng)繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作切除后,系統(tǒng)將呈現(xiàn)何種工況,系統(tǒng)失去穩(wěn)定時(shí)將出現(xiàn)何種特征,如何盡快恢復(fù)其正常運(yùn)行等。系統(tǒng)保護(hù)的任務(wù)就是當(dāng)大電力系統(tǒng)正常運(yùn)行被破壞時(shí),盡可能將其影響范圍限制到小,負(fù)荷停電時(shí)間減到短。此外,機(jī)、爐、電任一部分的故障均影響電能的安全生產(chǎn),特別是大機(jī)組和大電力系統(tǒng)的相互影響和協(xié)調(diào)正成為電能安全生產(chǎn)的重大課題。因此,系統(tǒng)的繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的配置方案應(yīng)考慮機(jī)、爐等設(shè)備的承變能力,機(jī)、爐設(shè)備的設(shè)計(jì)制造也應(yīng)充分考慮電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的實(shí)際需要。為了巨型發(fā)電機(jī)組的安全,不僅應(yīng)有完善的繼電保護(hù),還應(yīng)研究、推廣故障預(yù)測(cè)技術(shù)。
發(fā)展趨勢(shì)
微機(jī)保護(hù)經(jīng)過(guò)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(yùn)行經(jīng)驗(yàn),產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益,大大提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行管理水平。近年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展以及計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)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(jì)算機(jī)繼電保護(hù)中,以期取得更好的效果,從而使微機(jī)繼電保護(hù)的研究向更高的層次發(fā)展,繼電保護(hù)技術(shù)未來(lái)趨勢(shì)是向計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化,保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。
1、計(jì)算機(jī)化
隨著計(jì)算機(jī)硬件的迅猛發(fā)展,微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷發(fā)展。電力系統(tǒng)對(duì)微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高,除了保護(hù)的基本功能外,還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存放空間,快速的數(shù)據(jù)處理功能,強(qiáng)大的通信能力,與其它保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力,高級(jí)語(yǔ)言編程等。這就要求微機(jī)保護(hù)裝置具有相當(dāng)于一臺(tái)pc機(jī)的功能。繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化、計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。但對(duì)如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求,如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性,如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,尚需進(jìn)行具體深入的研究。
2、網(wǎng)絡(luò)化
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時(shí)代的技術(shù)支柱,它深刻影響著各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域,也為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的通信手段。到目前為止,除了差動(dòng)保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)外,所有繼電保護(hù)裝置都只能反應(yīng)保護(hù)安裝處的電氣量。繼電保護(hù)的作用主要是切除故障元件,縮小事故影響范圍。因繼電保護(hù)的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍,還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù),各個(gè)保護(hù)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(dòng)作,確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。顯然,實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來(lái),亦即實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。
3、智能化
隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展,分布式發(fā)電、交互式供電模式對(duì)繼電保護(hù)提出了更高要求,另一方面通信和信息技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展,數(shù)字化技術(shù)及應(yīng)用在各行各業(yè)的日益普及也為探索新的保護(hù)原理提供了條件,智能電網(wǎng)中可利用傳感器對(duì)發(fā)電、輸電、配電、供電等關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,然后把獲得的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行收集、整合,后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。利用這些信息可對(duì)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)功能和保護(hù)定值的遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控和修正。另外,對(duì)保護(hù)裝置而言,保護(hù)功能除了需要本保護(hù)對(duì)象的運(yùn)行信息外,還需要相關(guān)聯(lián)的其它設(shè)備的運(yùn)行信息。一方面保證故障的準(zhǔn)確實(shí)時(shí)識(shí)別,另一方面保證在沒(méi)有或少量人工干預(yù)下,能夠快速隔離故障、自我恢復(fù),避免大面積停電的發(fā)生。
保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下,保護(hù)裝置實(shí)際上就是一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī),是整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息和數(shù)據(jù),也可將它所獲得的被保護(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此,每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能,而且在*正常運(yùn)行隋況下還可完成測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信功能,亦即實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化
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