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【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù) 配置 整定
1 35kV變電站的繼電保護(hù)配置方案探討
1.1 變壓器保護(hù)配置
1.1.1 瓦斯保護(hù)
作為變壓器油箱內(nèi)各種故障和油面降低的主保護(hù),輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào), 重瓦斯動(dòng)作于跳閘。
1.1.2 差動(dòng)速斷保護(hù)
是在比較嚴(yán)重的區(qū)內(nèi)故障情況下,快速切除故障點(diǎn)。設(shè)置差動(dòng)速斷保護(hù)的原因是為防止在較高短路電流水平時(shí),由于電流互感器飽和而產(chǎn)生的大量諧波,使得帶二次諧波制動(dòng)的比率差動(dòng)保護(hù)拒動(dòng)。
1.1.3 比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)
作為變壓器繞組、絕緣套管及引出線相間短路的主保護(hù)。在變壓器的空載合閘或外部短路故障切除后、系統(tǒng)電壓恢復(fù)時(shí),會(huì)出現(xiàn)很大的勵(lì)磁涌流,勵(lì)磁涌流中含有大量的高次諧波,其中以二次諧波為主, 而內(nèi)部故障時(shí)卻很少有二次諧波,為避免勵(lì)磁涌流對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響,設(shè)置二次諧波閉鎖的差動(dòng)保護(hù),即利用差電流中二次諧波所占的比率作為制動(dòng)系數(shù), 可以鑒別變壓器空載合閘或外部短路故障時(shí)的勵(lì)磁涌流,從而有效防止變壓器保護(hù)誤動(dòng)。
1.1.4 過(guò)電流保護(hù)
作為變壓器外部短路及瓦斯和差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)。在過(guò)電流保護(hù)不能滿足靈敏度要求時(shí),可以考慮裝設(shè)復(fù)合電壓閉鎖或低電壓閉鎖功能。
1.1.5 過(guò)負(fù)荷保護(hù)
是為了反應(yīng)變壓器在異常狀態(tài)下的過(guò)負(fù)荷,動(dòng)作后發(fā)告警信號(hào)。
1.2 35kV及以下線路的保護(hù)配置
1.2.1 瞬時(shí)電流速斷保護(hù)
瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的任務(wù)是在線路始端短路時(shí)能快速地切除故障,當(dāng)線路故障時(shí),瞬時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作。
1.2.2 延時(shí)電流速斷保護(hù)
瞬時(shí)電流速斷保護(hù)最大的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作迅速,但不能保護(hù)線路的全長(zhǎng),因此要求延時(shí)電流速斷保護(hù)具有較短的動(dòng)作時(shí)間,并且可保護(hù)線路全長(zhǎng),延時(shí)電流速斷保護(hù)可作為被保護(hù)線路的主保護(hù)。
1.2.3 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)
由于瞬時(shí)電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分,延時(shí)電流速斷保護(hù)能保護(hù)線路的全長(zhǎng),可作為本線路的主保護(hù),但不能作為下一段線路的后備保護(hù)。因此,需配置定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。
1.3 6-10kV電容器的保護(hù)配置
1.3.1 帶時(shí)限過(guò)電流保護(hù)
當(dāng)電容器發(fā)生相間短路時(shí),保護(hù)電容器組,同時(shí)可作為電容器內(nèi)部故障的后備保護(hù)。
1.3.2 過(guò)電壓保護(hù)
是防止母線電壓過(guò)高時(shí)損壞電容器,而切除電容器的同時(shí)可以改變無(wú)功潮流從而降低母線電壓。
1.3.3 低電壓保護(hù)
是防止在電源失去后、電容器放電完畢之前電容器重新投入時(shí)產(chǎn)生過(guò)電壓,從而危及電容器的安全。
1.3.4 零序電壓保護(hù)
主要反應(yīng)電容器內(nèi)部故障,為電容器的主保護(hù)。
1.4 6-10kV母線的保護(hù)配置
母線本身發(fā)生故障的可能性較小,但一旦發(fā)生故障,將造成大面積停電的嚴(yán)重后果。對(duì)一般的變電站來(lái)說(shuō),6-10kV單母線一般不裝設(shè)專用的母線保護(hù),可利用供電元件的保護(hù)裝置來(lái)切除母線上的故障。對(duì)出線較多、負(fù)荷性質(zhì)又較重要的單母線分段母線,可考慮裝設(shè)電流速斷及過(guò)電流保護(hù)。
2 35kV變電站的繼電保護(hù)整定方案探討
2.1 運(yùn)行方式選擇
合理地選擇運(yùn)行方式是增強(qiáng)保護(hù)效果,充分發(fā)揮保護(hù)功能的關(guān)鍵。繼電保護(hù)整定計(jì)算以常見(jiàn)的運(yùn)行方式為依據(jù),未能在正常定值計(jì)算中考慮的部分情況,作為特殊方式進(jìn)行臨時(shí)相關(guān)計(jì)算。
2.2 各種保護(hù)整定的基本原則
(1)只考慮簡(jiǎn)單故障,不計(jì)復(fù)故障。
(2)在滿足選擇性的條件下,盡量縮短動(dòng)作時(shí)間,微機(jī)型保護(hù)配合的時(shí)間級(jí)差一般取0.3S,配合較困難的取0.2S,非微機(jī)型保護(hù)配合的時(shí)間級(jí)差一般取0.5S。
(3)選擇性和靈敏性相矛盾時(shí),一般保證靈敏度的要求,適當(dāng)調(diào)整時(shí)間級(jí)差來(lái)盡量滿足選擇性要求,或用重合閘補(bǔ)救的原則來(lái)整定。
2.3 35kV主變保護(hù)整定
2.3.1 差動(dòng)保護(hù)
(1)差動(dòng)速斷按躲避最大方式下穿越性故障引起的不平衡電流和變壓器勵(lì)磁涌流來(lái)整定,定值不宜低于4Ie。
(2)比例制動(dòng)的差動(dòng)保護(hù),起動(dòng)定值不宜低于0.4Ie,制動(dòng)特性的拐點(diǎn)電流不宜高于Ie。
2.3.2 過(guò)流保護(hù)
按躲變壓器額定電流整定,時(shí)間按與出線保護(hù)配合整定。使用復(fù)合電壓或低電壓閉鎖功能時(shí)需注意在TV停運(yùn)或斷線時(shí),應(yīng)使保護(hù)變?yōu)榧冞^(guò)流保護(hù),而不能退出。
2.3.3 過(guò)負(fù)荷保護(hù),延時(shí)發(fā)信號(hào)
2.4 35kV及以下線路保護(hù)整定
(1)瞬時(shí)電流速斷保護(hù):按大于最大方式下本線路末端最大短路電流,同時(shí)對(duì)最小方式下本線路首端最小短路電流有一定靈敏度。
(2)延時(shí)電流速斷保護(hù):按與相鄰線路限時(shí)速斷保護(hù)配合,確保線末有1.5以上的靈敏度,并校驗(yàn)是否能躲過(guò)所帶變壓器低壓側(cè)故障,時(shí)間一般取0.3-0.6S。
(3)過(guò)電流保護(hù):按躲過(guò)負(fù)荷電流整定,并躲最大一臺(tái)設(shè)備起動(dòng)時(shí)的沖擊電流,與本站主變本側(cè)后備保護(hù)、所帶主變及下級(jí)線路保護(hù)配合。當(dāng)因沖擊負(fù)荷等影響造成電流保護(hù)靈敏度不足或大于本站主變本側(cè)后備保護(hù)定值時(shí),可經(jīng)電壓元件閉鎖,電壓閉鎖值與本站主變本側(cè)后備保護(hù)電壓閉鎖值配合,一般取70-80V。
2.5 母聯(lián)充電保護(hù)整定
母聯(lián)充電保護(hù)充母線時(shí),按母線故障靈敏度不小于2整定,并躲可能通過(guò)的最大負(fù)荷電流,時(shí)間0S。
2.6 電容器保護(hù)整定
(1)延時(shí)速斷保護(hù):按電容器端部引線故障時(shí)有足夠的靈敏系數(shù)整定,一般為3-5Ie,時(shí)間一般取0.1-0.2s。
(2)過(guò)電流保護(hù):按躲過(guò)電容器組額定電流整定,一般為1.5-2 Ie,時(shí)間一般取0.3S。
(3)過(guò)電壓保護(hù):按電容器端電壓不長(zhǎng)期超過(guò)1.1倍額定電壓整定,時(shí)間一般取7-10S。
(4)低電壓保護(hù):在電容器所接母線失壓后可靠動(dòng)作,母線電壓恢復(fù)后可靠返回,整定為0.3-0.6Ue,時(shí)間與本側(cè)出線保護(hù)時(shí)間配合。
3 結(jié)束語(yǔ)
電網(wǎng)能否安全運(yùn)行, 關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)形象,繼電保護(hù)水平高低直接影響電網(wǎng)安全運(yùn)行, 應(yīng)高度重視繼電保護(hù)運(yùn)行的可靠性,從而提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平。
作者單位
關(guān)鍵詞: 繼電保護(hù);安全運(yùn)行;定值整定;對(duì)策
Abstract: the relay protection plan is the top priority of the relay protection system, fixed value setting correct or not, relates directly to the relay action is correct or not, give full play to the relay protection device in the role of the relay protection in the power grid is at fault can quickly and correctly to reflect, so as to ensure the safe operation of the power grid. In this paper the relay protection substation of the existing problem in the understanding, especially to relay protection setting value in setting the phenomenon is described, and the cause of the analysis on the basis of analysis, put forward the solution of the path.
Keywords: relay protection; Safety operation; Fixed value setting; countermeasures
中圖分類號(hào):TM58 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言
隨著電網(wǎng)的迅猛發(fā)展給繼電保護(hù)系統(tǒng)提出了更高的要求,而計(jì)算機(jī)、電子和通訊技術(shù)的發(fā)展又給繼電保護(hù)系統(tǒng)注入了新的活力。在繼電保護(hù)的實(shí)踐中,定值的計(jì)算與整定涉及到設(shè)計(jì)、施工、計(jì)算、變電(試驗(yàn))等等方面分工,這些工作如果協(xié)調(diào)不到位,哪怕是一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題,都將導(dǎo)致繼電保護(hù)整定定值有誤,進(jìn)而導(dǎo)致電網(wǎng)中存在安全隱患,甚至引起電網(wǎng)事故。因此,做好繼電保護(hù)的整定對(duì)于保障設(shè)備安全和生產(chǎn)的正常進(jìn)行是十分重要的。為了完成本文,筆者走訪了鹽城市的紅光變、岡西變及北龍變的三所變電站,對(duì)繼電保護(hù)中存在的定值誤整定的現(xiàn)象進(jìn)行了調(diào)研。
1常用的繼電保護(hù)基本原理
應(yīng)用于輸電線路的常用保護(hù)有以下兩類:一類是反應(yīng)輸電線一端電氣量的保護(hù)。如反應(yīng)電流增大而動(dòng)作的電流保護(hù),有相電流保護(hù)、零序電流保護(hù);反應(yīng)電壓下降而動(dòng)作的低電壓保護(hù);反應(yīng)測(cè)量阻抗減小而動(dòng)作的距離保護(hù),有相間距離保護(hù)和接地距離保護(hù)。這類保護(hù)通常是階段式的,無(wú)時(shí)限動(dòng)作的I段由于無(wú)法識(shí)別線路末端故障和相鄰元件出口故障間的區(qū)別,所以為保證選擇性,I段保護(hù)范圍必須小于線路全長(zhǎng)。剩下部分必須由帶時(shí)限動(dòng)作的n段來(lái)保護(hù),為保證選擇性,其保護(hù)范圍不能伸出相鄰線路I段范圍,否則與相鄰線路的II段會(huì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng),失去選擇性,動(dòng)作時(shí)間一般比相鄰I段高一時(shí)限。III段保護(hù)一般起后備保護(hù)作用(在終端線也可以起主保護(hù)作用),其定值一般按躲正常負(fù)荷情況整定,所以比較靈敏,但動(dòng)作時(shí)間按階梯原則整定,越靠近電源端會(huì)越長(zhǎng)。這類階段式保護(hù)通常受電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)行方式的影響較大,其整定計(jì)算比較復(fù)雜。
另一類保護(hù)是反應(yīng)輸電線兩側(cè)或多側(cè)電氣量的保護(hù),如反應(yīng)內(nèi)部故障與外部故障時(shí)兩側(cè)(多側(cè))電流相位或功率方向差別的差動(dòng)保護(hù),有縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、相差高頻保護(hù)、方向高頻保護(hù)等。這類保護(hù)不受運(yùn)行方式的影響,能明確區(qū)分區(qū)內(nèi)區(qū)外故障,并瞬時(shí)動(dòng)作,不需要與相鄰線路配合,整定計(jì)算也相對(duì)簡(jiǎn)單。輸電線路的上述保護(hù)原理也可以作為變壓器等元件設(shè)備的保護(hù)原理,除此之外,還有根據(jù)元件設(shè)備特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)非電氣量的保護(hù),如當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部的繞組短路時(shí),反應(yīng)于油被分解所產(chǎn)生的氣體而構(gòu)成的瓦斯保護(hù),以及反應(yīng)于電動(dòng)機(jī)繞組的溫度升高而構(gòu)成的過(guò)熱保護(hù)等。
2繼電保護(hù)人員配備問(wèn)題
繼電保護(hù)人員是完成繼電保護(hù)整定工作的主體,整定人員的水平、經(jīng)驗(yàn)、工作態(tài)度及工作時(shí)的精神狀態(tài),都會(huì)影響整定工作完成的效果。對(duì)繼電保護(hù)工作的管理,首先應(yīng)從整定人員管理入手,當(dāng)前主要存在以下問(wèn)題。
2.1部分供電公司無(wú)專職的繼電保護(hù)整定人員,人員變動(dòng)頻繁,整定計(jì)算人員專業(yè)技能水平不一,不能保證繼電保護(hù)整定工作整體水平的持續(xù)提高。
2.2整定計(jì)算原則及整定計(jì)算過(guò)程中的問(wèn)題。不同的整定人員按規(guī)程進(jìn)行整定計(jì)算,在此過(guò)程中由于選擇的整定方案及整定原則的不同,可能造成整定結(jié)果有差異。如對(duì)具體保護(hù)裝置內(nèi)控制字、壓板等理解不一致,控制字中復(fù)壓閉鎖方向應(yīng)如何取舍,電流回路斷線閉鎖差動(dòng)是否投入,線路重合閘時(shí)間如何確定,35kV聯(lián)絡(luò)線是否需要投兩端保護(hù),主變壓器后備保護(hù)限時(shí)速斷電流保護(hù)是否投入,計(jì)算中可靠系數(shù)、返回系數(shù)取值等,都有可能造成繼電保護(hù)整定計(jì)算的差異。
在2010年,某110kV變電站的10kV分段開(kāi)關(guān)跳閘,引起10kVⅠ段母線失壓,造成了大面積的停電,在社會(huì)造成了惡劣的影響。其直接原因,是運(yùn)維人員在倒閘操作時(shí)漏退一塊壓板所致,事后對(duì)該供電公司管轄的各變電站的繼電保護(hù)定值單和保護(hù)壓板的投退情況檢查時(shí),發(fā)現(xiàn)部分變電站的母線分段保護(hù)是作為線路的后備保護(hù)使用的,在另外部分變電站,卻是作為母線充電保護(hù)使用的,可想而知,這起保護(hù)誤跳事故的發(fā)生是必然的。
改進(jìn)措施:根據(jù)各地區(qū)電網(wǎng)的具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn),編寫(xiě)制定統(tǒng)一的地區(qū)電網(wǎng)保護(hù)整定原則,針對(duì)不同廠家的保護(hù)裝置具體說(shuō)明,對(duì)繼電保護(hù)人員培訓(xùn)、整定人員計(jì)算核查都有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義,且可為保護(hù)整定人員提供學(xué)習(xí)參考和整定核查依據(jù)。
3繼電保護(hù)中存在的定值誤整定現(xiàn)象分析
3.1旁路保護(hù)定值的誤整定顯現(xiàn)突出。一是線路定值修改、增刪后,旁路定值未作相應(yīng)修改、增刪;二是因線路保護(hù)種類較多,旁路保護(hù)也不統(tǒng)一,因而旁路保護(hù)代線路保護(hù)的形式繁多。當(dāng)旁路保護(hù)與線路保護(hù)類型不同時(shí),有時(shí)旁路保護(hù)定值、壓板或裝置面板插槽位置未作相應(yīng)修改。三是母聯(lián)兼旁路的方式,開(kāi)關(guān)作母聯(lián)運(yùn)行時(shí),作旁路運(yùn)行時(shí)相關(guān)保護(hù)未退出,仍然是代出線方式;開(kāi)關(guān)作旁路運(yùn)行時(shí),作母聯(lián)運(yùn)行時(shí)的相關(guān)保護(hù)未退出,仍然是母聯(lián)方式。
3.2公用設(shè)備保護(hù)的定值整定有誤一是變電所現(xiàn)場(chǎng)故障錄波器整定定值單與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際不符;二是故障錄波器內(nèi)部定值與整定定值單不符,如線路名稱、啟動(dòng)量等;三是母差及失靈保護(hù)也出現(xiàn)上述現(xiàn)象。
3.3主變壓器保護(hù)出現(xiàn)定值錯(cuò)誤現(xiàn)象。例如,某110KV變電所在進(jìn)行1#主變保護(hù)更換時(shí),中、低保護(hù)定值整定T1時(shí)限跳母聯(lián)、T2時(shí)限跳本側(cè)開(kāi)關(guān),T3全切功能不用。但在進(jìn)行保護(hù)裝置調(diào)試時(shí),因定值未及時(shí)收到,故三段時(shí)限全部做了,且Ⅱ、Ⅲ段實(shí)現(xiàn)全切。在定值整定以后又未做壓板獨(dú)立性檢查試驗(yàn)檢查,只看到保護(hù)能動(dòng)就行了。在進(jìn)行2#主變保護(hù)更換時(shí),T2時(shí)限跳本側(cè)開(kāi)關(guān)(1#、2#主變保護(hù)定值基本一致)功能不能夠?qū)崿F(xiàn)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn):在廠家配線時(shí),其根據(jù)技術(shù)協(xié)議,未配T2時(shí)限跳本側(cè)的出口線,而定值又偏偏用了該功能,加之保護(hù)調(diào)試時(shí)態(tài)度不夠認(rèn)真,試驗(yàn)未能做全,導(dǎo)致了該主變保護(hù)定值出錯(cuò)。此外,因主變過(guò)負(fù)荷閉鎖有載調(diào)壓功能的實(shí)現(xiàn)不同廠家的裝置其原理接線不一樣,如壓板與過(guò)負(fù)荷輸出接點(diǎn)并聯(lián),此時(shí)要實(shí)現(xiàn)閉鎖功能,壓板必須退出,一旦投入,任何時(shí)候均能調(diào)壓;如壓板與過(guò)負(fù)荷輸出接點(diǎn)串聯(lián),此時(shí)要實(shí)現(xiàn)閉鎖功能,壓板必須永遠(yuǎn)投入,一旦退出,任何時(shí)候均不能調(diào)壓。但運(yùn)行人員、甚至保護(hù)工作人員往往僅限于字面理解,誤投或誤退壓板。
3.4定值、圖紙管理不健全。某些變電所定值、圖紙不全或不是當(dāng)前有效版本,也查不到相應(yīng)的試驗(yàn)記錄,無(wú)相關(guān)設(shè)備臺(tái)帳。
4解決繼電保護(hù)定值誤整定現(xiàn)象的對(duì)策
4.1要做好設(shè)計(jì)、施工、計(jì)算、變電(試驗(yàn))等方面協(xié)調(diào)配合工作。一是加強(qiáng)定值計(jì)算人員與保護(hù)人員之間的相互學(xué)習(xí)和溝通。計(jì)算人員應(yīng)對(duì)裝置有一定的了解,變電保護(hù)人員應(yīng)對(duì)定值單的內(nèi)容有一定了解;二是設(shè)計(jì)、基建、技改主管部門(mén)應(yīng)及時(shí)、準(zhǔn)確地向保護(hù)計(jì)算、整定人員提供有關(guān)計(jì)算參數(shù)(技術(shù)協(xié)議、保護(hù)類型、啟動(dòng)方案等)、圖紙,施工部門(mén)在調(diào)試完保護(hù)設(shè)備后也應(yīng)及時(shí)將有關(guān)保護(hù)資料移交運(yùn)行部門(mén);三是整定計(jì)算人員下達(dá)定值時(shí),應(yīng)對(duì)照實(shí)際定值內(nèi)容,全面下達(dá)定值,盡量避免因定值不全導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)整定時(shí)發(fā)生歧義;四是現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)工作人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)保護(hù)內(nèi)部接線(包括裝置內(nèi)部的邏輯圖)的全面掌握,每套保護(hù)的功能(包括壓板)均要獨(dú)立檢驗(yàn),如發(fā)現(xiàn)裝置與整定內(nèi)容不符,應(yīng)及時(shí)通知計(jì)算人員以便及時(shí)作出相應(yīng)的更改。在更改線路保護(hù)定值的同時(shí),必須更改旁路保護(hù)的定值;在新上線路間隔時(shí),必須考慮到公用設(shè)備的定值修改。定值修改必須全盤(pán)考慮,按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行,并應(yīng)作詳細(xì)記錄。同時(shí),加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行人員在各種運(yùn)方下二次設(shè)備知識(shí)的培訓(xùn)。
4.2重視旁路保護(hù)定值。盡管對(duì)單個(gè)變電所而言,旁路代路時(shí)間較短,但對(duì)整個(gè)電網(wǎng)而言,如旁路保護(hù)定值不正確,則意味著很多時(shí)間內(nèi)均有局部電網(wǎng)的定值不正確。因此,應(yīng)象對(duì)待線路保護(hù)定值那樣重視旁路保護(hù),同時(shí)應(yīng)形成這樣的概念:在更改線路保護(hù)定值的同時(shí),必須更改相應(yīng)的旁路保護(hù)定值。如代線路保護(hù)與旁路保護(hù)類型不同,應(yīng)將相應(yīng)的定值、壓板或裝置面板插槽位置進(jìn)行徹底檢查。應(yīng)對(duì)運(yùn)行人員進(jìn)行旁路、母聯(lián)互相切換方式的知識(shí)培訓(xùn)。
4.3低層班組、保護(hù)專職應(yīng)加強(qiáng)對(duì)變電所公用定值的管理與核查。若須變動(dòng),應(yīng)及時(shí)與上級(jí)有關(guān)部門(mén)溝通,確保其正確性。上級(jí)部門(mén)在下達(dá)公用設(shè)備的定值時(shí),應(yīng)根據(jù)不同的裝置類型,全面下達(dá)其定值單,包括不用的,以免下面在執(zhí)行時(shí)產(chǎn)生歧義。同時(shí),變電人員和計(jì)算人員應(yīng)加強(qiáng)相互的學(xué)習(xí)和交流,也應(yīng)了解技術(shù)協(xié)議上的配置要求。現(xiàn)場(chǎng)整定人員應(yīng)對(duì)整個(gè)保護(hù)動(dòng)作回路做全面的檢查,驗(yàn)收試驗(yàn)應(yīng)按照定值單做全,壓板的獨(dú)立性一定要檢查。
4.4圖紙?jiān)O(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)規(guī)范線路壓變二次輸出電壓值,保護(hù)調(diào)試人員應(yīng)全面掌握電壓回路的動(dòng)作邏輯,及時(shí)反饋給定值計(jì)算人員,定值計(jì)算人員應(yīng)全面下達(dá)各種定值,而不是只下達(dá)通用部分,別的讓保護(hù)人員自己發(fā)揮。
4.5明確各單位繼保人員(如調(diào)度中心與檢修公司、生技部與二次班等)的分工,并承擔(dān)起相應(yīng)的責(zé)任,應(yīng)按時(shí)間順序和保護(hù)類型、以元件(線路、主變、故障錄波器、備自投等)為單位建立起設(shè)備、定值、圖紙及其試驗(yàn)的臺(tái)帳,定值更改及檢驗(yàn)都應(yīng)作相應(yīng)的記錄。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)建立起專人負(fù)責(zé)制,加強(qiáng)對(duì)上述技術(shù)檔案的管理。
5做好繼電保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作
做好繼電保護(hù)端子、壓板的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)工作,并及時(shí)在電網(wǎng)內(nèi)推廣、應(yīng)用,不僅能提高繼電保護(hù)的運(yùn)行維護(hù)水平,而且為繼電保護(hù)的不斷發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì),進(jìn)一步完善繼電保護(hù)的配置、選型,做好標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),為今后的保護(hù)設(shè)計(jì)(包括廠家的制造)、運(yùn)行、檢修、管理打好基礎(chǔ)。但同時(shí)我們也要看到,由于電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜,有些線路有串補(bǔ),有些線路沒(méi)串補(bǔ);有些是可控串補(bǔ),有些是固定串補(bǔ);有些是和直流很近的交流線路,還有些是高壓海纜等等,如果保護(hù)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的搞全網(wǎng)統(tǒng)一,可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。做標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)時(shí),建議要求統(tǒng)一保護(hù)的屏標(biāo)準(zhǔn)、端子標(biāo)準(zhǔn)、二次回路標(biāo)準(zhǔn),但是保護(hù)功能搭配要靈活,以滿足電網(wǎng)發(fā)展的需要。
6結(jié)束語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,繼電保護(hù)在變電站中的作用也越來(lái)越重要,它不僅保護(hù)著設(shè)備本身的安全,而且還保障了生產(chǎn)的正常進(jìn)行,因此,做好繼電保護(hù)的整定對(duì)于保障設(shè)備安全和生產(chǎn)的正常進(jìn)行是十分重要的。加強(qiáng)繼電保護(hù)管理,健全溝通渠道,及加強(qiáng)繼電保護(hù)定值整
定檔案管理等工作是提高繼電保護(hù)定值整定的必要措施。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);縣級(jí)電網(wǎng);繼電保護(hù);整定計(jì)算
1 縣級(jí)電網(wǎng)接線形勢(shì)與繼電保護(hù)自動(dòng)化工作的矛盾
1.1 缺少繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)輔助整定軟件,短路電流和保護(hù)定值的計(jì)算依賴于上級(jí)運(yùn)行管理部門(mén),或者主要靠手工計(jì)算,或者是憑經(jīng)驗(yàn)。
1.2 缺少整定工作的計(jì)算管理系統(tǒng),故障計(jì)算、整定、定值管理等各項(xiàng)工作未能在連貫的工作流程下進(jìn)行管理和維護(hù)。
1.3 從事繼電保護(hù)工作的人員往往負(fù)責(zé)多項(xiàng)工作,任務(wù)負(fù)擔(dān)重,亟需繼電保護(hù)整定系統(tǒng)來(lái)保證整定工作的正確性。
上述現(xiàn)狀,與縣級(jí)電網(wǎng)接線形式日趨復(fù)雜、所轄線路逐漸增多、運(yùn)行方式靈活多變、運(yùn)行安全性要求提高的生產(chǎn)實(shí)際形成了矛盾。為了提高繼電保護(hù)工作的自動(dòng)化水平,保證繼電保護(hù)整定的正確性和工作效率,我們總結(jié)了縣級(jí)電網(wǎng)繼電保護(hù)整定軟件的功能需求,合作開(kāi)發(fā)了適用性較強(qiáng)的整定軟件,實(shí)現(xiàn)了整定計(jì)算、定值校核、定值單管理等工作的自動(dòng)化與一體化,提升了繼電保護(hù)運(yùn)行管理水平,為電網(wǎng)的安全運(yùn)
行提供了可靠的保障。
2 縣級(jí)電網(wǎng)繼電保護(hù)整定軟件功能需求
2.1 縣級(jí)電網(wǎng)的運(yùn)行具有如下特點(diǎn):
1)接線形式復(fù)雜,具有輻射型及l(fā)lOkY環(huán)網(wǎng)(雙側(cè)電源)并存網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),存在一定數(shù)量的T接線。
2)轄區(qū)一般有多個(gè)小型水電站上網(wǎng)供電,這些電站的運(yùn)行方式變化較大。
3)一次設(shè)備與保護(hù)設(shè)備型號(hào)繁多,參數(shù)計(jì)算和設(shè)備管理工作的復(fù)雜性高。
4)難以獲得上級(jí)電網(wǎng)的計(jì)算參數(shù)。
2.2 為了滿足安全生產(chǎn)的要求,考慮到縣級(jí)電網(wǎng)的特點(diǎn),繼電保護(hù)整定軟件應(yīng)具有如下功能特點(diǎn):
1)充分考慮地區(qū)電網(wǎng)的特點(diǎn)。如電網(wǎng)多為單一輻射狀開(kāi)環(huán)運(yùn)行:不規(guī)則接線較多,含多重T接線路;不同保護(hù)類型可能需要配合;低壓網(wǎng)絡(luò)中需要考慮綜合等值阻抗的電阻部分等。
2)數(shù)據(jù)充分共享。應(yīng)用功能集成于數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)統(tǒng)一開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)各功能塊的有機(jī)結(jié)合和無(wú)縫連接,個(gè)體類和公共類分別管理,減少數(shù)據(jù)冗余,簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)關(guān)系,使用方便。
3) 全圖形化人機(jī)交互界面。
用戶可以在圖形界面上啟動(dòng)幾乎所有的功能,無(wú)需記憶大量的操作命令,只需通過(guò)其熟悉的網(wǎng)絡(luò)接線圖即可進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄入、修改、查詢,進(jìn)行整定計(jì)算、短路計(jì)算、斷點(diǎn)調(diào)整、定值調(diào)整等。軟件實(shí)現(xiàn)了整個(gè)電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖形的編輯、縮放、漫游和圖元的放大、縮小、編輯、旋轉(zhuǎn)等功能,大大縮短了電網(wǎng)拓?fù)鋱D形的繪制時(shí)間,提高了工作效率。
4)結(jié)果輸出形式豐富,查詢手段多樣。
用戶既能通過(guò)我們提供的表格以傳統(tǒng)的模式輸出計(jì)算結(jié)果,又能隨時(shí)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖蠈?duì)結(jié)果進(jìn)行查看
并能自動(dòng)形成各種運(yùn)行方式下系統(tǒng)正序、零序阻抗圖,保護(hù)配置圖,保護(hù)定值圖等。
5)系統(tǒng)維護(hù)和升級(jí)方便。能夠適應(yīng)線路型號(hào)和繼電保護(hù)保護(hù)型號(hào)增加的需要。
3軟件實(shí)現(xiàn)
3.1 系統(tǒng)管理模塊:對(duì)電網(wǎng)接線圖以及電網(wǎng)中所有一次,二次設(shè)備的固有信息進(jìn)行管理。
1)圖形管理:用戶可根據(jù)選定的電力系統(tǒng),以圖形方式表達(dá)電力系統(tǒng)的拓?fù)溥B接關(guān)系,進(jìn)行圖檔管理;可以生成各種常用圖形,方便信息的表達(dá)和查詢。
2)設(shè)備參數(shù)管理:管理電力系統(tǒng)中各種設(shè)備的計(jì)算用參數(shù)。如一次設(shè)備的各種電氣參數(shù),保護(hù)設(shè)備定值參數(shù)等。提供常用線路電氣元件參數(shù)庫(kù),電氣元件參數(shù)輸入簡(jiǎn)便,提供變壓器銘牌參數(shù)與計(jì)算參數(shù)的自動(dòng)轉(zhuǎn)化計(jì)算功能,各元件參數(shù)采用圖形結(jié)合表格等各種靈活的輸入方式;可方便輸入設(shè)計(jì)參數(shù)、實(shí)測(cè)參數(shù)并形成計(jì)算參數(shù),自動(dòng)進(jìn)行有名值/標(biāo)幺值轉(zhuǎn)換;各元件的名稱可由用戶靈活設(shè)置。
3)系統(tǒng)運(yùn)行方式管理:管理電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式和運(yùn)行約束條件信息。可以設(shè)置電網(wǎng)的多個(gè)運(yùn)行方式,提供方式的新建、繼承、刪除和編輯功能
4)用戶管理:對(duì)用戶權(quán)限分級(jí)、分類,控制不同用戶對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)。
3.2 整定計(jì)算模塊:整定計(jì)算模塊主要完成對(duì)管轄范圍內(nèi)現(xiàn)有的和即將接入的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行整定計(jì)算,包括線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、斷路器失靈保護(hù)等;編制整定方案和形成定值通知單;對(duì)整定計(jì)算的歷史記錄和基礎(chǔ)資料進(jìn)行有效管理。其功能包括:
1)實(shí)現(xiàn)縣級(jí)電網(wǎng)各電壓等級(jí)(3― 110kV)供、配電線路各種類型保護(hù)的整定計(jì)算,包括差動(dòng)保護(hù)、零序電流保護(hù)、階段電流保護(hù)和后備保護(hù)的配合,并自動(dòng)完成各種常見(jiàn)保護(hù)裝置的整定。對(duì)于新的保護(hù)裝置和整定算法,能進(jìn)行插件式升級(jí)。
2)整定計(jì)算過(guò)程的高度自動(dòng)化。系統(tǒng)在沒(méi)有人工干預(yù)的情況下自動(dòng)完成整定計(jì)算全過(guò)程的工作,給出完整的定值結(jié)果,供整定計(jì)算人員參考。
3)提供豐富的人工干預(yù)手段。由于整定計(jì)算中網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性、整定規(guī)則特別是配合關(guān)系的復(fù)雜性,計(jì)算機(jī)自動(dòng)整定的定值有時(shí)不能完全滿足實(shí)際工作的要求,因此系統(tǒng)提供給用戶在整定計(jì)算的各個(gè)階段靈活干預(yù)計(jì)算過(guò)程的功能,并在用戶手工設(shè)定計(jì)算條件的基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算。
4)全面、準(zhǔn)確的運(yùn)行方式組合功能。能夠快速準(zhǔn)確地確定對(duì)于待整定保護(hù)的定值影響較大的廠站和元件,自動(dòng)進(jìn)行這些元件方式變化的組合,從而確定故障預(yù)備量的最極端運(yùn)行方式。
5)對(duì)整定原則的考慮全面、靈活、方便。整定計(jì)算程序以部頒整定計(jì)算規(guī)程為基本規(guī)則,同時(shí)又綜合考慮不同地區(qū)的多樣化整定規(guī)則要求,整定計(jì)算中給出各種整定原則下的整定結(jié)果,供選擇和校核。
6)能夠處理各種特殊接線形式,包括多重T接線路/變壓器等。
7)整定計(jì)算完成后,自動(dòng)形成清晰易讀的整定計(jì)算方案書(shū)。
3.3 故障計(jì)算模塊:提供了強(qiáng)大的故障計(jì)算功能,既能為保護(hù)整定過(guò)程提供保護(hù)預(yù)備量計(jì)算,又能提供獨(dú)立的故障計(jì)算功能,完成用戶要求的故障計(jì)算;能夠批處理各種類型的簡(jiǎn)單故障、任意重復(fù)故障;此外,還應(yīng)提供網(wǎng)絡(luò)等值計(jì)算、短路曲線計(jì)算以及整定預(yù)備量計(jì)算等功能。該模塊還可以完成繼電保護(hù)定值的校核。該模塊界面如圖所示。
3.4 定值單管理模塊:該模塊的主要功能是根據(jù)整定計(jì)算的結(jié)果,對(duì)需要更改定值的保護(hù),自動(dòng)形成定值審核表和通知單,處理和控制定值審核和下發(fā)通知單的工作流程,管理和維護(hù)各繼電保護(hù)設(shè)備的定值通知
單庫(kù)。值得一提的是,該模塊實(shí)現(xiàn)了保護(hù)裝置模扳定義以及定值通知單模板定義功能,新的保護(hù)裝置及其定值通知單可以在圖形界面上進(jìn)行簡(jiǎn)單的定值即可,實(shí)現(xiàn)了保護(hù)裝置型號(hào)的插件式升級(jí),極大的降低了軟件的維護(hù)成本,特別適用于保護(hù)型號(hào)繁雜的縣級(jí)電網(wǎng)。
4整定工作流程管理
4.1 整定軟件的應(yīng)用需要各種基礎(chǔ)資料,包括電氣一次接線圖、保護(hù)原理圖、電器設(shè)備參數(shù)等,可以在推廣應(yīng)用整定軟件時(shí)對(duì)上述基礎(chǔ)資料進(jìn)行整理和歸檔,為進(jìn)行規(guī)范化的技術(shù)管理提供素材。
4.2 對(duì)新、改(擴(kuò))建設(shè)備,整定計(jì)算人員根據(jù)相關(guān)部門(mén)提供的資料,修改整定計(jì)算用網(wǎng)絡(luò)圖,計(jì)算參數(shù),同時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)變化情況及參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核,報(bào)相關(guān)部門(mén)進(jìn)行審核和歸檔。
4.3 整定計(jì)算過(guò)程符合各項(xiàng)規(guī)程、規(guī)定、制度及繼電保護(hù)裝置技術(shù)規(guī)范,可以通過(guò)整定軟件的設(shè)置來(lái)保證這項(xiàng)要求的貫徹實(shí)施。
4.4 由于本整定軟件能夠自動(dòng)形成配合定值計(jì)算書(shū)和保護(hù)裝置定值計(jì)算書(shū),避免了人工出錯(cuò)的可能,同時(shí)文檔可以通過(guò)MIS系統(tǒng)進(jìn)行審核、簽名、執(zhí)行和歸檔。
4.5 通過(guò)本整定軟件定值單管理模塊,可以實(shí)現(xiàn)定值單流程管理的自動(dòng)化。計(jì)算人員按軟件規(guī)定格式創(chuàng)建定值單,計(jì)算人員確認(rèn)該定值單編制無(wú)誤后簽名,并和計(jì)算書(shū)一起提交定值校核人員,定值校核人員對(duì)
定值單進(jìn)行全面校核,確認(rèn)無(wú)誤后進(jìn)行電子簽名,連同計(jì)算書(shū)一并提交給審核人員。審核并執(zhí)行后,可以對(duì)定值單進(jìn)行分類管理、查詢、打印。
5總結(jié)與展望
縣級(jí)電網(wǎng)的發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)工作提出了更高的要求。以往手工計(jì)算、校核的方式,已經(jīng)不能保證計(jì)算的正確性和定值的合理性。為此,我們?cè)诳偨Y(jié)縣級(jí)電網(wǎng)繼電保護(hù)工作特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,歸納了繼電保護(hù)整定軟件的功能需求,基于.Net平臺(tái)開(kāi)發(fā)了該系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)管理、整定計(jì)算、定值校核及定值單管理的全面自動(dòng)化,極大的提高了繼電保護(hù)的管理和運(yùn)行水平。
隨著該系統(tǒng)的逐步推廣和應(yīng)用,縣級(jí)電網(wǎng)的繼電保護(hù)的運(yùn)行管理水平必然會(huì)進(jìn)一步提升,為縣級(jí)電網(wǎng)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行發(fā)揮重要作用。
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【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù);整定計(jì)算;主保護(hù);管理
1.繼電保護(hù)人員配備問(wèn)題
繼電保護(hù)人員是完成繼電保護(hù)整定工作的主體,整定人員的水平、經(jīng)驗(yàn)、工作態(tài)度及工作時(shí)的精神狀態(tài),都會(huì)影響整定工作完成的效果。對(duì)繼電保護(hù)工作的管理,首先應(yīng)從整定人員管理入手,當(dāng)前主要存在以下幾方面的問(wèn)題。
①專職繼電保護(hù)整定人員人數(shù)不足,整定計(jì)算人員專業(yè)技能水平不一,不能保證繼電保護(hù)整定工作整體水平的持續(xù)提高。改進(jìn)措施:合理配置繼電保護(hù)整定人員,提前培養(yǎng)后備力量。②整定計(jì)算原則及整定計(jì)算過(guò)程中的問(wèn)題。不同的整定人員按規(guī)程進(jìn)行整定計(jì)算,在此過(guò)程中由于選擇的整定方案及整定原則的不同,可能造成整定結(jié)果有差異。改進(jìn)措施:編寫(xiě)制定電網(wǎng)保護(hù)整定規(guī)則,針對(duì)不同廠家的保護(hù)裝置具體說(shuō)明,對(duì)繼電保護(hù)人員培訓(xùn)、整定人員計(jì)算核查都有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義,且可為保護(hù)整定人員提供學(xué)習(xí)參考和整定核查依據(jù)。
2.基礎(chǔ)資料問(wèn)題
基礎(chǔ)資料涉及面比較廣,包括整定計(jì)算所用的各類資料。
①二次設(shè)備檔案不能及時(shí)更新,缺、漏、錯(cuò)現(xiàn)象普遍存在。如新建項(xiàng)目部分設(shè)計(jì)修改無(wú)設(shè)計(jì)更改通知單,改、擴(kuò)建項(xiàng)目竣工資料不齊全,所存圖紙及說(shuō)明書(shū)等資料不是當(dāng)前有效版本等,對(duì)工程項(xiàng)目竣工移交資料環(huán)節(jié)的管理缺乏有效監(jiān)管。②沒(méi)有建立完善的設(shè)備缺陷歸檔管理機(jī)制。在保護(hù)裝置驗(yàn)收、保護(hù)專項(xiàng)檢查中,可能發(fā)現(xiàn)不少保護(hù)裝置或二次回路本身固有的缺陷,如裝置顯示的跳閘矩陣控制字與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果不一致,個(gè)別回路功能不正常甚至沒(méi)有接線等,只是簡(jiǎn)單地向有關(guān)人員口頭傳達(dá)或報(bào)告,而沒(méi)有形成書(shū)面材料存檔。③由于保護(hù)裝置更新?lián)Q代及版本升級(jí)速度不斷加快,累積的舊保護(hù)裝置版本越來(lái)越多,繼電保護(hù)人員在保護(hù)功能調(diào)試或整定計(jì)算工作中容易受習(xí)慣性思維束縛。④新建、改擴(kuò)建工程中,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人或工程管理部門(mén)未按要求及時(shí)向整定計(jì)算部門(mén)提供有關(guān)資料,或者相關(guān)資料錯(cuò)誤而重新提供.造成定值計(jì)算時(shí)間太倉(cāng)促。導(dǎo)致整定計(jì)算考慮不周的概率變大.同時(shí)也影響了定值單的正常發(fā)放工作,這極易埋下事故隱患。
改進(jìn)措施:制定相應(yīng)的整定計(jì)算資料的規(guī)范及上報(bào)與考核制度。明確各單位繼電保護(hù)相關(guān)部門(mén)(如工程管理部門(mén)、施工單位、設(shè)計(jì)單位、調(diào)度部門(mén)等)的分工,確保資料的及時(shí)報(bào)送和定值單的及時(shí)下發(fā)。利用各種專項(xiàng)檢查機(jī)會(huì)。現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)校對(duì)所有保護(hù)裝置定值單:將檢查中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題或缺陷形成書(shū)面材料,以方便調(diào)度運(yùn)行、整定人員查閱整改。
3.加強(qiáng)主保護(hù)建設(shè)
在實(shí)際運(yùn)行中,特別是2008年發(fā)生的大面積冰災(zāi)中,在非常短的時(shí)間、電網(wǎng)破壞非常嚴(yán)重的情況下,主保護(hù)發(fā)揮了巨大的作用。因此,加強(qiáng)主保護(hù)的配置、整定計(jì)算、運(yùn)行維護(hù)都成為了大家的共識(shí)。
3.1 全線速動(dòng)的主保護(hù)配置
目前,220kV及以上電壓等級(jí)均按雙套全線速動(dòng)主保護(hù)原則配置。面對(duì)復(fù)雜多變、方式靈活的110kV電網(wǎng),為確保故障快速切除,保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定,必須實(shí)現(xiàn)至少一套全線速動(dòng)主保護(hù)的配置。
3.2 構(gòu)成主保護(hù)的通道形式
由于光纖通道的抗干擾性能好,通道傳輸質(zhì)量穩(wěn)定可靠,近年來(lái)廣泛被繼電保護(hù)采用。
①光纜路由通道至少采用一路點(diǎn)對(duì)點(diǎn)路由。②逐步采用載波機(jī)替代保護(hù)專用收發(fā)信機(jī)方式,且采用相相耦合方式。③為防止由于光纖通道接線錯(cuò)誤造成保護(hù)裝置的不正確動(dòng)作,對(duì)于光纖電流差動(dòng)保護(hù)裝置建議增加地址編碼功能,以確保不同保護(hù)裝置在電網(wǎng)中的唯一性。
4.合理簡(jiǎn)化后備保護(hù)
現(xiàn)今,隨著繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展以及微機(jī)保護(hù)的全面普及,在實(shí)際整定計(jì)算中,在主保護(hù)加強(qiáng)的情況下,有關(guān)規(guī)程允許對(duì)后備保護(hù)進(jìn)行一些合理的簡(jiǎn)化,以改善方式安排的靈活性及提高繼電保護(hù)整定計(jì)算效率。
4.1 取消零序I段
①取消零序I段的可行性。零序I段保護(hù)受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響較大,正常方式下,零序I段保護(hù)范圍可以達(dá)到全線的70%-80%,但當(dāng)系統(tǒng)方式變化較大時(shí),零序I段保護(hù)范圍也會(huì)變化,嚴(yán)重時(shí)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于70%,甚至只有不到10%。而接地距離I段可以保護(hù)線路的70%,這個(gè)范圍比較穩(wěn)定,基本不受系統(tǒng)方式變化的影響。在整定計(jì)算中,需要使用實(shí)測(cè)參數(shù),但是由于種種原因,基建時(shí)實(shí)測(cè)參數(shù)往往不能及時(shí)得到,而為了不影響基建工程的投運(yùn),只能提前計(jì)算。而且大部分老線路沒(méi)有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),因此只能使用設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)來(lái)進(jìn)行布點(diǎn)計(jì)算。這些因素將可能會(huì)造成零序電流的計(jì)算存在較大的誤差。為了防止零序保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng),只能用調(diào)整可靠系數(shù)的方法,而可靠系數(shù)的取值過(guò)大或過(guò)小都會(huì)使零序保護(hù)過(guò)于靈敏或靈敏度不夠。②整定計(jì)算中取消零序I段從以上三點(diǎn)分析可以看出,如配置主保護(hù)并有完善的接地距離后備保護(hù),則可以不使用零序電流I段保護(hù)。
4.2 改善距離Ⅱ段的配合
在整定計(jì)算中,原則規(guī)定距離Ⅱ段的定值按本線路末端發(fā)生金屬性短路故障有靈敏度并與相鄰線距離I段配合,若無(wú)法配合,再與相鄰線距離Ⅱ段配合。在目前電網(wǎng)加強(qiáng)主保護(hù)且每一套全線速動(dòng)保護(hù)的功能完整的條件下,帶延時(shí)的相間和接地距離Ⅱ段保護(hù),在與相鄰線距離I段配合不了的情況下,可以先與相鄰線路的縱聯(lián)保護(hù)配合,從而簡(jiǎn)化了動(dòng)作時(shí)間的配合整定,有利于改善整定計(jì)算的配合條件。
5.做好繼電保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作
做好繼電保護(hù)端子、壓板的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)工作,并及時(shí)在電網(wǎng)內(nèi)推廣、應(yīng)用,不僅能提高繼電保護(hù)的運(yùn)行維護(hù)水平,而且為繼電保護(hù)的不斷發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì),進(jìn)一步完善繼電保護(hù)的配置、選型,做好標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),為今后的保護(hù)設(shè)計(jì)(包括廠家的制造)、運(yùn)行、檢修、管理打好基礎(chǔ)。但同時(shí)我們也要看到,由于電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜,如果保護(hù)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的搞全網(wǎng)統(tǒng)一,可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。做標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)時(shí),建議要求統(tǒng)一保護(hù)的屏標(biāo)準(zhǔn)、端子標(biāo)準(zhǔn)、二次回路標(biāo)準(zhǔn),但是保護(hù)功能搭配要靈活,以滿足電網(wǎng)發(fā)展的需要。
6.結(jié)語(yǔ)
綜上所述,無(wú)論是繼電保護(hù)整定計(jì)算中的原則問(wèn)題還是實(shí)際配置與運(yùn)行的情況分析,按照加強(qiáng)主保護(hù),簡(jiǎn)化后備保護(hù)的基本原則配置和整定,并做到標(biāo)準(zhǔn)化管理,將會(huì)提高工作效率,更好的保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
【關(guān)鍵詞】廣域繼電保護(hù);故障元件;判別機(jī)制;原理分析
繼電保護(hù)作為電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要防線,廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)建設(shè)中。隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,傳統(tǒng)的繼電保護(hù)依靠離線整定的固定定值工作方式,已不能滿足現(xiàn)在電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)需求,尤其在電網(wǎng)運(yùn)行方式變化時(shí)難以滿足各繼電保護(hù)裝置之間相互配合。為了保障電網(wǎng)安全運(yùn)行,研究快速識(shí)別與隔離故障,簡(jiǎn)化保護(hù)整定計(jì)算的廣域保護(hù)原理及配置方案,成為重要內(nèi)容。
1.傳統(tǒng)繼電保護(hù)應(yīng)用于現(xiàn)代電網(wǎng)中面臨的難題
繼電保護(hù)以切除電網(wǎng)故障為己任,但在現(xiàn)代復(fù)雜的電網(wǎng)保護(hù)過(guò)程中往往因其動(dòng)作不當(dāng)而導(dǎo)致事故擴(kuò)大。其主要表現(xiàn)為:
1.1定值整定與配合困難
對(duì)于現(xiàn)在高速發(fā)展的大電網(wǎng)而言,結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式復(fù)雜多變,各個(gè)相關(guān)后備保護(hù)之間動(dòng)作整定值的配合非常復(fù)雜,且通過(guò)就地檢測(cè)量和延時(shí)實(shí)現(xiàn)配合的方式在很多情況下難以確保選擇性,致使人們?cè)敢庑纬刹扇 凹訌?qiáng)主保護(hù),簡(jiǎn)化后備保護(hù)”措施的趨向。例如:取消保護(hù)Ⅱ段、簡(jiǎn)化保護(hù)Ⅲ段定值等。值得注意的是,在大電網(wǎng)發(fā)生高阻故障的時(shí)候,即便采用雙套主保護(hù)也不能完全杜絕其拒動(dòng)發(fā)生。當(dāng)主保護(hù)因靈敏度不足等原因發(fā)生拒動(dòng)時(shí),容易造成延時(shí)過(guò)長(zhǎng)及擴(kuò)大范圍的跳閘,增加緊急狀態(tài)下發(fā)生局部電網(wǎng)癱瘓的風(fēng)險(xiǎn)。
1.2遠(yuǎn)后備保護(hù)延時(shí)過(guò)長(zhǎng)
多級(jí)階梯延時(shí)配合可能導(dǎo)致遠(yuǎn)后備保護(hù)延時(shí)過(guò)長(zhǎng),對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)安全極其不利。
1.3缺乏自適應(yīng)應(yīng)變能力
傳統(tǒng)的后備保護(hù)整定配合運(yùn)行方式有限,缺乏自適應(yīng)應(yīng)變能力,在電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及運(yùn)行方式因故障而發(fā)生頻繁和大幅改變時(shí),易導(dǎo)致后備保護(hù)動(dòng)作的性能失配而可能造成誤動(dòng)或事故擴(kuò)大。
1.4存在潛在的誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)
在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)或運(yùn)行工況突發(fā)非預(yù)性改變而出現(xiàn)大范圍的大負(fù)荷潮流轉(zhuǎn)移時(shí),極易造成距離保護(hù)Ⅲ段非預(yù)期連鎖跳閘,甚至導(dǎo)致系統(tǒng)解列或大范圍停電事故。出現(xiàn)這種問(wèn)題的主要原因在于傳統(tǒng)繼電保護(hù)的動(dòng)作依據(jù)僅僅是靠保護(hù)安裝處設(shè)備本身的信息。若后備保護(hù)可以獲取當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行方式變化及遠(yuǎn)方被保護(hù)設(shè)備相關(guān)區(qū)域的信息,就能產(chǎn)生更加有效的故障判斷和動(dòng)作,那么基于廣域信息有可能解決傳統(tǒng)繼電保護(hù)的一些難題,從而對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行更有效的全面保護(hù)。
2.廣域繼電保護(hù)原理分析
2.1廣域電流差動(dòng)保護(hù)和廣域方向比較式保護(hù)
電流差動(dòng)保護(hù)和方向比較式保護(hù)是傳統(tǒng)繼電保護(hù)中最常用的保護(hù)原理,被廣泛應(yīng)用于各種電力主設(shè)備和輸電線路的主保護(hù)中;而方向比較式保護(hù)動(dòng)作速度快、選擇性好、靈敏度高,也是輸電線路常用的主保護(hù)。然而這兩種保護(hù)方式性能雖然優(yōu)越,但只能作為主保護(hù),無(wú)法提供后備保護(hù),一旦主保護(hù)誤動(dòng),就只能依靠延時(shí)長(zhǎng)、選擇性差的其它原理后備保護(hù)來(lái)切除故障,這對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。隨著電網(wǎng)系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)和短線路大量出現(xiàn),造成后備保護(hù)之間的整定配合非常困難。當(dāng)短暫的通信數(shù)據(jù)不正確或者中斷后,差動(dòng)保護(hù)閉鎖較長(zhǎng)時(shí)間才能重新運(yùn)行。此時(shí)如果發(fā)生區(qū)內(nèi)故障保護(hù)拒動(dòng),方向比較原理的廣域繼電保護(hù)在通信短暫中斷恢復(fù)后仍能正確判別故障。因此,在實(shí)際的廣域繼電保護(hù)裝置中應(yīng)同時(shí)配置這兩種保護(hù)原理,并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)時(shí)切換,實(shí)現(xiàn)最佳保護(hù)。
2.2基于廣域信息的自適應(yīng)繼電保護(hù)
廣域電流差動(dòng)保護(hù)和廣域方向比較式保護(hù),只能提高后備保護(hù)的性能,但是對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)安影響最大的還是主保護(hù)的性能。為了滿足系統(tǒng)選擇性和靈敏性的要求,必須對(duì)最不利的運(yùn)行方式進(jìn)行定值整定和定值校驗(yàn),并采取各種措施防止繼電保護(hù)在極端運(yùn)行狀態(tài)下拒動(dòng)或誤動(dòng),使保護(hù)裝置的邏輯變得復(fù)雜,且降低了保護(hù)動(dòng)作速度、動(dòng)作可靠性等。傳統(tǒng)電網(wǎng)保護(hù)一套定值要適用于多種運(yùn)行方式,很難同時(shí)滿足系統(tǒng)對(duì)保護(hù)選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性的要求。利用廣域信息進(jìn)行自適應(yīng)優(yōu)化整定,在電網(wǎng)運(yùn)行方式發(fā)生變化的情況下,保護(hù)系統(tǒng)能夠及時(shí)更正與其不相適應(yīng)的保護(hù)定值,重新優(yōu)化整定從而提高保護(hù)適應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行方式變化的能力。例如保護(hù)定值在線預(yù)警系統(tǒng)能通過(guò)廣域信息獲得電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行方式,實(shí)現(xiàn)定值校核功能,對(duì)不正確的保護(hù)定值進(jìn)行預(yù)警。
3.故障元件判別機(jī)制
實(shí)現(xiàn)故障元件判別原理(FEI)的廣域繼電保護(hù)的關(guān)鍵是故障元件判別機(jī)制。主要表現(xiàn)為以下三種形式:
3.1基于故障電壓分布實(shí)現(xiàn)故障元件判別
利用一側(cè)的電壓故障分量的測(cè)量值對(duì)另一側(cè)的電壓故障分量進(jìn)行估算,可以同時(shí)獲得線路兩側(cè)的電壓故障分量的測(cè)量值和估算值。線路發(fā)生外部故障時(shí),任意一側(cè)的電壓故障分量的測(cè)量值和估算值是一致的,若發(fā)生內(nèi)部故障,至少一側(cè)的測(cè)量值和估算值會(huì)產(chǎn)生較大差異,通過(guò)這種差異構(gòu)成故障元件的識(shí)別判據(jù)。結(jié)合零序分量、正序分量、和負(fù)序分量三種判別元件,綜合利用線路兩側(cè)的元件形成組合判據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)接地故障、不對(duì)稱相間故障和三相短路故障的判斷。
3.2基于廣域綜合阻抗實(shí)現(xiàn)故障元件判別
基于綜合阻抗的縱聯(lián)保護(hù)能克服分布電容的影響,靈敏度較高,利用綜合阻抗實(shí)現(xiàn)故障元件判別,克服廣域電流差動(dòng)保護(hù)的缺陷。該原理利用區(qū)域多端電壓和電流構(gòu)造綜合阻抗,定義公式為:
Z==
式中M、N分別廣域繼電保護(hù)區(qū)域邊界母線數(shù)及進(jìn)出線路數(shù)。當(dāng)N=M=2時(shí)為兩端輸電系統(tǒng),當(dāng)N=M=3時(shí)為三端輸電系統(tǒng)。
3.3基于遺傳信息融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)故障元件判別
該方法基于故障方向的廣域繼電保護(hù)原理,利用遺傳算法的信息融合數(shù)學(xué)模型求解各保護(hù)狀態(tài)的期望函數(shù)。根據(jù)狀態(tài)值與期望值之間的差異構(gòu)造適應(yīng)度函數(shù)。通過(guò)遺傳算法的種群建立快速搜索運(yùn)算尋找最優(yōu)解,達(dá)到故障方向決策和故障元件判別。
4.總結(jié)
自上世紀(jì)80年代以來(lái),廣域繼電保護(hù)是我國(guó)電力系統(tǒng)一直研究的重點(diǎn)課題,本文提出幾種通過(guò)故障元件判別原理實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的方法,從不同角度解決了傳統(tǒng)繼電保護(hù)中所面臨的難題,為我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),促進(jìn)我國(guó)大電網(wǎng)的發(fā)展與完善。 [科]
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