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變電運行的繼電保護(hù)淺析

2013-04-10 21:33:12羅再邦
河南科技 2013年5期
關(guān)鍵詞:變電繼電保護(hù)短路

羅再邦

(廣西天峨縣水利電業(yè)有限公司,廣西 河池 547300)

變電運行是輸配電系統(tǒng)的關(guān)鍵,變電運行的可靠性和穩(wěn)定性直接影響著整個電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)。而繼電保護(hù)是變電運行系統(tǒng)的重要組成部分,是變電穩(wěn)定運行的重要屏障。近年來,一些重大的電力安全事故均是由繼電保護(hù)方面的問題導(dǎo)致的。怎樣確保繼電保護(hù)功能的有效發(fā)揮,成為了業(yè)界日益關(guān)注的焦點問題。

1 變電繼電保護(hù)概述

1.1 繼電保護(hù)的含義

繼電保護(hù)系統(tǒng)主要包括了繼電保護(hù)裝置、電流電壓互感器、斷路器、自動重合閘等。繼電保護(hù)系統(tǒng)是串聯(lián)系統(tǒng),系統(tǒng)中任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生故障,均會造成整個繼電保護(hù)系統(tǒng)喪失應(yīng)有的保護(hù)功能,降低繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。變電運行的繼電保護(hù)的可分為兩個部分進(jìn)行闡述,一是繼電保護(hù)裝置,二是繼電保護(hù)技術(shù)。繼電保護(hù)裝置,是一種在變電系統(tǒng)中電氣元件處于不正常運行狀態(tài)或發(fā)生故障時,發(fā)出信號或動作于斷路器跳閘的自動裝置。繼電保護(hù)技術(shù),主要包括變電系統(tǒng)故障分析技術(shù)、繼電保護(hù)配置設(shè)計技術(shù)、繼電保護(hù)原理及實現(xiàn)技術(shù)、繼電保護(hù)運行技術(shù)以及繼電保護(hù)維護(hù)技術(shù)等。合理運用繼電保護(hù)技術(shù),是確保變電運用安全性和可靠性的重要保障。

1.2 繼電保護(hù)的作用

繼電保護(hù)在變電運行中發(fā)揮著重要的作用。當(dāng)變電運行系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)時,繼電保護(hù)能夠安全地、實時地對各種設(shè)備的運行狀況進(jìn)行監(jiān)視,提供可靠的運行依據(jù)。當(dāng)變電運行系統(tǒng)處于不正常運行狀態(tài)時,繼電保護(hù)能夠準(zhǔn)確地、及時地發(fā)出報警信號,促使值班人員采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。當(dāng)變電運行系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,繼電保護(hù)能夠有選擇性地、迅速地、自動地切除故障部分,以確保沒有發(fā)生故障的部分繼續(xù)運行。由此可見,繼電保護(hù)裝置在變電運行系統(tǒng)中的作用主要體現(xiàn)在預(yù)報事故的發(fā)生和縮小事故范圍兩個方面,能夠提高變電運行系統(tǒng)的可靠性,確保變電運行的不間斷性與安全性。

1.3 變電運行繼電保護(hù)的基本原理

變電運行中會發(fā)生多種故障,其中危害最大、最為常見的故障就是短路事故。變電運行發(fā)生短路故障時,會導(dǎo)致如下變化:電流和電壓之間的相位角出現(xiàn)變化、電壓降急劇下降、電流將急劇增大。利用變電運行發(fā)生故障時與正常運行時,各個物理量之間的差別,構(gòu)成不同類型與原理的繼電保護(hù)裝置,其主要包括以下幾種類型。一是,反映電流變化的電流保護(hù),具體包括零序電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、電流速斷保護(hù)、反時限過電流保護(hù)、定時限過電流保護(hù)等。二是,反映電壓變化的電壓保護(hù),具體包括反映電流、電壓之間相位角變化和電流變化的過電流保護(hù)、低電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)。三是,反映電流和電壓之間比值,反映保護(hù)安裝處阻抗到短路點的距離保護(hù)。四是,反映輸入和輸出電流之差的差動保護(hù),具體包括縱聯(lián)差動保護(hù)、橫聯(lián)差動保護(hù)。五是,反映變電運行頻率變化的周波保護(hù)。六是,瓦斯保護(hù),即反映變壓器內(nèi)部故障的氣體保護(hù),具體包括重瓦斯保護(hù)、輕瓦斯保護(hù)。七是,反映變壓器溫度變化的溫度保護(hù)。

1.4 繼電保護(hù)裝置的基本要求

變電運行系統(tǒng)對繼電保護(hù)裝置有四項基本要求:可靠性、速動性、靈敏性與選擇性。首先可靠性。繼電保護(hù)裝置需要隨時處于準(zhǔn)備狀態(tài),并且能夠正確動作。不能夠滿足可靠性要求的繼電保護(hù)裝置,難以發(fā)揮其中變電運行中的作用,甚至?xí)蔀樵斐晒收匣驍U大事故的根源。要保證繼電保護(hù)裝置動作的可靠性,就必須確保繼電保護(hù)裝置的安裝調(diào)試、整定計算等正確無誤,就必須確保繼電保護(hù)裝置的各個組成元件有著可靠的質(zhì)量,就必須進(jìn)行及時的運行維護(hù),就應(yīng)當(dāng)盡可能的簡化繼電保護(hù)系統(tǒng)。其次,速動性。繼電保護(hù)裝置需要具備快速切除短路故障的能力,最大程度地縮短故障切除的時間,降低電氣設(shè)備因短路電流的受損程度,促進(jìn)變電運行系統(tǒng)快速恢復(fù),創(chuàng)造有利的電氣設(shè)備自啟動條件。第三,靈敏性。即繼電保護(hù)裝置對變電運行異常工作狀況或故障的反映能力。在繼電保護(hù)裝置的保護(hù)范圍內(nèi),繼電保護(hù)裝置都不可以產(chǎn)生拒絕動作,不論短路的性質(zhì)如何,不管短路的位置怎樣。而子繼電裝置保護(hù)區(qū)外出現(xiàn)異常情況或發(fā)生故障時,繼電保護(hù)裝置都不可以產(chǎn)生錯誤動作。通常,采用靈敏系數(shù)衡量繼電保護(hù)裝置的靈敏性。第四,選擇性。繼電保護(hù)裝置在變電運行系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況或發(fā)生故障時,應(yīng)當(dāng)有選擇性的切除故障部門,確保無故障部分的正常運行。繼電保護(hù)裝置需要斷開最接近故障點的斷路器,確保變電運行系統(tǒng)中沒有發(fā)生故障的部分依然能夠正常運行。要做到這一點,繼電保護(hù)裝置就必須具有選擇性。

2 變電運行中繼電保護(hù)的可靠性分析

可靠性指的是繼電保護(hù)的系統(tǒng)、設(shè)備或元件,在變電運行中的規(guī)定條件和預(yù)定時間內(nèi),完成規(guī)定功能的能力。確保變電運行安全和可靠的第一道防線,就是繼電保護(hù)。繼電保護(hù)可靠、快速的動作能夠有效遏制變電運行狀態(tài)的惡化,保障安全、可靠、穩(wěn)定的變電運行。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計表明,63%的電力系統(tǒng)事故的發(fā)生均是由于繼電保護(hù)的不正確動作而導(dǎo)致的。繼電保護(hù)的可靠性指標(biāo)主要有正確動作率、無誤動工作概論、平均無誤動時間等。正確動作率在繼電保護(hù)可靠性研究的初期發(fā)揮著重要作用,其是通過一定時期內(nèi)繼電保護(hù)裝置正確動作次數(shù)和繼電保護(hù)裝置總動作次數(shù)之比,對繼電保護(hù)的可靠性進(jìn)行評估的,能夠在一定程度上反映繼電保護(hù)水平,但是“正確動作率”沒有考慮區(qū)外故障正確不動作次數(shù),難以全面地反映繼電保護(hù)的可靠性。因此,在評估繼電保護(hù)可靠性時,還需要綜合考慮平均無誤動時間、保護(hù)誤動頻率、保護(hù)據(jù)動失效率等指標(biāo)。

3 繼電保護(hù)裝置的選型

繼電保護(hù)在變電運行中占據(jù)著重要地位,根據(jù)變電運行的情況合理設(shè)置繼電保護(hù),做好繼電保護(hù)裝置選型工作,是非常重要的。通常情況下,繼電保護(hù)裝置仍然是獨立設(shè)置的,根據(jù)保護(hù)對象進(jìn)行配置,就地分散布置,電流電壓量直接輸入,動作后繼電保護(hù)裝置直接操作斷路器跳閘。繼電保護(hù)裝置和綜合自動系統(tǒng)完全獨立,確保整個變電運行系統(tǒng)的可靠性。變電運行系統(tǒng)中所選的繼電保護(hù)裝置需要具有較高的安全可靠性與成熟的技術(shù),符合電力系統(tǒng)反事故措施的相關(guān)規(guī)定,符合《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定,并進(jìn)行現(xiàn)場試運行,確保繼電保護(hù)裝置各項性能指標(biāo)均能夠符合變電運行的要求。繼電保護(hù)裝置在符合相關(guān)規(guī)程要求的基礎(chǔ)上,還需充分考慮現(xiàn)有相關(guān)設(shè)備的技術(shù)條件,兼顧整個變電運行系統(tǒng)組網(wǎng)功能和技術(shù)發(fā)展的情況,選擇運行可靠性強、便于維護(hù)、性價比較高的繼電保護(hù)產(chǎn)品。

4 結(jié)語

綜上所述,可靠的繼電保護(hù)能夠確保變電穩(wěn)定運行。現(xiàn)階段變電運行中的繼電保護(hù)裝置需要具備可靠性、速動性、靈敏性與選擇性,能夠準(zhǔn)確反映變電運行異常工作狀況或故障,既能夠正確動作,又能夠快速動作;即能夠預(yù)報事故的發(fā)生,又能夠縮小事故范圍。在具體實踐中,需要做好繼電保護(hù)的選型、安裝調(diào)試以及維護(hù)工作,確保繼電保護(hù)裝置的功能可以得到充分的發(fā)揮,以保證變電運行的安全性。

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