继电保护论文优秀9篇

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继电保护论文范文 篇1

论文摘要:通过对我国电力系统继电保护技术发展现状的分析,探讨继电保护的任务和基本要求。从分析当前继电保护装置的广泛应用,提出保护装置维护的几点建议,结合实际情况,探讨继电保护发展的趋势。

1前言

电力作为当今社会的主要能源,对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统。电力系统的飞速发展对电力系统的继电保护不断提出新的要求,近年来,电子技术及计算机通信技术的飞速发展为继电保护技术的发展注入了新的活力。如何正确应用继电保护技术来遏制电气故障,提高电力系统的运行效率及运行质量已成为迫切需要解决的技术问题。

2继电保护发展的现状

上世纪60年代到80年代是晶体管继电保护技术蓬勃发展和广泛应用的时期。70年代中期起,基于集成运算放大器的集成电路保护投入研究,到80年代末集成电路保护技术已形成完整系列,并逐渐取代晶体管保护技术,集成电路保护技术的研制、生产、应用的主导地位持续到90年代初。与此同时,我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究,高等院校和科研院所起着先导的作用,相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原东北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用,揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面,关于发电机失磁保护、发电机保护和发电机-变压器组保护、微机线路保护装置、微机相电压补偿方式高频保护、正序故障分量方向高频保护等也相继通过鉴定,至此,不同原理、不同机型的微机线路保护装置为电力系统提供了新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果,此时,我国继电保护技术进入了微机保护的时代。

目前,继电保护向计算机化、网络化方向发展,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化对继电保护提出了艰巨的任务,也开辟了研究开发的新天地。随着改革开放的不断深入、国民经济的快速发展,电力系统继电保护技术将为我国经济的大发展做出贡献。

3电力系统中继电保护的配置与应用

3.1继电保护装置的任务

继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量(电流、电压、功率等)的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于:在供电系统运行正常时,安全地。完整地监视各种设备的运行状况,为值班人员提供可靠的运行依据;供电系统发生故障时,自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分,保证非故障部分继续运行;当供电系统中出现异常运行工作状况时,它应能及时、准确地发出信号或警报,通知值班人员尽快做出处理。

3.2继电保护装置的基本要求

选择性。当供电系统中发生故障时,继电保护装置应能选择性地将故障部分切除。首先断开距离故障点最近的断路器,以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。

灵敏性。保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内,不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样,保护装置均不应产生拒绝动作;但在保护区外发生故障时,又不应该产生错误动作。

速动性。是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度,加快系统电压的恢复,从而为电气设备的自启动创造了有利条件,同时还提高了发电机并列运行的稳定性。

可靠性。保护装置如不能满足可靠性的要求,反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性,必须确保保护装置的设计原理、整定计算、安装调试正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效,以提高保护的可靠性。

3.3保护装置的应用

继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等,用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用,对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸后自动解除。另外,还应装设过电流保护,对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。变电站继电保护装置的应用包括:①线路保护:一般采用二段式或三段式电流保护,其中一段为电流速断保护,二段为限时电流速断保护,三段为过电流保护。②母联保护:需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。③主变保护:主变保护包括主保护和后备保护,主保护一般为重瓦斯保护、差动保护,后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。④电容器保护:对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。随着继电保护技术的飞速发展,微机保护的装置逐渐投入使用,由于生产厂家的不同、开发时间的先后,微机保护呈现丰富多彩、各显神通的局面,但基本原理及要达到的目的基本一致。4继电保护装置的维护

值班人员定时对继电保护装置巡视和检查,并做好各仪表的运行记录。在继电保护运行过程中,发现异常现象时,应加强监视并向主管部门报告

建立岗位责任制,做到每个盘柜有值班人员负责。做到人人有岗、每岗有人。值班人员对保护装置的操作,一般只允许接通或断开压板,切换开关及卸装熔丝等工作,工作过程中应严格遵守电业安全工作规定。

做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行,防止误碰运行设备,注意与带电设备保持安全距离,避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次,每月对微机保护的打印机进行定期检查并打印。

定期对继电保护装置检修及设备查评:①检查二次设备各元件标志、名称是否齐全;②检查转换开关、各种按钮、动作是否灵活无卡涉,动作灵活。接点接触有无足够压力和烧伤;③检查控制室光字牌、红绿指示灯泡是否完好;④检查各盘柜上表计、继电器及接线端子螺钉有无松动;⑤检查电压互感器、电流互感器二次引线端子是否完好;⑥配线是否整齐,固定卡子有无脱落;⑦检查断路器的操作机构动作是否正常。

根据每年对继电保护装置的定期查评,按情节将设备分为三类:经过运行检验,技术状况良好无缺陷,能保证安全、经济运行的设备为一类设备;设备基本完好、个别零件虽有一般缺陷,但尚能安全运行,不危及人身、设备安全为二类设备。有重大缺陷的设备,危及安全运行,出力降低,"三漏"情况严重的设备为三类。如发现继电保护有缺陷必须及时处理,严禁其存在隐患运行。对有缺陷经处理好的继电保护装置建立设备缺陷台帐,有利于今后对其检修工作。

5电力系统继电保护发展趋势

继电保护技术向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化方向发展。随着计算机硬件的飞速发展,电力系统对微机保护的要求也在不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其他保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等,使微机保护装置具备一台PC的功能。为保证系统的安全运行,各个保护单元与重合装置必须协调工作,因此,必须实现微机保护装置的网络化,这在当前的技术条件下是完全可行的。在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上是一台高性能,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆投资大,且使得二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在室外变电站的被保护设备旁,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆。

结论。随着电力系统的告诉发展和计算机通信技术的进步,继电保护技术的发展向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展,这对继电保护工作者提出了新的挑战。只有对继电保护装置进行定期检查和维护,按时巡检其运行状况,及时发现故障并做好处理,保证系统无故障设备正常运行,提高供电可靠性。

参考文献

[1]王翠平。继电保护装置的维护及试验[J].科苑论坛.

继电保护论文 篇2

【关键词】综合自动化变电站;继电保护系统;可靠性

近几年来,随着计算机通讯技术以及电子计算机技术的发展,电力系统也得到了迅速的发展,在电力系统的发展中,变电站自动化也成为专家学者研究的主要课题之一,变电站自动化就是调度管理和电网建设的自动化,变电站自动化能够有效的减少电力企业人力、物力和财力的投入,在变电站自动化中,继电保护是其中的关键技术,下面就根据变电站的实际情况探讨综合自动化变电站继电保护系统的可靠性。

1.变电站继电保护的实际要求

继电保护作为电力系统的重要装备之一,当变电站电力设备发生故障或者出现影响电力系统正常运营的因素时,继电保护装置就可以在第一时间消除这些不安全因素和故障。从这一层面可以看出,继电保护在电力系统中有着十分重要的作用,一般情况下,对于继电保护的设置需要满足以下几个要求:

1.1必须具有独立性

要保证继电保护装置的独立性,需要将电压量和电流接入装置内部,将回路开关设置成整体的系统,并将其引致保护装置内部,但是严禁与其他设备通用,这样设置就能够保证继电保护数据的独立性。

1.2需要保持联系性

如果完全将继电保护装置独立于电力系统之外,就难以起到既定的作用,为了保证继电保护装置兼具独立性和联系性的特征,在继电保护装置与相关信息系统联系时,需要使用继电器空节点、计算机通讯接口、光电耦合器接口来进行连接,此外,为了保证继电保护装置的保护作用,需要选择屏蔽电缆或者光纤电缆来进行连接,这两种导线能够能够防止干扰信号对保护装置的影响,可以很好的提升继电保护的抗干扰性和运行可靠性。

1.3设置好跳合闸回路

对于继电保护装置必须要设置好单独的跳合闸回路,这样,在电力系统的运行出现故障时,继电保护装置就能够及时将故障排除,减少电力企业的损失,同时,继电保护装置也能够将告警信号和动作信号显示出来,工作人员就能够发现故障发生的部位和实际情况并有针对性的采取措施,将损失控制到最小化。

2.继电保护装置的安装方式

就现阶段下我国的情况来看,继电保护装置的安装方式有两种:

2.1集中式安装方式

集中式安装方式在以往的应用范围十分广泛,这种安装方式就是将继电保护装置放置于保护柜之内,使用这种安装方式,监控系统与继电保护装置的联系则使用管理单元数字信号的传输来实现,集中式安装方式的占地面积很小,也能够节约通信电缆的使用,便于管理人员对其进行统一管理,也可以保证设备在良好的环境中运行。

2.2分散式安装方式

分散式安装方式就是将继电保护装置设置于开关位置,每个开关必须要配备好相应的保护系统,再将监控系统置于控制室之中,这样,监控系统与继电保护装置的连接主要由管理单元数字信号来联系,这种安装方式可以及时的消除不安全因素及电力设备的故障,保证整个设备的正常运转。

3.继电保护装置安装方式的选择

变电站的建立方式主要由子系统的建立来决定,在建立继电保护装置时,需要优先使用分散式安装方式,把继电保护装置设置在设备开关处或者开关处附近,并使用微机控制的方式进行控制。这种设置方式最大的优点就是能够节约电缆的使用,并提升整个继电保护装置运行的安全性,此外,这种保护装置子系统使用的是就地设置的方式,这就大幅减少二次设备安装带来的土地损失。当然,不同的继电保护装置使用的安装方式都会有所不同,在决定要采取哪种安装方式前,需要对现场的条件进行考察,将场地中的电缆设备和其他的条件尽可能的利用起来,不管使用何种安装方式,都要达到减少费用、节约投资的目的。就目前来看,很多中低压变电站会使用集中式处理方式,这种方式的通信电缆小、干扰性小,高压变电站,则可以使用分散式安装与集中式安装混合的方式来安装。

4.综合自动化变电站继电保护系统的可靠性

在综合自动化变电站的运行过程中,继电保护装置可能会由于各种因素出现故障,为了提高变电站运行的安全性,必须要加强继电保护装置的维护、管理和检修,以便从整体上提升变电站的服务水平。据有关的数据调查显示,导致继电保护装置出现故障一般由三种因素所致,即产品质量、设计中的故障以及二次维护的漏洞。继电保护装置在自主检查以及储存故障方面,具有很大的优势。一般情况下,对于继电保护装置可靠性分析主要针对装置的正常使用率、使用时间、异常情况进行分析,并得出结论,如果在数据传输的过程中发生异常情况,就需要对继电保护装置的可靠性进行分析,从而降低系统对继电保护装置的依赖性,以便达到系统的统一性和协调性,防止继电保护装置故障对于系统带来的不良影响。

5.结语

在现阶段下,我国电网正处在发展的阶段,这就给变电站综合自动化系统的建设提供了一定的发展机遇,继电保护装置作为变电站的核心因素,具有十分重要的意义,在实际的工作过程中,必须加强对继电保护装置的管理和维护。

【参考文献】

[1]王超,王慧芳,张弛,刘玮,李一泉,何奔腾。数字化变电站继电保护系统的可靠性建模研究[期刊论文].电力系统保护与控制,2013,02(01).

[2]湛文军。继电保护在综合自动化变电站的应用与探讨[期刊论文].民营科技,2008,02(20).

[3]王晓宁,张拥刚,秦琦,李文。变电站继电保护综合自动化系统[期刊论文].微计算机信息,2009,05(25).

继电保护论文范文 篇3

论文摘要:通过对我国电力系统继电保护技术发展现状的分析,探讨继电保护的任务和基本要求。从分析当前继电保护装置的广泛应用,提出保护装置维护的几点建议,结合实际情况,探讨继电保护发展的趋势。关键字:继电保护;电力;维护 1 前言 电力作为当今社会的主要能源,对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着极其重要的作用。现代电力系统是一个由电能产生、输送、分配和用电环节组成的大系统。电力系统的飞速发展对电力系统的继电保护不断提出新的要求,近年来,电子技术及计算机通信技术的飞速发展为继电保护技术的发展注入了新的活力。如何正确应用继电保护技术来遏制电气故障,提高电力系统的运行效率及运行质量已成为迫切需要解决的技术问题。 2 继电保护发展的现状 上世纪60年代到80年代是晶体管继电保护技术蓬勃发展和广泛应用的时期。70年代中期起,基于集成运算放大器的集成电路保护投入研究,到80年代末集成电路保护技术已形成完整系列,并逐渐取代晶体管保护技术,集成电路保护技术的研制、生产、应用的主导地位持续到90年代初。与此同时,我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究,高等院校和科研院所起着先导的作用,相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原东北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用,揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面,关于发电机失磁保护、发电机保护和发电机-变压器组保护、微机线路保护装置、微机相电压补偿方式高频保护、正序故障分量方向高频保护等也相继通过鉴定,至此,不同原理、不同机型的微机线路保护装置为电力系统提供了新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果,此时,我国继电保护技术进入了微机保护的时代。 目前,继电保护向计算机化、网络化方向发展,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化对继电保护提出了艰巨的任务,也开辟了研究开发的新天地。随着改革开放的不断深入、国民经济的快速发展,电力系统继电保护技术将为我国经济的大发展做出贡献。 3 电力系统中继电保护的配置与应用 3.1 继电保护装置的任务 继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量(电流、电压、功率等)的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于:在供电系统运行正常时,安全地。完整地监视各种设备的运行状况,为值班人员提供可靠的运行依据;供电系统发生故障时,自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分,保证非故障部分继续运行;当供电系统中出现异常运行工作状况时,它应能及时、准确地发出信号或警报,通知值班人员尽快做出处理。 3.2 继电保护装置的基本要求 选择性。当供电系统中发生故障时,继电保护装置应能选择性地将故障部分切除。首先断开距离故障点最近的断路器,以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。 灵敏性。保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内,不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样,保护装置均不应产生拒绝动作;但在保护区外发生故障时,又不应该产生错误动作。 速动性。是指保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度,加快系统电压的恢复,从而为电气设备的自启动创造了有利条件,同时还提高了发电机并列运行的稳定性。 可靠性。保护装置如不能满足可靠性的要求,反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性,必须确保保护装置的设计原理、整定计算、安装调试正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效,以提高保护的可靠性。 3.3 保护装置的应用 继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等,用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用,对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护,但仅在断路器合闸的瞬间投入,合闸

继电保护论文范文 篇4

1.1继电保护自动化技术在电力系统中的应用

①继电保护自动化技术在母线保护中的应用。母线继电保护主要包括两种,即相位对比保护以及差动保护。相位对比保护指的是通过相位的对比方式,提高系统保护母线的可靠性和有效性;差动保护是将特点以及变化都一致的电流互感器设置在母线元件上,当系统母线侧边端子和二次绕组进行连接之后,再将继电保护装置安装在系统母线差动位置。在大电流接地过程中,通过三相连接的方式实现;小电流接地过程中,在相间短路中设置系统母线保护,然后通过两相连接的方式实现。②继电保护自动化技术在发动机保护中的应用。发电机是电力系统的重要组成部分,保证发动机的安全、稳定运行至关重要。继电保护自动化技术在发电机保护中应用主要包括两个方面:一方面,重点保护,如果发电机定子绕组匝间发生短路故障,将会导致发电机的故障部位温度上升,破坏绝缘层,威胁发电机的安全运行,通过在定子绕组内安装匝间保护装置,能够有效的防止定子匝间短路故障的发生;如果发电机的单相接地产生的电流超过规定值,通过安装接地保护装置能够对发电机进行继电保护;通过将发电机中性点、电流、相位进行相互结合,能够形成纵联差动保护,实现对发电机的保护;另一方面,备用保护,过电压保护能够有效的防止发电机自负荷较低的状况下发生绝缘被击穿的现象;过电保护能够有效的实现对外部短路故障的保护,防止发生短路破坏发电机;当发电机定子绕组发生低负荷问题时,继电保护装置能够自动切断电源,并发出相应的报警信号,实现对发电机的保护。③继电保护自动化技术在变压器保护中的应用。变压器是电力系统的重要组成部分之一,对电力系统的运行安全性和稳定性具有非常重要的作用。继电保护自动化技术在变压器保护中的应用主要包括以下几个方面:其一,短路保护,变压器短路保护包括阻抗继电保护和过电流继电保护,阻抗继电保护主要是通过利用变压器阻抗元件产生的保护作用,阻抗元件运行一段时间之后,会自动切断电源,以此实现对变压器的保护;过电流继电保护主要是在变压器电源两边电源和时间元件中安装过电流继电保护装置,电流元件运行一段时间之后,会自动切断电源,进而实现对变压器的保护。其二,瓦斯保护,当变压器的油箱出现问题时,在故障电弧的作用下绝缘材料和油都会发生分解,产生有害气体,通过采用瓦斯保护,当油箱出现上述故障时,能够自动的启动保护动作,将变压器电源切断,同时发出警报信号通知维护人员赶到故障地点进行处理。其三,接地保护,对于不接地变压器保护,应该采取零序电压保护措施;对于直接接地变压器保护,应该采取零序电流保护。④继电保护自动化技术在线路接地保护中的应用。电力系统的线路错综复杂,接地方式也相对较多,因此电力系统的接地方式包括大电流型接地与小电流型接地,当出现大电流接地时,应该立刻切断电源,防止接地故障对电力系统造成的破坏;当发生小电流型接地时,继电保护装置会发出报警信号,电力系统在一定时间内依然可以运行。针对不同的接地故障,应该根据故障状况采取相应的保护措施,具体状况如下所示:其一,零序功率,当电力系统发生接地故障时,零序功率的方向发生变化,零序电流波动相对较小,以此实现对电力接地故障的预测以及保护;其二,零序电流,当电力系统线路发生接地故障时,零序电流会迅速上升,继电保护动作非常敏感,能够及时的采取切断电源的保护措施,对电力系统进行保护;其三,零序电压,电力系统在正常运行时,并不会产生零序电压,如果电力系统发生接地故障,会导致零序电压的产生,继电保护装置能够及时的发出相应的报警信号,同时电网维护人员通过观察电压表数值能够判断系统是否发生接地故障,主要是因为当电力系统发生接地故障时,电压数值会降低。

1.2实例分析

文章以某电网为例,该电网于2010年应用了继电保护自动化技术,2011年4月23日,110kV变压器主变低压侧继电保护动作,1号主变101开关跳闸,2号主变119、131开关过流保护动作跳闸,重合闸动作,合成功,电网维护人员赶到事故现场,设备并无异常,维护人员通过查看跳闸过的线路,两条线路故障都能够合闸成功,但是却导致越级跳闸。通过对故障进行分析,发现为线路故障,开关拒动,处理方法表现为:把故障开关隔离,恢复供电,然后通知检修人员认真检查,查实状况后采取措施进行检修。

2继电保护自动化技术的未来发展趋势

继电保护自动化技术的未来发展趋势主要包括以下几个方面:其一,智能化,近年来,人工智能技术在电力系统继电保护自动化中得到非常广泛的应用,例如模糊逻辑算法、遗传算法、神经网络等,通过将这些人工智能技术应用在继电保护自动化系统中,能够保证继电保护自动化系统正确判别故障,并具有智能化解决复杂问题的能力,进而实现继电保护的智能化;其二,网络化,计算机网络技术在国家经济建设以及能源发展中发挥了至关重要的作用,通过将网络化技术应用在电力继电保护系统中,利用计算机网络能够将主要设备的继电保护装置连接在一起,创建继电保护装置网络,能够显著的提高继电保护的可靠性,因此电力系统继电保护技术的网络化是未来发展的一种必然趋势;其三,计算机化,随着计算机技术的快速发展,自动化芯片控制的电路保护硬件已经从16位单CPU结构发展为32位CPU微机保护结构,显著的提高了继电保护的性能以及响应速度,继电保护自动化系统的计算机化已经成为不可逆转的发展趋势。

3结束语

继电保护论文 篇5

摘 要 根据现代控制技术的人工神经网络理论提出了一种保护原理构成方案,并分析了原理实现的可行性和技术难点。 人工神经网络(Aartificial Neural Network,下简称ANN)是模拟生物神经元的结构而提出的一种信息处理方法。早在1943年,已由心理学家Warren S.Mcculloch和数学家Walth H.Pitts提出神经元数学模型,后被冷落了一段时间,80年代又迅猛兴起[1]。ANN之所以受到人们的普遍关注,是由于它具有本质的非线形特征、并行处理能力、强鲁棒性以及自组织自学习的能力。其中研究得最为成熟的是误差的反传模型算法(BP算法,Back Propagation),它的网络结构及算法直观、简单,在工业领域中应用较多。 经训练的ANN适用于利用分析振动数据对机器进行监控和故障检测,预测某些部件的疲劳寿命[2]。非线形神经网络补偿和鲁棒控制综合方法的应用(其鲁棒控制利用了变结构控制或滑动模控制),在实时工业控制执行程序中较为有效[3]。人工神经网络(ANN)和模糊逻辑(Fuzzy Logic)的综合,实现了电动机故障检测的启发式推理。对非线形问题,可通过ANN的BP算法学习正常运行例子调整内部权值来准确求解[4]。 因此,对于电力系统这个存在着大量非线性的复杂大系统来讲,ANN理论在电力系统中的应用具有很大的潜力,目前已涉及到如暂态,动稳分析,负荷预报,机组最优组合,警报处理与故障诊断,配电网线损计算,发电规划,经济运行及电力系统控制等方面[5]。 本文介绍了一种基于人工神经网络(ANN)理论的保护原理。1 人工神经网络理论概述 BP算法是一种监控学习技巧,它通过比较输出单元的真实输出和希望值之间的差别,调整网络路径的权值,以使下一次在相同的输入下,网络的输出接近于希望值。图1是人工神经Ui的结构模型,图中Ui为神经元内部状态,Qi为门槛值,Yi为输出信号,Xi(i=1,2,…,n)为神经元接收信号。该模型可表示为:式中 Wji——连接权值。 BP算法的神经网络图形如图2所示,设网络的输入模块为p,令其作用下网络输出单元j的输出为Opj。如果输出的希望值是Tpj,则其误差为Dpj=Tpj-Opj。若输入模块的第i个单元输入为Ipi,则就输入模块p而言,输入接点I与输出接点j之间的权值变化量为:ΔWpji=zDpjIpi 式中,z是某一个常数。当反复迭代该式时,便可使实际值收敛于目标值[6]。其中隐含层既有输入网线,又有输出网线,每一个箭头都有一定的权值。 在神经网络投运前,就应用大量的数据,包括正常运行的、不正常运行的,作为其训练内容,以一定的输入和期望的输出通过BP算法去不断修改网络的权值。在投运后,还可根据现场的特定情况进行现场学习,以扩充ANN内存知识量。从算法原理看,并行处理能力和非线性功能是BP算法的一大优点。2 神经网络型继电保护 神经网络理论的保护装置,可判别更复杂的模式,其因果关系是更复杂的、非线性的、模糊的、动态的和非平稳随机的。它是神经网络(ANN)与专家系统(ES)融为一体的神经网络专家系统,其中,ANN是数值的、联想的、自组织的、仿生的方式,ES是认知的和启发式的。 如图3所示,装置可直接取线路及其周边的模拟量、数字量,经模式特征变换输入给神经网络,根据以前学习过的训练材料,对数据进行推理、分析评价、输出。专家系统对运行过程控制和训练,按最优方式收集数据或由分析过程再收集控制,对输出结果进行评估,判别其正确性、一致性,作出最终判决,经变换输出,去执行机构。即使是新型保护,也会存在着某些功能模块不正确动作的可能,这时可以过后人为干预扩展专家系统数据库或由专家系统作出判

继电保护论文范文 篇6

论文摘要:介绍了光纤通道的特点和工作原理,以及目前在电力光纤网络中光纤保护装置与光纤通道的连接方式和主要特点,讨论了光纤保护在实际应用中可能遇到的问题及其解决办法

随着通信技术的发展,在纵联保护通道的使用上,已经由原来的单一的载波通道变为现在的载波、微波、光纤等多种通道方式。由于光纤通道所具有的先天优势,使它与继电保护的结合,在电网中会得到越来越广泛的应用。

1光纤通道作为纵联保护通道的优势

光纤通道首先在通信技术中得到广泛的应用,它是基于用光导纤维作为传输介质的一种通信手段。光纤通道相对于其他传统通道(如:电缆、微波等)具有如下特点:

1.1传输质量高,误码率低,一般在10-10以下。这种特点使得光纤通道很容易满足继电保护对通道所要求的"透明度"。即发端保护装置发送的信息,经通道传输后到达收端,使收端保护装置所看到的信息与发端原始发送信息完全一致,没有增加或减少任何细节。

1.2光的频率高,所以频带宽,传输的信息量大。这样可以使线路两端保护装置尽可能多的交换信息,从而可以大大加强继电保护动作的正确性和可靠性。

1.3抗干扰能力强。由于光信号的特点,可以有效的防止雷电、系统故障时产生的电磁方面的干扰,因此,光纤通道最适合应用于继电保护通道。

以上光纤通道的三个特点,是继电保护所采用的常规通道形式所无法比拟的。在通道选择上应为首选。但是由于光缆的特点,抗外力破坏能力较差,当采用直埋或空中架设时,易于受到外力破坏,造成机械损伤。若采用OPGW,则可以有效的防止类似事件的发生。

2光纤通道与光纤保护装置的配合方式

目前,纵联保护采用光纤通道的方式,得到了越来越广泛的应用,在现场运行设备中,主要有以下几种方式:

2.1专用光纤保护:

光纤与纵联保护(如:WXB-11C、LFP-901A)配合构成专用光纤纵联保护。采用允许式,在光纤通道上传输允许信号和直跳信号。此种方式,需要专用光纤接口(如:FOX-40),使用单独的专用光芯。优点是:避免了与其他装置的联系(包括通信专业的设备),减少了信号的传输环节,增加了使用的可靠性。缺点是:光芯利用率降低(与复用比较),保护人员维护通道设备没有优势。而且,在带路操作时,需进行本路保护与带路保护光芯的切换,操作不便,而且光接头经多次的拔插,易造成损坏。

2.2复用光纤保护:

光纤与纵联保护(如:7SL32、WXH-11、CSL101、WXH-11C保护)配合构成复用光纤纵联保护。采用允许式,保护装置发出的允许信号和直跳信号需要经音频接口传送给复用设备,然后经复用设备上光纤通道。优点是:接线简单,利于运行维护。带路进行电信号切换,利于实施。提高了光芯的利用率。缺点是:中间环节增加,而且带路切换设备在通信室,不利于运行人员巡视检查,通信设备有问题要影响保护装置的运行。

2.3光纤纵联电流差动保护:

光纤电流差动保护是在电流差动保护的基础上演化而来的,基本保护原理也是基于克希霍夫基本电流定律,它能够理想地使保护实现单元化,原理简单,不受运行方式变化的影响,而且由于两侧的保护装置没有电联系,提高了运行的可靠性。目前电流差动保护在电力系统的主变压器、线路和母线上大量使用,其灵敏度高、动作简单可靠快速、能适应电力系统震荡、非全相运行等优点是其他保护形式所无法比拟的。光纤电流差动保护在继承了电流差动保护的这些优点的同时,以其可靠稳定的光纤传输通道保证了传送电流的幅值和相位正确可靠地传送到对侧。时间同步和误码校验问题是光纤电流差动保护面临的主要技术问题。在复用通道的光纤保护上,保护与复用装置时间同步的问题对于光纤电流差动保护的正确运行起到关键的作用,因此目前光纤差动电流保护都采用主从方式,以保证时钟的同步;由于目前光纤均采用64Kbit数字通道,电流差动保护通道中既要传送电流的幅值,又要传送时间同步信号,通道资源紧张,要求数据的误码校验位不能过长,这样就影响了误码校验的精度。目前部分厂家推出的2Mbit数字接口的光纤电流差动保护能很好地解决误码校验精度的问题。3光纤保护实际应用中存在的问题

3.1施工工艺问题

光纤保护是超高压线路的主保护,通道的安全可靠对电力系统的安全、稳定运行起到重要的作用。由于光缆传输需要经过转接端子箱、光缆机、电缆层和高压线路等连接环节,并且光纤的施工工艺复杂、施工质量要求高,因此如果在保护装置投入运行前的施工、测试中存在误差,则会导致保护装置的误动作,进而影响全网的安全稳定运行。

3.2通道双重化问题

光纤保护用于220kV及以上电网时,按照220kV及以上线路主保护双重化原则的要求,纵联保护的信号通道也要求双重化,高频保护由于是在不同的相别上耦合,因此能满足双通道的要求,如果使用2套光纤保护作为线路的主保护,通道双重化的问题则一直限制着光纤保护的大规模推广应用。

3.3光纤保护管理界面的划分问题

随着保护与通信衔接的日益紧密,继电保护专业与通信专业管理界面日益难以区分,如不从制度上解决这一问题,将直接影响到光纤保护的可靠运行。对于独立纤芯的保护,通信专业与继电保护专业管理的分界点在通信机房的光纤配线架上。配线架以上包括保护装置的那段尾纤,属于继电保护专业维护,这就要求继电保护专业人员具备一定的光纤校验维护技能。

3.4光纤保护在旁路代路上的问题

线路光纤保护在旁路代路时不方便操作,由于光纤活接头不能随便拔插,每次拔插都需要重新作衰耗测试,而且经常性拔插也容易造成活接头的损坏,因此不宜使用拔插活接头的办法实现光纤通道的切换。对于电网中没有单独的旁路保护,旁路代路时是切换交流回路,因此不存在通道切换问题,但对电网有独立的旁路保护,对于光纤闭锁式、允许式纵联保护暂时可以采用切换二次回路的方式,但对于光纤差动电流保护则无法代路,目前都是采取旁路保护单独增设一套光纤差动保护的方法解决。已有部分厂家在谋求解决光纤保护切换问题的办法,如使用光开关来实现光纤通道切换。

结束语

尽管目前光纤保护在长距离和超高压输电线路上的应用还有一定的局限性,在施工和管理应用上仍存在不足,但是从长远看,随着光纤网络的逐步完善、施工工艺和保护产品技术的不断提高,光纤保护将占据线路保护的主导地位。

参考文献

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1信息管理技术的构成。在继电保护系中如何将信息数据源有效地联系在一起?在各级用户中又怎么都能对此进行充分利用?对于这些问题可以将调度监控计算机网络系统中的数据源作为中心,利用数据仓库技术来对各类数据源进行集中起来,通过方法库让各个不同等级客户都够对此进宪应用,再通过网络功能进行数据交换,同时将MIS的数据接口开放,这些方法都可以对二次保护数据资源的进行充分利用。

2工作原理。在变电站继电保护系统中信息管理技术一般包括两方面,即软件部分与硬件部分。软件是由计算机所执行的各种程序,通过对输入的各种数据进行逻辑判断与运算处理,从而保证各电路系统可以高效运行;而硬件部分则主要是由以下几项组成:CPU主机系统、开关量输入输出、模拟量数据、通讯回路以及电源回路等。电压是衡量电能质量的一项重要指标,,当电压不稳定而且超出一定的数值时,将对电力系统造成损害并对国民的经济造成严重的损失,对于电网系统中的发电机、变压器等重要设备导致其容量严重减少;对于电动机则会由于电压过低、电流过大致使自身温度升高最终自燃烧毁。

二、信息管理技术在继电保护系统中的应用

1继电保护技术中图纸的信息技术管理。图纸管理在继电保护系统中起到非常关键的作用,由于继电保护的图纸管理还是沿用传统方法,主要还是人工进行管理或是通过手工绘图,并且在绘图过程中绘图人员的作图方式各有所异,此外图纸储存方式也有所不同,为了更好地进行管理,统一的图纸格式变得很有必要。继电保护系统中信息管理的图形文件一般只有两种:一种是位图文件,这类文件主要利用点阵的形式进行对图形描绘的一种软件;另一种是矢量类文件,它主要是通过数学方法进行对几何元素的描述,最终形象比较逼真、细致的图像,并将图纸借此进行转化,然后变成矢量图文件,在现实操作中,矢量化的图纸绘制这一种方法是非常有效的。

2继电保护技术中数据库的信息技术管理。在继电保护中所用到的图纸是非常专业的一种图纸,其种类也比较多,因此,如果不对其进行分类与整理将会变得混乱,因此需要根据数据结构去建立数据库。对于数据库中的所有元件一般会两层表的结构设计,这两层包括参数表和基本属性表,参数表指的是各个元件的参数类型,而基本属性表一般包括元件坐标以及图纸名等,并通过ID作为基本属性表的参数来进行对图纸的分析、整理,同时对进行图元的分类,最终才达能数据库建立的目的。

3继电保护技术中技术资料的信息技术管理。在继电保护中对技术资料的管理指的是通过对扫描的图片、电子文档等的资料的分类管理,从而形成的一种较为有效资源管理的模式。其中所涉及到的技术主要这几种:定值管理,通过使用保护定值代码对各种模板进行定制;班组信息管理,这在继电保护中开展的日常管理工作时对图表的创建与修改,进一步对资料管理的完善;数字签名,在进行文档的存档过程中,对用户实行电子身份认证;网页浏览,这是在继电保护技术中对常用的表格加以扫描,同时通过客户端对网页进行浏览,对技术资料进行上传。

三、继电保护中对信息数据库的完善

变电站运行的基础信息是变电站中改进各项技术和对技术进行更新的关键,并且对变电站进行新技术的应用与进行经验总结有着密切的联系。在变电站继电保护系统中进行信息管理技术的应用,要进行对继电保护中信息数据库的完善。以基础信息数据库作为基础,对于变电站继电保护中其正常运行、发生的故障等信息,一并归到信息数据库中去。在通过对运行信息的收集以及对数据库进行整理保存,为日后的工作打下基础。将继电保护系统中的故障和零部件寿命等信息归入到数据库中,为日后的检修工作提供依据,以及为预防性检修理论运用打下基础。信息数据库的建立还可以为现代变电站继电保护工作进一步的发展提供基础信息、为平时的继电保护检修工作提供有用的资料。

四、结语

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论文摘要:文章总结了电力系统中微机继电保护事故发生的共性原因,并对事故种类逐类分析,并详细探讨了处理微机继电保护事故的思路和方法。 论文关键词:继电保护 事故 方法 0 引言 继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 最早的继电保护装置是熔断器。以后出现了作用于断路器的电磁型继电保护装置、电子型静态继电器以至应用计算机的数字式继电保护。随着电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展,人工智能技术如人工神经网络、遗传算法、进化规模、模糊逻辑等相继在继电保护领域的研究应用。随着科学技术的不断发展,微机继电保护测试仪已广泛运用于线路保护,主变差动保护,励磁控制等各个领域。正因为微机继电保护在工业尤其是电力系统中的应用越来越广泛,才需要我们对其中可能会出现的事故和问题进行预先的了解。 1 继电保护事故种类 1.1 定值问题。①整定计算误差②人为整定错误③装置定值漂移,a元器件老化及损坏b温度与湿度c定值漂移问题。 1.2 电源问题。①逆变稳压电源问题,a纹波系数过高b输出功率或稳定性差②直流熔丝配置问题③带直流电源操作插件。 1.3 TA饱和问题。继电保护测量对二次系统运行起关键作用,系统短路电流在中低压系统中急剧饱和时,因为电流互感器已经应用到继电保护装置当中,现场的因馈线保护因电流互感器饱和难以启动,这时就会很容易发生事故。而常用的数字式继电器采用微型计算机控制,其主要工作电源仅有5V左右,数据采集电平范围也仅有10V左右,电流互感器饱和对数字式继电器的危害将更大。 1.4 插件绝缘问题。微机保护装置集成度高,布线紧密,长期运行后由于静电作用,会使得插件接线焊点周围聚集静电尘埃,在外界条件允许时两焊点之间出现导电通道,从而引起装置故障或者事故。 1.5 高频收发信机问题。在220kV线路保护运行中属于收发信机问题。各厂家生产的收发信机质量不一,在使用前应严格审核,应注意校核继电保护通信设备(光纤、微波、载波)传输信号性和冗余度,防止因通信设备问题而引起高频保护收发信机不工作。高频保护不工作的原因包括:收发信机元件损坏,收发信机起动发信信号产生缺口,高频通道受强干扰误发信,收发信机内连线错误,收发信机闭锁,作用区外故障时误动等。 2 继电保护事故思路 2.1 微机故障信息 经常发生、技术简单的事故容易排除,但对故障有时仅凭经验难以解决,所以这时要讲故障特征严格记录下来,再按照严格的技术手册造作以查清事故原因,排除故障。 2.1.1 屏背面展开图—以屏的结构在安装接线图上展开为平面图来表示。屏背面部分装设仪表、控制开关、信号设备和继电器;屏侧面装设端子排;屏顶的背面或侧面装设小母线、熔断器、附加电阻、小刀开关、警铃、蜂鸣器等。 2.1.2 屏上设备布置的一般规定—最上为继电器,中为中间继电器,时间继电器,下部为经常需要调试的继电器(方向、差动、重合闸等),最下面为信号继电器,连接片以及光字牌,信号灯,按钮,控制开关等。 2.1.3 保护和控制屏面图上的二次设备,均按照由左向右、自上而下的顺序编号,并标出文字符号;文字符号与展开图、原理图上的符号一致;在屏面图的旁边列出屏上的设备表(设备表中注明该设备的顺序编号、符号、名称、型号、技术参数、数量等);如设备装在屏后(如电阻、熔断器等),在设备表的备注栏内注明。 2.1.4 在安装接线图上表示二次设备—屏背面接线图中,设备的左右方向正好与屏面布

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关键词:电网继电保护综合自动化系统研究

一、概述

随着微机继电保护装置的广泛应用和变电站综合自动化水平的不断提高,各种智能设备采集的模拟量、开关量、一次设备状态量大大增加,运行人员可以从中获取更多的一、二次设备的实时信息。但是,由于目前的微机型二次设备考虑较多的是对以往设备功能的替代,导致这些设备基本上是独立运行,致使它们采集的大量信息白白流失,未能得到充分利用。

电网是一个不可分割的整体,对整个电网的一、二次设备信息进行综合利用,对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。近几年,计算机和网络技术的飞速发展,使综合利用整个电网的一、二次设备信息成为可能。电网继电保护综合自动化系统就是综合利用整个电网智能设备所采集的信息,自动对信息进行计算分析,并调整继电保护的工作状态,以确保电网运行安全可靠的自动化系统,它可以实现以下主要功能。

1.实现继电保护装置对系统运行状态的自适应。

2.实现对各种复杂故障的准确故障定位。

3.完成事故分析及事故恢复的继电保护辅助决策。

4.实现继电保护装置的状态检修。

5.对线路纵联保护退出引起的系统稳定问题进行分析,并提供解决方案。

6.对系统中运行的继电保护装置进行可靠性分析。

7.自动完成线路参数修正。

二、系统构成

站在电网的角度,我们来分析电网继电保护综合自动化系统获取信息的途径。电网的结构和参数,可以从调度中心获得;一次设备的运行状态及输送潮流,可以通过EMS系统实时获得;保护装置的投退信息,由于必须通过调度下令,由现场执行,因此可以从调度管理系统获得,并从变电站监控系统得到执行情况的验证;保护装置故障及异常,可以从微机保护装置获得;电网故障信息,可以从微机保护及微机故障录波器获得。

通过以上分析,可以看出,实现电网继电保护综合自动化系统的信息资源是充分的。为了更好的利用信息资源,应建立客户/服务器体系的系统结构,按此结构将系统分解成几个部分,由客户机和服务器协作来实现上述七种主要功能。这样就可以实现最佳的资源分配及利用,减少网络的通信负担,提高系统运行的总体性能。

客户机设在变电站,主要实现以下功能:

1.管理与保护及故障录波器的接口,实现对不同厂家的保护及故障录波器的数据采集及转换功能。在正常情况下巡检保护的运行状态,接收保护的异常报告。在电网发生故障后接收保护和故障录波器的事故报告。

2.管理与监控系统主站的接口,查询现场值班人员投退保护的操作。

3.管理与远动主站的接口,将装置异常、保护投退及其它关键信息通过远动主站实时上送调度端。

4.执行数据处理、筛选、分析功能。实现对保护采集数据正确性的初步分析,筛选出关键信息。

5.管理及修改保护定值。

6.向服务器发出应用请求,并接收服务器反馈信息。

7.主动或按服务器要求传送事故报告,执行服务器对指定保护和故障录波器的查询。

服务器设在调度端,可由一台或多台高性能计算机组成,主要实现以下功能:

1.向客户机发送指令,接收并回答客户机的请求。

2.接收客户机传送的事故报告。

3.控制对EMS系统共享数据库的存取。获得一次设备状态、输送潮流及客户机通过远动主站上送调度端的信息。

4.通过调度运行管理信息系统获得调度员对保护的投退命令、设备检修计划等信息。

5.与继电保护管理信息系统交换保护配置、定值、服役时间、各种保护装置的正动率及异常率等信息,实现继电保护装置的可靠性分析。

6.执行故障计算程序、继电保护定值综合分析程序、事故分析程序、保护运行状态监测程序、稳定分析程序等应用软件。

在实现了变电站综合自动化的厂站,客户机可在保护工程师站的基础上进行功能扩充,并成为变电站综合自动化系统的组成部分。在没有保护工程师站的厂站,可通过保护改造工程,建立变电站保护信息处理系统,使之成为客户机。

由以上功能划分可以看出,客户机与服务器之间的数据交换量并不大,仅在电网发生故障后,由于与故障设备有关联的厂站的客户机需要向服务器传送详细的故障报告,才会出现较大的信息量。因此,客户机和服务器之间的联络,在目前条件下,完全可以采用调制解调器进行异步通信。将来如有条件,建议尽量采用广域网交换数据。

三、功能分析

1.实现继电保护装置对系统运行状态的自适应。

电网继电保护的整定计算十分复杂,由于传统的继电保护以预先整定、实时动作为特征,保护定值必须适应所有可能出现的运行方式的变化。假如一个变电站有15个元件,仅考虑本站检修2个元件的组合方式就已经达到100多个,而周围系统机组停运、500KV自耦变的检修及系统开环对短路电流和分支系数的影响甚至可能比本站元件检修还要大,它们均需做为组合方式加以考虑,这就使组合方式之多达到难以想像的数量。

为使预先整定的保护定值适应所有可能出现的运行方式的变化,必然出现以下问题:

A.缩短了保护范围,延长了保护动作延时。

B.被迫退出某些受运行方式变化影响较大的保护。如四段式的零序电流保护仅能无配合的使用其最后两段。

C.可能还存在由于运行方式考虑不周而出现失去配合。

D.被迫限制一次系统运行方式。

电网继电保护综合自动化系统可以彻底改变这种局面。只要在调度端的服务器安装故障计算及继电保护定值综合分析程序,依靠从EMS系统获得的系统一次设备的运行状态,就可以迅速准确的判断出当前继电保护装置整定值的可靠性,如出现部分后备保护定值不配合时,根据从调度管理系统获得的线路纵联保护及母差保护的投入情况,确定是否需要调整定值。如需要调整,可通过调度端服务器向变电站的客户机下达指令,由客户机动态修改保护定值,从而实现继电保护装置对系统运行状态的自适应。以上所有计算分析工作,均依靠调度端服务器实时自动完成,这样,继电保护整定值就无需预先考虑那些出现机率很小的组合方式,从而解决困扰继电保护整定计算工作的不同运行方式下可靠性与选择性存在矛盾的问题。

目前,系统中运行的保护装置可分为三类:第一类为非微机型保护;第二类为具备多个定值区并可切换的微机保护,一般不具备远方改定值的功能;第三类为新型微机保护,具备远方改定值的功能。对非微机型保护,在调度端可以将其设置为不能自动调整定值的保护,依靠周围保护装置的定值调整,实现与此类保护的配合。对第二类保护,可以事先设置多套整定值,调度端只是通过变电站客户机,控制其在当前运行方式下采用那套整定值来实现定值的自适应。

为提高可靠性,保护定值的自适应可与调度系统的检修申请相结合。当电网继电保护综合自动化系统从调度管理系统获得计划检修工作申请后,即通过计算分析,事先安排定值的调整,并做相应的事故预想(如在检修基础上再发生故障时保护的配合关系计算),从而大大提高系统继电保护装置的效能和安全水平。

2.实现对各种复杂故障的准确故障定位。

目前的保护和故障录波器的故障测距算法,一般分为故障分析法和行波法两类。其中行波法由于存在行波信号的提取和故障产生行波的不确定性等问题而难以在电力生产中得到较好的运用。而故障分析法如果想要准确进行故障定位,必须得到故障前线路两端综合阻抗、相邻线运行方式、与相邻线的互感等信息,很显然,仅利用保护或故障录波器自己采集的数据,很难实现准确的故障定位。另外,对于比较复杂的故障,比如跨线异名相故障,单端分析手段已经无法正确判断故障性质和故障距离,因此,往往出现误报。

我们知道,得到的系统故障信息愈多,则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确,因此,通过电网继电保护综合自动化系统,可以彻底解决这个问题。调度端数据库中,已经储备了所有一次设备参数、线路平行距离、互感情况等信息,通过共享EMS系统的数据,可以获得故障前系统一次设备的运行状态。故障发生后,线路两端变电站的客户机可以从保护和故障录波器搜集故障报告,上送到服务器。调度端服务器将以上信息综合利用,通过比较简单的故障计算,就可确定故障性质并实现准确的故障定位。

3.完成事故分析及事故恢复的继电保护辅助决策。

系统发生事故后,往往有可能伴随着其它保护的误动作。传统的事故分析由人完成,受经验和水平的影响,易出现偏差。由于电网继电保护综合自动化系统搜集了故障前后系统一次设备的运行状态和变电站保护和故录的故障报告,可以综合线路两端保护动作信息及同一端的其它保护动作信息进行模糊分析,并依靠保护和故录的采样数据精确计算,从而能够迅速准确的做出判断,实现事故恢复的继电保护辅助决策。

当系统发生较大的事故时,由于在较短时间内跳闸线路较多,一般已经超过了继电保护能够适应的运行方式,此时保护可能已经处于无配合的状态。此时进行事故恢复,不仅需要考虑一次运行方式的合理,还需要考虑保护是否能够可靠并有选择的切除故障。借助电网继电保护综合自动化系统,可以分析当前运行方式下保护的灵敏度及配合关系,并通过远程改定值,完成继电保护装置对系统事故运行状态的自适应。

4.实现继电保护装置的状态检修。

根据以往的统计分析数据,设计存在缺陷、二次回路维护不良、厂家制造质量不良往往是继电保护装置误动作的主要原因。由于微机型继电保护装置具有自检及存储故障报告的能力,因此,可以通过电网继电保护综合自动化系统实现继电保护装置的状态检修。具体做法如下:

A.依靠微机保护的自检功能,可以发现保护装置内部的硬件异常。变电站的客户机搜集到保护的异常报告后,立即向相应的调度端发出告警,从而使设备故障能够得到及时处理,缩短保护装置退出时间。

B.保护的开入量一般有开关辅助节点、通讯设备收信、合闸加速、启动重合闸、其他保护动作等几种,这些开入量对保护的可靠运行起关键作用。变电站的客户机可以监视保护装置的开关量变位报告。当发现保护的开入量发生变位时,可以通过查询变电站一次系统状态以及其他保护和录波器的动作信息确定变位的正确性。这样,就可以及早发现问题,预防一部分由设计缺陷或二次回路维护不良引起的误动作。

C.为防止由于PT、CT两点接地、保护装置交流输入回路异常、采样回路异常等引起保护误动作,可以由变电站的客户机将保护启动以后的报告进行分析,首先可以判断取自同一CT的两套保护采样值是否一致,其次,可以判断本站不同PT对同一故障的采样值是否一致。另外,还可以将从保护故障报告中筛选出的故障电流基波稳态值及相位等信息上传到调度端,与线路对侧的数据进行比较,以发现PT两点接地等问题。

通过以上措施,可以加强状态检修,相应延长定期检修周期,使保护装置工作在最佳状态。同时,还可以提高维护管理水平,减轻继电保护工作人员的劳动强度,减少因为人员工作疏漏引起的误动作。

5.对线路纵联保护退出引起的系统稳定问题进行分析,并提供解决方案。

随着电网的发展,系统稳定问题日益突出。故障能否快速切除成为系统保持稳定的首要条件,这就对线路纵联保护的投入提出较高要求。但是,在目前情况下,由于通道或其它因素的影响,导致线路双套纵联保护退出时,只能断开线路以保证系统稳定和后备保护的配合。这种由于二次设备退出而影响一次设备运行的状况是我们所不愿意看到的。

借助电网继电保护综合自动化系统,我们可以完成以下工作。

A.根据系统当前运行状态校验保护的配合关系。

B.根据线路两侧定值确定不同点故障保护的切除时间。

C.根据系统当前的运行方式、输送潮流、系统及机组的参数,结合故障切除时间,判断线路不同点故障时系统能否保持稳定。

D.判断能否通过控制输送潮流保持系统稳定。

E.反推系统保持稳定需要的故障切除时间。

F.通过远程改定值,保证系统稳定及周围系统后备保护的配合。

这样,我们就可以大大减轻纵联保护的退出给系统一次设备的运行带来的影响,并提供纵联保护的退出的整体解决方案。

6.对系统中运行的继电保护装置进行可靠性分析。

通过与继电保护管理信息系统交换保护配置、服役时间、各种保护装置的正动率及异常率等信息,电网继电保护综合自动化系统可以实现对继电保护装置的可靠性分析。特别是当某种保护或保护信号传输装置出现问题,并暂时无法解决时,通过将此类装置的可靠性评价降低,减轻系统对此类保护的依赖,通过远程调整定值等手段,实现周围系统保护的配合,防止因此类保护的拒动而扩大事故。

7.自动完成线路参数修正。

由于征地的限制,新建线路往往与原有线路共用线路走廊,线路之间电磁感应日益增大,造成新线路参数测试的不准确以及原有线路参数的变化。现在,依靠电网继电保护综合自动化系统,可以将每次故障周围系统保护的采样数据进行收集,利用线路两端的故障电流、故障电压,校核并修正线路参数,实现线路参数的自动在线测量,从而提高继电保护基础参数的可靠性,保证系统安全。

四、实现本系统的难点分析

1.管理问题

从技术上说,实现电网继电保护综合自动化系统的条件已经成熟,无论是变电站客户机对保护信息的搜集、信息的网络传输还是调度端服务器对EMS系统共享数据的读取、故障及稳定分析计算,都可以得到解决。主要的实施难度在于此系统需要综合继电保护、调度、方式、远动、通信以及变电站综合自动化等各个专业的技术,并且涉及到控制运行设备,其它专业一般不愿牵扯其中,因此只有解决好管理问题,才可能顺利实施。例如,目前变电站客户机对信息的搜集,完全可以也应该纳入到变电站综合自动化系统,但是,由于管理界面的划分,有些运行单位希望保护专业独立组网搜集信息,这样就造成资源的分割和浪费,不利于今后对系统的扩展。为了保证电力系统的安全运行,希望在将来的保护设计导则中,对此类问题统一予以规范。

2.安全性问题

由于电网继电保护综合自动化系统的功能强大,并且可以控制运行设备,与电网的安全稳定运行息息相关,因此在设计之初,就必须对系统的安全性问题给予足够重视。可以说,安全性解决的好坏,将是本系统能否运用的关键。初步设想,调度端服务器必须采用双机热备用方式保证硬件安全;通过远方修改保护定值时,客户机必须通过加密的数字签名核实调度端传送定值的可信度,并通过校验码及数据回送保证定值的可靠性。并且,当客户机向保护传送定值时,必须不能影响保护的正常性能。在这方面,还需要做大量的工作。

3.规约问题

由于本系统将全网所有微机保护及故障录波器联系到了一起,如果能够解决好信息的组织及传输规约,将对系统实施起到事半功倍的作用。因此,希望参照国外标准,尽快建立国内继电保护信息组织规约。

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