35KV变电站继电保护装置的应用探究.pdf

35KV 变电站继电保护装置的应用探究变电站继电保护装置的应用探究 1 35KV 变电站电力系统中继电保护的发展状况 由于继电保护装置继电保护装置对高压电网的安全 稳定运行有着极其重要的 作用 随着电力系统规模不断扩大和等级的不断提高 系统的网络结 构和运行方式日趋复杂 对继电保护的要求也越来越高 传统的电磁 和电磁感应原理的保护存在动作速度慢 灵敏度低 抗震性差以及可 动部分有磨损等固有缺点 晶体管继电保护装置也有抗干扰能力差 判据不准确 装置本身的质量不是很稳定等明显的缺点 随着数字计 算机技术的发展 大规模集成电路技术的飞速发展 微处理器和微型 计算机进入实用化的阶段 微机保护开始逐渐趋于实用 微机继电保护装置一般以微处理器为基础 采用数字处理的方 法 用不同的模块化软件来实现各种功能 随着微电子技术的发展 各种功能强大的微处理器及其他相关大规模集成电路器件的广泛应 用 使得微机继电保护装置得到了很大的发展 其应用范围越来越大 功能也越来越强大 特别是在保护功能上 采用不同的装置可以有效 地实现线路 变压器 发电机微机保护装置发电机微机保护装置 电动机和母线等设备的 保护功能 不仅如此 利用微处理器强大的数据处理能力 还能实现 过去难以实现的很多保护功能 随着通讯网络技术的发展 采用微机 保护技术使得变电站内的设备功能数字化实现成为可能 2 35KV 变电站电力系统对继电保护装置的要求 随着继电保护装置的飞速发展 电力系统对继电保护装置有了越 来越严格的要求 而电力系统对继电保护装置的基本要求主要包括快 速性 可靠性 选择性和灵敏性 在进入计算机时代的今天 这四个 要求也越来越容易得到满足 快速性强调的是 一旦发生故障就立即 产生动作 这是对继电保护装置的最根本要求 快速性要求继电保 护装置在尽可能短的时间内发现并排除故障 因为故障对电力系统的 危害性随着其时间越长就会发展越大 可靠性主要强调线路保护装置线路保护装置 在电力系统发生故障情况下必须产生可靠动作 绝不能拒动 因为对 于我国电力系统目前的现状而言 保护装置的拒动的危害性要大大超 过误动 另外选择性则强调的是继电保护装置不能误动 即不能发生 误操作 灵敏性则要求保护装置反应灵敏并且快速 动作范嗣准确 正确反映故障范同 还能够减少停电面积 因此对于电力部门而言 为保证电力系统安全运行 要求继电保护设备的设置必须是常备的 多样的 可靠的 3 继电保护装置在电力系统中的动作过程 对于继电保护装置来说 它的动作过程大概可以分为三个阶段 第一阶段启动 保护装置在正常运行时 它的 出口回路 是被 启 动元件 闭锁的 而启动元件开放闭锁一般比较容易 如用零序元件 作启动元件的 或者用过流单元作启动元件的 简单说来 就是选择 一种只有在电力系统产生故障的状态下才会有的特征作为启动元件 的启动条件 第二阶段判断 当启动元件满足启动条件后 继电保护 装置的 主回路 要对这个启动条件进行判断 此时保护装置的 定 值 就是评判的标准 如果从电力系统电流回路 电压回路中传来的 电流 电压或它们的计算值都达不到所设定的 定值 则保护装置 就不会产生任何动作 而装置的启动元件在启动特征消失后便自动返 回 如这些值达到 定值 则继电保护装置就进人发跳闸命令的最 后一个阶段 闭锁 阶段 第三阶段闭锁 闭锁就是在满足了保护 装置的定值要求 而去发跳闸命令之前对一些电力系统的一些附加条 件自行判断 如果附加条件也能满足要求 则保护装置就会立即发跳 闸信号 4 35KV 微机保护装置微机保护装置故障信息处理系统 继电保护系统南于本身所处工作环境的原因 以及对于变电站电 力系统的重要性 我们应该尽量避免继电保护系统发生故障 但是一 旦继电保护系统发生故障时 这时继电保护故障处理系统就开始发挥 其再要作用了 4 1 故障信息处理系统的可行性分析 在变电站综合自动化系统中 各种类型的保护装置的故障报告提 供了故障发生时保护装置记录的状态信息 包括故障发生时刻 重合 闸情况 故障类型 故障时各通道模拟量的有效值 断路器跳闸情况 保护元件启动 返回时间等 而故障录波器提供了故障时的电压 电 流波形 电力系统技术人员可以根据主变保护装置主变保护装置记录的信息判断发 生故障元件 并且通过对故障波形的分析计算 根据整定值和保护原 理验证故障报告提供的信息 从而进一步判断保护动作行为的正确 性 4 2 故障信息的分层诊断 电力系统为了有效的提高诊断速度和灵敏性 将得到的故障信息 进行分层处理 第一层为在任何 SCADA 系统中都能保证快速且准确 的获取开关变位的遥感信息 第二层为保护动作信息 第三层为故障 录波信息 先利用开关动作信息来判断故障区域 如果可以确定唯一 的故障解则诊断结束 否则 再利用收集到的保护动作信息进行诊断 如果能确定唯一的故障解则诊断结束 否则 利用录波信息来做进一 步的分析 并且确定故障类型 故障相别 故障地点等 并结合波形 对保护 开关和重合闸动作情况进行分析 4 3 故障信息的处理 当变电站出现故障时 变电站监控系统可以获取到大量的故障信 息 包括时间顺序记录 开关动作信息 保护带有的故障录波功能所 记录的故障前后电气量波形信息 变压器保护变压器保护动作信息等 在这些故 障信息中先将装置动作的开关 保护继电器作为诊断的依据 通过在 提示框中输入这些可能发生故障的设备的编号 利用变电站专家系统 的正向推理方法 即在软件知识库中搜索与之相对应的规则来确定发 生故障元件和产生故障的原因 当得出多种诊断结果时 再利用信息 系统的反向推理方法 在得到的可疑故障电力设备中 利用故障录波 信息 根据所采用的微机保护算法和设备所装设的保护原理来判断继 电保护是否应该有所动作 从而对诊断结果范围的进一步缩小 并对 开关和保护的动作性能进行判断 这样使发现故障线路的几率也大大 增加 在诊断完成后 用户可以根据需要对诊断结果进行保存 便于 以后通过对历史数据的分析来不断完善知识库 伴随着科技的发展 35KV 变电站在建设与发展的过程当中 有关继 电保护问题是电力设施建设和维护的重点问题 然而 在实际的变电 站运行过程中 设备的老化 环境的影响和人为错误的操作等原因都 肯能引起电力故障 为了最大限度的保障变电站运行系统的可靠性和 稳定性 需要加强变电站继电保护策略 不断提高维护人员的专业水 平 并完善 35KV 变电站继电保护对策 1 35KV 变电站继电保护装置的基本要求 通常情况下 当电力系统出现了元件故障或者线路故障的时候 继电保护系统可以在第一时间发出警报并跳闸 从而保护电力使用者 和整个电力系统的安全运行 因此 35KV 变电站的差动保护装置差动保护装置需 要具备以下几点要求 1 1 迅速性 所谓迅速性即要求 35KV 变电站在发生电力事故的最快时间内 继电保护装置发出反应 能够快速的切除故障并进行有效的系统保 护 避免短路故障中电流对电力系统造成严重的破坏 能够尽量减小 故障的波及范围 确保设备能有有效的加强电力设备和电力系统的保 护 1 2 选择性 继电保护装置的选择性是指在继电保护装置在 35KV 变电站提 供的电力系统第一时间发生故障的时候 可以最快速度的判断距离事 故最近的相关设备 并且做出切断设备连接的选择 从而保证其他部 位的电力线路和设备进行正常的运行工作 1 3 安全性 35KV 变电站所设置的继电保护装置在变电站发生电力系统故障 的时候 继电保护装置做出的切断连接的速度足够快 效率足够高 方法足够可靠 尽量避免拒绝动或者误动现象发生 1 4 灵敏性 所谓灵敏性是指继电保护装置在 35KV 变电站发生电力故障的 时候 继电保护装置对于正在运行中的系统做出的断开动作要具有敏 锐性和及时性 这样可以有效的减少电力故障带来的危害 从专业角 度而言 继电保护装置的灵敏系数是继电保护装置灵敏度衡量的重要 指标 2 35KV 变电站继电保护装置检修范围 在继电保护装置的运行过程中只有加强检修力度和效率 提高检 修人员的专业水平 对于检修工作充分重视 才能保证其良好的工作 状态 以保证 35KV 变电站稳定 安全的运行 2 1 继电保护装置的定期校验 对于 35KV 变电站的继电保护装置的定期检查非常关键 一般情 况下 35KV 变电站继电保护装置的全面检查周期在 2 年左右 对于 其中的重要部件的校验要做到一年一次 对于 35KV 变电站自动化系变电站自动化系 统统继电保护装置的校验可以从以下几个方面进行 电力元件的改造和 更换 相关设备的运行状态监测 变压器的瓦斯保护等几方面 其中 对于继电保护装置的校验中 每达到 3 年就要进行一次瓦斯继电器的 内部检查 保证每年进行充气试验 1 次 以保证装置的完好性能 2 2 继电保护装置的二次设备检测 对在继电保护装置二次设备进行检测可有有效提高变电站工作 的可靠性 在实际操作中具有十分重要的现实意义 首先我们要明确 继电保护装置的二次设备检测的主要内容 其主要内容有 TV TA 二次回路的绝缘性性能良好与否 装置各个部件磨损情况是否属于正 常范围 逻辑判断 直流操作与信号的传输运行状态是否正常 在这 里检修人员需要注意的是 二次设备检修与一次设备检修有着不同的 要求 在一次设备检修中只需要对某一个元件进行检修就可以保证装 置的正常运转 而在二次检修中必须对装置中特定的单元和整体系统 的运行状态进行检测 2 3 继电保护装置中故障信息检测 故障信息检测中分层检测在 35KV 变电站继电保护装置的检测 中占据中重要的地位 通常情况下 分层检测可以分为三个层次 1 对于常见的遥感信息的检测 这中检测的目的是最快速度的获取系统 中相关开关的变位情况 2 保护工作信息的检测 目的是确认事故 发生的第一时间是否存在动作 3 故障录波信息的检测 目的是明 确故障发生所在部位的确定 除此之外 在 PT 保护装置的保护装置的分层诊断 中 对于故障类型和故障地点也要进行速度检测 并进行系统的全面 分析 3 35KV 变电站继电保护装置对策 35KV 变电站继电保护的应用给城市电能供应带来了经济性和稳 定性 但是 由于传统变电站继电保护的影响 面对智能化水平的新 型继电保护装置 很多人员缺乏专业的管理水平 导致数值设定 装 置的灵敏度等方面存在一定的问题 因此 加强 35KV 变电站继电保 护维护工作 是确保继电保护正常工作的必要前提 3 1 加强继电保护的日常维护 对于工作人员来说 对于设备最初始状态的了解是工作中最关键 的一环 继电保护装置的初始状态对日后的运行有着极大的影响 为 此 对于相关技术资料 设备图纸 使用说明和设备的检测 运行数 据都要进行严密的收集和整理 在基点保护运行过程中 数据分析要 做到全面详细 当电容器保护装置电容器保护装置出现问题的时候 首先判断其故障 位置 原因 并进行总结分析规律 在此基础上分析日常数据 对预 测继电保护设备运行期间故障出现的时间 相关点等进行准确的判 断 及早发现及时排除 因此对于继电保护装置的日常检修中 数据 统计和管理非常重要 做到及时记录 时时监控 及时诊断 在日常 维护管理中 根据继电保护装置的不断更新 工作人员的技术也要相 应的更新 采用新的技术对设备进行检测和维护 这样才能保证实现 继电保护的科学性 有效性发展 为电网发展提供必要的前提保障 3 2 提高继电保护的安全管理 近年来 随着我国智能电网的不断发展 大量智能变电站应运而 生 35kV 变电站继电保护综合自动化设备就是一种高性能的智能产 品 无人值班装置依然可以正常运行 然而无人值班并不是不需要人 的管理 根据电力系统长期运行提供的经验可知 继电保护必须做到 认真的定制设定 只有这样才能实现设备的精准度 保证设备的可靠 性 同时 随着电力技术的不断发展 继电保护的装置更新 需要提 高管理人员的业务水平 加强人员培训 并在工作中积累经验 完善 各种数据的记录 做好继电保护的维护管理 控制好继电保护的各个 环节 从而确保变电站工作的正常运行 3 3 强化继电保护的责任分工 在科技发展的推动下 变电站也发生着相应的改变 无人值班的 自动化模式变电站如今得到了广泛的应用 由此 远动 通信和保护 等很多专业由工作界面清晰可感 到现在可以互相渗透 彼此依存 它们之间的联系日益密切的体现出来 比如 当出现遥控误动 遥信 状态出现错误信息的时候 调度中心常常无法把故障来自于哪个专业 进行清晰的判断 在这种状态下 需要变电站专业人员到事故现场进 行处理 其中远动 通信 保护属于不同的部门 在责任分工上要有 明确的划分 避免出现一些现象的混乱 3 4 继电保护定值管理 继电保护定值是综合自动化保护中一个最总要的环节 一旦发生 变动保护将失去做用 从而造成大面积停电或设备损坏等恶性事故 因为综合自动化保护装置的保护动作值都是需要专业人员经过计算 得出的 保护装置根据设定定值来完成保护的动作 一旦发生改动保 护将会按