继电保护可靠运行和发展趋势研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 继电保护可靠运行和发展趋势研究 摘 要 电力系统继电保护是保 证电力系统安全运行、提高经济效益的 有效技术。文章介绍了继电保护技术的 功能和当前的发展趋势，再针对电力变 压器和电力电容器这两大关键电力设备 的继保问题进行了研究。 中国论文网 /8/view-12902621.htm 关键词 电力系统 继电保护 发 展 1.电力继电保护的功能 继电保护的正确工作不仅有力地 提高电力系统运行的安全可靠性，并且 正确使用继电保护技术和装置， 还可 能在满足系统技术条件的前提下降低一 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 次设备的投资。 继电保护主要有以下 几个基本功能： 1）安全性：继电保护装置应在 不该动作时可靠地不动作，即不应发生 误动作现象。 2）可靠性：继电保护装置应在 该动作时可靠地动作，即不应发生拒动 作现象。 3）快速性：继电保护装置应能 以可能的最短时限将故障部分或异常工 况从系统中切除或消除。 4）选择性：继电保护装置应在 可能的最小区间将故障部分从系统中切 除，以保证最大限度地向无故障部分继 续供电。 5） 灵敏性：表示继电保护装置 反映故障的能力。 2.电气设备继保技术 2.1 电力变压器 电力变压器是电力系统中大量使 用的重要电气设备，它的安全运行是电 力系统可靠工作的必要条件。 考虑到 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 变压器在电力系统中的重要地位及其故 障和不正常工作状态可能造成的严重后 果，必须根据电力变压器容量和重要程 度装设相应的继电保护装置。变压器的 不正常工作状态主要有过负荷、外部短 路引起的过电流、外部接地短路引起的 中性点过电压、油箱漏油引起的油面降 低或冷却系统故障引起的温度升高等。 此外，大容量变压器，由于其额定工作 磁通密度较高，工作磁密与电压频率比 成正比例，过电压或低频率下运行时， 可能引起变压器的过励磁故障等。变压 器继电保护的任务就是反应上述故障或 异常运行状态， 并通过断路器切除故 障变压器，或发出信号告知运行人员采 取措施消除异常运行状态。同时，变压 器保护还应能用作相邻电器元件的后备 保护。变压器作为电力系统中的重要电 气设备，设计、制造及运行各环节都应 注意其安全性。其动、热稳定性的设计 应充分考虑变压器是否并列运行，并列 运行的台数，电网中性点接地方式等要 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 求。为了确保变压器运行中承受故障的 热稳定性，制造厂应提供变压器绕组流 过故障电流大小与允许时间的关系曲线， 类似于发电机允许承受负序的 A 值要求。 变压器保护的配置与整定时，应 根据制造厂提供的变压器绕组流过故障 电流大小与允许时间的关系曲线配置与 之相适应的保护。变压器差动保护的范 围应包括低压侧开关，使低压侧开关与 TA 间的故障不对变压器的热稳定构成 威胁。变压器保护应尽可能实现微机化， 可以有较多的过流保护段，使各侧的过 流保护能有相对较快的延时段跳变压器 各侧开关,特别是中、低压侧保护跳变压 器各侧开关的保护段有利于变压器尽快 脱离故障点。 2.2 电力电容器 电力电容器主要用于补偿电力系 统感性负荷的无功功率，以提高功率因 数，改善电压质量，降低线路损耗；串 联于工频高压输、配电线路中，用以补 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 偿线路的分布感抗，提高系统的静、动 态稳定性，改善线路的电压质量，加长 送电距离和增大输送能力；耦合电容器。 主要用于高压电力线路的高频通信、测 量、 控制、保护以及在抽取电能的装 置中作部件用。密集型并联电容器的保 护配置有过电压保护、低电压保护、 过电流保护、差压保护共四种保护方式。 过电压保护主要用于防止电容器基波过 负荷和防止系统内部出现的其它过电压。 在电压从低电压恢复时和在无负荷且只 有电容器投入情况下避免发生功率因数 超前过多及母线电压升高时，应采用低 电压保护。另外，在电压从低电压恢复 时，同时投空载变压器 SBK-750VA 带 铁壳和电容器，为了限制变压器励磁涌 流大量涌入电容器回路造成过电压，这 时也应采用低电压保护。过电流保护主 要用于检出电容器内部短路极间击穿、 接地故障和当系统其它设备投切或短路 侵入的涌流以及高次谐波过负荷情况下 产生的过电流。差压保护用于避免单相 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 电容器个别元件因短路、击穿、断线等 故障退出运行后的事故扩大。电容器的 继电保护需注意以下几方面：310kV 并联补偿电容器组的下列故障及异常运 行方式，应装设相应的保护装置： 1）电容器组和断路器之间连接 线短路。 2）电容器内部故障及其引出线 短路。 3）电容器组中某一故障电容器 切除后所引起的过电压。 对电容器组和断路器之间连接线 的短路，可装设带有短时限的电流速断 和过电流保护，动作于跳闸。 速断保 护的动作电流。按最小运行方式下，电 容器端部引线发生两相短路时，有足够 灵敏系数整定；过电流保护装置的动作 电流，按电容器组长期允许的最大工作 电流整定。对电容器内部故障及其引出 线的短路， 宜对每台电容器分别装设 专用的熔断器。熔体的额定电流可为电 容器额定电流的 1.52.0 倍。当电容器 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 组中故障电容器切除到一定数量，引起 电容器端电压超过 110%额定电压时， 保护应将整组电容器断开。 3.电气主设备保护的发展趋势 3.1 保护装置的一体化发展 1) 充分的资源共享，一个装置包 含了被保护元件所有的模拟量，保护逻 辑的判据可以充分利用所有电气量， 使保护更加完善、可靠，判据更加灵活 实用。 2) 主后一体化装置，给故障录波、 后台分析带来了便利。 任何一个故障 启动或动作保护装置就可以录下整个单 元所有模拟量，使得现场故障的综合分 析、定性及事故处理更加方便，而分体 式保护只能录下部分信息。 3) 主后一体化装置便于保护双重 化的实现。主后共用一组 TA，TA 断线 概率大大下降;装置数量少，误动概率降 低。 3.2 新型光电流互感器、光电压 互感器的应用 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 新型光电流互感器(OTA)、光电 压互感器(OTV) 相对于电磁 TA 具有明 显的技术优势：不存在饱和问题， 频 率响应宽，动态范围大，在很大的电流 变化区间内保持线性变换关系；实现了 强电和弱电的完全绝缘隔离，具有很强 的抗电磁干扰能力；不存在二次开路的 问题，二次输出值较小，适合与保护直 接接口。因此其将成为主设备微机保护 的发展趋势。 3.3 信息网络化 变电站监控和发电厂电气监控系 统的发展，要求主设备保护具有强大的 通信功能，以便通过监控系统实现保护 动作报文管理、故障数据处理、定值远 方整定、事故追忆等功能，实现了电气 智能设备运行的深层次管理。在采用高 速度、大容量的微处理器及高速总线设 计后，保护装置将具有更完善的数据处 理功能和通信功能，可以更好地实现保 护信息化、网络化设计。主设备保护除 了动作后经通信网络上传故障报文、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 数据到监控系统以外，还可以为系统动 态提供保护装置的运行状态和信息，并 可根据系统运行方式的变化通过数据交 换，提供修改保护判据和定值的依据， 保证全系统的安全稳定运行。 继电保护是研究电力系统故障和 危及安全运行的异常工况，以探讨其对 策的反事故自动化措施。因在其发展过 程中曾主要用有触点的继电器来保护电 力系统及其元件（发电机、变压器、输 电线路、母线等）使之免遭损害，所以 一直以来都沿称继电保护。 “九五” 、 “十 五” 期间， 国家电网和南方电网公司 坚持 “管电必管网，管网必须管好继电 保护”，把继电保护工作作为电网安全 运行的重要工作来抓。举全系统之力， 在政策上、资金上、人员上给予支持， 不断提升继电保护的装备水平、技术水 平。加强全过程、全方位管理，提高了 继电保护运行的安全可靠性，增强了电 网抵御事故和防御自然灾害的能力。迈 进 “十二五” 之后，随着我国国民经济 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 的飞速发展，电力行业突飞猛进，整个 电力系统呈现出往超高电压等级、单机 容量增大、大联网系统方向发展的趋势， 这就对电力设备继电保护的可靠性、灵 敏性、选择性和快速性提出了更高的要 求。 4.结束语 随着电力系统的高速发展和计算 机技术、通信技术的进步，继电保护技 术面临着进一步发展的趋势。仅设置系 统各元件的继电保护装置，远不能防止 发生全电力系统长期大面积