电站继电保护论文

2022-05-15

本文一共涵盖3篇精选的论文范文,关于《电站继电保护论文(精选3篇)》,供大家阅读,更多内容可以运用本站顶部的搜索功能。摘要:在电力系统当中,所有电力元件必须在继电保护状态下运作,确保电力元件顺利运作前提设备是智能变电站继电保护装置,继电保护装置是智能电网的关键构成,对智能电网正常运作意义重大,文章对智能变电站继电保护配置实施的保护技术进行分析,力求确保智能电站运行的安全性和稳定性。

第一篇:电站继电保护论文

探讨智能变电站继电保护

摘要:电力系统中,任何电力元件不得在无继电保护的状态下运行,保证电力元件安全运行的基本装备称为变电站继电保护装置,智能变电站中的继电保护设备是智能电网的重要组成部分,对电网的安全运行具有十分重要的地位。文章对智能变电站进行了简单的概述,接着分析了对智能变电站继电保护的基本要求以及智能变电站继电保护的配置,最后重点探讨了智能变电站继电保护配置的未来展望。

关键词:智能变电站;继电保护配置;智能电网

智能变电站继电保护,其作用是当电力系统的电气元件发生故障时,继电保护装置及时发出警告信号或发出断路器跳闸命令,以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。继电保护装置是一套完整的措施,以实现这种自动化硬件设备用于保护电器元件。

l 智能变电站继电保护配置的现状

智能变电站,即采用先进、可靠、集成和环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能,同时,具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。智能即为人性化,就是把变电站做成像人在调节一样,当低压负荷量增加时变电站送出满足增加负荷量的电量,当低压负荷量减小时,变电站送出电量随之减少,确保节省能源。

目前,智能变电站虽然不多,正在推广阶段,但智能变电站与常规变电站相比,实现了设备状态可视化,通过智能告警、智能防误等智能化高级应用和完善,减少了检修停电和故障停电时间,主要设备的使用周期得以延长,同时占地面积有一定减少,技术优势明显。

2 过程层继电保护

2.1 线路保护

线路保护装置主要用于各电压等级的间隔单元的保护测控,具备完善的保护、测量、控制、备用电源自投及通信监视功能,为变电站、发电厂、高低压配电及厂用电系统的保护与控制提供了完整的解决方案,可有力地保障高低压电网及厂用电系统的安全稳定运行。

2.2 变压器保护

变压器保护装置由储油柜、吸湿器、安全气道、气体继电器、净油器、测温装置6部分组成,集控制、保护、监视、通信等多种功能于一体,是构成智能化开关柜的理想电器单元。该产品内置一个由20多个标准保护程序构成的保护库,具有对一次设备电压电流模拟量和开关量的完整强大的采集功能(电流测量通过保护CT实现)。变压器保护过程层采用分布式配置,具有完整的差动保护功能,用于集中安装和后备保护。

2.3 电抗器保护

电抗器,别名电感器,一个导体通电时就会在其所占据的一定空间范围产生磁场,所以所有能载流的电导体都有一般意义上的感性。然而通电长直导体的电感较小,所产生的磁场不强,因此实际的电抗器是导线绕成螺线管形式,称空心电抗器;有时为了让这只螺线管具有更大的电感,便在螺线管中插入铁心,称铁心电抗器。电抗分为感抗和容抗,比较科学的归类是感抗器(电感器)和容抗器(电容器)统称为电抗器,然而由于过去先有了电感器,并且被称为电抗器,所以现在人们所说的电容器就是容抗器,而电抗器专指电感器。

2.4 母线保护

电力系统保护是母线保护的重要组成部分。总线是电力系统的重要设备,传输和分配在整个过程中起着非常重要的作用。总线电源系统故障是一个非常严重的故障,它直接影响总线连接的所有设备的运行安全可靠,造成大面积停电或设备严重损坏,对整个电力系统有所损害。随着电力系统技术的不断发展,电网电压水平继续上升,母线保护的可靠性、快速性、灵敏性、选择性要求也越来越高。

2.5 采样同步方法

对于变电站的保护和母线保护可以被看作是一个多终端的线路保护。使用相同的线路保护解决方案,同时保护装置实现同步采样站。国内常用的同步技术基于乒乓原理主要有两种类型:采样数据校正方法和采样时间的调整方法。

3 智能变电站继电保护配置的展望

3.1 基于广域信息的电网保护

目前,国内电网继电保护的理解一般只是一个未能去除断层线,电源线作为PMU(相量测量单元)的出现和发展通信技术,基于广域电网信息网格的保护成为一个研究热点,它实际上在国际包括防止电网崩溃、防止电网事故和多种保护措施。广域保护系统的组成:

(1)电力系统实时动态监测系统,实现了广大地区的电力系统监控和分析运行状态、电网广域测量系统。电力系统实时动态监测系统是安装在每个变电站的安装电力系统调度中心,同步相量测量单元和成分的变电站或发电厂的主要的通信系统。

(2)基于广域信息负荷切割、裁切机和其他自动广域继电保护算法和广域控制策略。

(3)为了实现自动广域控制策略,可以使用安装在每个变电站的安装调度控制中心网络和自动控制装置的电力系统实时控制系统。电网发生故障,现场的主要保护迅速降低,广域保护也开始在同一时间。广域保护系统同时监测运动情况的断路器。

广域保护系统主要包括电压异常的控制及其切削负荷、发电机阀控制、切割機、频率等,为了构建第二防线,实现广域安全自动控制功能,配合继电器保护和紧急控制操作,可以实现自动控制和安全紧急控制功能,防止损伤参数的极限和稳定。

3.2 主动原则的瞬态保护研究

瞬态保护是一种基于检测生成的高频瞬态传输线路保护。瞬态保护包括保护利用瞬时频率特征量(严格意义上指数量的瞬态保护)和暂态行波保护。数量的瞬态保护不受电源频率的影响,具有响应速度快的优点,精度高,如系统摇摆、过渡电阻和电流互感器饱和。

检测故障时产生故障信号的高频电压和电流。暂态保护的保护使用仍然存在当前通信信道容量、质量和成本高的问题;暂态保护没有交流,有雷电断路器,操作的瞬态信号很容易引起保护误动,难以实现故障选相问题,如电压零故障保护灵敏度是不够的。

4 结语

智能变电站继电保护应满足智能调度、运行维护、监控、控制,实现信息的无人互动。不设置独立的保护信息子站,其功能实现的统一信息平台。站控层通信协议应符合IEC61850标准。未来智能变电站继电保护配置将向广域保护、暂态保护原理和自适应继电保护信息网格方向发展。继电保护技术的研究和探索,将进一步提高性能和安全可靠性的保护的目的。

参考文献:

[1] 胡聪,何劲,郭金龙.基于nRF24L01的无线电子教鞭[J].科技信息,2012,(9).

[2] 杜云云,叶英.异步电动机交流耐压试验并联电抗器的探究[J].科技信息,2012,(9).

(作者单位:国电南瑞南京控制系统有限公司)

作者:刘培超 唐维

第二篇:智能变电站继电保护配置实施的保护技术研究

摘 要:在电力系统当中,所有电力元件必须在继电保护状态下运作,确保电力元件顺利运作前提设备是智能变电站继电保护装置,继电保护装置是智能电网的关键构成,对智能电网正常运作意义重大,文章对智能变电站继电保护配置实施的保护技术进行分析,力求确保智能电站运行的安全性和稳定性。

关键词:智能变电站;继电保护配置;保护技术

电力行业和人们的工作生活关系紧密,其重要性不言而喻,因此,采取相应的方案,确保变电站运作的安全稳定格外重要,由于我国电力行业已经向信息化智能化方面迈进,可现实中很大程度上取决于其继电保护配置的科学运作,除非智能变电站继电保护配置实施的保护技术取得了成功,方能切实保障智能变电站运行的安全稳定。

1 智能变电站继电保护配置实施的保护技术简述

智能变电站的继电保护配置是其顺利建设和正常运作一项极为关键的构成,在确保且提升总体智能变电站运作效果与工作效能方面,具备极为重要的推动作用。但其由于该重要性质,方在其显示进步阶段引进了对应的智能化关键和措施以实行智能变电站继电保护配置实施的保护技术,对智能变电站来说从名称就能想到包含的意义,即是利用其具备的可靠性和先进性及集成环保能力的智能化装置,且添加先进的信息化的生产工具思维和保护能力,最后满足总体平台的网络化和信息共享等效果。

可以当前情况来看,因我国智能变电站应用相比西方发达国家要晚,所以依然处在稳步发展的过程中,可智能变电站在运作阶段已反映出其层级性思路,使总体智能变电站的数据实现充分的,实时的收集、检测、掌控能力表现出来。通常情况下,智能变电站分成过程层、间隔层及站控层三种。间隔层装置通常是继电保护设备和测控设备等对电力系统内一次设备进行监察,测量,控制,保护,调节的补助设备,满足采用一个间隔信息且对这个间隔中直接用于生产和使用电能,比控制回路电压高的电气设备有作用的能力,就是指各类远程输入/输出模块,具有信息处理功能的传感器以及在数据通信系统中,处于数据电路和主机之间,用于控制数据传输的通信接口设备。

站控层包括自动控制系统、站域控制、用以完成信息传输过程的技术系统及网络对时系统等系统,满足针对整个智能变电站或者多个直接用于生产和使用电能,比控制回路电压高的电气设备的衡量与掌控的能力,达到信息收集和数据采集与监视控制系统、操作隔断及电力系统同步相量测量,电能量采集以及继电保护信息管理有关性能,智能变电站过程层重点是直接应用在电力资源的生产使用方面,例如,掌握由电压互感器供电的回路较大的电气设备与多类型的智能器件共同组成,主要工作是针对总体智能变电站中的电能转换,传输和分配。

2 变电站层配置

变电站继电保护配置实施的保护技术是总体智能变电站继电保护工作中极为关键的构成,在现实配置阶段,需实行细致掌控,其中智能变电站继电保护配置实施的变电站层配置运用集中当主保护因为各种原因没有动作,在延时很短时间后,另一个保护将启动并动作,将故障回路跳开的方式,总体智能变电站的电力系统及电力设备的额定电压级别系列均应用了集中配置模式由现实应用中智能变电站中得出的集中式当主保护因为各种原因没有动作,在延时很短时间后,另一个保护将启动并动作,将故障回路跳开方式,通常应用自动调整处理方法和在线以及实时整定管理方案。另外,其具备依赖电力系统多点的信息,对故障进行快速、可靠、精确的切除接口,所以,其能够切实的满足广域保护要求,与此同时,还能够满足继电保护双重配置标准,当主保护因为各种原因没有动作,在延时很短时间后,另一个保护将启动并动作,将故障回路跳开的模式,有效保障智能变电站中各个电力元件的安全稳定运行。

与此同时,为毗邻的智能变电站电力元件提供了由相邻的电力设备或线路的保护方案,不难发现,其实各个毗邻的智能变电站均在其保障范畴,且均包含两方面:第一方面为近后备保护模式,包括其中所有bus line及直接出线,另一方面为远后备保护模式,是直接出线对端bus line依据同该对端bus line相连的全部线路组成。不难发现,后备保护采集的是变电站中的电力元件电流电源的数据,断路装置的情况数据和主保护信号,且接收毗邻变电站电力元件故障信息、断路装置实时数据及主保护使用信号,对信息进行探析,实时精准的确定发生于远后备范畴内的电力元件故障,且采取合适的跳闸应对措施。

3 过程层配置

3.1 线路保护配置

其为各电力系统及电力设备的额定电压级别系列的间隔单元的保护测控装置,有健全的保护、测算、管控、备用电源自投功能以及通信监视性能,替变电站,电厂,高低压配电系统及由机组高、低压厂变和停机/检修变及其供电网络和厂用负荷组成的系统的保护管控提供完整的保护模式,能切实保证高低压电网络和厂用电系统运作的安全,还能与其他保护模式,自动化装置共同构成自动化系统,所有设备都能组屏集中加装,并可直接加装在高低压配电拒。

3.2 变压器保护配置

其由油枕、吸湿装置、变压器安全气道、气体继电器、变压器净油器及温度测量设备构成,具备管控、保护、检测及通信等性能,为组成智能配电拒的最佳单元,其内安装个由许多标准保护系统组成的保护库,能对一次设备电流电压在一定范围内可以取任意值和开关量的完整有较好的采集能力,该过程层应用分布式部署,具备全面的差动保护性能,应用在集中加装与后备保护配置。

3.3 电抗器保护配置

电抗器是在导体通电阶段可以在其占有的一定空间内形成磁场,因此全部载流导体均具备普通形式上的感性,但通电长直导体电的感抗较低,形成的磁场较弱,所以现实中的电感器为多重卷绕的导线模式,为空心电感器,通常为使该多重卷绕的导线具备更高的电感,在其中插进铁心,变为铁心电感器,电抗包含感抗与容抗,相对合理的划分是感抗器与容抗器一致称做电抗器,但因先电感器首先出现,且称其电抗器,因此如今常说的电容器指的就是容抗器,而电抗器特指电感器。

3.4 母线保护配置

母线保护是电力系统继电保护的关键构成,总线是电力系统中关键装置,传送与布置在总体阶段的作用巨大,总线的电源系统故障是极为重大的问题,对总线连通的全部设备的正常运作有直接的影响,导致大范围停电事故或者装置烧坏,对总体电力系统都有危害,由于电力行业的持续进步,其技术水平和电力网电压能力随之提高,母线保护配置的安全性、快速性、灵活性以及选择性标准有了更高要求。

4 结 语

智能变电站继电保护配置对整个变电站运行顺利具备关键作用,根据智能变电站本身特征和保护形式实行探究,以此为前提分析了保护的配置实施的保护技术,切实了解智能变电站继电保护配置保护技术,很大程度降低了智能变电站继电保护配置的管理维护,为我国电力行业的发展提供助力。

参考文献:

[1] 段瑞.智能变电站继电保护配置的应用现状和展望[J].中国高新技术企业,2013,(35).

[2] 颉海明.智能变电站继电保护配置研究[J].电子制作,2015,(8).

[3] 赵飞.论述智能变电站继电保护配置[J].黑龙江科技信息,2014,(24).

作者:李树兵 何天华 王正江

第三篇:抽水蓄能电站继电保护配置探索

摘 要:抽水蓄能电站作为电网的调峰调频电站,在消纳新能源,平衡电网有功负荷和无功负荷方面举足轻重。抽水蓄能机组不同于常规机组,其包括停机、发电调相、发电、抽水调相和抽水五种运行工况,尤其是抽水调相和抽水启动时,又分为背靠背启动和变频器启动两种方式,停机时还存在电制动模式停机。由于其工况变换复杂、频繁,其发电/电动机作为机组和变压器的保护也随之复杂、多样,各保护之间的闭锁情况也较常规机组保护复杂。本文针对抽水蓄能机组的特点及不同工况运行的状况,详细探索了发电/电动机作为机组和变压器的保护(以下简称发变组保护)的配置内容及配置原则,以供初学者学习和参考。

關键词:抽水蓄能电站;发变组保护;继电保护;闭锁

1 抽水蓄能电站

抽水蓄电站构成复杂,不同工况相互切换,且换相开关、启动母线、SFC启动设备等都集中在一次设备,科学设计继电保护,才能适应复杂的主接线。除此之外,这个机组通常采用单元接线的方式,因此本文针对单元接线的抽水蓄能机组,对发电/电动机、变压器等保护配置予以优化。

2 发电/电动机保护

抽水蓄能机组相对常规机组而言,其既可以作为顺时针运行的发电机运行,也可以作为逆时针运行的电动机运行,还可以作为抽水工况背靠背启动时,发电运行的主拖机运行。机组停机时,发电/电动机还要在电制动模式下运行。此外,发电机运行方式还可分为发电调相运行和正常发电运行,抽水运行方式也可分为抽水调相运行和抽水运行。特殊情况下,发电/电动机还具有“黑启动”运行方式。这比常规发电机发电、停机的运行方式复杂、多变,因此其保护的配置和闭锁也较复杂。

2.1 主保护

2.1.1 发电/电动机纵联差动保护

当发电电动机内部定子绕组及其引出线相间短路故障时,可采用纵联差动保护。纵联差动保护采用比率制动差动原理。动作电流采用差动电流,制动电流引入外部短路电流。可以避免由于外部短路电流的增大而造成电流互感器饱和引起不平衡电流的增大。当电流回路断线(CT断线时)时应发出信号。

保护应在电动工况起动和电制动过程中退出,一般采用主断路器闭锁。保护瞬时动作于停机。

2.1.2 定子绕组匝间短路保护

当发电/电动机同相同分支和同相异分支发生短路故障时,可采用匝间短路保护。大型抽水蓄能机组定子绕组一般采用星形接线形式,每相均有并联分支,故采用单继电器横差保护。这一过程中,谐波滤过器要对保护装置进行三次接入,且谐波滤过比在100以上,才能够对保护动作电流值进行有效控制。该背景下,还要确保其余多次谐波比在30以上,并采用专业方法整定,对瞬时动作进行保护。

2.1.3 定子绕组接地保护

将保护范围作为判定依据,定子绕组接地保护有90%定子接地和100%定子接地之分,二者操作原理存在差异。分别选用的是基波零序电压法和三次谐波比较法。保护动作与信号或停机。

2.1.4 负序过流保护

倘若发电电动机与过负荷不对称,非全相运行及外部不对称短路产生负序电流,诱发转子表层过热保护情况。操作过程中,可把负序过流保护划分为定、反时限延时部分,两者分别动作于信号和停机。

2.1.5 转子一点接地保护

转子一点接地保护利用高频信号,计算转子对地绝缘电阻,当绝缘电阻降低到保护定值以下时,保护启动延时。转子一点接地保护一般采用磁场断路器或灭磁开关闭锁,延时动作于信号。

2.1.6 失磁保护

失磁保护的对象是励磁电流异常下降或者完全消失。该过程中,判定依据为发电机功角及励磁电流。预防保护装置误动作的情况如下:外部短路、低励磁运行、电压回路断线等。保护延时动作于停机。

2.2 后备保护

过电压保护:这一背景下,保护对象是定子绕组异常过电压及检测单相过电压。延时动作于跳闸。作为电动工况运行时,电源突然消失的保护,其还为低功率保护提供后盾。当机组并入系统时,为投入保护装置的最佳时机。保护延时动作于停机。

3 主变压器保护配置方式

3.1 主保护

3.1.1 纵差保护

它的保护对象为主变压器内部及其引出线发生相间故障。其不仅能够躲避励磁涌流,也能够对外部短路产生的不平衡电流进行躲避。它的实施原理是二次谐波比率制动差动,将带有电流回路断线闭锁装置和瞬时动作于跳主变各侧断路器并停机作为保护对象。

3.1.2 瓦斯保护

在变压器瓦斯保护中,有轻、重瓦斯保护之分。二者分别动作于信号和跳闸。

3.2 后备保护

3.2.1 零序电流保护、零序电流电压保护

中性点接地运行过程中的保护为两段零序电流保护。倘若其处于不接地状态时,可选择反应零序电压和间隙放电电流零序电压保护。主变高压侧和线路单相接地故障的后备保护也可以采用这种方法。零序电流保护瞬时动作于跳开变压嚣各侧断路器,零序电压保护延时跳开主变各侧断路器并停机。

3.2.2 复合电压过流保护

复合电压过流保护实施过程复杂,它的应用界面为主变压器、220kV母线保护等。保护延时动作于跳主变各侧断路器并停机。

3.2.3 主变高压侧方向过电流

其主要服务对象为变压器外部短路故障。这种情况多发生在系统倒送厂用电过程中。通常,当电动机处于运行状态时,将保护切除,断开发电机断路器之后,自动投入。主变高压侧方向过电流,主要为跳主变高压侧断路器、厂变高低压侧断路器提供服务,并发送信号。

3.3 变压器本体保护

当发电机定子绕组、变压器绕组以及发电机和变压器连接线发生故障时,比率制动式差动保护的原理,配置发电机-变压器组差动保护。该保护动作于跳闸。

4 总结

本文将抽水蓄能电站发电/电动机、变压器以及发电机-变压器组所采用的主保护和后备保护进行了汇总和介绍,有助于初学者了解和学习。也可用于相似电站设计时,继电保护配置时做参考。

参考文献:

[1]杜鹃.风光互补抽水蓄能发电系统的研究与现状[J].贵州电力技术,2014.17(07):59-61.

[2]李贤海.福建仙游抽水蓄能电站电气设计探讨[J].水力发电,2002,2(1):42-44.

[3]DL/T5177-2003,水电厂继电保护设计导则[S].

作者:侯桂欣 李珅 王军

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