电力系统电气主设备的继电保护技术发展
继电保护技术在电力系统中的应用与发展

陈文俊 陈 爱军 33 o ) 4 0 0 . ( 安市螺滩水利水电管理局 江 西 吉安 吉 中 图 分 类 号 : M T 文献 标 识 码 : A
文 章 编 号 : 0 7 0 4 ( O 0) 7 0 8 - 1 1 0 — 7 5 2 1 0 — 0 5 0
护 装 置 的 研 究 . 微 机 保 护 软 件 、 法 等 方 面 也 取 得 了 很 多 理 论 在 算 成 果 。可 以说 从 9 O年 代 开 始 我 国继 电保 护 技 术 已 进 入 了微 机 保 护的时代。 2 继 电保 护 的 发 展 趋 势 、 21 电保 护 技 术 的计 算 机 化 .继 随 着 计 算 机 硬 件 的迅 猛 发展 ,微 机 保 护 硬 件 也 在 不 断发 展 。 原 华 北 电力 学 院 研 制 的 微 机 线 路 保 护 硬 件 已经 历 了 3个 发 展 阶 段 : 8 单 C U结 构 的 微 机 保 护 问 世 , 到 5年 时 间 就 发 展 到 从 位 P 不 多 C U结 构 , 又 发 展 到 总 线 不 出模 块 的 大 模 块 结 构 , 能 大 大 P 后 性 提 高 ,得 到 了广 泛 应 用 。华 中理 工 大 学 研 制 的微 机 保 护 也 是 从 8 位 C U, 展 到 以工 控 机 核 心 部 分 为 基 础 的 3 P 发 2位微 机保 护 。 电力 系统 对 微 机 保 护 的 要 求 不 断 提 高 , 了保 护 的基 本 功 能 除 外 , 应 具 有 大 容 量 故 障 信 息 和 数 据 的 长 期 存 放 空 间 , 速 的 数 还 快 据 处 理 功 能 , 大 的通 信 能 力 , 其 它 保 护 、 制 装 置 和调 度联 网 强 与 控
电力系统继电保护的现状与发展

电力系统继电保护的现状与发展【关键词】电力系统;继电保护;现状1.当前电力系统继电保护现状分析回顾我国电力系统继电保护装置的使用与发展历程,在1960年代起,晶体管继电保护器初步应用于电力系统的运行之中,随着之后所开发出的集成运算放大器为基础的集成电路保护技术的应用,晶体管继电保护器逐渐为之所替代。
1990年后,微机保护继电保护器在电力系统的运行与维护中得到了推广与应用。
随着我国社会科技技术的快速发展,加上网络化、科技化、计算机化、自动化等技术的不断推广,现针对电力系统继电保护技术的应用现状进行分析,如下所述。
1.1继电保护与先进技术相结合由于我国的电网系统正处于不断发展与完善的过程之中,加上当前微机化水平的不断发展,电力系统对于继电保护技术具有更高的要求。
其中,继电保护技术必须确保各个保护单元可以有效、快速的共享电力系统中的各项系统运行及故障信息、数据,确保各个保护单元在电力系统的运行与维护过程中具备高度协调性。
当前,我国的继电保护技术逐步与其他先进技术相结合,包括网络化、计算机化、一体化、虚拟化、智能化技术等方面,促使继电保护技术不断发展与完善。
1.2继电保护与微机技术相结合众所周知,微机技术的数学运算能力与逻辑处理能力、速度是极高的,通过结合其相应的理论知识与数据信息,可以有效的提高继电保护技术的应用效果。
因此,近几年来我国逐渐将微机技术与继电保护技术相结合,电力系统中继电保护中的微机化程度越来越高,其效果也是极其显著的。
2.电力系统继电保护技术的发展趋势2.1网络化由于相应的数据资源共享程度不高,大部分继电保护装置只可以反应保护安装处的实际电气量,而且只可以在电力系统发生故障时通过将其故障元件切除掉来避免故障范围的扩大。
随着当前我国及世界上网络化技术的不断发展,加上网络化技术对我国其他科技信息技术的强大影响力,为了便于各个保护单元可以及时与重合闸装置对电力系统运行中的各项数据与故障信息进行分析、协调处置,从而保证电力系统运行的稳定性与安全性,必须确保各个保护单元可以有效、快速的共享相关的数据与信息。
论电力系统继电保护技术的现状与发展

果 将 上 述 的保 护 、 制 、 量 、 据 通 信 一 体 化 的 计 算 机 装 控 测 数
就 通 行 。至 此 , 同 原 理 、 同 机 型 的 微 机 线 路 和 主 设 备 保 护 各 置 , 地 安 装 在 室 外 变 电 站 的 被 保 护 设 备 旁 , 过 计 算 机 网 不 不 络 送 到 主 控 室 , 可 免 除 大 量 的 控 制 电 缆 。 如 果 用 光 纤 作 则 具 特 色 , 电 力 系 统 提 供 了 一 批 新 一 代 性 能 优 良 、 能 齐 为 功
2 2 网 络 化 .
而 造 成 误 动 或 拒 动 ; 果 用 神 经 网 络 方 法 , 过 大 量 故 障 样 如 经 本 的训 练 , 要 样 本 集 中 充 分 考 虑 了 各 种 情 况 , 在 发 生 任 只 则 何故 障时都可 正 确 判 别 。其它 如 遗 传 算法 、 化规 划 等也 进
2 1 计 算 机 化 .
随 着 计 算 机 硬 件 的 迅 猛 发 展 , 机 保 护 硬 件 也 在 不 断 微 发 展 。 电力 系 统 对 微 机 保 护 的 要 求 不 断 提 高 , 了 保 护 的 除 基 本 功 能 外 , 应 具 有 大 容 量 故 障 信 息 和 数 据 的 长 期 存 放 还 空 间 , 速 的数 据 处 理 功 能 , 大 的 通 信 能 力 , 其 它 保 护 、 快 强 与
中 图分 类 号 : P T
文献 标识码 : A
文 章 编 号 :6 23 9 ( 0 0 0 —3 10 1 7 —1 8 2 1 ) 90 3— 1 系 统 计 算 机 网 络 上 的 一 个 智 能 终 端 。 它 可 从 网 上 获 取 电 力
电力系统继电保护技术的发展历程和前景

刘海岩 ( 辽宁省电力 有限公司阜 新供电 公司)
摘要 : 电力 作 为 当今 社 会 的主 要 能 源 , 国 民经 济 的发 展 和 人 民生 活 水 对
保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作 , 确
平 的提 高 起着 极 其 重 要 的作 用 。 电力 系统 的 飞速 发 展 对 电 力 系统 的 继 电保 护 保 系统 的安 全稳 定 运行 。 显然 , 现这 种 系统 保 护 的基本 条 件是 将 全 实 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 系统 各 主要 设 备 的保 护装 置用计 算机 网络 联 接起 来 , 即实 现微 机保 亦 保 护 技 术 的发 展 注 入 了新 的活 力 。本 文 概 述 了微 机 继 电保 护 技 术 的成 就 , 提 出 了未 来 继 电保 护 技术 发展 的 趋 势。
关键 词 : 电保 护 继 现状 发展
护 装置 的 网络化 。 这在 当前 的技 术 条件 下是 完 全可 能 的。 电 力系 统 网 络型 继 电保 护 是 一 种新 型 的继 电保 护,是 微 机 。 它 建立 在 计 算机 技 术 、 络 技术 、 信 技 术 以 网 通 及微 机 保 护 技术 发 展 的基 础 上 。 网络 保 护 系统 中 网 省级 、 市 级和 市 省 继 电保 护技 术 是 随着 电力 系 统 的发 展 而 发展 的 ,它 与 电力 系统 级 主 干 网络 拓 扑 结 构 , 分 站 系 统拓 扑 结 构 均 可 采 用简 单 、 靠 的 以及 可 对 运行 可 靠 性要 求的 不 断提 高 密 切 相 关 。5 O年 代 , 国工 程 技 术
电气主设备的继电保护技术与发展趋势

电气设备 的继电保护主要 是研 究电力系统故 障和危及安全运行 的 32 新型光 电流互感器 、光电压互感器 的应用 . 异 常工况 ,以探 讨其对政策 的反事 故 自动化措施 。因在其发展过程 中 新 型光 电流互感 器 ( T 、光电压互感器 (T )相对 于电磁式 O A) OV 曾主要用有触点的继电器来保 护电力系统及其元件 ( 电机 、变压 器 、 T 发 A具 有明显 的技术优势 ;不存在饱 的 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 输 电线路等) ,使之免遭损 害,所 以沿称断 电保护 。 随着科学技 术的发展 ,特 别是电子技术 、汁算机 技术和通信技术 的发展 ,电力 系统继 电保护先后 经历了不 同的发 展时期 。近 1 0年来 , 电力工业 突飞猛 进 ,整个 电力 系统呈 现出超高 电压等级 、单机容量增 大 、大联 网系统方 向发展的趋势 ,这就对主设备保护 的可靠 性 、灵敏 性 、选择性和快速性提 出了更高 的要求 。
需有可靠的 T A饱和判据。 2 电气 设 备 保 护 的 现 状 主设备保护 的双重化配置和主后 一体化趋势 : 双主双后保护配置 方案 逐渐应用到主设 备保 护的领域 ,尤其是 国 电调 [0 2 3 2 0 ]18号 文件 《 防止 电力生产 重大事故 的二 十五项 重点要 求》 继 电保护实施细则对 主 没备保护 的双重 化作 出规定后 ,双 主双后 保护方案成为主设备保 护研 制 、设计 的指导 准则 ,并为现场运行提供
理都具有在故障合 闸时 ,保护动作时间长或 动作时 问离散度大的缺点。
电力系统继电保护技术发展历程

一
也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据 传送给网络控制中心或任—终端。因此, 每个微机 保护装置不但可完成继电保护功能 , 而且在无故障 正常运行情况下还可完成测量、 控制 、 数据通信功 能, H 亦B实现保护 、 控制、 测量、 数据通信—体化。 目前 , 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。 所敷没的大量控 制电缆不但要大量投资,而且使二次回路非常复 杂。但是如果将上述的保护、 控制、 测量、 数据通信 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。如果用光纤作为网 络的传输介质 , 还可免除电磁干扰。现在光电流互 感 器 (T ) 0 A和光 电 压互 感 器 (T 0 Ⅵ已在 研究 试 验 阶 段, 将来必然在电力系统中得到应用。在采用 O A T 和 O V的情 况下 ,保护装置应放 在距 O A和 T T O V最近的地方 .亦即应放在被保护设备附近。 T O A和 O V的光信号输入到此一体化装置 巾并 T T 转换成电信号后,一方面用作保护的计算判断; 另 方 面作为澳 量 , 过 网络送到 主控 室 。从主 控 垣 通 室通过网络可将x 被保护设备的操作控制命令送 l f 到此—体化装置, —体化装置执行断路器的操 由I 作。 3 3智能化。近年来, 人工智能技术如神经网 络、 遗传算法、 进化规划、 模糊逻辑等在电力系统各 个领域都得到了应用, 在继电保护领域应用的研究 也 已开 始。神经 网络是 一种 非线性 映射 的方法 很 多 难 以列 出方程 式或 难 以求 解 的复杂 的非 线性 问 题, 应用神 经 网络 方法 则可迎 刃而 解。 可以预 见 , 人 工智能技术在继电保护领域必会得到应用 , 以解决 用常 规方法 难 以解决的 问题 。
电力系统继电保护技术的发展现状及趋势探究

分 析这 些信 息 和数 据 的基础 上 协调 动 作 ,实现 这 种系 统保 护 的基 本条件 是 将 全系 统各 主 要 电气设 备 的保 护装 置用 计 算机 网 络连 接起 来 ,实现 微机 保 护 装置 的 网络 化 。由于 继 电保 护在 电 网 中的重 要性 ,必须 采取 有针 对性 的 网络 安 全控 制 策略 , 以确保 网络保 护系 统 的安 全 。 由此可 知 ,微机 保护 装 置 网络化 可大 大提 高保 护性 能和 可靠性 ,这 是微 机保 护发 展 的必然趋 势 。
浅析电力系统继电保护技术的发展

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浅析 电力 系统 继 电保 护 技术 的发展
陈 炜 俊
( 州华 电半 山发 电有 限公 司 , 江 杭 州 3 0 1 ) 杭 浙 10 5
2 继 电保护 技 术发 展趋 势 . 2 在计 算 机技 术 的推 动下 继 电保 护 技术 呈 现 出智 能化 、 网络 化 和 自适 应 化 的发展 特点 。 ( ) 电保 护 的智 能化 1继 随着 计 算机 技 术 的发 展 , 种 智 能化 的 各 软件 逐渐 应 用到 继 电保 护 技术 当中 ,利用 计 算 机 软件 的 强大 数 据处 理 功能 ,能 够满 足 继 电保 护 装置 存放 大 容量 故 障信 息 ,以及长 时
摘 要 : 电保护技术是 电力 系 正常运 行的重要保 证 。而要使 电力 系统走 向 良性发展道路 , 继 统 实现 可持 续供 电和供 电安 全 , 继 电保护技 发展 术是 一务可行之路 。本 文在 分析继 电保护技 术基础上 , 对继 电保护技 术在 近几年的发展状 况做一解析 , 并介绍继 电保护装 置应 用的实例 。
间 的数据 存 放 ,是继 电保护 装 置具 备快 速 的 数 据 处理 功 能 ,利用 强 大 的通 信 功能 实现 人 机互 动 , 它能 实 现 自动处 理 与保 护 、 制装 置 控 和调 度互 联 网 以共 享全 系 统数 据 、信 息 和网 络 资源 和通讯 等 功 能 。使继 电保护 装 置能 够 利 用计 算 机 网络 实 现数 据 采 集 与分 析 模 拟 , 根据 采 集到 的数 据 利用 已经 建 立 的数 据库 系 统进 行分 析 比配 ,模 拟 人工 神 经 系统 的反 映 进行 继 电保 护。 实 现 了故 障 的快速 、准 确 排查 和 及 时处 理, 能够 提高 电力 输送 的效 率 。 ( ) 电保 护 的 网络化 2继 保 护装 置能 够及 时 排查 故 障设 备 ,并采 取 修 计算 机 网络 作 为信 息 和数 据通 信 工具 已 复 、开启 辅 助供 电设 备 等措 施恢 复 供 电 的一 成为 信息 时 代 的技 术支 柱 ,使人 类 生 产 和社 种 自动装 置 。 会 生活 的面 貌发 生 了根 本 变化 。它深 刻影 响 其原 理 主要有 两 个 : 着各 个工 业 领域 ,也为 各个 工业 领域 提供 了 需要 。 ( ) 映 电气 量 保 护 , 1反 即对 电 网 电气 量 进 强有 力 的通 信手 段 。 3 继 电保 护装 置 的实 际运 用 l 2 行 监控 ,在 电流 增 大的 时候 或 电压 下 降 的时 显 然 ,实现 这 种 系统保 护 的基 本 条件 是 江 苏 电网继 电保 护 技术 是 国 内最 先 进 的 候, 保护 供 电设 备 。 或者 在 电流与 电压 的相 位 将 全系 统各 主要 设 备 的保 护装 置 用计 算 机 网 系统 之 一 , 过 几年 的应 用 , 苏 电网继 电保 经 江 角 发 生 变 化 和 比 值 进 行 方 向保 护 和 比 值 保 络联 接起 来 ,亦 即 实现 微机 保 护装 置 的 网络 护在 保 护江苏 电网安 全 运行 方 面发挥 了重要 护。 化。 的作 用 。 江 苏 电网继 电保 护 及故 障信 息 处理 系统 () 2 反映非 电气量 保护 。 也就 是继 电保 护 网络技 术 的运 用使 得继 电保 护可 以操 作 省 地 装 置在 电网 温度 、 力 、 压 流量 等 发生 变 化时 对 检查 的 作业 空 间 范围得 到扩 大 ,在 电 网内部 主要 由网 、 、 级 电力 调度 中心或 集控 站 的 各 变 电力变 压器 的 瓦斯 保护 温度 保 护 等 。继 电保 形 成 一 个继 电保 护 的 外 围 与 内部 交 叉 存 在 、 主站 , 级 电厂 、 电站 端 的子 站及 录波 装 置 护 就是一 个 在线 开 环 的 自动控 制设 备 ,能 够 人 机交 叉联 系 的继 电 保护 体 系 ,即可 以 实现 通过 电力信 息传 输 网络 共 同组 成 。系统 的设 根 根据 控制 装 置所 发 出 的反 映信 号 ,通 过这 继 电保 护 的 自动运 行 ,又 可 以利 用人 工 进行 计 目的是能 够切 实 提高 电 网 的信 息化 和智 能 些 信号 可 以在最 短 的时 间 内进 行模 拟 型 和数 分 析 , 高继 电保 护 反映 的 准确率 和 及时性 。 化 , 有高 安 全性 和 高可 靠性 , 优先 采用 提 并具 要 字 型的 继 电保 护判 断 ,然后 根 据判 断 的结 果 ( ) 电保 护的 自适 应化 3继 电力 调 度数 据 网络 ,保 障 故 障录 波数 据能 实 及 时做 出跳 闸或 发信 号 等继 电保 护行 为 。 自适应 技术 是 自动化 技 术在 继 电保 护技 时 上传 。 因此 系统 必须 具有 分层 、 分布 、 开放 、 术 发展 中的体 现 ,自适 应 技 术 的多适 应 性 的 易扩 展 的特 性 。 2 电力 系统 继 电保护 技术 的发展 特 点 ,能够 帮 助继 电保 护装 置适 应 多种 故 障 该 系统 实 现 了事故 推 画 面 、 故 汇总 、 事 网 21 国继 电保护 技术 的发展 历程 .我 我 国继 电保 护 技术 的研 究 始 于上 世纪 七 的检测 的 检测 需要 ,在故 障 没有 被排 除 的情 络 探 测 和跨 安全 区应 用 的技 术 创新 , 20 自 07 十年代 ,当时 主要 依靠 高 等 院校 和 中央 科研 况 下能 够 自动 的 延长 保 护时 间 ,达 到延 长 电 年 投入 使 用 以来 , 经历 了夏季 高温 用 电高 峰 、 机 构 的计算 机 设备 研究 。真正 取得 研 究 成果 气 设备 的使 用 寿命 ,降低 继 电保 护成 本 的 目 台风 、 暴雪 等 突发 事件 的 检验 , 果表 明继 电 结 保 护装 置 能够较 好 保证 电 网的安 全运 行 。 是 在 18 94年 , 北 电力 学 院研 制 的输 电线 路 的 。 华 此 外 , 自 应 技 术 还能 大大 减 少人 工操 适 参 考 文 献 微 机保 护装 置 首先 通 过 了技 术验 收 ,这 标志 1鲁 论 着 我 国继 电保 护技 术真 正走 向 了 自主研 发 的 作 , 高继 电保 护 效率 , 而 提 高 电网 的运行 『i 露 . 我 国 电力 系统 继 电保 护 的 发 展 现 提 从 状与 对 策. 商 贸工 业. 0 0 第 8 。 现代 21 年 期 道路。 效率。 2孙 论 此 后 ,东南 大 学 和华 中理 工 大学 研 制 的 自适 应技 术 的应 用 ,使 得继 电保 护 的保 『1 爱 军 . 电 力 系 统 继 电 保 护 技 术 的 现 状 现 21 发 电机 失磁 保 护 、 电机保 护 、 压器 组 保护 护 功 能得 以 真正 的机 房 ,因此 自适 应技 术 继 与发 展. 代 商 贸工业 .0 0年 第 9期 。 发 变 『 贺世 云 . S l 1 机式 继 电保护 数 字通讯 3 1 W T一 微 装 置也 相继 通 过技 术 验收 ,由此 开启 了利用 电保护 的发展 趋势 的一 个重 要 的表 现 。 3几种 先 进继 电保 护装 置 简介 和继 电 保 接 口装置 . 设备 自动化 .0 6年 1 电站 20 2月。 计 算机 设备 实 现危 及线 路 和 主设 备 保护 的继 f 陈铸 华 . 数 字 继 电保 护 测 试 装 置 的设 计 4 1 全 电保护 装 置研 发 之 路 。进 入 2 世 纪 后 , l 随着 护 装 置 的实 际运用 与 实现. 力职业技 术 学刊 .2 0 电 0 9年第 1 . 期 31几 种 先进 继 电保 护装 置简介 . 我 国科 学技 术 的发 展 ,尤其 是 计算 机 技 术 的 ( ) T — 微机 式 继 电保 护数 字 通讯 接 『1 1ws J l 5 张伟 . 苏 电网 继 电保 护 运 行 与 故 障信 息 江 发展 , 电保护 技术 技 术 开始 向计 算 机化 、 继 网 处理 系统 的设 计 .武 汉 电力 职业 技 术 学院 学 络 化 、 能 化 保 护 、 制 、 量 和 数 据通 信 人 口装 置 智 控 测 这是 最 近几 年兴 起 的一 种 较 为先 进 的继 报 .2 0 0 8年 9月 性化 和一体 化 的方 向发 展 。 中 国 新 技 术 新 产 品 一1 1— 1
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电力系统电气主设备的继电保护技术发展
发表时间:2016-10-20T13:50:06.400Z 来源:《电力技术》2016年第8期作者:刘武群
[导读] 随着科技的发展,许多新原理和新技术成功地应用于工程,并得到了检验,大大改善了主设备保护的安全运行。
中国能源建设集团广东火电工程有限公司 510735
摘要:随着科技的发展,许多新原理和新技术成功地应用于工程,并得到了检验,大大改善了主设备保护的安全运行。
文章着重介绍了电力系统中主设备继电保护的现状,阐述了发展趋势。
关键词:主设备;继电保护
电气设备的继电保护主要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、输电线路等),使之免遭损害,所以沿称继电保护。
随着科学技术的发展,特别是电子技术、计算机技术和通信技术的发展,电力系统继电保护先后经历了不同的发展时期。
近10年来,电力工业突飞猛进,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,这就对主设备保护的可靠性、灵敏性、选择性和快速性提出了更高的要求。
1 电气主设备保护的现状
以往电力系统大型主设备(包括发电机、变压器、母线、高压并联电抗器等)继电保护与超高压线路继电保护相比,处于一种相对滞后的状态,主设备保护正确动作率一直较低,与线路保护相比有较大差距。
近年来主设备保护的分析计算方法取得了很大进展,比如采用多回路分析法可以比较精确地计算发电机的内部故障,主设备内部故障保护的配置具备了理论基础[1,2]。
利用真实反应主设备内部各种故障及异常工况的动模系统和仿真系统检验主设备保护,极大地提高了新原理新技术的验证水平。
随着基于新硬件平台的数字式主设备保护的推陈出新,实现了主设备保护双主双后的配置方案,保护的设计方案、配置原则趋于完善,同时,新原理和新技术的应用也大大提高了主设备保护的安全运行水平。
1.1主设备保护的双重化配置和主后一体化趋势
近年来,双主双后保护配置方案逐渐应用到主设备保护的领域,尤其是国电调[2002]138号文件《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》继电保护实施细则对主设备保护的双重化作出规定后,双主双后保护方案成为主设备保护研制、设计的指导准则,并为现场运行提供了极大的方便。
双主双后的保护实现方式是针对一个被保护对象,配置2套独立的保护。
每套保护均包含主后备保护,并且每套保护由2个CPU系统构成。
2个CPU系统之间均能进行完善的自检和互检,出口方式采用2个CPU系统“与”门出口。
这种配置方案概念清晰,彻底解决了保护拒动和误动的矛盾,即双重化配置解决了拒动问题,双CPU系统“与”门出口解决了硬件故障导致的误动问题。
这种思想已成功地应用到主设备保护上,大大提高了主设备保护的运行水平。
1.2主设备保护的新原理
近年来,主设备保护通过对故障过程的电磁暂态过程的研究、TA饱和特性的研究、内部故障理论分析,结合实际动模和数字仿真,提出了一些新的原理并已在现场广泛应用。
1.2.1差动保护
常规的两折线、三折线比率差动、标积制动式差动、采样值差动等已在很多文献中有所介绍。
1.2.2关于励磁涌流
目前在工程上应用的判别励磁涌流的原理都是从涌流波形与短路电流波形的不同特征入手,来区分励磁涌流与短路的。
各种涌流判别原理都具有在故障合闸时,保护动作时间长或动作时间离散度大的缺点。
1.2.3关于 TA饱和
TA饱和问题是主设备保护共同面对的问题。
由于大型发电机变压器组容量大,故障电流非周期分量衰减时间常数长,可能引起差动保护各侧 TA传变暂态不一致或饱和。
对于变压器,各侧 TA特性不一致,更易引起 TA饱和,这样可能会造成在区外发生故障时差动保护误动对于母线近端发生区外故障时,TA也会严重饱和。
因此差动保护需有可靠的 TA饱和判据。
针对 TA饱和问题,国内外也提出了一些识别 TA饱和的办法:采用附加额外的电路来检测 TA 饱和,缺点是现场工程应用很不方便;提高定值,缺点是降低了内部故障的灵敏度;采用流出电流判据的标积式比率差动,理论计算表明当发电机发生某些内部故障时,也有流出电流,存在拒动的可能性。
2 主设备保护的发展趋势
2.1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。
2.2新型光电流互感器、光电压互感器的应用
传统的电磁式TA是一种非线性电流互感器,具有铁磁谐振、磁饱和、绝缘结构复杂、动态范围小、使用频带窄、铜材耗费大,远距离传送造成电位升高等问题。
新型光电流互感器(OTA)、光电压互感器(OTV)相对于电磁式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。
2.3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、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。
2.4故障分析技术
新一代主设备保护必须具有强大的故障录波功能,除了记录完整的事件报文、故障数据外,装置还可以记录故障发生前后全过程所有的模拟量、开关量、启动量、中间量的变化,完整地记录每个保护的动作行为。
主设备保护的故障信息上传至电气监控系统或保护信息管理系统后,通过高级应用软件,分析保护的动作行为是否正确,为故障查找、分析提供充分的依据。
完整的故障数据经数字仿真系统可实现主设备的故障再现,对事故进行深入分析,为保护性能的改进完善提供重要的依据。
2.5信息网络技术
当代继电保护技术的发展,正在从传统的模拟式、数字式探索着进入信息技术领域。
在变电站综合自动化方面,保护的配置比较灵活。
如果变电站综合自动化采用传统模式,也就是远方终端装置(RTU)加上当地监控系统,这时候,保护装置的信息可以通过遥信输入回路进入RTU,也可以通过串行口与RTU按照约定的通信规约进行信息传递。
2.5自适应技术、智能技术和数字技术的发展
自适应继电保护的基本思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化,进一步改善保护的性能。
对于主设备保护而言,它与某些保护的判据、定值和系统的变化也是息息相关的,比如发电机失步保护、变压器零序保护等。
目前,部分保护功能已经具备了一定的自适应能力,比如浮动门限、变斜率比率差动保护中的制动特性、自适应3次谐波电压比率定子接地判据等。
随着与微机保护技术密切相关的其他科技领域新技术和新理论的出现,通信技术、信息技术、自适应控制理论、全球定位系统(GPS)等的应用,必将促进自适应保护的飞速发展。
3 结束语
随着电力系统容量日益增大,范围越来越广,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停电的严重事故。
为此必须从电力系统全局出发,进行电气设备继电保护的相关研究。
参考文献
[1]王维俭.电气主设备继电保护原理与应用.北京:中国电力出版社,1996.
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