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1.1首先,我們來了解下什么是電力繼電保護(hù)技術(shù),它具體所指的是什么?
據(jù)研究,繼電保護(hù)技術(shù)是一個(gè)完整的體系,它主要由電力系統(tǒng)故障分析、繼電保護(hù)原理及實(shí)現(xiàn)、繼電保護(hù)配置設(shè)計(jì)、繼電保護(hù)運(yùn)行及維護(hù)等技術(shù)構(gòu)成。它是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來的。20世紀(jì)初隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展,繼電器開始廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的保護(hù),這時(shí)期是繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的開端。最早的繼電保護(hù)裝置是熔斷器。從20世紀(jì)50年代到90年代末,在40余年的時(shí)間里,繼電保護(hù)完成了發(fā)展的4個(gè)階段,即從電磁式保護(hù)裝置到晶體管式繼電保護(hù)裝置、到集成電路繼電保護(hù)裝置、再到微機(jī)繼電保護(hù)裝置。
1.2其次,我們來說一說電力繼電保護(hù)的作用
在整體上來看,電力繼電保護(hù)技術(shù)的使用,不僅快速的提高了我國電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠度,而且對繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)明與推廣使用,還可能在滿足系統(tǒng)技術(shù)條件的前提下降低一次設(shè)備的投資,也就是說在保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的同時(shí),還縮減了對電力設(shè)備的投入資金。其次,電力繼電保護(hù)器作為電力系統(tǒng)安全運(yùn)行中重要的電氣設(shè)備,它的安全運(yùn)行是電力系統(tǒng)可靠工作的必要條件。因?yàn)?,在電力系統(tǒng)中某些故障的及時(shí)解決是我們?nèi)斯o法做到的,如在切除故障元件,在這些工作中,所需的時(shí)間不能超過十分之一秒,我們工人是根本無法完成。而在現(xiàn)如今,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,社會(huì)的進(jìn)步,繼電保護(hù)的作用已經(jīng)不僅僅局限于切除故障元件上,還在與充分保護(hù)整個(gè)國家電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行上面。因?yàn)?,電子?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起與發(fā)展,電力繼電保護(hù)系統(tǒng)的微機(jī)硬件也在不斷完善,這就推動(dòng)了繼電保護(hù)裝置與電力其他的保護(hù)、控制裝置、調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力,高級語言編程等。各個(gè)保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。這樣,繼電保護(hù)裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多。
1.3第三,我們在來說說我國繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
我們知道,電力繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)明與應(yīng)用就是為了保證電力系統(tǒng)能夠持續(xù)不間斷的供電。因此,它能否正常運(yùn)行與實(shí)現(xiàn)和提高電網(wǎng)故障的分析與處理水平的提高有直接的關(guān)系。因此,當(dāng)今我國繼電保護(hù)技術(shù)所面臨的一個(gè)現(xiàn)狀就是如何能夠進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性、準(zhǔn)確性、安全性。所以,我們只有對繼電保護(hù)技術(shù)不斷注入新的技術(shù),新的活力,這樣才能使其不斷滿足我們?nèi)祟惿a(chǎn)、生活的需求。
2、繼電保護(hù)技術(shù)的未來發(fā)展
2.1電力變壓器是電力系統(tǒng)中大量使用的重要電氣設(shè)備,它的安全運(yùn)行是電力系統(tǒng)可靠工作的必要條件
繼電保護(hù)技術(shù)未來趨勢是向計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化,保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。只有這樣,繼電保護(hù)系統(tǒng)才能夠更多地檢測到故障信息,對于故障的性質(zhì)和位置能夠做到很好的判斷,極大地提高了保護(hù)性能的可靠性。現(xiàn)在,用成套工控機(jī)作成繼電保護(hù)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟,這將是微機(jī)保護(hù)的發(fā)展方向之一。繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化、計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。電力繼電保護(hù)在電力企業(yè)日常運(yùn)行中發(fā)揮了重要的作用,電力企業(yè)應(yīng)該時(shí)刻關(guān)注電力繼電保護(hù)的故障問題,因?yàn)閷ν活愋图巴粡S家的設(shè)備而言其裝置結(jié)構(gòu)相同,在相同的運(yùn)行和氣候條件下,電力系統(tǒng)對微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高,除了保護(hù)的基本功能外,還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間,快速的數(shù)據(jù)處理功能,強(qiáng)大的通信能力。其測試結(jié)果應(yīng)大致相同若懸殊很大,則說明裝置有可能有缺陷。這就要求電力企業(yè)工作人員能夠熟知電力繼電保護(hù)的故障現(xiàn)象并且熟練掌握繼電保護(hù)故障信息。深刻影響著各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域,也為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的通信手段。
3結(jié)語
【關(guān)鍵詞】繼電保護(hù)現(xiàn)狀發(fā)展
1繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護(hù)不斷提出新的要求,電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力,因此,繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚,在40余年的時(shí)間里完成了發(fā)展的4個(gè)歷史階段。
建國后,我國繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍從無到有,在大約10年的時(shí)間里走過了先進(jìn)國家半個(gè)世紀(jì)走過的道路。50年代,我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運(yùn)行技術(shù)[1],建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍,對全國繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立和成長起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時(shí)國外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù),建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國已建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和教學(xué)的完整體系。這是機(jī)電式繼電保護(hù)繁榮的時(shí)代,為我國繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
自50年代末,晶體管繼電保護(hù)已在開始研究。60年代中到80年代中是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時(shí)代。其中天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護(hù)和南京電力自動(dòng)化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù),運(yùn)行于葛洲壩500kV線路上[2],結(jié)束了500kV線路保護(hù)完全依靠從國外進(jìn)口的時(shí)代。
在此期間,從70年代中,基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)已開始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列,逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)、應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位,這是集成電路保護(hù)時(shí)代。在這方面南京電力自動(dòng)化研究院研制的集成電路工頻變化量方向高頻保護(hù)起了重要作用[3],天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的集成電路相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù)也在多條220kV和500kV線路上運(yùn)行。
我國從70年代末即已開始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究[4],高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。華中理工大學(xué)、東南大學(xué)、華北電力學(xué)院、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)和南京電力自動(dòng)化研究院都相繼研制了不同原理、不同型式的微機(jī)保護(hù)裝置。1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過鑒定,并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用[5],揭開了我國繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁,為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。在主設(shè)備保護(hù)方面,東南大學(xué)和華中理工大學(xué)研制的發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī)?變壓器組保護(hù)也相繼于1989、1994年通過鑒定,投入運(yùn)行。南京電力自動(dòng)化研究院研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置也于1991年通過鑒定。天津大學(xué)與南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)相電壓補(bǔ)償式方向高頻保護(hù),西安交通大學(xué)與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護(hù)也相繼于1993、1996年通過鑒定。至此,不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色,為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究,在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果??梢哉f從90年代開始我國繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代。
2繼電保護(hù)的未來發(fā)展
繼電保護(hù)技術(shù)未來趨勢是向計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,智能化,保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。
2.1計(jì)算機(jī)化
隨著計(jì)算機(jī)硬件的迅猛發(fā)展,微機(jī)保護(hù)硬件也在不斷發(fā)展。原華北電力學(xué)院研制的微機(jī)線路保護(hù)硬件已經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段:從8位單CPU結(jié)構(gòu)的微機(jī)保護(hù)問世,不到5年時(shí)間就發(fā)展到多CPU結(jié)構(gòu),后又發(fā)展到總線不出模塊的大模塊結(jié)構(gòu),性能大大提高,得到了廣泛應(yīng)用。華中理工大學(xué)研制的微機(jī)保護(hù)也是從8位CPU,發(fā)展到以工控機(jī)核心部分為基礎(chǔ)的32位微機(jī)保護(hù)。
南京電力自動(dòng)化研究院一開始就研制了16位CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù),已得到大面積推廣,目前也在研究32位保護(hù)硬件系統(tǒng)。東南大學(xué)研制的微機(jī)主設(shè)備保護(hù)的硬件也經(jīng)過了多次改進(jìn)和提高。天津大學(xué)一開始即研制以16位多CPU為基礎(chǔ)的微機(jī)線路保護(hù),1988年即開始研究以32位數(shù)字信號處理器(DSP)為基礎(chǔ)的保護(hù)、控制、測量一體化微機(jī)裝置,目前已與珠海晉電自動(dòng)化設(shè)備公司合作研制成一種功能齊全的32位大模塊,一個(gè)模塊就是一個(gè)小型計(jì)算機(jī)。采用32位微機(jī)芯片并非只著眼于精度,因?yàn)榫仁蹵/D轉(zhuǎn)換器分辨率的限制,超過16位時(shí)在轉(zhuǎn)換速度和成本方面都是難以接受的;更重要的是32位微機(jī)芯片具有很高的集成度,很高的工作頻率和計(jì)算速度,很大的尋址空間,豐富的指令系統(tǒng)和較多的輸入輸出口。CPU的寄存器、數(shù)據(jù)總線、地址總線都是32位的,具有存儲(chǔ)器管理功能、存儲(chǔ)器保護(hù)功能和任務(wù)轉(zhuǎn)換功能,并將高速緩存(Cache)和浮點(diǎn)數(shù)部件都集成在CPU內(nèi)。
電力系統(tǒng)對微機(jī)保護(hù)的要求不斷提高,除了保護(hù)的基本功能外,還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間,快速的數(shù)據(jù)處理功能,強(qiáng)大的通信能力,與其它保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力,高級語言編程等。這就要求微機(jī)保護(hù)裝置具有相當(dāng)于一臺(tái)PC機(jī)的功能。在計(jì)算機(jī)保護(hù)發(fā)展初期,曾設(shè)想過用一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)作成繼電保護(hù)裝置。由于當(dāng)時(shí)小型機(jī)體積大、成本高、可靠性差,這個(gè)設(shè)想是不現(xiàn)實(shí)的?,F(xiàn)在,同微機(jī)保護(hù)裝置大小相似的工控機(jī)的功能、速度、存儲(chǔ)容量大大超過了當(dāng)年的小型機(jī),因此,用成套工控機(jī)作成繼電保護(hù)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟,這將是微機(jī)保護(hù)的發(fā)展方向之一。天津大學(xué)已研制成用同微機(jī)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)完全相同的一種工控機(jī)加以改造作成的繼電保護(hù)裝置。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)有:(1)具有486PC機(jī)的全部功能,能滿足對當(dāng)前和未來微機(jī)保護(hù)的各種功能要求。(2)尺寸和結(jié)構(gòu)與目前的微機(jī)保護(hù)裝置相似,工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強(qiáng),可運(yùn)行于非常惡劣的工作環(huán)境,成本可接受。(3)采用STD總線或PC總線,硬件模塊化,對于不同的保護(hù)可任意選用不同模塊,配置靈活、容易擴(kuò)展。
繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化、計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求,如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性,如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,尚須進(jìn)行具體深入的研究。\
2.2網(wǎng)絡(luò)化
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工具已成為信息時(shí)代的技術(shù)支柱,使人類生產(chǎn)和社會(huì)生活的面貌發(fā)生了根本變化。它深刻影響著各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域,也為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的通信手段。到目前為止,除了差動(dòng)保護(hù)和縱聯(lián)保護(hù)外,所有繼電保護(hù)裝置都只能反應(yīng)保護(hù)安裝處的電氣量。繼電保護(hù)的作用也只限于切除故障元件,縮小事故影響范圍。這主要是由于缺乏強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)通信手段。國外早已提出過系統(tǒng)保護(hù)的概念,這在當(dāng)時(shí)主要指安全自動(dòng)裝置。因繼電保護(hù)的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務(wù)),還要保證全系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就要求每個(gè)保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù),各個(gè)保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動(dòng)作,確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。顯然,實(shí)現(xiàn)這種系統(tǒng)保護(hù)的基本條件是將全系統(tǒng)各主要設(shè)備的保護(hù)裝置用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來,亦即實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)化。這在當(dāng)前的技術(shù)條件下是完全可能的。
對于一般的非系統(tǒng)保護(hù),實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)也有很大的好處。繼電保護(hù)裝置能夠得到的系統(tǒng)故障信息愈多,則對故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準(zhǔn)確。對自適應(yīng)保護(hù)原理的研究已經(jīng)過很長的時(shí)間,也取得了一定的成果,但要真正實(shí)現(xiàn)保護(hù)對系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障狀態(tài)的自適應(yīng),必須獲得更多的系統(tǒng)運(yùn)行和故障信息,只有實(shí)現(xiàn)保護(hù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化,才能做到這一點(diǎn)。
對于某些保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng),也能提高保護(hù)的可靠性。天津大學(xué)1993年針對未來三峽水電站500kV超高壓多回路母線提出了一種分布式母線保護(hù)的原理[6],初步研制成功了這種裝置。其原理是將傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)分散成若干個(gè)(與被保護(hù)母線的回路數(shù)相同)母線保護(hù)單元,分散裝設(shè)在各回路保護(hù)屏上,各保護(hù)單元用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來,每個(gè)保護(hù)單元只輸入本回路的電流量,將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后,通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送給其它所有回路的保護(hù)單元,各保護(hù)單元根據(jù)本回路的電流量和從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上獲得的其它所有回路的電流量,進(jìn)行母線差動(dòng)保護(hù)的計(jì)算,如果計(jì)算結(jié)果證明是母線內(nèi)部故障則只跳開本回路斷路器,將故障的母線隔離。在母線區(qū)外故障時(shí),各保護(hù)單元都計(jì)算為外部故障均不動(dòng)作。這種用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的分布式母線保護(hù)原理,比傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)原理有較高的可靠性。因?yàn)槿绻粋€(gè)保護(hù)單元受到干擾或計(jì)算錯(cuò)誤而誤動(dòng)時(shí),只能錯(cuò)誤地跳開本回路,不會(huì)造成使母線整個(gè)被切除的惡性事故,這對于象三峽電站具有超高壓母線的系統(tǒng)樞紐非常重要。
由上述可知,微機(jī)保護(hù)裝置網(wǎng)絡(luò)化可大大提高保護(hù)性能和可靠性,這是微機(jī)保護(hù)發(fā)展的必然趨勢。
2.3保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化
在實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的計(jì)算機(jī)化和網(wǎng)絡(luò)化的條件下,保護(hù)裝置實(shí)際上就是一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī),是整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息和數(shù)據(jù),也可將它所獲得的被保護(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此,每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能,而且在無故障正常運(yùn)行情況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能,亦即實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。
目前,為了測量、保護(hù)和控制的需要,室外變電站的所有設(shè)備,如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設(shè)的大量控制電纜不但要大量投資,而且使二次回路非常復(fù)雜。但是如果將上述的保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化的計(jì)算機(jī)裝置,就地安裝在室外變電站的被保護(hù)設(shè)備旁,將被保護(hù)設(shè)備的電壓、電流量在此裝置內(nèi)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后,通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)送到主控室,則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì),還可免除電磁干擾。現(xiàn)在光電流互感器(OTA)和光電壓互感器(OTV)已在研究試驗(yàn)階段,將來必然在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用。在采用OTA和OTV的情況下,保護(hù)裝置應(yīng)放在距OTA和OTV最近的地方,亦即應(yīng)放在被保護(hù)設(shè)備附近。OTA和OTV的光信號輸入到此一體化裝置中并轉(zhuǎn)換成電信號后,一方面用作保護(hù)的計(jì)算判斷;另一方面作為測量量,通過網(wǎng)絡(luò)送到主控室。從主控室通過網(wǎng)絡(luò)可將對被保護(hù)設(shè)備的操作控制命令送到此一體化裝置,由此一體化裝置執(zhí)行斷路器的操作。1992年天津大學(xué)提出了保護(hù)、控制、測量、通信一體化問題,并研制了以TMS320C25數(shù)字信號處理器(DSP)為基礎(chǔ)的一個(gè)保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化裝置。
2.4智能化
近年來,人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用,在繼電保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究也已開始[7]。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種非線性映射的方法,很多難以列出方程式或難以求解的復(fù)雜的非線性問題,應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法則可迎刃而解。例如在輸電線兩側(cè)系統(tǒng)電勢角度擺開情況下發(fā)生經(jīng)過渡電阻的短路就是一非線性問題,距離保護(hù)很難正確作出故障位置的判別,從而造成誤動(dòng)或拒動(dòng);如果用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,經(jīng)過大量故障樣本的訓(xùn)練,只要樣本集中充分考慮了各種情況,則在發(fā)生任何故障時(shí)都可正確判別。其它如遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃等也都有其獨(dú)特的求解復(fù)雜問題的能力。將這些人工智能方法適當(dāng)結(jié)合可使求解速度更快。天津大學(xué)從1996年起進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)式繼電保護(hù)的研究,已取得初步成果[8]??梢灶A(yù)見,人工智能技術(shù)在繼電保護(hù)領(lǐng)域必會(huì)得到應(yīng)用,以解決用常規(guī)方法難以解決的問題。
3結(jié)束語
建國以來,我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)經(jīng)歷了4個(gè)時(shí)代。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步,繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢為:計(jì)算機(jī)化,網(wǎng)絡(luò)化,保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化,這對繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù),也開辟了活動(dòng)的廣闊天地。
作者單位:天津市電力學(xué)會(huì)(天津300072)
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:電力設(shè)備;繼電保護(hù);故障;處理
中圖分類號:F407 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
引言
近年來,隨著我國電力事業(yè)的快速發(fā)展,電網(wǎng)的規(guī)模以及結(jié)構(gòu)逐漸擴(kuò)大并且越來越復(fù)雜。這種情況下,電力系統(tǒng)中短路電流的容量也在不斷變化。繼電保護(hù)技術(shù)不斷創(chuàng)新,已經(jīng)呈現(xiàn)出越來越大的發(fā)展?jié)摿?。其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值越發(fā)顯現(xiàn)。為了更好地促進(jìn)電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展,必須加以對繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展,及其在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的深入研究。
一、電力設(shè)備繼電保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成及功能
1、系統(tǒng)構(gòu)成
1.1變電站端。一般情況下,原有的保護(hù)和錄波裝置是獨(dú)立運(yùn)行的,為了不對其造成影響,要在變電站端設(shè)置專門的子站系統(tǒng),并且所有數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)的硬件要單獨(dú)組屏,以便對其進(jìn)行控制。要確保管理屏能夠與中心站端和現(xiàn)場設(shè)備連接起來,從而完成故障信息的分析處理工作。
1.2中心站端。通訊主機(jī)和數(shù)據(jù)管理服務(wù)器是中心站的基礎(chǔ)設(shè)備,通訊主機(jī)與變電站管理屏是相連接的,一旦系統(tǒng)發(fā)生故障,通訊主機(jī)能夠接收到所有與此相關(guān)的變電站所上傳的信息,并且能夠?qū)ζ溥M(jìn)行分析。經(jīng)過分析、處理的數(shù)據(jù)將存入管理服務(wù)器,由相關(guān)工作人員總結(jié)之后再。通過對標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)和資源的終端共享,實(shí)現(xiàn)了故障數(shù)據(jù)的共享。同時(shí),相關(guān)工作人員可以通過分析管理服務(wù)器上所有原始數(shù)據(jù)來了解電力繼電保護(hù)系統(tǒng)的最新情況,從而為其決策提供依據(jù)。
2、系統(tǒng)功能
利用電力繼電保護(hù)故障信息分析處理系統(tǒng)可以及時(shí)收集故障信息并準(zhǔn)確處理。
2.1變電站管理機(jī)的自動(dòng)性極強(qiáng),小僅能自動(dòng)完成變電站所連接的保護(hù)和錄波裝置的日常查詢工作,而且還能自動(dòng)完成動(dòng)作報(bào)告和自檢報(bào)告的搜集、處理工作。一旦變電站管理機(jī)經(jīng)過分析后發(fā)現(xiàn)保護(hù)跳閘的報(bào)告,將會(huì)自動(dòng)完成撥號,把該報(bào)告上傳到中心站,并且能夠在管理機(jī)上醒目地顯示該信息。變電站管理機(jī)通過這一系列工作實(shí)現(xiàn)了對本站所連接的保護(hù)和錄波裝置的自動(dòng)管理,提高了電力繼電保護(hù)故障信息分析和處理的自動(dòng)化水平。
2.2管理屏上都設(shè)置了GPS裝置,通過此裝置能夠?qū)崿F(xiàn)所有裝置的時(shí)間同步。保持系統(tǒng)內(nèi)所有裝置的時(shí)間一致,能夠消除因?yàn)闀r(shí)間不統(tǒng)一而造成的故障分析誤差,從而提高電力繼電保護(hù)故障信息分析和處理的準(zhǔn)確性。
2.3一旦系統(tǒng)發(fā)生故障,電力繼電保護(hù)部門可以利用網(wǎng)絡(luò)及時(shí)獲取準(zhǔn)確的信息,并將作出的重大決策及時(shí)傳播出去,不必趕到現(xiàn)場。這大大節(jié)省了故障處理的時(shí)間,提高了故障處理的效率。同時(shí),還節(jié)省了大量的人力、物力和財(cái)力。這些節(jié)省下的資源可以用于進(jìn)一步完善電力繼電保護(hù)故障信息分析處理系統(tǒng)或其他相關(guān)工作。
二、電力設(shè)備繼電保護(hù)的要求
1、可靠性
繼電保護(hù)裝置在性能上需要滿足可靠性的要求,這就需要繼電保護(hù)裝置本身的質(zhì)量能夠保障,而且各回路連接完好,運(yùn)行維護(hù)工作都能到位。通常情況下,繼電保護(hù)裝置的各個(gè)組成元件質(zhì)量。保護(hù)回路的連接和運(yùn)行維護(hù)水平直接決定了繼電保護(hù)裝置可靠性的高低。對于高質(zhì)量的各個(gè)組成元件,則可以有效的保證其各個(gè)回路接線的簡單化,也就使保護(hù)工作的可靠性得以增強(qiáng)。另外繼電保護(hù)裝置可靠性的提高,還需要正確的對其進(jìn)行調(diào)試、整定和運(yùn)行維護(hù),再通過豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),這將為繼電保護(hù)裝置可靠性提升奠定良好的基礎(chǔ)。由于電力系統(tǒng)各元器件存在于不同的位置,這樣就導(dǎo)致誤動(dòng)或是拒動(dòng)時(shí)所產(chǎn)在生的危害程度也存在著較大的差異性,因此在保護(hù)性措施其側(cè)重點(diǎn)也會(huì)有所不同,不僅要防止誤動(dòng),而且還要充分做到防止拒動(dòng),二者只有協(xié)調(diào)一致,才能真正做到繼電保護(hù)裝置的可靠性。
2、選擇性
繼電保護(hù)是在系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時(shí),能夠有效的切除故障部位,但切除故障時(shí)應(yīng)盡可能在最小的敬意內(nèi)進(jìn)行斷開,從而最大限度的保證系統(tǒng)中無故障部位的繼續(xù)運(yùn)行。這就需要利用選擇性使線路的后備保護(hù)與主保護(hù)能夠正確的進(jìn)行配合,同時(shí)相鄰元件的后備保護(hù)之間也能夠正確的進(jìn)行配合。
3、速動(dòng)性
當(dāng)故障發(fā)生時(shí),繼電保護(hù)通過速動(dòng)性可以第一時(shí)間內(nèi)將故障切除,從而確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,使故障設(shè)備和線路損壞程度達(dá)最小,減少故障波及的范圍,確保自動(dòng)重合閘和備用電源的效果。使繼電保護(hù)的各項(xiàng)性能得以最好的發(fā)揮出來,提高繼電器動(dòng)作和跳閘時(shí)間。
4、靈敏性
繼電保護(hù)裝置所保護(hù)的范圍之內(nèi),當(dāng)發(fā)生故障或是運(yùn)行異常時(shí),其能夠在第一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行反應(yīng),即繼電保護(hù)的靈敏性,在系統(tǒng)發(fā)生斷路時(shí)繼電保護(hù)能夠敏銳聽感覺到,并在第一時(shí)間做出正確的反映。
三、造成電力設(shè)備繼電保護(hù)故障的原因分析
1、質(zhì)量問題
在生產(chǎn)過程當(dāng)中繼電保護(hù)裝配的制造廠家對質(zhì)量沒有進(jìn)行嚴(yán)格管理,致使裝置自身質(zhì)量不過關(guān)。
2、互感器質(zhì)量
因?yàn)榛ジ衅髻|(zhì)量差,經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)行工作,互感器特征發(fā)生變化影響到保護(hù)裝置的性能。
3、干擾源影響
在保護(hù)設(shè)備運(yùn)行過程當(dāng)中,干擾源容易影響到晶體管,比如受到電弧、短路故障以及閃電電路等因素影響而發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng)。
4、環(huán)境因素
一方面,由于四周環(huán)境中存在有害氣體和粉塵,在高溫的催化下,致使繼電保護(hù)裝置的加速損壞、老化從而性能下降。另一方面,由于有害氣體會(huì)使電路板和接插座腐壞,致使繼電器點(diǎn)由于被氧化而導(dǎo)致接觸不良,沒有了保護(hù)功效。
5、安全意識
很大程度上繼電保護(hù)的可靠性與保護(hù)檢修人員的安全意識密切相關(guān)。其技術(shù)、責(zé)任感都關(guān)乎到繼電保護(hù)裝置的可靠性。
四、電力設(shè)備繼電保護(hù)故障處理對策
1、增強(qiáng)外部二次回路保護(hù),定時(shí)檢修
近年來,基本上發(fā)生誤動(dòng)都是由保護(hù)裝置外部原因所引起的,因?yàn)楸Wo(hù)裝置不穩(wěn)定的性能引發(fā)的誤動(dòng)是很少發(fā)生的。這說明當(dāng)前繼電保護(hù)使用的CPU芯片性能相對十分穩(wěn)定,所以我們在檢驗(yàn)工作時(shí),應(yīng)將更多的注意力轉(zhuǎn)到對繼電保護(hù)設(shè)備實(shí)行狀態(tài)檢修上。繼電保護(hù)裝置需要建立很多的配套工程,當(dāng)然,我們知道這需要過渡,需要時(shí)間,相信這是繼電保護(hù)發(fā)展過程中的一個(gè)必然趨勢。
2、做好對設(shè)備的一般性檢查
由于目前所使用的保護(hù)屏,其具有較多的端子螺絲,所以需要對其連接件的堅(jiān)固進(jìn)行檢查,特別是在對這些設(shè)備進(jìn)行搬運(yùn)、安裝過程中,這些螺絲極易出現(xiàn)松動(dòng)的情況,所以在安裝完畢后則需要對這些螺絲進(jìn)行檢查,確保其都達(dá)到緊固性,否則會(huì)導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)和誤動(dòng)的發(fā)生。檢查過程中不僅需要做好各元器件螺母的緊固工作,而且還要對所有裝置的插件進(jìn)行檢查,確保芯片按緊、螺絲都處于緊固狀態(tài),而且不存在虛焊接點(diǎn)。
3、檢查好接地問題
做好接地檢查工作,不僅需要確保保護(hù)民間各裝置的良好接時(shí),而且還要確保電流和電壓回路的接地可靠性。將保護(hù)屏內(nèi)的銅排利用大截面的銅鞭和導(dǎo)線將其緊固的與接地網(wǎng)進(jìn)行連接,確保接地電組與規(guī)程要求相符。
4、正規(guī)通訊規(guī)約管理,減少中間相關(guān)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)
現(xiàn)今,繼電保護(hù)的技術(shù)比較成熟,近年來隨著綜合自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)步,對我們來說這是一個(gè)全新的范疇。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)仍處于發(fā)展階段,各廠家都各自的通訊規(guī)約,而且直流系統(tǒng)、電度表等都需要與監(jiān)控系統(tǒng)通訊,都有各自的規(guī)約,致使維護(hù)工作做起來十分困難。當(dāng)出現(xiàn)通訊問題,只有廠家人員才能處理,須幾個(gè)相關(guān)廠家一起到場才行。這樣將降低安全設(shè)備的可靠性,增加維護(hù)成本。所以,一旦統(tǒng)一電力系統(tǒng)通訊規(guī)約,并且規(guī)范通訊規(guī)約的管理制度,勢必提高繼電保護(hù)可靠性,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
5、重視數(shù)據(jù)備份,減少故障處理時(shí)間
目前,硬盤損壞是一大難題。一旦硬盤丟失全部的數(shù)據(jù),則全部體統(tǒng)需要重新安裝,其工作的量是非常大的。要是沒有備份數(shù)據(jù),一個(gè)中等的電站重新裝系統(tǒng)大約需要20天,其造成的損失沒發(fā)估算。因此,維護(hù)人員必需對全部監(jiān)控體系進(jìn)行硬盤備份,一旦硬盤破壞,改換便可。只要采用備份就可以減少處理故障的時(shí)間。
結(jié)束語
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的廣泛運(yùn)用,大幅度增強(qiáng)了電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量,進(jìn)而為社會(huì)各需求行業(yè)提供了優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)產(chǎn)品。為了更好地加強(qiáng)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的研發(fā)以及應(yīng)用,文章重點(diǎn)探索了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來發(fā)展趨勢。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:繼電保護(hù);電力光線技術(shù);電網(wǎng)通信;有光時(shí)分復(fù)用
電力系統(tǒng)運(yùn)行安全是保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)穩(wěn)定的重要工作內(nèi)容,隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,采用原有的數(shù)據(jù)信息傳遞方式很難滿足信息高效傳遞以及高信息容量的需求。針對這一問題,相關(guān)研究人員應(yīng)從明確電力光纖技術(shù)應(yīng)用要求、光纜的電網(wǎng)繼電保護(hù)以及解決傳輸通道雙重化問題入手進(jìn)行分析研究,其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。
1 繼電保護(hù)中電力光纖技術(shù)概述
電力光纖技術(shù)是指,應(yīng)用于電網(wǎng)通信和調(diào)度過程的技術(shù),它能夠?yàn)樾畔⑼ǖ捞峁┫鄳?yīng)的保護(hù)。而繼電保護(hù)中應(yīng)用的電力光纖技術(shù)是通信光纖,它是由包層和纖芯兩部分內(nèi)容組成。包層是將光控制在纖芯內(nèi),并通過保護(hù)纖芯來增加光纖的機(jī)械強(qiáng)度;纖芯則是用來傳輸光信號的介質(zhì)。電力光纖在繼電保護(hù)過程中能夠起到通道傳輸介質(zhì)的作用,它的應(yīng)用使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行具有耐高壓和抗雷電電磁干擾的特點(diǎn)。對于繼電保護(hù)電場的絕緣效果來說,電力光纖技術(shù)的應(yīng)用帶來了頻帶比較寬、傳輸容量比相對較大以及衰耗比較低的特點(diǎn)?;谏鲜鰞?yōu)點(diǎn),電力光線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)力度不斷加大,光纖技術(shù)也會(huì)在繼電保護(hù)中完善其保護(hù)措施。
2 繼電保護(hù)中電力光纖技術(shù)的應(yīng)用
2.1 電力光纖技術(shù)應(yīng)用要求
電網(wǎng)繼電保護(hù)的安全運(yùn)行是依靠繼電保護(hù)的應(yīng)用動(dòng)作和應(yīng)用時(shí)間來保證的。因而,必須要對電網(wǎng)通信通道的延時(shí)傳輸進(jìn)行嚴(yán)格。相關(guān)研究結(jié)果表明,基于SDH光纖通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在480km的距離范圍內(nèi)滿足電網(wǎng)繼電保護(hù)的傳輸延時(shí)需求[1]。當(dāng)電網(wǎng)實(shí)際的傳輸需求大于480km時(shí),電力光纖技術(shù)通過增大中繼的距離或者提高輸出光功率的方法來滿足光信息傳輸?shù)难訒r(shí)要求。目前,隨著電力光纖技術(shù)的快速發(fā)展,光信號的接收機(jī)、光源以及光纖的使用性能都得到了不同程度的提升。具體來說,光信號接收機(jī)的接收機(jī)的靈敏度更高、光源的輸出功率更大以及光纖的無中繼傳輸距離更長,部分光纖的無中繼傳輸距離甚至可以達(dá)到上百公里。這一要求的滿足是電力光纖技術(shù)改善了光信號的放大器以及色散補(bǔ)償器的原因。在具體計(jì)算時(shí),各個(gè)數(shù)據(jù)參數(shù)是以傳輸最差狀態(tài)來進(jìn)行計(jì)算的,這就意味著結(jié)果是存在一定余量的。如果再去掉一些傳輸過程中不必要延時(shí)環(huán)節(jié),那么電力光纖技術(shù)允許延時(shí)的時(shí)間距離還可以延長。由此可以看出,SDH的光纖通信系統(tǒng)完全可以滿足電力系統(tǒng)傳輸繼電保護(hù)信號的延時(shí)要求和避免傳輸損傷問題的發(fā)生。在這種情況下,電網(wǎng)的繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)了信號的有效傳輸。電力光纖技術(shù)還能夠提高電網(wǎng)信息設(shè)計(jì)、運(yùn)行以及系統(tǒng)維護(hù)的工作效率,保證了電力通信系統(tǒng)傳送的安全性。
2.2 光纜的電網(wǎng)保護(hù)
現(xiàn)階段,繼電保護(hù)中電力光纖網(wǎng)絡(luò)的使用光纜有三種:分別是架空地線復(fù)合(OPGW)光纜、自承式(ADSS)光纜以及普通非金屬光纜。其中雖然架空地線復(fù)合光纜OPGW的使用成本較高,但它在同桿雙回和多回線路以及高電壓等級的使用過程育線路的綜合造價(jià)相比成本較低。與此同時(shí),架空地線復(fù)合光纜還可以兼作繼電保護(hù)的通道。例如,220kV的電網(wǎng)通信線路,其采用的高頻保護(hù)和光纖保護(hù)的成本價(jià)格相當(dāng)。但當(dāng)高頻保護(hù)在線路兩側(cè)的運(yùn)行過程中,還需要增設(shè)結(jié)合濾波器、阻波器以及耦合電容器等設(shè)備,這就意味著OPGW光纜的使用將更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。此外,架空地線復(fù)合光纜的應(yīng)用還具有較高的運(yùn)行可靠性,且設(shè)備維修費(fèi)用低廉的特點(diǎn)。
2.3 傳輸通道的雙重化問題
在繼電保護(hù)中,當(dāng)電力光纖技術(shù)應(yīng)用于220kV電網(wǎng)以及220kV以上的電網(wǎng)信號傳輸時(shí),要按照規(guī)定進(jìn)行雙重化的主保護(hù)。除此之外,縱聯(lián)保護(hù)也要實(shí)現(xiàn)線路的雙重化保護(hù)。對于220kV電網(wǎng)以及220kV以上電網(wǎng)信號傳輸?shù)母哳l保護(hù)會(huì)在不同的相別上進(jìn)行耦合,所以就能夠滿足傳輸通道的雙重化要求。在實(shí)際傳輸過程中,如果采用兩套光纖保護(hù)進(jìn)行電網(wǎng)信號線路的主保護(hù),那么傳輸通道的雙重化問題就會(huì)對光纖保護(hù)的普及造成影響。因而,要在同一光纜的不同纖芯上實(shí)現(xiàn)通道雙重化要根據(jù)光纜的使用型號來進(jìn)行確定。對于光纜型號的選擇,相關(guān)研究表明,按照使用可靠性原則ADSS光纜而后普通不能實(shí)現(xiàn)不同纖芯的雙重化[2]?;诖?,只能通過光纜的雙重化傳輸標(biāo)準(zhǔn)來達(dá)到通道雙重化的目的。
2.4 應(yīng)用施工工藝
電力光纖技術(shù)在繼電保護(hù)中的對象是,超高壓線路的傳輸通道運(yùn)行安全,這是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。電力光線技術(shù)的光纜在傳輸數(shù)據(jù)信息式,需要經(jīng)過光纜機(jī)、轉(zhuǎn)接端子箱、高壓線路以及電纜層等環(huán)節(jié),這就給光纖的施工質(zhì)量和施工工藝操作提出了新的要求?;诖?,施工人員應(yīng)在繼電保護(hù)裝置在投入使用前減小其測試誤差。否則,就會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的錯(cuò)誤動(dòng)作,從而對電力網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行產(chǎn)生影響。
3 繼電保護(hù)中電力光纖技術(shù)的工作原理
3.1 電力光纖技術(shù)的應(yīng)用原理
在電力光纖技術(shù)應(yīng)用于繼電保護(hù)的過程中,光線網(wǎng)絡(luò)起到了穩(wěn)定傳輸性能、提高保護(hù)恢復(fù)能力的作用。現(xiàn)階段,電網(wǎng)通信系統(tǒng)中廣泛采用的是SDH/SONET同步數(shù)字體系。同步數(shù)字體系的工作原理是以電時(shí)分復(fù)用的方式來進(jìn)行繼電保護(hù)的,它的應(yīng)用使得電網(wǎng)通信系統(tǒng)具有固定的時(shí)延性能和強(qiáng)大的保護(hù)恢復(fù)能力。但在具體的應(yīng)用過程中存在一定的局限性,這就很難滿足電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行組網(wǎng)的需求?;诖?,應(yīng)把當(dāng)前系統(tǒng)廣泛采用的電復(fù)用方式逐漸向光復(fù)用方式進(jìn)行轉(zhuǎn)化,這是因?yàn)楣鈴?fù)用保護(hù)方式能夠?qū)崿F(xiàn)增大光纖傳輸信息容量的目的。光復(fù)用方式也可以稱為有光時(shí)分復(fù)用,其中主要有兩種保護(hù)方式,分別是頻分復(fù)用技術(shù)和波分復(fù)用技術(shù)。
3.2 波分復(fù)用技術(shù)
對于波分復(fù)用技術(shù)(WDM)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用,已經(jīng)進(jìn)入到商用的大規(guī)模使用階段。其具體的工作原理與電時(shí)分復(fù)用技術(shù)的擴(kuò)容潛力低下情況不同,WDM技術(shù)是通過一根光纖來傳送多個(gè)波長的方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸[3]。此過程中,WDM技術(shù)使發(fā)送的多個(gè)波長有效繞過了光源信號,這就起到了增加電力光纖的傳輸容量,從而解決了當(dāng)前商用信息爆炸的波長傳輸需求。此外,WDM技術(shù)還將電力光纖的帶寬資源利用了起來,這就使光信號的傳輸容量實(shí)現(xiàn)了幾百倍的提升。而光信號以大容量的方式進(jìn)行長途運(yùn)輸,在一定程度上節(jié)約了光纖設(shè)備和再生器的使用,有效地降低了電網(wǎng)繼電保護(hù)的運(yùn)行成本。
4 結(jié)束語
綜上所述,電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)是為電力系統(tǒng)提供安全、可靠以及高效的運(yùn)行方式的技術(shù),將電力光纖應(yīng)用于其中,能夠?qū)崿F(xiàn)其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的同時(shí),還保證了電網(wǎng)通信的運(yùn)行可靠性。具體來說,在繼電保護(hù)中電力光線技術(shù)的應(yīng)用將電復(fù)用技術(shù)逐漸轉(zhuǎn)化為了光復(fù)用技術(shù)。該技術(shù)完成了電力設(shè)備的運(yùn)行過程監(jiān)測、數(shù)據(jù)信息采集以及傳輸方式控制等任務(wù),同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)傳輸通道中接收數(shù)據(jù)信息的快速完整傳遞。在此應(yīng)用過程中,如果出現(xiàn)了故障,繼電保護(hù)就可以快速做出反應(yīng)動(dòng)作,從而避免電力系統(tǒng)癱瘓事故的出現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】火力發(fā)電廠 1000MW機(jī)組 繼電保護(hù)
隨著我國工業(yè)社會(huì)的不斷發(fā)展,我國火力發(fā)電工業(yè)也得到了大幅度的發(fā)展,越來越多的大容量和高電壓的發(fā)單機(jī)組被廣泛的運(yùn)用到電力系統(tǒng)建設(shè)中。其中1000MW是這些高電壓和大容量發(fā)電機(jī)組中容量最大的一種,這種發(fā)電機(jī)可以降低電力工業(yè)發(fā)電的成本,其安全運(yùn)行關(guān)系著整個(gè)電廠的穩(wěn)定發(fā)。1000MW發(fā)電機(jī)組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般都比較復(fù)雜,一旦結(jié)構(gòu)中任何一部分出現(xiàn)問題,都會(huì)對火電廠造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,這對火力發(fā)電廠繼電保護(hù)技術(shù)提出了更高的要求。
1 繼電保護(hù)技術(shù)簡介
繼電保護(hù)是火力發(fā)電廠供電系統(tǒng)中保證電力企業(yè)安全供電的重要工具,主要指的是對電力系統(tǒng)的故障和安全運(yùn)行異常狀況進(jìn)行深入的研究,并根據(jù)研究結(jié)果制訂出保證系統(tǒng)安全運(yùn)行的保護(hù)方法。繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),繼電保護(hù)技術(shù)主要包含可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性四個(gè)基本要求,只有完全做到這四個(gè)基本要求,才能夠真正發(fā)揮繼電保護(hù)的作用,從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)系統(tǒng)安全運(yùn)行的目的。
繼電保護(hù)的設(shè)置要求包括以下幾項(xiàng):首先,繼電保護(hù)設(shè)置前必須要準(zhǔn)確了解電力系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn),然后制訂出合理的方案;其次,繼電保護(hù)包括主保護(hù)和后備保護(hù),后備保護(hù)是當(dāng)主保護(hù)出現(xiàn)拒絕動(dòng)作時(shí),由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備,是一種輔助設(shè)備;第三,輔助保護(hù)可以采用電流速斷的方式,加速切除線路故障或消除方向元件的死區(qū),從而構(gòu)成輔助保護(hù)。
2 火力發(fā)電廠1000MW機(jī)組應(yīng)用繼電保護(hù)技術(shù)的必要性
繼電保護(hù)技術(shù)是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),做好繼電保護(hù)技術(shù)既可以保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行,又可以促進(jìn)電力系統(tǒng)體制的改革。隨著電力工業(yè)的發(fā)展和電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,再加上電力系統(tǒng)本身存在著各種不安全因素,人們對于電網(wǎng)不間斷供電提出了更高的要求,必須要減少和避免電網(wǎng)事故的發(fā)生,因此,在火力發(fā)電廠1000MW機(jī)組中應(yīng)用繼電保護(hù)技術(shù)是十分必要的,不僅可以在很大程度上減少電網(wǎng)事故的發(fā)生,而且能夠保障更多人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。
3 繼電保護(hù)技術(shù)在火力發(fā)電廠1000MW發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用
3.1 設(shè)置繼電保護(hù)裝置的總體要求
變壓器是火力發(fā)電廠供電設(shè)備中的重要組成部分,這一設(shè)備一旦發(fā)生故障將直接影響整個(gè)供電的可靠性和電力設(shè)備的正常運(yùn)行。目前,大部分的火力發(fā)電廠所使用的變壓器雖然質(zhì)量和結(jié)構(gòu)都比較可靠,故障的發(fā)生也得到了有效控制,但是在實(shí)際運(yùn)行過程中,還是會(huì)受一些主觀因素的影響,從而出現(xiàn)各種類型的故障和異常現(xiàn)象。另外,一些容量較大的變壓器體積一般都比較大,當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)根本無法移除處理,因此,為了保障火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行安全,必須要根據(jù)變浩魅萘亢偷繆溝拇笮∩柚冒踩可靠的繼電保護(hù)裝置,從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的最大化。
3.2 需要設(shè)置針對性繼電保護(hù)裝置的故障類型
第一類是繞組及其引出線的相間短路和中性點(diǎn)直接接地側(cè)的接地短路。第二類是過負(fù)荷現(xiàn)象的存在。第三類是繞組的匝間短路現(xiàn)象。第四類是存在油面降低的現(xiàn)象。針對這些故障類型都應(yīng)該設(shè)置針對性的繼電保護(hù)裝置,另外針對變壓器溫度升高和冷卻系統(tǒng)的故障,可以裝設(shè)信號裝置。
3.3 繼電保護(hù)裝置類型
第一類是眾聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置。此種保護(hù)裝置為火電廠變壓器安全運(yùn)行的主保護(hù)。其能預(yù)防和有效處理變壓器發(fā)生的短路情況,包括匝間電路短路、中心點(diǎn)繞組接地短路以及繞組相間電路短路等故障類型。一般情況下,如果電力變壓器的電壓小于3200kV安,變壓器電流時(shí)限大于0.5s,則應(yīng)該使用眾聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置。此外,為避免因保護(hù)裝置的作用而發(fā)生錯(cuò)誤的報(bào)告,眾聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置設(shè)置完畢且全部動(dòng)作之后,連接變壓器電源的斷路器必須要全部斷開。第二類是過負(fù)荷保護(hù)裝置。過負(fù)荷保護(hù)裝置可以應(yīng)用于由多個(gè)備用電源組合而成的、變壓器的電壓超過400kVA。其保護(hù)裝置的連接位置是一相電流。第三類是瓦斯保護(hù)裝置。其保護(hù)裝置可以應(yīng)用于油侵變壓器,電壓超過800kV安的變壓器。可依據(jù)瓦斯的變化來決定保護(hù)裝置的動(dòng)作對象。如果瓦斯變化很輕微,則動(dòng)作于信號;如果瓦斯變化很大,則動(dòng)作于斷路器。如果沒有斷路器,則動(dòng)作于變壓器的單獨(dú)信號。第四類是零序過電流保護(hù)裝置。這種繼電保護(hù)裝置主要屬于變壓器和系統(tǒng)氣壓元件的后背保護(hù)裝置。
4 討論
電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全直接關(guān)系到社會(huì)的各行各業(yè),也與人們的日常生活安全及生命財(cái)產(chǎn)安全等息息相關(guān)。近年來,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,在電力系統(tǒng)建設(shè)中1000MW的發(fā)單機(jī)組被廣泛的應(yīng)用。雖然,1000MW機(jī)組能夠產(chǎn)生巨大的威力,但實(shí)際運(yùn)行過程中也很容易出現(xiàn)各種故障,嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的安全。因此,火力發(fā)電廠1000MW機(jī)組中設(shè)置針對性的繼電保護(hù)裝置十分必要,不僅可以減少故障的發(fā)生幾率,還能夠提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。
參考文獻(xiàn)
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