簡(jiǎn)述繼電保護(hù)的基本原理范文

時(shí)間:2024-01-22 18:14:29

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簡(jiǎn)述繼電保護(hù)的基本原理

篇1

關(guān)鍵字:電力系統(tǒng);繼電保護(hù);應(yīng)用;發(fā)展

1 前言

隨著社會(huì)的進(jìn)步,市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,電力成為了社會(huì)生活和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的核心能源。然而,伴隨電力系統(tǒng)輸電規(guī)模幾何級(jí)數(shù)的增加以及輸電距離的不斷增長(zhǎng),再加上人們對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性以及電力輸送的質(zhì)量等都提出了更高的要求,這就對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和繼電保護(hù)提出了極大的壓力和挑戰(zhàn)。

2繼電保護(hù)技術(shù)

繼電保護(hù)的定義就是指在電力系統(tǒng)故障和危及安全運(yùn)行的異常工況的情況下,可以自動(dòng)地對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生保護(hù)的措施。它之所以叫做繼電保護(hù)是因?yàn)橛杏|點(diǎn)的繼電器在其發(fā)展過(guò)程中被用為保護(hù)電力系統(tǒng)及一些諸如電線等的工作部件。

3 繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

我國(guó)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式主要有兩種,即:1、中性點(diǎn)直接接地方式(大電流接地系統(tǒng))。 2、中性點(diǎn)不直接接地方式(小電流接地系統(tǒng))。本文繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用主要介紹中性點(diǎn)不直接接地方式的接地保護(hù)。

3.1 輸配電線路的接地保護(hù)

小電流接地系統(tǒng)中,如果電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障,故障相對(duì)地電壓降低,非故障兩相的相電壓升高1.732倍,但線電壓的大小和相位不變(依然對(duì)稱(chēng)),不影響對(duì)用戶的連續(xù)供電,所以負(fù)荷供電也不會(huì)受到影響。

小電流接地系統(tǒng)主要通過(guò)三種方式保護(hù)電路:第一,零序電壓保護(hù)。不發(fā)生故障時(shí),電路中是不存在零序電壓的,各相電流的矢量和等于零,當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí),系統(tǒng)中就會(huì)出現(xiàn)零序電壓,直接導(dǎo)致信號(hào)繼電器報(bào)警。由于系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候相電壓會(huì)降低而沒(méi)有問(wèn)題的時(shí)候正好相反,所以我們可以也通過(guò)觀察三個(gè)電壓表的情況來(lái)判斷是否發(fā)生故障。第二,零序電流保護(hù)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地短路問(wèn)題時(shí),問(wèn)題線路的零序電流會(huì)高于正常線路,根據(jù)這一原理來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的保護(hù)具有靈敏度高的優(yōu)點(diǎn),因此對(duì)于系統(tǒng)中安裝有零序電流互感器的話,這一原理效果很好。第三,零序功率方向保護(hù)。對(duì)于那些沒(méi)有安裝零序電流互感器的線路或者是零序電流差比較小的故障,零序功率方向保護(hù)不失為一種比較好的選擇,而且它也可以達(dá)到比較高的敏捷度。

3.2 變壓器的保護(hù)

電力變壓器是電力系統(tǒng)中一個(gè)最基本也最重要的電氣設(shè)備,它運(yùn)行正常與否直接影響著整個(gè)電力系統(tǒng),所以很好地保護(hù)好它可以在很大程度上減少相應(yīng)的損失。

3.2.1 變壓器的瓦斯保護(hù)。當(dāng)變壓器的油箱內(nèi)發(fā)生故障時(shí),電弧會(huì)將其中的油等物質(zhì)分解為可燃?xì)怏w,如沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)后果將十分嚴(yán)重。瓦斯保護(hù)措施可以在在檢測(cè)到變壓器中有這些氣體時(shí)迅速跳開(kāi)它各側(cè)的斷路器并報(bào)警。

3.2.2 變壓器相間短路的后備保護(hù)。變壓器相間過(guò)流可采用阻抗保護(hù)或過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)。第一,阻抗保護(hù)。阻抗保護(hù)是利用阻抗元件來(lái)反應(yīng)短路故障的保護(hù)裝置,阻抗元件的阻抗值是接入該元件的電壓與電流的比值,也就是短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處的阻抗值;第二,過(guò)電流保護(hù)。當(dāng)流過(guò)被保護(hù)原件中的電流超過(guò)預(yù)先整定的某個(gè)數(shù)值時(shí),保護(hù)裝置啟動(dòng),并用時(shí)限保證動(dòng)作的選擇性,使斷路器跳閘或給出報(bào)警信號(hào)。

3.2.3 變壓器中性點(diǎn)接地保護(hù)。變壓器中性點(diǎn)接地保護(hù)專(zhuān)用于電力變壓器中性點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行或不接地運(yùn)行兩種不同的運(yùn)行方式;從而避免由于系統(tǒng)故障,引發(fā)變壓器中性點(diǎn)電壓升高造成對(duì)變壓器的損害

3.3 母線保護(hù)

根據(jù)原理不同,差動(dòng)原理的母線保護(hù)和相位比較原理的母線保護(hù)是母線保護(hù)的兩種方式。第一,差動(dòng)原理母線保護(hù)。其實(shí)它的原理就是基爾霍夫第一電流定理,它通過(guò)在所有母線的元件上裝上特性和變化都一樣的專(zhuān)用的電流互感器,差動(dòng)繼電器繞組與電流互感器二次繞組并聯(lián),從而接入母線差動(dòng)保護(hù)裝置。第二,相位比較原理的母線保護(hù)。相位比較原理的母線保護(hù)是通過(guò)比較相位來(lái)進(jìn)行保護(hù)的,所以與幅值沒(méi)有關(guān)系,這樣一來(lái)不僅可以提高了母線保護(hù)的靈敏性,而且不平衡電流也不用考慮。

3.4發(fā)電機(jī)保護(hù)

發(fā)電機(jī)也是電力系統(tǒng)中一個(gè)十分重要的元件,所以對(duì)于發(fā)電機(jī)的主保護(hù)和后備保護(hù)也是非常重要的。

發(fā)電機(jī)的主保護(hù)包括以下幾個(gè)方面:一、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。它的原理是比較發(fā)電機(jī)機(jī)端側(cè)與中性點(diǎn)側(cè)電流與相位的大??;二、匝間短路保護(hù)。由于發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)不能保護(hù)定子繞組匝間短故障,在發(fā)生匝間短路后,若不能及時(shí)處理,則可能發(fā)展成為相間故障,造成發(fā)電機(jī)重大損壞,因此在大機(jī)組中都裝設(shè)有發(fā)電機(jī)定子匝間短路保護(hù),同時(shí)也可保護(hù)定子繞組斷線故障。三、發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)。

4繼電保護(hù)的發(fā)展

繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展離不開(kāi)科學(xué)技術(shù)支持,二十一世紀(jì)以來(lái),我國(guó)的電力系統(tǒng)發(fā)生了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,電力能源市場(chǎng)需求的迫切性不斷增強(qiáng),我國(guó)供電能源產(chǎn)業(yè)在未來(lái)有著更為廣闊的發(fā)展余地。繼電保護(hù)技術(shù)作為電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的有力保障,勢(shì)必需要不斷的突破創(chuàng)新,未來(lái)繼電保護(hù)技術(shù)是向計(jì)算機(jī)化,智能化發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)信息化的趨勢(shì)發(fā)展。

4.1 計(jì)算機(jī)化發(fā)展

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,社會(huì)對(duì)電力能源的需求量越來(lái)越大,高負(fù)荷的電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的要求也越來(lái)越高。除了要具有保護(hù)功能以外,還對(duì)其提出了很多其他方面的要求:擁有快速處理數(shù)據(jù)和強(qiáng)大的通信的功能;擁有較大的儲(chǔ)存空間能夠長(zhǎng)期存放大容量故障信息和數(shù)據(jù);與其它保護(hù)和控制裝置聯(lián)網(wǎng)共享整個(gè)店里系統(tǒng)運(yùn)行和故障信息數(shù)據(jù)的能力;擁有高級(jí)語(yǔ)言編程能力等等。因此,繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化、計(jì)算機(jī)化成為不可阻擋的趨勢(shì)。

4.2 智能化發(fā)展

二十世紀(jì)末,繼電保護(hù)技術(shù)開(kāi)始引進(jìn)人工智能技術(shù),并起到了十分重要的作用,將我國(guó)繼電保護(hù)工作帶入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。其中在繼電保護(hù)中比較頻繁使用的人工智能技術(shù)有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化規(guī)劃、遺傳算法、模糊邏輯等,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一種非線性映射的方法能夠模擬人類(lèi)認(rèn)知過(guò)程的信息處理系統(tǒng)化解異常龐雜的非線性問(wèn)題,目前應(yīng)用較為廣泛。

4.3 網(wǎng)絡(luò)信息化發(fā)展

我們都知道,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已然成為當(dāng)今這個(gè)信息時(shí)代的技術(shù)支柱,它在各個(gè)方面都使我們生活的方方面面發(fā)生了巨大的改變。繼電保護(hù)除了能發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)問(wèn)題的元件和將故障影響范圍控制在最小范圍內(nèi),還需要要有能保障整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行的能力,這樣一來(lái)就需要系統(tǒng)中的各個(gè)單元能夠一同分享整個(gè)系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù),需要各個(gè)保護(hù)和控制裝置在分析統(tǒng)計(jì)這些數(shù)據(jù)和信息的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)運(yùn)行。如此,繼電保護(hù)裝置得到關(guān)于故障的信息數(shù)據(jù)越多,對(duì)故障發(fā)生地點(diǎn)、故障性質(zhì)的判定和故障距離的確定就越精確,從而大幅度提高了繼電保護(hù)的可靠性和靈敏性。

5 小結(jié)

繼電保護(hù)技術(shù)是電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行的保障,繼電保護(hù)技術(shù)是我國(guó)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的安全衛(wèi)士,更是我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)保持可持續(xù)發(fā)展的安全衛(wèi)士,是我國(guó)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證。另外,還必須要每隔一定的時(shí)間檢查和維護(hù)運(yùn)行中的繼電保護(hù)裝置,按時(shí)巡檢其運(yùn)行狀況,只有這樣才可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并做好相關(guān)的處理,才可以保證系統(tǒng)設(shè)備無(wú)故障地穩(wěn)定運(yùn)行,從而為各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)供電以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。參考文獻(xiàn)

[1] 馮少輝.淺談電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的應(yīng)用[J].科學(xué)實(shí)踐,2011,12(2):226.

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