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        配電線路無通道保護(hù)分析

        2012-08-15 00:52:53
        科技傳播 2012年23期
        關(guān)鍵詞:相電流斷路器配電

        侯 躍

        內(nèi)蒙古烏蘭察布電業(yè)局集寧供電分局,內(nèi)蒙古烏蘭察布 012000

        1 配電線路無通道保護(hù)發(fā)展

        配電線路共有兩種功能,一種就是把降壓變電站的電能輸送到配電變壓器,另一種就是把配電變壓器的電電能輸送到用電客戶。配電線路又有高壓配電電路和低壓配電線路之分,高壓配電線路的電壓為3.6kV~40.5kV,低壓配電線路的電壓一般不超過1kV,同時頻率要小于1 000Hz,直流電壓小于1 500V。配電線路的建設(shè),對安全問題特別重視,各項安全指標(biāo)都必須符合相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范;同時,配電線路的供電連續(xù)性也是一個需要確保的方面,如果沒有良好的連續(xù)性,對于生產(chǎn)和生活都會造成重大的影響;另外,處于經(jīng)濟(jì)效能方面的考慮,減少配電線路的損耗,提高配電線路的輸電效率,高可靠性輸送優(yōu)質(zhì)電能是電力系統(tǒng)發(fā)展非常重視的方向。

        電能對于經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展來說是一個重要的能源,而配電線路又是輸送電能的重要環(huán)節(jié)之一。正是由于配電線路具有這么重要的地位,配電線路的運(yùn)行維護(hù)就顯得格外重要。因此,為保證供電可靠性,預(yù)防線路故障發(fā)生,需要對配電線路進(jìn)行定期巡視檢查,準(zhǔn)確掌握配電線路的實際運(yùn)行狀況,及時發(fā)現(xiàn)、及時處理安全隱患。我們目前采取的方式是投入大量的人力和物力,無論是工作效率、工作質(zhì)量,還是資源配置、資金供給,付出都是很昂貴的。

        所以,為解決這一系列新的問題,需要在配電線路的建設(shè)以及運(yùn)行維護(hù)方面應(yīng)用新技術(shù),采用新的保護(hù)措施。我們到目前為止已經(jīng)掌握了非常先進(jìn)的配電線路無通道保護(hù)措施,大大提高了工作效率,節(jié)省了大量的建設(shè)成本,并且解放了大量的勞動力。

        配電線路無通道保護(hù)的工作原理并不復(fù)雜,其簡單的描述就是故障線路斷路器跳閘后,相對的一端識別工頻電氣量進(jìn)行速動,與傳統(tǒng)的配電線路保護(hù)手段相結(jié)合,大大提高了保護(hù)的速度。之所以叫做無通道保護(hù),就是因為其不需要有專門的通道,就能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能。

        傳統(tǒng)的配電線路保護(hù)方法,最大的缺點(diǎn)就是隨著靠近電源距離的縮減,其保護(hù)動作切除時間越長,系統(tǒng)產(chǎn)生的相應(yīng)的負(fù)荷也就越大,這就迫切提出了一個新型的課題,在這種情況下,是否能夠使保護(hù)動作切除時間加快,從而正確保護(hù)系統(tǒng)。于是就產(chǎn)生了通過假設(shè)必要的通道,根據(jù)兩端的電氣量的具體的信息數(shù)值來實現(xiàn)電力系統(tǒng)保護(hù)的功能。但是另一個缺點(diǎn)相伴而生,那就是如此大的假設(shè)設(shè)備耗費(fèi)的資金也就相應(yīng)的提高了,不符合經(jīng)濟(jì)效率的原則。而后,人們就在想,是否能夠不假設(shè)通道來對電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。

        隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,經(jīng)過不斷的科學(xué)實驗和研究,無通道保護(hù)的設(shè)想已成為現(xiàn)實。無通道保護(hù)的發(fā)展,在理論上取得了很大的成功,并在實驗層面上取得了成功。但是,面對具體的問題還是需要不斷的攻堅克難,不斷的完善其功能,更好的服務(wù)于電力系統(tǒng)。

        2 配電線路無通道保護(hù)的應(yīng)用

        隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人民生活水平的不斷提高,全社會用電量在不斷增加,并且人們對于電力供應(yīng)連續(xù)性的要求越來越高,進(jìn)一步完善電力系統(tǒng)繼電保護(hù),保證電力系統(tǒng)的可靠性就成了當(dāng)務(wù)之急。這必然導(dǎo)致新技術(shù)代謝舊技術(shù)的時間頻率也越來越高,以往我們運(yùn)用的時限配合的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)方案,對于當(dāng)前電力系統(tǒng)的發(fā)展,已經(jīng)感受到了很大的阻礙和限制作用,其對故障的處理相對而言比較慢,大大加重了系統(tǒng)的負(fù)荷,系統(tǒng)長時間處于這種負(fù)荷下,不僅對系統(tǒng)本身會造成一定的傷害,而且會嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性,從而使可靠性降低。而配電線路無通道保護(hù),就是解決這一問題的最好方案之一。

        無通道保護(hù)進(jìn)一步提高了配電網(wǎng)絡(luò)的繼電保護(hù)動作速度,加大了配電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)范圍。

        對于沒有分支的配電線路,無通道保護(hù)比較簡單,其主要是甄別線路兩端斷路器的狀態(tài),據(jù)此來進(jìn)行下一步的行動,一端的線路若是發(fā)生了故障,那么電流以及三相電壓將會不對稱運(yùn)行,我們通過相應(yīng)的手段獲取這樣的信號,并以此來進(jìn)行操作,直到故障切除,兩端的電流又會回復(fù)平衡對稱的工作狀態(tài),其實現(xiàn)原理是憑據(jù)對稱分量的變換能夠產(chǎn)生正序、負(fù)序以及零序的故障分量,根據(jù)這樣的分量才確定斷路器的狀態(tài),通過這樣的判斷,實際上兩端的斷路器斷開時間是有先后之分的,但使用了這種防范后,我們很快就能判別出一端斷路器的狀態(tài),以此來排除故障,恢復(fù)其平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)。其運(yùn)用的原理就是一端的斷路器如果發(fā)生了故障,那么故障線路的非故障相電流為0的特點(diǎn)。

        綜上所述,我們就不難看出配電線路無通道保護(hù)的優(yōu)點(diǎn):其一,不用等到一端發(fā)生故障對這一端已經(jīng)發(fā)生了實際上的干擾才能認(rèn)識到情況,只需要對另一端的狀態(tài)進(jìn)行判別診斷就可以,判斷方法只利用單端的電氣量作為判據(jù),如果電氣量和正常運(yùn)行值比較存在著差別,那么無通道保護(hù)措施就可以根據(jù)這樣的情況對其提供進(jìn)一步的保護(hù),判別很簡單,不需要利用許多先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備,也不用架設(shè)那么多的通道,只需要我們在一端判別另一端的具體運(yùn)行情況,操作簡單方便;其二,速度快。通過對一端故障線路的非故障相電流的判別,可迅速采取相應(yīng)措施;其三,對非對稱性故障判別準(zhǔn)確。由于非對稱性故障發(fā)生時,三相電壓以及電流的變化明顯,以產(chǎn)生的正序、負(fù)序以及零序相電流為判據(jù),對非對稱性線路故障情況判別更加準(zhǔn)確。

        對于有分支的配電線路,無通道保護(hù)比較復(fù)雜,因為這種模式的配電線路發(fā)生故障時,線路的非故障相電流不是0,因此,就不能按照上述的方法來解決。有分支配電線路無通道保護(hù)的解決方法,基本思想就是:支線的配電線路發(fā)生故障時,該端的斷路器相應(yīng)會發(fā)生變化,這種情況就引起了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性變化,使得系統(tǒng)的非故障相電流產(chǎn)生了突變,這種突變本身具有時間特性,過電流方向保護(hù)存在著時間延遲,另一端各線路的跳閘時間也不相同,這就造成了另一方向繼電器產(chǎn)生突變量的時間不一樣,通過這個時間就可以確定故障區(qū)間。

        以上就是有無分支兩種無通道保護(hù)模式的作用原理,目前已經(jīng)在日常的電力系統(tǒng)保護(hù)中發(fā)揮了重大作用,隨著不斷的遇到新問題,不斷的解決新問題,無通道保護(hù)技術(shù)會不斷的深化和完善,造福于我們電力系統(tǒng)保護(hù)方面。最后簡單的單端電氣量的方法被學(xué)者們應(yīng)用到了無通道保護(hù)當(dāng)中,這種方法結(jié)構(gòu)簡單、操作也便利,對故障的排除效果也相當(dāng)好,隨著科學(xué)技術(shù)的越來越進(jìn)步,配電線路無通道保護(hù)在取得理論成果的的基礎(chǔ)上,其他一些具體的實用性的無通道保護(hù)模式也在不斷的開發(fā)當(dāng)中,例如有分支的配電線路無通道保護(hù)就在不斷的完善和發(fā)展當(dāng)中??茖W(xué)的進(jìn)步,總是體現(xiàn)在人們的生活水平和建設(shè)手段上,電力系統(tǒng)保護(hù)的進(jìn)步,實際上就體現(xiàn)了這樣的科學(xué)性。本文旨在通過對配電線路無通道保護(hù)的淺析,來引導(dǎo)人們關(guān)注配電線路無通道保護(hù),以期這種科學(xué)的電力系統(tǒng)保護(hù)措施能夠被更廣泛的應(yīng)用。

        3 結(jié)論

        配電線路的無通道保護(hù),是在傳統(tǒng)的時限配合式的電力系統(tǒng)保護(hù)的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展起來的,先是假設(shè)通道設(shè)備對電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù),但是考慮到電力系統(tǒng)發(fā)展的速度越來越快,以及假設(shè)成本的費(fèi)用越來越高,這就導(dǎo)致了原來傳統(tǒng)的方法已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在電力發(fā)展的需要。于是,無通道的保護(hù)方式就成為發(fā)展方向,越來越多的專家和學(xué)者都在進(jìn)行無通道保護(hù)的研究,

        [1]葛耀中.新型繼電保護(hù)與故障測距原理與技術(shù)[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,1996.

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        [3]陳飛,董新洲,薄志謙.快速有選擇性的輻射狀配電網(wǎng)無通道保護(hù)[J].電力系統(tǒng)自動化,2003,27(22):45-49.

        [4]甘忠, 董新洲, 薄志謙, 等.輸電線路自適應(yīng)無通道保護(hù)(一)故障分析與保護(hù)原理[J].電力系統(tǒng)自動化, 2002,20(7):33-37.

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