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        220kV 變電站綜合自動化系統(tǒng)與繼電保護研究

        2014-11-10 05:30:27張佳ZHANGJia
        價值工程 2014年30期
        關(guān)鍵詞:變電站故障系統(tǒng)

        張佳ZHANG Jia

        (國網(wǎng)山西省電力公司呂梁供電公司,呂梁 033000)

        (State Grid Shanxi Electric Power Company Lvliang Electric Power Supply Company,Lvliang 033000,China)

        0 引言

        近年來,我國電力工業(yè)的發(fā)展,取得了很大的進步。作為我國重要的能源工業(yè)之一,電力工業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景,并且由于信息傳輸技術(shù)的進一步發(fā)展,變電站綜合自動化系統(tǒng)也取得了重大的進展,以其簡單可靠、拓展性和兼容性好的特點被國內(nèi)越來越多的用戶接受。在變電站運行正常的時候,變電站中的繼電是不會觸動保護模式的,因此繼電裝置也可以作為是否發(fā)生電力故障的檢測儀器使用。當發(fā)生電力故障時,電力系統(tǒng)元件的不正常和報警信號就會被繼電保護裝置反映出來,繼電裝置迅速地將信號傳達出去并在第一時間跳閘,減少大面積停電事故的發(fā)生,使得電力系統(tǒng)整體上安全平穩(wěn)運行。目前,由于大容量發(fā)動機、超高壓和大電網(wǎng)的投入運行,對電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性提出了更高的要求,如果不能及時更新陳舊設(shè)備和進行技術(shù)改造,則很有可能出現(xiàn)較大的電力事故,所以對220kV 變電站綜合自動化系統(tǒng)和繼電保護進行研究,具有十分重要的意義。

        1 220kV 變電站綜合自動化系統(tǒng)概述

        220kV 變電站綜合自動化是指變電站系統(tǒng)利用計算機系統(tǒng)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等,形成變電站控制、測量和保護等功能于一身的監(jiān)控系統(tǒng)。作為一種新型的自動裝置和系統(tǒng),具有技術(shù)先進、拓展性強和可靠性高的特點,其功能更是集監(jiān)測、報警、記錄和保護等于一體,能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享、數(shù)據(jù)清查和監(jiān)控等。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要分為三個方面:分別是主控樓、通信管理層和現(xiàn)場控制層。

        1.1 對主控樓分析 該系統(tǒng)的主控樓以上層網(wǎng)絡(luò)的計算機為核心,具有采集、分析、處理和命令數(shù)據(jù)的功能,通過建立和管理數(shù)據(jù)庫,為用戶提供各類數(shù)據(jù)報表。即便這些計算機中的一臺壞掉,仍不影響整體系統(tǒng)的運行。

        1.2 對通信管理層分析 由于科技發(fā)展和用戶要求的提高,自動化通信系統(tǒng)的發(fā)展也越來越追求穩(wěn)定性、可靠性和兼容性。這樣才能迅速完成調(diào)度系數(shù)、監(jiān)控系統(tǒng)以及終端設(shè)備之間的信息交換,同時也能夠兼容不同廠商的各種設(shè)備,有較強的抗壓能力,達到無人值班的要求。

        1.3 對現(xiàn)場控制層的分析 現(xiàn)場控制層由三部分組成,分別是微機保護裝置、智能監(jiān)控裝置和整流機組。這一層與前兩者不同,主要進行電氣設(shè)備的保護,數(shù)據(jù)的采集和命令的執(zhí)行,并將收集的原始數(shù)據(jù)向主機發(fā)送。

        2 220kV 變電站綜合自動化系統(tǒng)下的繼電保護

        2.1 繼電保護的基本職能 ①能夠迅速、及時地將電氣元件的不正常情況表現(xiàn)出來,并根據(jù)收集到的情況,進行減負荷、跳閘和信號的發(fā)出工作,為值班人員及時發(fā)現(xiàn)問題和進行檢修提供必要的參考信息。②能夠自動、并且有選擇地跳開斷路器,避免電氣元件繼續(xù)被損壞,使其他沒有故障的元件正常工作。

        2.2 電力系統(tǒng)對繼電保護的要求 ①速度性要求。繼電保護必須在第一時間發(fā)現(xiàn)故障問題及其出現(xiàn)的位置,減少用戶在電力故障狀態(tài)下工作的發(fā)生幾率,一方面保護電氣元件,將損傷程度降到最低;另一方面提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,避免電力故障蔓延,造成更大的破壞。②靈敏度要求。這主要是針對發(fā)生電力故障時的反應(yīng)能力而言的,這就要求繼電保護裝置在自己的保護范圍內(nèi),無論何時、何地、何種類型的電力故障都能準確做出反應(yīng)。③選擇能力強。這就要求繼電保護裝置在發(fā)生電力故障時,能通過最小范圍的操作,將出現(xiàn)電力故障的部位檢查出來并將其切除,這樣影響的范圍就比較小,而其他部位則可以正常工作。④準確可靠性要求。繼電保護裝置在自己的職責范圍內(nèi),應(yīng)該積極主動對故障問題做出反應(yīng),而沒有故障時就不能發(fā)出錯誤的信息,誤導(dǎo)工作人員,保證檢測效果的準確性。一旦繼電保護發(fā)出錯誤的信號,對電力工作的檢查維修等會帶來很大的影響。

        2.3 繼電保護的基本工作原理 本文研究的220kV 變電站綜合自動化系統(tǒng)下的繼電保護裝置,是用珠海優(yōu)特公司生產(chǎn)的UT-2000 型綜合系統(tǒng)。通過對該系統(tǒng)下繼電保護的工作原理,進行了檢測操作,可以作為同類變電站繼電保護裝置工作原理的代表。變電站繼電保護裝置是根據(jù)電力發(fā)生故障時,電流量加強、電壓的升降、頻率正常與否和溫度升高等現(xiàn)象來確定是否發(fā)生電力故障,然后根據(jù)故障的情況發(fā)出報警信號。其中分析電流量的大小,有選擇地進行跳閘的被稱為反時限保護,當電流量越大時,跳閘的速度越快。而依據(jù)時間進行跳閘工作的被稱為定時間保護,這種保護方式在電流量超出一定量后,經(jīng)過特定的時間段后才會跳閘,此外瓦斯和溫度的影響被稱為非電量保護,采取的跳閘方式也不同。

        而變電站繼電保護的可靠性系數(shù)是一個相對固定的經(jīng)驗值,在計算繼電保護的工作值時,要將計算出的結(jié)果再乘以可靠系數(shù),這樣得出的結(jié)果才是準確可靠的,這個范圍一般是1.3-1.5 之間。而繼電保護的靈敏度是由發(fā)生電力故障的最小值和保護動作結(jié)果來決定的,一般范圍在1.2-2 之間,當然還要根據(jù)設(shè)計規(guī)范進行選擇。

        2.4 變電站繼電保護的分類 ①發(fā)電機實施保護。發(fā)電機能夠?qū)崿F(xiàn)對電力的保護,是因為發(fā)電機在保護時有定子繞組短路、接地、過電壓,發(fā)電機外部短路、對稱過負荷等。而發(fā)電機的出口方式則是停機、解列和縮小故障范圍。②線路實施保護。線路保護的原理主要是根據(jù)電壓等級的高低,電網(wǎng)中接地方式的不同,電力運輸線路的長度大小,可以采取相間短路、單相接地等方式開展保護。③電力變壓器實施保護。電力變壓保護器通過引出線相間短路、中性點接地單向短路、繞組匝短路、外部短路的方式完成保護任務(wù),把外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓和過負荷,變壓器溫度升高等問題解決。④電力電容器實施保護。電力電容器以內(nèi)部故障和引出線短路、電容器組和短路器之間連接線短路,電容器組中某一故障電容切除后引起的過電壓、電容器組過電壓等方式開展保護。⑤高壓電動機的保護。高壓電動機通過定子繞組相間短路、定子繞組過負荷、低電壓,同步電動機失步、失磁和非同步?jīng)_擊電流等方式來進行保護。

        3 結(jié)束語

        近些年,由于科學技術(shù)的進步,計算機、通信、互聯(lián)網(wǎng)和電子技術(shù)越來越發(fā)達,變電站的管理方式也采用了自動化的管理系統(tǒng),而且這種綜合自動化技術(shù)也成為我國電力工業(yè)進步的重要方面之一。而在綜合自動化系統(tǒng)下的繼電保護措施也被工作人員,大量地研究出來,在保護電力系統(tǒng)正常運營方面發(fā)揮了重要作用。因為繼電保護與安全制動裝置具備發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)運行不暢等故障,并迅速地收集相關(guān)信息,在最短時間、最小范圍內(nèi)、準確可靠地將故障切除,保證其他部分電力工作的正常開展。本文作者結(jié)合多年工作經(jīng)驗,對220kV 變電站綜合自動化系統(tǒng)及繼電保護進行了認真地分析,重點研究了自動化系統(tǒng)的構(gòu)成和繼電保護的作用,對電力工作的實際開展具有指導(dǎo)意義,但是文章中仍存在一些不足,有待今后進一步探討總結(jié)和完善。

        [1]孫杰華.220kV 變電站綜合自動化系統(tǒng)與繼電保護研究[J].黑龍江科技信息,2010(28).

        [2]盧仲圩.220kV 變電站綜合自動化系統(tǒng)與繼電保護[J].科技風,2010(9).

        [3]劉滸,代慶超.220kV 變電站繼電保護綜合調(diào)試的工程實踐分析[J].科技與企業(yè),2013(16).

        [4]范黎鋒.220kV 變電站綜合自動化系統(tǒng)改造研究[D].南昌大學,2011.

        [5]臧武平.電網(wǎng)系統(tǒng)綜合自動化變電站繼電保護的應(yīng)用及研究[J].機電信息,2010(30).

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