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电力系统自动化改造中继电保护的应用
摘要:电力系统是目前社会不可或缺的一部分,继电保护设备又是电力系统不可或缺的一部分。在电力系统自动化改造过程中,应该从线路接地保护、发电机继电保护、变压器继电保护、选型、安装、验收、维护等方面,来完善电力系统自动化改造中继电保护的应用。
关键词:电力系统;继电保护;应用
在当今世界,电力是人们生产生活所不可或缺的要素。没有了电力,这个世界根本没有办法养活这么多人口。所以,电力系统对当今世界尤为重要。
在电力系统当中,继电保护系统是在电路发生短路、断路的时候提醒人们及时排除故障、消除危险的装置。有了继电保护系统,电力系统的运行过程才会更加安全。在当下,自动化改造是电力领域的一项重要工作。自动化能够提高电力系统的工作效率,为社会输送更多的电能以满足人们的生产生活需求。所以,如何在电力系统自动化改造中做好继电保护的应用工作,是电力系统自动化改造的重要一环。目前,电力领域的工作人员对此已经有了一定的实践经验。笔者将在电力工作人员的实践经验的基础上对此作出进一步的探讨。笔者认为,电力系统自动化改造中继电保护的应用应该从线路接地保护、发电机继电保护、变压器继电保护三方面展开。
一、线路接地保护
在电力系统中,有的物体在正常情况下并不带电。但是,一旦这些物体出现故障,或者绝缘层受到损坏,这些物体就会带电,对人员和财产的安全造成影响。所以,接地保护是指将这种物体的金属部分用导线与接地体可靠连接起来的一种保护方式。接地保护是我国电力系统常用的保护方式,一般分为接地保护和接零保护。在实践中,对于接地保护和接零保护,一定要选择恰当,否则,会给客户带来不好的影响。
接地保护的原理是限制电器对地的泄露电流,使电器对地的泄露电流控制在一定的范围内。一旦泄露电流超过既定范围,这继电设备立刻切断电路。接零保护的原理是利用零线,在电器金属碰壳后形成单相金属性短路后,立刻切断电路;接地保护适用于TT系统,在我国适用于农村公用低压电力网。接零保护适用于TN系统,在我国适用于城镇公用低压电力网和厂矿用户的专用低压电力网;接地保护只需要相线和中性线,甚至可以不需要中性线,只需要接地良好即可。接零保护则必须要有中性线,在某些场合,中性线甚至需要多次接地。
二、发电机继电保护
(一)重点保护
发电机由定子转子组成。在发电机的使用过程中,常见的故障为定子组匝间短路。在定子组匝间短路时,短路会带来极高的温度,造成绝缘层的老化进而损坏,这个时候,发电机的有效运行就会受到影响。当发电机消磁后,能够消除定子组匝间短路的现象出现。这个时候,继电器能够和发电机的中性点、相位以及电流共同作用,以保护发电机避免受到不良的影响。
(二)备用保护
在发电机的实际运行过程中,其负荷并不是固定不变的。当发电机的负荷比较小的时候,其绝缘保护被击穿的可能性就会大大增加。一旦发电机的绝缘保护被击穿,就会对发电机的运行带来不良影响。所以,继电器可以在发电机的绝缘保护被击穿之前切断电路,采取有效的电压保护措施。
三、变压器继电保护
(一)接地保护
继电器需要对变压器进行接地保护。其接地保护的具体保护方式为:对于接地的左右两侧,采取零序电流的保护措施;而对于没有直接接地的变压器,则采取零序电压的保护措施。
零序电流保护一般在中性点直接接地变压器上使用。它是母线接地故障后的后备保护措施。零序电压接地保护一般在中性点不接地变压器上使用。它是作为接地故障时变压器一次过电压保护的后备措施。
(二)瓦斯保护
在实践中,电力系统的油箱可能会发生问题,其中的绝缘材料会发生分解。分解后的绝缘材料可能与油发生相互作用,进而变成瓦斯,产生爆炸的风险。继电保护装置在油箱发生问题,电力系统产生瓦斯爆炸危险的时候,能够及时切断电路,排除瓦斯爆炸的风险。同时,继电系统能在电力系统产生瓦斯爆炸危险的时候发出信号,帮助技术人员及时发现问题,进而排除风险。
(三)短路保护
在变压器的工作过程当中,常常会因为一些内部的原因或外部的原因而产生运行故障。在所有运行故障当中,短路是最常见的故障。一旦变压器发生短路,可能会导致线路温度升高,进而造成火灾等危险。而继电装置能够在变压器内部线路发生短路的时候,采取电流或者阻抗的方式,避免变压器受到太大的影响,进而确保变压器能够正常地运行。
四、其它
(一)选型设计
在电力系统自动化改造的过程中,在选择继电设备时,应该选择质量可靠的厂家生产的产品,以保证继电设备能够长久地正常运行;在设计继电部分的时候,要合理配置继电设备的保护、计量、测量、信号等部分,做到搭配合理。同时,在设计过程中,要为电力系统未来的设备更换或者扩容留下余地;在制定关于接地网的标准时,应该提高该标准,选择导电率高、耐腐蚀的接地网,接地电阻要小于0.5欧姆,防止继电设备的误动、拒动、烧坏;对数据监控室应该进行改造,使继电设备的各种数据能够按照重要性进行分类显示,使出现故障时技术人员能够快速地判断问题的成因。
(二)安装调试
在安装调试过程中,首先要做好对电网质点和电流电阻参数的控制,争取把风险降到最低点;其次,对新投入使用的继电设备进行校验安装时,应该投入额定电压的80%的电压,模拟各种可能出现的事故,对设备进行整组模拟、传动试验,确保设备的逻辑合理;第三,确保微机装置能够安全运行。要确保微机装置能够安全运行,主要的方式有“电缆屏蔽层两端接地”、在二次回路及网络线配置避雷器、在控制室安装空调、对直流电源加装滤波设备及稳压设备、对交流电源加装雷电浪涌吸收器等;第四,严格控制工程的关键质量点,比如全站模拟量的精度、运动通道质量等等。
(三)验收投运
首先,在验收设备时,应该严格依照继电保护的要求进行,应该进行保护整组传动试验以及设备的遥控、遥信、遥测、遥调;其次,根据设备的技术特点和“四遥”结果,制定出设备的具体操作方法以及运行要点,以便日后的设备维护所需;第三,在测试之后,应该及时将图纸、测试结果等技术资料移交技术部门,并且做好备份,以便日后维护时有技术资料可供参考。
(四)运行维护
首先,应该加强对现场维护人员的思想意识培训和技术能力培训,以帮助他们树立起一丝不苟的工作态度和良好的现场维护能力,帮助他们了解继电设备的技术特点和运行特点;其次,应该做好远程后台的遥控、遥信、遥测、遥调工作,全天候地对继电设备的运行状况进行监控,做好各种事故的应对预案;第三,应该将GPS卫星对时及故障录波装置列入日常巡查的重点项目;第四,对于二次室外回路,应该做好安全维护工作,减少直流接地引发的故障。
五、结语
电力系统的自动化是我国电力系统改造的当务之急。继电保护装置在电力系统中是一个非常重要的组成部分。所以,在电力系统自动化过程中,对继电保护装置的研究是一个非常有意义的课题。本文在目前已有的电力系统自动化改造的继电保护装置的选择、调试、运行等实践经验的基础上,对此一问题陈述了几点自己的看法。事实上,电力系统的自动化改造是一项长远的事业,而继电保护装置的作用在看得见的未来无法被取代。所以,未来的电力人应该继续为电力系统自动化改造中的继电保护应用做出自己的贡献。
参考文献
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