简述继电保护的基本任务范文

简述继电保护的基本任务篇1

【关键词】继电保护；变电系统；影响

在科学技术迅速发展的今天，继电保护也变得非常多样化。不仅方式不再单一，并且继电保护的影响范围也更加广泛。为了保证变电系统更好的进行变电工作，同时对居民的生活和工作用电提供一个较强的保证，我们必须利用继电保护的优势，强化变电系统的运行。另一方面，还要对地区的情况进行调研，每个地区的变电工作都存在一定的差异，结合市民对电力资源的实际需求，加上合理的继电保护方式，才能让变电系统发挥出更大的作用。本文就继电保护对变电系统的影响进行一定的讨论。

1 继电保护的概述

1.1 概念

对于继电保护来说，很多的人虽然听过，但是却没有办法说出个所以然来。为了进一步讨论继电保护对变电系统的影响。本文在此首先阐述一下继电保护的概念。在变电系统正常的运行过程中，不仅仅需要一些辅助的设备，同时还需要一系列的技术来帮助变电系统更好的运行，对外部和内部产生一些有效的保障。继电保护就是众多的保障措施之一，而且效果比较值得肯定，因此在近几年的发展中，获得了广泛的应用。从理论上来说，继电保护是由一个或者几个保护元件组合而成的设备，属于自动化设备的范畴。当系统运行的过程中，一旦出现线路故障或者设备故障，继电保护装置会在第一时间发出警报、跳闸的指令，在根本上防止事态进一步严重化。另一方面，能够有效保护系统的安全，避免安全事故的发生。

1.2 继电保护的主要任务

对于继电保护来说，现阶段的主要任务分为两点。首先，继电保护需要有效的监控系统的运行。变电系统在运行的过程中，不可能完全靠人工来进行监督，而且由于变电系统比较复杂，单单靠人工来进行监控工作，很有可能产生遗漏。继电保护则不同，它能够对变电系统的日常运行全方位的监控。当变电系统发生故障的时候，继电保护便会第一时间做出反应，不仅会发出警报，同时还会自动跳闸，避免恶性事件发生。其次，继电保护会及时反应系统设备的异常情况。电气设备在出现的异常情况的时候，会第一时间通知工作人员赶到现场处理，从而避免产生较大的损失。由此可见，继电保护的功能较多，而且可以有效的帮助变电系统运行。

2 继电保护对变电系统的影响

从以上表述来看，继电保护的确能够对变电系统产生较大的积极影响。但是具体应用后的效果仍然需要在实践以后才能得到肯定。在此，本文将继电保护对变电系统的影响进行一定的表述：

2.1 变压器瓦斯保护

变压器瓦斯保护可以反应变压器内部的漏油故障以及匝间短路故障等所有形式的故障，有着非常高的灵敏度。变压器瓦斯保护的一个主要元件是气体继电器，其位于油枕和油箱之间的连接管。当变压器在发生故障的时候，它的绝缘物和油就会发生一定的分解反应，并且产生很多的气体，为了让这部分气体能够较为顺畅的通过连接管，从而流到油枕当中，就需要保证连接管和变压器顶盖存在一个合理的坡度。当气体通过气体继电器的时候，变压器的瓦斯保护就会启动，从而达到保护变压器的作用。通过以上的阐述能够清楚的看到，利用继电保护的原理，可以对变压器的瓦斯起到较强的保护作用，而且用时较短。

2.2 电流速断保护

电流速断保护是继电保护对变电系统产生的积极影响之一。很多的地区的变电系统较为复杂，在发生问题的时候，常规手段并没有办法对事故进行一个较好的控制。针对这样的情况，电流速断保护就能够达到一个较高的工作水准。从客观的角度来分析，一些容量相对较小的变压器，比较适合应用这种保护方式。我们可以在实际的工作中，将电流速断保护安放在变压器的电源侧面，这样一来，既不会占用太多的空间，同时还不会影响日常的保护工作。电流速断保护拥有一个较强的优势，那就是接线比较简单，反应也非常的迅速。另一方面，电流速断保护还能够通过与变压器瓦斯保护的有效配合，二者之间互相弥补劣势，从而形成一个内部的变压器保护系统，进而对变电运行产生较大的积极影响。

2.3 纵联差动保护

它是变电系统变压器上的一种主保护，可以很好的对故障发生范围进行区分，并且反应出各种类型的短路故障，例如引线短路、绕组短路等，同时能及时切除位于其保护范围以内的所有元件短路故障。此种保护方式能够对变电系统的运行产生一个全面的保障，从现有的情况来看，当从纵联差动保护启动时，配合相应的重合闸装置动作，可以有效切除电力系统上一些瞬时故障和临时故障，并有效保护电网系统的稳定和提高用户供电的可靠性。当遇到永久性故障时，纵联差动保护更是能快速切除故障点，防止故障事故的进一步扩大，保护非故障设备的安全运行，提高了电网的稳定性。

2.4 过电流保护

对于变电系统来说，无论是否应用继电保护，都需要设置过电流保护。其主要作用是反应变压器外部相间短路故障而发生的过电流。对于变电系统来说，在正常运行的情况下，当然不会发生问题。但是随着居民的用电量不断的提高，国家在发电的过程中，有时候会出现疏漏，这个时候就需要过电流保护，否则会扩大损失。从现阶段的发展来看，过电流保护是最简单的保护方式，以此为基础，低电压启动的过电流保护在其上增设了低压继电器，而复合电压启动的过电流保护则又是在低电压启动的过电流保护的基础上增设了负序电压继电器。从任何一个角度来看，过电流保护无疑是继电保护对变电系统的影响是非常积极的。在今后的工作中，仍然要对其不断的深化和加强。

2.5 过负荷保护

变电系统在运行的过程中，不仅仅需要过电流保护，同时还需要过负荷保护。在日常的设置当中，变电系统会有一定的负荷范围，在其范围之内，变电系统自身就能够很好的处理，如果超出应有的范围，势必会引起一定的事故。利用继电保护的原理，能够有效的进行过负荷保护，从而避免一系列安全问题的产生。

3 总结

本文对继电保护进行了一定的阐述，同时将继电保护对变电系统的影响进行了一定的讨论，从现有的情况来看，很多地区的变电系统并没有良好的应用继电保护的方式和原理。因此，在今后的工作中，需要结合实际的发展情况，让继电保护对变电系统产生更大的积极影响。

参考文献：

[1]冯少辉.浅析电力系统继电保护的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2010（07）.

[2]牛建华，王任远.自动重合闸（ZCH）与继电保护配合技术研究[J].机电产品开发与创新，2007（05）.

简述继电保护的基本任务篇2

【关键词】IEC61850；GOOSE；数字化变电站；传输机制

1.引言

GOOSE是通用面向对象的变电站事件的简称，在分布式变电站自动化系统中，智能电子设备共同协作完成自动化功能的应用场合越来越多，这些功能完成的重要前提是电子智能设备之间通信可靠性、实时性、一致性，基于此，61850定义的了通用变电站事件模型提供了快速和可靠的系统范围内传输信息。GOOSE在符合IEC61850的数字化变电站中具有广阔的应用前景。目前除了被应用于传送实时跳闸信号、间隔逻辑闭锁、检同期等功能外，基于GOOSE的分布式母线保护、分布式备自投、分布式低频减载等功能也开始在工程中应用。继电保护采用GOOSE机制后将大量减少二次电缆的设计、施工、调试工作，有效解决二次回路的电磁干扰，避免回路接触不良等情况，并可实现继电保护装置的状态检修。本文从可靠性的角度，结合VxWorks内核的特点，对GOOSE的实现机制进行了分析。

2.GOOSE报文传输机制

IEC61850标准针对变电站所有功能定义了比较完备的逻辑节点和数据对象，并提供了完整的描述数据对象模型的方法和面向对象的服务。这些抽象的通信服务、通信对象及参数通过特殊通信服务映射到底层应用程序。

图1

GOOSE报文的发送按照图1所示的规律执行。其中T0即心跳时间，（T0）为可能被事件打断的心跳时间，T1为事件发生后，最短的传输时间，T2、T3为直到获得稳定条件的重传时间。

a）GOOSE控制块自动使能，装置上电时，自动按数据集变位方式发送一次，将自身的GOOSE信息初始状态迅速告知接收方。第一帧状态改变计数器StNum = 1，此后装置平均每个T0时间发送一次当前状态，即心跳报文。GOOSE报文心跳间隔由系统配置工具在GOOSE网络通讯参数中的MaxTime参数中配置。

b）当GOOSE数据集中任何一个数据发生变化，装置马上发送改数据集的所有数据，然后间隔T1发送第二帧及第三帧，第四帧T2为2×T1，第五帧T3为2×T2，后续报文的发送时间间隔以2倍的规律逐渐增加，最后报文恢复心跳报文。T1由系统配置工具在GOOSE网络通讯参数中的MinTime 参数中设置。GOOSE报文变位后StNum+1，事件序列计数器SqNum=0。

c) GOOSE报文中含有报文允许生存时间Time Allow to live，超过2倍的生存时间没有收到报文即判接收超时。

3.基于VxWorks的GOOSE

3.1 VxWorks定时机制

VxWorks下提供了几种定时/延时机制，taskDelay提供了一个简单的任务睡眠机制，它的格式是STATUS taskDelay(int ticks /* number of ticks to delay task */)，可以看出使用该函数实现延时的单位为tick（一般系统中一个tick都是ms级的）。在VxWorks下可以这样使用taskDelay()函数：taskDelay(sysClkRateGet()*1)。函数sysClkRateGet()返回系统的时钟速率，单位是tick数/每秒（利用函数sysClkRateSet()可以改变系统的时钟速率）。GOOSE发送时间是以ms时间递增，设置系统的时钟速率为1000，可以实现Goose任务ms级的唤醒。

3.2 VxWorks消息机制

GOOSE依赖于应用服务任务和GOOSE任务。VxWorks任务之间的通信方式有多种，这里采用的是消息队列方式，可以携带更多的有效信息。

当应用服务任务监视到某个GOOSE发送控制块所引用的数据集数据有变化时，调用VxWorks的消息发送函数msgQSend（），向GOOSE任务发送相应数据集变化信息。GOOSE任务悬挂等待消息唤醒。

GOOSE任务唤醒后，根据唤醒原因，判断是初始发送，数据变化发送，重复发送，定时发送调用不同的发送处理函数，对发送缓冲区和变量编码、组织报文发送。

3.3 VxWorks网络发送

GOOSE应用层专门定义了协议数据单元，经表示层编码后，不经TCP/IP协议层，直接映射到数据链路层和物理层。为了便于网络驱动程序和协议的开发，要求驱动程序和协议之间的耦合较松，所以VxWorks在协议层和数据链路层时间加了MUX层。在开发网络设备驱动时，程序员不需要考虑协议的影响，只要实现MUX提供的接口，同样，在开发协议时，也不需要考虑下层驱动的影响，只要遵循MUX层接口规范。VxWorks产生一个初始化网络任务，该任务调用muxDevLoad（）例程把设备加载到系统中。设备加载成功后，函数muxDevStart（）激活该设备，并为驱动程序注册一个中断服务例程。配置MUX层的服务地址映射，需要用到函数muxAddrResFuncAdd（）和muxMCastAddrAdd（）。注册服务地址映射函数为驱动程序和相应的网络协议提供需要的地址映射函数。一个网络协议提供一个例程给驱动程序分配一个网络服务地址。这个例程通过调用muxBind（）例程把协议和驱动程序绑定起来。完成这一步后，网络协议就可以跟通信设备进行mux层数据收发了。 在实现向指定网卡发送GOOSE报文时调用muxSend（）函数即可。MuxSend（）将GOOSE报文移入到协议的待发送队列后由系统重新发送。

4.GOOSE工程应用

GOOSE机制是分布式保护或分布式自动化赖以实现的基础，其可靠性和实时性的优点使得GOOSE机制具有广阔的应用前景。不仅可以用于间隔层与过程层设备之间的纵向联系如跳闸信息等，而且还可以用于间隔层设备的横向联系，保护和测控等智能IED之间可以互相交换信息，更好地满足未来数字化变电站的互操作和功能自由分布的要求。GOOSE的应用改变了传统二次设计和实施过程。采用了GOOSE以后，二次电缆连线的设计和连接工作变成了GOOSE通信组态和GOOSE配置文件的下载。GOOSE的输入、输出与传统端子排任然存在对应的关系。因此，引入虚端子的概念将保持现有二次设计的规范改变最小，各二次设备厂家可以根据传统设计规范设计并提供其装置的GOOSE输入、输出端子定义。

在目前阶段的方案中，保护装置GOOSE

输入定义采用虚端子的概念，在以“GOIN”为前缀的GGIO逻辑节点实例中定义DO信号，这些DO信号与GOOSE外部输入虚端子一一对应，通过该GGIO中DO的描述和dU可以确切描述改信号的含义，作为GOOSE连线的依据。工程集成商以及施工调试人员可以通过GOOSE组态工具按照设计部门的设计图纸进行施工和配置。

5.结论

总的看来，Goose通信结构的选择是以传输速率和网络资源为出发点的。而由于无连接的网络在可靠性方面的缺陷，引进了重发机制，同时为避免重发引起的网络负荷过大，进行了重发时间间隔的控制。并且引入了优先级标志/VLAN，来保证Goose报文的发送性能。本文结合VxWorks操作系统内核的特点探讨了基于Vxworks实现IEC61850 GOOSE实现方案，结合在保证报文的实时性和可靠性的同时，在变电站中实现以软接线代替硬接线。

参考文献

[1]徐成斌,孙一民.数字化变电站过程层GOOSE通信方案研究[J].电力系统自动化,2007,31.

[2]窦晓波,周旭峰,胡敏强,等.IEC61850快速报文传输服务在VxWorks中的实现[J].电力系统自动化,2008,32.

[3]Q/GDW 396-2009.IEC61850 工程继电保护应用模型.

[4]孔祥营,柏桂枝.嵌入式实时操作系统VxWorks及其开发环境Tornado[M].北京中国电力出版社,2002.

简述继电保护的基本任务篇3

关键词：电力系统；继电保护；发展；趋势；研究

中图分类号：TM71 文献标识码：A

继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的，它与电力系统对运行可靠性要求的不断提高密切相关。继电保护是在电网出现事故或异常运行情况下动作，保证电力系统和电气设备安全运行的自动装置，研究继电保护技术发展趋势，可以更好地提高继电保护的技术水平，对电力系统发展意义重大。

1 电力系统继电保护概述

1.1 继电保护基本概念

在电力系统运行中，由于外界因素和内部因素都可能引起各种故障及不正常运行的状态出现，常见的故障有：单相接地；三相接地；两相接地；相间短路；短路等。电力系统非正常运行状态有：过负荷，过电压，非全相运行，振荡，次同步谐振，同步发电机短时异步运行等。电力系统继电保护和安全自动装置是在电力系统发生故障和不正常运行情况时，用于快速切除故障，消除不正常状况的重要自动化技术和设备。

1.2 继电保护的工作原理

继电保护的工作原理，是根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成，电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：（1）电流增大。短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。（2）电压降低。当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。（3）电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60°～85°。（4）测量阻抗发生变化。测量阻抗即测量点（保护安装处）电压与电流之比值，正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗；金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。

1.3 继电保护在电力系统中的任务

电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响；并满足电力系统的某些特定要求，能够反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，以便值班人员进行处理，将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。

1.4 继电保护装置必须具备的基本性能

继电保护装置必须具备的基本性能有：（1）安全性：在不该动作时，不误动；（2）可靠性：在该动作时，不拒动；（3）速动性：能以最短时限将故障或异常从系统中切除或隔离；（4）选择性：在自身整定的范围内切除故障，保证最大限度地向无故障部分继续供电，不越级跳闸；（5）灵敏性：反映故障的能力，通常以灵敏系数表示；不拒动不误动是关键。

2 继电保护发展历程

继电保护是随着电力系统的发展而发展起来的，最早的继电保护装置是熔断器。从20世纪50年代到90年代末，在40余年的时间里，继电保护完成了发展的4个阶段，即从电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置、到集成电路继电保护装置、再到微机继电保护装置。随着电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展，智能化等先进技术相继在继电保护领域的研究应用，继电保护技术向计算机化、网络化、一体化、智能化方向发展。电力系统发展迅速，电网结构越来越复杂，短路容量不断增大，到20世纪产生了作用于断路器的电磁型继电保护装置。1928年电子器件已开始被应用于保护装置，在50年代迅速发展。静态继电器有较高的灵敏度和动作速度、维护简单、寿命长、体积小、消耗功率小等优点，但环境温度和外界干扰对继电保护的影响较大。1965年出现了应用计算机的数字式继电保护，出现了单板机继电保护装置。到了21世纪由于计算机技术发展非常快，微处理机和微型计算机的普遍应用，极大地推动了数字式继电保护技术的开发，大规模集成化数字式继电保护装置应用非常广泛。

3 电力系统继电保护的发展趋势

3.1 计算机化

随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。电力系统对微机保护的要求不断提高，除了保护的基本功能外，还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间，快速的数据处理功能，强大的通信能力，与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力，高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有一台PC机的功能。继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚需进行具体深入的研究。

3.2 网络化

计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，它深刻影响着各个工业领域，也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。除了差动保护和纵联保护外，所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量，继电保护的作用主要是切除故障元件，缩小事故影响范围。因为继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围，还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。

3.3 智能化

随着通信和信息技术的快速发展，数字化技术及应用在各行各业的日益普及也为探索新的继电保护原理提供了条件，智能电网中可利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控，把获得的数据通过网络系统进行收集、整合和分析。利用这些信息可对运行状况进行监测，实现对保护功能和保护定值的远程动态监控和修正。

结语

综上所述，随着电力系统的发展和计算机技术、通信技术的进步，继电保护技术由数字时代跨入信息化时代，发展到一个新的水平。这对继电保护工作者提出了艰巨的任务，也开辟了技术创新的广阔天地。只有了解和掌握继电保护技术，才能解决电力系统继电保护遇到的各类问题，更好地保障电力系统的安全运行。

参考文献

[1]高亮.电力系统微机继电保护[M].北京：中国电力出版社，2007.

[2]霍利民.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2008.

简述继电保护的基本任务篇4

【关键词】 火电厂 发变机组 继电保护 微机保护

火力发电厂机组发变组保护装置是厂用电力系统中极为重要的二次设备之一，发变组保护的选型、配置、整定、校验等对电厂机组的运行有很大影响，而该项目的实施工作在操作性、技术性方面的要求也极为严格。由于存在管理落后、技术不足、设计缺陷、设备老化以及保护配置和校验等方面的不合理情况，导致我国在发变组保护方面正确动作率较低，现状不容乐观。

本文以某火电厂已经投入运行13年的300MW火力机组为例，结合《大容量机组继电保护设计技术规定》和电力运行部门的实际运行经验，对老旧的发变组保护进行改造。

1 300MW火力机组发变组保护总体配置分析

1.1 配置改造原则

由于火电厂的大型机组通常造价昂贵，如果发生故障不仅危及系统安全运行，而且会造成不可逆转的经济损失和恶劣影响，因此在对其继电保护的总体配置进行改造时，首要的任务是保证机组的安全、可靠运行，因此在保护装置的选择时要注意其在可靠、灵敏、快速等方面的性能。

1.2 传统发变组保护配置的不足之处

随着我国电力技术的发展以及相关政策要求的出台，火电厂发电机-变压器组保护的双重化有了新的要求，因此传统的发变组保护配置的不足之处就逐渐显现出来，现总结如下[1]：

（1）除差动保护勉强够格外，其余已与双重保护要求不符；（2）300MW机组传统发变组保护中的短路保护、接地保护、异常保护等各司其职，无法交换和顶替，因此不符合双重化配置要求；（3）本文所涉及的300MW机组采用的发变组保护为电磁型，设备运行13年已趋于老化，并且其例行的校验程序也比较复杂，较之当前已经广为应用的微机保护其落后程度已非常明显。

1.3 发变组保护改造设计方案

由于改造工程不同于新机组的建设，无法在一次设备上做大的文章，以免影响到保护的配置，常见的做法是在一次设备的基础上添加二次设备，以便多快好省的实现继保反措和新技术要求。

2 300MW发变组保护改造设计

2.1 跳闸出口方式改造

当用微机型保护取代电磁型保护时，需要多繁冗复杂的出口压板进行改造，以免其引起运行操作失误。具体改动如下：把原跳闸出口方式全停1，2并为全停1；把原灭磁、解列、程序跳闸也并入全停1；保留母线解列和厂用电切换。这样改动可以对设备进行集中保护，从而可有效提高其实用性和可靠性，另外还可以把保护跳闸出口方式改动同微机型保护相结合，在确保机组安全可靠运行前提下大大简化整套保护。

2.2 取消SOE电气点数改造

事件顺序记录仪（SOE）是附设在传统继电保护设备中，用于记录其所在位置的机组跳闸事故，并按动作时间先后次序进行自动打印和记录来识别机组跳闸原因的设备。而微机保护自身具有完整、独立的故障录波、事故记录、分析打印等功能。因此，取消传统的SOE电气点数可使保护系统的接线得到很大程度的简化，另外还可精简设备，有效发挥设备作用[2]。

上述过程可以通过将热控的GPS和电气故障录波器和微机保护的GPS两个系统进行统一，还可以由电气把发变组保护跳闸的总出口信号由电缆送到热控的SOE以示区别。

2.3 保护方案配置设计

本文确定发变机组保护方案的具体配置内容如表1所示。

2.4 保护管理机配置

所谓微机保护，顾名思义即其具有微机通用特性：保护功能通过软件实现，具有数字存储、记忆功能，可通过网络实现远程通信、监测、信息共享，具有标准化的扩展接口。据此，可将保护装置进行图形化集中管理，并通过相关设置实现信号集中采集、实时监控、上位机集中管理、事件记录及共享等。

3 300MW发变组保护改造实例

本文对前文所提案例采用双重化配置，装设两套完整的电气量保护（包括主保护和后备保护），当其中一套保护出现问题由第二套带入运行，维持机组正常稳定。两套保护设置为：发电机均独立配置纵差保护，主变分别在发电机出口和厂总变高压侧与低压侧采用大差保护，两者于发电机出口端连接部分形成交叉消除死区。

通过机组改造后的测试和运行结果表明：（1）新采用的微机保护较之老旧的电磁型保护，运行性能和保护功能得到了很大改善，同时简化了操作；（2）改造后的发变组保护得到了合理配置，其动作可靠性、灵敏度、准确性都有很大提高，正常工作时，两套保护互不干扰；当有故障发生时，切换自动、迅速、准确，可有效减轻工作人员劳动强度。

参考文献：

[1]杨文芳.浅析电力系统继电保护技术[J].中国新技术新产品，2011（24）.

简述继电保护的基本任务篇5

希望给予同行带来一定的参考价值。

关键词：电力系统 继电保护 技术与应用

中图分类号：TM7文献标识码：A文章编号：

前言

当今,电力已作为现代社会的主要能源,与国民经济建设和人民生活有着极为密切的关系,然而供电不稳定,特别是大面积停电事故所造成的经济损失和社会影响是十分严重的。如何正确应用继电保护技术来遏制电气故障，提高电力系统的运行效率及运行质量已成为迫切需要解决的技术问题。

1继电保护发展现状

上世纪50 年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术，建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍。对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术，建立了我国自己的继电器制造业。因而在60 年代中我国己建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

2 继电保护的基本原理

继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量(电流、电压、功率、频率等)的变化,构成继电保护动作的原理,也有其他的物理量,如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。大多数情况下,不管反应哪种物理量,继电保护装置都包括测量部分(和定值调整部分) 、逻辑部分、执行部分。

3 电力系统中继电保护的配置与应用

3.1 继电保护装置的任务

继电保护主要利用电力系统中原件发生短路或异常情况时电气量(电流、电压、功率等)的变化来构成继电保护动作。继电保护装置的任务在于：在供电系统运行正常时，安全地。完整地监视各种设备的运行状况，为值班人员提供可靠的运行依据；供电系统发生故障时，自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分，保证非故障部分继续运行；当供电系统中出现异常运行工作状况时，它应能及时准确地发出信号或警报，通知值班人员尽快做出处理。

3.2 继电保护装置的基本要求

（1）选择性

当供电系统中发生故障时，应断开距离故障点最近的断路器，以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。

（2）灵敏性

保护装置灵敏与否一般用灵敏系数来衡量。在继电保护装置的保护范围内，不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样，保护装置均不应产生拒绝动作；但在保护区外发生故障时，又不应该产生错误动作。

（3）速动性

保护装置应尽可能快地切除短路故障。缩短切除故障的时间以减轻短路电流对电气设备的损坏程度，加快系统电压的恢复，从而为电气设备的自启动创造了有利条件，同时还提高了发电机并列运行的稳定眭。

（4）可靠性

保护装置不能满足可靠性的要求，反而会成为扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性，必须确保保护装置的设计原理、整定训算、安装调试正确无误；同时要求组成保护装置的各元件的质量可靠、运行维护得当、系统简化有效，以提高保护的可靠性

3.3保护装置的应用

继电保护装置广泛应用于工厂企业高压供电系统、变电站等，用于高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等。高压供电系统分母线继电保护装置的应用，对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护，但仅在断路器合闸的瞬间投入，合闸后自动解除。

另外，还应装设过电流保护，对于负荷等级较低的配电所则可不装设保护。变电站继电保护装置的应用包括：①线路保护：一般采用二段式或三段式电流保护，其中一段为电流速断保护，二段为限时电流速断保护，三段为过电流保护。②母联保护：需同时装设限时电流速断保护和过电流保护。③主变保护：主变保护包括主保护和后备保护，主保护一般为重瓦斯保护、差动保护，后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。④电容器保护：对电容器的保护包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。

4 变电站微机保护配置的应用实例

2006年,某公司成功将一个传统电磁式继电器保护的35kV 变电所改造成微机保护装置系统的终端变电站。

(1)系统保护装置及监控系统

①系统保护装置。线路保护装置、主变保护装置——可完成变压器的主、后备保护、综合保护装置、线路保护装置、电容器保护装置、备用电源自投装置、小电流接地检测装置、综合数据采集装置。

②监控系统的基本功能——数据采集、控制操作、画面制作、监视显示、事故处理、制表与打印。

(2)系统设计时的注意问题

①由于控制和保护单元都是采用微机装置,故一些必要的开关量和模拟量应从开关柜或户外设备引至微机采集、保护屏。根据控制和保护要求的不同,输入的量也不同。

②开关柜与微机装置之间的端子接线较简单,大量的二次接线在微机采集控制单元和保护单元内部端子连接。传统的继电保护整定计算结果不能直接输入到计算机, 须转换为计算机整定值。

(3)应用效果

①该变电所投产运行后,除开始操作人员对微机系统不熟悉原因,使用过控制保护单元的紧急手动按钮外,基本上都在微机装置和监控计算机上操作, 整个系统运行良好。

②线路及站内设备的继电保护均采用计算机采集、运算、判断,反应灵敏、迅速,在设备或线路有故障时可靠切除故障点。

③各种设备微机保护的配置齐全完善,能完美解决继电保护短线路及运行方式变化大时的各级保护的配合问题,因此该站正常运行后可靠性比原来显著提高,基本杜绝了越级跳闸的发生。

5 继电保护装置的发展，局限性及其现阶段的应用范围

继电保护原理的发展是从简单的电流保护逐步向复杂的距离保护和高频保护过度的。继电保护装置的发展则依赖于构成继电保护装置元器件技术的发展。其发展大致经历了四个阶段，即从电磁型、晶体管型、集成电路型到微机型保护的发展历程。传统的电磁和电磁感应原理的保护存在动作速度慢、灵敏度低、抗震性差以及可动部分有磨损等固有缺点。晶体管继电保护装置也有抗干扰能力差、判据不准确、装置本身的质量不是很稳定等明显的缺点。

继电保护系统在电力系统中起着开关或警报的作用，我们可以将该原理称为开关原理。现阶段，我们习惯性的将继电保护系统认定为高压、低压的电力输电系统的保护系统。然而，继电保护的这一开关原理已经广泛应用于大部分的电路、电器、电子等高压、低压、强电、弱电等技术领域。因为每个继电保护系统所要保护的对象不同，所以需要采用的保护装置也要相应的加以选择，以达到功能与成本的匹配。

6 小结

除上述几点外, 要保证继电保护专业的安全运行, 还有很多基础的工作要做, 必须在继电保护的现场运行，维护，校验，规程编制上狠下工夫, 才能有效地保证继电保护和安全自动装置的正确动作, 提高其正确动作率。

参考文献

[1]王翠平．继电保护装置的维护及试验[J]．科苑论坛．

简述继电保护的基本任务篇6

近年来随着计算机在社会领域的渗透,PLC的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的PLC应用系统中，PLC往往是作为一个核心部件来使用，仅PLC方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。本文介绍了以S7-200PLC为核心，对某供电局110KV电网“一线两站”的备用电源自动投入装置（简称备自投）进行了控制的应用，简述了S7-200PLC的性能特点，详细阐述了备用电源自动投入装置的实现

讲述备用电源自动投入装置的软件和硬件设计。首先介绍了此系统的开发意义及使用的开发环境，MPLABIDE系统和开发使用的PIC单片机芯片以及仿真器PICMATE2002。在硬件设计中论述了硬件总体设计过程，确定了技术指标及器件的选择，着重描述了系统硬件电路设计、硬件设计框图及所使用的各种芯片功能与特性,在软件设计中重点剖析了软件设计的过程，调试部分主要介绍使用调试软件picamate2002和调试过程中出现的问题，以及最后解决问题的一些方法。

关键词：PLC一线两站备用电源自动投入

目录

摘要i

目录ii

第1章前言1

1.1PLC简介1

1.1.1可编程控制器简介2

1.1.2PLC的发展历程2

1.1.3可编程控制器的优点4

1.2基于微处理器的工业控制系统5

1.3集散控制系统5

第2章可编程控制器控制系统7

2.1继电器控制7

2.2工控计算机控制系统8

2.3冗余系统与热备用系统9

2.3.1冗余控制系统9

2.3.2热备用系统9

2.4PLC的接地10

第3章PLC自动控制系统可靠性研究11

3.1PLC控制系统可靠性简介11

3.1.1控制系统可靠性降低的主要原因11

3.1.2设计完善的故障报警系统12

3.1.3输入信号可靠性研究13

3.1.4执行机构可靠性研究14

3.2PLC控制系统抗干扰分析14

3.2.1电磁干扰源及对系统的干扰15

3.2.2PLC控制系统工程应用的抗干扰设计17

3.2.3主要抗干扰措施18

第4章备用电源自动投入的工作原理21

4.1用单片机组成的备用电源自投装置21

4.2备用电源自动投入的工作过程22

第5章备用电源自动投入电路的设计25

5.1主电路接线备用电源自动投入主电路接线25

5.2备用电源自动投入的基本要求和动作程序25

5.2.1对备用电源自动投入的基本要求25

5.2.2备用电源自动投入的动作程序26

5.2.3断路器的控制27

5.3备用电源自动投入时断路器的动作程序27

第6章PLC系统配置及程序设计29

6.1PLC系统配置29

6.1.1PLC系统硬件配置29

6.1.2PLC输入输出接线29

6.2程序设计30

6.3基于PLC的备用电源自动投入装置31

6.4BZT装置投控规则31

7.1微型、小型PLC功能明显增强32

7.2集成化发展趋势增强32

7.3向开放性转变33

7.4我国PLC生产的发展34

第8章结论37

致谢38

参考文献39

附录A40

第1章前言

在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。为了使各位初学者更方便地了解PLC，本文对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一简介。

1.1PLC简介

PLC作为一种专门从事逻辑控制的微型计算机系统，由于性能稳定﹑干扰性能强﹑设计配置灵活等特点，已是工业控制方面得到了广泛的应用。自80年代后期，PLC已逐步渗透到了电力系统的中低压供配电自动控制中，并在传统的继电器控制系统改造工程中据了主导地位。

可编程序控制器（ProgrammableLogicController）简称PLC,可编程控制器（ProgrammableController）简写成PLC，其中L为逻辑（Logic）的意思，第一台可编程控制器是1969年在美国面世的。经过30多年的发展，现在可编程控制器已经成为最重要、最可靠、应用场合最广泛的工业控制微型计算机。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计；它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、记数和算术操作等面向用户的指令；并通过数字式或模拟式输入／输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。

本文以西门子S7-200PLC为核心，对某供电局110KV电网中“一线两站”的备自投装置进行了控制，实现了两变电站的相互备用，保证了对用户的连续供电。

1.1.1可编程控制器简介

传统的继电器—接触器控制系统由于其结构简单，容易掌握，价格便宜，在一定范围内能满足控制要求，因而使用面甚广，在工业控制领域中曾占主导地位。在供电系统中更是得到了广泛的应用。传统的备用电源自动投入装置(APR)就是通过继电器控制来实现母联断路器的自动投入。但继电器—接触器控制系统又有着明显的缺点:设备体积大，寿命短，可靠性差，动作速度慢，功能少，程序不可变等，完成一种基本的保护或控制任务往往都必须由多个继电器共同承担，比如一条10kV馈线的过流保护和自动重合闸控制就要用到数以十计的各种继电器，又由于继电器的触点要经常分合动作，容易损坏，降低了供电的可靠性，并增加了设备维护的工作量;同时，各继电器之间大量的连接导线不仅使调试检修困难极大，还致使变电站的各部分几乎不可能被连接成一个完整的自动化系统。因此，传统的机械触点继电器显然已不能满足变电站自动化对继电保护装置的要求。

简述继电保护的基本任务篇7

(1)培养学生综合运用所学知识,结合实际独立完成课题的工作能力.

(2)对学生的知识面,掌握知识的深度,运用理论结合实际去处理问题的能力,实验能力,外语水平,计算机运用水平,书面及口头表达能力进行考核.

2.要求

(1)要求一定要有结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证,并要求技术含量较高.

(2)设计或论文应该在教学计划所规定的时限内完成.

(3)书面材料:框架及字数应符合规定

3.成绩评定

(1)一般采用优秀,良好,及格和不及格四级计分的方法.

(2)评阅人和答辩委员会成员对学生的毕业设计或毕业论文的成绩给予评定.

4.评分标准

优秀:按期圆满完成任务书中规定的项目;能熟练地综合运用所学理论和专业知识;有结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证,并有较高技术含量.

立论正确,计算,分析,实验正确,严谨,结论合理,独立工作能力较强,科学作风严谨;毕业设计(论文)有一些独到之处,水平较高.

文字材料条理清楚,通顺,论述充分,符合技术用语要求,符号统一,编号齐全,书写工整.图纸完备,整洁,正确.

答辩时,思路清晰,论点正确,回答问题基本概念清楚,对主要问题回答正确,深入.

(2)良好:按期圆满完成任务书中规定的项目;能较好地运用所学理论和专业知识;有一定的结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证,并有一定的技术含量.立论正确,计算,分析,实验正确,结论合理;有一定的独立工作能为,科学作风好;设计〈论文〉有一定的水平.

文字材料条理清楚,通顺,论述正确,符合技术用语要求,书写工整.设计图纸完备,整洁,正确.

答辩时,思路清晰,论点基本正确,能正确地回答主要问题.

(3)及格:在指导教师的具体帮助下,能按期完成任务,独立工作能力较差且有一些小的疏忽和遗漏;能结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证,但技术含量不高.在运用理论和专业知识中,没有大的原则性错误;论点,论据基本成立,计算,分析,实验基本正确.毕业设计(论文)基本符合要求.

文字材料通顺,但叙述不够恰当和清晰;词句,符号方面的问题较少i图纸质量不高,工作不够认真,个别错误明显.

答辩时,主要问题能答出,或经启发后能答出,回答问题较肤浅.

(5)不及格:任务书规定的项目未按期完成;或基本概念和基本技能未掌握.没有本人结合实际的具体设计内容或独立见解的论证,只是一些文件,资料内容的摘抄.毕业设计(论文)未达到最低要求.

文字材料不通顺,书写潦草,质量很差.图纸不全,或有原则性错误.

答辩时,对毕业设计(论文)的主要内容阐述不清,基本概念糊涂,对主要问题回答有错误,或回答不出.

对毕业设计(论文)质量要求

----论文内容符合任务书要求

1.对管理类论文要求:

·对毕业论文的要求是一定要有结合实际的本人独立论证的内容.

·要求论点明确,立论正确,论证准确,结论确切

·论证内容要求有调查研究,有统计数据,对统计数据要有分析,归纳,总结,

·根据总结得出结论.

·最后有例证说明

管理类论文毕业论文行文的逻辑要领

增强毕业论文行文的逻辑力量,达到概念明确,论证充分,条理分明,思路畅通,是写好毕业论文的关键.提高毕业论文行文的逻辑性,需把握以下几点:

(1)要思路畅通

写毕业论文时,思维必须具有清晰性,连贯性,周密性,条理性和规律性,才能构建起严谨,和谐的逻辑结构.

(2)要层次清晰,有条有理写毕业论文,先说什么,后说什么,一层一层如何衔接,这一点和论文行文的逻辑性很有关系.

(3)要论证充分,以理服人,写毕业论文,最常用的方法是归纳论证,即用对事实的科学分析和叙述来证明观点,或用基本的史实,科学的调查,精确的数字来证明观点.

(4)毕业论文行文要注意思维和论述首尾一贯,明白确切.

(5)文字书写规范,语言准确,简洁.

2.对工程设计性论文要求:

·有设计地域的自然状况说明和介绍

·有原有通信网概况介绍及运行参数的说明

·有设计需求,业务预测

·有具体的设计方案

·有相应性能及参数设计和计算

·有完整的设计图纸

例如:A市本地SDH传输网设计方案

一,A市概况简介

二,A市电信局SDH传输网络现状(或PDH传输网络现状)

1,A市本地网网络结构,交换局数量及位置,传输设备类型及容量

2,存在的问题及扩大SDH网的必要性(或建设SDH网的必要性)----需求及业务预测

三,A市电信局SDH传输网络结构设计方案

1,网络拓扑结构设计

2,设备简介

3,局间中继电路的计算与分配

4,局间中继距离的计算

四,SDH网络保护方式

1,SDH网络保护的基本原理

2,A市电信局SDH网网络保护方式的选择及具体设计

五,SDH网同步

1,同步网概念与结构

2,定时信号的传送方式

3,A市电信局SDH网络同步方式具体设计

六,方案论证,评估

3.计算机类型题目论文要求:

管理信息系统

·需求分析(含设计目标)

·总体方案设计(总体功能框图,软件平台的选择,运行模式等)

·数据库设计(需求分析,概念库设计,逻辑库设计,物理库设计,E-R图,数据流图,数据字典,数据库表结构及关系),

·模块软件设计(各模块的设计流程),

·系统运行与调试.

·附主要程序清单(与学生设计相关的部分,目的是检测是否是学生自己作的).

校园网,企业网等局域网设计

·功能需求

·对通信量的分析

·网络系统拓扑设计

·设备选型,配置

·软件配置

·子网及VLAN的划分

·IP地址规划

·接入Internet

·网络安全

例如:××人事劳资管理信息系统的开发与设计

1,开发人事劳资管理信息系统的设想

(1)人事劳资管理信息系统简介

(2)人事劳资管理信息系统的用户需求

2,人事劳资管理信息系统的分析设计

(1)系统功能模块设计

(2)数据库设计

—数据库概念结构设计

—数据库逻辑结构设计

(3)系统开发环境简介

3,人事劳资管理信息系统的具体实现

(1)数据库结构的实现

(2)应用程序对象的创建

(3)应用程序的主窗口

(4)菜单结构

(5)数据窗口对象的创建

(6)登录程序设计

(7)输入程序设计

(8)查询程序设计

(9)报表程序设计

4,总结

设计报告格式与书写要求

·设计报告应按统一格式装订成册,其顺序为:封面,任务书,指导教师评语,内容摘要(200～400字),目录,报告正文,图纸,测试数据及计算机程序清单.

·报告构思,书写要求是:逻辑性强,条理清楚;语言通顺简练,文字打印清楚;插图清晰准确;文字字数要求1万字以上例如:(1)A市本地SDH传输网设计方案

一,A市概况简介

二,A市电信局SDH传输网络现状(或PDH传输网络现状)

1,A市本地网网络结构,交换局数量及位置,传输设备类型及容量

2,存在的问题及扩大SDH网的必要性(或建设SDH网的必要性)----需求及业务预测

三,A市电信局SDH传输网络结构设计方案

1,网络拓扑结构设计

2,设备简介

3,局间中继电路的计算与分配

4,局间中继距离的计算

四,SDH网络保护方式

1,SDH网络保护的基本原理

2,A市电信局SDH网网络保护方式的选择及具体设计

五,SDH网同步

1,同步网概念与结构

2,定时信号的传送方式

3,A市电信局SDH网络同步方式具体设计

六,方案论证,评估

(2)A地区GSM数字蜂窝移动通信系统网络优化设计方案

一,A地区GSM数字蜂窝移动通信现状

1,A地区概况;人口,地形,发展情况

2,系统现状;现有基站,话务状况

3,现行网络运行中存在的问题及分析

①接通率数据采集与分析

②掉话率数据采集与分析

③拥塞率数据采集与分析

4,话务预测分析计算

二,A地区GSM数字蜂窝移动通信系统网络优化设计方案

1,优化网络拓扑图设计

2,硬件配置及参数的优化

3,基站勘测设计及安装

4,交换局容量及基站数量

5,传输线路的设计

三,网络性能及分析对比

1,优化前网络运行情况

2,数据采集与分析

3,拨打测试

四,网络优化方案评价

(3)A市无线市话系统无线侧网络规划设计

一,无线市话网络概述

1,A市通信网络发展情况

2,IPAS网络特点

二,A市本地电活网络现状

1,现有传输网络结构

2,传统无线网络规划

三,无线网络规划设计方案

1,A市自然概况介绍

2,总体话务预测计算

3,IPAS网络结构设计及说明

4,覆盖区域划分,基站数量预测计算

(l〉每个覆盖区话务预测计算

(2)基站容量频道设计

5,基站选址,计算覆盖区域内信号覆盖情况

6,寻呼区的划分

(1〉各个网关寻呼区的划分

(2〉各个基站控制器寻呼区的划分

7,网关及CSC的规划

(1)网关到CSC侧2M链路设计

(2)CSC到CS线路设计

四,基站同步规划

(4)A市GSM无线网络优化

一,GSM网络概述

二,A市GSM网络情况介绍

2.1网络结构

2.2网元配置

2.3现网突出问题表现

三,GSM网络优化工作分类及流程

3.1GSM网络优化工作分类

3.2交换网络优化流程

3.3无线网络优化流程

3.3.1无线网络优化流程

3.3.2无线网络优化流程的实际应用

四,网络优化的相关技术指标

4.1接通率

4.2掉话率

4.3话务量

4.4长途来话接通率

4.5拥塞率

4.6其它

五,无线网络优化设计及调整

5.1网络运行质量数据收集

5.2网络质量优化及参数调整

5.3网络优化建设

简述继电保护的基本任务篇8

1山西天脊煤化工集团及电力系统简介

山西天脊煤化工集团股份有限公司(以下简称天脊集团)是20世纪80年代初建设的我国第一个以煤为原料生产高效复合肥的大型企业,经过30年的发展,公司的产能及产品种类已发生了很大的变化,现在合成氨产量已达年产45万吨,硝酸年产108万吨,硝铵年产40万吨,苯胺年产26万吨,目前已形成以硝酸磷肥为主,集有机化工、煤炭深加工、精细化工等为一体,多产品、跨地域的大型煤化工集团。天脊集团电力系统通过闫化线(14.83km)和潞化线(12.572km)两条110kV架空线路与山西长治电网相连接。总降压站设置3台主变压器,分别为1#主变40MVA、2#主变37.5MVA、3#主变37.5MVA,两台6KV热电联产发电机组(余热发电)分别为1#发电机16MW,2#发电机30MW。

2继电保护的基本含义及主要任务

2.1基本含义

继电保护是指当电力供应系统的某些设备和元件发生了故障时,自动将发生故障的设备从电力系统中切除,同时发出警报信号,将相关的故障控制在最小范围内,避免其他设备受到不良的影响[2]。因此,继电保护系统是电力供应系统的重要组成部分,它对于整个电力供应系统的安全与稳定发挥着不可或缺的重要作用,随着电力系统的日趋扩大和复杂,对继电保护系统的要求越来越高。

2.2主要任务

继电保护的主要任务大致可以归结为以下几点。首先,继电保护系统可以将发生故障的设备在最短的时间内从电力系统中切除,使其他的电力设备免受损害,从而保证没发生故障的电力系统能够正常运转。其次,继电保护装置还可以在电力系统发生故障时及时发出报警信号,以便迅速处理故障,尽快恢复供电。

3化工企业电气继电保护的装设原则-以天脊集团电力系统为例

天脊集团110kV系统及6kV系统正常运行方式为:总降110kV母线为单母分段并列运行,潞化线供电,闫化线热备;2#主变压器与1#发电机并列运行;3#主变压器与2#发电机并列运行;1#主变压器独立运行。6kV系统:01#变电所、02#变电所、22#变电所6kV母线为单母分段并列运行。01#变电所与02#变电所联络线热备(即621开关在运行状态,611开关热备状态)。04#变电所的运行方式为:1#主变通过601－6012开关带04#变II段负荷,01#变－04#变联络线带04#变I段负荷,6011开关在热备状态。其具体的电力系统主接线如图1所示。具体来说,天脊集团电力系统的110kV闫化线和潞化线线路采用西门子原装进口7SA610距离保护,110kV水I线和水II线采用西门子原装进口7SJ62距离保护,主变差动保护采用西门子原装进口7UT61,主变后备保护采用南京南瑞NSP772,主变非电量保护采用南京南瑞NSP10,6kV发电机差动保护采用西门子原装进口7UM62,6kV高压电动机保护采用南京南瑞NSP783,6kV变压器保护采用南京南瑞NSP784,6kV线路保护采用南京南瑞NSP788。

3.16kV/400V配电变压器保护装设原则

依照DL400-91《中华人民共和国行业标准继电保护和安全自动装置技术规程》的有关规定,首先,6kV/400V变压器容量在400kVA以上时,需要装设瓦斯保护;容量在400kVA以下时,不需装设瓦斯保护。其次,变压器容量在2000kVA以下时,装设电流速断保护;当速断保护灵敏度不够时,需要验证保护在主要运行方式下的灵敏度,如果仍然不满足要求,可考虑不设该段保护。第三,变压器应装设过电流保护,当过电流保护灵敏度不够时,改装低电压启动的过电流保护。第四,由于6kV侧系统中性点采用小电阻接地方式,故变压器应装设两段式零序过电流保护。最后,变压器容量在400kVA以上时,应装设过负荷保护。

3.26kV侧电动机保护装设原则

依照DL400-91《中华人民共和国行业标准继电保护和安全自动装置技术规程》的有关规定,首先,6kV电动机(包括同步电机和异步电机)应装设相间短路保护。容量在2000kW以下时,装设瞬时电流速断保护;容量在2000kW以上时,装设纵联差动保护。其次,6kV异步电动机装设过负荷保护;6kV同步电动机装设反应定子过负荷的失步保护。第三,同变压器保护一样,6kV电动机装设两段式零序过电流保护作为系统的接地保护。最后,根据运行经验,同步电动机需要装设低电压保护。

3.36kV侧线路保护装设原则

依照DL400-91《中华人民共和国行业标准继电保护和安全自动装置技术规程》的有关规定,首先,6kV侧线路为防止相间短路故障,装设延时电流速断保护。其次,6kV侧线路后备保护应装设过电流保护;当灵敏度不够时,改装低电压起动的过电流保护。最后,同变压器保护一样,6kV侧线路装设两段式零序过流保护作为系统的单相接地保护。

3.46kV侧母线及母联保护装设原则

依照DL400-91《中华人民共和国行业标准继电保护和安全自动装置技术规程》的有关规定,首先,6kV侧母线(01＃、02＃和04＃变电所母线除外)的保护可利用上级线路的保护来实现。其次,母联断路器的保护应与母线及母线上的元件保护综合考虑。一般来说,如果母线装设了母线保护(包括用电源回路的保护实现的母线保护或专用母线保护方式),则无需另外装设母联断路器保护,可利用供电线路保护的第一段时限动作于母联断路器跳闸。第三,对于01＃、02＃和04＃变电所母线,应装设延时电流速断保护和过电流保护,当过流保护灵敏度不够时,改装低电压起动的过电流保护;另外,为反应1＃～4＃主变压器低压侧电缆的单相接地故障,应装设两段式零序过流保护。最后,由于01＃、02＃变电所母线为双侧电源供电,为防止110kV侧母线短路时主变低压侧母线开关误动作,其延时速断保护需装设功率方向元件,方向为上级线路指向变电所母线。

4典型线路分支系统保护方案分析

6kV侧电网中,01＃变、02＃变、04＃变I母、04＃变II母为四个相对独立的系统。其中01＃变和02＃变为双电源供电(发电机和主变压器),线路级数最多为两级;04＃变I母、04＃变II母为单电源供电(主变压器),线路级数最多为三级。基于以上所述以及天脊集团所提供的资料中有关1＃～4＃主变压器高低压侧后备保护的定值,可拟定出如下三套线路保护方案。

4.1方案

对于04＃变I母、04＃变II母两个系统,主变压器低压侧I段保护的动作时限为0.8s,为实现下级线路与之相配合,若为三级线路,则第一级线路及其末端的母线开关I段保护动作时限定为0.5s,第二级线路及其末端的母线开关I段保护动作时限定为0.2s,第三级线路(编织袋厂母线馈出线)I段保护动作时限定为0s;若为两级线路,第一级线路I段保护动作时限定为0.5s,其末端的母线开关I段保护动作时限定为0.2s,同时一次动作值上也要与上级线路形成配合,第二级线路(母线馈出线)I段保护动作时限定为0s。对于01＃、02＃两个系统,主变压器低压侧I段保护的动作时限为1.0s,母联开关I段保护的动作时限为0.5s,故第一级线路及其末端的母线开关I段保护动作时限定为0.2s,第二级线路(母线馈出线)I段保护动作时限定为0s。此方案由于对线路和母线均实施了保护,提高了电网运行的安全性和可靠性。但由于系统线路级数多,为形成时限上的配合,整定中很难保证保护之间的时限级差,故方案中三级线路的首末端开关动作时限相同,最末级线路与次末级之间的时限级差仅为0.2s(0.2s在规定上不能成为一个独立级差),这无疑会增加保护误动的可能性,扩大停电范围。

4.2方案

考虑到三级线路中的编织袋厂I、II段母线所带设备不多,为了能使三级线路中的第一级线路首末端开关保护形成配合,故牺牲编织袋厂设备故障时上级线路保护的选择性,即第二级线路I段保护动作时限定为0s,线路末端的母线开关可不设保护;第一级线路I段保护动作时限定为0.5s,其末端的母线开关I段保护动作时限定为0.2s,同时一次动作值上也要与上级线路形成配合。其余的线路保护同方案I。显然,此方案实现了三级线路的首末端开关之间的保护配合,但这是以牺牲末级线路的选择性为代价的,这势必会造成保护误动,从而扩大停电范围。

4.3方案

由于6kV侧系统从01＃、02＃和04＃母线以下均为单电源辐射状电网,规定中可以无需装设母线保护。因此,对于04＃变I母、04＃变II母两个系统,若为三级线路,则第一级线路I段保护动作时限定为0.5s,第二级线路I段保护动作时限定为0.2s,第三级线路(编织袋厂母线馈出线)I段保护动作时限定为0s;若为两级线路,第一级线路I段保护动作时限定为0.5s,第二级线路(母线馈出线)I段保护动作时限定为0s。对于01＃、02＃两个系统,第一级线路I段保护动作时限定为0.2s,第二级线路(母线馈出线)I段保护动作时限定为0s。相比较而言,由于未装设母线保护,此方案是最简单且经济的,但其问题就是降低了电网运行的安全性,若运行中母线发生故障,会破坏系统稳定,扩大事故范围。

5结语

综上所述,随着社会经济的不断发展和科学技术的不断进步,我国的化工企业的规模越来越大,这使得用电的需求越来越大,同时也对用电安全提出了更大的挑战。继电保护系统是电力供应系统的重要组成部分,它对于整个电力供应系统的安全与稳定发挥着不可或缺的重要作用。因此我们要明确继电保护的基本含义及主要任务,掌握继电保护的装设原则,分析和研究典型系统保护方案,努力提高继电保护的水平,保证化工企业电力供应系统的安全与稳定。