500kV變電站微機繼電保護技術(shù)改進探究

1、500kv變電站微機繼電保護技術(shù)改進探究摘要：隨著變電站測試技術(shù)要求的不斷提高，繼電保護裝 置也要不斷完善，微機保護已經(jīng)成為推廣應用的主要方向， 可以實現(xiàn)遠方控制、遠方監(jiān)控以及故障記錄等功能。在目前 的高壓變電站中要確保變電站與電網(wǎng)的安全性能，所以要實 行獨立的繼電保護裝置。根據(jù)微機繼電保護的基本原理，探 討了其在500kv髙壓變電站中的技術(shù)改進。關鍵詞：微機繼電保護；變電站；距離保護；差動保護作者簡介：閔鐵軍(1983-),男，湖北武漢人，湖北超 高壓輸變電公司，助理工程師；李挺(1982-),男，湖北武 漢人，湖北超高壓輸變電公司，工程師。(湖北 武漢430051) 中圖分類號：tm77?

2、文獻標識碼：a?文章編號: 1007-0079 (2012) 30-0128-02在高壓變電站中對自動化的要求越來越高，所以微機繼 電保護的作用顯得尤為重要。由于微機的監(jiān)控系統(tǒng)全部是集 中于一起，雖然有利于系統(tǒng)的維護，但是占據(jù)了很大的用地 面積，而且消耗了過多的電纜等資源。所以實現(xiàn)分散式的布 置成為發(fā)展的主要趨勢。隨著計算機網(wǎng)絡技術(shù)的不斷發(fā)展， 微機的性能越來越高，高壓變電站中的監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了 自動化的控制，在實際運作中可以預防停電引起的電力系統(tǒng) 失去穩(wěn)定、頻率崩潰等事故的發(fā)生。一、微機繼電保護概述1基本原理微機繼電保護是指在電力系統(tǒng)中電氣元件由于受到破 損不能正常工作，繼電器通過判斷起到

3、跳閘或者發(fā)出報警信 號的一種自動保護裝置。這種裝置能夠保證設備的安全性以 及修復的簡單性。繼電保護裝置的構(gòu)成包括測量元件、邏輯 判斷元件、執(zhí)行輸出元件。通過測量并與之前給定元件的物 理參量進行準確比較，分析處理信息，然后根據(jù)輸出信號的 性質(zhì)、持續(xù)時間等判斷故障的緣由。最后根據(jù)前一命令的指 令發(fā)出信號、跳閘等響應。繼電保護的保護分區(qū)是為了保護 在指定范圍內(nèi)的故障，不屬于范圍內(nèi)的不采取控制，這樣可 以減少因故障跳閘引起的停電區(qū)域。所以電力系統(tǒng)中每個繼 電保護的界限劃分得很清楚。當電力系統(tǒng)發(fā)生故障，繼電保 護就會及時切除故障，避免安全事故的發(fā)生。2. 500kv變電站系統(tǒng)構(gòu)成及特點微機繼電保護是電力

4、系統(tǒng)的重要組成部分，在保障電網(wǎng) 系統(tǒng)的穩(wěn)定運行、防止事故的發(fā)生、阻止事故的擴大等方面 起著十分重要的作用。500rv變電站微機保護系統(tǒng)主要構(gòu)成 包括微機系統(tǒng)、模擬量輸入系統(tǒng)、信號接口等。隨著微機保 護采取的工藝方式不斷更新，在運行中的可靠性以及安全性 都有很大提高。由于在硬件的結(jié)構(gòu)上沒有明顯的差異，所以 只需要將程序稍加變動就可以改變系統(tǒng)保護功能。在變電所 的組成上只需要有微機保護和遠程的裝置就可以實現(xiàn)遙信、 監(jiān)控、遙測的功能，節(jié)省了人力。在微機處理系統(tǒng)中的繼電保護裝置存在運行中存在以 下特點：一是適用于500kv以上的髙壓電壓網(wǎng)絡線路，可以 實現(xiàn)集中保護以及后備保護的作用，在一些大中型的電機

5、組 能夠?qū)崿F(xiàn)獨立工作，完成雙重化的保護任務。二是可以進行 遠程的通訊功能。工作人員運用遠程的通訊可以隨時監(jiān)控系 統(tǒng)的工作狀態(tài)，能夠快速及時進行數(shù)值的處理、調(diào)用、更改, 為系統(tǒng)運行的管理提供了很大的便捷。三是能夠自動檢測出 故障的位置。這對于保護系統(tǒng)裝置的安全運行起到了保障的 作用，在系統(tǒng)裝置的檢測周期上可以有效地進行延緩，而且 減少了不必要的檢測手段。二、500kv變電站的微機繼電保護方式1. 500kv變電站微機保護的振蕩閉鎖由于微機保護中留有距離保護的功能，所以在運行中如 果保護被閉鎖，距離保護會起到作用。在系統(tǒng)裝置中距離保 護出現(xiàn)問題時，通過振蕩閉鎖用手動或者自動裝置的方式減 少裝置前端

6、的負荷，可保持系統(tǒng)的完整性。將保護閉鎖進入 到振蕩閉鎖的狀態(tài)中。觀察幾秒鐘，如果振蕩消失，才能重 新開放系統(tǒng)的保護。在判斷系統(tǒng)是否為振蕩時，可以用過流 元件的3zj的判距作比較，如果它先行動作，其他的故障反 應就不會引起跳閘，所以在微機保護中找到適當?shù)呐芯嗑涂?以區(qū)別系統(tǒng)是否發(fā)生振蕩。2. 500kv變電站微機繼電縱差保護高頻縱差保護實現(xiàn)了全線路上的功能保護。在系統(tǒng)的運 行中，由于距離保護和零序電流保護在功能上存在一定的局 限性，不能進行全線路的保護。在方向元件上的選取要有一 定的根據(jù)，負序和零序方向上的元件一般不采用，正確選取 元件才能進行各種方式的方向保護。在傳統(tǒng)的保護系統(tǒng)中常 采用距離元

7、件和零序元件相結(jié)合的方式進行工作，反映出高 頻距離保護的故障。但是在500kv變電站系統(tǒng)的運行中存在 振蕩現(xiàn)象，所以需要在振蕩閉鎖關閉以后才能運行。在高頻 保護中雖然可以進行開放式的工作方式，但是要注意快速的 高頻保護所引起的延時作用。在選取方向元件時一般采用工 頻變化量方向的元件繼電器，其在危機高頻方向的保護中發(fā) 揮了很大的作用，所以被廣泛使用。3. 500kv變電站微機繼電零序電流方向保護在500kv變電站微機繼電保護中對保護元件的選取要很 慎重。零序電流保護由于具有操作簡單、安全可靠以及抗過 渡電阻能力強等特點，在微機繼電保護中有著廣泛的應用前 景。500kv變電站微機保護中采用自產(chǎn)的3

8、u0, 般在pt斷 線時改用這種形式。由于在工作中零序方向的接線方式存在 一定的弊端，當出現(xiàn)故障時，3u0超過310的規(guī)定范圍，給 工作的運行帶來了很大的麻煩。在實際運行中3u0的回路會 影響到自產(chǎn)3u0,所以在系統(tǒng)運行中要將二、三次的線分開, 系統(tǒng)才能正常運行。在pt斷開的時候，距離保護和高頻保 護都要退出運行，零序方向也不能正常運作，所以要有無方 向的零序電流保護和一相電流保護才能保護線路的正常運 作。三、500kv變電站微機繼電保護中的變壓器差動保護1. 500kv變電站微機變壓器差動保護常規(guī)機械型差動繼電器只能按一種原理實現(xiàn)，性能單 一，難以適應各種運行工況。在500kv變電站微機保護

9、中繼 電器由軟件實現(xiàn)，完全可以根據(jù)不同工況采用不同原理，獲 得最佳性能。微機變壓器的差動保護一般用一個綜保實現(xiàn)， 高低壓（或者高中低三側(cè)）ct二次接入同一綜保內(nèi)，進行差 動電流換算即可。至于高壓側(cè)聯(lián)跳低壓側(cè)可在綜保內(nèi)編程實 現(xiàn)，也可不通過綜保，直接用接點接入斷路器分閘回路。主 要控制組成是第一條通道由比例制動元件、勵磁涌流檢測產(chǎn) 生的跳閘反應。另外一條是由差電流速斷直接作用引起的跳 閘反應。采用比率制動元件額可以在很大程度上提高保護的 靈敏度，可以防止由于外界因素導致的電流突增的動作保 護?？梢酝ㄟ^對勵磁涌流元件的判別來閉鎖比率制元件。2.考慮勵磁特性的變壓器內(nèi)部短路微機繼電保護在500kv變

10、電站電力系統(tǒng)繼電保護的作用中，微機保護與零序差動可以共同利用電流互感器，零序差動保護與空載 勵磁涌流沒有關系，可以提高yn側(cè)引線及繞組接地短路的 靈敏度部分。變壓器差動保護存在的問題是被保護變壓器各 繞組間存在磁的耦合，勵磁涌流和過勵磁電流將引起誤動 作，即使是分側(cè)差動保護和零序差動保護也存在這樣的缺 點。微機保護的出現(xiàn)，使得人們有可能依靠建立數(shù)學模型通 過算法尋求一種全新的變壓器內(nèi)部保護原理。數(shù)學模型構(gòu)建 的前提是要使繞組漏電感和電阻相等，雖然這種技術(shù)還不是 很成熟，但是卻標志著新一代電氣主設備微機繼電保護的發(fā) 展前景。四、結(jié)束語隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)的不斷更新對繼電保護 提出更高的要求。為了滿足我國電力系統(tǒng)對繼電保護的需 求，就要不斷測試其性能以及提高繼電保護裝置。智能化、 計算機化、網(wǎng)絡化的繼電保護技術(shù)將會運用到實際中來