電廠繼電保護(hù)改造的必要性

1、電廠繼電保護(hù)改造的必要性    作者：張艷 任洪亮      畢業(yè)論文   2011-12-22 14:23:56    摘要：近幾年來我國的電網(wǎng)進(jìn)行了比較大的自動化技術(shù)改造,變電站的無人值守化、綜合自動化大部分工程都是與二次繼保系統(tǒng)的施工相關(guān)聯(lián)的，電廠二次繼電保護(hù)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一種復(fù)雜而特殊的系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 比較一、繼電保護(hù)的作用電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，由于各種原因（包括外部和內(nèi)部的原因，例如短路、斷線、過負(fù)荷

2、、過電壓等 ），可能引起各種故障或不正常的工作狀態(tài)，進(jìn)而引起系統(tǒng)事故，導(dǎo)致對用戶停止送電，少送電，甚至毀壞設(shè)備，給國民經(jīng)濟(jì)帶來巨大損失。為止，在電氣設(shè)備和輸電線路上裝有具有保護(hù)作用的自動裝置，這種裝置就稱為繼電保護(hù)裝置。繼電保護(hù)裝置是能反映電力系統(tǒng)中各種電器設(shè)備和輸電線路發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)，并作用于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。它的作用是：(1) 能自動地、迅速地、有選擇性地通過斷路器將故障從系統(tǒng)中切除，保證無故障的設(shè)備迅速恢復(fù)正常運(yùn)行，并使故障設(shè)備免于繼續(xù)遭受破壞。(2) 反映電氣設(shè)備不正常工作狀態(tài)，可作用于信號或跳閘。(3) 縮小事故范圍，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，從而最大

3、限度地保證用戶用電的安全和連續(xù)性。二、我國繼電保護(hù)的發(fā)展過程我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)自新中國成立以來，經(jīng)歷了4個階段：(1) 機(jī)電式繼電保護(hù)階段。(2) 晶體管繼電保護(hù)階段。(3) 集成電路繼電保護(hù)階段。(4) 微機(jī)保護(hù)階段由于歷史和經(jīng)濟(jì)等各種原因，目前我國繼電保護(hù)裝置多種形式并存，繼電保護(hù)的未來發(fā)展是向計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。微機(jī)保護(hù)是用微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的繼電保護(hù)，是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展方向（現(xiàn)已基本實(shí)現(xiàn)，尚需發(fā)展），它具有高可靠性，高選擇性，高靈敏度。微機(jī)保護(hù)裝置硬件包括微處理器（單片機(jī)）為核心，配以輸入、輸出通道，人機(jī)接口和通訊接口等.該系統(tǒng)廣泛應(yīng)

4、用于電力、石化、礦山冶煉、鐵路以及民用建筑等。微機(jī)保護(hù)裝置的數(shù)字核心一般由CPU、存儲器、定時器/計(jì)數(shù)器、Wachdog等組成。目前數(shù)字核心的主流為嵌入式微控制器（MCU），即通常所說的單片機(jī);輸入輸出通道包括模擬量輸入通道（模擬量輸入變換回路（將CT、PT所測量的量轉(zhuǎn)換成更低的適合內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換的電壓量，±2.5V、±5V或±10V）、低通濾波器及采樣、A/D轉(zhuǎn)換）和數(shù)字量輸入輸出通道（人機(jī)接口和各種告警信號、跳閘信號及電度脈沖等）。國外知名品牌有ABBGESWELSEL西門子阿?，m施耐德等,國內(nèi)知名品牌有宏瑞、南瑞南自四方許繼等保護(hù)的種類一般有進(jìn)線保護(hù)、出線保

5、護(hù)、母聯(lián)分段保護(hù)、進(jìn)線或母聯(lián)備自投保護(hù)、廠用變壓器保護(hù)、高壓電動機(jī)保護(hù)、高壓電容器保護(hù)、高壓電抗器保護(hù),差動保護(hù),后備保護(hù),PT測控裝置三、微型機(jī)繼電保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)(1) 程序具有自適應(yīng)性，可按系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)自動改變整定值和特性(2) 有可存取的存儲器。(3) 在現(xiàn)場可靈活地改變繼電器的特性。(4) 可以使保護(hù)性能得到更大的改進(jìn)。(5) 有自檢能力。(6) 有利于事故后分析。(7) 可與計(jì)算機(jī)交換信息。(8) 可增加硬件的功能。(9) 可在低功率傳變機(jī)構(gòu)內(nèi)工作。四、微機(jī)保護(hù)的缺點(diǎn)1、與傳統(tǒng)的保護(hù)有根本性的差異。2、使用者較難維護(hù)。3、要求硬件和軟件有高度可靠性。4、硬件很容易過時。5、在操作和維護(hù)過

6、程中，使用人員較難掌握。五、微機(jī)保護(hù)和常規(guī)繼電保護(hù)比較：常規(guī)繼電保護(hù)缺點(diǎn):常規(guī)繼電保護(hù)是采用繼電器組合而成的,比如:過流繼電器、時間繼電器、中間繼電器、等通過復(fù)雜的組合,來實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能,它的缺點(diǎn):1、占的空間大,安裝不方便2、采用的繼電器觸點(diǎn)多,大大降低了保護(hù)的靈敏度和可靠性3、調(diào)試、檢修復(fù)雜,一般要停電才能進(jìn)行,影響正常生產(chǎn)4、沒有靈活性,當(dāng)CT變比改動后,保護(hù)定值修改要在繼電器上調(diào)節(jié), 有時候還要更換。5、使用壽命太短,由于繼電器線圈的老化直接影響保護(hù)的可靠動作。6、繼電器保護(hù)功能單一,要安裝各種表計(jì)才能觀察實(shí)時負(fù)荷7、數(shù)據(jù)不能遠(yuǎn)方監(jiān)控,無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制8、繼電器自身不具備監(jiān)控功能,當(dāng)繼電

7、器線圈短路后,不到現(xiàn)場是不能發(fā)現(xiàn)的.9、繼電器保護(hù)是直接和電器設(shè)備連接的,中間沒有光電隔離,容易遭受雷擊.10、常規(guī)保護(hù)已經(jīng)逐漸淘汰,很多繼電器已經(jīng)停止生產(chǎn).11、維護(hù)復(fù)雜,故障后很難找到問題.12、運(yùn)行維護(hù)工作量大,運(yùn)行成本比微機(jī)保護(hù)增加60%左右.13、操作復(fù)雜、可靠性低,在以往的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)很多事故的發(fā)生主要原因有兩條:A人為原因:因?yàn)樽詣踊降?操作復(fù)雜而造成事故發(fā)生.B繼電保護(hù)設(shè)備性能水平低,二次設(shè)備不能有效的發(fā)現(xiàn)故障.14、經(jīng)濟(jì)分析:常規(guī)保護(hù)從單套價來說比微機(jī)保護(hù)約便宜,但使用的電纜數(shù)量多、屏柜多、特別是裝置壽命短、運(yùn)行費(fèi)用(管理費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用等)比微機(jī)保護(hù)高出60%,綜合費(fèi)用

8、還是比微機(jī)保護(hù)多的.微機(jī)保護(hù)優(yōu)點(diǎn):1.微機(jī)保護(hù)是采用單片機(jī)原來,系統(tǒng)具備采集、監(jiān)視、控制、自檢查功能、通過一臺設(shè)備可以發(fā)現(xiàn):輸電線路的故障,輸電線路的負(fù)荷、自身的運(yùn)行情況(當(dāng)設(shè)備自身某種故障,微機(jī)保護(hù)通過自檢功能,把故障進(jìn)行呈現(xiàn)),采用計(jì)算機(jī)原理進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視。2.由于微機(jī)保護(hù)采用各種電力邏輯運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能,所以只需要采集線路上的電流電壓,這樣大大簡化了接線。3.微機(jī)保護(hù)的保護(hù)出口、遙控出口、就地控制出口都是通過一組繼電器動作的,所以非?？煽俊?.微機(jī)保護(hù)采用計(jì)算機(jī)控制功能,保護(hù)定值、保護(hù)功能、保護(hù)手段采用程序邏輯,這樣可以隨時修改保護(hù)參數(shù),修改保護(hù)功能,不用重新調(diào)試。5.微機(jī)保護(hù)還具

9、備通訊功能,可以通過網(wǎng)絡(luò)把用戶所需要的各種數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,進(jìn)行集中調(diào)度。6.微機(jī)保護(hù)采用光電隔離技術(shù),把所有采集上來的電信號統(tǒng)一形成光信號,這樣有強(qiáng)電流攻擊時候,設(shè)備可以建立自身保護(hù)機(jī)制。7.微機(jī)保護(hù)采用CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,加大了數(shù)據(jù)處理速度。8.微機(jī)保護(hù)的壽命長,由于設(shè)備在正常狀態(tài)處于休眠狀態(tài),只有程序?qū)崟r運(yùn)行,各個元器件的壽命大大加長。9.微機(jī)保護(hù)具備時鐘同步功能,對于故障可以記錄,采用故障錄波的方式把故障記錄下來,便于對故障的分析。10.微機(jī)保護(hù)采用了多層印刷板和表面貼裝技術(shù),因而具有很高的可靠性和抗干擾能力。11.易用性:中文用戶界面標(biāo)準(zhǔn)化,易學(xué)、易用、易維護(hù)。12.經(jīng)濟(jì)分析:微機(jī)

10、保護(hù)從單套價來說比常規(guī)保護(hù)約貴些,但使用的電纜數(shù)量極少、屏柜少、特別是使用壽命長達(dá)25年、運(yùn)行費(fèi)用(管理費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用等)比常規(guī)保護(hù)降低60%,綜合費(fèi)用還是比常規(guī)保護(hù)少許多。峰峰集團(tuán)五礦電廠廠內(nèi)二次設(shè)備為最老式的電磁型繼電保護(hù),反應(yīng)速度慢,維護(hù)頻繁,可靠性能低;儀表為五、六十年代的動圈式,準(zhǔn)確率低且不能數(shù)據(jù)采集,維護(hù)量大;“五防”裝置性能差,起不到應(yīng)有的安全防護(hù)作用;如果發(fā)生誤操作,將會造成系統(tǒng)大面積停電。無處不在的安全隱患,時刻威脅著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,嚴(yán)重制約著精益化生產(chǎn)的推進(jìn)。這些老式設(shè)備對電廠的安全、優(yōu)質(zhì)、高效運(yùn)行構(gòu)成很大威脅。如何合理的、經(jīng)濟(jì)的改造這些配電室使其滿足無人值班的要求

11、,已成為當(dāng)前面臨的迫切問題。五礦電廠主控室內(nèi)待改設(shè)備有兩臺發(fā)電機(jī)，兩條6kV聯(lián)絡(luò)線，6kV母聯(lián)分段，六臺廠用工作及備用低壓變壓器。在這次改造中，拆除了原有控制臺及繼電器保護(hù)屏等，新增了兩臺發(fā)電機(jī)保護(hù)屏，兩臺聯(lián)絡(luò)線保護(hù)屏，一臺廠用低壓變壓器保護(hù)屏，一臺備自投保護(hù)屏，一臺同期屏，一臺公用測控屏等。這樣大大減少了控制屏數(shù)量，電纜量也減少了很多。在兩條6kV聯(lián)絡(luò)線改造中，采用了光纖差動保護(hù)， 由于兩側(cè)的保護(hù)裝置沒有電聯(lián)系，提高了運(yùn)行的可靠性，而且，其靈敏度高、動作簡單可靠快速、能適應(yīng)電力系統(tǒng)震蕩、非全相運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)，是其他保護(hù)形式所無法比擬的。五礦電廠主控室改造后，微機(jī)綜合保護(hù)集成度更高一些，故障率更低一些，省去了那些分立的單個繼電器，使故障點(diǎn)減少，更加人性化，更直觀，數(shù)據(jù)采集更多，更方便，統(tǒng)一傳到后臺，更加便于管理，人機(jī)對話做的更好。    相關(guān)論文