继电保护新原理与新技术-暂态保护
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电力系统继电保护原理及新技术1)电力系统继电保护的任务?答(1)自动,迅速,有选择地切除故障器件,使无故障部分设备恢复正常运行,故障部分设备免遭毁坏。
(2)发现电气器件的不正常状态,根据运行维护条件动作于发信号,减负荷或跳闸。
2)电力系统继电保护的基本要求?选择性,速动性,灵敏性和可靠性。
3)电力系统继电保护的基本原理?根据电力系统正常运行与发生故障或不正常运行状态之间的差别,以及电力系统被保护范围内电气器件发生故障或不正常运行状态的特征,配置完善的继电保护,实现对电力系统的保护。
继电保护装置由各种继电器和元件组成,分类:按不同参量的过量,欠量和差量划分的有过电流继电器,低电压继电器,电流差动继电器;按其结构原理划分为电磁型,整流型,晶体管型和微机型等继电器。
1)微机型继电保护装置的硬件电路构成?微机系统,模拟数据采集系统,开光量输入和输出系统,人机对话微机系统,电源系统。
2)何谓采样定理?对连续信号x (t )进行采样时,周期采样频率f s必须大于被采样原始信号x (t )的最大截止频率f c 的两倍,才能从离散的)(t x s中完全恢复出原始信号x (t )。
数据采集电路的主要作用?把模拟量转换成对应的数字量。
3)逐次比较式模数转换器的主要技术指标?(1)分辨率(2)输入模拟量的极性(3)量程(4)精度(5)转换时间(6)输出逻辑电平4)微机保护的模数变换有哪几种?分别是如何变换的?主要有两种,即逐次比较式和VFC 式。
逐次比较式:就是把模拟量电压与组成二进制关系的标准电压一位一位地进行比较,达到将模拟电压变成二进制数的目的。
VFC :将模拟电压变换为脉冲信号,由计数器进行计数。
这样在采样间隔内的计数值就与采样对象的积分值成比例。
实现了模数转换。
5)半周积分与傅氏算法的应用特点?半周积分:具有一定滤高频能力,但是不能滤直流分量。
全周波傅氏算法兼备了滤波和计算基本电气量的过程,是一种较好的算法,但其数据窗至少需要一个周期的采样值,仍显得速度不够快。
电⼒系统基本概念及继电保护基本原理电⼒系统基本概念及继电保护基本原理电⼒系统基本概念⼀、电⼒系统的组成1、电能在现代社会中的地位及优点:1)、电能在现代社会中是最重要、也是最⽅便的能源;2)、它可以⽅便地转化为别的形式的能,如机械能、热能、光能、化学能等; 3)、易于实现输送和分配; 4)、应⽤规模也很灵活。
2、⼏个基本概念:电⼒系统⼀⼀⽣产、输送、分配和消费电能的各种电⽓设备连接在⼀起⽽组成的整体称为电⼒系统。
动⼒系统⼀⼀如果把⽕电⼚的汽轮机、锅炉、供热管道和热⽤户,⽔电⼚的⽔轮机和⽔库等动⼒部分与电⼒系统包括在⼀起,称为动⼒系统。
电⼒⽹⼀⼀电⼒系统中输送和分配电能的部分称为电⼒⽹。
动⼒系统、电⼒系统和电⼒⽹⽰意图⼆、对电⼒系统运⾏的基本要求 1、电⼒系统运⾏的基本特点:1)电能不能⼤量存储:⽣产、输送、分配和消费同时进⾏; 2)电⼒系统的暂态过程⾮常短促;3)与国民经济的各部门及⼈民⽇常⽣活有着极为密切的关系,供电的突然中断会带来严重的后果。
2、根据以上电⼒系统的特点,对其的基本要求是: 1)保证安全可靠供电;具体做法为:A 严密监视设备的运⾏状态和认真维修设备以减少其事故的发⽣;B 不断提⾼运⾏员的技术⽔平,减少误操作的次数;----------- ---------------------- -----------动⼒系统电环址— 电⼒两 --------- ---- --------- ------- 1升底输电线路降压1■U 负1 L 荷1 1C系统具备有⾜够的有功及⽆功电源;D 完善电⼒系统的结构,提⾼抗⼲扰能⼒;E 利⽤现代的⾼科技实现对系统的控制和监视;F 根据对⽤电可靠性的要求,降负荷按等级划分。
2)要有符合要求的电能质量(电压和频率); 3)要有良好的经济性:降低耗媒率,降低线损等。
三、电⼒系统的接线⽅式1、⽆备⽤接线⽅式:2四、电压,电流,有功功率,⽆功功率,功率因数,频率的基本概念及相互关系 U: 电压有效值 F :频率 P :有功功率 S: 视在功率I Cos Q: 电流有效值: 功率因数 :⽆功功率关系 :S = P + j QP = U I Cos ?Q =U I Sin五、⼀次设备与⼆次设备的概念 1、⼀次设备:指直接⽤于⽣产、输送和分配电能的⽣产过程的⾼压电⽓设备,它包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、⾃动开关、接触器、⼑开关、母线、输电线路、电⼒电缆、电抗器、电动机等;、有备⽤接线⽅式:2、⼆次设备:指对⼀次设备的⼯作进⾏监测、控制、调节、保护以及为运⾏、维护⼈员提供运⾏⼯况或⽣产指挥信号所需的低压电⽓设备,如熔断器、控制开关、保护装置、控制电缆等。
新形势下的电力系统自动化的新技术及研究方向摘要:随着计算机技术、控制技术及信息技术的发展,电力系统自动化面临着空前的变革。
多媒体技术、智能控制将迅速进入电力系统自动化领域。
关键词:新形势;电力系统自动化;研究方向中图分类号:tm76 文献标识码:a文章编号:1009-0118(2012)07-0215-02电力系统自动化是我们电力系统一直以来力求的发展方向,它包括:发电控制的自动化(agc已经实现,尚需发展)、电力调度的自动化(具有在线潮流监视,故障模拟的综合程序以及scada系统),实现了配电网的自动化,现今最热门的变电站综合自动化即建设综自站,实现更好的无人值班。
电力系统是一个地域分布辽阔,由发电厂、变电站、输配电网络和用户组成的统一调度和运行的复杂大系统。
一、电力系统自动化的概念电力系统自动化的领域包括生产过程的自动检测、调节和控制,系统和元件的自动安全保护,网络信息的自动传输,系统生产的自动调度,以及企业的自动化经济管理等。
电力系统自动化的主要目标是保证供电的电能质量(频率和电压)、系统运行的安全可靠,提高经济效益和管理效能。
二、具有变革性重要影响的三项新技术(一)电力系统的智能控制电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为3个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。
智能控制是当今控制理论发展的新阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。
特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。
智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景,其具体应用于快关汽门的人工神经网络适应控制,基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构,多机系统中的asvg(新型静止无功发生器)的自学习功能等。
(二)facts和dfacts1、facts概念的提出电力系统的发展迫切需要先进的输配电技术来提高电压质量和系统稳定性,一种改变传统输电能力的新技术——柔性交流输电系统(facts)技术悄然兴起。
区域治理智能电力与应用新一代电力系统继电保护——暂态保护刘业标中国能源建设云南火电建设有限公司,云南 昆明 650217摘要:当单相接地故障发生时,经消弧线圈补偿后的故障电流较小,接地电弧不稳定,使得基于稳态量整定的分界开关存在误动现象,从故障暂态原理入手,可以使该问题得到可靠解决,本文针对暂态保护进行了分析。
关键词:电力系统;分界开关;暂态法单相接地故障占电网故障的80%左右,根据故障持续时间分为瞬时性、间歇性和永久性故障。
谐振接地方式不仅可以自动消除瞬间单相接地故障,还能降低间歇性故障发生概率,已成为国内中压配电网主要接地方式。
国际上,日本以及欧洲国家(德国、法国、意大利、俄罗斯等)也是采用小电流接地方式。
国内外统计数据表明,经消弧线圈接地故障跳闸率比小电阻接地减少50%左右。
一、分界开关误动原因针对中性点经消弧线圈接地的配电系统,开展用户分界开关性能测试,模拟区内外金属接地、弧光接地、间歇接地故障,发现间歇接地故障时分界开关误动几率高。
1稳态原因谐振接地补偿电容电流,非故障线路零序电流比故障线路高,残流小于10A,电流方向相同,不存在零序电流整定值区间,因整定值设置过低造成误动。
采用工频滤波算法的普通分界开关控制保护器,滤波后的零序电流幅值偏大,易超过整定值也会引起分界开关误动。
2暂态原因由于接地电流小,接地电弧易于熄灭和重燃,相当比例的接地故障为间歇性弧光接地故障。
间歇性故障暂态过程持续时间长、暂态零序电流幅值大。
如果按稳态量整定动作值,在出现间歇性接地故障时,因为有一个持续的暂态信号捣乱,暂态幅值远大于整定值,分界开关误动。
综上所述,谐振接地分界开关零序电流与电容电流难以从有效值上可靠区分,间歇性故障中暂态零序电流幅值偏大,传统保护整定值失效,导致分界开关不能正确动作。
暂态量不受消弧线圈的影响,利用其实现分界,能够提高可靠性。
二、采用暂态保护解决方案1原理分析暂态信号的主频在300-1000Hz,比消弧线圈中的阻抗主频大6-20倍,可以忽略消弧线圈对暂态信号的影响,几乎没有电感电流存在,暂态信号幅值大是因为高频下容抗小,容性电流大。
第十章电力系统电磁暂态过程分析第一节概述电力系统电磁暂态过程分析的主要目的是分析和计算故障或操作后可能出现的暂态过电压或过电流,以便对电力设备进行合理设计,确定已有设备能否安全运行,并研究相应的限制和保护措施。
此外,研究新型快速继电保护装置的动作原理、故障点探测原理以及电磁干扰等问题,也需要进行电磁暂态分析。
由于电磁暂态过程变化很快,一般需要分析和计算持续时间在毫秒级以内的电压、电流瞬时值变化情况。
因此,分析中需要考虑元件的电磁耦合,计及输电线路分布参数所引起的波过程,甚至要考虑线路三相结构的不对称、线路参数的频率特性以及电晕等因素的影响。
电磁暂态过程的分析方法分为两类。
一类是应用暂态网络分析仪TNA (Transient Network Analyzer)的物理模拟方法;另一类是数值计算(或称数字仿真)方法,即列写描述各元件的全系统暂态过程的微分方程,应用数值方法进行求解。
数值计算方法具有代表性的成熟产品是H.W.Dommel 创建的电磁暂态程序EMTP (Electromagnetic Transient Program),它具有很强的计算功能和良好的计算精度,并包括了发电机、轴系和控制系统动态过程模拟,除了用于电磁暂态过程分析外,还可用于分析次同步振荡及轴系扭振等。
该程序已在世界上得到普遍承认和广泛应用,并仍在继续发展。
本章主要介绍EMTP 的基本数学模型和计算方法,重点阐述其基本原理,为读者使用和进一步深入了解这一程序和其他有关程序,乃至研究和开发新程序打下基础。
第二节电磁暂态过程数值计算的基本方法对描述电力系统元件和全系统暂态过程的微分方程进行求解,采用的是数值积分方法。
隐式梯形积分法比较简单且具有相当好的精度和良好的数值稳定性,并能较好适应刚性微分方程组,因此EMTP 和其他一些电磁暂态程序大多采用这种积分方法。
对于常微分方程)(d d x f t x =(10-1)隐式梯形积分公式为{})]([)]([2)()(t t x f t x f t t t x t x ∆-+∆+∆-=(10-2)式中:t ∆为积分步长。
继电保护原理FAQ1、什么是继电保护和安全自动装置?各有什么作用?答:继电保护装置是指反应电力系统电气元件故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的自动装置,是用于保护电力元件的成套硬件设备,任何电力元件不得在无继电保护的状态下运行;电力系统安全自动装置是用于保护电力系统的,用于快速恢复电力系统的完整性,防止发生和中止已开始发生的足以引起系统大面积停电的重大系统事故,如失去系统稳定、电压崩溃或频率崩溃等。
2、电力系统对继电保护的基本要求是什么?答:“四性”要求:选择性、快速性、灵敏性、可靠性。
其中,选择性是指故障时仅切除故障元件,尽量减少停电范围;快速性又称速动性,是指保护动作时间要尽可能短,能够快速切除故障;灵敏性是衡量保护动作灵敏程度的能力,通常用灵敏度(灵敏系数)来表示;可靠性是指保护范围内故障不拒动,保护范围外故障不误动,其中不误动的可靠性称为“安全性”(security),不拒动的可靠性称为“可信赖性”(reliability)。
3、灵敏度过高或过低会产生什么问题?答:灵敏度过高说明保护动作越灵敏,越能可靠反应要求动作的故障或异常状态,但是在不该动作的时候容易产生误动,与选择性矛盾。
灵敏度过低或不满足要求,则在最不利于保护动作的运行方式下,保护会拒动。
4、继电器一般怎样分类?答:继电器按其在继电保护中的作用,可分为测量继电器和辅助继电器。
其中,测量继电器能直接反应被保护元件的电气量变化,按所反应电气量的不同,又可分为:电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器、差动继电器等。
辅助继电器用于辅助实现保护功能,按其作用的不同,分为中间继电器、时间继电器以及信号继电器等。
5、什么是主保护、后备保护?答:主保护是指满足系统稳定和设备安全要求,能以最快速度有选择性地切除被保护故障设备的保护;后备保护是主保护或断路器拒动时,用来切除故障的保护,又可分为近后备保护和远后备保护。
近后备保护是当主保护拒动时,由本电力设备的另外一套保护来实现后备的保护,这种后备作用是在主保护安装处本地实现;远后备保护是主保护或断路器拒动时,由相邻电力设备的保护来实现后备保护,是在远处实现。