一、概述:
線路保護裝置是指主要用于各電壓等級的間隔單元的保護測控,具備完善的保護、測量、 控制 、備用電源自投及通信監視功能,為變電站、發電廠、高低壓配電及廠用電系統的保護與控制提供了完整的解決方案,可有力地保障高低壓電網及廠用電系統的安全穩定運行的裝置。
中文名:線路保護裝置 外文名:Line protection device
形 式:繼電器保護、微機保護等 組 成:測量元件、邏輯元件等
應 用:輸電線路保護等 學 科:電力學
二、發展階段:
線路保護裝置隨著科學技術的發展逐漸經歷了四個發展階段:
(1)傳統的繼電器式繼電保護。
(2)半導體晶體管式繼電保護。
(3)集成電路繼電保護。
(4)微機保護。
前三個階段可近似認為是常規繼電保護。而微機保護如今則已經成為所有保護裝置的主流應用。各個階段最顯著的區別就是保護裝置物理邏輯器件的變化。
三、常見裝置特點:
1.常規繼電保護的缺點
常規繼電保護是采用繼電器組合而成的,如過電流繼電器、時間繼電器、中間繼電器等,通過復雜的組合來實現保護功能,它的缺點如下:
(1)占的空間大,安裝不方便。
(2)采用的繼電器觸點多,大大降低了保護的靈敏度和可靠性。
(3)調試、檢修復雜,一般要停電才能進行,影響正常生產。
(4)沒有靈活性,當rrA變比改動后,保護定值修改要在繼電器上調節,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的可靠動作。
(6)繼電器保護功能單一,要安裝各種表計才能觀察實時負荷。
(7)數據不能遠方監控,無法實現遠程控制。
(8)繼電器自身不具備監控功能,當繼電器線圈短路后,不到現場是不能發現的。
(9)繼電器保護是直接和電器設備連接的,中間沒有光電隔離,容易遭受雷擊。
(10)常規保護已經逐漸淘汰,很多繼電器已經停止生產。
(11)維護復雜,故障后很難找到問題。
(12)運行維護工作量大,運行成本比微機保護增加60%左右。
(13)操作復雜,可靠性低。在以往的運行經驗中發現很多事故的發生主要原因有兩 條:①人為原因:因為自動化水平低,操作復雜而造成事故發生。②繼電保護設備性能水平低,二次設備不能有效的發現故障。
(14)常規保護從單套價來說比微機保護便宜,但使用的電纜數量多、屏柜多,特別 是裝置壽命短,運行費用(管理費用、維護費用等)比微機保護高出60%,綜合費用還 是比微機保護多。
2.微機保護的優點
(1)微機保護原來采用單片機,系統具備采集、監視、控制、自檢查功能。通過一 臺設備可以發現輸電線路的故障、負荷和設備自身的運行情況(當設備自身發生某種故障時,微機保護通過自檢功能,把故障進行呈現),采用計算機原理進行遠程控制和監視。
(2)由于微機保護采用各種電力邏輯運算來實現保護功能,所以只需要采集線路上、的電流電壓,就可以大大簡化接線。
(3)微機保護的保護出口、遙控出口、就地控制出口都是通過一組繼電器動作的,所以非常可靠。
(4)微機保護采用計算機控制功能,保護定值、保護功能、保護手段采用程序邏輯,這樣可以隨時修改保護參數和保護功能,不用重新調試。
(5)微機保護還具備通信功能,可以通過網絡把用戶所需要的各種數據傳輸到監控中心,進行集中調度。
(6)微機保護采用光電隔離技術,把所有采集上來的電信號統一形成光信號,這樣有強電流攻擊時候,設備可以建立自身保護機制。
(7)微機保護采用CPU進行數據處理,加大了數據處理速度。
(8)微機保護的壽命長,由于設備在正常狀態處于休眠狀態,只有程序實時運行,各個元器件的壽命大大加長。
(9)微機保護具備時鐘同步功能,采用故障錄波的方式把故障記錄下來,便于對故障進行分析。
(10)微機保護采用了多層印刷板和表面貼裝技術,因而具有很高的可靠性和抗干擾能力。
(11)中文用戶界面標準化,易學、易用、易維護。
(12)微機保護從單套價來說比常規保護貴些,但使用的電纜數量極少、屏柜少,特別是使用壽命長達25年,運行費用(管理費用、維護費用等)比常規保護降低60%,綜合費用還是比常規保護少許多。
四、線路保護裝置組成:
線路保護裝置一般由測量元件、邏輯元件和執行元件三部分組成。
(1)測量元件。作用:測量從被保護對象輸人的有關物理量(如電流、電壓、阻抗、功率方向等),并與已給定的整定值進行比較,根據比較結果給出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等具有“0”或“1”性質的一組邏輯信號,從而判斷保護是否應該啟動。
(2)邏輯元件。作用:根據測量部分輸出量的大小、性質、輸出的邏輯狀態、出現的順序或它們的組合,使保護裝置按一定的布爾邏輯及時序邏輯工作,最后確定是否應跳閘或發信號,并將有關命令傳給執行元件。邏輯回路有或、與、非、延時啟動、延時返回、記憶等。
(3)執行元件。作用:根據邏輯元件傳送的信號,最后完成保護裝置所擔負的任務。如:故障時跳閘;不正常運行時發信號;正常運行時不動作。
五、線路保護裝置異常故障及處理:
原因分析:①電流互感器斷線;②電壓互感器斷線:⑧CPU檢測到電流、電壓采樣異常:④內部通信出錯:⑤裝置長期啟動;⑥保護裝置插件或部分功能異常:⑦通道異常。
造成后果:①保護裝置部分功能不可用:②裝置可靠性降低,但尚不至于完全失去保護功能。
處置原則:
(1)立即通知運維單位,匯報調度,重點核實有無誤動、拒動風險,是否需要退出該套保護,必要時可向保護專業咨詢。
(2)應根據現場運維人員報告情況和保護專業意見,報告調度,確定是否將失去保護的出線退出運行或采用相關開關串帶方式運行。
(3)了解異常的原因、現場處置的情況,現場處置結束后,檢查信號是否復歸并做好記錄。