自适应电流保护研究

 2023-01-20 09:01

论文总字数:17503字

摘 要

系统的自适应保护是现代继电保护技术研究的重要课题之一,不仅能够改善电力系统工况,对于保护的性能也具有相当重要的意义。

电流保护是作为电力系统继电保护的原理之一,包括了电流速断保护、限时电流速断保护及过电流保护及其整定计算方法,而自适应式电流保护能够使得保护更适应于系统的实际情况。

关键词 继电保护,电力系统,自适应,电流保护

Abstract

Adaptive protection of power system, which concerns improving protection perfermance and system running condition,is one significant research task of modern relay protection techniques.

Current protection, which works as main protection of transmission line, is one of protection types. Proposed off-speed adaptive current protection, adaptive current limit protection and off-speed adaptive over-current protection and setting calculation method to protect the system more easily adapted to the conditions.

Key words relay protection,power system,adaptive,current protection

目 录

摘 要 I

Abstract Ⅱ

1 绪 论 1

1.1 选题意义 1

1.2 自适应保护的概念 2

1.3 自适应保护的研究及应用现状 2

2 自适应电流保护 3

2.1 自适应电流速断保护 3

2.2 自适应限时电流速断保护 6

2.3 自适应过电流保护 8

2.4 系统运行方式的在线检测方法 10

2.5 短路类型的在线判断方法 11

3 某系统的在线整定计算 13

3.1 传统电流保护 14

3.2 自适应电流保护 16

4 结论 20

谢 辞 21

参考文献 22

附录:外文资料翻译

1 绪

1.1 选题意义

传统的继电保护简单一点概括说就是具有“预整定、实时动作、定期检验”这十五个字的特征,使用离线计算来确定系统所使用的整定值,这就意味着在整个系统运行的过程中时系统的整定值几乎不会发生任何的更改。但进入电气时代后,人们的科技水平得到不断地发展,这也意味着人们对电力的需求也变得日益增长,电力已经变成现代人必不可少的生活资源,以此带来的电力系统的不断发展以及规模的逐渐扩大致使原本简单的供电网络结构的日益趋向于复杂,这使得传统的保护方法慢慢无法跟上电力系统过快的庞大发展。于是在这个时候自适应保护被当做用来解决这些问题的一个方向被提出。它可以频繁地更改保护特性以此来应对电力系统中拓扑结构变化频繁、运行状态不稳定的情况,从而更好地适应系统的种种变化 ,以此做到达到保护最佳性能的目的.

自适应继电保护可以定义为依据电力系统的运行模式和故障状态的变化做到实时更改保护性能、特性或定值的保护[1]。自适应继电保护的基本思想是使保护可以最大、最优地适应电力系统的各种电压电流的变化,从而使保护的性能能够进一步的得到提升。

可以说,电力系统的出现诞生了继电保护技术并不断促使继电保护技术的发展。19世纪末,为了保护电气设备不受线路短路时的损害人们利用了一段细小的金属丝;20世纪初,交流电输电技术最终战胜并且取代了直流输电技术,电力输电技术的突破使长距离输电变成了可能,人们对电力的渴求致使电力输送的需求日益增长,电网的规模进一步的扩大,为了更加有效地应对电网可能发生的故障,人们开始使用断路器代替熔丝切断短路电流,并且逐渐学会了如何依据电网发生故障时的电压、电流的变化来跳开相对应的断路器;到了1910年,则出现了方向性电流保护;至20世纪20年早期,距离保护的方案被人运用到了电力装置之中;而在短短的不到十年的光阴中,更是诞生了快速动作的高频保护。由此可以看出来,在上个世纪的历史进程中,继电保护原理早就已经被广泛使用,但是保护原理并没有发生突破性的变化。实际上,自从继电保护诞生之日起,人们就力图让继电保护适用于不同的故障状态以及系统运行方式的变化。从电磁型到到微机型等多个发展阶段的不断的演变中,保护的设备与技术在多代人的努力下有了很大的改进和提高。但是,不论设备与技术如何变化改进,继电保护的任务都未曾发生改变——保护电力系统的安全稳定的运行,所以,作为系统中的“无言的哨兵”,继电保护起着相当重要的作用。

可靠性和灵敏性是继电保护最重要也是最需要考量的两个方面,它们就如同一个硬币的两个互相背对的面一样,它们既同时组成了一个硬币,但是又相互对。如果我们只是单纯的将目光放置于其中一个面上,就非常容易忽视另一个面。举一个例子,例如我们只将目光注视在保护的可靠性的时候,我们就很难会顾及到灵敏度的考量,那么就可能会导致保护的灵敏度降低,动作的时间延长。与之相对的,如果我们强调了保护的灵敏性,那么就可能存在保护装置发生误动。按照最严重的情况来考虑是传统的继电保护通常会采取的办法,简单一点来说就是遇到故障时保护装置优先考虑保护的灵敏性,这就是说动作的可靠性将会被牺牲掉,当然这样做会使保护的性能在系统正常的运行条件下无法达到最佳的状态,以至于发生保护误动作或延时动作。即便立即纠正这些误动,在一些特定的情况下,我们也无法想象这些误动作可能会对电力系统产生的影响。但是自适应继电保护充分的认识到了这些,并且其控制系统具有反馈功能,可以利用不同的通信方式来获得系统的运行方式和故障类型,从而作出与之相对应的控制,使得保护的整定值和整定时间适应于系统状态的变化,从而实现灵敏性和可靠性这一对立矛盾的统一,这样做就使得保护的性能从根本上得到了大幅度的改善。

1.2 自适应保护的概念

自适应继电保护可以定义为:根据电力系统运行方式和故障状态的变化,可以实时改变保护定值、特性或性能的保护[1]。通过调整自适应继电保护的整定定值、动作特性以此变换不同的保护性能灵活地应对一次系统运行时多变纷杂的不同情况,因此,传统保护所面临的种种缺点与不足它都在很大程度上进行了克服了。

1.3 自适应保护的研究及应用现状

电力系统继电保护采用的主要手段是切除发生故障的设备或线路,这样做可以有效地保证电力系统平稳正常的运行。实际上继电保护本质上也是电力系统中的一种自动控制,因此自动重合闸也应该被包括在内。近十年里,自适应继电保护总在不断地适应着处于发展中的供电产业的需要,并取得了显著地进步与发展。总而言之,现在的继电保护已经基本上达到电力系统的要求,并且在计算机技术的帮助下跨入了计算机保护的新世纪。但是当我们考虑自适应保护时,就不得不更进一步地考虑电力系统运行时的状态以及故障过程中将会发生的变化。从这一方面来看,自适应保护可以被看成一个拥有者反馈控制功能的系统。对于自适应继电保护来说,能够方便的就地使用各种通信方式通过调度和相邻变电站来获知系统运行的状态以及故障发生之后电压电流的变化情况等信息。通过变化站的综合自动化、电力系统调度自动化以及微机的智能,使我们更加便利地获得有用的信息以及更为方便的做到问题的实时处理。现场获取信息不仅简单而且更为容易做到,因此应该被优先考虑。而通过通信方式从远端获取信息相对就会复杂很多,并且对数据信息快速传输要求也较高,当然,如果能够做到保护性能的显著改进,且能让要求被更好的满足,这样的保护方式自适应保护也是可以吸纳使用的。

2 自适应电流保护

自适应继电保护可定义为能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护定值、特性或性能的保护。

自适应继电保护基本思想是使保护适应系统变化多端的情况,以此进一步提的高保护效率和性能。在电力系统中,用户的组成与运行状态处于繁杂的变化中,因此除了正常的运行方式之外,还极有可能发生各式各样类型的故障,可能是金属性短路故障,或者是永久或瞬时性故障,亦或是经过过渡电阻时短路产生的故障等。从中可以看出,想要应对电力系统会发生的各种变化情况,是很复杂、困难且艰巨。

2.1 自适应电流速断保护

2.1.1 传统电流速断保护

在传统的电力系统保护里,由于使用原理拥有容易好懂不容易出现问题且效果比较好等特点电流速断保护得到了广泛的使用。这个保护会使用不同的保护范围并以此应对系统运行方式及故障类型的不同。为了保证其选择性,一般要求保证下一段线路出口处短路时不动作,然而在实际操作中,本线路末端短路时产生的电流与下一线路出口处短路时产生的电流反映到本线路保护处几乎没有区别,这就意味着,这条线路所使用的电流速断保护所要整定的动作电流可以依照这条线路的末端能够躲过短路时有几率可能发生的最大短路电流进行整定值的计算。当然这样的电流保护方式并不是唯一,当我们处于个别的情况下时,断路器如果进行了快速切除故障,并使用自动重合闸这个反事故措施来纠正这种无选择性的动作,电流速断保护就会处于无选择性。

剩余内容已隐藏,请支付后下载全文,论文总字数:17503字

您需要先支付 80元 才能查看全部内容!立即支付

该课题毕业论文、开题报告、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找;