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關(guān)鍵詞：電力雙回線路；繼電保護(hù)原理；特點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM762.2+6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 雙回線路繼電保護(hù)的特點(diǎn)

1.1 線間互感及跨線故障對(duì)繼電保護(hù)的影響

除了在同一回線相間存在互感外，同桿雙回線線間也存在互感的影響。故障情況下，雙回線上的電壓和電流不僅取決于本線路運(yùn)行情況，而且還受另一回線電氣量感應(yīng)影響，其中以零序互感的影響最為突出。若不采取應(yīng)對(duì)措施，可能導(dǎo)致接地距離保護(hù)和零序方向保護(hù)等發(fā)生拒動(dòng)或誤動(dòng)。此外，在發(fā)生跨線故障時(shí)，電氣量的變化特征與單回線故障時(shí)的情況也存在明顯差異，給基于單側(cè)電量的保護(hù)原理，如距離保護(hù)和功率方向保護(hù)等帶來(lái)了許多新的問(wèn)題。

1.2 不同運(yùn)行方式下保護(hù)靈敏度的差異

同桿雙回線有雙回線同時(shí)運(yùn)行、單回線運(yùn)行、雙線組合全相運(yùn)行（準(zhǔn)三相運(yùn)行）、雙回線（或單回線）非全相運(yùn)行等多種運(yùn)行方式。由于線間互感的存在，在不同的運(yùn)行方式下發(fā)生故障時(shí)，線路的故障電壓和故障電流存在很大的差異，進(jìn)而導(dǎo)致在不同運(yùn)行方式下的保護(hù)靈敏度并不相同。因此，需考慮保護(hù)配置方案和定值在不同運(yùn)行方式下的適應(yīng)性和靈敏度問(wèn)題。

1.3 跨線故障選相

對(duì)于同桿雙回線的異名跨線故障，保護(hù)裝置存在誤切雙回線的可能，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響。例如，發(fā)生IA IIBG 故障時(shí)，應(yīng)該由I回線兩側(cè)跳A相、II回線兩側(cè)跳B(niǎo) 相，但保護(hù)裝置很容易誤判為雙回線都發(fā)生AB相間短路故障而同時(shí)跳開(kāi)兩回線，給系統(tǒng)穩(wěn)定帶來(lái)不必要的影響。因此需要研究有效的跨線故障選相方案，在系統(tǒng)發(fā)生上述類(lèi)似故障時(shí)能夠選跳線路，以維持兩側(cè)系統(tǒng)的聯(lián)系。

1.4 自動(dòng)重合閘

同桿并架線路發(fā)生跨線永久性故障時(shí)，應(yīng)盡量避免兩回線重合閘配合不當(dāng)，導(dǎo)致重合于永久性相間故障，對(duì)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的二次沖擊。例如，發(fā)生IA IIBG永久性故障時(shí)，當(dāng)I回線兩側(cè)跳A相、II回線兩側(cè)跳B(niǎo)相后，若兩回線同時(shí)重合，相當(dāng)于再次重合于ABG相間短路，將產(chǎn)生很大的短路電流，并導(dǎo)致兩條線路同時(shí)切除，從而嚴(yán)重危及電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。此外，當(dāng)兩側(cè)系統(tǒng)主要依靠雙回線聯(lián)系時(shí)，也需考慮如何協(xié)調(diào)兩回線的重合閘方式，盡量保證跨線故障切除后，兩側(cè)系統(tǒng)仍能保持良好的互聯(lián)運(yùn)行，以提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。

1.5 更高的可靠性要求

相對(duì)單回線路而言，雙回線傳輸功率更大，兩側(cè)系統(tǒng)聯(lián)系更強(qiáng)，其安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定更為重要，這就對(duì)同桿雙回線路的保護(hù)提出了更高的可靠性要求。需要保護(hù)裝置能夠更加快速、準(zhǔn)確而又有選擇性地切除故障線路。

2 同桿雙回線路繼電保護(hù)原理及應(yīng)用

2.1 分相（分線）電流縱差保護(hù)

分相電流差動(dòng)保護(hù)是指按相比較線路兩側(cè)電流的幅值及相位。如果兩側(cè)的電流差或者相位超過(guò)動(dòng)作值時(shí)，線路兩側(cè)同時(shí)按相切除故障相。同桿雙回線路每相都有兩回出線，因此傳統(tǒng)的分相電流差動(dòng)保護(hù)在雙回線中實(shí)為分線差動(dòng)的形式。分相電流差動(dòng)有良好的故障選相能力，保護(hù)效果不受系統(tǒng)振蕩及負(fù)荷影響、對(duì)全相和非全相運(yùn)行中的故障均能正確選相并跳閘。所以它是目前同桿雙回線最理想和應(yīng)用最為廣泛的保護(hù)之一。在光纖通信條件滿足的情況下，應(yīng)考慮優(yōu)先裝設(shè)。分相電流差動(dòng)保護(hù)應(yīng)用于超高壓長(zhǎng)線路時(shí)，受線路分布電容的影響較大。

2.2 縱聯(lián)距離（方向）保護(hù)

對(duì)于同桿并架雙回線，當(dāng)通道條件不具備，或?yàn)榱藵M足主保護(hù)動(dòng)作原理的雙重化配置要求，常采用縱聯(lián)距離（方向）保護(hù)作為線路主保護(hù)。同時(shí)，距離保護(hù)也廣泛用于同桿并架線路的后備保護(hù)。線間互感的存在，使得雙回線路中縱聯(lián)距離和縱聯(lián)方向保護(hù)的配置方案和整定相比傳統(tǒng)單回線路復(fù)雜很多，鄰線零序電流通過(guò)互感會(huì)對(duì)接地距離保護(hù)產(chǎn)生影響，使保護(hù)范圍縮短或超越 ，因此在實(shí)際運(yùn)行中常考慮縮短單側(cè)距離保護(hù)的動(dòng)作范圍。為了減小零序互感的影響，提出了一種利用鄰線零序電流進(jìn)行補(bǔ)償?shù)木嚯x保護(hù)方案。但采用相鄰線路零序電流補(bǔ)償時(shí)，仍存在故障相對(duì)健全相的影響如何、應(yīng)該怎樣補(bǔ)償及健全相會(huì)不會(huì)誤動(dòng)等問(wèn)題；同時(shí)還要考慮在故障相近側(cè)跳閘后，健全相會(huì)不會(huì)因零序電流的影響而發(fā)生相繼誤動(dòng)等問(wèn)題。

2.3 橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)

橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的基本原理是在同一側(cè)比較雙回線的電流，不需要增加額外的保護(hù)通信通道。根據(jù)電流的方向是否引入動(dòng)作判據(jù)的差異，橫差保護(hù)可分為橫聯(lián)方向差動(dòng)保護(hù)和電流平衡保護(hù)兩種形式。電流平衡保護(hù)只比較兩回線電流的大小，適合安裝于單側(cè)電源供電的平行雙回線的電源側(cè)，而不能用于單電源雙回線路的負(fù)荷端，在雙電源系統(tǒng)中的弱電源端其保護(hù)的靈敏度往往是不夠的。此外，當(dāng)發(fā)生含同名故障相的跨線故障時(shí)，由于兩相電流相等而會(huì)導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)。按保護(hù)功能的不同，橫聯(lián)差動(dòng)還可以分為相間和零序（接地）差動(dòng)兩種形式。相間橫差保護(hù)分別取不同相別的兩回線的差流作為動(dòng)作判據(jù)；零序差動(dòng)保護(hù)則由兩回線的零序電流作比較，將雙回線兩個(gè)零序電流的和或者差作為動(dòng)作量的判據(jù)的都有應(yīng)用。另外，零序橫差保護(hù)定值應(yīng)躲開(kāi)相鄰線路故障時(shí)流過(guò)雙回線的零序差電流，如果雙回線間互感較大而在定值整定中考慮不充分時(shí)，會(huì)導(dǎo)致橫差保護(hù)誤動(dòng)。

3 同桿雙回線路繼電保護(hù)配置

目前我國(guó)已有一系列同桿雙回線路投入運(yùn)行，現(xiàn)結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)現(xiàn)有同桿雙回線路保護(hù)的配置情況作分析探討。

3.1 500kV電壓等級(jí)的雙回線路保護(hù)配置

洪龍線路是我國(guó)第一條全線同桿并架的500kV電壓等級(jí)線路，全長(zhǎng)180km。受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，最初保護(hù)裝置配置和通道的組織并未考慮同桿雙回線路跨線故障的選相問(wèn)題，主保護(hù)配置采用微機(jī)高頻方向保護(hù)和高頻距離保護(hù)構(gòu)成的雙重化配置形式。在該保護(hù)配置下，當(dāng)發(fā)生異名跨線故障情況時(shí)，會(huì)導(dǎo)致雙回線同時(shí)三相跳閘，對(duì)電力輸送效率和系統(tǒng)穩(wěn)定帶來(lái)影響。

3.2 330kV電壓等級(jí)同桿雙回線路保護(hù)配置實(shí)例

330kV南郊雙回線路全長(zhǎng)240km，屬于局部同桿并架線路，同桿架設(shè)部分占整體線路的65%，于上世紀(jì)90年代初期投入運(yùn)行。按當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，雙回線采用快速方向和快速高頻閉鎖距離保護(hù)構(gòu)成主保護(hù)的雙重化。在該保護(hù)配置下，系統(tǒng)發(fā)生的各類(lèi)故障，保護(hù)基本都能正確動(dòng)作。但保護(hù)在實(shí)際運(yùn)行中存在一些缺陷，首先，雙回線合環(huán)時(shí)如果運(yùn)行線路的功率較大，合環(huán)點(diǎn)電壓相角差過(guò)大，合環(huán)后會(huì)導(dǎo)致快速方向保護(hù)誤動(dòng)；其次，當(dāng)安康側(cè)機(jī)組全停為弱電源側(cè)時(shí)，快速方向保護(hù)的阻抗元件靈敏度不滿足要求，會(huì)造成保護(hù)拒動(dòng)和選相失敗，建議，當(dāng)條件允許時(shí)，同桿雙回線路可考慮選用縱差保護(hù)方案。

4 幾點(diǎn)結(jié)論

結(jié)合本文對(duì)同桿雙回線保護(hù)原理及工程應(yīng)用的調(diào)研分析，可總結(jié)以下特點(diǎn)以及需要進(jìn)一步開(kāi)展的研究工作，供同行討論與參考：

（1）分相（分線）電流差動(dòng)具有良好的保護(hù)性能和故障選相能力，實(shí)際運(yùn)行情況也一再表明，在通道條件允許的情況下，應(yīng)該優(yōu)先選用。

（2）出于保護(hù)雙重化和后備保護(hù)的要求，目前尚需繼續(xù)對(duì)受線間互感影響而復(fù)雜化的距離保護(hù)、零序保護(hù)等保護(hù)方案等開(kāi)展更深入的量化研究，包括這些保護(hù)方案的合理配合。

（3）同桿雙回線路保護(hù)的不正確動(dòng)作情況主要是由于對(duì)線間互感情況下保護(hù)的整定計(jì)算缺乏更加量化的計(jì)算研究、保護(hù)裝置本身以及所配置方案對(duì)雙回線路復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式考慮不充分所致。

參考文獻(xiàn)

[1]舒印彪，趙丞華.研究實(shí)施中的500kV同塔雙回緊湊型輸電線路[J].

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關(guān)鍵詞：電力設(shè)備；繼電保護(hù)裝置；故障原因；技術(shù)處理；管理體系

中圖分類(lèi)號(hào)： F407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

前言

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種類(lèi)型的電力設(shè)備正出現(xiàn)在人們的視野中，并直接或間接地影響著生活和工作，如何能夠提高這些電力設(shè)備的穩(wěn)定性和功能性，就成為人們的需要，和電力科技工作和電力日常維護(hù)工作的重要內(nèi)容。當(dāng)前，電力設(shè)備的功能越來(lái)越多、體積越來(lái)越龐大，這就為電力設(shè)備提出了如何確保穩(wěn)定運(yùn)行的問(wèn)題，一般電力設(shè)備普遍安裝了繼電保護(hù)裝置，這對(duì)于電力設(shè)備安全性和穩(wěn)定性的提高有重要的價(jià)值。但是繼電保護(hù)裝置本身也會(huì)因?yàn)橘|(zhì)量、超負(fù)荷運(yùn)行、維修工作不力等因素，會(huì)產(chǎn)生故障和隱患，特別是在電力技術(shù)不斷發(fā)展，電力網(wǎng)絡(luò)化、信息化大潮的不斷影響下，繼電保護(hù)裝置故障將會(huì)被放大，進(jìn)而影響到整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定，因此，需要對(duì)電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障和處理進(jìn)行電力行業(yè)內(nèi)的技術(shù)性研究。提高電力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行質(zhì)量和故障處理水平應(yīng)根據(jù)電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置管理和維護(hù)工作經(jīng)驗(yàn)，在分析電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，找到技術(shù)上和管理上處理電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障的要點(diǎn)，為確保繼電保護(hù)裝置的功能穩(wěn)定、電力設(shè)備的性能實(shí)現(xiàn)起到技術(shù)上儲(chǔ)備和積累的作用。

1常見(jiàn)的電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障

1.1電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行故障

電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行故障是最為常見(jiàn)且危害性最大的故障形式，具體表現(xiàn)為：電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置的主變差動(dòng)，保護(hù)裝置的開(kāi)關(guān)拒合工作失誤，特別在電力設(shè)備處于長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行，這會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)溫度上的積累，產(chǎn)生局部高溫，引發(fā)繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)或失靈，在變壓器工作中繼電保護(hù)裝置的電壓互感器的二次電壓回路容易出現(xiàn)故障，這對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行有著重要的影響。

1.2電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置的產(chǎn)源故障

電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置的產(chǎn)源故障通俗地講，就是電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置由于元器件質(zhì)量不高、精度差、材質(zhì)不合格等原因，產(chǎn)生了電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置的故障，在實(shí)際的電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中，元器件質(zhì)量與產(chǎn)源型故障的發(fā)生成標(biāo)準(zhǔn)的負(fù)相關(guān)。

1.3電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置的隱形故障

電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置的隱形故障也稱既發(fā)故障，就是應(yīng)電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障引發(fā)的電力設(shè)備或電力系統(tǒng)范圍更大、影響更深遠(yuǎn)的故障，對(duì)于電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置的隱形故障電力企業(yè)的工作人員應(yīng)該予以高度重視，不單單因?yàn)殡娏υO(shè)備繼電保護(hù)裝置的隱形故障可能產(chǎn)生大規(guī)模停電事故和電力火災(zāi)，而且因此電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置的隱形故障可能導(dǎo)致整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的崩潰。

2電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障的技術(shù)處理

為了實(shí)現(xiàn)電力事業(yè)又好又快地發(fā)展，進(jìn)一步提高電力行業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，提升電力企業(yè)的運(yùn)行與管理水平，必須針對(duì)危害性較大的電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障進(jìn)行深入調(diào)查、分析和研究，制定科學(xué)、合理和有效的電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障的處理技術(shù)和措施，豐富國(guó)內(nèi)電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，提高電力企業(yè)的技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)前應(yīng)該做好以下技術(shù)性工作作為提高電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障處置質(zhì)量的突破口：

2.1加強(qiáng)電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置的日常巡查工作

日常巡查以執(zhí)行電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障的直觀檢查法為核心，電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置的巡查人員根據(jù)日常巡查的技術(shù)要求，對(duì)電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置進(jìn)行顏色和氣味等簡(jiǎn)便的方法判定繼電保護(hù)是否出現(xiàn)故障。一般直觀法主要應(yīng)用于：無(wú)法使用專(zhuān)業(yè)電子儀器進(jìn)行測(cè)試和檢查的故障；繼電保護(hù)系統(tǒng)中某一插件發(fā)生故障時(shí)，因暫時(shí)缺少備用的產(chǎn)品，而采取的一種臨時(shí)性處理措施。

2.2加強(qiáng)電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置的保護(hù)性檢修工作

保護(hù)性檢修以更新元件法為核心，電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置電保護(hù)工作中檢修、更新元件法是預(yù)防、檢查和解決保護(hù)裝置內(nèi)部故障的主要方法。在電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行管理中，電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置保護(hù)人員定期進(jìn)行變配電系統(tǒng)中各類(lèi)電力元件的檢查與維修，以防止在電力系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)較大的故障。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置中某些原件出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，必須及時(shí)進(jìn)行更換，以保證電力設(shè)備、繼電保護(hù)裝置和電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3建立電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障的技術(shù)管理體系

首先，電力企業(yè)必須明確繼電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障管理責(zé)任和技術(shù)管理體系。其次，電力企業(yè)應(yīng)注重電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置巡視和維修人員專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)的提高。其三，電力企業(yè)應(yīng)提高自身監(jiān)控系統(tǒng)的改造與升級(jí)。最后，繼電保護(hù)人員還應(yīng)熟知電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障的技術(shù)管理體系，掌握電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障匯報(bào)渠道、故障處理分界與延誤故障處理等責(zé)任的歸屬，以保證電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障的及時(shí)、有效和科學(xué)性。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置的日常維護(hù)和故障排除應(yīng)該加強(qiáng)技術(shù)元素的應(yīng)用，應(yīng)該在對(duì)常見(jiàn)電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障進(jìn)行分類(lèi)和研究的基礎(chǔ)上，以提高電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置檢驗(yàn)的技術(shù)含量，建立電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障的處理措施等措施，構(gòu)建電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障的發(fā)現(xiàn)和處理體系，以技術(shù)加管理的綜合性手段提高電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置故障的檢出率和維修效率，在確保電力設(shè)備繼電保護(hù)裝置穩(wěn)定的前途下，確保電力網(wǎng)絡(luò)供電的質(zhì)量和整體安全。

參考文獻(xiàn)：

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[2]黃子軍.繼電保護(hù)的分類(lèi)與常見(jiàn)故障形式分析[J].電力學(xué)報(bào)，2009，10.

[3]徐學(xué)明.技術(shù)維修在繼電保護(hù)故障中的處理方法[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2008，03.

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關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)；保護(hù)器；保護(hù)原理；應(yīng)用

一、引言

電動(dòng)機(jī)是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力設(shè)備，是其他機(jī)電設(shè)備的動(dòng)力源泉，電動(dòng)機(jī)正常的輸出是其驅(qū)動(dòng)的機(jī)電設(shè)備正常工作的前提，如今已被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國(guó)防等領(lǐng)域。電動(dòng)機(jī)所帶的負(fù)載種類(lèi)繁多，且往往是整個(gè)設(shè)備中的關(guān)鍵部分，因而確保電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行就顯得十分重要。電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）是發(fā)電、供電、用電系統(tǒng)的重要器件，是跨行業(yè)、量大面廣、節(jié)能效果顯著的節(jié)能機(jī)電產(chǎn)品[1]。電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的作用是給電機(jī)全面的保護(hù)控制，在電機(jī)出現(xiàn)過(guò)流、欠流、斷相、堵轉(zhuǎn)、短路、過(guò)壓、欠壓、漏電、三相不平衡、過(guò)熱、接地、軸承磨損、定轉(zhuǎn)子偏心時(shí)、繞組老化予以報(bào)警或保護(hù)控制。如今電動(dòng)機(jī)保護(hù)器幾乎滲透到所有用電領(lǐng)域，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和節(jié)能事業(yè)中有著不可替代的重要地位和作用。

二、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的保護(hù)原理與構(gòu)成

對(duì)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其故障形式從機(jī)械角度可以分為繞組損壞和軸承損壞兩方面。造成繞組損壞的主要原因有：1.電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的電、熱、機(jī)械和化學(xué)作用下，繞組的絕緣老化損壞，定轉(zhuǎn)子繞組匝間短路或是對(duì)地短路。2.電網(wǎng)供電質(zhì)量差，電源電壓三相不平衡、電壓波動(dòng)大、電網(wǎng)電壓波形畸變、高次諧波嚴(yán)重或者電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行。3.電源電壓過(guò)低使得電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不夠，電動(dòng)機(jī)不能順利啟動(dòng)或者是在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間承受過(guò)大的啟動(dòng)電流導(dǎo)致電機(jī)過(guò)熱。4.因機(jī)械故障或其它原因造成電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)。5.某些大型電機(jī)冷卻系統(tǒng)故障或是長(zhǎng)時(shí)間工作在高溫高濕環(huán)境下造成電機(jī)故障。

電動(dòng)機(jī)保護(hù)原理的研究是保證電動(dòng)機(jī)保護(hù)器性能高低的關(guān)鍵，根據(jù)三相對(duì)稱分量法的理論，三個(gè)不對(duì)稱的向量可以唯一分解成三組對(duì)稱的向量，分別為正序分量、負(fù)序分量和零序分量。對(duì)稱分量的計(jì)算公式如下：

根據(jù)（1）式，電動(dòng)機(jī)在發(fā)生對(duì)稱故障和不對(duì)稱故障時(shí)，電動(dòng)機(jī)的三相電流都會(huì)發(fā)生變化。電動(dòng)機(jī)故障條件流過(guò)繞組的電流過(guò)大，超過(guò)電動(dòng)機(jī)的額定電流，因此可根據(jù)這一特征來(lái)對(duì)電動(dòng)機(jī)過(guò)電流進(jìn)行保護(hù)。電機(jī)過(guò)載、斷相、欠壓都會(huì)造成繞組電流超過(guò)額定值。電源電壓欠壓，運(yùn)行電流上升的比例將等于電壓下降的比例；電機(jī)過(guò)載時(shí)，常造成堵轉(zhuǎn)，此時(shí)的運(yùn)行電流會(huì)大大超過(guò)額定電流。針對(duì)以上情況，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器可通過(guò)對(duì)三相運(yùn)行電流進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)運(yùn)行電流的不同性質(zhì)來(lái)確定不同的保護(hù)方式，從而對(duì)電機(jī)予以的斷電保護(hù)。電動(dòng)機(jī)的故障類(lèi)型分為過(guò)流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)、零序電流保護(hù)、電壓保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)等幾種。

通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的保護(hù)原理分析可以看出，理想的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器應(yīng)滿足可靠、經(jīng)濟(jì)、方便等要素，具有較高的性能價(jià)格比。經(jīng)過(guò)發(fā)展和更新，如今電動(dòng)機(jī)保護(hù)器一般由電流檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路、基準(zhǔn)電壓電路、邏輯處理電路、時(shí)序處理電路、啟動(dòng)封鎖及復(fù)位電路、故障記錄電路、驅(qū)動(dòng)電路、電動(dòng)機(jī)控制電路組成。電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的構(gòu)成原理如圖l所示。

圖1 電動(dòng)機(jī)保護(hù)器組成模塊和構(gòu)成原理圖

三、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的類(lèi)型及應(yīng)用分析

目前我國(guó)普遍采用的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器主要有熱繼電器、溫度繼電器和電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器。熱繼電器是五十年代初引進(jìn)蘇聯(lián)技術(shù)開(kāi)發(fā)的金屬片機(jī)械式電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)器，它在保護(hù)電動(dòng)機(jī)過(guò)載方面具有反時(shí)限性能和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)[2]。但存在功能少，無(wú)斷相保護(hù)，對(duì)電機(jī)發(fā)生通風(fēng)不暢，掃膛、堵轉(zhuǎn)、長(zhǎng)期過(guò)載，頻繁啟動(dòng)等故障不起保護(hù)作用。這主要是因?yàn)闊崂^電器動(dòng)作曲線和電動(dòng)機(jī)實(shí)際保護(hù)曲線不一致，失去了保護(hù)作用。且重復(fù)性能差，大電流過(guò)載或短路故障后不能再次使用，調(diào)整誤差大、易受環(huán)境溫度的影響誤動(dòng)或拒動(dòng)，功耗大、耗材多、性能指標(biāo)落后等缺陷。溫度繼電器是采用雙金屬片制成的盤(pán)式或其他形式的繼電器，在電動(dòng)機(jī)中埋入熱元件，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的溫度進(jìn)行保護(hù)，但電動(dòng)機(jī)容量較大時(shí)，需與電流監(jiān)測(cè)型配合使用，避免電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)溫度急劇上升，由于測(cè)溫元件的滯后性，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)繞組受損。溫度繼電器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠，保護(hù)范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)，但動(dòng)作緩慢，返回時(shí)間長(zhǎng)，3KW以上的三角形接法電動(dòng)機(jī)不宜使用。目前在電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)壓縮機(jī)等方面大量使用。電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器通過(guò)檢測(cè)三相電流值和整定電流值，采用電位器旋鈕或拔碼開(kāi)關(guān)操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)，電路一般采用模擬式，采用反時(shí)限或定時(shí)限工作特性。

除了上述三種常見(jiàn)的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，磁場(chǎng)溫度檢測(cè)型繼電器和智能型電動(dòng)機(jī)保護(hù)器也在電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)中得到普遍應(yīng)用。磁場(chǎng)溫度檢測(cè)型保護(hù)器通過(guò)在電動(dòng)機(jī)中埋入磁場(chǎng)檢測(cè)線圈和溫度探頭，根據(jù)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的變化和溫度的變化進(jìn)行保護(hù)，主要功能包括過(guò)載、堵轉(zhuǎn)、缺相、過(guò)熱保護(hù)和磨損監(jiān)測(cè)，保護(hù)功能完善，缺點(diǎn)是需在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部安裝磁場(chǎng)檢測(cè)線圈和溫度傳感器。智能型電動(dòng)機(jī)保護(hù)器能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)智能化綜合保護(hù)，集保護(hù)、測(cè)量、通訊、顯示為一體。整定電流采用數(shù)字設(shè)定，通過(guò)操作面板按鈕來(lái)操作，用戶可以根據(jù)自己實(shí)際使用要求和保護(hù)情況在現(xiàn)場(chǎng)自行對(duì)各種參數(shù)修正設(shè)定，采用數(shù)碼管作為顯示窗口，或采用大屏幕液晶顯示，能支持多種通訊協(xié)議，目前高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)均采用智能型

四、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器應(yīng)用選擇原則

選用電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置的目的，既能使電動(dòng)機(jī)充分發(fā)揮過(guò)載能力，又能免于損壞，而且還能提高電力拖動(dòng)系統(tǒng)的可靠性和生產(chǎn)的連續(xù)性。合理選用電機(jī)保護(hù)裝置，既能充分發(fā)揮電機(jī)的過(guò)載能力，又能免于損壞，從而提高電力拖動(dòng)系統(tǒng)的可靠性和生產(chǎn)的連續(xù)性。具體的功能選擇應(yīng)綜合考慮電機(jī)的本身的價(jià)值、負(fù)載類(lèi)型、使用環(huán)境、電機(jī)主體設(shè)備的重要程度、電機(jī)退出運(yùn)行是否對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響等因素，力爭(zhēng)做到經(jīng)濟(jì)合理。在能滿足保護(hù)要求的情況下首先考慮最簡(jiǎn)單保護(hù)裝置，當(dāng)簡(jiǎn)單的保護(hù)裝置不能滿足要求時(shí)，或?qū)ΡＷo(hù)功能和特性提出更高要求時(shí)，才考慮應(yīng)用復(fù)雜的保護(hù)裝置，做到經(jīng)濟(jì)性和可靠性的統(tǒng)一。

五、結(jié)束語(yǔ)

如今電動(dòng)機(jī)保護(hù)器已發(fā)展到了微電子智能型時(shí)代，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器也朝著多元化方向發(fā)展。這就需要我們的工作人員在選型時(shí)應(yīng)充分考慮電動(dòng)機(jī)保護(hù)實(shí)際需求，超前、準(zhǔn)確、及時(shí)地判斷電動(dòng)機(jī)的故障，合理選擇保護(hù)功能和保護(hù)方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的良好保護(hù)，達(dá)到提高設(shè)備運(yùn)行可靠性，減少非計(jì)劃停車(chē)，減少事故損失的目的。

參考文獻(xiàn)

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[關(guān)鍵詞]電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；影響因素；事故處理辦法

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.32.074

繼電保護(hù)工作的順利完成需要具備及時(shí)且準(zhǔn)確高效的故障分析與處理能力。這也就成了繼電保護(hù)工作者需要專(zhuān)項(xiàng)研究的問(wèn)題，在不斷實(shí)踐中提高自己的繼電保護(hù)工作的能力，當(dāng)發(fā)生電力系統(tǒng)故障時(shí)，應(yīng)當(dāng)從以下方面分析考慮影響繼電保護(hù)工作的因素。

1 繼電保護(hù)可靠性因素

1.1 軟件因素

繼電保護(hù)系統(tǒng)的軟件是指電力保護(hù)裝置的中心指揮程序，如果軟件出現(xiàn)問(wèn)題則會(huì)直接影響到裝置設(shè)備的正常運(yùn)行，出現(xiàn)混亂、誤動(dòng)或拒動(dòng)。其原因主要是終端的分析定義以及數(shù)值設(shè)定、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)了問(wèn)題，在進(jìn)行測(cè)試檢驗(yàn)時(shí)不夠規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等。

1.2 硬件裝置因素

①繼電保護(hù)裝置。即從控制電的開(kāi)端到結(jié)束部分的運(yùn)行設(shè)備都屬于繼電保護(hù)的裝置。其中包括電源、信息的中央處理、繼電數(shù)字量輸入、輸出等多個(gè)模塊。②二次回路。屬于繼電保護(hù)工作中的常見(jiàn)問(wèn)題，是由于線路長(zhǎng)時(shí)期沒(méi)有檢測(cè)，或沒(méi)有及時(shí)維修而老化或者接地出現(xiàn)的短路或斷路。③輔助裝置。這些輔助裝置一般包括繼電器或者電壓切換箱，這對(duì)于電力系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)都具有關(guān)鍵性作用。④裝置的通信、通道及接口。不論是光纖還是微波通信系統(tǒng)都要及時(shí)疏通、管理，如果沒(méi)有實(shí)時(shí)地檢測(cè)與修理將很容易產(chǎn)生問(wèn)題，從而使繼電保護(hù)工作出現(xiàn)偏差。⑤斷路器。它是電流的開(kāi)關(guān)裝置，對(duì)電源線路及電動(dòng)機(jī)等進(jìn)行保護(hù)，它能在切斷故障電流后一般不需要變更全部的零部件，因而在繼電保護(hù)工作中受到廣泛的應(yīng)用?？梢?jiàn)，其對(duì)電力系統(tǒng)的意義是非同一般的，在硬件系統(tǒng)得以保障的前提下，電力系統(tǒng)的工作也有了可依賴的運(yùn)行工具。

1.3 人為因素

工作人員的操作失誤或者專(zhuān)業(yè)水平不高、心理素質(zhì)過(guò)差都會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)出現(xiàn)問(wèn)題，是最終影響電網(wǎng)的因素。據(jù)調(diào)查，人為因素在220kV的電力系統(tǒng)中出現(xiàn)故障的比例占到了38%，可見(jiàn)其重要性。

2 繼電保護(hù)事故的處理辦法

2.1 充分利用微機(jī)技術(shù)

繼電保護(hù)的一些問(wèn)題并不是不可排除或者只有等當(dāng)發(fā)生時(shí)才能被解決的，一些故障是能夠提前避免的，科學(xué)計(jì)劃地進(jìn)行故障預(yù)防將在很大程度上解決這個(gè)問(wèn)題。

（1）正視人為事故。人為事故往往與工作人員不夠認(rèn)真負(fù)責(zé)或者逃避責(zé)任的態(tài)度有關(guān)，當(dāng)繼電事故發(fā)生后，若裝置提醒或者指示功能不能顯示出真正的故障原因，也不能判定是人為還是設(shè)備原因時(shí)，如果是人為事故的，工作人員一定要及時(shí)反映，以快速采取最及時(shí)的挽救措施，切不可推卸責(zé)任，浪費(fèi)時(shí)間，耽誤了最佳處理時(shí)機(jī)。

（2）充分利用記錄工具。繼電保護(hù)工作中常常會(huì)借助微機(jī)設(shè)備來(lái)幫助記錄事故現(xiàn)象。

2.2 采取正確的檢查方法

（1）逆序檢查法。這是在事故發(fā)生時(shí)采取的一種倒序檢查法，直到找到事故發(fā)生的根本原因。一般在誤動(dòng)出現(xiàn)時(shí)采用。

（2）順序檢查法。在發(fā)生繼電保護(hù)故障時(shí)，可采取按部就班的方式，從設(shè)備開(kāi)端直至運(yùn)行結(jié)束，逐級(jí)檢測(cè)，進(jìn)而有針對(duì)性地調(diào)整。這也主要適用于拒動(dòng)或邏輯問(wèn)題中。

（3）整組試驗(yàn)法。是判斷保護(hù)裝置的運(yùn)行程序狀況的一種方法，能夠在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)找到問(wèn)題根源并再現(xiàn)出來(lái)。也可以有效整合其他方法一同檢驗(yàn)。

3 提高繼電保護(hù)工作的準(zhǔn)確性、科學(xué)性與可靠性

首先，應(yīng)當(dāng)對(duì)從事繼電保護(hù)的工作人員進(jìn)行深入培訓(xùn)。身為工作人員首先應(yīng)掌握基礎(chǔ)理論及相關(guān)裝置的運(yùn)行操作順序。遵循“兩票”原則，嚴(yán)格按照操作及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)工作。在進(jìn)行調(diào)度時(shí)也要必須征得同意。另外，為了保障投退的準(zhǔn)確性，要將運(yùn)行需要的設(shè)備詳備的信息資料進(jìn)行說(shuō)明與標(biāo)注，以減少工作人員查閱時(shí)耗費(fèi)的時(shí)間，避免出現(xiàn)基礎(chǔ)性差漏。而部分特殊情況，也可以通過(guò)對(duì)運(yùn)行人員的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)來(lái)增強(qiáng)他們的業(yè)務(wù)能力，以便在發(fā)生繼電保護(hù)異常時(shí)能夠及時(shí)作出退出處理辦法的決定，而退出的具體情況應(yīng)滿足如下情況才能執(zhí)行。

（1）母差保護(hù)。它是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要系統(tǒng)設(shè)備，以其安全、靈敏、高效的特點(diǎn)，對(duì)保護(hù)電網(wǎng)的安全有著決定性的意義。因而在母差發(fā)生交流斷線或者不平衡電流不飽和等情況時(shí)就要及時(shí)倒閘，不可延誤。

（2）高頻保護(hù)。它是用高頻載波代替二次導(dǎo)線，傳送線路兩側(cè)電信號(hào)的保護(hù)。直流電源消失時(shí) ；設(shè)備參數(shù)不確定或者不科學(xué)時(shí)；故障信號(hào)發(fā)送出現(xiàn)異常時(shí)。

（3）距離保護(hù)。PT檢測(cè)設(shè)備異常退出時(shí)；其他程序正常但助磁電流不穩(wěn)定，或與實(shí)際需要不相符時(shí)；運(yùn)行設(shè)備超負(fù)荷負(fù)時(shí)。

（4）微機(jī)保護(hù)。第一種，總告警燈亮，或者呼喚燈之一亮；第二種，兩個(gè)CPU出現(xiàn)問(wèn)題；第三種，電源指示燈不亮，電流消失；第四種，告警插件出現(xiàn)問(wèn)題；第五種，在第一種的基礎(chǔ)上，顯示CPU×ERR信號(hào)，這也分兩方面看待：若CPU沒(méi)有故障，則是通信回路異常，應(yīng)當(dāng)退出CPU，對(duì)開(kāi)關(guān)程序進(jìn)行檢驗(yàn)，而如果對(duì)開(kāi)關(guān)檢驗(yàn)后，信號(hào)仍然沒(méi)有恢復(fù)，則證明CPU有致命性問(wèn)題，需要及時(shí)退出，并斷開(kāi)整個(gè)程序。

（5）瓦斯保護(hù)。電力設(shè)備中需要變壓器進(jìn)行對(duì)電壓與電流的控制，在其運(yùn)行時(shí)添加油或者換硅膠時(shí)；散熱器檢修投放時(shí)；排風(fēng)放氣，對(duì)吸濕器進(jìn)行清潔時(shí)；調(diào)壓控油時(shí)。

（6）重合閘。各種故障原因下造成的跳閘次數(shù)超標(biāo)時(shí)；短路、斷路而使重合受阻時(shí)；出現(xiàn)電壓或者二次電壓?jiǎn)栴}時(shí)；斷路器受各種因素影響而導(dǎo)致達(dá)不到合閘標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值時(shí)。

4 提高繼電保護(hù)的措施

繼電保護(hù)工作是對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的保護(hù)監(jiān)測(cè)，因此，提高繼電保護(hù)工作效果與水平自然要針對(duì)于其全部程序。從最開(kāi)始的數(shù)值的正確計(jì)算、設(shè)備的選擇與制造，到程序進(jìn)行中的監(jiān)控、維修保護(hù)，再到調(diào)試計(jì)算等都需要全方位的提升。繼電保護(hù)裝置的科學(xué)與精確性是其工作順利進(jìn)行的前提，是其可靠性的保障。因此，確保繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行前與運(yùn)行時(shí)的可靠性、安全性是繼電保護(hù)工作的重點(diǎn)。但由于任何事物都不是絕對(duì)的，盡管投入再多的時(shí)間與精力，裝置設(shè)備在運(yùn)行時(shí)還是會(huì)出現(xiàn)一定的問(wèn)題，這就需要繼電保護(hù)防患于未然，提前制定好足夠充分全面的應(yīng)急方案，及時(shí)采取措施，消除隱患，或者將損失降低到最小，將可靠性提高到最大的程度。具體措施有以下幾方面。

（1）在繼電保護(hù)工作確定并開(kāi)始選購(gòu)與制造裝置時(shí)，一定要嚴(yán)格把控質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，選用一些有實(shí)踐記錄檢測(cè)評(píng)價(jià)、壽命長(zhǎng)、故障率低的器件設(shè)施，切不可濫竽充數(shù)，否則將造成不可估量的危害。

（2）裝置設(shè)備中，晶體管的保護(hù)作用受其他因素影響較大，易受干擾。因此在選用與安裝調(diào)試時(shí)一定要尤其注意，具體方法可以選擇隔離變壓器、將晶狀體與其他電纜設(shè)備隔離，或者采用增加閉鎖電路的設(shè)置并加強(qiáng)晶狀體檢測(cè)設(shè)施等方式。

（3）晶狀體應(yīng)與高壓設(shè)備隔離，以免受強(qiáng)壓或高電流下短路、斷路或者切合閘影響。

（4）參與繼電保護(hù)的工作者要不斷提升自身專(zhuān)業(yè)能力，在不斷的工作實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以避免故障的再次發(fā)生，更要以充足的信心、耐心與責(zé)任心面對(duì)繼電保護(hù)工作，以增強(qiáng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與解決問(wèn)題的綜合能力。在進(jìn)行調(diào)試工作時(shí)更要嚴(yán)肅認(rèn)真，謹(jǐn)遵調(diào)試規(guī)程與標(biāo)準(zhǔn)。

（5）保護(hù)裝置的維修與檢測(cè)是保證其發(fā)揮正常功效、減少運(yùn)行時(shí)的故障、增強(qiáng)可靠性的有效方法。因此，應(yīng)當(dāng)定期對(duì)裝置進(jìn)行檢驗(yàn)，并做好預(yù)防。

（6）保護(hù)裝置發(fā)生故障時(shí)如果能有選擇性地選取其他方式來(lái)保證繼電保護(hù)工作的正常進(jìn)行，之后再進(jìn)行故障維修，則是一種有效解決設(shè)置故障的方法。因此，應(yīng)當(dāng)全方位地考慮裝置的合理性與備用裝置，預(yù)防二次事故的發(fā)生，從而更高水平地提高其可靠性。很多實(shí)例已經(jīng)證明，這種備用裝置的安裝很大程度上改善了供電系統(tǒng)設(shè)備故障引起的問(wèn)題，保證了供電的穩(wěn)定性與安全性。

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【關(guān)鍵字】電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)；干擾；防范

在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)屬于二次系統(tǒng)，占有非常重要的位置，能夠保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。近年來(lái)，隨著我國(guó)微機(jī)繼電保護(hù)裝置的發(fā)展，電力系統(tǒng)開(kāi)始廣泛地使用大規(guī)模的集成電路，而傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置已經(jīng)滿足不了電力系統(tǒng)的發(fā)展。對(duì)此，電力企業(yè)必須加強(qiáng)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的管理，在保護(hù)過(guò)程中必須要做到全面、系統(tǒng)以及準(zhǔn)確，從而保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

一、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概述

（一）電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成及作用。在電力系統(tǒng)中，如果其被保護(hù)的元件出現(xiàn)故障的話，繼電保護(hù)裝置就會(huì)迅速地、自動(dòng)地切除電力系統(tǒng)中的故障元件，使電力系統(tǒng)中沒(méi)有出現(xiàn)故障的部分能夠迅速的恢復(fù)正常并進(jìn)行運(yùn)行，從而避免故障元件遭受連續(xù)損害，降低停電范圍。隨著集成電路的發(fā)展，繼電保護(hù)裝置已經(jīng)慢慢處于主導(dǎo)地位，并向智能化方向發(fā)展。

（二）電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的要求。在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置必須符合選擇性、速動(dòng)性、可靠性以及靈敏性等要求，所謂可靠性主要是指在保護(hù)范圍內(nèi)，繼電保護(hù)裝置在正常運(yùn)行的時(shí)候，該動(dòng)作的時(shí)候就要進(jìn)行可靠動(dòng)作，不該動(dòng)作的時(shí)候就應(yīng)該進(jìn)行不可靠動(dòng)作。速動(dòng)性主要是指繼電保護(hù)裝置能夠及時(shí)將短路故障進(jìn)行切除，從而減少電力系統(tǒng)的損壞程度，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，縮小故障的范圍，促進(jìn)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的發(fā)展。

二、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)干擾的原因

（一）天氣干擾。由于變電站所處的特殊環(huán)境，其地網(wǎng)的接地線一般屬于高阻抗，如果其避雷器和接地部件受到雷擊的話，所產(chǎn)生的電流就會(huì)比較高頻，從而導(dǎo)致變電站中地網(wǎng)系統(tǒng)的暫態(tài)電位出現(xiàn)升高，造成電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的不當(dāng)動(dòng)作，影響回路的控制以及造成靈敏設(shè)備的損壞。

（二）高頻干擾。在電力系統(tǒng)中隔離開(kāi)關(guān)的操作速度過(guò)于緩慢的話，很容易導(dǎo)致操作中的兩個(gè)觸電出現(xiàn)電弧閃絡(luò)現(xiàn)象。如果進(jìn)行過(guò)電壓操作，也很容易導(dǎo)致高頻電流，高頻電流經(jīng)過(guò)母線的時(shí)候，在其周?chē)蜁?huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng)和電場(chǎng)，對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)產(chǎn)生很大的干擾，一旦干擾水平大于裝置中的允許水平，就會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置不能正常工作，使整個(gè)裝置的出口邏輯和工作邏輯出現(xiàn)故障，并破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（三）在接地故障中引起的工頻干擾。在變電站中，由于其電力系統(tǒng)中的變壓器中性點(diǎn)進(jìn)行直接接地，一旦發(fā)生接地故障的話，所產(chǎn)生電流就會(huì)通過(guò)變壓器的中性點(diǎn)，流入地網(wǎng)中，經(jīng)過(guò)架空地線重新回到接地故障地點(diǎn)。由于地網(wǎng)具有阻抗作用，流過(guò)故障電流時(shí)，其電網(wǎng)的電位就會(huì)超過(guò)大地電位，并在不同的地點(diǎn)出現(xiàn)電位差，從而使電纜層和屏蔽層出現(xiàn)工頻電流，使被屏蔽的回路受到干擾，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)燒壞電纜線的屏蔽層。

（四）輻射干擾。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及通訊技術(shù)的快速發(fā)展，當(dāng)前國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)的周?chē)话銜?huì)有移動(dòng)通信等工具，使其周?chē)鷷?huì)散發(fā)強(qiáng)大的磁場(chǎng)和輻射電場(chǎng)，制造假信號(hào)源，造成繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)錯(cuò)誤動(dòng)作，對(duì)繼電保護(hù)裝置造成嚴(yán)重的影響。

（五）靜電放電的干擾。在環(huán)境較為干燥的情況下，電力系統(tǒng)的操作人員與物體摩擦以后，很容易出現(xiàn)靜電，一旦工作人員將靜電帶入到保護(hù)裝置中去的話，很容易損壞保護(hù)裝置，干擾電磁輻射，造成保護(hù)裝置邏輯的混亂。

三、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的防范措施

（一）制定完善的規(guī)章制度制度。為了促進(jìn)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置能夠正常的運(yùn)行，必須要構(gòu)建一個(gè)完善的規(guī)章制度，在制定的時(shí)候一定要結(jié)合繼電保護(hù)裝置的特性。通過(guò)微機(jī)管理對(duì)繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行、事故、校驗(yàn)等方面檔案實(shí)施跟蹤檢查、嚴(yán)格按照獎(jiǎng)懲制度實(shí)行以及進(jìn)行嚴(yán)格地考核，從而提高繼電保護(hù)裝置的工作效率，適時(shí)地開(kāi)展一些獎(jiǎng)懲活動(dòng)，增強(qiáng)工作人員的責(zé)任心和榮譽(yù)感。

（二）對(duì)繼電保護(hù)裝置的工作人員進(jìn)行協(xié)調(diào)。實(shí)行繼電保護(hù)的時(shí)候，一定要讓運(yùn)行操作人員、繼保人員以及調(diào)度人員都參加到這項(xiàng)工作中來(lái)，三者在思想和步調(diào)上必須保持一致，提高三方工作人員的保護(hù)意識(shí)、合作意識(shí)以及創(chuàng)新意識(shí)，明確自己的責(zé)任和位置，做好其本分工作，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

（三）完善直流控制回路，降低設(shè)備的干擾。如果遇到直流控制回路中的電感線圈被突然切斷而造成干擾的這種狀況，可以在原來(lái)的裝置上再安裝續(xù)流回路，從而促使電感線圈在被切斷時(shí)能夠快速釋放電磁場(chǎng)并加速其衰減，但要注意的是在電感線圈周?chē)B接相關(guān)數(shù)據(jù)的回路或者電阻串二極管，這樣可以在其運(yùn)行的時(shí)候不管是否有電流通過(guò)，都會(huì)使電路線圈能夠很好地釋放出電流，避免出現(xiàn)干擾現(xiàn)象。

根據(jù)地網(wǎng)的不同以及電位的升高所引起的干擾現(xiàn)象，可以采用密集網(wǎng)絡(luò)，并在地中安裝接地棒，對(duì)地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，利用可靠的設(shè)備進(jìn)行接地，降低其接地阻抗，從而減少對(duì)繼電保護(hù)裝置的干擾。

（四）檢測(cè)二次設(shè)備。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，我國(guó)的微機(jī)自動(dòng)裝置技術(shù)也在不斷地發(fā)展，為檢測(cè)二次設(shè)備提供了一個(gè)良好的條件，針對(duì)繼電保護(hù)裝置的特點(diǎn)，加載微機(jī)中在線的檢測(cè)程序，做好設(shè)備和部件的安裝?？梢詮脑O(shè)備管理工作著手，比如在進(jìn)行設(shè)備驗(yàn)收工作時(shí)，要結(jié)合在線監(jiān)測(cè)診斷設(shè)備的狀態(tài)；另外加強(qiáng)檢測(cè)技術(shù)的方法的投入，采用多元化的方法對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。

（五）實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的智能化。目前我國(guó)的繼電保護(hù)裝置只能將其在安裝處的電氣量反應(yīng)出來(lái)，其作用也只限于故障元件的切除，主要是因?yàn)閿?shù)據(jù)通信手段不夠科學(xué)合理。我國(guó)的繼電保護(hù)大都采用的是人工智能化技術(shù)，例如進(jìn)化規(guī)劃、遺傳算法、模糊邏輯以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)方法，并且這些技術(shù)都得到了廣泛地應(yīng)用。對(duì)此，在實(shí)施繼電保護(hù)的時(shí)候，一定要結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有效運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的智能化。

（六）做好低壓配電線路的保護(hù)工作。目前在我國(guó)，不管是城市的配網(wǎng)線路，還是農(nóng)村的配網(wǎng)線路，大都以10千伏的電壓等級(jí)為主要內(nèi)容，由于其10千伏的配電線路在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上一致性表現(xiàn)比較差，不能很好地進(jìn)行配電線路的保護(hù)工作。對(duì)此，在進(jìn)行低壓配電線路的時(shí)候，要結(jié)合配電網(wǎng)的實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)格按照要求來(lái)實(shí)施，采用合理的計(jì)算方法，使其滿足要求。

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關(guān)鍵詞:接地裝置 腐蝕 防護(hù) 陰極保護(hù)法

1 接地裝置腐蝕后的危害

接地技術(shù)已有二百多年的歷史,它最早是18世紀(jì)富蘭克林為避雷針?lè)览锥岢鰜?lái)的。目前,接地已成為保障電力系統(tǒng),電子設(shè)備和建筑設(shè)施等安全可靠運(yùn)行和人身安全的重要技術(shù)措施之一。在雷電防護(hù)措施中,接地更是相當(dāng)重要的一環(huán),接閃器,引下線,避雷器只有通過(guò)良好的接地裝置才能將強(qiáng)大的雷電流迅速泄放入地,在防靜電、抑制雷電電磁脈沖干擾方面,也必須進(jìn)行良好的接地處理。

在我國(guó)現(xiàn)階段,用于接地的材質(zhì)還主要為碳鋼材料。接地裝置埋設(shè)在地下,既看不見(jiàn)又無(wú)監(jiān)視裝置,當(dāng)接地裝置投入運(yùn)行后,腐蝕問(wèn)題就會(huì)暴露出來(lái)。發(fā)生腐蝕后,接地碳鋼材料變脆、起層、松散甚至斷裂,接地體截面減小,表層的腐蝕產(chǎn)物造成接地性能不良,雷電沖擊電流流經(jīng)地網(wǎng)時(shí),可能因電動(dòng)力作用使地網(wǎng)或引下線斷裂;腐蝕之后接地電阻明顯增大,雷電流經(jīng)引下線由接地裝置入地時(shí),入地點(diǎn)的地電位,跨步電壓都會(huì)顯著增大,危及人身安全;由于防雷的接地裝置大多與設(shè)備、電源接地共用,接地裝置上過(guò)大的壓降,以過(guò)電壓的形式侵入電源系統(tǒng),對(duì)設(shè)備造成反擊,引起事故。

2 接地裝置的電化學(xué)腐蝕機(jī)理

土壤由含有多種無(wú)機(jī)物和有機(jī)物的土粒、水、空氣所組成的不均勻多相體系。在土粒間存在大量細(xì)微孔隙,孔隙中充滿空氣和水,鹽類(lèi)溶解在水中成為電解質(zhì)。埋在土壤中的接地體,其表面的不同部位因接觸介質(zhì)的理化性質(zhì)不同(如溫度、鹽濃度、氧濃度、水含量等)而形成了不同的電極電位。接地金屬構(gòu)件上不同部位的電位差是引起接地裝置腐蝕的根本原因。它通過(guò)土壤介質(zhì)構(gòu)成回路,形成腐蝕電池。電位較負(fù)的部位成為陽(yáng)極,進(jìn)行金屬溶解反應(yīng),放出電子;電位較正的部位成為陰極區(qū),進(jìn)行陰極反應(yīng)。

陽(yáng)極FeFe2++2e

陰極 2H++2eH2 (強(qiáng)酸性土壤中)

O2+2H2O+4e4OH- (中性或堿性土壤中)

鐵離子進(jìn)一步與OH¯結(jié)合生成Fe(OH)2

在陽(yáng)極區(qū)有氧氣存在時(shí),還將進(jìn)行反應(yīng):

4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3

Fe(OH)3不穩(wěn)定,它將轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼮榉€(wěn)定的產(chǎn)物:

Fe(OH)3FeOOH+H2O

Fe(OH)3Fe2O33H2OFe2O3+3H2O

在含有硫酸鹽還原細(xì)菌的土壤中,陰極過(guò)程還包括硫酸根的還原:

SO4²-+6H20+8eH2S+10OH-

當(dāng)土壤中存在HCO3-、CO3²-、S²- 陰離子時(shí),與陽(yáng)極附近金屬離子反應(yīng)生成不溶性腐蝕產(chǎn)物,如FeCO3、FeS等。

因此,普通碳鋼接地裝置在土壤中的腐蝕產(chǎn)物主要為鐵的氧化物、氫氧化物及鐵離子與土壤中陰離子作用生成的不溶性物質(zhì)。

3 腐蝕的防護(hù)

常用防腐方法包含以下幾種:

(1) 合理設(shè)計(jì)。在接地裝置設(shè)計(jì)中,應(yīng)該測(cè)量土壤對(duì)銅、鋼和渡鋅鋼的腐蝕速度, 并按預(yù)期的接地體使用年限,考慮一定的富裕量按腐蝕要求應(yīng)選擇的導(dǎo)體材料。然后與按熱、動(dòng)穩(wěn)定要求所選擇的導(dǎo)體截面積相比較,取大值作為設(shè)計(jì)。布置地網(wǎng)時(shí),盡量避免將電極電位差較大的金屬導(dǎo)體相連接或靠近,減小腐蝕速度。

(2)采用銅及其它耐腐蝕的有色金屬做接地材料。但是銅價(jià)格昂貴,剛性不夠,施工困難,并與地網(wǎng)連接或相鄰的設(shè)備外殼構(gòu)架基礎(chǔ)、電纜皮、水油氣管道等之間形成原電池,加速腐蝕。

(3)用覆蓋層保護(hù)。覆蓋層的作用在于使導(dǎo)體與外界隔離開(kāi)來(lái),以阻礙金屬表面的微電池作用。覆蓋層可以分為兩類(lèi):一是金屬覆蓋層,用耐腐蝕性強(qiáng)的金屬或合金將容易腐蝕的金屬表面完全覆蓋起來(lái),如銅包鋼材料、鍍鋅鋼等。二是非金屬覆蓋層,其主要作用是將導(dǎo)體與電解質(zhì)溶液隔離開(kāi)來(lái),用油漆,瀝青和塑料等。這種方法主要用于接地引下線的防腐。

(4)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。陰極保護(hù)法是電化學(xué)保護(hù)法的一種, 電化學(xué)保護(hù)法還包括陽(yáng)極保護(hù)法。 陰極保護(hù)法主要有兩種,一種是消耗陽(yáng)極法,即犧牲陽(yáng)極以保護(hù)陰極,也稱為無(wú)源法;另一種是饋電法或稱有源法。

圖1是無(wú)源法的原理圖。將一個(gè)比被保護(hù)物有更大負(fù)電性的輔助電極(鎂)埋在土壤中,并與銅鋅導(dǎo)體連接,就會(huì)產(chǎn)生所需電流。這樣輔助電極被腐蝕,保護(hù)了鋅和銅。

圖2是有源法原理圖。將電源負(fù)極接在被保護(hù)的鋅和銅導(dǎo)體上,正極接在一輔助電極上(可用鋼或石墨做成),這樣電流從正極流向銅鋅導(dǎo)體,輔助電極被腐蝕。

4 犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法在接地裝置防腐蝕中的應(yīng)用

犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法在海洋石油鉆井平臺(tái)、油氣管線的腐蝕防護(hù)中廣泛應(yīng)用,實(shí)踐證明它能有效地防止金屬腐蝕,它具有保護(hù)效果好、保護(hù)周期長(zhǎng)、施工方便等突出優(yōu)點(diǎn)。接地體的腐蝕是由于鋼材本身的電化學(xué)不均勻性和外界環(huán)境的不均勻性,在其表面形成了腐蝕原電池。因此,可以采用改變金屬的表面電極電位而改變金屬的腐蝕狀況。犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法靠電位較負(fù)的金屬(例如鋅和鎂合金)的溶解提供保護(hù)電流,使被保護(hù)金屬表面陰極極化,防止表面發(fā)生腐蝕。

目前用于犧牲陽(yáng)極保護(hù)的陽(yáng)極材料主要有鋅、鋁、鎂以及以它們?yōu)榛w的合金。由于鋅合金陽(yáng)極只適用于土壤電阻率低于15~20Ω?m的地區(qū),鋁合金陽(yáng)極性能又不夠穩(wěn)定,在地下鋼質(zhì)物體的防腐保護(hù)方面大多用鎂合金陽(yáng)極。

當(dāng)已知接地網(wǎng)的防蝕表面積S(m2),根據(jù)下式計(jì)算得防蝕電流:

I=S?δ(mA)δ=5~50(mA/m2)

按下式計(jì)算所需的犧牲陽(yáng)極發(fā)生的電流I

I=(Ea-E0)/(ρ1/s+R)

R=(ρ1/s)?(Ea-Ep)/(Ep-E0)

式中:Ea保護(hù)陽(yáng)極的開(kāi)路電位 V

Ep設(shè)計(jì)保護(hù)電位 V

E0 被保護(hù)物的自然電位 V

S 被保護(hù)物的表面積 m2

ρ1 被保護(hù)物體L間距內(nèi)的外敷絕緣層的電阻率Ω?m2

R陽(yáng)極組的接地電阻 Ω

I―陽(yáng)極輸出電流,A

對(duì)于鎂合金陽(yáng)極,A=2205A?h/kg,η=60%,K4=0.8,則上式可簡(jiǎn)化為

T=121G/I

按以上計(jì)算公式分析,設(shè)計(jì)犧牲陽(yáng)極法陰極保護(hù)時(shí),應(yīng)考慮以下幾點(diǎn):

(a)犧牲陽(yáng)極應(yīng)設(shè)在土壤潮濕,地勢(shì)低洼,且透氣性差的地區(qū),土壤電阻率以50~60Ω?m為宜,不超過(guò)80Ω?m。

(b)為了減少屏蔽作用,陽(yáng)極間距離以3m為宜,陽(yáng)極與被保護(hù)地網(wǎng)的間距也以3m為宜。陽(yáng)極組適于小集中、大分散布置。每組根數(shù)以6根為宜,可水平或垂直敷設(shè).陽(yáng)極組的間距一般為1~2m。

5 結(jié)語(yǔ)

接地裝置腐蝕的本質(zhì)是電化學(xué)腐蝕,采用保護(hù)層、加入緩蝕劑都不能做到長(zhǎng)期保護(hù),采用銅合金又因資源缺乏成本過(guò)高難以推廣。利用鎂合金采取犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法不僅適合新建接地裝置的防護(hù),而且技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好,可望實(shí)現(xiàn)接地裝置長(zhǎng)久有效的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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[4] 胡學(xué)文,許崇武.接地網(wǎng)腐蝕與防護(hù)的研究.武漢:武漢大學(xué),2002.2.

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關(guān)鍵詞：SAPF；IGBT；過(guò)電壓；寄生電感

中圖分類(lèi)號(hào)：TN713 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302(2012)09-0055-03

Research on key technologies of protection system for shunt active power filter

CHEN Yu, CHENG Han-xiang, WANG Bing, ZHOU Shu-min

(School of Automation, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China)

Abstract: During the operation of shunt active power filter, the explosion of IGBT occurs several times. Through experiments the generation of IGBT over-voltage is analyzed. Because the shutdown time of IGBT is very short, the tiny stray inductance on the connecting wire produces a spike over-voltage under the effect of high frequency. The spike over-voltage affects the security of IGBT when it is superimposed on the original voltage. In this paper, the buffer circuit for an appropriate IGBT module used in the 100kVA shunt active power filter is designed, which solves the explosion problems and protects the safe operation of shunt active power filter.

Keywords: SAPF; IGBT; over-voltage; parasitic inductance

0 引 言

由于IGBT功率模塊具有開(kāi)關(guān)頻率高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因而成為SAPF主電路PWM變流器結(jié)構(gòu)的主選。但是，鑒于其固有的過(guò)載能力較差，當(dāng)出現(xiàn)過(guò)流、過(guò)壓故障，特別是短路故障時(shí)，如果保護(hù)不及時(shí)，往往會(huì)造成其永久性損壞。為此，本文分析了導(dǎo)致IGBT損壞的常見(jiàn)誘因——過(guò)電壓的形成過(guò)程，然后提出了主電路結(jié)構(gòu)優(yōu)化和緩沖電路的設(shè)計(jì)方案，并通過(guò)實(shí)際裝置的運(yùn)行，驗(yàn)證了這些方案的有效性。

1 IGBT過(guò)電壓的形成過(guò)程

在并聯(lián)有源電力濾波器運(yùn)行時(shí)，IGBT模塊無(wú)論是在產(chǎn)生補(bǔ)償電流時(shí)，還是在電網(wǎng)向直流側(cè)電容充電時(shí)，都起著相當(dāng)重要的作用，但是，由于其自身固有特性，在關(guān)斷瞬間或是續(xù)流二極管恢復(fù)反向阻斷能力時(shí)都會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓，從而對(duì)IGBT的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅[2，3]。為此，本文按照搭建的100 kV·A樣機(jī)容量的要求，選用日本富士電機(jī)生產(chǎn)的R系列IGBT-IPM模塊7MBP150RA120作為變流器構(gòu)成主電路，并為其設(shè)計(jì)了吸收緩沖電路。

圖1所示是單個(gè)IGBT及電路圖，其中Ls1和Ls2為連接IGBT模塊導(dǎo)線的寄生電感。從模塊手冊(cè)可知，IGBT從導(dǎo)通到關(guān)斷，其電流從90%下降到10%所需要的時(shí)間tf=0.18～0.3 ms。若tf取0.2 ms，并取100 kV·A容量的APF電流為150 A計(jì)算，其電流變化di=150 A，則：

(1)

這樣，在沒(méi)有吸收緩沖電路的情況下， 1 μH的電感所產(chǎn)生的電壓為：

(2)

7MBP150RA120模塊的耐壓等級(jí)為1 200 V，750 V的過(guò)電壓疊加在原有電壓基礎(chǔ)上，足以使模塊瞬間燒毀，且寄生電感一般不止1 μH，普通電阻的寄生電感可能在10 μH以上，定制的無(wú)感電阻的寄生電感也有2～3 μH。因此，微小的電感就可以產(chǎn)生巨大的過(guò)電壓，致使IGBT模塊被擊穿損壞。

為了更直觀地觀察寄生電感產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，筆者將系統(tǒng)線電壓調(diào)至100 V，直流側(cè)電容電壓控制在180 V，通過(guò)試驗(yàn)運(yùn)行，所獲得的直流母線電壓波形和IGBT關(guān)斷時(shí)發(fā)射極與集電極間電壓波動(dòng)波形如圖2所示。

圖2中，每格電壓為50 V，由圖可見(jiàn)，尖峰電壓最大幅值可達(dá)100 V；在IGBT關(guān)斷瞬間，UCE的幅值接近90 V，這都對(duì)IGBT的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。解決模塊過(guò)電壓的關(guān)鍵方法是設(shè)法減小模塊電路直流側(cè)的寄生電感，優(yōu)化主電路結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)合理的吸收緩沖電路。

2 有源電力濾波器主電路結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

篇8

1 故障現(xiàn)象

2008年3月26日,該發(fā)電機(jī)做短路試驗(yàn)時(shí)(發(fā)電機(jī)并網(wǎng)開(kāi)關(guān)下口三相短路),勵(lì)磁電壓升至20V左右報(bào)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地。當(dāng)勵(lì)磁電壓升至30V時(shí),轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地跳閘了。首先我們檢查定值單,轉(zhuǎn)子接地電阻定值20kΩ(南瑞說(shuō)明書(shū)推薦整定20kΩ),轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地跳閘延時(shí)2.5s,定值沒(méi)問(wèn)題。其次拉開(kāi)滅磁開(kāi)關(guān),用500MΩ表,動(dòng)態(tài)測(cè)量轉(zhuǎn)子絕緣30MΩ,轉(zhuǎn)子絕緣也沒(méi)問(wèn)題。斷開(kāi)LFP-982A裝置的轉(zhuǎn)子電壓線,單獨(dú)測(cè)量勵(lì)磁裝置絕緣5MΩ。用500V兆歐表輕輕測(cè)量LFP-982A裝置RE板發(fā)現(xiàn)負(fù)接地。

2 故障檢查及處理

(1) 聯(lián)系南瑞廠家來(lái)處理LFP-982A的RE板,廠家人員檢查后,說(shuō)RE板是好的沒(méi)有問(wèn)題(RE板負(fù)接地是S1或S2開(kāi)關(guān)閉合造成的,R1和R3阻值很小所以用500V兆歐表測(cè)量顯示負(fù)接地,另外建議該板子不能用500V兆歐表測(cè)量,用萬(wàn)用表測(cè)量)。按照南瑞廠家人員要求:用系統(tǒng)直流控制電源(-220V)給LFP-982A上電,保護(hù)正常,不報(bào)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地信號(hào),裝置顯示對(duì)地電阻無(wú)窮大,證明RE板的確是好的。

(2) 勵(lì)磁廠家用帶來(lái)的示波器檢查勵(lì)磁裝置的交流輸入電源,波形也很正常,檢查勵(lì)磁裝置的輸出波形,也是沒(méi)問(wèn)題,證明勵(lì)磁裝置是好的。

(3) 我們拆掉發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電纜,在滅磁開(kāi)關(guān)下口接電爐子作假負(fù)載,通過(guò)勵(lì)磁裝置輸出電壓給LFP-982A裝置提供正、負(fù)電源,(測(cè)量滅磁開(kāi)關(guān)下口直流電壓75V,交流電壓80V),LFP-982A裝置又報(bào)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地了,證明發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子確實(shí)沒(méi)問(wèn)題。

(4) 現(xiàn)在南瑞保護(hù)是好的,勵(lì)磁是好的,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子也是好的,保護(hù)也確實(shí)是采到電流動(dòng)作的,這個(gè)電流從哪來(lái)的呢?唯一疑點(diǎn)是勵(lì)磁裝置的交流電源原設(shè)計(jì)是來(lái)自勵(lì)磁變,因?yàn)榘l(fā)電機(jī)做短路試驗(yàn),發(fā)電機(jī)出口三相母線已短路,發(fā)電機(jī)機(jī)端升不起壓,用高壓電纜取臨時(shí)電源太麻煩,還需要兩頭做電纜頭,所以我們?nèi)S用電低壓交流380V電源,作為勵(lì)磁裝置交流電源了。勵(lì)磁變是Y/11接線,而廠用電是D/yn11接線,是不是電源取錯(cuò)了。于是我們用高壓電纜在6kV備用開(kāi)關(guān)柜上取電源給勵(lì)磁變壓器供電。發(fā)電機(jī)沖轉(zhuǎn)后,勵(lì)磁裝置給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子供電正常,沒(méi)有報(bào)轉(zhuǎn)子接地。我們繼續(xù)做其他的實(shí)驗(yàn)一切正常,目前發(fā)電機(jī)運(yùn)行正常。

3 原因分析

廠用電低壓380V是中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng),發(fā)電機(jī)的大軸也是接地的,造成發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)出現(xiàn)兩點(diǎn)接地。勵(lì)磁裝置整出的直流不是純直流,含有一定的交流分量,該交流分量通過(guò)整流裝置由1點(diǎn)進(jìn)入微機(jī)保護(hù)裝置,經(jīng)R3、2點(diǎn)、S2、3點(diǎn),通過(guò)發(fā)電機(jī)大軸接地,回到廠用電低壓380V系統(tǒng)的中性點(diǎn),如圖1所示(電流經(jīng)過(guò)R1,S1同理。S1、S2象乒乓一樣來(lái)回開(kāi)關(guān),兩個(gè)是一個(gè)開(kāi)一個(gè)關(guān),不會(huì)同時(shí)開(kāi)或關(guān))。因?yàn)橛须娏魍ㄟ^(guò)保護(hù)裝置,保護(hù)裝置判斷為轉(zhuǎn)子的接地電阻變小,所以保護(hù)裝置就報(bào)轉(zhuǎn)子接地。

發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí),采用勵(lì)磁變壓器供電。勵(lì)磁變壓器采用Y/11接線,變壓器是中性點(diǎn)不接地的。整個(gè)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)只有發(fā)電機(jī)大軸是接地的,整改勵(lì)磁系統(tǒng)是只有一點(diǎn)接地,構(gòu)不成回路,沒(méi)有電流通過(guò),保護(hù)裝置如圖2所示。

當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有接地時(shí),整個(gè)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)才變成兩點(diǎn)接地系統(tǒng)構(gòu)成回路,這時(shí)保護(hù)裝置會(huì)有電流通過(guò),所以保護(hù)裝置報(bào)轉(zhuǎn)子接地,如圖3所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

(1) 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置電源要選用中性點(diǎn)不接地電源,如果選用中性點(diǎn)接地電源,即使轉(zhuǎn)子絕緣良好也報(bào)轉(zhuǎn)子接地。

篇9

關(guān)鍵詞 自適應(yīng)繼電保護(hù)；原理；特點(diǎn)；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2013）20-0131-01

目前，我國(guó)的計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，它不僅能夠滿足人們獲取知識(shí)和娛樂(lè)的需要，更重要的一點(diǎn)在于它能夠把國(guó)家的現(xiàn)代化建設(shè)與技術(shù)新措施進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，自適應(yīng)繼電保護(hù)系統(tǒng)就是如此。與電力系統(tǒng)的常規(guī)控制相同，自適應(yīng)繼電保護(hù)也是在模型基礎(chǔ)上的控制，只不過(guò)其所要依據(jù)的數(shù)學(xué)模型比較少，它更加注重?cái)?shù)據(jù)的取得?，F(xiàn)如今，由于自適應(yīng)控制理論與繼電保護(hù)的結(jié)合，就使得這種新技術(shù)得到了更進(jìn)一步的發(fā)展，它能夠有效的解決電力系統(tǒng)運(yùn)行中的故障，并給予自動(dòng)化的控制，從而減少故障發(fā)生的可能性，完善控制措施，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。

1 自適應(yīng)繼電保護(hù)的含義

想要加強(qiáng)自適應(yīng)繼電保護(hù)系統(tǒng)在電網(wǎng)運(yùn)行中的應(yīng)用，并弄清其真正的原理特點(diǎn)，首先要清楚明確什么是自適應(yīng)繼電保護(hù)。顧名思義，自適應(yīng)繼電保護(hù)與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)的不同之處就在于其自動(dòng)調(diào)節(jié)性，它是指保護(hù)系統(tǒng)能夠根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，從而保證運(yùn)行參數(shù)的準(zhǔn)確性和電網(wǎng)工作的最優(yōu)功效。它能夠通過(guò)信號(hào)的輸入對(duì)電網(wǎng)的整定數(shù)值、動(dòng)作特點(diǎn)以及邏輯過(guò)程給予控制，一旦電網(wǎng)出現(xiàn)故障問(wèn)題，就會(huì)及時(shí)的加以保護(hù)，減少經(jīng)濟(jì)損失，保證人員安全。

2 自適應(yīng)繼電保護(hù)的原理

2.1 自適應(yīng)電流速斷保護(hù)

眾所周知，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置要求具有良好的選擇性和快速性，一旦發(fā)生故障，能夠以盡可能快的切除故障元件和設(shè)備，減少設(shè)備損傷，減小故障影響時(shí)間，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的繼電保護(hù)速斷裝置的速度不夠迅速，技術(shù)水平也不高，無(wú)法適應(yīng)不斷變化的電力系統(tǒng)故障，雖然其整定值相對(duì)合理，但是卻無(wú)法與實(shí)際相連，在系統(tǒng)運(yùn)行方式最小時(shí)，還會(huì)造成保護(hù)的失效。而自適應(yīng)繼電保護(hù)電流速斷則可以根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式和狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的改變，保證最優(yōu)控制。

傳統(tǒng)的電流速斷保護(hù)原理可以表示為L(zhǎng)d=E/Zs+Zd’，其中E表示系統(tǒng)等效電源的電勢(shì)，Zs是保護(hù)安裝處到系統(tǒng)等效電源的阻抗，Zd’是被保護(hù)線路的阻抗。而新型的自適應(yīng)電流保護(hù)最重要的特點(diǎn)是能夠利用微型機(jī)的計(jì)算和記憶功能，對(duì)電流速斷保護(hù)的數(shù)值進(jìn)行實(shí)時(shí)的在線計(jì)算，也就是說(shuō)能夠讓整定值隨電網(wǎng)的故障種類(lèi)和運(yùn)行情況進(jìn)行改變，其原理公式如下，I’D=KKKdE/Zs+Zd’。其中E仍然代表系統(tǒng)等效電源的電勢(shì)，Zd’是短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的阻抗，KK的數(shù)值在1.2到1.3之間，Zs是保護(hù)安裝處與系統(tǒng)等效電源的阻抗，Kd表示故障類(lèi)型的數(shù)據(jù)。綜上所述，一定要及時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)量出Kd與Zs的數(shù)據(jù)，只有保證測(cè)出整定值的正確性，才能判定出故障的主要類(lèi)型，從而根據(jù)不同的故障確定合理的對(duì)策。此外，為了進(jìn)一步分析傳統(tǒng)的電流速斷保護(hù)與自適應(yīng)電流保護(hù)之間的差異，還可以制定出相應(yīng)的圖表進(jìn)行判斷，這樣就可以直觀準(zhǔn)確的看出兩者之間的差異，并分析特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)所在。表格如下。

2.2 自適應(yīng)過(guò)電流保護(hù)

過(guò)電流保護(hù)是指在啟動(dòng)電網(wǎng)的時(shí)候，盡量避開(kāi)最大的負(fù)荷電流，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整定的一種保護(hù)對(duì)策。在電網(wǎng)正常運(yùn)行的時(shí)候，不應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行啟動(dòng)，只有當(dāng)其出現(xiàn)故障的時(shí)候，才能采取相應(yīng)的措施，從而起到保護(hù)的功效。

傳統(tǒng)的過(guò)電流保護(hù)是依照電網(wǎng)發(fā)生的故障而實(shí)施的原理作業(yè)，其原理公式如下，IDZ=KKKkg/KhIHmax’，其中IDZ是電流元件的啟動(dòng)電流，KK選取1.15到1.35之間的可靠數(shù)據(jù)，Kkg要大于1，Kh則要大于0.85，代表的是電流組件的返回系數(shù)。自適應(yīng)繼電保護(hù)電流保護(hù)原理則是按照當(dāng)時(shí)的負(fù)荷電量來(lái)進(jìn)行的電流定值，其數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確完整。假定當(dāng)時(shí)的負(fù)荷電流為IH，那么其動(dòng)作電流整定值就為IIDz=KkKzqIH/Khp，此時(shí)的動(dòng)作時(shí)限設(shè)定則以離線方式整定，t=Tp/[（I’d/Ip）n-1]，公式中的t代表動(dòng)作時(shí)間，Tp是時(shí)間常數(shù)，I’d則是流入保護(hù)安裝內(nèi)部的電流繼電器數(shù)值，n在一般反時(shí)限的時(shí)候取0.02，非常反時(shí)限時(shí)則取1。

2.3 自適應(yīng)電壓速斷保護(hù)

由于傳統(tǒng)的電壓速斷運(yùn)動(dòng)不帶時(shí)限，無(wú)法從保證選擇性上進(jìn)行出發(fā)，其保護(hù)處的最低電Ummin整定數(shù)值應(yīng)表示為，U為電壓速斷的整定數(shù)據(jù)，E為系統(tǒng)等效電源的數(shù)值，Zmmin則為最小運(yùn)作狀態(tài)下的系統(tǒng)阻抗。而自適應(yīng)電壓速斷保護(hù)措施則可以在發(fā)生故障的時(shí)候運(yùn)行系統(tǒng)電源側(cè)的綜合阻抗，其主要過(guò)程如下：1）輸入被保護(hù)線路參數(shù)ZL和KL數(shù)值；2）在線實(shí)時(shí)計(jì)算電勢(shì)E的準(zhǔn)確數(shù)值；3）發(fā)生故障的時(shí)候計(jì)算系統(tǒng)綜合阻抗Zm。

3 自適應(yīng)繼電保護(hù)的特點(diǎn)

其實(shí)，自適應(yīng)繼電保護(hù)并不是一個(gè)全新的概念，它發(fā)源于20世紀(jì)末，簡(jiǎn)單概括自適應(yīng)繼電保護(hù)的特點(diǎn)主要有：1）計(jì)算機(jī)的發(fā)展應(yīng)用是自適應(yīng)繼電保護(hù)手段進(jìn)行完善和普及的前提；2）自適應(yīng)繼電保護(hù)要依賴調(diào)度和電廠的自動(dòng)化；3）自適應(yīng)繼電保護(hù)無(wú)論如何發(fā)展，其關(guān)鍵的安全環(huán)節(jié)不能遺棄。除此之外，自動(dòng)重合閘也是實(shí)現(xiàn)其進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)，在其應(yīng)用過(guò)程中一定要適應(yīng)實(shí)際的發(fā)展變化，在保證選擇性的前提下，獲得最高的靈敏度。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，自適應(yīng)繼電保護(hù)技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用是社會(huì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的必然舉措，通過(guò)進(jìn)一步完善其措施技術(shù)，加強(qiáng)傳統(tǒng)繼電保護(hù)方式的創(chuàng)新，能夠在很大程度上提高電網(wǎng)的運(yùn)行安全，并保證電力的供應(yīng)。雖然，目前自適應(yīng)繼電保護(hù)技術(shù)僅僅應(yīng)用于幾個(gè)部分，但是，相信在不久的將來(lái)，它一定可以成為新一代繼電保護(hù)的領(lǐng)軍者。

參考文獻(xiàn)

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篇10

【關(guān)鍵詞】 仿真；EMTP；MATLAB；教學(xué)研究

【中圖分類(lèi)號(hào)】G642.45 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2013）25-000-01

微機(jī)保護(hù)是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展方向，是電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的核心內(nèi)容之一，它充分體現(xiàn)了高新技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。微機(jī)保護(hù)原理課程是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課之一，其內(nèi)容涉及到計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)以及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)等多方面，具有很強(qiáng)的綜合性。

配電網(wǎng)單相接地保護(hù)的基本思想是：當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障后，計(jì)算提取配電網(wǎng)中所有線路的故障特征量（電壓、電流、阻抗、距離等），將其與預(yù)先人工設(shè)定的整定值進(jìn)行比較，若其中某條線路的故障特征量超越整定值的范圍，則判定該線路發(fā)生故障；之后跳閘隔離故障點(diǎn)、切除發(fā)生故障的線路，一方面使故障元件免于繼續(xù)遭到損壞，另一方面保證其他無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。隨著智能電網(wǎng)的迅猛發(fā)展，微機(jī)保護(hù)成為繼電保護(hù)的主流方向，電磁暫態(tài)仿真軟件EMTP可對(duì)電網(wǎng)的各種故障和繼電保護(hù)裝置的保護(hù)邏輯進(jìn)行模擬仿真測(cè)試，彌補(bǔ)電氣工程類(lèi)本科生不能到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際操作的缺陷，促進(jìn)學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的整體認(rèn)識(shí)，以及掌握微機(jī)繼電保護(hù)的各個(gè)實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)。

一、EMTP仿真軟件搭建配電網(wǎng)模型

配電網(wǎng)接地保護(hù)是我國(guó)在建、改建的配電系統(tǒng)亟待解決的難題，也是繼電保護(hù)的重點(diǎn)及難點(diǎn)問(wèn)題。首先在EMTP仿真軟件的ATPDraw中搭建仿真模型，采用圖1所示的典型35kV配電網(wǎng)系統(tǒng)，帶有三條饋線。在ATPDraw界面中點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇電氣元件，元件庫(kù)中包含電阻、電感、電容、各種類(lèi)型的開(kāi)關(guān)、變壓器、電源等原件。雙擊元件可進(jìn)行元件參數(shù)設(shè)置。模型搭建好后，在工具欄的ATP中點(diǎn)擊“RunATP”完成運(yùn)行操作，即可得到仿真結(jié)果，如圖2、圖3所示。

二、MATLAB軟件編寫(xiě)配電網(wǎng)保護(hù)程序

在配電網(wǎng)接地保護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，保護(hù)方法利用電流互感器上測(cè)量到的電流數(shù)據(jù)和電壓互感器上測(cè)量到的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)方案設(shè)計(jì)。MATLAB軟件可對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)程序進(jìn)行編寫(xiě)。

首先提取EMTP所獲得的數(shù)據(jù)，保存為.dat文件，采用下述語(yǔ)句調(diào)用數(shù)據(jù)“fp=fopen（'路徑＼文件名.dat'，'r'）；”之后按照順序定義各電氣量名稱；然后按照保護(hù)判據(jù)提取基波、諧波、暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)等信號(hào)；最后得出保護(hù)結(jié)果。

由于學(xué)生可以形象地看到仿真過(guò)程中繼電保護(hù)每一實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)性能的影響，因此該仿真系統(tǒng)對(duì)促進(jìn)學(xué)生理解微機(jī)繼電保護(hù)的工作原理具有積極的作用。