电力系统继电保护技术及其维护管理毕业设计论文.doc
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1、电 子 科 技 大 学毕 业 设 计(论 文)论文题目:电力系统继电保护技术及其维护管理 学习中心(或办学单位):电子科技大学宁波学习中心摘要继电保护对电力系统的安全有效运行影响重大,要确实保证电力系统的正常使用,就要在保护措施上做好工作,而继电保护是其中最主要,最有效的方式。因此,为保障电力系统的安全运行,必须对继电保护有一定的了解,才能有效使用。本文将对继电保护的作用意义和装置使用及维护,以及其技术发展前景进行分析。城市电网配电系统由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响,电气故障的发生是不能完全避免的。在电力系统中的任何一处发生事故,都有可能对电力系统的运行产生重
2、大影响,为了确保城市电网配电系统的正常运行。必须正确地设置继电保护装置。关键词:继电保护;继电维护管理AbstractRelayprotectionforsafeandefficientoperationofthegreatimpactonthepowersystem,toreallyensurethenormaluseoftheelectricpowersystem,wemustdoagoodjobintheprotectionmeasures,andprotectionisoneofthemostimportant,themosteffectiveway.Therefore,inorder
3、toensurethesafeoperationofthepowersystem,musthavecertainknowledgeofrelayprotection,canbeeffectivelyused.Thispaperwillbetheroleofsignificanceandofrelayprotectiondeviceinoperationandmaintenance,aswellasitstechnologydevelopmentprospectsanalysis.Urbanpowerdistributionsystem,duetoitsgeographicalcoveragei
4、sextremelybroad,runningenvironmentisextremelycomplexandvariousartificialfactors,occurrenceofelectricalfaultisunavoidable.Theaccidenthappenedintheelectricpowersysteminanyoneplace,arelikelytohaveasignificantimpactontheoperationofpowersystem,inordertoensurethenormaloperationofpowerdistributionsystemofc
5、ity.Mustbeproperlysetrelayprotectiondevice.Keywords:relayprotection;relayprotectionmanagement目录第一章概述1第一节继电保护装置的作用与任务1第二节继电保护的组成及工作原理1第三节对继电保护装置的要求2第二章常用的保护继电器3第一节继电保护的基本概念3第二节常用继电器的结构与工作原理3第三节保护装置评价指标4第四节几种常用电流保护的分析5第三章继电保护装置使用条件和维护6第一节继电保护装置的灵敏性6第二节继电保护装置的日常维护7第四章电力系统继电保护技术的现状与发展8结束语10致谢11参考文献12电子科
6、技大学毕业论文(设计) 电力系统继电保护技术及其维护管理第一章 概述第一节 继电保护装置的作用与任务随着我国电力工业和电力系统的快速发展,电力作为当今社会的主要能源,对发电厂、变电站的安全运行要求越来越高。另外,因电子、计算机和通信系统的快速发展,进而加快推进了发电厂、变电站监控系统的自动化水平不断提高。微机继电保护和安全自动装置成为提供电力系统安全运行和可靠供电的重要保障。因为当电力系统发生故障或异常时,继电保护可以实现在最短时间和最小区域内,自动从系统中切除故障设备,也可以向电力监控警报系统发出信息,提醒电力维护人员及时解决故障,这样继电保护不仅能有效的防止设备的损坏,还能降低相邻地区供电
7、受连带故障的机率。同时还可以有效的防止电力系统因种种原因,而产生时间长、面积广的停电事故,是电力系统维护与保障最实用最有效的技术手段之一。所谓继电保护装置是一种能够反映电力系统中电气设备或线路发生故障或不正常运行状态,并能使断路器跳闸和发出信号的自动装置。继电保护装置的基本任务:(1)当被保护线路或设备发生故障时,继电保护装置能自动,迅速,准确而有选择地借助断路器将故障元件断开,以保证系统其他部分正常运行,减轻事故危害,防止事故蔓延,使故障元件免受进一步的损坏。(2)当被保护设备或线路出现不正常运行状态时保护装置能够发出信号,及时提醒工作人员采取有效措施,以消除不正常运行状态,防止事故发生。(
8、3)继电保护装置与供电系统的自动化装置(如自动重合闸,备用电源自动投入装置等)相配合,缩短事故停电时间,提高供电系统运行的可靠性。第二节 继电保护的组成及工作原理供电系统出现故障时,将引起电流的增加和电压的降低,以及电流,电压间相位角的变化。因此,利用故障时的参数与正常运行时的参数的差值,就可以组成不同原理和类型的继电保护装置。例如,利用短路时电流增大的特征,可组成过电流保护;利用系统电压降低的特征,可组成低电压保护;利用比较被保护设备各端电流大小和相位的差别可组成差动保护。此外可根据电气设备的不同特点实现反应非电量的保护。如反应变压器油箱内故障的瓦斯保护,反应电机绕组温度升高的过负荷保护等。
9、继电保护装置的种类比较多,其原理结构如下图所示,基本上由测量元件,逻辑元件,执行元件组成。继电保护装置原理机构框图第三节 对继电保护装置的要求为了使继电保护装置能准确及时地完成上述任务,在设计和选择继电保护装置时,主要应满足四个基本要求,即选择性,速动性,灵敏性和可靠性。选择性是指当供电系统发生故障时,要求继电保护装置应使离故障点最近的断路器首先跳闸,使停电范围尽量缩小,保证无故障部分继续运行,保护装置的这种性能称为选择性。速动性是指系统中发生短路故障时,继电保护以尽可能短的时限将故障从电网中切除,以减轻故障的危害程度,加速系统电压的恢复,为电动机自启动创造条件。切除故障的时间是指从发生短路起
10、,至断路器跳闸,电弧熄灭为止所需的时间,它等于保护装置的动作时间与断路器跳闸时间之和。因此,为了保证速动性,除选用快速动作的继电保护装置之外,还应选择快速动作的断路器,目前这两者加在一起的最短时间为0.1s左右。灵敏性是指保护装置对保护范围内发生故障的反应能力。可靠性是指在保护范围内发生故障和不正常运行状态时,保护装置应正确动作,不应拒动;在不该动作时,不应误动。继电保护装置的拒动和误动都将使事故扩大,造成严重后果。保护装置不能可靠工作的主要原因是安装调试质量不高,运行维护不当,继电器质量差以及设计不合理等。以上对继电保护装置的四项基本要求,是互相联系而有时又互相矛盾的。在一个具体的保护装置中
11、,不一定都是同等重要。在各要求发生矛盾时,应进行综合分析,选取最佳方案,首先要满足选择性,非选择性动作是决不允许的。但是,为了保证选择性,有时可能使故障切除的时间延长从而影响到整个系统,这是为了尽快回复系统的正常运行就必须保证速动性而暂时牺牲部分选择性,因为此时的速动性时照顾全局的措施。第二章 常用的保护继电器第一节 继电保护的基本概念可靠性是指一个元件、设备或系统在预定时间内,在规定的条件下完成规定功能的能力。可靠性工程涉及到元件失效数据的统计和处理,系统可靠性的定量评定,运行维护,可靠性和经济性的协调等各方面。具体到继电保护装置,其可靠性是指在该装置规定的范围内发生了它应该动作的故障时,它
12、不应该拒动作,而在任何其它该保护不应动作的情况下,它不应误动作。继电保护装置的拒动和误动都会给电力系统造成严重危害。但提高其不拒动和提高其不误动作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。由于电力系统的结构和负荷性质的不同,拒动和误动所造成的危害往往不同。例如当系统中有充足的旋转备用容量,输电线路很多,各系统之间和电源与负荷之间联系很紧密时由于继电保护装置的误动作,使发电机变压器或输电线路切除而给电力系统造成的影响可能很小;但如果发电机变压器或输电线路故障时继电保护装置拒动作,将会造成设备的损坏或系统稳定的破坏,损失是巨大的。在此情况下提高继电保护装置不拒动的可靠性比提高其不误动的可靠性更为重要。但在系
13、统中旋转备用容量很少及各系统之间和负荷和电源之间联系比较薄弱的情况下,继电保护装置的误动作使发电机变压器或输电线切除时,将会引起对负荷供电的中断甚至造成系统稳定的破坏,损失是巨大的。而当某一保护装置拒动时,其后备保护仍可以动作而切除故障,因此在这种情况下提高继电保护装置不误动的可靠性比提高其不拒动的可靠性更为重要。第二节 常用继电器的结构与工作原理继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。1、电磁继电器的工作原理和特性电
14、磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点,可以这样来区分:继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点,称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。2、热敏干簧继电器的工作原理和特性热敏干簧继电器是一种利用
15、热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁,而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。3、固态继电器(SSR)的工作原理和特性固态继电器是一种两个接线端为输入端,另两个接线端为输出端的四端器件,中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型,以光电隔离型为最多。第三节 保护装置评价指标继电保护装置属于可修复元件,在分析其可靠性时,应该先
16、正确划分其状态,常见的状态有:正常运行状态。这是保护装置的正常状态。检修状态。为使保护装置能够长期稳定运行,应定期对其进行检修,检修时保护装置退出运行。正常动作状态。这是指被保护元件发生故障时,保护装置正确动作于跳闸的状态。误动作状态。是指保护装置不应动作时,它错误动作的状态。例如,由于整定错误,发生区外故障时,保护装置错误动作于跳闸。拒动作状态。是指保护装置应该动作时,它拒绝动作的状态。例如,由于整定错误或内部机械故障而导致保护装置拒动。故障维修状态。保护装置发生故障后对其进行维修时所处的状态。目前常用的评价统计指标有:正确动作率即一定期限内(例如一年)被统计的继电保护装置的正确动作次数与总
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