化工电气继电保护的探讨

2022-09-30

一、概述

继电保护系统是指在电力供应系统中有关电气元器件或电力供应重要设备发生报警、故障以及事故等紧急情况下, 在可能实现的最短时间和最小区域内, 自动将故障设备从系统中切除, 或发出信号由值班人员消除异常工况根源, 以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。使发电机、变压器、输电线路、母线等使之免遭损害, 是电力供应系统运行中非常重要的组成部分。随着社会连续生产对电力供应系统平稳高效的要求的不断提高, 电力供应系统的运行越来越复杂, 因此对继电保护系统的要求也就随之增加。

电力系统继电保护的基本任务是: (1) 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除, 使故障元件免于继续遭到破坏, 保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。 (2) 反应电气元件的不正常运行状态, 并根据运行维护的条件 (如有无经常值班人员) 而动作于信号, 以便值班员及时处理, 或由装置自动进行调整, 或将那些继续运行就会引起损坏或发展成为事故的电气设备予以切除。此时一般不要求保护迅速动作, 而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时, 以免暂短地运行波动造成不必要的动作和干扰而引起的误动。 (3) 继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动化装置配合, 在条件允许时, 采取预定措施, 缩短事故停电时间, 尽快恢复供电, 从而提高电力系统运行的可靠性。

二、常见问题及解决方案

1. 变电所供电线路保护受到励磁涌流影响

问题分析:

石油化工企业最常见的供电系统线路是10KV变电所配电线路, 继电保护系统在此应用的首要目的就是线路出现故障或紧急情况下电流速断, 其保护依据是由在最大运行情况下下一级线路末端短路电流决定的。由于有时灵敏度大于12, 此时动作电流取值比较小。若石油化工企业各类装置需要供电较多或变电所较多情况下, 供电系统阻抗能力更大, 所以保护开关在运行过程中会自动跳闸来保护整个供电系统, 其保护作用就是因为之前投入励磁涌流时, 对起始值没有考虑周全, 超过了无时限速断保护定值, 使10KV出线在检验修理后仍出现问题。

解决方案:

励磁涌流值与时间长短有着密切关系, 一般情况下, 在刚开始时涌流值特别大, 随着变压器在企业内部生产运行一段时间后, 涌流值在不断减小, 慢慢逐渐趋向于0, 当趋近于0时即可被忽略不计。因此这就需要在电流保护系统中预留出一部分的延长时间。通过此种方法的应用实验, 在10KV这样供电电路中能够让继电保护系统可以安然避开励磁涌流带来的不利影响。按照实际应用经验, 一般来说增加0.1—0.15S即可。从应用效果来看, 此方法能够有效躲避励磁涌流造成的错误, 确保了继电保护系统正常运行。

2. 实际电流保护定值搭配不当产生跳跃性断路

问题分析:

快速切断保护出口时间一般为35秒左右, 快速切断为0秒, 过流为0.5秒, 是石油化工企业中10KV供电系统的一般常用动作时间, 采用电脑保护来实现微机保护。一般10KV常规继电保护系统很多都沿用电磁式继电保护。其快速断路时间0秒, 过流0.05秒, 速断0秒, 过流0.1秒时都是进线保护。此种方式的继电保护在当配电所与变电相隔的距离较近、输电线路阻抗力量较小, 与此同时线路所负荷的电流较大时, 当配电所内出现故障或紧急情况下, 可能导致进线保护继电器没有足够时间动作, 此时的变电所由于现今的计算机及时保护作用在一瞬间将故障切除, 所以就造成了跳跃性断路。

解决方案:

采用新技术替代原有传统方案, 比较先进的如JSL集成电路性的定时装置, 把传统的电磁式继电器改为过流继电器。这种改进的集成电路继电装置具有动作时间快、误差小、精度等级高等优势。其时间限制极差能够达到0.01秒, 可以满足任何两级保护装置的时间极差。因此此种方法能好的解决了此类问题。

随着继电保护系统的不断发展, 在电力供应系统中地位也逐渐显得更加重要。继电保护系统的应用需要注意满足以下两点:1、选择性:选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时, 其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除, 当故障设备或线路的保护或断路器拒动时, 应由相邻设备或线路的保护将故障切除。2、快速性:当电力系统出现报警、故障、紧急情况时, 一定要有针对性地对出现故障的设备进行快速的处理, 一般主要包括: (1) 使发电厂或重要用户的母线电压低于有效值 (一般为0.7倍额定电压) 。 (2) 大容量的发电机、变压器和电动机内部故障。 (3) 中、低压线路导线截面过小, 为避免过热不允许延时切除的故障。 (4) 可能危及人身安全、对通信系统或铁路信号造成强烈干扰的故障。故障切除时间包括保护装置和断路器动作时间, 一般快速保护的动作时间为0.04s~0.08s, 最快的可达0.01s~0.04s, 一般断路器的跳闸时间为0.06s~0.15s, 最快的可达0.02s~0.06s。从而保证整个电力供电系统中其他设备依旧能够处于正常运行状态;。

三、继电保护发展方向

微机保护经过近20年的应用、研究和发展, 已经在电力系统中取得了巨大的成功, 并积累了丰富的运行经验, 产生了显著的经济效益, 大大提高了电力系统运行管理水平。近年来, 随着计算机技术的飞速发展以及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用, 新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中, 以期取得更好的效果, 从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展, 继电保护技术未来趋势是向计算机化, 网络化, 智能化, 保护、控制、测量和数据通信一体化发展。

总结

继电保护是预防和避免供电系统出现大面积故障的重要保障, 作为维护电工需要更努力地去钻研继电保护这门技术, 实现供电系统的本质安全, 达到企业经济效益上水平的目的。

摘要：在石油化工企业中, 继电保护是电力供应安全的基本技术保障, 特别是在发电、变电、供配电等方面起到不可或缺的作用。继电保护在电力系统容量日益增大的趋势下, 能够有效地保护和防止全电力系统长期大面积停电的严重事故, 或者将影响范围降至最低。本文简要介绍了石油化工企业生产运行中常遇到的继电保护的相关问题, 并作了详细分析解读, 供同行相互提升继电保护专业知识水平。

关键词：继电保护,发展趋势,解决方案