文档介绍：电力系统新技术讲座
--电力系统继电保护
一、继电保护应用与现状(1)
继电保护的根本任务:在尽可能短的时间内切除故障元件,没有改变也不会改变。
继电保护的基本原理:依据被保护元件“故障、不正常、正常状态”间的“差别”,“甄别”出故障元件的保护原理,在持续完善和缓慢发展中。
继电保护的实现技术-随着相关器件、技术的发展,快速变化。
一、继电保护应用与现状(2)
在中、低压电网中:
反应工频相电流、电压幅值特征的保护占统治地位,在今后仍会占统治地位。
三段式保护的工作配合,仍将是引导建立继电保护思想的“独门绝技”。
数字式、电磁式、集成电路式等并存的局面,将会持续存在。
一、继电保护应用与现状(3)
在高压电网中:
工频差动原理的纵联保护为主保护,距离和零序保为后备保护,今后仍为典型配置。
工频故障分量的原理正在逐步应用中。
数字式保护正在逐步取代模拟式保护,目前仍有部分模拟式保护在运行中。
一、继电保护应用与现状(4)
在超高压电网中:
工频故障分量差动原理的纵联保护为主保护,距离和零序保护为后备保护,更加强调主保护双重配置。
工频故障分量的原理得到发展和广泛应用。
几乎全部采用数字式保护,推动着数字式保护技术的发展。
一、继电保护应用与现状(5)
特高压电网的出现将会:
对保护的动作速度提出更快的要求(全线小于20毫秒),可靠性要求更高。
利用故障暂态特征的保护原理会得到发展,“预保护”的思想显得更为重要。
保护的硬件技术将会发展到采样和处理MHz/S的信息。分析和计算工具可能以小波、形态学等为主。
二、继电保护与安全自动装置面临的问题(1)
1、保证全国性互联电网的运行安全性是电力发展的头等大事
我国电网今后发展的总方针:“西电东送、南北互供、全国联网”。西南部省份向东部地区输送电力将达到2000万千瓦,交直流输电线路超过20回,输电距离上千公里。西北部省份将采用750kV和330kV电磁环网东送电力。如何避免故障时的连锁反应,保证远距离和大功率的输电断面的运行安全性是电力发展迫切需要解决的现实问题。
全国联网初期的交流弱联运行方式,使得两侧电网内部的某些重要输电断面稳定水平下降,如何保证较大干扰时运行的稳定性是电网运行的当务之急。
二、继电保护与安全自动装置面临的问题(2)
2、高效、可靠的继电保护和紧急控制系统是保障西电东送和全国联网安全运行的关键技术
鉴于电力系统运行方式的多变性、电网功率的实时平衡特性,和故障发生的不可完全避免和随机性,高性能的继电保护是保障电网安全运行的第一道屏障。任意坚强的网络都必须快速、可靠地切除故障元件,任意坚强的网络在一系列的元件被切除后都有可能变为薄弱网络。保证故障元件被继电保护切除后剩余网络的安全性,高速有效的安全稳定紧急控制系统是安全运行的第二道屏障。有效、可靠的继电保护和安全稳定紧急控制系统是保证电网运行安全性的重要物质条件。
二、继电保护与安全自动装置面临的问题(3)
3、西电东送、全国联网给继电保护和紧急控制提出了新的挑战
现有的继电保护能否满足更高一级电压(750kV)网络对动作速度、暂态性能的要求。
大功率电力电子设备突然故障,其暂态过程对交流线路保护有何影响、如何克服?交流线路的故障与切除对直流系统、柔性输电系统的保护与控制有何影响、如何克服?
现有的电力元件主保护相互独立,故障元件被突然切除后是否会产生连锁的元件运行不正常而被保护依次跳开,会否形成类似美、加的大停电事故?
为了防止西电东送输电断面的运行安全性,如何构建元件保护与紧急控制一体化系统?
全国联网初期的交流弱联方式,如何充分发挥互联效益又能保证系统的运行稳定性?
万一互联系统稳定性被破坏,如何将系统解列才能缩小停电范围和停电时间?
二、继电保护与安全自动装置面临的问题(4)
4、现有的理论和技术难于解决上述理论和技术问题
现有的保护反应工频电气量,动作速度难于再提高。高频和衰减直流分量对正确动作有害,但短窗、高效、快速的滤波方法尚未突破。
保护以电力元件为对象,以切除故障元件为己任,整个电网主保护系统并不协同动作,可能会出现因为保护正确动作而造成系统的瓦解,缺乏输电断面或网络的保护。
稳定性预测与紧急控制尚无不依赖系统模型和网络参数的理论方法,而系统的模型和参数又是不准确的,缺乏适应性强、预测速度快、控制高效、可靠的紧急控制系统。
互联系统的解列(点)面是固定设置的,不能适应失稳模式的变化,缩小停电范围,避免事故扩大。