近年来,随着硬件平台的发展,双重化保护配置方案和主后一体化思想成功地应用于主设备保护,提高了可靠性,方便了运行管理。主设备内部故障计算方法得到了工程应用,为内部故障保护方案的优化提供了理论基础,许多新原理和新技术成功地应用于工程,并得到了检验,大大改善了主设备保护的安全运行。OTA、OTV的应用,将改善TA饱和对主设备保护的影响。主设备保护将向一体化、信息化、智能化、自适应等方向发展。
主设备保护正确动作率一直较低,但近年来主设备保护的分析计算方法取得了很大进展,随着基于DSP等技术的性能先进新硬件平台的数字式主设备保护的推陈出新,实现了主设备保护双主双后的配置方案,保护的设计方案、配置原则趋于完善,同时,新原理和新技术的应用大大提高了主设备保护的安全运行水平。
双主双后保护配置方案逐渐应用到主设备保护的领域,主设备保护双重化采用主后一体化保护装置是最佳方案。针对被保护对象,配置两套独立的保护,每套保护均包含主后备保护,并且每套保护由两个CPU系统构成,两个CPU系统之间均进行完善的自检和互检,出口方式采用两个CPU系统“与”门出口。这种配置方案概念清晰,解决了保护拒动和误动的矛盾。
一些新原理和新技术不断推出,有的已在现场广泛应用。
变斜率比率差动、工频变化量比率差动、改进型标积制动差动等差动新原理提高了内部故障保护的灵敏度;
励磁涌流除了应用二次谐波原理、波形对称、波形识别等原理外,Δ->Y变换调整差动各侧TA二次电流相位方法、基于励磁阻抗变化的方法、利用磁通轨迹特征识别等新原理使励磁涌流判别更为可靠;
异步法TA饱和判别、改进时差法、基于采样值的TA饱和检测方案等新原理已在现场应用,防止了因TA饱和可能导致的差动保护误动;
基于内部故障分析先进技术的工程应用,优化了机组保护内部故障保护方案。
电流比率制动的匝间保护、新型的工频变化量匝间保护、复合零序电压匝间保护等新原理,提高了灵敏度,并使保护配置灵活实用;
自适应三次谐波电压定子接地保护、外加电源低频注入式定子接地保护、乒乓式切换采样原理转子接地保护、注入1~3Hz低频方波转子接地保护等原理使发电机保护方案更为完善。
尽管主设备保护得到了很大的发展,但主设备保护多个方面需要引起注意:
失磁保护母线低电压判据必需与定子侧判据结合应用,以提高可靠性,同时,为防止母线低电压判据可能不能满足的情况,失磁保护必须保留一段定子阻抗判据,不经母线电压(或机端电压)闭锁的方案,经稍长延时动作于出口。为提高失灵启动的可靠性,失灵保护经位置接点闭锁,但在断路器闪络故障时失灵保护可能会拒动。
主设备保护将结合先进的DSP信号处理等技术的发展,向主后一体化、信息网络化、保护智能化、自适应方向发展。
主后一体化方向:保证充分的资源共享,对于故障录波、后台分析带来了便利,便于保护双重化的实现。
新型光电流互感器 (OTA)、光电压互感器 (OTV)的利用:彻底解决TA饱和问题。
信息网络化:主设备保护具有强大的通讯功能,采用保护信息化、网络化设计,从而实现监控系统对保护报文、定值、数据等的深层管理。
完善的故障分析:利用故障录波数据,通过高级应用软件分析保护动作行为,为故障查找提供方便。完整的故障数据经数字仿真系统可实现主设备的故障再现。
自适应技术、智能技术和数字技术的发展:自适应保护能地适应电力系统的各种变化 ,进一步改善保护的性能;智能技术如神经网络、专家系统、遗传算法、模糊逻辑等为主设备保护的发展开辟了一个新的领域;小波技术由于其在频域和时域均具有良好的局部化性能,对于主设备保护寻找暂态过程中新的故障特征,捕捉和处理微弱突变信号的研究等具有很重要的价值。
随着新原理、新技术的应用,保护方案的完善,主设备保护将不断进步发展。 |