港口电气设备的继电保护Word文件下载.docx
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关键词港口电气设备继电保护问题措施
Abstract
Withthedevelopmentofscienceandtechnology,electricpowerindustryadvancebyleapsandbounds,powerasthesociety'
simportantenergy,tothenationaleconomyandthepeople'
slivingstandardsplayanimportantrole.Worldtradeglobalizationdrivetheshippingfastdevelopment,theportinthestatusofinternationallogisticssystemhaschanged,harborgroupsbecomeimportantregionaldevelopmentelements,thusportelectricalequipmentofrelayprotectionalsobecomeoneofthequestionspeoplepaymoreandmoreattention.Andrelayprotectiontechnologydevelopmentisthesafetyofelectricpowerdevelopmenttrendofaninevitablechoice,thistotheelectricalequipmentprotectionreliabilityandsensitivity,selectivityandquicknessputforwardhigherrequest.Thispaperfirstexpoundedportelectricalequipmenttypes,andthenanalysethemeaningofrelayprotectionandportelectricalequipmentrelayprotectioneasyproblem,andexistingproblemsofproposedseveralSuggestionscopingmethods.
Keywordsportelectricalequipmentrelayprotectionproblemsmeasures
目录
1引言…………………………………………………………………………………………………5
2现代港口电气设备…………………………………………………………………………………6
2.1港口起重机械电控设备…………………………………………………………………………6
2.1.1港口起重机械电气设备…………………………………………………………………6
2.2常用起重机的电气控制保护…………………………………………………………………6
2.2.1电动轮胎式起重机……………………………………………………………………6
2.2.2门坐式起重机……………………………………………………………………………6
2.2.3桥式起重机……………………………………………………………………………6
3继电保护的基本概念及作用………………………………………………………………………6
3.1继电保护的基本概念……………………………………………………………………………6
3.2继电保护的基本原理……………………………………………………………………………7
3.3常用继电保护装置的类型………………………………………………………………………7
3.3.1电流保护…………………………………………………………………………………7
3.3.2电压保护…………………………………………………………………………………8
3.3.3瓦斯保护…………………………………………………………………………………8
3.3.4差动保护…………………………………………………………………………………8
3.3.5高频保护…………………………………………………………………………………9
3.3.6距离保护…………………………………………………………………………………9
3.3.7平衡保护…………………………………………………………………………………9
3.3.8负序及零序保护…………………………………………………………………………9
3.3.9方向保护…………………………………………………………………………………9
3.4继电保护的作用与要求…………………………………………………………………………9
3.4.1继电保护装置的作用……………………………………………………………………9
3.4.2继电保护装置的基本要求………………………………………………………………9
4继电保护事故的种类………………………………………………………………………………10
4.1定值问题………………………………………………………………………………………10
4.2电源问题………………………………………………………………………………………10
4.3TA饱和问题…………………………………………………………………………………10
4.4抗干扰问题…………………………………………………………………………………10
4.5保护性能问题…………………………………………………………………………………11
4.6插件绝缘问题…………………………………………………………………………………11
4.7软件版本问题…………………………………………………………………………………11
4.8高频收发信机问题……………………………………………………………………………11
5继电保护事故处理的措施…………………………………………………………………………11
5.1正确充分利用继电提供的故障信息………………………………………………………11
5.1.1正确对待人为事故……………………………………………………………………11
5.1.2充分利用故障录波和时间记录………………………………………………………11
5.2运用正确的检查方法………………………………………………………………………11
5.2.1逆序检查法……………………………………………………………………………12
5.2.2顺序检查法……………………………………………………………………………12
5.2.3运用整组试验法………………………………………………………………………12
5.3事故处理的注意事项…………………………………………………………………………12
5.3.1对试验电源的要求……………………………………………………………………12
5.3.2对仪器仪表的要求……………………………………………………………………12
6如何提高继电保护技术……………………………………………………………………………12
6.1掌握足够必要的理论知识……………………………………………………………………12
6.1.1电子技术知识…………………………………………………………………………12
6.1.2继电保护的原理和组成………………………………………………………………12
6.2具备相关技术资料…………………………………………………………………………12
6.3运用正确的检查方法…………………………………………………………………………12
6.4掌握继电保护事故处理技巧…………………………………………………………………12
6.4.1替代法…………………………………………………………………………………13
6.4.2对比法…………………………………………………………………………………13
6.4.3模拟检查法……………………………………………………………………………13
结论…………………………………………………………………………………………………14
致谢……………………………………………………………………………………………………15
参考文献……………………………………………………………………………………………16
1引言
随着港口运输的建设事业不断发展，港口机械的更新换代速度加快，各种新工艺、新技术、新设备不断出现，这就要求我们对港口电气设备的继电保护要有更加深刻的了解，并对日常生产运作中出现的继电保护事故能够正确应对妥善解决。
电力系统的高速发展和计算机技术,通讯技术的进步,继电保护向着计算机化、网络化，保护、测量、控制、数据通信一体化和人工智能化方向进一步快速发展。
与此同时越来越多的新技术、新理论将应用于继电保护领域,这要求我们不断求学、探索和进取,达到提高供电可靠性的目的,保障电网安全稳定运行。
继电保护技术的发展是电力安全发展趋势的一种必然选择，也是企业在供电过程中不可缺少的一种重要应用工程。
该技术的运用必将随着电力的不断发展而提升。
电力系统是由电能的产生、输送、分配和用电四个环节共同组成的一个系统。
近些年来，电子技术及计算机通信技术的快速发展为继电保护技术注入了新的活力。
如何正确提高电力系统的运行效率及运行质量，应用继电保护技术来防止电气故障，近年来已经成为急需解决的技术问题。
在现代化的电力需求中，家电设备增多、企业用电机器增多、发电机容量增大等多种客观方面的原因使得电力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大。
这就需要一种既能保护机器正常运转，又能够对短路等用电现象提出及时警报的技术，因此继电保护产生。
2现代港口电气设备
港口电气设备的更新和发展决定了现代港口装卸机械的变化，除了传统的继电器-接触器系统控制的港口电气设备，现代港口主要有起重机械电控设备、电动轮胎式起重机、门坐式起重机、桥式起重机等。
下面主要介绍几种常用的港口起重机电气设备。
2.1港口起重机械电控设备
2.1.1港口起重机的电气设备
根据实现功能的不同可将港口起重机械的电气设备分为三大部分：
1供电与保护设备
固定电源供电时，需要一些辅助电器将电源引入起重机械的各个机构，从而使港口起重设备的各个机构能在装卸的过程中随时移动位置、调换泊位。
这些辅助电器统称为移动供电装置。
移动供电装置分为有线移动供电和无线移动供电。
最常用的是有线移动供电。
有线移动供电由分为滑接式和非滑接式。
在供电电路中加入各种保护电路，让设备和电源安全可靠的使用，这些设备就叫保护设备。
2.通信、监视和照明设备
通信设备：
语音通信和数据通信，主要指的是语音甚高频无线电电话VHP和设备之间通过以太网的有线或无线的方式。
监视设备：
闭路电视系统，加强了对港口某些起重机的特殊部件的监视和周围环境的观察。
照明设备：
包括空调及各部位的照明设备。
3.各机构的驱动和控制设备
四大机构：
起升机构、行走机构、变幅机构、旋转机构。
控制设备：
可编程序控制器PLC。
2.2常用起重机的电气控制保护
2.2.1电动轮胎式起重机
电动轮胎式起重机的类型很多，如Q161型、GX-67型、QL16A型等，它们的电气设备各不相同，在整车电气控制电路中，除了限位保护外，在行走控制电路中曹勇电气与机械互锁措施，在变幅机构与旋转机构中，主令控制器实现了机构连锁。
2.2.2门式起重机
门式起重机是港口装卸作业的重要机械，其电气线路中保护措施主要有电气连锁保护、机械连锁保护、短路保护、过载保护、限位保护。
2.2.3桥式起重机
桥式起重机主要工作机构是大车行走、小车行走、起升机构。
其电气线路中保护措施主要有失电保护、零位保护、过电流保护、开门防触电保护、限位保护、短路保护等。
3继电保护的基本概念及作用
3.1继电保护的基本概念
继电保护是指研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况，以探讨其对策的反事故自动化措施。
因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件（发电机、变压器、输电线路、母线等）使之免遭损害，所以沿称继电保护。
继电保护主要利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量（电流、电压、功率、频率等）的变化，构成继电保护动作的原理，也有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。
大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分（和定值调整部分）、逻辑部分、执行部分。
当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。
实现这种自动化措施的成套设备,一般通称为继电保护装置。
3.2继电保护装置的基本原理
继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量（电流、电压、功率、频率等）的变化构成继电保护动作的原理，还有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。
①、电力系统运行中的参数（如电流、电压、功率因数角）在正常运行和故障情况时是有明显区别的。
继电保护装置就是利用这些参数的变化，在反映、检测的基础上来判断电力系统故障的性质和范围，进而作出相应的反应和处理（如发出警告信号或令断路器跳闸等）。
②、继电保护装置的原理框图分析：
A、取样单元---它将被保护的电力系统运行中的物理量（参数）经过电气隔离并转换为继电保护装置中比较鉴别单元可以接受的信号，由一台或几台传感器如电流、电压互感器组成。
B、比较鉴别单元---包括给定单元，由取样单元来的信号与给定信号比较，以便下一级处理单元发出何种信号。
（正常状态、异常状态或故障状态）比较鉴别单元可由4只电流继电器组成，二只为速断保护，另二只为过电流保护。
电流继电器的整定值即为给定单元，电流继电器的电流线圈则接收取样单元（电流互感器）来的电流信号，当电流信号达到电流整定值时，电流继电器动作，通过其接点向下一级处理单元发出使断路器最终掉闸的信号；
若电流信号小于整定值，则电流继电器不动作，传向下级单元的信号也不动作。
鉴别比较信号“速断”、“过电流”的信息传送到下一单元处理。
C、处理单元---接受比较鉴别单元来的信号，按比较鉴别单元的要求进行处理，根据比较环节输出量的大小、性质、组合方式出现的先后顺序，来确定保护装置是否应该动作；
由时间继电器、中间继电器等构成。
电流保护：
速断---中间继电器动作，过电流——时间继电器动作。
（延时过程）
D、执行单元---故障的处理通过执行单元来实施。
执行单元一般分两类：
一类是声、光信号继电器；
（如电笛、电铃、闪光信号灯等）另一类为断路器的操作机构的分闸线圈，使断路器分闸。
E、控制及操作电源---继电保护装置要求有自己独立的交流或直流电源，而且电源功率也因所控制设备的多少而增减；
交流电压一般为220伏，功率1KVA以上。
3.3常用继电保护装置的类型
3.3.1、电流保护：
（按照保护的整定原则，保护范围及原理特点）
A、过电流保护---是按照躲过被保护设备或线路中可能出现的最大负荷电流来整定的。
如大电机启动电流（短时）和穿越性短路电流之类的非故障性电流，以确保设备和线路的正常运行。
为使上、下级过电流保护能获得选择性，在时限上设有一个相应的级差。
B、电流速断保护---是按照被保护设备或线路末端可能出现的最大短路电流或变压器二次侧发生三相短路电流而整定的。
速断保护动作，理论上电流速断保护没有时限。
即以零秒及以下时限动作来切断断路器的。
过电流保护和电流速断保护常配合使用，以作为设备或线路的主保护和相邻线路的备用保护。
C、定时限过电流保护---在正常运行中，被保护线路上流过最大负荷电流时，电流继电器不应动作，而本级线路上发生故障时，电流继电器应可靠动作；
定时限过电流保护由电流继电器、时间继电器和信号继电器三元件组成（电流互感器二次侧的电流继电器测量电流大小→时间继电器设定动作时间→信号继电器发出动作信号）；
定时限过电流保护的动作时间与短路电流的大小无关，动作时间是恒定的。
（人为设定）
D、反时限过电流保护---继电保护的动作时间与短路电流的大小成反比，即短路电流越大，继电保护的动作时间越短，短路电流越小，继电保护的动作时间越长。
在10KV系统中常用感应型过电流继电器。
（GL－型）
E、无时限电流速断---不能保护线路全长，它只能保护线路的一部分，系统运行方式的变化，将影响电流速断的保护范围，为了保证动作的选择性，其起动电流必须按最大运行方式（即通过本线路的电流为最大的运行方式）来整定，但这样对其它运行方式的保护范围就缩短了，规程要求最小保护范围不应小于线路全长的15％。
另外，被保护线路的长短也影响速断保护的特性，当线路较长时，保护范围就较大，而且受系统运行方式的影响较小，反之，线路较短时，所受影响就较大，保护范围甚至会缩短为零。
3.3.2电压保护：
（按照系统电压发生异常或故障时的变化而动作的继电保护）
A、过电压保护---防止电压升高可能导致电气设备损坏而装设的。
（雷击、高电位侵入、事故过电压、操作过电压等）10KV开闭所端头、变压器高压侧装设避雷器主要用来保护开关设备、变压器；
变压器低压侧装设避雷器是用来防止雷电波由低压侧侵入而击穿变压器绝缘而设的。
B、欠电压保护---防止电压突然降低致使电气设备的正常运行受损而设的。
C、零序电压保护---为防止变压器一相绝缘破坏造成单相接地故障的继电保护。
主要用于三相三线制中性点绝缘（不接地）的电力系统中。
零序电流互感器的一次侧为被保护线路（如电缆三根相线），铁芯套在电缆上，二次绕组接至电流继电器；
电缆相线必须对地绝缘，电缆头的接地线也必须穿过零序电流互感器；
原理：
正常运行及相间短路时，一次侧零序电流为零（相量和），二次侧内有很小的不平衡电流。
当线路发生单相接地时，接地零序电流反映到二次侧，并流入电流继电器，当达到或超过整定值时，动作并发出信号。
（变压器零序电流互感器串接於零线端子出线铜排）
3.3.3瓦斯保护
油浸式变压器内部发生故障时，短路电流所产生的电弧使变压器油和其它绝缘物产生分解，并产生气体（瓦斯），利用气体压力或冲力使气体继电器动作。
故障性质可分为轻瓦斯和重瓦斯，当故障严重时（重瓦斯）气体继电器触点动作，使断路器跳闸并发出报警信号。
轻瓦斯动作信号一般只有信号报警而不发出跳闸动作。
变压器初次投入、长途运输、加油、换油等原因，油中可能混入气体，积聚在气体继电器的上部（玻璃窗口能看到油位下降，说明有气体），遇到此类情况可利用瓦斯继电器顶部的放气阀（螺丝拧开）放气，直至瓦斯继电器内充满油。
考虑安全，最好在变压器停电时进行放气。
容量在800KVA及以上的变压器应装设瓦斯保护。
3.3.4差动保护
这是一种按照电力系统中，被保护设备发生短路故障，在保护中产生的差电流而动作的一种保护装置。
常用做主变压器、发电机和并联电容器的保护装置，按其装置方式的不同可分为：
A、横联差动保护---常用作发电机的短路保护和并联电容器的保护，一般设备的每相均为双绕组或双母线时，采用这种差动保护。
B、纵联差动保护---一般常用作主变压器的保护，是专门保护变压器内部和外部故障的主保护。
3.3.5高频保护
这是一种作为主系统、高压长线路的高可靠性的继电保护装置。
目前我国已建成的多条500KV的超高压输电线路就要求使用这种可行性、选择性、灵敏性和动作迅速的保护装置。
高频保护分为相差高频保护；
方向高频保护。
相差高频保护的基本原理是比较两端电流的相位的保护。
规定电流方向由母线流向线路为正，从线路流向母线为负。
就是说，当线路内部故障时，两侧电流同相位而外部故障时，两侧电流相位差180度。
方向高频保护的基本工作原理是，以比较被保护线路两端的功率方向，来判别输电线路的内部或外部故障的一种保护装置。
3.3.6距离保护
这种继电保护也是主系统的高可靠性、高灵敏度的继电保护，又称为阻抗保护，这种保护是按照长线路故障点不同的阻抗值而整定的。
3.3.7平衡保护
这是一种作为高压并联电容器的保护装置。
继电保护有较高的灵敏度，对于采用双星形接线的并联电容器组，采用这种保护较为适宜。
它是根据并联电容器发生故障时产生的不平衡电流而动作的一种保护装置。
3.3.8负序及零序保护
这是作为三相电力系统中发生不对称短路故障和接地故障时的主要保护装置。
3.3.9方向保护
这是一种具有方向性的继电保护。
对于环形电网或双回线供电的系统，某部分线路发生故障时，而故障电流的方向符合继电保护整定的电流方向，则保护装置可靠地动作，切除故障点。
3.4继电保护的作用与要求
3.4.1继电保护装置的作用
当电力系统发生故障或异常工况时，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，或者给出信号由值班人员消除异常工况的根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响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。
继电保护装置的作用主要如下：
①、监视电力系统的正常运行，当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。
当系统和设备发生的故障足以损坏设备或危及电网安全时，继电保护装置能最大限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响（如：
单相接地、变压器轻、重瓦斯信号、变压器温升过高等）。
②、反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，提示值班员迅速采取措施，使之尽快恢复正常，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。
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