講講繼電保護裝置的技術(shù)特點

隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模日益壯大，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更顯復(fù)雜，提高電力系統(tǒng)的安全運行水平尤為重要。繼電保護是確保電力系統(tǒng)安全可靠運行的重要裝置，保護裝置動作的正確性將直接影響整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，稍有不慎就會導(dǎo)致事故的發(fā)生，只有 對繼電保護裝置進行定期檢驗和維護，按時檢巡其運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)故障并做好處理，才能保證系統(tǒng)*設(shè)備正常運行，提高供電可靠性。繼電保護裝置是關(guān)系到電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要設(shè)備,是電力系統(tǒng)*的重要組成部分,是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的第三道防線。

一、什么是繼電保護

研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運行的異常工況，以探討其對策的反事故自動化措施。因在其發(fā)展過程中曾主要用有觸點的繼電器來保護電力系統(tǒng)及其元件(發(fā)電機、變壓器、輸電線路等) ，使之免遭損害，所以也稱繼電保護?；救蝿?wù)是：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，在可能實現(xiàn)的zui短時間和zui小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號由值班人員消除異常工 況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。

二、繼電保護裝置基本原理

繼電保護裝置必須具有正確區(qū)分被保護元件是處于正常運行狀態(tài)還是發(fā)生了故障，是保護區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能。保護裝置要實現(xiàn)這一功能，需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎(chǔ)來構(gòu)成。

電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是：

(1) 電流增大。短路時故障點與電源之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將由負(fù)荷電流增大至大大超過負(fù)荷電流。

(2) 電壓降低。當(dāng)發(fā)生相間短路和接地短路故障時，系統(tǒng)各點的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點，電壓越低。

(3) 電流與電壓之間的相位角改變。正常運行時電流與電壓間的相位角是負(fù)荷的功率因數(shù)角，一般約為20°，三相短路時，電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的，一般為 60°～85°，而在保護反方向三相短路時，電流與電壓之間的相 位角則是 180°+(60°～85°)。

(4) 測量阻抗發(fā)生變化。測量阻抗即測量點(保護安裝處)電 壓與電流之比值。正常運行時，測量阻抗為負(fù)荷阻抗;金屬性短 路時，測量阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榫€路阻抗，故障后測量阻抗顯著減小，而阻抗角增大。

不對稱短路時，出現(xiàn)相序分量，如兩相及單相接地短路時，出現(xiàn)負(fù)序電流和負(fù)序電壓分量;單相接地時，出現(xiàn)負(fù)序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運行時是不出現(xiàn)的。

利用短路故障時電氣量的變化，便可構(gòu)成各種原理的繼電保護。

此外，除了上述反應(yīng)工頻電氣量的保護外，還有反應(yīng)非工頻電氣量的保護。

三、繼電保護裝置重要性的體現(xiàn)

1、對繼電保護的基本要求、繼電保護裝置必須具備以下5項基本性能: (1)、安全性.在不該動作時,不發(fā)生誤動作. (2)、可靠性.在該動作時,不發(fā)生拒動作. (3)、快速性.能以zui短時限將故障或異常消除. (4)、選擇性.在可能的zui小區(qū)間切除故障,保證zui大限度地向*部分繼續(xù)供電. (5)、靈敏性.反映故障的能力,通常以靈敏系數(shù)表示.選擇繼電 保護方案時,除設(shè)置需滿足以上5項基本性能外,還應(yīng)注意其經(jīng)濟性. 即不僅考慮保護裝置的投資和運行維護費,還必須考慮因裝置不完善 而發(fā)生拒動或誤動對國民經(jīng)濟和社會生活造成的損失.

2、隨著電力系統(tǒng)容量日益增大,范圍越來越廣,僅設(shè)置系統(tǒng)各元件的繼電保護裝置,遠(yuǎn)不能防止發(fā)生全電力系統(tǒng)長期大面積停電的嚴(yán) 重事故.為此必須從電力系統(tǒng)全局出發(fā),研究故障元件被相應(yīng)繼電保 護裝置的動作切除后,系統(tǒng)將呈現(xiàn)何種工況,系統(tǒng)失去穩(wěn)定時將出現(xiàn) 何種特征,如何盡快恢復(fù)其正常運行等.系統(tǒng)保護的任務(wù)就是當(dāng)大電力系統(tǒng)正常運行被破壞時,盡可能將其影響范圍限制到zui小,負(fù)荷停 電時間減到zui短.此外,機、爐、電任一部分的故障均影響電能的安全生產(chǎn),特別是大機組和大電力系統(tǒng)的相互影響和協(xié)調(diào)正成為電能安全生產(chǎn)的重大課題.因此,系統(tǒng)的繼電保護和安全自動裝置的配置方案 應(yīng)考慮機、爐等設(shè)備的承變能力,機、爐設(shè)備的設(shè)計制造也應(yīng)充分考慮電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的實際需要.為了巨型發(fā)電機組的安全,不 僅應(yīng)有完善的繼電保護,還應(yīng)研究、推廣故障預(yù)測技術(shù).

3、電力規(guī)程規(guī)定：任何電力設(shè)備(線路、母線、變壓器等)都不允許在無繼電保護的狀態(tài)下運行。所有運行設(shè)備都必須有兩套交、直流輸入和輸出回路相互獨立，并分別控制不同斷路器的繼電保護裝置 進行保護。當(dāng)任一套繼電保護裝置或任一組斷路器拒絕動作時，能有 另一套繼電保護裝置操作另一組斷路器切除故障。在所有情況下，要求這兩套繼電保護裝置和斷路器所取的直流電源都有不同的熔斷器供電。可見，雖然繼電保護不是電力系統(tǒng)的一次設(shè)備，但在保證一次設(shè)備安全運行方面擔(dān)負(fù)著*的重要角色。

4、繼電保護裝置及自動裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分。對保證電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行,防止事故發(fā)生和擴大起到關(guān)鍵性的決定作用。由于電力系統(tǒng)的特殊性,電氣故障的發(fā)生是不可避免的。一旦發(fā)生局部電網(wǎng)和設(shè)備事故,而得不到有效控制,就會造成對電網(wǎng)穩(wěn)定的破壞和大面積停電事故?，F(xiàn)代化大電網(wǎng)對繼電保護的依賴性更強,對其動作正確率的要求更高。

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