電力系統(tǒng)中的各元件之間有十分緊密的電或電磁聯(lián)系,一旦某個(gè)元件發(fā)生故障,
電氣信息將以近似光的速度向系統(tǒng)各處傳播。這種故障不可能用人工手動(dòng)方法排除而必須有高速
自動(dòng)化的裝置來排除。這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行最有效的方法。
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)就是一門研究這種自動(dòng)識(shí)別故障并排除故障元件的自動(dòng)裝置的技術(shù)學(xué)科。也就是說,繼電保護(hù)自動(dòng)裝置是能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)并動(dòng)作于
斷路器跳閘或發(fā)出指示信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。
1、繼電保護(hù)的作用
I、自動(dòng)、迅速、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除,使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞,保證無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。
II、反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài),并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件,而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)或跳閘。
2、繼電保護(hù)裝置
當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件(如發(fā)電機(jī)、線路等)或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí),能夠向運(yùn)行值班人員及時(shí)發(fā)出警告信號(hào),或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動(dòng)化措施和設(shè)備。實(shí)現(xiàn)這種自動(dòng)化措施的成套設(shè)備,一般通稱為繼電保護(hù)裝置。
3、繼電保護(hù)裝置的組成及工作原理
一般繼電保護(hù)裝置由測(cè)量比較元件、邏輯判斷元件和執(zhí)行輸出元件三部分組成。
I、測(cè)量比較元件:測(cè)量通過被保護(hù)的電力元件的物理參量,并與給定的值進(jìn)行比較,根據(jù)比較的結(jié)果,給出“是”、“非”、“0”或“1”性質(zhì)的一組邏輯信號(hào),從而判斷保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟動(dòng)。
II、邏輯判斷元件:根據(jù)測(cè)量比較元件輸出的邏輯信號(hào)的性質(zhì)、先后順序、持續(xù)時(shí)間等,使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍,最后確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘、發(fā)出信號(hào)或不動(dòng)作,并將對(duì)應(yīng)的指令傳給執(zhí)行輸出部分。
III、執(zhí)行輸出元件:根據(jù)邏輯判斷部分傳來的指令,發(fā)出跳開斷路器的跳閘脈沖及相應(yīng)的動(dòng)作信息、發(fā)出警報(bào)或不動(dòng)作。
4、繼電保護(hù)的分類
I、按被保護(hù)的對(duì)象分類:輸電線路保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、
電動(dòng)機(jī)保護(hù)等。
II、按保護(hù)原理分類:電流保護(hù)、電壓保護(hù)、距離保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)、方向保護(hù)、零序保護(hù)等。
III、按保護(hù)所反應(yīng)故障類型分類:相間短路保護(hù)、接地短路保護(hù)、匝間短路保護(hù)、斷線保護(hù)、失步保護(hù)、失磁保護(hù)及過勵(lì)磁保護(hù)等。
IV、按繼電保護(hù)裝置的實(shí)現(xiàn)技術(shù)分類:機(jī)電型保護(hù)、整流型保護(hù)、晶體管型保護(hù)、
集成電路型保護(hù)、微機(jī)型保護(hù)。
V、繼電保護(hù)測(cè)量值與整定值的關(guān)系分類:過量保護(hù)(測(cè)量值﹥整定值)、欠量保護(hù)(測(cè)量值﹤整定值)
VI、按保護(hù)所起的作用分類:主保護(hù)、后備保護(hù)、輔助保護(hù)等。
主保護(hù)是指滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求,能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。
后備保護(hù)是指主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)用來切除故障的保護(hù)。又分為近后備保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù)。近后備保護(hù):在本元件處裝設(shè)兩套保護(hù),當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí),由本元件的另一套保護(hù)動(dòng)作。遠(yuǎn)后備保護(hù):當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí),由該電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備的保護(hù);當(dāng)斷路器拒動(dòng)時(shí),由斷路器失靈保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。
5、繼電保護(hù)的基本要求:
選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性
可靠性是指保護(hù)該動(dòng)作時(shí)應(yīng)動(dòng)作,不該動(dòng)作時(shí)不動(dòng)作。
選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障,當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí),才允許由相鄰設(shè)備、線路的保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切除故障。
靈敏性是指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí),保護(hù)裝置具有的正確動(dòng)作能力的裕度,一般以靈敏系數(shù)來描述。
速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地切除短路故障,其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度,縮小故障波及范圍,提高自動(dòng)重合閘和備用
電源或備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果等。