講講繼電保護裝置的技術(shù)特點(diǎn)

講講繼電保護裝置的技術(shù)特點(diǎn)

隨著(zhù)電力系統的高速發(fā)展，電網(wǎng)規模日益壯大，電力系統網(wǎng)絡(luò )結構更顯復雜，提高電力系統的安全運行水平尤為重要。繼電保護是確保電力系統安全可靠運行的重要裝置，保護裝置動(dòng)作的正確性將直接影響整個(gè)系統的安全穩定運行，稍有不慎就會(huì )導致事故的發(fā)生，只有 對繼電保護裝置進(jìn)行定期檢驗和維護，按時(shí)檢巡其運行狀況，及時(shí)發(fā)現故障并做好處理，才能保證系統*設備正常運行，提高供電可靠性。繼電保護裝置是關(guān)系到電網(wǎng)安全穩定運行的重要設備,是電力系統*的重要組成部分,是電網(wǎng)安全穩定運行的第三道防線(xiàn)。

一、什么是繼電保護

研究電力系統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(dòng)化措施。因在其發(fā)展過(guò)程中曾主要用有觸點(diǎn)的繼電器來(lái)保護電力系統及其元件(發(fā)電機、變壓器、輸電線(xiàn)路等) ，使之免遭損害，所以也稱(chēng)繼電保護?；救蝿?wù)是：當電力系統發(fā)生故障或異常工況時(shí)，在可能實(shí)現的zui短時(shí)間和zui小區域內，自動(dòng)將故障設備從系統中切除，或發(fā)出信號由值班人員消除異常工 況根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區供電的影響。

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，是保護區內故障還是區外故障的功能。保護裝置要實(shí)現這一功能，需要根據電力系統發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎來(lái)構成。

電力系統發(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(shí)故障點(diǎn)與電源之間的電氣設備和輸電線(xiàn)路上的電流將由負荷電流增大至大大超過(guò)負荷電流。

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

(3) 電流與電壓之間的相位角改變。正常運行時(shí)電流與電壓間的相位角是負荷的功率因數角，一般約為20°，三相短路時(shí)，電流與電壓之間的相位角是由線(xiàn)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(shí)，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(diǎn)(保護安裝處)電 壓與電流之比值。正常運行時(shí)，測量阻抗為負荷阻抗;金屬性短 路時(shí)，測量阻抗轉變?yōu)榫€(xiàn)路阻抗，故障后測量阻抗顯著(zhù)減小，而阻抗角增大。

不對稱(chēng)短路時(shí)，出現相序分量，如兩相及單相接地短路時(shí)，出現負序電流和負序電壓分量;單相接地時(shí)，出現負序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運行時(shí)是不出現的。

利用短路故障時(shí)電氣量的變化，便可構成各種原理的繼電保護。

此外，除了上述反應工頻電氣量的保護外，還有反應非工頻電氣量的保護。

三、繼電保護裝置重要性的體現

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(dòng)作時(shí),不發(fā)生誤動(dòng)作. (2)、可靠性.在該動(dòng)作時(shí),不發(fā)生拒動(dòng)作. (3)、快速性.能以zui短時(shí)限將故障或異常消除. (4)、選擇性.在可能的zui小區間切除故障,保證zui大限度地向*部分繼續供電. (5)、靈敏性.反映故障的能力,通常以靈敏系數表示.選擇繼電 保護方案時(shí),除設置需滿(mǎn)足以上5項基本性能外,還應注意其經(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(dòng)或誤動(dòng)對國民經(jīng)濟和社會(huì )生活造成的損失.

2、隨著(zhù)電力系統容量日益增大,范圍越來(lái)越廣,僅設置系統各元件的繼電保護裝置,遠不能防止發(fā)生全電力系統長(cháng)期大面積停電的嚴 重事故.為此必須從電力系統全局出發(fā),研究故障元件被相應繼電保 護裝置的動(dòng)作切除后,系統將呈現何種工況,系統失去穩定時(shí)將出現 何種特征,如何盡快恢復其正常運行等.系統保護的任務(wù)就是當大電力系統正常運行被破壞時(shí),盡可能將其影響范圍限制到zui小,負荷停 電時(shí)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的相互影響和協(xié)調正成為電能安全生產(chǎn)的重大課題.因此,系統的繼電保護和安全自動(dòng)裝置的配置方案 應考慮機、爐等設備的承變能力,機、爐設備的設計制造也應充分考慮電力系統安全經(jīng)濟運行的實(shí)際需要.為了巨型發(fā)電機組的安全,不 僅應有完善的繼電保護,還應研究、推廣故障預測技術(shù).

3、電力規程規定：任何電力設備(線(xiàn)路、母線(xiàn)、變壓器等)都不允許在無(wú)繼電保護的狀態(tài)下運行。所有運行設備都必須有兩套交、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(jìn)行保護。當任一套繼電保護裝置或任一組斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，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?？梢?jiàn)，雖然繼電保護不是電力系統的一次設備，但在保證一次設備安全運行方面擔負著(zhù)*的重要角色。

4、繼電保護裝置及自動(dòng)裝置是電力系統的重要組成部分。對保證電力系統的安全經(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)和設備事故,而得不到有效控制,就會(huì )造成對電網(wǎng)穩定的破壞和大面積停電事故?，F代化大電網(wǎng)對繼電保護的依賴(lài)性更強,對其動(dòng)作正確率的要求更高。

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