第一章继电保护基本概念及原理介绍.docVIP

继电保护基本概念及原理介绍 电力系统继电保护的作用 电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路。在发生短路可能产生以下后果： 通过故障点很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件遭到破坏。 短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用引起它的损坏或缩短它们的使用寿命。 电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响产品质量。 破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使整个系统瓦解。 电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高（一般称过负荷），就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷，使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。此外，系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生振荡等，都属于不正常运行状态。 故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。事故，就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。 系统事故的发生，除了由于自然条件的因素（如遭雷击等）以外，一般都是由于设备制造上的缺陷、设计和安装错误、检修质量不高或运行维护不当而引起的。因此，只要充分发挥人的主观能动性，正确地掌握客观规律，加强对设备的维护和检修，就可以大大减少事故发生的机率，把事故消灭在发生之前。 在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效的方法之一。切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。 继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务是： 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行。 反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作或由于干扰而引起的误动。 继电保护的基本原理和保护装置的组成 为完成继电保护所担负的任务，显然应该要求它能够正确地区分系统正常运行与发生故障或不正常运行状态之间的差别，以实现保护。 系统正常运行时，系统的电量参数包括电压、电流、相角、频率都在要求的范围内，不会存在大的变化，而当发生短路时，总是伴随有电流的增大，电压的降低，线路始端阻抗的减小以及电压与电流相位角的变化。因此，利用正常运行与故障时这些基本参数的区别，便可构成不同原理的继电保护，例如： 过电流保护反应于电流的增大而动作； 低电压保护反应于电压的降低而动作； 距离保护反应于短路点到保护安装地点之间的距离而动作； 低频保护反应于频率的降低而动作 就一般而言，整套继电保护装置是由测量部分、逻辑部分和执行部分组成，现分述如下： 测量部分：测量部分是测量从被保护对象输入的有关信号并和已给的整定值进行比较，从而判断保护是否应该起动。 逻辑部分：逻辑部分是根据测量部分各输出量的大小、性质、出现顺序或它们的组合，使保护装置按一定的逻辑关系工作，最后确定是否应该使断路器跳闸或发出信号，并将有关命令传给执行部分。继电保护中常用的逻辑回路有“或”、“与”、“否”、“延时起动”以及“记忆”等回路。 执行部分：执行部分是根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如故障时动作于跳闸；不正常运行时，发出信号；正常运行时，不动作。 对电力系统继电保护的基本要求 动作于跳闸的继电保护装置，在技术上一般应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。 3.1 选择性 继电保护装置的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统切除，使停电范围尽量的缩小，以保证系统中的无故障部分仍然继续安全运行。 3.2 速动性 快速地切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度，因此，在发生故障时，应力求保护装置能迅速动作切除故障。 灵敏性 继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行的反应能力。满足灵敏性要求的保护装置应该是在事先规定的保护范围内故障时不论短路点的位置，短路的类型如何，以及短路点是否有过渡电阻，都能敏锐感觉，正确反应保护装置的灵敏性，通常用灵敏系数来衡量，它主要取决于被保护元件和电力系统的运行方式。 可靠性 保护装置的可靠