繼電保護基礎知識

2022-03-16 11:18:15 字數 1790 閱讀 9422

繼電保護

1.定義

當電氣元件發生故障和不正常執行狀態時,該裝置能迅速作用於斷路器,切斷故障元件的供電,或向工作人員發出訊號以及時處理。

2.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於正常執行狀態還是發生了故障,是保護區內故障還是區外故障的功能。保護裝置要實現這一功能,需要根據電力系統發生故障前後電氣物理量變化的特徵為基礎來構成。

電力系統發生故障後,工頻電氣量變化的主要特徵是:

(1) 電流增大。

(2) 電壓降低。

(3) 電流與電壓之間的相位角改變。

(4) 測量阻抗發生變化。

3.基本要求

繼電保護裝置為了完成它的任務,必須在技術上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本要求。

1)選擇性

選擇性就是指當電力系統中的裝置或線路發生短路時,其繼電保護僅將故障的裝置或線路從電力系統中切除,當故障裝置或線路的保護或斷路器拒動時,應由相鄰裝置或線路的保護將故障切除。

2)速動性

速動性是指繼電保護裝置應能盡快地切除故障,以減少裝置及使用者在大電流、低電壓執行的時間,降低裝置的損壞程度,提高系統並列執行的穩定性。

3)靈敏性

靈敏性是指電氣裝置或線路在被保護範圍內發生短路故障或不正常運**況時,保護裝置的反應能力。

4)可靠性

可靠性包括安全性和信賴性,是對繼電保護最根本的要求。

安全性:要求繼電保護在不需要它動作時可靠不動作,即不發生誤動。

信賴性:要求繼電保護在規定的保護範圍內發生了應該動作的故障時可靠動作,即不拒動。

以上四個基本要求是設計、配置和維護繼電保護的依據,又是分析評價繼電保護的基礎。這四個基本要求之間是相互聯絡的,但往往又存在著矛盾。因此,在實際工作中,要根據電網的結構和使用者的性質,辯證地進行統一。

4.繼電保護分類

繼電保護可按以下4種方式分類。

①按被保護物件分類,有輸電線保護和主裝置保護(如發電機、變壓器、母線、電抗器、電容器等保護)。

②按保護功能分類,有短路故障保護和異常執行保護。前者又可分為主保護、後備保護和輔助保護;後者又可分為過負荷保護、失磁保護、失步保護、低頻保護、非全相執行保護等。

③按保護裝置進行比較和運算處理的訊號量分類,有模擬式保護和數字式保護。一切機電型、整流型、電晶體型和積體電路型(運算放大器)保護裝置,它們直接反映輸入訊號的連續模擬量,均屬模擬式保護;採用微處理機和微型計算機的保護裝置,它們反應的是將模擬量經取樣和模/數轉換後的離散數字量,這是數字式保護。

④按保護動作原理分類,有過電流保護、低電壓保護、過電壓保護、功率方向保護、距離保護、差動保護、縱聯保護、瓦斯保護等。

5.發展歷程

20世紀初隨著電力系統的發展,繼電器開始廣泛應用於電力系統的保護,這時期是繼電保護技術發展的開端。最早的繼電保護裝置是熔斷器。從20世紀50年代到90年代末,在40餘年的時間裡,繼電保護完成了發展的4個階段,即從電磁式保護裝置到電晶體式繼電保護裝置、到積體電路繼電保護裝置、再到微機繼電保護裝置。

隨著電子技術、計算機技術、通訊技術的飛速發展,人工智慧技術如人工神經網路、遺傳演算法、進化規模、模糊邏輯等相繼在繼電保護領域的研究應用,繼電保護技術向計算機化、網路化、一體化、智慧型化方向發展。

目前微機數字保護正處於日新月異的研究試驗階段,並已有少量裝置正式執行。

6.研究現狀

機、爐、電任一部分的故障均影響電能的安全生產,特別是大機組和大電力系統的相互影響和協調正成為電能安全生產的重大課題。因此,系統的繼電保護和安全自動裝置的配置方案應考慮機、爐等裝置的承變能力,機、爐裝置的設計製造也應充分考慮電力系統安全經濟執行的實際需要。為了巨型發電機組的安全,不僅應有完善的繼電保護,還應研究、推廣故障**技術。

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