主頁 > 新聞動態 > 電力係統繼電保護基本要求及工作原理的設計及演示 2022-01-05

電力係統繼電保護基本（běn）要求及工作原理的設（shè）計及演示

電力係統繼電保護的發（fā）展經（jīng）曆了機電型、整流型、晶體（tǐ）管型和集成電路型幾個階段（duàn）後，發展到了微機保護（hù）階段。微（wēi）機繼電保護的發展史微機繼電保護指的是以數字式計算（suàn）機（包括微型機）為基礎而構成的（de）繼電保護。
最早的繼電保護裝置是熔（róng）斷（duàn）器。以後（hòu）出現了以斷路器（qì）為核心的電磁式繼電保護（hù）裝置、電子式靜態（tài）繼電保護裝置，發展迅速的以遠動技術信息技術和計算機技術為基礎的微機型繼電保護裝置；
一、繼電保護裝（zhuāng）置的基本要求：
1.選擇性：當係統發生（shēng）故障時，繼電保護裝置隻將故障設備切除，使停電範圍盡量縮小，保證無故障部（bù）分繼（jì）續運行（háng）。
2.速動性：電（diàn）力係（xì）統發生故障（zhàng）時，要求能快速切除故障以提高電力係（xì）統並列（liè）運（yùn）行（háng）的穩定性；減少用（yòng）戶在電壓降低的異常情況下的運行時間，使電動機不致因電壓降低時間過長而處於停止轉動狀（zhuàng）態，並利於電壓恢複時電動機的自起動，以加速恢複正常運行的進程；此外，還可避免（miǎn）擴大事故，減輕故障（zhàng）元（yuán）件的損壞程度（dù）。
3.靈敏性：是指保（bǎo）護對其保護範圍（wéi）內的故（gù）障或不正常運行狀態的反應能力，對於保護範（fàn）圍內故障，不論短路點（diǎn）的位置在哪裏，短路類型如（rú）何（hé），運行方式怎樣變化，保護均應靈敏正確地反應。
4.可靠性：就（jiù）是在保護範圍以內發生屬於它應該動作的故障時，不應該由於它本身的缺陷而拒絕動作；而在其它任何不屬於它（tā）動作的情況（kuàng）下，不應該誤（wù）動作。 [1]
二、繼電保護的基本概念

在電力係（xì）統運（yùn）行中，外界因素（如雷擊（jī）、鳥害等）、內部因素（絕緣老化，損（sǔn）壞等）及操作等，都可能引起各種故障（zhàng）及不正常運行的（de）狀態出現，常見（jiàn）的故障有：單相接地；三相短路；兩相短路；兩（liǎng）相接地短路；斷線等。
電力係（xì）統非正常運行狀態有（yǒu）：過負荷，過（guò）電壓，非全相運行，振蕩，次同步（bù）諧振，同步發電機短（duǎn）時失（shī）磁（cí）異步運行等。
電（diàn）力係統繼電保護和安全自動（dòng）裝置是在電力係統發生故障和不正常（cháng）運行情況時，用於快速切除故障（zhàng），消除不正常狀況的重要自動化技術和設備。電力係統發生故障或（huò）危及其安全運行的事（shì）件時，他們能（néng）及時發出告警信號（hào），或直接發出跳閘命令以終止事件。
1.繼電保護的基本任務
1)自動迅速（sù），有選擇的跳（tiào）開特定的斷路器
2)反映電氣元（yuán）件的不正常運行狀態
2.電力係統對繼電保護的（de）基本要求
速動性，選擇（zé）性，靈敏性，可靠性。
三、電力係統發（fā）生（shēng）短路可能（néng）產（chǎn）生的後果

1.故障點所燃燒電弧使（shǐ）故障原件損壞。

2.短路電流通（tōng）過非故障原件，產生發熱和電動力，使非故障原件損壞或降低使用（yòng）壽命。

3.電力（lì）係統部分地區電壓降低，影響（xiǎng）用戶工作穩定性或影響工廠產品質量。

4.破（pò）壞（huài）電力係統並列運行的穩定。
四、繼電保護裝（zhuāng）置的作用

在（zài）工廠供電係統中發（fā）生故障（zhàng）時，必須有相應的保護裝置將故障部分（fèn）及時地從係統中切（qiē）除，以保證非故障部分的繼續工作，或發出報警信號，以便值班人員（yuán）檢查並采取消除故障的措施。

繼電保護裝置即各種（zhǒng）不同類型的（de）繼電器，以一定的方式連接與組合，在係統發（fā）生故障時，繼電保護動作（zuò），作（zuò）用於斷路脫扣線圈或給出報警信號，以達到對係統進行保護的目的。
五、電力係統繼電保護的保護原理

繼電保護裝置必須具有（yǒu）正（zhèng）確區分被保護元件是處於正常（cháng）運行狀（zhuàng）態還是發生了故障，是保（bǎo）護區內故（gù）障還是區外故障的功能。保護裝置要實現這（zhè）一功能，需要根據電力係統發生故障（zhàng）前後電氣物理量（liàng）變化的特征為基礎來構成。

電力係統發生故障後，工頻電氣量變化的主（zhǔ）要特征（zhēng）是：

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

(2) 電壓降（jiàng）低。當（dāng）發生相間短路和接地短路故障時，係統各點的相間電壓或相（xiàng）電壓值下降，且越靠近短路點，電壓越低（dī）。

(3) 電流與電壓之間的相（xiàng）位角改變。正（zhèng）常（cháng）運行時（shí）電流（liú）與電壓間的相位（wèi）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（de）相位角是（shì）由線路的（de）阻抗角（jiǎo）決定的，一般為（wéi）60°～85°，而在保護反方向三相短（duǎn）路時，電流與電壓之間的相（xiàng）位角則是（shì）180°+(60°～85°)。

(4) 測量阻抗發生變化。測量阻抗即測量點(保護安裝處)電壓與電流之比（bǐ）值。正常運行時，測量阻抗（kàng）為（wéi）負荷阻抗；金屬性短路時，測量阻抗轉變為線路阻抗，故障後（hòu）測量阻抗顯著減小，而阻抗角增大。

不對稱（chēng）短路時，出現相序分量，如（rú）兩相（xiàng）及單相接地短路時，出現負序電流和負序電（diàn）壓（yā）分量；單相接地時，出現負序和零序電流和電壓分量。這些分量在正（zhèng）常運行時是不出現的。

利用短（duǎn）路故障時電氣量的變化，便可構成各（gè）種原理的繼（jì）電保（bǎo）護。

六、電力係統繼電保護綜合實驗裝置的設計及實驗（yàn）演（yǎn）示