①,、用于監(jiān)視電力系統(tǒng)的正常運行,，當被保護的電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件zui近的斷路器發(fā)出跳閘命令,，使故障元件及時從電力系統(tǒng)中斷開,，以zui大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響,。當系統(tǒng)和設備發(fā)生的故障足以損壞設備或危及電網(wǎng)安全時,，繼電保護裝置能zui大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響,。（如：單相接地,、變壓器輕、重瓦斯信號,、變壓器溫升過高等）,。

  ②、反應電氣設備的不正常工作情況,，并根據(jù)不正常工作情況和設備運行維護條件的不同發(fā)出信號,，提示值班員迅速采取措施,，使之盡快恢復正常，或由裝置自動地進行調(diào)整,，或?qū)⒛切├^續(xù)運行會引起事故的電氣設備予以切除,。反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶定的延時動作,。

  ③,、實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化和遠程操作，以及工業(yè)生產(chǎn)的自動控制,。如：自動重合閘、備用電源自動投入、遙控,、遙測等,。

繼電保護裝置的基本要求


  繼電保護裝置應滿足可靠性,、選擇性、靈敏性和速動性的要求：這四“性”之間緊密,，既矛盾又統(tǒng)。

  A,、動作選擇性---指先由故障設備或線路本身的保護切除故障,，當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時,，才允許由相鄰設備保護、線路保護或斷路器失靈保護來切除故障,。上,、下級電網(wǎng)（包括同級）繼電保護之間的整定，應遵循逐級配合的原則,，以保證電網(wǎng)發(fā)生故障時有選擇性地切除故障,。切斷系統(tǒng)中的故障部分，而其它非故障部分仍然繼續(xù)供電,。

  B,、動作速動性---指保護裝置應盡快切除短路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,，減輕故障設備和線路的損壞程度,，縮小故障波及范圍，提高自動重合閘和備用設備自動投入的效果,。

  C,、動作靈敏性---指在設備或線路的被保護范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時，保護裝置應具有必要的靈敏系數(shù)（規(guī)程中有具體規(guī)定）,。通過繼電保護的整定值來實現(xiàn),。整定值的校驗般年進行次。

  D,、動作可靠性---指繼電保護裝置在保護范圍內(nèi)該動作時應可靠動作,，在正常運行狀態(tài)時，不該動作時應可靠不動作,。任何電力設備（線路,、母線、變壓器等）都不允許在無繼電保護的狀態(tài)下運行，可靠性是對繼電保護裝置性能的zui根本的要求,。

  
  繼電保護主要是利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時的電氣量（電流,、電壓、功率,、頻率等）的變化構(gòu)成繼電保護動作的原理,，還有其他的物理量，如變壓器油箱內(nèi)故障時伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強度的增高,。大多數(shù)情況下,，不管反應哪種物理量，繼電保護裝置都包括測量部分（和定值調(diào)整部分）,、邏輯部分,、執(zhí)行部分。

  ①,、電力系統(tǒng)運行中的參數(shù)（如電流,、電壓、功率因數(shù)角）在正常運行和故障情況時是有明顯區(qū)別的,。繼電保護裝置就是利用這些參數(shù)的變化,，在反映、檢測的基礎上來判斷電力系統(tǒng)故障的性質(zhì)和范圍,，進而作出相應的反應和處理（如發(fā)出警告信號或令斷路器跳閘等）,。

  ②、繼電保護裝置的原理框圖分析：

  A,、取樣單元---它將被保護的電力系統(tǒng)運行中的物理量（參數(shù)）經(jīng)過電氣隔離并轉(zhuǎn)換為繼電保護裝置中比較鑒別單元可以接受的信號，由臺或幾臺傳感器如電流,、電壓互感器組成,。

  B、比較鑒別單元---包括給定單元,，由取樣單元來的信號與給定信號比較,，以便下級處理單元發(fā)出何種信號。（正常狀態(tài),、異常狀態(tài)或故障狀態(tài)）比較鑒別單元可由4只電流繼電器組成,，二只為速斷保護，另二只為過電流保護,。電流繼電器的整定值即為給定單元,，電流繼電器的電流線圈則接收取樣單元（電流互感器）來的電流信號，當電流信號達到電流整定值時,，電流繼電器動作,，通過其接點向下級處理單元發(fā)出使斷路器zui終掉閘的信號；若電流信號小于整定值,，則電流繼電器不動作,，傳向下級單元的信號也不動作,。鑒別比較信號“速斷”、“過電流”的信息傳送到下單元處理,。

  C,、處理單元---接受比較鑒別單元來的信號，按比較鑒別單元的要求進行處理,，根據(jù)比較環(huán)節(jié)輸出量的大小,、性質(zhì)、組合方式出現(xiàn)的先后順序,，來確定保護裝置是否應該動作,；由時間繼電器、中間繼電器等構(gòu)成,。電流保護：速斷---中間繼電器動作,，過電流——時間繼電器動作。（延時過程）

  D,、執(zhí)行單元---故障的處理通過執(zhí)行單元來實施,。執(zhí)行單元般分兩類：類是聲、光信號繼電器,；（如電笛,、電鈴、閃光信號燈等）另類為斷路器的操作機構(gòu)的分閘線圈,，使斷路器分閘,。

  E、控制及操作電源---繼電保護裝置要求有自己獨立的交流或直流電源,，而且電源功率也因所控制設備的多少而增減,；交流電壓般為220伏，功率1KVA以上,。
①,、電流保護：（按照保護的整定原則，保護范圍及原理特點）

  A,、過電流保護---是按照躲過被保護設備或線路中可能出現(xiàn)的zui大負荷電流來整定的,。如大電機啟動電流（短時）和穿越性短路電流之類的非故障性電流，以確保設備和線路的正常運行,。為使上,、下級過電流保護能獲得選擇性，在時限上設有個相應的級差,。

  B,、電流速斷保護---是按照被保護設備或線路末端可能出現(xiàn)的zui大短路電流或變壓器二次側(cè)發(fā)生三相短路電流而整定的。速斷保護動作，理論上電流速斷保護沒有時限,。即以零秒及以下時限動作來切斷斷路器的,。

  過電流保護和電流速斷保護常配合使用，以作為設備或線路的主保護和相鄰線路的備用保護,。

  C,、定時限過電流保護---在正常運行中，被保護線路上流過zui大負荷電流時,，電流繼電器不應動作,，而本級線路上發(fā)生故障時，電流繼電器應可靠動作,；定時限過電流保護由電流繼電器,、時間繼電器和信號繼電器三元件組成（電流互感器二次側(cè)的電流繼電器測量電流大小→時間繼電器設定動作時間→信號繼電器發(fā)出動作信號）；定時限過電流保護的動作時間與短路電流的大小無關(guān),，動作時間是恒定的,。（人為設定）

  D、反時限過電流保護---繼電保護的動作時間與短路電流的大小成反比,，即短路電流越大,，繼電保護的動作時間越短，短路電流越小,，繼電保護的動作時間越長,。在10KV系統(tǒng)中常用感應型過電流繼電器。（GL－型）

  E,、無時限電流速斷---不能保護線路全長,，它只能保護線路的部分，系統(tǒng)運行方式的變化,，將影響電流速斷的保護范圍,，為了保證動作的選擇性，其起動電流必須按zui大運行方式（即通過本線路的電流為zui大的運行方式）來整定,，但這樣對其它運行方式的保護范圍就縮短了，規(guī)程要求zui小保護范圍不應小于線路全長的15％,。另外,，被保護線路的長短也影響速斷保護的特性，當線路較長時,，保護范圍就較大,，而且受系統(tǒng)運行方式的影響較小，反之,，線路較短時,，所受影響就較大，保護范圍甚會縮短為零。



    ②,、電壓保護：（按照系統(tǒng)電壓發(fā)生異?；蚬收蠒r的變化而動作的繼電保護）

  A、過電壓保護---防止電壓升高可能導致電氣設備損壞而裝設的,。（雷擊,、高電位侵入、事故過電壓,、操作過電壓等）10KV開閉所端頭,、變壓器高壓側(cè)裝設避雷器主要用來保護開關(guān)設備、變壓器,；變壓器低壓側(cè)裝設避雷器是用來防止雷電波由低壓側(cè)侵入而擊穿變壓器絕緣而設的,。

  B、欠電壓保護---防止電壓突然降低致使電氣設備的正常運行受損而設的,。

  C,、零序電壓保護---為防止變壓器相絕緣破壞造成單相接地故障的繼電保護。主要用于三相三線制中性點絕緣（不接地）的電力系統(tǒng)中,。零序電流互感器的次側(cè)為被保護線路（如電纜三根相線）,，鐵芯套在電纜上，二次繞組接電流繼電器,；電纜相線必須對地絕緣,，電纜頭的接地線也必須穿過零序電流互感器；原理：正常運行及相間短路時,，次側(cè)零序電流為零（相量和）,，二次側(cè)內(nèi)有很小的不平衡電流。當線路發(fā)生單相接地時,，接地零序電流反映到二次側(cè),，并流入電流繼電器，當達到或超過整定值時,，動作并發(fā)出信號,。（變壓器零序電流互感器串接於零線端子出線銅排）

  ③、瓦斯保護：油浸式變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時,，短路電流所產(chǎn)生的電弧使變壓器油和其它絕緣物產(chǎn)生分解,，并產(chǎn)生氣體（瓦斯），利用氣體壓力或沖力使氣體繼電器動作,。故障性質(zhì)可分為輕瓦斯和重瓦斯,，當故障嚴重時（重瓦斯）氣體繼電器觸點動作，使斷路器跳閘并發(fā)出報警信號,。輕瓦斯動作信號般只有信號報警而不發(fā)出跳閘動作,。

  變壓器初次投入,、長途運輸、加油,、換油等原因,，油中可能混入氣體，積聚在氣體繼電器的上部（玻璃窗口能看到油位下降,，說明有氣體）,，遇到此類情況可利用瓦斯繼電器頂部的放氣閥（螺絲擰開）放氣，直瓦斯繼電器內(nèi)充滿油,?？紤]安全，在變壓器停電時進行放氣,。容量在800KVA及以上的變壓器應裝設瓦斯保護,。

  ④差動保護：這是種按照電力系統(tǒng)中，被保護設備發(fā)生短路故障,，在保護中產(chǎn)生的差電流而動作的種保護裝置,。常用做主變壓器、發(fā)電機和并聯(lián)電容器的保護裝置,，按其裝置方式的不同可分為：

  A,、橫聯(lián)差動保護---常用作發(fā)電機的短路保護和并聯(lián)電容器的保護，般設備的每相均為雙繞組或雙母線時,，采用這種差動保護,。

  B、縱聯(lián)差動保護---般常用作主變壓器的保護,，是專門保護變壓器內(nèi)部和外部故障的主保護 ,。

  ⑤高頻保護：這是種作為主系統(tǒng)、高壓長線路的高可靠性的繼電保護裝置,。目前我國已建成的多條500KV的超高壓輸電線路就要求使用這種可行性,、選擇性、靈敏性和動作迅速的保護裝置,。高頻保護分為相差高頻保護,；方向高頻保護。

  相差高頻保護的基本原理是比較兩端電流的相位的保護,。規(guī)定電流方向由母線流向線路為正,，從線路流向母線為負。就是說,，當線路內(nèi)部故障時，兩側(cè)電流同相位而外部故障時,，兩側(cè)電流相位差180度,。方向高頻保護的基本工作原理是,，以比較被保護線路兩端的功率方向，來判別輸電線路的內(nèi)部或外部故障的種保護裝置,。

  ⑥距離保護：這種繼電保護也是主系統(tǒng)的高可靠性,、高靈敏度的繼電保護，又稱為阻抗保護,，這種保護是按照長線路 故障點不同的阻抗值而整定的,。

  ⑦平衡保護：這是種作為高壓并聯(lián)電容器的保護裝置。繼電保護有較高的靈敏度,，對于采用雙星形接線的并聯(lián)電容器組,，采用這種保護較為適宜。它是根據(jù)并聯(lián)電容器發(fā)生故障時產(chǎn)生的不平衡電流而動作的種保護裝置,。

  ⑧負序及零序保護：這是作為三相電力系統(tǒng)中發(fā)生不對稱短路故障和接地故障時的主要保護裝置,。

  ⑨方向保護：這是種具有方向性的繼電保護。對于環(huán)形電網(wǎng)或雙回線供電的系統(tǒng),，某部分線路發(fā)生故障時,，而故障電流的方向符合繼電保護整定的電流方向，則保護裝置可靠地動作,，切除故障點,。

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