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繼電保護(hù)裝置
繼電保護(hù)裝置
構(gòu)成
1,、測(cè)量比較元件
2,、邏輯判斷元件
3、執(zhí)行輸出元件
特點(diǎn)
1,、智能型主機(jī),，主機(jī)采用高性能數(shù)字信號(hào)處理器。
2,、單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行,。
3、連接電腦運(yùn)行,。
4,、16位DAC芯片。
5,、大屏幕LCD顯示庫(kù),。
繼電保護(hù)裝置
6、"傻瓜式"操作。
7,、新型高保真功放。
8,、電流,、電壓直接輸出。
9,、自我保護(hù),。
10、接點(diǎn)豐富,。
11,、主機(jī)一體化單機(jī)箱結(jié)構(gòu)。
12,、性價(jià)比高,。
基本要求
繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性,、靈敏性和速動(dòng)性的要求:這四"性"之間緊密聯(lián)系,，既矛盾又統(tǒng)一。
選擇性
---指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障,，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí),，才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、線路保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)來(lái)切除故障,。上,、下級(jí)電網(wǎng)(包括同級(jí))繼電保護(hù)之間 
的整定，應(yīng)遵循逐級(jí)配合的原則,，以保證電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)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,。
速動(dòng)性
---指保護(hù)裝置應(yīng)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(shè)備和線路的損壞程度,，縮小故障波及范圍,，提高自動(dòng)重合閘和備用設(shè)備自動(dòng)投入的效果。
靈敏性
---指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí),，保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)(規(guī)程中有具體規(guī)定),。通過(guò)繼電保護(hù)的整定值來(lái)實(shí)現(xiàn)。整定值的校驗(yàn)一般一年進(jìn)行一次,。
可靠性
---指繼電保護(hù)裝置在保護(hù)范圍內(nèi)該動(dòng)作時(shí)應(yīng)可靠動(dòng)作,，在正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，不該動(dòng)作時(shí)應(yīng)可靠不動(dòng)作。任何電力設(shè)備(線路,、母線,、變壓器等)都不允許在無(wú)繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行，可靠性是對(duì)繼電保護(hù)裝置性能的根本的要求,。
說(shuō)明:繼電保護(hù)的整定,、校驗(yàn)應(yīng)由上一級(jí)供電部門進(jìn)行。(收費(fèi))
基本原理
繼電保護(hù)主要是利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時(shí)的電氣量(電流,、電壓,、功率、頻率等)的變化構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作的原理,，還有其他的物理量,，如變壓器油箱內(nèi)故障時(shí)伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強(qiáng)度的增高。大多數(shù)情況下,，不管反應(yīng)哪種物理量,，繼電保護(hù)裝置都包括測(cè)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(yùn)行中的參數(shù)(如電流,、電壓,、功率因數(shù)角)在正常運(yùn)行和故障情況時(shí)是有明顯區(qū)別的。繼電保護(hù)裝置就是利用這些參數(shù)的變化,，在反映,、檢測(cè)的基礎(chǔ)上來(lái)判斷電力系統(tǒng)故障的性質(zhì)和范圍，進(jìn)而作出相應(yīng)的反應(yīng)和處理(如發(fā)出警告信號(hào)或令斷路器跳閘等),。
繼電保護(hù)裝置的原理圖
②,、繼電保護(hù)裝置的原理框圖分析:
A、取樣單元---它將被保護(hù)的電力系統(tǒng)運(yùn)行中的物理量(參數(shù))經(jīng)過(guò)電氣隔離并轉(zhuǎn)換為繼電保護(hù)裝置中比較鑒別單元可以接受的信號(hào),，由一臺(tái)或幾臺(tái)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(lái)的信號(hào)與給定信號(hào)比較，以便下一級(jí)處理單元發(fā)出何種信號(hào),。(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(hù),，另二只為過(guò)電流保護(hù),。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(lái)的電流信號(hào)，當(dāng)電流信號(hào)達(dá)到電流整定值時(shí),，電流繼電器動(dòng)作,，通過(guò)其接點(diǎn)向下一級(jí)處理單元發(fā)出使斷路器終掉閘的信號(hào);若電流信號(hào)小于整定值，則電流繼電器不動(dòng)作,，傳向下級(jí)單元的信號(hào)也不動(dòng)作,。鑒別比較信號(hào)"速斷"、"過(guò)電流"的信息傳送到下一單元處理,。
C、處理單元---接受比較鑒別單元來(lái)的信號(hào),，按比較鑒別單元的要求進(jìn)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(lái)確定保護(hù)裝置是否應(yīng)該動(dòng)作;由時(shí)間繼電器、中間繼電器等構(gòu)成,。電流保護(hù):速斷---中間繼電器動(dòng)作,，過(guò)電流--時(shí)間繼電器動(dòng)作。(延時(shí)過(guò)程)
D,、執(zhí)行單元---故障的處理通過(guò)執(zhí)行單元來(lái)實(shí)施,。執(zhí)行單元一般分兩類:一類是聲、光信號(hào)繼電器;(如電笛,、電鈴,、閃光信號(hào)燈等)另一類為斷路器的操作機(jī)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(hù)裝置要求有自己獨(dú)立的交流或直流電源，而且電源功率也因所控制設(shè)備的多少而增減;交流電壓一般為220伏,，功率1KVA以上,。
裝置作用
①、監(jiān)視電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行,，當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí),，應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給脫離故障元件近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開(kāi),，以大限度地減少對(duì)電力系統(tǒng)元件本身的損壞,，降低對(duì)電力系統(tǒng)安全供電的影響。當(dāng)系統(tǒng)和設(shè)備發(fā)生的故障足以損壞設(shè)備或危及電網(wǎng)安全時(shí),，繼電保護(hù)裝置能大限度地減少對(duì)電力系統(tǒng)元件本身的損壞,，降低對(duì)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(hào),、變壓器溫升過(guò)高等)。
②,、反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況,，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同發(fā)出信號(hào)，提示值班員迅速采取措施,，使之盡快恢復(fù)正常,，或由裝置自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會(huì)引起事故的電氣設(shè)備予以切除,。反應(yīng)不正常工作情況的繼電保護(hù)裝置允許帶一定的延時(shí)動(dòng)作,。
③、實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化和遠(yuǎn)程操作,，以及工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)控制,。如:自動(dòng)重合閘、備用電源自動(dòng)投入,、遙控,、遙測(cè)等。
裝置類型
①,、電流保護(hù):(按照保護(hù)的整定原則,，保護(hù)范圍及原理特點(diǎn))
A、過(guò)電流保護(hù)---是按照躲過(guò)被保護(hù)設(shè)備或線路中可能出現(xiàn)的大負(fù)荷電流來(lái)整定的,。如大電機(jī)啟動(dòng)電流(短時(shí))和穿越性短路電流之類的非故障性電流,，以確保設(shè)備和線路的正常運(yùn)行。為使上,、下級(jí)過(guò)電流保護(hù)能獲得選擇性,，在時(shí)限上設(shè)有一個(gè)相應(yīng)的級(jí)差。
B,、電流速斷保護(hù)---是按照被保護(hù)設(shè)備或線路末端可能出現(xiàn)的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(hù)動(dòng)作，理論上電流速斷保護(hù)沒(méi)有時(shí)限,。即以零秒及以下時(shí)限動(dòng)作來(lái)切斷斷路器的,。
過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)常配合使用，以作為設(shè)備或線路的主保護(hù)和相鄰線路的備用保護(hù),。
繼電保護(hù)裝置
C,、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)---在正常運(yùn)行中，被保護(hù)線路上流過(guò)大負(fù)荷電流時(shí),，電流繼電器不應(yīng)動(dòng)作,，而本級(jí)線路上發(fā)生故障時(shí),，電流繼電器應(yīng)可靠動(dòng)作;定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)由電流繼電器、時(shí)間繼電器和信號(hào)繼電器三元件組成(電流互感器二次側(cè)的電流繼電器測(cè)量電流大小→時(shí)間繼電器設(shè)定動(dòng)作時(shí)間→信號(hào)繼電器發(fā)出動(dòng)作信號(hào));定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小無(wú)關(guān),，動(dòng)作時(shí)間是恒定的,。(人為設(shè)定)
D、反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)---繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與短路電流的大小成反比,，即短路電流越大,，繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間越短，短路電流越小,，繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng),。在10KV系統(tǒng)中常用感應(yīng)型過(guò)電流繼電器。(GL-型)
E,、無(wú)時(shí)限電流速斷---不能保護(hù)線路全長(zhǎng),，它只能保護(hù)線路的一部分，系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化,，將影響電流速斷的保護(hù)范圍，為了保證動(dòng)作的選擇性,，其起動(dòng)電流必須按大運(yùn)行方式(即通過(guò)本線路的電流為大的運(yùn)行方式)來(lái)整定,，但這樣對(duì)其它運(yùn)行方式的保護(hù)范圍就縮短了，規(guī)程要求小保護(hù)范圍不應(yīng)小于線路全長(zhǎng)的15%,。另外,，被保護(hù)線路的長(zhǎng)短也影響速斷保護(hù)的特性，當(dāng)線路較長(zhǎng)時(shí),，保護(hù)范圍就較大,，而且受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響較小，反之,，線路較短時(shí),，所受影響就較大，保護(hù)范圍甚至?xí)s短為零,。
②,、電壓保護(hù):(按照系統(tǒng)電壓發(fā)生異常或故障時(shí)的變化而動(dòng)作的繼電保護(hù))
A,、過(guò)電壓保護(hù)---防止電壓升高可能導(dǎo)致電氣設(shè)備損壞而裝設(shè)的,。(雷擊、高電位侵入,、事故過(guò)電壓,、操作過(guò)電壓等)10KV開(kāi)閉所端頭、變壓器高壓側(cè)裝設(shè)避雷器主要用來(lái)保護(hù)開(kāi)關(guān)設(shè)備,、變壓器;變壓器低壓側(cè)裝設(shè)避雷器是用來(lái)防止雷電波由低壓側(cè)侵入而擊穿變壓器絕緣而設(shè)的,。
B,、欠電壓保護(hù)---防止電壓突然降低致使電氣設(shè)備的正常運(yùn)行受損而設(shè)的。
C,、零序電壓保護(hù)---為防止變壓器一相絕緣破壞造成單相接地故障的繼電保護(hù),。主要用于三相三線制中性點(diǎn)絕緣(不接地)的電力系統(tǒng)中。零序電流互感器的一次側(cè)為被保護(hù)線路(如電纜三根相線),，鐵芯套在電纜上,，二次繞組接至電流繼電器;電纜相線必須對(duì)地絕緣，電纜頭的接地線也必須穿過(guò)零序電流互感器;原理:正常運(yùn)行及相間短路時(shí),，一次側(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(dāng)線路發(fā)生單相接地時(shí),，接地零序電流反映到二次側(cè),，并流入電流繼電器，當(dāng)達(dá)到或超過(guò)整定值時(shí),，動(dòng)作并發(fā)出信號(hào),。(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(hù):油浸式變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí),，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(dòng)作,。故障性質(zhì)可分為輕瓦斯和重瓦斯,，當(dāng)故障嚴(yán)重時(shí)(重瓦斯)氣體繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作，使斷路器跳閘并發(fā)出報(bào)警信號(hào),。輕瓦斯動(dòng)作信號(hào)一般只有信號(hào)報(bào)警而不發(fā)出跳閘動(dòng)作,。
變壓器初次投入、長(zhǎng)途運(yùn)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(shuō)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(kāi))放氣,，直至瓦斯繼電器內(nèi)充滿油,。考慮安全,，在變壓器停電時(shí)進(jìn)行放氣,。容量在800KVA及以上的變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。
④差動(dòng)保護(hù):這是一種按照電力系統(tǒng)中,，被保護(hù)設(shè)備發(fā)生短路故障,，在保護(hù)中產(chǎn)生的差電流而動(dòng)作的一種保護(hù)裝置,。常用做主變壓器、發(fā)電機(jī)和并聯(lián)電容器的保護(hù)裝置,，按其裝置方式的不同可分為:
A,、橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)---常用作發(fā)電機(jī)的短路保護(hù)和并聯(lián)電容器的保護(hù)，一般設(shè)備的每相均為雙繞組或雙母線時(shí),，采用這種差動(dòng)保護(hù),。
B、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)---一般常用作主變壓器的保護(hù),，是專門保護(hù)變壓器內(nèi)部和外部故障的主保護(hù),。
⑤高頻保護(hù):這是一種作為主系統(tǒng)、高壓長(zhǎng)線路的高可靠性的繼電保護(hù)裝置,。目前我國(guó)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(dòng)作迅速的保護(hù)裝置,。高頻保護(hù)分為相差高頻保護(hù);方向高頻保護(hù),。
相差高頻保護(hù)的基本原理是比較兩端電流的相位的保護(hù)。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(fù),。就是說(shuō)，當(dāng)線路內(nèi)部故障時(shí),，兩側(cè)電流同相位而外部故障時(shí),，兩側(cè)電流相位差180度,。方向高頻保護(hù)的基本工作原理是,，以比較被保護(hù)線路兩端的功率方向，來(lái)判別輸電線路的內(nèi)部或外部故障的一種保護(hù)裝置,。
⑥距離保護(hù):這種繼電保護(hù)也是主系統(tǒng)的高可靠性,、高靈敏度的繼電保護(hù)，又稱為阻抗保護(hù),，這種保護(hù)是按照長(zhǎng)線路故障點(diǎn)不同的阻抗值而整定的,。
⑦平衡保護(hù):這是一種作為高壓并聯(lián)電容器的保護(hù)裝置。繼電保護(hù)有較高的靈敏度,，對(duì)于采用雙星形接線的并聯(lián)電容器組,，采用這種保護(hù)較為適宜。它是根據(jù)并聯(lián)電容器發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生的不平衡電流而動(dòng)作的一種保護(hù)裝置,。
⑧負(fù)序及零序保護(hù):這是作為三相電力系統(tǒng)中發(fā)生不對(duì)稱短路故障和接地故障時(shí)的主要保護(hù)裝置,。
⑨方向保護(hù):這是一種具有方向性的繼電保護(hù)。對(duì)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(shí),，而故障電流的方向符合繼電保護(hù)整定的電流方向,，則保護(hù)裝置可靠地動(dòng)作，切除故障點(diǎn),。
技術(shù)指標(biāo)
◆交流電壓輸出 0~250V連續(xù)可調(diào),，大輸出容量600VA,過(guò)量程保護(hù)260V。
◆交流電流輸出 0~50A,，0~100A連續(xù)可調(diào) 0~50A時(shí),，開(kāi)路電壓10V。 0~100A時(shí),，開(kāi)路電壓5V,。過(guò)載保護(hù)動(dòng)作電流120A。
繼電保護(hù)裝置
◆直流電壓輸出 0~250V連續(xù)可調(diào),，大電流2A,，過(guò)量程保護(hù)260V,過(guò)載保護(hù)動(dòng)作電流2.1A±5%。
◆直流電流輸出 0~200mA 0~連續(xù)可調(diào) 0~200mA時(shí),，開(kāi)路電壓48V,，過(guò)載保護(hù)動(dòng)作電流230mA。 0~時(shí),，開(kāi)路電壓24V,過(guò)載保護(hù)動(dòng)作電流5.2A,。 ●標(biāo)準(zhǔn)12路電流電壓輸出，靈活組織 可12路(6路電壓,、6路電流)同時(shí)輸出 可6路電流或6路電壓?jiǎn)为?dú)輸出,。
異常現(xiàn)象
1,、電流某相插孔間報(bào)警燈亮,并有報(bào)警聲:此相電流開(kāi)路或負(fù)載超過(guò)實(shí)際輸出范圍,檢查接線及負(fù)荷后再試,。
2、功放電源一投或一輸出電壓立即跳開(kāi)功放,，電源指示燈閃爍紅光并有報(bào)警聲:彈開(kāi)功放按鈕,，檢查電壓回路有否短路或嚴(yán)重過(guò)載。
繼電保護(hù)裝置
3,、測(cè)試過(guò)程中,，跳開(kāi)功放電源:首先軟件停止操作輸出，然后彈起功放按鈕,自保護(hù)信號(hào)應(yīng)復(fù)歸,，電源指示燈發(fā)綠光并停止報(bào)警聲,。再按下功放按鈕，再繼續(xù)試驗(yàn),。若彈起面板功放按鈕后,，不能復(fù)歸自保護(hù)信號(hào)，或再次按下按鈕后,，自保護(hù)再次動(dòng)作,，應(yīng)考慮是否大電流長(zhǎng)時(shí)間輸出,。