變配電系統(tǒng)繼電保護(hù)基本知識(shí)
發(fā)布時(shí)間：2024-07-17
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變配電系統(tǒng)繼電保護(hù)是保障變配電系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和線路進(jìn)行監(jiān)測(cè)和保護(hù)的重要技術(shù)手段。繼電保護(hù)裝置是反應(yīng)電力系統(tǒng)和設(shè)備故障或不正常運(yùn)行方式，動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。
一、繼電保護(hù)裝置的主要作用
1、檢測(cè)故障
當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路、接地、過(guò)負(fù)荷等異常情況時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠迅速感知并判斷出故障類型和位置。
2、隔離故障
當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置能夠自動(dòng)、迅速、有選擇性地切斷故障部分，將故障設(shè)備或線路從系統(tǒng)中隔離出來(lái)，以防止故障擴(kuò)大，減少對(duì)其它正常設(shè)備和線路的影響。
3、保障系統(tǒng)穩(wěn)定
繼電保護(hù)裝置有助于維持電力系統(tǒng)的電壓、頻率等參數(shù)在正常范圍內(nèi)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
二、繼電保護(hù)裝置的組成部分
繼電保護(hù)裝置通常由測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分組成。
1、測(cè)量部分
測(cè)量部分負(fù)責(zé)檢測(cè)被保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，如電流、電壓、功率等有關(guān)信號(hào)，并和已給的整定值進(jìn)行比較，從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該啟動(dòng)。
2、邏輯部分
邏輯部分根據(jù)測(cè)量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，進(jìn)行分析判斷，確定是否存在故障以及故障的性質(zhì)和范圍。
3、執(zhí)行部分
執(zhí)行部分根據(jù)邏輯部分傳送的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如故障時(shí)動(dòng)作于跳閘；不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)出信號(hào)；正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作等。
三、對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求
1、可靠性
可靠性是指在其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)可靠地動(dòng)作，不應(yīng)該拒絕動(dòng)作；而在正常運(yùn)行或不屬于它應(yīng)該動(dòng)作的情況下，應(yīng)可靠地不動(dòng)作，不應(yīng)該誤動(dòng)作。
2、選擇性
選擇性是指當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作僅將故障元件切除，使停電范圍盡可能小，保證非故障部分能繼續(xù)運(yùn)行。若其保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，應(yīng)由后備保護(hù)切除故障。
3、快速性
快速性是指保護(hù)裝置應(yīng)盡可能快地切除故障。保護(hù)動(dòng)作快，縮短故障切除時(shí)間，減少故障元件的損壞程度，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大。
故障切除時(shí)間=繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間+斷路器跳閘時(shí)間。保護(hù)最小動(dòng)作時(shí)間=0.02~0.03秒。斷路器最小動(dòng)作時(shí)間=0.05~0.06秒。
4、靈敏性
靈敏性是指對(duì)其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生的故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。靈敏性通常用靈敏系數(shù)K來(lái)衡量。過(guò)流保護(hù)加裝復(fù)合電壓閉鎖可以提高保護(hù)的靈敏性。
四、變配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的分類
1、過(guò)電流保護(hù)
（1）定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)
動(dòng)作時(shí)間固定，與短路電流大小無(wú)關(guān)。
（2）反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)
動(dòng)作時(shí)間與短路電流大小成反比，短路電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短。
2、電流速斷保護(hù)
即無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)，能快速切除故障，但保護(hù)范圍較小。
3、過(guò)電壓保護(hù)
用于防止設(shè)備因過(guò)電壓而損壞。
4、低電壓保護(hù)
保障設(shè)備在電壓過(guò)低時(shí)能及時(shí)脫離運(yùn)行，避免設(shè)備受損。
5、差動(dòng)保護(hù)
包括縱差動(dòng)保護(hù)和橫差動(dòng)保護(hù)，常用于變壓器、發(fā)電機(jī)等設(shè)備。
6、瓦斯保護(hù)
主要用于變壓器，通過(guò)檢測(cè)變壓器內(nèi)部故障產(chǎn)生的氣體來(lái)動(dòng)作。
7、零序電流保護(hù)
針對(duì)接地故障，檢測(cè)零序電流進(jìn)行保護(hù)。
8、距離保護(hù)
根據(jù)測(cè)量的故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離（阻抗）來(lái)決定保護(hù)是否動(dòng)作。
9、高頻保護(hù)
利用輸電線路載波通信方式傳遞保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。
10、自動(dòng)重合閘
在線路發(fā)生故障跳閘后，自動(dòng)重合斷路器，提高供電可靠性。
五、變配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的原理
1、電流保護(hù)原理
（1）過(guò)電流保護(hù)
當(dāng)線路中的電流超過(guò)設(shè)定的整定值時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作。其原理基于電流互感器檢測(cè)線路電流，與設(shè)定的電流閾值進(jìn)行比較。
（2）電流速斷保護(hù)
用于快速切除短路故障，不考慮帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)所具有的延時(shí)。其原理基于短路時(shí)電流瞬間增大的特點(diǎn)。
2、電壓保護(hù)原理
（1）低電壓保護(hù)
當(dāng)母線電壓低于整定值時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作。常用于電動(dòng)機(jī)等設(shè)備的保護(hù)，防止電壓過(guò)低導(dǎo)致設(shè)備損壞。
（2）過(guò)電壓保護(hù)
當(dāng)電壓超過(guò)設(shè)定值時(shí)動(dòng)作，保護(hù)設(shè)備免受過(guò)高電壓的損害。
3、距離保護(hù)原理
利用測(cè)量故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離（阻抗）來(lái)確定動(dòng)作與否。通過(guò)測(cè)量電壓和電流計(jì)算出阻抗值，與設(shè)定的阻抗范圍比較。
4、差動(dòng)保護(hù)原理
比較被保護(hù)設(shè)備兩端的電流大小和相位。正常運(yùn)行時(shí)，流入和流出的電流相等，差動(dòng)電流為零；當(dāng)發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，差動(dòng)電流增大，保護(hù)動(dòng)作。
5、方向保護(hù)原理
結(jié)合故障電流的方向來(lái)判斷是否動(dòng)作。通過(guò)功率方向繼電器等元件檢測(cè)電流的方向。
6、零序保護(hù)原理
針對(duì)系統(tǒng)中的零序電流進(jìn)行檢測(cè)和保護(hù)。在系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生零序電流，零序保護(hù)裝置根據(jù)其大小和方向動(dòng)作。
