繼電保護裝置的概念
當電力系統(tǒng)中的電力元件(如發(fā)電機、線路等)或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運行時,能夠向運行值班人員及時發(fā)出警告信號,或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動化措施和設(shè)備。實現(xiàn)這種自動化措施的成套設(shè)備,一般通稱為繼電保護裝置。
繼電保護裝置基本原理
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(yīng)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(chǔ)上來判斷電力系統(tǒng)故障的性質(zhì)和范圍,進而作出相應(yīng)的反應(yīng)和處理(如發(fā)出警告信號或令斷路器跳閘等)。
?、?、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,由一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,以便下一級處理單元發(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,通過其接點向下一級處理單元發(fā)出使斷路器最終掉閘的信號;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”的信息傳送到下一單元處理。
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(yīng)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)行單元一般分兩類:一類是聲、光信號繼電器;(如電笛、電鈴、閃光信號燈等)另一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(shè)備的多少而增減;交流電壓一般為220伏,功率1KVA以上。
繼電保護裝置的分類
繼電保護可按以下4種方式分類。
?、侔幢槐Wo對象分類,有輸電線保護和主設(shè)備保護(如發(fā)電機、變壓器、母線、電抗器、電容器等保護)。
?、诎幢Wo功能分類,有短路故障保護和異常運行保護。前者又可分為主保護、后備保護和輔助保護;后者又可分為過負荷保護、失磁保護、失步保護、低頻保護、非全相運行保護等。
?、郯幢Wo裝置進行比較和運算處理的信號量分類,有模擬式保護和數(shù)字式保護。一切機電型、整流型、晶體管型和集成電路型(運算放大器)保護裝置,它們直接反映輸入信號的連續(xù)模擬量,均屬模擬式保護;采用微處理機和微型計算機的保護裝置,它們反應(yīng)的是將模擬量經(jīng)采樣和模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的離散數(shù)字量,這是數(shù)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、高頻(載波)保護等。