繼電保護裝置的作用及保護動(dòng)作的基本原理
繼電保護是對電力系統中發(fā)生的故障或異常情況進(jìn)行檢測,從而發(fā)出報警信號,或直接將故障部分隔離、切除的一種重要措施。繼電保護裝置為了完成它的任務(wù),必須在技術(shù)上滿(mǎn)足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性四個(gè)基本要求。對于作用于繼電器跳閘的繼電保護,應同時(shí)滿(mǎn)足四個(gè)基本要求,而對于作用于信號以及只反映不正常的運行情況的繼電保護裝置,這四個(gè)基本要求中有些要求可以降低。
繼電保護裝置的基本原理:
繼電保護裝置必須具有正確區分被保護元件是處于正常運行狀態(tài)還是發(fā)生了故障,是保護區內故障還是區外故障的功能。保護裝置要實(shí)現這一功能,需要根據電力系統發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎來(lái)構成。
電力系統發(fā)生故障后,工頻電氣量變化的主要特征是:
(1)電流增大。短路時(shí)故障點(diǎn)與電源之間的電氣設備和輸電線(xiàn)路上的電流將由負荷電流增大至大大超過(guò)負荷電流。
(2)電壓降低。當發(fā)生相間短路和接地短路故障時(shí),系統各點(diǎn)的相間電壓或相電壓值下降,且越靠近短路點(diǎn),電壓越低。
(3)電流與電壓之間的相位角改變。正常運行時(shí)電流與電壓間的相位角是負荷的功率因數角,一般約為20°,三相短路時(shí),電流與電壓之間的相位角是由線(xiàn)路的阻抗角決定的,一般為60°~85°,而在保護反方向三相短路時(shí),電流與電壓之間的相位角則是180°+(60°~85°)。
(4)測量阻抗發(fā)生變化。測量阻抗即測量點(diǎn)(保護安裝處)電壓與電流之比值。正常運行時(shí),測量阻抗為負荷阻抗;金屬性短路時(shí),測量阻抗轉變?yōu)榫€(xiàn)路阻抗,故障后測量阻抗顯著(zhù)減小,而阻抗角增大。
不對稱(chēng)短路時(shí),出現相序分量,如兩相及單相接地短路時(shí),出現負序電流和負序電壓分量;單相接地時(shí),出現負序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運行時(shí)是不出現的。
利用短路故障時(shí)電氣量的變化,便可構成各種原理的繼電保護。此外,除了上述反應工頻電氣量的保護外,還有反應非工頻電氣量的保護,如瓦斯保護等。
在電力系統中,如果一次系統沒(méi)有故障,而保護發(fā)生了誤動(dòng),那么將影響對用戶(hù)的可靠供電,若重負荷線(xiàn)路發(fā)生誤動(dòng)跳閘,還有可能引起系統振蕩事故,破壞系統的安全穩定運行;如果一次系統發(fā)生了短路故障,但保護拒動(dòng),將擴大事故范圍,甚至損壞電力設備。
為了使保護真正起到對電力系統的保護與控制作用,必須使保護整體處于良好的運行狀態(tài),使得各相關(guān)元件及設備特性?xún)?yōu)良、回路接線(xiàn)正確、定值及動(dòng)作特性正確。所以必須定期的采用繼電保護測試儀、繼電保護校驗儀等繼電保護試驗裝置加強對繼電保護的檢驗質(zhì)量。