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關(guān)于箱式變壓器的繼電保護裝置
[  發(fā)布時(shí)間：2022-03-28 09:22:00    信息來(lái)源：全德電氣股份  ]
當電力系統中的電力元件（如發(fā)電機、線(xiàn)路等）或電力系統本身發(fā)生了故障危及電力系統安全運行時(shí)，能夠向運行值班人員及時(shí)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(dòng)化措施和設備。實(shí)現這種自動(dòng)化措施的成套設備，一般通稱(chēng)為繼電保護裝置。

本期就為大家詳細介紹繼電保護的基本原理、基本要求、基本任務(wù)、分類(lèi)和常見(jiàn)故障分析及其處理。
01

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：
a.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。

b.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。

c.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°)。

d.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。

02

基本要求



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。

①選擇性
選擇性就是指當電力系統中的設備或線(xiàn)路發(fā)生短路時(shí)，其繼電保護僅將故障的設備或線(xiàn)路從電力系統中切除，當故障設備或線(xiàn)路的保護或斷路器拒動(dòng)時(shí)，應由相鄰設備或線(xiàn)路的保護將故障切除。

②速動(dòng)性
速動(dòng)性是指繼電保護裝置應能盡快地切除故障，以減少設備及用戶(hù)在大電流、低電壓運行的時(shí)間，降低設備的損壞程度，提高系統并列運行的穩定性。

一般必須快速切除的故障有：
a.使發(fā)電廠(chǎng)或重要用戶(hù)的母線(xiàn)電壓低于有效值(一般為0.7倍額定電壓)。

b.大容量的發(fā)電機、變壓器和電動(dòng)機內部故障。

c.中、低壓線(xiàn)路導線(xiàn)截面過(guò)小，為避免過(guò)熱不允許延時(shí)切除的故障。

d.可能危及人身安全、對通信系統造成強烈干擾的故障。

故障切除時(shí)間包括保護裝置和斷路器動(dòng)作時(shí)間，一般快速保護的動(dòng)作時(shí)間為0.04s～0.08s，最快的可達0.01s～0.04s，一般斷路器的跳閘時(shí)間為0.06s～0.15s，最快的可達0.02s～0.06s。
對于反應不正常運行情況的繼電保護裝置，一般不要求快速動(dòng)作，而應按照選擇性的條件，帶延時(shí)地發(fā)出信號。

③靈敏性
靈敏性是指電氣設備或線(xiàn)路在被保護范圍內發(fā)生短路故障或不正常運行情況時(shí)，保護裝置的反應能力，保護裝置的靈敏性是用靈敏系數來(lái)衡量。

能滿(mǎn)足靈敏性要求的繼電保護，在規定的范圍內故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的位置和短路的類(lèi)型如何，以及短路點(diǎn)是否有過(guò)渡電阻，都能正確反應動(dòng)作，即要求不但在系統最大運行方式下三相短路時(shí)能可靠動(dòng)作，而且在系統最小運行方式下經(jīng)過(guò)較大的過(guò)渡電阻兩相或單相短路故障時(shí)也能可靠動(dòng)作。

系統最大運行方式：
被保護線(xiàn)路末端短路時(shí)，系統等效阻抗最小，通過(guò)保護裝置的短路電流為最大運行方式。

系統最小運行方式：
在同樣短路故障情況下，系統等效阻抗為最大，通過(guò)保護裝置的短路電流為最小的運行方式。

④可靠性
可靠性包括安全性和信賴(lài)性，是對繼電保護最根本的要求。
a.安全性
要求繼電保護在不需要它動(dòng)作時(shí)可靠不動(dòng)作，即不發(fā)生誤動(dòng)。
b.信賴(lài)性
要求繼電保護在規定的保護范圍內發(fā)生了應該動(dòng)作的故障時(shí)可靠動(dòng)作，即不拒動(dòng)。
繼電保護的誤動(dòng)作和拒動(dòng)作都會(huì )給電力系統帶來(lái)嚴重危害，即使對于相同的電力元件，隨著(zhù)電網(wǎng)的發(fā)展，保護不誤動(dòng)和不拒動(dòng)對系統的影響也會(huì )發(fā)生變化。

以上四個(gè)基本要求是設計、配置和維護繼電保護的依據，又是分析評價(jià)繼電保護的基礎。這四個(gè)基本要求之間是相互聯(lián)系的，但往往又存在著(zhù)矛盾。因此，在實(shí)際工作中，要根據電網(wǎng)的結構和用戶(hù)的性質(zhì)，辯證地進(jìn)行統一。

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