什么是繼電保護(hù)裝置
當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件(如發(fā)電機(jī)、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(yùn)行時(shí),能夠向運(yùn)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(shè)備。實(shí)現(xiàn)這種自動(dòng)化措施的成套設(shè)備,一般通稱為繼電保護(hù)裝置。
繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成
一般情況而言,整套繼電保護(hù)裝置由測量元件、邏輯環(huán)節(jié)和執(zhí)行輸出三部分組成。如下圖:
測量比較部分:
測量比較部分是測量通過被保護(hù)的電氣元件的物理參量,并與給定的值進(jìn)行比較,根據(jù)比較的結(jié)果,給出“是”“非”性質(zhì)的一組邏輯信號,從而判斷保護(hù)裝置是否應(yīng)該啟動(dòng)。
邏輯部分:
邏輯部分使保護(hù)裝置按一定的邏輯關(guān)系判定故障的類型和范圍,最后確定是應(yīng)該使斷路器跳閘、發(fā)出信號或是否動(dòng)作及是否延時(shí)等,并將對應(yīng)的指令傳給執(zhí)行輸出部分。
執(zhí)行輸出部分:
執(zhí)行輸出部分根據(jù)邏輯傳過來的指令,最后完成保護(hù)裝置所承擔(dān)的任務(wù)。如在故障時(shí)動(dòng)作于跳閘,不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)出信號,而在正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作等。
繼電保護(hù)裝置特點(diǎn)
1、智能型主機(jī),主機(jī)采用高性能數(shù)字信號處理器。
2、單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行。
3、連接電腦運(yùn)行。
5、大屏幕LCD顯示庫。
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。
繼電保護(hù)裝置的分類
繼電保護(hù)裝置一般可以按反應(yīng)的物理量不同、被保護(hù)對象的不同、組成元件的不同以及作用的不同等方式來分類,例如:
?。?)根據(jù)保護(hù)裝置反應(yīng)物理量的不同可分為:電流保護(hù)、電壓保護(hù)、距離保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)等。
(2)根據(jù)被保護(hù)對象的不同可分為:發(fā)電機(jī)保護(hù)、輸電線保護(hù)、母線保護(hù)、變壓器保護(hù)、電動(dòng)機(jī)保護(hù)等。在電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)中,主要有110kV(或220kV)輸電線保護(hù)、牽引變壓器保護(hù)、牽引網(wǎng)饋線保護(hù)及并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置保護(hù)等。
?。?)根據(jù)保護(hù)裝置的組成元件不同可分為:電磁型、半導(dǎo)體型、數(shù)字型及微機(jī)保護(hù)裝置等。
?。?)根據(jù)保護(hù)裝置的作用不同可分為:主保護(hù)、后備保護(hù),以及為了改善保護(hù)裝置的某種性能,而專門設(shè)置的輔助保護(hù)裝置等。
當(dāng)某一電氣設(shè)備裝設(shè)有多種保護(hù)裝置時(shí),其中起主要保護(hù)作用的保護(hù)裝置稱為主保護(hù);作為主保護(hù)裝置備用保護(hù)的保護(hù)裝置稱為后備保護(hù)。后備保護(hù)又分為近后備保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù),近后備保護(hù)指同一電氣設(shè)備上多種保護(hù)的相互備用,遠(yuǎn)后備保護(hù)則是指對相鄰電氣設(shè)備保護(hù)的備用。
繼電保護(hù)裝置的作用
?、俦O(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最近的斷路器發(fā)出跳閘命令,使故障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開,以最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞,降低對電力系統(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)裝置能最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞,降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響。(如:單相接地、變壓器輕、重瓦斯信號、變壓器溫升過高等)。
?、诜磻?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,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。
?、蹖?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、遙測等。
繼電保護(hù)裝置的基本原理
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、檢測的基礎(chǔ)上來判斷電力系統(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)出警告信號或令斷路器跳閘等)。
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,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(hù),另二只為過電流保護(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)來的電流信號,當(dāng)電流信號達(dá)到電流整定值時(shí),電流繼電器動(dòng)作,通過其接點(diǎn)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(dòng)作,傳向下級單元的信號也不動(dòng)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(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,過電流——時(shí)間繼電器動(dòng)作。(延時(shí)過程)
D、執(zhí)行單元---故障的處理通過執(zhí)行單元來實(shí)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(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。