繼電保護原理簡單介紹(1)

1、 110kV及以下電壓等級的線路保護

1.1 距離保護

    在線路一端裝設保護，能測量出故障點至保護安裝處的距離并與保護范圍對應的距離比較，可判斷出故障點的位置，從而決定保護行為。這種方式顯然不受運行方式和接線的影響。這樣構成的保護就是距離保護。距離保護的I、II段可以在任何形狀的多電源網絡中保證動作的選擇性，具有較高的靈敏度;但不能實現全線瞬動。

    距離保護一般具有振蕩閉鎖功能，用來防止系統振蕩時距離保護誤動作。系統振蕩時，振蕩閉鎖不能開放，保護被可靠閉鎖;發生短路故障時，振蕩閉鎖靈敏、快速開放，不影響保護正確動作。但在振蕩中發生短路故障時，振蕩閉鎖應該迅速開放，以便快速切除保護區內的短路故障。

為了防止誤動作，距離保護還設置了反應二次電壓回路斷線閉鎖功能。在程序進而故障處理之前的自檢過程中，就對電壓互感器二次電壓回路是否斷線失壓進行檢測，一旦檢測到二次電壓回路斷線失壓就閉鎖保護，并發出斷線告警信號。

    距離保護按照反應故障類型分類，可以分為相間距離保護和接地距離保護，相間距離保護可以反應三相短路、兩相短路和兩相接地短路;接地距離保護可以反應單相接地短路。

    距離保護的動作特性，有園形、直線形、四邊形(多邊形)、橢圓形、雙曲線形、復合型阻抗特性等阻抗動作特性。因四邊形特性阻抗特性具有反應故障點過渡電阻能力強、避越符合阻抗能力好、在 微機中實現容易等特點，所有四邊形特性阻抗繼電器應用非常廣泛。

1.2零序過流保護

    中性點直接接地系統發生接地短路，將產生很大的零序電流，利用零序電流分量構成保護，可以作為一種主要的接地短路保護。

    在中性點直接接地系統的多電源網絡中，由于電源處變壓器的中性點至少有一臺要接地運行，因此，當不同地點發生接地故障時，零序電流也有一個方向問題。為了保證零序電流保護的選擇性，需要增加方向元件。

    在中性點直接接地系統中，由于接地故障的幾率比較高，采用專門的零序電流保護來保護接地短路，將利用三相星形接地的相間電流保護來保護接地短路具有如下優勢：

    1)零序電流速斷保護的保護范圍較相間電流速斷保護范圍長且穩定;

    2)零序電流限時速斷保護在某些情況下可能加速動作;

    3)零序過流保護比相間短路的過流保護動作時間短，靈敏度高;

    4)保護安裝處附近發生短路時，相間短路保護的方向元件有電壓死區，而零序方向元件此時動作最靈敏;

    5)當PT斷線時，相間短路的方向元件有可能誤動作，而零序方向元件不會;

    6)當系統振蕩、短時過負荷時，系統三相對稱，不會出現零序分量，零序保護不會誤動作，而相間短路的電流不會將受影響。

    零序過流保護不反應三相和兩相短路，在正常運行和系統發生振蕩時也沒有零序分量產生，所以它有較好的靈敏度。但零序過流保護受電力系統運行方式變換影響較大，靈敏度因此降低，特別是短距離線路上以及復雜的環網中，由于速動段的保護范圍太小，甚至沒有保護范圍，致使零序電流保護各段的性能嚴重惡化，使保護動作時間很長，靈敏度很低。

    當零序電流保護不能滿足電流系統要求時，應裝設接地距離保護，接地距離保護的保護范圍比較固定，對本線路和相鄰線路的保護效果都會有所改善。

1.3 過電流保護

    過電流保護反應短路的基本特征，即反應電流突然增大，母線電壓突然降低。過流保護一般由瞬時段、定時段組成，構成三段式保護階梯特性。三段式電流保護一般用于110kV及以下電壓等級的單電源出線，對于雙電源輻射線路可以加方向元件組成帶方向閉鎖的各段保護。

    三段式保護的I、II段為主保護段，III段為后備保護段。I段一般不帶時限，稱瞬時電流速斷，其動作時間是保護裝置固有動作時間;II段帶較小延時，一般稱延時電流速斷;III段稱定時限過電流保護，帶較長延時。

    當系統運行方式變換比較大時，線路電流變換的I、II段可能在保護區和靈敏度方面不滿足要求。考慮到線路上發生短路故障時，母線電壓的變化一般比流過保護的短路電流的變化大，為此，可以采用電流電壓聯鎖保護，這種保護既反映電流的增大，也反映電壓的降低，保護的測量元件由電流繼電器和電壓繼電器共同組成，他們的節點構成“與”的關系。

    為了提供過電流保護的靈敏度，可以將過流定值適度降低，并增加低電壓閉鎖。這樣即提高了保護的靈敏度，又因為非故障時電壓閉鎖使保護不會誤動作。

    隨著電力工業的發展和用戶對供電可靠性要求的提高，現代的電力系統實際上是由多電壓組成的復雜網絡。簡單的電流保護已經不能滿足系統運行的要求，要求在雙電源線路的電流保護設置方向元件。線路電流保護的方向元件規定短路功率方向由母線指向線路為正方向，反之為反方向。方向元件在雙側電源輻射網絡這單側電源環行網絡中，都具有選擇性。

發布時間:2012-2-27 訪問次數:4306