繼電保護原理簡單介紹(3)

1.9 小電流接地選線

    中性點不接地系統，正常運行時，忽略電源和線路上的壓降，電網各相對地電容可認為相同，則三個電容構成一對稱負荷。正常情況下電源中性點對地電壓為0，三相對地電壓之和與三相電容電流之和均為0，此時電網中沒有零序電壓和零序電流。當發生單相接地之后，接地相對地電容被短接，電網出現如下特點：

    1)接地相電位變為0，此時大地的電位不再和電網中性點等電位，而非接地相電壓將升高√3，系統內出現零序電壓U0，其大小等于故障前電網的相電壓。

    2)非故障線路的零序電流為線路本身對地電容電流，方向從母線流向線路，超前零序電壓90°。

    3)故障線路的零序電流為所有非故障線路零序電流之和，其方向從線路流向母線，滯后零序電壓90°。

    由于小接地系統單相接地時故障電流非常小，電源的三相電源保持平衡，規程允許帶故障運行2～3個小時。為了防止故障擴大，必須盡快找到故障線路，并排除故障。通過以上故障線路和非故障線路零序電流與零序電壓之間的相位關系，就可以確定接地線路。

    需要注意的是，以上分析是在金屬性接地的基礎上，但實際發生接地時情況差異很大，可能帶有很大的過渡阻抗接地，導致零序電流和零序電源之間的相位畸變，選線的準確性下降，這是實際運行中不可避免的。

2、變壓器保護

2.1 瓦斯保護

    油浸式變壓器是利用變壓器油作為絕緣和冷卻介質。當變壓器內部發生短路故障時，故障點局部產生高溫，使油溫升高體積膨脹，甚至沸騰，油內溶解的空氣就會排出，變成氣泡上升。故障點產生電弧，使絕緣物和變壓器油分解而產生大量的氣體。氣體排出的多少，與變壓器故障的嚴重程度和性質有關。利用這種氣體來實現保護的裝置，稱為瓦斯保護。

    反應變壓器內部故障的各種保護裝置，除瓦斯保護外，由于受靈敏度的限制，都不能完全反應變壓器內部所有形式的故障，特別是匝間短路、嚴重漏油等故障。如繞組的匝間短路，將在短路的線匝內流著超過額定數值的電流，但在變壓器外電路中的電流值還不足以使變壓器的過流保護或差動保護動作，在這種情況下，瓦斯保護卻能動作。這樣一來，當變壓器內部有不正常的情況或輕微故障時，運行人員能迅速發現并處理，可避免變壓器遭受嚴重的損壞。因此，瓦斯保護是反應變壓器內部故障最有效的一種保護。

    當變壓器內部發生嚴重漏油時，變壓器油面降低，瓦斯繼電器內的油面跟著下降。瓦斯繼電器的輕瓦斯保護動作，發出“輕瓦斯動作”信號。

    變壓器內部故障時，產生氣體的強烈程度取決于故障的嚴重程度。發生輕微故障時，產生的氣體較少且速度慢，氣體上升到油面后，聚集在瓦斯繼電器的頂部，占去了充油的空間，一部分被擠入油枕。由于氣體的壓力使油面下降，當油面下降到預定高度時，輕瓦斯保護動作，發出告警信號。

    當變壓器內部發生嚴重故障時，故障點周圍的溫度劇增，變壓器油和絕緣材料分解并產生大量瓦斯氣體，變壓器內部壓力升高，迫使變壓器油從油箱向油枕方向沖擊。到一定程度時，重瓦斯保護動作，瞬時作用于跳閘回路，切斷變壓器電源，以防止事故發展。

2.2 比率差動保護

    按照反應電流和電壓量構成的保護裝置，測量元件限于裝設在被保護元件的一側，無法區分被保護范圍末端和相鄰線路始端的故障。為了保證動作的選擇性，在整定動作參數時必須與相鄰元件的保護相配合，一般采用縮短保護區(提高靈敏度)或延長動作時限(降低速動性)的方法來獲得選擇性。但從保證系統穩定運行和減輕故障變壓器的損失及避免擴大事故的要求來看，希望能快速切除被保護范圍內任意點發生的故障。如果保護裝置的測量元件能夠同時反應被保護設備兩端的電量時，就能夠正確判斷內部和外部發生的故障。被保護元件發生內部故障和外部故障時，其各側功率方向或電流相位是有差別的，因而根據比較被保護元件各端電流大小和相位差別的辦法而構成的終聯差動保護，獲得了廣泛非運用。

發布時間:2012-2-29 訪問次數:3619