繼電保護的基本原理

本文格式為Word版，下載可任意編輯——繼電保護的基本原理其次節(jié)繼電養(yǎng)護的根本原理及其組成參看圖1-1至圖1-6及其講解，了解本章對繼電養(yǎng)護裝置對正常與故障或不正常狀態(tài)的區(qū)分以及繼電養(yǎng)護根本原理，并且通過對繼電養(yǎng)護裝置根本組成的學習深入了解各片面工作內(nèi)容。

一、繼電養(yǎng)護裝置對正常與故障或不正常狀態(tài)的區(qū)分通過對繼電養(yǎng)護裝置正常運行狀態(tài)與故障或不正常狀態(tài)的學習，初步理解繼電養(yǎng)護裝置的原理。

1.為完成繼電養(yǎng)護所擔負的任務，理應要求它能夠正確區(qū)分系統(tǒng)正常運行與發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)之間的區(qū)別，以實現(xiàn)養(yǎng)護。

圖1-1正常運行處境在電力系統(tǒng)正常運行時，每條線路上都流過由它供電的負荷電流，越靠近電源端的線路上的負荷電流越大。同時，各變電站母線上的電壓，一般都在額定電壓±5%-10%的范圍內(nèi)變化，且靠近于電源端母線上的電壓較高。線路始端電壓與電流之間的相位角抉擇于由它供電的負荷的功率因數(shù)角和線路的參數(shù)。

由電壓與電流之間所代表的“測量阻抗”是在線路始端所感受到的、由負荷所回響出來的一個等效阻抗，其值一般很大。

圖1-2d點三相短路處境當系統(tǒng)發(fā)生故障時（如上圖所示），假定在線路B-C上發(fā)生了三相短路，那么短路點的電壓降低到零，從電源到短路點之間均將流過很大的短路電流，各變電站母線上的電壓也將在不同程度上有很大的降低，距短路點越近時降低得越多。

設以表示短路點到變電站B母線之間的阻抗，那么母線上的剩余電壓應為此時與之間的相位角就是的阻抗角，在線路始端的測量阻抗就是，此測量阻抗的大小正比于短路點到變電站B母線之間的距離。

2.一般處境下，發(fā)生短路之后，總是伴隨著電流的增大、電壓降低、線路始端測量阻抗減小，以及電壓與電流之間相位角的變化。故利用正常運行與故障時這些根本參數(shù)的識別，便可以構成各種不同原理的繼電養(yǎng)護：

（1）回響于電流增大而動作的過電流養(yǎng)護；

（2）回響于電壓降低而動作的低電壓養(yǎng)護；

（3）回響于短路點到養(yǎng)護安裝地點之間的距離（或測量阻抗的減?。┒鴦幼鞯木嚯x養(yǎng)護（或低阻抗養(yǎng)護）等。

電力系統(tǒng)中的任一電氣元件，在正常運行時，在某一瞬間，負荷電流總是從一側流入而從另一側流出。

圖1-3正常運行狀態(tài)說明：假設統(tǒng)一規(guī)定電流的正方向都是從母線流向線路，那么A-B兩側電流的大小相等，相位相差180度（圖中為實際方向）。

圖1-4點短路時的電流分布說明：當線路A-B范圍以外的點短路時，由電源I所供應的短路電流將流過線路A-B，此時A-B兩側的電流依舊是大小相等相位相反，其特征與正常運行時一樣。

圖1-5點短路時的電流分布說明：在線路A-B兩側的電流都是由母線流向線路，此時兩個電流的大小一般不相等，在夢想處境下（兩側電勢同相位且全系統(tǒng)的阻抗角相等），兩個電流同相位。

要完成電力系統(tǒng)繼電養(yǎng)護的根本任務，務必“區(qū)分”電力系統(tǒng)的正常、不正常工作和故障三種運行狀態(tài)，“甄別”啟程生故障和展現(xiàn)奇怪的元件。而要“區(qū)分和甄別”，務必探索電力元件在這三種運行狀態(tài)下的可測參量（繼電養(yǎng)護主要測電氣量）的“差異”，提取和利用這些可測參量的“差異”，實現(xiàn)對正常、不正常工作和故障元件的快速“區(qū)分”。

3.依據(jù)可測電氣量的不同差異，可以構成不同原理的繼電養(yǎng)護。

不同運行狀態(tài)下具有明顯差異的電氣量有：

（1）流過電力元件的相電流、序電流、功率及其方向；

（2）元件的運行相電壓幅值、序電壓幅值；

（3）元件的電壓與電流的比值即“測量阻抗”等。

察覺并正確利用能穩(wěn)當區(qū)分三種運行狀態(tài)的可測參量或參量的新差異，就可以形成新的繼電養(yǎng)護原理。

二、繼電養(yǎng)護根本原理1.利用每個電氣元件在內(nèi)部故障和外部故障（包括正常運行處境）時，兩側電流相位或功率方向的區(qū)別，就可以構成各種差動原理的養(yǎng)護，如縱聯(lián)差動養(yǎng)護、相差高頻養(yǎng)護、方向高頻養(yǎng)護等。

2.差動原理的養(yǎng)護只能在被養(yǎng)護元件的內(nèi)部故障時動作，而不回響外部故障。所以被認為有十足的選擇性。

在按照上述原理構成各種繼電養(yǎng)護裝置時，可以使它們的參數(shù)回響于每相中的電流和電壓，也可以使之僅回響于其中的某一個對稱分量（負序、零序或正序）的電流和電壓。

正常處境下，負和零序分量不會展現(xiàn)，而在發(fā)生不對稱接地短路時，它們均具有較大的數(shù)值，在發(fā)生不接地的不對稱短路時，無零序分量但負序分量較大，故利用這些分量構成的養(yǎng)護裝置均具有良好的選擇性和靈敏性，也是它獲得廣泛應用的理由。

另外，除回響于各種電氣量的養(yǎng)護以外，還有根據(jù)電氣設備的特點實現(xiàn)回響非電量的養(yǎng)護；

當變壓器油箱內(nèi)部的繞組短路時，回響于油被分解所產(chǎn)生的氣體而構成的瓦斯養(yǎng)護；

回響于電動機繞組的溫度升高而構成的過負荷或過熱養(yǎng)護等等。

三、繼電養(yǎng)護裝置的組成一般處境下，整套繼電養(yǎng)護裝置是由測量片面、規(guī)律片面和執(zhí)行片面組成的。原理布局圖如下所示：

圖1-6原理布局圖1.測量對比元件測量從被養(yǎng)護對象輸入的有關電氣量，并與已給定的整定值舉行對比，根據(jù)對比的結果，給出“是”、“非”、“0”、“1”性質(zhì)的一組規(guī)律信號，從而判斷養(yǎng)護裝置是否理應啟動。常用測量對比元件：

（1）被測電氣量超過給定值動作的過量繼電器，如過電流繼電器、過電壓繼電器、高周波繼電器等；

（2）被測電氣量低于給定值動作的欠量繼電器，如低電壓繼電器、阻抗繼電器、低周波繼電器等；

（3）被測電壓、電流之間相位角得志確定值而動作的功率方向繼電器等。

2.規(guī)律判斷元件根據(jù)測量對比元件輸出規(guī)律信號的性質(zhì)、先后依次、持續(xù)時間等，使養(yǎng)護裝