最全面的继电保护知识

发布日期：2020-06-06　点击：3364次

四方国瑞专业生产继电保护测试仪（又称微机继电保护测试仪），接下来为大家分享最全面的继电保护知识介绍。当电力系统的组件（如发电机，线路等）或电力系统本身发生危害电力系统安全运行的故障时，它能够及时向值班人员发出警告信号，或直接向其控制断路器跳闸命令可在开发自动化措施和设备时终止这些事件。实现这种自动测量的整套设备通常称为继电保护装置。

在本期中，我们将介绍继电保护的基本原理，基本要求，基本任务，分类以及常见故障分析和处理。

一，基本原理

继电保护装置必须具有正确识别被保护元件是处于正常工作状态还是处于故障状态，是处于保护区域内还是处于保护区域外的功能，要实现此功能，保护装置必须基于电力系统故障前后电气和物理量的变化特征。

电力系统故障后，工频电量变化的主要特征是：

1）电流增加

在短路情况下，故障点与电源之间的电气设备和传输线上的电流将从负载电流增加到大大超过负载电流的水平。

2）降压

当发生相间短路和接地短路故障时，系统中每个点的相间电压或相电压值都会下降，并且越靠近短路点，电压就越低。

3）电流和电压之间的相角变化

在正常操作中，电流和电压之间的相位角是负载的功率因数角，通常约为20°。在三相短路的情况下，电流和电压之间的相角取决于线路的阻抗角，通常为60°〜85°。如果在保护的相反方向发生三相短路，则电流和电压之间的相角为180°+（60°〜85°）。

4）测量阻抗变化

测量阻抗是测量点（保护装置）的电压与电流之比，在正常操作下，测量阻抗为负载阻抗;金属短路时，测量阻抗变为线路阻抗，故障后测量阻抗显着降低，而阻抗角增加。

当发生非对称短路时，会出现相序分量。例如，当发生两相和单相接地短路时，出现负序电流和负序电压分量;当单相接地时出现负序和零序电流和电压分量，这些分量在正常工作期间不会出现。通过短路故障期间电量的变化，可以构建各种原理的继电保护。

另外，除了上述的反应工频电量保护之外，还有反应非工频电量保护，例如气体保护。

 

2.基本要求

为了完成其任务，继电保护装置必须满足技术的四个基本要求，即选择性，快速性，灵敏性和可靠性。对于作用于继电器跳闸的继电保护，应同时满足四个基本要求，而对于作用于信号且仅反映异常运行状况的继电保护设备，则可降低这四个基本要求中的一些。

1.选择性

选择性是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护将仅将故障的设备或线路从电力系统中切断，当故障的设备或线路保护器或断路器拒绝移动时，应与邻近的设备或线路线路保护将故障切断。

2.快速行动

快速动作意味着继电保护装置应能够尽快排除故障，以减少设备和用户在大电流和低电压下的运行时间，降低设备的损坏程度，并改善系统并行运行的稳定性。

通常，必须快速排除的故障包括：

1）使发电厂或重要用户的总线电压低于有效值（通常为额定电压的0.7倍）。

2）大容量发电机，变压器和电动机的内部故障。

3）中低压线路的横截面过小，以免发生过热故障，不允许延迟切割。

4）可能危及人身安全并严重干扰通信系统的故障。

故障排除时间包括保护装置和断路器的工作时间。通用快速保护的动作时间为0.04s〜0.08s，最快为0.01s〜0.04s，而通用断路器的跳闸时间为0.06s〜0.15s，最快为0.02s〜0.06s。

对于响应异常操作条件的继电保护装置，通常不需要迅速采取措施，而应根据选择条件延迟发送信号。

3.敏感度

灵敏度是指在电气设备或线路的保护范围内发生短路故障或异常操作时保护装置的反应能力，并通过灵敏度系数来测量保护装置的灵敏度。

可以满足继电保护灵敏度的要求，在规定的故障范围内，无论短路点的位置和短路的类型如何，短路点和过渡电阻如何都能反映作用，这不仅要求系统运行时可以可靠地动作时发生三相短路，而在最小运行模式下系统经过较大的过渡电阻时，两相或单相短路故障也可以可靠。

系统最大运行模式：

如果在受保护电路的末端发生短路，则系统的等效阻抗最小，流经保护装置的短路电流为最大工作模式。

系统的最低运行模式：

在发生短路故障的同一情况下，系统的等效阻抗最大，而通过保护装置的短路电流为最小工作模式。

4.可靠性

可靠性（包括安全性和可靠性）是继电保护的最基本要求。

1）安全

要求继电器保护可靠，并且在不需要时不工作。

2）可靠性

如果故障应在规定的保护范围内操作，则继电器保护必须可靠地工作，也就是说，它不能拒绝动作。

继电保护的误操作和拒绝会严重损害电力系统。即使对于相同的电源组件，随着电网的发展，保护误操作和拒绝对系统的影响也会改变。

以上四个基本要求是继电保护设计，配置和维护的基础，也是继电保护分析和评估的基础，这四个基本要求是相互联系但又经常相互矛盾的，因此在实际工作中，要根据继电保护的结构电网与用户的性质，辩证统一。

基本任务

电力系统继电保护的基本任务是：

1，自动，快速，有选择地从电源系统中拆除故障部件，以防止故障部件被损坏，并确保其他无故障部件快速正常运行。

2.应对电气元件的异常运行状态，并根据运行和维护条件（例如是否有值班人员）操作信号，以便值班人员及时处理或调整。如果设备继续运行，会自动导致设备损坏或演变为事故。这时，一般不需要保护快速动作，而是根据对电力系统及其组件的损坏程度，提供一定的延时，以免由于不必要的动作而造成短暂的短暂运行波动以及由于错误操作引起的干扰。

3，继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动装置配合使用，在条件允许的情况下，采取预定措施缩短停电时间，尽快恢复供电，以提高电力系统运行的可靠性。 。

四，分类

继电保护可以通过以下四种方式进行分类：

1.按保护对象分类

电力线保护和主要设备保护（例如发电机，变压器，母线，电抗器，电容器等）。

2.按保护功能分类

短路故障保护和异常运行保护。前者可分为主保护，后备保护和辅助保护；后者可分为过载保护，退磁保护，失步保护，低频保护和非保护。全相运行保护。

3.通过保护装置比较和操作处理对信号量进行分类

有模拟保护和数字保护，有机电式，整流器式，晶体管式和集成电路式（运算放大器）保护装置，它们直接反映连续模拟量的输入信号，属于模拟保护；采用微处理器和微型计算机的保护装置，在采样并将模拟量转换为模拟/数字量后反映离散的数字量的数字保护。

4.按保护作用原理分类

过电流保护，低压保护，过电压保护，电源方向保护，距离保护，差动保护，纵向保护，气体保护等。

五，异常

如果发现继电保护装置工作异常或有缺陷，除了加强监控之外，还应将其出口压脚返回可能引起误操作的保护装置，然后联系继电保护人员进行处理。

下列任何一种异常情况，应及时退出：

1.母亲差异保护

当发送“母线差交流断开”和“母线差直流电压消失”信号时；当母线不平衡电流不为零时；母线开关系列无特殊旁路母线，代替线路操作和反向操作。

2.高频保护

当直流电源消失时;周期性的通道测试参数不符合要求;当设备故障或通道异常信号不能返回时;侧面总线开关的操作过程。

3.距离保护

当所采用的PT失灵或三相电压回路断开时;在正常情况下，辅助的磁电流太大，太小;当负载电流超过保护允许电流的相应部分时。

4，微机保护

当主警报灯亮起并且四个保护（高频，距离，零序，综合称重）之一打开时，退出相应的保护;如果两个cpus发生故障，则应从所有保护中移除设备;所有信号警报插件的灯不亮。如果电源指示灯熄灭，则表示直流消失。恢复直流电源后退出出口压板重新投入，如果CPU正常，则表示保护与接口CPU之间的通讯电路异常，退出CPU巡检开关处理。如果信号未返回，则表示CPU出现致命故障，退出保护出口压力板并断开巡逻检查开关处理。

5.气体保护

变压器运行中的加油，滤油或更换硅胶;维护输入后，地下油泵或油冷却器（散热器）排油;需要打开呼吸系统的阀门或放油塞，或清洁加湿器;当有人在油管上工作时。

继电保护常见故障分析

1.电流互感饱和故障

ct的饱和度对电力系统的继电保护有很大的影响。随着配电系统设备终端负载容量的增加，如果发生短路，短路电流将会很大。如果系统在终端设备区域附近发生短路，则电流可能超过ct的单个额定电流的100倍。在正常短路的情况下，ct的误差会随着初级短路电流倍数的增加而增加。当电流断路保护降低灵敏度时，可能会阻止操作;当电路短路时，电流互感器的电流饱和，并且电流互感器感应的次级电流很小或接近于零，这当配电系统出口线路过电流保护抑制动作引起配电站入口线路保护动作时，会使整个配电系统出现电源故障状态。 。 

2.开关保护设备选择不当

开关保护设备的选择是一项非常重要的工作，大部分电流分布在高负荷密度区域内设置开关站，即采用变电站-开关站-配电变压器的供电和传输方式。由于不是自动化的，我们应该使用更多的负载开关或与它们结合的继电器设备系统作为开关保护设备。 

七，继电保护故障处理方法及措施

1，常见继电保护故障处理方法

1）替代方法

用完整的零件替换被认为有故障的零件来判断好坏零件，可以迅速缩小故障搜索范围。 

2）参考方法

通过比较正常设备和异常设备的技术参数，发现异常设备的故障点，该方法主要用于检查接线值和固定值验证过程中测试值与预期值相差较大的故障。如果改造和设备更换后二次连接不能正确恢复，可以参考类似设备的连接，如果在继电器恒值校验过程中发现某个继电器离设定值太远，则做出判断并不容易。如果继电器的特性不好，则应调整继电器的刻度值。可以使用同一仪表测量同一电路的其他相似继电器以进行比较。

3）短接

短路连接用于电路回路的一部分或一部分，以确定故障是否在短路连接范围内或其他地方，从而确定故障范围。此方法主要用于电磁锁定故障，电流开路，开关继电器不起作用，以判断转换开关触点的控制是否完好。 

2.确保继电保护正常运行的措施

合理的人员配置，使人员的调度和协助得以顺利进行，明确人员的工作目标，确保用电正常；完善规章制度，根据继电保护的特点，完善和完善保护装置的运行管理，继电保护装置的分类帐，运行维护，事故分析，定期检查，缺陷处理等文件应逐步采用计算机管理的跟踪检查，严格检查，实行奖惩的方法；二次设备状态监测的方法是易于实现集成式自动变电站的继电保护状态监测。