智能變電站繼電保護裝置的分類與作用
智能變電站繼電保護裝置的分類與作用
1.繼電保護裝置的分類
1.1電流保護：（按照保護的整定原則，保護范圍及原理特點）
1.1.1過電流保護---是按照躲過被保護設備或線路中可能出現(xiàn)的zui大負荷電流來整定的。如大電機啟動電流（短時）和穿越性短路電流之類的非故障性電流，以確保設備和線路的正常運行。為使上、下級過電流保護能獲得選擇性，在時限上設有一個相應的級差。
1.1.2電流速斷保護---是按照被保護設備或線路末端可能出現(xiàn)的zui大短路電流或變壓器二次側(cè)發(fā)生三相短路電流而整定的。速斷保護動作，理論上電流速斷保護沒有時限。即以零秒及以下時限動作來切斷斷路器的。
過電流保護和電流速斷保護常配合使用，以作為設備或線路的主保護和相鄰線路的備用保護。
繼電保護裝置 C、定時限過電流保護---在正常運行中，被保護線路上流過zui大負荷電流時，電流繼電器不應動作，而本級線路上發(fā)生故障時，電流繼電器應可靠動作；定時限過電流保護由電流繼電器、時間繼電器和信號繼電器三元件組成（電流互感器二次側(cè)的電流繼電器測量電流大小→時間繼電器設定動作時間→信號繼電器發(fā)出動作信號）；定時限過電流保護的動作時間與短路電流的大小無關，動作時間是恒定的。（人為設定）
1.1.3反時限過電流保護---繼電保護的動作時間與短路電流的大小成反比，即短路電流越大，繼電保護的動作時間越短，短路電流越小，繼電保護的動作時間越長。在10KV系統(tǒng)中常用感應型過電流繼電器。（GL－型）
1.1.4無時限電流速斷---不能保護線路全長，它只能保護線路的一部分，系統(tǒng)運行方式的變化，將影響電流速斷的保護范圍，為了保證動作的選擇性，其起動電流必須按zui大運行方式（即通過本線路的電流為zui大的運行方式）來整定，但這樣對其它運行方式的保護范圍就縮短了，規(guī)程要求zui小保護范圍不應小于線路全長的15%。另外，被保護線路的長短也影響速斷保護的特性，當線路較長時，保護范圍就較大，而且受系統(tǒng)運行方式的影響較小，反之，線路較短時，所受影響就較大，保護范圍甚至會縮短為零。
1.2電壓保護：（按照系統(tǒng)電壓發(fā)生異常或故障時的變化而動作的繼電保護）
1.2.1過電壓保護---防止電壓升高可能導致電氣設備損壞而裝設的。（雷擊、高電位侵入、事故過電壓、操作過電壓等）10KV開閉所端頭、變壓器高壓側(cè)裝設避雷器主要用來保護開關設備、變壓器；變壓器低壓側(cè)裝設避雷器是用來防止雷電波由低壓側(cè)侵入而擊穿變壓器絕緣而設的。
1.2.2欠電壓保護---防止電壓突然降低致使電氣設備的正常運行受損而設的。
1.2.3零序電壓保護---為防止變壓器一相絕緣破壞造成單相接地故障的繼電保護。主要用于三相三線制中性點絕緣（不接地）的電力系統(tǒng)中。零序電流互感器的一次側(cè)為被保護線路（如電纜三根相線），鐵芯套在電纜上，二次繞組接至電流繼電器；電纜相線必須對地絕緣，電纜頭的接地線也必須穿過零序電流互感器；原理：正常運行及相間短路時，一次側(cè)零序電流為零（相量和），二次側(cè)內(nèi)有很小的不平衡電流。當線路發(fā)生單相接地時，接地零序電流反映到二次側(cè)，并流入電流繼電器，當達到或超過整定值時，動作并發(fā)出信號。（變壓器零序電流互感器串接於零線端子出線銅排）
1.3瓦斯保護：油浸式變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，短路電流所產(chǎn)生的電弧使變壓器油和其它絕緣物產(chǎn)生分解，并產(chǎn)生氣體（瓦斯），利用氣體壓力或沖力使氣體繼電器動作。故障性質(zhì)可分為輕瓦斯和重瓦斯，當故障嚴重時（重瓦斯）氣體繼電器觸點動作，使斷路器跳閘并發(fā)出報警信號。輕瓦斯動作信號一般只有信號報警而不發(fā)出跳閘動作。
變壓器初次投入、長途運輸、加油、換油等原因，油中可能混入氣體，積聚在氣體繼電器的上部（玻璃窗口能看到油位下降，說明有氣體），遇到此類情況可利用瓦斯繼電器頂部的放氣閥（螺絲擰開）放氣，直至瓦斯繼電器內(nèi)充滿油?？紤]安全，zui好在變壓器停電時進行放氣。容量在800KVA及以上的變壓器應裝設瓦斯保護。
1.4差動保護：這是一種按照電力系統(tǒng)中，被保護設備發(fā)生短路故障，在保護中產(chǎn)生的差電流而動作的一種保護裝置。常用做主變壓器、發(fā)電機和并聯(lián)電容器的保護裝置，按其裝置方式的不同可分為：
1.4.1橫聯(lián)差動保護---常用作發(fā)電機的短路保護和并聯(lián)電容器的保護，一般設備的每相均為雙繞組或雙母線時，采用這種差動保護。
1.4.2縱聯(lián)差動保護---一般常用作主變壓器的保護，是專門保護變壓器內(nèi)部和外部故障的主保護。
1.5高頻保護：這是一種作為主系統(tǒng)、高壓長線路的高可靠性的繼電保護裝置。我國已建成的多條500KV的超高壓輸電線路就要求使用這種可行性、選擇性、靈敏性和動作迅速的保護裝置。高頻保護分為相差高頻保護；方向高頻保護。
相差高頻保護的基本原理是比較兩端電流的相位的保護。規(guī)定電流方向由母線流向線路為正，從線路流向母線為負。就是說，當線路內(nèi)部故障時，兩側(cè)電流同相位而外部故障時，兩側(cè)電流相位差180度。方向高頻保護的基本工作原理是，以比較被保護線路兩端的功率方向，來判別輸電線路的內(nèi)部或外部故障的一種保護裝置。
1.6距離保護：這種繼電保護也是主系統(tǒng)的高可靠性、高靈敏度的繼電保護，又稱為阻抗保護，這種保護是按照長線路故障點不同的阻抗值而整定的。
1.7平衡保護：這是一種作為高壓并聯(lián)電容器的保護裝置。繼電保護有較高的靈敏度，對于采用雙星形接線的并聯(lián)電容器組，采用這種保護較為適宜。它是根據(jù)并聯(lián)電容器發(fā)生故障時產(chǎn)生的不平衡電流而動作的一種保護裝置。
1.8負序及零序保護：這是作為三相電力系統(tǒng)中發(fā)生不對稱短路故障和接地故障時的主要保護裝置。
1.9方向保護：這是一種具有方向性的繼電保護。對于環(huán)形電網(wǎng)或雙回線供電的系統(tǒng)，某部分線路發(fā)生故障時，而故障電流的方向符合繼電保護整定的電流方向，則保護裝置可靠地動作，切除故障點。
2.繼電保護裝置的作用
2.1監(jiān)視電力系統(tǒng)的正常運行，當被保護的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時，應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件zui近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統(tǒng)中斷開，以zui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。當系統(tǒng)和設備發(fā)生的故障足以損壞設備或危及電網(wǎng)安全時，繼電保護裝置能zui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）。
2.2反應電氣設備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設備運行維護條件的不同發(fā)出信號，提示值班員迅速采取措施，使之盡快恢復正常，或由裝置自動地進行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運行會引起事故的電氣設備予以切除。反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作。
2.3實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化和遠程操作，以及工業(yè)生產(chǎn)的自動控制。如：自動重合閘、備用電源自動投入、遙控、遙測等。
1.繼電保護裝置的分類
1.1電流保護：（按照保護的整定原則，保護范圍及原理特點）
1.1.1過電流保護---是按照躲過被保護設備或線路中可能出現(xiàn)的zui大負荷電流來整定的。如大電機啟動電流（短時）和穿越性短路電流之類的非故障性電流，以確保設備和線路的正常運行。為使上、下級過電流保護能獲得選擇性，在時限上設有一個相應的級差。
1.1.2電流速斷保護---是按照被保護設備或線路末端可能出現(xiàn)的zui大短路電流或變壓器二次側(cè)發(fā)生三相短路電流而整定的。速斷保護動作，理論上電流速斷保護沒有時限。即以零秒及以下時限動作來切斷斷路器的。
過電流保護和電流速斷保護常配合使用，以作為設備或線路的主保護和相鄰線路的備用保護。
繼電保護裝置 C、定時限過電流保護---在正常運行中，被保護線路上流過zui大負荷電流時，電流繼電器不應動作，而本級線路上發(fā)生故障時，電流繼電器應可靠動作；定時限過電流保護由電流繼電器、時間繼電器和信號繼電器三元件組成（電流互感器二次側(cè)的電流繼電器測量電流大小→時間繼電器設定動作時間→信號繼電器發(fā)出動作信號）；定時限過電流保護的動作時間與短路電流的大小無關，動作時間是恒定的。（人為設定）
1.1.3反時限過電流保護---繼電保護的動作時間與短路電流的大小成反比，即短路電流越大，繼電保護的動作時間越短，短路電流越小，繼電保護的動作時間越長。在10KV系統(tǒng)中常用感應型過電流繼電器。（GL－型）
1.1.4無時限電流速斷---不能保護線路全長，它只能保護線路的一部分，系統(tǒng)運行方式的變化，將影響電流速斷的保護范圍，為了保證動作的選擇性，其起動電流必須按zui大運行方式（即通過本線路的電流為zui大的運行方式）來整定，但這樣對其它運行方式的保護范圍就縮短了，規(guī)程要求zui小保護范圍不應小于線路全長的15%。另外，被保護線路的長短也影響速斷保護的特性，當線路較長時，保護范圍就較大，而且受系統(tǒng)運行方式的影響較小，反之，線路較短時，所受影響就較大，保護范圍甚至會縮短為零。
1.2電壓保護：（按照系統(tǒng)電壓發(fā)生異常或故障時的變化而動作的繼電保護）
1.2.1過電壓保護---防止電壓升高可能導致電氣設備損壞而裝設的。（雷擊、高電位侵入、事故過電壓、操作過電壓等）10KV開閉所端頭、變壓器高壓側(cè)裝設避雷器主要用來保護開關設備、變壓器；變壓器低壓側(cè)裝設避雷器是用來防止雷電波由低壓側(cè)侵入而擊穿變壓器絕緣而設的。
1.2.2欠電壓保護---防止電壓突然降低致使電氣設備的正常運行受損而設的。
1.2.3零序電壓保護---為防止變壓器一相絕緣破壞造成單相接地故障的繼電保護。主要用于三相三線制中性點絕緣（不接地）的電力系統(tǒng)中。零序電流互感器的一次側(cè)為被保護線路（如電纜三根相線），鐵芯套在電纜上，二次繞組接至電流繼電器；電纜相線必須對地絕緣，電纜頭的接地線也必須穿過零序電流互感器；原理：正常運行及相間短路時，一次側(cè)零序電流為零（相量和），二次側(cè)內(nèi)有很小的不平衡電流。當線路發(fā)生單相接地時，接地零序電流反映到二次側(cè)，并流入電流繼電器，當達到或超過整定值時，動作并發(fā)出信號。（變壓器零序電流互感器串接於零線端子出線銅排）
1.3瓦斯保護：油浸式變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，短路電流所產(chǎn)生的電弧使變壓器油和其它絕緣物產(chǎn)生分解，并產(chǎn)生氣體（瓦斯），利用氣體壓力或沖力使氣體繼電器動作。故障性質(zhì)可分為輕瓦斯和重瓦斯，當故障嚴重時（重瓦斯）氣體繼電器觸點動作，使斷路器跳閘并發(fā)出報警信號。輕瓦斯動作信號一般只有信號報警而不發(fā)出跳閘動作。
變壓器初次投入、長途運輸、加油、換油等原因，油中可能混入氣體，積聚在氣體繼電器的上部（玻璃窗口能看到油位下降，說明有氣體），遇到此類情況可利用瓦斯繼電器頂部的放氣閥（螺絲擰開）放氣，直至瓦斯繼電器內(nèi)充滿油?？紤]安全，zui好在變壓器停電時進行放氣。容量在800KVA及以上的變壓器應裝設瓦斯保護。
1.4差動保護：這是一種按照電力系統(tǒng)中，被保護設備發(fā)生短路故障，在保護中產(chǎn)生的差電流而動作的一種保護裝置。常用做主變壓器、發(fā)電機和并聯(lián)電容器的保護裝置，按其裝置方式的不同可分為：
1.4.1橫聯(lián)差動保護---常用作發(fā)電機的短路保護和并聯(lián)電容器的保護，一般設備的每相均為雙繞組或雙母線時，采用這種差動保護。
1.4.2縱聯(lián)差動保護---一般常用作主變壓器的保護，是專門保護變壓器內(nèi)部和外部故障的主保護。
1.5高頻保護：這是一種作為主系統(tǒng)、高壓長線路的高可靠性的繼電保護裝置。我國已建成的多條500KV的超高壓輸電線路就要求使用這種可行性、選擇性、靈敏性和動作迅速的保護裝置。高頻保護分為相差高頻保護；方向高頻保護。
相差高頻保護的基本原理是比較兩端電流的相位的保護。規(guī)定電流方向由母線流向線路為正，從線路流向母線為負。就是說，當線路內(nèi)部故障時，兩側(cè)電流同相位而外部故障時，兩側(cè)電流相位差180度。方向高頻保護的基本工作原理是，以比較被保護線路兩端的功率方向，來判別輸電線路的內(nèi)部或外部故障的一種保護裝置。
1.6距離保護：這種繼電保護也是主系統(tǒng)的高可靠性、高靈敏度的繼電保護，又稱為阻抗保護，這種保護是按照長線路故障點不同的阻抗值而整定的。
1.7平衡保護：這是一種作為高壓并聯(lián)電容器的保護裝置。繼電保護有較高的靈敏度，對于采用雙星形接線的并聯(lián)電容器組，采用這種保護較為適宜。它是根據(jù)并聯(lián)電容器發(fā)生故障時產(chǎn)生的不平衡電流而動作的一種保護裝置。
1.8負序及零序保護：這是作為三相電力系統(tǒng)中發(fā)生不對稱短路故障和接地故障時的主要保護裝置。
1.9方向保護：這是一種具有方向性的繼電保護。對于環(huán)形電網(wǎng)或雙回線供電的系統(tǒng)，某部分線路發(fā)生故障時，而故障電流的方向符合繼電保護整定的電流方向，則保護裝置可靠地動作，切除故障點。
2.繼電保護裝置的作用
2.1監(jiān)視電力系統(tǒng)的正常運行，當被保護的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時，應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件zui近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統(tǒng)中斷開，以zui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。當系統(tǒng)和設備發(fā)生的故障足以損壞設備或危及電網(wǎng)安全時，繼電保護裝置能zui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）。
2.2反應電氣設備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設備運行維護條件的不同發(fā)出信號，提示值班員迅速采取措施，使之盡快恢復正常，或由裝置自動地進行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運行會引起事故的電氣設備予以切除。反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作。
2.3實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化和遠程操作，以及工業(yè)生產(chǎn)的自動控制。如：自動重合閘、備用電源自動投入、遙控、遙測等。
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