电力系统继电保护装置的组成与基本要求

时间：2024-05-04

吴东翰魏颖* 沈阳工学院信息与控制学院

1 继电保护装置及其任务

继电保护装置的作用就是指出电力系统中某些设备的故障或不正常的运行状态，并产生动作或发出信号的一个全自动的装置。其作用有以下几点：使故障线路、元件在极短的时间内不受大的电流损害，自动的、有选择的切除破坏电力系统的线段及元件，使线路迅速的处于正常工作；实现自动发出不正常的运行状态信号，由装置进行自动处理、自动解决，避免引起电气设备的损坏扩大事故；配合电力系统中其他设备，缩短事故发生时间，尽可能的提高电力系统的可靠性、稳定性。

2 电力系统的不正常运行状态引起的后果

在电力系统中，不正常运行状态和发生故障未切除而引起的后果是极其危险的，会造成非常大的不良影响。短路电流流过故障器件时，会造成器件绝缘材料老化、损坏，严重时可能发展成为故障；电力系统中某一个区间突然增大用电负荷，会使电压下降破坏工作的稳定性也能影响产品的质量，会引起用户的设备加速老化，甚至引起用户设备的瞬间性停电以及人员伤亡。

3 保护装置的组成

继电保护装置的组成由以下三个部分组成，见图3.1 继电保护装置的组成。

图3.1 继电保护装置的组成

测量部分的作用是用来测量被保护线路线段或被保护元器件的物理信息，通过监测物理信息来判断电力系统的运行状态；逻辑回路的作用是根据测量部分发出来的信号，进行模数转换实施逻辑判断，发出相应的信号；执行部分的作用是根据逻辑回路发来的信号进行判断动作，执行对故障的决定以及产生跳闸的脉冲。

继电保护按作用可以分为以下几点：主保护是用来保护元件内部的各种故障情况，达到设备的安全性并有选择的切除故障部分；后备保护按距离又可以区分为近后备保护和远后备保护，近后备保护是故障相邻的设备进行切除、远后备保护是近后备拒动后故障比较近的设备进行切除；辅助保护是为了补充以上两个保护不足而为了安全考虑增设的保护[1]。

4 继电保护的基本原理

电力系统中发生电流瞬时增大、电压负荷突增使之降低、电流与电压之间的相位角发生改变、阻抗发生显著的增大或减小变化都会影响电力系统的继电保护装置发生动作，会产生过电流保护、过电压保护、功率方向保护、差动保护和零序电流保护。

5 继电保护的基本要求

通过分析图5.1 继电保护装置，说明继电保护的基本要求。

图5.1 继电保护装置

当图中d1点因某些特殊情况发生短路时，应该是L1故障线路的保护1和保护2动作，将线路L1切除，当我们切除故障时变电所B的电源由变电所A通过并联线路向变电所B提供电源。当d2点因无功功率短缺发生短路故障时，应该是该线路的保护3动作并且断路器QF3跳闸，将线路L2切除此时的变压所C停电。由上可知，当d1发生故障时保护1和保护2有选择性的动作将停电范围限制最小并且也做到了对变电所b不停电的供电。当d2发生故障时，保护3不动作并且断路器QF3不跳闸，此时的故障并没有解除为了解决这个了，保护2为近后备保护、保护1为远后备保护，保护1和保护2统称为后备保护。此时应先保护2动作，若保护2也不动作并且断路器QF2不跳闸，那么保护1不动作并且断路器QF1跳闸，解决故障事件从而达到可靠性、灵敏性、选择性、速动性。

继电保护的选择性是指电力系统中发生故障，有选择的切除尽量减少停电面积，保证切除后能够继续安全运行；继电保护的速动性是指能够尽快的切除保护内的故障，减少电气设备受不稳定的物理信息的损害；继电保护的灵敏性是指针对保护范围的过量继电器和欠量继电器指出故障的范围；继电保护的可靠性是指继电保护的动作不拒动不勿动，达到安全性和依赖性要求。