繼電保護裝置的概念

　　當電力系統(tǒng)中的電力元件（如發(fā)電機、線路等）或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運行時，能夠向運行值班人員及時發(fā)出警告信號，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動化措施和設備。實現(xiàn)這種自動化措施的成套設備，一般通稱為繼電保護裝置。

　　繼電保護裝置基本原理

　　繼電保護主要是利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時的電氣量（電流、電壓、功率、頻率等）的變化構成繼電保護動作的原理，還有其他的物理量，如變壓器油箱內故障時伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強度的增高。大多數(shù)情況下，不管反應哪種物理量，繼電保護裝置都包括測量部分（和定值調整部分）、邏輯部分、執(zhí)行部分。

　　①、電力系統(tǒng)運行中的參數(shù)（如電流、電壓、功率因數(shù)角）在正常運行和故障情況時是有明顯區(qū)別的。繼電保護裝置就是利用這些參數(shù)的變化，在反映、檢測的基礎上來判斷電力系統(tǒng)故障的性質和范圍，進而作出相應的反應和處理（如發(fā)出警告信號或令斷路器跳閘等）。

　　②、繼電保護裝置的原理框圖分析：

　　A、取樣單元---它將被保護的電力系統(tǒng)運行中的物理量（參數(shù)）經(jīng)過電氣隔離并轉換為繼電保護裝置中比較鑒別單元可以接受的信號，由一臺或幾臺傳感器如電流、電壓互感器組成。

　　B、比較鑒別單元---包括給定單元，由取樣單元來的信號與給定信號比較，以便下一級處理單元發(fā)出何種信號。（正常狀態(tài)、異常狀態(tài)或故障狀態(tài)）比較鑒別單元可由4只電流繼電器組成，二只為速斷保護，另二只為過電流保護。電流繼電器的整定值即為給定單元，電流繼電器的電流線圈則接收取樣單元（電流互感器）來的電流信號，當電流信號達到電流整定值時，電流繼電器動作，通過其接點向下一級處理單元發(fā)出使斷路器最終掉閘的信號；若電流信號小于整定值，則電流繼電器不動作，傳向下級單元的信號也不動作。鑒別比較信號“速斷”、“過電流”的信息傳送到下一單元處理。

　　C、處理單元---接受比較鑒別單元來的信號，按比較鑒別單元的要求進行處理，根據(jù)比較環(huán)節(jié)輸出量的大小、性質、組合方式出現(xiàn)的先后順序，來確定保護裝置是否應該動作；由時間繼電器、中間繼電器等構成。電流保護：速斷---中間繼電器動作，過電流——時間繼電器動作。（延時過程）

　　D、執(zhí)行單元---故障的處理通過執(zhí)行單元來實施。執(zhí)行單元一般分兩類：一類是聲、光信號繼電器；（如電笛、電鈴、閃光信號燈等）另一類為斷路器的操作機構的分閘線圈，使斷路器分閘。

　　E、控制及操作電源---繼電保護裝置要求有自己獨立的交流或直流電源，而且電源功率也因所控制設備的多少而增減；交流電壓一般為220伏，功率1KVA以上。

　　繼電保護裝置的分類

　　繼電保護可按以下4種方式分類。

　　①按被保護對象分類，有輸電線保護和主設備保護（如發(fā)電機、變壓器、母線、電抗器、電容器等保護）。

　　②按保護功能分類，有短路故障保護和異常運行保護。前者又可分為主保護、后備保護和輔助保護；后者又可分為過負荷保護、失磁保護、失步保護、低頻保護、非全相運行保護等。

　　③按保護裝置進行比較和運算處理的信號量分類，有模擬式保護和數(shù)字式保護。一切機電型、整流型、晶體管型和集成電路型（運算放大器）保護裝置，它們直接反映輸入信號的連續(xù)模擬量，均屬模擬式保護；采用微處理機和微型計算機的保護裝置，它們反應的是將模擬量經(jīng)采樣和模/數(shù)轉換后的離散數(shù)字量，這是數(shù)字式保護。

　　④按保護動作原理分類，有過電流保護、低電壓保護、過電壓保護、功率方向保護、距離保護、差動保護、高頻（載波）保護等。

　　繼電保護裝置的作用

　　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最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統(tǒng)中斷開，以最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，繼電保護裝置能最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整，或將那些繼續(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。

　　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。

　　繼電保護裝置的技術指標

　　◆交流電壓輸出　0～250V連續(xù)可調，最大輸出容量600VA，過量程保護260V。

　　◆交流電流輸出　0～50A，0～100A連續(xù)可調　0～50A時，開路電壓10V。　0～100A時，開路電壓5V。過載保護動作電流120A。

　　◆直流電壓輸出　0～250V連續(xù)可調，最大電流2A，過量程保護260V，過載保護動作電流2.1A±5%。

　　◆直流電流輸出　0～200mA　0～5A連續(xù)可調　0～200mA時，開路電壓48V，過載保護動作電流230mA。　0～5A時，開路電壓24V，過載保護動作電流5.2A。　●標準12路電流電壓輸出，靈活組織　可12路（6路電壓、6路電流）同時輸出　可6路電流或6路電壓單獨輸出。

　　繼電保護裝置的構成

　　繼電保護裝置構成有3個：

　　1、測量比較元件

　　2、邏輯判斷元件

　　3、執(zhí)行輸出元件

　　參考如下示意圖各個構成部分的作用：

　　繼電保護裝置基本要求

　　繼電保護裝置應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求：這四“性”之間緊密聯(lián)系，既矛盾又統(tǒng)一。

　　選擇性：

　　---指首先由故障設備或線路本身的保護切除故障，當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時，才允許由相鄰設備保護、線路保護或斷路器失靈保護來切除故障。上、下級電網(wǎng)（包括同級）繼電保護之間的整定，應遵循逐級配合的原則，以保證電網(wǎng)發(fā)生故障時有選擇性地切除故障。切斷系統(tǒng)中的故障部分，而其它非故障部分仍然繼續(xù)供電。

　　速動性：

　　---指保護裝置應盡快切除短路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動重合閘和備用設備自動投入的效果。

　　靈敏性：

　　---指在設備或線路的被保護范圍內發(fā)生金屬性短路時，保護裝置應具有必要的靈敏系數(shù)（規(guī)程中有具體規(guī)定）。通過繼電保護的整定值來實現(xiàn)。整定值的校驗一般一年進行一次。

　　可靠性：

　　---指繼電保護裝置在保護范圍內該動作時應可靠動作，在正常運行狀態(tài)時，不該動作時應可靠不動作。任何電力設備（線路、母線、變壓器等）都不允許在無繼電保護的狀態(tài)下運行，可靠性是對繼電保護裝置性能的最根本的要求。

　　說明：繼電保護的整定、校驗應由上一級供電部門進行。（收費）