技術天地
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以下是常見的繼電保護原理: 一、反應單側電氣量的保護 1.電流保護 原理:利用流過被保護元件中電流幅值的增大來構成保護。電力系統(tǒng)正常運行時,每條線路上都流過負荷電流,當發(fā)生短路故障時,電源與短路點之間將流過很大的短路電流。 分類: 定時限過電流保護:動作時間固定,與短路電流的大小無關。其動作電流按躲過最大負荷電流來整定,動作時間按階梯原則整定。 反時限過電流保護:動作時間隨短路電流的增大而自動縮短。其動作電流按躲過最大負荷電流來整定,動作時間特性與電動機的允許過載特性相配合。 瞬時電流速斷保護:無動作時限,只要電流達到整定值,保護裝置立即動作。其動作電流按躲過被保護線路末端的最大短路電流來整定。 限時電流速斷保護:帶有一短延時,以躲過線路末端故障時可能出現(xiàn)的非周期分量的影響。其動作電流按躲過相鄰線路瞬時電流速斷保護的動作范圍來整定。 2.電壓保護 原理:變電站母線上的電壓在正常運行時一般在額定電壓±(5%~10%)的范圍內(nèi)變化,短路時,各變電站的母線電壓會有很大降低,距短路點越近電壓下降得越多,由此可以構成電壓保護。 3.阻抗保護(距離保護) 原理:測量阻抗為測量點(保護安裝處)電壓與電流相量的比值。正常運行時,測量阻抗為負荷阻抗,金屬性短路時,測量阻抗轉變?yōu)榫€路阻抗,故障后測量阻抗顯著減小,且測量阻抗的大小正比于短路點到變電站母線之間的距離。 4.方向性保護 原理:以輸電線路故障為例,正常運行時,同相電壓與電流間的相位角為負荷功率因數(shù)角,線路正方向發(fā)生三相金屬性短路時,線路阻抗角為60°~85°。根據(jù)電壓與電流間相位角(即功率方向)的變化可以構成方向性的保護原理。 5.序分量保護 原理:正常運行時,系統(tǒng)中只存在正序分量,但發(fā)生不對稱故障時會產(chǎn)生負序和零序分量。利用負序(或零序)電壓(或電流)可以構成負序(或零序)分量的保護。 二、縱聯(lián)保護 1.電流差動保護(縱差動保護) 原理:對于任一電氣元件,根據(jù)基爾霍夫定律,正常運行或外部發(fā)生故障時,流入元件的電流應等于流出電流,但發(fā)生內(nèi)部故障時,其流入電流不再等于流出電流。反應被保護電氣元件流入與流出電流的相量差可以構成電流差動保護。 2.相位差動保護 原理:以線路為例,在正常運行時,任一瞬間的負荷電流總是從一側流入而從另一側流出。當在線路范圍以外的點短路時,兩側的電流是同一電流,其相位特征與正常運行時一樣。而當在線路范圍以內(nèi)的點短路時,兩側電流的相位特征不同于正常運行和外部故障。利用每個電氣元件在內(nèi)部故障與外部故障(包括正常運行情況)時兩側電流相位的差別,就可以構成相位差動保護。 3.方向縱聯(lián)保護 原理:如果規(guī)定短路功率的正方向是從母線流向被保護線路。當被保護線路內(nèi)部發(fā)生故障時,線路兩端的功率方向均為正;而被保護線路外部發(fā)生故障(或正常運行)時,線路兩端的功率方向一個為正一個為負。因此,比較被保護線路兩端短路功率的方向,就可以構成方向縱聯(lián)保護。 三、其他保護 1.瓦斯保護 原理:反應非工頻電氣量的保護,用于變壓器內(nèi)部故障時產(chǎn)生的瓦斯氣體來動作。 2.低電壓保護 原理:在電壓降低到一定程度時,保護設備免受欠電壓影響。 3.過載保護 原理:監(jiān)測設備是否超載,防止設備長時間過載而損壞。 4.延時保護 原理:在故障后有一定的時間延遲后才動作,以區(qū)分瞬時故障和持續(xù)故障。