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繼電保護裝置的應用

發布日期:2014-12-13 |
責任編輯:一只前進的蝸牛

繼電保護裝置的組成

  一般而言,整套繼電保護裝置由測量比較元件、邏輯判斷環節和執行輸出元件三部分組成。

  1)測量比較部分

  測量比較部分是測量通過被保護的電氣元件的物理參量,并與給定的值進行比較,根據比較的結果,給出“是”、“非”(“0”或“l”)性質的一組邏輯信號,從而判斷保護裝置是否應該啟動。

  2)邏輯部分

  邏輯部分使保護裝置按一定的邏輯關系判定故障的類型和范圍,最后確定是應該使斷路器跳閘、發出信號或是不動作及是否延時等,并將對應的指令傳給執行輸出部分。

  3)執行輸出部分

  執行輸出部分根據邏輯部分傳來的指令,最后完成保護裝置所擔負的任務。如在故障時動作于跳閘;不正常運行時發出信號;而在正常運行時不動作等。繼電保護裝置的任務

  ①、監視電力系統的正常運行,當被保護的電力系統元件發生故障時,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出跳閘命令,使故障元件及時從電力系統中斷開,以最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞,降低對電力系統安全供電的影響。當系統和設備發生的故障足以損壞設備或危及電網安全時,繼電保護裝置能最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞,降低對電力系統安全供電的影響。(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,并根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同發出信號,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、實現電力系統的自動化和遠程操作,以及工業生產的自動控制。如:自動重合閘、備用電源自動投入、遙控、遙測等。繼電保護裝置的構成分類

  (1)反映一端電氣量的保護:在被保護元件的一端,裝設相應的變換器來檢測、比較并鑒別出某一電氣量“正常”與“不正常”兩種運行狀態時的差別并以此特點構成的保護。如反映電流增大——過流保護;反映電壓降低——低電壓保護;反映電流與電壓間的相位差角變化——方向保護;反映電壓與電流的比值變化——距離保護。

  (2)反映兩端電氣量的保護:同時檢測并比較在“內部故障”與“外部故障”(包括正常運行狀態)兩種工況下被保護元件兩端的電氣量,依據其差別為判據構成的保護。兩端電流的幅值、相位——縱差動保護;兩端電流的相位——高頻相差保護;兩端功率方向——高頻閉鎖方向保護;兩端阻抗方向——高頻閉鎖距離保護。

  (3)反映非電氣量的保護:反映溫度(變壓器的過熱保護即冷卻器全停)、流量(變壓器的輕、重瓦斯保護)等非電氣量變化構成的保護。繼電保護裝置的作用

  繼電保護裝置的作用是起到反事故的自動裝置的作用,必須正確地區分“正常”與“不正常”運行狀態、被保護元件的“外部故障”與“內部故障”,以實現繼電保護的功能。因此,通過檢測各種狀態下被保護元件所反映的各種物理量的變化并予以鑒別。

  繼電保護裝置要求能反應電氣設備的故障和不正常工作狀態并自動迅速地,有選擇性地動作于斷路器將故障設備從系統中切除,保證無故障設備繼續正常運行,將事故限制在最小范圍,提高系統運行的可靠性,最大限度地保證向用戶安全連接供電。繼電保護裝置的基本要求

  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”之間緊密聯系,既矛盾又統一。

  A、動作選擇性---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(包括同級)繼電保護之間的整定,應遵循逐級配合的原則,以保證電網發生故障時有選擇性地切除故障。切斷系統中的故障部分,而其它非故障部分仍然繼續供電。

  B、動作速動性---指保護裝置應盡快切除短路故障,其目的是提高系統穩定性,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。

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

  D、動作可靠性---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下運行,可靠性是對繼電保護裝置性能的最根本的要求。繼電保護裝置的基本原理

  繼電保護主要是利用電力系統中元件發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、執行部分。

  ①、電力系統運行中的參數(如電流、電壓、功率因數角)在正常運行和故障情況時是有明顯區別的。繼電保護裝置就是利用這些參數的變化,在反映、檢測的基礎上來判斷電力系統故障的性質和范圍,進而作出相應的反應和處理(如發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運行中的物理量(參數)經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出何種信號。(正常狀態、異常狀態或故障狀態)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,根據比較環節輸出量的大小、性質、組合方式出現的先后順序,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、執行單元---故障的處理通過執行單元來實施。執行單元一般分兩類: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。繼電保護裝置使用注意

  (1)凡屬永久性故障者,應立即匯報調度,將裝置出口壓板退出,若調度電話不通,可先將壓板退出后再設法匯報。

  (2)當保護裝置發出故障信號時,運行人員應在記錄信號后立即進行復歸,能反映系統瞬時障礙的保護裝置應恢復正常運行。

  (3)凡保護裝置故障為裝置內部原因引起,運行人員應盡快通知生產值班室,要求盡快派保護維護人員處理。

  (4)凡是保護電源故障,運行人員應檢查保險是否熔斷,接觸是否良好,直流電源電壓是否過高過低,若屬以上原因,應立即處理后投入該保護運行(處理時應申請調度退出出口壓板)。

  (5)變電站直流電源電壓應穩定在220-230v之間,超過上述規定時,可能造成保護裝置的異常運行,運行人員應及時調整。當發現保護裝置冒煙被燒壞或有臭味時,應立即申請調度退出出口壓板后,斷開直流電源。

  (6)當保護裝置發生故障時,禁止運行人員在退出保護出口壓板前,按輔助啟動按鈕或斷開、投入保護電源。也不能打開保護裝置的屏蓋進行處理。

 

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