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1、本文格式為Word版,下載可任意編輯繼電保護的基本原理及其組成 參看圖1至圖6及其講解,了解本章對繼電愛護裝置對正常與故障或不正常狀態(tài)的區(qū)分以及繼電愛護基本原理,并且通過對繼電愛護裝置基本組成的學習深化了解各部分工作內容。 一、繼電愛護裝置對正常與故障或不正常狀態(tài)的區(qū)分通過對繼電愛護裝置正常運行狀態(tài)與故障或不正常狀態(tài)的學習,初步理解繼電愛護裝置的原理。1. 為完成繼電愛護所擔負的任務,應當要求它能夠正確區(qū)分系統(tǒng)正常運行與發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)之間的差別,以實現(xiàn)愛護。 圖1 正常運行狀況 在電力系統(tǒng)正常運行時,每條線路上都流過由它供電的負荷電流 ,越靠近電源端的線路上的負荷電流越大。同時,各變

2、電站母線上的電壓,一般都在額定電壓5%-10%的范圍內變化,且靠近于電源端母線上的電壓較高。線路始端電壓與電流之間的相位角打算于由它供電的負荷的功率因數(shù)角和線路的參數(shù)。 由電壓與電流之間所代表的“測量阻抗”是在線路始端所感受到的、由負荷所反應出來的一個等效阻抗,其值一般很大。 圖2 d點三相短路狀況 當系統(tǒng)發(fā)生故障時(如上圖所示),假定在線路B-C上發(fā)生了三相短路,則短路點的電壓 降低到零,從電源到短路點之間均將流過很大的短路電流 ,各變電站母線上的電壓也將在不同程度上有很大的降低,距短路點越近時降低得越多。 設以 表示短路點到變電站B母線之間的阻抗,則母線上的殘余電壓應為 此時與之間的相位角

3、就是的阻抗角,在線路始端的測量阻抗就是,此測量阻抗的大小正比于短路點到變電站B母線之間的距離。2. 一般狀況下,發(fā)生短路之后,總是伴隨著電流的增大、電壓降低、線路始端測量阻抗減小,以及電壓與電流之間相位角的變化。故利用正常運行與故障時這些基本參數(shù)的區(qū)分,便可以構成各種不同原理的繼電愛護:(1)反應于電流增大而動作的過電流愛護;(2)反應于電壓降低而動作的低電壓愛護;(3)反應于短路點到愛護安裝地點之間的距離(或測量阻抗的減?。┒鴦幼鞯木嚯x愛護(或低阻抗愛護)等。電力系統(tǒng)中的任一電氣元件,在正常運行時,在某一瞬間,負荷電流總是從一側流入而從另一側流出。 圖 3 正常運行狀態(tài) 說明:假如統(tǒng)一規(guī)定電

4、流的正方向都是從母線流向線路,則A-B兩側電流的大小相等,相位相差180度(圖中為實際方向)。 圖4點短路時的電流分布 說明:當線路A-B范圍以外的點短路時,由電源I所供應的短路電流將流過線路A-B,此時A-B兩側的電流仍舊是大小相等相位相反,其特征與正常運行時一樣。 圖5點短路時的電流分布 說明:在線路A-B兩側的電流都是由母線流向線路,此時兩個電流的大小一般不相等,在抱負狀況下(兩側電勢同相位且全系統(tǒng)的阻抗角相等),兩個電流同相位。 要完成電力系統(tǒng)繼電愛護的基本任務,必需“區(qū)分”電力系統(tǒng)的正常、不正常工作和故障三種運行狀態(tài),“甄別”動身生故障和消失特別的元件。而要“區(qū)分和甄別”,必需查找電

5、力元件在這三種運行狀態(tài)下的可測參量(繼電愛護主要測電氣量)的“差異”,提取和利用這些可測參量的“差異”,實現(xiàn)對正常、不正常工作和故障元件的快速“區(qū)分”。3. 依據(jù)可測電氣量的不同差異,可以構成不同原理的繼電愛護。不同運行狀態(tài)下具有明顯差異的電氣量有:(1)流過電力元件的相電流、序電流、功率及其方向;(2)元件的運行相電壓幅值、序電壓幅值;(3)元件的電壓與電流的比值即“測量阻抗”等。發(fā)覺并正確利用能牢靠區(qū)分三種運行狀態(tài)的可測參量或參量的新差異,就可以形成新的繼電愛護原理。二、繼電愛護基本原理1. 利用每個電氣元件在內部故障和外部故障(包括正常運行狀況)時,兩側電流相位或功率方向的差別,就可以構

6、成各種差動原理的愛護,如縱聯(lián)差動愛護、相差高頻愛護、方向高頻愛護等。2. 差動原理的愛護只能在被愛護元件的內部故障時動作,而不反應外部故障。所以被認為有肯定的選擇性。在根據(jù)上述原理構成各種繼電愛護裝置時,可以使它們的參數(shù)反應于每相中的電流和電壓,也可以使之僅反應于其中的某一個對稱重量(負序、零序或正序)的電流和電壓。正常狀況下,負和零序重量不會消失,而在發(fā)生不對稱接地短路時,它們均具有較大的數(shù)值,在發(fā)生不接地的不對稱短路時,無零序重量但負序重量較大,故利用這些重量構成的愛護裝置均具有良好的選擇性和靈敏性,也是它獲得廣泛應用的緣由。另外,除反應于各種電氣量的愛護以外,還有依據(jù)電氣設備的特點實現(xiàn)反

7、應非電量的愛護;當變壓器油箱內部的繞組短路時,反應于油被分解所產生的氣體而構成的瓦斯愛護;反應于電動機繞組的溫度上升而構成的過負荷或過熱愛護等等。三、繼電愛護裝置的組成一般狀況下,整套繼電愛護裝置是由測量部分、規(guī)律部分和執(zhí)行部分組成的。原理結構圖如下所示: 圖6原理結構圖 1. 測量比較元件 測量從被愛護對象輸入的有關電氣量,并與已給定的整定值進行比較,依據(jù)比較的結果,給出“是”、“非”、“0”、“1”性質的一組規(guī)律信號,從而推斷愛護裝置是否應當啟動。常用測量比較元件:(1)被測電氣量超過給定值動作的過量繼電器,如過電流繼電器、過電壓繼電器、高周波繼電器等;(2)被測電氣量低于給定值動作的欠量繼電器,如低電壓繼電器、阻抗繼電器、低周波繼電器等;(3)被測電壓、電流之間相位角滿意肯定值而動作的功率方向繼電器等。2. 規(guī)律推斷元件依據(jù)測量比較元件輸出規(guī)律信號的性質、先后挨次、持續(xù)時間等,使愛護裝置按肯定的規(guī)律

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