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繼電保護測試儀的組成

發(fā)布日期：2019-05-18　點擊：1571次

由各種類型的發(fā)電廠、輸電設備和配電設施以及用電設備組成的電能生產與消費系統(tǒng)，我們把它統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。一般將電能通過的設備成為電力系統(tǒng)成為電力電力系統(tǒng)的一次設備，如發(fā)電機、變壓器、斷路器、輸電電路等，對一次設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)視、測量、控制和保護的設備，被稱為電力系統(tǒng)的二次設備。繼電保護測試儀就屬于電力系統(tǒng)的二次設備。

一、繼電保護裝置的基本原理

為了完成繼電保護的任務，繼電保護就必須能夠區(qū)別是正常運行還是非正常運行或故障，要區(qū)別這些狀態(tài)，關鍵的就是要尋找這些狀態(tài)下的參量情況，找出其間的差別，從而構成各種不同原理的保護。

1.利用基本電氣參數的區(qū)別

發(fā)生短路后，利用電流、電壓、線路測量阻抗等的變化，可以構成如下保護：

(1)過電流保護。單側電源線路如圖1-1所示，若在BC段上發(fā)生三相短路，則從電源到短路點k之間將流過很大的短路電流Ik，可以使保護2反應這個電流增大而動作于跳閘。

(2)低電壓保護。如圖1所示，短路點k的電壓Uk降到零，各變電站母線上的電壓都有所下降，可以使保護2反應于這個下降的電壓而動作。   

圖1：單側電源線路

(3)距離保護。距離保護反應于短路點到保護安裝地之間的距離（或測量阻抗）的減小而動作。如圖1所示，設以Zk表示短路點到保護2（即變電站B母線）之間的阻抗，則母線上的殘余電壓為：

UB=IkZko ZB

就是在線路始端的測量阻抗，它的大小正比于短路點到保護2之間的距離。

2.利用內部故障和外部故障時被保護元件兩側電流相位（或功率方向）的差別

圖2所示為雙側電源網絡。若統(tǒng)一規(guī)定電流的正方向是從母線流向線路，則對線路AB兩側電流相位（或功率方向）的分析如下。

圖2：雙側電源網絡
a——正常運行情況；b——線路AB外部短路情況；c——線路AB內部短路情況

正常運行時，A、B兩側電流的大小相等，相位相差180°；當線路AB外部故障時，A、B兩側電流仍大小相等，相位相差180°；當線路AB內部短路時，A、B兩側電流一般大小不相等，在理想情況下（兩側電動勢同相位且全系統(tǒng)的阻抗角相等），兩側電流同相位。從而可以利用電氣元件在內部故障與外部故障（包括正常運行情況）時，兩側電流相位或功率方向的差別構成各種差動原理的保護（內部故障時保護動作），如縱聯差動保護、相差高頻保護、方向高頻保護等。

3．序分量是否出現

電氣元件在正常運行（或發(fā)生對稱短路）時，負序分量和零序分量為零；在發(fā)生不對稱短路時，一般負序和零序都較大。因此，根據這些分量的是否存在可以構成零序保護和負序保護。此種保護裝置具有良好的選擇性和靈敏性。

4．反應于非電氣量的保護

反應于變壓器油箱內部故障時所發(fā)生的氣體而構成氣體（瓦斯）保護；反應于電動機繞組的溫度升高而構成過負荷保護等。

二、繼電保護裝置的組成

繼電保護的種類雖然很多，但是在一般情況下，都是有三個部分組成的，即測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分。其原理結構如圖3所示。

圖3：繼電保護測試儀的原理結構圖

1.測量部分

測量部分是測量被保護元件工作狀態(tài)（正常工作、非正常工作或故障狀態(tài)）的一個或幾個物理量，并和已給的整定值進行比較，從而判斷保護是否應該啟動。

2．邏輯部分

邏輯部分的作用是根據測量部分各輸出量的大小、性質、出現的順序或它們的組合，使保護裝置按一定的邏輯程序工作，后傳到執(zhí)行部分。

3．執(zhí)行部分

執(zhí)行部分的作用是根據邏輯部分送的信號，后完成保護裝置所擔負的任務。如故障時，動作于跳閘；不正常運行時，發(fā)出信號；正常運行時，不動作。