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繼電保護在電力系統(tǒng)中的重要性
發(fā)布日期：2020-06-22 點擊：1192次
摘要： 隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模日益壯大，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更顯復雜，提高電力系統(tǒng)的安全運行水平尤為重要。繼電保護是確保電力系統(tǒng)安全可靠運行的重要裝置，保護裝置動作的正確性將直接影響整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，稍有不慎就會導致事故的發(fā)生，只有 對繼電保護裝置進行定期檢驗和維護，按時檢巡其運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)故障并做好處理，才能保證系統(tǒng)無故障設(shè)備正常運行，提高供電可靠性。 繼電保護裝置是關(guān)系到電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要設(shè)備,是電力系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分,是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的第三道防線。
一、什么是繼電保護
研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運行的異常工況，以探討其對策的反事故自動化措施。因在其發(fā)展過程中曾主要用有觸點的繼 電器來保護電力系統(tǒng)及其元件(發(fā)電機、變壓器、輸電線路等) ，使之免遭損害，所以也稱繼電保護?；救蝿帐牵寒旊娏ο到y(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，在可能實現(xiàn)的短時間和小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號由值班人員消除異常工 況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響。
二、基本原理
繼電保護裝置必須具有正確區(qū)分被保護元件是處于正常運行狀態(tài)還是發(fā)生了故障，是保護區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能。保護裝置要實現(xiàn)這一功能，需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎(chǔ)來構(gòu)成。
電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是：
(1) 電流增大。短路時故障點與電源之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將由負荷電流增大至大大超過負荷電流。
(2) 電壓降低。當發(fā)生相間短路和接地短路故障時，系統(tǒng)各點的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點，電壓越低。
(3) 電流與電壓之間的相位角改變。正常運行時電流與電壓 間的相位角是負荷的功率因數(shù)角，一般約為 20°，三相短路時，電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的，一般為 60°～85°，而在保護反方向三相短路時，電流與電壓之間的相 位角則是 180°+(60°～85°)。
(4) 測量阻抗發(fā)生變化。測量阻抗即測量點(保護安裝處)電 壓與電流之比值。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(zhuǎn)變?yōu)榫€路阻抗，故障后測量阻抗顯著減小，而阻抗角增大。
不對稱短路時，出現(xiàn)相序分量，如兩相及單相接地短路時，出現(xiàn)負序電流和負序電壓分量;單相接地時，出現(xiàn)負序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運行時是不出現(xiàn)的。
利用短路故障時電氣量的變化，便可構(gòu)成各種原理的繼電保護。
此外，除了上述反應工頻電氣量的保護外，還有反應非工頻電氣量的保護。
三、繼電保護重要性的體現(xiàn)
1、對繼電保護的基本要求、繼電保護裝置必須具備以下 5 項基 本性能: (1)、安全性.在不該動作時,不發(fā)生誤動作. (2)、可靠性.在該動作時,不發(fā)生拒動作. (3)、快速性.能以短時限將故障或異常消除. (4)、選擇性.在可能的小區(qū)間切除故障,保證大限度地向 無故障部分繼續(xù)供電. (5)、靈敏性.反映故障的能力,通常以靈敏系數(shù)表示.選擇繼電 保護方案時,除設(shè)置需滿足以上 5 項基本性能外,還應注意其經(jīng)濟性. 即不僅考慮保護裝置的投資和運行維護費,還必須考慮因裝置不完善 而發(fā)生拒動或誤動對國民經(jīng)濟和社會生活造成的損失.
2、隨著電力系統(tǒng)容量日益增大,范圍越來越廣,僅設(shè)置系統(tǒng)各元 件的繼電保護裝置,遠不能防止發(fā)生全電力系統(tǒng)長期大面積停電的嚴 重事故.為此必須從電力系統(tǒng)全局出發(fā),研究故障元件被相應繼電保 護裝置的動作切除后,系統(tǒng)將呈現(xiàn)何種工況,系統(tǒng)失去穩(wěn)定時將出現(xiàn) 何種特征,如何盡快恢復其正常運行等.系統(tǒng)保護的任務就是當大電 力系統(tǒng)正常運行被破壞時,盡可能將其影響范圍限制到小,負荷停 電時間減到短.此外,機、爐、電任一部分的故障均影響電能的安全 生產(chǎn),特別是大機組和大電力系統(tǒng)的相互影響和協(xié)調(diào)正成為電能安全 生產(chǎn)的重大課題.因此,系統(tǒng)的繼電保護和安全自動裝置的配置方案 應考慮機、爐等設(shè)備的承變能力,機、爐設(shè)備的設(shè)計制造也應充分考慮電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的實際需要.為了巨型發(fā)電機組的安全,不 僅應有完善的繼電保護,還應研究、推廣故障預測技術(shù)。
