继保名词
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基本概念1,继电保护:泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。
2,继电保护装置:指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,并于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
3,事故:指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏,并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步,甚至造成人生伤亡和电气设备的损坏。
4,近后备:5,远后备:6,一次和二次系统:一次系统:发电厂和变电所的电器主接线,是由高压电器设备通过连接线组成的系统称为一次系统。
一次设备对于运行可靠及检修方便要求甚高。
主要包括生产和转换电能的设备,接通或断开电路的设备,限制故障电流和防御过电压的电器,接地装置和载流导体5部分。
二次系统:二次系统是由二次设备组成的系统。
凡监视,控制,测量,以及起保护作用的设备,如测量表计,继电保护,控制和信号装置等,皆属于二次设备。
1.测量部分:测量从被保护对象输入的有关电气量,并与已给定的整定值进行比较,并根据比较的结果给出一组逻辑信号,从而判断保护是否应该启动。
2.逻辑部分:根据测量部分各输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序传送信息。
3.执行部分:根据逻辑部分传送的信号,最后完成保护装置所担任的任务。
1,选择性:指保护装置动作时,仅将故障元件从电力系统中切除,使停电范围尽量缩小,以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
2,速动性:指快速地切除故障以提高电力系统并列运行的稳定性,减少用户在电压降低的情况下工作的时间,以及缩小故障元件的损坏程度。
3,灵敏性:指对于其保护范围内发生故障及不正常运行状态的反应能力。
通常用灵敏系数来衡量,它主要决定于被保护元件和电力系统的参数和运行方式。
4,可靠性:指在该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时,它不应该拒绝动作,而在任何其他该保护不应该动作的情况下,则不应该误动作。
可靠性主要指保护装置本身的质量和运行维护水平而言。
继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。
故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。
只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。
当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。
这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
电流保护1.起动电流:对反应于电流升高而动作的电流速断保护而言,能使该保护装置起动的最小电流值称为保护装置的起动电流。
2.返回电流:继电器动作后能够返回的条件是:M dc<M th-M m,对应于这一电磁转矩、能使继电器返回原位的最大电流值称为继电器的返回电流。
3.继电特性:无论起动和返回,继电器的动作都是明确干脆的,它不可能停留在某一个中间位置,这种特性我们称之为“继电特性”。
(常开或常闭)4.系统最大运行方式:对每一套保护装置来讲,通过该保护装置的短路电流为最大的方式,称之为系统最大运行方式。
5.系统最小运行方式:对每一套保护装置来讲,通过该保护装置的短路电流为最小的方式,称之为系统最小运行方式。
6.电压死区:功率方向继电器当其正方向出口附近发生三相短路、A-B或A-C两相接地短路,以及A相接地短路时,由于Ua约等于0或数值很小,使继电器不能动作,这称为继电器的“电压死区”。
速断保护是一种短路保护,为了使速断保护动作具有选择性,一般电力系统中速断保护其实都带有一定的时限,这就是限时速断,离负荷越近的开关保护时限设置得越短,末端的开关时限可以设置为零,这就是速断保护,这样就能保证在短路故障发生时近故障点的开关先跳闸,避免越级跳闸。
定时限过流保护的目的是保护回路不过载,与限时速断保护的区别在于整定的电流相对较小,而时限相对较长。
对高压来讲,过流保护一般是对线路或设备进行过负荷及短路保护,而电流速断一般用于短路保护。
过流保护设定值往往较小(一般只需躲过正常工作引起的电流),动作带有一定延时;而电流速断保护一般设定值较大,多为瞬时动作。
三段式过流保护包括:1、瞬时电流速断保护(简称电流速断保护或电流Ⅰ段)2、限时电流速断保护(电流Ⅱ段)3、过电流保护(电流Ⅲ段)瞬时电流速断保护与限时电流速断保护的区别就是,瞬时是没有带时限的,动作值达到整定值就瞬时出口跳闸,不经过任何延时。
而限时电流速断是带有延时的,动作值达到整定值后经过一定的延时才启动出口跳闸电流速断保护:仅反应于电流增大而瞬时动作限时电流速断保护:用来切除本线路上速断范围以外的故障,同时也能作为速断的后备保护。
定时限过电流保护:其起动电流按照躲开最大负荷电流来整定,正常时不应该起动,而在电网发生故障时,则能反应于电流的增大而动作,在一般情况下,它不仅能够保护本线路的全长,而且也能保护相邻线路的全长,以起到后备保护的作用。
为了保证动作的选择性,根据短路电流的特点(故障点越靠近电源,则短路电流越大),过电流保护是带有动作时限的,而电流速断保护则不带动作时限,即当短路发生时,它立即动作而切断故障,故它没有时限特性,常用来和过流保护配合使用。
速断保护不能保护线路全长,只能有选择性地保护线路一部分,余下部分为速断保护的死区。
为避免上述情况,速断保护也可做成略带时限,称为时限电流速断保护。
它和无时限电流速断配合,以消除电流速断保护的动作死区由于电流速断不能保护线路全长,限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护,因此,为保证迅速而有选择性地切除故障,常常将电流速断、限时电流速断和过电流保护组合在一起,构成阶段式电流保护。
具体应用时,可以只采用速断加过电流保护,或限时速断加过电流保护,也可以三者同时采用。
当故障越靠近电源端时,短路电流越大,此时过电流保护动作切除故障的时限反而越长,所以过电流保护较少用来作主保护。
纵联差动保护:采用差动继电器作保护的测量元件,用来比较被保护元件各端电流的大小和相位之差,从而判断保护区内是否发生短路。
由于纵联差动保护只在保护区内短路时才动作,不存在与系统中相邻元件保护的选择性配合问题,因而可以快速切除整个保护区内任何一点的短路,这是它的可贵优点。
但是,为了构成纵联差动保护装置,必须在被保护元件各端装设电流互感器,并将它们的二次线圈用辅助导线连接起来,接差动继电器。
由于受辅助导线条件的限制,纵向连接的差动保护仅限于用在短线路上,对于发电机、变压器及母线等,则可广泛采用纵联差动保护实现主保护。
中性点直接接地电网中接地短路当中性点直接接地的电网(又称大接地电流系统)中发生接地短路时,将出现很大的零序电流,而在正常运行情况下它们是不存在的,因此利用零序电流来构成接地短路的保护。
在中性点非直接接地电网(又称小接地电流系统)中发生单相接地时,由于故障点的电流很小,而且三相之间的线电压仍然保持对称,对负荷的供电没有影响,因此一般情况下都允许再继续运行1-2小时,而不必立即跳闸,但为了防止固执进一步扩大,应及时发出信号,以便运行人员采取措施予以消除。
正序、负序、零序的出现是为了分析在系统电压、电流出现不对称现象时,把三相的不对称分量分解成对称分量(正、负序)及同向的零序分量。
只要是三相系统,就能分解出上述三个分量(有点象力的合成与分解,但很多情况下某个分量的数值为零)。
对于理想的电力系统,由于三相对称,因此负序和零序分量的数值都为零(这就是我们常说正常状态下只有正序分量的原因)。
当系统出现故障时,三相变得不对称了,这时就能分解出有幅值的负序和零序分量度了(有时只有其中的一种),因此通过检测这两个不应正常出现的分量,就可以知到系统出了毛病(特别是单相接地时的零序分量)。
零序电流:在三相四线电路中,三相电流的相量和等于零,即Ia+Ib+IC=0。
如果在三相四线中接入一个电流互感器,这时感应电流为零。
当电路中发生触电或漏电故障时,回路中有漏电电流流过,这时穿过互感器的三相电流相量和不等零,其相量和为:Ia+Ib+Ic=I(漏电电流)。
这样互感器二次线圈中就有一个感应电压,此电压加于检测部分的电子放大电路,与保护区装置预定动作电流值相比较,如大于动作电流,即使灵敏继电器动作,作用于执行元件掉闸。
这里所接的互感器称为零序电流互感器,三相电流的相量和不等于零,所产生的电流即为零序电流。
中性点直接接地系统发生接地短路,将产生很大的零序电流,利用零序电流分量构成保护,可以作为一种主要的接地短路保护。
零序过流保护不反应三相和两相短路,在正常运行和系统发生振荡时也没有零序分量产生,所以它有较好的灵敏度。
但零序过流保护受电力系统运行方式变换影响较大,灵敏度因此降低,特别是短距离线路上以及复杂的环网中,由于速动段的保护范围太小,甚至没有保护范围,致使零序电流保护各段的性能严重恶化,使保护动作时间很长,灵敏度很低。
零序电压:是三相线路中一相或者两相接地产生的,大小取决于接地的程度,是金属接地,非金属接地,就是接地电阻了。
零序I段在发生单相或两相即时,其定值较小,保护范围较大,因此称为灵敏I段零序II段地工作原理与相间短路限时电流速断保护一样零序III段的作用相当于相间短路的过电流保护原理:零序电流保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律:流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。
在线路与电气设备正常的情况下,各相电流的矢量和等于零,因此,零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出,执行元件不动作。
当发生接地故障时的各相电流的矢量和不为零,故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通,零序电流互感器的二次侧感应电压使执行元件动作,带动脱扣装置,切换供电网络,达到接地故障保护的目的。
作用:当电路中发生触电或漏电故障时,保护动作,切断电源。
使用:可在三相线路上各装一个电流互感器,或让三相导线一起穿过一零序电流互感器,也可在中性线N上安装一个零序电流互感器,利用其来检测三相的电流矢量和。
距离保护:距离保护-----距离保护是反映故障点至保护安装地点之间的距离(或阻抗),并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。
测量阻抗Z J-----保护安装点至短路点的阻抗值。
由加入继电器中电压U J与电流I J的比值决定,Z J的阻抗角就是U J和I J之间的相位差ФJ;整定阻抗Z zd———一般取继电器安装点到保护范围末端的线路阻抗作为整定阻抗。
对全阻抗继电器而言,就是圆的半径,对方向阻抗继电器而言,就是在最大灵敏角方向上的圆的半径;起动阻抗Z dz·j———它表示当继电器刚好动作时,加入继电器中电压U J与电流I J的比值,除全阻抗继电器以外,Z dz·j是随ФJ的不同而改变的,当ФJ = Фlm时,Z dz·j的数值最大,等于Z zd 。