吐血！详细介绍继电保护的最全面知识

当电力系统中的电力组件（例如发电机，线路等）或电力系统本身发生故障并危及电力系统的安全运行时，它可以立即向值班的操作员发送警告信号，或直接发送到受控断路器发出跳闸命令以终止这些事件发生的自动测量和设备. 实现这种自动措施的整套设备通常称为继电保护装置.

本期将详细介绍继电保护的基本原理，基本要求，基本任务，分类以及常见故障分析和处理.

首先，基本原则

继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常工作状态还是有故障的功能，无论是保护区内的故障还是保护区内的故障. 为了实现这一功能，需要根据电力系统故障前后电气物理量变化的特征来构造保护装置.

电力系统故障后，工频电量变化的主要特征是:

1）电流增加

在短路期间，电气设备与故障点和电源之间的传输线之间的电流将从负载电流增加到大大超过负载电流.

2）降压

当发生相间短路和地对地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值会减小，并且越接近短路点-电路点，电压越低.

3）电流和电压之间的相角变化

正常运行期间电流和电压之间的相角是负载的功率因数角，通常约为20°. 三相短路时，电流和电压之间的相角由线路的阻抗角决定，通常为60°〜85°；反方向保护三相短路时，相位电流与电压的夹角为180°+（60°〜85°）.

4）测量阻抗变化

测量阻抗是测量点（保护装置）的电压和电流之比. 在正常运行期间，测得的阻抗为负载阻抗；当金属短路时，测得的阻抗将转换为线路阻抗. 发生故障后，测得的阻抗显着下降，阻抗角增大.

当发生非对称短路时，当发生两相和单相接地短路时，会出现相序分量，例如负序电流和负序电压分量；当单相接地时，会出现负序和零序电流和电压分量. 这些组件在正常运行期间不会出现. 发生短路故障时使用电量变化可构成各种原理的继电保护.

除了上述对工频电量的保护外，还有非工频电量的保护，例如气体保护.

第二个基本要求

为了完成其任务，继电保护装置必须在技术上满足选择性，速动，灵敏度和可靠性四个基本要求. 对于作用于继电器跳闸的继电保护，应同时满足四个基本要求；对于作用于信号且仅反映异常工作条件的继电保护装置，可降低这四个基本要求中的一些.

1，选择性

选择性表示当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护只能从电力系统中移除故障的设备或线路. 当故障设备或线路的保护装置或断路器拒绝运行时，应通过保护相邻设备或线路来消除故障.

2. 快速行动

快速动作意味着继电保护装置应能够尽快消除故障，从而减少设备和用户在高电流和低电压下的运行时间，减少设备的损坏，并提高了系统并行运行的稳定性.

通常，必须迅速消除的故障是:

1）使电厂或重要用户的总线电压低于有效值（通常为额定电压的0.7倍）.

2）大容量发电机，变压器和电动机的内部故障.

3）中低压线路导体的横截面过小，为避免过热，不允许延迟消除故障.

4）可能危害人身安全并严重干扰通信系统的故障.

故障排除时间包括保护装置和断路器的动作时间，一般快速保护的动作时间为0.04s〜0.08s，最快可达到0.01s〜0.04s，一般断路器的跳闸时间为0.06s〜 0.15 s，最快可达到0.02 s〜0.06 s.

对异常操作条件做出响应的继电保护装置通常不需要快速动作，而应根据特定条件延迟发送信号.

3. 灵敏度

灵敏度是指在电气设备或线路的保护范围内发生短路故障或异常操作时保护装置的响应能力. 保护装置的灵敏度由灵敏度系数来衡量.

可以满足灵敏度要求的继电器保护. 当故障在指定范围内发生时，无论短路点的位置和短路的类型如何，以及短路点中是否存在瞬态电阻，都可以正确地做出反应. 也就是说，要求不仅在系统的最大运行模式下，三相短路能够可靠运行，而且在系统的最小运行模式下，两相或单相运行时也能够可靠运行. 相短路故障会通过较大的过渡电阻.

系统的最大运行模式:

当保护线的末端短路时，系统的等效阻抗最小，并且通过保护装置的短路电流为最大工作模式.

最小系统操作模式:

在同一短路故障的情况下，系统等效阻抗最大，并且通过保护装置的短路电流为最小工作模式.

4. 可靠性

可靠性（包括安全性和可靠性）是继电保护的最基本要求.

1）安全

要求继电器保护器在不需要运行时可靠地失效，即不会发生故障.

2）可靠性

当在规定的保护范围内发生应操作的故障时，即不拒绝操作，继电器保护必须可靠地起作用.

故障和拒绝继电保护将对电源系统造成严重损坏. 即使对于相同的电源组件，随着电网的发展，防止误操作和拒绝的保护的影响也将发生变化.

以上四个基本要求是设计，配置和维护继电保护的基础，也是分析和评估继电保护的基础. 这四个基本要求是相互关联的，但是经常存在矛盾. 因此，在实际工作中，有必要根据电网结构和用户性质进行辩证统一.

三个基本任务

电力系统继电保护的基本任务是:

1. 自动，快速，有选择地从电源系统中移除故障组件，以防止故障组件进一步受到损坏，并确保其他无故障的组件迅速恢复正常运行.

2. 它反映电气部件的异常运行状态，并根据运行和维护条件（如果没有正规值班人员）对信号起作用，以便值班人员可以及时处理，或者设备可以自动调整或继续操作会损坏或发展为事故的电气设备. 此时，通常不需要保护快速动作，而是根据对电力系统及其组件的损坏程度来指定一定的延迟，以免因由临时操作引起的波动而引起不必要的运动和干扰. 误操作.

3. 继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动化装置配合使用. 在条件允许的情况下，采取预定措施缩短事故停电时间，并尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性.

四，分类

中继保护可以通过以下4种方式进行分类:

1. 根据受保护对象进行分类

有电力线保护和主要设备保护（例如发电机，变压器，母线，电抗器，电容器等保护）.

2. 按保护功能分类

短路故障保护和异常运行保护. 前者可分为主保护，后备保护和辅助保护. 后者可分为过载保护，磁丢失保护，失步保护，低频保护，非全相运行保护等.

3. 信号量的分类，以便保护设备进行比较和算术处理

有模拟保护和数字保护，所有直接反映输入信号连续模拟的机电，整流，晶体管和集成电路（运算放大器）保护装置均为模拟保护;使用微处理机和微机的保护装置，它们在对模拟量进行采样并进行模数转换后反映离散的数字量. 这是数字保护.

4. 根据保护措施原则进行分类

过流保护，低压保护，过压保护，电源方向保护，距离保护，差动保护，纵向保护，气体保护等.

五个，异常

当继电保护的操作中发现异常或缺陷时，除了加强监控外，还应将出口压力板放回到可能引起误操作的保护上，然后与继电人员联系进行处理.

如果有以下异常情况，应及时退出:

1，母亲差动保护

当发出“母线差动交流断开”和“母线差动直流电压消失”的信号时；当母线差分不平衡电流不为零时；没有专用旁路总线的与总线相连的开关会级联线路操作并恢复跳闸操作.

2. 高频保护

当直流电源消失时；当常规信道测试参数不符合要求时；设备发生故障或通道信号异常发出且无法复位时；在下一代线路开关操作期间.

3. 距离保护

使用的PT失灵或三相电压电路断开时;通常情况下，励磁电流过大或过小. 当负载电流超过保护允许电流的相应部分时.

4. 微机保护

总警报灯亮起，并且当四个保护（高频，距离，零序，总重）警报灯之一亮起时，相应的保护撤回；如果两个CPU出现故障，则应取消对设备的所有保护；警报插件的所有信号灯不亮，如果电源指示灯熄灭，则表示直流消失，应退出出口压力板，恢复直流电源后再放回去；一般警报指示灯和呼叫指示灯亮起，并且打印内容显示CPU×ERR信号. 如果CPU正常，则表示保护和接口CPU. 如果通信电路异常，则退出CPU检查开关的处理. 如果无法恢复该信号，则表示CPU出现致命故障. 您应该退出保护出口压板并断开检查开关的处理.

5. 气体保护

在变压器运行期间添加机油，过滤机油或更换硅酮时；排油和维护后，潜水泵或油冷却器（散热器）投入运行时；需要打开呼吸系统的排气阀或放油塞或清洁吸湿器时;当有人在有载调压器的油路上工作时.

六，继电保护常见故障分析

1. 电流互感饱和故障

电流互感器的饱和度对电力系统的继电保护影响很大. 随着配电系统的终端负载继续增加，如果发生短路，则短路电流将很大. 如果系统在终端设备区域附近短路，则电流可能会达到或接近电流互感器的单个额定电流的100倍或更多倍. 在正常短路的情况下，电流互感器误差越大，一次短路电流就越大. 当前的速断保护功能会降低灵敏度，并可能阻止操作. 当线路短路时，电流互感器的电流饱和，再次感应的次级电流很小或接近于零，这也将导致定时过流保护装置无法部署. 当配电系统的出口线路的过电流保护拒绝起作用而配电站的入口线路保护被激活时，整个配电系统将被关闭.

2. 开关保护设备选择不当

选择开关保护设备是一项非常重要的任务. 当前的大多数配电已经在高负荷密度的区域中建立了开关站，即使用变电站-开关站-配电变压器进行功率传输. 模式. 在没有实现继电器保护自动化的开关站中，我们应该使用负载开关或与它们结合的继电器设备系统作为开关保护设备.

VII. 继电保护故障的处理方法和措施

1. 继电保护故障的常见处理方法

1）更换方法

使用完整的组件替换确定为有故障的组件，以判断它们的好坏，从而可以迅速缩小故障搜索范围；

2）参考方法

通过比较正常设备和异常设备的相关技术参数，找出异常设备的故障点. 该方法主要用于检查接线错误的故障，在设定验证过程中测试值与预期值有很大差异. 如果在改造和更换设备后不能正确恢复次级布线，请参阅类似设备的布线. 并且，当检查继电器设定值时，如果发现某个继电器的测试值与设定值相距甚远，则此时不易判断，并且判断该继电器具有不良特性，应调整继电器的刻度值. 可以使用同一仪表测量同一电路的其他相似继电器以进行比较；

3）短路方法

通过短路将电路的一部分或一部分短路变压器继电保护，以确定故障是在短路范围内还是在其他地方，从而确定故障范围. 该方法主要用于电磁锁故障，电流电路开路，开关继电器不工作，转换开关控制完好.

2. 确保继电保护正常运行的措施

合理的人员配置可以平稳地安排人员并为其提供帮助变压器继电保护，阐明人员的工作目标，并保证权力的正常运行；根据继电保护的特点，完善规章制度，完善和完善保护设备运行管理规程. 电子保护设备的分类帐，运维，事故分析，定期核查，缺陷处理等档案，应逐步采用计算机管理跟踪检查，严格考核，实行奖惩的办法；全面自动化变电站二次设备状态监测方法的实施，很容易实现继电保护状态监测.

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