繼電保護測試儀在電力系統(tǒng)中的重要性

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。基本任務是：當電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，在可能實現(xiàn)的最短時間和最小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設備從系統(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.能以最短時限將故障或異常消除. (4)、選擇性.在可能的最小區(qū)間切除故障,保證最大限度地向 *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最小,負荷停 電時間減到最短.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、爐等設備的承變能力,機、爐設備的設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.