发布时间 : 星期五 文章电力系统基础知识 - 图文更新完毕开始阅读11996eee02768e9950e73834
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>> 第三节 继电保护和自动装置的基本构成及发展
一、继电保护和自动装置的基本构成
继电保护和自动装置的形式虽然多样，而且具有不问功能，但就一般情况而言，整套装置总是由测量部分、逻辑部分和执行部分构成。继电保护原理结构框图如图2-3所示。
(1)测量部分。继电保护的基本原理，是利用电力系统正常运行与故障(包括异常状态)时，各运行参数的差别判断故障(或异常运行)，因此需要将输入量与鉴别系统运行状态的基准量比较，这个基准量即继电保护动作整定值。
测量部分的作用是测量被保护对象的各类运行参数，在故障情况下测得的是故障参数，与给定的整定值进行比较，将比较结果(即对系统运行状态的判断结果)输出给逻辑部分。根据继电保护的实现原理，作为输人量的各类运行参数可能是单一的，如电流、电压等或者包括多个运行参数，如电流和电压。
(2)逻辑部分。电力系统发生故障时，不是所有测量到故障的继电保护都动作使断路器跳闸，而是按照选择性要求有选择地切除故障。
逻辑部分的作用是根据测量部分的输出(可能有不止一个输出)，按照继电保护预先设置的逻辑关系进行判断，确定保护是否应该使断路器跳闸或者发出信号，并将判断结果输出给执行部分。继电保护常用的逻辑包括“或”、“与”、 “否”、“延时”、“记忆”等。
(3)执行部分。执行部分的作用是根据逻辑部分的输出，完成继电保护发出断路器跳闸命令或信号。例如，针对保护区内的故障，保护发出跳闸命令；针对异常状态，保护发出告警信号。 二、继电保护和自动装置的发展
继电保护和自动装置是随着电力系统的发展和科学技术的进步而发展起来的。电力系统电压等级的提高和容量的扩大，不断对继电保护和自动装置提出更高的要求，科学技术的进步为继电保护、自动装置的改进及性能提高创造了条件。就继电保护技术而言，其发展过程经历了机电型、整流型、晶体管型、集成电路型和微机型等阶段，目前在电力系统中运行着大量的微机型继电保护。与以往各类继电保护相比，微机型继电保护在构成原理上有很大的灵活性。由于采用了微处理器和超大规模集成电路以及数字计算技术，微机型保护的性能更加完善，能够实现复杂原理保护，并且除常规的保护功能外，还能同时实现故障录波、故障测距和通信等功能。 第三章
线 路 保 护
本章介绍应用于11OkV及以下电网、反应输电线路各种短路故障的主要继电保护，包括反应相间短路的三段式电流保护、中性点直接接地系统阶段式零序电流保护、距离保护和纵差动保护。其中三段式电流保护是最简单、最基础的线路保护，其分析问题的方法和思路同样适用于其他类型的保护。在讲述继电保护之前，
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首先介绍几种常用的电磁型继电器。
>> 第一节 常用继电器
一、电流继电器
电流继电器在继电保护装置中作为测量和起动元件，反应电流增大超过某一整定数值叫动作。电流继电器接在电流互感器的二次侧，因此可以反应电力系统故障或异常运行时的电流异常增大。
电流继电器反应电流增大而动作，能够使继电器开始动作的最小电流称为电流继电器的动作电流；继电器动作后，再减小电流，使继电器返回到原始状态的最大电流称为电流继电器的返回电流；返回电流与动作电流之比称为电流继电器的返回系数，即
Kre?IreIact （3-1）
式中 Iact——电流继电器的动作电流； Ire——电流继电器的返回电流； Kre——电流继电器的返回系数。
由电流继电器的动作原理可知，电流继电器的动作电流恒大于返回电流，显然电流继电器的返回系数恒小于1，一般不小于0.85。
电流继电器的文字符号和图形符号如表3-1所示。当通入电流继电器线圈的电流增大到继电器的动作电流时，继电器动作，动合触点闭合；当电流减小达到继电器的返回电流时，继电器返回，动合触点打开。
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二、电压继电器
电压继电器反应电压变化而动作，分过电压继电器和低电压继电器两种。电压继电器接在电压互感器的二次侧，医此可以反应电力系统故障或异常运行时的电压异常变化。
过电压继电器反映电压增大而动作，动作电压、返回电压和返回系数的概念与电流继电器类似。即能够使继电器开始动作的最小电压称为过电压继电器的动作电压；继电器动作后减小电压，使继电器返回到原始状态的最大电压称为过电压继电器的返回电压；返回电压与动作电压之比称为过电压继电器的返回系数，显然其返回系数也恒小于1。
低电压继电器反映电压降低而动作，能够使继电器开始动作的最大电压称为低电压继电器的动作电压；继电器动作后升高电压，使继电器返回到原始状态盼最小电压称为低电压继电器的返回电压；同样返回电压与动作电压之比称为返回系数，即
Kre?UreUact （3-2）
式中 Uact——低电压继电器的动作电压； Ure——低电压继电器的返回电压； Kre——低电压继电器的返回系数。
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由低电压继电器的动作原理可知，其动作电压恒小于返回电压，显然低电压继电器的返回系数恒大于1。 电压继电器的文字符号和图形符号如表3-1所示。对于低电压继电器，当加入继电器线圈的电压降低到继电器的动作电压时，继
电器动作，动断触点闭合；当电压升高达到继电器的返回电压时，继电器返回，动断触点打开。可见，低电压继电器的动作、返回过程与电流继电器或过电压继电器正好相反。 三、时间继电器
时间继电器在继电保护中用作时间元件，用于建立继电保护需要的动作延时。因此对时间继电器的要求是动作时间必须准确。
时间继电器的文字符号和图形符号如表3-l所示。时间继电器一般是直流电源操作的，当继电器线圈接通直流电源，继电器起动，但只有达到预先整定的时阃延时其延时动合触点才闭合，接通后续电路。 四、中间继电器和信号继电器
在继电保护中中间继电器用于增加触点数量和触点容量，所以中间继电器一般带有多付触点，可能同时具有动台触点和动断触点，其触点容量较大。
有的中间继电器具有触点延时闭合或延时打开的功能，可以用于建立继电保护需要的短的延时；有的中间继电器具有自保持功能，可以实现电流自保持或电压自保持。中间继电器的文字符号和带有动合触点的中间继电器图形符号如表3-1所示。
信号继电器用于发出继电保护动作信号，便于值班人员发现事故和统计继电保护动作次数。信号继电器的文字符号是KS。根据需要将信号继电器串联或并联接人二次回路，分别应选择串联电流型信号继电器、并联电压型信号继电器。
在微机保护中，电流、电压继电器由软件算法实现，触点可理解为逻辑电平；时间继电器由计数器实现，通过对计数脉冲进行计数获得需要的延时。
>> 第二节 相间短路的阶段式电流保护
相间短路通常仅考虑两相短路和三相短路的情况。电力系统发生相间短路的主要特征是电流明显增大，利用这一特点可以构成反应电流增大的阶段式电流保护。
一、瞬时电流速断保护
1、瞬时电流速断保护的工作原理
从故障切除时间考虑，原则上继电保护的动作时间越短越好，即在被保护元件或设备上装设快速保护，瞬时电流速断保护就是这样的快速保护。下面用如图3-1所示单电源线路，说明瞬时电流速断保护的工作原理。
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