電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)的基本要求
繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中要想起到以上作用,則在技術(shù)上必須滿足四個基本要求,即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。以下分別說明。
一、選擇性
指繼電保護(hù)動作時,只能選擇故障元件從電力系統(tǒng)中切除,而保證非故障元件能繼續(xù)安全運(yùn)行,使故障造成的停電范圍zui小。如圖所示
當(dāng)d點(diǎn)出現(xiàn)故障時,由保護(hù)4跳開斷路器4DL,則故障元件CD線路及變電站母線D停電,這是有選擇性的。若由保護(hù)3跳開斷路器3DL或由保護(hù)1、保護(hù)2分別跳開斷路器1DL和2DL,雖然故障切除了,但停電范圍擴(kuò)大,這是無選擇性動作。
在電力系統(tǒng)中,為了使故障能可靠的被切除,一個電氣元件通常裝有多套保護(hù)裝置,人們將這些保護(hù)裝置分別稱為主保護(hù)、后備保護(hù)及輔助保護(hù)。 在此,介紹繼電保護(hù)的幾個基本概念:
主保護(hù):反應(yīng)被保護(hù)元件上的故障,并能在較短(符合系統(tǒng)要求)的時間內(nèi)將故障切除的保護(hù)
后備保護(hù):在主保護(hù)不能動作時,該保護(hù)動作將故障切除。根據(jù)保護(hù)范圍和裝設(shè)位置的不同有“近后備”和“遠(yuǎn)后備”兩種方式。
1.近后備:一般和主保護(hù)一起裝在所要保護(hù)的電氣元件上,只當(dāng)本元件主保護(hù)拒絕動作時,它才有動作,將所保護(hù)元件上的故障切除,如上圖中,若4DL處裝有兩套保護(hù),一套主保護(hù),一套近后備保護(hù)。當(dāng)d點(diǎn)故障時,則shou先由主保護(hù)跳開4DL,若主保護(hù)拒動,則近后備保護(hù)動作將4DL跳開。可見近后備保護(hù)動作造成的停電范圍不會擴(kuò)大,但切除故障的時間比主保護(hù)長。
2.遠(yuǎn)后備:當(dāng)相鄰電氣元件上發(fā)生故障、相鄰電氣元件主保護(hù)或金保護(hù)拒絕動作時,它動作將故障切除。顯然主保護(hù)和遠(yuǎn)后備分別裝在不同的電氣元件上。如上圖中的保護(hù)4和保護(hù)3.當(dāng)d點(diǎn)出現(xiàn)故障時,按選擇性要求本應(yīng)保護(hù)4的主保護(hù)動作。但若主保護(hù)4或斷路器4DL由于裝置本身的問題不能動作,故障將繼續(xù)存在。此時若由保護(hù)3跳開斷路器3DL,雖然停電范圍擴(kuò)大,但是故障被切除了,此時保護(hù)3稱為保護(hù)4的“遠(yuǎn)后備”保護(hù)。可見,遠(yuǎn)后備保護(hù)3動作造成的停電范圍擴(kuò)大了,且切除故障的時間比相鄰元件的主保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù)的時間都長。但此時它的動作仍是有選擇性的;
3.輔助保護(hù):為了彌補(bǔ)主保護(hù)在某些性能上的不足或為了加速切除某部分故障而設(shè)計的簡單保護(hù)。
二、速動性
指保護(hù)裝置動作的時間應(yīng)盡量段。故障切除時間包括繼電保護(hù)動作時間和斷路器的跳閘時間。保護(hù)動作速度快,切除故障的時間就短,這可以減小故障元件的損壞程度,縮短用戶在低壓下的工作時間,提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。現(xiàn)代電氣元件配置的微機(jī)主保護(hù)都是快速動作的,它的動作時間取決于保護(hù)裝置本身的技術(shù)性能。但是,也不能片面追求保護(hù)的快速動作,應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的實際情況,按系統(tǒng)穩(wěn)定性要求和繼電保護(hù)整定配合的需要來確定保護(hù)的動作時間。
三、靈敏性
指繼電保護(hù)器保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生的故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。即保護(hù)裝置對規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)的故障應(yīng)不管短路點(diǎn)位置遠(yuǎn)近、短路類型如何,均能敏銳感覺,正確反映。保護(hù)靈敏性的好壞通常用靈敏系數(shù)(Klm)的大小來衡量。靈敏系數(shù)Klm的計算公式為:
對反映故障參數(shù)大于整定值而動作的保護(hù)
保護(hù)范圍末端發(fā)生金屬性短路時故障參數(shù)的zui小計算值
Klm=—————————————————————————
保護(hù)的整定值
對反映故障參數(shù)小于整定值而動作的保護(hù)
保護(hù)的整定值
Klm=—————————————————————————
保護(hù)范圍末端發(fā)生金屬性短路時故障參數(shù)的zui大計算值
對各類保護(hù)的靈敏系數(shù)應(yīng)滿足規(guī)程要求。
四、可靠性
指保護(hù)在應(yīng)該動作時,不要拒動;在不應(yīng)該動作時,不要誤動。一般說來,保護(hù)的可靠性決定于保護(hù)裝置的質(zhì)量、接線及運(yùn)行維護(hù)調(diào)試水平。
對動作于跳閘的繼電保護(hù)都應(yīng)滿足以上四個基本要求,但在一套保護(hù)中,以上四個性能之間往往存在矛盾,如為了提高選擇性,往往要降低速動性;為了獲得較高的靈敏度,有時必須降低可靠性。因此,必須從電力系統(tǒng)的實際出發(fā),適當(dāng)處理“四性”之間的矛盾,使保護(hù)能滿足系統(tǒng)的要求。
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