PPT《继电保护原理》

四、可靠性 可靠性包括安全性和信赖性,是对继电保护最根本的要求.所谓安全性是要求继电保护在不需要它动作时可靠不动作,即不发生误动.所谓信赖性是要求继电保护在规定的保护范围内发生了应该动作的故障时可靠动作,即不拒动. 以上四个基本要求是设计、配置和维护继电保护的依据,又是分析评价继电保护的基础.这四个基本要求之间是相互联系的,但往往又存在着矛盾.因此,在实际工作中,要根据电网的结构和用户的性质,辩证地进行统一.

第三节 继电保护的工作原理、构成及分类

一、继电保护的工作原理根据电力系统发生故障或不正常运行状态前后物理量变化特征为基础构成继电保护装置发生短路故障后,利用电流、电压、线路测量阻抗、电压电流间相位、负序和零序分量的出现等的变化,构成相应的保护.如过电流及电流速断保护、低电压及电压速断保护、功率方向保护、序分量保护、距离保护、差动保护、高频保护等等. 电力系统故障后工频电气量变化主要特征

1、电流增大.故障元件上电流增大到大大超过额定负荷电流

2、电压降低.系统各节点电压均下降,短路点电压最低可降至零.

3、电压与电流之间的相位角发生改变 .

4、测量阻抗发生变化.

5、出现负序和零序分量.

6、电气元件流入和流出的电流关系发生变化.元件内部故障,其流入电流不等于流出电流. 反应非工频电气量的保护

1、超高压输电线路的行波保护.

2、电力变压器的气体(瓦斯)保护.

3、电力变压器绕组温度过高的过负荷保护对于反应电气元件不正常运行情况的继电保护,主要根据不正常运行情况时电压和电流变化特征来构成.

二、继电保护装置的分类及构成

(一)继电保护装置的分类 分为模拟型和数字型20世纪80年代前应用的常规继电保护装置都属于模拟型,80年代后发展的继电保护装置属于数字型.模拟型又分为机电型、静态型继电保护装置.

1、机电型继电保护装置包括电磁型和感应型.

2、静态型继电保护装置是应用晶体管或集成电路等电子元件构成.

3、数字继电保护保护装置由微机系统构成

(二)继电保护装置的构成

1、模拟型继电保护装置这种保护装置由测量回路、逻辑回路和执行回路三个主要部分组成.(1)测量部分:测量被保护对象的有关物理量,与给定量进行比较,给出 是 或 非 信号.(2)逻辑部分:根据测量输出的大小、性质、输出逻辑状态,使保护按一定逻辑关系工作,然后确定跳闸或发信号. 图1-2 模拟型继电保护装置原理图 (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承担的任务. 工作原理 举例说明 正常状态: 一次设备通过的电流为负载电流, KA流过的二次电流小于动作值 KA不动作 其接点不闭合 断路器主、辅触点 保护不动作 . 电流继电器 时间继电器 电流互感器 脱扣器 中间继电器 跳闸线圈 过电流保护装置单相原理接线图 图1-3 线路过电流保护装置单相原理接线图

2、数字型微机继电保护 微机继电保护装置由硬件部分和软件部分组成.微机保护硬件部分原理接线如图1-4所示. . 图1-4 微机继电保护硬件部分原理框图 开关量输入 开关量输出 (1)微机保护装置的硬件结构 数据采集系统(模拟量输入系统)包括电压形成、模拟滤波、采样保持、多路转换以及模数转换等功能.完成将模拟量转换为数字量.微机主系统包括微处理器、只读存储器、随机存储器、定时器及并行口等.开关量输入输出通道.由若干并行口、光电耦合器件及中间继电器组成.通讯接口.包括通讯接口电路及接口.电源.供给微处理器、数字电路、模拟转换芯片及继电器所需弱电电压. (2)微机保护的工作原理 微机继电保护装置由硬件部分和软件部分组成.微机保护硬件部分原理接线如图1-4所示.被保护元件的模拟量(交流电压、电流)经电流互感器TA和电压互感器TV进入到微机继电保护的模拟量输入通道.由于需要同时输入多路电压或电流(如三相电压和三相电流),因此要配置多路输入通道.在输入通道中,电量变换器将电流和电压变成适用于微机保护用的低电压量(±5v~±10v),再由模拟低通滤波器(ALF)滤除直流分量、低频分量和高频分量及各种干扰波后,进入采样保持电路(S/H),将一个在时间上连续变化的模拟量转换为在时间上的离散量,完成对输入模拟量的采样. (2)微机保护的工作原理 通过多路转换开关(MPX)将多个输入电气量按输入时间前后分开,依次送到模数转换器(A/D),将模拟量转换为数字量进入计算机系统进行运算处理,判断是否 发生故障,通过开关量输出通道,经光电隔离电路送到出口继电器发出跳闸脉冲给断路器跳闸绕组YR,使断路器跳闸,切除系统故障部分.人机接口部件的作用是建立起微机型保护与使用者之间的信息联系.以便对装置进行人工操作、调试和得到反馈信息.外部通信接口部件的作用是提供计算机局域通信网络以及远程通信网络的信息通道. (2)微机保护的工作原理 软件部分是根据保护工作原理和动作要求编制计算程序,不同原理的保护其计算程序不同.微机保护的计算程序是根据保护工作原理的数学模型即数学表达式来编制的.这种数学模型称为计算机继电保护的算法.通过不同的算法可以实现各种保护功能.各类型保护的计算机硬件和外围设备是 通用的,只要计算程序不同,就可以得到不同原理的保护.而且计算机根据系统运行方式改变能 自动改变动作的整定值,使保护具有更大的灵敏性.保护用计算机有自诊断能力,不断地检查和诊断保护本身的故障,并及时处理,大大地提高了保护装置的可靠性,并能实现快速动作的要求.