繼電保護的基本原理

在繼電保護裝置及電氣自動裝置的電路中采用的繼電器，一般是應(yīng)該電磁的、感應(yīng)的、電動力及磁電原理做成的。

已出現(xiàn)了利用整流電流工作的磁電器、具有飽和電感線圈的磁繼電器及電子繼電器，正在研究利用半導(dǎo)體的繼電器。研究與采用這些新原理的繼電器的目的，是為了簡化繼電器的結(jié)構(gòu)，提高其可靠性和改善其參數(shù)。

現(xiàn)在也應(yīng)用一些反應(yīng)非電量的繼電器，用間接的方法來表明電力系統(tǒng)中發(fā)生了故障或出現(xiàn)了不正當(dāng)工作狀態(tài)。例如，這類繼電器能力反應(yīng)與氣體的產(chǎn)生、熱量的產(chǎn)生、壓力的提高等。

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(chǔ)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(shè)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(dāng)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。