繼電保護(hù)測(cè)試儀的組成繼電保護(hù)的基本原理,由各種類(lèi)型的發(fā)電廠、輸電設(shè)備和配電設(shè)施以及用電設(shè)備組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng),我們把它統(tǒng)稱(chēng)為電力系統(tǒng)。一般將電能通過(guò)的設(shè)備成為電力系統(tǒng)成為電力電力系統(tǒng)的一次設(shè)備,如發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、輸電電路等,對(duì)一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù)的設(shè)備,被稱(chēng)為電力系統(tǒng)的二次設(shè)備。繼電保護(hù)測(cè)試儀就屬于電力系統(tǒng)的二次設(shè)備。
一、繼電保護(hù)裝置的基本原理
為了完成繼電保護(hù)的任務(wù),繼電保護(hù)就必須能夠區(qū)別是正常運(yùn)行還是非正常運(yùn)行或故障,要區(qū)別這些狀態(tài),關(guān)鍵的就是要尋找這些狀態(tài)下的參量情況,找出其間的差別,從而構(gòu)成各種不同原理的保護(hù)。
1.利用基本電氣參數(shù)的區(qū)別
發(fā)生短路后,利用電流、電壓、線路測(cè)量阻抗等的變化,可以構(gòu)成如下保護(hù):
(1)過(guò)電流保護(hù)。單側(cè)電源線路,若在BC段上發(fā)生三相短路,則從電源到短路點(diǎn)k之間將流過(guò)很大的短路電流Ik,可以使保護(hù)2反應(yīng)這個(gè)電流增大而動(dòng)作于跳閘。
(2)低電壓保護(hù)。短路點(diǎn)k的電壓Uk降到零,各變電站母線上的電壓都有所下降,可以使保護(hù)2反應(yīng)于這個(gè)下降的電壓而動(dòng)作。
(3)距離保護(hù)。距離保護(hù)反應(yīng)于短路點(diǎn)到保護(hù)安裝地之間的距離(或測(cè)量阻抗)的減小而動(dòng)作。如圖1所示,設(shè)以Zk表示短路點(diǎn)到保護(hù)2(即變電站B母線)之間的阻抗,則母線上的殘余電壓為:
UB=IkZko ZB
就是在線路始端的測(cè)量阻抗,它的大小正比于短路點(diǎn)到保護(hù)2之間的距離。
2.利用內(nèi)部故障和外部故障時(shí)被保護(hù)元件兩側(cè)電流相位(或功率方向)的差別
為雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)。若統(tǒng)一規(guī)定電流的正方向是從母線流向線路,則對(duì)線路AB兩側(cè)電流相位(或功率方向)的分析如下。
a——正常運(yùn)行情況;b——線路AB外部短路情況;c——線路AB內(nèi)部短路情況
正常運(yùn)行時(shí),A、B兩側(cè)電流的大小相等,相位相差180°;當(dāng)線路AB外部故障時(shí),A、B兩側(cè)電流仍大小相等,相位相差180°;當(dāng)線路AB內(nèi)部短路時(shí),A、B兩側(cè)電流一般大小不相等,在理想情況下(兩側(cè)電動(dòng)勢(shì)同相位且全系統(tǒng)的阻抗角相等),兩側(cè)電流同相位。從而可以利用電氣元件在內(nèi)部故障與外部故障(包括正常運(yùn)行情況)時(shí),兩側(cè)電流相位或功率方向的差別構(gòu)成各種差動(dòng)原理的保護(hù)(內(nèi)部故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作),如縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、相差高頻保護(hù)、方向高頻保護(hù)等。
3.序分量是否出現(xiàn)
電氣元件在正常運(yùn)行(或發(fā)生對(duì)稱(chēng)短路)時(shí),負(fù)序分量和零序分量為零;在發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路時(shí),一般負(fù)序和零序都較大。因此,根據(jù)這些分量的是否存在可以構(gòu)成零序保護(hù)和負(fù)序保護(hù)。此種保護(hù)裝置具有良好的選擇性和靈敏性。
4.反應(yīng)于非電氣量的保護(hù)
反應(yīng)于變壓器油箱內(nèi)部故障時(shí)所發(fā)生的氣體而構(gòu)成氣體(瓦斯)保護(hù);反應(yīng)于電動(dòng)機(jī)繞組的溫度升高而構(gòu)成過(guò)負(fù)荷保護(hù)等。
二、繼電保護(hù)裝置的組成
繼電保護(hù)的種類(lèi)雖然很多,但是在一般情況下,都是有三個(gè)部分組成的,即測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分。其原理結(jié)構(gòu)如圖3所示。
繼電保護(hù)測(cè)試儀的原理結(jié)構(gòu)
1.測(cè)量部分
測(cè)量部分是測(cè)量被保護(hù)元件工作狀態(tài)(正常工作、非正常工作或故障狀態(tài))的一個(gè)或幾個(gè)物理量,并和已給的整定值進(jìn)行比較,從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該啟動(dòng)。
2.邏輯部分
邏輯部分的作用是根據(jù)測(cè)量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、出現(xiàn)的順序或它們的組合,使保護(hù)裝置按一定的邏輯程序工作,后傳到執(zhí)行部分。
3.執(zhí)行部分
執(zhí)行部分的作用是根據(jù)邏輯部分送的信號(hào),后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如故障時(shí),動(dòng)作于跳閘;不正常運(yùn)行時(shí),發(fā)出信號(hào);正常運(yùn)行時(shí),不動(dòng)作。