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继电保护的基本原理是什么,可分为哪几类?

网友发布 2023-07-26 13:44 · 头闻号仪器机械

继电保护原理:

继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障,是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能,需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。

不对称短路时,出现相序分量,如两相及单相接地短路时,出现负序电流和负序电压分量;单相接地时,出现负序和零序电流和电压分量。这些分量在正常运行时是不出现的。利用短路故障时电气量的变化,便可构成各种原理的继电保护。

分类:

继电保护可按以下4种方式分类。

①按被保护对象分类,有输电线保护和主设备保护(如发电机、变压器、母线、电抗器、电容器等保护)。

②按保护功能分类,有短路故障保护和异常运行保护。前者又可分为主保护、后备保护和辅助保护;后者又可分为过负荷保护、失磁保护、失步保护、低频保护、非全相运行保护等。

③按保护装置进行比较和运算处理的信号量分类,有模拟式保护和数字式保护。一切机电型、整流型、晶体管型和集成电路型(运算放大器)保护装置,它们直接反映输入信号的连续模拟量,均属模拟式保护;采用微处理机和微型计算机的保护装置,它们反应的是将模拟量经采样和模/数转换后的离散数字量,这是数字式保护。

④按保护动作原理分类,有过电流保护、低电压保护、过电压保护、功率方向保护、距离保护、差动保护、纵联保护、瓦斯保护等。

要完成继电保护任务,除了需要继电保护装置外,必须通过可靠的继电保护工作回路的正确工作,才能完成跳开故障元件的断路器、对系统或电力元件的不正常运行发出警报、正常运行状态不动作的任务。

继电保护工作回路一般包括:将通过一次电力设备的电流、电压线性地转变为适合继电保护等二次设备使用的电流、电压,并使一次设备与二次设备隔离的设备,如电流、电压互感器及其与保护装置连接的电缆等;断路器跳闸线圈及与保护装置出口间的连接电缆,指示保护动作情况的信号设备;保护装置及跳闸、信号回路设备的工作电源等。

3 低压三相负载不对称对电网及设备的影响

3.1三相负载不对称会使配电变压器损耗增大,降低变压器的出力。由于变压器绕组结构是按对称运行情况设计的,三相绕组结构性能一致,其最大允许出力受每相额定容量的限制。当不对称运行时,负载轻的相就有富裕容量,降低了变压器的出力,变压器的备用容量亦相应减少,使变压器的过载能力大大降低,运行中如果变压器短时产生过载就可能引起过热以致烧坏。

3.2三相负载不对称会造成各相电压不平衡。由于配电变压器是按三相负载对称运行设计的,其每相绕组的电阻、漏抗和励磁阻抗基本一致,三相负载对称时,三相电流相等,变压器的内部压降相同,其输出的电压是对称的。当三相负载不对称时,各相电流不一致,每相在变压器内部的压降就不相等,造成三相输出电压不对称。当变压器三相负载很不平衡时,中性线电流较大,使中性线具有较大的阻抗压降,中性点发生位移,各相电压发生变化,当A相负载为感性时,A相电压变化最严重,B相次之,C相最小; 当A相负载为阻性负载时,B相电压变化最为严重; 当中性线电流为额定电流的25%时,在感性负载的情况下,负载相的电压变化率为8%,当中性线电流为额定电流的50%时,负载相的电压变化率达12%,而非负载相则不超过5%,这种电压变化,使某相的电压过高或过低,对电气设备的运行和安全极为不利。

3.3三相负载不对称使零序电流增大。三相负载不对称运行时产生零序电流,这个零序电流随不对称度的大小而变化,不对称度越大零序电流越大。由于零序电流的存在,在变压器铁芯中产生零序磁通,而高压侧没有零序电流,这就迫使零序磁通只能从变压器的油箱壁及钢结构件中通过,这些钢构件在设计时并没考虑导磁,所以磁滞和涡流损耗造成钢构件局部温度升高,产生功率损耗。

3.4三相负载不平衡会降低电动机的效率。由于变压器三相负载不平衡引起的不平衡电压,存在着正序、负序和零序三个电压分量,当输入电动机以后,负序电动势就产生与正序电动势相反的旋转磁场,起到制动作用。由于正序磁场比负序磁场大,电动机仍与正序磁场旋转方向一致,但由于负序磁场的制动作用,使电动机的输出功率减少,如果电动机的中性线接零,还将有零序电流通过,这个零序电流在绕组电阻上消耗电能,增加电动机的发热量,同时这个零序电流还产生一个脉振磁场,消耗较大的无功功率。

3.5三相负载不平衡,将使低压线损增大

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