電力系統對繼電保護的基本要求

電力系統對繼電保護的基本要求

    繼電保護在電力系統中要想起到以上作用，則在技術(shù)上必須滿(mǎn)足四個(gè)基本要求，即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。以下分別說(shuō)明。

一、選擇性

    指繼電保護動(dòng)作時(shí)，只能選擇故障元件從電力系統中切除，而保證非故障元件能繼續安全運行，使故障造成的停電范圍最小。如圖所示

    繼電保護線(xiàn)路原理圖

     當d點(diǎn)出現故障時(shí)，由保護4跳開(kāi)斷路器4DL，則故障元件CD線(xiàn)路及變電站母線(xiàn)D停電，這是有選擇性的。若由保護3跳開(kāi)斷路器3DL或由保護1、保護2分別跳開(kāi)斷路器1DL和2DL，雖然故障切除了，但停電范圍擴大，這是無(wú)選擇性動(dòng)作。

在電力系統中，為了使故障能可靠的被切除，一個(gè)電氣元件通常裝有多套保護裝置，人們將這些保護裝置分別稱(chēng)為主保護、后備保護及輔助保護。 在此，介紹繼電保護的幾個(gè)基本概念：

    主保護：反應被保護元件上的故障，并能在較短（符合系統要求）的時(shí)間內將故障切除的保護

     后備保護：在主保護不能動(dòng)作時(shí)，該保護動(dòng)作將故障切除。根據保護范圍和裝設位置的不同有“近后備”和“遠后備”兩種方式。

    1.近后備：一般和主保護一起裝在所要保護的電氣元件上，只當本元件主保護拒絕動(dòng)作時(shí)，它才有動(dòng)作，將所保護元件上的故障切除，如上圖中，若4DL處裝有兩套保護，一套主保護，一套近后備保護。當d點(diǎn)故障時(shí)，則首先由主保護跳開(kāi)4DL，若主保護拒動(dòng)，則近后備保護動(dòng)作將4DL跳開(kāi)。可見(jiàn)近后備保護動(dòng)作造成的停電范圍不會(huì )擴大，但切除故障的時(shí)間比主保護長(cháng)。

    2.遠后備：當相鄰電氣元件上發(fā)生故障、相鄰電氣元件主保護或金保護拒絕動(dòng)作時(shí)，它動(dòng)作將故障切除。顯然主保護和遠后備分別裝在不同的電氣元件上。如上圖中的保護4和保護3.當d點(diǎn)出現故障時(shí)，按選擇性要求本應保護4的主保護動(dòng)作。但若主保護4或斷路器4DL由于裝置本身的問(wèn)題不能動(dòng)作，故障將繼續存在。此時(shí)若由保護3跳開(kāi)斷路器3DL，雖然停電范圍擴大，但是故障被切除了，此時(shí)保護3稱(chēng)為保護4的“遠后備”保護。可見(jiàn)，遠后備保護3動(dòng)作造成的停電范圍擴大了，且切除故障的時(shí)間比相鄰元件的主保護和遠后備保護的時(shí)間都長(cháng)。但此時(shí)它的動(dòng)作仍是有選擇性的；

    3.輔助保護：為了彌補主保護在某些性能上的不足或為了加速切除某部分故障而設計的簡(jiǎn)單保護。

二、速動(dòng)性

    指保護裝置動(dòng)作的時(shí)間應盡量段。故障切除時(shí)間包括繼電保護動(dòng)作時(shí)間和斷路器的跳閘時(shí)間。保護動(dòng)作速度快，切除故障的時(shí)間就短，這可以減小故障元件的損壞程度，縮短用戶(hù)在低壓下的工作時(shí)間，提高系統并列運行的穩定性。現代電氣元件配置的微機主保護都是快速動(dòng)作的，它的動(dòng)作時(shí)間取決于保護裝置本身的技術(shù)性能。但是，也不能片面追求保護的快速動(dòng)作，應根據電力系統的實(shí)際情況，按系統穩定性要求和繼電保護整定配合的需要來(lái)確定保護的動(dòng)作時(shí)間。

三、靈敏性

    指繼電保護器保護范圍內發(fā)生的故障或不正常運行狀態(tài)的反應能力。即保護裝置對規定的保護范圍內的故障應不管短路點(diǎn)位置遠近、短路類(lèi)型如何，均能敏銳感覺(jué)，正確反映。保護靈敏性的好壞通常用靈敏系數（Klm）的大小來(lái)衡量。靈敏系數Klm的計算公式為：

          對反映故障參數大于整定值而動(dòng)作的保護

              保護范圍末端發(fā)生金屬性短路時(shí)故障參數的最小計算值

         Klm=—————————————————————————

                              保護的整定值

              對反映故障參數小于整定值而動(dòng)作的保護

                              保護的整定值

         Klm=—————————————————————————

               保護范圍末端發(fā)生金屬性短路時(shí)故障參數的計算值

         對各類(lèi)保護的靈敏系數應滿(mǎn)足規程要求。

四、可靠性

    指保護在應該動(dòng)作時(shí)，不要拒動(dòng)；在不應該動(dòng)作時(shí)，不要誤動(dòng)。一般說(shuō)來(lái)，保護的可靠性決定于保護裝置的質(zhì)量、接線(xiàn)及運行維護調試水平。

    對動(dòng)作于跳閘的繼電保護都應滿(mǎn)足以上四個(gè)基本要求，但在一套保護中，以上四個(gè)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(dòng)性；為了獲得較高的靈敏度，有時(shí)必須降低可靠性。因此，必須從電力系統的實(shí)際出發(fā)，適當處理“四性”之間的矛盾，使保護能滿(mǎn)足系統的要求。