繼電保護(hù)裝置

繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求：這四“性”之間緊密聯(lián)系，既矛盾又統(tǒng)一。

繼電保護(hù)裝置選擇性

---指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動時(shí)，才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、線路保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)來切除故障。上、下級電網(wǎng)（包括同級）繼電保護(hù)之間的整定，應(yīng)遵循逐級配合的原則，以保證電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)有選擇性地切除故障。切斷系統(tǒng)中的故障部分，而其它非故障部分仍然繼續(xù)供電。

繼電保護(hù)裝置速動性

---指保護(hù)裝置應(yīng)盡快切除短路故障，其目的是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動重合閘和備用設(shè)備自動投入的效果。

繼電保護(hù)裝置靈敏性

---指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)（規(guī)程中有具體規(guī)定）。通過繼電保護(hù)的整定值來實(shí)現(xiàn)。整定值的校驗(yàn)一般一年進(jìn)行一次。

繼電保護(hù)裝置可靠性

---指繼電保護(hù)裝置在保護(hù)范圍內(nèi)該動作時(shí)應(yīng)可靠動作，在正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，不該動作時(shí)應(yīng)可靠不動作。任何電力設(shè)備（線路、母線、變壓器等）都不允許在無繼電保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行，可靠性是對繼電保護(hù)裝置性能的最根本的要求。

說明：繼電保護(hù)的整定、校驗(yàn)應(yīng)由上一級供電部門進(jìn)行。（收費(fèi)）

繼電保護(hù)主要是利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時(shí)的電氣量（電流、電壓、功率、頻率等）的變化構(gòu)成繼電保護(hù)動作的原理，還有其他的物理量，如變壓器油箱內(nèi)故障時(shí)伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強(qiáng)度的增高。大多數(shù)情況下，不管反應(yīng)哪種物理量，繼電保護(hù)裝置都包括測量部分（和定值調(diào)整部分）、邏輯部分、執(zhí)行部分。

①、電力系統(tǒng)運(yùn)行中的參數(shù)（如電流、電壓、功率因數(shù)角）在正常運(yùn)行和故障情況時(shí)是有明顯區(qū)別的。繼電保護(hù)裝置就是利用這些參數(shù)的變化，在反映、檢測的基礎(chǔ)上來判斷電力系統(tǒng)故障的性質(zhì)和范圍，進(jìn)而作出相應(yīng)的反應(yīng)和處理（如發(fā)出警告信號或令斷路器跳閘等）。

②、繼電保護(hù)裝置的原理框圖分析：

A、取樣單元---它將被保護(hù)的電力系統(tǒng)運(yùn)行中的物理量（參數(shù)）經(jīng)過電氣隔離并轉(zhuǎn)換為繼電保護(hù)裝置中比較鑒別單元可以接受的信號，由一臺或幾臺傳感器如電流、電壓互感器組成。

B、比較鑒別單元---包括給定單元，由取樣單元來的信號與給定信號比較，以便下一級處理單元發(fā)出何種信號。（正常狀態(tài)、異常狀態(tài)或故障狀態(tài)）比較鑒別單元可由4只電流繼電器組成，二只為速斷保護(hù)，另二只為過電流保護(hù)。電流繼電器的整定值即為給定單元，電流繼電器的電流線圈則接收取樣單元（電流互感器）來的電流信號，當(dāng)電流信號達(dá)到電流整定值時(shí)，電流繼電器動作，通過其接點(diǎn)向下一級處理單元發(fā)出使斷路器最終掉閘的信號；若電流信號小于整定值，則電流繼電器不動作，傳向下級單元的信號也不動作。鑒別比較信號“速斷”、“過電流”的信息傳送到下一單元處理。

C、處理單元---接受比較鑒別單元來的信號，按比較鑒別單元的要求進(jìn)行處理，根據(jù)比較環(huán)節(jié)輸出量的大小、性質(zhì)、組合方式出現(xiàn)的先后順序，來確定保護(hù)裝置是否應(yīng)該動作；由時(shí)間繼電器、中間繼電器等構(gòu)成。電流保護(hù)：速斷---中間繼電器動作，過電流——時(shí)間繼電器動作。（延時(shí)過程）

D、執(zhí)行單元---故障的處理通過執(zhí)行單元來實(shí)施。執(zhí)行單元一般分兩類：一類是聲、光信號繼電器；（如電笛、電鈴、閃光信號燈等）另一類為斷路器的操作機(jī)構(gòu)的分閘線圈，使斷路器分閘。

E、控制及操作電源---繼電保護(hù)裝置要求有自己獨(dú)立的交流或直流電源，而且電源功率也因所控制設(shè)備的多少而增減；交流電壓一般為220伏，功率1KVA以上。

1、智能型主機(jī)，主機(jī)采用高性能數(shù)字信號處理器。

2、單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行。

3、連接電腦運(yùn)行。

4、16位DAC芯片。

5、大屏幕LCD顯示庫。

6、"傻瓜式"操作。

7、新型高保真功放。

8、電流、電壓直接輸出。

9、自我保護(hù)。

10、接點(diǎn)豐富。

11、主機(jī)一體化單機(jī)箱結(jié)構(gòu)。

12、性價(jià)比高。

1、測量比較元件

2、邏輯判斷元件

3、執(zhí)行輸出元件

①、電流保護(hù)：（按照保護(hù)的整定原則，保護(hù)范圍及原理特點(diǎn)）

A、過電流保護(hù)---是按照躲過被保護(hù)設(shè)備或線路中可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定的。如大電機(jī)啟動電流（短時(shí)）和穿越性短路電流之類的非故障性電流，以確保設(shè)備和線路的正常運(yùn)行。為使上、下級過電流保護(hù)能獲得選擇性，在時(shí)限上設(shè)有一個(gè)相應(yīng)的級差。

B、電流速斷保護(hù)---是按照被保護(hù)設(shè)備或線路末端可能出現(xiàn)的最大短路電流或變壓器二次側(cè)發(fā)生三相短路電流而整定的。速斷保護(hù)動作，理論上電流速斷保護(hù)沒有時(shí)限。即以零秒及以下時(shí)限動作來切斷斷路器的。

過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)常配合使用，以作為設(shè)備或線路的主保護(hù)和相鄰線路的備用保護(hù)。

C、定時(shí)限過電流保護(hù)---在正常運(yùn)行中，被保護(hù)線路上流過最大負(fù)荷電流時(shí)，電流繼電器不應(yīng)動作，而本級線路上發(fā)生故障時(shí)，電流繼電器應(yīng)可靠動作；定時(shí)限過電流保護(hù)由電流繼電器、時(shí)間繼電器和信號繼電器三元件組成（電流互感器二次側(cè)的電流繼電器測量電流大小→時(shí)間繼電器設(shè)定動作時(shí)間→信號繼電器發(fā)出動作信號）；定時(shí)限過電流保護(hù)的動作時(shí)間與短路電流的大小無關(guān)，動作時(shí)間是恒定的。（人為設(shè)定）

D、反時(shí)限過電流保護(hù)---繼電保護(hù)的動作時(shí)間與短路電流的大小成反比，即短路電流越大，繼電保護(hù)的動作時(shí)間越短，短路電流越小，繼電保護(hù)的動作時(shí)間越長。在10KV系統(tǒng)中常用感應(yīng)型過電流繼電器。（GL－型）

E、無時(shí)限電流速斷---不能保護(hù)線路全長，它只能保護(hù)線路的一部分，系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化，將影響電流速斷的保護(hù)范圍，為了保證動作的選擇性，其起動電流必須按最大運(yùn)行方式（即通過本線路的電流為最大的運(yùn)行方式）來整定，但這樣對其它運(yùn)行方式的保護(hù)范圍就縮短了，規(guī)程要求最小保護(hù)范圍不應(yīng)小于線路全長的15%。另外，被保護(hù)線路的長短也影響速斷保護(hù)的特性，當(dāng)線路較長時(shí)，保護(hù)范圍就較大，而且受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響較小，反之，線路較短時(shí)，所受影響就較大，保護(hù)范圍甚至?xí)s短為零。

②、電壓保護(hù)：（按照系統(tǒng)電壓發(fā)生異?；蚬收蠒r(shí)的變化而動作的繼電保護(hù)）

A、過電壓保護(hù)---防止電壓升高可能導(dǎo)致電氣設(shè)備損壞而裝設(shè)的。（雷擊、高電位侵入、事故過電壓、操作過電壓等）10KV開閉所端頭、變壓器高壓側(cè)裝設(shè)避雷器主要用來保護(hù)開關(guān)設(shè)備、變壓器；變壓器低壓側(cè)裝設(shè)避雷器是用來防止雷電波由低壓側(cè)侵入而擊穿變壓器絕緣而設(shè)的。

B、欠電壓保護(hù)---防止電壓突然降低致使電氣設(shè)備的正常運(yùn)行受損而設(shè)的。

C、零序電壓保護(hù)---為防止變壓器一相絕緣破壞造成單相接地故障的繼電保護(hù)。主要用于三相三線制中性點(diǎn)絕緣（不接地）的電力系統(tǒng)中。零序電流互感器的一次側(cè)為被保護(hù)線路（如電纜三根相線），鐵芯套在電纜上，二次繞組接至電流繼電器；電纜相線必須對地絕緣，電纜頭的接地線也必須穿過零序電流互感器；原理：正常運(yùn)行及相間短路時(shí)，一次側(cè)零序電流為零（相量和），二次側(cè)內(nèi)有很小的不平衡電流。當(dāng)線路發(fā)生單相接地時(shí)，接地零序電流反映到二次側(cè)，并流入電流繼電器，當(dāng)達(dá)到或超過整定值時(shí)，動作并發(fā)出信號。（變壓器零序電流互感器串接於零線端子出線銅排）

③、瓦斯保護(hù)：油浸式變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，短路電流所產(chǎn)生的電弧使變壓器油和其它絕緣物產(chǎn)生分解，并產(chǎn)生氣體（瓦斯），利用氣體壓力或沖力使氣體繼電器動作。故障性質(zhì)可分為輕瓦斯和重瓦斯，當(dāng)故障嚴(yán)重時(shí)（重瓦斯）氣體繼電器觸點(diǎn)動作，使斷路器跳閘并發(fā)出報(bào)警信號。輕瓦斯動作信號一般只有信號報(bào)警而不發(fā)出跳閘動作。

變壓器初次投入、長途運(yùn)輸、加油、換油等原因，油中可能混入氣體，積聚在氣體繼電器的上部（玻璃窗口能看到油位下降，說明有氣體），遇到此類情況可利用瓦斯繼電器頂部的放氣閥（螺絲擰開）放氣，直至瓦斯繼電器內(nèi)充滿油。考慮安全，最好在變壓器停電時(shí)進(jìn)行放氣。容量在800KVA及以上的變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。

④差動保護(hù)：這是一種按照電力系統(tǒng)中，被保護(hù)設(shè)備發(fā)生短路故障，在保護(hù)中產(chǎn)生的差電流而動作的一種保護(hù)裝置。常用做主變壓器、發(fā)電機(jī)和并聯(lián)電容器的保護(hù)裝置，按其裝置方式的不同可分為：

A、橫聯(lián)差動保護(hù)---常用作發(fā)電機(jī)的短路保護(hù)和并聯(lián)電容器的保護(hù)，一般設(shè)備的每相均為雙繞組或雙母線時(shí)，采用這種差動保護(hù)。

B、縱聯(lián)差動保護(hù)---一般常用作主變壓器的保護(hù)，是專門保護(hù)變壓器內(nèi)部和外部故障的主保護(hù)。

⑤高頻保護(hù)：這是一種作為主系統(tǒng)、高壓長線路的高可靠性的繼電保護(hù)裝置。我國已建成的多條500KV的超高壓輸電線路就要求使用這種可行性、選擇性、靈敏性和動作迅速的保護(hù)裝置。高頻保護(hù)分為相差高頻保護(hù)；方向高頻保護(hù)。

相差高頻保護(hù)的基本原理是比較兩端電流的相位的保護(hù)。規(guī)定電流方向由母線流向線路為正，從線路流向母線為負(fù)。就是說，當(dāng)線路內(nèi)部故障時(shí)，兩側(cè)電流同相位而外部故障時(shí)，兩側(cè)電流相位差180度。方向高頻保護(hù)的基本工作原理是，以比較被保護(hù)線路兩端的功率方向，來判別輸電線路的內(nèi)部或外部故障的一種保護(hù)裝置。

⑥距離保護(hù)：這種繼電保護(hù)也是主系統(tǒng)的高可靠性、高靈敏度的繼電保護(hù)，又稱為阻抗保護(hù)，這種保護(hù)是按照長線路故障點(diǎn)不同的阻抗值而整定的。

⑦平衡保護(hù)：這是一種作為高壓并聯(lián)電容器的保護(hù)裝置。繼電保護(hù)有較高的靈敏度，對于采用雙星形接線的并聯(lián)電容器組，采用這種保護(hù)較為適宜。它是根據(jù)并聯(lián)電容器發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生的不平衡電流而動作的一種保護(hù)裝置。

⑧負(fù)序及零序保護(hù)：這是作為三相電力系統(tǒng)中發(fā)生不對稱短路故障和接地故障時(shí)的主要保護(hù)裝置。

⑨方向保護(hù)：這是一種具有方向性的繼電保護(hù)。對于環(huán)形電網(wǎng)或雙回線供電的系統(tǒng)，某部分線路發(fā)生故障時(shí)，而故障電流的方向符合繼電保護(hù)整定的電流方向，則保護(hù)裝置可靠地動作，切除故障點(diǎn)。

1、電流某相插孔間報(bào)警燈亮,并有報(bào)警聲：此相電流開路或負(fù)載超過實(shí)際輸出范圍,檢查接線及負(fù)荷后再試。

2、功放電源一投或一輸出電壓立即跳開功放，電源指示燈閃爍紅光并有報(bào)警聲：彈開功放按鈕，檢查電壓回路有否短路或嚴(yán)重過載。

3、測試過程中，跳開功放電源：首先軟件停止操作輸出，然后彈起功放按鈕,自保護(hù)信號應(yīng)復(fù)歸，電源指示燈發(fā)綠光并停止報(bào)警聲。再按下功放按鈕，再繼續(xù)試驗(yàn)。若彈起面板功放按鈕后，不能復(fù)歸自保護(hù)信號，或再次按下按鈕后，自保護(hù)再次動作，應(yīng)考慮是否大電流長時(shí)間輸出。

◆交流電壓輸出　0～250V連續(xù)可調(diào)，最大輸出容量600VA,過量程保護(hù)260V。

◆交流電流輸出　0～50A，0～100A連續(xù)可調(diào)　0～50A時(shí)，開路電壓10V?！?～100A時(shí)，開路電壓5V。過載保護(hù)動作電流120A。

◆直流電壓輸出　0～250V連續(xù)可調(diào)，最大電流2A，過量程保護(hù)260V,過載保護(hù)動作電流2.1A±5%。

◆直流電流輸出　0～200mA　0～5A連續(xù)可調(diào)　0～200mA時(shí)，開路電壓48V，過載保護(hù)動作電流230mA?！?～5A時(shí)，開路電壓24V,過載保護(hù)動作電流5.2A。　●標(biāo)準(zhǔn)12路電流電壓輸出，靈活組織　可12路（6路電壓、6路電流）同時(shí)輸出　可6路電流或6路電壓單獨(dú)輸出。

①、監(jiān)視電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，當(dāng)被保護(hù)的電力系統(tǒng)元件發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)該由該元件的繼電保護(hù)裝置迅速準(zhǔn)確地給脫離故障元件最近的斷路器發(fā)出跳閘命令，使故障元件及時(shí)從電力系統(tǒng)中斷開，以最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響。當(dāng)系統(tǒng)和設(shè)備發(fā)生的故障足以損壞設(shè)備或危及電網(wǎng)安全時(shí)，繼電保護(hù)裝置能最大限度地減少對電力系統(tǒng)元件本身的損壞，降低對電力系統(tǒng)安全供電的影響。（如：單相接地、變壓器輕、重瓦斯信號、變壓器溫升過高等）。

②、反應(yīng)電氣設(shè)備的不正常工作情況，并根據(jù)不正常工作情況和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)條件的不同發(fā)出信號，提示值班員迅速采取措施，使之盡快恢復(fù)正常，或由裝置自動地進(jìn)行調(diào)整，或?qū)⒛切├^續(xù)運(yùn)行會引起事故的電氣設(shè)備予以切除。反應(yīng)不正常工作情況的繼電保護(hù)裝置允許帶一定的延時(shí)動作。

③、實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化和遠(yuǎn)程操作，以及工業(yè)生產(chǎn)的自動控制。如：自動重合閘、備用電源自動投入、遙控、遙測等。

微機(jī)繼電保護(hù)測試儀是一個(gè)新型智能化測試儀器，以前的繼電保護(hù)試驗(yàn)工具主要是用調(diào)壓器和移相器組合而成，體積笨重，精度不高，已不能滿足現(xiàn)代微機(jī)繼電保護(hù)的校驗(yàn)工作。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，微機(jī)繼電保護(hù)已廣泛運(yùn)用于線路保護(hù)，主變差動保護(hù)，勵(lì)磁控制等各個(gè)領(lǐng)域，變電站綜合自動化已成為主流?！‖F(xiàn)代微機(jī)繼電保護(hù)測試儀可分為兩種形式，一種是采用傳統(tǒng)的OCL功放，體積大，重量在25Kg左右，比較笨重，功放管工作在放大區(qū)，時(shí)間長了容易損壞，且動態(tài)范圍窄，精度不高。另一種是采用開關(guān)電源，功放采用數(shù)字功放，體積小，重量輕，效率高，是繼電保護(hù)測試儀的發(fā)展方向?！】蓪Ω黝愋碗妷?、電流、頻率、功率、阻抗、諧波、差動、同期等繼電器以手動或自動方式進(jìn)行測試，可模擬各種故障類型進(jìn)行距離、零序保護(hù)裝置定值校驗(yàn)和保護(hù)裝置的整組試驗(yàn)，可自動掃描微機(jī)和數(shù)字型變壓器、發(fā)變組差動保護(hù)比率制動曲線，具備GPS觸發(fā)功能。　繼電保護(hù)微機(jī)型測試裝置是保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的一種重要測試工具。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，應(yīng)用最新技術(shù)成果不斷推出新型高性能微機(jī)繼電保護(hù)測試裝置是技術(shù)進(jìn)步的必然趨勢。繼電保護(hù)測試裝置是保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的一種重要測試工具。隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對電力系統(tǒng)運(yùn)行和管理的可靠性、高效性要求的不斷提高，繼電保護(hù)人員的測試工作變得更加頻繁和復(fù)雜。在計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)飛速發(fā)展，應(yīng)用最新技術(shù)成果不斷推出新型高性能繼電保護(hù)測試儀是技術(shù)進(jìn)步的必然趨勢，也是時(shí)代賦予我們的責(zé)任。繼電保護(hù)測試儀是在參照中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《繼電保護(hù)微機(jī)型試驗(yàn)裝置技術(shù)條件》（DL/T 624 ─ 1997）的基礎(chǔ)上，充分使用現(xiàn)代先進(jìn)的微電子技術(shù)和器件實(shí)現(xiàn)的一種新型小型化微機(jī)繼電保護(hù)測試儀。它采用可單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，亦可聯(lián)接其它電腦運(yùn)行的先進(jìn)結(jié)構(gòu)，主機(jī)內(nèi)置高性能工控機(jī)和高速數(shù)字信號處理器，真16位DAC模塊、新型模塊式高保真大功率功放，自帶TFT真彩色LCD顯示器和嵌入式微機(jī)鍵盤。既可以單機(jī)獨(dú)立操作，也可以連接筆記本電腦操作。操作功能強(qiáng)大，體積小，精度高。既具有大型測試儀優(yōu)越的性能、先進(jìn)的功能，又具有小型測試儀小巧靈活、操作簡便、可靠性高。

中文名稱

晶體管繼電保護(hù)裝置

英文名稱

transistor protection device

定　　義

以晶體三極管及其電路為基礎(chǔ)構(gòu)成的一種繼電保護(hù)裝置。

應(yīng)用學(xué)科

電力（一級學(xué)科），繼電保護(hù)與自動化（二級學(xué)科）