继电保护装置

组成

　　一般而言，整套继电保护装置由测量比较元件、逻辑判断环节和执行输出元件三部分组成。

　　1)测量比较部分

　　测量比较部分是测量通过被保护的电气元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出“是”、“非”(“0”或“l”)性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应该启动。

　　2)逻辑部分

　　逻辑部分使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，确定是应该使断路器跳闸、发出信号或是不动作及是否延时等，并将对应的指令传给执行输出部分。

　　3)执行输出部分

　　执行输出部分根据逻辑部分传来的指令，完成保护装置所担负的任务。如在故障时动作于跳闸；不正常运行时发出信号；而在正常运行时不动作等。

任务

　　①、监视电力系统的正常运行，当被保护的电力系统元件发生故障时，应该由该元件的继电保护装置迅速准确地给脱离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。当系统和设备发生的故障足以损坏设备或危及电网安全时，继电保护装置能限度地减少对电力系统元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。（如：单相接地、变压器轻、重瓦斯信号、变压器温升过高等）。

　　②、反应电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，提示值班员迅速采取措施，使之尽快恢复正常，或由装置自动地进行调整，或将那些继续运行会引起事故的电气设备予以切除。反应不正常工作情况的继电保护装置允许带一定的延时动作。

　　③、实现电力系统的自动化和远程操作，以及工业生产的自动控制。如：自动重合闸、备用电源自动投入、遥控、遥测等。

构成分类

　　(1)反映一端电气量的保护：在被保护元件的一端，装设相应的变换器来检测、比较并鉴别出某一电气量“正常”与“不正常”两种运行状态时的差别并以此特点构成的保护。如反映电流增大——过流保护;反映电压降低——低电压保护;反映电流与电压间的相位差角变化——方向保护;反映电压与电流的比值变化——距离保护。

　　(2)反映两端电气量的保护：同时检测并比较在“内部故障”与“外部故障”(包括正常运行状态)两种工况下被保护元件两端的电气量，依据其差别为判据构成的保护。两端电流的幅值、相位——纵差动保护;两端电流的相位——高频相差保护;两端功率方向——高频闭锁方向保护;两端阻抗方向——高频闭锁距离保护。

　　(3)反映非电气量的保护：反映温度(变压器的过热保护即冷却器全停)、流量(变压器的轻、重瓦斯保护)等非电气量变化构成的保护。

作用

　　继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用，必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”，以实现继电保护的功能。因此，通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。

　　继电保护装置要求能反应电气设备的故障和不正常工作状态并自动迅速地，有选择性地动作于断路器将故障设备从系统中切除，保证无故障设备继续正常运行，将事故限制在最小范围，提高系统运行的可靠性，限度地保证向用户安全连接供电。

基本要求

　　继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求：这四“性”之间紧密联系，既矛盾又统一。

　　A、动作选择性---指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护来切除故障。上、下级电网（包括同级）继电保护之间的整定，应遵循逐级配合的原则，以保证电网发生故障时有选择性地切除故障。切断系统中的故障部分，而其它非故障部分仍然继续供电。

　　B、动作速动性---指保护装置应尽快切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用设备自动投入的效果。

　　C、动作灵敏性---指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数（规程中有具体规定）。通过继电保护的整定值来实现。整定值的校验一般一年进行一次。

　　D、动作可靠性---指继电保护装置在保护范围内该动作时应可靠动作，在正常运行状态时，不该动作时应可靠不动作。任何电力设备（线路、母线、变压器等）都不允许在无继电保护的状态下运行，可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。

基本原理

　　继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量（电流、电压、功率、频率等）的变化构成继电保护动作的原理，还有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分（和定值调整部分）、逻辑部分、执行部分。

　　①、电力系统运行中的参数（如电流、电压、功率因数角）在正常运行和故障情况时是有明显区别的。继电保护装置就是利用这些参数的变化，在反映、检测的基础上来判断电力系统故障的性质和范围，进而作出相应的反应和处理（如发出警告信号或令断路器跳闸等）。

　　②、继电保护装置的原理框图分析：

　　A、取样单元---它将被保护的电力系统运行中的物理量（参数）经过电气隔离并转换为继电保护装置中比较鉴别单元可以接受的信号，由一台或几台传感器如电流、电压互感器组成。

　　B、比较鉴别单元---包括给定单元，由取样单元来的信号与给定信号比较，以便下一级处理单元发出何种信号。（正常状态、异常状态或故障状态）比较鉴别单元可由4只电流继电器组成，二只为速断保护，另二只为过电流保护。电流继电器的整定值即为给定单元，电流继电器的电流线圈则接收取样单元（电流互感器）来的电流信号，当电流信号达到电流整定值时，电流继电器动作，通过其接点向下一级处理单元发出使断路器最终掉闸的信号；若电流信号小于整定值，则电流继电器不动作，传向下级单元的信号也不动作。鉴别比较信号“速断”、“过电流”的信息传送到下一单元处理。

　　C、处理单元---接受比较鉴别单元来的信号，按比较鉴别单元的要求进行处理，根据比较环节输出量的大小、性质、组合方式出现的先后顺序，来确定保护装置是否应该动作；由时间继电器、中间继电器等构成。电流保护：速断---中间继电器动作，过电流——时间继电器动作。（延时过程）

　　D、执行单元---故障的处理通过执行单元来实施。执行单元一般分两类：一类是声、光信号继电器；（如电笛、电铃、闪光信号灯等）另一类为断路器的操作机构的分闸线圈，使断路器分闸。

　　E、控制及操作电源---继电保护装置要求有自己独立的交流或直流电源，而且电源功率也因所控制设备的多少而增减；交流电压一般为220伏，功率1KVA以上。

使用注意

　　(1)凡属性故障者，应立即汇报调度，将装置出口压板退出，若调度电话不通，可先将压板退出后再设法汇报。

　　(2)当保护装置发出故障信号时，运行人员应在记录信号后立即进行复归，能反映系统瞬时障碍的保护装置应恢复正常运行。

　　(3)凡保护装置故障为装置内部原因引起，运行人员应尽快通知生产值班室，要求尽快派保护维护人员处理。

　　(4)凡是保护电源故障，运行人员应检查保险是否熔断，接触是否良好，直流电源电压是否过高过低，若属以上原因，应立即处理后投入该保护运行(处理时应申请调度退出出口压板)。

　　(5)变电站直流电源电压应稳定在220-230v之间，超过上述规定时，可能造成保护装置的异常运行，运行人员应及时调整。当发现保护装置冒烟被烧坏或有臭味时，应立即申请调度退出出口压板后，断开直流电源。

　　(6)当保护装置发生故障时，禁止运行人员在退出保护出口压板前，按辅助启动按钮或断开、投入保护电源。也不能打开保护装置的屏盖进行处理。