繼電保護的基本原理

一、原理

      在繼電保護裝置及電氣自動裝置的電路中采用的繼電器，一般是應該電磁的、感應的、電動力及磁電原理做成的。
       近已出現(xiàn)了利用整流電流工作的磁電器、具有飽和電感線圈的磁繼電器及電子繼電器，正在研究利用半導體的繼電器。研究與采用這些新原理的繼電器的目的，是為了簡化繼電器的結構，提高其可靠性和改善其參數(shù)。
       現(xiàn)在也應用一些反應非電量的繼電器，用間接的方法來表明電力系統(tǒng)中發(fā)生了故障或出現(xiàn)了不正當工作狀態(tài)。例如，這類繼電器能力反應與氣體的產(chǎn)生、熱量的產(chǎn)生、壓力的提高等。
       繼電保護裝置必須具有正確區(qū)分被保護元件是處于正常運行狀態(tài)還是發(fā)生了故障，是保護區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能。保護裝置要實現(xiàn)這一功能，需要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎來構成。
　　電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是：
　　(1) 電流增大。 短路時故障點與電源之間的電氣設備和輸電線路上的電流將由負荷電流增大至大大超過負荷電流。
　　(2) 電壓降低。當發(fā)生相間短路和接地短路故障時，系統(tǒng)各點的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點，電壓越低。
　　(3) 電流與電壓之間的相位角改變。正常運行時電流與電壓間的相位角是負荷的功率因數(shù)角，一般約為20°，三相短路時，電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的，一般為60°～85°，而在保護反方向三相短路時，電流與電壓之間的相位角則是180°+(60°～85°)。
　　(4) 測量阻抗發(fā)生變化。測量阻抗即測量點(保護安裝處)電壓與電流之比值。正常運行時，測量阻抗為負荷阻抗；金屬性短路時，測量阻抗轉變?yōu)榫€路阻抗，故障后測量阻抗顯著減小，而阻抗角增大。
　　不對稱短路時，出現(xiàn)相序分量，如兩相及單相接地短路時，出現(xiàn)負序電流和負序電壓分量；單相接地時，出現(xiàn)負序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運行時是不出現(xiàn)的。利用短路故障時電氣量的變化，便可構成各種原理的繼電保護。

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