一.什么是電力系統(tǒng)

有兩種說(shuō)法：

1.由生產(chǎn)和輸送電能的設(shè)備所組成的系統(tǒng)叫電力系統(tǒng)，例如發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、輸電線路、配電線路等，或者簡(jiǎn)單說(shuō)由發(fā)、變、輸、配、用所組成的系統(tǒng)叫電力系統(tǒng)。

2.有的情況下把一次設(shè)備和二次設(shè)備統(tǒng)一叫做電力系統(tǒng)。

一次設(shè)備：直接生產(chǎn)電能和輸送電能的設(shè)備，例如發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、輸電線路、斷路器、電抗器、電流互感器、電壓互感器等。

二次設(shè)備：對(duì)一次設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制、信息處理及保護(hù)的設(shè)備，例如儀表、繼電器、自動(dòng)裝置、控制設(shè)備、通信及控制電纜等。

二.電力系統(tǒng)最關(guān)注的問題是什么

由于電力系統(tǒng)故障的后果是十分嚴(yán)重的，它可能直接造成設(shè)備損壞，人身傷亡和破壞電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，從而直接或間接地給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)難以估計(jì)的巨大損失，因此電力系統(tǒng)最為關(guān)注的是：安全可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。

三.電力系統(tǒng)的三種工況

正常運(yùn)行狀態(tài);故障狀態(tài);不正常運(yùn)行狀態(tài)。而繼電保護(hù)主要是在故障狀態(tài)和不正常運(yùn)行狀態(tài)起作用。

四.繼電保護(hù)裝置

就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。它的基本任務(wù)簡(jiǎn)單說(shuō)是：故障時(shí)跳閘，不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)信號(hào)。

五.繼電保護(hù)的基本原理和保護(hù)裝置的組成

為完成繼電保護(hù)所擔(dān)負(fù)的任務(wù)，顯然應(yīng)該要求它正確地區(qū)分系統(tǒng)正常運(yùn)行與發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)之間的差別，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)。如圖1-1(a)、(b)所示的單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)接線圖，(這是一種最簡(jiǎn)單的系統(tǒng))，圖1-1(a)為正常運(yùn)行情況，每條線路上都流過(guò)由它供電的負(fù)荷電流f(一般比較小)， 各變電所母線上的電壓，一般都在額定電壓(二次線電壓100V)附近變化，由電壓和電流之比所代表的“測(cè)量阻抗”Zf稱之為負(fù)荷阻抗，其值一般很大。圖1-1(b)表示當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)的情況，例如在線路B-C上發(fā)生了三相短路，則短路點(diǎn)的

電壓Ud降低到零，從電源到短路點(diǎn)之間將流過(guò)很大的短路電流?d, 各變電所母線上的電壓也將在不同程度上有很大的降低(稱之為殘壓)。設(shè)以Zd表示短路點(diǎn)到變電所B母線之間的阻抗，根據(jù)歐姆定律很顯然Zd要大大小于Zf。即短路阻抗要大大小于負(fù)荷阻抗。

六.繼電保護(hù)分類

在一般情況下，發(fā)生短路之后，總是伴隨有電流的增大、電壓的降低、線路始端測(cè)量阻抗的減少，以及電壓與電流之間相位角的變化。因此，利用正常運(yùn)行與故障時(shí)這些基本參數(shù)的區(qū)別，就可以構(gòu)成各種不同原理的保護(hù)。

一般繼電保護(hù)可以分為兩類：

第一類—利用比較正常運(yùn)行與故障時(shí)電氣參量(U、I、Z、f)的區(qū)別，便可以構(gòu)成各種不同原理的繼電保護(hù)，例如反應(yīng)于電流增大而動(dòng)作的過(guò)電流保護(hù);反應(yīng)于電壓降低而動(dòng)作的低電壓保護(hù);反應(yīng)于阻抗降低而動(dòng)作的距離保護(hù)，反應(yīng)于頻率降低而動(dòng)作的低(或欠)頻保護(hù)等。

第二類—首先規(guī)定兩個(gè)前提：一個(gè)規(guī)定電流的正方向是從母線指向線路;第二個(gè)一定是雙端電源。

七.對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求

動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個(gè)基本要求，即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。

a)選擇性

定義：繼電保護(hù)動(dòng)作的選擇性是指保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無(wú)故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行。

原則：就近原則，即系統(tǒng)短路時(shí)，應(yīng)由距離故障點(diǎn)最近的保護(hù)切除相應(yīng)的斷路器。

b).速動(dòng)性

所謂速動(dòng)性，就是發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置能迅速動(dòng)作切除故障。對(duì)不同的電壓等級(jí)要求不一樣，對(duì)110KV及以上的系統(tǒng)，保護(hù)裝置和斷路器總的切故障時(shí)間為0.1秒，因此保護(hù)動(dòng)作時(shí)間只有幾十個(gè)毫秒(一般30毫秒左右)，而對(duì)于35KV及以下的系統(tǒng)，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間可以為0.5秒。

c)靈敏性

繼電保護(hù)的靈敏性，是指對(duì)于其保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。其靈敏性有的保護(hù)是用保護(hù)范圍來(lái)衡量，有的保護(hù)是用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。

d)可靠性

保護(hù)裝置的可靠性是指在該保護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，它不應(yīng)該拒絕動(dòng)作，而在任何其他該保護(hù)不應(yīng)該動(dòng)作的情況下，則不應(yīng)該誤動(dòng)作。簡(jiǎn)單說(shuō)就是：該動(dòng)的時(shí)候動(dòng)，不該動(dòng)的時(shí)候不動(dòng)。該動(dòng)的時(shí)候不動(dòng)是屬于拒動(dòng)，不該動(dòng)的時(shí)候動(dòng)了是屬于誤動(dòng)。不管是拒動(dòng)還是誤動(dòng)，都是不可靠。

以上四個(gè)基本要求不僅要牢牢記住，而且要理解它們的內(nèi)涵，其中可靠性是最重要的 ，選擇性是關(guān)鍵，靈敏性必須足夠，速動(dòng)性則應(yīng)達(dá)到必要的程度。我們所有的繼電保護(hù)裝置都是圍繞這四個(gè)要求做文章，當(dāng)然不同的保護(hù)，對(duì)這些要求的側(cè)重點(diǎn)是不一樣的，有的側(cè)重于選擇性，有的側(cè)重于速動(dòng)性，有時(shí)候?yàn)榱吮ＷC主要的屬性可能會(huì)犧牲一些其他的屬性。這些我們?cè)谝院笾v到具體的保護(hù)時(shí)會(huì)提到。

八.繼電保護(hù)的發(fā)展過(guò)程

繼電保護(hù)技術(shù)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展以及技術(shù)水平的進(jìn)步而發(fā)展起來(lái)的，最早的熔斷器就是最簡(jiǎn)單的過(guò)電流保護(hù)，以后經(jīng)歷了機(jī)電型、整流型、晶體管型、集成電路型、微機(jī)型五個(gè)階段，而現(xiàn)在微機(jī)型的繼電保護(hù)又進(jìn)入第三代和第四代。