① 繼電保護裝置主要是起什麼作用的
當電力系統發生故障時,利用一些電氣自動裝置將故障部分從電力系統中迅速切除;當發生異常時及時發出信號,以達到縮小故障范圍,減少故障損失,保證系統安全運行的目的。
② 距離保護裝置一般由哪幾部分組成各部分的作用是什麼
距離保護一般由啟動、測量、振盪閉鎖、電壓迴路斷線閉鎖、配合邏輯和出口等幾部分組成,它們的作用分
述如下:
(1)啟動部分:用來判別系統是否發生故障。系統正常運行時,該部分不動作;而當發生故障時,該部分能夠動作。通常情況下,只有啟動部分動作後,才將後續的測量、邏輯等部分投入工作。
(2)測量部分:在系統故障的情況下,快速、准確地測定出故障方向和距離,並與預先設定的保護范圍相比較,區內故障時給出動作信號,區外故障時不動作。
(3)振盪閉鎖部分:在電力系統發生振盪時,距離保護的測量元件有可能誤動作,振盪閉鎖元件的作用就是正確區分振盪和故障。在系統振盪的情況下,將保護閉鎖,即使測量元件動作,也不會出口跳閘;在系統故障的情況下
,開放保護,如果測量元件動作且滿足其他動作條件,則發出跳閘命令,將故障設備切除。
(4)電壓迴路斷線部分:電壓迴路斷線時,將會造成保護測量電壓的消失,從而可能使距離保護的測量部分出現誤判斷。這種情況下應該將保護閉鎖,以防止出現不必要的誤動。
(5)配合邏輯部分:用來實現距離保護各個部分之間的邏輯配合以及三段式保護中各段之間的時限配合。
(6)出口部分:包括跳閘出口和信號出口,在保護動作時接通跳閘迴路並發出相應的信號。
③ 請問, 繼電保護裝置,裝置裡面都有哪些元件組成,及作用是什麼
微機保護的硬體平台一般由以下多個功能模塊組成:(1)CPU與存儲器介面;(2)定時計數器;(3)中斷邏輯;(4)串並行通信介面;(5)實時時鍾;(6)看門狗電路;(7)顯示控制電路;(8)數據存儲器;(9)固態盤或存儲器A(程序);(10)固態盤或存儲器B(報告);(11)固態盤或存儲器C(整定值);(12)開關量光隔輸入;(13)開關量光隔功放輸出;(14)工業區域網介面。
隨著集成電路和計算機技術的飛速發展,以及嵌入式應用的日益廣泛,許多器件廠家將功能模塊1~7集成到一個晶元中,而工控機廠家在此基礎上,將模塊8~9甚至14進一步集成到STD、PC/104、VME等匯流排工控機的主板或單板工控機上,基本上實現了「匯流排不出板」,大幅度提高了系統的性能和抗干擾能力,為微機保護裝置整機性能和可*性的增強奠定了良好基礎。
本文就處理器、開發方式及存儲空間、數據採集、通信方式的現狀及今後的發展趨勢做簡短的分析和比較。
1. 處理器
目前主要有3類處理器可供高性能微機保護裝置選用,即DSP、RISC和X86 3類器件。
DSP器件的突出特點是計算能力強、精度高、匯流排速度快、I/O吞吐量大,尤其是採用專用硬體實現定點或浮點的乘加(矩陣)運算,極大地縮短了數字濾波、濾序和傅氏演算法的計算時間,有助於保護動作速度的提高。目前,針對嵌入式應用的需求,DSP器件廠家在提高器件集成度、簡化系統設計的同時大幅度降低了價格,以期替代單片機(MCU)佔領嵌入式應用市場,這為繼電保護廠家提高保護裝置性能,進行產品更新換代提供了一個非常好的物質手段。就上述2種方案而言,較為理想的DSP器件有TI公司的TMS 320C30/31/32和AD公司的ADSP 210C60/62 2類32位浮點器件,其中TMS320C30有系統和外設2條匯流排,使運算和I/O可同時進行、互不影響。
RISC器件一般具有較高的主頻和很強的運算能力,由於其集成度和性能價格比的提高,不僅被應用於要求較高的計算環境,而且廣泛出現在各種投資類和消費類電子產品中,日本的一些電氣廠商如三菱、日立、東芝等,也都利用RISC器件開發其繼電保護產品。在這類器件中,日立公司SH?3系列中的7718(32位)和SH?4系列中的7750(64位)、IDT公司的79R3081(32位)和79640(64位),以及IBM和Mrtorola的Power PC系列,DEC Alpha系列中的部分產品,由於兼有嵌入式設計和出眾的浮點計算能力,因而能夠較好地滿足微機保護的要求。然而RISC器件由於主頻較高、系統設計和製造較單片機(MCU)復雜、開發工具有國內不普及等原因,目前還不易為繼電保護廠家所接受。隨著其在消費類電子產品和電信業中應用的日益普及,特別是隨著國內計算機和家電廠商對個人數字助理(PDA)的研製開發,RISC器件必然為更多的用戶所接受和熟悉,出現在微機保護裝置中將不過是時間問題。
X86器件得益於Wintel體系在個人機領域的優勢,為了佔領嵌入式應用市場,Intel、AMD、國家半導體(NS)和ST等器件廠家均在386或486內核的基礎上,通過集成外圍器件和介面推出了一系列與PC軟硬體兼容的嵌入式處理器,如Intel 386EX、AMD386/486E、ElanSC300、SC400系列,NS486SXF以及ST486等,國家半導體公司更是提出了「PC on a chip」的口號。盡管這類器件在性能上較前兩者遜色(相同主頻而言),然而由於可以利用PC豐富的開發環境、應用軟體和電路設計技術,因而一經推出就得到了眾多工控機廠家的歡迎,並紛紛在其基礎上開發出ISA、STD、PC/104、VME、Compact PCI等匯流排工控主板(EPSON公司的主板僅為信用卡大小),繼電器廠家也推出了基於Intel 386EX的微機發電機組保護和錄波裝置。就微機保護對計算精度和速度的要求而言,比較合適的是集成了浮點協處理器的486DX及以上等級的微處理器及其對應的嵌入式晶元。值得指出的是,英特爾多能奔騰、高能奔騰及奔騰兩代微處理器中除集成了浮點協處理器外,還增加了以整形數乘加運算為基礎的多媒體指令(MMX),而AMD公司最近推出的K6?2 3D Now!中進一步擴展和增強了以浮點數乘加運算為基礎的圖形操作指令,靈活運用MMX和3D Now技術可以達到DSP器件同樣的效果。
除上述3類器件外,由於可編程式控制制器(PLC)體積小、可*性高、擴展性強,前端可帶電插拔等優點,在工業自動化領域得到了廣泛應用,其中部分產品(如奧地利B&R公司的PCC)通過高速匯流排支持多個高性能CPU插件,內嵌實時多任務操作系統和多種通信協議並支持C語言編程。因此,用戶無需任何外部軟體支持即可完成應用軟體的編程、調試和固化。採用這種PLC作為機組保護裝置的硬體平台既可簡化軟硬體開發工作,又提高了裝置的整體可*性。其不足是價格較為昂貴,從而影響了其應用范圍。
2. 開發方式
隨著高性能處理器在微機保護裝置中的採用,其開發方式與單片機時代相比有了很大的不同,其中最突出的一點是在操作系統支持下採用高級語言進行編程。對於X86器件而言,受益於Wintel體系的規模效應和豐富的軟體資源,用戶往往直接在MS?DOS操作系統支持下,採用編程、編譯、調試集成環境進行開發。這種方式最大的優點是節省了購置專用開發裝置軟硬體的費用以及開發人員的培訓時間,且在DOS支持下能夠生成漢化人機界面和報告,然而由於是商用機的開發技術,因而必然存在著以下不足:(1)僅支持X86器件且硬體平台需與PC兼容;(2)DOS不支持多任務、多線程,對內存的管理和安全機制均有局限性,要由開發人員自己考慮所有可能發生的問題並加以解決,增加了開發的難度和周期;(3)DOS環境中,用戶程序需調入內存才能運行,不僅增加了硬體開銷,同時也推遲了保護功能的投入;(4)集成環境無法對硬體系統進行調試。
隨著商用微機操作系統由DOS向32位的Windows 95和NT過渡,一些第三方廠家(如Phar Lap)以Windows NT的內核和Win 32API為基礎推出了適應於嵌入式應用的32位實時操作系統及開發工具,有效地提供了搶先式多任務和事件驅動機制並增強了內存管理和系統運行的穩定性。
隨著PDA的興起,Windows 95/NT的袖珍版Windows CE在嵌入式應用領域也有了更高的市場佔有率。相比前者,其能夠支持更多的器件種類,硬體平台也不要求與PC兼容,因而具有更強的適應能力。然而對於上述(3)、(4)2點,不僅沒有改進反而進一步增加了硬體開銷和引導時間。
與上述借用商用操作系統和集成環境的開發方式相對應,許多實時操作系統專業廠家為嵌入式應用推出了多種實時多任務操作系統(RTOS),如QNX、PSOS、Nuleus、VRTX、VxWork等,不僅代碼緊湊、對硬體資源佔用少,而且與用戶程序一同固化到EPROM或快閃記憶體中就地運行,無需載入至內存。此外,由於這類RTOS專門針對了工業(軍事)應用的需要,而不是從商用操作系統改良而來,因而具有更強的任務切換和線程通信機能,實時性和穩定性很強且支持多種微處理器及嵌入式控制器(包括DSP),在開發或模擬系統支持下,可對硬體系統進行調試(甚至是多CPU或DSP系統)和實時模擬。當然,這種開發方式也存在需專門購置RTOS和開發工具,以及需培訓開發人員等不足。
針對以上兩者的不足,同時也是得益於處理器定址空間的擴大,代碼駐留或就地運行技術(XIP)得到了越來越多工控廠家的支持。該技術仍然基於ROM?DOS和X86平台,然而與第1種開發方式相比,電子盤位於其定址空間的高端,並可在保護模式下直接定址而不是通過I/O或頁面方式訪問。因此,用戶程序可用文件方式固化到快閃記憶體電子盤中,上電運行後,CPU進入保護模式並直接跳轉到用戶程序處運行,不用再將其載入到內存空間,這種方式既利用了DOS環境豐富的資源,又節省了內存空間。此外,由於代碼和數據分別在定址空間的高端和低端,因而系統具有更好的安全性。不過,這種開發方式要求用戶程序在編譯連接時進行代碼、數據分離和代碼重新定位並以bin文件形式進行固化。
在編程語言選擇方面,由於C/C++語言效率高、靈活、可移植性好,而得到了廣泛使用,但安全性較差是其最為致命的缺點;PL/M?86/386語言盡管效率、安全性好但缺乏靈活性,又僅針對X86晶元,因而使用不如C/C++廣泛。而兼有上述優點的Ada 95語言在安全、高效、靈活、可移植性好的基礎上又增加了對面向對象程序設計的完全支持,並提供了更加有效的實時、分布式和並行程序的設計環境,已成為軍事嵌入式應用的主流語言並正向工業領域擴展。採用Ada 95開發微機保護軟體將有助於進一步提高代碼質量、可維護性和可移植性。
此外,利用OOP技術將各種保護演算法和判據編製成「標准元件」,並根據保護方案中各判據的邏輯關系將其「組態」(如SEL公司的SEL?321?5,ABB公司的REG 216中已採用這種技術),將極大地提高微機保護裝置的開發效率和質量。
3. 其它相關問題
3.1 存儲空間
微機保護裝置的存儲空間一般由5部分組成:
(1)操作系統和用戶應用程序的駐留(固化)空間。對於ROM?DOS支持下的X86平台而言,該部分空間多以電子盤的形式存在,而用戶程序亦以DOS文件方式固化在高速EPROM或快閃記憶體中,只是逐漸採用XIP就地運行方式取代了載入至內存運行。這部分存儲空間必需直接位於CPU的定址范圍內(對高檔X86晶元而言,是在保護模式下的高端定址空間)。
(2)暫存系統參數、運算數據和中間結果的內存空間。當採用XIP技術後,這部分空間可大為減小。如果裝置直接採用PC內存條,那麼最好支持ECC功能以進一步提高系統的容錯能力。
(3)整定值的存儲空間。由於整定值在微機保護中佔有特別重要的地位,因而對這部分存儲空間有著特殊的要求:①由於整定值的重要性,因此必須保存在本質性的非易失性存儲介質中,而單獨的NVSRAM不能滿足上述要求;②由於每一整定項都要求可單獨訪問,而目前的快閃記憶體晶元必需以頁或扇區方式訪問,因此E2PROM較快閃記憶體更適合整定值的保存;③由於E2PROM的寫入速度很慢,因此不支持DOS環境下數據文件中的浮點數分位元組快速連續寫入,因而整定值不應以DOS文件方式保存在E2PROM中。此外,SRAM與E2PROM組合型器件的出現使整定值可以數據文件方式保存在電子盤中,但必須在對盤進行寫操作後將整個數據文件從器件的SRAM區寫回E2PROM中保存,對快閃記憶體電子盤而言,也至少須將對應扇區重寫;④E2PROM有串列和並行兩種,並行E2PROM訪問方便,但佔用一定的地址空間且被誤操作的可能性亦多些;串列E2PROM通過串列通信匯流排或I/O口線訪問,不佔用地址空間且安全性亦較並行E2PROM要好,但訪問不如後者便利;⑤為了提高E2PROM中數據的安全性,可設置防寫或將其安排在X86器件保護模式定址空間的中端,與高端程序代碼和低端的數據空間有足夠的間隔。
此外,還可在不同的地址空間或同一E2PROM中的不同區域設置多個鏡像的整定值塊,並定期進行整定值自檢。
(4)各類報告的存儲空間。為了便於長期保存和閱讀,可將報告製成DOS文本文件格式,保存在基於NVSRAM器件的電子盤中,該盤以I/O方式訪問即可。
(5)其它用途的存儲空間,如與數據採集系統交換數據的雙口RAM等。這部分存儲空間應安排在常規內存的高端以免與低端的數據空間發生沖突。
3.2 數據採集
微機保護裝置中數據採集的速度、精度以及動態范圍對其性能有著十分重要的影響。近年來,以ANN為代表的人工智慧技術和小波分析等理論,以及瞬態保護概念等逐步引入繼電保護領域,這對采樣率提出了更高的要求。
由於采樣率的提高導致了采樣間隙的縮短,為了給CPU留出更多的時間進行數據預處理、起動計算和主保護計算,有必要大幅度壓縮數據採集本身的時間開銷。一種措施是增設專門的處理器,控制數據採集過程並進行預處理,然後將數據通過雙口RAM、FIFO等方式傳遞給主CPU進行保護計算〔2〕。這種方式雖節省了主CPU的數據採集時間,但由於增設了採集處理器和相應的外圍電路與器件,使系統的開發、調試更為復雜。另一種方法是,採用高速轉換器件並減少CPU干預,以減少其數據採集時間〔3〕。該方案中,一輪數據採集的總時間可由下式來描述:
式中N——總的模擬通道數;M——並行設置的A/D轉換器數;t0——外部采樣時間;t1——通道切換與信號建立時間;t2——模數轉換時間;t3——採集數據讀取時間。
由此可見,要縮短ts,必須採用高速S/H、MUX、BUF和ADC,以分別縮短t0~t1;通過提高處理器的I/O速度或採用DMA來縮短t3;此外,增加ADC的數量也可減小ts(由於機組保護所需的模擬信號較多,因此通過增加M來減小ts是一個非常有效的方法)。
為了進一步簡化電路設計和調試,一些半導體元件廠家將完整的數據採集系統集成到一塊晶元中,其能夠自動完成所有輸入通道的數據採集工作而無需CPU干預。這類器件以美國MAXIM公司的MAX125/6和AD公司的AD7874為代表,其中MAX125集成了兩組各4路輸入通道(4個采樣保持器),具有14位解析度和3 μs的模數轉換時間;4×14位雙口RAM以及與多數DSP及16/32 位微處理器兼容的並行介面,因此採用多片MAX125或AD7874並行工作,將會極大地提高微機保護裝置的數據採集能力,同時簡化了電路設計與調試。
3.3 通信方式
為了減輕微機保護裝置中微處理器的負擔,一般不由它單獨承擔人 機交互和文檔管理任務,而是通過通信介面與上層管理機或調試用微機交換,諸如整定值、采樣值報告、故障報告、硬體測試命令與結果,以及一些實時測量參數等信息。目前常用的通信介面有RS-232(需光隔)、RS-422/485以及Bitbus、Arcnet、Lonworks、CAN、GPIB等工業區域網。由於後幾者利用硬體自動實現檢錯、糾錯、重發等差錯控制功能,因而在具有較高傳輸速率的同時也有效地降低了誤碼率。此外、通過提供用戶編程介面,極大地簡化了通信軟體的開發工作。在幾種工業區域網中,CAN的實現方式最為簡單,成本最低且作為無主網路,增減結點也非常方便,因而非常適合在機組保護裝置中應用。
隨著計算機技術和虛擬儀器技術的長足發展,USB和IEEE 1394高速匯流排已逐步成為上述領域的標准配置並受到越來越多的軟硬體廠家支持,因而亦有可能在不久的將來作為X86硬體平台的一部分出現在微機保護裝置中,以統一現有的各種通信方式。
此外,部分嵌入式器件或工控主板上集成有顯示器介面,保護裝置可以利用其將調試信息(如采樣值、I/O狀態等)和部分實時測量參數(如差流、繞組對地阻抗、機端視在阻抗、有功和無功功率等)以及簡單故障信息進行就地顯示,既減輕了網路負荷,又提供了遠比面板上的LED指示更為豐富的信息,並且還方便了開發調試過程。
④ 繼電保護裝置一般由哪三個部分組成
繼電保護裝置一般由測量比較元件、邏輯判斷元件、執行輸出元件組成。繼電保專護主要是利用屬電力系統中元件發生短路或異常情況時的電氣量(電流、電壓、功率、頻率等)的變化構成繼電保護動作的原理,還有其他的物理量。
如變壓器油箱內故障時伴隨產生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強度的增高。大多數情況下,不管反應哪種物理量,繼電保護裝置都包括測量部分(和定值調整部分)、邏輯部分、執行部分。
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特點:
1、智能型主機,主機採用DSP晶元控制,16位DAC輸出,對基波可產生每周2000點的高密度正弦波,為國內測試儀中的最高水平。大大改善了波形質量,提高了測試儀的精度。
2、單機獨立運行,裝置由旋轉滑鼠通過大屏幕液晶顯示屏幕進行操作。
3、聯接電腦運行,連機列印報告等。
4、「傻瓜式」操作,採用先進的「光電旋轉滑鼠」控制器,免去復雜的鍵盤操作,不需要計算機知識都可操作,簡便易學。
⑤ 微機保護裝置硬體主要包括哪幾部分各部分的作用是什麼
通常微機保護的硬體電路由六個功能單元構成,即數據採集系統、微機主系統、開關量輸入輸出電路、工作電源、通信介面和人機對話系統。
傳統的繼電保護裝置是使輸入的電流、電壓信號直接在模擬量之間進行比較和運算處理,使模擬量與裝置中給定的機械量(如彈簧力矩)或電氣量(如門檻電壓)進行比較和運算處理,決定是否跳閘。
計算機系統只能作數字運算或邏輯運算,因此微機保護的工作過程大致是:當電力系統發生故障時,故障電氣量通過模擬量輸入系統轉換成數字量,然後送入計算機的中央處理器,對故障信息按相應的保護演算法和程序進行運算,且將運算的結果隨時與給定的整定值進行比較,判別是否發生故障。
一旦確認區內故障發生,根據開關量輸入的當前斷路器和跳閘繼電器的狀態,經開關量輸出系統發出跳閘信號,並顯示和列印故障信息。
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微機保護裝置硬體採用最新的晶元提高了技術上的先進性,CPU採用80C196KB,測量為14位A/D轉換,模擬量輸入迴路多達24路,採到的數據用DSP信號處理晶元進行處理,利用高速傅氏變換,得到基波到8次的諧波,特殊的軟體自動校正,確保了測量的高精度。
利用雙口RAM與CPU變換數據,就構成一個多CPU系統,通信採用CAN匯流排。具有通信速率高(可達100MHZ,運行在80或60MHZ)抗干擾能力強等特點。通過鍵盤與液晶顯示單元可以方便的進行現場觀察與各種保護方式與保護參數的設定。
⑥ 繼電保護裝置是由什麼組成的
繼電保護裝置的簡介
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當電力系統中的電力元件(如發電機、線路等)或電力系統本身發生了故障危及電力系統安全運行時,能夠向運行值班人員及時發出警告信號,或者直接向所控制的斷路器發出跳閘命令以終止這些事件發展的一種自動化措施和設備。實現這種自動化措施的成套設備,一般通稱為繼電保護裝置。
繼電保護裝置的任務
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①、監視電力系統的正常運行,當被保護的電力系統元件發生故障時,應該由該元件的繼電保護裝置迅速准確地給脫離故障元件最近的斷路器發出跳閘命令,使故障元件及時從電力系統中斷開,以最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞,降低對電力系統安全供電的影響。當系統和設備發生的故障足以損壞設備或危及電網安全時,繼電保護裝置能最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞,降低對電力系統安全供電的影響。(如:單相接地、變壓器輕、重瓦斯信號、變壓器溫升過高等)。
②、反應電氣設備的不正常工作情況,並根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同發出信號,提示值班員迅速採取措施,使之盡快恢復正常,或由裝置自動地進行調整,或將那些繼續運行會引起事故的電氣設備予以切除。反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作。
③、實現電力系統的自動化和遠程操作,以及工業生產的自動控制。如:自動重合閘、備用電源自動投入、遙控、遙測等。
繼電保護裝置的基本要求
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繼電保護裝置應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求:這四「性」之間緊密聯系,既矛盾又統一。
A、動作選擇性---指首先由故障設備或線路本身的保護切除故障,當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時,才允許由相鄰設備保護、線路保護或斷路器失靈保護來切除故障。上、下級電網(包括同級)繼電保護之間的整定,應遵循逐級配合的原則,以保證電網發生故障時有選擇性地切除故障。切斷系統中的故障部分,而其它非故障部分仍然繼續供電。
B、動作速動性---指保護裝置應盡快切除短路故障,其目的是提高系統穩定性,減輕故障設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備自動投入的效果。
C、動作靈敏性---指在設備或線路的被保護范圍內發生金屬性短路時,保護裝置應具有必要的靈敏系數(規程中有具體規定)。通過繼電保護的整定值來實現。整定值的校驗一般一年進行一次。
D、動作可靠性---指繼電保護裝置在保護范圍內該動作時應可靠動作,在正常運行狀態時,不該動作時應可靠不動作。任何電力設備(線路、母線、變壓器等)都不允許在無繼電保護的狀態下運行,可靠性是對繼電保護裝置性能的最根本的要求。
說明:繼電保護的整定、校驗應由上一級供電部門進行。(收費)
繼電保護裝置的基本原理
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繼電保護主要是利用電力系統中元件發生短路或異常情況時的電氣量(電流、電壓、功率、頻率等)的變化構成繼電保護動作的原理,還有其他的物理量,如變壓器油箱內故障時伴隨產生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強度的增高。大多數情況下,不管反應哪種物理量,繼電保護裝置都包括測量部分(和定值調整部分)、邏輯部分、執行部分。
①、電力系統運行中的參數(如電流、電壓、功率因數角)在正常運行和故障情況時是有明顯區別的。繼電保護裝置就是利用這些參數的變化,在反映、檢測的基礎上來判斷電力系統故障的性質和范圍,進而作出相應的反應和處理(如發出警告信號或令斷路器跳閘等)。
②、繼電保護裝置的原理框圖分析:
A、取樣單元---它將被保護的電力系統運行中的物理量(參數)經過電氣隔離並轉換為繼電保護裝置中比較鑒別單元可以接受的信號,由一台或幾台感測器如電流、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出何種信號。(正常狀態、異常狀態或故障狀態)比較鑒別單元可由4隻電流繼電器組成,二隻為速斷保護,另二隻為過電流保護。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,當電流信號達到電流整定值時,電流繼電器動作,通過其接點向下一級處理單元發出使斷路器最終掉閘的信號;若電流信號小於整定值,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行處理,根據比較環節輸出量的大小、性質、組合方式出現的先後順序,來確定保護裝置是否應該動作;由時間繼電器、中間繼電器等構成。電流保護:速斷---中間繼電器動作,過電流——時間繼電器動作。(延時過程)
D、執行單元---故障的處理通過執行單元來實施。執行單元一般分兩類: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構的分閘線圈,使斷路器分閘。
E、控制及操作電源---繼電保護裝置要求有自己獨立的交流或直流電源,而且電源功率也因所控制設備的多少而增減;交流電壓一般為220伏,功率1KVA以上。
常用繼電保護裝置的類型
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①、電流保護:(按照保護的整定原則,保護范圍及原理特點)
A、過電流保護---是按照躲過被保護設備或線路中可能出現的最大負荷電流來整定的。如大電機啟動電流(短時)和穿越性短路電流之類的非故障性電流,以確保設備和線路的正常運行。為使上、下級過電流保護能獲得選擇性,在時限上設有一個相應的級差。
B、電流速斷保護---是按照被保護設備或線路末端可能出現的最大短路電流或變壓器二次側發生三相短路電流而整定的。速斷保護動作,理論上電流速斷保護沒有時限。即以零秒及以下時限動作來切斷斷路器的。
過電流保護和電流速斷保護常配合使用,以作為設備或線路的主保護和相鄰線路的備用保護。
C、定時限過電流保護---在正常運行中,被保護線路上流過最大負荷電流時,電流繼電器不應動作,而本級線路上發生故障時,電流繼電器應可靠動作;定時限過電流保護由電流繼電器、時間繼電器和信號繼電器三元件組成(電流互感器二次側的電流繼電器測量電流大小→時間繼電器設定動作時間→信號繼電器發出動作信號);定時限過電流保護的動作時間與短路電流的大小無關,動作時間是恆定的。(人為設定)
D、反時限過電流保護---繼電保護的動作時間與短路電流的大小成反比,即短路電流越大,繼電保護的動作時間越短,短路電流越小,繼電保護的動作時間越長。在10KV系統中常用感應型過電流繼電器。(GL-型)
E、無時限電流速斷---不能保護線路全長,它只能保護線路的一部分,系統運行方式的變化,將影響電流速斷的保護范圍,為了保證動作的選擇性,其起動電流必須按最大運行方式(即通過本線路的電流為最大的運行方式)來整定,但這樣對其它運行方式的保護范圍就縮短了,規程要求最小保護范圍不應小於線路全長的15%。另外,被保護線路的長短也影響速斷保護的特性,當線路較長時,保護范圍就較大,而且受系統運行方式的影響較小,反之,線路較短時,所受影響就較大,保護范圍甚至會縮短為零。
②、電壓保護:(按照系統電壓發生異常或故障時的變化而動作的繼電保護)
A、過電壓保護---防止電壓升高可能導致電氣設備損壞而裝設的。(雷擊、高電位侵入、事故過電壓、操作過電壓等)10KV開閉所端頭、變壓器高壓側裝設避雷器主要用來保護開關設備、變壓器;變壓器低壓側裝設避雷器是用來防止雷電波由低壓側侵入而擊穿變壓器絕緣而設的。
B、欠電壓保護---防止電壓突然降低致使電氣設備的正常運行受損而設的。
C、零序電壓保護---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。主要用於三相三線制中性點絕緣(不接地)的電力系統中。零序電流互感器的一次側為被保護線路(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:正常運行及相間短路時,一次側零序電流為零(相量和),二次側內有很小的不平衡電流。當線路發生單相接地時,接地零序電流反映到二次側,並流入電流繼電器,當達到或超過整定值時,動作並發出信號。(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:油浸式變壓器內部發生故障時,短路電流所產生的電弧使變壓器油和其它絕緣物產生分解,並產生氣體(瓦斯),利用氣體壓力或沖力使氣體繼電器動作。故障性質可分為輕瓦斯和重瓦斯,當故障嚴重時(重瓦斯)氣體繼電器觸點動作,使斷路器跳閘並發出報警信號。輕瓦斯動作信號一般只有信號報警而不發出跳閘動作。
變壓器初次投入、長途運輸、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,直至瓦斯繼電器內充滿油。考慮安全,最好在變壓器停電時進行放氣。容量在800KVA及以上的變壓器應裝設瓦斯保護。
④差動保護:這是一種按照電力系統中,被保護設備發生短路故障,在保護中產生的差電流而動作的一種保護裝置。常用做主變壓器、發電機和並聯電容器的保護裝置,按其裝置方式的不同可分為:
A、橫聯差動保護---常用作發電機的短路保護和並聯電容器的保護,一般設備的每相均為雙繞組或雙母線時,採用這種差動保護。
B、縱聯差動保護---一般常用作主變壓器的保護,是專門保護變壓器內部和外部故障的主保護 。
⑤高頻保護:這是一種作為主系統、高壓長線路的高可靠性的繼電保護裝置。目前我國已建成的多條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裝置。高頻保護分為相差高頻保護;方向高頻保護。
相差高頻保護的基本原理是比較兩端電流的相位的保護。規定電流方向由母線流向線路為正,從線路流向母線為負。就是說,當線路內部故障時,兩側電流同相位而外部故障時,兩側電流相位差180度。方向高頻保護的基本工作原理是,以比較被保護線路兩端的功率方向,來判別輸電線路的內部或外部故障的一種保護裝置。
⑥距離保護:這種繼電保護也是主系統的高可靠性、高靈敏度的繼電保護,又稱為阻抗保護,這種保護是按照長線路 故障點不同的阻抗值而整定的。
⑦平衡保護:這是一種作為高壓並聯電容器的保護裝置。繼電保護有較高的靈敏度,對於採用雙星形接線的並聯電容器組,採用這種保護較為適宜。它是根據並聯電容器發生故障時產生的不平衡電流而動作的一種保護裝置。
⑧負序及零序保護:這是作為三相電力系統中發生不對稱短路故障和接地故障時的主要保護裝置。
⑨方向保護:這是一種具有方向性的繼電保護。對於環形電網或雙回線供電的系統,某部分線路發生故障時,而故障電流的方向符合繼電保護整定的電流方向,則保護裝置可靠地動作,切除故障點。
⑦ 電流保護是由哪幾部分組成 各部分的作用是什麼
繼電保護裝置一般由測量.邏輯和執行三大基本部分組成。其中測量部分的作用是測內量容被保護設備的物理量,如電流.電壓.阻抗.電壓電流之間的相位差等,再與給定的整定值比較,以確定電子機械繫統是否發生故障或出現不正常工作狀態,然後輸出相應的信號至邏輯元件