電力系統(tǒng)繼電保護(hù)基本要求及工作原理的設(shè)計(jì)及演示
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展經(jīng)歷了機(jī)電型、整流型、晶體管型和集成電路型幾個(gè)階段后，發(fā)展到了微機(jī)保護(hù)階段。微機(jī)繼電保護(hù)的發(fā)展史微機(jī)繼電保護(hù)指的是以數(shù)字式計(jì)算機(jī)（包括微型機(jī)）為基礎(chǔ)而構(gòu)成的繼電保護(hù)。
最早的繼電保護(hù)裝置是熔斷器。以后出現(xiàn)了以斷路器為核心的電磁式繼電保護(hù)裝置、電子式靜態(tài)繼電保護(hù)裝置，發(fā)展迅速的以遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的微機(jī)型繼電保護(hù)裝置；
一、繼電保護(hù)裝置的基本要求：
1.選擇性：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置只將故障設(shè)備切除，使停電范圍盡量縮小，保證無故障部分繼續(xù)運(yùn)行。
2.速動(dòng)性：電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，要求能快速切除故障以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性；減少用戶在電壓降低的異常情況下的運(yùn)行時(shí)間，使電動(dòng)機(jī)不致因電壓降低時(shí)間過長而處于停止轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，并利于電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)，以加速恢復(fù)正常運(yùn)行的進(jìn)程；此外，還可避免擴(kuò)大事故，減輕故障元件的損壞程度。
3.靈敏性：是指保護(hù)對其保護(hù)范圍內(nèi)的故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力，對于保護(hù)范圍內(nèi)故障，不論短路點(diǎn)的位置在哪里，短路類型如何，運(yùn)行方式怎樣變化，保護(hù)均應(yīng)靈敏正確地反應(yīng)。
4.可靠性：就是在保護(hù)范圍以內(nèi)發(fā)生屬于它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，不應(yīng)該由于它本身的缺陷而拒絕動(dòng)作；而在其它任何不屬于它動(dòng)作的情況下，不應(yīng)該誤動(dòng)作。 [1]
二、繼電保護(hù)的基本概念
在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，外界因素（如雷擊、鳥害等）、內(nèi)部因素（絕緣老化，損壞等）及操作等，都可能引起各種故障及不正常運(yùn)行的狀態(tài)出現(xiàn)，常見的故障有：單相接地；三相短路；兩相短路；兩相接地短路；斷線等。
電力系統(tǒng)非正常運(yùn)行狀態(tài)有：過負(fù)荷，過電壓，非全相運(yùn)行，振蕩，次同步諧振，同步發(fā)電機(jī)短時(shí)失磁異步運(yùn)行等。
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障和不正常運(yùn)行情況時(shí)，用于快速切除故障，消除不正常狀況的重要自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備。電力系統(tǒng)發(fā)生故障或危及其安全運(yùn)行的事件時(shí)，他們能及時(shí)發(fā)出告警信號(hào)，或直接發(fā)出跳閘命令以終止事件。
1.繼電保護(hù)的基本任務(wù)
1)自動(dòng)迅速，有選擇的跳開特定的斷路器
2)反映電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)
2.電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)的基本要求
速動(dòng)性，選擇性，靈敏性，可靠性。
三、電力系統(tǒng)發(fā)生短路可能產(chǎn)生的后果
1.故障點(diǎn)所燃燒電弧使故障原件損壞。
2.短路電流通過非故障原件，產(chǎn)生發(fā)熱和電動(dòng)力，使非故障原件損壞或降低使用壽命。
3.電力系統(tǒng)部分地區(qū)電壓降低，影響用戶工作穩(wěn)定性或影響工廠產(chǎn)品質(zhì)量。
4.破壞電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定。
四、繼電保護(hù)裝置的作用
在工廠供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，必須有相應(yīng)的保護(hù)裝置將故障部分及時(shí)地從系統(tǒng)中切除，以保證非故障部分的繼續(xù)工作，或發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便值班人員檢查并采取消除故障的措施。
繼電保護(hù)裝置即各種不同類型的繼電器，以一定的方式連接與組合，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作，作用于斷路脫扣線圈或給出報(bào)警信號(hào)，以達(dá)到對系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的目的。
五、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的保護(hù)原理
繼電保護(hù)裝置必須具有正確區(qū)分被保護(hù)元件是處于正常運(yùn)行狀態(tài)還是發(fā)生了故障，是保護(hù)區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的功能。保護(hù)裝置要實(shí)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(chǔ)來構(gòu)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(shí)故障點(diǎn)與電源之間的電氣設(shè)備和輸電線路上的電流將由負(fù)荷電流增大至大大超過負(fù)荷電流。
(2) 電壓降低。當(dāng)發(fā)生相間短路和接地短路故障時(shí)，系統(tǒng)各點(diǎn)的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點(diǎn)，電壓越低。
(3) 電流與電壓之間的相位角改變。正常運(yùn)行時(shí)電流與電壓間的相位角是負(fù)荷的功率因數(shù)角，一般約為20°，三相短路時(shí)，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(hù)反方向三相短路時(shí)，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(diǎn)(保護(hù)安裝處)電壓與電流之比值。正常運(yùn)行時(shí)，測量阻抗為負(fù)荷阻抗；金屬性短路時(shí)，測量阻抗轉(zhuǎn)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(shí)，出現(xiàn)相序分量，如兩相及單相接地短路時(shí)，出現(xiàn)負(fù)序電流和負(fù)序電壓分量；單相接地時(shí)，出現(xiàn)負(fù)序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運(yùn)行時(shí)是不出現(xiàn)的。
利用短路故障時(shí)電氣量的變化，便可構(gòu)成各種原理的繼電保護(hù)。
六、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)演示
1.安全保護(hù)體系:
1)三相四線制電源輸入后經(jīng)隔離輸出（浮地設(shè)計(jì)），總電源由三相鑰匙開關(guān)控制，設(shè)有三相帶燈熔斷器作為斷相指示與保護(hù)。
2)控制屏電源由接觸器通過起、停按鈕進(jìn)行控制。
3)屏上裝有電壓型漏電保護(hù)裝置和一套電流型漏電保護(hù)裝置，控制屏內(nèi)、外或強(qiáng)電輸出若有漏電現(xiàn)象發(fā)生，即告警并切斷總電源，確保實(shí)驗(yàn)安全。
4)三相調(diào)壓器原、副邊設(shè)有過流保護(hù)技術(shù)，相間、線間過電流或直接短路均能自動(dòng)保護(hù)。
2.技術(shù)性能：
1)輸入電源：三相四線 380V±10% 50Hz
2)工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度＜85%（25℃）
3)裝置容量：＜1.5kVA
4)外形尺寸：160cm×73cm×160cm
5)電腦桌 60×60×120cm
3.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:
1)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
(1) 模擬系統(tǒng)短路實(shí)驗(yàn)
(2) 保護(hù)裝置靜態(tài)試驗(yàn)
(3) 微機(jī)保護(hù)裝置基本功能試驗(yàn)
(4) 微機(jī)定時(shí)限過電流保護(hù)
(5) 微機(jī)無時(shí)限電流速斷保護(hù)
(6) 微機(jī)帶時(shí)限電流速斷保護(hù)
(7) 階段式電流保護(hù)
(8) 電流電壓連鎖保護(hù)
(9) 階段式過電流保護(hù)與自動(dòng)重合閘后加速
(10) 其它線路保護(hù)形式研究
(11) 零序電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(12) 過負(fù)荷保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(13) 低壓減載實(shí)驗(yàn)
(14) 變壓器三段式復(fù)合電壓過流保護(hù)
(15) 變壓器反時(shí)限過流保護(hù)
(16) 變壓器兩段式定時(shí)限負(fù)序過流保護(hù)
(17) 變壓器定時(shí)限零序過流保護(hù)
(18) 變壓器反時(shí)限零序過流保護(hù)
(19) 變壓器過負(fù)荷保護(hù)
(20) 變壓器低電壓保護(hù)
(21) 非電量保護(hù)
2)電磁型繼電器特性與保護(hù)
(1) 電磁型電流繼電器和電壓繼電器實(shí)驗(yàn)
(2) 電磁型時(shí)間繼電器實(shí)驗(yàn)
(3) 電磁型中間繼電器實(shí)驗(yàn)
(4) 信號(hào)繼電器實(shí)驗(yàn)
(5) 6～10KV線路過電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)
(6) 電流速斷保護(hù)
(7) 兩段式過電流保護(hù)
(8) 電流閉鎖電壓速斷保護(hù)
3)SCADA實(shí)驗(yàn)
(1) 遙測、遙控、遙信實(shí)驗(yàn)
品牌理念 
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