电力系统对继电保护的基本要求

电力系统对继电保护的基本要求

    继电保护在电力系统中要想起到以上作用，则在技术上必须满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。以下分别说明。

一、选择性

    指继电保护动作时，只能选择故障元件从电力系统中切除，而保证非故障元件能继续安全运行，使故障造成的停电范围最小。如图所示

    继电保护线路原理图

     当d点出现故障时，由保护4跳开断路器4DL，则故障元件CD线路及变电站母线D停电，这是有选择性的。若由保护3跳开断路器3DL或由保护1、保护2分别跳开断路器1DL和2DL，虽然故障切除了，但停电范围扩大，这是无选择性动作。

在电力系统中，为了使故障能可靠的被切除，一个电气元件通常装有多套保护装置，人们将这些保护装置分别称为主保护、后备保护及辅助保护。 在此，介绍继电保护的几个基本概念：

    主保护：反应被保护元件上的故障，并能在较短（符合系统要求）的时间内将故障切除的保护

     后备保护：在主保护不能动作时，该保护动作将故障切除。根据保护范围和装设位置的不同有“近后备”和“远后备”两种方式。

    1.近后备：一般和主保护一起装在所要保护的电气元件上，只当本元件主保护拒绝动作时，它才有动作，将所保护元件上的故障切除，如上图中，若4DL处装有两套保护，一套主保护，一套近后备保护。当d点故障时，则首先由主保护跳开4DL，若主保护拒动，则近后备保护动作将4DL跳开。可见近后备保护动作造成的停电范围不会扩大，但切除故障的时间比主保护长。

    2.远后备：当相邻电气元件上发生故障、相邻电气元件主保护或金保护拒绝动作时，它动作将故障切除。显然主保护和远后备分别装在不同的电气元件上。如上图中的保护4和保护3.当d点出现故障时，按选择性要求本应保护4的主保护动作。但若主保护4或断路器4DL由于装置本身的问题不能动作，故障将继续存在。此时若由保护3跳开断路器3DL，虽然停电范围扩大，但是故障被切除了，此时保护3称为保护4的“远后备”保护。可见，远后备保护3动作造成的停电范围扩大了，且切除故障的时间比相邻元件的主保护和远后备保护的时间都长。但此时它的动作仍是有选择性的；

    3.辅助保护：为了弥补主保护在某些性能上的不足或为了加速切除某部分故障而设计的简单保护。

二、速动性

    指保护装置动作的时间应尽量段。故障切除时间包括继电保护动作时间和断路器的跳闸时间。保护动作速度快，切除故障的时间就短，这可以减小故障元件的损坏程度，缩短用户在低压下的工作时间，提高系统并列运行的稳定性。现代电气元件配置的微机主保护都是快速动作的，它的动作时间取决于保护装置本身的技术性能。但是，也不能片面追求保护的快速动作，应根据电力系统的实际情况，按系统稳定性要求和继电保护整定配合的需要来确定保护的动作时间。

三、灵敏性

    指继电保护器保护范围内发生的故障或不正常运行状态的反应能力。即保护装置对规定的保护范围内的故障应不管短路点位置远近、短路类型如何，均能敏锐感觉，正确反映。保护灵敏性的好坏通常用灵敏系数（Klm）的大小来衡量。灵敏系数Klm的计算公式为：

          对反映故障参数大于整定值而动作的保护

              保护范围末端发生金属性短路时故障参数的最小计算值

         Klm=—————————————————————————

                              保护的整定值

              对反映故障参数小于整定值而动作的保护

                              保护的整定值

         Klm=—————————————————————————

               保护范围末端发生金属性短路时故障参数的计算值

         对各类保护的灵敏系数应满足规程要求。

四、可靠性

    指保护在应该动作时，不要拒动；在不应该动作时，不要误动。一般说来，保护的可靠性决定于保护装置的质量、接线及运行维护调试水平。

    对动作于跳闸的继电保护都应满足以上四个基本要求，但在一套保护中，以上四个性能之间往往存在矛盾，如为了提高选择性，往往要降低速动性；为了获得较高的灵敏度，有时必须降低可靠性。因此，必须从电力系统的实际出发，适当处理“四性”之间的矛盾，使保护能满足系统的要求。