繼電保護測試儀的電壓電流保護

繼電保護測試儀主要是利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)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(gòu)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(nèi)故障時伴隨產(chǎn)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(shù)情況下，不管反應(yīng)哪種物理量，繼電保護裝置都包括測量部分（和定值調(diào)整部分）、邏輯部分、執(zhí)行部分。

  ①、電力系統(tǒng)運行中的參數(shù)（如電流、電壓、功率因數(shù)角）在正常運行和故障情況時是有明顯區(qū)別的。繼電保護裝置就是利用這些參數(shù)的變化，在反映、檢測的基礎(chǔ)上來判斷電力系統(tǒng)故障的性質(zhì)和范圍，進而作出相應(yīng)的反應(yīng)和處理（如發(fā)出警告信號或令斷路器跳閘等）。

  ②、繼電保護測試儀的原理框圖分析：

  A、取樣單元---它將被保護的電力系統(tǒng)運行中的物理量（參數(shù)）經(jīng)過電氣隔離并轉(zhuǎn)換為繼電保護裝置中比較鑒別單元可以接受的信號，由一臺或幾臺傳感器如電流、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(fā)出何種信號。（正常狀態(tài)、異常狀態(tài)或故障狀態(tài)）比較鑒別單元可由4只電流繼電器組成，二只為速斷保護，另二只為過電流保護。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(dāng)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(fā)出使斷路器zui終掉閘的信號；若電流信號小于整定值，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(jù)比較環(huán)節(jié)輸出量的大小、性質(zhì)、組合方式出現(xiàn)的先后順序，來確定保護裝置是否應(yīng)該動作；由時間繼電器、中間繼電器等構(gòu)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(zhí)行單元---故障的處理通過執(zhí)行單元來實施。執(zhí)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(gòu)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(shè)備的多少而增減；交流電壓一般為220伏，功率1KVA以上。
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(shè)備或線路中可能出現(xiàn)的zui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(shè)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(shè)有一個相應(yīng)的級差。

  B、電流速斷保護---是按照被保護設(shè)備或線路末端可能出現(xiàn)的zui大短路電流或變壓器二次側(cè)發(fā)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(shè)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zui大負荷電流時，電流繼電器不應(yīng)動作，而本級線路上發(fā)生故障時，電流繼電器應(yīng)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(cè)的電流繼電器測量電流大小→時間繼電器設(shè)定動作時間→信號繼電器發(fā)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(guān)，動作時間是恒定的。（人為設(shè)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(tǒng)中常用感應(yīng)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(tǒng)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zui大運行方式（即通過本線路的電流為zui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(guī)程要求zui小保護范圍不應(yīng)小于線路全長的15％。另外，被保護線路的長短也影響速斷保護的特性，當(dāng)線路較長時，保護范圍就較大，而且受系統(tǒng)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?xí)s短為零。

    ②、電壓保護：（按照系統(tǒng)電壓發(fā)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(dǎo)致電氣設(shè)備損壞而裝設(shè)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(cè)裝設(shè)避雷器主要用來保護開關(guān)設(shè)備、變壓器；變壓器低壓側(cè)裝設(shè)避雷器是用來防止雷電波由低壓側(cè)侵入而擊穿變壓器絕緣而設(shè)的。

  B、欠電壓保護---防止電壓突然降低致使電氣設(shè)備的正常運行受損而設(shè)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。主要用于三相三線制中性點絕緣（不接地）的電力系統(tǒng)中。零序電流互感器的一次側(cè)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(cè)零序電流為零（相量和），二次側(cè)內(nèi)有很小的不平衡電流。當(dāng)線路發(fā)生單相接地時，接地零序電流反映到二次側(cè)，并流入電流繼電器，當(dāng)達到或超過整定值時，動作并發(fā)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(nèi)部發(fā)生故障時，短路電流所產(chǎn)生的電弧使變壓器油和其它絕緣物產(chǎn)生分解，并產(chǎn)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(zhì)可分為輕瓦斯和重瓦斯，當(dāng)故障嚴重時（重瓦斯）氣體繼電器觸點動作，使斷路器跳閘并發(fā)出報警信號。輕瓦斯動作信號一般只有信號報警而不發(fā)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(nèi)充滿油。考慮安全，在變壓器停電時進行放氣。容量在800KVA及以上的變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。

  ④差動保護：這是一種按照電力系統(tǒng)中，被保護設(shè)備發(fā)生短路故障，在保護中產(chǎn)生的差電流而動作的一種保護裝置。常用做主變壓器、發(fā)電機和并聯(lián)電容器的保護裝置，按其裝置方式的不同可分為：

  A、橫聯(lián)差動保護---常用作發(fā)電機的短路保護和并聯(lián)電容器的保護，一般設(shè)備的每相均為雙繞組或雙母線時，采用這種差動保護。

  B、縱聯(lián)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(nèi)部和外部故障的主保護 。

  ⑤高頻保護：這是一種作為主系統(tǒng)、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(guī)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(dāng)線路內(nèi)部故障時，兩側(cè)電流同相位而外部故障時，兩側(cè)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(nèi)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(tǒng)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：這是一種作為高壓并聯(lián)電容器的保護裝置。繼電保護有較高的靈敏度，對于采用雙星形接線的并聯(lián)電容器組，采用這種保護較為適宜。它是根據(jù)并聯(lián)電容器發(fā)生故障時產(chǎn)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(tǒng)中發(fā)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。對于環(huán)形電網(wǎng)或雙回線供電的系統(tǒng)，某部分線路發(fā)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。