三段式继电保护器的作用与功能综述

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1、第一章三段式继电保护器的作用与功能综述1.继电保护装置当电力系统的电力元件（如发电机，线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令已终止这些事件发展的一种自动化措施和设备，一般称为继电保护装置。继电保护装置的基本任务（1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，是故障元件免于继续遭到破坏，并保证其他无故障元件迅速恢复正常运行。（2）反映电气元件不正常运行情况，并根据不正常运行情况的种类和电气元件维护条件，发出信号，由运行人员进行处理或自动地进行调整或将那些继续运行会引起事故的电

2、气元件予以切除。反应不正常运行情况的继电保护装置允许带有一定的延时动作。（3）继电保护装置还可以和电力系统中其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。综上所述，继电保护在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性。所以继电保护装置是电力系统中重要的组成部分，是保证电力系统安全和可靠的重要技术措施之一。2.三段式电流保护因为无时限电流速断保护，带时限电流速断保护工作时都不能为被保护元件提供全面可靠的保护，所以通常采用三段式电流保护，即由无时限电流速断保护作为第Ⅰ段保护，带时限电

3、流速断保护作为第Ⅱ段保护，定时限过电流保护作为第Ⅲ段保护，构成一整套保护装置。2.1无时限电流速断保护无时限电流速断保护又称为第Ⅰ段电流保护或瞬动Ⅰ段电流保护，其工作原理由下图表示：为了保证保护动作的选择性，将保护范围严格限制在本线路以内，就应是保护的动作电流大于最大运行方式下线路末端发生三相短路时的短路电流，即,式中为可靠系数，当采用电磁型继电器时，取1.2～1.3.由此可知，无时限电流速断保护最大范围小于线路L的全长，说明无时限电流速断保护只能保护线路的一部分，不能保护线路的的全长。无时限电流速断保护的灵敏度可用其保护范围占线路全长的百分数来表示,即m=×100%。

4、通常在最大运行方式要求m50%,在最小运行方式下两相短路时m不小于15%～20%.2.2带时限电流速断保护无时限电流速断保护虽能实现快速动作，但不能保护线路全长。因此需装设第Ⅱ段保护，即带时限电流速断保护，来反映无时限电流速断保护外的区域。其工作原理图如下为缩短保护的动作时限，要求带时限电流速断延伸至下一线路的保护范围不能超出下一条线路无时限电流速断的保护范围，即>,=式中为可靠系数，考虑到非周期分量的衰减一般取1.1～1.2保护动作时间=+灵敏度校验=与无时限电流速断保护相对比带时限电流速断保护有灵敏系数高，保护范围大的优点，但只能较好地作为本线路的近后备保护，不能完

5、全作邻下一线路的远后备保护。2.3定时限过电流保护无时限电流速断保护和带时限电流速断保护能保护线路全长，可作为线路的主保护，但为防止主保护发生拒动，通常采用定时过电流保护作为后备保护，用来作为本线路的近后备和下条线路的远后备。正常运行时，线路流过负荷电流，保护不动。当线路发生短路故障时，保护启动，经过保证选择性的延时动作，将故障切除。动作电流整定原则保证本线路正常运行时，本保护不动>当相邻元件故障切除后，本保护要可靠返回<电流整定值为=保护动作时间=+∆t灵敏度校验近后备:=远后备:2.4三段式电流保护装置由无时限电流速断保护、带时限电流速断保护、定时限过电流保护，构成

6、一整套保护装置。其中Ⅰ段无时限电流速断保护，Ⅱ段带时限电流速断保护是主保护，Ⅲ段定时限过电流保护是后备保护。其工作特性曲线如下第二章智能三段式数字保护器的基本设想1.智能继电器所谓智能继电器，就是以微处理器为控制核心，完成信号的输入输出及其转换，按指定规则算法进行计算、控制、处理，实现对保护元件的监控与保护，并能与上位控制计算机进行通信，完成信息交换。1.设计方案本系统采用PIC18F458为核心的单片机系统，单片机就是将中央处理器（CPU），随机访问存储器（RAM）,只读存储器（ROM）定时计数器和多种接口电路集成到一块集成电路芯片上构成的微型计算机，它具有体积小，功

7、耗低，可靠性高，抗干扰能力强，控制功能强，价格便宜等特点。单片机应用的意义不仅在于它的广阔范围以及它所带来的经济效益，更重要的还在于从根本上改善传统的控制系统设计思路和设计方法。实现其智能化控制能有效地节省人力物力，最主要的是能更好地节约能源，降低成本，提高经济效益。避免了不必要的热能和电能浪费，又可起到实时监控的作用。1.1仪用电流互感器电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。电力系统使用的电流互感器，为了和微机继电保护装置接口，必须首先变换成mA级的小电流信号，在通过