电力系统继电保护的基本原理是通过检测电力系统中的电气量(如电流、电压、功率、频率等)的变化来判断是否存在故障或异常情况,并采取相应的保护措施,以确保电力系统的安全稳定运行。当线路发生短路故障时,电流互感器会检测到电流的增加,如果超过设定的动作值,继电器就会动作,从而触发断路器跳闸,将故障部分从电力系统中隔离,防止故障扩大。
具体来说,继电保护装置需要具备以下功能:
故障检测:
快速检测电力系统中的故障,如短路、接地故障等,通过测量电流、电压和其他物理量来检测故障。
故障定位:
准确地确定故障的位置,通过分析故障电流、电压的变化,继电保护可以定位故障发生的位置。
保护动作:
迅速触发保护动作,切除故障,常见的保护动作包括断路器的跳闸、开关的切换等。
继电保护装置根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征来构成。故障发生后,工频电气量变化的主要特征包括:
电流增大:短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。
电压降低:当发生相间短路和接地短路故障时,系统各点的相间电压或相电压值下降,且越靠近短路点,电压越低。
根据这些电气量的变化特征,可以构成各种作用原理的继电保护,例如:
电流保护:通过测试电路中的电流来判断是否存在过载、短路等故障,当电流超过设定值时,继电器会被动作将信号发送给保护设备,从而切断故障电路。
过电压保护:通过对系统中电压进行监测和测量,当电压超过设定值时,继电器会动作,将信号传递给保护设备以避免电气设备受到损坏。
低电压保护:低电压保护基本原理与过电压保护相似,但是保护对象是电压过低的情况,当电压低于设定值时,继电器会触发保护动作,以避免设备在电压过低情况下无法正常工作。
频率保护:频率保护用于监测电力系统的频率,当频率偏离正常范围时,继电器会动作,将信号传递给保护设备,以防止电力系统发生频率过高或过低的故障。
差动保护:是一种用于保护输电线路和变压器的重要方式,通过比较被保护元件两端电流相位和大小的变化来实现保护。
综上所述,电力系统继电保护的基本原理是通过检测电气量的变化来判断故障并采取相应的保护措施,以确保系统的安全稳定运行。