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继电保护装置是在电力网、发电厂、变电所及电气设备发生断线、短路、接地等故障,及过载、过热等不正常运行时及时发出信号,并使断路器自动跳闸,切断故障通路的一种自动装置。
继电保护装置在大多数情况下是由几个继电器组成的自动装置、按其工作原理分有:过电流保护、电流速断保护,过(欠)电压保护、差动保护、瓦斯保护、单相接地保护等。对继电保护的基本要求是良好的选择性、反应故障的快速性、灵敏性、可靠性及投资维护的经济性。
一、过电流保护装置
过电流保护是一种最基本的电流保护,用来反应短路故障及严重的过载故障。保护对象广泛:如线路、发电机、变压器和各种负载等。过电流保护一般带有动作时限,可分为定时限和反时限两种。
所谓定时限过电流保护是不管故障电流超过整定值多少、其动作时间是一定的。若动作时间与故障电流成反比变化,即故障电流超过整定值越多,动作时间越快,则称为反时限过电流保护。下图所示是过电流保护的方框图。图中启动、时限、信号、出口各个环节分别是电流继电器、时间继电器、信号继电器、中间继电器。
当线路出现短路故障时,通过电流互感器TA,电流继电器检测出故障并启动,经过时间环节的延时后,再利用中间继电器使断路器QF跳闸,同时通过信号继电器发出灯光及音响信号。
过电流保护的主要优点是结构简单、可靠、经济、缺点是随着电网延伸段数的增多,靠边电源的过载电流保护装置的时限将很长,有时长到不能允许的程度。此外,当负荷电流很大时,保护的灵敏度往往不能满足要求。
二、电流速度保护
这是另一种电流保护。这种保护没有延时性,是瞬时动作的,上右图去掉时限环节,即为速断保护框图。速断保护通常与过电流保护配合使用。构成所谓“两段式保护”。
电流速断保护突出优点是结构简单、动作迅速、可靠、经济,缺点是保护范围运行方式的影响很大,无时限的速断保护不能保护电路的全长。为了弥补这一缺陷,常采用略带时限的速断保护,即延时速断保护。
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