继电保护装置的作用及保护动作的基本原理

  继电保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。对于作用于继电器跳闸的继电保护，应同时满足四个基本要求，而对于作用于信号以及只反映不正常的运行情况的继电保护装置，这四个基本要求中有些要求可以降低。

  继电保护装置的基本原理：

  继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。

  电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：

  (1)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。

  (2)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。

  (3)电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60°～85°，而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180°+(60°～85°)。

  (4)测量阻抗发生变化。测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值。正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗;金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。

  不对称短路时，出现相序分量，如两相及单相接地短路时，出现负序电流和负序电压分量;单相接地时，出现负序和零序电流和电压分量。这些分量在正常运行时是不出现的。

  利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。此外，除了上述反应工频电气量的保护外，还有反应非工频电气量的保护，如瓦斯保护等。

  在电力系统中，如果一次系统没有故障，而保护发生了误动，那么将影响对用户的可靠供电，若重负荷线路发生误动跳闸，还有可能引起系统振荡事故，破坏系统的安全稳定运行;如果一次系统发生了短路故障，但保护拒动，将扩大事故范围，甚至损坏电力设备。

  为了使保护真正起到对电力系统的保护与控制作用，必须使保护整体处于良好的运行状态，使得各相关元件及设备特性优良、回路接线正确、定值及动作特性正确。所以必须定期的采用继电保护测试仪、继电保护校验仪等继电保护试验装置加强对继电保护的检验质量。