電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的基本要求

繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中要想起到以上作用，則在技術(shù)上必須滿足四個(gè)基本要求，即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。以下分別說明。

一、選擇性

指繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)，只能選擇故障元件從電力系統(tǒng)中切除，而保證非故障元件能繼續(xù)安全運(yùn)行，使故障造成的停電范圍最小。如圖所示

繼電保護(hù)線路原理圖

當(dāng)d點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，由保護(hù)4跳開斷路器4DL，則故障元件CD線路及變電站母線D停電，這是有選擇性的。若由保護(hù)3跳開斷路器3DL或由保護(hù)1、保護(hù)2分別跳開斷路器1DL和2DL，雖然故障切除了，但停電范圍擴(kuò)大，這是無選擇性動(dòng)作。

在電力系統(tǒng)中，為了使故障能可靠的被切除，一個(gè)電氣元件通常裝有多套保護(hù)裝置，人們將這些保護(hù)裝置分別稱為主保護(hù)、后備保護(hù)及輔助保護(hù)。 在此，介紹繼電保護(hù)的幾個(gè)基本概念：

主保護(hù)：反應(yīng)被保護(hù)元件上的故障，并能在較短（符合系統(tǒng)要求）的時(shí)間內(nèi)將故障切除的保護(hù)

后備保護(hù)：在主保護(hù)不能動(dòng)作時(shí)，該保護(hù)動(dòng)作將故障切除。根據(jù)保護(hù)范圍和裝設(shè)位置的不同有“近后備”和“遠(yuǎn)后備”兩種方式。

1.近后備：一般和主保護(hù)一起裝在所要保護(hù)的電氣元件上，只當(dāng)本元件主保護(hù)拒絕動(dòng)作時(shí)，它才有動(dòng)作，將所保護(hù)元件上的故障切除，如上圖中，若4DL處裝有兩套保護(hù)，一套主保護(hù)，一套近后備保護(hù)。當(dāng)d點(diǎn)故障時(shí)，則首先由主保護(hù)跳開4DL，若主保護(hù)拒動(dòng)，則近后備保護(hù)動(dòng)作將4DL跳開。可見近后備保護(hù)動(dòng)作造成的停電范圍不會(huì)擴(kuò)大，但切除故障的時(shí)間比主保護(hù)長。

2.遠(yuǎn)后備：當(dāng)相鄰電氣元件上發(fā)生故障、相鄰電氣元件主保護(hù)或金保護(hù)拒絕動(dòng)作時(shí)，它動(dòng)作將故障切除。顯然主保護(hù)和遠(yuǎn)后備分別裝在不同的電氣元件上。如上圖中的保護(hù)4和保護(hù)3.當(dāng)d點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，按選擇性要求本應(yīng)保護(hù)4的主保護(hù)動(dòng)作。但若主保護(hù)4或斷路器4DL由于裝置本身的問題不能動(dòng)作，故障將繼續(xù)存在。此時(shí)若由保護(hù)3跳開斷路器3DL，雖然停電范圍擴(kuò)大，但是故障被切除了，此時(shí)保護(hù)3稱為保護(hù)4的“遠(yuǎn)后備”保護(hù)。可見，遠(yuǎn)后備保護(hù)3動(dòng)作造成的停電范圍擴(kuò)大了，且切除故障的時(shí)間比相鄰元件的主保護(hù)和遠(yuǎn)后備保護(hù)的時(shí)間都長。但此時(shí)它的動(dòng)作仍是有選擇性的；

3.輔助保護(hù)：為了彌補(bǔ)主保護(hù)在某些性能上的不足或?yàn)榱思铀偾谐巢糠止收隙O(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單保護(hù)。

二、速動(dòng)性

指保護(hù)裝置動(dòng)作的時(shí)間應(yīng)盡量段。故障切除時(shí)間包括繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和斷路器的跳閘時(shí)間。保護(hù)動(dòng)作速度快，切除故障的時(shí)間就短，這可以減小故障元件的損壞程度，縮短用戶在低壓下的工作時(shí)間，提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。現(xiàn)代電氣元件配置的微機(jī)主保護(hù)都是快速動(dòng)作的，它的動(dòng)作時(shí)間取決于保護(hù)裝置本身的技術(shù)性能。但是，也不能片面追求保護(hù)的快速動(dòng)作，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況，按系統(tǒng)穩(wěn)定性要求和繼電保護(hù)整定配合的需要來確定保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。

三、靈敏性

指繼電保護(hù)器保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生的故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。即保護(hù)裝置對(duì)規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)的故障應(yīng)不管短路點(diǎn)位置遠(yuǎn)近、短路類型如何，均能敏銳感覺，正確反映。保護(hù)靈敏性的好壞通常用靈敏系數(shù)（Klm）的大小來衡量。靈敏系數(shù)Klm的計(jì)算公式為：

對(duì)反映故障參數(shù)大于整定值而動(dòng)作的保護(hù)

保護(hù)范圍末端發(fā)生金屬性短路時(shí)故障參數(shù)的最小計(jì)算值

Klm=—————————————————————————

保護(hù)的整定值

對(duì)反映故障參數(shù)小于整定值而動(dòng)作的保護(hù)

保護(hù)的整定值

Klm=—————————————————————————

保護(hù)范圍末端發(fā)生金屬性短路時(shí)故障參數(shù)的計(jì)算值

對(duì)各類保護(hù)的靈敏系數(shù)應(yīng)滿足規(guī)程要求。

四、可靠性

指保護(hù)在應(yīng)該動(dòng)作時(shí)，不要拒動(dòng)；在不應(yīng)該動(dòng)作時(shí)，不要誤動(dòng)。一般說來，保護(hù)的可靠性決定于保護(hù)裝置的質(zhì)量、接線及運(yùn)行維護(hù)調(diào)試水平。

對(duì)動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)都應(yīng)滿足以上四個(gè)基本要求，但在一套保護(hù)中，以上四個(gè)性能之間往往存在矛盾，如為了提高選擇性，往往要降低速動(dòng)性；為了獲得較高的靈敏度，有時(shí)必須降低可靠性。因此，必須從電力系統(tǒng)的實(shí)際出發(fā)，適當(dāng)處理“四性”之間的矛盾，使保護(hù)能滿足系統(tǒng)的要求。