常见微机保护的类型及保护功能

一、常见微机保护的类型及保护功能

微机保护装置集测量、控制、监视、保护、通信等多种功能于一体的电力自动化高新技术产品,是构成智能化开关柜的理想电器单元。主要应用有进出线线路保护、母联分段保护、进线或母联备自投保护、厂用变压器保护、高压电动机保护、高压电容器保护、高压电抗器保护,差动保护、后备保护、PT测控装置还有微机型零序电流保护等。

保护功能有定时限/反时限保护、后加速保护、过负荷保护、负序电流保护、零序电流保护、单相接地选线保护、过电压保护、低电压保护、失压保护、零序电压保护、低周减载保护、低压解列保护、重合闸保护、备自投保护、过热保护、过流保护、逆功率保护、差动保护、启动时间过长保护、非电量保护等。

二、各个保护功能原理解析

1、电力系统的运行方式

1）最大运行方式是指系统在该方式下运行时，具有最小的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最大，系统中所有元件全部投入运行，选定的接地中性点全部接地。

2）最小运行方式是指系统在该方式下运行时，具有最大的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最小，根据系统长时间出现的最小负荷，投入数量最少而经济效益最高的机组、线路和接地点。

2 、相间保护时电流电压保护的配置原则

1） 第一段采用无时限方向电压速断保护 ：无时限方向电压速断保护一般必须附加方向元件，以防止保护背侧短路时电压下降引起保护误动作。存在缺点，在电网中一般不推荐采用。

2） 保护的第二段采用限时电流速断保护：限时电流速断保护（过流II段），是反映电流短路时，带延时保护线路全长的电流保护。要求以较小的时限快速切断全线范围内的故障。保护范围能到下一条线路的80%全长，作为电流速断保护的后备保护，动作有一定的时限，通长为0.35～0.6秒，多取0.5秒，以保证动作的“选择性”；

3） 保护第三段主要采用各类过电流保护：限时过电流是反映电流短路时，带延时保护下一条线路全长的电流保护。作为近后备，应在过流I段、过流II段拒动时，能保护本线路全长。作为远后备，应在下一条线路的过流I段、过流II段拒动时，能保护下一条线路的全长；动作有一定的时限，以保证动作的“选择性”；过流III段的启动值，应大于可能出现的最大负荷。

在过流III段保护中同时采用低电压来判断线路是否发生故障，采用它的目的是，线路上有电动机启动时，由于启动电流很大，而且启动时间较长，可能会引起过流III段误动，但低电压测量元件因安装处母线电压较高，不会动作，从而保证“选择性”和“可靠性”。

4）带方向的电流保护

微机保护装置设有一段零序过电流保护，通过设备保护压板控制投退。

在不接地或小电流接地系统，在系统中发生接地故障时，其接地故障点零序电流基本为电容电流，且幅值很小，用装置接地保护功能，采用小电流接地选线获得接地间隔，下达跳闸指令。

在经小电阻接地系统中，接地零序电流相对较大，采用直接跳闸，装置中有零序过电流继电器，在某些不接地系统中，电缆出线较多，电容电流较大，可以采用零序电流继电器直接跳闸。

6）自动重合闸保护功能

电力系统运行经验表明，架空线路故障大都是“瞬时性”的，如（雷击线路、大风引起的碰线、通过鸟类或树枝在导线上引起短路等），故利用重合闸可以保证系统继续供电，提高供电可靠性，缩短停电时间。

自动重合闸的基本要求：自动重合闸的是人为操作闭锁（手合、遥合）；人为合闸在故障上闭锁重合闸；当断路器处于不正常状态（操作机构中气压、油压、液压降低等）时闭锁重合闸；

自动重合闸动作时限的要求：原则上越短越好，但应力争重合成功，要保证故障点电弧熄灭、绝缘恢复；

7）过负荷保护功能

微机保护装置设有过负荷功能，动作条件是各相电流均大于电流定值，过负荷可通过定值选择动作于跳闸或告警，投跳闸时，跳闸后闭锁重合闸。

8）低频减载保护功能

低频减载带有可投退的滑差闭锁功能，低频减载与滑差闭锁的频率定值及动作时限可单独整定。滑差闭锁用于快速减载，当系统发生故障引起频率急剧下降，或系统、TV回路故障暂态过程造成电压波形畸变时，利用滑差闭锁区分故障情况和真正的有功缺额。

9）控制回路异常告警

微机保护装置采集断路器的调位和合位，当控制电源正常、断路器辅助触点正常时，必有且只有一个跳位或合位，否则，经3s延时报控制回路异常告警信号，同时重合闸放电，但不闭锁保护。

微机保护需要硬件和软件的配合才能实现保护原理和功能，缺一不可。甚至从某种程度说，软件才代表保护装置的技术内涵和特点，为同一套硬件配上不同的软件，就构成不同的特性或是不同功能的保护，正是这样微机保护具有超越模拟继电器装置的灵活性、开放性和适应性。