选择性
当故障发生时,保护方案要求只跳开那些为隔离故障所必须跳开的断路器。选择性跳闸的这个性质也称作识别,它是通过两种通用的方法实现的。
时间级差
相邻区域的保护系统被安排按照这样的动作时间进行动作,即在故障发生时,根据故障电流流经的次序,对动作时间进行分级。虽然有多个保护装置可能响应这个故障。但只有那些和故障区域有关的保护可以完成跳闸功能。其他的保护只能进行不完全动作,然后就复归。响应的速度通常取决于故障的严重程度,并且通常要慢于单元式保护系统。
单元式保护系统
有可能设计单元式保护系统,它只对发生在清晰定义好的保护区内的故障条件作出响应。这种保护系统就是通常所说的单元式保护。某些单元式保护类型有特定的名称,如限制性接地保护或差动保护。单元式保护可以应用于整个电力系统,并且由于它不涉及时间级差,其动作速度相对比得快。其响应时间通常与故障的严重程度无关。
单元式保护通常涉及对根据电流互感器位置定义的保护区边界的各个量进行比较,这个比较可以通过直接的硬接线进行,也可以通过通信联系进行。然而,某些保护系统会从电力系统的配置中导出它的限制条件,也可以被归类为单元是保护,如应用于变压器高压三角绕组的接地保护。无论采用哪种方法,必须记住,选择性不仅仅是保护设计本身的问题,它也取决于电流互感器和带有适当保护定值选择的继电器的正确配合,保护定值的选择要考虑到以下变量的可能变化范围,如故障电流,最大负荷电流,系统阻抗和其他需要考虑的相关因素。
稳定性
“稳定性”一词通常与保护方案有关,它是指保护系统保持不变保护区外各种条件变化影响的能力。例如,这些情况可能是穿越性负荷电流和外部故障条件等。
动作速度
保护系统的功能是尽可能快地隔离电力系统中的故障。其主要目标是通过消除可能导致大面积失去同步以及随之而来的电力系统崩溃的各种扰动,来保证供电的连续性。
随着电力系统负荷的增长,系统两侧母线电压的相位差也在增加。因此。当系统遭遇故障时,失去同步的可能性也在增加。允许故障存在于系统中的时间越短,系统就可以承担更多的负荷。图2.8给出了不同故障类型条件下,系统负荷与故障清除时间之间的典型关系。需要注意的是,相比简单的接地故障,相间故障对系统稳定性有更加显著的影响,因此需要更快地清除。
然而,系统稳定性不是唯一的考虑因素。保护的快速动作确保故障造成的损失减到最小,因为故障期间释放的能量与故障电流的平方和故障持续时间的乘积成正比。因此,保护必须尽快动作,但是动作速度的确定必须权衡经济因素。配电线路并不需要快速清除故障,因此通常利用嗲时间级差的保护系统进行保护。发电厂和超高压系统需要保护尽可能地快动作。此时,唯一的限制因素就是必须保证正确动作,因此单元式保护系统成为自然的选择。
灵敏性
灵敏性是用来表示继电器或整个保护方案的最小动作水平(电流,电压,功率等)的常见术语。如果一次动作参数较低。继电器或保护方案可以称为灵敏的。
对更老式的机电式继电器而言,灵敏性可以用测量元件运动的灵敏性进行考虑,它通过继电器本身产生动作的伏安消耗进行测量。对于现代的数字式和数值式继电器,可实现的灵敏性几乎不受器件设计的限制,而是受其应用和CT/VT参数的限制。
