電力系統保護 – 元件和重要性

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電力系統是由互聯的電氣元件網路組成，例如發電機、變壓器、輸配電線路和電力負荷。

這些元件中的每一個都對不同型別的故障或異常情況敏感。例如，變壓器可能因過載或短路而燒燬。因此，需要實施能夠保護這些昂貴電氣裝置免受損壞的系統。

這種為電力系統或其元件實施保護系統的做法被稱為電力系統保護。

在本文中，我們將詳細解釋電力系統保護在電氣工程領域中的元件、重要術語和重要性。讓我們從電力系統保護的基本定義開始。

什麼是電力系統保護？

電力系統保護是指電氣工程的一個分支，它涉及在故障或異常情況下實施保護系統以防止電力系統或其元件損壞。

電力系統保護的主要功能是從電力系統的其餘電氣網路中隔離故障段。因此，可以說電力系統保護的主要目標是透過將故障元件與健康系統隔離來保持電力系統的穩定執行。

如果在電力網路中不使用電力系統保護，則可能導致事故或財產或生命損失。在正常執行條件下，我們認為電力系統保護方案毫無用處，但我們知道正常執行條件並非總是得到保證。因此，實施正確的電力系統保護方案以確保電氣系統的安全始終非常重要。

電力系統保護的重要性

為了理解電力系統保護的重要性，讓我們考慮幾個例子。

考慮一臺電動機或任何其他電氣負荷元件。在過載使用下，這些元件/裝置從電源吸收大量電流。當電流流過電路時，裝置的導線和元件會過熱，最終可能燒燬。此外，電力浪湧或雷擊浪湧也會嚴重損壞電力系統裝置和連線導線。

此外，與電纜和導線等導體相比，許多電氣和電子元件（如變壓器）的過載承受能力非常低。

因此，我們必須提供合適的保護裝置，能夠以非常快的速度感測過載情況並開啟電路。

為了設計一個高效的保護系統，我們需要評估負載在啟動和正常執行條件下的特性。

保護系統的元件

一個典型的電氣保護系統包含以下四個主要元件：

• 電流和電壓互感器 (CT-PT)
• 保護繼電器
• 蓄電池
• 通訊通道

然而，一個實際的保護系統包含其他一些輔助裝置。但以上四個是主要元件，所以讓我們詳細討論一下這四個保護系統元件。

電流和電壓互感器

電流和電壓互感器用於將電力系統的電流和電壓的高值降低到繼電器和測量儀器的方便水平。

電流互感器用於降低高電流的值，而電壓互感器用於降低電路中高電壓的值。

保護繼電器

繼電器不過是一個自動操作的電開關。在電力保護系統中，保護繼電器用於感測或檢測故障情況並啟動故障電路的跳閘。

保護繼電器定期監測電路中的電流和電壓，如果電路中發生故障或異常情況，則觸發斷路器開啟。

蓄電池

蓄電池是保護系統的重要組成部分之一。它們主要用於在系統斷電時提供電力。

通訊通道

通訊通道是在保護系統的不同部分之間傳輸控制訊號的方式。

在電力系統保護中，通訊通道用於實現斷路器的遠端跳閘。它們還可以遠端分析線路的電流和電壓。

在電力系統中，通訊通道可以是導線或無線電通道。

與電力系統保護相關的術語

以下是與電力系統保護相關的一些重要術語及其定義：

繼電器 - 繼電器是一種電磁、機電或電子裝置，它可以使用電力訊號自動操作以執行高功率訊號的切換。

保護繼電器 - 保護繼電器是一種繼電器，它可以在電氣系統中發生任何故障或異常情況時自動操作。保護繼電器通常用於感測異常情況並跳閘斷路器，以將故障部分與系統的健康部分隔離。

斷路器 - 斷路器是一種可以手動或自動操作的電開關。它在保護系統中用於在從繼電器接收到訊號時跳閘電路。它是保護系統中將系統故障部分和健康部分分開的關鍵部件。

整定值 - 它是驅動量的閾值，例如電流或電壓，高於該值，繼電器將動作。

復位值 - 驅動量的閾值，例如電流或電壓，低於該值，繼電器斷電並恢復到其正常工作狀態，稱為復位值。

結論

總而言之，電力系統保護是電氣工程中的一個重要概念，它提高了電力系統的安全性和可靠性。它保護電力系統的元件免受故障和異常情況造成的意外損壞。

電力系統保護不過是一個互聯的元件系統，例如繼電器、斷路器、通訊通道等，旨在在發生故障時將系統的故障部分與健康部分隔離。

在電力系統中，保護系統對於最大限度地降低裝置損壞或事故造成的生命損失風險至關重要。

與電力系統保護相關的常見問題

以下是與電力系統保護相關的一些最常見問題。

1. 電力系統中的保護裝置有哪些？

電力系統中的保護裝置是可以檢測電路中異常情況並啟動斷路器跳閘的電氣或電子裝置。以下是電力系統保護中使用的一些關鍵保護裝置：

保護繼電器 - 用於感測電路中的故障或異常情況並啟動斷路器操作。

斷路器 - 它是一個自動操作的電開關，在從繼電器接收到跳閘訊號時開啟電路。

熔斷器 - 它是一種保護裝置，由金屬絲組成，在發生故障且電路中流過大電流時會熔斷。

通訊通道 - 它是一個將保護系統的不同元件連線在一起並允許訊號傳輸的網路。

2. 為什麼需要電力系統保護？

電力系統包含若干昂貴且敏感的裝置，例如變壓器、發電機、測量儀器等。

系統中發生的故障可能會損壞這些裝置，並可能因電氣事故而造成財產或生命損失。因此，必須實施電氣保護系統以保護電力系統免受故障或異常情況的影響。

3. 電力系統中的故障是什麼？

影響電氣系統正常執行的異常情況，可能導致系統裝置/元件損壞，稱為故障。

4. 什麼是電力系統繼電器？

繼電器或電力系統繼電器是一種電氣操作的開關，用於電力系統保護，用於檢測故障或異常情況，並操作斷路器以將故障部分與正常部分隔離。

5. 保護的目標是什麼？

以下是使用電力系統保護的一些重要目標 -

• 保護裝置免受損壞，
• 提高電氣系統的安全性，
• 增強電力系統的可靠性，
• 減少服務中斷時間，
• 最佳化系統裝置的利用率等。