后備保護器是電力系統(tǒng)中的一種重要組成部分，用于在主保護系統(tǒng)失敗或斷路器拒動時介入，以切斷故障電路，防止電力系統(tǒng)進一步受損。后備保護器的設計考慮了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，以及繼電保護的四個基本要求：選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。以下是后備保護器如何檢測主保護系統(tǒng)失敗和確定介入時機的機制：
檢測主保護系統(tǒng)失敗
1. 監(jiān)視主保護動作：
后備保護器通常監(jiān)視主保護的動作信號。如果主保護系統(tǒng)檢測到故障并試圖動作，但故障沒有被清除（例如，斷路器未成功跳閘），后備保護器將啟動。
2. 冗余檢測：
后備保護器獨立于主保護，使用不同的算法和傳感器來檢測故障。即使主保護失敗，后備保護也能獨立檢測到故障的存在。
3. 時間延時：
后備保護器通常設有延時機制，確保只有在主保護未能及時清除故障之后才會動作。這一延時是為了避免不必要的動作，保證選擇性，即只在必要時才介入。
確定介入時機
1. 過流檢測：
后備保護器通常通過監(jiān)測過電流來判斷何時介入。當檢測到持續(xù)的過電流，這表明主保護可能未能成功清除故障。
2. 零序電流檢測：
對于接地故障，后備保護器可以監(jiān)測零序電流。零序電流是由不對稱故障產生的，主保護系統(tǒng)未能清除這種故障時，零序電流將持續(xù)存在。
3. 電壓檢測：
在某些情況下，后備保護器也會監(jiān)測電壓水平。電壓的顯著下降或消失可能表明主保護未能清除故障。
4. 通信與協(xié)調：
現代的保護系統(tǒng)中，后備保護器可能與其他保護單元通過通信網絡進行協(xié)調。如果主保護單元報告故障未清除，后備保護器會接收到這一信息并采取行動。
介入機制
斷路器動作：
后備保護器一旦確定介入時機，它將通過控制斷路器的跳閘機構，使斷路器跳閘，從而切斷故障電路。
選擇性跳閘：
后備保護器會根據故障的位置和類型，選擇性地跳開適當的斷路器，以較小化停電范圍。
綜上所述，后備保護器通過獨立的故障檢測機制和延時策略，確保在主保護系統(tǒng)失效時能夠可靠地介入，保護電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行。
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