第二章_距離保護(hù)

1、 中國電力出版社 第一節(jié) 距離保護(hù)的基本原理（理解） 第二節(jié) 單相式阻抗繼電器的動作特性及構(gòu)成 原理（本章重點(diǎn)，掌握） 第三節(jié) 阻抗繼電器的接線方式 第五節(jié) 距離保護(hù)的震蕩閉鎖（理解） 第六節(jié) 距離保護(hù)電壓回路的斷線閉鎖（理解） 第七節(jié) 影響距離保護(hù)正確動作的因素（掌握） 中國電力出版社 本章講述了距離保護(hù)的基本工作原理主要組成元 件及動作時(shí)限，重點(diǎn)講述了單相式阻抗繼電器的 構(gòu)成原理及其動作特性。應(yīng)用幅值比較原理和相 位比較原理在復(fù)平面上分析單相式阻抗繼電器的 動作特性，以及用這兩種原理構(gòu)成各種單相式阻 抗繼電器的方法。 本章講述了相間短路保護(hù)的基本接線方式及方向 阻抗繼電器產(chǎn)生死區(qū)的原因，消

2、除死區(qū)的措施及 引入極化電壓。分析了過渡電阻、分支電流、系 統(tǒng)振蕩、電壓回路斷線對測量阻抗的影響。 中國電力出版社 1、要求了解距離保護(hù)的工作原理，主要組成元件及動作時(shí)限特性 2、重點(diǎn)掌握下述內(nèi)容： （1）常用阻抗繼電器名稱、特點(diǎn)及動作參數(shù)（動作阻抗、返回阻 抗、測量阻抗和整定阻抗）的基本概念。 （2）熟練掌握用幅值比較原理和相位比較原理，在復(fù)平面上分析 單相阻抗繼電器的動態(tài)特性。以及用這兩種原理構(gòu)成常用單相 式阻抗繼電器的方法。 （3）掌握阻抗繼電器用于相間短路的基本接線方式；用于接地保 護(hù)的基本接線方式。 （4）掌握方向阻抗繼電器產(chǎn)生死區(qū)原因及消除死區(qū)的措施，并了 解由于引入極化電壓對阻抗

3、繼電器暫態(tài)特性的影響。 （5）了解過渡電阻、電力系統(tǒng)振蕩、電壓回路斷線，分支電流對 距離保護(hù)工作的影響及其防止措施。 （6）熟練掌握三段式距離保護(hù)的整定計(jì)算。 中國電力出版社 第一節(jié)第一節(jié) 一、一、 1、使用 電流保護(hù)，其整定值選擇、保護(hù)范圍隨電網(wǎng)接線 方式和系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化而變化 。對長距離、 重負(fù)荷線路，由于線路的最大負(fù)荷電流可能與線 路末端短路時(shí)的短路電流相差甚微，采用過電流 保護(hù)，其靈敏性也常常不能滿足要求。在結(jié)構(gòu)復(fù) 雜的35KV高壓電網(wǎng)中，應(yīng)采用性能更加完善的保 護(hù)裝置，距離保護(hù)就是其中的一種。 中國電力出版社 2.距離保護(hù)距離保護(hù)：是反應(yīng)故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的距離，是反應(yīng)故障點(diǎn)

4、至保護(hù)安裝處之間的距離， 并根據(jù)該距離的大小確定動作時(shí)限的一種繼電保護(hù)裝置。并根據(jù)該距離的大小確定動作時(shí)限的一種繼電保護(hù)裝置。 測量保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)的距離，實(shí)際上是測量保護(hù)安裝測量保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)的距離，實(shí)際上是測量保護(hù)安裝 處至故障點(diǎn)之間的阻抗。處至故障點(diǎn)之間的阻抗。 該阻抗為保護(hù)安裝處的電壓與電流的比值，即該阻抗為保護(hù)安裝處的電壓與電流的比值，即 保護(hù)裝置的動作時(shí)限是距離（或阻抗）的函數(shù)。即保護(hù)裝置的動作時(shí)限是距離（或阻抗）的函數(shù)。即 1 tf Z l m m m I U Z 2K 中國電力出版社 二、距離保護(hù)的時(shí)限特性二、距離保護(hù)的時(shí)限特性 距離保護(hù)的動作時(shí)間距離保護(hù)的動作時(shí)間t t

5、與保護(hù)安裝處到故障點(diǎn)之間的距離與保護(hù)安裝處到故障點(diǎn)之間的距離l l的關(guān)系稱為距離保的關(guān)系稱為距離保 護(hù)的時(shí)限特性，目前獲得廣泛應(yīng)用的是三階梯型時(shí)限特性。護(hù)的時(shí)限特性，目前獲得廣泛應(yīng)用的是三階梯型時(shí)限特性。 t K WL2WL1 ZAB+ZK ZK A B C t tt 中國電力出版社 1.起動元件起動元件: 2.阻抗測量元件阻抗測量元件: 3.時(shí)間元件時(shí)間元件 ： 其主要作用是在發(fā)生故障的瞬間起動整套保護(hù)。其主要作用是在發(fā)生故障的瞬間起動整套保護(hù)。 采用的是過電流繼電器或者低阻抗繼電器或負(fù)序電流繼電器采用的是過電流繼電器或者低阻抗繼電器或負(fù)序電流繼電器 。 作用是測量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離（

6、即測量阻抗）， 作用是測量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離（即測量阻抗），、 段采用帶有方向性的方向阻抗繼電器。段采用帶有方向性的方向阻抗繼電器。段采用帶有偏移特性的段采用帶有偏移特性的 阻抗繼電器阻抗繼電器 作用是根據(jù)預(yù)定的時(shí)限特性確定動作的時(shí)限，以保證保作用是根據(jù)預(yù)定的時(shí)限特性確定動作的時(shí)限，以保證保 護(hù)動作的選擇性，一般采用時(shí)間繼電器。護(hù)動作的選擇性，一般采用時(shí)間繼電器。 起動 I Z II Z III Z III t II t 1 ;短路時(shí)，短路短路時(shí)，短路 阻抗角阻抗角 K K較大。如果選取方向阻抗繼電器的較大。如果選取方向阻抗繼電器的 m m = = K K ，則方則方 向阻抗繼電器的動作

7、阻抗為向阻抗繼電器的動作阻抗為 結(jié)論：采用方向阻抗繼電器時(shí)，保護(hù)的靈敏度比采結(jié)論：采用方向阻抗繼電器時(shí)，保護(hù)的靈敏度比采 用全阻抗繼電器時(shí)可提高用全阻抗繼電器時(shí)可提高1/cos(1/cos( m m - - L L ) )。 L.min op.1 relressKL cos Z Z K K K 中國電力出版社 四、阻抗繼電器的整定四、阻抗繼電器的整定 保護(hù)二次側(cè)動作阻抗保護(hù)二次側(cè)動作阻抗 ； 式中式中 KconKcon接線系數(shù)。對全阻抗繼電器：接線系數(shù)。對全阻抗繼電器： 0 0 接線，接線， KconKcon； 3 30 0 接線，接線， KconKcon 3 3 。對方向阻抗繼電器：對方向阻

8、抗繼電器： 0 0 接線，接線， KconKcon； 3 30 0 接線，接線， KconKcon 2 2 。 op .opcon TA T TV K ZZK K 中國電力出版社 五、對距離保護(hù)的評價(jià)五、對距離保護(hù)的評價(jià) 1.1.主要優(yōu)點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn) （1 1）能滿足多電源復(fù)雜電網(wǎng)對保護(hù)動作選擇性的要求。）能滿足多電源復(fù)雜電網(wǎng)對保護(hù)動作選擇性的要求。 （2 2）阻抗繼電器是同時(shí)反應(yīng)電壓的降低與電流的增大而動）阻抗繼電器是同時(shí)反應(yīng)電壓的降低與電流的增大而動 作的，因此距離保護(hù)較電流保護(hù)有較高的靈敏度。作的，因此距離保護(hù)較電流保護(hù)有較高的靈敏度。 2.2.主要缺點(diǎn)主要缺點(diǎn) （1 1）不能實(shí)現(xiàn)全線瞬動。

9、）不能實(shí)現(xiàn)全線瞬動。 （2 2）距離保護(hù)裝置較復(fù)雜，調(diào)試比較麻煩，可靠性較低。）距離保護(hù)裝置較復(fù)雜，調(diào)試比較麻煩，可靠性較低。 中國電力出版社 在圖在圖6-706-70所示網(wǎng)絡(luò)中，各線路均裝有距離所示網(wǎng)絡(luò)中，各線路均裝有距離 保護(hù)，試對其中保護(hù)保護(hù)，試對其中保護(hù)1 1的相間短路保護(hù)的相間短路保護(hù)、 段進(jìn)行整定計(jì)算。已知線路段進(jìn)行整定計(jì)算。已知線路ABAB的最大負(fù)荷的最大負(fù)荷 電流電流I IL.maxL.max=350A,=350A,功率因數(shù)功率因數(shù)coscos =0.9=0.9，各線路各線路 每公里阻抗每公里阻抗Z1=0.4Z1=0.4 /km/km，短路阻抗角，短路阻抗角 L L = = 7

10、070 ，電動機(jī)的自起動系數(shù)，電動機(jī)的自起動系數(shù)KssKss=1,=1,正常時(shí)母正常時(shí)母 線最低工作電壓線最低工作電壓U UMN.minMN.min取等取等0.9U0.9UN N(U(UN N=115kV)=115kV)。 中國電力出版社 例6-2題網(wǎng)絡(luò)圖 中國電力出版社 AB AB 線路的正序阻抗線路的正序阻抗 123040lZZ AB1AB . BC BC 線路的正序阻抗線路的正序阻抗 246040lZZ BC1BC . 變壓器的等值阻抗變壓器的等值阻抗 1 .44 5 .31 115 100 5 .10 100 % 2 T 2 Tk T S UU Z 解：解： 1.1.有關(guān)各元件阻抗值的

11、計(jì)算有關(guān)各元件阻抗值的計(jì)算 中國電力出版社 2.2.距離距離段的整定段的整定 )( minbrelrel1 .opBCAB ZKKZKZ (1)(1)動作阻抗：動作阻抗： (2)(2)動作時(shí)間：動作時(shí)間： 0 I ts 2 .101285. 0 rel1 .ABop ZKZ (1)動作阻抗：動作阻抗：按兩個條件選擇。按兩個條件選擇。 3.距離距離段的整定段的整定 1)與相鄰線路與相鄰線路BC的保護(hù)的保護(hù)3(或保護(hù)或保護(hù)5)的的段配合段配合 1 min 100%85% I op p AB Z l Z 中國電力出版社 3.3.距離距離段段 )( minbrelrel1 .opBCAB ZKKZKZ

12、 2 15. 1 1 2 )15. 01 ( B A B BA 1 2 minb X ZX Z Z X XZX I I K AB BC BCAB 19. 1 2 15. 1 1 30 1220 min. b K 1 0.8(12 1.19 0.85 24)29 II op Z 中國電力出版社 2)2)按躲開相鄰變壓器低壓側(cè)出口點(diǎn)短路整定按躲開相鄰變壓器低壓側(cè)出口點(diǎn)短路整定 取以上兩個計(jì)算值中取以上兩個計(jì)算值中 較小者為較小者為段定值，即取段定值，即取 3 3距離距離段段 )( Tmin. brel1 .op ZKZKZ AB 2 .72) 1 .4407. 212(7 . 0 07. 21 3

13、0 1220 1 1 .op max.B min.A 1 3 minb Z X ZX I I K AB 29 op Z 中國電力出版社 (3)(3)靈敏性校驗(yàn)靈敏性校驗(yàn) 3.3.距離距離段段 sttt5 . 0 31 5 . 142. 2 12 29 1 .op sen AB Z Z K 中國電力出版社 4.4.距離距離段整定段整定 (1) (1) 動作阻抗：動作阻抗： 0 . 25 . 035 . 0 1 t 1 .170 35. 03 1159 . 0 3 1159 . 0 )cos( maxL maxA minA min.L Lkssrerel minL 1 .op II U Z KKK

14、 Z Z 5 .172 )8 .2570cos(115. 12 . 1 1 .170 1 .op Z （2）動作時(shí)間）動作時(shí)間 : 取其中較長者取其中較長者 tttttt23 10181 或 中國電力出版社 BCAB ZKZ Z K maxb op.1 sen 遠(yuǎn) 1 1）本線路末端短路時(shí)的靈敏系數(shù)）本線路末端短路時(shí)的靈敏系數(shù) 4.4.距離距離段段 整定整定 5 . 14 .14 12 5 .172 1 .op sen AB Z Z K 近 2)相鄰元件末端短路時(shí)的靈敏系數(shù)相鄰元件末端短路時(shí)的靈敏系數(shù) 相鄰線路末端短路時(shí)的靈敏系數(shù)為相鄰線路末端短路時(shí)的靈敏系數(shù)為 2 . 14 . 2 2448

15、. 212 5 .172 sen 遠(yuǎn) K 中國電力出版社 相鄰變壓器低壓側(cè)出口相鄰變壓器低壓側(cè)出口d2d2點(diǎn)短路時(shí)的靈敏系數(shù)中，最大點(diǎn)短路時(shí)的靈敏系數(shù)中，最大 分支系數(shù)為分支系數(shù)為 4.4.距離距離段段 48. 2 25 251225 minB minBmaxA 1 2 maxb X XZX I I K AB 2 . 14 . 2 2448. 212 5 .172 sen 遠(yuǎn) K 中國電力出版社 例6-1 在圖在圖6-68所示網(wǎng)絡(luò)中，各線路均裝有距離保護(hù)，試對其中保所示網(wǎng)絡(luò)中，各線路均裝有距離保護(hù)，試對其中保 護(hù)護(hù)1的相間短路保護(hù)的相間短路保護(hù)、段進(jìn)行整定計(jì)算。已知線段進(jìn)行整定計(jì)算。已知線 路

16、路AB和和BC的最大負(fù)荷電流的最大負(fù)荷電流IL.max=450A,負(fù)荷的功率因數(shù)負(fù)荷的功率因數(shù) cos =0.8，各線路每公里阻抗，各線路每公里阻抗Z1=0.4 /km，短路阻抗角，短路阻抗角 L = 70 ，電動機(jī)的自起動系數(shù)，電動機(jī)的自起動系數(shù)Kss=1.5,正常時(shí)母線最低正常時(shí)母線最低 工作電壓工作電壓UMN.min取取0.9Uav(Uav=115kV)。 。已知已知 2 1.5 III ts 1153 AB EEkV maxmin 10 ,30 ABB XXX 2 15,%10.5% K MVA U 變壓器裝有差動保護(hù)，變壓器裝有差動保護(hù)， 中國電力出版社 圖圖6-68所示電網(wǎng)采用三段

17、式距離保護(hù)，各段測量元件均采用方所示電網(wǎng)采用三段式距離保護(hù)，各段測量元件均采用方 向阻抗。采用向阻抗。采用0接線方式，已知架空線路正序阻抗接線方式，已知架空線路正序阻抗Z1=0.4/ ,線路阻抗角線路阻抗角 ，線路，線路AB、BC最大負(fù)荷電流最大負(fù)荷電流 IL.max =450A，負(fù)荷自啟動系數(shù)，負(fù)荷自啟動系數(shù)KSS=1.5,保護(hù)保護(hù)2距離距離III段動作時(shí)段動作時(shí) 限限 。變壓器裝有差動保護(hù)。已知。變壓器裝有差動保護(hù)。已知 例6-1題網(wǎng)絡(luò)圖 70 ,cos0.8 k 2 1.5 III ts 圖圖6-68 例例6-1題網(wǎng)絡(luò)圖題網(wǎng)絡(luò)圖 2.maxmin 1.5115/3,10 ,30 III

18、ABABB tsEEkVXXX A E B E 中國電力出版社 AB AB 線路的正序阻抗線路的正序阻抗 1 0.4 35 7014 70 ABAB ZZ l BC BC 線路的正序阻抗線路的正序阻抗 1 0.4 40 7016 70 BCBC ZZ l 變壓器的等值阻抗變壓器的等值阻抗 22 kT T min T %110.5110 42.35 70 100210015 UU Z S 解：解： 1.1.有關(guān)各元件阻抗值的計(jì)算有關(guān)各元件阻抗值的計(jì)算 中國電力出版社 2.2.距離距離段的整定段的整定 )( minbrelrel1 .opBCAB ZKKZKZ .min 85% p l 1 0.8

19、(14 70 1 0.85 16 70)22.1 70 II op Z (1)(1)動作阻抗：動作阻抗： (2)(2)動作時(shí)間：動作時(shí)間： 0 I ts .1rel 0.85 14 7011.9 70 opAB ZK Z (1)動作阻抗：動作阻抗：按兩個條件選擇。按兩個條件選擇。 3.距離距離段的整定段的整定 1)與相鄰線路與相鄰線路BC的保護(hù)的保護(hù)3(或保護(hù)或保護(hù)5)的的段配合段配合 b.min 1K 中國電力出版社 2)2)按躲開相鄰變壓器低壓側(cè)出口點(diǎn)短路整定按躲開相鄰變壓器低壓側(cè)出口點(diǎn)短路整定 取以上兩個計(jì)算值中取以上兩個計(jì)算值中 較小者為較小者為段定值，即取段定值，即取 3 3距離距離

20、段段 (1)(1)動作阻抗：按兩個條件選擇。動作阻抗：按兩個條件選擇。 op.1relrelb.minT min)ABT ZK ZKKZ b min op.1 1 0.8 14 700.7 1 42.35 7040.6 70 K Z op 22.1 70Z sttt5 . 0 31 (3)靈敏性校驗(yàn)靈敏性校驗(yàn): op.1 sen 22.1 70 1.571.5 14 70 AB Z K Z 中國電力出版社 4.4.距離距離段整定段整定 (1) (1) 動作阻抗：動作阻抗： 12 1.50.52 IIIIII ttts L min op.1 relresskL A min L.min A max L max cos() 0.9 1150.9 115 132.8 70 330.45 Z Z