第二章_距離保護(hù)

1、 中國(guó)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(dòng)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(xiàn)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(xiàn)閉鎖（理解） 第七節(jié) 影響距離保護(hù)正確動(dòng)作的因素（掌握） 中國(guó)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(xiàn)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(guò)渡電阻、分支電流、系 統(tǒng)振蕩、電壓回路斷線(xiàn)對(duì)測(cè)量阻抗的影響。 中國(guó)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(dòng)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(chēng)、特點(diǎn)及動(dòng)作參數(shù)（動(dòng)作阻抗、返回阻 抗、測(cè)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(dòng)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(xiàn)方式；用于接地保 護(hù)的基本接線(xiàn)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(duì)阻抗

3、繼電器暫態(tài)特性的影響。 （5）了解過(guò)渡電阻、電力系統(tǒng)振蕩、電壓回路斷線(xiàn)，分支電流對(duì) 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(guó)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(xiàn) 方式和系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化而變化 。對(duì)長(zhǎng)距離、 重負(fù)荷線(xiàn)路，由于線(xiàn)路的最大負(fù)荷電流可能與線(xiàn) 路末端短路時(shí)的短路電流相差甚微，采用過(guò)電流 保護(hù)，其靈敏性也常常不能滿(mǎn)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(guó)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(dòng)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(dòng)作時(shí)限的一種繼電保護(hù)裝置。 測(cè)量保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)的距離，實(shí)際上是測(cè)量保護(hù)安裝測(cè)量保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)的距離，實(shí)際上是測(cè)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(dòng)作時(shí)限是距離（或阻抗）的函數(shù)。即保護(hù)裝置的動(dòng)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(guó)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(dòng)作時(shí)間距離保護(hù)的動(dòng)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(chēng)為距離保的關(guān)系稱(chēng)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(guó)電力出版社 1.起動(dòng)元件起動(dòng)元件: 2.阻抗測(cè)量元件阻抗測(cè)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(dòng)整套保護(hù)。其主要作用是在發(fā)生故障的瞬間起動(dòng)整套保護(hù)。 采用的是過(guò)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(guò)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(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離（

6、即測(cè)量阻抗）， 作用是測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離（即測(cè)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(dòng)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(dòng)作的時(shí)限，以保證保 護(hù)動(dòng)作的選擇性，一般采用時(shí)間繼電器。護(hù)動(dòng)作的選擇性，一般采用時(shí)間繼電器。 起動(dòng) 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(dòng)作

7、阻抗為向阻抗繼電器的動(dòng)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(guó)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(dòng)作阻抗保護(hù)二次側(cè)動(dòng)作阻抗 ； 式中式中 KconKcon接線(xiàn)系數(shù)。對(duì)全阻抗繼電器：接線(xiàn)系數(shù)。對(duì)全阻抗繼電器： 0 0 接線(xiàn)，接線(xiàn)， KconKcon； 3 30 0 接線(xiàn)，接線(xiàn)， KconKcon 3 3 。對(duì)方向阻抗繼電器：對(duì)方向阻

8、抗繼電器： 0 0 接線(xiàn)，接線(xiàn)， KconKcon； 3 30 0 接線(xiàn)，接線(xiàn)， KconKcon 2 2 。 op .opcon TA T TV K ZZK K 中國(guó)電力出版社 五、對(duì)距離保護(hù)的評(píng)價(jià)五、對(duì)距離保護(hù)的評(píng)價(jià) 1.1.主要優(yōu)點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn) （1 1）能滿(mǎn)足多電源復(fù)雜電網(wǎng)對(duì)保護(hù)動(dòng)作選擇性的要求。）能滿(mǎn)足多電源復(fù)雜電網(wǎng)對(duì)保護(hù)動(dòng)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(dòng)）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(dòng) 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(xiàn)瞬動(dòng)。

9、）不能實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)瞬動(dòng)。 （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(guó)電力出版社 在圖在圖6-706-70所示網(wǎng)絡(luò)中，各線(xiàn)路均裝有距離所示網(wǎng)絡(luò)中，各線(xiàn)路均裝有距離 保護(hù)，試對(duì)其中保護(hù)保護(hù)，試對(duì)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(xiàn)路段進(jìn)行整定計(jì)算。已知線(xiàn)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(xiàn)路各線(xiàn)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(dòng)機(jī)的自起動(dòng)系數(shù)，電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)系數(shù)KssKss=1,=1,正常時(shí)母正常時(shí)母 線(xiàn)最低工作電壓線(xiàn)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(guó)電力出版社 例6-2題網(wǎng)絡(luò)圖 中國(guó)電力出版社 AB AB 線(xiàn)路的正序阻抗線(xiàn)路的正序阻抗 123040lZZ AB1AB . BC BC 線(xiàn)路的正序阻抗線(xiàn)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(guó)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(dòng)作阻抗：動(dòng)作阻抗： (2)(2)動(dòng)作時(shí)間：動(dòng)作時(shí)間： 0 I ts 2 .101285. 0 rel1 .ABop ZKZ (1)動(dòng)作阻抗：動(dòng)作阻抗：按兩個(gè)條件選擇。按兩個(gè)條件選擇。 3.距離距離段的整定段的整定 1)與相鄰線(xiàn)路與相鄰線(xiàn)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(guó)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(guó)電力出版社 2)2)按躲開(kāi)相鄰變壓器低壓側(cè)出口點(diǎn)短路整定按躲開(kāi)相鄰變壓器低壓側(cè)出口點(diǎn)短路整定 取以上兩個(gè)計(jì)算值中取以上兩個(gè)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(guó)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(guó)電力出版社 4.4.距離距離段整定段整定 (1) (1) 動(dòng)作阻抗：動(dòng)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(dòng)作時(shí)間）動(dòng)作時(shí)間 : 取其中較長(zhǎng)者取其中較長(zhǎng)者 tttttt23 10181 或 中國(guó)電力出版社 BCAB ZKZ Z K maxb op.1 sen 遠(yuǎn) 1 1）本線(xiàn)路末端短路時(shí)的靈敏系數(shù)）本線(xiàn)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(xiàn)路末端短路時(shí)的靈敏系數(shù)為相鄰線(xiàn)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(guó)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(guó)電力出版社 例6-1 在圖在圖6-68所示網(wǎng)絡(luò)中，各線(xiàn)路均裝有距離保護(hù)，試對(duì)其中保所示網(wǎng)絡(luò)中，各線(xiàn)路均裝有距離保護(hù)，試對(duì)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(xiàn)段進(jìn)行整定計(jì)算。已知線(xiàn) 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(xiàn)路每公里阻抗，各線(xiàn)路每公里阻抗Z1=0.4 /km，短路阻抗角，短路阻抗角 L = 70 ，電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)系數(shù)，電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)系數(shù)Kss=1.5,正常時(shí)母線(xiàn)最低正常時(shí)母線(xiàn)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(dòng)保護(hù)，變壓器裝有差動(dòng)保護(hù)， 中國(guó)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(cè)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(cè)量元件均采用方 向阻抗。采用向阻抗。采用0接線(xiàn)方式，已知架空線(xiàn)路正序阻抗接線(xiàn)方式，已知架空線(xiàn)路正序阻抗Z1=0.4/ ,線(xiàn)路阻抗角線(xiàn)路阻抗角 ，線(xiàn)路，線(xiàn)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(dòng)系數(shù)，負(fù)荷自啟動(dòng)系數(shù)KSS=1.5,保護(hù)保護(hù)2距離距離III段動(dòng)作時(shí)段動(dòng)作時(shí) 限限 。變壓器裝有差動(dòng)保護(hù)。已知。變壓器裝有差動(dòng)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(guó)電力出版社 AB AB 線(xiàn)路的正序阻抗線(xiàn)路的正序阻抗 1 0.4 35 7014 70 ABAB ZZ l BC BC 線(xiàn)路的正序阻抗線(xiàn)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(guó)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(dòng)作阻抗：動(dòng)作阻抗： (2)(2)動(dòng)作時(shí)間：動(dòng)作時(shí)間： 0 I ts .1rel 0.85 14 7011.9 70 opAB ZK Z (1)動(dòng)作阻抗：動(dòng)作阻抗：按兩個(gè)條件選擇。按兩個(gè)條件選擇。 3.距離距離段的整定段的整定 1)與相鄰線(xiàn)路與相鄰線(xiàn)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(guó)電力出版社 2)2)按躲開(kāi)相鄰變壓器低壓側(cè)出口點(diǎn)短路整定按躲開(kāi)相鄰變壓器低壓側(cè)出口點(diǎn)短路整定 取以上兩個(gè)計(jì)算值中取以上兩個(gè)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(dòng)作阻抗：按兩個(gè)條件選擇。動(dòng)作阻抗：按兩個(gè)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(guó)電力出版社 4.4.距離距離段整定段整定 (1) (1) 動(dòng)作阻抗：動(dòng)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