節(jié)+節(jié)+節(jié)距離保護

1、第第3.23.2節(jié)節(jié)( (單側(cè)電源單側(cè)電源) )+3.3.2+3.3.2節(jié)節(jié)+3.3.3+3.3.3節(jié)節(jié) ( (雙側(cè)電源雙側(cè)電源) ) 電網(wǎng)的距離保護電網(wǎng)的距離保護電網(wǎng)的距離保護距離保護的基本概念距離保護的基本概念 3.2.1 阻抗繼電器阻抗繼電器(重點重點)3.2.2 阻抗繼電器的接線方式阻抗繼電器的接線方式(難點難點) 3.2.3 距離保護基本原理、整定計算及組成元件距離保護基本原理、整定計算及組成元件(重點重點)3.3.2 帶方向的阻抗繼電器帶方向的阻抗繼電器3.3.3 雙側(cè)電源相間距離保護整定計算雙側(cè)電源相間距離保護整定計算(方向距離保護方向距離保護) (分支系數(shù)的作用為重點分支系數(shù)的

2、作用為重點)2距離保護的基本概念距離保護的基本概念 距離保護：反應(yīng)故障點至保護安裝點之間的距離（或阻抗），并根據(jù)距離遠近而判斷故障是否發(fā)生在被保護區(qū)內(nèi)的一種保護。是反應(yīng)測量阻抗降低而動作的阻抗保護。核心部件為阻抗繼電器(或稱為距離繼電器/阻抗元件/距離元件)3 3.2.1 阻抗繼電器阻抗繼電器 阻抗繼電器：阻抗繼電器：計算保護安裝點至短路點之間的計算保護安裝點至短路點之間的測量阻抗測量阻抗，與，與 整定阻抗比較，確定保護是否動作。是距離保護整定阻抗比較，確定保護是否動作。是距離保護 的核心元件。的核心元件。KKKKKUZRjXIUI：輸入阻抗繼電器的相電壓或線電壓； ：輸入阻抗繼電器的相電流或

3、相電流之差測量阻抗：阻抗是復(fù)數(shù)，是向量：有大?。ǚ担灿蟹较颍ㄏ辔唬?/;BCKTVKBCTATKkATVUnUIInnnZZTAn是電流互感器TA的變比；TVn是電壓互感器TV的變比；ZK為二次側(cè)值，為二次側(cè)值，Zk為一次側(cè)值為一次側(cè)值5阻抗繼電器動作區(qū)域阻抗繼電器動作區(qū)域：是個點集。：是個點集。動作區(qū)域的邊界動作區(qū)域的邊界：一般為曲線：一般為曲線(如圓形如圓形)動作方程（動作特性）動作方程（動作特性）：描述動作區(qū)域邊界的方程。：描述動作區(qū)域邊界的方程。阻抗動作區(qū)：是阻抗復(fù)平面圖上的區(qū)域，當測量阻當測量阻抗落在區(qū)域內(nèi)，則阻抗繼電器認為是內(nèi)部故障，繼抗落在區(qū)域內(nèi)，則阻抗繼電器認為是內(nèi)部故障

4、，繼電器動作。電器動作。三種常用阻抗動作區(qū)：三種常用阻抗動作區(qū)：1. 全阻抗繼電器特性（全阻抗繼電器特性（P60）2. 方向阻抗繼電器特性（方向阻抗繼電器特性（P72）3. 偏移阻抗繼電器特性（偏移阻抗繼電器特性（P73）2和和3具體內(nèi)容在具體內(nèi)容在3.3.2節(jié)節(jié)61. 全阻抗繼電器全阻抗繼電器動作特性：動作特性：阻抗動作區(qū)是一個以原點(保護安裝處)為圓心、 為半徑的圓。即唯一取決于短路點到保護安裝處的阻抗大?。ǚ担?，與測量阻抗的阻抗角無關(guān)，也與短路發(fā)生在保護安裝處的正向或反向無關(guān)。setZ特點：特點：無死區(qū)；無死區(qū)；無方向性無方向性（即反方向短路時也可能動作）。（即反方向短路時也可能動作）

5、。是整定阻抗。setZ動作方程：動作方程：（1）幅值比較方式）幅值比較方式 KsetKKsetZZUIZ阻抗形式：電壓形式：圖3-11 (a) 幅值比較方式7270arg90270arg90270arg90:KsetKsetKKsetKKsetPPZZZZUIZUIZUUUU極化電壓補償電壓阻抗形式：電壓形式：Rj XZsetZKZK-ZsetZK+ZsetRj XZsetZKZK-ZsetZK+Zset動作方程：動作方程：（2）相位比較方式）相位比較方式 圖3-11 (b) 相位比較式圖3-12 測量阻抗在圓內(nèi)電壓形式，繼電器啟動條件只與電壓電壓形式，繼電器啟動條件只與電壓相位差有關(guān)，與其大

6、小無關(guān)。相位差有關(guān)，與其大小無關(guān)。P62頁頁 公式（公式（3-33）8 1. 對接線方式的基本要求對接線方式的基本要求一 (1) (1) ZKl ( (保護安裝處至短路點的距離保護安裝處至短路點的距離) ) (2) (2) ZK與故障類型無關(guān)（保護范圍不隨故障類型變化）與故障類型無關(guān)（保護范圍不隨故障類型變化）3.2.2 阻抗繼電器的接線方式阻抗繼電器的接線方式1KZZ l但遺憾的是，到目前為止，還沒有一種接線方式但遺憾的是，到目前為止，還沒有一種接線方式能夠同時滿足上述的能夠同時滿足上述的 2 2個要求。個要求。 但可以一定條件下滿足但可以一定條件下滿足 ! ! !9阻抗繼電器的接線方式所謂

7、接線方式就是指阻抗繼電器接入電流、電壓的方式。類似于功率方向繼電器中接線方式的稱謂，阻抗繼電器的接線方式主要有兩種：(1) 0接線方式，反應(yīng)相間短路故障；(2) 相電壓和具有K3I0補償?shù)南嚯娏鹘泳€，反應(yīng)接地短路故障。教材P62頁還有正負300接線(接入的為線電壓和相電流，如UAB和IA)：相間短路應(yīng)用很少。102. 相間短路相間短路阻抗繼電器的0接線方式1） 三相短路三相短路11(3)11:()ABABABABKZABKZUUUIIZ lUZZ lII結(jié)論結(jié)論：KZ1、 KZ2、KZ3的測量阻抗均能正確反映短路點的測量阻抗均能正確反映短路點到保護安裝地點之間的線路阻抗，均能正確動作。到保護安

8、裝地點之間的線路阻抗，均能正確動作。 123:,:,:,ABABBCBCCACAKZUIIKZUIIKZUII0 接線方式的3個阻抗繼電器為：保護安裝處的電壓為：三相短路后測量阻抗為：l km為短路點至保護安裝處間的距離112） 兩相短路（兩相短路（AB）(2)11ABKZABUZZ lII（正確動作）(2)21()()ABCKZBCBBABUUZZ lIIIII（不動）(2)31()()CAKZCAABABUUZZ lIIII（不動） 1()BABABAUUUIIZlAB兩相短路： UA= UB = (-1/2)UC IC=0，IA= - IBAB相間短路后故障環(huán)路電壓為：12II3. 兩相

9、接地短路兩相接地短路(1,1)1()()()ABABLMKZABABLMlIIZZlUZIIIIZZlZ l（正確動作）ABALMBABLMUI Z lI Z lUI Z lI Z l(1,1)21BCKZBCUZZ lII（不動作）因此KZ1的測量阻抗為：AB兩相短路：IC=0，IA與 IB反向不等把A相和B相看成兩個“導(dǎo)線-地”的送電線路并有互感耦合，ZM表示每千米的互感阻抗，ZL表示每千米的自感阻抗，則保護安裝地點的故障相電壓：133.2.3 距離保護基本原理、整定計算及組成元件距離保護基本原理、整定計算及組成元件 (單側(cè)電源單側(cè)電源-無方向性無方向性) 距離保護的構(gòu)成：三段式（同單側(cè)電

10、源方向電流保護）主保護主保護： I段：無時限速動保護； II段：與相鄰線路的I段或II段配合；后備保護后備保護： III段：作為本線路及下級線路的后備，按躲過最小負荷阻抗整定。所用繼電器為全阻抗繼電器（無方向性）-很少用，一般都是帶方向很少用，一般都是帶方向的的！14保護2的各段保護范圍(單側(cè)-帶方向)保護1的各段保護范圍(雙側(cè))1. 基本原理（類似于電流三段式保護）基本原理（類似于電流三段式保護）153.2.3 距離保護基本原理、整定計算及組成元件距離保護基本原理、整定計算及組成元件 (單側(cè)電源單側(cè)電源-無方向性無方向性)保護2保護1（雙側(cè)電源時） 距離保護段為瞬時速動段，同電流段一樣，它只

11、反應(yīng)本線路的故障，為保證動作的選擇性，在本線路末端或下級線路始端故障時，應(yīng)可靠地不動作。2. 距離保護整定計算距離保護整定計算16距離距離段段： AB線路： Zop,2 KrelZAB BC線路： Zop,1 KrelZBC Krel取0.8-0.85（欠量繼電器）(1) 保護本線路全長8085，靈敏度校驗同單側(cè)電流保護I段(2) 無動作時限，同單側(cè)網(wǎng)絡(luò)電流保護I段。距離段的保護范圍不受系統(tǒng)運行方式的影響，也不受故障類型的影響。2. 距離保護整定計算距離保護整定計算17距離保護段的整定為彌補距離段不能保護本線路全長的缺陷，增設(shè)距離段，要求它能夠保護本線路的全長，保護范圍需與下級線路的距離段(或

12、距離段)相配合。保護3的I段保護2的II段正確的設(shè)計 實現(xiàn)相互配合18保護3的II段保護2的錯誤II段錯誤的設(shè)計 保護2、3的II段都動作 保護2的正確II段保護2屬于誤動！19距離距離段段： Zop,2 Krel ( ZAB + Zop,1) = 0.8( ZAB + KrelZBC) (1) 保護本線路全長，但不超過下條線路距離段保護范圍；(2) 延時t動作，一般動作時限為0.5s。靈敏度校驗：靈敏度校驗：保護本線路全長，保護范圍末端短路應(yīng)靈敏反應(yīng) 保護裝置的動作阻抗Ksen= 保護范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路故障阻抗的最小計算值 Zop,2Ksen= Ksen 1.25 ZABK rel取0.8

13、20距離距離段段：（1）可保護本線路全長、下一級線路全長，甚至更遠；（2）延時動作，一般動作時限為：啟動阻抗一般按躲開最小負荷阻抗Zl,min整定。12ttt Ul,minZl,min = Ul,min為母線上負荷電壓最低值 (Kss)Il,max Il,max為線路上流過的最大負荷電流當線路有電動機時，外部故障切除后，III段必須立即返回： ZreKre = Zop,2 Zre 1 Ul,min Zl,minZop,2 = = Kre Kre Kss Il,max Kre Kss 引入III段可靠系數(shù)Krel：Krel ，Kss和Kre均大于1。 Zl,minZop,2 Krel Kre K

14、ss 21 三段式距離保護的時限特性三段式距離保護的時限特性 短路點距離保護安裝點近時，短路點距離保護安裝點近時， ??；小；短路點距離保護安裝點遠時，短路點距離保護安裝點遠時， 大；大；階梯型時限特性，距離階梯型時限特性，距離I、II、III段。段。KZKZ同同電電流流三三段段式式保保護護223. 距離保護的主要組成元件距離保護的主要組成元件 P66頁啟動元件構(gòu)成啟動元件構(gòu)成：過電流繼電器、低阻抗繼電器、反映負序、零序：過電流繼電器、低阻抗繼電器、反映負序、零序電流的繼電器等。電流的繼電器等。距離元件距離元件：Z、Z、Z方向阻抗繼電器方向阻抗繼電器(3.3節(jié)節(jié))。時間元件時間元件：一般為時間繼

15、電器；：一般為時間繼電器；圖3-19 三段式距離保護的組成元件和邏輯框圖僅僅采用阻抗繼電器是實現(xiàn)不了具體保護的目的的僅僅采用阻抗繼電器是實現(xiàn)不了具體保護的目的的相互配合同電相互配合同電流三段式保護流三段式保護故故障障范范圍圍、方方向向233.3.2 帶方向的阻抗繼電器帶方向的阻抗繼電器 P72頁 動作特性：動作特性：阻抗動作區(qū)是以阻抗動作區(qū)是以 Zset為直徑，經(jīng)坐標原為直徑，經(jīng)坐標原點的一個圓。動作區(qū)的圓弧經(jīng)過原點。點的一個圓。動作區(qū)的圓弧經(jīng)過原點。方向阻抗繼電器具有方向性，圓內(nèi)為動作區(qū)。 正向故障，測量阻抗位于第一象限（動作）。反向故障，測量阻抗位于第三象限（不動作）。1. 方向阻抗繼電器

16、方向阻抗繼電器 加入繼電器的加入繼電器的UK和和IK之間的相位差之間的相位差K不同時，啟動阻抗不同時，啟動阻抗Zop也變。也變。當當K = 時，保護范圍最大（時，保護范圍最大（ Zop為圓為圓的直徑），此時角度為最大靈敏角的直徑），此時角度為最大靈敏角sen 。24測量阻抗、整定阻抗、起動阻抗的區(qū)別測量阻抗、整定阻抗、起動阻抗的區(qū)別1、測量阻抗 ：KZKKKUZI由加入繼電器的測量電壓和測量電流計算得出。2、整定阻抗Zset：取繼電器安裝點到保護范圍末端的線路阻抗作為整定阻抗。由線路阻抗整定計算得出。一旦整定，基本不變。3、啟動阻抗Zop：表示當繼電器剛剛好好動作時，加入繼電器的測量阻抗ZK。

17、全阻抗繼電器： Zop = Zset ；方向阻抗繼電器： Zop模值隨K的不同而變化。 2511221122KsetsetKKsetKsetZZZUI ZI Z270arg90270arg90270arg90KKsetKKKsetPZZZUUI ZUU阻抗形式：電壓形式：（1）幅值比較動作方程）幅值比較動作方程（2）相位比較動作方程）相位比較動作方程阻抗形式：電壓形式：1. 方向阻抗繼電器方向阻抗繼電器 26 特點：特點：1）具有明確的方向性；）具有明確的方向性；2）啟動阻抗）啟動阻抗Zop隨輸入到阻抗繼電器中的隨輸入到阻抗繼電器中的UK和和IK的的相位差相位差K的變化而變化的變化而變化1.

18、方向阻抗繼電器方向阻抗繼電器 272. 偏移特性阻抗繼電器偏移特性阻抗繼電器012setsetsetZZZZ(1) 啟動阻抗Zop隨K變化而變化；(2)方向性不明確（與取值有關(guān)）；(3)為方向阻抗和全阻抗繼電器一般形式 1)全阻抗繼電器：即當=1 2)方向阻抗繼電器：即當=0特性：當正方向的測量阻抗為Zset時，向反方向偏移一個 Zset ，其中0 1。圓內(nèi)為動作區(qū)。圓心為Z0=(Zset - Zset )/2，半徑為28（2）相位比較式動作方程）相位比較式動作方程00KsetZZZZ270arg90KsetKsetZZZZ阻抗形式：（1）幅值比較式動作方程）幅值比較式動作方程電壓形式：00(

19、)KKKsetUI ZIZZ阻抗形式：電壓形式：270arg90KKsetKKsetUI ZUI Z293. 具有直線特性的繼電器具有直線特性的繼電器 P74 （了解）（了解）直線特性的阻抗元件可看作圓特性阻抗元件的特例，當上述特性圓的圓心在無窮遠處，而直徑趨向于無窮大時，圓形動作邊界就變?yōu)橹本€邊界。電抗特性電抗特性：與電阻部分的大小無關(guān)，具有極強的耐受過渡電阻的能力。ZK2ZsetRj X2Zset-ZKZset4. 多邊形繼電器特性多邊形繼電器特性 P75（了解）（了解）圖3-28 (a) 幅值比較方式圖3-8 (b)相位比較方式30測量阻抗、整定阻抗、起動阻抗的區(qū)別測量阻抗、整定阻抗、起

20、動阻抗的區(qū)別 （重申）（重申）1、測量阻抗 ：KZKKKUZI由加入繼電器的測量電壓和測量電流計算得出。2、整定阻抗Zset：取繼電器安裝點到保護范圍末端的線路阻抗作為整定阻抗。由線路阻抗整定計算得出。一旦整定，基本不變。3、啟動阻抗Zop：表示當繼電器剛好動作時，加入繼電器的測量阻抗ZK。全阻抗繼電器： Zop = Zset ；方向阻抗繼電器： Zop模值隨K的不同而變化。 31setZ動作阻抗動作阻抗實際的動作實際的動作 邊界邊界OPZ測量阻抗測量阻抗接線方式的接線方式的 計算值計算值KKUI幾個阻抗術(shù)語的區(qū)別幾個阻抗術(shù)語的區(qū)別整定阻抗整定阻抗用于確定希用于確定希望望 構(gòu)成的構(gòu)成的動動作區(qū)

21、域作區(qū)域323.3.3 雙側(cè)電源電網(wǎng)相間距離保護的整定計算特點雙側(cè)電源電網(wǎng)相間距離保護的整定計算特點set.2(0.80.85)relABABZK ZZ整定阻抗：動作時限：0t 秒距離段只能保護線路首端一部分。距離段的保護范圍不受系統(tǒng)運行方式的影響，也不受故障類型的影響。1）距離段：躲開下條線路出口短路時的阻抗整定一般要求一般要求I、II段測量元件具有明確的方向性段測量元件具有明確的方向性(如方向阻抗繼如方向阻抗繼電器電器)，第三段常采用帶有偏移特點的測量元件。，第三段常采用帶有偏移特點的測量元件。II段、段、III段是否受運行方式影響？段是否受運行方式影響？332）距離段set.2.mins

22、et.1()relABbZKZKZ整定阻抗：其中， 是最小分支系數(shù)。.minbK，可靠系數(shù) 0.8relK （2）躲開線路末端變壓器低壓側(cè)出口短路時的阻抗值，考慮分支系數(shù)。最終整定阻抗?。ㄗ罱K整定阻抗取（1）（）（2）中的最小者。）中的最小者。（1）與相鄰距離保護第段配合，并考慮分支系數(shù)；set.2.min()relABbTZKZKZ整定阻抗：考慮ZT可能的誤差，取0.7relK 34tt 秒動作時限：有方向的距離段的靈敏度校驗：距離保護II段應(yīng)能保護線路的全長，本線路末端短路時，應(yīng)有足夠的靈敏度。考慮各種誤差因素，要求靈敏系數(shù)具有一定的可靠性（Ksen）=senK動作阻抗（ 整定阻抗）保護范圍末端金屬性短路阻抗全阻抗繼電器：全阻抗繼電器： 啟動阻抗啟動阻抗Zop =整定阻抗整定阻抗Zset ；方向阻抗繼電器：啟動阻抗方向阻抗繼電器：啟動阻抗Zop模值隨模值隨K的不同而變化。的不同而變化。無方向的距離段的靈敏度校驗：set.2=1.25senABZKZ整定阻抗保護范圍末端金屬性短路阻抗P76 P7735 3）距離段 能夠保護本線路全長、下級線路全長及更遠。.min1()opLsetrelressZZZKK K采用無方向的全阻抗全阻抗繼電器時，整定阻抗同單側(cè)電源（考慮電動機自啟動）：當采用方向阻抗方向阻抗繼電器時，整定阻抗（考慮電動機自