電力網(wǎng)繼電保護(hù)原理孫國(guó)凱_第三章課件

1、第三章 電網(wǎng)的距離保護(hù)第一節(jié)第一節(jié) 距離保護(hù)概述距離保護(hù)概述第二節(jié)第二節(jié) 阻抗繼電器阻抗繼電器第三節(jié)第三節(jié) 阻抗繼電器的接線方式阻抗繼電器的接線方式第四節(jié)第四節(jié) 影響距離保護(hù)正確工作的因素及采取的防止措施影響距離保護(hù)正確工作的因素及采取的防止措施第五節(jié)第五節(jié) 距離保護(hù)的整定計(jì)算距離保護(hù)的整定計(jì)算 一、距離保護(hù)的基本概念一、距離保護(hù)的基本概念 第一節(jié)第一節(jié) 距離保護(hù)概述距離保護(hù)概述思考：思考：電流、電壓保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)電流、電壓保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)，但是，對(duì)于容量大、電壓高或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，濟(jì)，但是，對(duì)于容量大、電壓高或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，它們難于滿(mǎn)足電網(wǎng)對(duì)保護(hù)的要求。電流

2、、電壓保護(hù)一它們難于滿(mǎn)足電網(wǎng)對(duì)保護(hù)的要求。電流、電壓保護(hù)一般只適用于般只適用于35kV及以下電壓等級(jí)的配電網(wǎng)。對(duì)于及以下電壓等級(jí)的配電網(wǎng)。對(duì)于110kV及以上電壓等級(jí)的復(fù)雜網(wǎng)，線路保護(hù)采用何種保及以上電壓等級(jí)的復(fù)雜網(wǎng)，線路保護(hù)采用何種保護(hù)方式？護(hù)方式？解決方法：解決方法：采用一種新的保護(hù)方式采用一種新的保護(hù)方式距離保護(hù)。距離保護(hù)。距離保護(hù)：距離保護(hù)：是反應(yīng)保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)的距離，并根據(jù)是反應(yīng)保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)的距離，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)限的一種保護(hù)裝置。距離的遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)限的一種保護(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)

3、安裝處至故障點(diǎn)之間的阻抗大小，故有時(shí)又稱(chēng)之為阻護(hù)安裝處至故障點(diǎn)之間的阻抗大小，故有時(shí)又稱(chēng)之為阻抗保護(hù)?？贡Ｗo(hù)。 ZdA12BIdCUd= 0d( 3 )圖1 1 單側(cè)電源線路 一、距離保護(hù)的基本概念一、距離保護(hù)的基本概念 距離保護(hù)也有一個(gè)保護(hù)范圍，短路發(fā)生在這一范圍距離保護(hù)也有一個(gè)保護(hù)范圍，短路發(fā)生在這一范圍內(nèi)，保護(hù)動(dòng)作，否則不動(dòng)作，這個(gè)保護(hù)范圍通常只用給內(nèi)，保護(hù)動(dòng)作，否則不動(dòng)作，這個(gè)保護(hù)范圍通常只用給定阻抗的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的。定阻抗的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)安裝處測(cè)量到的線路阻抗為負(fù)荷阻抗，即正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)安裝處測(cè)量到的線路阻抗為負(fù)荷阻抗，即 ZdA12BIdCUd= 0d( 3 )圖1

4、1 單側(cè)電源線路 一、距離保護(hù)的基本概念一、距離保護(hù)的基本概念 Zm=mmIU 在被保護(hù)線路任一點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，測(cè)量阻抗為保護(hù)在被保護(hù)線路任一點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，測(cè)量阻抗為保護(hù)安裝地點(diǎn)到短路點(diǎn)的短路阻抗，即安裝地點(diǎn)到短路點(diǎn)的短路阻抗，即 距離保護(hù)反應(yīng)的信息量比反應(yīng)單一物理量的電流保距離保護(hù)反應(yīng)的信息量比反應(yīng)單一物理量的電流保護(hù)靈敏度高。護(hù)靈敏度高。 一、距離保護(hù)的基本概念一、距離保護(hù)的基本概念 ddresmmmZIUIUZ二、時(shí)限特性二、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與保護(hù)安裝處到故障點(diǎn)之間的與保護(hù)安裝處到故障點(diǎn)之間的距離距離l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)的關(guān)系稱(chēng)為距

5、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。用的是三階梯型時(shí)限特性。三、距離保護(hù)的組成三、距離保護(hù)的組成 1起動(dòng)元件起動(dòng)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)電流繼電器或者阻抗繼電器。采用的是過(guò)電流繼電器或者阻抗繼電器。 2方向元件方向元件: : 作用是保證保護(hù)動(dòng)作的方向性。采用單獨(dú)的方向繼作用是保證保護(hù)動(dòng)作的方向性。采用單獨(dú)的方向繼電器，或方向元件和阻抗元件相結(jié)合。電器，或方向元件和阻抗元件相結(jié)合。 3距離元件距離元件 ：作用是測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離（即測(cè)量作用是測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離（即測(cè)量阻抗），一般

6、采用阻抗繼電器。阻抗），一般采用阻抗繼電器。 4時(shí)間元件時(shí)間元件 ： 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。保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性，一般采用時(shí)間繼電器。 跳閘7645ZZZtt起動(dòng)元件方向元件出口元件12238圖32 距離保護(hù)原理的組成元件框圖正常運(yùn)行時(shí)正常運(yùn)行時(shí): :起動(dòng)元件起動(dòng)元件1不起動(dòng)，保護(hù)裝置處于被閉鎖狀態(tài)。不起動(dòng)，保護(hù)裝置處于被閉鎖狀態(tài)。 如果故障點(diǎn)位于距離如果故障點(diǎn)位于距離段之外的距離段之外的距離段保護(hù)范圍內(nèi)，段保護(hù)范圍內(nèi)， 如果故障點(diǎn)位于距離如果故障點(diǎn)位于距離段之外的距離段之外的距離段保護(hù)范圍

7、內(nèi)，段保護(hù)范圍內(nèi)， 如果故障點(diǎn)位于第如果故障點(diǎn)位于第段保護(hù)范圍內(nèi)，段保護(hù)范圍內(nèi)， 正方向發(fā)生故障時(shí)正方向發(fā)生故障時(shí): :起動(dòng)元件起動(dòng)元件1和方向元件和方向元件2動(dòng)作，距離保護(hù)動(dòng)作，距離保護(hù)投入工作。投入工作。三、距離保護(hù)的組成三、距離保護(hù)的組成 跳閘7645ZZZtt起動(dòng)元件方向元件出口元件12238圖32 距離保護(hù)原理的組成元件框圖 第二節(jié)第二節(jié) 阻抗繼電器阻抗繼電器 阻抗繼電器主要作用是測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間的距阻抗繼電器主要作用是測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間的距離，并與整定阻抗值進(jìn)行比較，以確定保護(hù)是否應(yīng)該動(dòng)作。離，并與整定阻抗值進(jìn)行比較，以確定保護(hù)是否應(yīng)該動(dòng)作。 繼電器的測(cè)量阻抗：指

8、加入繼電器的電壓和電流的比值，即繼電器的測(cè)量阻抗：指加入繼電器的電壓和電流的比值，即 Z Zm m可以寫(xiě)成可以寫(xiě)成R+jXR+jX的復(fù)數(shù)形式，所以可以利用復(fù)數(shù)平面來(lái)的復(fù)數(shù)形式，所以可以利用復(fù)數(shù)平面來(lái)分析繼電器的動(dòng)作特性，并用一定的幾何圖形把它表示出來(lái)。分析繼電器的動(dòng)作特性，并用一定的幾何圖形把它表示出來(lái)。 Zm=mmIU 以下圖中線路以下圖中線路BCBC的距離保護(hù)第的距離保護(hù)第段段為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。其整為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。其整定阻抗定阻抗 ，并假設(shè)整定阻抗角與線路阻抗角相等。，并假設(shè)整定阻抗角與線路阻抗角相等。 第二節(jié)第二節(jié) 阻抗繼電器阻抗繼電器 BCsetZZ85. 0正方向短路時(shí)：正方向短路時(shí)：

9、測(cè)量阻抗在第一象限，正向測(cè)量阻抗測(cè)量阻抗在第一象限，正向測(cè)量阻抗Z Zm m與與R軸的夾角為線路的阻抗角軸的夾角為線路的阻抗角 d d； 第二節(jié)第二節(jié) 阻抗繼電器阻抗繼電器 反方向短路時(shí)：反方向短路時(shí)：測(cè)量阻抗在第三象限。如果測(cè)量阻抗的相測(cè)量阻抗在第三象限。如果測(cè)量阻抗的相量，落在向量以?xún)?nèi)，則阻抗繼電器動(dòng)作；反之，阻抗量，落在向量以?xún)?nèi)，則阻抗繼電器動(dòng)作；反之，阻抗繼電器不動(dòng)作。繼電器不動(dòng)作。 IsetZ 阻抗繼電器的動(dòng)作特性為一個(gè)圓。如下圖所示的阻抗繼電器的動(dòng)作特性為一個(gè)圓。如下圖所示的阻抗繼電器的動(dòng)作特性為方向特性圓，圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，阻抗繼電器的動(dòng)作特性為方向特性圓，圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，圓外為非動(dòng)作

10、區(qū)。圓外為非動(dòng)作區(qū)。 第二節(jié)第二節(jié) 阻抗繼電器阻抗繼電器 一、具有圓動(dòng)作特性的阻抗繼電器一、具有圓動(dòng)作特性的阻抗繼電器 （一）特性分析及電壓形成回路（一）特性分析及電壓形成回路 1全阻抗繼電器全阻抗繼電器（1）幅值比較）幅值比較 全阻抗繼電器的動(dòng)作特性是以整定阻抗為半徑，以坐標(biāo)全阻抗繼電器的動(dòng)作特性是以整定阻抗為半徑，以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心的一個(gè)圓，動(dòng)作區(qū)在圓內(nèi)。沒(méi)有方向性。全阻抗原點(diǎn)為圓心的一個(gè)圓，動(dòng)作區(qū)在圓內(nèi)。沒(méi)有方向性。全阻抗繼電器的動(dòng)作與邊界條件為繼電器的動(dòng)作與邊界條件為 ：msetZZ或或mmmsetIZIZ比較兩電壓量幅值的全比較兩電壓量幅值的全阻抗繼電器的電壓形成回路阻抗繼電器的電壓形

11、成回路如右圖所示。全阻抗繼電器如右圖所示。全阻抗繼電器動(dòng)作方程為動(dòng)作方程為 一、具有圓動(dòng)作特性的阻抗繼電器一、具有圓動(dòng)作特性的阻抗繼電器 （一）特性分析及電壓形成回路（一）特性分析及電壓形成回路 mUmIUKIK幅值比較的繼電器的動(dòng)作方程幅值比較的繼電器的動(dòng)作方程 為：為：mUBmIAUKUIKU制動(dòng)量動(dòng)作量BAUU（2）相位比較）相位比較 繼電器的動(dòng)作邊界條件為繼電器的動(dòng)作邊界條件為: :90arg90msetmsetZZZZ分子分母同乘以測(cè)量電流得分子分母同乘以測(cè)量電流得 （2）相位比較）相位比較 90arg90mmmsetmmmsetIZIZIZIZmUmIDmUmIcUKIKUUKIK

12、U令令 故相位比較的動(dòng)作方程為故相位比較的動(dòng)作方程為 90arg90DCUU2方向阻抗繼電器方向阻抗繼電器 （1 1）幅值比較）幅值比較 方向阻抗繼電器的動(dòng)作特性為一個(gè)圓，圓的直徑為整方向阻抗繼電器的動(dòng)作特性為一個(gè)圓，圓的直徑為整定阻抗，圓周通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，動(dòng)作區(qū)在圓內(nèi)。這種繼電器定阻抗，圓周通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，動(dòng)作區(qū)在圓內(nèi)。這種繼電器的動(dòng)作具有方向性，的動(dòng)作具有方向性，阻抗動(dòng)作方程為阻抗動(dòng)作方程為幅值比較的動(dòng)作與邊界條件為幅值比較的動(dòng)作與邊界條件為)cos(mLsetmZZsetmsetZZZ2121分子分母同乘以測(cè)量電流得分子分母同乘以測(cè)量電流得2方向阻抗繼電器方向阻抗繼電器 （1 1）幅值比較）

13、幅值比較 setmmmsetZIUIZ2121|mImUmIIKUKIK2121mImUBmIAIKUKUIKU2121制動(dòng)量動(dòng)作量BAUU故幅值比較的動(dòng)作方程可寫(xiě)成故幅值比較的動(dòng)作方程可寫(xiě)成 （2）相位比較）相位比較 相位比較的方向阻抗繼電器動(dòng)作特性如下圖所示：相位比較的方向阻抗繼電器動(dòng)作特性如下圖所示：其動(dòng)作與邊界條件為其動(dòng)作與邊界條件為90arg90mmsetZZZ3偏移特性阻抗繼電器偏移特性阻抗繼電器 （1）幅值比較）幅值比較 偏移特性阻抗繼電器的動(dòng)作特性，偏移特性阻抗繼電器的動(dòng)作特性，圓心坐標(biāo)圓心坐標(biāo) , 圓的半徑為圓的半徑為 ，其動(dòng)作與邊界條件為，其動(dòng)作與邊界條件為 兩邊同乘以測(cè)量

14、電流得兩邊同乘以測(cè)量電流得 圓的直徑為圓的直徑為)(2121setsetZZ21setsetZZ)(2121setsetZZ)(21)(212121setsetmsetsetZZZZZmsetsetmmsetsetIZZUIZZ)(21)(212121UIsetKKZ11UIsetKKZ22mIImUmIIIKKUKIKK)(21)(212121令令 故故mIIAIKKU)(2121mIImUBIKKUKU)(2121動(dòng)作量：動(dòng)作量： 制動(dòng)量：制動(dòng)量： 令令 故幅值比較的動(dòng)作方程可寫(xiě)成故幅值比較的動(dòng)作方程可寫(xiě)成 BAUU（2）相位比較）相位比較 偏移特性阻抗繼電器相位比較分析，如下圖所示偏移特

15、性阻抗繼電器相位比較分析，如下圖所示: :分式上下同乘以測(cè)量電流得分式上下同乘以測(cè)量電流得 其相位比較的動(dòng)作與邊界條件為其相位比較的動(dòng)作與邊界條件為 90arg9021msetmsetZZZZ90arg9021mmsetmmsetUIZUIZ令相位比較偏移特性阻抗繼電器的兩電氣量令相位比較偏移特性阻抗繼電器的兩電氣量 mUmICUKIKU1mUmIDUKIKU2故相位比較的動(dòng)作方程為故相位比較的動(dòng)作方程為90arg90DCUU4直線特性阻抗繼電器直線特性阻抗繼電器 阻抗圓的半徑為無(wú)窮大時(shí)，圓特性變?yōu)橹本€特性，則阻抗圓的半徑為無(wú)窮大時(shí)，圓特性變?yōu)橹本€特性，則幅值比較的動(dòng)作與邊界條件為幅值比較的動(dòng)

16、作與邊界條件為 msetmZZZ 2兩邊同乘以測(cè)量電流得兩邊同乘以測(cè)量電流得BmUmImUAUUKIKUKU2相位比較的動(dòng)作與邊界條件為相位比較的動(dòng)作與邊界條件為 90arg90setsetmZZZ上式中分子分母同乘以測(cè)量得上式中分子分母同乘以測(cè)量得 90arg90DCmUmImUUUUKIKUK4直線特性阻抗繼電器直線特性阻抗繼電器 總結(jié)：總結(jié)：幅值比較的幅值比較的 、 量與相位比較的量與相位比較的 、 量之間在忽略量之間在忽略或或2倍關(guān)系時(shí)，滿(mǎn)足下列關(guān)系倍關(guān)系時(shí)，滿(mǎn)足下列關(guān)系 AUBUCUDUBADBACUUUUUUDCBDCAUUUUUU或者說(shuō)，滿(mǎn)足或者說(shuō)，滿(mǎn)足 (二二)阻抗繼電器的比較

17、回路阻抗繼電器的比較回路 具有圓特性阻抗繼電器可以用比較兩個(gè)電氣量幅值的具有圓特性阻抗繼電器可以用比較兩個(gè)電氣量幅值的方法來(lái)構(gòu)成，也可以用比較兩個(gè)電氣量相位的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。方法來(lái)構(gòu)成，也可以用比較兩個(gè)電氣量相位的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。所有繼電器都可以認(rèn)為是由兩個(gè)基本部分組成，即由電壓所有繼電器都可以認(rèn)為是由兩個(gè)基本部分組成，即由電壓形成回路和幅值比較或相位比較回路組成。形成回路和幅值比較或相位比較回路組成。 1 1、二極管環(huán)形相位比較回路、二極管環(huán)形相位比較回路 二極管環(huán)形相位比較回路基于把兩個(gè)進(jìn)行比較的電氣二極管環(huán)形相位比較回路基于把兩個(gè)進(jìn)行比較的電氣量的相位變化關(guān)系轉(zhuǎn)換為直流輸出脈動(dòng)電壓的極性變化。量

18、的相位變化關(guān)系轉(zhuǎn)換為直流輸出脈動(dòng)電壓的極性變化。 假定 21UU 21RR 212211UUEUUE,)arg()arg(21DCUUUU(1) 當(dāng)當(dāng) =0=0 時(shí)時(shí) ： 輸出電壓輸出電壓U Umnmn等于在一周期內(nèi)電阻等于在一周期內(nèi)電阻R R1 1、R R2 2上電壓降的代數(shù)和，上電壓降的代數(shù)和，即即 121221)()(RiiRiiUmn2oUM nt M n . P JUou t = 0o1E2E2UoU1i 1 R 12 2 R 1i 2 R 2i 1 R 2i 當(dāng)相位角當(dāng)相位角 變化時(shí)，比相回路的輸出電壓變化時(shí)，比相回路的輸出電壓U Umnmn脈沖寬度及脈沖寬度及極性相應(yīng)產(chǎn)生變化極性

19、相應(yīng)產(chǎn)生變化 。 (2)當(dāng) =180=180 時(shí): 輸出電壓的平均值為負(fù)極性最大值。輸出電壓的平均值為負(fù)極性最大值。 21EE E1oE2 tmn U oo1U2U mn .pJU2 =180ou ti 1 R 12 2 R 1i 2 R 2i 1 R 2i(3)當(dāng) =90=90 時(shí): 3tuom nUot234U mn.pJ = 0=901E2EU1i2R1i2R22R2i1R2i234i1R21R1iiR112R1iU22U 從波形圖可知，從波形圖可知， U Umnmn為正、負(fù)脈沖，其脈沖寬度均為正、負(fù)脈沖，其脈沖寬度均為為9 90 0 。顯然，這時(shí)輸出電壓的平均值是零。顯然，這時(shí)輸出電壓

20、的平均值是零。 當(dāng)當(dāng) 為其它任意角度時(shí)，同樣可得到相應(yīng)的輸出為其它任意角度時(shí)，同樣可得到相應(yīng)的輸出電壓電壓U Umnmn的正、負(fù)脈沖的寬度及其幅值，從而可繪出如的正、負(fù)脈沖的寬度及其幅值，從而可繪出如下圖所示的下圖所示的U Umn.pjmn.pj=f(=f( ) )關(guān)系曲線。關(guān)系曲線。 由圖可知，僅當(dāng)相位角的變化在由圖可知，僅當(dāng)相位角的變化在-90-909090 范圍的范圍的條件下，輸出電壓平均值為正值，這就保證了阻抗繼電條件下，輸出電壓平均值為正值，這就保證了阻抗繼電器動(dòng)作條件。器動(dòng)作條件。 二、具有多邊形動(dòng)作特性的阻抗繼電器二、具有多邊形動(dòng)作特性的阻抗繼電器 1. 四邊形特性阻抗繼電器的動(dòng)

21、作特性四邊形特性阻抗繼電器的動(dòng)作特性oD RCBA 四邊形以?xún)?nèi)為動(dòng)作區(qū)，以外為不動(dòng)作區(qū)，即測(cè)量四邊形以?xún)?nèi)為動(dòng)作區(qū)，以外為不動(dòng)作區(qū)，即測(cè)量阻抗末端位于四條邊上為動(dòng)作邊界。阻抗末端位于四條邊上為動(dòng)作邊界。 若測(cè)量阻抗落在四邊形以?xún)?nèi)，則阻： 、 、 、 四個(gè)阻抗中任兩相鄰阻抗之間的最大夾角小于180，要求繼電器動(dòng)作。若測(cè)量阻抗落在四邊形之外，則阻抗：ZI、Z2、Z3、Z4四個(gè)阻抗中任兩相鄰阻抗之間的最大夾角大于180要求繼電器不動(dòng)作。 1ZZZmA2ZZZmB3ZZZmC4ZZZmD二、具有多邊形動(dòng)作特性的阻抗繼電器二、具有多邊形動(dòng)作特性的阻抗繼電器 三三. 方向阻抗繼電器的死區(qū)及死區(qū)的消除方法方向

22、阻抗繼電器的死區(qū)及死區(qū)的消除方法 思考：思考：對(duì)于方向阻抗繼電器，當(dāng)保護(hù)出口短路時(shí)對(duì)于方向阻抗繼電器，當(dāng)保護(hù)出口短路時(shí) ，會(huì)不，會(huì)不會(huì)有死區(qū)？為什么？會(huì)有死區(qū)？為什么？對(duì)幅值比較的方向阻抗繼電器，其動(dòng)作條件為對(duì)幅值比較的方向阻抗繼電器，其動(dòng)作條件為 對(duì)于相位比較的方向阻抗繼電器，其動(dòng)作條件為對(duì)于相位比較的方向阻抗繼電器，其動(dòng)作條件為 ，無(wú)法進(jìn)行比相，因而繼電器也不動(dòng)作。，無(wú)法進(jìn)行比相，因而繼電器也不動(dòng)作。 , , 繼電器不動(dòng)作。繼電器不動(dòng)作。,2121mImUmIIKUKIK0mU0mU90arg90mUmUmIUKUKIK 1記憶回路記憶回路 思考：思考：對(duì)于方向阻抗繼電器，當(dāng)保護(hù)出口短路時(shí)

23、對(duì)于方向阻抗繼電器，當(dāng)保護(hù)出口短路時(shí) ，采用什，采用什么措施消除死區(qū)？么措施消除死區(qū)？ 對(duì)瞬時(shí)動(dòng)作的距離對(duì)瞬時(shí)動(dòng)作的距離I段方向阻抗繼電器，采用記憶回路，段方向阻抗繼電器，采用記憶回路，將電壓回路作成是一個(gè)對(duì)將電壓回路作成是一個(gè)對(duì)50HZ工頻交流的串聯(lián)諧振回路。工頻交流的串聯(lián)諧振回路。 結(jié)論：結(jié)論：在電阻在電阻Rr上的壓降上的壓降 與外加電壓同相位，記憶電與外加電壓同相位，記憶電壓壓 通過(guò)記憶變壓器通過(guò)記憶變壓器T與與 同相位。同相位。 RUmUpU引入記憶電壓以后，幅值比較的動(dòng)邊條件為：引入記憶電壓以后，幅值比較的動(dòng)邊條件為： 在出口短路時(shí)，極化電壓在出口短路時(shí)，極化電壓 在衰減到零之前存在

24、，在衰減到零之前存在， 與與 同相位，故方向阻抗繼電器消除了死區(qū)。同相位，故方向阻抗繼電器消除了死區(qū)。 1記憶回路記憶回路 pmImUpmIUIKUKUIK2121pUmU2引入第三相電壓引入第三相電壓 思考：思考：記憶回路只能保證方向阻抗繼電器在暫態(tài)過(guò)記憶回路只能保證方向阻抗繼電器在暫態(tài)過(guò)程中正確動(dòng)作，但它的作用時(shí)間有限。程中正確動(dòng)作，但它的作用時(shí)間有限。解決方法：解決方法：引入非故障相電壓。引入非故障相電壓。 第三相電壓為第三相電壓為C相，它通相，它通過(guò)高阻值的電阻過(guò)高阻值的電阻R接到記憶回接到記憶回路中路中 C Cr r和和R Rr r的連接點(diǎn)上。的連接點(diǎn)上。 正常時(shí)正常時(shí) ：電壓電壓

25、較高且較高且L Lr r、C Cr r處于工頻諧振狀態(tài)，而處于工頻諧振狀態(tài)，而R值又值又很大，第三相電壓很大，第三相電壓 基本上不起作用。基本上不起作用。 ABUCU.Up.Up.2 U VCr.RrLrABUm.CR.Up.Up.CrRrIc.ABL rIr.IR.CEB.EA.UB= UA.IR.UA C= UB C.Um= IrRr.當(dāng)系統(tǒng)中當(dāng)系統(tǒng)中AB相發(fā)生突然短路時(shí)：相發(fā)生突然短路時(shí)： 2引入第三相電壓引入第三相電壓 .Up.Up.2U VCr.RrLrABUm.CR.Up.Up.CrRrIc.ABL rIr.IR.CEB.EA.UB= UA. .IR.UA C= UB C. .Um

26、= IrRr. .rLrRLrCrrLrRrRjXIjXjXRjXIILrRrcRXI jRIUr結(jié)論：結(jié)論： 超前超前 近近90，電阻，電阻Rr上電壓降上電壓降 超前超前 90，即極化，即極化電壓與故障前電壓電壓與故障前電壓 同相位。因此，當(dāng)出口兩相短路時(shí)，同相位。因此，當(dāng)出口兩相短路時(shí)，第三相電壓可以保證方向阻抗繼電器正確動(dòng)作，即能消第三相電壓可以保證方向阻抗繼電器正確動(dòng)作，即能消除死區(qū)。除死區(qū)。RIACUABU2引入第三相電壓引入第三相電壓 .Up.Up.2U VCr.RrLrABUm.CR.Up.Up.CrRrIc.ABL rIr.IR.CEB.EA.UB= UA. .IR.UA C=

27、 UB C. .Um= IrRr. .rIRU 四、阻抗繼電器的精工電流和精工電壓四、阻抗繼電器的精工電流和精工電壓 實(shí)際上方向阻抗繼電器的臨界動(dòng)作方程為實(shí)際上方向阻抗繼電器的臨界動(dòng)作方程為假設(shè)上式中各向量均為同相位，則上列方程可寫(xiě)為假設(shè)上式中各向量均為同相位，則上列方程可寫(xiě)為UIKUKIKmImUmI212102121UIKUKIKmImUmI20UIKUKmImUmsetmopIUZZ20考慮考慮U U0 0的影響后，給出的影響后，給出 的關(guān)系曲線如下圖所的關(guān)系曲線如下圖所示。示。 當(dāng)加入繼電器的電流較小時(shí)，繼電當(dāng)加入繼電器的電流較小時(shí)，繼電器的動(dòng)作阻抗將下器的動(dòng)作阻抗將下降，使阻抗繼電器

28、的實(shí)際保護(hù)范圍縮短。這將影響到與相降，使阻抗繼電器的實(shí)際保護(hù)范圍縮短。這將影響到與相鄰線路阻抗元件的配合，甚至引起非選擇性動(dòng)作。為了把鄰線路阻抗元件的配合，甚至引起非選擇性動(dòng)作。為了把動(dòng)作阻抗的誤差限制在一定的范圍內(nèi)，規(guī)定了精工電流。動(dòng)作阻抗的誤差限制在一定的范圍內(nèi)，規(guī)定了精工電流。 四、阻抗繼電器的精工電流和精工電壓四、阻抗繼電器的精工電流和精工電壓 )(mmopIfZ0.9ZsetIac.minZsetIm精工電流：精工電流：就是當(dāng)就是當(dāng) 時(shí)，繼電器的動(dòng)作阻時(shí)，繼電器的動(dòng)作阻抗抗 ，即比整定阻抗縮小了，即比整定阻抗縮小了10%。 四、阻抗繼電器的精工電流和精工電壓四、阻抗繼電器的精工電流和

29、精工電壓 minacmIIsetmopZZ9 . 0 因此，當(dāng)因此，當(dāng) 時(shí)，就可以保證起動(dòng)阻抗時(shí)，就可以保證起動(dòng)阻抗的誤差在的誤差在10%以?xún)?nèi)，而這個(gè)誤差在選擇可靠系數(shù)時(shí)，以?xún)?nèi)，而這個(gè)誤差在選擇可靠系數(shù)時(shí)，已經(jīng)被考慮進(jìn)去了。已經(jīng)被考慮進(jìn)去了。 minacmII在繼電器通以精工電流的條件下，其動(dòng)作方程在繼電器通以精工電流的條件下，其動(dòng)作方程 ：根據(jù)允許條件根據(jù)允許條件得得 結(jié)論：結(jié)論：精工電流與反應(yīng)元件的靈敏性（精工電流與反應(yīng)元件的靈敏性（U U0 0）及電抗變壓）及電抗變壓器的整定阻抗有關(guān)。器的整定阻抗有關(guān)。 四、阻抗繼電器的精工電流和精工電壓四、阻抗繼電器的精工電流和精工電壓 min02op

30、setmopIUZZsetopsetZZZ1 . 0minmin02 . 0acsetIUZsetacZUI2 . 00min 為了便于衡量阻抗繼電器的靈敏度，有時(shí)應(yīng)用精工為了便于衡量阻抗繼電器的靈敏度，有時(shí)應(yīng)用精工電壓作為繼電器的質(zhì)量指標(biāo)。電壓作為繼電器的質(zhì)量指標(biāo)。精工電壓：精工電壓：就是精工電流和整定阻抗的乘積，即就是精工電流和整定阻抗的乘積，即結(jié)論：結(jié)論：它不隨繼電器的整定阻抗而變，對(duì)某指定的繼電器而它不隨繼電器的整定阻抗而變，對(duì)某指定的繼電器而言，它是常數(shù)。在整定阻抗一定的情況下，言，它是常數(shù)。在整定阻抗一定的情況下，U0越小，越小，Iac.min越小，即越小，即Uac越小，繼電器性能

31、越好越小，繼電器性能越好 。 四、阻抗繼電器的精工電流和精工電壓四、阻抗繼電器的精工電流和精工電壓 2 . 00minminUZIUsetacac第三節(jié)第三節(jié) 阻抗繼電器的接線方式阻抗繼電器的接線方式 一、對(duì)距離保護(hù)接線方式的要求及接線種類(lèi)一、對(duì)距離保護(hù)接線方式的要求及接線種類(lèi) 根據(jù)距離保護(hù)的工作原理，加入繼電器的電壓和電根據(jù)距離保護(hù)的工作原理，加入繼電器的電壓和電流應(yīng)滿(mǎn)足如下要求：流應(yīng)滿(mǎn)足如下要求： 1 1、繼電器的測(cè)量阻抗應(yīng)能準(zhǔn)確判斷故障地點(diǎn)，即與故障、繼電器的測(cè)量阻抗應(yīng)能準(zhǔn)確判斷故障地點(diǎn)，即與故障點(diǎn)至保障安裝處的距離成正比。點(diǎn)至保障安裝處的距離成正比。 2 2、繼電器的測(cè)量阻抗應(yīng)與故障類(lèi)

32、型無(wú)關(guān)，即保護(hù)范圍不隨、繼電器的測(cè)量阻抗應(yīng)與故障類(lèi)型無(wú)關(guān)，即保護(hù)范圍不隨故障類(lèi)型而變化。故障類(lèi)型而變化。 阻抗繼電器常用的接線方式有四類(lèi)，如下表所示。表中阻抗繼電器常用的接線方式有四類(lèi)，如下表所示。表中“”表示按相間電壓或相電流差，表示按相間電壓或相電流差，“Y”表示按相電壓或相表示按相電壓或相電流。電流。 一、對(duì)距離保護(hù)接線方式的要求及接線種類(lèi)一、對(duì)距離保護(hù)接線方式的要求及接線種類(lèi) 二、反應(yīng)相間短路阻抗繼電器的二、反應(yīng)相間短路阻抗繼電器的0 0接線接線 1 1、三相短路、三相短路 以以K K1 1為例分析之。設(shè)短路點(diǎn)至保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的距為例分析之。設(shè)短路點(diǎn)至保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的距離為離為L(zhǎng)千

33、米，線路每千米的正序阻抗為千米，線路每千米的正序阻抗為Z Z1 1 ，則保護(hù)安裝地，則保護(hù)安裝地點(diǎn)的電壓應(yīng)為點(diǎn)的電壓應(yīng)為 此時(shí)，阻抗繼電器的測(cè)量阻抗為此時(shí)，阻抗繼電器的測(cè)量阻抗為 結(jié)論：結(jié)論：在三相短路時(shí)，三個(gè)繼電在三相短路時(shí)，三個(gè)繼電器的測(cè)量阻抗均等于短路點(diǎn)到保器的測(cè)量阻抗均等于短路點(diǎn)到保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的正序阻抗，三護(hù)安裝地點(diǎn)之間的正序阻抗，三個(gè)繼電器均能正確動(dòng)作。個(gè)繼電器均能正確動(dòng)作。 LZIILZILZIUUUBABABAAB111)( LZIIUZBAABm131 2兩相短路兩相短路 設(shè)設(shè)AB兩相短路，對(duì)兩相短路，對(duì)K K1 1而言而言則則 LZIILZILZIUBABAAB111)(

34、結(jié)論：結(jié)論：與三相短路時(shí)的測(cè)量與三相短路時(shí)的測(cè)量阻抗相同。因此，阻抗相同。因此，K K1 1能正確能正確動(dòng)作。動(dòng)作。K2K2、K3K3不會(huì)動(dòng)作。不會(huì)動(dòng)作。 同理，在同理，在BC或或CA兩相短路時(shí)，相應(yīng)地分別有兩相短路時(shí)，相應(yīng)地分別有K K2 2和和K K3 3能準(zhǔn)確能準(zhǔn)確測(cè)量出而正確動(dòng)作。測(cè)量出而正確動(dòng)作。 LZIIUZBAABm1)2(13 3、中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中兩相接地短路、中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中兩相接地短路 設(shè)故障發(fā)生在設(shè)故障發(fā)生在AB相，相， 。 設(shè)設(shè)ZL表示每千米的自感阻抗，表示每千米的自感阻抗，ZM表示每千米的互感阻表示每千米的互感阻抗，則保護(hù)安裝地點(diǎn)的故障相電壓應(yīng)為抗，則保護(hù)安裝

35、地點(diǎn)的故障相電壓應(yīng)為BAIILZILZIULZILZIUmALBBmBLAA繼電器的測(cè)量阻抗為繼電器的測(cè)量阻抗為 其值與三相短路時(shí)相同，保其值與三相短路時(shí)相同，保護(hù)能夠正確的動(dòng)作。護(hù)能夠正確的動(dòng)作。 3 3、中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中兩相接地短路、中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中兩相接地短路 BAmLBABAABmIILZZIIIIUZ)()1 . 1(1LZLZZmL1)( 三、反應(yīng)相間短路阻抗繼電器的三、反應(yīng)相間短路阻抗繼電器的3030接線接線 這種接線方式有兩種，以繼電器為例，在三相和這種接線方式有兩種，以繼電器為例，在三相和AB兩相短路時(shí)，其測(cè)量阻抗為兩相短路時(shí)，其測(cè)量阻抗為將以上兩式合并寫(xiě)成將以上兩式

36、合并寫(xiě)成LZeILZIIIUZLZeILZIIIUZjBBABABmjABAAABm11)30(11)30()1 ()()1 ()(LZeZjm1)1 (1 正常運(yùn)行情況正常運(yùn)行情況 測(cè)量阻抗的數(shù)值為每相負(fù)荷阻抗的測(cè)量阻抗的數(shù)值為每相負(fù)荷阻抗的 倍，阻抗角則較倍，阻抗角則較負(fù)荷阻抗的角度偏移負(fù)荷阻抗的角度偏移 30 ，當(dāng)采用，當(dāng)采用+30+30 接線時(shí)，測(cè)量阻接線時(shí)，測(cè)量阻抗的阻抗角向超前于每相負(fù)荷阻抗的方向移動(dòng)抗的阻抗角向超前于每相負(fù)荷阻抗的方向移動(dòng)3030 ，而當(dāng)采，而當(dāng)采用用-30-30 接線時(shí)，則向滯后方向移動(dòng)接線時(shí)，則向滯后方向移動(dòng)3030 。3301203)1 (jLLjmeZZe

37、Z2 2、三相短路、三相短路 三相短路與正常運(yùn)行時(shí)相似，只是三相短路與正常運(yùn)行時(shí)相似，只是Z Z1 1L L為短路點(diǎn)到為短路點(diǎn)到保護(hù)安裝地點(diǎn)之間每相的正序阻抗，因此保護(hù)安裝地點(diǎn)之間每相的正序阻抗，因此 即測(cè)量阻抗的數(shù)值為每相線路阻抗的即測(cè)量阻抗的數(shù)值為每相線路阻抗的 倍，相倍，相位則比線路阻抗角偏離位則比線路阻抗角偏離 30 。 33013jmLeZZ3.兩相短路兩相短路 以以AB兩相短路為例，兩相短路為例， 超前于超前于 的角度的角度180180，因此，因此 即測(cè)量阻抗的數(shù)值為每相短路阻抗的即測(cè)量阻抗的數(shù)值為每相短路阻抗的2倍，相位則倍，相位則等于線路的阻抗角。等于線路的阻抗角。 AIBIL

38、ZLZeZjm111802)1 ( 采用采用3030 接線方式的阻抗繼電器在不同故障類(lèi)型時(shí)，其測(cè)接線方式的阻抗繼電器在不同故障類(lèi)型時(shí)，其測(cè)量阻抗的數(shù)值與相位均不相同，這種接線方式可應(yīng)用于圓特性量阻抗的數(shù)值與相位均不相同，這種接線方式可應(yīng)用于圓特性方向阻抗繼電器。如下圖所示，實(shí)際上三相短路與兩相短路時(shí)方向阻抗繼電器。如下圖所示，實(shí)際上三相短路與兩相短路時(shí)的保護(hù)范圍一樣。的保護(hù)范圍一樣。 這種接線方式還可用于全阻抗這種接線方式還可用于全阻抗繼電器。繼電器。 在輸電線路的送電端，采用在輸電線路的送電端，采用-30接線。接線。 在輸電線路的受電端采用在輸電線路的受電端采用+30接線時(shí)。接線時(shí)。3.兩相

39、短路兩相短路 四、反應(yīng)接地短路阻抗繼電器的接線四、反應(yīng)接地短路阻抗繼電器的接線 單相接地故障時(shí)，應(yīng)將故障相的電壓和電流加入到繼電單相接地故障時(shí)，應(yīng)將故障相的電壓和電流加入到繼電器中。對(duì)器中。對(duì)A相阻抗繼電器，接入繼電器的電壓為相阻抗繼電器，接入繼電器的電壓為L(zhǎng)ZILZILZIUUUUdddA002211021LZILZILZI002211LZILZILZIII00101021)(LZILZLZLZLZIA101101LZIKIA10)3(式中式中 稱(chēng)為零序補(bǔ)償電流，其中稱(chēng)為零序補(bǔ)償電流，其中 ，為常數(shù)；，為常數(shù)； 0IK11031ZZZK 接入繼電器的電流接入繼電器的電流 ，則故障相阻抗繼則故

40、障相阻抗繼電器的測(cè)量阻抗為電器的測(cè)量阻抗為 它能正確地測(cè)量從短路點(diǎn)到保護(hù)安裝地點(diǎn)間的阻抗。它能正確地測(cè)量從短路點(diǎn)到保護(hù)安裝地點(diǎn)間的阻抗。為了反應(yīng)任一相的單相接地短路，接地距離保護(hù)也必須采為了反應(yīng)任一相的單相接地短路，接地距離保護(hù)也必須采用三個(gè)阻抗繼電器。這種接線方式同樣能夠正確反應(yīng)兩相用三個(gè)阻抗繼電器。這種接線方式同樣能夠正確反應(yīng)兩相接地短路和三相短路，此時(shí)接于故障相的阻抗繼電器的測(cè)接地短路和三相短路，此時(shí)接于故障相的阻抗繼電器的測(cè)量阻抗均為量阻抗均為Z Z1 1L L。 四、反應(yīng)接地短路阻抗繼電器的接線四、反應(yīng)接地短路阻抗繼電器的接線 03 IKIIAmLZIKIUZAAAm10)1(3第四

41、節(jié)第四節(jié) 影響距離保護(hù)正確工作的因素及采影響距離保護(hù)正確工作的因素及采取的防止措施取的防止措施短路點(diǎn)過(guò)渡電阻對(duì)距離保護(hù)的影響短路點(diǎn)過(guò)渡電阻對(duì)距離保護(hù)的影響 電力系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響電力系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響 分支電流的影響分支電流的影響 電壓回路斷線對(duì)距離保護(hù)的影響電壓回路斷線對(duì)距離保護(hù)的影響 一、短路點(diǎn)過(guò)渡電阻對(duì)距離保護(hù)的影響一、短路點(diǎn)過(guò)渡電阻對(duì)距離保護(hù)的影響保護(hù)保護(hù)1的測(cè)量阻抗為的測(cè)量阻抗為 ， 保護(hù)保護(hù)2的測(cè)量阻抗為的測(cè)量阻抗為 。 當(dāng)當(dāng)R Rt t較大時(shí)，可能出現(xiàn)較大時(shí)，可能出現(xiàn)Z Zm1m1已超出保護(hù)已超出保護(hù)1第第段整定的特性段整定的特性圓范圍，而圓范圍，而Z Zm2m2仍位

42、于保護(hù)仍位于保護(hù)2第第段整定的特性圓范圍以?xún)?nèi)。此段整定的特性圓范圍以?xún)?nèi)。此時(shí)保護(hù)時(shí)保護(hù)1和保護(hù)和保護(hù)2將同時(shí)以第將同時(shí)以第段的時(shí)限動(dòng)作，因而失去了選段的時(shí)限動(dòng)作，因而失去了選擇性。擇性。 tRtABRZ結(jié)論：結(jié)論：保護(hù)裝置距短路點(diǎn)越近時(shí)，受過(guò)渡電阻的影響保護(hù)裝置距短路點(diǎn)越近時(shí)，受過(guò)渡電阻的影響越大，同時(shí)保護(hù)裝置的整定值越小，則相對(duì)地越大，同時(shí)保護(hù)裝置的整定值越小，則相對(duì)地受過(guò)渡電阻的影響也越大。受過(guò)渡電阻的影響也越大。 一、短路點(diǎn)過(guò)渡電阻對(duì)距離保護(hù)的影響一、短路點(diǎn)過(guò)渡電阻對(duì)距離保護(hù)的影響 對(duì)于雙側(cè)電源的網(wǎng)絡(luò)，短路點(diǎn)的過(guò)渡電阻可能使對(duì)于雙側(cè)電源的網(wǎng)絡(luò)，短路點(diǎn)的過(guò)渡電阻可能使測(cè)量阻抗測(cè)量阻抗增大，

43、也可能使測(cè)量阻抗減小。增大，也可能使測(cè)量阻抗減小。 保護(hù)保護(hù)1和保護(hù)和保護(hù)2的測(cè)量阻抗分別為的測(cè)量阻抗分別為 當(dāng)當(dāng) 為正時(shí)，測(cè)量為正時(shí)，測(cè)量阻抗增大，當(dāng)阻抗增大，當(dāng) 為負(fù)時(shí)，為負(fù)時(shí)，測(cè)量阻抗的電抗部分將測(cè)量阻抗的電抗部分將減小。在后一種情況下，減小。在后一種情況下，可能導(dǎo)致保護(hù)無(wú)選擇性可能導(dǎo)致保護(hù)無(wú)選擇性的動(dòng)作。的動(dòng)作。 jtdddddBmeRIIRIIIUZ1111jtddABdAmeRIIZIUZ112過(guò)渡電阻的特點(diǎn)：過(guò)渡電阻的特點(diǎn)：短路點(diǎn)的過(guò)渡電阻主要是純電阻性的電弧電阻短路點(diǎn)的過(guò)渡電阻主要是純電阻性的電弧電阻Rt，且電弧的長(zhǎng)度和電流的大小都隨時(shí)間而變化，在短路開(kāi)且電弧的長(zhǎng)度和電流的大小

44、都隨時(shí)間而變化，在短路開(kāi)始瞬間電弧電流很大，電弧的長(zhǎng)度很短，始瞬間電弧電流很大，電弧的長(zhǎng)度很短，Rt很小。隨著很小。隨著電弧電流的衰減和電弧長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，電弧電流的衰減和電弧長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，Rt隨著增大，大約隨著增大，大約經(jīng)經(jīng)0.10.15秒后，秒后，Rt劇烈增大。劇烈增大。 減小過(guò)渡電阻對(duì)距離保護(hù)影響的措施減小過(guò)渡電阻對(duì)距離保護(hù)影響的措施（1）采用瞬時(shí)測(cè)定裝置）采用瞬時(shí)測(cè)定裝置 “瞬時(shí)測(cè)定瞬時(shí)測(cè)定”就是把距離元件的最初動(dòng)作狀態(tài)，通過(guò)起動(dòng)就是把距離元件的最初動(dòng)作狀態(tài)，通過(guò)起動(dòng)元件的動(dòng)作而固定下來(lái)，當(dāng)電弧電阻增大時(shí)，仍以預(yù)定的時(shí)元件的動(dòng)作而固定下來(lái)，當(dāng)電弧電阻增大時(shí)，仍以預(yù)定的時(shí)限動(dòng)作跳閘。它通常應(yīng)用

45、于距離保護(hù)第限動(dòng)作跳閘。它通常應(yīng)用于距離保護(hù)第段。段。在短路的初瞬間，在短路的初瞬間，KA及及KR均動(dòng)作，均動(dòng)作， KM、KT起動(dòng)，通過(guò)起動(dòng)，通過(guò)KA的接點(diǎn)的接點(diǎn)及及KM自保持，此后自保持，此后KMKM的動(dòng)作與的動(dòng)作與KRKR無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)發(fā)出跳閘脈沖。發(fā)出跳閘脈沖。經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)KT的延時(shí)的延時(shí)既使電弧電阻增大，使既使電弧電阻增大，使KR返回，保護(hù)返回，保護(hù)仍能以預(yù)定的延時(shí)跳閘。仍能以預(yù)定的延時(shí)跳閘。-+KMKRKAKTKMKMKT圖 6-63 瞬 間 測(cè) 定 裝 置 的 原 理 接 線 圖減小過(guò)渡電阻對(duì)距離保護(hù)影響的措施減小過(guò)渡電阻對(duì)距離保護(hù)影響的措施（2）采用帶偏移特性的阻抗繼電器）采用帶偏移特性的

46、阻抗繼電器 采用能容許較大的過(guò)渡電阻而不致拒動(dòng)的阻抗采用能容許較大的過(guò)渡電阻而不致拒動(dòng)的阻抗繼電器，如偏移特性阻抗繼電器等。繼電器，如偏移特性阻抗繼電器等。 二、電力系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響二、電力系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響1 1、電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電流、電壓的分布、電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電流、電壓的分布 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，設(shè)當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，設(shè) 超前于超前于 的相位角為的相位角為 , , ，且系統(tǒng)中各元件的阻抗角相等，則振蕩電，且系統(tǒng)中各元件的阻抗角相等，則振蕩電流為流為 MENEEEENM=180, =360, ZE2IMzh/0Izh ZeEZEEZZZEEIjNMSNLSMNM)1 ( 振蕩電流滯后

47、于電勢(shì)差振蕩電流滯后于電勢(shì)差 的角度的角度為系統(tǒng)振蕩阻抗角為為系統(tǒng)振蕩阻抗角為 NMEE1 1、電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電流、電壓的分布、電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電流、電壓的分布 ZeEZEEZZZEEIjNMSNLSMNM)1 (SNLSMSNLSMRRRXXX arctan系統(tǒng)系統(tǒng)M M、N N、Z Z點(diǎn)的電壓分別為：點(diǎn)的電壓分別為： MzhMMZIEU NzhNNZIEU Z21IEUzhMZZ Z點(diǎn)位于點(diǎn)位于Z Z /2/2處。處。1 1、電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電流、電壓的分布、電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電流、電壓的分布 母線母線M的電壓：的電壓：MjMMZZe1EEU )(=0, 90, =180, 270, =360,

48、MMEU MUMMMMZZE2EUU , MUMMEU , MU1 1、電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電流、電壓的分布、電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電流、電壓的分布 在在Z Z點(diǎn)位于點(diǎn)位于Z Z /2/2處，當(dāng)處，當(dāng) =180=180 時(shí)：時(shí)：三相短路。三相短路。 因此，繼電保護(hù)裝置必須具備區(qū)別三相短路和因此，繼電保護(hù)裝置必須具備區(qū)別三相短路和系統(tǒng)振蕩的能力，才能保證在系統(tǒng)振蕩狀態(tài)下的正系統(tǒng)振蕩的能力，才能保證在系統(tǒng)振蕩狀態(tài)下的正確工作。確工作。 1 1、電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電流、電壓的分布、電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電流、電壓的分布 此點(diǎn)的電氣參數(shù)與什么故障相類(lèi)似？此點(diǎn)的電氣參數(shù)與什么故障相類(lèi)似？I Izhzh=2E/ Z=2E/ Z 達(dá)

49、最大值，達(dá)最大值，電壓電壓U Uz z=0=0， Z21IEUzhMZ此點(diǎn)稱(chēng)為系統(tǒng)振蕩中心。此點(diǎn)稱(chēng)為系統(tǒng)振蕩中心。2 2、電力系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響、電力系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響 M母線上阻抗繼電器的測(cè)量阻抗為母線上阻抗繼電器的測(cè)量阻抗為應(yīng)用尤拉公式及三角公式，有應(yīng)用尤拉公式及三角公式，有 2jctg12e1jejj sincos于是于是 SMjSMNMMSMMSMSMMMmZZeZZEEEZIEIZIEIUZ11221)21(ctgZjZZZSMMm結(jié)論：阻抗繼電器的測(cè)量阻抗將結(jié)論：阻抗繼電器的測(cè)量阻抗將在在Z Z 的垂直平分線的垂直平分線OOOO 上移動(dòng)。上移動(dòng)。 221)21(ctgZ

50、jZZZSMMm以變電站以變電站M M處的保護(hù)為例處的保護(hù)為例, ,其距離其距離段起動(dòng)阻抗整定為段起動(dòng)阻抗整定為0.85Z0.85ZL L，在下圖中以長(zhǎng)度，在下圖中以長(zhǎng)度MAMA表示，由此可繪出各種繼電器表示，由此可繪出各種繼電器的動(dòng)作特性曲線。的動(dòng)作特性曲線。 結(jié)論：結(jié)論：在同樣整定值的條件下全在同樣整定值的條件下全阻抗繼電器受振蕩的影響阻抗繼電器受振蕩的影響最大，而橢圓繼電器所受最大，而橢圓繼電器所受的影響最小。的影響最小。 2 2、電力系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響、電力系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響 結(jié)論：結(jié)論：(1)(1)繼電器的動(dòng)作特性在阻抗平繼電器的動(dòng)作特性在阻抗平面沿面沿oooo方向所占的

51、面積越大，受方向所占的面積越大，受振蕩的影響就越大。振蕩的影響就越大。(2)(2)保護(hù)安裝地點(diǎn)越靠近于振蕩保護(hù)安裝地點(diǎn)越靠近于振蕩中心，距離保護(hù)受振蕩的影響越大，中心，距離保護(hù)受振蕩的影響越大，而振蕩中心在保護(hù)范圍以外時(shí)，距而振蕩中心在保護(hù)范圍以外時(shí)，距離保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)。離保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)。 （3 3）當(dāng)保護(hù)的動(dòng)作帶有較大）當(dāng)保護(hù)的動(dòng)作帶有較大的延時(shí)時(shí)，如距離的延時(shí)時(shí)，如距離段，可利用段，可利用延時(shí)躲開(kāi)振蕩的影響。延時(shí)躲開(kāi)振蕩的影響。 3 3、振蕩閉鎖回路、振蕩閉鎖回路 （1 1）電力系統(tǒng)振蕩和短路時(shí)的主要區(qū)別。）電力系統(tǒng)振蕩和短路時(shí)的主要區(qū)別。 振蕩時(shí)電流和各電壓幅值的變化速度較慢振蕩時(shí)電流和各電

52、壓幅值的變化速度較慢, ,而短路時(shí)電流而短路時(shí)電流是突然增大是突然增大, ,電壓也突然降低。電壓也突然降低。 振蕩時(shí)電流和各點(diǎn)電壓幅值均作周期變化，各點(diǎn)電壓振蕩時(shí)電流和各點(diǎn)電壓幅值均作周期變化，各點(diǎn)電壓與電流之間的相位角也作周期變化。與電流之間的相位角也作周期變化。 振蕩時(shí)三相完全對(duì)稱(chēng)振蕩時(shí)三相完全對(duì)稱(chēng), ,電力系統(tǒng)中不會(huì)出現(xiàn)負(fù)序分量；而電力系統(tǒng)中不會(huì)出現(xiàn)負(fù)序分量；而短路時(shí)短路時(shí), ,總要長(zhǎng)期總要長(zhǎng)期( (在不對(duì)稱(chēng)短路過(guò)程中在不對(duì)稱(chēng)短路過(guò)程中) )或瞬間或瞬間( (在三相短在三相短路開(kāi)始時(shí)路開(kāi)始時(shí)) )出現(xiàn)負(fù)序分量。出現(xiàn)負(fù)序分量。 （2 2）對(duì)振蕩閉鎖回路的要求）對(duì)振蕩閉鎖回路的要求 系統(tǒng)振蕩

53、而沒(méi)故障時(shí)系統(tǒng)振蕩而沒(méi)故障時(shí), ,應(yīng)可靠將保護(hù)閉鎖。應(yīng)可靠將保護(hù)閉鎖。 系統(tǒng)發(fā)生各種類(lèi)型故障系統(tǒng)發(fā)生各種類(lèi)型故障, ,保護(hù)不應(yīng)被閉鎖。保護(hù)不應(yīng)被閉鎖。 在振蕩過(guò)程中發(fā)生故障時(shí)在振蕩過(guò)程中發(fā)生故障時(shí), ,保護(hù)應(yīng)能正確動(dòng)作。保護(hù)應(yīng)能正確動(dòng)作。 先故障先故障, ,且故障發(fā)生在保護(hù)范圍之外且故障發(fā)生在保護(hù)范圍之外, ,而后振蕩而后振蕩, ,保護(hù)不能保護(hù)不能無(wú)選擇性動(dòng)作。無(wú)選擇性動(dòng)作。 3 3、振蕩閉鎖回路、振蕩閉鎖回路 （3 3）利用負(fù)序）利用負(fù)序( (和零序和零序) )分量起動(dòng)的振蕩閉鎖回路分量起動(dòng)的振蕩閉鎖回路 負(fù)序電壓濾過(guò)器負(fù)序電壓濾過(guò)器 負(fù)序電壓濾過(guò)器負(fù)序電壓濾過(guò)器: :從三相不對(duì)稱(chēng)電壓中取出

54、其負(fù)序從三相不對(duì)稱(chēng)電壓中取出其負(fù)序分量的回路。目前廣泛應(yīng)用的是阻容雙臂式負(fù)序電壓濾分量的回路。目前廣泛應(yīng)用的是阻容雙臂式負(fù)序電壓濾過(guò)器，其參數(shù)關(guān)系為：過(guò)器，其參數(shù)關(guān)系為： 2211R3XX3R ,當(dāng)輸入端加入電壓時(shí)當(dāng)輸入端加入電壓時(shí), 在在m-n端的輸出電壓為端的輸出電壓為2X1RmnUUU 30j1bc30j1abeU23eU232211XI jRI 222bc111abXjXRUjRjXRU j3U3j3U3bcab 負(fù)序電壓濾過(guò)器負(fù)序電壓濾過(guò)器 當(dāng)輸入端只有正序電壓加入時(shí)當(dāng)輸入端只有正序電壓加入時(shí), , 0eU23eU23UUU30j1bc30j1ab2X1Rmn 在在m-n端的空載輸出

55、電壓為端的空載輸出電壓為X2U6030R2Uab1IIbc1R1UX1Uobc1UUca1ab1U負(fù)序電壓濾過(guò)器負(fù)序電壓濾過(guò)器 當(dāng)輸入端有負(fù)序電壓加入時(shí)當(dāng)輸入端有負(fù)序電壓加入時(shí), 2X1R2mnUUU 在在m-n端的空載輸出電壓為端的空載輸出電壓為UR1Iab2bc2IR2UmnU306030obc2Uca2UUab2UX1X2U負(fù)序電壓濾過(guò)器負(fù)序電壓濾過(guò)器 30j2bc30j2abeU23eU23 60j2abeU23 30j2aeU351.負(fù)序電流濾過(guò)器負(fù)序電流濾過(guò)器 負(fù)序電流濾過(guò)器負(fù)序電流濾過(guò)器: :從三相不對(duì)稱(chēng)電流中取出其負(fù)序分量的回路。從三相不對(duì)稱(chēng)電流中取出其負(fù)序分量的回路。目前常用

56、的一種由電抗變壓器目前常用的一種由電抗變壓器TXTX和電流變換器和電流變換器TATA組成。組成。其中電抗變壓輸出為其中電抗變壓輸出為電流變換器的變比為電流變換器的變比為在電阻在電阻R R上的壓降為上的壓降為在在m-nm-n端子上的輸出電壓為端子上的輸出電壓為)(cbKkIIjzU12WWn RIIna)(10)()(cbkamnIIjZRIInU01 當(dāng)輸入端加入正序電流時(shí)，輸出電壓為：當(dāng)輸入端加入正序電流時(shí)，輸出電壓為： )()(kacbkamnZnRIIIjZRInU3111111 當(dāng)選取參數(shù)為當(dāng)選取參數(shù)為 ，則，則kznR301mnUb1IoI a1c1II b1Ic1- =j zkna

57、1I ( - I b1I ) c1 負(fù)序電流濾過(guò)器負(fù)序電流濾過(guò)器 當(dāng)只有零序電流輸入時(shí)當(dāng)只有零序電流輸入時(shí) , ,在在TXTX和和TATA原邊的安匝互相抵消。原邊的安匝互相抵消。 01mnU負(fù)序電流濾過(guò)器負(fù)序電流濾過(guò)器 Ic2Ib2oa2Ib2I-c2InIa2R kjzIb2-(Ic2)當(dāng)只輸入負(fù)序電流時(shí)，負(fù)序電流濾過(guò)器的輸出電壓為當(dāng)只輸入負(fù)序電流時(shí)，負(fù)序電流濾過(guò)器的輸出電壓為 222222)3()(1akacbkamnInRznRIIIjzRInU負(fù)序電流濾過(guò)器負(fù)序電流濾過(guò)器 思考：思考： 除了利用負(fù)序分量構(gòu)成振蕩閉鎖回路外，還可以利用除了利用負(fù)序分量構(gòu)成振蕩閉鎖回路外，還可以利用哪些原理

58、構(gòu)成振蕩閉鎖回路？哪些原理構(gòu)成振蕩閉鎖回路？1、利用負(fù)序增量、利用負(fù)序增量2、利用電氣量變化速度、利用電氣量變化速度三、分支電流的影響三、分支電流的影響 使故障線路電流增大的現(xiàn)象，稱(chēng)為助增。如下圖所示電使故障線路電流增大的現(xiàn)象，稱(chēng)為助增。如下圖所示電路，當(dāng)在路，當(dāng)在BC線路上的線路上的D點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，在變電所點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，在變電所A距離保護(hù)距離保護(hù)1的測(cè)量阻抗為的測(cè)量阻抗為結(jié)論：結(jié)論：助增電流，使測(cè)量阻抗增大，保護(hù)范圍縮短。助增電流，使測(cè)量阻抗增大，保護(hù)范圍縮短。 1、助增電流的影響助增電流的影響dbABZKZdABBABABABdBdABABABAmZIIZZIZIZIIUZ1 .使故障線路

59、中電流減小的現(xiàn)象稱(chēng)為外汲。如下使故障線路中電流減小的現(xiàn)象稱(chēng)為外汲。如下圖所示電路，當(dāng)在平行線路上的圖所示電路，當(dāng)在平行線路上的D點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，在在變電所變電所A A距離保護(hù)距離保護(hù)1 1的測(cè)量阻抗的測(cè)量阻抗 結(jié)論：結(jié)論：外汲電流時(shí)使測(cè)量阻抗減小，保護(hù)范圍增大，可外汲電流時(shí)使測(cè)量阻抗減小，保護(hù)范圍增大，可能引起無(wú)選擇性動(dòng)作。能引起無(wú)選擇性動(dòng)作。 三、分支電流的影響三、分支電流的影響 2、外汲電流的影響外汲電流的影響dbABdABBdABABdBdABABABAmZKZZIIZIZIZIIUZ1 . 四、電壓回路斷線對(duì)距離保護(hù)的影響四、電壓回路斷線對(duì)距離保護(hù)的影響 當(dāng)電壓互感器二次回

60、路斷線時(shí)，距離保護(hù)將失去電壓，當(dāng)電壓互感器二次回路斷線時(shí)，距離保護(hù)將失去電壓，這時(shí)阻抗元件失去電壓而電流回路仍有負(fù)荷電流通過(guò)，可能這時(shí)阻抗元件失去電壓而電流回路仍有負(fù)荷電流通過(guò)，可能造成誤動(dòng)作。對(duì)此，在距離保護(hù)中應(yīng)裝設(shè)斷線閉鎖裝置。造成誤動(dòng)作。對(duì)此，在距離保護(hù)中應(yīng)裝設(shè)斷線閉鎖裝置。 對(duì)斷線閉鎖裝置的主要要求是：對(duì)斷線閉鎖裝置的主要要求是： (1)(1)當(dāng)電壓互感器發(fā)生各種可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作的故障時(shí)，斷當(dāng)電壓互感器發(fā)生各種可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作的故障時(shí)，斷線閉鎖裝置均應(yīng)動(dòng)作，將保護(hù)閉鎖并發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。線閉鎖裝置均應(yīng)動(dòng)作，將保護(hù)閉鎖并發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。(2)(2)當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生各種故障當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)