單側(cè)電源輻射網(wǎng)絡(luò)相間短路的距離保護(1)ppt課件

1、 電流維護簡單可靠電流維護簡單可靠 整定、維護范圍、靈敏度受電網(wǎng)接線整定、維護范圍、靈敏度受電網(wǎng)接線方式、運轉(zhuǎn)方式影響大方式、運轉(zhuǎn)方式影響大 電流、電壓維護普通只適用于電流、電壓維護普通只適用于35kV35kV及及以下電壓等級的配電網(wǎng)。以下電壓等級的配電網(wǎng)。35kV35kV及其以上的及其以上的復雜電網(wǎng)很難滿足選擇性、靈敏性和速動性復雜電網(wǎng)很難滿足選擇性、靈敏性和速動性的要求的要求 對于對于110kV110kV及以上電壓等級的復雜網(wǎng)，及以上電壓等級的復雜網(wǎng)，線路維護采用何種維護方式？線路維護采用何種維護方式？ 間隔維護間隔維護3.2 3.2 單側(cè)電源輻射網(wǎng)絡(luò)相間短路的間隔維護單側(cè)電源輻射網(wǎng)絡(luò)相間

2、短路的間隔維護 間隔維護：反映缺點點至維護安裝點之間的間隔或阻間隔維護：反映缺點點至維護安裝點之間的間隔或阻抗，并根據(jù)間隔遠近而確定動作時間的一種維護安裝。抗，并根據(jù)間隔遠近而確定動作時間的一種維護安裝。 丈量阻抗：由施加于繼電器的電壓和電流測得的維護安裝丈量阻抗：由施加于繼電器的電壓和電流測得的維護安裝處至短路點的阻抗值。處至短路點的阻抗值。 當短路點距維護安裝處近時，其丈量阻抗小，動作時間短；當短路點距維護安裝處近時，其丈量阻抗小，動作時間短；當短路點距維護安裝處遠時，其丈量阻抗添加，動作時間增長；當短路點距維護安裝處遠時，其丈量阻抗添加，動作時間增長；保證有選擇性地切除缺點線路。保證有選

3、擇性地切除缺點線路。 第一節(jié)第一節(jié) 間隔維護的作用原理間隔維護的作用原理一、根本原理一、根本原理 使間隔維護安裝剛能動作的最大丈量阻抗。使間隔維護安裝剛能動作的最大丈量阻抗。三個重要的根本概念三個重要的根本概念整定阻抗整定阻抗Zset： 丈量阻抗丈量阻抗Zk：參與繼電器的電壓參與繼電器的電壓Uk 、電流、電流Ik的比值。的比值。起動阻抗起動阻抗Zact ：指編制整定方案時，根據(jù)維護范圍給出的指編制整定方案時，根據(jù)維護范圍給出的阻抗。發(fā)生短路時，當丈量阻抗等于或小阻抗。發(fā)生短路時，當丈量阻抗等于或小于整定阻抗時繼電器動作。于整定阻抗時繼電器動作。間隔維護的任務(wù)原理間隔維護的任務(wù)原理kIkUABC

4、Z正常情況下：正常情況下： 丈量阻抗丈量阻抗 d缺點時：缺點時： 丈量阻抗丈量阻抗 1234lllkkkZIUIUZddreskkkZIUIUZ間隔維護的本質(zhì)是用丈量阻抗間隔維護的本質(zhì)是用丈量阻抗 與被維護線路與被維護線路的的整定阻抗整定阻抗 比較。比較。當短路點在維護范圍以外時，即當短路點在維護范圍以外時，即 時，時， 繼電器不動作；繼電器不動作；當短路點在維護范圍以內(nèi)時，即當短路點在維護范圍以內(nèi)時，即 時，時， 繼電器動作。繼電器動作。ksetZZsetZkZksetZZ 當d點短路時，維護1丈量的阻抗是 dZ，保，保 護護2 2丈量的阻抗是丈量的阻抗是 。 dABZZ 由于維護由于維護1

5、 1距短路點距短路點較近，維護較近，維護2 2距短路點距短路點較遠，所以維護較遠，所以維護1 1的動的動作時間可以做得比維作時間可以做得比維護護2 2的動作時間短。這的動作時間短。這樣缺點由維護樣缺點由維護1 1切除，切除，而維護而維護2 2不動作。這種不動作。這種選擇性的配合，是靠選擇性的配合，是靠適當?shù)剡x擇各個維護適當?shù)剡x擇各個維護的整定值和動作時限的整定值和動作時限來完成的。來完成的。 )(Lft BCdzZZ)85. 08 . 0(1 . 定義：動作時間與維護安裝處至短路點之間間定義：動作時間與維護安裝處至短路點之間間隔關(guān)系隔關(guān)系 三段階梯型時限特性，稱間隔維護三段階梯型時限特性，稱間

6、隔維護的的、段。段。 )(Lft 間隔間隔段段 希希 望：維護被維護范圍全長，但滿足選擇性要求望：維護被維護范圍全長，但滿足選擇性要求 動作值：動作值： ABABrelsetZZKZ)85. 08 . 0(2 .動作時間：動作時間： 1t= =維護本身固有動作時間維護本身固有動作時間 BCsetZZ)85. 08 . 0(1 .二、間隔維護的時限特性二、間隔維護的時限特性AB21ZZZC 間隔間隔段段 動作值：當維護動作值：當維護1 1第第段末端短路時，維護段末端短路時，維護2 2的丈量阻的丈量阻抗為抗為 1 .2setABZZZ)85. 08 . 0(8 . 0)(1 .2 .BCABopA

7、BrelsetZZZZKZ 動作時間：動作時間： ttt 12 間隔維護段和段結(jié)合構(gòu)本錢線路的主維護。 希希 望：維護范圍不超出下一條線路間隔望：維護范圍不超出下一條線路間隔段的維段的維護范圍，同時帶有高出一個護范圍，同時帶有高出一個 的時限。的時限。tAB21ZZZC 間隔間隔段段 2 .setZ = 按躲開正常運轉(zhuǎn)的最小負荷阻抗來整定按躲開正常運轉(zhuǎn)的最小負荷阻抗來整定 不同任務(wù)特性阻抗繼電器整定方法有差別。不同任務(wù)特性阻抗繼電器整定方法有差別。 tttnextself 動作時間：動作時間：希希 望：作為相臨線路維護安裝和斷路器回絕望：作為相臨線路維護安裝和斷路器回絕動作的后備維護，同時也作

8、為間隔動作的后備維護，同時也作為間隔、段的段的后備維護。后備維護。 動作值：動作值：間隔維護的動作時間間隔維護的動作時間t t與維護安裝處到缺點點之間的間與維護安裝處到缺點點之間的間隔隔 的關(guān)系稱為間隔維護的時限特性，目前獲得廣泛運用的關(guān)系稱為間隔維護的時限特性，目前獲得廣泛運用的是三階梯型時限特性。的是三階梯型時限特性。= t2t= t2tAB321ZZZCt3t3t3t2t2t1t2維護維護3 3的的段段維護維護3 3的的段段維護維護3 3的的段段ltl三、間隔維護的組成三、間隔維護的組成起動元件起動元件間隔元件間隔元件時間元件時間元件起動 Z Z Ztt1&出口跳閘起動元件缺點瞬

9、間起動整套維護安裝,根據(jù)被維護線路 的不同，可選用過電流繼電器、低阻抗繼電 器或反映負序和零序電流的繼電器。間隔元件丈量短路點到維護安裝處的間隔即丈量阻抗 ，普通采用阻抗繼電器。時間元件時間元件按照缺點點到維護安裝處的遠近，根據(jù)預定的按照缺點點到維護安裝處的遠近，根據(jù)預定的 時間特性確定動作的時限，以保證動作的選擇時間特性確定動作的時限，以保證動作的選擇 性，普通采用時間繼電器。性，普通采用時間繼電器。 阻抗繼電器是間隔維護安裝的中心元件，主要作用：丈量短路點到維護安裝處之間的間隔，并與整定阻抗值進展比較，以確定維護能否應(yīng)該動作。 kkkIUZkZ可以寫成可以寫成 jXR 的復數(shù)方式，利用復數(shù)

10、平面來分析的復數(shù)方式，利用復數(shù)平面來分析 這種繼電器的動作特性。這種繼電器的動作特性。第二節(jié)第二節(jié) 阻抗繼電器阻抗繼電器 單相式阻抗繼電器：參與繼電器的只需一個電壓 kU可可 以是相電壓或線電壓和一個電流以是相電壓或線電壓和一個電流 kI可以是相電流或兩相可以是相電流或兩相 電流之差的阻抗繼電器，電流之差的阻抗繼電器， 和和 的比值稱為繼電器的丈量的比值稱為繼電器的丈量 阻抗阻抗 ，即，即 kZkUkI 以線路以線路B-CB-C的維護的維護1 1為為例，線路的始端例，線路的始端B B位于坐位于坐標原點，正方向線路的丈標原點，正方向線路的丈量阻抗在第一象限，反方量阻抗在第一象限，反方向線路的丈量

11、阻抗在第三向線路的丈量阻抗在第三象限，正方向線路丈量阻象限，正方向線路丈量阻抗與抗與R R軸之間角度為線路軸之間角度為線路B-CB-C的阻抗角的阻抗角 。對維護。對維護1 1的間隔的間隔段，起動阻抗段，起動阻抗應(yīng)整定為應(yīng)整定為 dBCsetZZ85. 01 .一、構(gòu)成阻抗繼電器的根本原那么一、構(gòu)成阻抗繼電器的根本原那么BCsetZZ85. 01 .CBAd 為了減少過渡電阻為了減少過渡電阻以及互感器誤差的影以及互感器誤差的影響，盡量簡化繼電器響，盡量簡化繼電器的接線，并便于制造的接線，并便于制造和調(diào)試，通常把阻抗和調(diào)試，通常把阻抗繼電器的動作特性擴繼電器的動作特性擴展為一個圓。如下圖，展為一個

12、圓。如下圖，其中其中1 1為全阻抗繼電器為全阻抗繼電器的動作特性，的動作特性，2 2為方向為方向阻抗繼電器的動作特阻抗繼電器的動作特性，性，3 3為偏移特性的阻為偏移特性的阻抗繼電器的動作特性?？估^電器的動作特性。CBAdBCsetZZ85. 01 .正方向短路時：丈量阻抗在第一象限，正向丈量阻正方向短路時：丈量阻抗在第一象限，正向丈量阻抗抗ZkZk與與R 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；反方向短路時：丈量阻抗在第三象限。假設(shè)丈量阻反方向短路時：丈量阻抗在第三象限。假設(shè)丈量阻抗的相量，落在向量以內(nèi)，那么阻抗繼電器動抗的相量，落在向量以內(nèi)，那么阻抗繼電器動作；反之，阻抗繼電

13、器不動作。作；反之，阻抗繼電器不動作。 setZ 阻抗繼電器都接于電流互感器和電壓互感器的二次側(cè)，丈量阻抗與系一致次側(cè)阻抗之間存在關(guān)系： yldlBCyBkkknnZnInUIUZ/)(1.1.全阻抗繼電器全阻抗繼電器 特性：以特性：以B B點繼電器安裝點為圓心，以整定阻點繼電器安裝點為圓心，以整定阻抗抗 為半徑所作的一個圓。當丈量阻抗為半徑所作的一個圓。當丈量阻抗 位于圓內(nèi)位于圓內(nèi)時繼電器動作，圓內(nèi)為動作區(qū)，圓外為不動作區(qū)。當時繼電器動作，圓內(nèi)為動作區(qū)，圓外為不動作區(qū)。當丈量阻抗正好位于圓周上時，繼電器剛好動作，此時丈量阻抗正好位于圓周上時，繼電器剛好動作，此時阻抗為起動阻抗阻抗為起動阻抗

14、。setZkZactZjXRsetZkZactZ二、阻抗繼電器的特性分析二、阻抗繼電器的特性分析 該特性是以原點為圓心作的圓，因此不論參與繼電器的該特性是以原點為圓心作的圓，因此不論參與繼電器的 電壓和電流之間的角度電壓和電流之間的角度k為多大，繼電器起動阻抗在數(shù)值為多大，繼電器起動阻抗在數(shù)值 上等于整定阻抗，即上等于整定阻抗，即 |setactZZ，全阻抗繼電器沒有方向性。，全阻抗繼電器沒有方向性。 1 1幅值比較幅值比較KsetZZ動作與邊境條件：動作與邊境條件：kKsetUI Z|setkZZjXRsetZkZactZ2相位比較相位比較 90arg90ksetksetZZZZjXRset

15、ZkZjXRsetZkZ動作與邊境條件動作與邊境條件: :ksetZZksetZZksetZZksetZZ丈量阻抗在圓上丈量阻抗在圓上 丈量阻抗在圓內(nèi)丈量阻抗在圓內(nèi) jXRsetZrZ動作邊境條件動作邊境條件: :90arg90ksetksetZZZZ90arg90kkksetkkksetIZIZIZIZjXRsetZrZksetZZksetZZksetZZksetZZ丈量阻抗在圓外丈量阻抗在圓外 特性：以整定阻抗特性：以整定阻抗 為直徑而經(jīng)過坐標原點的一個圓。為直徑而經(jīng)過坐標原點的一個圓。 圓內(nèi)為動作區(qū)，圓外為不動作區(qū)。當參與繼電器的電壓圓內(nèi)為動作區(qū)，圓外為不動作區(qū)。當參與繼電器的電壓和電流

16、之間的相位差和電流之間的相位差 為不同數(shù)值時，繼電器的起動阻抗也為不同數(shù)值時，繼電器的起動阻抗也將隨之改動。將隨之改動。 當當 等于的阻抗角等于的阻抗角 時，繼電器的起動阻抗到達最大，時，繼電器的起動阻抗到達最大，等于圓的直徑，此時，阻抗繼電器的維護范圍最大，任務(wù)最等于圓的直徑，此時，阻抗繼電器的維護范圍最大，任務(wù)最靈敏。靈敏。 setZkkset2. 2. 方向阻抗繼電器方向阻抗繼電器kZkZ|21|21|setsetkZZZ起動即丈量阻抗起動即丈量阻抗 位于圓內(nèi)條件為位于圓內(nèi)條件為 當反方向發(fā)生短路時，丈量阻抗當反方向發(fā)生短路時，丈量阻抗 位于第三象限，繼電器位于第三象限，繼電器不能動作，

17、它本身具有方向性，稱方向阻抗繼電器。不能動作，它本身具有方向性，稱方向阻抗繼電器。kZ1幅值比較幅值比較jXRsetZsetZ21setkZZ21kZ2相位比較相位比較動作邊境條件動作邊境條件: :90arg90kksetZZZkZsetZksetZZsetZksetZZjXRjXRkZ90arg90kksetZZZkZjXRjXRsetZksetZZsetZksetZZ 特性：當正方向的整定阻抗為特性：當正方向的整定阻抗為 時，同時向反方向偏移一時，同時向反方向偏移一個個 ，其中，其中 。圓內(nèi)為動作區(qū)，圓外為不動作區(qū)。圓。圓內(nèi)為動作區(qū)，圓外為不動作區(qū)。圓的直徑為的直徑為 ，圓心坐標，圓心坐標

18、 setZsetZ10setsetZZ)(210setsetZZZ3. 偏移特性的阻抗繼電器偏移特性的阻抗繼電器|00ZZZZsetkjXR1幅值比較幅值比較 動作邊境條件動作邊境條件: :setZ0ZsetZkZ0ZZk|)1 (5 . 0|)1 (5 . 0|setsetkZZZ2相位比較相位比較 90arg9021ksetksetZZZZjXRjXR動作邊境條件動作邊境條件: :1setZ2setZkZksetZZ1ksetZZ20Z0Z1setZ2setZksetZZ2ksetZZ1kZjXRjXR90arg9021ksetksetZZZZ90arg9021kksetkksetUIZU

19、IZ0Z1setZ2setZksetZZ2ksetZZ1kZ0Z1setZ2setZksetZZ2ksetZZ1kZ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(1) 阻抗繼電器的丈量阻抗應(yīng)正比于短路點到維護阻抗繼電器的丈量阻抗應(yīng)正比于短路點到維護安裝處之間的間隔。安裝處之間的間隔。(2) 阻抗繼電器的丈量阻抗應(yīng)與缺點類型無關(guān)，也阻抗繼電器的丈量阻抗應(yīng)與缺點類型無關(guān)，也就是維護范圍不隨缺點類型而變化。就是維護范圍不隨缺點類型而變化。1. 對阻抗繼電器接線要求對阻抗繼電器接線要求1 接線定義接線定義02. 反映相間短路缺點接線反映相間短路缺點接線1cos當當 時，加在繼電器端子上電壓與

20、電流時，加在繼電器端子上電壓與電流的相位差為零。的相位差為零。 為了正確反映維護安裝處到短路點之間的間隔，必需參與相間電壓和同名相的兩相電流差。繼電器繼電器1繼電器繼電器2繼電器繼電器3BAUUBAIICBUUCBIIACUUACII KZ1：111111)(KBABAABKI lZIIlZlZIlZIUU)3(2)3(2111)3(1KKKKKZZlZIUZ2三相短路三相短路丈量阻抗：丈量阻抗： KZ1 、 KZ2 、 KZ3都能正確反響缺點位置，假都能正確反響缺點位置，假設(shè)缺點點落在維護范圍，設(shè)缺點點落在維護范圍，3個繼電器都起動。個繼電器都起動。111111)(KBABAABKI lZI

21、IlZlZIlZIUU)3(1111)2(1KKKKZlZIUZ3二相短路二相短路KZ1： KZ2：丈量阻抗落在區(qū)外，不能起動。：丈量阻抗落在區(qū)外，不能起動。（正常）殘壓）CBCBBCKUlZIUUUU(1212KKABBCUUUUBBAKBCBKIIIIIIII201212KKII12KKZZ同理，同理，B-C短路，短路，K2起動；起動；C-A短路，短路，K3起動。起動。因此，要接因此，要接3個阻抗繼電器分別反響不同的相間個阻抗繼電器分別反響不同的相間缺點。缺點。3. 反映接地短路缺點的阻抗繼電器接線反映接地短路缺點的阻抗繼電器接線作用：作為接地短路缺點丈量元件。作用：作為接地短路缺點丈量元

22、件。 當發(fā)生單相金屬性接地短路缺點時，只需當發(fā)生單相金屬性接地短路缺點時，只需缺點相的電壓降低，缺點點相對地電壓為零。缺點相的電壓降低，缺點點相對地電壓為零。以以A相為例，缺點點對地電壓為零。相為例，缺點點對地電壓為零。kAU) 1 (kAI將缺點點電壓和電流分解為序分量，那將缺點點電壓和電流分解為序分量，那么么)1(0)1(2)1(1)1(021KAKAKAKAKAKAKAKAIIIIUUUUkKKAAkKKAAkKKAALZIUULZIUULZIUU000012221111021AAAAUUUUkKKKKAKAKALZIZIZIUUU)()(001211021)(100211ZZIIILZ

23、KKKk)(11001ZZZIILZKAk0021021kkkkAAUUUUIIII短路點邊界條件：假設(shè)參與繼電器電壓、電流為假設(shè)參與繼電器電壓、電流為AkUUAkII那么丈量阻抗為那么丈量阻抗為kAKkmLZZIILZZ)(1001為了正確丈量阻抗，參與繼電器電壓、電流應(yīng)為了正確丈量阻抗，參與繼電器電壓、電流應(yīng)為：為：03IKIIUUAkAk1103ZZZK其中：其中：丈量阻抗丈量阻抗: :kAkAkLZIKILZIKIZ10103)3(參與相電壓、帶零序電流補償?shù)南嚯娏鳎鑵⑴c相電壓、帶零序電流補償?shù)南嚯娏鳎杩估^電器就能正確丈量維護安裝處至短路點抗繼電器就能正確丈量維護安裝處至短路點間間

24、隔。間間隔。繼電器繼電器1繼電器繼電器2繼電器繼電器3AUBUCU03 IKIA03 IKIB03 IKIC第四節(jié)第四節(jié) 間隔維護的整定計算間隔維護的整定計算1. 間隔維護間隔維護段段 1動作阻抗動作阻抗 2動作時限動作時限 ABrelset.1ZKZ01t2. 間隔維護間隔維護段段 1動作阻抗動作阻抗 1與下一線路的第一段維護配合與下一線路的第一段維護配合Kb為分支系數(shù)，為分支系數(shù)，2與相鄰變壓器的快速維護相配合與相鄰變壓器的快速維護相配合 取取1、2計算結(jié)果中的小者作為計算結(jié)果中的小者作為 。 BCABZKKZKZrelbrel1 .setminbABBCIIKTABZKZKZbrel1s

25、et.1 .setZ含義：變壓器普通采用瞬時動作的差動維護可以含義：變壓器普通采用瞬時動作的差動維護可以了解為了解為I I段，其維護范圍為元件全長，即變壓器段，其維護范圍為元件全長，即變壓器出口，折合成間隔維護的出口，折合成間隔維護的I I段定值即是段定值即是 。TZ (2) 動作時限動作時限 (3) 靈敏度校驗靈敏度校驗 如靈敏度不能滿足要求，可按照與下一線路維護如靈敏度不能滿足要求，可按照與下一線路維護第第段相配合的原那么選擇動作阻抗，即段相配合的原那么選擇動作阻抗，即第第段的動作時限應(yīng)比下一線路第段的動作時限應(yīng)比下一線路第段的動作時段的動作時限大一個時限階段，限大一個時限階段， tttt

26、215 . 1set.1ABsenZZK2 .setbrel1 .setZKZKZABttt213. 間隔維護間隔維護段段 (1) 動作阻抗動作阻抗 按躲開最小負荷阻抗來選擇，假設(shè)第按躲開最小負荷阻抗來選擇，假設(shè)第段采用段采用全阻抗繼電器，其動作阻抗為全阻抗繼電器，其動作阻抗為min.Lssrerel1 .set1ZKKKZmax.LNmin.L39 . 0IUZ式中式中 最小負荷阻抗，最小負荷阻抗， min.LZ(2) 動作時限動作時限 (3) 靈敏度校驗靈敏度校驗 作近后備維護時作近后備維護時 作遠后備維護時作遠后備維護時 Kb為分支系數(shù)，取最大能夠值。為分支系數(shù)，取最大能夠值。 ttt2

27、15 . 11 .setsenABZZK近2 . 1b1 .setsenBCABZKZZK遠 根據(jù)間隔維護的任務(wù)原理，可在多電源的復雜網(wǎng)絡(luò)中保證動作的選擇性。 間隔段，維護全長80%85%，兩端合成起來有30%40%長度不能瞬時切除，0.5s延時。 較電流維護的靈敏度高。 間隔維護中，采用了復雜的阻抗繼電器和大量輔助繼電器，可靠性低指傳統(tǒng)阻抗繼電器。4. 對間隔維護的評價對間隔維護的評價 線路：線路： 變壓器：變壓器： 電源：電源： 線路線路AB、BC 整定整定A各段間隔維護，各段間隔維護，okBCABZZkmZ65,1 .17,5 .13;/45. 0135.42TZ30,10,3/115min.max.BBA