學(xué)習(xí)-繼電保護(hù)-chapter3distance

常虹電氣傳動(dòng)及其自動(dòng)化教研組《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》

電網(wǎng)距離保護(hù)2022/12/13

23.1距離保護(hù)的基本原理與構(gòu)成3.4距離保護(hù)的整定計(jì)算與對(duì)距離保護(hù)的評(píng)價(jià)3.2阻抗繼電器極其動(dòng)作特性3.3

阻抗繼電器的實(shí)現(xiàn)方法3電網(wǎng)距離保護(hù)

3.5距離保護(hù)的振蕩閉鎖3.8工頻故障分量距離保護(hù)3.6故障類型判別和故障選相3.7

距離保護(hù)特殊問題的分析2022/12/13

33.1距離保護(hù)的基本原理與構(gòu)成3.1.1距離保護(hù)的概念電流保護(hù)缺點(diǎn)：(1)整定、保護(hù)范圍、靈敏度受電網(wǎng)

接線方式、運(yùn)行方式影響大

(2)35kV及其以上的復(fù)雜電網(wǎng)很難滿

足選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單可靠→距離保護(hù)2022/12/13

43.1.1距離保護(hù)的概念電力系統(tǒng)繼電保護(hù)距離保護(hù)的原理：利用短路發(fā)生時(shí)電壓、電流同時(shí)變化的特征，測(cè)量電壓與電流的比值，該比值反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離。2022/12/13

5距離保護(hù)：反映故障點(diǎn)至保護(hù)安裝點(diǎn)之間的距離（或阻抗），并根據(jù)距離遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置。3.1.1距離保護(hù)的概念電力系統(tǒng)繼電保護(hù)由施加于繼電器的電壓和電流測(cè)得當(dāng)短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處近測(cè)量阻抗小動(dòng)作時(shí)間短當(dāng)短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處遠(yuǎn)測(cè)量阻抗增加動(dòng)作時(shí)間增長(zhǎng)保證選擇性測(cè)量電阻＜整定電阻，短路點(diǎn)在保護(hù)范圍以內(nèi)，保護(hù)動(dòng)作；反之保護(hù)不動(dòng)作。距離保護(hù)、阻抗保護(hù)、低阻抗保護(hù)2022/12/13

63.1.2測(cè)量阻抗及其與故障距離的關(guān)系測(cè)量阻抗

：保護(hù)安裝處測(cè)量電壓與測(cè)量電流之比整定阻抗

：整定長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的阻抗73.1.3三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取正常運(yùn)行2022/12/13

83.1.3三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障類型單相接地故障兩相接地故障兩相短路故障三相對(duì)稱短路故障為了與單相分析的公式統(tǒng)一，設(shè)2022/12/13

93.1.3三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取電力系統(tǒng)繼電保護(hù)單相接地故障（以A相故障為例）A相故障同理只有故障相的電壓電流反映出故障的距離2022/12/13

103.1.3三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取電力系統(tǒng)繼電保護(hù)兩相接地故障（以B,C相故障為例）故障相非故障相只有故障相的電壓電流反映出故障的距離2022/12/13

113.1.3三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取電力系統(tǒng)繼電保護(hù)兩相短路故障（以A,B相故障為例）A，B相短路故障為了與單相分析的公式統(tǒng)一，設(shè)2022/12/13

123.1.3三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取電力系統(tǒng)繼電保護(hù)三相對(duì)稱短路故障可以等價(jià)為接地或相間短路故障

133.1.3三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取電力系統(tǒng)繼電保護(hù)故障環(huán)路的概念及測(cè)量電壓、測(cè)量電流的選取故障環(huán)路：故障電流流過

的通路只有故障環(huán)路中流過的電壓、電流能夠正確反應(yīng)保護(hù)距離接地距離保護(hù)：取相-地環(huán)路電壓、電流相間距離保護(hù)：取相-相環(huán)路電壓、電流帶有零序電流補(bǔ)償?shù)墓收舷嚯娏鞅Ｗo(hù)安裝處故障相對(duì)地電壓保護(hù)安裝處兩故障相的電壓差兩故障相的電流差2022/12/13

143.1.3三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2022/12/13

153.1.3三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2022/12/1316=tI2＋Δt=tIII2＋ΔtAB321ZZZCtI3tII3tIII3tI2tII2tI1tIII2保護(hù)3的Ⅰ段保護(hù)3的Ⅱ段保護(hù)3的Ⅲ段lt3.1.4距離保護(hù)的延時(shí)特性定義：距離保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)之間距離的關(guān)系，稱為距離保護(hù)的時(shí)限特性，即2022/12/13

173.1.4距離保護(hù)的延時(shí)特性電力系統(tǒng)繼電保護(hù)距離保護(hù)Ⅰ段：（1）保護(hù)本線路全長(zhǎng)的80～85％；（2）瞬時(shí)動(dòng)作，即動(dòng)作時(shí)限為0s。距離保護(hù)Ⅱ段：（1）保護(hù)本線路全長(zhǎng)，但不超過下一條線路距離Ⅰ段的保護(hù)范圍；（2）延時(shí)t動(dòng)作，一般動(dòng)作時(shí)限為0.5s。距離保護(hù)Ⅲ段：（1）保護(hù)本線路全長(zhǎng)，下一級(jí)線路全長(zhǎng)，甚至更遠(yuǎn)；（2）延時(shí)動(dòng)作，一般動(dòng)作時(shí)限為：主保護(hù)后備保護(hù)三段式距離保護(hù)2022/12/13

183.1.5距離保護(hù)的構(gòu)成距離保護(hù)的主要組成元件：由啟動(dòng)元件、測(cè)量元件（核心部分）、延時(shí)元件組成。測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間的阻抗

建立必要的延時(shí)在發(fā)生故障時(shí)起動(dòng)整套保護(hù)2022/12/13

193.2阻抗繼電器極其動(dòng)作特性3.2.1阻抗繼電器動(dòng)作區(qū)域的概念

阻抗繼電器是距離保護(hù)裝置的核心元件，主要作用：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。阻抗是復(fù)數(shù)，是向量，既有大?。ǚ担?，也有方向（相位）2022/12/13

20分類：（1）根據(jù)構(gòu)成原理不同可分為幅值比較、相位比較和多輸入量時(shí)序比較；（2）按其動(dòng)作特性不同可分為圓特性、四邊形特性、直線特性、蘋果形特性等；（3）按阻抗繼電器的接線方式不同可分為單相式（只有一個(gè)電壓，一個(gè)電流）、多相式、多相補(bǔ)償式（加入繼電器的是幾個(gè)相的補(bǔ)償后電壓）等。3.2.1阻抗繼電器動(dòng)作區(qū)域的概念電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2022/12/13

213.2.2阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程動(dòng)作特性：阻抗繼電器在阻抗復(fù)平面動(dòng)作區(qū)域的形狀，由阻抗復(fù)平面圖上的阻抗動(dòng)作區(qū)來(lái)表示。阻抗動(dòng)作區(qū)：是阻抗復(fù)平面圖上的一個(gè)區(qū)域，當(dāng)測(cè)量阻抗落在區(qū)域內(nèi)，則阻抗繼電器認(rèn)為是內(nèi)部故障，繼電器動(dòng)作。動(dòng)作方程：用復(fù)數(shù)的數(shù)學(xué)方程描述的動(dòng)作特性。2022/12/13

223.2.2阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2022/12/13

233.2.2阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2022/12/13

243.2.2阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程電力系統(tǒng)繼電保護(hù)全阻抗繼電器特性：以保護(hù)安裝點(diǎn)（繼電器安裝點(diǎn)）為圓心，以整定阻抗為半徑所作的一個(gè)圓。當(dāng)測(cè)量阻抗位于圓內(nèi)時(shí)繼電器動(dòng)作，圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，圓外為不動(dòng)作區(qū)。當(dāng)測(cè)量阻抗正好位于圓周上時(shí)，繼電器剛好動(dòng)作，此時(shí)阻抗為起動(dòng)阻抗

幅值比較原理：相位比較原理:

缺點(diǎn)：無(wú)方向性，即反方向短路故障時(shí)也可能動(dòng)作。2022/12/13

253.2.2阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程電力系統(tǒng)繼電保護(hù)

特性：以保護(hù)安裝點(diǎn)（繼電器安裝點(diǎn)）為圓心，以整定阻抗為直徑所作的一個(gè)圓。圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，圓外為不動(dòng)作區(qū)。

方向阻抗繼電器幅值比較原理：相位比較原理:

2022/12/13

263.2.2阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程電力系統(tǒng)繼電保護(hù)偏移特性阻抗繼電器幅值比較原理：相位比較原理:

2022/12/13

273.2.3絕對(duì)值比較與相位比較之間的相互轉(zhuǎn)換幅值比較動(dòng)作方程：相位比較動(dòng)作方程：兩種比較動(dòng)作方程的轉(zhuǎn)換：2022/12/13

283.3阻抗繼電器的實(shí)現(xiàn)方法絕對(duì)值比較動(dòng)作方程：相位比較動(dòng)作方程：阻抗繼電保護(hù)裝置的作用：判斷故障處于區(qū)內(nèi)還是區(qū)外阻抗繼電器的實(shí)現(xiàn)：根據(jù)幅值（相位）比較動(dòng)作方程實(shí)現(xiàn)；根據(jù)距離保護(hù)原理的要求由其他方法實(shí)現(xiàn)。2022/12/13

293.3.1絕對(duì)值比較原理的實(shí)現(xiàn)絕對(duì)值比較動(dòng)作方程：電壓形式的絕對(duì)值比較動(dòng)作方程：模擬式數(shù)字式電壓形式電壓形式阻抗形式軟件計(jì)算電路串并聯(lián)實(shí)現(xiàn)2022/12/13

303.3.1絕對(duì)值比較原理的實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)模擬式絕對(duì)值比較阻抗繼電器的實(shí)現(xiàn)獲得測(cè)量電壓阻抗比較等式左右同時(shí)除以設(shè)方向圓特性阻抗繼電器2022/12/13

313.3.2相位比較原理的實(shí)現(xiàn)相位比較動(dòng)作方程：電壓形式的相位比較動(dòng)作方程：模擬式數(shù)字式電壓形式電壓形式阻抗形式軟件計(jì)算電路串并聯(lián)實(shí)現(xiàn)2022/12/13

32模擬式距離保護(hù)相位比較電壓的形成3.3.2相位比較原理的實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)等式左右同時(shí)除以設(shè)方向圓特性阻抗繼電器2022/12/13

33距離保護(hù)Ⅰ段：（1）保護(hù)本線路全長(zhǎng)的80～85％；（2）瞬時(shí)動(dòng)作，即動(dòng)作時(shí)限為0s。距離保護(hù)Ⅱ段：（1）保護(hù)本線路全長(zhǎng)，但不超過下一條線路距離Ⅰ段的保護(hù)范圍；（2）延時(shí)t動(dòng)作，一般動(dòng)作時(shí)限為0.5s。距離保護(hù)Ⅲ段：（1）保護(hù)本線路全長(zhǎng)，下一級(jí)線路全長(zhǎng)，甚至更遠(yuǎn)；（2）延時(shí)動(dòng)作，一般動(dòng)作時(shí)限為：主保護(hù)后備保護(hù)3.4距離保護(hù)的整定計(jì)算與對(duì)距離保護(hù)的評(píng)價(jià)2022/12/13

343.4.1距離保護(hù)的整定計(jì)算距離保護(hù)整定計(jì)算：計(jì)算各段測(cè)量元件的整定阻抗及II、III

段的動(dòng)作延時(shí)

注意：對(duì)于雙側(cè)電源供電系統(tǒng)，測(cè)量元件要具有方向性2022/12/13

35距離保護(hù)Ⅰ段：整定原則：按躲開本線路末端短路時(shí)的

測(cè)量阻抗來(lái)整定。3.4.1距離保護(hù)的整定計(jì)算電力系統(tǒng)繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間：瞬時(shí)動(dòng)作，即動(dòng)作時(shí)限為0s。保護(hù)本線路全長(zhǎng)的80～85％，即2022/12/13

36距離保護(hù)Ⅱ段：靈敏度校驗(yàn)：3.4.1距離保護(hù)的整定計(jì)算電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定原則：（1）與相鄰下級(jí)線路距離保護(hù)I或II段配合（2）與相鄰下級(jí)變壓器的快速保護(hù)配合動(dòng)作時(shí)間：延時(shí)t動(dòng)作，一般動(dòng)作時(shí)限為0.5s。取兩種整定原則計(jì)算值的最小者2022/12/13

37距離保護(hù)Ⅲ段：3.4.1距離保護(hù)的整定計(jì)算電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定原則：（1）與相鄰下級(jí)線路距離保護(hù)II或III段配合

（2）與相鄰變壓器的電流、電壓保護(hù)配合（3）按躲過正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗整定取三種整定原則計(jì)算值的最小者母線額定相電壓2022/12/13

38靈敏度校驗(yàn)：3.4.1距離保護(hù)的整定計(jì)算電力系統(tǒng)繼電保護(hù)距離保護(hù)Ⅲ段：動(dòng)作時(shí)間：比與之配合的線路動(dòng)作時(shí)間延時(shí)t2022/12/13

39例1：3.4.1距離保護(hù)的整定計(jì)算電力系統(tǒng)繼電保護(hù)解：2022/12/13

40例1（續(xù)）：3.4.1距離保護(hù)的整定計(jì)算電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2022/12/13

41例1（續(xù)）：3.4.1距離保護(hù)的整定計(jì)算電力系統(tǒng)繼電保護(hù)滿足靈敏度要求2022/12/13

42例2：保護(hù)1的I、II、III段距離保護(hù)整定

線路AB最大負(fù)荷電流ILmax=350A,cosφ=0.9，電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)系數(shù)KSS=1.5，母線最低工作電壓0.9*110KV,線路阻抗0.4/Km,阻抗角700。3.4.1距離保護(hù)的整定計(jì)算電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2022/12/13

43I段距離保護(hù)整定

（1）整定阻抗(2)動(dòng)作時(shí)間3.4.1距離保護(hù)的整定計(jì)算電力系統(tǒng)繼電保護(hù)例2（續(xù)）：2022/12/13

44II段距離保護(hù)整定

（1）整定阻抗（兩個(gè)條件）與相鄰最短線路I段配合3.4.1距離保護(hù)的整定計(jì)算電力系統(tǒng)繼電保護(hù)例2（續(xù)）：2022/12/13

45II段距離保護(hù)整定

分支系數(shù)Kbmin的確定保護(hù)3的I段末端發(fā)生短路

XS1選最小值XS1min

，XS2

選最大值XS2max

，目的是使Zset有較低值，因?yàn)榫嚯x保護(hù)是欠量保護(hù)。3.4.1距離保護(hù)的整定計(jì)算電力系統(tǒng)繼電保護(hù)例2（續(xù)）：2022/12/13

46II段距離保護(hù)整定

分支系數(shù)Kbmin的確定變壓器低壓側(cè)發(fā)生短路（變壓器主保護(hù)為差動(dòng)保護(hù)）取兩者較小的為整定值3.4.1距離保護(hù)的整定計(jì)算電力系統(tǒng)繼電保護(hù)例2（續(xù)）：2022/12/13

47II段距離保護(hù)整定（2）靈敏性校驗(yàn)（3）動(dòng)作時(shí)間3.4.1距離保護(hù)的整定計(jì)算電力系統(tǒng)繼電保護(hù)例2（續(xù)）：2022/12/13

48III段距離保護(hù)整定

（1）按躲過最小負(fù)荷阻抗整定采用方向保護(hù)元件3.4.1距離保護(hù)的整定計(jì)算電力系統(tǒng)繼電保護(hù)例2（續(xù)）：（2）按與相鄰下級(jí)線路距離保護(hù)II段配合整定（略）沒有給出保護(hù)7所在線路的長(zhǎng)度,因此無(wú)法求得保護(hù)7I段的整定值2022/12/13

49（3）靈敏性校驗(yàn)（近后備）3.4.1距離保護(hù)的整定計(jì)算電力系統(tǒng)繼電保護(hù)例2（續(xù)）：（4）靈敏性校驗(yàn)（遠(yuǎn)后備）1）做相鄰線路遠(yuǎn)后備XS1取XS1max,XS2取XS2min，使測(cè)量值最大2022/12/13