保護(hù)篇-第13章輸電線路的繼電保護(hù)2

電氣工程基礎(chǔ)—保護(hù)篇張文Zhangwen@2023/2/3113輸電線路的繼電保護(hù)2023/2/3213.1單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)

--電磁型電流繼電器2023/2/3313.1單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)

電磁型電流繼電器2023/2/3413.1單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)2023/2/3513.1單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)2023/2/36最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式對(duì)繼電保護(hù)而言，在相同地點(diǎn)發(fā)生相同類型的短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的電流最大，稱為系統(tǒng)最大運(yùn)行方式，對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗最小，Zs＝Zs.min對(duì)繼電保護(hù)而言，在相同地點(diǎn)發(fā)生相同類型的短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的電流最小，稱為系統(tǒng)最小運(yùn)行方式，對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)等值阻抗最大，Zs＝Zs.max

k1最大運(yùn)行方式下三相短路最小運(yùn)行方式下兩相短路電流速斷保護(hù)2023/2/39電流速斷保護(hù)2023/2/3102電流速斷保護(hù)2023/2/311電流速斷保護(hù)原理圖2023/2/312KAKMKS信號(hào)2電流速斷保護(hù)2023/2/3133限時(shí)電流速斷保護(hù)工作原理和整定計(jì)算的基本原則2023/2/3143限時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流：

動(dòng)作時(shí)間：2023/2/3153限時(shí)電流速斷保護(hù)2023/2/3163限時(shí)電流速斷保護(hù)2023/2/317限時(shí)電流速斷保護(hù)原理接線2023/2/3183限時(shí)電流速斷保護(hù)2023/2/3194定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)4定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)con’t

為電流繼電器的返回系數(shù)，一般采用0.85。當(dāng)越小時(shí)，則保護(hù)裝置的啟動(dòng)電流越大，因而其靈敏性就越差。這就是為什么要求過(guò)電流繼電器應(yīng)有較高的返回系數(shù)的原因。4定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)con’t4定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)con’t4定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)con’t原理圖5電流保護(hù)的接線方式三相星形聯(lián)結(jié)方式的原理接線圖5電流保護(hù)的接線方式兩相星形聯(lián)結(jié)方式的原理接線圖2728串聯(lián)線路上兩點(diǎn)接地的示意圖29并聯(lián)線路上兩點(diǎn)接地13.2相間短路的方向性電流保護(hù)301方向性電流保護(hù)的工作原理31雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)及其保護(hù)動(dòng)作方向的規(guī)定32方向過(guò)電流保護(hù)的單相原理接線圖2方向性電流保護(hù)的應(yīng)用特點(diǎn)電流速斷保護(hù)33圖13-18雙側(cè)電源線路上電流速斷保護(hù)的整定限時(shí)電流速斷保護(hù)34有助增電流時(shí)，限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定分支系數(shù)定義3536有外汲電流時(shí)，限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定3．過(guò)電流保護(hù)裝設(shè)方向元件的一般方法37以保護(hù)6為例分析13.3電網(wǎng)的接地保護(hù)381中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的零序保護(hù)39401中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的零序保護(hù)412中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)的零序保護(hù)4243442中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)的零序保護(hù)45462中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)的零序保護(hù)13.4輸電線路的距離保護(hù)471距離保護(hù)的基本概念48同時(shí)反映電壓降低和電流升高492距離保護(hù)的時(shí)限特性距離保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與保護(hù)安裝地點(diǎn)至短路點(diǎn)之間距離的關(guān)系:503阻抗繼電器51三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取52單相系統(tǒng)：三相系統(tǒng)：5354單相接地短路：以A相單相接地為例進(jìn)行分析，在A相金屬性接地的情況下，由于UkA=0，故障相：可以正確反映故障距離非故障相：由于UkB和UkC不等于0，所以不能正確反映故障距離55兩相接地短路：以BC兩相接地短路為例，故障相：非故障相：兩相都可以正確反映故障距離由于UkA不等于0，所以不能正確反映故障距離兩式合并：56兩相短路：以BC兩相短路為例，不等于0兩故障相：能夠正確反映故障距離非故障相：由于Uka不等于Ukb和UkC，所以不能正確反映故障距離三相對(duì)稱短路：應(yīng)用任何一相電壓、電流或任何兩相電壓電流都可以反映故障距離。3阻抗繼電器1）全阻抗圓特性573阻抗繼電器2)方向圓特性583阻抗繼電器3）偏移圓特性59圓心：4距離保護(hù)的整定計(jì)算604距離保護(hù)的整定計(jì)算614距離保護(hù)的整定計(jì)算624距離保護(hù)的整定計(jì)算634距離保護(hù)的整定計(jì)算64距離II段的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)與相鄰線路的I段相配合，一般取為0.3~0.5s。654距離保護(hù)的整定計(jì)算校驗(yàn)距離II段在本線路末端短路時(shí)的靈敏系數(shù)，由于是反應(yīng)于數(shù)值下降而動(dòng)作，其靈敏系數(shù)為664距離保護(hù)的整定計(jì)算674距離保護(hù)的整定計(jì)算684距離保護(hù)的整定計(jì)算695輸電線路縱聯(lián)保護(hù)70輸電線路縱聯(lián)保護(hù)概述71輸電線路縱聯(lián)保護(hù)結(jié)構(gòu)72縱聯(lián)保護(hù)兩端比較的電氣量：（1）兩端電流（2）兩端電流相位（3）兩端電流功率方向線路縱聯(lián)保護(hù)分類73縱聯(lián)保護(hù)按照通訊通道類型分類：導(dǎo)引線縱聯(lián)保護(hù)電力線載波縱聯(lián)保護(hù)微波縱聯(lián)保護(hù)光纖縱聯(lián)保護(hù)按照動(dòng)作原理分類：方向比較式縱聯(lián)保護(hù)縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)輸電線路短路時(shí)兩側(cè)電氣量的故障特征兩端電流相量和的故障特征74輸電線路短路時(shí)兩側(cè)電氣量的故障特征兩端功率方向的故障特征75區(qū)內(nèi)故障兩側(cè)功率方向相同，區(qū)外故障或正常運(yùn)行狀態(tài)兩側(cè)故障方向相反。輸電線路短路時(shí)兩側(cè)電氣量的故障特征兩端電流相位故障特征區(qū)內(nèi)故障兩側(cè)電流基本同相位區(qū)外故障或正常運(yùn)行時(shí)，兩側(cè)電流相位大約差180度。兩側(cè)測(cè)量阻抗特征區(qū)內(nèi)故障時(shí)，兩側(cè)距離保護(hù)II段同時(shí)啟動(dòng)；區(qū)外故障時(shí)，一側(cè)為反方向正常運(yùn)行時(shí)，阻抗為負(fù)荷阻抗76線路縱聯(lián)保護(hù)的基本原理縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)

利用輸電線路兩端電流和（瞬時(shí)值或相量）構(gòu)成。方向比較式縱聯(lián)保護(hù)利用輸電線路兩端功率方向相同或相反構(gòu)成。

閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)

允許式方向縱聯(lián)保護(hù)77線路縱聯(lián)保護(hù)的基本原理電流相位比較式縱聯(lián)保護(hù)

利用兩端電流相位的差異，比較兩端電流的相位關(guān)系構(gòu)成。兩端保護(hù)各將本側(cè)電流的正、負(fù)半波信息轉(zhuǎn)換為表示電流相位并利于傳送的信號(hào)，送往對(duì)端，同時(shí)接收對(duì)端送來(lái)的電流相位信號(hào)與本側(cè)相位信號(hào)比較。距離縱聯(lián)保護(hù)構(gòu)成原來(lái)與方向比較式縱聯(lián)保護(hù)相似，只是用方向阻抗元件替代功率方向元件。78輸電線路縱聯(lián)保護(hù)兩側(cè)信息的交換導(dǎo)引線通信利用敷設(shè)在輸電線路兩端變電站之間的二次電纜傳遞被保護(hù)線路各側(cè)信息的通訊方式。79環(huán)流式均壓式輸電線路縱聯(lián)保護(hù)兩側(cè)信息的交換電力線載波通信將線路兩端的電流相位（或功率方向）信息轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l信號(hào)，經(jīng)過(guò)高頻耦合設(shè)備將高頻信號(hào)加載到輸電線路上，輸電線路本身作為高頻信號(hào)的通道將高頻載波信號(hào)傳輸?shù)綄?duì)端，對(duì)端再經(jīng)過(guò)高頻耦合設(shè)備將高頻信號(hào)接收，以實(shí)現(xiàn)各端電流相位的比較。8081載波通信示意圖1-阻波器；2-耦合電容器；3-連接濾波器；4-電纜；5-載波收發(fā)信機(jī)；6-接地開關(guān)阻波器特性輸電線路縱聯(lián)保護(hù)兩側(cè)信息的交換微波通信82輸電線路縱聯(lián)保護(hù)兩側(cè)信息的交換光纖通信83閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)目前電力系統(tǒng)廣泛使用由電力線載波通道實(shí)現(xiàn)的閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)。正常無(wú)高頻電流，區(qū)外故障時(shí)發(fā)閉鎖信號(hào)。閉鎖式方向縱聯(lián)保護(hù)跳閘判據(jù)是本端保護(hù)方向元件判定為正方向故障且收不到閉鎖信號(hào)。84縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)電流差動(dòng)保護(hù)原理建立在基爾霍夫電流定律的基礎(chǔ)之上，具有良好的選擇性，能靈敏、快速地切除保護(hù)區(qū)內(nèi)的故障利用兩側(cè)電流在區(qū)內(nèi)短路電流很大，而區(qū)外短路電流幾乎為零的差異，構(gòu)成電流差動(dòng)保護(hù)。利用兩側(cè)電流