繼電保護(hù)課程教案

第一章電力系統(tǒng)繼電保護(hù)概述........................................錯誤!未定義書簽。一、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用......................................錯誤!未定義書簽。第二章繼電保護(hù)的基本元件.....................................錯誤!未定義書簽。第三章輸電線路的電流電壓保護(hù).......................................錯誤!未定義書簽。第一節(jié)單測電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)...........................錯誤!未定義書簽。第二節(jié)雙側(cè)電源輸電線路相間短路的方向電流保護(hù)...................錯誤!未定義書簽。第三節(jié)輸電線路的接地故障保護(hù)...................................錯誤!未定義書簽。第四節(jié)自動重合閘............................第七節(jié)距離保護(hù)的整定計算原則及對距離保護(hù)的評價................錯誤!未定義書簽。一、距離保護(hù)的整定計算原則..................................錯誤!未定義書二、對距離保護(hù)的評價........................................錯誤!未定義書簽。第五章輸電線路全線快速保護(hù)........................................錯誤!未定義書簽。第一節(jié)輸電線路的縱聯(lián)差動保護(hù)..................................錯誤!未定義書簽。第二節(jié)輸電線路的高頻保護(hù)......................................錯誤!未定義書簽。三方向高頻保護(hù)...............................第五節(jié)發(fā)電機的勵磁回路接地保護(hù)................................錯誤!未定義書簽。第八節(jié)發(fā)電機——變壓器組的保護(hù)................................錯誤!未定義書簽。1.繼電保護(hù)包括繼電保護(hù)技術(shù)和繼電保護(hù)裝置。繼電保護(hù)的設(shè)計、繼電保護(hù)運行及維護(hù)等技術(shù)。繼電保護(hù)裝置是完成繼電保護(hù)功能的核心。P1繼電保護(hù)裝置就是能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘2.電力系統(tǒng)的故障和不正常運行狀態(tài)三相交流系統(tǒng)）3．破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性，使事故進(jìn)一步擴大（系統(tǒng)振蕩，電壓崩潰）訊系統(tǒng)造成干擾電力系統(tǒng)中電氣元件的正常工作遭到破壞，但沒有發(fā)生故障的運行狀態(tài)。如：過負(fù)荷、過電壓、（1）當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動、迅速、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無故障設(shè)備迅速恢復(fù)正常運行；（2）反映電氣元件的不正常運行狀態(tài)，并根據(jù)運行維護(hù)的條件（例如有無經(jīng)常值班人員）而動作于發(fā)出信號、減負(fù)荷或跳閘。為區(qū)分系統(tǒng)正常運行狀態(tài)與故障或不正常運行狀態(tài)——必須找出兩種情況下的區(qū)別。①I增加故障點與電源間—>過電流保護(hù)UI③相位變化，變化；正常：為負(fù)荷的功率因數(shù)角一般為0-30°左右短路：為輸電線路的阻抗角一般為60°~85°—>方向保護(hù).U模值減少增加—>阻抗保護(hù)非電氣量：瓦斯保護(hù)，過熱保護(hù)原則上說：只要找出正常運行與故障時系統(tǒng)中電氣量或非電氣量的變化特征（差別即可找出II（常用繼電器及觸點的表示方法參考附錄1P230）保護(hù)裝置由測量元件、邏輯元件和執(zhí)行元件三部分組成。（1）測量元件作用：測量從被保護(hù)對象輸入的有關(guān)物理量（如電流、電壓、阻抗、功率方向等），并與已給定性質(zhì)的一組邏輯信號，從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該啟動。（2）邏輯元件作用：根據(jù)測量部分輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護(hù)裝置按一定的布爾邏輯及時序邏輯工作，最后確定是否應(yīng)跳閘或發(fā)信號，并將有關(guān)命令傳給邏輯回路有：或、與、非、延時啟動、延時返回、記憶等。作用；根據(jù)邏輯元件傳送的信號，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如：故障時→跳閘；不正幾種方法如下：（4）按構(gòu)成繼電保護(hù)裝置的繼電器原理分類：機電型保護(hù)（如電磁型保護(hù)和感應(yīng)型保護(hù)）、整流主保護(hù)滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故后備保護(hù)─主保護(hù)或斷路器拒動時用來切除故障的保護(hù)。又分為遠(yuǎn)后備保護(hù)和近后備保器拒動時，由斷路器失靈保護(hù)來實現(xiàn)近后備保護(hù)。輔助保護(hù)：為補充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運行而增設(shè)的簡單保三、對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求：小結(jié)：選擇性就是故障點在區(qū)內(nèi)就動作，在區(qū)外不動作。當(dāng)主保護(hù)未動作時，由近后備或遠(yuǎn)后備切源等故障所引起的拒絕動作均起后備作用）且實現(xiàn)簡單、經(jīng)濟(jì)，應(yīng)優(yōu)先采用。但遠(yuǎn)后備保護(hù)切除故障的時間較長。在高壓電網(wǎng)中，應(yīng)加強主保護(hù)。bhDLt－故障總切除時間；t-保護(hù)動作時間；t-斷路器動作時間；一般的快速保護(hù)動作時間為最快的可達(dá)～。一般的斷路器的動作時間為最快的可達(dá)～。指在最不利的條件下，保護(hù)裝置對故障的反應(yīng)能力。滿足靈敏性要求的保護(hù)裝置應(yīng)在發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時，不論運行方式大小、短路點的位置與短路的類型如何，都能靈敏地反應(yīng)。對反應(yīng)于數(shù)值上升而動作的過量保護(hù)（如電流保護(hù)）對反應(yīng)于數(shù)值下降而動作的欠量保護(hù)（如低電壓保護(hù)）d.max在《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程（DL400－91）》中，對各類內(nèi)在的：裝置本身的質(zhì)量，包括元件好壞、結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、制造工藝水平、內(nèi)外接線簡外在的：運行維護(hù)水平、安裝調(diào)試是否正確。上述四個基本要求是設(shè)計、分析研究繼電保護(hù)的基礎(chǔ)，也是貫穿全課程的一個基本線索。在它們之間既有矛盾的一面，又有在一定條件原理：隨電力系統(tǒng)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展→電流差動保護(hù)→方向性電流保護(hù)（1901年1908年1910年）→距離保護(hù)→高頻保護(hù)→微波保護(hù)→行波保護(hù)、光纖保護(hù)（1920年1927年50年代70年代誕生、50年代有設(shè)想）集成電路3、靈敏系數(shù)的概念及運用4、各種常用保護(hù)的工作原理1作用一次）大電流變換為（二次）小電流（額定值為5A或1A隔離作用。12）二次回路不允許開路，否則會產(chǎn)生危險的高電壓，危及人身及設(shè)備安全。3）CT二次回路必須有一點直接接地，防止一、二次繞組絕緣擊穿后產(chǎn)生對地高電壓，但僅一點接地。“減極性”原則：當(dāng)同時從一、二次繞組的同極性端子通入相同方向電流時，它們在鐵當(dāng)從一次繞組“*”標(biāo)端通入交流電時，則在二次側(cè)感應(yīng)電流從“*”標(biāo)端流出。從兩側(cè)N2表現(xiàn)在兩方面：幅值誤差和相位誤差。I11作用：一次高電壓變換為二次低電壓（額定線電壓100V；相電壓為57。7V）2）二次繞組不允許短路（短路電流會燒毀PT）,裝有熔斷器。（2）電流變換器IILB通常在二次接有電阻，將二次電流變?yōu)殡妷盒盘枴MKI─模擬阻抗，阻抗角為Ф三相不對稱電量可在一定系統(tǒng)中分解成對稱分量。111a0ej240.ej240.12123j23j20mn1mn2mn01-3U，K為電容分壓。K01uCnnAuAC0uBB0nnAuAC0uBB,,,,uAuBuCR1,R1,AB0,0所以U0。mn0UUR1電阻－電感型濾過器1-wAEM;UR n;UmnURE.Mmn0M要使Umn1EMUR1nnA1XMIBC1,即：Rn3XMXXUmn2UREMRI11RnRnM,則正序分量不能消除。IJIIJIKhI hJIdzJ五、電磁型繼電器運用廣泛，原理簡單，成本低，運行可靠，運行經(jīng)驗豐富繼電器與外部電路相連的部件有：線圈、觸點繼電器的線圈、觸點一般連接在不同回路中方框內(nèi)→表示裝有繼電器的感受元件（如鐵芯線圈）展開圖：線圈和觸點分開表示線圈表示方法觸點表示方法：常開觸點、常閉觸點含義常見繼電器（電流、電壓、時間、信號、中間、差動等）由動作原理代號、主要功能代號、設(shè)計序號及主要規(guī)格代號等組成1——動作原理代號，以漢拼字母表示2——主要功能代號，以漢拼字母表示3——設(shè)計序號，以阿拉伯?dāng)?shù)字表示4——主要規(guī)格代號，以阿拉伯?dāng)?shù)字表示通常表示繼電器觸點的型式及數(shù)量1：表示一對常開觸點2：表示一對常閉觸點L：電流繼電器2、結(jié)構(gòu)和動作原理電磁型繼電器按其結(jié)構(gòu)型式可分：螺管線圈式電磁型繼電器構(gòu)成：電磁鐵反作用彈簧等電磁型繼電器適用于交流和直流3、動作電流、返回電流、返回系數(shù)的概念以吸引銜鐵式繼電器為例①過量繼電器（常開觸點）反映輸入量增加而動作，如過電流繼電器、過電壓繼電器動作電流：繼電器剛好動作（銜鐵吸起，觸點閉合）時的最小電流Idz返回電流：繼電器剛好返回（銜鐵釋放，觸點斷開）時的最大電流Ih返回系數(shù)：繼電器返回電流與動作電流的比值KhKh=Ih/Idz過量繼電器Kh<1②低量繼電器（常閉觸點）反映輸入量減小而動作，如低電壓繼電器動作值：正常時銜鐵處于吸起狀態(tài)，觸點斷開。輸入量減小時，銜鐵釋放，觸點閉合，的最小值稱為繼電器的返回值。返回系數(shù)：返回值與動作值的比值低量繼電器Kh>14、改變繼電器動作電流的方法①改變空氣隙δ（正比）②改變繼電器線圈匝數(shù)（反比）③改變彈簧的反作用力矩，即彈簧的松緊程度（正比）較常用的為后兩種1、電磁型繼電器的組成、結(jié)構(gòu)型式及工作原理3、動作值、返回值、返回系數(shù)的概念（過量繼電器、低量繼電器）4、改變繼電器動作電流的方法5、繼電器觸點符號意義、型號意義5、常用電磁型繼電器①電流繼電器用途：過電流保護(hù)中作為啟動和測量元件結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)動舌片式（DL-10型）原理：線圈I=0或較小——不動作線圈分成兩組——可作串、并聯(lián)動作電流的調(diào)整：改變調(diào)整把手位置（彈簧松緊度）改變線圈的連接方法（并聯(lián)時動作電流為串聯(lián)的兩倍）內(nèi)部接線：串聯(lián)——外部引出端子4、6連接②電壓繼電器結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)動舌片式（DJ-100）線圈匝數(shù)多，導(dǎo)線較細(xì)類型：過電壓繼電器低電壓繼電器原理：繼電器的動作與否，取決于電網(wǎng)電壓（常開觸點）（常閉觸點）動作電壓的調(diào)整：改變調(diào)整把手位置改變線圈的連接方法（串聯(lián)時動作電壓為并聯(lián)的兩倍）內(nèi)部接線：與電流繼電器（DL-10型相同）③時間繼電器結(jié)構(gòu)：螺管線圈式DS-100系列（直流）DS-120系列（交流）由電磁驅(qū)動機構(gòu)、鐘表機構(gòu)等組成線圈加電壓→連桿釋放→傳動齒輪轉(zhuǎn)動→摩擦離合器→主傳動齒輪→延時機構(gòu)→9a恒速轉(zhuǎn)動（延時機構(gòu)擺卡擺錘作用）不能帶動延時機構(gòu)，復(fù)歸不延時）動作時間整定：改變靜觸點位置（9a與9b之間距離）特點：線圈短時通電（可縮小繼電器尺寸）若通電時間>30s，需在線圈回路串接一個附加電阻（P121圖8-7）④中間繼電器可以構(gòu)成自保持回路原理：線圈電壓>60~70%Ue動作線圈無電壓或很低返回常見類型：DZ型——一般電磁型DZJ型——交流電磁型DZB型——帶自保持線圈型DZS型——接點具有延時動作或延時返回型接入電路的幾種方式：無自保持；⑤信號繼電器類型：串聯(lián)信號繼電器（電流型）并聯(lián)信號繼電器（電壓型）DXM-2A：磁力自保持燈光顯示代替機械掉牌工作線圈、復(fù)歸線圈（極性不能反接）1、電流、電壓繼電器的結(jié)構(gòu)型式、動作值的調(diào)整方法2、時間繼電器的結(jié)構(gòu)型式、附加電阻的串接方法、作用3、中間繼電器的結(jié)構(gòu)型式、常見類型4、信號繼電器的結(jié)構(gòu)型式、原理特點六、感應(yīng)型電流繼電器（GL-10）1、原理：電磁感應(yīng)現(xiàn)象——載流導(dǎo)體處于運動磁場（旋轉(zhuǎn)磁場或移進(jìn)磁場）之中，會受到磁場的作用力，力圖阻止磁場相對于導(dǎo)體運動，迫使導(dǎo)體追隨磁場作相應(yīng)運動。2、結(jié)構(gòu)：感應(yīng)原理部分——反時限特性電磁原理部分——瞬時動作電磁鐵、銜鐵、磁分路鐵芯機械顯示部分——動作信號感應(yīng)部分——使螺桿與扇形齒輪嚙合的最小電流整定方法：粗調(diào)，繼電器線圈若干抽頭分插到插座板的插環(huán)上電磁部分——使銜鐵瞬時吸下的最小電流（為感應(yīng)部分的2~8倍）整定方法：速斷整定螺絲，改變銜鐵右端與鐵芯間的氣隙來實現(xiàn)。4、返回電流感應(yīng)部分——扇形齒輪與螺桿分開時刻，繼電器線圈中的最大電流兼有瞬時和延時兩部分繼電器的動作時間與線圈電流的關(guān)系曲線分成三部分：反時限特性——動作時間與電流平方成反比定時限特性——動作時間與電流成水平直線關(guān)系（磁路飽和）速斷特性——動作時間瞬時IJ——繼電器線圈電流Idz——繼電器感應(yīng)部分動作電流試驗1：電磁型電流、電壓繼電器二、按照試驗步驟進(jìn)行1、看懂接線圖①電流繼電器2、注意：①電流繼電器例：DL-31/10——動作電流整定范圍~10A線圈串聯(lián)時，動作電流整定范圍~5A線圈并聯(lián)時，動作電流整定范圍5~10A②電壓繼電器低電壓繼電器：動作電壓、返回電壓的定義若繼電器動作磁勢一定，線圈串聯(lián)時的動作電壓為并聯(lián)的2倍，且Kh>1（Udz<Uf）線圈并聯(lián)時，動作電壓整定范圍40~80V線圈串聯(lián)時，動作電壓整定范圍80~160V試驗2：電磁型時間繼電器一、熟悉結(jié)構(gòu)，找出相應(yīng)端子二、按實驗步驟進(jìn)行注意：①試驗時用沖擊法加入電壓，使繼電器動作②時間繼電器：直流電源秒表：交流電源③DS-33、DS-110型：線圈耐壓時間只有兩分鐘，每次試驗完畢，應(yīng)立即拉開三相試驗3：電磁型信號繼電器、電磁型中間繼電器1、熟悉結(jié)構(gòu)，找出相應(yīng)端子2、按試驗步驟進(jìn)行注意：①只做電流型，不做電壓型②沖擊電流動作二、中間繼電器1、熟悉結(jié)構(gòu)，找出相應(yīng)端子2、按試驗步驟進(jìn)行DZB-214型，即可電壓起動，又可電限時電流速斷保過電流保護(hù)后備保護(hù)1、短路電流的計算：23Id;Iddd2、整定值計算及靈敏性校驗為了保護(hù)的選擇性，動作電流按躲過本線路末端短路時的最大短路短路整定保護(hù)裝置的動作電流：能使該保護(hù)裝置起動的最小電流值，用電力系統(tǒng)一次測參數(shù)表示。（I）I可見，有選擇性的電流速斷保護(hù)不可能保護(hù)線路的全長靈敏性：用保護(hù)范圍的大小來衡量lmax、lminlminl要求：≥（15～20）%smax1d.minEEsmaxminll被保護(hù)線路全長的阻抗值①接點容量大，可直接接TQ去跳閘②當(dāng)線路上裝有管型避雷器時，利用其固有動作時間（60ms）防止避雷器放電時保護(hù)誤動①僅靠動作電流值來保證其選擇性二、限時電流速斷保護(hù)（第Ⅱ段）①任何情況下能保護(hù)線路全長，并具有足夠的靈敏性②在滿足要求①的前提下，力求動作時限最小。2、整定值的計算和靈敏性校驗為保證選擇性及最小動作時限，首先考慮其保護(hù)范圍不超出下一條線路第Ⅰ段的保護(hù)范圍。即整定值與相鄰線路第Ⅰ段配合。IKKIkΔt取"，稱時間階梯，其確定原則參看P18.若靈敏性不滿足要求，與相鄰線路第Ⅱ段配合。此時：t121與第Ⅰ段類同：但須加一個時間繼電器，由時間繼電器的延時接點去起動出口中間繼電器。①限時電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍大于本線路全長②依靠動作電流值和動作時間共同保證其選擇性③與第Ⅰ段共同構(gòu)成被保護(hù)線路的主保護(hù)，兼作第Ⅰ段的后備保護(hù)。三、定時限過電流保護(hù)（第Ⅲ段）作為本線路主保護(hù)的近后備以及相鄰線下一線路保護(hù)的遠(yuǎn)后備。其起動電流按躲最大負(fù)荷電流來整定的保護(hù)稱為過電流保護(hù)，此保護(hù)不僅能保護(hù)本線路全長，且能保護(hù)相鄰線路的全長。②在外部故障切除后，電動機自起動時，應(yīng)可靠返回。電動機自起動電流要大于它正常工作電流，因此引入自起動系數(shù)KIZqmaxZqf.maxIhkIk（2）kKKh在網(wǎng)絡(luò)中某處發(fā)生短路故障時，從故障點至電源之間所有線路上的電流保護(hù)第Ⅲ段的測量元件1動作時間必須相互配合。即ⅢⅢⅢⅢ=tⅢtⅢ=tⅢ1234注：當(dāng)相鄰有多個元件，應(yīng)選擇與相鄰時限最長的保護(hù)配合Id1.minI相鄰線路末端短路時的短路電流相鄰線路末端短路時的短路電流3、構(gòu)成：與第Ⅱ段相同，只是電流繼電器的定值與時間繼電器定值不同。②在后備保護(hù)之間，只有靈敏系數(shù)和動作時限都互相配合時，才能保證選擇性；設(shè)電流速斷保護(hù)；末級線路保護(hù)亦可簡化(Ⅰ+Ⅲ或II+III越接近電源，tⅢ越長，應(yīng)設(shè)三段四、電流保護(hù)的接線方式1、定義：指保護(hù)中電流繼電器與電流互感器二次線圈之間的連接方式。2、常用的兩種接線方式：三相星形接線和兩相星形接線。①僅在兩相上裝設(shè)CT和LJ、構(gòu)成不完全Y形接線（通常接A、C相）上述兩種接線方式中，流入電流繼電器的電流I與電流互感器的二次電流I相等。接線系數(shù)：KconI I21dZdZ..Jnnn①對各種相間短路，兩種接線方式均能正確反映。②在小接地電流系統(tǒng)中，發(fā)生異地兩點接地時，一般只要求切除一個接地點，而允許帶一個異地兩點接地發(fā)生在相互串聯(lián)的兩條線路上：異地兩點接地發(fā)生在同一母線的兩條并行線路上：③Y/△接線變壓器后d(2)以Y/△-11接線降壓變?yōu)槔鼳B0.a.c1-.A.b2-.ACC.AA結(jié)論：當(dāng)在Y/變壓器的側(cè)發(fā)生兩相短路時，滯后相電流是其它兩相電流的兩倍并與它們反（作業(yè)：推導(dǎo)此結(jié)果）④經(jīng)濟(jì)性：兩相不完全星形接線優(yōu)于三相星形接線三相星形接線靈敏度是兩相星形接線的兩倍為提高電流保護(hù)對Y/變壓器后兩相短路的靈敏度，采取的措施：在兩相星行接線的中線上再接入一個LJ，此種接線方式稱為兩相三繼電器接線方式。其電流為：YA.A.CY三相星形接線：發(fā)電機、變壓器的后備保護(hù)，采用電流保護(hù)作為大電流接地系統(tǒng)的保護(hù)（要求較高在單測電源輻射網(wǎng)中，有較好的選擇性（靠IdZ、t但在多電源或單電源環(huán)網(wǎng)等復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中可例：第Ⅰ段：運行方式變化較大且線路較短，可能使保護(hù)范圍為零；線路越簡單，可靠性越高——優(yōu)點六、應(yīng)用范圍：1、電壓速斷與電流速斷保護(hù)的區(qū)別。2、電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)的工作原理。d132d2上述矛盾的要求不可能同時滿足。原因分析：反方向故障時對側(cè)電源提供的短路電流引起保護(hù)誤動。解決辦法：加裝方向元件——功率方向繼電器。當(dāng)方向元件和電流測量元件均動作時才啟動邏輯元件。這樣雙側(cè)電源系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)變成針對兩個單側(cè)電源的子系統(tǒng)。6僅反映由右側(cè)電源提供的短路電流，它們之間應(yīng)相互配合，矛盾得以解決。二、功率方向繼電器的工作原理電流本身無法判定方向，需要一個基準(zhǔn)—母線電壓。UUUUd1UId1Ad1UId1A0因此：利用判別短路功率方向或電流、電壓之間的相位關(guān)系，就可以判別發(fā)生故障的方向。1、最大靈敏角：在UJ、IJ幅值不變時，其輸出（轉(zhuǎn)矩或電壓）值隨兩者而改變。當(dāng)輸出為最大時的相位差稱最大靈敏角。jIJUIJ,,A,JA,Jd1三、幅值比較原理和相位比較原理及其互換關(guān)系對于比較兩個電氣量的繼電器，可按幅值比較原理或相位比較原理來實現(xiàn)。UUUBABCUCargUDUAUAUBUAUBUAUAUBUAUBUUDUUDUUDUBUAUBUCUCUDUD或UCUDUUUU2A2A2B)BB)B可見，幅值比較原理與相位比較原理之間具有互換性。D必須是同一頻率的正弦交流量2相位比較原理的動作邊界為90R1、R2——消除潛動、調(diào)整平衡。C1——與YB的勵磁電抗形成諧振，使超前90o,其記憶作用用于消除死區(qū)，記憶時間為幾③執(zhí)行元件——極化繼電器J,非常靈敏UJUAUBKUKIJUJUAUBKUKIJKUUJKIIJUKUJUJKJIJ1UIJAAUBU0J0，GJ不動作——死區(qū)。當(dāng)I為常數(shù)時，動作電壓U與φ之間的關(guān)系曲線，以α=當(dāng)φ=-α=-30JJ動作范圍：以φ=-30為中心的90的區(qū)域，即圖中陰影區(qū)。J從理論上講，當(dāng)UJ0或IJ僅有UJ時動，叫電壓潛動，僅有J時動，叫電流潛動對正方向接地短路時，有利于保護(hù)正確動作；1、要求：良好的方向性（與故障類型無關(guān)）和較高的靈敏性。IUJ原因：為了保證功率方向繼電器能正確判斷短路功率方向和具有較高的靈敏度，要求發(fā)生短路故障時加入繼電器的電流和電壓應(yīng)具有較高的數(shù)值，且靈敏角盡量接近最大靈敏角，采用該接線方式構(gòu)成的三相式方向過電流保護(hù)的原理接線圖參看第40頁，圖2－37。提示：三相星形接線且按相啟動（指接入同名相電流的測量元件和功率方向元件的結(jié)點串相間短路情況下90接線功率方向繼電器動作行為分析：由于三相對稱，三只繼電器動作情況相同，故以從圖中可見，φ=φ-90①為使功率方向繼電器動作最靈敏dd一般0當(dāng)d當(dāng)dd所以,在三相短路時,選擇090,可保證GJ動作。（2）正方向兩相短路，以BC兩相短路為例,且空載運行.有兩種極限情況:出口和遠(yuǎn)處ZdZsIAJBdJCd,同三相短路。dUUUU該接線方式可消除各種兩相短路的死區(qū)。②遠(yuǎn)處短路ZdZsIAJBd,所以應(yīng)選擇JCd,所以應(yīng)選擇綜合兩種極限情況：在正方向任何地點d(2)：BC(2)和d(2)時可得到相應(yīng)的結(jié)論，參看P43表2—2。ABCA綜上所述：為保證00d0或300）②適當(dāng)選擇內(nèi)角后，對線路上各種相間故障保證動作的方向性；缺點：不能清除d(3)死區(qū)。順便指出：在正常運行情況下，位于送電側(cè)的GJ在負(fù)荷電流的作用下一般都處于動作狀態(tài)。IIKIdzmaxIKd2maxdz2Kd1max裝點與短路點之間有分支的影響，即分支電路的影響。分支電路分兩種典型情況：助增，外汲。'ABBC助增：使故障線路電流增大的現(xiàn)象外汲：使故障線路電流減小的現(xiàn)象I 'BCIAB∴K僅有外汲時：∵'BC'BCIABIABK∴K11既有助增，又有外汲時，可能大于1也可能小于1整定時，應(yīng)取實際可能的最小值以保證選擇性。七．對方向性電流保護(hù)的評價1．在多電源網(wǎng)絡(luò)及單電源環(huán)網(wǎng)中能保證選擇性2．快速性和靈敏性同前述單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)的電流保護(hù)3．接線較復(fù)雜，可靠性稍差，且增加投資∴力求不用方向元件（如果用動作電流和延時能保證選擇性）原則：①對于電流速斷保護(hù)（第Ⅰ、Ⅱ段）IIdz21dd2Id1IIIdz2保護(hù)保護(hù)12112d故障時，∵t2t3t1t2即：動作延時長的可不加GJ，動作延時小的或相等的要加GJ。大接地電流系統(tǒng)：系統(tǒng)中主變壓器中性點直接接地在此系統(tǒng)中,當(dāng)發(fā)生接地故障時,通過變壓器接地點構(gòu)成短路通路,使故障相流過很大的短路電流.60KV及以下電網(wǎng)中性點不接地或不直接接地(小接地電流系統(tǒng))運行經(jīng)驗表明,在中性點直接接地系統(tǒng)中,d(1)幾率占總故障率的70%∽90%.所以如何正確設(shè)置接地故障的保護(hù)是該系統(tǒng)的中心問題之一.而在該系統(tǒng)中發(fā)生d(1),系統(tǒng)中會出現(xiàn)零序分量,而正常運行時無零序分量.故可利用零序分量構(gòu)成接地短路的保護(hù).(一)零序電壓:故障點U最高,離故障點越遠(yuǎn),U越低.變壓器中性點接地處U=0分布:與中性點接地變壓器的位置有關(guān)大小:與線路及中性點接地變壓器的零序阻抗有關(guān)短路點最大(與U相同).方向:與正序相反,從線路→母線0UIUM0'I0Z相位差由Z的阻抗角決定與被保護(hù)線路的零序阻抗及故障點的位置無關(guān)三段式或四段式Ⅱ段(Ⅱ、Ⅲ段)應(yīng)能有選擇性切除本線路范圍的接地故障，其動作時間應(yīng)盡量縮短最末一段：后備三段式零序電流保護(hù)原理與三段式電流保護(hù)是相似的（一）Ⅰ段<1>躲過下一個線路出口接地短路的最大三倍零序電流3I0max0dzKK0maxI①故障點：本線路末端E3I=X）3I03EZZZZ02Z0Z1ZZ1020Z 3EZZ101（并）f(1,1):兩相短路接地若為單相短路接地時，序網(wǎng)圖為正序、負(fù)序、零序阻抗的串聯(lián)；若為兩相短種接地時，序網(wǎng)圖為正序與負(fù)、零序并聯(lián)的結(jié)果串聯(lián)。0()0接地點最多接地點最多接地點最少ZZ（2）躲短路器三相觸頭不同時合閘而出現(xiàn)的三倍零序電流3II0bt3MNMNZZZZ2ZZZZ2Z MNMNZZ0②一相先合——兩相斷線串MN0bt2ZZ取大者原則（2）所得定值一般較大，保護(hù)范圍縮小，靈敏度降低，此時可考慮使Ⅰ段帶一小的延時（）躲開不同時合閘時間。與相鄰線路零序電流Ⅰ段配合IIK0dz2f2minKⅡ=∽KK" 0min1.5I0dz與相鄰線Ⅱ段配合或接地距離保護(hù)躲線路末端變壓器為另一側(cè)短路時可能出現(xiàn)的最大不平衡電流KK同型系數(shù)。同型時取、不同型時取1；KerI線末變壓器另一側(cè)短路時流過保護(hù)的最大短路電流。近后備和遠(yuǎn)后備時均校驗在多電源的大接地電流系統(tǒng)中，為保證選擇性，需要裝設(shè)零序功率方向繼電器，構(gòu)成方向性零1、零序功率方向繼電器正方向接地故障=arg0=-（180o-)d0φ=70o∽80o∴φ=-（110o～100o）d00IJ0UJ-3U0IJ00KS minS三相星形接線相間短路電流保護(hù)，也可反映d（1，作比較Ⅰ、Ⅱ受運行方式影響較小，Ⅰ段保護(hù)范圍長且穩(wěn)定，Ⅱ段靈敏性易于滿足Ⅲ段躲不平衡電流，定值低更靈敏且時間較短正常的三段式電流保護(hù)它受系的統(tǒng)的運行方式影響較大，運行方式變化時，線路發(fā)生故障時的而零序電流的分布只和中性點接地變壓器的位置有關(guān)，大小只和線路和中性點接地變壓器的零序阻抗有關(guān)，方向只和中性點接地變壓器的阻抗角有關(guān)，所以相比之下，零序電流三段保護(hù)較穩(wěn)定、可靠.0（3）系統(tǒng)振蕩、短時過負(fù)荷等情況下（三相對稱）I不受影響0使用。自動重合閘（ZCH）裝置是將因故障跳開后的斷路器按需要自動投入的一種自動裝置。（1）雷擊過電壓引起絕緣子表面閃絡(luò)。（3）通過鳥類身體（或樹枝）放電。此時，若保護(hù)動——>熄弧——>故障消除——>合斷路器——>恢復(fù)供電。手動（停電時間長）效果不顯著，自動重合（1”）效果明顯。（1）對暫時性故障，可迅速恢復(fù)供電，從而能提高供電的可靠性。（2）對兩側(cè)電源線路，可提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，從而提高線路的輸送容量。（3）可以糾正由于斷路器或繼電保護(hù)誤動作引起的誤跳閘。利影響：（1）使電力系統(tǒng)又一次受到故障的沖擊；（2）使斷路器的工作條件惡化（因為在短時間內(nèi)連續(xù)兩次切斷短路電流）。據(jù)運行資料統(tǒng)計，ZCH成功率60~90%，經(jīng)濟(jì)效益很高——>廣泛應(yīng)用。tu——故障點去游離，tz——斷路器消弧室及傳動機構(gòu)準(zhǔn)備好再次動作。（3）動作后應(yīng)能自動復(fù)歸，準(zhǔn)備好再次動作。（一）單側(cè)電源線路的三相一次重合閘：相：故障是瞬時性的，重合成功；故障是通常三相一次自動重合閘裝置由起動元件、延時元件、一次合閘脈沖元件和執(zhí)行元件四部分組一次合閘一次合閘脈沖元件控制開關(guān)KK起動方式：兩種，1、控制開關(guān)KK位置與斷utuz。（3）一次合閘脈沖元件：保證重合閘裝置只重合一次。（4）執(zhí)行元件：啟動合閘回路和信號回路，還可與保護(hù)配合，實現(xiàn)重合閘后加速保護(hù)。（二）兩側(cè)電源線路三相一次重合閘：（1）時間的配合：考慮兩側(cè)保護(hù)可能以不同的延時跳閘，此時須保證兩側(cè)均跳閘后，故障點有（2）同期問題：重合時兩側(cè)系統(tǒng)是否同步的問題以及是否允許非同步合閘的問題。當(dāng)線路上發(fā)生故障時，繼電保護(hù)快速動作而后進(jìn)行自雙側(cè)電源單回線上（P159，圖5-5）1Pd（5）具有同步檢定和無壓檢定的重合閘：++++++具同步檢定和無壓檢定的重合閘方式示意圖檢查線路上有無電壓（檢無壓側(cè)在另一側(cè)（N側(cè)）裝有同步檢定繼電器，進(jìn)行同步檢定（檢同步件比N側(cè)惡劣，為此，通常兩側(cè)都裝設(shè)低電壓繼電器和同步檢定繼電器，利用連結(jié)片定期切換其工作方式，以使兩側(cè)工作條件接近相同。b、在正常工作情況下，由于某種原因（保護(hù)誤動、誤碰跳閘機構(gòu)等）使檢無壓側(cè)（M側(cè)）誤跳注：在使用同步檢定的一側(cè)，絕對不允許同時投入無壓檢定繼電器。原則上越短越好，但應(yīng)力爭重合成功，保證：（1）故障點電弧熄滅、絕緣恢復(fù)；（2）斷路器觸頭周圍絕緣強度的恢復(fù)及消弧室重新充滿油，準(zhǔn)備好重合于永久性故障時能再次根據(jù)運行經(jīng)驗，采用1”左右。tttt動作時限配合示意圖不對應(yīng)起動方式保護(hù)起動1、重合閘前加速保護(hù)（簡稱“前加速”）l12AABC每條線路上均裝有選擇性的保護(hù)和ZCH。第一次故障時，保護(hù)按有選擇性的方式動作跳閘，若是永久性故障，重合后則加速保護(hù)動作，優(yōu)點：第一次跳閘時有選擇性的，再次切除故障的時間加快，有利于系統(tǒng)并聯(lián)運行的穩(wěn)定性。缺點：第一次動作時間可能帶時限。220KV~500KV系統(tǒng)中，由于線間距離大，經(jīng)驗表明，絕大多數(shù)故障為單相接地故障d(1)。此時，若只跳開故障相，其余兩相仍繼續(xù)運行，可提高供電的可靠性和系統(tǒng)并聯(lián)運行的穩(wěn)定性，還可減少不成功，允許非全相運行——再次跳故障相不重合。不允許非全相運行——再次跳三相不重合。若是相間短路，跳三相不重合。1、需裝設(shè)故障判別元件和故障選相元件：2、應(yīng)考慮潛供電流的影響：CEMA相間電容、相間電感提供潛供電流，使熄弧時間長，所以單相重合閘動作時間一般應(yīng)比三相重合閘的動作時間長。3、應(yīng)考慮非全相運行狀態(tài)的影響：此時將出現(xiàn)負(fù)序和零序分量的電流和電壓，其影響：（1）I2對發(fā)電機的影響：在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生倍頻交流分量，產(chǎn)生附加發(fā)熱。轉(zhuǎn)子中的偶次諧波也將在定子繞組中感應(yīng)出偶次電動勢，與基波疊加，有可能產(chǎn)生危險的高電壓，允許長期非全相運行的系統(tǒng)應(yīng)考慮其影響。（2）零序電流對通信的影響：對鄰近的通信線路直接產(chǎn)生干擾，可能造成通信設(shè)備的過電壓，對鐵路閉塞信號也會產(chǎn)生影響。（3）非全相運行狀態(tài)對繼電保護(hù)的影響：保護(hù)性能變壞，甚至不能正確動作。對會誤動的保護(hù)單相重合閘和三相重合閘綜合在一起——綜合重合閘。復(fù)習(xí)：電流電壓保護(hù)優(yōu)點：簡單，經(jīng)濟(jì)，工作可靠。fmaxfmax電流保護(hù)的優(yōu)點：簡單可靠經(jīng)濟(jì)。缺點：選擇性靈敏性快速性很難滿足要求（尤其概念：反應(yīng)故障點至保護(hù)安裝處之間的距離（或阻抗并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動作時間的一種保護(hù)裝置。~d（測量元件感受阻抗）（假設(shè)）ZZZZdd（故障點至保護(hù)安裝處的線路阻抗） .dZfU.e反映故障點到保護(hù)安裝處的距離——距離保護(hù).fABJ~——測量阻抗ABJ~——測量阻抗可以在復(fù)平面上分析其動作特性CZJ11I,瞬時動作主保護(hù))，t=0.5’’III段：躲最小負(fù)荷阻抗，階梯時限特性?！髠浔Ｗo(hù)~I2I22222阻抗繼電器按構(gòu)成分為兩種：單相式和多相式流或兩相電流之差）的阻抗繼電器。ZJJ.JJ它只能反映一定相別的故障，故需多個繼電器反映不同相別故障。多相補償式阻抗繼電器：加入的是幾個相的補償后的電壓。它能反映多相故障，但不能利用測UJCoBAdRZJ1n nZd nJ.Jn 1.1.1nld3）故障點過渡電阻ZZZZJ工作最靈敏。圓1：以od為半徑——全阻抗繼電器（反方向故障時，會誤動，沒有方向性）另外，還有橢圓形，橄欖形，蘋果形，四邊形等A它的實現(xiàn)原理：幅值比較原理U.AB相位比較原理90D（一）全阻抗繼電器ZZR——測量阻抗正好位于圓周上，繼電器剛好動作，這稱RZ,它沒有方向性。J1ZJZZ,所以J2.相位比較原理ZZZJJZZZJJJRZJRJZJ1-Z21-I2ZZ112JJZ112ZZZJR正方向：整理阻抗ZZzdZ0RZ.圓內(nèi)動作。圓心1-JZZJRZJZJJJJ01-2122.相位比較原理12..ZZBZZJRzdZZZJZZZJJZJ.J2）整定阻抗Z：一般取繼電器安裝點到保護(hù)范圍末端的線路阻抗。全阻抗繼電器：圓的半徑方向阻抗繼電器：在最大靈敏角方向上圓的直徑偏移特性阻抗繼電器：在最大靈敏角方向上由原點到圓周的長度。主要由兩大基本部分組成：電壓形成路和幅值比較或相位比較回路。UJIJ電壓形成UAUB比幅回路UJIJ電壓形成UCUD比相回路執(zhí)行交流回路（一）方向阻抗繼電器交流回路的原理接線112J1-IZAAJccJ.J其它的繼電器的交流回路的組成，可參照此圖自行作成。AB繼電器反應(yīng)UbabAUAUBUUa1UAaR1JR2bI-IUUCUD方波方波12延時動作U00延時返回CDUUCtU1U2．脈沖式比相電路加移相器后移相將U.C'C.C11&ms方波方波C微分元件（產(chǎn)生脈沖輸出的時間與U方波的CCCDUD1122ttttUU0UU1tU2tU4tU0tUUJ2要求測量阻抗的值僅與保護(hù)安裝處至故障點的距離有關(guān)，而與故障類型無關(guān)。0 .d.ZAAdAA...AdA.AlBU.B.B.lC.ClAdBd0.00ZJ1U.A.AU. B.BA.BU.A.CA0CZU.B.BU..B.BCBdZJ1ZU.U. U.U. . .BAA.C BdA.B .C結(jié)論：接于故障環(huán)路的阻抗繼電器可以正確反映保護(hù)安裝處到故障點之間的線路正序阻抗。仍然以BC兩相接地短路為例BdlllU.U. B.B.C.B.CZJ1U.A.AU.ZAd0ZJ1U. A.l .可見：它能正確測量以短路點到保護(hù)安裝處之間線路正序阻抗。ZU. . .0Z由于方向阻抗繼電器的應(yīng)用最為廣泛，故進(jìn)一步分析之。一方向阻抗繼電器的死區(qū)和消除方法（一）產(chǎn)生死區(qū)的原因在保護(hù)正方向出口發(fā)生相間短路時，U=0，繼電器不動作。發(fā)生這種情況的一定范圍，就稱為JU.J1112.UJZJ1112Z而實際上，繼電器的執(zhí)行元件動作需要一定的功率，所以繼電器不動。U.ZU.JPJP它是由一個R，L，C組成的電路。當(dāng)Uj=0時，由暫態(tài)過程產(chǎn)生的電流在電阻上產(chǎn)生一個電壓。IIRRUJCLUUpt間內(nèi)逐漸衰減，其相位保持原先的相位不變。這就相當(dāng)于把原先的電壓記憶下來，故稱為“記憶回路”。UAIRCLUBUCCUACILLIRRC.R.S RRLCL.S R1ZU.1ZU.1所以出口兩相短路時，因為第三相電壓而產(chǎn)生的U可保證繼pIREBUBUAEAIS其它方法：集成電路保護(hù)中，利用高Q值的50HZ帶通有源濾波器響應(yīng)特性的時間延遲，起到記憶作用。（二）極化電壓的引入對方向阻抗繼電器初態(tài)特性的影響穩(wěn)態(tài)特性：在正常運行和短路后達(dá)到穩(wěn)態(tài)時的繼電器動作特性。初態(tài)特性：在發(fā)生短路的最初瞬間，繼電器的動作特性。p（1）幅值比較式ZZJB’BA’ZpRApU.PU.J12ZU.P11-1-ZZZZPJp-ZZZZPJp2AA’BAA’B’AABB''AABB''J（2）相位比較式U.argPZU.Z因U為UpU與UJZJZpRU.U.ZU.所以極化電壓Up并不改變繼電器的穩(wěn)態(tài)特性。而正方向出口短路時，而繼電器能夠正確判別方向，即能消除死區(qū)。U.J0，而U.p（1）正方向短路時：空載dZEUdZEJ~ZZZdsUpU.ZU.JZZZsJsZZZJJZZZU.ZJZsZZJZJ0-ZsZU.Z dZ dJZR2）初態(tài)特性圓比穩(wěn)態(tài)特性圓大，有利于躲過渡電阻的影響。（2）反方向短路時dd~J~ZdZ’sU.J.JU.ZZJ'ZduJuJUPU.ZU.ZZJsJJsJZZZJJ'其動作特性是Z，Z’末端的連線為直徑的圓。結(jié)論：在反方向短路時，繼電器有明確的方向性。Z’sZJZzdR阻抗繼電器式利用測量阻抗ZJJ例：全阻抗繼電器（整流型）KU0.即ZU IJK KuZ實際上執(zhí)行元件是需要動作功率的，即實際臨界動作條件為：0IJ0)的關(guān)系曲線可繪制如下圖Z將比整定阻抗Z明顯減小，即實際的保護(hù)范圍將比整定范圍小，這將影響到與它相鄰的保護(hù)的配合，而可能引起非選擇性動作。曲線，為了把動作阻抗Z曲線，為了把動作阻抗Z與整定阻抗的差距限制在一定的范圍內(nèi)，規(guī)定了精確工作電流這項指標(biāo)。精確工作電流：是指繼電器的動作阻抗與整定阻抗之間的差距等于整定阻抗的10即Z=Z）時，加入阻抗繼電器的電流。記做I。應(yīng)大于或等于Z本節(jié)著重討論①,②兩因素的影響及相應(yīng)的措施。過渡電阻是指當(dāng)發(fā)生相間短路或接地短路的時候，短路電流從一相流到另一相或?qū)Ь€流入大地短路一般是非金屬性的，即存在過渡電阻使得測量阻抗變化，保護(hù)范圍可能縮短，可能(2)————電弧電阻'.ZZf其中Z為附加阻抗，ZffZdI 'gd.d.dRgZd.dZf討論：①.".d'd'dd受電側(cè)α>0,送電側(cè)α<0,g雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)ZZZfffZ增大ZJZfZf2.單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中過渡電阻的影響B(tài)C線路出口經(jīng)R短路gZ超出其Ⅰ段范圍而落入Ⅱ段范圍內(nèi)，而ZZ超出其Ⅰ段范圍而落入Ⅱ段范圍內(nèi)，而Zg將同時以第Ⅱ段時限動作，造成保護(hù)誤動。小結(jié)：①.短路點距保護(hù)安裝處越近，影響越大，反之影響越??；②.保護(hù)裝置整定值越小，相對的受過渡電阻影響越大BC線路出口經(jīng)R短路gM側(cè)為送電側(cè)IZZ jZZJ1L1'gJ1L1dRgRgIj'gdIj'gdZ①.保護(hù)3：正方向出口短路，α<0，Z落在第四象限，拒動ZZ落在第二象限，誤動ZZ落入動作特性圓，誤動阻抗繼電器動作特性在＋R軸方向上所占面積越大，受過渡電阻的影響就越小。l IggggggI減小（非周期分ggg時，距離元件不會因為電弧電阻的增大而返回，仍以預(yù)定的動作時限跳閘。g對保護(hù)1，因d點在其第Ⅱ段保護(hù)范圍內(nèi)，起動元件和Ⅱ段測量元件動作，若采用瞬時測量，則會誤動。所以只在單回線輻射形電網(wǎng)中的距離Ⅱ段上采用。振蕩時，系統(tǒng)中各發(fā)電機電勢間的相角差隨時間作周期性變化，從而使系統(tǒng)中各點電壓，線路電流以及距離保護(hù)的測量阻抗也將發(fā)生周期性變化，可能導(dǎo)致距離保護(hù)的誤動作。但通常系統(tǒng)振蕩若干周期后，多數(shù)情況下能自行恢復(fù)同步，若此時保護(hù)誤動，勢必造成不良后果，因而使不允許的。（一）.系統(tǒng)振蕩使，電壓，電流的變化規(guī)律幾點假設(shè)：①.全相振蕩時，系統(tǒng)三相對稱，故可只取一相分析；M②.兩側(cè)電源電勢E.MN和E.N③.系統(tǒng)中各元件阻抗角均相等，以表示d.M-振蕩電流的有效值隨變化（包絡(luò)線）MMZMNNNNNZ2M.MN當(dāng)ZZZZZM22所以ZZ2ZMZ2MZZMZM22ZJJZJZMZ 2ZMZZZZJZZZM,方向阻抗當(dāng)測量阻抗進(jìn)入特性圓內(nèi)，阻抗繼電器就要誤動。全阻抗繼電器誤動的相角,方向阻抗繼電器誤動的相角2＝～小結(jié)：①.在相同定值下，全阻抗繼電器所受（振蕩）影響大②.當(dāng)保護(hù)安裝點越靠近振蕩中心，受影響越大措施：①.延長保護(hù)裝置的動作時間（如距離Ⅲ段）②.把定值壓低，使振蕩中心位于特性圓外①.當(dāng)系統(tǒng)只發(fā)生振蕩而無故障時，應(yīng)可靠閉鎖保護(hù)；②.區(qū)外故障而引起系統(tǒng)振蕩時，應(yīng)可靠閉鎖保護(hù)③.區(qū)內(nèi)故障，不論系統(tǒng)是否振蕩，都不應(yīng)閉鎖保護(hù)。根據(jù)上述基本要求，振蕩閉鎖回路目前主要采用兩種原理：①.利用短路時出現(xiàn)負(fù)序分量而振蕩時無負(fù)序分量的原理②.利用振蕩和短路時電氣量變化速度不同的原理2．利用負(fù)序（和零序）分量元件起動的振蕩閉鎖回路起動元件可以利用短路時出現(xiàn)的負(fù)序或零序分量起動，也可以利用這些分量的增量或突變量來具體接線參看附錄四①.當(dāng)系統(tǒng)只振蕩，起動元件不動作，保護(hù)不會開放；②.內(nèi)部短路時，起動元件立即動作，然后自保持，短時開放保護(hù)(在此期間允許保護(hù)跳閘)起動元件立即起動（同②),短時開放保護(hù)，但在阻抗繼電器誤動前，短時開放回路已復(fù)歸，3．反應(yīng)阻抗變化速度的振蕩閉鎖回路利用振蕩時各段動作時間不同實現(xiàn)的振蕩閉鎖ⅢⅢⅢ后動（t2）Ⅱ第七節(jié)距離保護(hù)的整定計算原則及對距離保護(hù)的評價IKZABKK原則2：按躲過線路末端變壓器低壓母線短路整定KK1I2t1靈敏度校驗：按本線路末端故障校驗靈敏度。（考慮到ZK Z若靈敏度不滿足要求，應(yīng)與相鄰線路距離保護(hù)II段配合。UI考慮外部故障切除后，電動機自啟動時，距離保護(hù)III段應(yīng)可靠返回。11 ZZZR說明方向阻抗比全阻抗繼電器靈敏度高的圖。R4.最小精確工作電流校驗按各段保護(hù)范圍末端短路的最小短路電流整定。I二、對距離保護(hù)的評價在、多電源的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中能保證動作的選擇性。距離保護(hù)的第一段能保護(hù)線路全長的85%，對雙側(cè)電源的線路，至少有30%的范圍保護(hù)要以II段由于距離保護(hù)同時反應(yīng)電壓和電流，比單一反應(yīng)電流的保護(hù)靈敏度高。距離保護(hù)第一段的保護(hù)范圍不受運行方式變化的影響。保護(hù)范圍比較穩(wěn)定。第二、第三段的保護(hù)范由于阻抗繼電器構(gòu)成復(fù)雜，距離保護(hù)的直流應(yīng)用：在35KV~110KV作為相間短路的主保護(hù)和后備保護(hù)，采用帶零序電流補償?shù)慕泳€方式，在∵無法區(qū)分本線路末端短路與相鄰線路出口短路。∴無法實現(xiàn)全線速動。），（注意圖中隔離變壓器GB的極性）12I線路兩側(cè)裝有相同變比的LH可見縱聯(lián)差動保護(hù)的范圍是兩側(cè)LH之間，理論上具有絕對選擇性可實現(xiàn)全線速動。但它只適用（P136標(biāo)題2）（1）輔助導(dǎo)引線（2）電力線載波：高頻保護(hù)（3）微波：微波保護(hù)（4）光纖：光纖保護(hù)“或”門：高頻信號是跳閘的充分條件“或”門：高頻信號是跳閘的充分條件分類：按照工作原理分兩大類，方向高頻保護(hù)和相差高頻保護(hù)。方向高頻保護(hù)：比較被保護(hù)線路兩側(cè)的功率方向。相差高頻保護(hù)：比較被保護(hù)線路兩側(cè)的電流相位。有“相-相”和“相-地”兩種連接方式∨“我國廣泛運用”}2．結(jié)合電容器}3．連接濾波器Z>1500Ω——————限制在本線路。帶通濾波器①通高頻、阻工頻4．高頻電纜：將位于主控制室的高頻收、發(fā)信機與戶外變電站的帶通濾波器連接起來。兩種：長期發(fā)信方式：正常運行時，收發(fā)信機長期故障時發(fā)信方式：正常運行時，收發(fā)信機不工作。當(dāng)系統(tǒng)故障時，發(fā)信機由啟動元件啟動通道中才有高頻電流（經(jīng)常無高頻電流）2．高頻信號的分類及應(yīng)用有高頻電流是信號（1）跳閘信號或門（2）允許信號與門跳閘“否”門：收不到高頻信號是跳閘的必要條件與門o++-+內(nèi)部接地時：保護(hù)3、4：S動，兩側(cè)都不發(fā)高頻信號，保護(hù)動作跳3、4DL+外部接地時：保護(hù)2、5：S-動，它們發(fā)出高頻閉鎖信號，送至保護(hù)1、6、2、5。AB,BC線路均保它是以由短路功率為負(fù)的一側(cè)發(fā)出高頻閉鎖信號，這個信號被兩端的收信機所接收，而把保護(hù)閉鎖。故稱高頻閉鎖方向保護(hù)。注：這種按閉鎖信號構(gòu)成的保護(hù)只在非故障線路上才傳送高頻信號，而在故障線路上并不傳送高4-+++++I2121-UJ半套高頻閉鎖方向保護(hù)原理接線（電流啟動方式）I起動元件1：靈敏度較高，起動發(fā)信機發(fā)信1I起動元件2：靈敏度較低，起動保護(hù)的跳閘回路23功率方向元件：判斷短路功率的方向4ZJ中間繼電器：內(nèi)部短路時，停止發(fā)信（2）工作情況：-→+(3)為什么要用兩個靈敏度不同的起動元件++-+（4）時間配合+側(cè)需等待對側(cè)的高頻閉鎖信號，故跳閘回路應(yīng)有一定延時。故障切除后，返回時，為防止誤動，啟動發(fā)信回路應(yīng)延時返回。（5）方向元件要求：①能反映所有類型的故障②沒有死區(qū)③正常負(fù)荷狀態(tài)下不動作④系統(tǒng)震蕩時不會誤動作⑤線路兩端在靈敏度上容易配合滿足要求的方向元件：負(fù)序方向元件（單相式、三相式）相電壓補償式方向元件行波方向元件2．高頻閉鎖距離保護(hù)和高頻閉鎖零序方向保護(hù)的基本原理（自學(xué)）高頻閉鎖距離保護(hù)是距離保護(hù)與電力線載波通道相結(jié)合，利用收發(fā)信急的高頻信號傳送對側(cè)保護(hù)的測量結(jié)果，兩端同時比較兩側(cè)距離保護(hù)的測量結(jié)果，實現(xiàn)內(nèi)部故障瞬時切除，區(qū)外故障不高頻閉鎖零序方向保護(hù)工作原理與上同此種構(gòu)成方式，主保護(hù)和后備保護(hù)統(tǒng)一設(shè)計，減少了測量元件，簡化了接線，相1.相差動高頻保護(hù)基本原理：比較被保護(hù)線路兩側(cè)短路電流的相位。調(diào)制方法：正半波發(fā)信，負(fù)半波停信，不斷交替（高頻通道經(jīng)常無電流，而在外部故障時發(fā)出的高頻電流（即閉鎖信號）的方式構(gòu)成保護(hù)）傳送閉鎖信號的保護(hù)需兩套起動元件。21主要部分：起動元件、操作元件、比相元件①起動元件:-------故障檢測元件(區(qū)分正常運行和故障)不對稱故障I2------有兩個靈敏度不同的起動元件，其中：高靈敏----起動發(fā)信低靈敏----準(zhǔn)備跳閘對稱故障Z或相電流I②操作元件:將輸電線上的三相工頻電流轉(zhuǎn)綜合為單一工頻電流(只用一個通道)。1大為增加.2能反映所有短路,但在不對稱短路時,包含故障前的負(fù)荷分量,會造成區(qū)內(nèi)短路時,相位差不能反映三相短路*I:不能反映三相短路和兩相短路0*I+KI:I能反映不對稱短路,I用于反映三相短路,K值的選擇>1,保證I起主導(dǎo)作用,一般③比相元件：根據(jù)線路兩側(cè)電流的相位判斷內(nèi)外故障max這個角度就叫做閉鎖角，表示為φ理想：區(qū)外故障時，φ=180°③高頻信號傳輸帶來的角誤差電磁波的傳輸速率v=光速＝3×105公里/秒工頻：每周波360°～″～6000kmLLφ=100°+7°+15°+（Lφ=100°+7°+15°+（L/100）mφ=100°+7°+15°-（L/100）×6°n考慮裕度角φ=15°。yΦ=φ+φ+φ+φ=37°+(L/100)×6°例：L＝300km，Φ=37°+(300/100)×6°=55°b操作電流只有設(shè)EmΛEn=70°I1—發(fā)電機、變壓器和線路阻抗φ—發(fā)電機、變壓器阻抗φ=90°60°φ=122°+(300/100)×6°=140°>125°閉鎖mφ=122°-(300/100)×6°=104°＜125°動作mφ=122°+(300/100)×6°=140°>125°閉鎖mφ=122°-(300/100)×6°=104°＜125°動作m保護(hù)裝置的這種工作情況一端的保護(hù)先動作以后，另一端的保護(hù)才能再動作跳閘，稱為“相繼動作”。主要影響因素：故障類型、兩側(cè)電源電動勢間相角差以及線路長度。各相繞組之間的相間短路單相繞組或引出線通過外殼發(fā)生的單相接地故障外部短路或過負(fù)荷─→過電流{{（a）過電流保護(hù)（b）復(fù)合電壓起動的過電流保護(hù)（c）負(fù)序過電流（4）零序電流保護(hù)：防御大接地電流系統(tǒng)中變壓器外部接地短路（5）過負(fù)荷保護(hù)：防御變壓器對稱過負(fù)荷（6）過勵磁保護(hù)：防御變壓器過勵磁反映變壓器油箱內(nèi)部故障的主要保護(hù)頂蓋與水平面坡度（1~%防止氣泡聚集在頂蓋處只反應(yīng)油箱內(nèi)部故障，變壓器引出線及變壓器與斷路器之間聯(lián)線發(fā)生故障時不動反映變壓器電源側(cè)引出線、套管及繞組的相間短路一、構(gòu)成變壓器縱差動保護(hù)的基本原則變壓器縱差動保護(hù)'1雙繞組變壓器縱差動保護(hù)單相原理圖正常運行或外部故障時BnB所以兩側(cè)的CT變比應(yīng)不同，且應(yīng)使"2'1n'2n1l12l2nln1nB(Υ/Δ-11）接線方式——兩側(cè)電流的相位差30°。）：可見,差動臂中的I.為使正常運行或區(qū)外故障時,I3nn 1nB即高壓側(cè)電流互感變比應(yīng)加大√3倍.該項不平衡電流已消除.。2.由計算變比與實際變比不同而產(chǎn)生的不平衡電流:CT的變比是標(biāo)準(zhǔn)化的,如:600/5,800/5,1000/5,1200/5.所以,很難完全滿足n nBnnB消除方法:利用差動繼電器的平衡線圈進(jìn)行磁補償.假設(shè)正常運行和區(qū)外故障時,I2'>I2",Wph接電流小的一側(cè),I2".調(diào)整Wph,使Wcd(I2'-I2")=WphI2".磁勢抵消.鐵芯中,Φ=Φcd-Φph=0.所以W2中無感應(yīng)電勢,J不動作.實際上,可能不是整數(shù).應(yīng)是整數(shù).故仍有一殘余的不平衡電流.外部故障時,流過變壓器高壓側(cè)的最大短路電流.此不平衡電流在整定計算中應(yīng)予以考慮.3.由兩側(cè)電流互感器型號不同而產(chǎn)生的不平衡電流:(CT變換誤差)=KtxKernl1其中Ktx=1此不平衡電流在整定計算中應(yīng)予以考慮.4.由變壓器帶負(fù)荷調(diào)整分接頭而產(chǎn)生的不平衡電流:產(chǎn)生新的不平衡電流.(CT二次側(cè)不允許開路,即nl2,nl1不能改變),此不平衡電流在整定計算中應(yīng)予以考慮.5.暫態(tài)情況下的不平衡電流:⑴非周期分量的影響:比穩(wěn)態(tài)Ibp大,且含有很大的非周期分量,持續(xù)時間比較長(幾十周波).最大值出現(xiàn)在短路后幾個周波.引入非周期分量函數(shù)Kfzq.=KfzqKerKtxnl1措施:快速飽和中間變流器,抑制非周期分量.當(dāng)變壓器電壓突然增加的情況下(如:空載投入,區(qū)外短路切除后).特點:①有很大的直流分量.(80%基波)②有很大的諧波分量,尤以二次諧波為主.(20%基波)③波形間出現(xiàn)間斷.(削去負(fù)波后)措施:①采用具有速飽和鐵芯的差動繼電器;