电力系统继电保护原理(第三章).

电力系统继电保护原理电力系统继电保护原理华中科技大学武昌分校华中科技大学武昌分校自动化系第三章电网的距离保护主要内容（一）距离保护的原理（二）阻抗继电器（三）阻抗继电器接线方式电力系统继电保护原理华中科技大学武昌分校（四）影响距离保护正确工作的因素及采取的措施（五）距离保护的整定计算（一）距离保护的工作原理1、距离保护的概念反应的是保护安装处至故障点的距离，并根据距离的远近而确定动作时限的一种保护装置测量保护安装处至故障的距离，实际上是测量二者之间的阻抗大小，故距离保护又称为阻抗保护距离保护有保护范围，短路发生在保护范围内，保护动作，否则不动作，该保护范围用整定阻抗来定义正常时保护安装处的测量阻抗：－－测量电压－－测量电流－－测量阻抗电力系统继电保护原理华中科技大学武昌分校fhZfhcccZIUZ.1.11.1cU.1cI1cZ华中科技大学武昌分校电力系统继电保护原理发生故障时保护安装处的测量阻抗为：在短路后：①保护安装处母线电压降低②流过保护安装处的电流增大③④距离保护比单一物理量的电流保护灵敏度高距离保护原理:距离保护是用整定阻抗与被保护线路的测量阻抗比较，当短路点在保护范围以外时，即时继电器不动，当短路点在保护范围以内，即时继电器动作，距离保护又称低阻抗保护ddcccZIUIUZ...1.11残fhdZZzdZ1cZzdcZZ1zdcZZ1电力系统继电保护原理华中科技大学武昌分校t2、距离保护的时限特性距离保护的时限特性：距离保护的动作时间t与保护安装处到故障点之间的距离l之间的关系采用三阶梯式～Z3Z2Z1'3tl''3t'''3t保护3的Ⅰ段保护3的Ⅱ段保护3的Ⅲ段电力系统继电保护原理华中科技大学武昌分校3、距离保护的组成距离保护原理框图起动元件方向元件'Z''Z'''Z''t'''t方向元件1234657电力系统继电保护原理华中科技大学武昌分校（二）阻抗继电器1、单相式阻抗继电器原理阻抗继电器的动作特性不能为一条直线，原因如下：①出口附近发生经由过渡电阻的短路，测量阻抗偏离ＺＢＣ的方向，阻抗继电器不动作②互感器有数值误差和相位误差，继电器也有误差，均使测量阻抗不能和ＺＢＣ方向一致为了消除过渡电阻和互感器的误差影响，简化继电器的接线，将继电器的动作特性扩大为一个圆jXRIUZccc.1.11电力系统继电保护原理华中科技大学武昌分校２、具有圆及直线动作特性的阻抗继电器特性分析和电压形成回路全阻抗继电器方向阻抗继电器偏移特性阻抗继电器比幅式直径为与之差，其中，圆心坐标，半径为动作条件：两边同时乘以电流zdZzdZ)2.0~1.0()(21'zdzdooZZZ)(21zdzdZZ)(21)(211zdzdczdzdZZZZZ...)1(21)1(21kykUUU电力系统继电保护原理华中科技大学武昌分校比相式动作条件：两边同时乘以电流得直线特性阻抗继电器90arg90-11zdcczdZZZZ90arg90-....kyykUUUU电力系统继电保护原理华中科技大学武昌分校阻抗继电器的比较回路阻抗继电器构成原理框图幅值比较式相位比较式电压形成回路电压比较回路.1cU.1cI.A.B执行输出电压形成回路相位比较回路.1cU.1cI.C.D执行输出相位比较回路后面接滤波回路和高灵敏的零指示器电力系统继电保护原理华中科技大学武昌分校３、方向阻抗继电器的死区及死区的消除方法死区的产生①保护出口短路时，故障线路母线上的残压为零，对于比幅式阻抗继电器，其动作条件：当，则动作条件为：实际上由于继电器本身动作要消耗一定的功率，所以此时继电器不动作②保护出口短路时，故障线路母线上的残压为零，对于比相式阻抗继电器，其动作条件：...2121kykUUU0.yU..2121kkUU电力系统继电保护原理华中科技大学武昌分校当，则无法进行比较，所以此时继电器也无法动作在上述两种情况下不动作的范围，称为保护装置的死区消除死区的方法加入记忆回路引入串联谐振回路，即引入记忆电压后动作条件为：当出口处短路时，谐振回路储存能量，衰减到０要经过一段时间，在这段时间内其与同相位，记录了故障前电压，所以消除了死区．0...090arg90yykUUU0.yUjkyjkUUUUU.....21210.yU.jU.yU电力系统继电保护原理华中科技大学武昌分校引入记忆电压后对方向阻抗继电器动作特性的影响引入记忆电压后不影响继电器的稳态特性，不论是比幅式还是比相式电力系统继电保护原理华中科技大学武昌分校４、阻抗继电器的精工电流和精工电压理想情况下，继电器器的动作特性只与加入电压和电流有关，而实际上，计及器件本身一些因素的影响，方向阻抗继电器在临界状态时的动作方程：为克服二极管正向压降以及极化继电器动作反力所需的剩余电压,假设各个向量同相位，则.0...2UUUUkyk.0U.0...2UUUUkyk2.0..UUUky1..021.czddzIIUZZc电力系统继电保护原理华中科技大学武昌分校dzZzdZzdZ9.0gI1cI)(1cdzIfZ关系曲线精工电流：继电器的动作阻抗时，所对应的测量电流zddzZZ9.0gIzdgdzzdZIUZZ1.02..02.02.0.0..0.UZIUZUIzdggzdg精工电压：精工电流和整定阻抗的乘积电力系统继电保护原理华中科技大学武昌分校５、影响距离保护正确工作的因素及措施过渡电阻的影响过渡电阻主要是纯电阻性的电弧电阻，电弧长度和电流与时间有关对于单侧电源网络，过渡电阻使测量阻抗增大，影响保护选择性对于双侧电源网络，过渡电阻使测量阻抗增大或减小，影响选择性电力系统震荡影响电力系统震荡是指并行运行的发电机失去同步，发电机电势相角差发生变化在发生震荡时，系统存在震荡中心点，此点电压保护安装点越靠近震荡中心，受到影响越大，否则越小躲开震荡影响的方法是利用震荡和短路时系统不同特点，构成闭锁回路分支电流的影响短路点和保护安装处之间存在分支电路时，会产生分支电流分支电流影响距离保护，使得测量阻抗变大或者减小分支电流的影响用分支系数来描述0.zUfzK电力系统继电保护原理华中科技大学武昌分校１、距离保护Ⅰ段动作阻抗动作时限２、距离保护Ⅱ段动作阻抗ABKdzZKZ''1.（三）距离保护整定计算0't)('''''1.BCKfzABKdzZKKZKZ)(''''1.BfzABKdzZKZKZ电力系统继电保护原理华中科技大学武昌分校动作时限灵敏度校验如果灵敏度不满足要求，按照与下一条线路保护Ⅱ段相配合的原则选择动作阻抗tttt'2''15.1''1ABdzmZZK)(''2.''''1.dzfzABKdzZKZKZttt''2''13、距离保护Ⅲ段动作阻抗动作时限灵敏度min.'''''1.1fhzqhkdzZKKKZttt'''2'''15.1'''1..1ABdzmZZK近2.1'''.1BCfzABdzmZKZZK远min.'''''1.)cos(1fhfhdzqhkdzZaaKKKZ