华北电力大学精品课程-电力系统继电保护(黄少锋教授)—距离(3-45整定振荡)

1/75第3.4节距离保护的整定计算及其评价2/75AB1C234第3.4节距离保护的整定计算及其评价与电流保护类似，距离保护一般也都采用相互配合的三段式配置方式，即分成距离Ι段、Ⅱ段和Ⅲ段。距离Ι段和距离Ⅱ段作为本级线路的主保护，距离Ⅲ段作为本线路的近后备和相邻线路的远后备。保护1的各段保护范围3/75AB1C234第3.4节距离保护的整定计算及其评价与电流保护类似，距离保护一般也都采用相互配合的三段式配置方式，即分成距离Ι段、Ⅱ段和Ⅲ段。距离Ι段和距离Ⅱ段作为本级线路的主保护，距离Ⅲ段作为本线路的近后备和相邻线路的远后备。保护2的各段保护范围4/75一、距离保护的整定计算（比电流保护容易）1、距离保护Ι段的整定距离保护Ι段为瞬时速动段，同电流Ι段一样，它只反应本线路的故障，为保证动作的选择性，在本线路末端或下级线路始端故障时，应可靠地不动作。保护1保护2AB1C2345/7511ZLKZKZABrelABrel.set1、距离保护Ι段的整定为保证动作的选择性，在本线路末端或下级线路始端故障时，应可靠地不动作。线路全长的正序阻抗ABZ0.850.8～可靠系数，一般取relK可靠系数主要考虑的是：各种影响因素的相对误差。如：继电器测量误差、互感器误差和参数测量误差等。在线路较短时，还应当考虑绝对误差。6/75st01%~%KZZKrelAB.setsen85801001动作时限：灵敏性校验：保护范围稳定，几乎不受运行方式的影响。（固有的测量时间）灵敏度＝可靠系数，不必验算。7/75AB1C2342、距离保护Ⅱ段的整定为弥补距离Ι段不能保护本线路全长的缺陷，增设距离Ⅱ段，要求它能够保护本线路的全长，保护范围需与下级线路的距离Ι段(或距离Ⅱ段)相配合。保护3的I段保护1的II段正确的设计——实现相互配合8/75AB1C234AB1C234保护3的II段保护1的错误II段错误的设计——保护1、3的II段都动作保护1的正确II段保护1属于误动！9/752、距离保护Ⅱ段的整定为弥补距离Ι段不能保护本级线路全长的缺陷，增设距离Ⅱ段保护，要求它能够保护本线路的全长，保护范围需与下级线路的距离Ι段或距离Ⅱ段相配合。电网结构复杂，还有其他回路的影响，因此，需要考虑分支电流的影响。电流保护与此类似。657保护1的Ⅱ段应当与3、5、6、7的Ι段配合。AB1C23410/75kbABkABkAB.m.m.mZKZZIIZIZIZIIUZ12121111助增分支：分支系数其中，12bIIK）增大（的存在2b3IKI增大mZ2I增大了—助增AB1231I2I3I11/75kbABkABkAB.m.m.mZKZZIIZIZIZIIUZ12121111外汲分支：测量阻抗越小时，越容易动作，因此，整定时，应取最小的分支系数（不误动）。减小的存在)I(KI2b3减小mZAB1C2341I2I3I2I减小了—外汲12/751）与相邻线路距离Ι段相配合)Z(ZZ3.set1.m1.set'3.setbAB1.mZKZZ相邻线路距离Ι段末端短路时，测量阻抗为：AB1C2341I2I'3.setZ“与相邻线路距离Ι段相配合”的要求基本上对应于：“相邻线路距离Ι段末端短路不误动”，即：13/751）与相邻线路距离Ι段相配合)Z(ZZ3.set1.m1.set要求：AB1C2341I2I'3.setZ)ZKZ(KZ3.setmin.bABrel1.set因此，整定原则：0.8Krel取：这样整定之后，再遇到Kb增大的其他运行方式时，距离Ⅱ段的保护范围只会缩小，而不至于失去选择性——最小感受阻抗都保证不误动。14/7521ABCSRWIm.1Im.2kbABkAB.mZKZZIIZZ121max.1min.2min.bIIK整定时，取：电源最小方式。）线双回；）—W4NP3Imin.2电源最大方式。）线单回；）—S2MN1Imax.1通用的例图15/75得：，则由另外，如果求min.1max.2max.bmax.bIIKK电源最大方式。）线单回；）—W4NP3Imax.2电源最小方式。）线双回；）—S2MN1Imin.1校验第III段时，需要用到。max.bK21ABCSRWIm.1Im.2通用的例图16/752）与相邻变压器快速保护相配合保护范围不超过相邻变压器快速保护范围，整定值按躲过变压器低压侧出口处短路时的阻抗值来确定。即可。更换为在上面整定公式中，将t.setZZ2)ZKZ(KZtmin.bABrel.set1即：将变压器看作“特殊的出线”时，可以归纳为：Ⅱ段应当与所有的相邻出线的Ⅰ段配合，并取最小。AB1C2341I2I17/75动作时限：（与相邻元件保护的动作时限相配合）ttt12灵敏性校验：距离Ⅱ段应能保护线路的全长，本线路末端故障时，应具有足够的灵敏性，可以用保护范围的大小来衡量。2511.ZZKAB.setsen若灵敏性不满足要求，则考虑与相邻线路的距离Ⅱ段相配合，重新进行整定计算。设计的保护范围18/753、距离保护Ⅲ段的整定原则：1）与相邻下级线路距离Ⅱ段或Ⅲ段相配合；2）与相邻变压器保护相配合；3）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定。通常采用的方法：III段之间相互配合，形成阶梯时限。下面分别介绍19/753.距离保护Ⅲ段的整定1）与相邻下级线路距离Ⅱ段或Ⅲ段相配合21.setmin.bABrel.setZKZKZ0.8'''relK:取（1）与相邻下级线路距离Ⅱ段相配合21ABCSRWIm.1Im.2通用的例图20/753.距离保护Ⅲ段的整定1）与相邻下级线路距离Ⅱ段或Ⅲ段相配合21.setmin.bABrel.setZKZKZ（2）若灵敏性不满足要求(灵敏度一般较难满足)，则应与相邻下级线路的距离Ⅲ段配合。21.setmin.bABrel.setZKZKZ0.8K:'''rel取（1）与相邻下级线路距离Ⅱ段相配合二者区别21/753、距离保护Ⅲ段的整定1）与相邻下级线路距离Ⅱ段或Ⅲ段相配合21.setmin.bABrel.setZKZKZ0.8K:'''rel取2）与相邻变压器保护相配合tmin.bABrel.setZKZKZ1等值阻抗—变压器低压侧短路的—其中，tZ22/753、距离保护Ⅲ段的整定3）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定。考虑到外部故障切除后，电动机自启动的情况下，距离Ⅲ段能够可靠返回的要求。——即故障切除后，应当可靠返回。继电特性mZ从继电特性可以看出，要求：opZreZmin.LreZZ最小负荷阻抗23/75max.LNmin.LIU0.9Z平时的最小负荷阻抗：max.LssNmin.LIKU0.9Z电动机自启动时：考虑电压的波动—自启动系数—最大负荷电流—）额定相电压（二次为—9.0KIV57.7Ussmax.LN。虑为：因此，最小电压应当考，电压允许波动N0.9U10%24/75max.LressNrelIKKU9.0KrereopKZZ1ZZKoprere返回系数为：remin.LKZremin.L'''relopKZKZ＝动作阻抗：”关系。，反映了“可靠系数，取—其中，0.8Krelmax.LressrelNopIKKKU9.0Z书中，段的可靠系数对应。、，不易与～取III25.12.1Krel25/751.251.1KKIV57.7U0.8Kressmax.LNrel～设计为阻抗继电器返回系数—自启动系数—最大负荷电流—）额定相电压（二次为—可靠系数，取—式中，符号含义如下：对于任何的阻抗特性，都要求：上述公式的计算值处于特性的边界。max.LressNrelopIKKU9.0KZ归纳：26/75但对于方向圆特性，动作阻抗随阻抗角的变化而变化，当阻抗角等于最大灵敏角时，动作阻抗才等于整定阻抗。setZopZRXjset)cos(ZZLsetopsetmax.LressNrelop'''setIKKU.KZZ90Lsetmax.LressNrel'''setcosIKKU.KZ90希望等于线路的阻抗角—以内负荷角度，约—set0L26对于全阻抗圆特性，动作阻抗即为整定阻抗。27/75动作时限：与相邻元件保护的动作时限相配合tttx21另外，考虑到距离Ⅲ段一般不经过振荡闭锁（后面介绍），其动作时限应≥1.5～2s。按上述三个原则进行计算，取其中较小值作为距离Ⅲ段的整定阻抗。被配合保护的动作时间相配合：1）具体定值；2）时间。28/75灵敏性校验：距离Ⅲ段作为本级线路的近后备：5.1ZZKAB1.set)1(sen距离Ⅲ段作为相邻元件的远后备：2.1ZKZZKBCmax.bAB1.set)2(sen21ABCSRWIm.1Im.2C处短路时，最大的测量阻抗(感受阻抗)仍在保护1的III段内，那么，其他任何情况都在动作区内。29/75远后备灵敏性校验：2.1ZKZZKBCmax.C.bAB1.set)2(sen21ABCSRWIm.1Im.21）校验C处的远后备D2.1ZKZZKBDmax.D.bAB1.set)2(sen2）还得校验D处短路时的远后备各处的远后备均满足才算合格。目的：不允许故障长期存在。区别30/75二、对距离保护的评价1）同时利用了短路时电压、电流的变化特征，通过测量阻抗的变化情况确定故障范围。2）距离Ι段几乎不受系统运行方式变化的影响，距离Ⅱ段受系统运行方式变化的影响比较小。3）距离Ι段的保护范围为线路全长的80％～85％，在双端供电系统中，大约有30％～40％区域内故障时，两侧保护相继动作切除故障，若不满足速动性的要求，必须配备能够实现全线速动的保护－－纵联保护。4）相对于电流保护，距离保护的接线、逻辑都比较复杂，可靠性相对降低(非微机保护)。距离保护是继电保护的标准配置之一。31/75AB12在多电源的复杂网络中能保证动作的选择性快速性、选择性A侧瞬动范围B侧瞬动范围60～70%两侧瞬时动作32/75AB12在多电源的复杂网络中能保证动作的选择性A侧瞬动范围B侧瞬动范围15～20%15～20%一侧瞬时动，另一侧0.5s之后动快速性、选择性33/75AB12在多电源的复杂网络中能保证动作的选择性A侧瞬动范围B侧瞬动范围保护区稳定，灵敏度高。可靠性稍差(尤其是振荡闭锁逻辑构成复杂)。但必须使用，因为，优点在单端保护中十分突出。快速性、选择性34/75在环网等场合，距离第III段的无选择点：123456先不考虑与外部的配合关系，仅就环网的三条线路而言，就要求：1与3配合，3与5配合，5与1配合。——形成“循环”要求，无解。保护2、4、6之间存在类似关系。无奈，只好有一条线路不再形成配合关系。35/75NMEEMENE第3.5节距离保护的振荡闭锁MNmImUMEMEMENE正常运行（部分）振荡36/75并联运行的电力系统或发电厂之间出现功率角在大范围内发生周期性变化的现象，称为电力系统振荡。系统振荡时，防止保护因测量元件动作而引起误动的措施，称为振荡闭锁。MNmImUMENEMENE1s1ts0、可为s37/75引入几点接近实际的假设：（1）系统振荡时，三相对称，故可只取一相分析。EEEeEE2NMjNM，）（（3）系统中，各元件的阻抗角均相