继电保护讲义---第4章距离保护2

4.3阻抗继电器接线方式1、对阻抗继电器接线的要求１）阻抗继电器的测量阻抗应正比于短路点到保护安装地点之间的距离；２）阻抗继电器的测量阻抗应与故障类型无关，也就是保护范围不随故障类型而变化；3）阻抗继电器的测量阻抗应不受短路故障点过渡电阻的影响。2、反映相间故障的阻抗继电器的０°接线方式当功率因数，加在继电器端子上的电压与电流的相位差为0°。相间故障阻抗继电器接线继电器编号加入电压加入电流KI1KI2KI31、三相短路保护安装处母线电压测量阻抗为2、两相短路BC两相短路保护安装处电压为测量阻抗3、两相接地短路BC两相接地短路保护安装处母线电压为测量阻抗为3、反映接地短路故障的阻抗继电器接线A相接地短路时，保护安装处母线电压为：为了使测量阻抗不受零序电流影响，加入继电器电压、电流为：阻抗继电器测量阻抗为：4、反映突变量阻抗继电器（1）反映突变量的接地阻抗继电器当突变量阻抗继电器反映工作电压相位构成时，在保护区内发生短路故障时，有≤0；如极化电压取工作电压前一个周期的值，记为，则反映工作电压相位突变的阻抗继电器动作方程可写为：≤≤（2）工频变化量阻抗继电器1）构成原理短路点经过渡电阻接地的故障分量网络保护安装处A相电压工频变化量为阻抗继电器工作电压变化量为在反方向短路时，工作电压变化量为故障分量电压分布4.4选相原理微机是串行工作的，如果采用一个CPU反映各种故障和故障相别，则有十种故障类型和相别需要判断，即要作十次故障判别计算，耗时很长。为了充分发挥CPU的功能，减少设备费用和硬件的复杂性，一般希望尽量用一个CPU反映各种故障。这就要求在故障处理之前，预先进行故障类型和相别的判断。在识别出故障相别后，将相应的电压、电流量取出，送至故障判别处理程序，这样可以节约大量的计算时间，但是对预先进行故障类型和相别判断准确性的要求就要提高。如果选相错误，则不可避免地使后面的计算完全出错，后果是很严重的。对选相元件的要求：1）在保护区内发生任何形式的短路故障时，能判别故障相别，或判别出是单相故障还是多相故障。2）单相接地故障时，非故障相选相元件可靠不动作。3）在正常运行时，选相元件应该不动作。4）动作速度要快。在微机保护中，要完成选相任务，不需要增加任何硬件。选相流程步骤：1）判断是接地短路还是相间短路；2）如果是接地短路，先判断是否单相接地；3）如果不是单相接地，则判断哪两相接地；4）如果不是接地短路，则先判断是否三相短路；5）如果不是三相短路，则判断是哪两相短路。1、相电流差工频变化量选相相电流差工频变化量选相元件是在系统发生故障时利用两相电流差的变化量的幅值特征来区分各种类型故障。（1）单相接地短路故障单相接地短路故障的幅值是两相非故障相电流电流差等于零。（2）两相短路两相短路的幅值特征是两相故障相电流差值最大。（3）三相短路三相短路的幅值特征是三个两相电流差故障分量相等。（4）两相接地短路两相接地短路的幅值特征与两相短路相同。2余弦电压选相当在图K点发生相间短路故障时，对于回路方程有由图可得＞测量阻抗动作判据：＜＜只要能覆盖的动作区，余弦电压元件就处于动作状态，并且灵敏度很高。4.5距离保护起动元件1、起动元件作用（1）闭锁作用。（2）在某些距离保护中，起动元件与振荡闭锁起动元件为同一个元件，因此起动元件起到了振荡闭锁的作用。（3）如果保护装置中第Ⅰ段和第Ⅱ段采用同一阻抗测量元件，则起动元件动作后按要求自动地将阻抗定值由第Ⅰ段切换到第Ⅱ段。当保护装置采用Ⅱ、Ⅲ段切换时，同样按要求能自动地将阻抗定值由第Ⅱ段切换到第Ⅲ段。（4）当保护装置只用一个阻抗测量元件来反应不同短路故障形式时，则起动元件应能按故障类型将适当的电压、电流组合加于测量元件上。2、对起动元件的要求（1）能反应各种类型的短路故障，即使是三相同时性短路故障，起动元件也应能可靠起动。（2）在保护范围内短路故障时，即使故障点存在过渡电阻，起动元件也应有足够的灵敏度，动作可靠、快速，在故障切除后尽快返回。（3）被保护线路通过最大负荷电流时，起动元件应可靠不动作；电力系统振荡时起动元件不允许动作。（4）当电压回路发生异常时，阻抗继电器可能发生误动作，此时起动元件不应动作，为此起动元件应采用电流量，不应采用电压量来构成起动元件。（5）为能发挥起动元件的闭锁作用，构成起动元件的数据采集、CPU等部分最好应完全独立，不应与保护部分共用。3、负序、零序电流起动元件距离保护中的起动元件，有电流元件、阻抗元件、负序和零序电流元件、电流突变量元件等。电流起动元件具有简单可靠和二次电压回路断线失压不误起动的优点，在较高电压等级的网络中，灵敏度难于满足要求，且振荡时要误起动，只适用于35kV及以下网络的距离保护中。阻抗起动元件虽然其灵敏度仍不受系统运行方式变化的影响，且灵敏度较高，但在长距离重负荷线路上有时灵敏度仍不能满足要求，二次电压回路失压、电力系统振荡时会误动。电力系统发生不对称短路故障时，总会出现负序电流，考虑到一般三相短路故障是由不对称短路故障发展而成，所以在三相短路故障的初瞬间也有负序电流出现。负序电流可用于构成距离保护装置的起动元件，基本能满足距离保护装置对起动元件的要求。当发生不对称接地短路故障时，会出现零序电流，为提高起动元件灵敏度，与负序电流共同构成起动元件。4序分量滤过器算法(1)直接移相原理的序分量滤过器对称分量基本公式：对于序列公式：1）数据窗为8时：2）数据窗为4时3）数据窗为2时4）数据窗为1时2、增量元件算法以电流为例，其算法如下：为了消除由于电网频率的波动引起不平衡电流，突变量按下式计算1）相电流差突变量2）相电流差突变量元件