电力系统继电保护_33_34电网的距离保护_阻抗继电器的接线方式和特性分析（PPT34页)

电力系统继电保护原理主讲教师：范春菊3电网的距离保护3.1距离保护的作用原理3.2各种单相式阻抗继电器的动作特性3.3阻抗继电器的接线方式3.4方向阻抗继电器的死区和特性分析3.5距离保护的整定计算和评价3.6影响距离保护正确动作的因素及防止方法3.7距离保护装置框图举例3.3阻抗继电器的接线方式1.对接线方式的基本要求阻抗继电器的接线方式是指加入阻抗继电器的电流和电压基本要求：测量阻抗正比于短路点到保护安装处之间的距离测量阻抗应与故障类型无关常见的几种接线方式母线残压(保护安装处的电压)的计算公式(1)LZ线路自阻抗MZ线路互阻抗1Z线路正序阻抗1001()()3(3)AKAALBMCMALMABCMAMAUUIZIZIZIZZIIIZIZIZIKIZ1MZKZABCAICIBIlkZ母线残压(保护安装处的电压)的计算公式(2)0Z线路零序阻抗2Z线路负序阻抗1Z线路正序阻抗11220012010010101011()()(3)(3)3AkAkkkkkkkAkAUUIZIZIZIIIZIZZZZIIZIKIZZ01113MZZZKZZABCAICIBIlkZ2.阻抗继电器的00接线1z线路每公里正序阻抗l保护安装处到故障点的距离，单位为公里00,0kAkBkCUUUI(1)三相短路1()ABABABUUUIIzl在三相短路时，三个继电器的测量阻抗都等于短路点到保护安装处之间的阻抗，三个继电器都能正确动作ABCAICIBIl(3)kZ2.阻抗继电器的00接线0,0kAkBUUI(2)AB相间短路111()()()ABABkAAkBBABUUUUIzlUIzlIIzl在AB相间短路时，只有J1继电器(故障相)的测量阻抗等于短路点到保护安装处之间的阻抗，而J2和J3的测量阻抗不能正确反映故障距离，即含有非故障相的阻抗继电器测量到的阻抗不等于短路点到保护安装处之间的阻抗ABCAI0CIBIl(2)ABkZ2.阻抗继电器的00接线00,0kAkBUUI(3)AB两相接地01011(3)(3)()ABABABABUUUIKIzlIKIzlIIzl在AB两相接地短路时，只有J1继电器(故障相)的测量阻抗等于短路点到保护安装处之间的阻抗ABCAI0CIBIl(1,1)ABkZ2.阻抗继电器的00接线00,0kAUI(4)A相接地01011[(3)][(3)]()ABABkAAkBBABkBUUUUIKIzlUIKIzlIIzlU在单相接地短路时，三个阻抗继电器都不能正确反映故障距离3.带零序电流补偿的相电流接线00,0kAUI(1)A相接地01010101(3)(3)(3)(3)AkAAABkBBCkCCUUIKIzlIKIzlUUIKIzlUUIKIzl在A相接地短路时，只有J1继电器(故障相)的测量阻抗等于短路点到保护安装处之间的阻抗3.带零序电流补偿的相电流接线00,0kAkBUUI(2)AB两相接地0101010101(3)(3)(3)(3)(3)AkAAABkBBBCkCCUUIKIzlIKIzlUUIKIzlIKIzlUUIKIzl在AB两相接地短路时，J1和J2继电器(故障相)的测量阻抗等于短路点到保护安装处之间的阻抗3.带零序电流补偿的相电流接线00,0kAkBkcUUUI(3)三相短路010101010101(3)(3)(3)(3)(3)(3)AkAAABkBBBCkCCCUUIKIzlIKIzlUUIKIzlIKIzlUUIKIzlIKIzl在三相短路时，三个继电器的测量阻抗都等于短路点到保护安装处之间的阻抗3.带零序电流补偿的相电流接线00,0kAkBUUI(4)AB相间短路010101(3)(3)(3)AkAABkBBCkCCUUIKIzlUUIKIzlUUIKIzl在任意两相相间短路时，三个继电器的测量阻抗都不能正确反映故障距离4.阻抗继电器接线方式总结（1）00接线方式•在发生相间短路、两相接地和三相短路时，总是有阻抗继电器能正确反映故障距离•在单相接地短路时，三个继电器都不能正确反映故障距离•适用于反映相间短路故障的距离保护相间距离继电器跳闸三相，三个阻抗继电器或门输出，可以实现距离保护的目标4.阻抗继电器接线方式总结（2）带零序电流补偿的相电流接线方式•在发生单相接地、两相接地和三相短路时，总是有阻抗继电器能正确反映故障距离•在两相相间短路时，三个继电器都不能正确反映故障距离•适用于反映接地短路故障的距离保护可以构成单相重合闸，只跳闸故障相3.4方向阻抗继电器的死区和特性分析1.方向阻抗继电器的动作死区(1)幅值比较式1122mmsetmsetUIZIZ1122msetmsetIZIZ0mU(2)相位比较式90arg()270mmmsetUUIZ0mU无法比相2.死区的解决方法方向阻抗继电器动作死区的解决方法①记忆回路相当于“记住”了故障前极化电压的相位②引入非故障相电压在各种两相短路时，非故障相间电压仍然很高，参照功率方向继电器广泛采用的900接线方式，在极化电压中附加非故障相电压不能解决三相短路时的死区问题③高Q值50Hz带通有源滤波器利用滤波器响应特性的时间延迟，起到“记忆回路”的作用2.1记忆回路当外加电压突然降低到零时，该串联谐振回路的电流按50Hz工频振荡，经几个周波后，逐渐衰减到零回路中的电流和故障前的电压Up基本上同相位，而且在衰减过程中维持相位不变相当于记住了故障以前电压的相位R.URMIC.PULMIt故障前故障后2.2引入非故障相电压以接于AB相间的阻抗继电器为例90270arg90()10%jABCABABsetUUeUIIZ其中不能解决三相短路时的死区问题2.3高Q值50Hz带通有源滤波器利用滤波器响应的延迟特性起到“记忆回路”的作用滤波方波比相pU51FQKpU（a）pUtpUpUpU0pUpU建立确定消失（b）2.4直接利用故障前的母线电压-微机保护微机保护中，一直采样母线电压，将正常运行时的母线电压列表给出，当发生故障时，直接用故障前的母线电压进行比相。3.记忆回路对继电器动作特性的影响采用记忆回路后，极化电压将短时记忆短路前负荷状态下母线电压UL的相位270arg90LmmsetUUIZ3.1保护正方向短路时-特性分析270arg90()LmmsetmmsetmmsetmmmmXUUIZUIZIZZUIZEIZmXmEIZZEmUZgRkkZsetZXZmI3.1保护正方向短路时-特性分析''()()mmsetmmsetmmsetXmUUIZIZZEUUZZZZ270arg*90mXLmsetZZUZZEEmUZgRkkZsetZXZmIkXZmZsetZmsetZZXmZZOjXRo903.1保护正方向短路时-动作特性270arg*90mXLmsetZZUZZE270arg90mXmsetZZZZ短路前非空载，会怎么样？请思考t=0s时的动态特性t=0s时的动态特性稳态特性短路前空载3.1保护正方向短路时保护动作特性结论消除出口短路的死区，正方向出口三相短路时，阻抗继电器能够正确动作；从其动态特性看得出，继电器的抗过渡电阻的能力比以前的稳态特性要大；反方向故障时，继电器会误动吗？不会！原因是：现在这个动态特性的前提是正方向短路，并且，在几个周波内会过渡到稳态特性的。3.2保护反方向短路时270arg90()LmmsetmmsetmmsetmmmmXUUIZUIZIZZUIZEIZ270arg*90mXLmsetZZUZZEEmUZgRkkZsetZXZmI3.2保护反方向短路时270arg*90mXLmsetZZUZZE270arg90mXmsetZZZZ短路前空载反方向短路时的动态过程中，继电器有明确的方向性90jXOJZmsetZZRsetZmXZZkZ4.阻抗继电器的精确工作电流0ImUmKIKUU0ImUmKIKUUmset当继电器刚好起动时：0actsetUmUZZKITATVTXBmUmIA（a）actZsetZ0.9setZmI.mindzI.minacI4.阻抗继电器的精确工作电流0actsetUmUZZKI精确工作电流当输入继电器的电流大于精确动作电流时，可以保证起动阻抗误差在10%以内内容提要和要求关键概念：方向阻抗继电器的死区、记忆回路、阻抗继电器的精确工作电流阻抗继电器的各种接线方式、基本要求、适用范围消除方向阻抗继电器死区的方法记忆回路对方向阻抗继电器特性的影响及其分析方法