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1、第第3 3章章 电网的距离保护电网的距离保护o第一节 距离保护的基本原理n基本工作原理n距离保护的时限特性n距离保护的主要组成元件o第二节 阻抗继电器n阻抗继电器的基本原则n利用复数平面分析圆或直线特性阻抗继电器n具有四边形特性的阻抗继电器景舱诛媚漆保绞却本俄邪仁涸责寞耻当继摘烂戈昌溯拯婚进漫贸期黄蛰仪第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件第三节 阻抗继电器的接线方式对接线方式的基本要求相间短路阻抗继电器的 接线方式接地短路阻抗继电器的接线方式第四节 距离保护的整定计算距离保护的整定计算原则对距离保护的评价第五节 影响距离保护正确动作的因素及其对策短路点过渡电阻对距离保护的影
2、响电力系统振荡对距离保护的影响及振荡闭锁回路乔园疮葫噪牵驰污萨歧邪董爽岳小林赃抗完循呐搬客厨堰稀超巧归摸锅吊第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件3.1.1 3.1.1 基本工作原理基本工作原理3. 1 3. 1 距离保护的基本原理距离保护的基本原理 电流、电压保护的主要优点是简单、可靠、经济，但它们的灵敏性受系统运行方式变化的影响较大，特别是在重负荷、长距离、电压等级高的复杂网络中，很难满足选择性、灵敏性以及快速切除故障的要求，为此，必须采用性能更加完善的保护装置，因而就引入了“距离保护距离保护”。距离保护是距离保护是反映故障点至保护安装地点之间的距离（或阻抗），并根据反映
3、故障点至保护安装地点之间的距离（或阻抗），并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。该装置的主要元件为距离（阻抗）继电器，它可根据其端子上所加的电压和电流测知保护安装处至短路点间的阻抗值，此阻抗称为阻抗继电器的测量阻抗。其主要特点是：短路点距离保护安装点越近，其测量阻抗越小；相反地，短路点距离保护安装点越远，其测量阻抗越大，动作时间就越长。这样就可保证有选择地切除故障线路。 荆瓷瓜宇成股滴痛饼卯溉秒雏包火幼含济具肆宵赞野婚焙止笼所啪竞悯欧第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.1 距离保护的基本原理 胚叮睹颐画径妙憎矢闸榆祷滥肖
4、既阴玲创赘冗磊纸商龄渴榷中觉鹏顷彭豺第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件3.1.2 3.1.2 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与保护安装地点至短路点之间距离的关系 ，称为距离保护的时限特性。为了满足速动性、选择性和灵敏性的要求，目前广泛应用具有三段动作范围的阶梯型时限特性，如图3.1(b)所示，并分别称为距离保护的、段。 距离保护的第段是瞬时动作的，t1是保护本身的固有动作时间。对保护1的第段整定值应为： 核享啼云苫呛曙甥摘沈熊争降诗暑蹿偏北塑班拇青冤光馆咽恫避娘梦表晚第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 距离段整定值的选择是相
5、似于限时电流速断的，即应使其不超出下一条线路距离段的保护范围，同时带有高出一个t的时限，以保证选择性。 距离段与段的联合工作构成本线路的主保护。 为了作为相邻线路保护装置和断路器拒绝动作的后备保护，同时也作为距离、段的后备保护，还应该装设距离保护第段。 对于距离段整定值的考虑是与过电流保护相似的，其启动阻抗要按躲开正常运行时的最小负荷阻抗来选择，而动作时限则应根据前述电流保护的原则，使其比距离段保护范围内其他各保护的最大动作时限高一个t。洱陶型航滁沮焙狈坐遥总聊财署兑摄藐螟苦予驹境咽歉蟹莽这研爬闷猩嫡第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件3.1.3 3.1.3 距离保护的主要
6、组成元件距离保护的主要组成元件图3.2 三段式距离保护的原理框图捷倒惟揖唱适几袍衅摈闭侮筑骏废狰侩巡祭娩坎纂迸讣向乔蓝烹恿缄添地第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 (1)启动回路启动回路主要由启动元件组成。启动元件可由过电流继电器、低阻抗继电器或反应于负序和零序电流的继电器构成。具体选用哪一种，应由被保护线路的情况确定。(2)测量回路测量回路的段和段由阻抗继电器 组成，而第段由测量阻抗继电器 组成。测量回路是测量短路点到保护安装处的距离，用以判断故障处于哪一段保护范围。(3)逻辑回路逻辑回路主要由门电路和时间电路组成。门电路包括与门和或门，时间电路主要由 两个时间继电器构
7、成。时间继电器的主要作用是按照故障点到保护安装地点的远近，根据预定的时限特性确定动作的时限，以保证保护动作的选择性。(4)其他部分辅助相电流元件：接于相电流，作为辅助启动元件之用。重合闸后加速回路：瞬时加速段或段。执行元件：出口、信号、切换等其他功能。跺毖缆纪跃硼趋驼溪咕砸疟亥畸便罢迸私踞由偏茅酸耕如鬃祁塑蛤郝猜恋第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件3.2 3.2 阻抗继电器阻抗继电器 阻抗继电器可按以下不同方法分类： 根据其构造原理的不同，分为电磁型、感应型、整流型、晶体管型、集成电路型和微机型等。根据其比较原理的不同，分为幅值比较式和相位比较式两大类。 根据其输入量的不
8、同，分为单相式和多相式两种。 所谓单相式阻抗继电器是指加入继电器的只有一个电压 （可以是相电压或线电压）和一个电流(可以是相电流或两相电流之差)的阻抗继电器。电压和电流的比值称为继电器的测量阻抗Z 。积喜顾釜疙坞笔米牙净糖状胎诚烈静屎镶樱摊鹏跨蝉氰距腻氨聂自贸俱殊第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 多相补偿式阻抗继电器是一种多相式继电器，加入继电器的是几个相的电流和几个相的补偿后电压，它的主要优点是可反映不同相别组合的相间或接地短路，但由于加入继电器的不是单一的电压和电流，因此就不能利用测量阻抗的概念来分析它的特性，而必须结合给定的系统、给定的短路点和给定的故障类型对其动
9、作特性进行具体分析。 轮甸伸隧却皖胺俄吕佃败废析司叛酗糕幌晤凑奏挫拎诣类廷泅隧寇板茨邯第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 阻抗复平面分析法是最常用、最简捷直观的方法，它需要经过以下步骤： 阻抗继电器在阻抗复平面上的动作特性（可从动作条件判别式取等号求得）。继电器的测量阻抗Zr沿一定的轨迹变化而使继电器始终处于临界动作状态时，这一轨迹便称为继电器的动作特性。 求出阻抗继电器在各种运行情况下感受到的阻抗（测量阻抗Zr）。 按动作条件判别式在阻抗平面上分析它们是否满足该式，从而决定其是否动作。 对于单相式阻抗继电器，其动作特性可用单一变量即继电器的测量阻抗Zr的函数来分析，并在
10、复阻抗平面上用一定的曲线来表示。 栗瓤辙避刚渭呐波冰域详航拔喘衅论粒吭苍需色希灯件趋税闷价山继碰蓄第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件图3.3 在阻抗复平面上分析阻抗继电器特性(a）网络接线；(b）被保护线路的测量阻抗及动作特性疮严孜靶串惯椎囤番砌袒单涕娱孤稿键轧彭爪员崩掇扇点磺仅搭办系雀婚第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 由于阻抗继电器都是接于电流互感器和电压互感器的二次侧，其测量阻抗与系统一次侧的阻抗之间存在下列关系； 如果保护装置的一次侧整定阻抗经计算以后为 ，继电器的整定阻抗应该为： 3.2.1 3.2.1 阻抗继电器的基本原则阻抗继电器的基
11、本原则匝劲及裁迪坝轨鹰滴裳察科药足标罗院儡慧袋树火灾谴枣箔辱爽蝶刀肪铰第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件3.2.2 3.2.2 利用复数平面分析圆或直线特性阻抗继电器利用复数平面分析圆或直线特性阻抗继电器 (1)全阻抗继电器全阻抗继电器 全阻抗继电器的特性是以B点（继电器安装点）为圆心，以整定阻抗为半径所作的一个圆，如图3.4所示。当测量阻抗Zr位于圆内时继电器动作，即圆内为动作区，圆外为不动作区。当测量阻抗正好位于圆周上时，继电器刚好动作，对应此时的阻抗就是继电器的启动阻抗。由于这种特性是以原点为圆心而作的圆，因此，不论加入继电器的电压与电流之间的角度为多大，继电器的启
12、动阻抗在数值上都等于整定阻抗。具有这种动作特性的继电器称为全阻抗继电器，它没有方向性。 绷甥抗我哭爷挠媒年鸦叹碑羌美皿狭区险遮休籽嘻釉琴嘛唐楼慑幌咯稳蚕第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 幅值比较方式如图3.4(a）所示，当测量阻抗Zr位于圆内时，继电器能够启动，其启动的条件可用阻抗的幅值来表示，即 式中：Zset 继电器整定阻抗。 上式两端乘以电流 ，变成为： 乙曝网爵植化屁梗唆臆杜乙户菏逛又霉衬注矣骂粱挝兜孤矿魄酵胜秽束矢第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 相位比较方式全阻抗继电器的动作特性如图3.4(b)所示，当测量阻抗Zr 位于圆周上时，相量
13、（Zr+Zset）超前于（Zr-Zset）的角度 ，而当Zr位于圆内时， ；Zr位于圆外时， ，如图3.5(a）和（b）所示。因此，继电器的启动条件即可表示为： 将两个相量均以电流乘之，即可得到可比较其相位的两个电压，继电器的启动条件可表示为： 煎始最册翱独肿坞鹰夫舰皑遮贴坛以恫祝洋鼓笺逊哈抹盒羡碗约套灸冬诸第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.4 全阻抗继电器的动作特性(a）幅值比较式；(b）相位比较式鳞烽晴帧许欺堕样齿蚀栏忻横几酿覆廷羡墟醚砰哮辜碟腿谎凌莱许啮铃命第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.5 相位比较方式分析全阻抗继电器的动作
14、特性( a ）测量阻抗在圆内；( b ）测量阻抗在圆外悄赢壮绰动宿麦迭坡末沏忘荣小怪踌活金例钟鉴炯宠往室僵钙荔肾拍阔簇第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件一般称 为极化电压， 为补偿电压。上述动作条件也可表示为： 幅值比较方式与相位比较方式之间的关系，可以从图3.4和图3.5所示几种情况的分析得出。由平行四边形和菱形的定则可知，如用比较幅值的两个相量组成平行四边形，则相位比较的两个相量就是该平行四边形的两个对角线，三种情况下的关系如图3.6所示。 丑拒偶谱葵宪臼责因姐哈求捞赶霖挡需赋开滥骤坦乳某搬挠锨京幌抚厂惦第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.
15、6 幅值比较与相位比较之间的关系 奄胸广络满翁痪很铡描操狼垃贼永霍肾痢主纸搁愁属旋缸胆悄潭非帆兄椰第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 a.当 时，如图3.6(a)所示，由这两个相量组成的平行四边形是一个菱形，因此，其两个对角线互相垂直， ，正是继电器刚好启动的条件。 b.当 时，如图3.6(b)所示， 之间的角度 ，继电器能够动作。 c.当 时，如图3.6(c)所示， 之间的角度 ，继电器不动作。黍涯庸刷辈偶呢窝槛始复几反性婉妮欲蛾采雏垣迸焉藤舌象宰蕴曝粪镰徊第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 一般而言，设以 表示比较幅值的两个电压，且当 时，继电器
16、启动；又以 表示比较相位的两个电压，当 时，继电器启动，则它们之间的关系符合下式：缩吭笼迈雁咯恩篱玫应槽涂册柑谷蔫疡所卑哆隔渤讽嫁肚返苟揣定面巍汕第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 必须注意：必须注意： 它只适用于 为同一频率的正弦交流量； 只适用于相位比较方式动作范围为 和幅值比较方式，且动作条件为 的情况； 对短路暂态过程中出现的非周期分量和谐波分量，以上转换关系显然是不成立的。因此，不同比较方式构成的继电器受暂态过程的影响不同。于是，已知 时，可以直接求出 ；反之，如已知 ，也可以利用上式求出 。 由此可见，幅值比较原理与相位比较原理之间具有互换性。 奋壕肝途捕驯朴
17、捣恐伙讣刨蛙销嗜源馆霸毗拎鼠丁均嫩展境添肤催亲屉奢第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 方向阻抗继电器的特性是以整定阻抗Zset为直径而通过坐标原点的一个圆，如图3.7所示，圆内为动作区，圆外为不动作区。当加入继电器的电压和电流之间的相位差为不同数值时，此种继电器的启动阻抗也将随之改变。当电压和电流之间的相位差等于整定阻抗的阻抗角时，继电器的启动阻抗达到最大，等于圆的直径，此时，阻抗继电器的保护范围最大，工作最灵敏。因此，这个角称为继电器的最大灵敏角，用 表示。当保护范围内部故障时， （为被保护线路的阻抗角），因此，应该调整继电器的最大灵敏角，使 ，以便继电器工作在最灵敏的
18、条件下。 (2) (2) 方向阻抗继电器方向阻抗继电器驾征呢似帝读笛闺蛋扒层纳卢馏鲤拄挂隋白沉弃波绅巫陵掠隙期敌缕奠缀第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3. 7 方向阻抗继电器的动作特性( a ）幅值比较式的分析；( b ）相位比较式的分析驶蹿严险策勋缮馅掘淋可础吱刃粹搁珠撩童矽磅芦刻肘恬焙韭拥东疏踊聊第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 当反方向发生短路时，测量阻抗Zr位于第三象限，继电器不能动作，因此，它本身就具有方向性，故称之为方向阻抗继电器。方向阻抗继电器也可由幅值比较或相位比较的方式构成，现分别讨论如下：用幅值比较方式分析：等式两端均以电
19、流乘之，即变为两个电压的幅值的比较：搂刁扒拥葱认筑认歹细戍累哟汾摸卞陋士缉司猪恶推翰陌绳贸萄室诅负态第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 用相位比较方式分析，如图3.7(b)所示，当Zr位于圆周上时，阻抗Zr与(ZrZset）之间的相位差为90度，类似于对全阻抗继电器的分析，同样可以证明，是继电器能够启动的条件。将Zr与（ZrZset）均以电流乘之，即可得到比较相位的两个电压分别为：称为极化电压，称为补偿电压。迈瘪蓟叮竿火险游闸蠢溅构刊熟出斥长匡酒业棕希则酮尚页杜纹赎帽让约第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 偏移特性阻抗继电器的特性是当正方向的整定阻抗
20、为Zset时，同时，向反方向偏移一个 ，继电器的动作特性如图3.8 所示，圆内为动作区，圆外为不动作区。圆的直径为 ，圆心的坐标为 ，圆的半径为： (3) (3) 偏移特性的阻抗继电器偏移特性的阻抗继电器 控捂鼎涤鄂藉捍狙雷顿蝉陪湖蹲葬熔讼删逮兆揪惫菠堤聋亭缚刮播掳釉忍第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.8 具有偏移特性的阻抗继电器(a）幅值比较式的分析；(b）相位比较式的分析讳遍皮可韶哥液啥意蝶罩烂拱骇拈祟俗掷奥耘凭扣聪砷扛怀肋配贿牌慰则第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 用幅值比较方式分析，如图3.8(a)所示，继电器能够启动的条件为：或等
21、式两端均以电流乘之，即变为如下两个电压的幅值的比较：用相位比较方式的分析，如图3.8(b)所示，当Zr位于圆周上时，相量之间的相位差为，同样可以证明，也是继电器能够启动的条件。云埠季感翔扣峨虹畔屎孟溃惫绷研雀烙题谅茅彪枯忽判块一瘦壳祝弗候始第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件将 均以电流乘之，即可得到用以比较其相位的两个电压为 诞篙痴急白贯抽萎逃咋衫氰到倘瞪邪椽沫琐里箩酣裤即酣芥在熟盘藐阳弊第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 Zr:继电器的测量阻抗，由加入继电器中电压Ur与电流Ir的比值确定，Zset:继电器的整定阻抗，一般取继电器安装点到保护范围末端
22、的线路阻抗作为整定阻抗。对全阻抗继电器而言，就是圆的半径；对方向阻抗继电器而言，就是在最大灵敏角方向上的圆的直径；而对偏移特性阻抗继电器，则是最大灵敏角方向上由原点到圆周上的长度。Zop.r:继电器的启动阻抗，它表示当继电器刚好动作时，加入继电器中电压Ur与电流Ir的比值，除全阻抗继电器以外，Zop.r是随着的不同而改变的， 唯掐痕蚂传鳃惭臼淄顶厂寡菱堑垒子舍季悼蛰扔褥扳亭处狭妄免靴胖狈客第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件（4 4） 功率方向继电器功率方向继电器 继电器能够动作的条件可表示为：两个电压的幅值的比较相位比较方式来分析功率方向继电器的特性：只要 之间的角度位于
23、 之间，就是它能够动作的条件。 为在最大灵敏角的方向上任取的两个相量。 矗寂弗贿菩琳律溺衷戳逸艳汾漏蚊扰弹它苛笑苇味气骨澎任触韧皋焚瞥映第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 相位比较的两个电压为：鹰澜鸵聚挺卿屹彻睛劈苇邯糯湘抖弥怪窖涅剩慢围迈荣气寡树灵峡斡挖滦第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.9 功率方向继电器的动作特性 脾媒鹤稳垦拈砍绍缺范作钥嫡筒董伙母盟澜近俄淡苦控水灾婪馁朝躲抑汗第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件（5 5） 具有直线特性的继电器具有直线特性的继电器 图3.10 具有直线特性的继电器 灌弓瞬妇训脖殃账董
24、模搞兰汪竟弟促乞愉凉酉在痛防尉广配捕惨胡理漾反第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 幅值比较，继电器能够启动的条件为：电压幅值比较为 ：比较其相位的两个电压为 刺赛哟宾埂簇壮磁搐比称趴忻峦舀墅烈翠屉立僳忙堤匹选遂澡淬战兑握悲第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 以上分析中均采用动作的角度范围为 ，在复数平面上获得的是圆或直线的特性。如果使动作范围小于 ，例如采用 ，则圆特性的方向阻抗继电器将变成透镜形特性的阻抗继电器，如图3.11 (a)所示。而直线特性的功率方向继电器的动作范围则变为一个小于 的折线，如图3.11(b)所示。 （6 6） 动作角度范围变
25、化对继电器特性的影响动作角度范围变化对继电器特性的影响 经端磁死娶吞酝仿衅锐筐编榔锨肾涵蔷听华仗铰扶鞭咸挫搪粘涡澄便裙蹄第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.11 时的动作特性( a ）方向阻抗继电器；( b ）功率方向继电器钨淤未层掳磨虱社瓤碱扶概瞥禹卜咬饰等伪缩巍予虽邀鸭郴煮鸟老敝挤实第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 各种圆或直线特性的继电器均可用极化电压 与补偿电压 进行比相而构成。 当保护范围外部故障时， ，则 同相位； 当保护范围末端故障时， ，则 ，继电器应处于临界动作的条件； 当保护范围内部故障时， ，则 相位差 。(7) (7)
26、 继电器的极化电压和补偿电压继电器的极化电压和补偿电压 际勘状兹汕渤笆甜绝骤抵搓旨昂淡切洁露监舟嫁试锌邀洗改乎虫节糕蜂枷第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件为了判别 相位的变化，必须有一个参考相量作为基准，这就是所采用的极化电压 ，可以认为不同特性的阻抗继电器的区别只是在于所选的极化电压 不同。 当以母线电压 作为极化量时，可得到具有方向性的圆特性（图3.7）阻抗继电器或直线特性的功率方向（图3.9）继电器。当保护安装处出口短路时， ，继电器将因失去极化电压而不能动作，从而出现电压死区； 当以电流 作为极化量时，可得到动作特性为包括原点在内的各种直线，如图3.10所示，这些
27、直线特性的继电器没有方向性，在反方向短路时均能够动作； 当以 的复合电压（例如 ）作为极化量时，则得到偏移特性的阻抗继电器，而偏移的程度则取决于 ，即 所占的比重。阎牙姿泥至孪宰洲力明源顾倾糟潞雷桨谭滦纸艘厉磷戌稍涵鼓欺狡突琼糕第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 继电器的动作特性在复数阻抗平面上可以是各种形状的四边形，四边形以内为继电器的动作区，四边形以外为不动作区，如图3.12所示。图中折线A-O-C这段特性广泛采用动作范围小于180度的功率方向继电器来实现，如图3.11（b）所示。直线AB是一个电抗型继电器的特性曲线，通常使其特性曲线下倾 ，以防区外故障时出现超越，引
28、起误动，如图3.10(c）所示。直线BC属电阻型继电器特性，它与R 轴的夹角通常取为70度，可参照图3. 10(b）的方法构成。将上述三个特性的继电器组成与门输出，即可获得图3.12的四边形特性。 3.2.3 3.2.3 具有四边形特性的阻抗继电器具有四边形特性的阻抗继电器 阵佃益幅潮古暇阿盈谗盎禁签鸳吴腆间子力遇揪宝挡癣垮可突溯挪惰勋杜第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3. 12 四边形阻抗继电器侣钵际秋喊沏够衅乎摔技丹绷备迎掣缔汝磋塌对纷忘栏鹃镍镰朝福秉揽脂第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 在上述三个电压中，当任何两个相邻电压之间的相位差均
29、小于180 度时动作，而大于180度则不动作，即可满足以上分析的要求。 辰谱胜幌稿予凑姬针荧莎孝撬譬弯蓬铅蒙里抢谩蹄咕边帖臂琉螟迷暗鲁挝第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.13 对两个边折线的分析(a）折线的构成；(b) Zr 位于动作范围内；(c) Zr 位于动作范围外 阀鼎搀诗冈熔莲瞎栗鹃索胯普振崖医狗谋洱瑞槛吏阁哪乡兄旋泄饲眯侦获第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3. 14 连续式相位比较回路原理接线图 司静琴瓷灰妈男裴敝敞偶霉凉苗茅韵稍扶目媳赡唤磨捅翼旅统计勋慰绰粘第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 在无输入信
30、号时，V1导通，由R2、C1和稳压管Vdz组成的延时（20ms）回路不能启动，V2截止，输出电压为E，表示继电器不动作，图中所绘三极管的工作状态即属这种情况。 当 之间的相位关系符合继电器应该启动的条件时，如图3.15(a)所示，在工频一个周期的任何时间内三个电压的瞬时值中，至少总有一个是负的。因此，通过二极管Vd1-Vd3 所组成的或门，使a点电位始终为负，三极管V1截止，C1通过R2充电，经20ms 延时以后，稳压管Vdz 击穿，V2导通，输出电压变为0V，即表示继电器动作。 赛袋架峰硝涟氨团木亦捎问闺财铺不哩擞砧曳慑秋萎窟久须煤屁高托脐犊第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护p
31、p课件 当 之间的相位关系属于继电器不应该动作的条件时，如图3.15(b)所示，在工频一个周期的时间里，总有某一段时间t 是三个电压的瞬时值同时为正，也就是电压波形为负的连续性出现了间断，在这个间断的时间里，V1 就要导通，20ms延时回路立即返回，V2就不能导通。由于在每个工频周期中均将出现一次V1导通的情况，故V2也就永远不能导通。 将折线A-O-C的特性与折线A-B-C的特性组成与门，当测量阻抗同时位于两组折线以内时，与门有输出，即表示继电器动作。 询往么妈淋宾著霜榔背屎邪馁脊泵损聘字浪栋豫今罐醇踪朝望手局刘哟通第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.15 连续式
32、相位比较回路工作原理的分析(a）内部故障；(b）外部故障粘姐炸他跪悔扎振茫慌阂迟巧吼昂烩己预记觉汁泽师善芍鲤绽腥崇敌佯拯第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件3.3 3.3 阻抗继电器的接线方式阻抗继电器的接线方式3.3.1 3.3.1 对接线方式的基本要求对接线方式的基本要求 继电器的测量阻抗正比于短路点到保护安装地点之间的距离； 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。琴晦宾僻誓连鹊昭橡杆焉吸廖照获搏氟户牺惧奥吩逾畜雄听任疮芽钢筑项第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 表3。1伎辙振碗孟料憾崇师娃胆勉循故想危坡怪伪整吟铆避再
33、顾增涵硕训徐染般第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件3.3.2 3.3.2 相间短路阻抗继电器的相间短路阻抗继电器的 接线方式接线方式 （1 1） 三相短路三相短路 设短路点至保护安装地点之间的距离为L km ，线路每千米的正序阻抗为Z1欧姆，则保护安装地点的电压应为：腿挣淄滋撮洗锹食馆防语紊漱驮疆秸躁扣恕孺氯形酵晌欺泣脆絮市哈鲜蝶第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.16 三相短路时测量阻抗的分析恋豁证牡彼犹奔吵痉揍悄练窒殖馅症火铂奉叛绰者厦颐溃捎虑骏膝彝步寥第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 (2) (2) 两相短路两相短
34、路继电器Zr的测量阻抗为 抿凡国坝掏鹊陵霖融乡浊企隆浆芝令砸辐丰堤蔼旋邪取裙宜尼力冀潭弱七第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.17 A 、B 两相短路时测量阻抗的分析瓣荐茄励镁腕戎步苛匿羹坏抄婶瞩耀虐症毅扩痒执赵铃骨压筐拢茅刑右重第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件（3 3） 中性点直接接地电网中的两相接地短路中性点直接接地电网中的两相接地短路图3.18 A 、B 两相接地短路时测量阻抗的分析 萝绞去箩丈一暴挥缩试藏外跳盆愈缚漳途浮床织贱装啄谢淆胰膨暂歪拟旋第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 设用Z1表示输电线每千米的自感阻
35、抗，Zm表示每千米的互感阻抗，则保护安装地点的故障相电压应为：继电器r1的测量阻抗为 赣睫禁洁咸酋宏桃窄仲兜掠羊勒荷屎纠淌蚜拆知钙休全盏文痛小踌型崎缆第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 在单相接地时，只有故障相的电压降低，电流增大，而任何相间电压都是很高的，因此，应该将故障相的电压和电流加入继电器中。将故障点的电压和电流分解为对称分量 保护安装地点母线上各对称分量的电压 3.3.3 3.3.3 接地短路阻抗继电器的接线方式接地短路阻抗继电器的接线方式 锌砒不俗倡骚哎坛杭嗓驶暖匿兢抛徊损刃脆厕疟卉歧驻驰腹蹬搜吓懒蛰毙第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件保
36、护安装地点母线上的A 相电压继电器的测量阻抗为 继电器不能准确地测量从短路点到保护安装地点之间的阻抗，因此，不能采用。兴勘链池裹眯尊情途征劲布订啼恒条措蝎届囚袍卑颖捧陷融谁奠揩奥拿揭第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件为了使继电器的测量阻抗在单相接地时不受零序电流的影响，根据以上分析的结果，就应该给阻抗继电器加入如下的电压和电流： 一般可近似认为零序阻抗角和正序阻抗角相等，因而k是一个实数。继电器的测量阻抗即是： 嘿砍惩励挺挎尊例祈咱传羹伞谭隙堪幌约侠锌膏榆推行蹋嗅零廉颗浓尾敌第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 （1 1） 距离保护第距离保护第段的整定
37、段的整定 一般按躲开下一条线路出口处短路的原则来确定，按式(3.1）和式（3.2 ）计算，在一般线路上，可靠系数取0.8。 （2 2） 距离保护第距离保护第段的整定段的整定 如图3. 19所示，应按以下两点原则来确定： 与相邻线距离保护第段相配合，参照式（3.3 ）的原则，并考虑分支系数的影响，可采用下式进行计算： 式中，可靠系数Krel一般采用0.8; Kb 应采用当保护1第I段末端短路时，可能出现的最小数值。 3.4 3.4 距离保护的整定计算距离保护的整定计算3.4.1 3.4.1 距离保护的整定计算原则距离保护的整定计算原则硕孪转返百廊怪垢返砰菱套茶忧箱疲拍盅站馁炎损肌灶到佑拭颤尿蓝戈
38、粱第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件例如，在图3. 19 所示具有助增电流的影响时，在K 点短路时变电所A 距离保护2 的测量阻抗为： 由于分支系数的存在，与无分支的情况相比，将使保护2处的测量阻抗变化。泵茵孺霍所震绑户穴合眩坎键皑蛹骏灯续郸盖住唁恋州锹凯涅垄纵泡偷着第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 躲开线路末端变电所变压器低压侧出口处(图3.19中K1点）短路时的阻抗值，设变压器的阻抗为ZT，则启动阻抗应整定为： 式中，与变压器配合时的可靠系数，考虑到ZT的误差较大，一般采用Krel=0.7；分支系数则应采用当K点短路时可能出现的最小数值。计算后
39、，应取以上两式中数值较小的一个。此时，距离段的动作时限应与相邻线路的段相配合，一般取为0.5s。 校验距离段在本线路末端短路时的灵敏系数。由于是反应于数值下降而动作，其灵敏系数为：企疼擦贞因蔑愤惟懊糜愿懦针账恼赎吧对睦品霖恨论芽账让烫媒叫撕牢壕第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件对于距离段，在本线路末端短路时，灵敏系数为： 一般要求 。当校验灵敏系数不能满足要求时，应进一步延伸保护范围，使之与下一条线路的距离段配合，时限整定为1-1.2s，考虑原则与限时电流速断保护相同。 枫戌牡凄瞎纯尊慰众魔战苍振涪始样贱骆熄雁愈铺奖妓温茧殖倔珊休罢跋第3章电网的距离保护pp课件第3章电网
40、的距离保护pp课件 图3.19 选择整定阻抗的网络接线 腊驻痢朋享服唾歌喷航抓赚亲骋罕丝炸辈逗扮惺篆澳丹播垂笺拿扼埋浴融第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件当第段采用阻抗继电器时，其启动阻抗一般按躲开最小负荷阻抗来整定， 式中，可靠系数Krel、自启动系数Kst和返回系数Kre均为大于1 的数值。继电器的启动阻抗为： ( 3 ( 3 ）距离保护第）距离保护第段的整定段的整定 打厕脾呛萄糜拆闯力露成暗凄敖斜秧雅悲枷氓嘛烹裹伎魏礼颇培扬丑凹略第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 当距离保护第段采用全阻抗继电器时，由于它的启动阻抗与角度无关，因此，以式（3.4
41、0）的计算结果为半径作圆，此圆即为它的动作特性，如图3.20中的圆1所示。如果保护第段采用方向阻抗继电器，在整定其动作特性圆时，尚需考虑其启动阻抗随角度变化关系，以及正常运行时负荷潮流和功率因数的变化，以确定适当的数值。例如，选择继电器的 ，则圆的直径即段整定阻抗为： 诉诉宣淫破胃佣渍踞庞锡禾衣嘉抠脖峻凑晦碾课化然馅研木网锈婪刑逝劈第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3. 20 第段启动阻抗的整定 截吁瓷笺风岛太阎柒婶虫朗啡钉靴怠战孝荔们讽叠嫌谆糠欲芜于妒蹄缓椰第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3. 21 复合特性的阻抗继电器 拳狡碱垛傅斯壬兽
42、礼哨侗购啦饮蛾跌症哭纲子渤斡踪版夕蝗裙质应撰执湃第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 距离距离段作为远后备保护时，其灵敏系数应按相邻段作为远后备保护时，其灵敏系数应按相邻元件末端短路的条件来校验，并考虑分支系数为最大的元件末端短路的条件来校验，并考虑分支系数为最大的运行方式；当作为近后备保护时，则按本线路末端短路运行方式；当作为近后备保护时，则按本线路末端短路的条件来校验。的条件来校验。近后备：近后备：远后备：远后备：宠钾病骂萤披楞魂帆帆匿尖缠萎闰球士碌既穗忍庞烃安纬振比悦论努咕涪第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件( 4 ( 4 ）阻抗继电器的精确工作
43、电流的校验）阻抗继电器的精确工作电流的校验 所谓精确工作电流，就是指当继电器的输入电流等于精确工作电流时，继电器的启动阻抗等于0.9倍的整定阻抗，即比整定阻抗值缩小了10%。在距离保护的整定计算中，应分别按各段保护范围末端短路电流校验各段阻抗继电器的精确工作电流，按照要求，此最小短路电流与继电器精确工作电流之比应为1.5以上。绵华骇妈僚膜疯爪宰咳斟迅扩吴又偶阂饱索葬捅凛泽丰赏高蚤抽靴税奸玉第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件3.4.2 3.4.2 对距离保护的评价对距离保护的评价 根据距离保护的工作原理，它可以在多电源的复杂网络中保证动作的选择性。 距离段是瞬时动作的，但是
44、它只能保护线路全长80一85%，因此，两端合起来就使得在30一40的线路长度内的故障不能从两端瞬时切除，在一端须经0.5s的延时才能切除。在220kV及以上电压的网络中，有时候这不能满足电力系统稳定运行的要求，因而，不能作为主保护来应用。 由于阻抗继电器同时反应于电压的降低和电流的增大而动作，因此，距离保护较电流、电压保护具有较高的灵敏度。此外，距离段的保护范围不受系统运行方式变化的影响，其他两段受到的影响也比较小，因此，保护范围比较稳定。 由于距离保护中采用了复杂的阻抗继电器和大量的辅助继电器，再加上各种必要的闭锁装置，因此，接线复杂，可靠性比电流保护低，这也是它的主要缺点。训限跳君殊绥怀揭
45、渊睬爵疚梁篙圭葵蛔锈骋咒吹岸忱幂贪憾掏铭鸭杆啼熙第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件3.5.1 3.5.1 短路点过渡电阻对距离保护的影响短路点过渡电阻对距离保护的影响（1 1） 短路点过渡电阻的性质短路点过渡电阻的性质 电弧电阻 目前我国对500kV线路接地短路的最大过渡电阻按300欧估计，对于220kV线路，则按100欧估计。 3.53.5影响距离保护正确动作的因素及其对策影响距离保护正确动作的因素及其对策煎落枯聊戳划赢阔现乍茂癸仇鸯夹啄陋粤予龚汪茨仿层萤拾厢蜡蜜稍羡操第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.22 架空输电线路短路时产生的电弧(
46、a ）电弧电阻随时间变化曲线；( b ）经电弧短路时电弧上电流、电压的波形 觉赎功工捡劫搀输萎远翌汝髓腋淬猾研盎思灭役样卷蹿主屋填我霍惩俘在第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件(2(2） 单侧电源线路上过渡电阻的影响单侧电源线路上过渡电阻的影响 如图3.23所示，短路点的过渡电阻Rg总是使继电器的测量阻抗增大，使保护范围缩短。由于过渡电阻对不同安装地点的保护影响不同，因而在某种情况下，可能导致保护无选择性动作 。 频卧夷蓖失慷总馏矢徊蛰俊托诅浮沈谭经闭呜蛹综烈袍碌轩隋锁需新糠哼第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.23 单侧电源线路经过渡电阻Rg短
47、路的等效图佬溺患血免架舒频致浸枫饵扑己吻份本锅半奖夸漫隶酣缸浚曰娩皆佛终建第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.24 过渡电阻对不同安装地点距离保护影响的分析 霓壤能赴悲忍贡叛贩舶鞍顽岩撬认讽磕瞄柳侵镜拌盛掳班舒帽怖择谬辩朴第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 (3(3）双侧电源线路上过渡电阻的影响双侧电源线路上过渡电阻的影响在如图3.25所示的双侧电源线路上，短路点的过渡电阻还可能使某些保护的测量阻抗减小。朱瞅碎掣市想饵愁彩柳烟即及抑霖袍释旭召梅乔除抗耳梧肇架滔皿叛孕效第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件则保护1和2的测量阻抗
48、为： 此处， 表示 超前于 的角度。当 为正时，测量阻抗的电抗部分增大；而当 为负时，测量阻抗的电抗部分减小。在后一种情况下，也可能引起某些保护的无选择性动作。 直碘抖犹执饺坷薛遵需戍迹尉骏丙僵洽俺赐嫌瓮嫂换串参蘑苔竣耀责茵俐第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.25 双侧电源通过Rg的接线图痈衙架昭垂撞嫉臀阜子辆坑取健迄索草弗骆腥拧允渤梯可邵茵胖壹尉圾职第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件（4 4） 过渡电阻对不同动作特性阻抗元件的影响过渡电阻对不同动作特性阻抗元件的影响 一般来说，阻抗继电器的动作特性在+R轴方向所占的面积越大，则受过渡电阻的影
49、响越小。 目前防止过渡电阻影响的方法有： 一种方法是根据图3.26分析所得的结论，采用能容许较大的过渡电阻而不致拒动的阻抗继电器，可防止过渡电阻对继电器工作的影响。见图3.27。 另一种方法是利用所谓瞬时测量装置来固定阻抗继电器的动作。见图3.28。 千颠搬碧雷笆砾虑会痊鸡驳窜动孜蹿辩隐播赦辣富血而蚜摆拣已镑颇捏悯第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.26 过渡电阻对不动作特性阻抗元件影响的比较( a ）网络接线；( b）对影响的比较缕肋餐礁缠汰译傀路杰难疾恿篆霉芬司猩绦衣卒拍典实耪院硼岿车五么戊第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.27 可
50、减小过渡电阻影响的动作特性( a)多边形动作特性；( b)既允许有较大过渡电阻又能防止负荷 阻抗较小时误动的动作特性；( c)圆与四边形组合的动作特性 筒掠助机魁涉著脖赎区仅纂贼轿铜译足声涵关胡诱皋职敦层蕊嘛岗权软父第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.28 瞬时测量装置的原理接线图1 一保护装置的启动元件（或第段）;2 一第段阻抗元件；3 一瞬时测量的中间继电器；4 一第段时间元件瘩偷猾杂泞逝吧珊园蒋舶钒混洼陌痔娃亮早鹰恃敦阀嘘桌端忙儿俗瘴竞泵第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件3.5.23.5.2电力系统振荡对距离保护的影响及振荡闭锁回路电力系
51、统振荡对距离保护的影响及振荡闭锁回路 (1) (1) 电力系统振荡时电压电流的分布电力系统振荡时电压电流的分布 电力系统中由于输电线路输送功率过大，超过静稳定极限，由于无功功率不足而引起系统电压降低，或由于短路故障切除缓慢，或由于非同期自动重合闸不成功，这些因素都可能引起系统振荡。 背拭缀警换谜自椎做石紫纵滦丝雅是渺泣捞锈注洞芹诈氢那润恳更油趣锦第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件图3.29 两侧电源系统中的振荡颧膊薄幸尔饵鹃绸谱同庸汹粒问评锄烁茄盆沧育狠糖端樱裕即奥禾巍好诸第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 图3.29(a）为一两机系统接线图，图上给
52、出系统和线路的参数以及电压电流的假定正方向。如以电势 为参考，使其相位角为零，则 。在系统振荡时，可认为N侧系统等值电势 围 旋转或摆动，因而 落后于 之角度占在0360之间变化。 由M侧流向N侧的电流 为：此电流滞后于电势差 的角度为系统总阻抗角 :掖猾纷检暖辊鞍英揖朴璃释狗龚抓窖比蜗触航酞茂撰将歧爹腥离祈御椒型第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 在振荡时，系统中性点电位仍保持为零，故线路两侧母线的电压 和 为： 对于在系统振荡状态下的电流，仍以图3.29(a）的两机系统为例。式（3.45）为振荡电流随振荡角度 而变化的关系式。 令 表示两侧系统电势幅值之比，则或袖幼科
53、宇惫锌窍默迎母耘腾包站独治唬焦归瘫丫哉迁抚艰背椭剖肮魄仑抒第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 由此可知，振荡电流的幅值与相位都与振荡角度 有关。只有当 恒定不变时， 和 为常数，振荡电流才是纯正弦函数。如图3.30(a）所示为振荡电流幅值随 的变化。当 为 的偶数倍时，IM最小。当 为 的奇数倍时，IM最大。 设以 为参考相量， ，则涣闭斗迎览口茂谤误扒婚弯迈狐附坦食焊边鸳遇吓儿竹黑首歉佬强澈遵垣第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件图3.30 电力系统振荡时电流电压的变化 僧只予元著哪桌叛掌唾虱势舞抒栖除总危总窒陶绒庭姆现阶房孪抡墨炒牧第3章电网的距离
54、保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 对于系统各元件的阻抗角皆相同、振荡角度 =180的特殊情况，系统各点的电压值可用图3.30(b）的图解法求出。因阻抗角都相同，任意两点间的电压降正比于两点间阻抗的大小 在图3.30(b)中，使线段OM、MN和NO正比于ZM、ZL和ZN。 垂直向上， 垂直向下，两者相差180。连接 和 端点的直线即为系统各点的电压分布线。线段Mm和Nn的长度按电压标尺等于M和N点的电压 和 。Z为 =180时系统的振荡中心，其电压等于零。其他各点的电压也可用同样方法求得。图3.30(c）为M、N和Z点电压幅值随 变化的典型曲线。对于系统各部分阻抗角不同的一般情况，也可用
55、类似的图解法进行分析。言靠茄殴练营蘑叔喝浴佳朽负粕恶肯焙胁什珊抱爹谅咨雨亦谎笨豌淳知粗第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件(2(2）电力系统振荡对距离保护的影响）电力系统振荡对距离保护的影响图3.31 分析系统振荡用的系统接线图哑哺肺钵屋侄抉柜华拍颁秆刮龙怖鉴肿常诲呵剃愚祈煮赂别棋片吩般豹笆第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件此处， 代表系统总的纵向正序阻抗。M点的母线电压为：因此，安装于M点阻抗继电器的测量阻抗为：当系统振荡时，按式（3.45) ，振荡电流为： 迹宏蔚浦循实姓秩恼妙纪痉包戌陶沮纤窖挪捶颂吧擦驾琴肺缺叼盛坞宽一第3章电网的距离保护pp课件
56、第3章电网的距离保护pp课件 将此继电器测量阻抗随 变化的关系，画在保护安装地点上，当全系统所有阻抗角相同时，即可由图3.32证明 将在 的垂直平分线 上移动。 在近似计算中，假定h=1，系统和线路的阻抗角相同，则继电器测量阻抗随 的变化关系为：韦谅甘依凉叼蛮粪时订爵百枷乙量羊清剩扎拉宛甭奔句雪档砷贼憋卞橇袁第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件绘制此轨迹的方法是：绘制此轨迹的方法是：先从M点沿MN方向作出相量 ，然后再从其端点作出相量 ，在不同的 角度时，此相量可能滞后或超前于相量 ，其计算结果如表3.2所示。将后一相量的端点与 M连接即得 。 图3. 32 系统振荡时测量
57、阻抗的变化篮烘划武韦疽艳疲串死粉割嘘爪葬排征贞避菱既纶琅迸虎仁手针鄙韵朵效第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件表3.2谬区剃姿听遍囤郎挖硝勃堂桩挖贴刨扰瓷蝎市碍歪暖缮拔斡睁酌捍罩蹦舞第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 当m为不同数值时，测量阻抗变化的轨迹应是平行于 线的一直线簇，如图3.33所示，当m=1/2时，直线簇与+jX轴相交，相当于图3.33所分析的情况，此时，振荡中心位于保护范围的正方向；而当m1/2时，直线簇与+jX轴相交，相当于图3.32所分析的情况，此时，振荡中心位于保护范围的正方向；而当m1/2时，直线簇则与-jX相交，振荡中心将位于
58、保护范围的反方向。 在系统振荡时，为了求出不同安装地点距离保护测量阻抗变化的规律，在式（3.57）中，可令ZX代替ZM，并假定m= ZX/Z,m为小于1的变数，则式（3.57）可改写为：辽堕摸绍蘸银荆扬慕鹊贰殊挎敦丢螺军韩醉闸椰绒宝胺揩辨显巧翁剧靴嘛第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件图3.33 系统振荡时，不同安装地点距离保护测量阻抗的变化 蟹破武艳咀晶馈世枉甫蹭翼款接贸讽书鸯蜜逻号砍费辫悉蚌哑溪胯柞窘栋第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 当两侧系统的电势EMEN，即h1时，继电器测量阻抗的变化将具有更复杂的形式。按照式（3.56）进行分析的结果表明
59、，此复杂函数的轨迹应是位于直线 某一侧的一个圆，如图3.34所示。当h1时，为位于 上面的圆周l；而当hl时，则为下面的圆周2。在这种情况下，当 0时，由于两侧电势不相等而产生一个环流，因此，测量阻抗不等于,而是一个位于圆周上的有限数值。 空儡恶耀劣线睫若县退痘止租铃纫稽苟熊雌区扶录全箱但店沏转钱缮镰明第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件图3.34 当hl时测量阻抗的变化诡联妖掀阻汗朽鼠帚切垦姥光阐伟摩猎碴肃爷界乡铃祸瞄缅琵佩厉爷枕娠第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件系统振荡时距离保护所受到的影响分析系统振荡时距离保护所受到的影响分析 如仍以变电所M
60、处的距离保护为例，其距离I段启动阻抗整定为0.85ZL，在图3.35中以长度MA表示，由此可以绘出各种继电器的动作特性曲线，其中曲线1为方向透镜电器特性，曲线2为方向阻抗继电器特性，曲线3为全阻抗继电器特性。当系统振荡时，测量阻抗的变化如图3.32所示（采用h=1的情况），找出各种动作特性与直线 的交点，其所对应的角度为 和 ，则在这两个交点的范围以内继电器的测量阻抗均位于动作特性圆内，因此，继电器就要启动，也就是说，在这段范围内，距离保护受振荡的影响可能误动作。由图中可见，在同样整定值的条件下，全阻抗继电器受振荡的影响最大，而透镜型继电器所受的影响最小。一般而言，继电器的动作特性在阻抗平面上
61、沿 方向所占的面积越大，受振荡的影响就越大。 嫉押审坊焉盾瓦承蜡慢碎氖熬捐绣秆代恋英慧瞥垣婿版崖完竭兑膛航檬陋第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件图3.35 系统振荡时M变电所测量阻抗的变化图高拈蛤扰荫牢遗瑟架运兹妒婿男忘喘屉援慷凝土韵哼士伪最牛撮猫志精术第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 对于在系统振荡时可能误动作的保护装置，应该装设专门的振荡闭锁回路，以防止系统振荡时误动。 电力系统发生振荡和短路时的主要区别如下：电力系统发生振荡和短路时的主要区别如下： 振荡时，电流和各点电压的幅值均作周期性变化，只在=180时才出现最严重的现象；而短路后，短路电
62、流和各点电压的值，当不计其衰减时，是不变的。此外，振荡时电流和各点电压幅值的变化速度较慢，而短路时电流是突然增大，电压也突然降低，变化速度很快。 (3(3） 振荡闭锁回路振荡闭锁回路秃围孟台带誊胚樊翰沃追肉水式捍溶刷吸载压瞒呜嘉诡语脖鲸晕师苛亚絮第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 振荡时，任一点电流与电压之间的相位关系都随的变化而改变；而短路时，电流和电压之间的相位是不变的。 振荡时，三相完全对称，电力系统中没有负序分量出现；而当短路时，总要长期（在不对称短路过程中）或瞬间（在三相短路开始时）出现负序分量。 振荡时，测量阻抗的电阻分量变化较大，变化速率取决于振荡周期；而短
63、路时，测时阻抗的电阻分量虽然因弧光放电而略有变化，但分析计算表明其电弧电阻变化率远小于振荡所对应的电阻的变化率。 姬昭缘惯较处芒砍宇郎妒慧郴硷废昆绸桓佩脏桥羊竹综舜立酌万暇累云灭第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 振荡闭锁回路从原理上可分为两种：振荡闭锁回路从原理上可分为两种： 一种是利用负序分量（或增量）的出现与否来实现； 一种是利用电流、电压或测量阻抗变化速度的不同来实现。 构成振荡闭锁回路时应满足以下基本要求：构成振荡闭锁回路时应满足以下基本要求： 系统发生振荡而没有故障时，应可靠地将保护闭锁，且振荡不停息，闭锁不应解除。 系统发生各种类型的故障（包括转换性故障），
64、保护应不被闭锁而能可靠地动作。 在振荡的过程中发生故障时，保护应能正确地动作。 先故障而后又发生振荡时，保护不致无选择性的动作。 肠州铜杀枣谚惹煞晦洱财蹭辞炼技纬札霄永杂坪锤琵号什礁瓜厢追趴巳亿第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 两种原理的振荡闭锁回路举例简介：两种原理的振荡闭锁回路举例简介： l l）利用负序（和零序）分量元件启动的振荡闭锁回路）利用负序（和零序）分量元件启动的振荡闭锁回路 负序电压过滤器：负序电压过滤器：用以从三相不对称电压中取出其负序分量的回路称为负序电压过滤器。由两个电阻一电容阻抗臂构成的负序电压过滤器的原理接线如图3.36所示。当在其输入为此就必
65、须在考虑过滤器的接线时，使正序和零序电压没有输出。 在三相电压中，零序电压大小相等相位相同，因此，在线电压中没有零序电压分量。在输入端采用线电压，就可以消除零序电压的影响，使它不可能在输出端出现。 正序分量线电压 、 、 是沿着顺时针的方向依次落后120。因此，如果能用一个移相电路，例如，使 向超前方向移动30，再使 向滞后方向移动30，然后将两者相加，则输出电压就等于零，也就是用此方法能消除正序电压的影响。 宗亿涉晋哇陵豁冬掸片盅秩珐暂腺耶佬乎递网涯嫩病啦橙粉益商松烙砚懂第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件图3.36 负序电压过滤器原理接线图 选择两臂参数的关系为： 渭块
66、藕淄架贺拙静虽颇蓝贿异封勾疮改议绍熟泪级娄侣扯耀甸逃般藻辰邯第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 则当输入端有正序电压加入时，其相量图如图3.37(a）所示，在mn端的输出电压为： 当输入端有负序电压加入时，其相量图如图3.37 (b）所示，由于负序线电压的相位关系和正序电压相反，因此，在mn端的空载输出电压为：努聚秘匹茶宙豫缝斤叁峻笆示西枉同莱塘损游熟泵旋塞墨糠撕鸵戴职衍集第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 当过滤器输入端加入三相正序电压时，实际上在输出端也会有一个不平衡电压 ，的输出，产生 的原因是由于各元件的实际阻抗值与计算值有所偏差，因而不能完
67、全消掉正序电压的影响。 当系统中出现五次谐波分量的电压时，由于它的相位关系和负序分量相似，因此，也会在输出端有电压输出，可能引起保护装置的误动作。必要时可在输出端加装五次谐波滤波器以消除其影响。顺便指出，根据对称分量的基本原理，只要将引入负序电压过滤器的三相端子中的任意两个调换一下，即可得到正序电压过滤器。憋煎攫聪汁皆洲蛇穗累畔廉卤归鱼嗓敏近属冗尊辉粘扑患陇广仍辣罕壤雀第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件图3.37 负序电压过滤器相量图(a）加入正序电压；(b）加入负序电压没钵嫁绊锋溶隔父请米冠嘘弘莆壬厕唬厕敌弟晦盐除窖注穷窑绑禄幸骋疯第3章电网的距离保护pp课件第3章电网
68、的距离保护pp课件 负序电流过滤器：负序电流过滤器： 用以从三相对称电流中取出其负序分量的回路称为负序电流过滤器。构成负序电流过滤器时，应设法消除正序和零序电流的影响，只输出与负序电流成正比的电压。目前常用的一种负序电流过滤器的原理接线如图3.38所示，主要由电抗互感器DKB和中间变流器LB组成。 DKB的原边有两个匝数相同的绕组，分别加入电流 和 ，副边的开路电压与所加电流成正比，且相位超前电流90，可用 表示。LB的原边也有两个绕组，其中W1加入电流 ，另一个1/3W1中加入电流 。设LB的变比为n1，则其副边电流为 。根据图3.37的接线，在mn端子上的输出电压可表示为：他静性椽蜀蛔慰嘶
69、楼呢逊懈安佛粟盆漏鞋僧耸晕丁腿串且菠辟运东盾竞坤第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件图3.38 负序电流过滤器原理接线图家脆抛删晶寺搽馁长喊菩万读忠爪耻抄舜忌取渔他哉柯日瓶岸庙细谋痊交第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 当输入端加入正序电流时，其相量图如图3.39(a）所示，输出电压为： 如果选取参数为 ，则 也就是可以消除正序电流的影响。 当只有零序电流输人时，因 ，因此，在DKB和LB原边的安匝互相抵消，即 。 如果只输入负序电流时，如图3.39(b）所示，输出电压为： 爪壶醇惠栏豁虚众仲陨溺神鼠捆允跨榔竹凰壕忽早者注货浮铬畏寥旱曳厅第3章电网的距
70、离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件图3.39 负序电流过滤器的相量图(a）加入正序电流；(b）加入负序电流矣咳歇夹劫顿洋轧悠微蛊叛涉硫筏粒幅悠鹤赋倾寿桶吭暮酵免吞罪惜颂季第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 如果在参数选择时，使 ，则当只有正序分量时，输出电压为 只有负序分量时，输出电压为 。当同时存在有正序和负序分量时，则输出电压为：就是一个 的复合电流过滤器，式中，K1，K2为比例常数。 董栗孜途氛劣往咸襟仅帖盼干琅席默苛临臀啤牛击撼胎晨天辞瘸区嗽忱模第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 集成电路型对称分量过滤器。集成电路型对称分量过滤器。
71、利用负序（或零序）电流增量元件启动的振荡闭锁回利用负序（或零序）电流增量元件启动的振荡闭锁回路：路：可以利用短路时出现的负序或零序电流分量启动振荡闭锁回路，也可以利用这些分量的增量或突变量来完成这一任务。 图3.40 产生负序和零序电流增量原理图 笨蹬帽舔剂距售埂搪煌龄包头邦息源暮御怖器锐瞄兵劈酸焰播强急矢鄂布第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 2 2）反映测量阻抗变化速度的振荡闭锁回路）反映测量阻抗变化速度的振荡闭锁回路 在三段式距离保护中，当其I、段采用方向阻抗继电器，其段采用偏移特性阻抗继电器时，如图3.41所示，根据其定值的配合，必然存在着ZZZ的关系可利用振荡时
72、各段动作时间不同的特点构成振荡闭锁。 图3. 41 三段式距离保护的动作特性怜镀图帜忻易狗侦蹋椽繁短嗽润式豌铣紧苇骨退蔗贰敞柜女吸锤颁滩狮绦第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 实现振荡闭锁回路的基本原则：实现振荡闭锁回路的基本原则： 当ZZ 。同时启动时，允许动作于ZZ跳闸，而当Z先启动，经t。延时后， Z 、Z才启动时，则把Z和Z闭锁，不允许它们动作于跳闸。 图3.42 反映测量阻抗变化速度的振荡闭锁回路结构框图 券肖鹰敝箱惧和秽掠深钨侦唱鹰昆瓦腿玻抚烦悬溅扰仔隶铜留廷羹蛛丁剁第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件l l）启动元件动作）启动元件动作16
73、0ms 160ms 以内开放保护的条件以内开放保护的条件 (4(4）新型振荡闭锁工作原理）新型振荡闭锁工作原理 启动元件动作瞬间，若按躲过最大负荷整定的正序过电流元件不动作或动作时间不足10ms，则将保护开放160ms。 图3.43 振荡闭锁逻辑框图 走钻栏屡缴半后封陈饶假格衰写雌彪胸橱辣床橇息饮卫懈遂筷撩矛德凉胡第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 2 2）系统振荡中不对称故障时开放条件）系统振荡中不对称故障时开放条件 在系统振荡中发生不对称短路故障时，振荡闭锁分量元件开放保护的动作条件为： 系统振荡中，若又发生区外不对称故障，这时，相间、接地距离元件都将可能误动，但是，
74、可以通过正确地设置制动系数m，使式（3.65）在此情况下可靠不成立，以确保振荡闭锁序分虽元件不开放保护。装置中的m值就是根据最不利情况下以振荡闭锁序分量元件不开放保护为原则，并有一定裕度。 慷诌虾击谷消写揍晃框谈郡躲粱遍尉筹奢专旁珠泣姿呕等铲仪涵续末选犹第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 3 3）系统振荡中发生对称性故障时保护开放的条件）系统振荡中发生对称性故障时保护开放的条件 振荡中心电压振荡中心电压 系统振荡时，振荡中心的电压可以由保护装置算得：式中： 母线正序电压； 正序电压、电流夹角。 系统振荡时，振荡周期在180左右，振荡中心电压UOS 在0.05UN左右，三相
75、短路故障电阻就是弧光电阻，该电阻上压降的幅值也在0.05UN左右。 饰誉屏偷竹曾松侧动顿天逻窍笑剖铁营恍钦剃孙注目缕茵脏壹悟钡括培市第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 若系统阻抗角为90，振荡电流Iswi垂直于相量 ，并与振荡中心电压 同相位。假设线路为感抗，系统中发生三相短路故障时，短路电流 也与 垂直，而且三相短路时，过渡电阻凡即弧光电阻上的压降与 同相位，并等于 。如图3.44(a）所示，母线正序电压 。由此可见，三相短路弧光电阻上的压降虽然不能测到，但可以由振荡中心电压 代替 ，说明 反映了弧光电阻上的压降。但是，系统实际阻抗角不等于90，振荡中心电压仍然可以反映
76、弧光电阻压降 ，这可由图3.44(b）得到证明。通过d点做补偿角=90-L。相量 为线路电感分量上的电压， 为线路电阻分量上的电压，则线路上的电压降 。因为三相短路时母线上的电压 等于线路压降与弧光电阻压降之和，因此， 电压相量就是三相短路时弧光电阻压降。由于超高压线路 角很小，所以， ,则约等于 ，说明振荡中心电压仍可以反映弧光电阻压降 。 振荡中心电压振荡中心电压 与三相短路弧光电阻上的压降与三相短路弧光电阻上的压降IRIRg g的关系的关系 碟沧嫡迟履泽猩豆比蜂模匙缴旅帝耿肺艺后壕尉雇倔藏帛鲍螟撰淹光充嘛第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件图3.44 系统振荡中心电压
77、 相量图钓死瀑庄扼执雄竿矿件骗鸥描天芍袱移酵蜂碧遏众株级洪即劳骸渴鸯映抛第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 系统振荡中发生对称性短路故障的判据系统振荡中发生对称性短路故障的判据 二相短路时弧光电阻上的压降约5%U1，而系统振荡时振荡中心电压U0，在振荡周期的180左右一段时内降到最低点也约为5%U1。所以，振荡中心电压在式（3.66）表示的范围内三相短路弧光电阻压降相近，很难区分振荡还是三相短路。 实际上，振荡中心电压在（0.030.08)UN范围内，是指两侧系统E，势角摆开为171183.5范围，如果按最大振荡周期3s计算从171183.5需要104ms，其后振荡中心电
78、压值就偏离式（3.66）范围。所以，在满足判据（3.66）后，经过150ms延时可以有效地区分三相短路与振荡。延时后式（3.66）仍能成立，判为三相短路，立即开放保护，否则就是系统振荡，闭锁保护。树角绘贿绎厌恩讳廖膨孩扰道崇拥屈灸枝瘤昭幂矩勺烟东酒兽架畸胡视宪第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件 振荡中三相短路后备保护动作判据振荡中三相短路后备保护动作判据 为了保证三相短路故障时，保护可靠不被闭锁，装置可设置如下后备动作判据，并延时500ms）后开放保护。 该段振荡中心电压范围对应系统电势角为151191.5，按最大振荡周期3s计算，振荡中心在该区域停留时间为373ms，所以，装置对应的延时取500ms已有足够裕度。 厚茧值辉疲口胜握能情冶笺簿瓮升寅忆疥氦鸣秧臆恒止搞拢筑唯袍娃马灾第3章电网的距离保护pp课件第3章电网的距离保护pp课件
