電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理：32距離32DA

1、1 1/25/253.3 阻抗繼電器的實(shí)現(xiàn)方法阻抗繼電器的實(shí)現(xiàn)方法(續(xù)續(xù))一、幅值（絕對值）和相位比較原理的實(shí)現(xiàn)二、微機(jī)距離保護(hù)中幅值比較的實(shí)現(xiàn)三、整流型距離保護(hù)中幅值比較的實(shí)現(xiàn)四、相位比較方式 模擬式保護(hù)中相位比較方式 數(shù)字式保護(hù)中相位比較方式五、比較工作電壓相位法實(shí)現(xiàn)的故障區(qū)段判斷六、阻抗繼電器的精確工作電壓與精確工作電流2 2/25/251. 模擬式保護(hù)中相位比較方式(方向圓)90arg90msetmmUZIU90arg90setmmZZZ3 3/25/25時間元件的表示方法：時間元件的表示方法：無輸出無輸出輸入時間輸入時間 1t 返回返回動作，延時動作，延時立即立即瞬時瞬時1t1t01

2、t1t0 返回返回立即立即動作，瞬時動作，瞬時延時延時1t1t1t 4 4/25/25相位比較回路(1)工作原理：測定UC和UD同時為正的時間來判斷它們的相位動作條件：CD90arg90UUOU直接相位比較電路 ms5方波方波 &0ms020CUDU2 21 13 34 40t1U0t2U0t3U0t4U5ms5msOU5ms5ms時超前45UUDC5 5/25/250t0t2U0t3U0t4U5ms5ms0tOU1U相位比較回路(2) 工作原理：測定UC和UD同時為正的時間來判斷它們的相位動作條件：CD90arg90UUOU直接相位比較電路 ms5方波方波 &0ms020時超前135DCUU

3、CUDU2 21 13 34 46 6/25/252. 數(shù)字式保護(hù)中相位比較方式 瞬時值比較方式UmImCUK UK IImDUK I90arg90mmsetZZZ 相量比較方式方向圓余弦相位動作方程:0CRDRCIDIU UU U(/4)(/4)( )( )0CDCDutTutTut ut2sin()CCCuUt2sin()DDDuUt7 7/25/25五、比較工作電壓相位法實(shí)現(xiàn)的故障區(qū)段判斷1. 比較工作電壓相位法的基本原理工作電壓 ：又稱為補(bǔ)償電壓。opUsetmmopZIUU，其中 是整定阻抗。setZ M N1setZ1K2K3KzmUmI可見，補(bǔ)償電壓 就是線路整定點(diǎn)z處的運(yùn)行電壓

4、。其大小接近線路額定電壓，相位基本同 。opUmU8 8/25/25 M N1setZ1K2K3KzmUmI（1）正方向區(qū)外K2點(diǎn)短路時： 與 同相位。opUmU（2）反方向區(qū)外K3點(diǎn)短路時： 與 同相位。opUmU（3）正方向區(qū)內(nèi)K1點(diǎn)短路時： 與 相位相反。opUmU所以應(yīng)用補(bǔ)償電壓 和 之間的相位關(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)區(qū)域內(nèi)故障的判斷，即補(bǔ)償電壓和測量電壓相位相反時，為區(qū)內(nèi)故障。21180arg180mopUUopUmU90arg270opmUU 9 9/25/252. 以正序電壓為參考電壓的測量元件工作電壓 ：又稱為補(bǔ)償電壓。opUsetmmopZIUU參考電壓 ：判斷 相位的參考， 也是

5、一種參考電壓。refUopUmU當(dāng)采用測量電壓 作為參考電壓 時，無法保證線路正向出口短路時的選擇性。因?yàn)楫?dāng)正向出口短路時，有：mUrefU0mU在這種情況下，需要選擇其它電壓來作為參考電壓 。refU所以，引入正序電壓 作為參考電壓 ，即1UrefU1UUref在接地距離接線方式下，以A相為例，A相正序電壓為在相間距離接線方式下，以BC相為例，其正序電壓為1AU1BCU1010/25/25參考電壓是正序電壓 時在各種故障情況下的分析1U（1）A相出口單相接地短路故障。 保護(hù)安裝處的三相電壓為：000CCBBAUUUUU其中， 、 是故障前母線處B、C和A相的電壓。0BU0CU0AU則A相正序

6、電壓為：)0(31)(3102021CBCBAAUUUUUU032AU出口單相接地故障時，故障相正序電壓的相位與該相故障前的電壓相位相同，幅值等于其2/3。1111/25/25參考電壓是正序電壓 時在各種故障情況下的分析1U（2）A、B兩相出口接地短路故障。 保護(hù)安裝處的三相電壓為：000CCBAUUUU0022131)00(31)(31ACCBAAUUUUUU002131)00(31)(31BCCBABUUUUUU011131ABBAABUUUU出口兩相接地短路故障時，兩故障相正序電壓的相位與該兩相故障前的電壓相位相同，幅值等于其1/3。1212/25/25（3）A、B兩相出口相間短路故障。

7、 保護(hù)安裝處的三相電壓為：060021CCjABAUUeUUU經(jīng)過推導(dǎo)有：011121ABBAABUUUU出口兩相相間短路故障時，兩故障相正序電壓的相位與該兩相故障前的電壓相位相同，幅值等于其1/2。（4）A、B、C三相出口短路故障。0CBAUUU0111CABCABUUU出口三相短路時，各相正序電壓為0，正序參考電壓將無法應(yīng)用。1313/25/25正序電壓 為參考電壓的測量元件的動作特性1U測量元件的動作方程為：90arg901mopUU對于按接地距離保護(hù)接線方式而言，有setsetmmopZIKIUZIUU)3(0所以，測量元件的動作方程變?yōu)椋?0)3(arg9010msetUZIKIU1

8、90arg270opmUU1414/25/25正序電壓 為參考電壓的測量元件的動作特性1U（1）在正向故障時的動作特性，即K1、K2點(diǎn)故障 M N1setZ1K2K3KzmUmI11111102MMMMMEUEI ZECZZZ1111011010(1)(1)(3)()22MMMMMMmCZCZEIKIZZZZZZ最終有：90)(arg901mMsetmZZZZ1515/25/25（2）在反向故障時的動作特性，即K3點(diǎn)故障 M N1setZ1K2K3KzmUmI11111102NNNNNEUEI ZECZZZ)(3()3(00mmZIKIZIKIU)(3()21 ()21 (1001110111

9、mNNMNNMZZIKIZZZCEZZZC最終有：90)(arg901mNmsetZZZZ1616/25/253.以記憶電壓為參考電壓的測量元件在以測量電壓 或正序電壓 為參考電壓，在出口三相對稱短路時三相電壓都降為0，而失去比較的依據(jù)，從而產(chǎn)生動作死區(qū)。mU1UrefU90arg90refopUU，其中0ABrefUU以相間距離保護(hù)接線方式為例分析，有：可得動作方程為：90)(arg900ABsetBAABUZIIU克服動作死區(qū)，可用故障前”記憶電壓”作為參考電壓 。1717/25/25假設(shè)系統(tǒng)兩側(cè)電源的電動勢相等，系統(tǒng)各部分的阻抗角相同。（1）系統(tǒng)正向故障時，有：mBAABZIIU)()(

10、10mMBAABABZZIIEU動作方程為：90arg901mMmsetZZZZmBAABZIIU)()(10mNBAABABZZIIEU動作方程為：90)(arg901mNmsetZZZZ（2）當(dāng)系統(tǒng)反向故障時，有：1818/25/25比較工作電壓相位法小結(jié) 工作電壓：12180arg180oprefUU 參考電壓 測量電壓-方向圓特性 正序電壓(具有方向特性) 記憶電壓(具有方向特性)opmmsetUUIZ 比較方式：1919/25/25計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方式會由于下面的情況造成測量誤計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方式會由于下面的情況造成測量誤差（以電抗為例）。差（以電抗為例）。222RIIRRIIRRImU I

11、U IU IU IXIII 由于電流測量有誤差（相對、絕對誤差），由于電流測量有誤差（相對、絕對誤差），導(dǎo)致出現(xiàn)：導(dǎo)致出現(xiàn)：2IRRImU IU IXI六、阻抗繼電器的精確工作電壓與精確工作電流六、阻抗繼電器的精確工作電壓與精確工作電流 當(dāng)電流很小時，當(dāng)電流很小時，會極大地影響了電抗的會極大地影響了電抗的測量測量。2020/25/25 理想動作條件理想動作條件 實(shí)際動作條件實(shí)際動作條件/2/2mmsetmsetUI ZI Z01122msetmmsetI ZUI ZU 阻抗形式阻抗形式0/2/2 |/|setmsetmZZZUI0|/|setmmZZUI0|/|msetmZZUI0|/|mop

12、setmZZZUI實(shí)際動作阻抗Zop整定阻抗Zset非計(jì)算機(jī)非計(jì)算機(jī)構(gòu)成的阻抗繼電器，都需要克服一個動作門檻構(gòu)成的阻抗繼電器，都需要克服一個動作門檻。 六、阻抗繼電器的精確工作電壓與精確工作電流六、阻抗繼電器的精確工作電壓與精確工作電流 2121/25/25 當(dāng)測量電流很小時，當(dāng)測量電流很小時，會極大地影響了動作會極大地影響了動作性能性能。 因此，都需要限定一個最小的測量電流因此，都需要限定一個最小的測量電流稱為最小精確工作電流，簡稱精工電流。稱為最小精確工作電流，簡稱精工電流。setZmI0.9setZ.minacI繼電保護(hù)允許誤差繼電保護(hù)允許誤差10%10%.maxacIopZ2222/2

13、5/25六、阻抗繼電器的精確工作電流與精確工作電壓六、阻抗繼電器的精確工作電流與精確工作電壓在實(shí)際情況下，阻抗繼電器的動作情況不僅與測量電壓電流之間的相對相位有關(guān)，還與它們的大小有關(guān)。只有實(shí)際的測量電流在最小和最大精確工作電流之間、測量電壓在最小精確工作電壓以上時，距離保護(hù)才能準(zhǔn)確地配合工作。:min.acI最小精確工作電流:max.acI最大精確工作電流setacacZIUmin.min.2323/25/25setZ整定阻抗整定阻抗構(gòu)成希望的構(gòu)成希望的 動動作區(qū)域作區(qū)域動作阻抗動作阻抗實(shí)際的動作邊界實(shí)際的動作邊界, , 繼電器剛好動作時，繼電器剛好動作時， 加入繼電器的加入繼電器的U U和和I I的比值的比值OPZ測量阻抗測量阻抗接線方式的接線方式的 計(jì)算值計(jì)算值mmUI三個阻抗意義和區(qū)別 2424/25/251mKmUZI理論上，當(dāng)計(jì)算量都是故障的電氣量時，有：理論上，當(dāng)計(jì)算量都是故障的電氣量時，有： 這是一個理想的、純工頻穩(wěn)態(tài)量的情況。這是一個理想的、純工頻穩(wěn)態(tài)量的情況。實(shí)際上，暫態(tài)的成分是十分復(fù)雜的，諧波、