繼電保護(hù)(距離保護(hù))

1、第第3 3章章 電網(wǎng)的距離保護(hù)電網(wǎng)的距離保護(hù) 3.4 3.4 影響距離保護(hù)正確工作的因素影響距離保護(hù)正確工作的因素 3.2 3.2 阻抗繼電器的動(dòng)作特性阻抗繼電器的動(dòng)作特性 3.1 3.1 距離保護(hù)的基本原理距離保護(hù)的基本原理 3.3 3.3 距離保護(hù)整定計(jì)算距離保護(hù)整定計(jì)算因此，在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高壓電網(wǎng)中，應(yīng)采用性能更加完善的保因此，在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高壓電網(wǎng)中，應(yīng)采用性能更加完善的保護(hù)裝置，護(hù)裝置，距離保護(hù)距離保護(hù)就是其中的一種。就是其中的一種。2）對(duì)于電流速斷保護(hù)，其保護(hù)范圍受電網(wǎng)運(yùn)行方式影響，保）對(duì)于電流速斷保護(hù)，其保護(hù)范圍受電網(wǎng)運(yùn)行方式影響，保 護(hù)范圍不穩(wěn)定，某些情況下甚至無(wú)保護(hù)區(qū)；護(hù)范圍不穩(wěn)

2、定，某些情況下甚至無(wú)保護(hù)區(qū)；1）高壓長(zhǎng)距離、重負(fù)荷線路，由于負(fù)荷電流大，短路電流數(shù)）高壓長(zhǎng)距離、重負(fù)荷線路，由于負(fù)荷電流大，短路電流數(shù) 值與負(fù)荷電流相差不大，往往不能滿足靈敏度要求；值與負(fù)荷電流相差不大，往往不能滿足靈敏度要求；電流保護(hù)簡(jiǎn)單可靠，電流保護(hù)簡(jiǎn)單可靠，但難于滿足高壓復(fù)雜電網(wǎng)對(duì)保護(hù)的但難于滿足高壓復(fù)雜電網(wǎng)對(duì)保護(hù)的要求：要求：3）對(duì)于多電源復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，方向過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限長(zhǎng)，難）對(duì)于多電源復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，方向過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限長(zhǎng)，難 于滿足高壓電網(wǎng)對(duì)保護(hù)快速動(dòng)作的要求。于滿足高壓電網(wǎng)對(duì)保護(hù)快速動(dòng)作的要求。 3.1 3.1 距離保護(hù)的基本原理距離保護(hù)的基本原理一、距離保護(hù)的基本概念一、距離

3、保護(hù)的基本概念當(dāng)短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處當(dāng)短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處近近時(shí)，測(cè)量阻抗時(shí)，測(cè)量阻抗小小，動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間短短；當(dāng)短；當(dāng)短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處路點(diǎn)距保護(hù)安裝處遠(yuǎn)遠(yuǎn)時(shí)，測(cè)量阻抗時(shí)，測(cè)量阻抗增加增加，動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間增長(zhǎng)增長(zhǎng)；可以；可以保證有選擇性地切除故障線路。保證有選擇性地切除故障線路。距離保護(hù)：距離保護(hù)：反映故障點(diǎn)至保護(hù)安裝點(diǎn)之間的距離反映故障點(diǎn)至保護(hù)安裝點(diǎn)之間的距離( (或阻抗或阻抗) )，并，并 根據(jù)距離遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置。根據(jù)距離遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置。測(cè)量阻抗：測(cè)量阻抗：由施加于繼電器的由施加于繼電器的 電壓和電流測(cè)得的電壓和電流測(cè)得的 。 mmkmUZ=lI

4、二、測(cè)量阻抗及其與故障距離的關(guān)系二、測(cè)量阻抗及其與故障距離的關(guān)系 電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，Um近似為額定電壓，近似為額定電壓，Im為負(fù)荷電流，為負(fù)荷電流， Zm 為負(fù)荷阻抗為負(fù)荷阻抗。負(fù)荷阻抗的量值較大，其阻抗角為數(shù)值較。負(fù)荷阻抗的量值較大，其阻抗角為數(shù)值較 小的功率因數(shù)角，阻抗性質(zhì)以電阻性為主。小的功率因數(shù)角，阻抗性質(zhì)以電阻性為主。 當(dāng)線路故障時(shí)，當(dāng)線路故障時(shí)，Um=Uk，Im=Ik，Zm為保護(hù)安裝處到短路為保護(hù)安裝處到短路點(diǎn)點(diǎn) 的的短路阻抗短路阻抗；短路以后，保護(hù)安裝處母線電壓下降、電流；短路以后，保護(hù)安裝處母線電壓下降、電流 增大，短路阻抗比正常時(shí)測(cè)量到的阻抗大大降低。增大

5、，短路阻抗比正常時(shí)測(cè)量到的阻抗大大降低。二、測(cè)量阻抗及其與故障距離的關(guān)系二、測(cè)量阻抗及其與故障距離的關(guān)系mm1kmset1setUZ= zlIZ= zl 距離保護(hù)反應(yīng)的信息量測(cè)量阻抗在故障前后變化比電流變距離保護(hù)反應(yīng)的信息量測(cè)量阻抗在故障前后變化比電流變 化大，因而比反應(yīng)單一物理量的電流保護(hù)化大，因而比反應(yīng)單一物理量的電流保護(hù)靈敏度高靈敏度高。 距離保護(hù)的實(shí)質(zhì)是用整定阻抗距離保護(hù)的實(shí)質(zhì)是用整定阻抗 Zset 與被保護(hù)線路的測(cè)量與被保護(hù)線路的測(cè)量阻阻 抗抗 Zm 比較：比較： 當(dāng)短路點(diǎn)在保護(hù)范圍以內(nèi)時(shí)，當(dāng)短路點(diǎn)在保護(hù)范圍以內(nèi)時(shí)，ZmZset時(shí)，保護(hù)不動(dòng)作時(shí)，保護(hù)不動(dòng)作。 因此，因此，。 三、三相

6、系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取三、三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取 該式是距離保護(hù)能夠用測(cè)量阻抗來(lái)正確表示故障距離的該式是距離保護(hù)能夠用測(cè)量阻抗來(lái)正確表示故障距離的 前提和基礎(chǔ)，即前提和基礎(chǔ)，即。 在單相系統(tǒng)中，測(cè)量電壓在單相系統(tǒng)中，測(cè)量電壓Um就是保護(hù)安裝處的單相電壓，就是保護(hù)安裝處的單相電壓，測(cè)量電流測(cè)量電流 Im 就是被保護(hù)元件中流過(guò)的單相電流，系統(tǒng)金屬性就是被保護(hù)元件中流過(guò)的單相電流，系統(tǒng)金屬性短路時(shí)兩者間的關(guān)系為：短路時(shí)兩者間的關(guān)系為：mmmmkm1 kU= I Z= I Z = I z l問(wèn)題：?jiǎn)栴}：在三相系統(tǒng)中，針對(duì)不同的短路故障，如何選擇滿足在三相系統(tǒng)中，針對(duì)不同的短路故障，

7、如何選擇滿足該式的測(cè)量電壓和測(cè)量電流該式的測(cè)量電壓和測(cè)量電流 ，以構(gòu)成三相系統(tǒng)距離保護(hù)？，以構(gòu)成三相系統(tǒng)距離保護(hù)？AkAA01 kBkBB01 kCkCC01 kU= U+ (I + K3I )z lU= U+ (I + K3I )z lU= U+ (I + K3I )z l三、三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取三、三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取 AkAA01 kBkBB01 kCkCC01 kU= U+ (I + K3I )z lU= U+ (I + K3I )z lU= U+ (I + K3I )z l三、三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取三、三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取 單相接

8、地短路（以單相接地短路（以A相接地為例）相接地為例） kAU= 0mAAmA1 kmBBmB1 kmBB0mCCmC1 kAAC00mCmUUZ= z lII + K3IUUZ= zUUZ= z lII + KlIIK3II+3A相測(cè)量阻抗相測(cè)量阻抗能 正 確 反 應(yīng)能 正 確 反 應(yīng)故 障 的 距 離故 障 的 距 離AkAA01 kBkBB01 kCkCC01 kU= U+ (I + K3I )z lU= U+ (I + K3I )z lU= U+ (I + K3I )z l三、三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取三、三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取 兩相接地短路故障（以兩相接地短路故障（

9、以BC兩相接地為例）兩相接地為例） kBkCU= U= 0B、C相測(cè)量相測(cè)量阻抗能正確反阻抗能正確反應(yīng) 故 障 距 離應(yīng) 故 障 距 離mBBmB1 kmBB0mCCmC1 kmCC0UUZ= z lII + K3IUUZ= z lII + K3ImBCBCmBC1 kmBCBCUU-UZ= z lII- IB相測(cè)量阻抗正確反應(yīng)故障距離相測(cè)量阻抗正確反應(yīng)故障距離AkAA01 kBkBB01 kCkCC01 kU= U+ (I + K3I )z lU= U+ (I + K3I )z lU= U+ (I + K3I )z l三、三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取三、三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選

10、取 兩相短路故障（以兩相短路故障（以BC兩相短路為例）兩相短路為例） kBkCU= UmBCBCmBC1 kmBCBCUU-UZ= z lII- IB相測(cè)量阻抗能正確反應(yīng)故障距離相測(cè)量阻抗能正確反應(yīng)故障距離AkAA01 kBkBB01 kCkCC01 kU= U+ (I + K3I )z lU= U+ (I + K3I )z lU= U+ (I + K3I )z l三、三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取三、三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取 三相短路（對(duì)稱，以三相短路（對(duì)稱，以A相為例）相為例） kAU= 0同理可得：同理可得：A、B、C三相測(cè)量阻抗均能正確反應(yīng)故障距離三相測(cè)量阻抗均能正確反應(yīng)

11、故障距離mAAmA1 kmAA0mABABmAB1 kmABABUUZ= z lII + K3IUU-UZ= z lII- I 兩相接地時(shí)，存在兩相接地時(shí)，存在2個(gè)相個(gè)相-地故障環(huán)路和地故障環(huán)路和1個(gè)相個(gè)相-相故障環(huán)路；相故障環(huán)路；故障環(huán)路故障環(huán)路：故障電流可以流通的通路。：故障電流可以流通的通路。 單相接地時(shí)，存在單相接地時(shí)，存在1個(gè)相個(gè)相-地故障環(huán)路；地故障環(huán)路； 三相短路時(shí)，存在三相短路時(shí)，存在3個(gè)相個(gè)相-地故障環(huán)路和地故障環(huán)路和3個(gè)相個(gè)相-相故障環(huán)路。相故障環(huán)路。 兩相短路時(shí)，存在兩相短路時(shí)，存在1個(gè)相個(gè)相-相故障環(huán)路；相故障環(huán)路； 取取和和作為測(cè)量電壓作為測(cè)量電壓和測(cè)量電流所算出的測(cè)

12、量阻抗，和測(cè)量電流所算出的測(cè)量阻抗，能夠正確反應(yīng)保護(hù)安裝處到能夠正確反應(yīng)保護(hù)安裝處到故障點(diǎn)的距離故障點(diǎn)的距離。非故障環(huán)路上的電壓、電流之間算出的測(cè)量。非故障環(huán)路上的電壓、電流之間算出的測(cè)量阻抗就不能正確反應(yīng)故障距離。阻抗就不能正確反應(yīng)故障距離。 距離保護(hù)應(yīng)取故障環(huán)路上的電壓、電流作為判斷故障距距離保護(hù)應(yīng)取故障環(huán)路上的電壓、電流作為判斷故障距離的依據(jù)，而用非故障環(huán)路上的電壓、電流計(jì)算得到的距離離的依據(jù)，而用非故障環(huán)路上的電壓、電流計(jì)算得到的距離一般大于保護(hù)安裝處到故障點(diǎn)的距離。一般大于保護(hù)安裝處到故障點(diǎn)的距離。 對(duì)于相間短路，故障環(huán)路為相對(duì)于相間短路，故障環(huán)路為相相故障環(huán)路，取測(cè)量電相故障環(huán)路，

13、取測(cè)量電壓為保護(hù)安裝處壓為保護(hù)安裝處，測(cè)量電流為，測(cè)量電流為，稱為，稱為，能夠準(zhǔn)確反應(yīng)兩相短，能夠準(zhǔn)確反應(yīng)兩相短路、三相短路和兩相接地短路情況下的故障距離。路、三相短路和兩相接地短路情況下的故障距離。 對(duì)于接地短路，取相對(duì)于接地短路，取相地故障環(huán)路，測(cè)量電壓為保護(hù)安地故障環(huán)路，測(cè)量電壓為保護(hù)安裝處裝處，測(cè)量電流為，測(cè)量電流為，稱為，稱為，能夠準(zhǔn)確反應(yīng)單相接，能夠準(zhǔn)確反應(yīng)單相接地故障、兩相接地故障和三相接地故障下的故障距離。地故障、兩相接地故障和三相接地故障下的故障距離。4. 振蕩閉鎖部分：振蕩閉鎖部分： 用來(lái)防止電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)距離保護(hù)的誤動(dòng)作。在正常運(yùn)行或系統(tǒng)用來(lái)防止電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)距離

14、保護(hù)的誤動(dòng)作。在正常運(yùn)行或系統(tǒng) 發(fā)生振蕩時(shí)，將保護(hù)閉鎖；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，解除閉鎖開(kāi)放保護(hù)。發(fā)生振蕩時(shí)，將保護(hù)閉鎖；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，解除閉鎖開(kāi)放保護(hù)。四、距離保護(hù)的組成四、距離保護(hù)的組成1. 啟動(dòng)部分：?jiǎn)?dòng)部分：當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生故障時(shí)，瞬間啟動(dòng)保護(hù)裝置，以判斷當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生故障時(shí)，瞬間啟動(dòng)保護(hù)裝置，以判斷 線路是否發(fā)生了故障，并兼有后備保護(hù)的作用。線路是否發(fā)生了故障，并兼有后備保護(hù)的作用。2. 測(cè)量部分：測(cè)量部分：用來(lái)測(cè)量保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)之間的距離，并判別短路用來(lái)測(cè)量保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)之間的距離，并判別短路 故障方向。常采用故障方向。常采用帶方向性的阻抗繼電器帶方向性的阻抗繼電器作測(cè)量元

15、件。作測(cè)量元件。3. 延時(shí)部分：延時(shí)部分：用來(lái)提供距離保護(hù)用來(lái)提供距離保護(hù)段、段、段的動(dòng)作時(shí)限。段的動(dòng)作時(shí)限。5. 電壓回路斷線失壓閉鎖部分：電壓回路斷線失壓閉鎖部分： 用來(lái)防止電壓互感器二次回路斷線失壓時(shí)，引起阻抗繼電器的誤動(dòng)作。用來(lái)防止電壓互感器二次回路斷線失壓時(shí)，引起阻抗繼電器的誤動(dòng)作。3.2 3.2 阻抗繼電器阻抗繼電器的的動(dòng)作特性動(dòng)作特性 阻抗繼電器是距離保護(hù)裝置的核心元件，它主要用來(lái)作阻抗繼電器是距離保護(hù)裝置的核心元件，它主要用來(lái)作測(cè)量元件測(cè)量元件，也可以作啟動(dòng)元件兼作功率方向元件。，也可以作啟動(dòng)元件兼作功率方向元件。 按其構(gòu)成方式不同分為電磁型、整流型、按其構(gòu)成方式不同分為電磁型

16、、整流型、晶體管型、集成電路型和微機(jī)型；按其構(gòu)成原理不同可分為幅值比較、晶體管型、集成電路型和微機(jī)型；按其構(gòu)成原理不同可分為幅值比較、相位比較和多輸入量時(shí)序比較；按其動(dòng)作特性不同可分為圓特性、直線相位比較和多輸入量時(shí)序比較；按其動(dòng)作特性不同可分為圓特性、直線特性、四邊形特性、蘋(píng)果形特性等；按阻抗繼電器的接線方式不同可分特性、四邊形特性、蘋(píng)果形特性等；按阻抗繼電器的接線方式不同可分為單相式、多相式、濾序式、多相補(bǔ)償式等。為單相式、多相式、濾序式、多相補(bǔ)償式等。 按相測(cè)量阻抗的繼電器稱為按相測(cè)量阻抗的繼電器稱為單相式阻抗繼電器單相式阻抗繼電器，加入繼，加入繼電器中的量只有一個(gè)電壓和一個(gè)電流。繼電器

17、動(dòng)作情況取決電器中的量只有一個(gè)電壓和一個(gè)電流。繼電器動(dòng)作情況取決于測(cè)量阻抗于測(cè)量阻抗Zm的值。的值。 繼電器動(dòng)作情況取決于測(cè)量阻抗繼電器動(dòng)作情況取決于測(cè)量阻抗Zm的值，當(dāng)測(cè)量阻抗的值，當(dāng)測(cè)量阻抗Zm小于預(yù)定的整定值小于預(yù)定的整定值Zset時(shí)動(dòng)作，大于整定值時(shí)不動(dòng)作。因測(cè)量時(shí)動(dòng)作，大于整定值時(shí)不動(dòng)作。因測(cè)量阻抗阻抗Zm可以寫(xiě)成可以寫(xiě)成R+jX這種復(fù)數(shù)形式，故可以在這種復(fù)數(shù)形式，故可以在上表示出來(lái)。上表示出來(lái)。22mmmZ=R + XmmmX= arctanR 圖3.3 阻抗相量在復(fù)平面上的表示一、阻抗繼電器動(dòng)作區(qū)域的概念一、阻抗繼電器動(dòng)作區(qū)域的概念對(duì)于輸電線路，同樣可在復(fù)數(shù)阻抗平面上用相量對(duì)于輸

18、電線路，同樣可在復(fù)數(shù)阻抗平面上用相量Z表示阻抗。表示阻抗。一、阻抗繼電器動(dòng)作區(qū)域的概念一、阻抗繼電器動(dòng)作區(qū)域的概念該線路在復(fù)數(shù)阻抗平面的形狀是該線路在復(fù)數(shù)阻抗平面的形狀是一條直線，超前一條直線，超前R 軸軸 m角，將線角，將線路路BC的的，保護(hù)，保護(hù)2正方向正方向的線路阻抗相量的線路阻抗相量ZBC在第在第 I 象限，并超前象限，并超前R軸軸 m角角( ( m = k ) )，保護(hù)保護(hù)2反方向線路反方向線路AB的阻抗相量的阻抗相量ZAB在第在第III象限。象限。假設(shè)：各段線路的阻抗角假設(shè)：各段線路的阻抗角 k 相同相同一、阻抗繼電器動(dòng)作區(qū)域的概念一、阻抗繼電器動(dòng)作區(qū)域的概念 對(duì)于單相阻抗繼電器的

19、動(dòng)作范圍，原則上在阻抗復(fù)數(shù)平面對(duì)于單相阻抗繼電器的動(dòng)作范圍，原則上在阻抗復(fù)數(shù)平面上用一個(gè)小方框就可以滿足要求。上用一個(gè)小方框就可以滿足要求。1)1)短路點(diǎn)有過(guò)渡電阻存在短路點(diǎn)有過(guò)渡電阻存在2)2)電壓、電流互感器存在角誤差電壓、電流互感器存在角誤差測(cè)量阻抗測(cè)量阻抗Zm將不能保持在幅將不能保持在幅角為的角為的 m直線上。直線上。 二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程 1 1. .全阻抗繼電器全阻抗繼電器特性：以保護(hù)安裝點(diǎn)為圓心，以特性：以保護(hù)安裝點(diǎn)為圓心，以為半徑；圓內(nèi)為半徑；圓內(nèi) 為動(dòng)作區(qū)，圓外為不動(dòng)作區(qū)。當(dāng)為動(dòng)作區(qū)，圓外為不動(dòng)作區(qū)。當(dāng)位于圓位于圓 周上時(shí)，繼電

20、器剛好動(dòng)作，稱為周上時(shí)，繼電器剛好動(dòng)作，稱為。在線性器件中，兩個(gè)正弦交流電氣量之間的關(guān)在線性器件中，兩個(gè)正弦交流電氣量之間的關(guān)系包括幅值大小和相位關(guān)系，可據(jù)此來(lái)構(gòu)成繼系包括幅值大小和相位關(guān)系，可據(jù)此來(lái)構(gòu)成繼電器。反映兩電氣量幅值大小關(guān)系的繼電器稱電器。反映兩電氣量幅值大小關(guān)系的繼電器稱為幅值比較繼電器為幅值比較繼電器 ；反映相位關(guān)系的繼電器；反映相位關(guān)系的繼電器為相位比較繼電器。為相位比較繼電器。二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程 1 1. .全阻抗繼電器全阻抗繼電器msetZZ幅值比較動(dòng)作方程：幅值比較動(dòng)作方程：二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程二、阻抗繼電

21、器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程 1 1. .全阻抗繼電器全阻抗繼電器相位比較動(dòng)作方程：相位比較動(dòng)作方程：msetmsetZ+ Z90arg270Z- Z特性：以整定阻抗特性：以整定阻抗 Zset 為直徑而通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一個(gè)圓。圓為直徑而通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一個(gè)圓。圓 內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，圓外為不動(dòng)作區(qū)。內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，圓外為不動(dòng)作區(qū)。2.2.方向阻抗繼電器方向阻抗繼電器二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程 當(dāng)加入繼電器的電壓和電流之間的相位差當(dāng)加入繼電器的電壓和電流之間的相位差 m 為為不同數(shù)值時(shí)，繼電器的起動(dòng)阻抗不同數(shù)值時(shí)，繼電器的起動(dòng)阻抗Zop將隨之改變。將隨之改變。當(dāng)當(dāng) 時(shí)，繼電器

22、的起動(dòng)阻抗達(dá)到時(shí)，繼電器的起動(dòng)阻抗達(dá)到最大，等于最大，等于Zset，。在整定阻抗的反方向，動(dòng)作阻抗為在整定阻抗的反方向，動(dòng)作阻抗為0 0。2.2.方向阻抗繼電器方向阻抗繼電器二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程 msetset1-2ZZZ幅值比較動(dòng)作方程：幅值比較動(dòng)作方程：2.2.方向阻抗繼電器方向阻抗繼電器二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程 相位比較動(dòng)作方程：相位比較動(dòng)作方程：mmsetZ90arg270Z- Z 討論：方向阻抗繼電器與方向繼電器的聯(lián)系與區(qū)別？討論：方向阻抗繼電器與方向繼電器的聯(lián)系與區(qū)別？方向阻抗繼電器方向阻抗

23、繼電器不僅具有方向性，且有保護(hù)范圍；而不僅具有方向性，且有保護(hù)范圍；而方向繼方向繼電器電器只有方向性，沒(méi)有保護(hù)范圍。只有方向性，沒(méi)有保護(hù)范圍。3.3.偏移特性阻抗繼電器偏移特性阻抗繼電器二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程 特性：有兩個(gè)整定阻抗，即正方向整定阻抗特性：有兩個(gè)整定阻抗，即正方向整定阻抗Zset1和反方向整和反方向整 定阻抗定阻抗Zset2，兩整定阻抗對(duì)應(yīng)相量末端的連線就是圓，兩整定阻抗對(duì)應(yīng)相量末端的連線就是圓 的直徑。圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，圓外為非動(dòng)作區(qū)。的直徑。圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，圓外為非動(dòng)作區(qū)。 如果的如果的 Zset2方向正好與方向正好與 Zset1 的的

24、方向相反，則方向相反，則 Zset2可以用可以用 Zset1表示，表示， 稱稱為偏移特性的為偏移特性的。偏移特性的阻抗元件。偏移特性的阻抗元件通常用在距離保護(hù)的后備段通常用在距離保護(hù)的后備段(如第如第III段段)中。中。3.3.偏移特性阻抗繼電器偏移特性阻抗繼電器二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程 幅值比較動(dòng)作方程：幅值比較動(dòng)作方程：()()mset1set2set1set211-+-22ZZZZZ3.3.偏移特性阻抗繼電器偏移特性阻抗繼電器二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程 相位比較動(dòng)作方程：相位比較動(dòng)作方程：mset2ms

25、et1Z- Z90arg270Z- Z 4.4.比幅與比相之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系比幅與比相之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系 二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程 幅值比較：幅值比較：相位比較：相位比較：11ACDBCDZ=ZZ2Z=ZZ2 CBADBAZ= Z + ZZ= ZZ 二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程 5.5.三個(gè)阻抗意義和區(qū)別三個(gè)阻抗意義和區(qū)別 6. 6. 整定阻抗的換算整定阻抗的換算二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程二、阻抗繼電器的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程 阻抗繼電器（例題）阻抗繼電器（例題）1、單側(cè)電源、單側(cè)電源110kV線路上距保護(hù)安裝處線

26、路上距保護(hù)安裝處10km發(fā)生兩相金屬發(fā)生兩相金屬 性短路故障，已知線路阻抗為（性短路故障，已知線路阻抗為（0.33+j0.41）/km，電流互，電流互感器變比感器變比nTA=600/5，電壓互感器變比，電壓互感器變比nTV=110000/100，求保，求保護(hù)裝置測(cè)量到的故障相二次系統(tǒng)測(cè)量阻抗。護(hù)裝置測(cè)量到的故障相二次系統(tǒng)測(cè)量阻抗。TAm(2)m(1)TVn600/5Z=Z=10 (0.33+ j0.41)=(0.36+ j0.447)n110000/1002、若一阻抗元件的整定阻抗為、若一阻抗元件的整定阻抗為 ，試寫(xiě)出其絕，試寫(xiě)出其絕對(duì)值比較動(dòng)作方程和相位比較動(dòng)作方程。已知其動(dòng)作特性為：對(duì)值比

27、較動(dòng)作方程和相位比較動(dòng)作方程。已知其動(dòng)作特性為：（1）全阻抗繼電器；（）全阻抗繼電器；（2）方向阻抗繼電器。）方向阻抗繼電器。 setZ= 10 75 1）幅值比較：）幅值比較：相位比較：相位比較： mmZ+ 10 7590arg270Z-10 75 mZ10 （2）絕對(duì)值比較：）絕對(duì)值比較：相位比較：相位比較： mZ-5 755 mmZ90arg270Z-10 75 3、某方向阻抗繼電器的整定阻抗為、某方向阻抗繼電器的整定阻抗為 ，當(dāng)測(cè)量阻，當(dāng)測(cè)量阻抗分別為：抗分別為：a) ，b) ， c) 時(shí)，時(shí)，繼電器是否動(dòng)作？繼電器是否動(dòng)作？ setZ= 4 75 mZ = 3 15 mZ = 3 7

28、5 mZ =375 阻抗繼電器（例題）阻抗繼電器（例題）解：解：a） 時(shí)，時(shí)，actsetZ= Zsin = 4sin30 = 2 mactZ= 3 Z ，不動(dòng)作；，不動(dòng)作；m= 15 b） 時(shí)，時(shí)，actsetZ= Z= 4mactZ= 3 Z ，動(dòng)作；，動(dòng)作；m= 75 c） 時(shí)，時(shí)，Zm在第三象限，不在動(dòng)作區(qū)內(nèi)，所以繼電在第三象限，不在動(dòng)作區(qū)內(nèi)，所以繼電 器不動(dòng)作。器不動(dòng)作。 m= -75 阻抗繼電器（例題）阻抗繼電器（例題）4 4、分別用絕對(duì)值比較原理和相位比較原理寫(xiě)出下圖中動(dòng)作特、分別用絕對(duì)值比較原理和相位比較原理寫(xiě)出下圖中動(dòng)作特性圓的動(dòng)作方程式（圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，圓外為非動(dòng)作區(qū)）。性圓

29、的動(dòng)作方程式（圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，圓外為非動(dòng)作區(qū)）。setsetsetsetset11(Z-Z)+Z=(Z+Z)22setset1r =(Z- Z)2msetsetsetset011ZrZ-(Z+Z)(Z-Z)22msetmsetZ-Z90arg270Z- Z 解：圓心位置：解：圓心位置：半徑半徑: :絕對(duì)值比較：絕對(duì)值比較：相位比較：相位比較：阻抗繼電器（例題）阻抗繼電器（例題）3.3 3.3 距離保護(hù)整定計(jì)算距離保護(hù)整定計(jì)算1. 距離保護(hù)距離保護(hù)I段（段（0s） 按躲過(guò)本線路末端故障整定，一般按被保護(hù)正序阻抗的按躲過(guò)本線路末端故障整定，一般按被保護(hù)正序阻抗的 80%85%計(jì)算，即：計(jì)算，即： 一

30、、距離保護(hù)的整定原則一、距離保護(hù)的整定原則無(wú)需進(jìn)行靈敏度無(wú)需進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)，可靠系數(shù)校驗(yàn)，可靠系數(shù)即為保護(hù)范圍即為保護(hù)范圍一、距離保護(hù)的整定原則一、距離保護(hù)的整定原則2. 距離保護(hù)距離保護(hù)II段：不超出下一級(jí)元件段：不超出下一級(jí)元件I段范圍，增加延時(shí)段范圍，增加延時(shí)1）按與相鄰線路距離保護(hù)）按與相鄰線路距離保護(hù)I段配合整定段配合整定IIIIIIIIset.1relABB.minset.212Z= K(Z+ KZ) ; t= t + tkAABABBCkBCm1ABkABkABAb.minBABUIZ+ IZIZ= Z+ZK= Z+ZIII一、距離保護(hù)的整定原則一、距離保護(hù)的整定原則2. 距離保

31、護(hù)距離保護(hù)II段：不超出下一級(jí)元件段：不超出下一級(jí)元件I段范圍，增加延時(shí)段范圍，增加延時(shí)2）與相鄰變壓器的快速保護(hù)配合與相鄰變壓器的快速保護(hù)配合 IIIIset.1relABb.minTZ= K(Z+ KZ )II1Tt= t + tIIIIset.1senABZK=1.25Z 動(dòng)動(dòng)作作值值最最大大故故障障值值Ksen不滿足不滿足, 延伸延伸保護(hù)范圍保護(hù)范圍, 與下一與下一級(jí)距離級(jí)距離II段配合段配合 靈敏度：靈敏度：3. 距離保護(hù)距離保護(hù)III段段 按躲過(guò)最小負(fù)荷阻抗整定?？紤]外部故障切除后，電動(dòng)按躲過(guò)最小負(fù)荷阻抗整定?？紤]外部故障切除后，電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)可靠返回。機(jī)自啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)可靠返回。

32、一、距離保護(hù)的整定原則一、距離保護(hù)的整定原則IIIsetL.minIIIrelMsre1Z=ZKKKsetLIIIsetL.minIIIrelMsre1Z=ZKKKcos(-) L.minNL.minL.maxL.maxU(0.9 0.95)UZ=I3I對(duì)全阻抗繼電器：對(duì)全阻抗繼電器：對(duì)方向阻抗繼電器：對(duì)方向阻抗繼電器：=IIIIIIset.1senABZK=Z整整定定值值最最大大故故障障值值本本線線路路=IIIIIIset.1seb.manABBxCZK=Z+ZK下下一一級(jí)級(jí)整整定定值值最最大大故故障障值值靈敏度校驗(yàn)：近后備：靈敏度校驗(yàn)：近后備：遠(yuǎn)后備：遠(yuǎn)后備：動(dòng)作時(shí)間的整定：動(dòng)作時(shí)間的整定

33、： 比與之配合的相鄰設(shè)備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大一個(gè)時(shí)間級(jí)差比與之配合的相鄰設(shè)備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大一個(gè)時(shí)間級(jí)差t； 考慮躲振蕩，一般應(yīng)大于考慮躲振蕩，一般應(yīng)大于1.52s。 3. 距離保護(hù)距離保護(hù)III段段一、距離保護(hù)的整定原則一、距離保護(hù)的整定原則二、對(duì)距離保護(hù)的評(píng)價(jià)二、對(duì)距離保護(hù)的評(píng)價(jià)距離距離I段只能保護(hù)線路全長(zhǎng)段只能保護(hù)線路全長(zhǎng) 80%85%，兩端加起，兩端加起 來(lái)來(lái)有有30%40%不能瞬時(shí)切除不能瞬時(shí)切除，對(duì)，對(duì)220kV及以上系及以上系 統(tǒng)不能作為主保護(hù)來(lái)應(yīng)用。統(tǒng)不能作為主保護(hù)來(lái)應(yīng)用。在多電源復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中在多電源復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中能保證有選擇性能保證有選擇性動(dòng)作。動(dòng)作。同時(shí)反映電流增大和電壓降低，同時(shí)反映電

34、流增大和電壓降低，靈敏性高靈敏性高；且；且I 段段 不受系統(tǒng)運(yùn)行方式改變影響，保護(hù)范圍穩(wěn)定。不受系統(tǒng)運(yùn)行方式改變影響，保護(hù)范圍穩(wěn)定。受如振蕩、過(guò)渡電阻和回路斷線等影響，需采用復(fù)受如振蕩、過(guò)渡電阻和回路斷線等影響，需采用復(fù) 雜的阻抗繼電器和較多的輔助繼電器，使整套保護(hù)雜的阻抗繼電器和較多的輔助繼電器，使整套保護(hù) 裝置比較復(fù)雜，裝置比較復(fù)雜，可靠性稍差可靠性稍差。3.4 3.4 影響距離保護(hù)正確工作的因素影響距離保護(hù)正確工作的因素 為了保證選擇性，除正確的接線方式外，還應(yīng)充分考慮實(shí)為了保證選擇性，除正確的接線方式外，還應(yīng)充分考慮實(shí)際運(yùn)行中保護(hù)裝置會(huì)受到一些不利因素的影響，發(fā)生誤動(dòng)。影際運(yùn)行中保護(hù)裝

35、置會(huì)受到一些不利因素的影響，發(fā)生誤動(dòng)。影響距離保護(hù)正確動(dòng)作的因素主要有：響距離保護(hù)正確動(dòng)作的因素主要有： (1) (1) 短路點(diǎn)的過(guò)渡電阻（短路點(diǎn)的過(guò)渡電阻（）；）； (2) (2) 在短路點(diǎn)與保護(hù)安裝處之間有分支電路（已考慮）；在短路點(diǎn)與保護(hù)安裝處之間有分支電路（已考慮）； (3) (3) 電力系統(tǒng)振蕩；電力系統(tǒng)振蕩； (4) (4) 測(cè)量互感器誤差；測(cè)量互感器誤差； (5) (5) 電網(wǎng)頻率的變化；電網(wǎng)頻率的變化； (6) (6) 在在Y/Y/-11-11變壓器后發(fā)生短路故障；變壓器后發(fā)生短路故障； (7) (7) 二次回路斷線。二次回路斷線。 分析和整定繼電保護(hù)裝置時(shí)，都是用金屬性短路作

36、為依分析和整定繼電保護(hù)裝置時(shí)，都是用金屬性短路作為依據(jù)，即不計(jì)短路點(diǎn)的過(guò)渡電阻。據(jù)，即不計(jì)短路點(diǎn)的過(guò)渡電阻。一、短路點(diǎn)過(guò)渡電阻的特性一、短路點(diǎn)過(guò)渡電阻的特性 在實(shí)際的電力系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，短路點(diǎn)通常具有在實(shí)際的電力系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，短路點(diǎn)通常具有阻抗，阻抗，。分析和實(shí)驗(yàn)表明，。分析和實(shí)驗(yàn)表明，這些電抗是電阻性的，因此常稱之為過(guò)渡電阻。顯然，這些電抗是電阻性的，因此常稱之為過(guò)渡電阻。顯然，過(guò)渡電阻的存在，將使阻抗繼電器的測(cè)量阻抗發(fā)生變化，影過(guò)渡電阻的存在，將使阻抗繼電器的測(cè)量阻抗發(fā)生變化，影響距離保護(hù)的正確動(dòng)作。響距離保護(hù)的正確動(dòng)作。 一般情況下，過(guò)渡電阻一般情況下，過(guò)渡電阻使測(cè)量電阻增

37、大使測(cè)量電阻增大、距離保護(hù)、距離保護(hù) I 段段保護(hù)范圍縮短保護(hù)范圍縮短、距離保護(hù)、距離保護(hù)II 段保護(hù)段保護(hù)靈敏度降低靈敏度降低，但有時(shí)也可能，但有時(shí)也可能引起保護(hù)超范圍動(dòng)作或反方向誤動(dòng)。引起保護(hù)超范圍動(dòng)作或反方向誤動(dòng)。在相間短路時(shí)，過(guò)渡電阻在相間短路時(shí)，過(guò)渡電阻主要由電弧電阻組成。電主要由電弧電阻組成。電弧電阻具有非線性特性，弧電阻具有非線性特性，其大小與電弧弧道的長(zhǎng)度其大小與電弧弧道的長(zhǎng)度成正比，與電弧電流的大成正比，與電弧電流的大小成反比。小成反比。一、短路點(diǎn)過(guò)渡電阻的特性一、短路點(diǎn)過(guò)渡電阻的特性；m2gm1ABgZ= RZ= Z+ R1.1.單側(cè)電源線路上過(guò)渡電阻的影響單側(cè)電源線路上過(guò)渡電阻的影響保護(hù)保護(hù)2 2出口處經(jīng)過(guò)渡電阻短路：出口處經(jīng)過(guò)渡電阻短路： 1）Rg的存在總是使繼電器的測(cè)量阻抗增大，保護(hù)范圍縮短；的存在總是使繼電器的測(cè)量阻抗增大，保護(hù)范圍縮短； 2）整定值越小，受過(guò)渡電阻的影響越大；）整定值越小，受過(guò)渡電阻的影響越大； 3）保護(hù)裝置距短路點(diǎn)越近，受過(guò)渡電阻影響越大，有可能導(dǎo)致保）保護(hù)裝置距短路點(diǎn)越近，受過(guò)渡電阻影響越大，有可能導(dǎo)