電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理第三章

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理第三章第1頁，共20頁，2022年，5月20日，18點25分，星期四第三章電網(wǎng)的距離保護(hù)主要內(nèi)容（一）距離保護(hù)的原理（二）阻抗繼電器（三）阻抗繼電器接線方式電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校（四）影響距離保護(hù)正確工作的因素及采取的措施（五）距離保護(hù)的整定計算第2頁，共20頁，2022年，5月20日，18點25分，星期四（一）距離保護(hù)的工作原理1、距離保護(hù)的概念反應(yīng)的是保護(hù)安裝處至故障點的距離，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動作時限的一種保護(hù)裝置測量保護(hù)安裝處至故障的距離，實際上是測量二者之間的阻抗大小，故距離保護(hù)又稱為阻抗保護(hù)距離保護(hù)有保護(hù)范圍，短路發(fā)生在保護(hù)范圍內(nèi)，保護(hù)動作

2、，否則不動作，該保護(hù)范圍用整定阻抗來定義正常時保護(hù)安裝處的測量阻抗： 測量電壓 測量電流測量阻抗電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校第3頁，共20頁，2022年，5月20日，18點25分，星期四華中科技大學(xué)武昌分校電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理發(fā)生故障時保護(hù)安裝處的測量阻抗為：在短路后：保護(hù)安裝處母線電壓降低流過保護(hù)安裝處的電流增大距離保護(hù)比單一物理量的電流保護(hù)靈敏度高距離保護(hù)原理: 距離保護(hù)是用整定阻抗與被保護(hù)線路的測量阻抗比較，當(dāng)短路點在保護(hù)范圍以外時，即時繼電器不動，當(dāng)短路點在保護(hù)范圍以內(nèi)，即時繼電器動作，距離保護(hù)又稱低阻抗保護(hù)第4頁，共20頁，2022年，5月20日，18點25分，星期四電力

3、系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校2、距離保護(hù)的時限特性距離保護(hù)的時限特性：距離保護(hù)的動作時間t與保護(hù)安裝處到故障點之間的距離l之間的關(guān)系采用三階梯式 保護(hù)3的段保護(hù)3的段保護(hù)3的段第5頁，共20頁，2022年，5月20日，18點25分，星期四電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校3、距離保護(hù)的組成 距離保護(hù)原理框圖 起動元件方向元件方向元件第6頁，共20頁，2022年，5月20日，18點25分，星期四電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校（二）阻抗繼電器1、單相式阻抗繼電器原理 阻抗繼電器的動作特性不能為一條直線，原因如下：出口附近發(fā)生經(jīng)由過渡電阻的短路，測量阻抗偏離的方向，阻抗繼電器

4、不動作互感器有數(shù)值誤差和相位誤差，繼電器也有誤差，均使測量阻抗不能和方向一致為了消除過渡電阻和互感器的誤差影響，簡化繼電器的接線，將繼電器的動作特性擴(kuò)大為一個圓第7頁，共20頁，2022年，5月20日，18點25分，星期四第8頁，共20頁，2022年，5月20日，18點25分，星期四電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校、具有圓及直線動作特性的阻抗繼電器特性分析和電壓形成回路全阻抗繼電器方向阻抗繼電器偏移特性阻抗繼電器比幅式直徑為與之差，其中，圓心坐標(biāo)，半徑為動作條件： 兩邊同時乘以電流第9頁，共20頁，2022年，5月20日，18點25分，星期四電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校比相

5、式動作條件： 兩邊同時乘以電流得直線特性阻抗繼電器第10頁，共20頁，2022年，5月20日，18點25分，星期四電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校阻抗繼電器的比較回路阻抗繼電器構(gòu)成原理框圖幅值比較式相位比較式電壓形成回路電壓比較回路執(zhí)行輸出電壓形成回路相位比較回路執(zhí)行輸出相位比較回路后面接濾波回路和高靈敏的零指示器第11頁，共20頁，2022年，5月20日，18點25分，星期四電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校、方向阻抗繼電器的死區(qū)及死區(qū)的消除方法死區(qū)的產(chǎn)生保護(hù)出口短路時，故障線路母線上的殘壓為零，對于比幅式阻抗繼電器，其動作條件： 當(dāng)，則動作條件為：實際上由于繼電器本身動作要消

6、耗一定的功率，所以此時繼電器不動作保護(hù)出口短路時，故障線路母線上的殘壓為零，對于比相式阻抗繼電器，其動作條件：第12頁，共20頁，2022年，5月20日，18點25分，星期四電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校 當(dāng)，則無法進(jìn)行比較，所以此時繼電器也無法動作在上述兩種情況下不動作的范圍，稱為保護(hù)裝置的死區(qū)消除死區(qū)的方法加入記憶回路 引入串聯(lián)諧振回路，即引入記憶電壓后動作條件為：當(dāng)出口處短路時，諧振回路儲存能量，衰減到要經(jīng)過一段時間，在這段時間內(nèi)其與同相位，記錄了故障前電壓，所以消除了死區(qū)第13頁，共20頁，2022年，5月20日，18點25分，星期四電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校引

7、入記憶電壓后對方向阻抗繼電器動作特性的影響引入記憶電壓后不影響繼電器的穩(wěn)態(tài)特性，不論是比幅式還是比相式第14頁，共20頁，2022年，5月20日，18點25分，星期四電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校、阻抗繼電器的精工電流和精工電壓理想情況下，繼電器器的動作特性只與加入電壓和電流有關(guān)，而實際上，計及器件本身一些因素的影響，方向阻抗繼電器在臨界狀態(tài)時的動作方程：為克服二極管正向壓降以及極化繼電器動作反力所需的剩余電壓,假設(shè)各個向量同相位，則第15頁，共20頁，2022年，5月20日，18點25分，星期四電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校關(guān)系曲線精工電流：繼電器的動作阻抗時，所對應(yīng)的測

8、量電流精工電壓：精工電流和整定阻抗的乘積第16頁，共20頁，2022年，5月20日，18點25分，星期四電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校、影響距離保護(hù)正確工作的因素及措施過渡電阻的影響 過渡電阻主要是純電阻性的電弧電阻，電弧長度和電流與時間有關(guān) 對于單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)，過渡電阻使測量阻抗增大，影響保護(hù)選擇性 對于雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)，過渡電阻使測量阻抗增大或減小，影響選擇性電力系統(tǒng)震蕩影響電力系統(tǒng)震蕩是指并行運行的發(fā)電機(jī)失去同步，發(fā)電機(jī)電勢相角差發(fā)生變化 在發(fā)生震蕩時，系統(tǒng)存在震蕩中心點，此點電壓保護(hù)安裝點越靠近震蕩中心，受到影響越大，否則越小躲開震蕩影響的方法是利用震蕩和短路時系統(tǒng)不同特點，構(gòu)成閉鎖回路分支電流的影響 短路點和保護(hù)安裝處之間存在分支電路時，會產(chǎn)生分支電流分支電流影響距離保護(hù)，使得測量阻抗變大或者減小分支電流的影響用分支系數(shù)來描述第17頁，共20頁，2022年，5月20日，18點25分，星期四電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校、距離保護(hù)段動作阻抗動作時限、距離保護(hù)段動作阻抗（三）距離保護(hù)整定計算第18頁，共20頁，2022年，5月20日，18點25分，星期四電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原