微機(jī)繼電保護(hù)講義

第三章微機(jī)保護(hù)的算法第一節(jié)概述

定義根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的輸入電氣量的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、運(yùn)算和判斷，以實(shí)現(xiàn)各種繼電保護(hù)功能的方法稱為算法

分類根據(jù)采樣值計(jì)算出保護(hù)需要的量值，求電壓、電流、再計(jì)算阻抗，然后和定值比較直接模擬模擬型保護(hù)判據(jù)，判斷故障是否在區(qū)內(nèi)。

評(píng)價(jià)指標(biāo)精度和速度第三章微機(jī)保護(hù)的算法第二節(jié)假定輸入為正弦量的算法

——角頻率

I——電流有效值

Ts——采樣間隔

——電流初相角第二節(jié)假定輸入為正弦量的算法2－1兩點(diǎn)乘積算法

若i1，i2是相差90o的兩個(gè)采樣值，采樣時(shí)刻分別為n1，n2，則

應(yīng)為wn1Ts第二節(jié)假定輸入為正弦量的算法

阻抗模值和幅角第二節(jié)假定輸入為正弦量的算法直接計(jì)算線路電阻和電抗，將電壓和電流寫成復(fù)數(shù)形式

電抗和電阻第二節(jié)假定輸入為正弦量的算法2－2求導(dǎo)數(shù)法知道一點(diǎn)采樣值和它在該點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)值，可求得該正弦函數(shù)的幅值和相位

電抗和電阻第二節(jié)假定輸入為正弦量的算法如何知道該點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)值呢？取前后兩點(diǎn)的采樣值，然后用差分代替求導(dǎo)，用兩點(diǎn)間直線斜率代替該電點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)。

例如求t1時(shí)刻（為n1，n2采樣時(shí)刻的中點(diǎn)）的導(dǎo)數(shù)，可以得到中值差分

為了保證精度，該點(diǎn)的瞬時(shí)值要和求導(dǎo)數(shù)的值位于同一點(diǎn)，瞬時(shí)值用前后兩點(diǎn)的平均值代替第二節(jié)假定輸入為正弦量的算法圖解對(duì)于高頻分量尤為敏感，要求高采樣率第二節(jié)假定輸入為正弦量的算法2－3半周積分算法

任意半個(gè)周期內(nèi)的絕對(duì)值積分是常數(shù)。據(jù)此，可以獲得正弦有效值第二節(jié)假定輸入為正弦量的算法圖解具有一定濾高頻能力，但是不能濾直流分量第二二節(jié)節(jié)假假定定輸輸入入為為正正弦弦量量的的算算法法2－4平均均值值、、差差分分值值的的誤誤差差分分析析在繼繼電電保保護(hù)護(hù)中中，，經(jīng)經(jīng)常常需需要要求求取取瞬瞬時(shí)時(shí)值值、、微微分分值值和和積積分分值值。。一一般般的的做做法法就就是是：：用平平均均值值近近似似代代替替瞬瞬時(shí)時(shí)值值用差差分分值值代代替替微微分分值值用梯梯形形求求和和代代替替積積分分誤差差是是必必然然存存在在的的，，但但對(duì)對(duì)于于正正弦弦，，這這個(gè)個(gè)誤誤差差可可以以消消去去。。第二二節(jié)節(jié)假假定定輸輸入入為為正正弦弦量量的的算算法法用平平均均值值近近似似代代替替瞬瞬時(shí)時(shí)值值的無(wú)無(wú)誤誤差差修修正正兩者者只只差差一一個(gè)個(gè)常常系系數(shù)數(shù)，，計(jì)計(jì)算算結(jié)結(jié)果果乘乘上上它它。。第二二節(jié)節(jié)假假定定輸輸入入為為正正弦弦量量的的算算法法用差差分分值值代代替替微微分分值值的無(wú)無(wú)誤誤差差修修正正二者者差差一一個(gè)個(gè)常常系系數(shù)數(shù)，，計(jì)計(jì)算算結(jié)結(jié)果果乘乘上上它它第三三章章微微機(jī)機(jī)保保護(hù)護(hù)的的算算法法本講講小小結(jié)結(jié)介紹紹了了網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化化微微機(jī)機(jī)保保護(hù)護(hù)硬硬件件結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)介紹紹了了最最簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的的正正弦弦幅幅值值和和相相位位算算法法作業(yè)業(yè)推倒倒采采樣樣間間隔隔為為30o的兩兩點(diǎn)點(diǎn)乘乘積積算算法法？？第三三章章微微機(jī)機(jī)保保護(hù)護(hù)的的算算法法第三三節(jié)節(jié)突突變變量量電電流流算算法法3－1原理理疊加加原原理理：：故障障后后系系統(tǒng)統(tǒng)可可以以分分解解成成正正常常負(fù)負(fù)荷荷網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)和和故故障障附附加加網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的的疊疊加加第三三節(jié)節(jié)突突變變量量電電流流算算法法在非非故障障階階段段，，測(cè)測(cè)量量電電流流就就是是負(fù)負(fù)荷荷電電流流第三三節(jié)節(jié)突突變變量量電電流流算算法法故障障分分量量電電流流的的表表達(dá)達(dá)式式第三三節(jié)節(jié)突突變變量量電電流流算算法法離散散形形式式三要要點(diǎn)點(diǎn)正常常運(yùn)運(yùn)行行時(shí)時(shí)無(wú)無(wú)故故障障分分量量故障障后后一一周周內(nèi)內(nèi)，，得得到到得得到到故故障障分分量量的的離離散散采采樣樣值值一周周之之后后，，故故障障分分量量消消失失———由于于采采用用的的計(jì)計(jì)算算式式導(dǎo)導(dǎo)致致消消失失頻率率變變化化時(shí)時(shí)，，一一般般采采用用下下式式，，其其抗抗頻頻率率變變化化能能力力增增強(qiáng)強(qiáng)第三三節(jié)節(jié)突突變變量量電電流流算算法法3－2頻率率變變化化的的影影響響分分析析有一項(xiàng)為零第三節(jié)突變變量電流算法法最大頻率誤差差當(dāng)頻率為50.5Hz時(shí)，單周算法法相對(duì)誤差6.28,雙周算法0.39。第三節(jié)突變變量電流算法法頻率高低時(shí)，，誤差都大右圖是雙周算算法分析第三章微機(jī)機(jī)保護(hù)的算法法第四節(jié)傅立立葉級(jí)數(shù)算法法4－1基本原理傅立葉級(jí)數(shù)：：設(shè)x(t)是一個(gè)周期為為T的時(shí)間函數(shù)（（信號(hào)），則則可以把它寫寫成第四節(jié)傅立立葉級(jí)數(shù)算法法根據(jù)三角函數(shù)數(shù)的正交性，，可得基波分分量的系數(shù)寫成復(fù)數(shù)形式式X1的有效值和相相位第四節(jié)傅立立葉級(jí)數(shù)算法法適于微機(jī)計(jì)算算離散化需要要，a1b1的積分可以用用梯形法則求得N－基波信號(hào)一周周采樣的點(diǎn)數(shù)數(shù)，一共使用用N＋1個(gè)采樣值Xk－第k點(diǎn)采樣值X0，Xk首末點(diǎn)采樣值值第四節(jié)傅立立葉級(jí)數(shù)算法法對(duì)于基波工頻頻，當(dāng)N＝12，即30o一個(gè)采樣點(diǎn)時(shí)時(shí)第四節(jié)傅立立葉級(jí)數(shù)算法法附注說(shuō)明：1.X(t)是周期函數(shù)，求a1，b1可以使用任意意一段X(t)，也就是該正弦弦函數(shù)取不同同初相角。2.隨著所取X(t)““段”的不同，，相當(dāng)于起點(diǎn)點(diǎn)位置的不同同、或者初相相角的不同，，a1，b1取得不同的值值。換句話說(shuō)說(shuō)，a1，b1是起點(diǎn)位置的的函數(shù)。若設(shè)設(shè)起點(diǎn)是t1，則第四節(jié)傅立立葉級(jí)數(shù)算法法3.對(duì)于基波相量量的移相，可可以通過(guò)對(duì)基基波相量進(jìn)行行任意角度的的旋轉(zhuǎn)來(lái)得到到第四節(jié)傅立立葉級(jí)數(shù)算法法4.求取了基波相相量后，可以以進(jìn)一步使用用對(duì)稱分量法法實(shí)現(xiàn)“濾序序”功能------分別為A相正序、負(fù)序序和零序的對(duì)對(duì)稱分量；------分別為A、B、C三相的基波相相量；------旋轉(zhuǎn)因子第四節(jié)傅立立葉級(jí)數(shù)算法法對(duì)稱分量法對(duì)于正常運(yùn)行行的電力系統(tǒng)統(tǒng)和發(fā)生了三三相對(duì)稱短路路的電力系統(tǒng)統(tǒng)，系統(tǒng)中的的各個(gè)參數(shù)和和運(yùn)行變量都都是對(duì)稱的。。像：三相電電壓、三相電電流、各相阻阻抗、相間阻阻抗等。但是當(dāng)三相系系統(tǒng)發(fā)生了不不對(duì)稱故障時(shí)時(shí)，各相電壓壓電流一般不不再對(duì)稱，給給分析計(jì)算帶帶來(lái)困難。因此，常常把把不對(duì)稱的三三相電壓電流流通過(guò)分解成成一組對(duì)稱分分量（三序分分量或1，2，0分量，正負(fù)零零序分量）來(lái)來(lái)表示。經(jīng)過(guò)過(guò)對(duì)稱分量表表示后，各序序分量保持對(duì)對(duì)稱，可以轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為單相分分析求解，使使問(wèn)題得到簡(jiǎn)簡(jiǎn)化。本質(zhì)是線性變變換。第四節(jié)傅立立葉級(jí)數(shù)算法法以三相電壓為例例旋轉(zhuǎn)因子三相電壓的零零序分量三相電壓的正正序分量三相電壓的負(fù)負(fù)序分量第四節(jié)傅立立葉級(jí)數(shù)算法法三相電壓的零零序分量同相相位三相電壓的正正序分量滿足足正序關(guān)系，，即A相超前B相120o，B相超前C相120o三相電壓的負(fù)負(fù)序分量滿足足反序關(guān)系，，即A相滯后B相120o，B相滯后C相120o而實(shí)現(xiàn)這種變換換的變換矩陣陣是第四節(jié)傅立立葉級(jí)數(shù)算法法采用對(duì)對(duì)稱分分量矩矩陣表表達(dá)后后，三三相分分解為為正負(fù)負(fù)零序序的關(guān)關(guān)系可以表表達(dá)為為三序合合成為為三相相就是是逆的的過(guò)程程第四節(jié)節(jié)傅傅立葉葉級(jí)數(shù)數(shù)算法法5.類似的的分析析計(jì)算算過(guò)程程可應(yīng)應(yīng)用于于計(jì)算算任意意次諧諧波的的幅值值和相相位計(jì)計(jì)算其中，，前式式中的的基波波頻率率ω被諧波波頻率率nω取代第四節(jié)節(jié)傅傅立葉葉級(jí)數(shù)數(shù)算法法3-2傅氏算算法的的濾波波特性性分析析互相關(guān)關(guān)函數(shù)數(shù)兩個(gè)函函數(shù)的的互相相關(guān)函函數(shù)被被定義義為而門函函數(shù)定定義為為a1(t1)是x(t)和pT(t)sinω1t的互相相關(guān)b1(t1)是x(t)和pT(t)cosω1t的互相相關(guān)第四節(jié)節(jié)傅傅立葉葉級(jí)數(shù)數(shù)算法法3-2傅氏算算法的的濾波波特性性分析析卷積看x(t)和pT(t)（－sinω1t）的卷積它是輸輸入信信號(hào)x(t)經(jīng)過(guò)一一個(gè)沖沖擊響響應(yīng)為為pT(t)（－sinω1t）的濾波波器的的輸出出，而而后者者稱為為正弦弦型帶帶通（（通帶帶頻率率ω1）濾波器器，其其變形形為第四節(jié)節(jié)傅傅立葉葉級(jí)數(shù)數(shù)算法法3-2傅氏算算法的的濾波波特性性分析析系數(shù)a1(t1)與正弦弦型50Hz帶通濾濾波器器的關(guān)關(guān)系系數(shù)a1就是正正弦型型50hZ帶通濾濾波器器的輸輸出系數(shù)b1(t1)與余弦弦型50Hz帶通濾濾波器器的關(guān)關(guān)系系數(shù)b1就是余余弦型型50hZ帶通濾濾波器器的輸輸出第四節(jié)節(jié)傅傅立葉葉級(jí)數(shù)數(shù)算法法正弦型型50Hz帶通濾濾波器器的頻譜譜第四節(jié)節(jié)傅傅立葉葉級(jí)數(shù)數(shù)算法法余弦型型50Hz帶通濾濾波器器的頻頻譜第四節(jié)節(jié)傅傅立葉葉級(jí)數(shù)數(shù)算法法3-3半周傅傅氏算算法如果輸輸入信信號(hào)沒(méi)沒(méi)有直直流分分量和和偶次次諧波波，則則根據(jù)據(jù)對(duì)稱稱性，，可以以得到到半周周傅氏氏算法法第四節(jié)節(jié)傅傅立葉葉級(jí)數(shù)數(shù)算法法3-4對(duì)于短短路電電流的的濾波波特性性實(shí)際短短路后后的電電流中中含有有基波波分量量、奇奇偶次次諧波波分量量、衰衰減的的非周周期分分量，，不是是周期期函數(shù)數(shù)。衰衰減非非周期期分量量的頻頻譜遍遍布頻頻率軸軸。第四節(jié)節(jié)傅傅立葉葉級(jí)數(shù)數(shù)算法法因此周周期函函數(shù)分分解為為傅氏氏級(jí)數(shù)數(shù)的前前提遭遭到破破壞。。但是是全周周傅氏氏算法法的濾濾波性性能－－對(duì)于于低頻頻分量量和諧諧波分分量的的良好好濾波波性能能使得得它經(jīng)經(jīng)常被被使用用。當(dāng)當(dāng)然存存在誤誤差。。第四節(jié)節(jié)傅傅立葉葉級(jí)數(shù)數(shù)算法法3－5修正的的全周周傅氏氏算法法解決的的措施施——采用修修正的的全周周傅氏氏算法法基本思思想是是：根根據(jù)開開始一一點(diǎn)和和一周周后同同一點(diǎn)點(diǎn)的周周期分分量的的值相相等，，衰減減的非非周期期分量量是可可以計(jì)計(jì)算的的。第四節(jié)節(jié)傅傅立葉葉級(jí)數(shù)數(shù)算法法寫成離離散形形式，，并假假定得得到了了在k時(shí)刻和和一周周后加加一點(diǎn)的值值。那那么兩兩個(gè)未未知數(shù)數(shù)，兩兩個(gè)方方程可可以解解出來(lái)來(lái)衰減減的非周期期分量量幅值值和衰衰減時(shí)時(shí)間常常數(shù)第四節(jié)節(jié)傅傅立葉葉級(jí)數(shù)數(shù)算法法半周傅傅氏算算法的的使用用場(chǎng)合合采用差差分算算法，，減去去不變變的直直流分分量3－6兩點(diǎn)乘乘積法法、求求導(dǎo)數(shù)數(shù)法、、半周周積分分法和和全周周傅氏氏算法法、半半周傅傅氏算算法的的比較較兩點(diǎn)乘乘積法法、求求導(dǎo)數(shù)數(shù)法、、要求求嚴(yán)格格的正正弦基基波。。應(yīng)用用之前前需要要濾波波處理理。但但兩點(diǎn)點(diǎn)乘積積法需需5毫秒，求導(dǎo)導(dǎo)數(shù)法只需需3.3毫秒，半周周積分需要要10毫秒半周傅氏算算法需要10毫秒，但不不能濾直流流、偶次諧諧波全周相對(duì)最最好，20毫秒，但直直接濾衰減減直流差第四節(jié)傅傅立葉級(jí)數(shù)數(shù)算法半周傅氏算算法的使用用場(chǎng)合采用差分算算法，減去去不變的直直流分量第三章微微機(jī)保護(hù)的的算法本講小結(jié)介紹了電流流突變量算算法介紹了傅氏氏算法全周傅氏算算法半周傅氏算算法作業(yè)寫出修正的的離散全周周傅氏算法法。第三章微微機(jī)保護(hù)的的算法第五節(jié)R-L模型算法－－解微分方方程算法5－1基本原理忽略線路分分布電容，，則輸電線線路等效為為集中參數(shù)數(shù)R-L模型。當(dāng)短短路發(fā)生時(shí)時(shí)，有：其中R,L是未知數(shù)，，電壓電流流是可測(cè)量量的iR,Lu第五節(jié)R-L模型算法差分法：取兩個(gè)不同同時(shí)刻的電電壓、電流流、電壓導(dǎo)導(dǎo)數(shù)和電流導(dǎo)數(shù)數(shù)（差分）），則其中：u1,u2，i1,i2是電壓電流流在t1,t2時(shí)刻的值而D1,D2是電流i1,i2在t1,t2時(shí)刻的導(dǎo)數(shù)數(shù)值R,L可求解：第五節(jié)R-L模型算法其中：采用兩采樣樣點(diǎn)之間的的中點(diǎn)值計(jì)計(jì)算以減小小差分運(yùn)算算的誤差第五節(jié)R-L模型算法積分法：：取兩個(gè)不不同時(shí)間間段的積積分其中：則R,L可求第五節(jié)R-L模型算法法5－2相間故障障的解微微分方程程算法對(duì)于三相相系統(tǒng)，，由于存存在相間間耦合，，因此首首先需要要選擇使使用什么么“量””來(lái)計(jì)算算。當(dāng)微機(jī)保保護(hù)的選選相算法法判定為為相見故故障時(shí)，，像三相相短路、、兩相短短路、兩兩相短路路接地，，取線電電壓和相相間電流流第五節(jié)R-L模型算法法5－3單相接地地故障的的解微分分方程算算法對(duì)于單相相接地短短路，取取相電壓壓和相電電流外加加零序補(bǔ)補(bǔ)償電流流其中：R1，L1是正序電電阻和正正序電抗抗；R0，L0是零序電電阻和零零序電抗抗；Rm，Lm是互電阻和和互電抗抗；Rsa，Lsa是自電阻阻和自電電抗；用代替u，i計(jì)算可得得R1，L1第五節(jié)R-L模型算法法第五節(jié)R-L模型算法法5－4經(jīng)高電阻阻接地故故障的解解微分方方程算法法電力系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)生故故障時(shí)，，有時(shí)不不是金屬屬性短路路，而是經(jīng)過(guò)過(guò)過(guò)渡電阻阻Rg的短路。此此時(shí)，保保護(hù)安裝裝處的電電壓不是短短路電流流在線路路阻抗上上的壓降降，而是是短路電電流在線路上上的壓降降和過(guò)渡渡電阻上上的壓降降的和。。則微分分方程寫成：：而if是由系統(tǒng)統(tǒng)兩側(cè)電電源共同同提供的的、未知知的，因因上述方程程不可解解。第五節(jié)R-L模型算法法5－4經(jīng)高電阻阻接地故故障的解解微分方方程算法法因?yàn)槭鞘怯上到y(tǒng)統(tǒng)兩側(cè)電電源共同同提供的、未未知的。。假定兩側(cè)側(cè)電流同同相位，，則ifm和ifm＋ifn之間只差一個(gè)實(shí)實(shí)系數(shù)，，那么，，用M側(cè)電流代代替短路路電流相相當(dāng)于改變了了過(guò)渡電電阻Rg的值。這這個(gè)值本本來(lái)就不不知道。。三個(gè)未知知數(shù)，列列寫三個(gè)個(gè)方程，，取三點(diǎn)點(diǎn)就可以以了。如果不想想求得Rg‘的值第五節(jié)R-L模型算法法5－5對(duì)R-L模型算法法的分析析與評(píng)價(jià)價(jià)頻率特性性——算法模型型中忽略略了分布布電容，，因此高高頻分量量必須濾濾掉——算法中并并未要求求正弦，，因此對(duì)對(duì)于各種種頻率分分量（除除過(guò)高頻頻分量））都成立立1.僅僅使用用低通濾濾波器，，不需要要使用帶帶通濾波波器所需窗口口窄，濾濾波時(shí)間間短，比比如使用用Turkey低通濾波波器第五節(jié)R-L模型算法法Turkey低通濾波波器的沖沖擊響應(yīng)應(yīng)和頻率率特性第五節(jié)R-L模型算法法Turkey低通濾波波器的濾濾波器系系數(shù)n＝0,1,2,3,4,5,6H(nTs)＝0,0.25,0.75,1.0,0.75,0.25,0H(nTs)＝0,1,3,4,3,1,01kHz的采樣速速率，6點(diǎn)就可以輸出出，5毫秒；三點(diǎn)算法法，2毫秒；7毫秒輸出出計(jì)算結(jié)結(jié)果第五節(jié)R-L模型算法法2.不受電網(wǎng)網(wǎng)頻率變變化的影影響算法與確確切的采采樣時(shí)刻刻無(wú)關(guān)，，系統(tǒng)頻頻率變化化不影響計(jì)算結(jié)結(jié)果。與導(dǎo)數(shù)法法的比較較導(dǎo)數(shù)法使使用電壓壓和電流流的導(dǎo)數(shù)數(shù)求阻抗抗本算法僅僅僅對(duì)電電流求差差分。所所以算法法抗高頻頻噪聲能能力強(qiáng)這這是很重要要的?。。?！因?yàn)槎邏狠斴旊娋€路路電感很很大，電電容很小小。因此此電壓中中的高頻頻分量遠(yuǎn)大于電電流中的高頻頻分量。寧愿愿對(duì)電流求差差分不愿對(duì)電電壓求差分。第五節(jié)R-L模型算法第五節(jié)R-L模型算法第五節(jié)R-L模型算法算法的穩(wěn)定性性不希望出現(xiàn)型型；；不希望出現(xiàn)型型；；兩點(diǎn)乘積算法法、求導(dǎo)數(shù)法法和傅氏算法法分母都是兩數(shù)平方和。。不可能出現(xiàn)現(xiàn)不穩(wěn)定問(wèn)題題。而R-L模型法分母是是減法運(yùn)算。。出現(xiàn)分母為為零的條件存在。第五節(jié)R-L模型算法算法的穩(wěn)定性性矛盾！求差分運(yùn)算時(shí)時(shí)希望兩點(diǎn)越越近越好，而而現(xiàn)在算法穩(wěn)穩(wěn)定性要求越越遠(yuǎn)越好本講小結(jié)R-L模型算法是一一個(gè)計(jì)算線路路阻抗的方法法本質(zhì)就是阻抗抗繼電器可以直接通過(guò)過(guò)建立線路微微分方程而得得到可以通過(guò)差分分法和積分法法求解對(duì)于相間故障障，采用相間間電流和相見見電壓計(jì)算對(duì)于單相接地地故障，采用用相電壓和相相電流帶零序序電流補(bǔ)償計(jì)計(jì)算該方法是瞬時(shí)時(shí)值，不要求求正弦波形，，速度快，但但要低通濾波波該方法與電網(wǎng)網(wǎng)頻率波動(dòng)無(wú)無(wú)關(guān)算法穩(wěn)定性要要關(guān)注第三章微機(jī)機(jī)保護(hù)的算法法第六節(jié)距離離保護(hù)6－1工作原理距離保護(hù)是通通過(guò)測(cè)量被保保護(hù)線路始端端電壓和線路路電流的比值值而動(dòng)作的一一種保護(hù)。這個(gè)比值稱之之為測(cè)量阻抗抗。用來(lái)完成這一一測(cè)量任務(wù)的的元件叫阻抗抗繼電器。系統(tǒng)正常運(yùn)行行時(shí)，測(cè)量阻阻抗為負(fù)荷阻阻抗，其值甚甚大；當(dāng)系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)生了短路路時(shí)，測(cè)量阻阻抗等于測(cè)量量點(diǎn)到故障點(diǎn)點(diǎn)之間的線路路阻抗，其值值甚小。當(dāng)測(cè)測(cè)量阻抗小于于預(yù)先設(shè)定的的值－整定值值或者整定阻阻抗時(shí)，保護(hù)護(hù)動(dòng)作。由于阻抗反映映了距離，所所以被稱為距距離保護(hù)第六節(jié)距離離保護(hù)6－2時(shí)限特性距離保護(hù)的動(dòng)動(dòng)作時(shí)間與保保護(hù)至短路點(diǎn)之之間的距離關(guān)關(guān)系被稱為距離保保護(hù)的動(dòng)作時(shí)時(shí)限。一般地，距離離保護(hù)動(dòng)作時(shí)時(shí)限為階梯型三三段式動(dòng)作特特性：距距離保護(hù)護(hù)Ⅰ段——保護(hù)到線路80～85％全長(zhǎng)；距離保護(hù)Ⅱ段——保護(hù)到線路全長(zhǎng)；距離保護(hù)Ⅲ段——保護(hù)到相鄰線路全長(zhǎng)長(zhǎng)，作為遠(yuǎn)后后備保護(hù)第六節(jié)距離離保護(hù)6－3組成元件1.起動(dòng)元件發(fā)生故障瞬間間啟動(dòng)距離保保護(hù)，由過(guò)電電流、低阻抗抗繼電器組成成2.阻抗測(cè)量元件件測(cè)量保護(hù)到故故障點(diǎn)之間的的距離（ZⅠ,ZⅡ,ZⅢ）。一般地，ZⅠ,ZⅡ由方向阻抗繼繼電器擔(dān)任，，而ZⅢ由偏移特性阻抗抗繼電器擔(dān)任任。3.時(shí)間元件距離段為Ⅰ段瞬時(shí)動(dòng)作；Ⅱ段為延時(shí)動(dòng)作作，0.5秒；Ⅲ段和相鄰線路路段或段配合合，再高0.5秒4.出口執(zhí)行元件件——中間繼電器第六節(jié)距離離保護(hù)6－4阻抗繼電器的的動(dòng)作特性是距離保護(hù)的的核心元件。。用于測(cè)量保保護(hù)到故障點(diǎn)點(diǎn)至繼電器之之間的距離，，并與整定值值比較，給出出是否動(dòng)作跳跳閘的命令。。分為單相補(bǔ)償償式和多相補(bǔ)補(bǔ)償式兩種。。單相補(bǔ)償式是是指只加入一一個(gè)電壓和電電流；多相補(bǔ)補(bǔ)償式是指加加入繼電器的的電壓和電流流多于一個(gè)。。測(cè)量阻抗0.85倍的一次阻抗抗被稱為起動(dòng)動(dòng)阻抗；；而0.85倍的二次阻抗抗被稱為整定定阻抗第六節(jié)距離離保護(hù)Ⅰ段阻抗繼電器器的整定阻抗抗第六節(jié)節(jié)距距離離保護(hù)護(hù)Ⅰ段阻抗抗繼電電器的的動(dòng)作條條件測(cè)量阻阻抗是是一個(gè)個(gè)復(fù)數(shù)相相量，整定阻阻抗也也是一一個(gè)復(fù)數(shù)相相量。常常做做成簡(jiǎn)簡(jiǎn)單圖圖形：：全阻抗抗特性性圓1、方向阻阻抗圓圓2、偏移特特性阻阻抗圓圓3第六節(jié)節(jié)距距離保保護(hù)6－5阻抗繼繼電器器的構(gòu)構(gòu)成方方法全阻抗抗繼電電器復(fù)平面面特征征：以保護(hù)護(hù)安裝裝點(diǎn)為為圓心心，以以整定定阻抗抗為半半徑的的一個(gè)個(gè)圓，，圓內(nèi)內(nèi)為動(dòng)動(dòng)作區(qū)區(qū)，圓圓外為為不動(dòng)動(dòng)作區(qū)區(qū)特點(diǎn)：：無(wú)論阻阻抗角角大小小，起起動(dòng)阻阻抗都都等于于整定定值無(wú)方向向性第六節(jié)節(jié)距距離保保護(hù)全阻抗抗繼電電器比幅式式構(gòu)成成比相式式構(gòu)成成測(cè)量電電流在在某一一恒定定阻抗抗上的的電壓壓降落落小于于測(cè)量量電壓壓在圓周上上兩個(gè)個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)相量量相垂垂直，，90度在圓內(nèi)內(nèi)，兩兩者夾夾角大大于90度在圓外外，兩兩者夾夾角小小于90度第六節(jié)節(jié)距距離保保護(hù)方向阻阻抗繼繼電器器復(fù)平面面特征征：以整定定阻抗抗為直直徑，，并且且圓周周經(jīng)過(guò)過(guò)原點(diǎn)點(diǎn)的一一個(gè)圓圓，圓圓內(nèi)為為動(dòng)作作區(qū)，，圓外外為不不動(dòng)作作區(qū)特點(diǎn)：：阻抗角角大不不同，，起動(dòng)動(dòng)阻抗抗不同同。若若測(cè)量量阻抗抗的阻阻抗角角等于于整定定阻抗抗的阻阻抗角角時(shí)，，繼電電器的的起動(dòng)動(dòng)阻抗抗最大大，保保護(hù)最最靈敏敏。有方向向性第六節(jié)節(jié)距距離保保護(hù)方向阻阻抗繼繼電器器比幅式式構(gòu)成成比相相式式構(gòu)構(gòu)成成在圓周周上上兩兩個(gè)個(gè)復(fù)復(fù)數(shù)數(shù)相相量量相相垂垂直直，，90度在圓圓內(nèi)內(nèi)，，兩兩者者夾夾角角大大于于90度在圓圓外外，，兩兩者者夾夾角角小小于于90度第六六節(jié)節(jié)距距離離保保護(hù)護(hù)偏移移特特性性阻阻抗抗繼繼電電器器復(fù)平平面面特特征征：：當(dāng)正正方方向向的的動(dòng)動(dòng)作作特特性性為為而而反反方方向向偏偏移移一一個(gè)個(gè)直徑徑是是，，圓圓周周包包含含原原點(diǎn)點(diǎn)的的一一個(gè)個(gè)圓圓，，圓圓內(nèi)內(nèi)為為動(dòng)動(dòng)作作區(qū)區(qū)，，圓圓外外為為不不動(dòng)動(dòng)作作區(qū)區(qū)特點(diǎn)點(diǎn)：：對(duì)應(yīng)應(yīng)于于不不同同獲獲得得不不同同特特性性沒(méi)有有完完全全的的方方向向性性，，但但在在反反方方向向有有動(dòng)動(dòng)作作區(qū)區(qū)第六六節(jié)節(jié)距距離離保保護(hù)護(hù)偏移移特特性性阻阻抗抗繼繼電電器器比幅幅式式構(gòu)構(gòu)成成比相相式式構(gòu)構(gòu)成成在圓周周上上兩兩個(gè)個(gè)復(fù)復(fù)數(shù)數(shù)相相量量相相垂垂直直，，90度在圓圓內(nèi)內(nèi)，，兩兩者者夾夾角角大大于于90度在圓圓外外，，兩兩者者夾夾角角小小于于90度第三三章章微微機(jī)機(jī)保保護(hù)護(hù)的的算算法法第七七節(jié)節(jié)故故障障分分量量阻阻抗抗繼繼電電器器7－1工作原理理與動(dòng)作作方程目標(biāo)：構(gòu)構(gòu)造一個(gè)個(gè)繼電器器——反映故障障點(diǎn)到測(cè)測(cè)量點(diǎn)的的阻抗。。思路：利利用故障障分量的的電壓和和電流構(gòu)構(gòu)成；不不是直接接通過(guò)計(jì)計(jì)算阻抗抗，而是是通過(guò)測(cè)測(cè)量電壓壓或者計(jì)計(jì)算電壓壓構(gòu)成——類似于傳傳統(tǒng)阻抗抗繼電器器的比幅幅式或者者比相式式阻抗繼繼電器。。出發(fā)點(diǎn)：：疊加原原理第七節(jié)故故障分分量阻抗抗繼電器器設(shè)故障點(diǎn)點(diǎn)到測(cè)量量點(diǎn)的線路阻抗抗為Zk，該繼電器器的整定定阻抗為為Zzd，則繼電器器的動(dòng)作作條件為為繼電器保保護(hù)范圍圍末端的的電壓第七節(jié)故故障分分量阻抗抗繼電器器故障點(diǎn)K在保護(hù)范范圍內(nèi)在故障附附加網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中，電電源中性點(diǎn)電電位為零零。所以以，第七節(jié)故故障分分量阻抗抗繼電器器故障點(diǎn)K在保護(hù)范范圍外（（正向故故障）第七節(jié)故故障分分量阻抗抗繼電器器故障點(diǎn)K在保護(hù)范范圍外（（反向故故障）由于第七節(jié)故故障分分量阻抗抗繼電器器對(duì)應(yīng)于保保護(hù)區(qū)內(nèi)內(nèi)故障對(duì)應(yīng)于保保護(hù)區(qū)外外故障（（正反向向）所以故障障分量阻阻抗繼電電器的動(dòng)動(dòng)作方程程為第七節(jié)故故障分分量阻抗抗繼電器器故障點(diǎn)故故障分量量電壓的的計(jì)算（1）用短路路前保護(hù)護(hù)范圍末末端Y點(diǎn)電壓實(shí)實(shí)測(cè)值代代替；由于該電電壓是Y點(diǎn)在故障障前的電電壓，所所以稱為為記憶電壓壓采用該電電壓時(shí)，，對(duì)于故故障發(fā)生生在Y點(diǎn)時(shí)的情情況計(jì)算算是準(zhǔn)確確的。但但是對(duì)于于其它點(diǎn)點(diǎn)故障有有可能提提高或者者降低保保護(hù)動(dòng)作作的靈敏敏度。第七節(jié)故故障分分量阻抗抗繼電器器近似代替替的后果果分析Uk>Uy，有助于提提高靈敏敏度；Uk<Uy，降低了靈靈敏度。。第七節(jié)故故障分分量阻抗抗繼電器器故障點(diǎn)故故障分量量電壓的的計(jì)算（2）用短路路前保護(hù)護(hù)安裝處處的電壓壓實(shí)測(cè)值值代替；；（3）用額定定電壓代代替；第七節(jié)故故障分分量阻抗抗繼電器器故障分量量阻抗繼繼電器的的接線方方式相間故障障接地故障障第七節(jié)故故障分分量阻抗抗繼電器器7－2正向短路路動(dòng)作特特性分析析以單相接接地故障障為例，，考慮過(guò)過(guò)渡電阻阻影響第七節(jié)故故障分分量阻抗抗繼電器器其中在阻抗復(fù)復(fù)平面上上，它是是一個(gè)圓圓，圓心心－Zs，半徑lZs＋Zzdl，圓內(nèi)為動(dòng)動(dòng)作區(qū)。。相應(yīng)地地，相位位動(dòng)作特特性抗過(guò)渡電電阻能力力強(qiáng)；無(wú)無(wú)電壓死死區(qū)；電電流分配配系數(shù)為為常數(shù)第七節(jié)故故障分分量阻抗抗繼電器器7－3反向短路路動(dòng)作特特性分析析第七節(jié)故故障分分量阻抗抗繼電器器其中在阻抗復(fù)復(fù)平面上上，它是是一個(gè)圓圓，圓心心ZR，半徑lZR-Zzdl，圓內(nèi)為動(dòng)動(dòng)作區(qū)。。相應(yīng)地地，相位位動(dòng)作特特性因?yàn)闇y(cè)量量阻抗在在第三象象限，而而圓向第第一相像像上方拋拋出，不不會(huì)誤動(dòng)動(dòng)本講小結(jié)結(jié)介紹了距距離保護(hù)護(hù)的概念念介紹了全全阻抗繼繼電器方向阻抗抗繼電器器偏移特性性阻抗繼繼電器故障分量量阻抗繼繼電器抗過(guò)渡電電阻能力力強(qiáng)方向性好好與負(fù)荷無(wú)無(wú)關(guān)第三章微微機(jī)保保護(hù)的算算法第八節(jié)阻阻抗繼繼電器的的補(bǔ)償系系數(shù)與按按相補(bǔ)償償?shù)诎斯?jié)節(jié)阻阻抗繼繼電器器的補(bǔ)補(bǔ)償系系數(shù)與與按相相補(bǔ)償償三相短短路，，兩相相短路路，兩兩相接接地----接入故故障相相電壓壓和電電流單相接接地－－接入入故障障相電電壓和和電流流第八節(jié)節(jié)阻阻抗繼繼電器器的補(bǔ)補(bǔ)償系系數(shù)與與按相相補(bǔ)償償從推導(dǎo)導(dǎo)過(guò)程程可見見，系系數(shù)K是復(fù)數(shù)數(shù)，這這在傳傳統(tǒng)保保護(hù)中中是難難以實(shí)現(xiàn)的的。在在微機(jī)機(jī)保護(hù)護(hù)中，，可以以很容容易地地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。8－1補(bǔ)償系系數(shù)K的計(jì)算算容易實(shí)實(shí)現(xiàn)精精確計(jì)計(jì)算！！第八節(jié)節(jié)阻阻抗繼繼電器器的補(bǔ)補(bǔ)償系系數(shù)與與按相相補(bǔ)償償從推導(dǎo)導(dǎo)過(guò)程程可見見，系系數(shù)K是復(fù)數(shù)數(shù)，這這在傳傳統(tǒng)保保護(hù)中中是難難以實(shí)現(xiàn)的的。在在微機(jī)機(jī)保護(hù)護(hù)中，，可以以容易易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。8－2按相補(bǔ)補(bǔ)償方方法問(wèn)題的的提出出——非故障障相誤誤動(dòng)作作UB很小，，而I0很大，，所以以ZB很小，，非故故障相相誤動(dòng)動(dòng)作。。這在選選相重重合閘閘中是是不允允許的的！第八節(jié)節(jié)阻阻抗繼繼電器器的補(bǔ)補(bǔ)償系系數(shù)與與按相相補(bǔ)償償接地阻阻抗的的按相相補(bǔ)償償?shù)诎斯?jié)節(jié)阻阻抗繼繼電器器的補(bǔ)補(bǔ)償系系數(shù)與與按相相補(bǔ)償償非故障障阻抗抗特性性的影影響分分析（1）單相相接地地短路路單相接接地短短路發(fā)發(fā)生時(shí)時(shí)，保保護(hù)安安裝處處的