教學第三章-電網(wǎng)距離保護課件

第三章電網(wǎng)距離保護3.1距離保護的基本原理與構成3.1.1距離保護的概念概念：距離保護是利用短路時電壓、電流同時變化的特征，測量電壓與電流的比值（測量阻抗），反應故障點到保護安裝處的距離（線路阻抗）而工作的保護。故障時，電流增大，電壓降低，測量阻抗減少距離保護為反應測量阻抗減小而動作的欠量保護距離保護的類型：第三章電網(wǎng)距離保護3.1距離保護的基本原理與構成3.1.13.1.2幾個阻抗的定義1、測量阻抗Zm：保護安裝地點的測量電壓與流過保護的電流的比值；是變化量，隨著加入繼電器的電壓電流的變化而變化；（1）負荷阻抗ZL：正常運行條件下，額定電壓與負荷電流的比值；（2）短路阻抗Zd：發(fā)生故障時，保護安裝地點的殘壓與流過保護的短路電流的比值（線路阻抗）；2、整定阻抗Zset：保護安裝地點到保護范圍末端的線路阻抗；能使繼電器動作的最大阻抗。整定阻抗是一個定值，測量阻抗小于整定阻抗，阻抗繼電器就會動作。3.1.2幾個阻抗的定義1、測量阻抗Zm：（1）負荷阻抗Z23.1.3三相系統(tǒng)中測量電壓和測量電流的選?。ūＷo的接線方式）K—零序電流補償系數(shù)，要求：繼電器的測量阻抗正比于保護安裝地點到故障點之間的距離，且與故障類型無關。假設3.1.3三相系統(tǒng)中測量電壓和測量電流的選取（保護的接線方式33.1.3.1單相接地短路故障A相發(fā)生接地短路為零令上式可寫成

算出的測量阻抗能夠正確反應故障距離，從而可以實現(xiàn)對故障區(qū)段的比較和判斷。結論：接地短路距離保護采用具有零序電流補償?shù)南嚯娏飨嚯妷航泳€，可以正確反應各種接地故障時，從保護安裝地點到故障點的距離，測量阻抗與故障類型無關。3.1.3.1單相接地短路故障A相發(fā)生接地短路4

接線：正常運行方式下，，加入繼電器的電壓電流的夾角為三個繼電器的電壓和電流分別為：3.1.3.2相間故障

對兩相接地短路故障，兩相不接地短路，三相對稱短路，以B、C兩相為例：接線：3.1.3.2相間故障對兩相接5結論：相間短路距離保護采用接線，可以正確反應各種相間故障時，從保護安裝地點到故障點的距離，測量阻抗與故障類型無關。則：可以正確反應故障距離結論：則：可以正確反應故障距離63.1.5距離保護的構成1、啟動部分用來判斷系統(tǒng)是否發(fā)生故障2、測量部分距離保護的核心，判斷故障是否發(fā)生在保護區(qū)內(nèi)。3、振蕩閉鎖部分系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，保護可靠不動作。4、電壓回路斷線部分電壓回路斷線時，保護可靠不動作。5、配合邏輯部分實現(xiàn)距離保護各部分之間的邏輯配合。6、出口部分在保護動作時接通跳閘回路，發(fā)出相應的信號。3.1.5距離保護的構成1、啟動部分2、測量部分3、振蕩閉73.2阻抗繼電器及其動作特性3.2.1阻抗繼電器動作區(qū)域的概念（3）動作方程：阻抗繼電器的動作特性的數(shù)學方程的描述可以按照幅值比較方式構成動作方程可以按照相位比較方式構成動作方程（1）測量阻抗Zm，與整定阻抗Zset相比較，小于時，保護判斷為內(nèi)部故障的區(qū)域。（2）動作特性：阻抗繼電器動作區(qū)域的形狀，稱為動作特性。阻抗繼電器形式不同，動作區(qū)域也不相同，包括圓形、四邊形等重點介紹圓形特性的阻抗繼電器3.2阻抗繼電器及其動作特性3.2.1阻抗繼電器動作區(qū)域83.2.2圓特性阻抗繼電器3.2.2.1偏移圓特性阻抗繼電器

特性圓，圓心位于特性圓半徑為：

動作阻抗隨加入繼電器的電流和電壓的夾角的變化而變化，當夾角和正向整定阻抗的夾角相同時（最大靈敏角），阻抗繼電器的動作阻抗最大。偏移率，3.2.2圓特性阻抗繼電器特性圓，圓心位于特性圓半徑為：9偏移圓特性阻抗繼電器的特性方程

（1）幅值比較方式動作阻抗：使阻抗元件處于臨界動作狀態(tài)對應的阻抗，稱為動作阻抗。偏移圓特性阻抗繼電器的特性方程動作阻抗：使阻抗元件處于臨界動10

（2）相位比較方式（2）相位比較方式113.2.2.2方向圓特性阻抗繼電器動作特性：以為圓心；以為半徑；圓周過原點作特性圓特點：（1）具有明確的方向性；（2）保護出口處可能有死區(qū)；（3）在整定阻抗的方向上（最大靈敏角），動作阻抗等于整定阻抗，達到最大。3.2.2.2方向圓特性阻抗繼電器動作特性：特點：12

（1）幅值比較方式構成的特性方程

（2）相位比較方式構成的特性方程（1）幅值比較方式構成的特性方程（2）相位比較方式構133.2.2.3全阻抗圓特性阻抗繼電器動作特性：（1）以保護安裝地點為圓心，以整定阻抗為半徑，作特性圓（2）沒有方向性；（3）動作阻抗恒等于整定阻抗；3.2.2.3全阻抗圓特性阻抗繼電器動作特性：（2）沒有14

（1）幅值比較方式構成的特性方程

（2）相位比較方式構成的特性方程（1）幅值比較方式構成的特性方程（2）相位比較方式構153.2.2.4三種圓特性阻抗繼電器的比較

幅值比較方式構成的特性方程全阻抗繼電器：方向阻抗繼電器：偏移特性阻抗繼電器：通式：3.2.2.4三種圓特性阻抗繼電器的比較幅值比較方式16

相位比較方式構成的特性方程全阻抗繼電器：方向阻抗繼電器：偏移特性阻抗繼電器：通式：相位比較方式構成的特性方程全阻抗繼電器：方向阻抗繼電器173.3阻抗繼電器實現(xiàn)方法3.3.1絕對值比較原理的實現(xiàn)在該式兩端乘以測量電流：

幅值比較方式構成的特性方程通式：以方向阻抗繼電器為例，說明幅值比較的實現(xiàn)：：測量電壓：測量電流：整定阻抗：電壓形式的絕對值比較方程3.3阻抗繼電器實現(xiàn)方法3.3.1絕對值比較原理的實現(xiàn)在18在該式兩端乘以一個無量綱的系數(shù)Ku：令：則上式可寫成：該式可在模擬阻抗繼電器中實現(xiàn)在該式兩端乘以一個無量綱的系數(shù)Ku：令：則上式可寫成：該式可19比較電壓在模擬阻抗繼電器中實現(xiàn)TV：電壓互感器；T：電壓變換器；

Ku：電壓變換器的變換系數(shù)，沒有量綱UR：電抗互感器，輸入來自電流互感器；KI：電抗互感器的變換系數(shù)有量綱比較電壓在模擬阻抗繼電器中實現(xiàn)TV：電壓互感器；UR：電抗互203.3.2相位比較原理的實現(xiàn)在該式兩端乘以測量電流：

相位比較方式構成的特性方程通式：：電壓形式的相位比較方程以方向阻抗繼電器為例，說明相位比較的實現(xiàn)：令：即：3.3.2相位比較原理的實現(xiàn)在該式兩端乘以測量電流：21第三章-電網(wǎng)距離保護課件223.3.3模擬阻抗繼電器的精確工作電流P97已知：電抗變換器的變換系數(shù)KI受電抗變換器的飽和程度的影響即：電抗變換器的輸入電流較小和較大的時候KI都將變小，只有在一個適當?shù)姆秶鷥?nèi)時，才可以看作是一個常數(shù)。阻抗繼電器的動作阻抗也將發(fā)生變化：3.3.3模擬阻抗繼電器的精確工作電流P97已知：電抗變23精工電流：啟動阻抗等于0.9倍的整定阻抗時，所對應的阻抗繼電器的工作電流，為最小精確工作電流和最大精確工作電流最小精確工作電流的校驗：

流入繼電器

最小電流應是最小精確工作電流的1.5~2倍精工電流：最小精確工作電流的校驗：24第三章-電網(wǎng)距離保護課件25第三章-電網(wǎng)距離保護課件26第三章電網(wǎng)距離保護3.1距離保護的基本原理與構成3.1.1距離保護的概念概念：距離保護是利用短路時電壓、電流同時變化的特征，測量電壓與電流的比值（測量阻抗），反應故障點到保護安裝處的距離（線路阻抗）而工作的保護。故障時，電流增大，電壓降低，測量阻抗減少距離保護為反應測量阻抗減小而動作的欠量保護距離保護的類型：第三章電網(wǎng)距離保護3.1距離保護的基本原理與構成3.1.273.1.2幾個阻抗的定義1、測量阻抗Zm：保護安裝地點的測量電壓與流過保護的電流的比值；是變化量，隨著加入繼電器的電壓電流的變化而變化；（1）負荷阻抗ZL：正常運行條件下，額定電壓與負荷電流的比值；（2）短路阻抗Zd：發(fā)生故障時，保護安裝地點的殘壓與流過保護的短路電流的比值（線路阻抗）；2、整定阻抗Zset：保護安裝地點到保護范圍末端的線路阻抗；能使繼電器動作的最大阻抗。整定阻抗是一個定值，測量阻抗小于整定阻抗，阻抗繼電器就會動作。3.1.2幾個阻抗的定義1、測量阻抗Zm：（1）負荷阻抗Z283.1.3三相系統(tǒng)中測量電壓和測量電流的選取（保護的接線方式）K—零序電流補償系數(shù)，要求：繼電器的測量阻抗正比于保護安裝地點到故障點之間的距離，且與故障類型無關。假設3.1.3三相系統(tǒng)中測量電壓和測量電流的選取（保護的接線方式293.1.3.1單相接地短路故障A相發(fā)生接地短路為零令上式可寫成

算出的測量阻抗能夠正確反應故障距離，從而可以實現(xiàn)對故障區(qū)段的比較和判斷。結論：接地短路距離保護采用具有零序電流補償?shù)南嚯娏飨嚯妷航泳€，可以正確反應各種接地故障時，從保護安裝地點到故障點的距離，測量阻抗與故障類型無關。3.1.3.1單相接地短路故障A相發(fā)生接地短路30

接線：正常運行方式下，，加入繼電器的電壓電流的夾角為三個繼電器的電壓和電流分別為：3.1.3.2相間故障

對兩相接地短路故障，兩相不接地短路，三相對稱短路，以B、C兩相為例：接線：3.1.3.2相間故障對兩相接31結論：相間短路距離保護采用接線，可以正確反應各種相間故障時，從保護安裝地點到故障點的距離，測量阻抗與故障類型無關。則：可以正確反應故障距離結論：則：可以正確反應故障距離323.1.5距離保護的構成1、啟動部分用來判斷系統(tǒng)是否發(fā)生故障2、測量部分距離保護的核心，判斷故障是否發(fā)生在保護區(qū)內(nèi)。3、振蕩閉鎖部分系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，保護可靠不動作。4、電壓回路斷線部分電壓回路斷線時，保護可靠不動作。5、配合邏輯部分實現(xiàn)距離保護各部分之間的邏輯配合。6、出口部分在保護動作時接通跳閘回路，發(fā)出相應的信號。3.1.5距離保護的構成1、啟動部分2、測量部分3、振蕩閉333.2阻抗繼電器及其動作特性3.2.1阻抗繼電器動作區(qū)域的概念（3）動作方程：阻抗繼電器的動作特性的數(shù)學方程的描述可以按照幅值比較方式構成動作方程可以按照相位比較方式構成動作方程（1）測量阻抗Zm，與整定阻抗Zset相比較，小于時，保護判斷為內(nèi)部故障的區(qū)域。（2）動作特性：阻抗繼電器動作區(qū)域的形狀，稱為動作特性。阻抗繼電器形式不同，動作區(qū)域也不相同，包括圓形、四邊形等重點介紹圓形特性的阻抗繼電器3.2阻抗繼電器及其動作特性3.2.1阻抗繼電器動作區(qū)域343.2.2圓特性阻抗繼電器3.2.2.1偏移圓特性阻抗繼電器

特性圓，圓心位于特性圓半徑為：

動作阻抗隨加入繼電器的電流和電壓的夾角的變化而變化，當夾角和正向整定阻抗的夾角相同時（最大靈敏角），阻抗繼電器的動作阻抗最大。偏移率，3.2.2圓特性阻抗繼電器特性圓，圓心位于特性圓半徑為：35偏移圓特性阻抗繼電器的特性方程

（1）幅值比較方式動作阻抗：使阻抗元件處于臨界動作狀態(tài)對應的阻抗，稱為動作阻抗。偏移圓特性阻抗繼電器的特性方程動作阻抗：使阻抗元件處于臨界動36

（2）相位比較方式（2）相位比較方式373.2.2.2方向圓特性阻抗繼電器動作特性：以為圓心；以為半徑；圓周過原點作特性圓特點：（1）具有明確的方向性；（2）保護出口處可能有死區(qū)；（3）在整定阻抗的方向上（最大靈敏角），動作阻抗等于整定阻抗，達到最大。3.2.2.2方向圓特性阻抗繼電器動作特性：特點：38

（1）幅值比較方式構成的特性方程

（2）相位比較方式構成的特性方程（1）幅值比較方式構成的特性方程（2）相位比較方式構393.2.2.3全阻抗圓特性阻抗繼電器動作特性：（1）以保護安裝地點為圓心，以整定阻抗為半徑，作特性圓（2）沒有方向性；（3）動作阻抗恒等于整定阻抗；3.2.2.3全阻抗圓特性阻抗繼電器動作特性：（2）沒有40

（1）幅值比較方式構成的特性方程

（2）相位比較方式構成的特性方程（1）幅值比較方式構成的特性方程（2）相位比較方式構413.2.2.4三種圓特性阻抗繼電器的比較

幅值比較方式構成的特性方程全阻抗繼電器：方向阻抗繼電器：偏移特性阻抗繼電器：通式：3.2.2.4三種圓特性阻抗繼電器的比較幅值比較方式42

相位比較方式構成的特性方程全阻抗繼電器：方向阻抗繼電器：偏移特性阻抗繼電器：通式：相位比較方式構成的特性方程全阻抗繼電器：方向阻抗繼電器433.3阻抗繼電器實現(xiàn)方法3.3.1絕對值比較原理的實現(xiàn)在該式兩端乘以測量電流：

幅值比較方式構成的特性方程通式：以方向阻抗繼電器為例，說明幅值比較的實現(xiàn)：：測量電壓：測量電流：整定阻抗：電壓形式的絕對值比較方程3.3阻抗繼電器實現(xiàn)方法3.3.1絕對值比較原理的實現(xiàn)在44在該式兩端乘以一個無量綱的系數(shù)Ku：令：則上式可寫成：該式可