距離保護(hù)的基本原理與構(gòu)成解析課件

3電網(wǎng)的距離保護(hù)——距離保護(hù)的基本原理與構(gòu)成——阻抗繼電器的動(dòng)作特性——阻抗繼電器的實(shí)現(xiàn)方法——距離保護(hù)的整定計(jì)算——距離保護(hù)的振蕩閉鎖——故障類型判別和故障選相——工頻分量的距離保護(hù)3電網(wǎng)的距離保護(hù)——距離保護(hù)的基本原理與構(gòu)成13.1距離保護(hù)的基本原理與構(gòu)成——距離保護(hù)的概念——測(cè)量阻抗與故障距離的關(guān)系——三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選取——距離保護(hù)的延時(shí)特性——距離保護(hù)的構(gòu)成3.1距離保護(hù)的基本原理與構(gòu)成——距離保護(hù)的概念23.1.1距離保護(hù)的概念

電壓、電流保護(hù)主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠，主要用于35kV及以下電網(wǎng)中。缺點(diǎn)是受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響大，難以滿足更高等級(jí)的復(fù)雜電網(wǎng)的要求。因此需要采用更完善的繼電保護(hù)裝置，距離保護(hù)就是其中一種。距離保護(hù)是利用短路發(fā)生時(shí)電壓、電流同時(shí)變化的特征，測(cè)量電壓和電流的比值，該比值反應(yīng)了故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，如果短路點(diǎn)距離小于整定值，則保護(hù)動(dòng)作。3.1.1距離保護(hù)的概念電壓、電流保護(hù)主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、經(jīng)3××12k1k2距離保護(hù)的整定值：k1點(diǎn)短路時(shí)：<，保護(hù)1動(dòng)作。k2點(diǎn)短路時(shí)：>，保護(hù)1不動(dòng)作。k3點(diǎn)短路時(shí)：為區(qū)外故障，保護(hù)1不動(dòng)作。?如何測(cè)量故障點(diǎn)距離？××12k1k2距離保護(hù)的整定值：k1點(diǎn)短路時(shí)：<，保護(hù)43.1.2測(cè)量阻抗及其與故障距離的關(guān)系1.測(cè)量阻抗

測(cè)量阻抗（MeasuringImpedance)用來(lái)表示，定義為保護(hù)安裝處的電壓和電流之比，即：測(cè)量電阻測(cè)量電抗幅值阻抗角3.1.2測(cè)量阻抗及其與故障距離的關(guān)系1.測(cè)量阻抗測(cè)量電阻5×1LDk輸電線路單位長(zhǎng)度的阻抗。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，近似為額定電壓，為負(fù)荷電流，此時(shí)電壓和電流的比值就是負(fù)荷阻抗。負(fù)荷阻抗的功率因素一般不低于0.9，所以的幅值較大，阻抗角較小（一般不大于25.8°）。當(dāng)出現(xiàn)短路時(shí)，減小，增大。此時(shí)電壓和電流的比值為保護(hù)安裝處到短路點(diǎn)的輸電線路的阻抗。因?yàn)檩旊娋€路的電抗參數(shù)一般遠(yuǎn)大于其電阻參數(shù)，所以此時(shí)的幅值較正常負(fù)荷為小，且阻抗角較大。此時(shí)：×1LDk輸電線路單位長(zhǎng)度的阻抗。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，6因?yàn)闇y(cè)量阻抗和整定阻抗均和輸電線路的長(zhǎng)度成正比，因此，判斷故障距離是否小于整定距離，可以通過(guò)判斷測(cè)量阻抗是否小于整定阻抗來(lái)實(shí)現(xiàn)?！痢?2k1k2因?yàn)闇y(cè)量阻抗和整定阻抗均和輸電線路73.1.3三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選擇單相系統(tǒng)的測(cè)量電壓和測(cè)量電流在單相系統(tǒng)中，測(cè)量電壓選擇保護(hù)安裝處的電壓，測(cè)量電流取被保護(hù)元件中的電流，發(fā)生金屬性短路時(shí)，有：當(dāng)測(cè)量電壓和測(cè)量電流滿足類似上述正比關(guān)系時(shí)，才可以通過(guò)測(cè)量阻抗來(lái)反映故障距離。3.1.3三相系統(tǒng)中測(cè)量電壓和測(cè)量電流的選擇單相系統(tǒng)的測(cè)量8三相系統(tǒng)的電壓和電流關(guān)系在三相系統(tǒng)的情況下，可能發(fā)生不同類型的故障。在各種不對(duì)稱短路時(shí)，故障相和非故障相的電壓和電流的關(guān)系是不一樣的，所以首先利用對(duì)稱分量法討論出現(xiàn)故障時(shí)三相的電壓和電流關(guān)系，再單獨(dú)討論每一種短路類型下電壓電流的選擇方法。三相系統(tǒng)的電壓和電流關(guān)系9××12M同理：

零序電流補(bǔ)償系數(shù)××12M同理：零序電流補(bǔ)償系數(shù)101.單相接地短路設(shè)A相接地短路，則。此時(shí)，A相的方程變?yōu)椋喝羧tA相的方程可寫為：這說(shuō)明A相可通過(guò)測(cè)量阻抗判斷故障范圍。1.單相接地短路11對(duì)非故障相(B相和C相)而言不等于0，所以公式無(wú)法寫成正比形式，即無(wú)法通過(guò)測(cè)量電壓和電流的比值來(lái)判斷故障距離。實(shí)際中，非故障相的電壓和電流接近正常工作時(shí)的情況，所以其測(cè)量電壓和電流的比值應(yīng)接近正常負(fù)荷，一般大于距離保護(hù)的整定值，保護(hù)裝置一般都不會(huì)動(dòng)作。對(duì)非故障相(B相和C相)而言不等于0，所以公式無(wú)法寫成正比形122.兩相接地短路設(shè)B、C兩相接地短路，則，對(duì)B、C兩相有：?。簞tB、C相測(cè)量電壓和電流的關(guān)系可寫為：說(shuō)明故障相的測(cè)量電壓和電流的比值能夠反映故障距離。2.兩相接地短路說(shuō)明故障相的測(cè)量電壓和電流13對(duì)非故障相A相而言：所以無(wú)法寫成正比形式，故而A相的測(cè)量電壓和電流無(wú)法反映故障的距離。實(shí)際中，A相的電壓和電流都接近正常工作時(shí)的情況，所以由算出的距離一般都大于距離保護(hù)的整定值，保護(hù)不會(huì)動(dòng)作。對(duì)非故障相A相而言：14對(duì)B、C兩相接地短路，還有另一種選擇測(cè)量電壓和電流的方法，即將B、C兩相的方程相減，有說(shuō)明故障相的測(cè)量電壓之差和測(cè)量電流之差的比值也能夠反映故障距離。對(duì)B、C兩相接地短路，還有另一種選擇測(cè)量電壓和電流的方法，即15對(duì)于兩相接地短路故障，距離保護(hù)的輸入信號(hào)（測(cè)量電壓和測(cè)量電流）可以有兩種選擇：（1）任一故障相的電壓和電流；（2）故障兩相的電壓差和電流差。對(duì)于兩相接地短路故障，距離保護(hù)的輸入信號(hào)（測(cè)量電壓和163.兩相不接地短路設(shè)B、C兩相短路，則，對(duì)B、C兩相有：將B、C的方程相減，有：?jiǎn)为?dú)取一相的電壓電流相除無(wú)法反映故障距離。兩相不接地短路時(shí)只能用電壓/電流的差值作為測(cè)量值。3.兩相不接地短路單獨(dú)取一相的電壓電流相除兩相不接地短路時(shí)174.三相對(duì)稱短路三相對(duì)稱短路時(shí)，由于故障點(diǎn)處的各相電壓相等，且三相對(duì)稱時(shí)都等于零，即所以此時(shí)三相的方程變?yōu)椋嚎梢?，無(wú)論是任取一相的電壓、電流相除還是取任意兩相之間的電壓、電流之差相除，均可算出故障距離。4.三相對(duì)稱短路可見，無(wú)論是任取一相的電壓、電流相185.故障環(huán)路和測(cè)量電壓/電流的選擇故障環(huán)路——故障電流可以流通的通路稱為故障環(huán)路。用故障環(huán)路上的電壓作為測(cè)量電壓，環(huán)路中流通的電流作為測(cè)量電流，它們之間的關(guān)系滿足：由此計(jì)算出的測(cè)量阻抗，能夠正確反映保護(hù)安裝處到故障點(diǎn)的距離。5.故障環(huán)路和測(cè)量電壓/電流的選擇故障環(huán)路——故障電流可以流19ABCABCABCABC或故障環(huán)路：ABCABCABCABC或故障環(huán)路：205.測(cè)量電壓和電流的選擇方法距離保護(hù)裝置應(yīng)取故障環(huán)路上的電壓、電流來(lái)計(jì)算故障距離，非故障環(huán)路的電壓、電流計(jì)算出的距離一般都大于保護(hù)裝置的整定距離。（1）接地距離保護(hù)：測(cè)量電壓取保護(hù)安裝處故障相的對(duì)地電壓，測(cè)量電流為帶零序電流補(bǔ)償?shù)墓收舷嚯娏?。?）相間距離保護(hù)：測(cè)量電壓取保護(hù)安裝處兩故障相的電壓差，測(cè)量電流為兩故障相的電流差。5.測(cè)量電壓和電流的選擇方法213.1.4距離保護(hù)的延時(shí)特性距離I段保護(hù)：和電流速斷保護(hù)類似距離II段保護(hù)：和限時(shí)電流速斷保護(hù)類似距離III段保護(hù)：和過(guò)電流保護(hù)類似3.1.4距離保護(hù)的延時(shí)特性距離I段保護(hù)：和電流速斷保223.1.5距離保護(hù)的構(gòu)成距離保護(hù)裝置啟動(dòng)部分：判別電力系統(tǒng)是否發(fā)生故障；測(cè)量部分：(核