继电保护讲解第三章距离保护课件

电力系统继电保护原理,西南交通大学电气工程学院,第三章 电网的距离保护 31 距离保护概述,因此，电压、电流保护作为主保护一般只适应于35kV及以下电压等级电网；对于110kV及以上电压等级的复杂电网，线路保护常采用距离保护。,距离保护的基本概念,高压长距离重负荷输电线路，负荷电流大， 线路末端短路时，短路电流的数值和负荷电流 相差不大，故电流保护不能满足灵敏度的要求； 而电流速断保护受电网运行方式的影响，保护 范围不稳定，甚至无保护范围。,距离保护是反应保护安装处至故障点的距离（阻抗 大小）而确定动作时限的一种保护装置。 又称阻抗保护,距离保护的工作原理,A,B,C,Z,正常情况下： 测量阻抗,d,故障时： 测量阻抗,1,2,3,4,图31 距离保护接线原理图,距离保护的实质是用测量阻抗 与被保护线路的 整定阻抗 比较。 当短路点在保护范围以外时，即 时， 继电器不动作； 当短路点在保护范围以内时，即 时， 继电器动作。,图31 距离保护接线原理图,Z,1,2,3,4,使距离保护装置刚能动作的最大测量阻抗。,三个重要的基本概念,整定阻抗Zset：,测量阻抗Zk：,加入继电器的电压、电流的比值。,起动阻抗Zact,指编制整定方案时，根据保护范围给出的阻抗。发生短路时，当测量阻抗等于或小于整定阻抗时继电器动作。,距离保护分为三段式：,段：Zset.3=(0.80.85)ZAB 瞬时动作,段：Zset.3=Krel(ZAB+KbraZact.2),段：躲最小负荷阻抗，阶梯时限特性 后备保护,主保护,距离保护的时限特性,图32 单侧电源网络接线,距离保护的时限特性,距离保护的动作时间 t 与保护安装处到故障点的距离 l 之间的关系称为距离保护的时限特性,= t2t,= t”2t,距离保护的组成,起动元件,距离元件,时间元件,起动,Z,Z,Z,t,t,1,&,出口,跳闸,起动元件故障瞬间起动整套保护装置,根据被保护线路 的不同，可选用过电流继电器、低阻抗继电 器或反映负序和零序电流的继电器。,距离元件测量短路点到保护安装处的距离（即测量阻抗 ），一般采用阻抗继电器。,时间元件按照故障点到保护安装处的远近，根据预定的 时间特性确定动作的时限，以保证动作的选择 性，一般采用时间继电器。,图33 三段式距离保护的组成元件和逻辑框图,32 阻抗继电器,多相补偿式阻抗继电器则是一种多相式继电器，加入继电器的是几个相的补偿后电压，它的主要优点是可反映不同相别组合的相间或接地短路，但由于加入继电器的不是单一的电压和电流，因此就不能利用测量阻抗的概念来分析它的特性，而必须结合给定的系统、给定的短路点和给定的故障类型对其动作特性进行具体的分析。,下面我们将主要讨论单相式阻抗继电器。,构成阻抗继电器的基本原则,K,ZBC,其中：k 线路阻抗角 整定阻抗角 ZK 测量阻抗,反方向发生短路时： Zk在第三象限,正方向发生短路时： Zk在第一象限,d, 阻抗继电器的动作特性部分不 应是一条直线，而应是包含该 线段在内的某些简单图形。,1）线路参数是分 布，差异; 2) TA,TV 有误差; 3）故障点过渡电阻; 4）分布电容等; 所以Zk会超越阴影 区。因此为了尽 量简化继电器接线 ，且便于制造和 调试，把继电器 的动作特性扩大 为一个圆或四边 形等。,由于：,具有圆及直线动作特性的阻抗继电器,单相式阻抗继电器的构成方式有两种：对电 气量的幅值进行比较（比幅式阻抗继电器）和 对电气量的相位进行比较（比相式阻抗继电器）,特性分析及电压形成回路,1、全阻抗继电器,（1）幅值比较,图35 全阻抗继电器的动作特性,动作与边界条件：,（2）相位比较,R,jX,o,R,jX,o,Zset,R,jX,o,Zset,ZK,Zset+ZK,ZKZset,ZK,ZK Zset,Zset+ZK,ZK,Zset+ZK,ZK Zset,图36 相位比较方式分析全阻抗继电器的动作特性,（a）测量阻抗在圆上 （b）测量阻抗在圆内 （c）测量阻抗在圆外,动作与边界条件,（a）,（b）,（c）,（3）全阻抗继电器幅值比 较电压形成回路,（4）全阻抗继电器相位比 较电压形成回路,图37 全阻抗继电器的幅值比较 电压形成回路,（5）幅值比较与相位比较之间的关系,图39 相位比较与幅值比较之间的关系,Zk+Zset,Zk-Zset,(1) 当 时, =90, 继电器刚好起动;,(2) 当 时, 90, 继电器能够起动;,(3) 当 时, 90, 继电器不能起动;,结论:幅值比较原理与相位比较原理具有互换性,2、方向阻抗继电器,（1）幅值比较,动作与边界条件：,图310 方向阻抗继电器的动作特性,R,jX,o,Zset,ZK,（2）相位比较,动作与边界条件：,或,（a）幅值比较的分析,（3）方向阻抗继电器幅值 比较电压形成回路,（4）方向阻抗继电器相位 比较电压形成回路,极化电压,补偿电压,3、偏移特性阻抗继电器,（1）幅值比较,动作与边界条件：,Zset,Zk,图313 偏移特性阻抗继电 器的动作特性,o,ZkZoo,（2）相位比较,动作与边界条件：,ZKZset,ZK+Zset,4、直线特性阻抗继电器,（1）幅值比较,动作与边界条件：,o,Zk,Zset,2Zset,（2）相位比较,动作与边界条件：,图315 偏移特性阻抗继电器的相位比较分析,（a）幅值比较的分析,（b）相位比较的分析,o,Zk,2Zset,做为直线型阻抗继电器的特例，下面我们将介绍功率方向继电器。,功率方向继电器,动作与边界条件：,（2）相位比较,动作与边界条件：,（1）幅值比较,图316 功率方向继电器的动作特性分析,（a）幅值比较的分析,比较其幅值的两个电压,比较其相位的两个电压,所需电压,继电器特性,全阻抗继电器,偏移阻抗继电器,方向阻抗继电器,功率方向继电器,直线特性继电器,电抗继电器,起动条件,各种阻抗继电器的构成方式及结果,5、继电器的极化电压 和补偿电压,当发生金属性短路时，设压互和流互的变比为1， 则：,结论：补偿电压相位的变化实质上 反映了测量阻抗Zk和整定阻 抗Zset的比较。而阻抗继电 正是反应于这个电压相位的 变化而动作的。因此任何 特性的阻抗继电器中均包 含有补偿电压。,而极化电压是判别补偿电压 相位变化的电压基准，当两 者的电压相位差在一定范围 时继电器动作,而相位差达到 180时最灵敏。,阻抗继电器的比较回路,具有圆或直线特性阻抗继电器可以用比较两个 电气量的幅值或相位的方法构成，每个电气量的组 成部分是由阻抗继电器的特性决定的。因此，所有 继电器都可看成是由下图所示两个基本部分组成。,执行,（输出）,图317 阻抗继电器的构成原理方框图,（a）幅值比较的分析,（b）相位比较的分析,幅值比较回路,1、极化继电器的工作原理,图318 右侧磁极磁力较强的极化继电器,1工作线圈 4触点 2永久磁铁 5铁心 3可动舌片,正常时:,可动舌片被吸到右侧；,若1 2,舌片被吸向左，动作；,若1 2,舌片被吸向右，返回；,极化继电器的动作具有方向性,通入如图所示的工作电流IJ1，,2、均压式幅值比较回路,K,Ua,Ub,R1,R2,Uab,a*,b,图319 均压式幅值比较回路原理接线,将 整流后接于电阻R1，R1两端电压为Ua， 整流后接于电阻R2，R2两端电压为Ub。作为执行元件的极化继电器K接于两电压之差上，反应于Ua-Ub=Uab而动，也即：反应于 而动作 。,3、环流幅值比较回路,将 整流后接于电阻R1，流R1的电流为Ia， 整流后接于电阻R2，流过R2的电流为Ib。作为执行元件的极化继电器K接于两电压之差上，反应于Ia-Ib而动，也即：反应于 而动作 。 。,图320 环形式幅值比较回路原理接线,R1,R2,K,Ia-Ib,*,相位比较回路,1、测量时瞬时值为一正一负的异或门比相回路,图中为正负半周比相或门输出 为正负半周比相与门输出,该比相回路适用于继电器动作方程为：,方 波,方 波,1,5 0,0 20,3,4,5,6,7,8,9,10,ms,ms,0 10,ms,12 0,ms,t(),10,20,30,t(ms),t(ms),t(ms),t(ms),t(ms),t(ms),t(ms),5,15,25,35,5,10,15,20,25,30,35,5,15,25,35,5,5,U3,U4,U5,U6,U9,U10,U11,t(),10,20,30,t(ms),t(ms),t(ms),t(ms),t(ms),t(ms),t(ms),10,20,30,35,10,20,30,5,15,25,5,5,U3,U4,U5,U6,U9,U10,U11,10,20,30,11,动作,具有四边型特性的阻抗继电器,四边形阻抗继电器的动作特性在复平面上是各种形状的四边形，四边形以内为继电器的动作区，四边形以外为非动作区。,由于圆特性阻抗继电器存在以下两个缺点：,受短路点过渡电阻的影响较大； 长距离重负荷线路时,躲负荷阻抗的能力差。,因此推出四边形阻抗继电器。,33 阻抗继电器的接线方式,对接线方式的基本要求,继电器的测量阻抗应正比于短路点到保护安装的 距离； 继电器的测量阻抗应与故障类型无关，也即保护 范围稳定。,常用的接线方式有0接线，30接线，30接线 及相电压和具有 补偿的相电流接线。,设负荷的功率因数(cos)为1时，,若 与 同相位，称 0接线；,若 超前 30时，称 30接线，以此类推。,阻抗继电器采用不同接线方式时，接入的电压和电流关系,K1,K2,继电器,接线方式,0接线,30接线,30接线,相电压和具有 K3I0补偿的相电流接线,K3,相间短路阻抗继电器的0接线,假设：电压互感器和电流互感器的变比为1,三相短路,设：线路每千米的正序阻抗为 Z1，,图322 三相短路时测量阻抗分析,结论：在三相短路时，Zk1，Zk2，Zk3的测量阻抗均等于短路点到保护安装处点的线路正序阻抗，三继电器均能动作。,K (3),以K1为例进行分析：,两相短路,图323 A、B 两相短路时 测量阻抗分析,结论：接于故障环路的阻抗继电器可以正确反映保护安装处到故障点之间的线路正序阻抗。其余两只阻抗继电器的测量阻抗很大，不会动作。因此要用三个阻抗继电器并分别接于不同相间。,中性点直接接地网中的两相接地短路,图323 A、B 两相接地短路 时测量阻抗分析,则：保护安装处故障相电压分别为：,结论：接于故障环路的阻抗继电器可以正确反映保护安装处到故障点之间的线路正序阻抗。其余两只阻抗继电器的测量阻抗很大，不会动作。因此要用三个阻抗继电器并分别接于不同相间。,=0,接地短路阻抗继电器的接线方式,在大电流接地系统中，零序电流保护不能满足要求时，一般采用接地距离保护。,我们以单相接地故障为例进行分析, 其特征为故障相电压降低，电流增大，而任何相间电压都很高。因此将故障相的电压和电流加入到继电器中。,对A相阻抗继电器，接入继电器的电压为 ：,接地短路阻抗继电器的接线方式,-接入继电器的电压,-接入继电器的电流,结论：这种接线方式能正确发应单相接地短路，为了反 应任一相的单相接地短路，接地距离保护也必须 接入三个阻抗继电器。同时，这种接线方式也能 反应于两相接地短路和三相短路而动作。,K,电力系统继电保护原理,西南交通大学电气工程学院,34 方向阻抗继电器的接线和特性分析,方向阻抗继电器的死区及消除死区的方法,当在保护安装地点正方向出口处发生相间短路时,故障环路的故障电压将降低为零,此时任何具有方向性的阻抗继电器将因加入的电压为零而不动作,从而出现保护装置的死区。,为减少和消除死区，可采用以下方法：,记忆回路,高Q值50Hz带通有源滤波器,引入非故障相电压,装设辅助保护（主要为电流速断保护）,产生死区的原因,1、幅值比较,而实际上，继电器的执行元件动作需要一定的功率，所以继电器不动。,2、相位比较,因为 =0，无法比相，所以继电器不动。,1、记忆回路 它是由一个R，L，C组成的工频串联谐振电路。,因为L=1/ c，电路呈纯阻性，所以当出口短路时，Uk=0。借助谐振，Up在一定时间内逐渐衰减，其相位保持原先的相位不变。这就相当于把原先的电压记忆下来，故称为“记忆回路”。,2、高Q值50Hz带通有源滤波器,利用滤波器响应特性的时间延时（Q值越大，延时时间越长），起到上述“记忆回路”的作用。,up u p,0,t,建立,稳定,消失,图326 用带通有源滤波器消除死区电压,3、引入非故障相电压,jXL,-jXC,R (1K),Rs ( 30K82K),正常运行时， 较大，RS又很大。 主要由 产生，第三相电压基本上不起作用。 当AB相间短路时， =0，记忆回路发挥作用。但 将逐渐衰减到零，此时第三相电压的作用将表现出来。,图326（a）引入非故障相电压 消除死区电压,因为,，所以 与 同相位。,结论：所以出口两相短路时，因为第三相电压而产生的 可保证继电器的方向性。 但三相短路时，无第三相电压，故不能消除出口三相短路的死区。,IR,微机保护中，可用故障前电压与故障电流比相来实现。, 极化回路记忆作用对继电器动作特性的影响,当不采用极化回路时,方向阻抗继电器的动作方程为：,当采用极化回路时,短路瞬间方向阻抗继电器的动作方程为：,短路前瞬间负荷状态下母线电压。,此时，不能简单的用测量阻抗 来表示，而必须结合具体系统的接线参数和短路点的位置进行分析。,保护正方向短路时,设变压器变比nTA=nTV=1,则：,ZK=Zd+Rt,继电器动作的条件为：,保护正方向短路时,若短路前为空载状态，则：,继电器在短路瞬间的动作条件为：,-ZS,-Zset,90,Z,K,0,图328 完全记忆作用下正方向 短路时，继电器的动作 特性,保护反方向短路时,保护反方向短路时,当采用极化回路时,短路瞬间方向阻抗继电器的动作方程为：,继电器反方向短路的动作条件为：,假定短路前为空载，则继电器在t=0秒时的动作条件为：,保护反方向短路时,假定短路前为空载，则继电器在t=0秒时的动作条件为：,ZS,ZK,Zset,ZK-Zset,ZK-ZS,R,jX,图329 完全记忆作用下保护反方向短路时，继电器的动作特性,反方向短路时的动态过程中，继电器具有明显的方向性。,结论：,电力系统继电保护原理,西南交通大学电气工程学院,35 阻抗继电器的精确工作电流,阻抗继电器器利用测量阻抗ZK来反映故障点的位置，即用 与 的比值，其动作特性Zact在理想情况下为常数，与测量电流 无关。,例：全阻抗继电器（整流型）其动作特性为：,理想临界动作条件为：,而实际上执行元件需要动作功率的，即实际临界 动作条件为：,其中：,为继电器的实际动作阻抗,由此绘出 的关系曲线,图330 方向阻抗继电器的 曲线,图330 方向阻抗继电器的 曲线,由此可见，加入继电器的电流较小时，继电器的起动阻抗将下降，即：实际保护范围缩短。这将影响到它与相邻线路的配合，甚至引起非选择性动作。,每个阻抗继电器都有其 动作曲线，为了将动作阻抗和整定阻抗的差距限制在一定的范围内规定了精工电流Ipw的概念。,精确工作电流即：阻抗继电器的动作阻抗与整定阻抗的差距在 10时，加入阻抗继电器的电流。记做Ipw,电力系统继电保护原理,西南交通大学电气工程学院,36 影响阻抗继电器正确工作的因素 及防止方法,阻抗继电器的测量阻抗受很多因素的影响：,短路点过渡电阻, 电力系统振荡, 保护安装处与故障点之间的分支电路, 压互、流互误差, 压互二次回路断线, 串联补偿电容的影响,短路点过渡电阻的影响及相应的措施,短路点过渡电阻的影响,电力系统中的短路一般不是金属行的，而是在短路点存在过渡电阻，从而使测量阻抗发生变化，保护范围可能缩短，可能超范围或反方向误动。,1、短路点过渡电阻Rt的性质,过渡电阻主要是电弧电阻,过渡电阻主要是电弧电阻、 杆塔电阻、大地电阻,式中：It-电弧电流的有效值，A; lt -电弧长度，m,对于电弧电阻我们可采用以下经验公式进行计算：,目前，我国对500kV线路接地电阻的最大过渡电阻按200估计，对220kV线路，则按100 估计。,电弧电阻的特点：其数值在短路的瞬间最小，大约经过 0.10.15秒后,就迅速增大。,2、单侧电源线路上过渡电阻的影响,图332 过渡电阻对不同安装地点 距离保护影响的分析,图331 单侧电源线路经过渡电阻 Rt短路的等效图,保护出口处经Rt短路：,Zk1=Rt,Zk2=Rt+ZAB,若Rt较大时，,Z”act 1 Zk1Zact 1,Z”act 2 Zk2Zact 2,保护1、2都将同时以第段保护的动作时限动作，保护失去选择性。,B,C,A,R,Z2,Z”2,Z1,Zk2,Rt=Zk1,jX,jX,R,2、单侧电源线路上过渡电阻的影响,R,jX,jX,图332 过渡电阻对不同安装地点 距离保护影响的分析,图331 单侧电源线路经过渡电阻 Rt短路的等效图,结论：,（1）保护装置距短路点越近 时，受过渡 电阻的影响 越大；,（2）保护装置整定值越小， 受过渡 电阻的影响越 大；,2、双侧电源线路上过渡电阻的影响,图333 双侧电源线路经过渡电阻 Rt短路的等效图,BC段出口处三相短路时：,A、B母线上的残压为：,保护1、2的测量阻抗为：,其中：为 超前 的相量角,保护1、2的测量阻抗为：,A,B,C,2,3,1,若0,则：,保护1：正方向出口短路，落 在第四象限，拒动；,保护3：反方向出口短路， 落在第二象限，误动,保护2：区外短路，落入动作 特性圆，误动,结论：,一般而言，阻抗继电器动作特性在R轴方向上所占面积越大，受过渡电阻的影响就越小。,R,R,jX,jX,Rt,减小过渡电阻的影响的措施,1、采用保护范围不变的情况下，能允许较大的过渡电 阻 而不致于据动的阻抗继电器；,R,R,R,jX,jX,jX,图334 可减小过渡电阻影响的动作特性,（a）,（b）,（c）,（a）多边形动作特性；,（b）既允许有较大过渡电阻又能防止负荷阻抗较小时误动 的动作特性；,（c）园与四边形组合的动作特性,2、采用瞬时测量装置来固定阻抗继电器的动作；,所谓瞬时测量法就是把距离元件的最初动作状态通过起动元件的动作固定下来，距离元件不会因电弧电阻的增大而返回，仍以固定的动作时限跳闸。仅适应于反应相间短路的阻抗继电器（相间短路时短路电阻主要是电弧电阻）。,电弧电阻的特点：其数值在短路的瞬间最小，大约经过 0.10.15秒后,就迅速增大。,距离段：t小于40ms，Rt 很小，可以忽略不计；,距离段：t为 或更长，英采取保护措施；,距离段：因为特性圆较大，影响较小。,因此，通常距离保护的第段可采用瞬时测量回路，以便将短路瞬间的测量阻抗值固定下来，使Rt的影响达到最小.,图335 瞬时测量回路的原理接线图,1保护装置的起动元件,2第阻抗元件,3瞬时测量用中间继电器,4第时间元件,短路的瞬间:,起动元件1和距离段阻抗元件2动作,从而起动中间继电器3;,中间继电器3启动后:,中间继电器3通过1的触点自保持,而于2的触点位置无关;,段的整定时限达到后:,时间继电器4动作,即通过3的常开触点去跳闸。,电力系统振荡对距离保护的影响及振荡闭锁回路,电力系统正常运行时，所有接入系统的发电机都处于同步运行状态。,系统因短路切除太慢或因遭受较大冲击时，并列运行的发电机失去同步，系统发生振荡，此时：,各发电机电势的相位角发生变化；,系统中各点电压、线路电流，以及距离保护的各测量阻抗也发生周期性变化；,可能导致保护误动作；,但通常系统振荡若干周期后，多数情况下能恢复正常运行,若此时保护误动，势必造成不良效果，因而必须杜绝。,电力系统振荡时电压、电流的分布与变化,假设：,（1）全相振荡时，系统三相对称，故可只取其中 一相进行分析；,（2）两侧电源 与 电势相等，相位相差 角 （ ）；,（3）系统中各元件阻抗角相等，以 表示 ；,（4）不考虑负荷电流的影响；,（5）不考虑系统振荡的同时发生短路；,M,N,XM, RM,XN, RN,Xl , Rl,(a),(b),图336 两侧电源系统中的振荡,(a) 系统接线,(b) 系统阻抗角与线路阻抗角相等时相量图,图337 振荡电流有效值随 变 化的包络线,iM,180,360,720,M,N,XM,RM,XN,RN,Xl,Rl,(a),(b),(a) 系统接线,(b) 系统阻抗角与线路阻抗角相等时矢量图,图336 两侧电源系统中的振荡,Z,若线路阻抗角=系统阻抗角,则:,和 的端点必然落在直线 上。,o,系统中总有一点的电压为最低，其值为由o点向相量 所做的垂线的长度，该点则称为振荡中心，以z表示。,iM,180,360,720,u,180,360,uM,uN,E,图3-38 电力系统振荡时电流电压的变化,（a）,（b）,由以上分析得出：,当=180时，UZ=0，iM达到最大，相当于在Z点发生了三相短路。,但系统振荡属于不正常运行状态而非故障，因此，继电保护装置必须具备区别三相短路和系统振荡的能力，才能保证系统振荡下的正确工作。,电力系统振荡时测量阻抗的变化规律,安装于M处的阻抗继电器的测量阻抗为：,可见，随的变化，测量阻抗的幅值和阻抗角也发生相应的变化。,电力系统振荡对距离保护的影响,M,N,O,O”,当测量阻抗位于特性圆以内时,阻抗继电器误动。从右图分析，得知：,.在相同定值下，全阻抗继电器 所受（振荡）影响大；,.当保护安装点越靠近振荡中 心，受影响越大。,.延长保护装置的动作时间（如距离段）；,因此，为了避免电力系统振荡对距离保护的影响一般采取以下措施：,.把定值压低，使振荡中心位于特性圆外；,.增设振荡闭锁回路；,振荡闭锁回路,1、基本要求,（1）当系统只发生振荡而无故障时，应可靠闭锁保护；,（2）区外故障而引起系统振荡时，应可靠闭锁保护；,（3）区内故障，不论系统是否振荡，都不应闭锁保护。,2、电力系统发生振荡和短路时的主要区别：,（1）振荡时，电流和各点电压的幅值均做周期性变化， 只在=180时才出现最严重的情况；而短路电流和各点电压值，当不计其衰减时，是不变的；,（2）振荡时，电流和各点电压的幅值变化率较慢，而短路时电流是突然增大，电压也突然降低，变化率很快；,（3）振荡时，任一点的电流和电压之间的相位关系都随的变化而变化；而短路时，电流和电压之间的相位是不变的；,（4）振荡时，三相完全对称，电力系统中没有负序分量；而当短路时，总要长期（在不对称短路中）或瞬间（在三相短路的开始）出现负序分量。,因此，振荡闭锁回路从原理上可分为两种：,（1）利用负序分量的出现与否来实现；,（2）利用电流、电压或测量阻抗变化速度的不同来实现；,3、利用负序（和零序）分量起动的振荡闭锁回路,(1) 负序电压过滤器,从三相不对称电压中取出其负序电压分量的过滤器。,负序电压过滤器,Uab1,Ubc1,UX1,UR1,UX2,UR2,Uca1,.,.,.,.,.,.,30,60,Uab2,Uca2,UX1,UR1,UX2,UR2,Ubc2,.,.,.,.,.,.,30,60,Umn,.,.,.,其中：,正序Umn =0,.,负序Umn =0,.,零序分量,正序分量,负序分量,其中：,结论：过滤器的空载输出电压 与输入端的负序电压成 正比，且相位超前 30。,(2) 负序电流过滤器,从三相不对称电流中取出其负序分量分量的过滤器。,零序分量,正序分量,TX,TAM,m,n,负序分量,结论：过滤器的空载输出电压 与输入端的负序电流成 正比。,(2) 负序电流过滤器,从三相不对称电流中取出其负序分量分量的过滤器。,TX,TAM,m,n,TAMA,R1-2,R4-5,R8,R9,L,C2,C1,KST,1UV,2UV,R10,BKJ,TXBC,TAM0,R3,R6-7,TA,当I2和3I0突然增大时:,经KST的线圈对C1充电,KST的线圈反应于充电电流动作,C1充电结束后, KST自保持；,当I2和3I0平稳增大时:,经KST的线圈对C1充电的电流很小, KST不动作；,当I2和3I0数值平稳时:,不能通过C1形成充电电流，KST不动作。,结论：该电路仅反映于I0 和I2的数量突增而 使KST动作。,工作原理：,产生负序和零序电流增量原理图,(1) 当系统只振荡，KSJ起动元件不动作，保护不会开放；,(2) 保护范围内短路时，起动元件KSJ立即动作，然后自保持，短时（0.2s0.3s)开放保护(在此期间允许保护跳闸),(3)外部短路引起系统振荡：,起动元件立即起动（同），短时开放保护，但在阻抗继电器误动前，短时开放回路已复归，将保护跳闸回路闭锁。,振荡闭锁回路工作原理：,4、反应测量阻抗变化速度的振荡闭锁回路,R,jX,t2,t1,Z,Z,Z,Z,Z,Z,t,t0,0,0,0.5s,t,Z输出,Z输出,Z输出,三段式距离保护的动作特性,反应测量阻抗变化速度的振荡闭锁回路结构框图,t0t2-t1,区内故障时：Z，Z，Z同时动作。 振荡时： Z先动（t1）, 经t0秒延时后， Z，Z才 起动，则将Z，Z闭锁。,基本工作原理,电压回路断线对距离保护的影响,电力系统继电保护原理,西南交通大学电气工程学院,37距离保护的整定计算原则及对距离保护的评价,距离保护的整定计算原则,距离保护段,我们以下图所示电力系统接线图来说明距离保护的整定计算。,原则：按躲过线路末端故障整定,距离保护的整定计算原则,距离保护段,1、原则：按躲过线路末端故障整定,Zact.1=KKZAB,KK可靠系数，取0.80.85,2、动作阻抗：,3、动作时限：,t=0s,距离保护段,1、整定原则：,（1）与相邻线路的段相配合,Z”act.1=K”K(ZAB+KbraKKZBC),K”K_可靠系数，取 0.8,Kbra分支系数，选取相邻线路距离保护段保护范围内末 端短路时，流过相邻线路的短路电流与流过被保护 线路的短路电流的实际可能的最小比值，即：,：助增电流的影响 ：外汲电流的影响,2,1,3,B,A,C,A,B,ZA,ZAB,ZBC,（2）与相邻变压器的快速保护相配合,Z”act.1=K”K(ZAB+KbraZB),K”K可靠系数，取 0.7,ZB变压器短路阻抗,距离段保护的动作阻抗取按原则（1）、（2）计算的最小值。,2、动作时限,t1” =t2+t t,距离段,3,3、灵敏度校验,若不满足灵敏度校验，则取：,距离段,距离保护段,1、整定原则：,按躲过最小负荷阻抗Zfh.min进行整定，其中：,其中：Ufh.min母线上负荷电压的最低值 Ifh.max线路中流过的最大负荷电流,全阻抗继电器,其中：KK”可靠系数，KK”取1.21.3； Kh继电器返回系数，Kh取1.11.15； KZq电动机自起动系数，其值大于1；,方向阻抗继电器,距离保护,2、灵敏度校验,近后备灵敏度：,远后备灵敏度：,远,精确工作电流校验,校验原则：按各段保护范围末端短路的最小短路电流整定,距离保护,对距离保护的评价,1、选择性,在多电源复杂性网络中能保证动作的选择性,2、快速性,距离保护的第一段能保护线路全长的85%，对双侧电源的线路，至少有30%的范围保护要以II段时间切除故障。,距离保护第一段的保护范围不受