线路保护配置原理培训

1、1当前电力系统对高压线路保护的要求当前电力系统对高压线路保护的要求1.220kV 及以上电网的继电保护的整定应满足速动性、选择性和灵敏及以上电网的继电保护的整定应满足速动性、选择性和灵敏 性和可靠性的要求。性和可靠性的要求。2.220kV 及以上电网的继电保护要求配置的速动保护及以上电网的继电保护要求配置的速动保护(全线速动保护、全线速动保护、 相间及接地故障的速动段相间及接地故障的速动段)在正常整定情况下，应快速切除本线路的金在正常整定情况下，应快速切除本线路的金 属性短路故障属性短路故障;相间及接地故障的延时段后备保护主要保证选择性及灵相间及接地故障的延时段后备保护主要保证选择性及灵 敏性

2、的要求。敏性的要求。3.220kV 及以上电网的继电保护应遵循相互独立的原则按双重化配置；及以上电网的继电保护应遵循相互独立的原则按双重化配置； 两套保护装置应完整、独立，安装在各自柜中，每套保护装置应配两套保护装置应完整、独立，安装在各自柜中，每套保护装置应配置完整的主后备保护。置完整的主后备保护。 线路纵联保护的通道（含光纤、微波、载波等通道设备线路纵联保护的通道（含光纤、微波、载波等通道设备)、远方跳闸、远方跳闸和就地判据应按双重化配置。和就地判据应按双重化配置。 双重化的保护装置的交流电流、电压应取自电压互感器和电流互感器双重化的保护装置的交流电流、电压应取自电压互感器和电流互感器的相

3、互独立的绕组。的相互独立的绕组。 双重化的保护装置的直流回路应由不同的熔断器或空气开关控制。双重化的保护装置的直流回路应由不同的熔断器或空气开关控制。 双重化的保护装置并分别控制断路器的不同线圈。双重化的保护装置并分别控制断路器的不同线圈。 双重化保护不应有任何电气联系。双重化保护不应有任何电气联系。2 当前电力系统对高压线路保护的要求当前电力系统对高压线路保护的要求4. 220kV 及以上电网的继电保护的灵敏性要求如下：及以上电网的继电保护的灵敏性要求如下：对纵联保护，在保护范围内末端发生金属性故障时，应有足够灵敏度。对纵联保护，在保护范围内末端发生金属性故障时，应有足够灵敏度。 相间故障保

4、护的最末一段相间故障保护的最末一段(例如距离例如距离III段段)的灵敏度，应按躲过最大的灵敏度，应按躲过最大 负荷电流选取。负荷电流选取。 接地故障保护最后一段，应以适应下述短路点接地电阻值的接地故障为接地故障保护最后一段，应以适应下述短路点接地电阻值的接地故障为整定条件：整定条件：220kV线路，线路，100欧姆；欧姆；330kV线路，线路，150欧姆；欧姆； 500kV线路，线路，300欧姆；欧姆； 当线路末端发生高电阻接地故障时，允许由两侧线路保护纵续动作切除当线路末端发生高电阻接地故障时，允许由两侧线路保护纵续动作切除 故障。故障。5. 220kV 及以上电网的继电保护及以上电网的继电

5、保护,一般采取近后备方式；一般采取近后备方式； 当一套保护装置拒动时，由相互独立的另一套保护动作切除故障；当一套保护装置拒动时，由相互独立的另一套保护动作切除故障； 当断路器拒动时，启动断路器失灵保护，断开与故障元件所当断路器拒动时，启动断路器失灵保护，断开与故障元件所 接入母线相连的所有其他连接电源的断路器。接入母线相连的所有其他连接电源的断路器。 有条件时可采用远后备方式，即当故障元件所对应的继电保护装置或断有条件时可采用远后备方式，即当故障元件所对应的继电保护装置或断路器拒动时，由电源侧最相邻故障元件的上一级继电保护装置动作切路器拒动时，由电源侧最相邻故障元件的上一级继电保护装置动作切除

6、除故障。故障。 3 当前电力系统对高压线路保护的要求当前电力系统对高压线路保护的要求6. 220kV 6. 220kV 及以上电网的继电保护的在系统振荡时要求如下及以上电网的继电保护的在系统振荡时要求如下: : 除了预定的解列点外，不允许保护在系统振荡时误动作跳闸；除大除了预定的解列点外，不允许保护在系统振荡时误动作跳闸；除大 系统之间的弱联络线外，系统最长振荡周期可按系统之间的弱联络线外，系统最长振荡周期可按1.51.5s s考虑。考虑。 在系统振荡过程发生接地故障时，应有选择的可靠切除故障；若发在系统振荡过程发生接地故障时，应有选择的可靠切除故障；若发 生不接地的多相故障短路时，应保征可靠

7、的切除故障，但允许个别生不接地的多相故障短路时，应保征可靠的切除故障，但允许个别 相邻线路相间距离保护无选择性跳闸。相邻线路相间距离保护无选择性跳闸。 在系统振荡过程中发生短路故障，可适当的降低对继电保护装置速在系统振荡过程中发生短路故障，可适当的降低对继电保护装置速 动性要求，但保证可靠切除故障。动性要求，但保证可靠切除故障。 4 当前高压线路继电保护总体配置当前高压线路继电保护总体配置 目前，微机保护在我国电力系统已得到广泛应用，应用于高压线路的微目前，微机保护在我国电力系统已得到广泛应用，应用于高压线路的微机线路保护装置年平均正确动作率高达机线路保护装置年平均正确动作率高达98%98%以

8、上；高压线路继电保护的应用以上；高压线路继电保护的应用日趋成熟。日趋成熟。 当前高压线路继电保护装置的基本配置如下：当前高压线路继电保护装置的基本配置如下： 分类名称 具体说明主保护主保护(全线速动保护全线速动保护)纵联纵联保护保护包括纵联方向保护、纵联距离保护、纵包括纵联方向保护、纵联距离保护、纵联差动保护联差动保护后备后备保护保护距离保护距离保护工频变化量距离、三段式相间及接地距工频变化量距离、三段式相间及接地距离保护离保护零序保护零序保护四段式零序方向过流、或零序反时限过四段式零序方向过流、或零序反时限过流保护流保护 其它其它重合闸重合闸3/23/2接线时线路保护不配置本功能接线时线路保

9、护不配置本功能5 继电保护原理继电保护原理 仅反应线路一侧的电气量不可能区分本线路末端和对侧母线仅反应线路一侧的电气量不可能区分本线路末端和对侧母线或相邻线始端的故障，主保护要实现全线速动或相邻线始端的故障，主保护要实现全线速动，只有反映线路只有反映线路两侧的电气量即需要将线路一侧的电气量信息传送到对侧。两侧的电气量即需要将线路一侧的电气量信息传送到对侧。 纵联保护，是用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵联保护，是用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向联结起来，将本端的电气量信息状态传送到对端进行比较，纵向联结起来，将本端的电气量信息状态传送到对端进行比较，以判断故障在本线路范围内还是

10、在线路范围之外，从而实现全以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外，从而实现全线速动切除区内故障。线速动切除区内故障。 6按保护动作原理进行分类按保护动作原理进行分类2.纵联分相差动保护纵联分相差动保护(许继产品许继产品WXH-803, 南瑞产品南瑞产品rcs-931等等)继电保护原理继电保护原理1.纵联方向保护纵联方向保护(许继产品许继产品WXH-801,南瑞产品南瑞产品rcs-901等等) 纵联距离保护纵联距离保护(许继产品许继产品WXH-802, 南瑞产品南瑞产品rcs-902等等)7继电保护原理继电保护原理1.纵联方向保护、纵联距离保护基本原理为比较线路两端的功率方向，可采用载波通道

11、、微波通道、光纤通道道；2. 纵联方向保护通常采用的方向元件的有工频变化量方向、正序故障分量元件、零序方向元件等；3.纵联距离保护采用的元件有接地方向阻抗元件、相间方向阻抗元件等。4.纵联差动保护基本原理为比较线路两端各端电流的幅值及相位 ；采用光纤通道或微波通道。 8纵联保护高频保护或载波保护微波保护光纤保护导引线保护按保护通道形式进行分类继电保护原理继电保护原理9各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 2.各种继电保护原理的分析-纵联保护 高频保护是以输电线载波通道作为通信通道的纵联保高频保护是以输电线载波通道作为通信通道的纵联保护；通道连接方式分为护；通道连接方式分为“相相

12、- -相相”制通道制通道 、“相相- -地地”制通道制通道 ；专用收发讯机采用；专用收发讯机采用“相相- -地地”制通道；复用制通道；复用载波设备采用载波设备采用“相相- -相相”制通道。制通道。2. 微波保护是以微波通道作为通信通道的纵联保护。微波保护是以微波通道作为通信通道的纵联保护。3. 光纤保护是以光纤通道为通信通道的纵联保护。光纤保护是以光纤通道为通信通道的纵联保护。4. 导引线保护是以辅助导线或导引线为通信通道的导引线保护是以辅助导线或导引线为通信通道的纵联纵联保护，目前已基本停止使用。保护，目前已基本停止使用。 10各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 2.各种继

13、电保护原理的分析-纵联保护 专用闭锁式-“相地”式高频通道的构成原理 断路器断路器高频阻波器高频阻波器收发讯机收发讯机接地刀闸接地刀闸避雷器避雷器结合电容器结合电容器连接过滤器连接过滤器通道方式1“相地”式高频通道11各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 2.各种继电保护原理的分析-纵联保护线路保护收发讯机启信收信停信 保护与收发讯机“双接点方式”连线图保护与收发讯连线-“双接点”12各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 2.各种继电保护原理的分析-纵联保护 保护与收发讯机“单接点方式”连线图线路保护收发讯机收信启停信控制保护与收发讯连线保护与收发讯连线- -“

14、单接点单接点”13各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 2.各种继电保护原理的分析-纵联保护 专用闭锁式工作原理专用闭锁式工作原理如上图所示，当线路发生区内如上图所示，当线路发生区内k2点故障时，两侧纵联保护均启动，点故障时，两侧纵联保护均启动，通过收发讯机向对侧发闭锁信号；两侧纵联保护在收到闭锁信号通过收发讯机向对侧发闭锁信号；两侧纵联保护在收到闭锁信号（确认时间为（确认时间为58ms）后，两侧纵联保护的正方向停信后，两侧纵联保护的正方向停信元件均动作，立即停止向对方发送闭锁信号；各侧纵联保护在收元件均动作，立即停止向对方发送闭锁信号；各侧纵联保护在收不到闭锁信号不到闭锁信号

15、(确认时间为确认时间为58ms）后，出口跳闸切除区内故障。后，出口跳闸切除区内故障。MNk214各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 2.各种继电保护原理的分析-纵联保护 专用闭锁式工作原理专用闭锁式工作原理如上图所示，当线路发生区内如上图所示，当线路发生区内k1点故障时，两侧纵联保护均启动，点故障时，两侧纵联保护均启动，通过收发讯机向对侧发闭锁信号；两侧纵联保护在收到闭锁信号通过收发讯机向对侧发闭锁信号；两侧纵联保护在收到闭锁信号（确认时间为（确认时间为58ms）后，后，M侧纵联保护的正方向停信元件动作，侧纵联保护的正方向停信元件动作，立即停止向对方发送闭锁信号，但立即停止向

16、对方发送闭锁信号，但N侧纵联保护的正方向停信元件侧纵联保护的正方向停信元件不会动作不会动作,继续向对侧发送闭锁信号；因此区外故障纵联保护不会继续向对侧发送闭锁信号；因此区外故障纵联保护不会动作动作。MNk115各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 2.各种继电保护原理的分析-纵联保护 专用闭锁式工作原理专用闭锁式工作原理远方启信逻辑远方启信逻辑保护未起动时，收到对侧闭锁信号保护未起动时，收到对侧闭锁信号, , 开关合位则立即发信开关合位则立即发信1010s;s; 位置停信位置停信: :开关处于跳位，收信后停信开关处于跳位，收信后停信160160ms;ms;其它保护三跳停信其它保

17、护三跳停信: :保护启动，收到开入，停信保护启动，收到开入，停信200200ms;ms;定时通道自检定时通道自检 本侧保护启信，本侧保护启信，200200msms后停信。对侧保护在收到高频信号后由后停信。对侧保护在收到高频信号后由远方启信逻辑立即发信远方启信逻辑立即发信1010s s，本侧保护在收到对侧高频信号本侧保护在收到对侧高频信号5 5s s后再次发信后再次发信1010s s，通道试验结束。通道试验结束。 MNk116各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 2.各种继电保护原理的分析-纵联保护 专用闭锁式工作原理总结：专用闭锁式工作原理总结：专用闭锁式通道上传输的为闭锁信号

18、；专用闭锁式通道上传输的为闭锁信号；“双接点双接点”方式保护由两副接点控制发信、停信，其它保护方式保护由两副接点控制发信、停信，其它保护 三跳停信回路、远方信回路、定时通道自检功能由收发讯三跳停信回路、远方信回路、定时通道自检功能由收发讯 机完成；机完成； “单接点单接点”方式保护由一副接点控制发信、停信方式保护由一副接点控制发信、停信, ,其其 它保护三跳停信回路、它保护三跳停信回路、 远方信回路、定时通道自检功能远方信回路、定时通道自检功能 由由 收发讯机完成；收发讯机完成；纵联保护的停信元件为正方向元件，每侧保护必须在收到纵联保护的停信元件为正方向元件，每侧保护必须在收到 闭锁信号（确认

19、时间为闭锁信号（确认时间为5858msms）后才允许停信后才允许停信, ,本侧停信本侧停信 后要求持续一段时间后要求持续一段时间(58(58ms)ms)收不到闭锁信号才发跳闸命令收不到闭锁信号才发跳闸命令。17各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 2.各种继电保护原理的分析-纵联保护 专用闭锁式优点：专用闭锁式优点： 可靠性高；即使内部故障使高频通道中断，保护也会正确动可靠性高；即使内部故障使高频通道中断，保护也会正确动 作跳闸。作跳闸。专用闭锁式缺点：专用闭锁式缺点： 本方式只在故障时发信，正常时不发信；如通道中断可能会本方式只在故障时发信，正常时不发信；如通道中断可能会造成

20、区外故障误动；因此，必须每天进行通道检查。造成区外故障误动；因此，必须每天进行通道检查。18 载波通道，专用收发信机闭锁式模式19各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 2.各种继电保护原理的分析-纵联保护 断路器断路器高频阻波器高频阻波器复用载波设备结合电容器结合电容器复用载波设备通道方式1“相-相”式载波通道 “相相”式载波通道的构成原理20各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 2.各种继电保护原理的分析-纵联保护 专用闭锁式- 光纤通道的构成原理通道方式2专用光纤通道 线路保护光纤收发讯机 线路保护光纤收发讯机光缆21 线路保护光纤接口 线路保护光纤接口光缆

21、 光电转换(FOX-800B)光纤接口 光电转换(FOX-800B)光纤接口光缆数字通道各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 2.各种继电保护原理的分析-纵联保护通道方式3其它数字通道 光纤通道的构成原理22各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 2.各种继电保护原理的分析-纵联保护线路保护通讯接口收信发信控制 保护与复用通讯设备连线示意图保护与通讯设备接线23各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 2.各种继电保护原理的分析-纵联保护复用闭锁式工作原理如上图所示如上图所示, ,当线路发生区外当线路发生区外k1k1点故障时，点故障时，N N侧纵联保护

22、反方向动作向对侧纵联保护反方向动作向对侧发闭锁信号；侧发闭锁信号；M M侧保护正方向元件动作，但收到对侧的闭锁信号侧保护正方向元件动作，但收到对侧的闭锁信号, ,故区故区外故障保护不会误动作；当线路发生区内外故障保护不会误动作；当线路发生区内k2k2点故障时，两侧保护正方向点故障时，两侧保护正方向元件均动作且未收到闭锁信号，因此区内故障可靠切除。元件均动作且未收到闭锁信号，因此区内故障可靠切除。 MNk1k2复用闭锁式采用反方向元件作为发信元件复用闭锁式采用反方向元件作为发信元件; ;24各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 2.各种继电保护原理的分析-纵联保护复用闭锁式工作原

23、理总结：复用闭锁式工作原理总结：复用闭锁式采用反方向元件作为发信元件复用闭锁式采用反方向元件作为发信元件; 纵联保护在本侧正方向元件动作后确认收不到对侧的闭锁信号则出纵联保护在本侧正方向元件动作后确认收不到对侧的闭锁信号则出 口跳闸；通道确认时间约口跳闸；通道确认时间约18ms左右。左右。25各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 2.各种继电保护原理的分析-纵联保护通道方式同复用闭锁式通道方式同复用闭锁式保护与通讯设备接线同复用闭锁式保护与通讯设备接线同复用闭锁式26 各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-纵联保护复用允许式工作原理复用

24、允许式工作原理MNk1k2复用允许式采用正方向元件作为发信元件复用允许式采用正方向元件作为发信元件;如上图所示如上图所示, ,当线路发生区外当线路发生区外k1k1点故障时，点故障时， M M侧保护正方向元动作并向对侧保护正方向元动作并向对侧发运信号，侧发运信号，N N侧保护正方向元件不会动作侧保护正方向元件不会动作, ,因此区外故障不会误动；因此区外故障不会误动；当线路发生区内当线路发生区内k2k2点故障时，两侧保护正方向元件均动作且均向对侧发点故障时，两侧保护正方向元件均动作且均向对侧发允许信号允许信号, ,两侧保护在本侧正方向元件动作后收到允许信号（两侧保护在本侧正方向元件动作后收到允许信

25、号（5 5msms左右）左右）, , 保护动作切除区内故障。保护动作切除区内故障。27 各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-纵联保护复用允许式工作原理复用允许式工作原理 解除闭锁功能解除闭锁功能 当载波通道所在线路发生相间故障时，可能会导致载波信号中断当载波通道所在线路发生相间故障时，可能会导致载波信号中断或衰耗过大。或衰耗过大。 如果保护信号传输装置既收不到监频信号，又收不到跳频信号，如果保护信号传输装置既收不到监频信号，又收不到跳频信号，则认为电力线载波通道可能中断，信号传输装置的解除闭锁接点会在则认为电力线载波通道可能中断，信号传输装置的解除闭

26、锁接点会在200200msms时间窗内延时时间窗内延时3030msms闭合。闭合。 纵联保护在允许式下，如果保护启动后判为发生正向相间故障纵联保护在允许式下，如果保护启动后判为发生正向相间故障, ,收收不到对侧允许信号，但收到导频消失开入，开放纵联保护不到对侧允许信号，但收到导频消失开入，开放纵联保护100100msms。28各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 2.各种继电保护原理的分析-纵联保护复用允许式工作原理总结：复用允许式工作原理总结：复用允许式采用正方向元件作为发信元件复用允许式采用正方向元件作为发信元件; 纵联保护在本侧正方向元件动作后确认收到对侧的允许信号则出纵

27、联保护在本侧正方向元件动作后确认收到对侧的允许信号则出 口跳闸；通道确认时间约口跳闸；通道确认时间约5ms左右。左右。29各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 2.各种继电保护原理的分析-纵联保护复用载波通道方式优点：复用载波通道方式优点： 继电保护信号和电话交替使用，正常时有监频信号；投资少继电保护信号和电话交替使用，正常时有监频信号；投资少, 可靠性高。可靠性高。 复用通道通道方式缺点：复用通道通道方式缺点：复用允许式在区内故障时收不到对侧的允许信号会保护引起拒复用允许式在区内故障时收不到对侧的允许信号会保护引起拒 动动;如区内相间故障可能导致载波通道中断；目前改善的办法如

28、区内相间故障可能导致载波通道中断；目前改善的办法 为增加为增加“ “解除闭锁解除闭锁” ”功能。功能。复用闭锁式在区外故障时如收不到对侧的闭锁信号会引起保护复用闭锁式在区外故障时如收不到对侧的闭锁信号会引起保护 误动。误动。30载波通道，复用载波机允许式、闭锁式专用光纤（光纤距离）（复用允许式、闭锁式）复用PCM（光纤距离）（复用允许式、闭锁式）31典型典型220kV的保护配置的保护配置许继许继WXH-802、WXH-803、WDLK-864或南瑞的或南瑞的RCS-902、 RCS-931 、 RCS-923 或配置双套的光线差动保护或配置双套的光线差动保护主保护：纵联距离、纵联方向、纵联差动

29、，选择其中两种主保护：纵联距离、纵联方向、纵联差动，选择其中两种后备保护：三段接地距离和相间保护后备保护：三段接地距离和相间保护 四段式零序方向保护四段式零序方向保护 综合重合闸功能综合重合闸功能线路辅助保护：三相不一致保护线路辅助保护：三相不一致保护 线路充电保护线路充电保护 失灵启动装置失灵启动装置 过流保护过流保护32故障分量方向元件o正序故障分量方向元件o负序方向元件o零序方向元件o工频变化量方向元件各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-纵联保护稳态量方向元件o距离元件33故障状态故障状态=负荷状态负荷状态+故障附加故障附加 故障分量分为突变量

30、和稳态量;故障分量的特点： 1.故障分量仅在故障时出现。 2.故障分量 与负荷电流无关。 3.故障分量仅由施加于故障点的 一个电动势产生，所以故障点 电压 最大，系统中性点处为零。各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-纵联保护MN0ME0NEUFUF1K34p 正序故障分量方向元件p 特点:正序分量=正常分量+正序故障分量各种故障时都会出现正序分量不受系统振荡影响不受过渡电阻影响 不受串补电容影响 正序故障分量方向元件的方向判断不受故障相别的影响不受零序序网的影响 各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-纵联保护

31、35各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-纵联保护p 正序故障分量方向元件正向动作判据：反向动作判据：1U1I为正序电压、电流的故障分量；LX*5 . 0COMZ线路全线为被保护电抗；LX补偿阻抗，正向方向元件引入补偿电压，在大系统长线路较小的情况下，可以改善该元件的灵敏度，保护根据系统故障情况采用自动加入电压补偿的方法。 COMZ20arg160111IZIUCOM170arg1011IU36各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-纵联保护p 正序故障分量方向元件反方向元件的灵敏度是正方向元件灵敏度的1.25倍

32、，反方向动作角度范围约为1.25倍正方向动作角度范围。-20正向动作区I1U110170反向动作区37各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-纵联保护p 正序故障分量方向元件 内部故障正序故障分量等效网图RRRSSSIZUIZU1.11.1.11.38各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-纵联保护p 正序故障分量方向元件RLISRSSSIZZUIZU1.111.1.11.)( 外部故障正序故障分量等效网图39各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-纵联保护p 正序故障分量方

33、向元件 正反方向故障时方向元件检测到电压和电流的关系有明显的区别。假定系统阻抗角和线路阻抗角为90，当正方向故障时，正序电流故障分量超前正序电压故障分量90，而反方向故障时则有截然相反的关系。由此可见，结论：正序故障分量方向元件具有明确的方向性。 40各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-纵联保护p 负序方向元件负序分量的等效网络图同正序故障分量的网络图近似，只需把其中的对应阻抗换成负序阻抗。具体判据：正向动作判据： 2033arg16022IU17033arg1022IU反向动作判据 纵联负序正方向元件由负序过流元件和与门输出，纵联负序反方向元件由负

34、序过流元件和与门输出；另由于负序分量可能受暂态分量影响，负序过流元件附加I20.125*I1制动; 41各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-纵联保护p 负序方向元件反方向元件的灵敏度是正方向元件灵敏度的1.25倍，反方向动作角度范围约为1.25倍正方向动作角度范围。-160-20正向动作区I2U210170反向动作区42各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-纵联保护p 零序方向元件零序分量的等效网络图同正序故障分量的网络图近似，只需把其中的对应阻抗换成零序阻抗。具体判据：正向动作判据： 反向动作判据 纵联零序

35、正方向元件由零序过流元件和与门输出，纵联零序反方向元件由零序过流元件和与门输出；3033arg19000IU14033arg000IU43各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-纵联保护p 零序方向元件反方向元件的灵敏度是正方向元件灵敏度的1.25倍，反方向动作角度范围约为1.25倍正方向动作角度范围。-30反向动作区正向动作区I0-190U0140044各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-纵联保护o相间工频变化量方向元件本方向元件利用保护安装处相间工频电流、电压的故障变化量的极性来判别故障的方向。正向故障时，

36、U/I=-ZSR，区内故障等效网络图45各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-纵联保护o相间工频变化量方向元件反向故障时，则 区外故障时等效网络图SSLZZIU46各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-纵联保护o相间工频变化量方向元件 为提高正方向元件电压灵敏度不足，装置采用带补偿的工频变化量方向元件，即： ZCOM为补偿阻抗，ZCOM =0.5 XL，XL为被保护线路全线电抗。正向元件引入补偿电压是为了在大系统长线路Zs较小的情况下，可以改善方向元件的灵敏度，保护根据系统故障情况自适应采用电压补偿。COMZI

37、UU47各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-纵联保护o工频变化量方向元件反方向元件的灵敏度是正方向元件灵敏度的1.25倍，反方向动作角度范围约为1.25倍正方向动作角度范围。正向动作判据：反向动作判据：20arg160IZIUCOM170arg10IU48各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护 距离保护是反应故障点至保护安装点之间的距离（阻抗）,并根据距离保护的远近而确定动作时间的一种保护。主要元件为距离（阻抗）继电器，根据电压、电流测知保护至短路点之间的阻抗值。如上图所示，距离保护的三段时限特性三段

38、时限特性。ABk2C12t1t2t3t1t2 49各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护距离保护的优点： 1.既反应电压的降低又反应动作电流的增大，灵敏度高。 2.保护范围不受运行方式的影响。 3.可以在多电源的复杂网络中保证动作的选择性。距离保护的缺点： 1.不能实现全线速动。（一般保护线路的60%80%） 并且在超短线路（3公里以下）必须退出运行，否则将会产生超越50各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护常用保护元件常用保护元件o阻抗计算o工频变化量阻抗o方向阻抗元件o比相式园特性阻抗元件o

39、不对称故障开放元件o对应故障开放元件51各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护 接地阻抗高阻计算:o阻抗计算元件 单相接地经过渡电阻模型U=X*j (I+KX*3I0)+K1(I+KR*3I0)+I0*R 零序电抗分量补偿系数 零序电阻分量补偿系数 线路正序电阻与正序电抗之比 1103)(XXXKX1103)(RRRKR111XRK采用微分方程算法，耐过渡电阻能力强。52各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护 接地阻抗低阻计算:o阻抗计算元件 单相接地经过渡电阻模型1103)(zzzKz耐过渡电

40、阻能力差。Z = U /(I +Kz*3I0) 53各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护o阻抗计算元件Z = U /I 相间阻抗计算不考虑相间弧光电阻 相间短路模型54各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护工频变化量阻抗元件工频变化量阻抗元件 主要特点：主要特点： 适用于全相及非全相 强过渡电阻能力 不受系统振荡影响 动作速度极快 具有明确的方向性 55各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护保护区内外各点金属性短路时电压分布图动作方程为：|UO

41、P| UZ 对相间故障：UOP= U- IZzd =AB、BC、CA对接地故障：UOP=U-(I+K*3I0)Zzd =A，B，CZzd为整定阻抗 ,UZ为整定门槛，取故障前工作电压的记忆量56各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护o工频变化量阻抗元件正方向短路阻抗元件动作特性 |KSzdSZZZZ 正方向故障计算用图57各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护o工频变化量阻抗元件反方向故障计算用图| |KSzdSZZZZ阻抗平面的动作方程:反方向短路阻抗元件动作特性58各种继电保护原理及具体应用

42、各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护o多边形特性方向阻抗元件基本原理：首先计算故障相阻抗，然后进行动作区比较，由于正向故障阻抗与反向故障阻抗有明显差别，具有明确方向性。缺点：当门口短路时，故障相电压接地于零，此时，故障相阻抗方向不明确，需另加方向元件把关；通常有记忆阻抗方向、第三相电压极化的阻抗方向、变化量方向等。59各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护多边形特性说明： 1.小偏四边形主要保征门口短路可靠动作。 2.电抗线是为了防止接地距离超越，计算X后下倾 。 3.电阻线倾斜，与R轴夹角为60, 主要是躲负荷阻抗用

43、。 o多边形特性方向阻抗元件优点：躲负荷能力强60各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护相间园特性阻抗元件介绍阻抗继电器暂态特性 阻抗继电器稳态特性 1| 0 |1127090IZUUArgYm11127090IZUUArgYm暂态园特性阻抗继电器暂态园特性阻抗继电器| 0 |1mU记忆正序电压| 0 |1mU当前正序电压o园特性阻抗元件61各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护接地园特性阻抗元件介绍阻抗继电器暂态特性 阻抗继电器稳态特性 270)*3(900| 0 |1zYmkIIZUUArg

44、暂态园特性阻抗继电器暂态园特性阻抗继电器| 0 |1mU记忆正序电压| 0 |1mU当前正序电压o园特性阻抗元件270)*3(900|1zYmkIIZUUArg62各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护o园特性阻抗元件优点：1.耐过渡电阻能力较强。当用于短线路时，动 作特性可向第一相限偏移，进一步增加耐过 渡电阻能力。2.明确的方向性。缺点：1.躲负荷能力较差。63各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护o不对称故障开放元件不对称故障开放元件 不对称故障判别元件的基本出发点就是检测三相不对称度。

45、阻抗元件在系统振荡时会误动作，为了保证系统振荡时距离保护不误动，振荡中故障可靠动作，必须增加故障开放元件。|I2|+|I0|m|I1| m通常取0.50.7I1为制动量，m为制动系数，可以确保在振荡时不会动作。64各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护行为分析：行为分析：o不对称故障开放元件不对称故障开放元件振荡与区内短路同时存在满足上述条件。 单相故障： I2F+I0F=2I1F 两相短路： I2F=I1F 两相短路接地：|I2F+I0F|=I1F单纯振荡或振荡与区外短路同时不满足上述条件。1.单纯振荡时正序电流很大，负序、零序接近零。 2.

46、振荡和区外故障同时存在，本线路正序电流很大，零序、负序电流小。65各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护o对称故障开放元件对称故障开放元件振荡判别元件:原理：判别测量振荡中心的电压 为正序电压， 是正序电压和电流之间的夹角 cosUUOSUMENEIUOSU系统电压向量图如图所示：1.在在系统正常运行或系统振荡时，恰好反应振荡中心的正序电压；2.在三相短路时，为弧光电阻上的压降，三相短路时过渡电阻是弧光 电阻，弧光电阻上压降小于5 66各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护o对称故障开放元件对称

47、故障开放元件振荡判别元件:cosUUOS短路电流电压向量图 分析：1.实际系统线路阻抗角不为90，因而 需进行角度补偿。 如图： OB反应当线路阻抗角为90时弧光 电阻压降，实际的弧光压降为OA。 2.实际应用公式： 1DUOABCILOBUcos1cos UUOS1L09067各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护o对称故障开放元件对称故障开放元件 依据 在系统振荡时的变化曲线可以测量振荡周期。1cos U68各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护o对称故障开放元件对称故障开放元件对称开放元件

48、判据：NOSNUmUUm*2*1当上述门槛满足后，延时一段时间后开放三相对称故障；延时可取固定门槛，也可根据振荡周期实现自适应。M1通常0.1，m2通常0.2569各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护回线相继速动:对于双回线如本线末端发生故障时如要实现相继速动，需利用相邻线的逻辑来加速距离段。装置设有一个允许邻线加速距离段的相继速动继电器和一个邻线允许本线加速距离段开入端子，用作双回线加速配合。NKL1L270各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-距离保护相继速动继电器动作条件开出继电器动作条件为：（

49、1）本线保护测出故障在距离段范围内；驱动后保护满足以下任一条件收相继速动继电器开出：（1）故障先在距离段范围内后又不在距离段范围内。双回线相继速动动作判据为:(1)本线路保护测出故障在距离段范围内;(2)装置启动后收到邻线闭锁信号，其后又没收到闭锁信号；(3)在满足上述条件后经10 ms仍不返回，则本线双回线相继速动动作 71各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-零序保护各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用 零序保护是根据大接地电流系统发生接地故障时出现较大的零序电流且故障线路的零序功率方向由线路流向母线的原理构成的一种保护。 MN0M

50、E0NEU0KU072各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-零序保护常用保护元件常用保护元件o零序方向过流零序方向过流o零序反时限过流零序反时限过流零序保护的优点零序保护的优点o对高阻接地故障有较高的灵敏度对高阻接地故障有较高的灵敏度零序保护的缺点零序保护的缺点o保护范围受系统运行方式影响较大。保护范围受系统运行方式影响较大。o不能实现全线速动。不能实现全线速动。73各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-零序保护零序方向过流零序方向过流3033arg19000IU零序功率方向判据零序功率方向判据零序过流判据零序

51、过流判据DZII|3|0零序功率正方向元件零序功率正方向元件零序过流元件零序过流元件& &零序方向过流动作零序方向过流动作零序方向过流元件零序方向过流元件的动作逻辑的动作逻辑74各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-零序保护零序方向过流零序方向保护的四段时限特性四段时限特性零序功率正方向元件零序过流I段& &零序零序I段出口段出口零序功率正方向元件零序过流N段& &零序延时段出口零序延时段出口N段延时元件零序方向保护的动作逻辑动作逻辑75各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护

52、原理的分析-零序保护零序反时限方向过流零序功率方向判据零序反时限过流判据3033arg19000IU1)I/Ip(14.0*02.0 Tpt一般反时限曲线特性非常反时限曲线特性 基本原理：零序电流越大，动作时间越快基本原理：零序电流越大，动作时间越快1)I/Ip(5 .13* Tpt极端反时限曲线特性 1)I/Ip(80*2 Tpt长的反时限曲线特性： 1)I/Ip(120* Tpt76各种继电保护原理及具体应用各种继电保护原理及具体应用2.各种继电保护原理的分析-零序保护零序反时限方向过流反时限曲线反时限曲线 2 01 0I / I pt / s0 . 20 . 10 . 0 5861240 . 0 50 . 10 . 20 . 30 . 40 . 5123451 02 01 0 03 04 05 00 . 40 . 81 . 63 . 2T p / sLSA2-066e eps 2 01 0I / I pt / s0 . 20 . 10 . 0 5861240 . 0 50 . 10 . 20 . 30 . 40 . 5123451 02 01 0 03 04 05 00 . 40 . 81 . 63 . 2T p / sLSA2-050e