继电保护课件5

1、电力工程系电力工程系Department of Electrical EngineeringNorth China Electric Power University HttpHttp： 横向故障横向故障-短路短路纵向不对称故障（断线）纵向不对称故障（断线） 复杂故障复杂故障：在电力系：在电力系统的不同地点（两处统的不同地点（两处或两处以上）同时发或两处以上）同时发生不对称故障的情况生不对称故障的情况 电力系统故障分析 的基本知识基准值：基准容量、基准电压 基准电流、基准阻抗基准值和标幺值标幺值：实际值/基准值选择基准容量：100MVA 1000MVA基准电压:各级电网的平均电压基准值和标幺值

2、基准电流=基准容量/ 基准电压3基准阻抗=jjSU2各级电网的平均电压各元件的正序、负序、零序阻抗1 发电机的阻抗发电机的正序阻抗稳态阻抗：暂态阻抗：次暂态阻抗：qxdx dx qxdxqxSxqxaqxFsxSxadxdxFsxsx-定子绕组的漏抗-转子绕组的漏抗aqxadx-纵轴电枢反应电抗-横轴电枢反应电抗Sxqqxx aqxadxFsxSxdxdxSxDsxadxFsxaqxQsxSxqxQsxDsx-纵轴阻尼绕组漏抗-横轴阻尼绕组漏抗稳态阻抗：定子漏抗与电枢反应电抗暂态阻抗：无阻尼绕组的暂态电抗次暂态阻抗：有阻尼绕组的次暂态电抗发电机的负序阻抗有阻尼绕组发电机的负序阻抗无阻尼绕组发电

3、机的负序阻抗2/ )( 2qdxxx2qdxxx 发电机的零序阻抗 0)6 . 015. 0(dxx双绕组变压器的零序阻抗/0Ymx2x1xmmxxxxxx2210双绕组变压器的零序阻抗00/YY2xmx1xYY /0mx2x1xmxxx10双绕组变压器的零序阻抗三绕组变压器的零序阻抗1x2x3x)(212313121xxxx)(211213233xxxx)(211323122xxxx三绕组变压器的零序阻抗YY/01x2x3x210 xxx三绕组变压器的零序阻抗/0Y2x1x3x323210 xxxxxx00/YY2x1x3x三绕组变压器的零序阻抗归算到基准容量下的各元件标幺阻抗发电机fjdF

4、SSxX*fjdFSSxX*fjdFSSxX*归算到基准容量下的各元件标幺阻抗双绕组变压器BjKBSSUX100*BjKBSSUX1001*1BjKBSSUX1002*2BjKBSSUX1003*3三绕组变压器归算到基准容量下的各元件标幺阻抗输电线路21*jjLUSLXX20*0jjLUSLXX归算到基准容量下的各元件标幺阻抗电抗器jjDDDDUIIUXX100*输电线路的正序、负序、零序阻抗对各序分量建立母线电压与各相电流的关系1111111)(ZIZZIZIZIZIUBmlBmClBmAB1111111)(ZIZZIZIZIZIUCmlCmCmBmAC1111111)(ZIZZIZIZIZ

5、IUAmlAmCmBlAA2222222)(ZIZZIZIZIZIUBmlBmClBmAB2222222)(ZIZZIZIZIZIUCmlCmCmBmAC2222)(ZIZZIZIZIZIUAmlAmCmBlAA0000000)2(ZIZZIZIZIZIUBmlBmClBmAB0000000)2(ZIZZIZIZIZIUCmlCmCmBmAC0000000)2(ZIZZIZIZIZIUAmlAmCmBlAAmlZZZZ21mlZZZ20105 . 3xx 输电线路的零序阻抗无架空地线单回线无架空地线双回线有架空地线双回线有架空地线单回线102xx 105 . 5 xx 103xx 有架空地线双

6、回线有架空地线单回线103xx 105xx 钢质良导体对称分量法对称分量法：将一组不对称量分解为正序、负序、零序分量的方法。3/ )(21CBAAUUUU3/ )(22CBAAUUUU3/ )(0CBAAUUUU求各序电压的方法3/ )(21CBAAIIII3/ )(22CBAAIIII3/ )(0CBAAIIII求各序电流的方法算子的运算121232j32j2121对称短路的分析： 三相短路的分析三相对称短路mAIknAImEmBInBImCInCIkAIkBIkCInE三相短路三相短路的边界条件CBAIIICBAUUU三相对称为正序性质用对称分量法分析各序电流只有正序电压电流无负序和零序分

7、量两相短路的序网：1AUAE1AI1Z由序网进行计算：111ZIEUAAA11ZEIAABECIBIAECE2AIAI0CBAUUUBCE三相短路故障点相量图三相短路相量图BECIBIAECECUAIAUBU不对称短路的分析：1 两相短路的分析BC两相不对称短路mAIknAImEmBInBImCInCI0kAIkBIkCInEBC两相短路BC两相短路的边界条件0AICBIIACBUUU5 . 00BCU用对称分量法分析各序电流BBCBAAIjIIIII313/ )(3/ )(221BBCBAAIjIIIII313/ )(3/ )(222用对称分量法分析各序电流21AAII03/ )(0CBAA

8、IIII用对称分量法分析各序电压3/ )(3/ )(3/ )(221BABACBAAUUUUUUUU3/ )(3/ )(3/ )(222BABACBAAUUUUUUUU用对称分量法分析各序电压21AAUU03/ )(0CBAAUUUUBC两相短路序分量的边界条件00AI21AAII21AAUU00AUBC两相短路的特点：2 特殊相正序电压与负序电压相等1 无零序分量3 特殊相正序与负序电流大小相等相位相反4 短路电流为序电流的1.732倍两相短路的序网：E2AI1AUAE2Z1AI2AU1Z由序网进行计算：111ZIEUAAA12112ZEZZEIAAA222ZIUAABEBUCIBIAECE

9、2AU2AICUAUBCE20180kBC两相短路故障点相量图BEBUCIBIAECE2AU2AICUAUBCE20180kBC两相短路的一般相量图BC两相短路的序分量相量图BEBUCIBIAECE2AU2AICUAUBCE20180k1AI1AUBC两相短路时的电压分布规律短路点222211211222KKEZZZEUUUUAAKAKAKAKA21ZZ12KAKAEU短路点222212211KKEEUUUUUABKAKAKBKBKB22221KKEEUACKC21ZZ12KAABKBEEjEU2123AACKCEEjEU21232221)(KKmEUUABKB221)1 (KKmEUUAKA

10、A2221)(KKmEUUAKCC线路上任意一点BC两相短路的电压分布CUAUBUAUBUCUBUCUAU不对称短路的分析：2 单相接地短路的分析mAIknAImEkAI0kckBIInEA相单相接地短路A相接地短路的边界条件0AI0CBII0AU用对称分量法分析各序电流3/3/ )(21ACBAAIIIII3/3/ )(0ACBAAIIIII3/3/ )(22ACBAAIIIII用对称分量法分析各序电流3/221AAAAIIII用对称分量法分析各序电压3/ )(3/ )(221CBCBAAUUUUUU3/ )(3/ )(0CBCBAAUUUUUU3/ )(3/ )(222CBCBAAUUUU

11、UU用对称分量法分析各序电压3/ )(3/)1 ()1(2202CBCBAAUUUUUU102AAAUUUA相单相短路序分量的边界条件021AAAIII0021AAAUUUA相接地短路的特点：2 正序、负序、零序电流相等1 有零序分量电压和电流3 故障相三序电压之和为零4 负序、零序电流都超前负序、零序电压180度-0单相接地短路的序网：1AU2Z2AIAE0AI1AI2AU1Z0AU0Z由序网进行计算：111ZIEUAAA0102112ZZEZZZEIAAA222ZIUAA000ZIUAA0211021ZZZEIIIAAA21ZZ0110212ZZEIIIAAA当：BEBUAIAECE2AU

12、3/021AAAAIIIICU0AU20180kA相单相接地短路故障点的相量图0AU1AUBEBUAIAECE2AU3/021AAAAIIIICU0AU20180kA相单相接地短路的相量图0AU1AUBEBUAIAECE2AU2AICUAU00180kA相单相接地短路负序分量的相量图BEBUAIAECE0AU0AICUAU00180kA相单相接地短路零序分量的相量图单相接地短路非故障相电压的分析：A相接地BC相电压的大小和相位0011100111101101211112021221)(2)()()(KKEEZZZZEEZZIEZIZIZIEUUUUABABABAAAABAAB001121KKE

13、EUACC10K当1BBEU1CCEU00K当0301112321jBABBeEEEU0301112321jCACCeEEEU0K当0301113jBABBeEEEU0301113jCACCeEEEUA相接地时非故障相电压向量图BEBUBUAECECUCUCUBU单相接地时的电压分布规律短路点0021KKEEUABKB0021KAKAKAKAUUUU0021KKEEUACKC0021KKEmUUABKBAAEmU0021KKEmUUAKCC线路上任意一点单相短路的电压分布BUCUAUAUBUCUBUCUAU10K不对称短路的分析：3 BC两相接地短路的分析kmEmBInBImCInCI0kAI

14、kBIkCInEBC两相接地短路BC两相接地短路的边界条件0AI0CBUU用对称分量法分析各序电压3/3/ )(21ACBAAUUUUU3/3/ )(0ACBAAUUUUU3/3/ )(22ACBAAUUUUU用对称分量法分析各序电压3/021AAAAUUUU用对称分量法分析各序电流3/ )(3/ )(221CBCBAAIIIIII3/ )(3/ )(0CBCBAAIIIIII3/ )(3/ )(222CBCBAAIIIIII用对称分量法分析各序电压3/ )(3/)1 ()1(2202CBCBAAUUIIII102AAAIIIBC两相短路序分量的边界条件021AAAUUU0021AAAIIIB

15、C两相接地短路的特点：2 正序、负序、零序电压相等1 有零序分量电压和电流3 非故障相三序电流之和为零4 负序、零序电流都超前负序、零序电压180度-0BC两相接地短路的序网：1AU2AIAE0AU1AI2AU1Z0AI2Z0Z由序网进行计算：02012ZZZIIAA0211/ZZZEIAA02210ZZZIIAA由序网进行计算：020211ZZZZIUAA102AAAUUUBC两相接地短故障点的相量图BE0AICIAECE021AAAUUU2AI1AIAUBI20180kBC两相接地短路的相量图BEBUCIAECE102AAAUUU2AICUAUBI20180k0AI1AIBEBUCIAEC

16、E0AU0AICUAUBI00180kBC两相接地短路零序分量的相量图两相接地短路故障相电流的分析：BC两相接地时故障相电流的大小和相位)(0202210212021ZZZZIIIIIIIIAAAABBBB)(0202210221021ZZZZIIIIIIIIAAAACCCC00)3(020211211KKIZZZZZEIAAA0202)3(21)() 1(KKIIAB代入020)3(21)() 1(KKIIAC00K)3()3()3() 1(ACACIIII)3()3(2)3() 1(ABABIIII10K)3(2)3() 12(CACIII)3(2)3(3/ ) 12(BABIII0K)3

17、(2)3(23)(AACIjII)3(2)3(232/ )(AABIjIIBC接地短路时故障相电流的相量图BIBICI)3(AICICIBI03I两相接地时的电压分布规律短路点0KBU00211KKEEUAAKA0KCUBBEmU00211)1 (KKmEEUAAACCEmU线路上任意一点两相短路的电压分布BUCUAUAUBUCUAU10K发生各种不对称短路时短路电流与三相短路电流的大小比较1 三相短路电流1)3(ZEI2 两相短路电流)3(121)2(23233IZEZZEI3 单相接地短路电流01)1(23ZZEI)3(1)1(5 . 123IZEI00K10K0K)3(1)1(33IZE

18、I0)1(I)3()1 . 1(3II)3()1 . 1(II4 两相接地短路电流00K0K)3()1 . 1(23II10K结论：1 各种不对称短路均产生负序分量3 各种接地短路均产生零序分量2 正方向发生不对称短路时，负序电流超前负序电压的角度为4 正方向发生接地短路时，零序电流超前零序电压的角度为20180k00180k结论：5 当系统的正序阻抗与负序阻抗相等时同一地点两相短路的电流为三相短路电流的0.866倍。6 若系统的零序阻抗与正序阻抗相等时发生单相接地、两相接地的故障电流与三相短路电流相等。7 如系统的零序阻抗为零时，发生单相接地短路的电流是三相短路电流的1.5倍；发生两相接地短

19、路的电流为三相短路电流的1.732倍。不对称短路时11点接线变压器两侧电流电压关系03011jAaeII03011jAaeUU03022jAaeII负序：三角侧滞后星侧30度正序：三角侧超前星侧30度03022jAaeUUABCabc三角侧AB两相短路0cI21ccII21ccUUbaII)2(KaII1aI1bIbI1cI2aI2bI2cI三角侧电流关系CAII1AI1BIBI1CI2AI2BI2CI星侧电流关系)2(31KCAIII)2(32KBII三角侧电压关系21ccUU21baUUbaUUcU21abUUAUCU1AU1BU1CU2AU2BU2CU星侧电压关系考虑变压器压降时星侧电压

20、关系AUCU1AU1BU1CU2AU2BU2CUBUTKBXIjU)2(32TKcAXIjUU)2(1313TKcCXIjUU)2(1313ABCabc星侧CA两相短路0BI21BBII21BBUUACIICI1CI1BIAI1AI2CI2AI2BI星侧电流关系baII1aI1bIcI1cI2aI2bI2cI三角侧电流关系)2(31KbaIII)2(32KcII星侧电压关系21BBUU21CAUUCAUUBU21ACUUaUbU1aU1bU1cU2aU2bU2cU三角侧电压关系考虑变压器压降时三角侧电压关系aUcU1aU1bU1cU2aU2bU2cUbUTKcXIjU)2(32TKBaXIjU

21、U)2(1313TKBbXIjUU)2(1313各种不对称短路时负序、零 序分量大小的比较三相短路的序网1AI1Z1E111ZEIA002AAIIBC两相短路的序网1AI1Z1E2AI2Z2111ZZEIA12AAII)3(111212kAIZEI21ZZ当：112212213)(AAAABBBIjIIIIII)3()2(23kkIjI21ZZ当：BC两相接地短路的序网1AI1Z1E2AI0AI2Z0Z0202111ZZZZZEIA0201210102012ZZZZZZZEZZZIIAA0201212102210ZZZZZZZEZZZIIAA21ZZ当：1021101210122/2ZZZEZ

22、ZZZEIA011012111022ZZEZZZZEIAA相接地短路的序网1AI1Z1E2AI0AI2Z0Z不对称短路负序电流的比较011)1(22ZZEI10211)1 . 1(22/ZZZEI11)2(22ZEI)2(2I最大两相接地短路与单相接地短路负序电流的比较00102101)1(2)1 . 1(21222/2KKZZZZZII10K10K当10K)1(2)1 . 1(2II)1(2)1 . 1(2II)1(2)1 . 1(2II接地短路时零序电流的比较10K12222001001)1(2)1 . 1(2KKZZZZII10K当10K)1(0)1 . 1(0II)1(0)1 . 1(

23、0II)1(0)1 . 1(0II全电流的比较)3()2(23kkII10ZZ21ZZ当10ZZ)3()1(kkII10ZZ)3()1(kkII)3()1(kkII正方向出口各种短路时正序电压的分析三相短路两相短路ACBAAEUUUU21)(3121ACBEUU2101AUAUBUCU1AUBC两相接地短路ACBAAEUUUU31)(31210CBUUAU1AUA相单相接地短路ACBAAEUUUU32)(31210AUBU1AUCUCU2BU各种短路时相电流差突变量分析FSEmInIREMkIN QF1QF2双侧电源系统图1 三相对称短路相电流差变化量向量图CABCABIIIABIBCICAI

24、BICIAI2 BC两相故障 02111021amammamamamaICICIIII11211120213amamammbmbmbmbICjICICIIII11212110213amamammcmcmcmcICjICICIIII113ammbmaabICjIII1132ammcmbbcICjIII113ammamccaICjIII BC两相短路相电流差变化量向量图CAABBCIII22ABIBCICAIBICI0AI3 BC两相接地故障 002111021amamammamamamaICICICIIII0021112021amamammbmbmbmbICICICIIII0021211021a

25、mamammcmcmcmcICICICIIIImmmCCC0210maI1121125 . 1)1(5 . 0amammbICICI111125 . 1)1( 5 . 0amammcICICI设1125 . 1ammbmaabICIII0901111235 . 1)(5 . 1jamammcmbbceICICIII115 . 1ammamccaICIII BC两相接地短路相电流差变化量向量图CAABIIABIBCICAIBICIAIBcI最大4 A相单相接地故障101002111021)2(ammamamammamamamaICCICICICIIII1100021112021)(ammamam

26、ammbmbmbmbICCICICICIIII1100021211021)(ammamamammcmcmcmcICCICICICIIII113ammbmaabICIII0mcmbbcIII113ammamccaICIII A相接地短路相电流差变化量向量图CAABII0BCIABICAIBICIAI 相电流差突变量选相元件)()(.NkcckNkbbkNkbckbcbckiiiiiii)()(.NkbbkNkaakNkabkababkiiiiiii)()(.NkaakNkcckNkcakcacakiiiiiiiABIBCICAI求出：比较：ABIBCICAICAABII0BCIANBCCAII0

27、ABICNBCABII0CAIBN当不满足单相接地判据时CAABIIBCIBCCAIIABIBCABIICAI最大BC或BCN最大CA或CAN最大AB或ABN各种接地短路时负序零序 分量相位关系分析1 BC两相接地短路2AIBI0AI1BI1CI1AICI2 CA两相接地短路2BICI00ABII1CI1AI1BIAI2AI3 AB两相接地短路2CIAI00ACII1AI1BI1CIBI2AI4 A相接地短路21BCII21CBIIAI021AAAIII5 B相接地短路BI21CAII21ACII021BBBIII6 C相接地短路CI21ABII21BAII021CCCIII4 BC两相接地短

28、路的序网1AI1Z1E2AI0AI2Z0ZgR302111/ZZZEIAgAARZZZII30221020023argargZRZIIgAAggAARZZRZII3302012当0gR0020argAAII当gR00290argAAII结 论0020argAAIIA相接地、BC两相金属性接地：002120argAAIIB相接地、CA两相金属性接地：002120argAAIIC相接地、AB两相金属性接地：00290argAAIIBC两经过渡电阻接地：002150argAAIICA两相经过渡电阻接地：00230argAAIIAB两相经过渡电阻接地： 微机保护中的序分量选相元件比较负序和零序电流的相

29、位关系030015001500300900900AIBCNANBNCANCNABNBCNgRCANgRABNgRBCNAN、0030301区:ABN0090302区:ABNCN、00150903区:CAN001501504区:CANBN、00901505区:BCN0090306区:1区、3区、5区有两种故障2区、4区、6区单一故障区为区别故障类型，用阻抗判断如在一区为A相接地和BC两相接地计算ZBC，当ZBC大于三段阻抗定值则为A相单相接地故障纵向不对称故障的分析单 相 断 线FFMEaIaUNEbIbUcIcUMZNZ NZ0aI0cbUU单相断线的边界条件为： 0021aaaIIIaaaa

30、UUUU31021用序分量表示的边界条件为： MaE11MZ1NZNaE11aI2MZ2aI2NZ0MZ0aI0NZ 单相断线的复合序网图 02111/ZZZEIaa02012ZZZIIaa02210ZZZIIaa 断相处的各序电流为： 02021021ZZZZIUUUaaaa 各序电压为： 两相断线 FFMEaIaUNEbIbUcIcUMZNZ0cbII0aU两相断线的边界条件为： aaaaIIII310210021aaaUUU用序分量表示的边界条件为： 0aIMaE11MZFF1NZNaE11aI2MZ2aI2NZ0MZ0NZ 0aI两相断线的复合序网图 0211021ZZZEIIIaaa

31、a断相处的各序电流为： 各序电压为：)(0211ZZIUaa222ZIUaa000ZIUaa 1 断相后，产生负序和零序分量； 2 断相后，非故障相电流比负荷电流有所增加； 3 断相后，负序电流随 比值增大而减小； 4 断相后，零序电流随 比值增大而增大； 02/ZZ02/ZZ结 论继电保护整定计算的有关问题 上下级保护配合的分支系数选择继电保护整定计算的有关问题 121I2I12IIKfz1 辐射网中单回线与单回线配合 SBXAB1ISAX2IABX辐射网中单回线与单回线配合 BSABSASBXXXXII21SBABSASBSBSBSAfzXXXXXXXIIK112辐射网中单回线与单回线配合

32、 max.min.min.1SBABSAfzXXXKmin.max.max.1SBABSAfzXXXK2 辐射网中单回线与双回线或环网配合 121I2I两回线参数相同，故障点选在2号保护一段末端，一般可选在C母线上ABC辐射网中单回线与双回线或环网配合 5 . 0min.fzK1max.fzK3 辐射网中双回线与单回线配合 121I2IABC当双回线参数相同时 1min.fzK2max.fzK4 辐射线路与单电源环网内保护配合 211I2IABCD阻抗图211I2IABCD保护1与保护2配合时，既有助增又有外吸电流。BDCDBCCDBDSBABSAfzZZZZZZZZK)1 (min.min.

33、求最小分支系数A系统为最大方式B系统为最小方式，环网按闭环运行)1 (min.max.max.SBABSAfzZZZK求最大分支系数A系统为最小方式B系统为最大方式，环网按开环运行4 辐射线路与多电源环网内保护配合 211I2IABCD阻抗图211I2IABCD保护1与保护2配合时，B母线有助增流。环网按闭环运行还是开环运行，应由C母线短路时，流经BD线路电流的方向决定，当BD线路电流为B向D，则闭环最小分支系数从定义求。)1 (max.min.min.SBABSAfzZZZK流经BD线路电流的方向为D向B，则开环断开BD线路，使D系统的助增电流不流过保护2)/(1 (min.min.max.

34、max.SDBDSBABSAfzZZZZZK最大分支系数按CD线路断开，系统D对保护3为助增助电流，B、D为最大方式5 环网内保护相互配合 211I2IABCD3阻抗图AB211I2ICD3保护2与保护3配合时，按C母线短路。环网按闭环运行还是开环运行，应由流经BD线路电流的方向决定。实线方向为电流为B向D，则闭环最小分支系数从定义求。虚线方向为D向B，则按从C母线处断开计算211I2ICD3AB)/)(1 (max.min.min.min.SDBDSBABSAfzZZZZZK)/)(1 (min.max.max.max.SDBDSBABSAfzZZZZZK6 环网内保护与环外辐射线保护配合

35、11I2IABCD2保护1与保护2配合时，按C母线短路。环网按开环运行，即断开BD线路求最小分支系数：系统A和系统D按最大运行方式，系统B按最小运行方式。保护1与保护2配合时，按C母线短路。环网按开环运行，断开AD线路求最大分支系数：系统A最小运行方式，系统B和D为最大方式关于距离保护第三段的整定原则1：按躲过最小负荷阻抗整定原则2：按与相邻线路距离二段配合原则3：按与相邻线路距离三段配合原则4：按与相邻变压器电压电流保护配合关于距离保护第三段的整定距离三段动作时间整定原则1：应比配合段保护高一个时间级差原则2：在有振荡的线路上，距离三段动作时间原则3：在环网中应选择一个起始点，该点的应躲过系

36、统振荡周期选择原则：1 该点保护是与相邻距离二段配合的相邻是一条长线路相邻线路距离二段动作时间短，而距离本线路与相邻线路之间有较大助增系数三段动作时间长2 非选择性动作对系统的影响最小高压输电线路的高频保护1.高频保护的构成 电气量 继电保护发信机收信机收信机发信机继电保护电气量 通道 跳闸信号的保护原理QF1QF2QF3QF4ABCK2K1跳QF3跳闸信号跳QF4跳闸信号高频保护的分类：高频闭锁突变量方向（工频变化量）保护高频闭锁负序方向保护高频闭锁零序方向保护高频闭锁距离保护以上也可按允许信号构成高频突变量方向（工频变化量）保护可反应全相、非全相状态下各种故障，不受系统振荡、负荷电流的影响

37、，动作速度快。缺点是只能反映故障初瞬的情况，不能反映稳态的故障情况。方向元件的灵敏度受系统运行方式变化的影响。高频闭锁负序方向保护主要缺点是不能可靠反映三相短路。灵敏度也受运行方式变化的影响。非全相运行再故障时保护不能可靠动作。可反映各种不对称故障。不受振荡和平行线零序互感的影响。 高频闭锁距离保护： 保护范围基本固定。可兼作下一线路的后备保护。 缺点是受系统振荡影响大。受过渡电阻影响保护范围可能伸长或缩短。采用方向特性正方向出口故障有死区。有串补电容时保护性能变坏。TV二次断线保护误动。考虑分布参数时测量阻抗与故障点距离不成正比。分相电流差动保护不受振荡的影响，具有绝对的选择性，缺点是受输电

38、线路分布电容影响大。具有选相功能，受过渡电阻的影响小。750kV线路每公里电容电流：)(7948. 13/750314102 .139AkVF传送自然功率时的负荷电流为：A1698当线路长度为1000kM时：)(8 .17947948. 11000A自然功率：电场能量与磁场能量平衡时的状态，输电线路既不消耗无功，也不产生无功。222|CZCLIU|/CZIU|32CnZUPCnZUI/LICU221150kV线路自然功率：MWPn7 .5533239311503相电压补偿式方向高频保护可反映全想状态下各种故障和非全相状态下除两相接地短路外的各种故障。不受振荡的影响。不能反应三相短路。高频通道的

39、构成方式 收发信机保护收发信机保护保护装置跳闸的条件是：两侧正方向元件均动作；两侧都不发信；收不到闭锁信号；SS S SS SQF1QF2QF3QF4QF5QF6ABCDK高频闭锁信号 高频闭锁信号 S S S S S S123456ABCDK近故障点一侧：正方向元件不动作且收到闭锁信号；远故障点一侧：正方向元件动作但收到闭锁信号；闭锁式高频保护的问题1 发信元件与停信元件的灵敏度配合问题2 外部故障切除时远故障点侧保护误动问题3 外部故障近故障点侧发信元件拒动造成远故障点侧保护误动问题4 单侧电源内部故障问题5 环网故障切除功率倒方向问题环网中功率倒向示意图 MNP6QF4QF3QF2QF5

40、QF1QF 高频闭锁方向保护的组成框图t1t2t3保护的起动发信回路（1）故障起动发信（2）远方起动发信 （3）手动起动发信保护的停信回路（1）正方向元件动作停信（2）断路器跳闸停信（3）外部停信保护跳闸条件（1）高定值起动元件（突变量电流元件）动作（2）正方向测量元件动作（3）先收到57ms信号（4）然后收不到高频信号 相相制高频保护通道音频接 口保护结 合 滤波器载 波机同左侧 键控逻辑频率合成器逻辑处理收信监 视发信收信载波机G GT1 T1T2 T2T1+T2 T1+T2音频接口功能示意图 S S S S S SKQF1QF2QF3QF4QF5QF6ABCD区内故障本侧正方向元件动作同

41、时收到对侧的允许信号 S S S S S SkQF1QF2QF3QF4QF5QF6ABCD区外故障近故障点一侧：正方向元件不动作远故障点一侧：收不到对侧的允许信号 1.区内故障通道破坏引起的问题 采用允许信号时，高频通道一旦破坏，将造成内部故障保护拒动。 解决方法采用解除闭锁式（微机保护中采用）起动前鉴频信号正常起动后收不到允许信号相间故障本侧正方向元件可靠动作2.单侧电源内部故障的问题单电源内部故障时，由于另一侧未合闸，方向元件不动作，不能向合闸侧发出高频允许信号，因此，合闸侧保护拒动。QF1AQF2Bk 采用三跳回授功能收到对侧允许信号本侧断路器为三跳位置向对侧发出允许信号解决方法闭 锁

42、式允 许 式高频保护通道相地制、正常通道无高频电流相相制、正常通道有监频信号收发信机单频率、调幅式移频键控式，多频率发信元件突变量电流元件、反方向元件正方向元件，发允许信号停信元件正方向元件无停信元件高频信号作用闭锁保护允许保护跳闸优缺点通道破坏区内故障保护不拒动对通道无经常性监视正常对通道有监视通道破坏区内故障保护拒动输电线路的纵联差动保护MI突变量差动电流突变量制动电流NMdIIINMresIII分相纵联差动保护的特性dI6 . 01KHI3HIresI8 . 02KsetI5零序差动保护的特性0dIHI0resI75. 0K突变量差动的动作方程HdII resdII6 . 0HresdI

43、II8 . 0HdII30HdII3)2 ,max(.CsetHHIII)5 . 2 ,max(.CsetHHIII不经电容电流补偿经电容电流补偿高定值差动的动作方程HdII resdII6 . 0HresdIII8 . 0HdII30HdII3)2 ,max(.CsetHHIII)5 . 2 ,max(.CsetHHIII不经电容电流补偿经电容电流补偿低定值差动的动作方程LdII resdII6 . 0LresdIII8 . 0LdII30LdII3)5 . 1 ,max(.CsetLLIII )875. 1 ,max(.CsetLLIII 不经电容电流补偿经电容电流补偿零序差动的动作方程s

44、etdII. 000075. 0resdIIsetI. 0按线路内部经高阻接地有灵敏度整定220kV线路按过渡电阻为100欧500kV线路按过渡电阻为300欧定值整定原则分相差动低定值：CI5 . 1nI2 . 0长线路投入电容电流补偿按大于 ，短线路一般不低于分相差动高定值：CI2CI5 . 2长线路投入电容电流补偿按大于 ，不投电容电流补偿按大于短线路一般不低于nI3 . 0定值整定原则零序差动定值：1 按躲过区外三相短路零序最大不平衡电流；2 按区内经高阻接地故障有足够灵敏度整定；3 一般不低于 ；nI1 . 0纵联差动保护的电容电流补偿1LZ12CX12CXLZ5 . 0CXLZ5 .

45、 0CINIMI纵联差动保护的电容电流补偿001022CMCMMMCXjUXjUUIM侧电容电流的计算方法001022CNCNNNCXjUXjUUIN侧电容电流的计算方法纵联差动保护的通道方式2Mbps速率的专用光纤通道2Mbps速率复接的PDH(或SDH)接口64Kbps速率复接的PCM接口 纵联差动保护的采样同步1 将一端的差动保护设为主机方式（参考端）2 将另一端的差动保护设为从机方式（同步端）3 从机发一帧带采样标号的同步请求命令4 主机返回带采样标号和时间的一帧数据5 从机收到后计算出通道延时和两侧采样时间差6 从机根据这个偏差确定调整次数，经过数次微调使两侧达到采样同步高压输电线路

46、的距离保护相间距离保护采用零度接线方式可正确反应的故障类型CBUUBAUUACUUBAIIACIICBII)3(K)2(K)1 . 1(K接地距离保护可正确反应的故障类型BUAUCU03 I kIA03 I kIC03 I kIB采具有零序电流补偿的接线方式)3(K)1(K)1 . 1(K 微机距离保护的主要功能突变量起动元件 阻抗测量元件 振荡闭锁 静稳定破坏检测 选相模块 区段划分PT二次断线判别 分相跳闸 三相跳闸 跳闸出口 后加速A相电流元件BC阻抗元件 后备跳闸 0秒加速二段 0秒加速三段 1 .5秒加速三段 X相近加速 距离三段 0.5s一段 1S二段整组复归 AN、BN、CN、A

47、B、BC、CA相电流差突变量元件 I、II、III段、转换性故障判别 园特性的方向阻抗测量元件zdZjXR 园特性阻元件动作方程幅值比较动作方程半径测量阻抗圆心|)1 (21|)1 (21|zdkzdZZZ|)1 (21|)1 (21|zdkzdZZZ10偏移特性RjXsetZ0set-Z0Z|21|21|zdkzdZZZ0方向特性RjXsetZ01|kzdZZ全阻抗特性RjXsetZ0 园特性阻元件动作方程相位比较动作方程00270arg90极化电压补偿电压00270arg90PzdkkUZIU 1000270arg90zdkzdkZZZZ1000270arg90kzdkZZZ00270ar

48、g90zdkzdkZZZZ方向特性全阻抗特性偏移特性 四边形及多边形方向阻抗测量元件jXRjXR由输电线路的微分方程计算R、X的方法1111dtdiLRiuttt1222dtdiLRiuttt ZAIkULR、1kiki1ki1t2t11kkkttt、ST1kuku1ku1t2t11kkkttt、ST211kktuuu212kktuuu211kktiii212kktiiiSkkTiiD11SkkTiiD12 21122112DiDiDuDuRtttt21121221DiDiiuiuXtttttt工频变化量方向阻抗测量元件ZOPUU|OPUZU工频变化量补偿电压门槛电压zdOPZIIUU)(.M

49、N zdZ2F1F3F正方向区内故障反方向故障正方向区外故障I1FU3FE1FE2FEQF2QF11F2F3FU1FEOPUUOPU2FE 3FEUOPU 正方向区内故障反方向故障正方向区外故障 I I0SESZKZgR0REUFE正方向故障的系统图 正方向故障的阻抗动作特性 SZIU)(KSFZZIE)(ZzdZIZzdIUUSOPFzEU取： | )(| )(|KSSZZIZzdZI | )(| )( |skszdZZZZ jXzdZSKZZRkZsZSzdZZ正方向故障的阻抗动作特性 0SEdZI0REgRkZUzdZFESZ反方向故障的系统图 反方向故障的阻抗动作特性 sZIU)(KsFZZIE)(ZzdZIZzdIUUsOPFzEU取： | )(| )(|KssZZIZzdZI | )( | )( |KssZZZzdZkZjXzdZsZR反方向故障的阻抗动作特性| )| )( |sksZZZzdZ电力系统振荡对距离保护的影响 及振荡闭锁措施 发电机与系统之间或两系统之间功角的周期性摆动现象称为振荡振荡原因：静稳定破坏故障切除慢发电机失磁非同期合闸1.系统振荡时电压电流的变化规律MENELZMZNZMUIMENELZMZNZMUIMENEIMUNUZUkNLMNMZZZEEIMMMZ