电网距离保护第4讲New综述

1、方法之一：引入非故障相电压作为极化电压方法之一：引入非故障相电压作为极化电压v 典型应用：典型应用： 90接线的功率方向继电器，采用的就是接线的功率方向继电器，采用的就是这种思路这种思路v 采用正序电压作为极化电压，是距离保护中一种常见的采用正序电压作为极化电压，是距离保护中一种常见的消除电压死区的方法，正序电压包含非故障相电压信息消除电压死区的方法，正序电压包含非故障相电压信息正序电压极化方向阻抗继电器动作方程正序电压极化方向阻抗继电器动作方程190arg90opmUU211()3AABCUUa Ua U正序电压极化方向阻抗特性工作电压和极化电压应用正序电压极化方向阻抗特性工作电压和极化电压

2、应用190arg90mmsetmUI zU1103mmmUUIIkIUU接地故障接地故障相间故障相间故障11mmmUUIIUU统一的动作特性统一的动作特性其中：其中： 保护安装处到故障点正序阻抗保护安装处到故障点正序阻抗/mmmZUI正序电压极化方向阻抗动作特性分析正序电压极化方向阻抗动作特性分析(单相接地故障为例）单相接地故障为例）.111111011111100012(1)2(1)(3)()2MmMMMMMMMMMmMMEUEI ZECZZZCZEZCZIK IZZZZZ1110(1)2MMCZZZ 短路点到电势间正序阻抗短路点到电势间正序阻抗 近似为实数近似为实数正向故障正向故障( (参

3、见式参见式3.6a)3.6a)1MmZZ01(3)()MMmEIK IZZ正序电压极化方向阻抗动作特性分析正序电压极化方向阻抗动作特性分析omMsetmoZZZZ90)(arg901正向故障时，正向故障时，动作区是一动作区是一个包含原点的偏移阻抗圆个包含原点的偏移阻抗圆190arg90opmUU00(3)(3)()opmsetmsetUUIk I ZIk IZZ将将 代入得代入得.1opmmUUZ190arg90()oosetmMmZZZZ或者：或者：正序电压极化方向阻抗动作特性分析（单相接地故障为例）正序电压极化方向阻抗动作特性分析（单相接地故障为例）反向故障反向故障0(3)()mmUIkI

4、Z1110.11111101101102(1) (13 )()2)2NmNNNNNNNNNNmNEUEI ZECZZZC ZEIK IZZCZZZZZ11NNmnZZZ00(3)(3)()opmsetmsetUUIk I ZIk IZZ正序电压极化方向阻抗动作特性分析（以单相接地故障为例正序电压极化方向阻抗动作特性分析（以单相接地故障为例反向发生接地故障时反向发生接地故障时omNmsetoZZZZ90)(arg901反向故障时，反向故障时，动作区是一个上抛动作区是一个上抛阻抗圆，不含原点，阻抗在第三阻抗圆，不含原点，阻抗在第三象限，不可能落入动作圆。象限，不可能落入动作圆。1()90arg90

5、()oosetmNmZZZZ 方法之二：记忆故障前电压作为极化电压方法之二：记忆故障前电压作为极化电压 090arg90opmUU00(3)(3)()opmsetmsetUUIk IZIk IZZ正向单相接地短路：正向单相接地短路：01(3)()MMmEIk IZZ1msetopMMmZZUEZZ正方向短路时：正方向短路时：190arg90()oosetmMmZZZZ假定故障前空载假定故障前空载则动作方程：则动作方程： 0090argarg90opmsetMMmmmUZZEZZUU0arg0MmEU00(3)(3)()opmsetmsetUUIk IZIk IZZ 01(3)()NNmEIk

6、IZZ 1msetopNNmZZUEZZ当反方向短路时：当反方向短路时：0(3)mmUIk IZ 00190argarg90opmsetNNmmmUZZEZZUUomNmsetoZZZZ90)(arg901假定故障前空载假定故障前空载0arg0NmEU模拟式距离保护中：记忆电压通过LC谐振记忆回路获得。记忆量是逐渐衰减的，故障一定时间后，将衰减至故障后的测量电压，动作记忆量是逐渐衰减的，故障一定时间后，将衰减至故障后的测量电压，动作特性将变成经过原点的方向圆特性。上面分析中得出的正向故障时为偏移圆特性将变成经过原点的方向圆特性。上面分析中得出的正向故障时为偏移圆特性、反向故障时为上抛圆特性的结

7、论，仅在故障刚刚发生、记忆尚未消失特性、反向故障时为上抛圆特性的结论，仅在故障刚刚发生、记忆尚未消失时是成立的，所以称之为时是成立的，所以称之为初态特性。初态特性。数字式保护中：记忆电压是存放在存储器中的故障前电压的采样值，不存在数字式保护中：记忆电压是存放在存储器中的故障前电压的采样值，不存在衰减问题，但故障发生一定时间后，电源的电动势变化，将不再等于故障前衰减问题，但故障发生一定时间后，电源的电动势变化，将不再等于故障前的记忆电压，用故障前的记忆电压作为参考电压，特性也将会发生变化。的记忆电压，用故障前的记忆电压作为参考电压，特性也将会发生变化。p阻抗继电器测量特性阻抗继电器测量特性v所有

8、测量设备一样，都有量程的限制。阻抗继电器也如此所有测量设备一样，都有量程的限制。阻抗继电器也如此v只有在量程范围内，阻抗继电器才能准确的测量阻抗只有在量程范围内，阻抗继电器才能准确的测量阻抗v阻抗继电器的测量特性曲线（阻抗继电器的测量特性曲线（临界动作点和输入电流关系临界动作点和输入电流关系）动作阻抗动作阻抗Zop：使继电器的测量阻抗使继电器的测量阻抗处于临界动作状态处于临界动作状态p阻抗继电器测量特性分析阻抗继电器测量特性分析起始段受传变器传变非线性的影响，起始段受传变器传变非线性的影响， 尾段受饱和特性影响尾段受饱和特性影响最小精确工作电流：最小精确工作电流：最小精确工作电压最小精确工作电

9、压：.minacI.min.minacacsetUIZ精确工作电流校验：精确工作电流校验：.min.min/1.52markacKII 距离保护一般距离保护一般采用阶段式的配合采用阶段式的配合思想，各段之间的配合关系，思想，各段之间的配合关系，类似于三段式电流保护类似于三段式电流保护v 通常配置距离通常配置距离段、距离段、距离段、距离段、距离段。其中，段。其中，距离距离段、距离段、距离段一般采用具有方向性的动作特性，作为被保护段一般采用具有方向性的动作特性，作为被保护线路的主保护；距离线路的主保护；距离段，通常采用带有偏移特性的动作特段，通常采用带有偏移特性的动作特性，作为本线路、下级线路及反

10、向母线保护的后备性，作为本线路、下级线路及反向母线保护的后备v 距离保护的整定，实际上是确定与保护动作特性有关的距离保护的整定，实际上是确定与保护动作特性有关的特特征阻抗征阻抗Zset采用圆特性的距离保采用圆特性的距离保护护I I、IIII、IIIIII段保护段保护范围与动作时限。范围与动作时限。 p距离距离段整定段整定作用：作用：无延时的速动段，只反应本线路内部故障，下级线路出口应无延时的速动段，只反应本线路内部故障，下级线路出口应可靠不动作。可靠不动作。原则：原则：躲过本线路末端短路时的测量阻抗，确保区外故障不误动躲过本线路末端短路时的测量阻抗，确保区外故障不误动1setrelZKz LI

11、0t L：被保护线路的全长：被保护线路的全长z1：单位长度线路的正序阻抗：单位长度线路的正序阻抗Krel：可靠系数，一般取可靠系数，一般取0.80.85 p距离距离段整定段整定作用：距离距离段无法保护线路全长，增加距离段无法保护线路全长，增加距离段；其保护范围应段；其保护范围应涵盖线路全长，且有一定灵敏度。因此距离涵盖线路全长，且有一定灵敏度。因此距离段的保护范围段的保护范围应延伸至下一级线路，并在动作时间上与下一级线路进行配应延伸至下一级线路，并在动作时间上与下一级线路进行配合，以实现选择性跳闸合，以实现选择性跳闸原则：动作阻抗应不超过下级线路配合段的保护范围，动作时间应动作阻抗应不超过下级

12、线路配合段的保护范围，动作时间应比下级线路配合段提高一个时限级差比下级线路配合段提高一个时限级差 p分支系数对距离分支系数对距离段整定的影响段整定的影响存在分支线路时，保护测量阻抗和分支系数的关系：存在分支线路时，保护测量阻抗和分支系数的关系：1AB221111AkmABkABbkUI ZI ZIZZZZK ZIII v助增分支将使保护感受阻抗增大，保护范围减小助增分支将使保护感受阻抗增大，保护范围减小v外汲分支将使保护感受阻抗减小，保护范围扩大外汲分支将使保护感受阻抗减小，保护范围扩大问题问题v如何保证距离保护如何保证距离保护段在任何运行方式下，按其整定值确段在任何运行方式下，按其整定值确定

13、的保护范围均不超过相邻线路配合段的保护范围？定的保护范围均不超过相邻线路配合段的保护范围？v整定处理思想整定处理思想v保护范围最大时其动作范围不超过相邻线配合保护范围最大时其动作范围不超过相邻线配合I段保护范围。段保护范围。该种运行方式对应于该种运行方式对应于分支系数最小分支系数最小的情况。的情况。1AB221.min111AkmABkABbkUI ZI ZIZZZZKZIII 整定方法整定方法CASE1：相邻元件为输电线路：相邻元件为输电线路CASE2：相邻元件为变压器：相邻元件为变压器CASE3：相邻元件既有出线又有变压器：相邻元件既有出线又有变压器分别按上述两种情况计算，取其中的较小者作

14、为整定阻抗分别按上述两种情况计算，取其中的较小者作为整定阻抗1min()setrelbadjZKz LKZ1min()setrelbTZKz LKZ 分支系数的计算：分支系数的计算：类似于电流保护分支系数计算类似于电流保护分支系数计算2bIKI1配合段线路短路电流保护所在线路流过的短路电流 灵敏度校验灵敏度校验v距离距离段要保护线路全长，因此其灵敏度校验要求在段要保护线路全长，因此其灵敏度校验要求在本线本线路末端故障路末端故障时，有足够的灵敏度时，有足够的灵敏度v灵敏度不满足要求时，应考虑进一步扩大距离灵敏度不满足要求时，应考虑进一步扩大距离段保护范段保护范围，与下级线路距离围，与下级线路距离

15、段配合段配合动作时间动作时间v为保证下级线路出口的选择性，距离为保证下级线路出口的选择性，距离段动作时间应比配段动作时间应比配合段多一个时间级差合段多一个时间级差sen11.25IIsetZKz Ltttxadj p距离距离段整定段整定作用：作用：本线路的近后备或下级线路的远后备本线路的近后备或下级线路的远后备整定原则：整定原则：CASE1：相邻线路配合段为距离：相邻线路配合段为距离段或距离段或距离段时段时CASE2：相邻元件配置：相邻元件配置电流、电压保护时的配合电流、电压保护时的配合I1min1min() ()setrelbadjsetrelbadjZKz LKZZKz LKZ 或者mi1

16、minn()setreadbjlZKzKZLminadjZ 等于相邻线电流、电压保护的最小保护范围对应的阻等于相邻线电流、电压保护的最小保护范围对应的阻抗值抗值 CASE3：按躲过本线路最小负荷阻抗整定：按躲过本线路最小负荷阻抗整定v最小负荷阻抗：最小负荷阻抗：v全阻抗特性：全阻抗特性：方向阻抗特性：方向阻抗特性：minmax(0.90.95)NLUZI1minIIIrelsetLssreKZZK Kmin1cos()setIIIrelLsetssreLKZZK KKss 自启动系数，与负荷特性有关，统计得到，自启动系数，与负荷特性有关，统计得到，1.52.5Krel 可靠系数，可靠系数，0.

17、80.85Kre 返回系数，取决于继电器型号，返回系数，取决于继电器型号，1.151.25f fset 整定阻抗的阻抗角，一般取线路阻抗角整定阻抗的阻抗角，一般取线路阻抗角f fL 负荷阻抗角，由负荷功率因数得到负荷阻抗角，由负荷功率因数得到 灵敏度校验灵敏度校验近后备灵敏度：近后备灵敏度：要求按本线路末端故障校验要求按本线路末端故障校验远后备灵敏度：远后备灵敏度：要求按相邻线路末端故障校验。有分支线路要求按相邻线路末端故障校验。有分支线路时，应考虑相邻线末端故障，保护测量阻抗最大的情况，即时，应考虑相邻线末端故障，保护测量阻抗最大的情况，即取取最大分支系数进行校验，此时保护的灵敏度最低最大分

18、支系数进行校验，此时保护的灵敏度最低11.5setsenZKz L1max1.2setsenbadjZKz LKZ 定值的归算定值的归算工程上的保护定值都是以互感器二次侧阻抗值给出的，因工程上的保护定值都是以互感器二次侧阻抗值给出的，因此需将上述定值进行归算此需将上述定值进行归算归算公式归算公式)1()2(setTVTAsetZnnZ 整定计算举例整定计算举例 例例3.13.4.2 3.4.2 对距离保护的评价对距离保护的评价3.4.2 3.4.2 对距离保护的评价对距离保护的评价l距离保护的阻抗测量原理，除可以应用于输电线路的保护距离保护的阻抗测量原理，除可以应用于输电线路的保护外，还可以应用于发电机、变压器保护中，作为其后备保外，还可以应用于发电机、变压器保护中，作为其后备保护。护。l相对于电流电压保护来说，距离保护的构成、接线和算法相对于电流电压保护来说，距