高压输电线路继电保护及自动装置课件

高压输电线路继电保护及自动装置

第一节输电线路阶段式零序电流保护高压输电线路继电保护及自动装置

第一节输电线路阶段式一、接地故障时零序分量的分布特点一、接地故障时零序分量的分布特点ABT1MNT2(1)k(a)网络图k0I&.'0I."0I1T0Z2T0Z'k0Z"k0Z(c)零序网络图NMk0U&M0U&k0U&N0U&(d)零序电压分布."0I.'0I0100o(e)零序电流、零序电压的向量图M0U&(b)复合序网络图3.1中性点直接接地系统发生接地故障时零序电流电压分布ABT1MNT2(1)k(a)网络图k0I&.'0I."0高压输电线路继电保护及自动装置课件3．2反方向接地短路故障时的零序网络图3．2反方向接地短路故障时的零序网络图二、输电线路阶段式零序电流保护二、输电线路阶段式零序电流保护(1)无时限零序电流速断保护的动作电流应躲过被保护线路末端发生接地短路时流过本线路的最大零序电流，即：(1)无时限零序电流速断保护的动作电流应躲过被保护线路末端（2）按躲过断路器三相触头不同时合闸时出现的最大零序电流，即：（2）按躲过断路器三相触头不同时合闸时出现的最大零序电流，即2.限时零序电流速段保护（零序电流II段）2.限时零序电流速段保护（零序电流II段）3．零序过电流保护（零序电流III段）零序过电流保护的工作原理与相间过电流保护的工作原理相似3．零序过电流保护（零序电流III段）零序过电流保护的工作原图3.5三段式零序电流保护原理图图3.5三段式零序电流保护原理图高压输电线路继电保护及自动装置课件图3.7零序功率方向元件动作特性图3.7零序功率方向元件动作特性图3.8三段式零序方向电流保护原理图图3.8三段式零序方向电流保护原理图第二节输电线路阶段式距离保护一、距离保护的基本原理1．距离保护的基本概念距离保护是测量故障点至保护安装处之间的距离，并根据距离的远近确定动作时间的一种保护.距离越远动作时间越长，距离越近动作时间越短。第二节输电线路阶段式距离保护一、距离保护的基本原理保护安装处的电压与流过被保护线路电流的比值称为保护的测量阻抗图3.9测量阻抗在复平面上表示（a）正常运行及K点短路（b）复平面保护安装处的电压与流过被保护线路电流的比值称为保护的测量阻抗我们用与保护范围AB对应的线路阻抗用整定阻抗表示，其模等于线路长度AB的阻抗值，一般每公里4欧姆左右，其辐角等于线路阻抗角，一般为至。这样，在保护范围AB以内短路时，测量阻抗小于整定阻抗保护动作，在正常运行或保护范围AB外部短路时保护不动作，显然距离保护的动作判据为我们用与保护范围AB对应的线路阻抗用整定阻抗表示，其模等于线2．阶段式距离保护的构成

（1）阶段式距离保护的保护范围和时限特性。

图3.10三段式距离保护的时限特性2．阶段式距离保护的构成

（1）阶段式距离保护的保护范围和时（2）阶段式距离保护的构成（2）阶段式距离保护的构成二、距离保护的阻抗元件图3.13全阻抗元件动作特性图3.12阻抗元件KR接线图二、距离保护的阻抗元件图3.13全阻抗元件动作特性图3.图3.14阻抗元件动作特性方向阻抗特性(b)偏移阻抗特性(c)四边形阻抗特性图3.14阻抗元件动作特性测量保护安装处至故障点之间的二次测量阻抗，二次测量阻抗与一次测量阻抗的关系为测量保护安装处至故障点之间的二次测量阻抗，二次测量阻抗与一次1．全阻抗元件的动作特性式(3.22)阻抗元件动作方程1．全阻抗元件的动作特性方向阻抗元件动作方程为：

偏移阻抗元件动作方程为：方向阻抗元件动作方程为：

偏移阻抗元件动作方程为：四边形阻抗元件动作方程为：四边形阻抗元件动作方程为：

三、阻抗元件的接线方式阻抗元件的接线方式是指构成阻抗元件所取测量电压与测量电流的相别组合方式。为了准确测量保护安装处到故障点的阻抗（距离），阻抗元件的接线方式应当满足如下要求：（1）要求测量阻抗正比于保护安装处到短路点的距离，与系统运行方式无关。（2）要求测量阻抗的值仅与保护安装处至故障点的距离有关，而与故障类型无关。三、阻抗元件的接线方式（1）相间距离保护接线方式。（1）相间距离保护接线方式。（2）接地距离保护零序电流补偿接线方式

（2）接地距离保护零序电流补偿接线方式四、距离保护的振荡闭锁和断线闭锁1．距离保护的振荡闭锁并列运行的系统或发电厂失去同步的现象称为系统振荡，电力系统振荡时两侧电源的夹角在0～360o周期性的变化，从而引起电压电流作周期性变化，导致距离保护的测量阻抗也作周期性的变化，当测量阻抗进入保护的动作区时将导致阻抗元件动作，从而引起保护误动。因此在距离保护中必须考虑振荡的影响。四、距离保护的振荡闭锁和断线闭锁2.距离保护的电压回路断线闭锁距离保护是通过对电压电流的比值来判断线路是否故障的，而电压取自TV二次侧，因此在TV二次电压回路断线时会造成保护无法完成阻抗的测量。2.距离保护的电压回路断线闭锁五、距离保护整定计算1、整定原则距离保护的整定阻抗角为线路阻抗角，各段原则如下。五、距离保护整定计算①I段整定

I段保护区不能伸出本线路，即整定阻抗小于被保护线路阻抗。0.8～0.85②II段整定

II段延时动作，保护区不能伸出相邻元件或线路瞬时段的保护区，并按照最小分支系数考虑。因此（1）与相邻线路I段配合，图3－15中保护PD1的II段整定阻抗为：①I段整定0.8～0.85②II段整定

取以上两者较小者作为II段整定阻抗，动作时间比相邻线路I段长，一般取0.5s。按照线路末端发生金属性短路来校验灵敏系数。保护PD1的灵敏系数为：

若灵敏系数不满足要求，则可以与相邻II段配合。取以上两者较小者作为II段整定阻抗，动作时间比相邻线路I③III段整定作为后备保护的III段，正常时不起动。因此整定阻抗按躲开最小的负荷阻抗。为保护PD1的III段整定阻抗为：一般取1.5～3。一般取1.2～1.3；一般取1.1③III段整定保护PD1的III段整定阻抗为：一般取1.5～采用圆特性方向阻抗继电器时，保护PD1的灵敏系数为：作为MN线路近后备：作为NP线路远后备：

采用圆特性方向阻抗继电器时，保护PD1的灵敏系数为：作为NP高压输电线路继电保护及自动装置课件高压输电线路继电保护及自动装置

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第一节输电线路阶段式一、接地故障时零序分量的分布特点一、接地故障时零序分量的分布特点ABT1MNT2(1)k(a)网络图k0I&.'0I."0I1T0Z2T0Z'k0Z"k0Z(c)零序网络图NMk0U&M0U&k0U&N0U&(d)零序电压分布."0I.'0I0100o(e)零序电流、零序电压的向量图M0U&(b)复合序网络图3.1中性点直接接地系统发生接地故障时零序电流电压分布ABT1MNT2(1)k(a)网络图k0I&.'0I."0高压输电线路继电保护及自动装置课件3．2反方向接地短路故障时的零序网络图3．2反方向接地短路故障时的零序网络图二、输电线路阶段式零序电流保护二、输电线路阶段式零序电流保护(1)无时限零序电流速断保护的动作电流应躲过被保护线路末端发生接地短路时流过本线路的最大零序电流，即：(1)无时限零序电流速断保护的动作电流应躲过被保护线路末端（2）按躲过断路器三相触头不同时合闸时出现的最大零序电流，即：（2）按躲过断路器三相触头不同时合闸时出现的最大零序电流，即2.限时零序电流速段保护（零序电流II段）2.限时零序电流速段保护（零序电流II段）3．零序过电流保护（零序电流III段）零序过电流保护的工作原理与相间过电流保护的工作原理相似3．零序过电流保护（零序电流III段）零序过电流保护的工作原图3.5三段式零序电流保护原理图图3.5三段式零序电流保护原理图高压输电线路继电保护及自动装置课件图3.7零序功率方向元件动作特性图3.7零序功率方向元件动作特性图3.8三段式零序方向电流保护原理图图3.8三段式零序方向电流保护原理图第二节输电线路阶段式距离保护一、距离保护的基本原理1．距离保护的基本概念距离保护是测量故障点至保护安装处之间的距离，并根据距离的远近确定动作时间的一种保护.距离越远动作时间越长，距离越近动作时间越短。第二节输电线路阶段式距离保护一、距离保护的基本原理保护安装处的电压与流过被保护线路电流的比值称为保护的测量阻抗图3.9测量阻抗在复平面上表示（a）正常运行及K点短路（b）复平面保护安装处的电压与流过被保护线路电流的比值称为保护的测量阻抗我们用与保护范围AB对应的线路阻抗用整定阻抗表示，其模等于线路长度AB的阻抗值，一般每公里4欧姆左右，其辐角等于线路阻抗角，一般为至。这样，在保护范围AB以内短路时，测量阻抗小于整定阻抗保护动作，在正常运行或保护范围AB外部短路时保护不动作，显然距离保护的动作判据为我们用与保护范围AB对应的线路阻抗用整定阻抗表示，其模等于线2．阶段式距离保护的构成

（1）阶段式距离保护的保护范围和时限特性。

图3.10三段式距离保护的时限特性2．阶段式距离保护的构成

（1）阶段式距离保护的保护范围和时（2）阶段式距离保护的构成（2）阶段式距离保护的构成二、距离保护的阻抗元件图3.13全阻抗元件动作特性图3.12阻抗元件KR接线图二、距离保护的阻抗元件图3.13全阻抗元件动作特性图3.图3.14阻抗元件动作特性方向阻抗特性(b)偏移阻抗特性(c)四边形阻抗特性图3.14阻抗元件动作特性测量保护安装处至故障点之间的二次测量阻抗，二次测量阻抗与一次测量阻抗的关系为测量保护安装处至故障点之间的二次测量阻抗，二次测量阻抗与一次1．全阻抗元件的动作特性式(3.22)阻抗元件动作方程1．全阻抗元件的动作特性方向阻抗元件动作方程为：

偏移阻抗元件动作方程为：方向阻抗元件动作方程为：

偏移阻抗元件动作方程为：四边形阻抗元件动作方程为：四边形阻抗元件动作方程为：

三、阻抗元件的接线方式阻抗元件的接线方式是指构成阻抗元件所取测量电压与测量电流的相别组合方式。为了准确测量保护安装处到故障点的阻抗（距离），阻抗元件的接线方式应当满足如下要求：（1）要求测量阻抗正比于保护安装处到短路点的距离，与系统运行方式无关。（2）要求测量阻抗的值仅与保护安装处至故障点的距离有关，而与故障类型无关。三、阻抗元件的接线方式（1）相间距离保护接线方式。（1）相间距离保护接线方式。（2）接地距离保护零序电流补偿接线方式

（2）接地距离保护零序电流补偿接线方式四、距离保护的振荡闭锁和断线闭锁1．距离保护的振荡闭锁并列运行的系统或发电厂失去同步的现象称为系统振荡，电力系统振荡时两侧电源的夹角在0～360o周期性的变化，从而引起电压电流作周期性变化，导致距离保护的测量阻抗也作周期性的变化，当测量阻抗进入保护的动作区时将导致阻抗元件动作，从而引起保护误动。因此在距离保护中必须考虑振荡的影响。四、距离保护的振荡闭锁和断线闭锁2.距离保护的电压回路断线闭锁距离保护是通过对电压电流的比值来判断线路是否故障的，而电压取自TV二次侧，因此在TV二次电压回路断线时会造成保护无法完成阻抗的测量。2.距离保护的电压回路断线闭锁五、距离保护整定计算1、整定原则距离保护的整定阻抗角为线路