电网继电保护原理课程课件

电力系统继电保护

第四讲PEMCLaboratory电流三段保护（定时限过电流保护）前述的相间短路一、二段电流保护都是根据某点短路不动作（躲过，即乘可靠性系数）而整定的，现在讨论另一种性质截然不同的整定方法：根据躲过最大负荷工况而整定的方法：电流三段保护。注：在继电保护中重要线路或元件往往需要不同原理的保护相互补充使用。电流一、二段保护已能构成本线路的全长保护：线路首端由电流一段进行保护，线路末端由电流二段进行保护，二段保护保护区伸入到下级线路的首端的一部分（不超过下级线路一段区域）。按说电流一、二段保护构成线路的全部保护已可以了，但考虑到如果相临下级保护区内短路，相临下级保护拒动或开关拒动，岂不是故障切除不了吗？因此设置电流第三段保护：按负荷电流整定，具有更高的灵敏度（负荷电流明显小于短路电流），要校验使本段保护能够做本线路二段的后备（近后备）和相临线路的后备（远后备）。三段保护：校验远后备时要考虑分支的影响（跨过一母线）。

复习电力系统继电保护三段式电流保护第一、二段：为了保证与相临开关的选择性，是以躲开（乘可靠性系数）本保护区末端、最大方式下、最大短路电流为原则整定，计算出整定值，选择性得以保证（降低灵敏度）。1、此保护在保证了与下级相临线路选择性的基础上加以整定的，即选择性没问题，但牺牲了的灵敏度，因此需要校验；2、短路电流受系统运行方式影响较大，为了保证了选择性，必须按照最不利情况考虑，即使系统运行方式（最大和最小）不变，定值放大（可靠系数）1.3倍、校验灵敏度缩小（二相短路）0.866倍，则可能失去灵敏性至（保护范围）0.866/1.3=0.66倍，则灵敏度经常会有问题。复习电力系统继电保护灵敏度不够的情形：一段：1、短线路、小系统（大系统阻抗）； 2、运行方式变化大。二段：1、下级短线路； 2、强分支作用； 3、运行方式变化大。解决：运行方式变化的影响，使用距离代替电流做整定特征量。复习PEMCLaboratory判据中特征量不用电流而用距离，就不受运行方式的影响了。整定原理仍用三段式保护原理，按照位置点来相互配合。使用三段式保护，不管是用距离还是用电流，仍然是站在一端，即保护安装处进行测量和保护的，还是摆脱不了段的概念。只是使用了距离，不受运行方式的影响。问题是怎样测量距离：1、故障阻抗：距离保护；2、故障点的故障波反射时间：行波保护。第一节距离保护概念电力系统继电保护距离保护：Z=z’L；阻抗乃线路固有特征量，与运行情况无关。z’：单位距离线路阻抗；L：距离。阻抗的测量：Z=U/I；U、I：保护安装处的电压和电流。一段保护：Zdz1’=Kk’ZLM；Kk’=0.8~0.85，意味着可以保护线路全长的80~85%，不受运行方式的影响，和不受短路情况影响，理论上（数学上）说短线路也没关系。阻抗定值越小意味着保护范围越小（相当与电流保护定值越大）。电力系统继电保护二段保护：Zdz1”=Kk”（ZLM+Zdz2

’

）

；Kk”=0.8~0.85，Zdz2

’下级线路一段保护定值，不受运行方式的影响，和不受短路情况影响，下级短线路不行。校验灵敏度：灵敏度1.3~1.5。如下级是变压器，与变压器次级配合，考虑到变压器ZB误差较大，Kk”=0.7，Zdz1”=Kk”（ZLM+ZB

）

。与多条下级线路配合，取下级一段保护范围最小的相配合。PEMCLaboratory二段定值受分支影响：Zdz1”=Kk”（ZLM+KfzhZdz2

’

）；

Kfzh分支系数取可能的最小值。1、电源分支，Kfzh>1；助增作用。电力系统继电保护2、负荷分支，Kfzh<1，汲出作用；有些负荷分支可以忽略。电力系统继电保护三段保护按最大负荷阻抗整定，时限同电流三段。Zdz’”=Zfz.min/(KK’”KfhKzq);Zfz.min=0.9Ue/Ifz.maxKK’”=1.2~1.3可靠性系数，Kfh=1.1~1.15返回系数Kzq=1以上,自启动系数由系统实际情况定要校验远后备和近后备灵敏度,要求1.2以上。远后备要跨过本线路L1末端母线计算到相临线路L2末端，要考虑分支的影响。Klm1’”=Zdz1’”/（ZL1+KfzhZL2）；负荷分支小于1，电源分支大于1。PEMCLaboratory第二节距离保护的原理1、三相短路UM/Id=z1

lMGUM

保护安装处测量的相电压Id保护安装处测量的相电流z1

线路单位公里正序阻抗

lMG保护安装处至故障点的距离公里数PEMCLaboratory2、不对称短路序电流：I1、I2、I0

和序网单位阻抗Z1、Z2、Z0，G点短路相电流：Ia、Ib、Ic，相电压UMGa、UMGb、UMGc，输电线路无分支，Z1=Z2，线路自阻抗和互阻抗zL，zM，红字为向量UMGa=（I1Z1+I2Z2+I0Z0）lMG=（I1+I2+I0）Z1lMG+

I0（Z0-Z1）lMG=Ia

Z1lMG+I0（Z0-Z1）lMGz1=z2=zL-zM，z0=zL+2zM，k=zM/zLzM=（z0-z1）/3，UMGa=Ia

Z1lMG+I03ZMlMG=（Ia+3kI0）

Z1lMGUMGb=Ib

Z1lMG+I03ZMlMG=（Ib+3kI0）

Z1lMGUMGc=Ic

Z1lMG+I03ZMlMG=（Ic+3kI0）

Z1lMGPE摄MC穿L巨ab额or监at劝or千yUMG唇ab=（Ia-Ib）Z1lMGUMG增bc=（Ib-Ic）Z1lMGUMG夜ca=（Ic-Ia）Z1lMG第三江节剑单惠相阻匙抗继历电器适的构拣成原呈理1、激全阻巴抗继押电器Zd踏≤Z继dz洋，阻抗浅绝对灾值比卷较。ZJ测量辨阻抗锡，Zd构z整定盆阻抗ZJ=UJ/IJ，区内区外PE独MC纪L炮ab印or次at亩or拦y比幅吧式判负据：A=IJZdz，B=UJ；A≥殖B比相中式判燥据：C=A+B=IJZdz+UJ，D=A-B=IJZdz-UJ。-9窑0°乖≤a听rgD/C≤叠90帽°PE垮MC阀L疯ab历or它at起or希y2、然方向驾阻抗质继电岗器A=IJZd渣z/2闹；B=UJ-IJZd设z/2C=A+B=UJ；D=A-B=IJZd长z-UJ判据：A≥古B或-9伴0°挎≤a杂rgD/C≤奔90愉°圆内杰为动他作区礼，具姓有方胁向性扰。PE馆MC漂L耀ab奇or诱at蛋or橡y同样舟负载美阻抗棉情况圆下方朱向阻抗趴继电荣器比攻全阻仅抗继丝式电器灵敏采。Zdz1’”热=Zfz.mi志n/[致Kk’”肯KfhKzqCO煎S(L-fz)]PE怒MC尿L西ab报or需at吼or鼓y距离扁保护径评价：1、惰一段匠不受屑系统教运行导方式标影响久，快验速保访护线尊路全橡长8福0%2、捕二、婆三段卫由于急有分蓝支，汗受运磨行方扇式影泽响，惊但相劫对较雄小。3、寇可以叉有方脏向，兔如方蚊向阻彩抗继害电器勉，但静首端具有死蒙区。4、目仍未裕摆脱巩三段镇式的评束缚谷，不损能快肃速保看护线肺路全寒长。5、许受振摔荡、PT断线黎影响迎，装伏置相姻对复仿杂。PE作MC涛L苍ab难or真at底or础yPE予MC箱L年ab续or挡at痕or监yPE惑MC听L已ab弓or饲at胞or浴y复习彻和自殊学：P3律2-赛49振荡蜓对单义相阻霉抗继哥电器脾的影泥响PE故MC抖L量ab朵or奶at预or咸y第五焦章崖差动长保护相间银电流毫保护振：三肿段式德，方破向电压布保护缠：电瓦流闭蓬锁零序育电流贤保护绑：三可段式士，方倚向距离尺保护叮：三掘段式究、零柏序距睡离保透护，国全阻绸抗、额方向竿、直粒线特肥性站在删保护雹安装董处测语量，渠实现灿保护倾，常豪规电童流电买压方位法不博可能栽无法破实现维全线匪路速赶断保洒护。高压消、超草高压销线路吗客观恨上需谋要全指线路岭速动国保护顺。PE乖MC栽L贱ab至or蓬at爸or浅y理论圈依据威：克锅希霍蹈夫定僚律内部盘如果充没有五消耗披，按援相角∑I=赌0，否则危按相场∑I≠0被保闷护设挥备PE仰MC现L概ab乔or夸at牲or哗y1、乱差动下保护区内行故障妻，流骨入继肝电器识电流效为和妻电流PE需MC丈L楚ab蛋or到at康or课y区外膝故障盘，流语入继泰电器返电流驼为差错电流嚼，为绿0不反勇映外叹部故典障，澡不能零作为练相临拴线路骆的后管备保伞护PE甚MC侍L锹ab健or读at拦or撇y内部态故障炮：流质入继品电器践的差欠动电废流为核短路宪电流泡水平外部捏故障啦：流摇入继拜电器趣的差绿动电答流为珍零特点引：灵尤敏，酒可以致保护结线路省全长叉，不谦能作熟为相额临元辅件的后备肌保护亮，需熄要架微设导盗引线血，长愧线路织困难熊。整定吧：躲摊过外预部最员大短灰路电哪流引牌起的浇不平致衡电锤流不严惰格地诵说：眨二侧CT有变我比误次差，区引起后差动颠电流扁的不倍平衡晴，外礼部故叫障的芳穿越姨性电墓流越感大，摄不平窄衡电断流也旅越大敢。不平定衡电沫流：督分稳副态和惯暂态下面款分析齿不平族衡电渗流PE抛MC械L旬ab择or铁at闸or扰yCT的等辫效电唤路为优典型蔬的变逆压器茅电路认，励混磁绕淋组激蓄磁阻辱抗Zu和漏罚抗Z’拘，激励唉为受捏控电乏流源挤，差符动继修电器诵阻抗Zc搜。PE碗MC多L浩ab揭or析at颠or战yPE沸MC赠L新ab喷or躬at蚁or邮y阻抗惧继电站器的爪精工里电流Ij床g和精直工电蔽压Uj弟g：精（凉确）克工（肢作）贤电流：当错实际洒阻抗滑为Zd霞z时，绢当Ij很小际时测阵量不焰出Zd拨z，当Ij加大盛到一腔定程北度时寻，可好以测此量出Zd企z，此最滔小Ij为最飞小精唯工电朴流Ij荐gm论in然。即当Ij违<I后jg时将化有1龄0%虫以上谈的Zd葛z测量该误差们。精（罗确）午工（瓦作）智电压：Uj横g=拳Ij稠gm攻in址*Z防dzPE斜MC努L芹ab艺or薪at也or猴y阻抗揪继电崖器的申接线芳方式1、Uy/Iy（0塘°接线按方式百）Zj惜=Uy/Iy=（I1z1l+I2z2l+I0z0l）换/（I1+I2+I0）=z1l+I0/IY（z0-z1）l测量感阻抗叫与运淡行方贼式有巷关，华并不琴只正房诚比正躁序阻扫抗和俯短路渔距离吧。接地启故障中（有Io掉），不能纸用。2、Uy/（Iy+3脊kI0）乞（带零以序补吨偿的题0分°接仆线方税式）UMG掠a=IaZ1lMG+I03ZMlMG=（Ia+3其kI0）Z1lUMG殊b=IbZ1lMG+I03ZMlMG=（Ib+3抹kI0）Z1lUMG厘c=IcZ1lMG+I03ZMlMG=（Ic+3锯kI0）Z1lPE浓MC披L掩ab动or勺at彻or娘yUy/（Iy+3板kI0）=Z1l，故障颠相测伤量阻弯抗与剂运行迅方式环无关上，并带只正补比正伐序阻艇抗和滤短路棒距离科。适用奖与接创地故早障。迁非故酿障相外无上星述关货系，浊需要舱做故竖障选财相。测量血，电子压UJ和电物流IJ：Ua，（Ia+3锈kI0）；Ub，（Ib+3察kI0）；Uc，（Ic+3触kI0）3、U⊿/I⊿接线刊方式闻（三匀角形0°接线绝方式鹊）Uab=（Ia-Ib）Z1lUbc=（