距离保护的基本原理及应用举例ppt课件

1、第三章线路分段距离保护、1，3.1距离保护的基本原理、3.3.1距离保护工作原理电流保护一般只适用于35kv以下电压等级的配电网。 对于110kv以上的电压等级复杂的电力网，必须采用更好的性能保护具，距离保护是应对这一要求的保护原理。 距离保护：保护从设置场所到故障点的距离，根据距离的远近确定动作时限的保护具。 主要设备为距离继电器，可根据施加在端子上的电压和电流，检测从保护安装部位到故障点的阻抗值。 距离保护保障范围通常通过整定阻抗的大小实现。2、故障时，首先判断故障方向：故障位于保护区的正方向，测量从故障点到保护安装位置的距离Lk，将Lk与Lset进行比较，如果Lk小于Lset，则在保障范

2、围内发生故障时，保护应立即动作，跳出对应的空气开关。 Lk大于Lset时，表示故障发生在保障范围外，保护不动作，对应的空气开关不弹出。 故障位于保护区域的反方向时，不进行比较测量，直接判断为区域外故障。 3、测量阻抗：测量电压与测量电流之比。 在、4、正常运转时的保护安装部位测量的阻抗是负载阻抗，即、5，在被保护线路的任一点发生故障的情况下，测量阻抗是从保护安装部位到短路点的短路阻抗。 在单相系统下，测量电压为保护设置部位的电压，测量电流为线路中的电流，系统金属性短路时两者的关系为：实际的三相系统的情况下？ 7、故障电流可能流动的路径称为故障环。 1、单相接地时，存在故障相与大地之间的故障环(

3、相-接地环)。 2、两相接地故障时，存在两个故障相与大地之间的相地故障环路和一个两个故障相间的故障环路(相相故障环路)。 3、两相不接地时，存在两个故障相间的相-相故障环路。4、三相故障时，存在三个相-地故障环路和三个相-相故障环路。 由于距离保护的正确动作基于故障距离的正确测量，因此请不要将故障环上的电压电流测量作为判断故障范围的依据，而反映非故障环上的电压电流测量。 8、将保护安装部位故障相对地电压作为测量电压，将带零序电流补偿的故障相电流作为测量电流的方式，能够正确地反应各种接地故障的故障距离，因此称为接地故障保护接线方式。 将保护安装部位的两故障相相间电压作为测定电压，将两故障相电流电

4、流之差作为测定电流的方式称为相间距离保护接线方式。9、10、3.1.4、时限特性将距离保护的动作时间t和从保护安装部位到故障点的距离l的关系称为距离保护的时限特性，现在广泛应用的是步进型时限特性，是距离保护的、级、11、或、和之比称为继电器的测量阻抗。 由于能够书写的复数形式，因此能够在复数平面上分析该继电器的动作特性，并以一定的几何图形来表现。、3.2阻抗继电器及其动作特性、13、14、3.2.1园特性阻抗继电器的两种不同的表现形式、绝对值(或振幅)比较动作方程式：比较两个量的大小的绝对值比较原理式相位比较动作方程式：比较两个量的相位的相位比较原理式。 在、1、片偏移圆特性中，有正方向整定阻

5、抗和反方向整定阻抗这2个整定阻抗，两个整定阻抗对应矢量末端的接线是特性圆的直径。 职业腻子粉圆包含坐标原点。15、圆心：半径：16、2、方向圆特性、特性：方向阻抗继电器的动作特性是以整定阻抗为直径，圆周是通过坐标原点的圆，圆内是动作区域，圆外是非动作区域，圆周是动作边界。 特征：动作有方向性，17、方向阻抗继电器特性圆，18、全阻抗继电器，特性：全阻抗继电器的动作特性是以保护安装点为中心，整定阻抗Zset为半径的圆。 圆内是动作区域，圆外是非动作区域，圆周是动作边界。 特点：动作无方向性的动作阻抗与整定阻抗相等。 19、全阻抗继电器特性圆、20、3.2.2多边形动作特性的阻抗继电器，如图3-8

6、所示，阻抗继电器基准四边形动作特性为，基准四边形以内为动作区域，除此以外为不动作区域，即测定阻抗终端位于基准四边上假定、21、测量阻抗的实部为虚部，则图3-8中的第一象限部分处的特性可表示为第一象限部分的特性，第一象限部分的特性可总体表示为上述三式，操作特性可表示为、22、23、 3.3对距离保护调整补正算和距离保护的评价、24、1、距离I段调整原则：从下一个线路出口短路中逃脱、25、2、距离II段、调整原则(1)、(2)符合相邻电压互感器的快速保护。 二者以较小一方为整定阻抗。26、保护安装部位和故障点之间的支线对距离保护的影响1、辅助增电流的影响：27、结论1、辅助增电流的存在，使AB线a

7、侧阻抗继电器的测量阻抗增大，这意味着保障范围变短，相当于灵敏度下降的解决：用整定运算解决。 灵敏度检查时最大分支系数.28，2，外部读出电流的影响：29，结论2，读出电流的存在，可能使阻抗继电器的测量阻抗减小，延长保障范围，引起保护无选择动作。 解决：通过整定修正运算进行解决，在修正生物电流时导入最小分支系数。 30、灵敏度检查：31、3、距离III级、调整原则：逃避本线路的最小负载阻抗、32、如果采用方向特性则为33、灵敏度检查、34、4、将调整残奥仪表换算为二次侧的Z sA.max=20、Z sA.min=15、z sb.m 线路AB的最大负载电流I L.max=600A，已知功率中保护1

8、的相间保护短路，试着整定修正段。 (各级都采用相间接线的方向阻抗继电器)，36，2 .距离I级整定校正运算，(1)动作阻抗，解，1 .与各元件的阻抗值相关的校正运算，37，3 .距离II级整定校正运算， (1)在动作阻抗以下的2个条件下进行选择，(1)与相邻线路保护3的I级一起，(2)动作时间、38、保护3 I级末端短路时的对于保护1的最小分支系数，如图3-12所示，在3 I级末端点短路时，分支系数通过下式进行校正，39回避最小负载阻抗1 )本线路末端短路时，满足要求；2 )相邻线路末端短路时：43，44，(3)工作时间，45，3.2对距离保护的评价1主要优点；(1)能够满足多电源复杂电网保护

9、；(2)阻抗继电器能够使电压下降和电流增大对云同步作出反应而工作其中级距离保护几乎不受运行方式的影响，级受系统运行方式变化的影响，但小于电流保护，保护区域和灵敏度比较稳定。46、2 .主要缺点(1)不能实现全线瞬动。 对于两侧电源线全线30%的范围在第段时限发生跳闸，对于要求高的超高压远程输电系统的稳定是不能接受的。 (2)由于阻抗继电器自身复杂，还增设了振荡摇滾乐装置、电压断线摇滾乐装置，因此距离保护装置的调整较为麻烦，可靠性也相对较低。、47、3.4距离保护的振动闭锁，3.4.1振动闭锁的概念，3.4.2电力线路振动对距离保护测量元件的影响，3.4.3距离保护的振动闭锁措施，48、3，振荡

10、原因，传送到联络线的功率太大，导致静态稳定破坏，电力线路大的声干扰(例如短路、大尤针织面料或重要联络线振荡特性、系统两侧的等效电势之间的夹角在003600的范围周期性变化。 系统中各点的电压、线路电流、电力方向及距离保护的测量阻抗也周期性变化。 49、振荡摇滾乐系统振荡时的误动作保护对策。 系统振动不发生故障时，应切实摇滾乐保护，不停止振动，不解除摇滾乐。 系统发生各种类型的故障时，请不要摇滾乐保护，以使保护正常工作。 振荡中再次发生故障时，保护必须正确工作(即保护区内故障确实工作，区外故障不确实工作)。 如果振荡的中心不在本保护的保护区域内，则阻抗继电器不会因振荡而误动作。 在这种情况下，保

11、护可以不采用振荡摇滾乐。 50、3.4.2电力线路振荡对距离保护测定元件的影响、1电力线路振荡时的电流、电压的变化规则、与系统两侧的等效电动势的振幅相等，将相角差(即功角)作为等效电源间的阻抗、51的参考相量，在0o360o间变化时，相量为00 52、由图可知电位差的有效值为，因此线路电流的有效值的电流有效值变化的曲线如图3-14(b )所示。 变化的轨迹如图3-14(a )的折断线圆周所示。m、n两母线处的电压相量如图314(a )所示。 其有效值变化的曲线如图314(c )所示，在电力线路振荡时，将电压最低的点称为振荡中心，在系统各部分的阻抗角相等的情况下，振荡中心的位置处于阻抗中心。 从

12、图(a )可知，振荡中心电压有效值可以表示为53、2的电力线路振荡时的测定阻抗的变化规律，系统振荡时的m点设置的测定元件的测定阻抗可以表示为m、z、z、m、54、时刻：设定及测定阻抗56、电力线路振荡时，阻抗继电器有可能因测定阻抗进入其动作区域而动作，整定值越大的阻抗继电器越容易受到振荡的影响。 整定值相同时，与整定值阻抗垂直方向的动作区域越大，动作特性曲线越容易受到振荡的影响。57、3.4.3根据距离保护的振动闭锁措施、对振动闭锁的要求，利用短路和振动时的电量变化特征的差异，距离保护一般采用以下种类的振动闭锁措施：1 .利用系统故障时的短时间开放措施实现振动闭锁，2 .利用阻抗变化率的差异构

13、成振荡闭锁振动摇滾乐装置，58，短时开路，是指在系统无故障时，距离保护始终处于摇滾乐状态，在系统故障时，短时开路距离保护。如果说明阻抗继电器在开放时间内动作，故障点在阻抗继电器的动作范围内，则保护继续维持开放状态，直到保护动作为止，如果在跳出故障线的开放时间内阻抗继电器不动作，则故障不在保护区域内，则重新摇滾乐保护1、利用系统故障时的短时间开放措施实现振荡闭锁，59、(1)反映电压、电流中的负相或零相成分的故障判定元件电力线路系统正常动作时，或因静态稳定破坏而振荡时， 系统全部位于三相对称状态。电力线路发生各种类型的非对称短路时，故障电压、电流会出现大的负相或零相分量(2)反映电流突变量的故障

14、判定元件系统正常或振荡时，电流变化会变慢，系统故障时，电流会突变。 故障判定元件(起动元件)仅判定系统是否发生了故障，无需判定故障的远近和方向，要求灵敏度高、动作速度快、即使系统振动也不会误动作。 对于利用60、3、动作的延迟来实现振荡摇滾乐、逃避最大负载调整的III级阻抗继电器来说，测定阻抗进入其动作区域的时间通常不超过11.5s，即系统振荡时III级阻抗继电器的动作持续的时间不超过11.5s。 这样，如果III级动作的延迟时间为11.5s以上，则系统振荡时的III级保护不会误动作。 2、利用阻抗变化率的差异构成振荡闭锁。 由测量阻抗的变化速度构成振动闭锁。 对61，3-5距离保护特殊问题的

15、分析，影响距离保护正确工作的因素很多，例如，电力网布线上可能有分支电路的输电线路可能具有串联电容补偿的电力线路振荡的短路点是具有过渡电阻的电流互感器与电流互感器的误差、过渡过程及二次电路断线等。 3.5.1短路点过渡电阻对距离保护的影响1、过渡电阻的性质过渡电阻Rg是指，在相间短路或接地时，短路电流从一相流向另一相或相导线，通过流向大地的路径的物质的电阻，包括电弧电阻、中间物质的电阻、相导线与大地的接触电阻，62、相间故障时、过渡电阻电弧电阻具有非线性性质，其大小与电弧道的长度成正比，但与电弧电流的大小成反比，一般可由下式推定，短路初期瞬间电弧电流Ig最大，弧长Lg最短，此时电弧电阻Rg最小。 几个循环后，电弧逐渐伸长，电弧阻力逐渐增大。 相间故障的电弧电阻通常在几欧姆到十几欧姆之间。 63、导线引起的铁元素塔放电接地时，铁元素塔及其接地电阻构成过渡电阻的中心词。 铁元素塔的接地电阻与大地导电率有关，在跨越山区的高压线路中，铁元素塔的接地电阻达到几十欧姆。 当导线通过树木或其他物体接地时，过渡电阻变得更高。 在500k