第三章 电网的距离保护.ppt

1、第三章 电网的距离保护,第一节 距离保护概述,电流保护,优点,简单、经济、可靠,缺点,对于长距离重负荷线路，难以满足灵敏度要求,保护范围受电网运行方式的变化而变化，保护范围不稳定,对于多电源复杂网络，方向过电流保护动作时限长，且不能按选择性要求整定,电流保护只适用于35kV以下电压等级的配电网，对于110kV以上电压等级的复杂电网，需要采用更加完善的保护装置距离保护。,距离保护基本原理,系统正常运行,距离保护基本原理,系统发生短路,距离保护,方向距离保护,距离保护的构成,距离保护的结构,1在发生故障的瞬间起动整套保护。一般采用互感器和阻抗继电器组成。,2保证保护动作的方向性。一般采用阻抗继电器

2、组成。,3/4/6测量短路点到保护安装处距离。一般采用阻抗继电器组成。,5/7根据预定的时限特性确定动作时限。一般采用时间继电器组成。,第二节 阻抗继电器,阻抗继电器是距离保护装置的核心元件，其主要作用是测量短路点到保护安装处之间的距离，并与整定阻抗值进行比较，以确定保护是否应该动作。,阻抗继电器的动作特性和动作方程,1. 全阻抗继电器,全阻抗继电器的特性是以保护安装点（坐标原点）为圆心，以Zset为半径的圆，圆内为动作区,（1）幅值比较动作方程,区内,（1）幅值比较动作方程,边界,（1）幅值比较动作方程,动作方程,区外,（1）幅值比较的电压形成回路,（2）相位比较动作方程,区内,（2）相位比

3、较动作方程,边界,（2）相位比较动作方程,区外,动作方程,（1）幅值比较的电压形成回路,阻抗继电器的动作特性和动作方程,2. 方向阻抗继电器,方向阻抗继电器的特性是以Zset为直径而通过坐标原点的一个圆，圆内为动作区,（1）幅值比较动作方程,区内,（1）幅值比较动作方程,边界,（1）幅值比较动作方程,区外,动作方程,（1）幅值比较的电压形成回路,（2）相位比较动作方程,区内,（2）相位比较动作方程,边界,（2）相位比较动作方程,区外,动作方程,（2）相位比较的电压形成回路,阻抗继电器的动作特性和动作方程,3. 偏移特性阻抗继电器,正方向整定阻抗为 反方向整定阻抗为,圆心,半径,（1）幅值比较动

4、作方程,区内,（1）幅值比较动作方程,边界,（1）幅值比较动作方程,区外,动作方程,（2）相位比较动作方程,区内,（2）相位比较动作方程,边界,（2）相位比较动作方程,区外,动作方程,阻抗继电器的动作特性和动作方程,4. 直线特性阻抗继电器,以垂直于整定阻抗Zset的直线AA为边界线，一侧为动作区，另一侧为不动作区,（1）幅值比较动作方程,区内,（1）幅值比较动作方程,边界,（1）幅值比较动作方程,动作方程,区外,（2）相位比较动作方程,区内,（2）相位比较动作方程,边界,（2）相位比较动作方程,动作方程,区外,阻抗继电器的动作特性和动作方程,5. 具有多边形动作特性的阻抗继电器,可克服圆特性

5、阻抗继电器用于短线路和长线路时分别易受过渡电阻和负荷阻抗影响导致误动作的缺点。四边形内为动作区，外为不动作区,幅值比较动作方程,第四象限,幅值比较动作方程,第二象限,幅值比较动作方程,第一象限,综合表达式,方向阻抗继电器的死区及死区的消除方法,继电器存在功耗，不动作,无法比相,死区,死区的消除方法之一记忆回路,幅值比较的动作条件,死区的消除方法之二引入第三相电压,第三节阻抗继电器的接线方式,系统故障时,上式是距离保护能够用测量阻抗正确表示故障距离的前提条件。对于三相系统，可能发生的短路类型有很多，在各种不对称短路时，各相电压和电流不再满足上式，必须重新寻找满足上式的电压和电流参量。,阻抗继电器

6、的常用接线方式,接线方式,继电器,三个继电器的测量阻抗均等于短路点到保护安装地点之间的正序阻抗，三个继电器均能正确动作。,反应相间短路阻抗继电器的0接线,1、三相短路,能正确动作。 、 测量阻抗大于 ，不能动作。但 能正确动作，所以 和 拒动不会影响整套保护的动作。,2两相短路(以AB两相短路为例，远离保护安装处),反应相间短路阻抗继电器的0接线,反应相间短路阻抗继电器的0接线,3.中性点直接接地电网中两相接地短路,常数,正序,负序,零序,3.中性点直接接地电网中两相接地短路,反应相间短路阻抗继电器的0接线,3.中性点直接接地电网中两相接地短路,反应相间短路阻抗继电器的0接线,能正确动作。 、

7、 所加电压为故障相和非故障相电压差，电流只为一故障相电流，故不能动作。,反应接地短路阻抗继电器的接线,它能正确地测量从短路点到保护安装地点间的阻抗； 这种接线方式同样能够正确反应两相接地短路和三相短路。,短路点过渡电阻对距离保护的影响,两个保护同时以II段的时限动作，失去选择性,1. 单侧电源线路上过渡电阻的影响（QF2附近）,当 为正时，测量阻抗增大，当 为负时，测量阻抗的电抗部分将减小。在后一种情况下，可能导致保护无选择性的动作。,2. 双侧电源线路上过渡电阻的影响（QF2附近）,3. 克服过渡电阻影响的措施,（1）采用瞬时测定装置,能允许较大的过渡电阻而不至于误动作,（2）采用带偏移特性

8、的阻抗继电器,依靠KA和KM的保持作用维持KT延时跳闸功能,电力系统振荡对距离保护的影响及振荡闭锁回路,电力系统正常运行时，发电机处于同步状态；当系统因短路切除太慢或因受到较大冲击时，并列运行的发电机将失去同步，这时各发电机电动势之间将出现相角差 ，系统发生振荡。,系统振荡可能导致保护误动作，距离保护必须考虑其影响。,1、电力系统振荡时电流、电压的分布,几点假设,(1) 系统振荡时，三相对称，故可取一相分析,(2),(3) 系统中各元件的阻抗角均相等，以 表示,Z点从电流电压的数值看与发生短路无异,2、电力系统振荡对距离保护的影响,电力系统振荡时测量阻抗的变化规律,电力系统振荡时测量阻抗的变化

9、规律,电力系统振荡时测量阻抗的变化规律,电力系统振荡时测量阻抗的变化规律,电力系统振荡时测量阻抗的变化规律,系统振荡时测量阻抗的变化轨迹,电力系统振荡时测量阻抗的变化规律,3、电力系统振荡对距离保护的影响,全阻抗继电器受振荡的影响较大，方向阻抗继电器的影响较小。一般而言，继电器的动作特性在阻抗平面沿OO方向所占面积越大，受振荡的影响就越小。,4、振荡闭锁回路,目的与要求：系统振荡而故障时，可靠地将保护闭锁；而系统发生各种类型故障时，保护不应闭锁。,原理：系统振荡时三相完全对称，电力系统中不会出现负序分量；而短路时，总要长期（在对称短路过程中）或瞬时（在三相短路开始时）出现负序分量。,负序电压滤过器,负序电流滤过器,分支电流的影响,由于助增电流 的存在，使保护A的测量阻抗增大，保护范围缩短。,分支电流的影响,具有外汲电流 时，将使保护1的测量阻抗减小，保护范围增大，可能引起无选择性动作。,第五节 距离保护的整定计算,配置方式：三段式,0.80.85,1. 距离保护I段,2. 距离保护II段,(1) 与相邻线路距离保护I段相配合,2. 距离保护II段,(2) 被保护线路末端为变压器时，与变压器快速保护相配合,取(1)(2)中较小者作为整定值,2. 距离保护II段,(3) 灵敏度校验,若灵敏度不能满足要求，改为与相邻元件的距离保护II段相配合,要