继电保护_3课件

1、第第3 3章章 距离保护基本原理距离保护基本原理一、距离保护的基本概念距离保护（阻抗保护）：利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，反应故障点到保护安装处的距离（阻抗）而工作的保护。是反应测量阻抗降低而动作的保护。电流保护：反应短路电流增大而动作的保护。 经济、可靠；受运行方式影响，很难保证灵敏性。测量阻抗为：正常运行时：测量电压 高，测量电流 小，测量阻抗大；内部短路时：测量电压 小，测量电流 大，测量阻抗小。mUmImUmImmmIUZmmmIUZ距离保护的基本概念距离保护的基本概念 距离保护是反应测量阻抗变化的阻抗保护。mjmmmmmmeZjXRIUZ测量阻抗 是复数。

2、mZJImZJUKKsZdZ是保护安装处至短路故障处之间线路的阻抗。dZ设线路单位长度阻抗为lZZZdm1l1Z距离段：（1）保护本线路全长的8085；（2）瞬时动作，即动作时限为0s。距离段：（1）保护本线路全长及相邻下一线路首端部分，但不超过下一条线路距离段的保护范围；（2）延时t动作，一般动作时限为0.5s。距离段：（1）保护本线路全长，下一级线路全长，甚至更远；（2）延时动作，一般动作时限为：ttt 21三段式距离保护总结距离保护的接线方式距离保护的接线方式：距离保护选取电压电流不同（1）相间距离保护；（2）接地距离保护；相间距离保护：主要反映相间短路故障ABABIU,BCBCIU,C

3、ACAIU,接地距离保护：主要反映单相接地短路故障03,IKIUAA03,IKIUBB03,IKIUCC阻抗保护的动作特性阻抗是复数，是向量，既有大小（幅值），也有方向（相位）不同方向（相位）上的阻抗不能比较大小，所以阻抗保护的动作特性分析不同于电流保护。阻抗继电器的测量阻抗可以在阻抗复平面图上进行表示，测量阻抗是阻抗复平面图上的一个坐标点，或一个向量。jmmmmeZjXRZ当电流参考方向为：母线线路正方向K1故障时，测量阻抗在第一象限。反方向K2故障时，测量阻抗在第三象限。阻抗保护的动作特性动作特性阻抗保护的动作特性由阻抗复平面图上的阻抗保护的动作特性由阻抗复平面图上的阻抗动阻抗动作区作区来

4、表示。来表示。阻抗动作区：是阻抗复平面图上的一个区域，当测量阻抗落在区域内，则阻抗保护认为是内部故障，保护动作。测量阻抗为Zm1时，在阻抗动作区内，阻抗保护动作；测量阻抗为Zm2时，在阻抗动作区外部，阻抗保护不动作。阻抗动作区可以是任意形状。第五节第五节 距离保护的振荡闭锁距离保护的振荡闭锁3.5.1 振荡闭锁的概念电力系统振荡：并联运行的电力系统或发电厂之间出现功率角大范围周期性变化的现象。电力系统振荡时，系统两侧等效电动势间的夹角可能在0360范围内周期性变化。两侧电力系统失去同步，即两侧电气量的频率不相等， 。NMff电力系统失步振荡是不正常运行状态，继电保护装置不应该跳闸。3.5.2

5、电力系统振荡时电气量的变化规律电力系统失步振荡时，两侧电源电动势间的夹角 在0360范围内周期性变化。是左侧发电机电动势相量与右侧系统电动势相量的相角差。振荡电流 ，随 而变化。)(NLMNMNMXXXjEEjXEEI振荡中心Z：电气中心，位于两侧系统之间联络线的某一位置，在振荡时该点的电压最低。当 180，振荡中心电压为零。第第 四四 章章 输电线路纵联保护Pilot Protection for Transmission Lines 3.1 反映线路两侧电气量的纵联保护纵联保护：将线路一侧电气量信息传到另一侧去，两侧电气量同时比较、联合工作的保护。即线路两侧之间有纵向联系的保护。纵联保护特

6、点：可以快速、可靠地区分本线路内部任意点短路与外部短路，实现全线速动。线路两侧之间有通信。对于220kV及以上高压线路，要求必须配置全线速动的纵联保护，把它作为主保护，对全线路内发生的各种类型故障，均能快速动作切除故障。输电线路纵联电流差动保护原理根据基尔霍夫电流定律，线路两侧电流参考方向如上图所示。当线路上没有内部故障时，线路两侧的电流之和为零，即流入线路元件的电流之和为零；当线路有内部故障时，线路两侧电流之和不为零。 即： 正常运行或外部故障时(F2): 或 内部故障时（F1）： 或0NMII0NMcdIII差动电流dNMIII0dNMcdIIII差动电流输电线路纵联电流差动保护的工作原理

7、：当差动电流 时，认为是内部故障，保护动作。0NMcdIII输电线路纵联电流差动保护原理的优点1、保护范围明确，即是线路两侧电流互感器之间的范围。2、动作速度快，可以实现全线路瞬时切除区内故障。这是由于纵联电流差动保护不需与相邻元件的保护配合。3、不受系统振荡、系统运行方式变化的影响。高压输电线纵联差动保护的配置原则高压输电线纵联差动保护的配置原则110kV双侧电源线路以下情况应装设一套全线速动保护： a. 根据系统稳定要求有必要时； b线路发生三相短路，如使发电厂厂用母线电压低于允许值（一般为60%额定电压），且其他保护不能无时限和有选择地切除短路时； c如电力网的某些线路采用全线速动保护后

8、，不仅改善本线路保护性能，而且能够改善整个电网保护的性能。220kV线路应加强主保护简化后备保护的基本原则配置和整定 a. 加强主保护是指全线速动保护的双重化配置，同时要求每一套全线速动保护的功能完整，对全线路内发生的各种类型故障，均能快速动作切除故障。对于要求实现单相重合闸的线路，每套全线速动保护应具有选相功能。当线路在正常运行中发生不大于100电阻的单相接地故障时，全线速动保护应有尽可能强的选相能力，并能正确动作跳闸。 b. 简化后备保护是指在每一套全线速动保护的功能完整的条件下，带延时的相间和接地，段保护(包括相间和接地距离保护、零序电流保护)，允许与相邻线路和变压器的主保护配合，从而简

9、化动作时间的配合整定。如双重化配置的主保护均有完善的距离后备保护，则可以不使用零序电流，段保护，仅保留用于切除经不大于100电阻接地故障的一段定时限和/或反时限零序电流保护。c. 线路主保护和后备保护的功能及作用 能够快速有选择性地切除线路故障的全线速动保护以及不带时限的线路I段保护都是线路的主保护。线路段保护是全线速动保护的近后备保护，允许相邻线路保护段失去选择性。线路段保护是本线路的延时近后备保护，同时尽可能作为相邻线路的远后备保护。高压输电线纵联差动保护的配置原则高压输电线纵联差动保护的配置原则2、 输电线路纵联保护的基本原理的分类（1）两端电流相量的故障特征（纵联电流差动保护原理） 正

10、常运行和外部故障时（F2）： 或 内部故障时（F1）： 或0NMII0NMIIdNMIII0dNMIII（2）两端功率方向的故障特征（方向纵联保护原理） 假设正功率方向为：母线线路 正常运行和外部故障时（F2）：一端功率为正，一端为负 内部故障时（F1）：两端功率都为正 判断功率方向的元件还有：负序、零序功率、突变量方向元件2、 输电线路纵联保护的基本原理的分类（3）两端电流相位的特征（相差纵联保护原理）正常运行和外部故障时（F2）： 和 的相位相差180。 内部故障时（F1）： 和 的相位相同。 MINI（4）两端测量阻抗的特征（距离纵联保护原理） 正常运行和外部故障时（F2）：两端的距离段

11、测量阻抗一侧为反方向，另一侧为正方向。 内部故障时（F1）：两端的距离段测量阻抗都在正方向MINI 输电线路纵联保护的基本原理的分类（5）两端突变量方向的特征（突变量方向纵联保护原理）正常运行和外部故障时：两侧的突变量功率方向一侧是线路母线（N侧），另外一侧是母线线路（M侧）。内部故障时：两侧的突变量功率方向为线路母线。 内部故障外部故障2、 输电线路纵联保护的原理分类（1）差动纵联保护。这类保护根据两侧电流的幅值和相位的比较结果来区分是区内故障还是区外故障。传递数据信息。 （纵联电流差动保护、相差纵联保护）（2）方向（距离）纵联保护。根据两侧测量的功率方向、测量阻抗是否在规定的方向、区段内，

12、来区分是区内故障还是区外故障。传递逻辑信息。 （方向纵联保护、距离纵联保护、突变量方向纵联保护等） 方向比较式纵联保护逻辑简单，在高压线路中获得了广泛应用，其实质是对线路两侧短路功率的方向进行比较。在方向比较式纵联保护中，方向元件或功率方向测量元件是保护中的关键元件，常用的方向测量元件有以下几种：（1）工频电压、电流构成的功率方向元件。 受负荷电流影响较大，在方向纵联保护中应用较少。（2）利用负序电流、负序电压构成的负序方向元件 不适用于两相运行，且受故障暂态影响较大。（3）利用工频电流、电压故障分量构成的突变量方向元件 性能较完善。（4）利用零序电流、零序电压构成的零序方向元件 作为稳态量保护也获得了较广泛应用。（5）方向阻抗继电器方向比较式纵联保护 通通 信信 通通 道道 保保 护护 辅助导线或导引线辅助导线或导引线 导引线保护导引线保护 输电线载波通道输电线载波通道 高频保护高频保护 微波微波 微波保护微波保护 光纤光纤 光纤保护光纤保护3、 输电线路纵联保护的按照通信通道分类输电线路纵联保护的保护原理分类和按照通信通道的分类是不同的分类方法。两种分类方法可以重叠应用。目前导引线在线路纵联保护中的应用越来越少，基本上都是采用输电线载波通道、微波和光纤作为通信通道。