继电距离保护

1、 第一节 距离保护的基本工作原理距离保护的基本原理距离保护是通过测量被保护线路始端电压和线路电流距离保护是通过测量被保护线路始端电压和线路电流的比值而动作的一种保护。也是反应了短路点到保护的比值而动作的一种保护。也是反应了短路点到保护安装点之间阻抗大小（距离的长短），所以称这种原安装点之间阻抗大小（距离的长短），所以称这种原理的保护为距离保护，有时也称之为阻抗保护。理的保护为距离保护，有时也称之为阻抗保护。 起动元件、阻抗测量元件（起动元件、阻抗测量元件（Z ZI I、Z ZIIII、Z ZIIIIII）、时间元件和出口执行、时间元件和出口执行元件。元件。 起动IZIIZIIIZIIItIIt

2、1&出口三段式距离保护I段段： 保护区为本线路全长的80%-85%瞬时动作于本线路出口断路器； II段段：保护区为本线路全长，t=0.5S 动作于本线路出口断路器； III段段：躲最小负荷阻抗，阶梯时限特性，延时动作于本线路出口断路器I、II段为主保护，III段为后备保护第二节 阻抗继电器测量阻抗 ： 动作阻抗：测量阻抗正好位于动作区边界上，继电器刚好动作，这个称为继电器的动作阻抗（Zoper）。整定阻抗（Zset）：人为给定的值，也是动作阻抗的最大值.mmmIUZ一、阻抗继电器的动作特性一、阻抗继电器的动作特性 MN1mZ2P3TVTAmImU123MRPjXIsetZ二、阻抗继电器的构成方

3、法二、阻抗继电器的构成方法1 1、全阻抗继电器、全阻抗继电器2 2、方向阻抗继电器、方向阻抗继电器 3 3、偏移特性的阻抗继电器、偏移特性的阻抗继电器全阻抗继电器全阻抗继电器特性特性：全阻抗继电器的动作特性是以保护安装点为圆全阻抗继电器的动作特性是以保护安装点为圆心、以整定阻抗心、以整定阻抗Zset为半径所作的一个圆。为半径所作的一个圆。圆内为动圆内为动作区，圆外为非动作区，圆周是动作边界。作区，圆外为非动作区，圆周是动作边界。特点特点：动作无方向性；动作无方向性；动作阻抗与整定阻抗相等动作阻抗与整定阻抗相等。 （1 1）全阻抗继电器特性圆）全阻抗继电器特性圆oRjXsetZmZ1oRjXse

4、tZsetmZZ 1setmZZ （2 2）动作方程）动作方程setmmsetmZIUZZ90arg27090arg270setmmsetmmsetmsetmZIUZIUZZZZ全阻抗继电器交流回路的原理接线全阻抗继电器交流回路的原理接线 TVTAmImU1UZIsetm2UTVTAmImUsetmZIXUTURYU方向阻抗继电器特性特性：方向阻抗继电器的动作特性是以整定阻抗为直方向阻抗继电器的动作特性是以整定阻抗为直径并且圆周经过坐标原点的一个圆，圆内为动作区，径并且圆周经过坐标原点的一个圆，圆内为动作区，圆外为非动作区，圆周是动作边界。圆外为非动作区，圆周是动作边界。)cos(operse

5、tsetoperZZ方向阻抗继电器特性圆方向阻抗继电器特性圆oRjXsetZsetmZZ21setZ21oRjXsetZsetmZZ mZ比幅原理的动作方程比幅原理的动作方程90arg27090arg270setmmmsetmmZIUUZZZ比相原理的动作方程比相原理的动作方程方向阻抗继电器交流回路原理接线方向阻抗继电器交流回路原理接线TVTAmImUsetmZI211UTUR2UsetmZI21mUTVTAmImUsetmZITURmUmUXUYU第三节第三节 方向阻抗继电器的特殊问题方向阻抗继电器的特殊问题一、方向阻抗继电器的死区及其一、方向阻抗继电器的死区及其 消除措施消除措施二、阻抗继

6、电器的精确工作电流二、阻抗继电器的精确工作电流 （一）方向阻抗继电器的死区（一）方向阻抗继电器的死区 当保护正方向出口附近发当保护正方向出口附近发生相间短路时，母线电压为零生相间短路时，母线电压为零或很小，加到继电器上的电压或很小，加到继电器上的电压小于继电器动作所需要的最小小于继电器动作所需要的最小电压时，方向阻抗继电器不能电压时，方向阻抗继电器不能动作。发生此情况的一定范围，动作。发生此情况的一定范围，称为方向阻抗继电器的死区。称为方向阻抗继电器的死区。 （二）消除死区的方法 中心思想就是寻找一个电压来代替原来的Um起作用，寻找出来的电压我们也管它叫极化电压（插入电压）。方法一、采用记忆回

7、路（同KW），主要是保证方向阻抗继电器在暂态过程中正确动作。方法二、当稳态情况下，靠引入非故障相电压（引入第三相电压）消除两相短路的死区。 1、记忆回路：记忆回路： mUIRLCRUutmuJRuu 故障前故障后2 2引入非故障相电压：引入非故障相电压： achLCRJURXjRIUURhRaJRUUCIILIbbEcEaE)(mabUEbUaUJRUU阻抗继电器的精确工作电流：阻抗继电器的精确工作电流： lsenmsetmmUsetmUZIUKZI当实际动作条件：比幅式方向阻抗继电器02121|mUsetKoperIKUZZ0. 当继电器的起动阻抗等于当继电器的起动阻抗等于0.90.9倍倍的

8、整定阻抗时所对应的最小测量电的整定阻抗时所对应的最小测量电流，称为精确工作电流。流，称为精确工作电流。acImIoperKZsetZsetZ9 .0引入精确工作电流的意义：引入精确工作电流的意义：1、它是用来衡量继电器动作阻抗与整定阻抗之间的误差是否满足10%的要求2、当加入阻抗继电器的电流大于精工电流，说明阻抗继电器的误差在10%之内3、为了减小阻抗继电器的误差，精工电流越小越好。第四节第四节 阻抗继电器的接线方式阻抗继电器的接线方式 一、对阻抗继电器接线方式的要求一、对阻抗继电器接线方式的要求二、相间短路阻抗继电器的二、相间短路阻抗继电器的0 0 接线方式接线方式三、接地短路阻抗继电器的接

9、线三、接地短路阻抗继电器的接线 方式方式 继电器继电器 mUmI2KI3KIABUBAIIBCUCBIICAUACII1KImI相间短路阻抗继电器的相间短路阻抗继电器的00接线接线1 1、三相短路、三相短路: : lZIIlZIlZIUUUBABABAAB111)(lZIIUZBAABKI1)3(1 .ABCAIBI0CIZl)3(K2 2、二相短路、二相短路: : CCKBBBKAAACBAEUUlZIUUlZIUIII110)2(KABCAIBICIZllZIIlZIIIIUZBABABAABKI11)2(1 .)(3 3、中性点直接接地电网的两相接地短路、中性点直接接地电网的两相接地短路

10、 )1 , 1(ABKABCAIBI0CIZllZIlZIUlZIlZIUMALBBMBLAAlZIIlZZIIIIUZBAMLBABAABKI1)1 . 1(1 .)(继电器继电器mU2KI3KI1KImIAUBUCU03IKIA03IKIB03IKIC接地短路用阻抗继电器的接线方式接地短路用阻抗继电器的接线方式-零序电流补偿式零序电流补偿式00接线接线0021021KKKKAAUUUUIIIIlZIUUlZIUUlZIUUKKK000012221111第五节第五节 影响距离保护正确工作的因素影响距离保护正确工作的因素 一、分支线对距离保护的影响；一、分支线对距离保护的影响；二、过渡电阻对距

11、离保护的影响二、过渡电阻对距离保护的影响 ；三、电力系统振荡对距离保护的影响；三、电力系统振荡对距离保护的影响；四、电压回路断线对距离保护的影响四、电压回路断线对距离保护的影响 五、线路的串联补偿电容对距离保护的影响五、线路的串联补偿电容对距离保护的影响 一、保护安装处和故障点间分支线对距离保护影响一、保护安装处和故障点间分支线对距离保护影响1 1、助增电流的影响、助增电流的影响：KABKABABABABKKmlZIIlZIlZIlZIZ1111KbABlZKlZ11CABIKlBKKIZADDBI结论结论1助增电流的存在助增电流的存在，使，使AB线路线路A侧阻抗继电器的测量阻抗增大，侧阻抗继

12、电器的测量阻抗增大，这意味着其保护范围将会缩短，这意味着其保护范围将会缩短，相当于灵敏度下降相当于灵敏度下降 解决解决：在整定计算中解决。在整定计算中解决。灵灵敏度校验时引入最大分支系数敏度校验时引入最大分支系数. . 2 2、外汲电流的影响、外汲电流的影响：KbABlZKlZ11KABKABABABABKKmlZIIlZIlZIlZIZ111111CABIKlBK1KIZAD2KI结论2汲出电流的存在汲出电流的存在，使阻抗继电，使阻抗继电器的测量阻抗减小，保护范围器的测量阻抗减小，保护范围延长，可能造成保护无选择动延长，可能造成保护无选择动作。作。 解决解决：在整定计算中解决，：在整定计算中

13、解决，计计算动作电流时引入最小分支系算动作电流时引入最小分支系数数。 二、短路点过渡电阻对距离保护影响二、短路点过渡电阻对距离保护影响1 1、短路点过渡电阻的特性、短路点过渡电阻的特性 在短路的初瞬间，电弧电流最在短路的初瞬间，电弧电流最大，弧长最短，电弧电阻最小；经大，弧长最短，电弧电阻最小；经过几个周期后，电弧逐渐伸长，电过几个周期后，电弧逐渐伸长，电弧电阻有急剧增大之势。弧电阻有急剧增大之势。 gggIlR1050 2 2、过渡电阻对单侧电源线路的影响、过渡电阻对单侧电源线路的影响 gRABCK213jXjXR段的保护I1段的保护II1AB 3 3、过渡电阻对阻抗元件的影响、过渡电阻对阻

14、抗元件的影响 KZ1gRBA2gR3gRjXR 4 4、防止和减小过渡电阻影响的方法、防止和减小过渡电阻影响的方法 1 1）采用能容许较大的过渡电阻而不）采用能容许较大的过渡电阻而不致拒动的阻抗继电器，可防止过渡致拒动的阻抗继电器，可防止过渡电阻对继电器工作的影响。电阻对继电器工作的影响。 2 2）利用瞬时测量回路来固定阻抗继）利用瞬时测量回路来固定阻抗继电器的动作。电器的动作。 KAIKMKTtZ1KmUmI 三、电力系统振荡对距离保护的影响三、电力系统振荡对距离保护的影响 1 1、振荡时电流、电压的分布与变化、振荡时电流、电压的分布与变化 2 2、电力系统振荡对距离保护的影响、电力系统振荡

15、对距离保护的影响 3 3、振荡闭锁回路、振荡闭锁回路 )1 (jMNMNMeEEEEEEMNMENEMRMXNRNX1X1RMIoMENENUMUMIzNMEEz2sin2ZEZZZEIMNLMMMMMMZIEUNMNNZIEU振荡时电流、电压特点振荡时电流、电压特点（假设条件：两侧电势大小相等，全系统阻抗角相等）假设条件：两侧电势大小相等，全系统阻抗角相等）振荡时，电流、电压幅值都随振荡时，电流、电压幅值都随 角做周期变化；在系统中总有一点角做周期变化；在系统中总有一点 电压最低，该点称为振荡中心电压最低，该点称为振荡中心01800000ZMMZMMUUIUUI最小，最大，时，最大最大，时，

16、 MMMMMMMMMmZIEIZIEIUZ)2(, 02,1802)2(, 12,902)2(,2,022121000MmMmMmMZZZctgZjZZZctgZjZZZctgctgZjZZ当当由由0 0变化到变化到360360时，测量时，测量阻抗终点的轨迹是垂直阻抗终点的轨迹是垂直Z Z的直线。的直线。 jXRooMNMZMZZ 211ZANMRjX123oo 电力系统振荡和短路的主要区别电力系统振荡和短路的主要区别 1 1、 振荡时，电流和各振荡时，电流和各点电压的幅值均呈现周期点电压的幅值均呈现周期性变化；而短路后，短路性变化；而短路后，短路电流和各点的电压幅值是电流和各点的电压幅值是不

17、变的。不变的。 2 2、振荡时，电流和各点振荡时，电流和各点电压的变化速度较慢；而短电压的变化速度较慢；而短路时，电流是突然增大，电路时，电流是突然增大，电压也突然降低，变化速度很压也突然降低，变化速度很快。快。 3 3、振荡时，任一点的电流与、振荡时，任一点的电流与电压之间的相位关系都随电压之间的相位关系都随的变的变化而改变；而在发生短路时，电化而改变；而在发生短路时，电流和电压之间的相位是不变的。流和电压之间的相位是不变的。 4 4、振荡时，三相完全对称，、振荡时，三相完全对称，系统中无负序分量出现；而短路系统中无负序分量出现；而短路时，一般会出现负序分量。时，一般会出现负序分量。 振荡闭

18、锁装置的作用振荡时把距离振荡时把距离I、II段闭锁，短路时将距离段闭锁，短路时将距离I、II段保护开放。段保护开放。振荡闭锁回路目前主要采用两种原理振荡闭锁回路目前主要采用两种原理：. .利用短路时出现负序分量而振荡时无利用短路时出现负序分量而振荡时无负序分量的原理负序分量的原理. .利用振荡和短路时电气量变化速度不利用振荡和短路时电气量变化速度不同的原理同的原理 当电压互感器二次回路断线时，当电压互感器二次回路断线时，距离保护将失去电压，在负荷电流距离保护将失去电压，在负荷电流的作用下，阻抗继电器的测量阻抗的作用下，阻抗继电器的测量阻抗变为零，可能造成保护误动作。因变为零，可能造成保护误动作。因此，在距离保护中应采取防止保护此，在距离保护中应采取防止保护误动作的断线闭锁装置。误动作的断线闭锁装置。 四、电压回路断线对距离保护的影响四、电压回路断线对距离保护的影响断线闭锁装置的作用 当PT二次断线时，发出信号，通知运行人员处理，同时将保护闭锁。第六节第六节 距离保护整定计算距离