单侧电源辐射网络相间短路的距离保护(1)ppt课件

1、 电流维护简单可靠电流维护简单可靠 整定、维护范围、灵敏度受电网接线整定、维护范围、灵敏度受电网接线方式、运转方式影响大方式、运转方式影响大 电流、电压维护普通只适用于电流、电压维护普通只适用于35kV35kV及及以下电压等级的配电网。以下电压等级的配电网。35kV35kV及其以上的及其以上的复杂电网很难满足选择性、灵敏性和速动性复杂电网很难满足选择性、灵敏性和速动性的要求的要求 对于对于110kV110kV及以上电压等级的复杂网，及以上电压等级的复杂网，线路维护采用何种维护方式？线路维护采用何种维护方式？ 间隔维护间隔维护3.2 3.2 单侧电源辐射网络相间短路的间隔维护单侧电源辐射网络相间

2、短路的间隔维护 间隔维护：反映缺点点至维护安装点之间的间隔或阻间隔维护：反映缺点点至维护安装点之间的间隔或阻抗，并根据间隔远近而确定动作时间的一种维护安装。抗，并根据间隔远近而确定动作时间的一种维护安装。 丈量阻抗：由施加于继电器的电压和电流测得的维护安装丈量阻抗：由施加于继电器的电压和电流测得的维护安装处至短路点的阻抗值。处至短路点的阻抗值。 当短路点距维护安装处近时，其丈量阻抗小，动作时间短；当短路点距维护安装处近时，其丈量阻抗小，动作时间短；当短路点距维护安装处远时，其丈量阻抗添加，动作时间增长；当短路点距维护安装处远时，其丈量阻抗添加，动作时间增长；保证有选择性地切除缺点线路。保证有选

3、择性地切除缺点线路。 第一节第一节 间隔维护的作用原理间隔维护的作用原理一、根本原理一、根本原理 使间隔维护安装刚能动作的最大丈量阻抗。使间隔维护安装刚能动作的最大丈量阻抗。三个重要的根本概念三个重要的根本概念整定阻抗整定阻抗Zset： 丈量阻抗丈量阻抗Zk：参与继电器的电压参与继电器的电压Uk 、电流、电流Ik的比值。的比值。起动阻抗起动阻抗Zact ：指编制整定方案时，根据维护范围给出的指编制整定方案时，根据维护范围给出的阻抗。发生短路时，当丈量阻抗等于或小阻抗。发生短路时，当丈量阻抗等于或小于整定阻抗时继电器动作。于整定阻抗时继电器动作。间隔维护的任务原理间隔维护的任务原理kIkUABC

4、Z正常情况下：正常情况下： 丈量阻抗丈量阻抗 d缺点时：缺点时： 丈量阻抗丈量阻抗 1234lllkkkZIUIUZddreskkkZIUIUZ间隔维护的本质是用丈量阻抗间隔维护的本质是用丈量阻抗 与被维护线路与被维护线路的的整定阻抗整定阻抗 比较。比较。当短路点在维护范围以外时，即当短路点在维护范围以外时，即 时，时， 继电器不动作；继电器不动作；当短路点在维护范围以内时，即当短路点在维护范围以内时，即 时，时， 继电器动作。继电器动作。ksetZZsetZkZksetZZ 当d点短路时，维护1丈量的阻抗是 dZ，保，保 护护2 2丈量的阻抗是丈量的阻抗是 。 dABZZ 由于维护由于维护1

5、 1距短路点距短路点较近，维护较近，维护2 2距短路点距短路点较远，所以维护较远，所以维护1 1的动的动作时间可以做得比维作时间可以做得比维护护2 2的动作时间短。这的动作时间短。这样缺点由维护样缺点由维护1 1切除，切除，而维护而维护2 2不动作。这种不动作。这种选择性的配合，是靠选择性的配合，是靠适当地选择各个维护适当地选择各个维护的整定值和动作时限的整定值和动作时限来完成的。来完成的。 )(Lft BCdzZZ)85. 08 . 0(1 . 定义：动作时间与维护安装处至短路点之间间定义：动作时间与维护安装处至短路点之间间隔关系隔关系 三段阶梯型时限特性，称间隔维护三段阶梯型时限特性，称间

6、隔维护的的、段。段。 )(Lft 间隔间隔段段 希希 望：维护被维护范围全长，但满足选择性要求望：维护被维护范围全长，但满足选择性要求 动作值：动作值： ABABrelsetZZKZ)85. 08 . 0(2 .动作时间：动作时间： 1t= =维护本身固有动作时间维护本身固有动作时间 BCsetZZ)85. 08 . 0(1 .二、间隔维护的时限特性二、间隔维护的时限特性AB21ZZZC 间隔间隔段段 动作值：当维护动作值：当维护1 1第第段末端短路时，维护段末端短路时，维护2 2的丈量阻的丈量阻抗为抗为 1 .2setABZZZ)85. 08 . 0(8 . 0)(1 .2 .BCABopA

7、BrelsetZZZZKZ 动作时间：动作时间： ttt 12 间隔维护段和段结合构本钱线路的主维护。 希希 望：维护范围不超出下一条线路间隔望：维护范围不超出下一条线路间隔段的维段的维护范围，同时带有高出一个护范围，同时带有高出一个 的时限。的时限。tAB21ZZZC 间隔间隔段段 2 .setZ = 按躲开正常运转的最小负荷阻抗来整定按躲开正常运转的最小负荷阻抗来整定 不同任务特性阻抗继电器整定方法有差别。不同任务特性阻抗继电器整定方法有差别。 tttnextself 动作时间：动作时间：希希 望：作为相临线路维护安装和断路器回绝望：作为相临线路维护安装和断路器回绝动作的后备维护，同时也作

8、为间隔动作的后备维护，同时也作为间隔、段的段的后备维护。后备维护。 动作值：动作值：间隔维护的动作时间间隔维护的动作时间t t与维护安装处到缺点点之间的间与维护安装处到缺点点之间的间隔隔 的关系称为间隔维护的时限特性，目前获得广泛运用的关系称为间隔维护的时限特性，目前获得广泛运用的是三阶梯型时限特性。的是三阶梯型时限特性。= t2t= t2tAB321ZZZCt3t3t3t2t2t1t2维护维护3 3的的段段维护维护3 3的的段段维护维护3 3的的段段ltl三、间隔维护的组成三、间隔维护的组成起动元件起动元件间隔元件间隔元件时间元件时间元件起动 Z Z Ztt1&出口跳闸起动元件缺点瞬

9、间起动整套维护安装,根据被维护线路 的不同，可选用过电流继电器、低阻抗继电 器或反映负序和零序电流的继电器。间隔元件丈量短路点到维护安装处的间隔即丈量阻抗 ，普通采用阻抗继电器。时间元件时间元件按照缺点点到维护安装处的远近，根据预定的按照缺点点到维护安装处的远近，根据预定的 时间特性确定动作的时限，以保证动作的选择时间特性确定动作的时限，以保证动作的选择 性，普通采用时间继电器。性，普通采用时间继电器。 阻抗继电器是间隔维护安装的中心元件，主要作用：丈量短路点到维护安装处之间的间隔，并与整定阻抗值进展比较，以确定维护能否应该动作。 kkkIUZkZ可以写成可以写成 jXR 的复数方式，利用复数

10、平面来分析的复数方式，利用复数平面来分析 这种继电器的动作特性。这种继电器的动作特性。第二节第二节 阻抗继电器阻抗继电器 单相式阻抗继电器：参与继电器的只需一个电压 kU可可 以是相电压或线电压和一个电流以是相电压或线电压和一个电流 kI可以是相电流或两相可以是相电流或两相 电流之差的阻抗继电器，电流之差的阻抗继电器， 和和 的比值称为继电器的丈量的比值称为继电器的丈量 阻抗阻抗 ，即，即 kZkUkI 以线路以线路B-CB-C的维护的维护1 1为为例，线路的始端例，线路的始端B B位于坐位于坐标原点，正方向线路的丈标原点，正方向线路的丈量阻抗在第一象限，反方量阻抗在第一象限，反方向线路的丈量

11、阻抗在第三向线路的丈量阻抗在第三象限，正方向线路丈量阻象限，正方向线路丈量阻抗与抗与R R轴之间角度为线路轴之间角度为线路B-CB-C的阻抗角的阻抗角 。对维护。对维护1 1的间隔的间隔段，起动阻抗段，起动阻抗应整定为应整定为 dBCsetZZ85. 01 .一、构成阻抗继电器的根本原那么一、构成阻抗继电器的根本原那么BCsetZZ85. 01 .CBAd 为了减少过渡电阻为了减少过渡电阻以及互感器误差的影以及互感器误差的影响，尽量简化继电器响，尽量简化继电器的接线，并便于制造的接线，并便于制造和调试，通常把阻抗和调试，通常把阻抗继电器的动作特性扩继电器的动作特性扩展为一个圆。如下图，展为一个

12、圆。如下图，其中其中1 1为全阻抗继电器为全阻抗继电器的动作特性，的动作特性，2 2为方向为方向阻抗继电器的动作特阻抗继电器的动作特性，性，3 3为偏移特性的阻为偏移特性的阻抗继电器的动作特性。抗继电器的动作特性。CBAdBCsetZZ85. 01 .正方向短路时：丈量阻抗在第一象限，正向丈量阻正方向短路时：丈量阻抗在第一象限，正向丈量阻抗抗ZkZk与与R R轴的夹角为线路的阻抗角轴的夹角为线路的阻抗角d d；反方向短路时：丈量阻抗在第三象限。假设丈量阻反方向短路时：丈量阻抗在第三象限。假设丈量阻抗的相量，落在向量以内，那么阻抗继电器动抗的相量，落在向量以内，那么阻抗继电器动作；反之，阻抗继电

13、器不动作。作；反之，阻抗继电器不动作。 setZ 阻抗继电器都接于电流互感器和电压互感器的二次侧，丈量阻抗与系一致次侧阻抗之间存在关系： yldlBCyBkkknnZnInUIUZ/)(1.1.全阻抗继电器全阻抗继电器 特性：以特性：以B B点继电器安装点为圆心，以整定阻点继电器安装点为圆心，以整定阻抗抗 为半径所作的一个圆。当丈量阻抗为半径所作的一个圆。当丈量阻抗 位于圆内位于圆内时继电器动作，圆内为动作区，圆外为不动作区。当时继电器动作，圆内为动作区，圆外为不动作区。当丈量阻抗正好位于圆周上时，继电器刚好动作，此时丈量阻抗正好位于圆周上时，继电器刚好动作，此时阻抗为起动阻抗阻抗为起动阻抗

14、。setZkZactZjXRsetZkZactZ二、阻抗继电器的特性分析二、阻抗继电器的特性分析 该特性是以原点为圆心作的圆，因此不论参与继电器的该特性是以原点为圆心作的圆，因此不论参与继电器的 电压和电流之间的角度电压和电流之间的角度k为多大，继电器起动阻抗在数值为多大，继电器起动阻抗在数值 上等于整定阻抗，即上等于整定阻抗，即 |setactZZ，全阻抗继电器没有方向性。，全阻抗继电器没有方向性。 1 1幅值比较幅值比较KsetZZ动作与边境条件：动作与边境条件：kKsetUI Z|setkZZjXRsetZkZactZ2相位比较相位比较 90arg90ksetksetZZZZjXRset

15、ZkZjXRsetZkZ动作与边境条件动作与边境条件: :ksetZZksetZZksetZZksetZZ丈量阻抗在圆上丈量阻抗在圆上 丈量阻抗在圆内丈量阻抗在圆内 jXRsetZrZ动作边境条件动作边境条件: :90arg90ksetksetZZZZ90arg90kkksetkkksetIZIZIZIZjXRsetZrZksetZZksetZZksetZZksetZZ丈量阻抗在圆外丈量阻抗在圆外 特性：以整定阻抗特性：以整定阻抗 为直径而经过坐标原点的一个圆。为直径而经过坐标原点的一个圆。 圆内为动作区，圆外为不动作区。当参与继电器的电压圆内为动作区，圆外为不动作区。当参与继电器的电压和电流

16、之间的相位差和电流之间的相位差 为不同数值时，继电器的起动阻抗也为不同数值时，继电器的起动阻抗也将随之改动。将随之改动。 当当 等于的阻抗角等于的阻抗角 时，继电器的起动阻抗到达最大，时，继电器的起动阻抗到达最大，等于圆的直径，此时，阻抗继电器的维护范围最大，任务最等于圆的直径，此时，阻抗继电器的维护范围最大，任务最灵敏。灵敏。 setZkkset2. 2. 方向阻抗继电器方向阻抗继电器kZkZ|21|21|setsetkZZZ起动即丈量阻抗起动即丈量阻抗 位于圆内条件为位于圆内条件为 当反方向发生短路时，丈量阻抗当反方向发生短路时，丈量阻抗 位于第三象限，继电器位于第三象限，继电器不能动作，

17、它本身具有方向性，称方向阻抗继电器。不能动作，它本身具有方向性，称方向阻抗继电器。kZ1幅值比较幅值比较jXRsetZsetZ21setkZZ21kZ2相位比较相位比较动作边境条件动作边境条件: :90arg90kksetZZZkZsetZksetZZsetZksetZZjXRjXRkZ90arg90kksetZZZkZjXRjXRsetZksetZZsetZksetZZ 特性：当正方向的整定阻抗为特性：当正方向的整定阻抗为 时，同时向反方向偏移一时，同时向反方向偏移一个个 ，其中，其中 。圆内为动作区，圆外为不动作区。圆。圆内为动作区，圆外为不动作区。圆的直径为的直径为 ，圆心坐标，圆心坐标

18、 setZsetZ10setsetZZ)(210setsetZZZ3. 偏移特性的阻抗继电器偏移特性的阻抗继电器|00ZZZZsetkjXR1幅值比较幅值比较 动作边境条件动作边境条件: :setZ0ZsetZkZ0ZZk|)1 (5 . 0|)1 (5 . 0|setsetkZZZ2相位比较相位比较 90arg9021ksetksetZZZZjXRjXR动作边境条件动作边境条件: :1setZ2setZkZksetZZ1ksetZZ20Z0Z1setZ2setZksetZZ2ksetZZ1kZjXRjXR90arg9021ksetksetZZZZ90arg9021kksetkksetUIZU

19、IZ0Z1setZ2setZksetZZ2ksetZZ1kZ0Z1setZ2setZksetZZ2ksetZZ1kZ第三节第三节 阻抗继电器的接线方式阻抗继电器的接线方式(1) 阻抗继电器的丈量阻抗应正比于短路点到维护阻抗继电器的丈量阻抗应正比于短路点到维护安装处之间的间隔。安装处之间的间隔。(2) 阻抗继电器的丈量阻抗应与缺点类型无关，也阻抗继电器的丈量阻抗应与缺点类型无关，也就是维护范围不随缺点类型而变化。就是维护范围不随缺点类型而变化。1. 对阻抗继电器接线要求对阻抗继电器接线要求1 接线定义接线定义02. 反映相间短路缺点接线反映相间短路缺点接线1cos当当 时，加在继电器端子上电压与

20、电流时，加在继电器端子上电压与电流的相位差为零。的相位差为零。 为了正确反映维护安装处到短路点之间的间隔，必需参与相间电压和同名相的两相电流差。继电器继电器1继电器继电器2继电器继电器3BAUUBAIICBUUCBIIACUUACII KZ1：111111)(KBABAABKI lZIIlZlZIlZIUU)3(2)3(2111)3(1KKKKKZZlZIUZ2三相短路三相短路丈量阻抗：丈量阻抗： KZ1 、 KZ2 、 KZ3都能正确反响缺点位置，假都能正确反响缺点位置，假设缺点点落在维护范围，设缺点点落在维护范围，3个继电器都起动。个继电器都起动。111111)(KBABAABKI lZI

21、IlZlZIlZIUU)3(1111)2(1KKKKZlZIUZ3二相短路二相短路KZ1： KZ2：丈量阻抗落在区外，不能起动。：丈量阻抗落在区外，不能起动。（正常）残压）CBCBBCKUlZIUUUU(1212KKABBCUUUUBBAKBCBKIIIIIIII201212KKII12KKZZ同理，同理，B-C短路，短路，K2起动；起动；C-A短路，短路，K3起动。起动。因此，要接因此，要接3个阻抗继电器分别反响不同的相间个阻抗继电器分别反响不同的相间缺点。缺点。3. 反映接地短路缺点的阻抗继电器接线反映接地短路缺点的阻抗继电器接线作用：作为接地短路缺点丈量元件。作用：作为接地短路缺点丈量元

22、件。 当发生单相金属性接地短路缺点时，只需当发生单相金属性接地短路缺点时，只需缺点相的电压降低，缺点点相对地电压为零。缺点相的电压降低，缺点点相对地电压为零。以以A相为例，缺点点对地电压为零。相为例，缺点点对地电压为零。kAU) 1 (kAI将缺点点电压和电流分解为序分量，那将缺点点电压和电流分解为序分量，那么么)1(0)1(2)1(1)1(021KAKAKAKAKAKAKAKAIIIIUUUUkKKAAkKKAAkKKAALZIUULZIUULZIUU000012221111021AAAAUUUUkKKKKAKAKALZIZIZIUUU)()(001211021)(100211ZZIIILZ

23、KKKk)(11001ZZZIILZKAk0021021kkkkAAUUUUIIII短路点边界条件：假设参与继电器电压、电流为假设参与继电器电压、电流为AkUUAkII那么丈量阻抗为那么丈量阻抗为kAKkmLZZIILZZ)(1001为了正确丈量阻抗，参与继电器电压、电流应为了正确丈量阻抗，参与继电器电压、电流应为：为：03IKIIUUAkAk1103ZZZK其中：其中：丈量阻抗丈量阻抗: :kAkAkLZIKILZIKIZ10103)3(参与相电压、带零序电流补偿的相电流，阻参与相电压、带零序电流补偿的相电流，阻抗继电器就能正确丈量维护安装处至短路点抗继电器就能正确丈量维护安装处至短路点间间

24、隔。间间隔。继电器继电器1继电器继电器2继电器继电器3AUBUCU03 IKIA03 IKIB03 IKIC第四节第四节 间隔维护的整定计算间隔维护的整定计算1. 间隔维护间隔维护段段 1动作阻抗动作阻抗 2动作时限动作时限 ABrelset.1ZKZ01t2. 间隔维护间隔维护段段 1动作阻抗动作阻抗 1与下一线路的第一段维护配合与下一线路的第一段维护配合Kb为分支系数，为分支系数，2与相邻变压器的快速维护相配合与相邻变压器的快速维护相配合 取取1、2计算结果中的小者作为计算结果中的小者作为 。 BCABZKKZKZrelbrel1 .setminbABBCIIKTABZKZKZbrel1s

25、et.1 .setZ含义：变压器普通采用瞬时动作的差动维护可以含义：变压器普通采用瞬时动作的差动维护可以了解为了解为I I段，其维护范围为元件全长，即变压器段，其维护范围为元件全长，即变压器出口，折合成间隔维护的出口，折合成间隔维护的I I段定值即是段定值即是 。TZ (2) 动作时限动作时限 (3) 灵敏度校验灵敏度校验 如灵敏度不能满足要求，可按照与下一线路维护如灵敏度不能满足要求，可按照与下一线路维护第第段相配合的原那么选择动作阻抗，即段相配合的原那么选择动作阻抗，即第第段的动作时限应比下一线路第段的动作时限应比下一线路第段的动作时段的动作时限大一个时限阶段，限大一个时限阶段， tttt

26、215 . 1set.1ABsenZZK2 .setbrel1 .setZKZKZABttt213. 间隔维护间隔维护段段 (1) 动作阻抗动作阻抗 按躲开最小负荷阻抗来选择，假设第按躲开最小负荷阻抗来选择，假设第段采用段采用全阻抗继电器，其动作阻抗为全阻抗继电器，其动作阻抗为min.Lssrerel1 .set1ZKKKZmax.LNmin.L39 . 0IUZ式中式中 最小负荷阻抗，最小负荷阻抗， min.LZ(2) 动作时限动作时限 (3) 灵敏度校验灵敏度校验 作近后备维护时作近后备维护时 作远后备维护时作远后备维护时 Kb为分支系数，取最大能够值。为分支系数，取最大能够值。 ttt2

27、15 . 11 .setsenABZZK近2 . 1b1 .setsenBCABZKZZK远 根据间隔维护的任务原理，可在多电源的复杂网络中保证动作的选择性。 间隔段，维护全长80%85%，两端合成起来有30%40%长度不能瞬时切除，0.5s延时。 较电流维护的灵敏度高。 间隔维护中，采用了复杂的阻抗继电器和大量辅助继电器，可靠性低指传统阻抗继电器。4. 对间隔维护的评价对间隔维护的评价 线路：线路： 变压器：变压器： 电源：电源： 线路线路AB、BC 整定整定A各段间隔维护，各段间隔维护，okBCABZZkmZ65,1 .17,5 .13;/45. 0135.42TZ30,10,3/115min.max.BBA