chap 距离保护学习教案

1、会计学1chap 距离距离(jl)保护保护第一页，共53页。电流(dinli)保护：简单、经济、工作可靠；kmmmlZIUZ1距离保护：受运行方式、线路长短影响；短路时电压、电流同时变化的特征，35KV速动性不满足高压电网要求， M N21kkI反映故障点至保护安装点之间的距离，根据距离的远近确定动作时间。第1页/共53页第二页，共53页。 M N21setL3KLZSetZRj Xk3ZmmmmmZIUZ依据测量阻抗在不同情况下幅值和相位的“差异”，区分系统是否(sh fu)发生故障、故障发生的范围。2K1Kk1Zk2Z区内(q ni)：区外(q wi)：setmZZsetmZZ反方向：），

2、（900m第2页/共53页第三页，共53页。二、距离保护(boh)的接线方式对接线(ji xin)方式的基本要求：测量(cling)电压mmmIUZ2） Zm与故障类型无关,ZK选取形式测量电流1）kkmllzZ1 M N211KZK=z1lk第3页/共53页第四页，共53页。）（）（kKkKkKlzIUlzIUlzIU000222111(kIU M N211KkKlzzzzIIU1110033021UUUUkkkkkKlzIlzIlzIlzIlzIU0010101211kKlzIUU1kKlzIKIUU10)3(接地(jid)短路相间(xingjin)短路第4页/共53页第五页，共53页。相

3、间(xingjin)距离保护接线方式：CACABCBCABABmmIUIUIUIUkABABmmmlzIUIUZ1kmlZ M N21)3(KkIUkKlzIUU1kABkABABlzIUU1=0三个相间阻抗元件(yunjin)均动作第5页/共53页第六页，共53页。kABkABABlzIUU1kABABmmmlzIUIUZ1=0kmlZkKlzIUU1一个(y )相间阻抗元件动作 M N21)1 , 1()2(,KKkIU第6页/共53页第七页，共53页。kABkABABlzIUU1ABKABkABABmmmIUlzIUIUZ1kKlzIUU1kmlZ=0无相间阻抗元件(yunjin)动作

4、M N21)1(KkIUkmlzZ1第7页/共53页第八页，共53页。接地距离(jl)保护接线方式：000333IKIUIKIUIKIUIUCCBBAAmmkAkAAlzIKIUU10)3(kkmllzZ1kklzIKIUU10)3(kAAmmmlzIKIUIUZ103=0三个接地阻抗元件(yunjin)均动作 M N21)3(KkIU第8页/共53页第九页，共53页。kklzIKIUU10)3(kAkAAlzIKIUU10)3(kAAmmmlzIKIUIUZ103kmlZ=0一个接地阻抗(zkng)元件动作 M N21)1(KkIU第9页/共53页第十页，共53页。kmlZkklzIKIUU

5、10)3(kAkAAlzIKIUU10)3(kAAmmmlzIKIUIUZ103=0两个接地阻抗元件(yunjin)动作 M N21)1 , 1(KkIU第10页/共53页第十一页，共53页。01033IKIUlzIKIUIUZAKAkAAmmmkklzIKIUU10)3(kmlZkAkAAlzIKIUU10)3(=0无接地阻抗元件(yunjin)动作 M N21)2(KkIU第11页/共53页第十二页，共53页。(3)K1)(1,K(1)K(2)K接地短路距离保护相间短路距离保护相间短路的故障(gzhng)环路为 相相故障(gzhng)环路。 测量电压(diny)、测量电流取用了故障环路（故

6、障电流流通的回路）电压(diny)、电流量。kKlzIUU1kKlzIKIUU10)3(接地短路的故障(gzhng)环路为 相地故障(gzhng)环路；第12页/共53页第十三页，共53页。启动部分：判别系统是否发生故障(gzhng), 负序/零序, 电流突变量测量部分：测量故障(gzhng)距离（阻抗）, 由阻抗元件构成，三段振荡闭锁：系统振荡时，防止距离保护误动PT 断线： 防止由于测量电压消失而使测量部分误动第13页/共53页第十四页，共53页。第二节 阻抗继电器及其动作(dngzu)特性 阻抗(zkng)继电器：由于互感器误差、故障点过渡电阻(dinz)，Zm落在 Zset 附近的一个

7、区域中。测量故障环路的测量阻抗Zm，与整定阻抗Zset比较，确定故障所处的区段，决定保护是否应该动作。 动作区域圆形四边形苹果形橄榄形等LZSetZRj Xk3Zk1Zk2Z M N211kkIsetL2k3k第14页/共53页第十五页，共53页。一、阻抗(zkng)继电器的动作特性和动作方程动作特性：动作区域(qy)的形状（圆、四边形等）；几何图形、动作(dngzu)方程1. 圆特性阻抗继电器偏移圆、上抛圆、偏转圆方向圆、全阻抗圆 M N211kkIsetL2k3kLZSetZRj Xk3Zk1Zk2Z圆内为动作区第15页/共53页第十六页，共53页。1）偏移(pin y)阻抗圆特性两矢量末

8、端(m dun)的连线作圆 M N211kkIsetL2k3kRj X1setZ2setZ圆心(yunxn)：)(21210setsetZZZ2121setsetZZR正方向整定阻抗Zset1, 圆内为动作区;圆外为非动作区。半径：Z0反方向整定阻抗Zset2第16页/共53页第十七页，共53页。（1）幅值比较(bjio)方式RZZm0 （2）相位比较(bjio)方式90arg9021setmmsetZZZZ动作(dngzu)方程：Rj X1setZ2setZZ0ZmmsetZZ12setmZZ 0ZZm21212121setsetsetsetmZZZZZ第17页/共53页第十八页，共53页。

9、 动作阻抗(zkng)Zop：使阻抗(zkng)元件处于临界动作状态的阻抗(zkng)。 不同测量阻抗角所对应的动作(dngzu)阻抗是 不同的。 最灵敏(ln mn)角：Rj X1setZ2setZZ0 方向性：能够消除方向阻抗元件在正 向出口处的保护死区，但同时反方向 故障也存在误动的可能，所以没有完 全的方向性。 应用：距离保护的后备段（第III段）set1（线路阻抗角）ZOP1ZOP2保护范围最长动作阻抗最大第18页/共53页第十九页，共53页。2setZ1setZZ0setZ2）方向阻抗(zkng)圆特性 M N211kkIsetL2k3kRj X圆心(yunxn)：setZZ210

10、setZR21半径(bnjng)：90arg90mmsetZZZ动作方程：setsetmZZZ2121ZmmsetZZ0,21setsetsetZZZ第19页/共53页第二十页，共53页。 动作(dngzu)阻抗Zop： 不同测量阻抗角所对应(duyng)的动作阻抗是 不同的。 最灵敏(ln mn)角： 方向性：当保护反方向发生故障时不动作，阻抗元件 本身具有方向性。 应用：距离保护的主保护段（第I、II段）set线路阻抗角Z0setZRj XZmmsetZZ动作阻抗最大保护范围最长第20页/共53页第二十一页，共53页。3）全阻抗(zkng)圆特性 M N211kkIsetL2k3k圆心(y

11、unxn)：00ZsetZR 半径(bnjng)：动作方程：setmZZsetsetsetsetZZZZ21,Rj XsetZZmmsetZZsetmZZ 90arg90setmmsetZZZZ第21页/共53页第二十二页，共53页。 动作(dngzu)阻抗Zop： 不同测量阻抗(zkng)角所对应的动作阻抗(zkng)相同。 方向性：无方向性。 应用：单侧电源(dinyun)系统中。Rj XsetZ第22页/共53页第二十三页，共53页。4）上抛圆特性(txng) M N211kkIsetL2k3k圆心(yunxn)：)(21210setsetZZZ半径(bnjng)：动作方程：21021s

12、etsetZZZRj X2setZ1setZmZ90arg9021setmmsetZZZZ 应用：发电机失磁保护。第23页/共53页第二十四页，共53页。5）特性(txng)圆的偏转 M N211kkIsetL2k3k动作(dngzu)方程：90arg9021setmmsetZZZZ1setZRj X2setZ0偏转30153015动作(dngzu)范围：180第24页/共53页第二十五页，共53页。2. 苹果(pnggu)圆特性和橄榄形特性mmsetZZZarg9090苹果(pnggu)形橄榄形抗过渡(gud)电阻能力强，耐过负荷能力差抗过渡电阻能力差，耐过负荷能力强j XRsetZRset

13、Zj X第25页/共53页第二十六页，共53页。3. 直线(zhxin)特性阻抗元件90arg90setsetmjXjXZj XRsetjXsetXj2mZsetmjXZ setmmXjZZ290arg90setsetmjXjXZsetmXjZ21) 电抗(dinkng)特性无方向性，耐过渡电阻能力强，重负荷情况下可能误动，一般不单独采用（复合特性(txng)元件）。第26页/共53页第二十七页，共53页。90arg90setsetmRRZsetmmRZZ290arg90setsetmRRZ2) 电阻(dinz)特性j XRsetR2setR90arg90setmZZsetmsetmZZZZ3

14、) 方向(fngxing)特性j XRsetZmZsetZsetmZZ setmZZ 第27页/共53页第二十八页，共53页。4. 多边形特性(txng)Rj X2134RsetXset745154321克服圆特性(txng)的缺点，兼顾耐受过电阻和过负荷的能力5. 复合(fh)特性第28页/共53页第二十九页，共53页。ABCD90arg90DCBAZZZZ二、幅值比较和相位(xingwi)比较之间的关系22;BADBACDCBDCAZZZZZZZZZZZZBAZZ90arg90DCZZABCD90arg270DCBAZZZZABCD90argDCBAZZZZ第29页/共53页第三十页，共5

15、3页。90arg9021setmmsetZZZZ21212121setsetsetsetmZZZZZ90arg90mmsetZZZsetsetmZZZ2121setmZZ90arg90setmmsetZZZZ第30页/共53页第三十一页，共53页。第三节 阻抗(zkng)继电器的实现 M N211kkIsetL2k3k动作特性(txng)的实现有两种方法：（1）精确测量Zm（2）无需精确测量Zm，间接(jin ji)判断故障位置微机保护;模拟保护第31页/共53页第三十二页，共53页。一、绝对值比较(bjio)原理的实现ABZZAmBmZIZIABUU电压(diny)形式的比幅方程（模拟式保护

16、）1. 模拟式保护中绝对值比较(bjio)的实现第32页/共53页第三十三页，共53页。setsetmZZZ2121TA绝对值比较回路RmIIK21mIIK21mUUKAUBUTVmIAIKU21mUmIBUKIKU21setmsetmmZIZIU2121方向(fngxing)特性阻抗继电器setUIZKKKI：阻抗(zkng)量纲KU：无量(wling)纲第33页/共53页第三十四页，共53页。2. 数字式保护中绝对值比较(bjio)的实现既可用电压形式(xngsh)实现，也可用阻抗形式(xngsh)实现。ABZZABUU电压/电流(dinli)采样值测量电压/电流基波相量mmIUmmmmm

17、ImIRmUmIRmZIUIUZIjIIIUjUUUsetsetmZZZ2121setmsetmmZIZIU2121第34页/共53页第三十五页，共53页。二、相位比较(bjio)原理的实现90arg90DCUU9090mmsetmUUZIarg相位比较回路RmIIKmUUKCUDUTATVmUUK90arg90mUmUmIUKUKIK1. 模拟式保护(boh)中相位比较的实现第35页/共53页第三十六页，共53页。2. 数字式保护中相位比较(bjio)的实现（1） 阻抗(zkng)形式90arg90DCUU9090mmsetmUUZIarg90arg90DCZZ90arg90mmsetZZZ

18、（2） 电压(diny)形式- 相量比较形式00)cos(DICIDRCRDCDCUUUUUU- 瞬时值比较形式0)()()4()4(nunuNnuNnuDCDC第36页/共53页第三十七页，共53页。三、比较(bjio)工作电压相位法实现故障区段判断1. 基本原理9090mmsetmUUZIarg270arg90msetmmUZIUopU工作电压（补偿电压）reU参考电压（极化电压）270arg90reopUU21argreopUU选取不同的参考电压和角度就可构成不同的动作(dngzu)特性第37页/共53页第三十八页，共53页。 M N211kkIsetL2k3kz正常(zhngchng)

19、运行：K2：K3：K1：mresetmmopUUZIUU不同(b tn)地点短路时，工作电压和参考电压的相位关系：Z点电压(diny)，接近额定电压(diny)，基本同相Z点残余电压，基本同相Z点残余电压，基本同相无物理意义， 基本反相mUopUmUopUmUopU90arg270reopUU第38页/共53页第三十九页，共53页。2. 以正序电压为参考电压的测量(cling)元件90arg270msetmmUZIU M N211kkIsetL2k3kz保护正方向出口(ch ku)短路，能否正确动作？不能，Um=0相位不随故障位置变化出口短路时不为零参考电压除了三相短路(dunl)外，出口短路

20、(dunl)时正序电压不为零。相当于引入了非故障相电压。mreUU1mreUU第39页/共53页第四十页，共53页。 M N211kmIMENE（1）不同故障(gzhng)情况下正序参考电压的变化分析结论(jiln)：在出口发生各种不对称短路时，故障环路上的正序电压都有较大的量值，相位与故障前的环路电压相同。单相接地A：0132AAUU两相接(xin ji)地AB：0131AAUU0131BBUU0131ABABUU两相相间AB：0121AAUU0121BBUU0121ABABUU三相短路：0111CBAUUU0111CABCABUUU第40页/共53页第四十一页，共53页。（2）以正序电压为

21、参考(cnko)电压的测量元件的动作特性90arg2701msetmmUZIU90arg270reopUU正方向(fngxing)单相接地90)3(arg27010UZIKIUset接地(jid)距离元件：90arg2701MmsetmZZZZZset-ZM1结论：动作区域包含坐标原点（保护出口）； 耐过渡电阻能力增强； 不失方向性。 M N211kmIMENE第41页/共53页第四十二页，共53页。反方向(fngxing)单相接地90)3(arg27010UZIKIUset90arg2701NZZZZmsetm结论：动作区域为上抛圆，保护(boh)反方向出口短路 不误动。Zset1NZ M

22、N211kmIMENE111MNNNZZZZm第42页/共53页第四十三页，共53页。2. 以记忆电压(diny)为参考电压(diny)的测量元件针对：出口三相(sn xin)短路的电压死区。 M N211kmIMENE措施：利用记忆(jy)电压作为参考电压。分析：以AB相间阻抗元件为例90arg270msetmmUZIU90)(arg2700ABsetBAABUZIIU90arg2701MZZZZmsetmZset-ZM1正向短路mBAABZIIU)()(10MmBAABZZIIEUAB2k第43页/共53页第四十四页，共53页。反向短路 M N211kmIMENE90arg270msetm

23、mUZIU90)(arg2700ABsetBAABUZIIU90arg2701NZZZZmsetmZset1NZZm初态特性：上述(shngsh)偏移圆特性、上抛圆特性仅在故障发 生后最初的一段时间成立。mBAABZIIU)()(10NmBAABZZIIEUAB第44页/共53页第四十五页，共53页。第四节 距离(jl)保护的整定计算及评价 一、距离保护(boh)的整定计算CABDRjX12ABCD保护(boh)为三段式：I、II段：方向特性III段：偏移特性第45页/共53页第四十六页，共53页。1. 距离(jl)一段ABABIrelIsetZZKZ)85. 08 . 0(1 .%85%mi

24、nl12ABCDBCBCIrelIsetZZKZ)85. 08 . 0(2 .sttIII012第46页/共53页第四十七页，共53页。2. 距离(jl)二段8 . 0)(2 .1 .IIrelIsetABIIrelIIsetKZZKZkbABABkBCABABABAmZKZIZIZIIUZ1)(2 .min.1 .IsetbABIIrelIIsetZKZKZ12AB1k12ABC1k助增：使测量(cling)阻抗增大外汲：使测量(cling)阻抗减小1) 与相邻(xin ln)线路一段配合12ABCD第47页/共53页第四十八页，共53页。stII15 . 012) 与相邻变压器的快速保护(boh)配合75. 07 . 0)(min.1 .IIreltbABIIrelIIsetKZKZKZ)(2 .min.1 .IsetbABIIrelIIsetZKZKZ12AB1k1k取小值作为定值25. 11 .