教学第三章-电网距离保护课件

第三章电网距离保护3.1距离保护的基本原理与构成3.1.1距离保护的概念概念：距离保护是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值（测量阻抗），反应故障点到保护安装处的距离（线路阻抗）而工作的保护。故障时，电流增大，电压降低，测量阻抗减少距离保护为反应测量阻抗减小而动作的欠量保护距离保护的类型：第三章电网距离保护3.1距离保护的基本原理与构成3.1.13.1.2几个阻抗的定义1、测量阻抗Zm：保护安装地点的测量电压与流过保护的电流的比值；是变化量，随着加入继电器的电压电流的变化而变化；（1）负荷阻抗ZL：正常运行条件下，额定电压与负荷电流的比值；（2）短路阻抗Zd：发生故障时，保护安装地点的残压与流过保护的短路电流的比值（线路阻抗）；2、整定阻抗Zset：保护安装地点到保护范围末端的线路阻抗；能使继电器动作的最大阻抗。整定阻抗是一个定值，测量阻抗小于整定阻抗，阻抗继电器就会动作。3.1.2几个阻抗的定义1、测量阻抗Zm：（1）负荷阻抗Z23.1.3三相系统中测量电压和测量电流的选取（保护的接线方式）K—零序电流补偿系数，要求：继电器的测量阻抗正比于保护安装地点到故障点之间的距离，且与故障类型无关。假设3.1.3三相系统中测量电压和测量电流的选取（保护的接线方式33.1.3.1单相接地短路故障A相发生接地短路为零令上式可写成

算出的测量阻抗能够正确反应故障距离，从而可以实现对故障区段的比较和判断。结论：接地短路距离保护采用具有零序电流补偿的相电流相电压接线，可以正确反应各种接地故障时，从保护安装地点到故障点的距离，测量阻抗与故障类型无关。3.1.3.1单相接地短路故障A相发生接地短路4

接线：正常运行方式下，，加入继电器的电压电流的夹角为三个继电器的电压和电流分别为：3.1.3.2相间故障

对两相接地短路故障，两相不接地短路，三相对称短路，以B、C两相为例：接线：3.1.3.2相间故障对两相接5结论：相间短路距离保护采用接线，可以正确反应各种相间故障时，从保护安装地点到故障点的距离，测量阻抗与故障类型无关。则：可以正确反应故障距离结论：则：可以正确反应故障距离63.1.5距离保护的构成1、启动部分用来判断系统是否发生故障2、测量部分距离保护的核心，判断故障是否发生在保护区内。3、振荡闭锁部分系统发生振荡时，保护可靠不动作。4、电压回路断线部分电压回路断线时，保护可靠不动作。5、配合逻辑部分实现距离保护各部分之间的逻辑配合。6、出口部分在保护动作时接通跳闸回路，发出相应的信号。3.1.5距离保护的构成1、启动部分2、测量部分3、振荡闭73.2阻抗继电器及其动作特性3.2.1阻抗继电器动作区域的概念（3）动作方程：阻抗继电器的动作特性的数学方程的描述可以按照幅值比较方式构成动作方程可以按照相位比较方式构成动作方程（1）测量阻抗Zm，与整定阻抗Zset相比较，小于时，保护判断为内部故障的区域。（2）动作特性：阻抗继电器动作区域的形状，称为动作特性。阻抗继电器形式不同，动作区域也不相同，包括圆形、四边形等重点介绍圆形特性的阻抗继电器3.2阻抗继电器及其动作特性3.2.1阻抗继电器动作区域83.2.2圆特性阻抗继电器3.2.2.1偏移圆特性阻抗继电器

特性圆，圆心位于特性圆半径为：

动作阻抗随加入继电器的电流和电压的夹角的变化而变化，当夹角和正向整定阻抗的夹角相同时（最大灵敏角），阻抗继电器的动作阻抗最大。偏移率，3.2.2圆特性阻抗继电器特性圆，圆心位于特性圆半径为：9偏移圆特性阻抗继电器的特性方程

（1）幅值比较方式动作阻抗：使阻抗元件处于临界动作状态对应的阻抗，称为动作阻抗。偏移圆特性阻抗继电器的特性方程动作阻抗：使阻抗元件处于临界动10

（2）相位比较方式（2）相位比较方式113.2.2.2方向圆特性阻抗继电器动作特性：以为圆心；以为半径；圆周过原点作特性圆特点：（1）具有明确的方向性；（2）保护出口处可能有死区；（3）在整定阻抗的方向上（最大灵敏角），动作阻抗等于整定阻抗，达到最大。3.2.2.2方向圆特性阻抗继电器动作特性：特点：12

（1）幅值比较方式构成的特性方程

（2）相位比较方式构成的特性方程（1）幅值比较方式构成的特性方程（2）相位比较方式构133.2.2.3全阻抗圆特性阻抗继电器动作特性：（1）以保护安装地点为圆心，以整定阻抗为半径，作特性圆（2）没有方向性；（3）动作阻抗恒等于整定阻抗；3.2.2.3全阻抗圆特性阻抗继电器动作特性：（2）没有14

（1）幅值比较方式构成的特性方程

（2）相位比较方式构成的特性方程（1）幅值比较方式构成的特性方程（2）相位比较方式构153.2.2.4三种圆特性阻抗继电器的比较

幅值比较方式构成的特性方程全阻抗继电器：方向阻抗继电器：偏移特性阻抗继电器：通式：3.2.2.4三种圆特性阻抗继电器的比较幅值比较方式16

相位比较方式构成的特性方程全阻抗继电器：方向阻抗继电器：偏移特性阻抗继电器：通式：相位比较方式构成的特性方程全阻抗继电器：方向阻抗继电器173.3阻抗继电器实现方法3.3.1绝对值比较原理的实现在该式两端乘以测量电流：

幅值比较方式构成的特性方程通式：以方向阻抗继电器为例，说明幅值比较的实现：：测量电压：测量电流：整定阻抗：电压形式的绝对值比较方程3.3阻抗继电器实现方法3.3.1绝对值比较原理的实现在18在该式两端乘以一个无量纲的系数Ku：令：则上式可写成：该式可在模拟阻抗继电器中实现在该式两端乘以一个无量纲的系数Ku：令：则上式可写成：该式可19比较电压在模拟阻抗继电器中实现TV：电压互感器；T：电压变换器；

Ku：电压变换器的变换系数，没有量纲UR：电抗互感器，输入来自电流互感器；KI：电抗互感器的变换系数有量纲比较电压在模拟阻抗继电器中实现TV：电压互感器；UR：电抗互203.3.2相位比较原理的实现在该式两端乘以测量电流：

相位比较方式构成的特性方程通式：：电压形式的相位比较方程以方向阻抗继电器为例，说明相位比较的实现：令：即：3.3.2相位比较原理的实现在该式两端乘以测量电流：21第三章-电网距离保护课件223.3.3模拟阻抗继电器的精确工作电流P97已知：电抗变换器的变换系数KI受电抗变换器的饱和程度的影响即：电抗变换器的输入电流较小和较大的时候KI都将变小，只有在一个适当的范围内时，才可以看作是一个常数。阻抗继电器的动作阻抗也将发生变化：3.3.3模拟阻抗继电器的精确工作电流P97已知：电抗变23精工电流：启动阻抗等于0.9倍的整定阻抗时，所对应的阻抗继电器的工作电流，为最小精确工作电流和最大精确工作电流最小精确工作电流的校验：

流入继电器

最小电流应是最小精确工作电流的1.5~2倍精工电流：最小精确工作电流的校验：24第三章-电网距离保护课件25第三章-电网距离保护课件26第三章电网距离保护3.1距离保护的基本原理与构成3.1.1距离保护的概念概念：距离保护是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值（测量阻抗），反应故障点到保护安装处的距离（线路阻抗）而工作的保护。故障时，电流增大，电压降低，测量阻抗减少距离保护为反应测量阻抗减小而动作的欠量保护距离保护的类型：第三章电网距离保护3.1距离保护的基本原理与构成3.1.273.1.2几个阻抗的定义1、测量阻抗Zm：保护安装地点的测量电压与流过保护的电流的比值；是变化量，随着加入继电器的电压电流的变化而变化；（1）负荷阻抗ZL：正常运行条件下，额定电压与负荷电流的比值；（2）短路阻抗Zd：发生故障时，保护安装地点的残压与流过保护的短路电流的比值（线路阻抗）；2、整定阻抗Zset：保护安装地点到保护范围末端的线路阻抗；能使继电器动作的最大阻抗。整定阻抗是一个定值，测量阻抗小于整定阻抗，阻抗继电器就会动作。3.1.2几个阻抗的定义1、测量阻抗Zm：（1）负荷阻抗Z283.1.3三相系统中测量电压和测量电流的选取（保护的接线方式）K—零序电流补偿系数，要求：继电器的测量阻抗正比于保护安装地点到故障点之间的距离，且与故障类型无关。假设3.1.3三相系统中测量电压和测量电流的选取（保护的接线方式293.1.3.1单相接地短路故障A相发生接地短路为零令上式可写成

算出的测量阻抗能够正确反应故障距离，从而可以实现对故障区段的比较和判断。结论：接地短路距离保护采用具有零序电流补偿的相电流相电压接线，可以正确反应各种接地故障时，从保护安装地点到故障点的距离，测量阻抗与故障类型无关。3.1.3.1单相接地短路故障A相发生接地短路30

接线：正常运行方式下，，加入继电器的电压电流的夹角为三个继电器的电压和电流分别为：3.1.3.2相间故障

对两相接地短路故障，两相不接地短路，三相对称短路，以B、C两相为例：接线：3.1.3.2相间故障对两相接31结论：相间短路距离保护采用接线，可以正确反应各种相间故障时，从保护安装地点到故障点的距离，测量阻抗与故障类型无关。则：可以正确反应故障距离结论：则：可以正确反应故障距离323.1.5距离保护的构成1、启动部分用来判断系统是否发生故障2、测量部分距离保护的核心，判断故障是否发生在保护区内。3、振荡闭锁部分系统发生振荡时，保护可靠不动作。4、电压回路断线部分电压回路断线时，保护可靠不动作。5、配合逻辑部分实现距离保护各部分之间的逻辑配合。6、出口部分在保护动作时接通跳闸回路，发出相应的信号。3.1.5距离保护的构成1、启动部分2、测量部分3、振荡闭333.2阻抗继电器及其动作特性3.2.1阻抗继电器动作区域的概念（3）动作方程：阻抗继电器的动作特性的数学方程的描述可以按照幅值比较方式构成动作方程可以按照相位比较方式构成动作方程（1）测量阻抗Zm，与整定阻抗Zset相比较，小于时，保护判断为内部故障的区域。（2）动作特性：阻抗继电器动作区域的形状，称为动作特性。阻抗继电器形式不同，动作区域也不相同，包括圆形、四边形等重点介绍圆形特性的阻抗继电器3.2阻抗继电器及其动作特性3.2.1阻抗继电器动作区域343.2.2圆特性阻抗继电器3.2.2.1偏移圆特性阻抗继电器

特性圆，圆心位于特性圆半径为：

动作阻抗随加入继电器的电流和电压的夹角的变化而变化，当夹角和正向整定阻抗的夹角相同时（最大灵敏角），阻抗继电器的动作阻抗最大。偏移率，3.2.2圆特性阻抗继电器特性圆，圆心位于特性圆半径为：35偏移圆特性阻抗继电器的特性方程

（1）幅值比较方式动作阻抗：使阻抗元件处于临界动作状态对应的阻抗，称为动作阻抗。偏移圆特性阻抗继电器的特性方程动作阻抗：使阻抗元件处于临界动36

（2）相位比较方式（2）相位比较方式373.2.2.2方向圆特性阻抗继电器动作特性：以为圆心；以为半径；圆周过原点作特性圆特点：（1）具有明确的方向性；（2）保护出口处可能有死区；（3）在整定阻抗的方向上（最大灵敏角），动作阻抗等于整定阻抗，达到最大。3.2.2.2方向圆特性阻抗继电器动作特性：特点：38

（1）幅值比较方式构成的特性方程

（2）相位比较方式构成的特性方程（1）幅值比较方式构成的特性方程（2）相位比较方式构393.2.2.3全阻抗圆特性阻抗继电器动作特性：（1）以保护安装地点为圆心，以整定阻抗为半径，作特性圆（2）没有方向性；（3）动作阻抗恒等于整定阻抗；3.2.2.3全阻抗圆特性阻抗继电器动作特性：（2）没有40

（1）幅值比较方式构成的特性方程

（2）相位比较方式构成的特性方程（1）幅值比较方式构成的特性方程（2）相位比较方式构413.2.2.4三种圆特性阻抗继电器的比较

幅值比较方式构成的特性方程全阻抗继电器：方向阻抗继电器：偏移特性阻抗继电器：通式：3.2.2.4三种圆特性阻抗继电器的比较幅值比较方式42

相位比较方式构成的特性方程全阻抗继电器：方向阻抗继电器：偏移特性阻抗继电器：通式：相位比较方式构成的特性方程全阻抗继电器：方向阻抗继电器433.3阻抗继电器实现方法3.3.1绝对值比较原理的实现在该式两端乘以测量电流：

幅值比较方式构成的特性方程通式：以方向阻抗继电器为例，说明幅值比较的实现：：测量电压：测量电流：整定阻抗：电压形式的绝对值比较方程3.3阻抗继电器实现方法3.3.1绝对值比较原理的实现在44在该式两端乘以一个无量纲的系数Ku：令：则上式可写成：该式可