电力系统继电保护原理课件

电力系统继电保护原理华北电力大学电力系统继电保护原理华北电力大学1一绪论一绪论21电力系统继电保护的作用

（1）当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障设备迅速恢复正常运行；（2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件（例如有、无经常值班人员）而动作于发出信号、减负荷或跳闸。1电力系统继电保护的作用32继电保护的基本原理

电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：（1）电流增大。（2）电压降低。（3）电流与电压之间的比值和相位角改变。（4）不对称短路时，出现相序分量。正确区分正常运行与故障状态正确区分区内故障与区外故障2继电保护的基本原理

电力系统发生故障后，工频电43继电保护装置的组成3继电保护装置的组成5微机保护的硬件结构

继电保护主要由AC板、CPU板、继电器板、显示面板和电源、开关量输入输出板（简称开入开出板）等模块构成。微机保护的硬件结构

继电保护主要由AC板、CPU板、继电器64对继电保护装置的基本要求

(1)选择性选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，使停电范围尽可能的小。当故障设备或线路的保护或断路器拒绝动作时，应由相邻设备或线路的保护将故障切除。4对继电保护装置的基本要求

(1)选择性74对继电保护装置的基本要求

(2)速动性速动性是指继电保护装置应尽可能快地切除故障。快速切除故障，对电力系统的运行及电气设备是有利的。从发生故障到故障切除所用的时间保护动作时间+断路器分闸时间4对继电保护装置的基本要求

(2)速动性从发生故障到84对继电保护装置的基本要求

(3)灵敏性灵敏性是指：在最不利条件下在保护装置对故障的反应能力。最不利条件：系统为最小运行方式保护范围末端短路短路电流最小的短路类型灵敏性通常用灵敏系数来衡量。4对继电保护装置的基本要求

(3)灵敏性94对继电保护装置的基本要求

4．可靠性不拒动不误动

正确动作率=正确动作次数/动作总次数

X100%4对继电保护装置的基本要求

4．可靠性正确动作率=正105各种保护的保护范围配合

5各种保护的保护范围配合

11二基础知识1.互感器2.变换器3.对称分量滤过器二基础知识1.互感器12高电压大电流互感器低电压小电流变换器更小弱电元件继电器对称分量滤过器序分量一次二次高电压互感器低电压变换器更小弱电元件继电器对称分量滤过器序分13(一).互感器1电压互感器电压互感器一般分为电磁式和电容式两种。TV一次电压额定值为电网的额定电压二次电压(线)额定值为100V电压互感器的一、二次线圈额定电压之比，称为电压互感器的变比(一).互感器1电压互感器电压互感器一般分为电磁14(1)电磁式电压互感器误差:幅值误差ΔU'角度误差δ受负荷的大小及其功率因数角的影响(1)电磁式电压互感器误差:15(2)电容式电压互感器空载时的情况(2)电容式电压互感器空载时的情况16(2)电容式电压互感器ΔU’.负载时的分析误差来源在于负荷电流在等值电源内阻抗上的压降。(2)电容式电压互感器ΔU’.负载时的分析误差来源在于负荷17(3)电压互感器的工作特点和要求：

一次绕组与高压电路并联；二次绕组不允许短路（短路电烧毁TV）

变换的准确性。二次绕组有一点直接接地；，装有熔断器；(3)电压互感器的工作特点和要求：一次绕组与高压电路并联；18

(4)电压互感器的接线方式1）单相电压互感器接线可测量某两相之间的线电压；也可用在中性点直接接地系统中测量相对地电压

(4)电压互感器的接线方式1）单相电压互感器接线可测量某19电压互感器的接线方式2）V-V接线用来测量各相间电压，但不能测量相对地电压电压互感器的接线方式2）V-V接线用来测量各相间电压，但20

电压互感器的接线方式3）一台三相三柱式电压互感器Y,Y0接线用于测量线电压电压互感器的接线方式3）一台三相三柱式电压互感器Y,Y0接21电压互感器的接线方式4）一台三相五柱式电压互感器的接线它既能测量线电压和相电压，又可以用作绝缘监察装置。电压互感器的接线方式4）一台三相五柱式电压互感器的接线它既22

电压互感器的接线方式5）三个单相三绕组电压互感器Yn,y0,d接线用于测量线电压、相电压和零序电压电压互感器的接线方式5）三个单相三绕组电压互感器Yn,y023误差有二：幅值误差相位误差δ误差与负荷阻抗的大小成正比，与励磁阻抗成反比。(1)电流互感器的误差误差有二：幅值误差相位误差δ误差与负荷阻抗的大小成正比，与励242电流互感器一次线圈额定电流已标准化二次线圈额定电流为5A或1A电流互感器的一、二次线圈额定电流之比，称为电流互感器的变比TA**I1I22电流互感器一次线圈额定电流已标准化二次线圈额定电流为5A25(2)电流互感器的工作特点和要求：1)一次绕组与高压回路串联，I1只取决于所在高压回路电流，而与二次负荷大小无关；2)二次回路不允许开路，否则会产生危险的高电压，危及人身及设备安全；3)二次回路必须有一点直接接地，防止一、二次绕组绝缘击穿后产生对地高电压，但仅一点接地；4)变换的准确性。(2)电流互感器的工作特点和要求：26(3).电流互感器的接线方式三相星形接线方式(3).电流互感器的接线方式三相星形接线方式27两相不完全星形接线两相不完全星形接线28两相差接线方式ACBKA两相差接线方式ACBKA29三角形接线方式IIIACBKAaKAbKAc三角形接线方式IIIACBKAaKAbKAc30

电压变换器（YVM）的工作原理与电压互感器完全相同。但由于电压变换器是专用设备，二次负荷是固定不变的，因此，其幅值误差可以计入变压比之内。但是角度误差是不能计入的。(二)变换器1电压变换器电压变换器（YVM）的工作原理与电压互感器完全相同。31L1L2mnRZLW1W2R忽略励磁电流：当Ifh=0

时：2电流变换器L1L2mnRZLW1W2R忽略励磁电流：当Ifh=032R’φR↓3电抗变压器RW1**W2改变φ角,对幅值稍有影响R’φR↓3电抗变压器RW1**W2改变φ角,对幅值稍有影33(三)对称分量滤过器1对称分量滤过器的基本原理其中(三)对称分量滤过器1对称分量滤过器的基本原理其中34三相五柱式电压互感器2零序电压滤过器三相五柱式电压互感器2零序电压滤过器35用三个单相式电压互感器用三个单相式电压互感器36接于发电机中性点的电压互感器接于发电机中性点的电压互感器37保护装置内部合成零序电压保护装置内部合成零序电压383零序电流滤过器3零序电流滤过器39

对于采用电缆引出的送电线路，广泛采用零序电流互感器的接线获得零序电流。

采用零序电流互感器的优点是没有不平衡电流，同时接线也更简单。对于采用电缆引出的送电线路，广泛采用零序电流互感器的40当加入零序电压时：所以因为参数：4电阻－电容式负序电压滤过器当加入零序电压时：所以因为参数：4电阻－电容式负序电压滤过41当加入正序电压时：4电阻－电容式负序电压滤过器参数：当加入正序电压时：4电阻－电容式负序电压滤过器参数：42当加入负序电压时：若改变输入的相序（A，C，B），则为正序滤过器。4电阻－电容式负序电压滤过器参数：当加入负序电压时：若改变输入的相序（A，C，B），则为正序滤43电阻－电感型负序电流滤过器参数：图中C是作角度误差补偿用的由左图可得：5负序电流滤过器电阻－电感型负序电流滤过器参数：图中C是作角度误差补偿用44

加入零序电流：加入零序电流：45加入正序电流：TAM有角度误差，TX的转移阻抗不是纯电抗，故在TAM副边加一电容，以补偿角误差。则即要使加入正序电流：TAM有角度误差，TX的转移阻抗不是纯电抗，故46

加入负序电流：加入负序电流：47将负序电流滤过器的关系破坏即可。在上述做法的基础上，增加一个电流变换器加入零序电流。复合电流：复合电流：6复合电流滤过器将负序电流滤过器的关系破坏即可。在上述做法的基础上，增加48

三阶段式电流保护及重合闸三阶段式电流保护及重合闸49(一)输电线路保护的配置10~35kV单电源输电线路：阶段式电流保护（I、II主保护；III后备保护）单电源环网或多电源辐射型网络：方向电流保护（I、II主保护；III后备保护）110kV输电线路：距离保护及零序电流保护（I、II主保护；III后备保护）220~500kV输电线路：全线速动保护（主保护）,距离保护及零序电流保护（后备保护）(一)输电线路保护的配置50(二)重合闸工作方式10~110kV输电线路：三相一次重合闸，包括停用、三重二种工作方式。220~500kV输电线路：综合重合闸，包括停用、三重、单重、综重四种工作方式。(二)重合闸工作方式10~110kV输电线路：三相一次重合51(三)相间故障电流及方向电流保护相间故障电流保护(三)相间故障电流及方向电流保护相间故障电流保护52对于仅反应于电流增大而瞬时动作的电流保护，称为电流速断保护。它是三段式电流保护的第Ⅰ段。

1电流速断保护对于仅反应于电流增大而瞬时动作的电流保护，称为电流速断保护。53k1K2式中：(1)动作电流的整定k1K2式中：(1)动作电流的整定54k1K2(2)最小保护范围校验要求≥(15~20)%k1K2(2)最小保护范围校验要求≥(15~20)%55特例：线路-变压器组特例：线路-变压器组562限时电流速断保护2限时电流速断保护57式中：(1)动作电流的整定式中：(1)动作电流的整定58(2)动作时限的选择通常取为0.5s应比下一条线路速断保护的动作时限高出一个时间阶梯Δt。(2)动作时限的选择通常取为0.5s应比下一条线路速断保护的59按系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路时的短路电流进行校验要求≥1.3(3)灵敏度的校验按系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路时的短路电流进行校603过电流保护3过电流保护61(1)动作电流的整定（1）大于流过该线路的最大负荷电流

（2）外部故障切除后电动机自起动时，应可靠返回k1(1)动作电流的整定（1）大于流过该线路的最大负荷电流（262(2)动作时限的选择按阶梯原则选择(2)动作时限的选择按阶梯原则选择63(3)灵敏性的校验（1）作为近后备时采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的电流来校验，要求1(3)灵敏性的校验（1）作为近后备时采用最小运行方式下本线路643.灵敏性的校验（2）作为远后备时采用最小运行方式下相邻线路末端两相短路时的电流来校验，要求13.灵敏性的校验（2）作为远后备时采用最小运行方式下相邻线路65123456k1在各个过电流保护之间，要求灵敏系数互相配合123456k1在各个过电流保护之间，要求灵敏系数互相配合66321k24电流保护的整定计算算例ABDQF1QF2CQF3Dk1321k24电流保护的整定计算算例ABDQF1QF2CQ67电流保护的整定计算算例计算三相短路电流最大运行方式最小运行方式电流保护的整定计算算例计算三相短路电流最大运行方式最小运行方68电流保护的整定计算算例计算三相短路电流最大运行方式最小运行方式电流保护的整定计算算例计算三相短路电流最大运行方式最小运行方69电流保护的整定计算算例计算保护1的电流速断保护动作电流二次值电流保护的整定计算算例计算保护1的电流速断保护动作电流二次值70电流保护的整定计算算例计算保护1的电流速断保护计算最小保护范围电流保护的整定计算算例计算保护1的电流速断保护计算最小保护范71电流保护的整定计算算例计算保护1的限时电流速断保护动作电流二次值电流保护的整定计算算例计算保护1的限时电流速断保护动作电流二72电流保护的整定计算算例计算保护1的限时电流速断保护动作时限灵敏系数校验电流保护的整定计算算例计算保护1的限时电流速断保护动作时限灵73电流保护的整定计算算例计算保护1的过电流保护AB线路最大负荷电流动作电流电流保护的整定计算算例计算保护1的过电流保护AB线路最大负荷74电流保护的整定计算算例计算保护1的过电流保护动作时限灵敏系数校验电流保护的整定计算算例计算保护1的过电流保护动作时限灵敏系数75

5相间故障方向电流保护为什么要加功率方向继电器？

在单电源环网或双侧电源网络中为了保证保护动作的选择性。5相间故障方向电流保护为什么要加功率方向继电器？在单电76900接线所谓900接线方式是指系统三相对称，COSφ=1时，加入继电器的电流超前电压900。900接线所谓900接线方式是指系统三相对称，COSφ=1时77接线图接线图78

功率方向继电器的动作区：设功率方向继电器的动作区：设79功率方向继电器的动作区：设功率方向继电器的动作区：设80

取30°或45°；

：加入功率方向继电器的电压和电流之夹角：输电线路的阻抗角，取决于线路参数；：当时，：功率方向继电器的内角；功率方向继电动作最灵敏。

四个角度：取30°或45°；：加入功率方向继电器的电压和电流之81(1)各种相间短路时的动作情况内角的选择范围：（1）正方向三相短路以KWA为例：(1)各种相间短路时的动作情况内角的选择范围：（1）正方向三82分析正方向出口两相短路（以BC两相短路为例）取分析正方向出口两相短路（以BC两相短路为例）取83分析正方向出口两相短路（BC两相短路）分析正方向出口两相短路84KWA：KWC：分析正方向出口两相短路（以BC两相短路为例）不动作KWB：动作动作==UU,IICArBr&&&&°-==30IUargBCArB&&j==UU,IIABrCr&&&&°-==30IUargCABrC&&jKWA：KWC：分析正方向出口两相短路（以BC两相短路为例）85分析正方向远方两相短（以BC两相短路为例）分析正方向远方两相短86KWA：KWC：分析正方向远方两相短路（BC两相短路）不动作KWB：动作动作==,UU,IICArBr&&&&°-==60IUargBCArB&&j==,UU,IIABrCr&&&&°==0IUargCABrC&&jKWA：KWC：分析正方向远方两相短路不动作KWB：动作动作87小结:

采用90°接线方式的优缺点优点：①对各种两相短路都没有死区。②适当选择内角α后，对线路上各种相间故障都能保证动作的方向性。缺点：三相短路时仍有死区。小结:采用90°接线方式的优缺点优点：88(2)方向性电流保护整定计算特点(1)电流速断保护的整定计算(2)方向性电流保护整定计算特点(1)电流速断保护的整定计89必须同时考虑正反方向短路当：当：保护2带方向保护2不带方向必须同时考虑正反方向短路当：当：保护2带方向保护2不带方向90同一线路两侧的电流速断保护，定值小者加方向元件,定值大者不加方向元件。保护1可不加KW

电流速断保护方向元件的装设原则同一线路两侧的电流速断保护，定值小者加保护1可不加KW电流91

对同一变电站的电源出线，动作延时长的可不加KW，动作延时小的或相等时要加KW。(2)过电流保护方向元件的装设原则对同一变电站的电源出线，动作延时(2)过电流92四零序电流及零序方向电流保护四零序电流及零序方向电流保护931零序电量特点——零序电压故障点的零序电压3U0最高，离故障点越远，3U0越低。变压器中性点接地处3U0=0。1零序电量特点——零序电压故障点的零序电压3U0最高，离故941零序电量特点——零序电流零序电流的分布与中性点接地变压器的位置有关。与电源的位置、数目无关。零序电流的大小与线路及中性点接地变压器的零序阻抗有关。1零序电量特点——零序电流零序电流的分布与中性点接地变压器的951零序电量特点——零序功率故障线路上，零序功率的方向与正序相反，从线路→母线。故障线路上，零序电流的方向由母线→线路。1零序电量特点——零序功率故障线路上，零序功率的方向与正序相962零序电量特点

——电压、电流相位关系相位差由ZT10的阻抗角决定，与被保护线路的零序阻抗及故障点的位置无关2零序电量特点

——电压、电流相位关系相位差由ZT10的阻973零序电压的获得用三个单相式电压互感器3零序电压的获得用三个单相式电压互感器983零序电压的获得三相五柱式电压互感器3零序电压的获得三相五柱式电压互感器993零序电压的获得接于发电机中性点的PT3零序电压的获得接于发电机中性点的PT1003零序电压的获得集成电路3零序电压的获得集成电路1013零序电压的获得微机保护中：3零序电压的获得微机保护中：1024零序电流的获得零序流过滤器4零序电流的获得零序流过滤器1034零序电流的获得零序电流互感器4零序电流的获得零序电流互感器1044零序电流的获得变压器中性点CT4零序电流的获得变压器中性点CT1054零序电流的获得微机保护中：4零序电流的获得微机保护中：1065零序电流保护I段:零序电流速断保护220kV及以上:灵敏I段,不灵敏I段II段:零序电流限时速断保护III段:零序过电流保护5零序电流保护I段:零序电流速断保护1076零序方向电流保护零序电流分布6零序方向电流保护零序电流分布1086零序方向电流保护零序功率方向元件电磁型继电器的灵敏角：+700微机保护的灵敏角：-11006零序方向电流保护零序功率方向元件1096零序方向电流保护零序功率元件的灵敏角UC3U0UAUBIAΦsen=-1100灵敏线UC3U0UAUBIA-3U0Φsen=700灵敏线6零序方向电流保护零序功率元件的灵敏角UC3U0UAU1107测定开口三角的接线7测定开口三角的接线111测定开口三角的接线UAa+UBb+UCc+UAUBUC测定开口三角的接线UAa+UBb+UCc+UAUBUC112五电网的距离保护

距离保护的基本原理电流保护的优点:简单﹑可靠﹑经济，其缺点:保护范围或灵敏度受系统运行方式的变化影响很大。随着电力系统的不断扩大、电压等级的增高（特别是35kV以上的系统），系统运行方式的变化越来越大，电流保护的选择性﹑灵敏性﹑快速性很难满足要求。距离保护受系统运行方式的影响小，因此在高压、超高电网中广泛采用距离保护。五电网的距离保护

距离保护的基本原理113不同状态网络图（a）正常运行时电流、电压(b)短路故障时电流、电压不同状态网络图（a）正常运行时电流、电压114不同状态的测量阻抗

不同状态的测量阻抗1151阻抗继电器阻抗继电器是距离保护的核心元件。其主要作用是测量短路点到保护安装地点之间的阻抗,并与整定的阻抗值进行比较,以确定保护是否应该动作。测量阻抗-加于继电器端子上电压电流的比值动作阻抗-继电器刚好动作时的阻抗;整定阻抗-对应一定保护范围的继电器阻抗1阻抗继电器阻抗继电器是距离保护的核心元件。其主要作用测116用复平面分析阻抗继电器动作特性

用复平面分析阻抗继电器动作特性1172阻抗继电器的接线

（1）对阻抗继电器接线方式的基本要求：1）阻抗继电器的测量阻抗应与故障点到保护安装处的距离成正比，即Zm∝LK。2）阻抗继电器的测量阻抗与故障的类别无关。2阻抗继电器的接线

（1）对阻抗继电器接线方式的基本要求118相间距离保护采用零度接线方式可正确反应的故障类型相间距离保护采用零度接线方式可正确反应的故障类型119接地距离保护可正确反应的故障类型采具有零序电流补偿的接线方式接地距离保护可正确反应的故障类型采具有零序电流补偿的接线方式120

微机距离保护的主要功能突变量起动元件

阻抗测量元件

振荡闭锁静稳定破坏检测选相模块

区段划分PT二次断线判别分相跳闸三相跳闸

跳闸出口

后加速A相电流元件BC阻抗元件

后备跳闸0秒加速二段0秒加速三段1.5秒加速三段X相近加速距离三段

0.5s一段

1S二段整组复归

AN、BN、CN、AB、BC、CA相电流差突变量元件

I、II、III段、转换性故障判别微机距离保护的主要功能突变量起动元件阻抗测量元件121

园特性的方向阻抗测量元件园特性的方向阻抗测量元件122

园特性阻元件动作方程幅值比较动作方程半径测量阻抗—圆心大于园特性阻元件动作方程幅值比较动作方程半径测量阻抗—圆心大于123偏移特性偏移特性124方向阻抗特性方向阻抗特性125全阻抗特性全阻抗特性126

园特性阻元件动作方程相位比较动作方程园特性阻元件动作方程相位比较动作方程127

方向特性全阻抗特性偏移特性方向特性全阻抗特性偏移特性128

四边形及多边形方向阻抗测量元件四边形及多边形方向阻抗测量元件1293由输电线路的微分方程计算R、X的方法

Z3由输电线路的微分方程计算R、X的方法Z130电力系统继电保护原理课件131

132电力系统继电保护原理课件1334工频变化量方向阻抗测量元件工频变化量补偿电压门槛电压4工频变化量方向阻抗测量元件工频变化量补偿电压门槛电压134

正方向区内故障反方向故障正方向区外故障QF2QF1

135

正方向区内故障反方向故障正方向区外故障

136正方向故障的系统图正方向故障的系统图137

正方向故障的阻抗动作特性

取：

正方向故障的阻抗动作特性取：138

正方向故障的阻抗动作特性正方向故障的阻139反方向故障的系统图反方向故障的系统图140

反方向故障的阻抗动作特性

取：

反方向故障的阻抗动作特性取：141反方向故障的阻抗动作特性反方向故障的阻抗动作特性1425电力系统振荡对距离保护的影响

发电机与系统之间或两系统之间功角δ的周期性摆动现象称为振荡振荡原因：静稳定破坏故障切除慢发电机失磁非同期合闸5电力系统振荡对距离保护的影响发电机与系统之间或两系统之143系统振荡对距离保护的影响并列运行的电力系统或发电厂之间出现功角大范围的周期性变化的现象，称为电力系统振荡。在我国，把电力系统振荡看作不正常运行状态，因此，在系统振荡过程中，要求继电保护装置不发跳闸命令，对于振荡过程中可能误动作的继电保护，采取措施实现对保护的闭锁。系统振荡对距离保护的影响并列运行的电力系统或发电厂之间144双侧电源系统双侧电源系统145(1)系统振荡时电压电流的变化规律(1)系统振荡时电压电流的变化规律146电力系统继电保护原理课件147电力系统继电保护原理课件148(2)系统振荡时测量阻抗的变化规律(2)系统振荡时测量阻抗的变化规律149电力系统继电保护原理课件150电力系统继电保护原理课件151电力系统继电保护原理课件152电力系统继电保护原理课件153电力系统继电保护原理课件154系统振荡时测量阻抗的轨迹系统振荡时测量阻抗的轨迹155系统振荡时测量阻抗的变化轨迹

系统振荡时测量阻抗的变化轨迹156(3)系统振荡对距离保护的影响

（1)系统振荡对安装在不同地点的距离保护的影响(3)系统振荡对距离保护的影响（1)系统振荡对安装在不同157电力系统继电保护原理课件158(4)系统振荡对不同特性的阻抗继电器的影响方向阻抗继电器全阻抗继电器(4)系统振荡对不同特性的阻抗继电器的影响方向阻抗继电器全阻159(5)对振荡闭锁回路的要求

1）当系统只发生振荡而无故障时，应可靠闭锁保护2）区外故障而引起系统振荡时，应可靠闭锁保护3）区内故障，不论系统是否振荡，都不应闭锁保护(5)对振荡闭锁回路的要求1）当系统只发生振荡而无故障时160*

单纯振荡，突变量元件不动作，用距离保护三段或相电流元件判断，保护不开放解决方法*

发生故障，突变量元件动作，短时（0.15-0.16秒）开放距离保护I、II段，III段可用延时躲过振荡的影响*单纯振荡，突变量元件不动作，用距离保护三段或相电流元件判161

在振荡中又发生故障，识别故障防止误动的方法1增加延时。I段带0.5秒延时，II段带1秒延时III段延时大于最大振荡周期2用负序和零序分量识别不对称故障3用线路压降的有功分量加延时识别对称短路在振荡中又发生故障，识别故障防止误动的方法1增加延时。I162电力系统继电保护原理课件1636影响距离保护正确工作的因素（1）故障点的过渡电阻。（2）故障点与保护安装处之间的分支电流。（3）电压互感器二次回路断路线。（4）系统振荡等。6影响距离保护正确工作的因素（1）故障点的过渡电阻。164(1)故障点过渡电阻的影响单侧电源时过渡电阻的影响(1)故障点过渡电阻的影响单侧电源时过渡电阻的影响165单侧电源线路上过渡电阻的影响（1）使继电器的测量阻抗增大，保护范围缩短（3）线路越短，受过渡电阻的影响越大（2）可能导致保护无选择性动作单侧电源线路上过渡电阻的影响（1）使继电器的测量阻抗增大，166双侧电源线路上过渡电阻的影响对送电侧附加阻抗呈容性，测量阻抗的电抗部分将减小双侧电源线路上过渡电阻的影响对送电侧附加阻抗呈容性，测量167双侧电源线路上过渡电阻的影响对受电侧附加阻抗呈感性，测量阻抗的电抗部分将增大双侧电源线路上过渡电阻的影响对受电侧附加阻抗呈感性，测量168双侧电源时过渡电阻的影响双侧电源时过渡电阻的影响169(2)分支电流的影响1）助增电流的影响(2)分支电流的影响1）助增电流的影响1701）助增电流的影响1）助增电流的影响1712）汲出电流的影响2）汲出电流的影响172(3)电压互感器二次回路断线的影响运行中，测量阻抗当电压互感器二次回路断线时保护误动作。为防止这种误动作，设一闭锁装置，当出现电压互感器二次回路断线时将距离保护闭锁，退出运行。(3)电压互感器二次回路断线的影响运行中，测量阻抗当电压互感1737距离保护的整定计算距离保护的I段:按输电线路全长阻抗的80%-85%整定。距离保护的II段：按与相邻线路的距离I段配合按与相邻的变压器差动保护配合7距离保护的整定计算距离保护的I段:1747距离保护的整定计算距离保护的III段:按与相邻线路的距离II段配合。按与相邻线路的距离III段配合。按躲过最小负荷阻抗整定。7距离保护的整定计算距离保护的III段:175距离保护的整定计算算例t9=0.5sABCTPTCDQF2QF5QF6QF1QF3QF4QF8QF1030KM60KM60KM80KMEt10=1.5sQF7距离保护的整定计算算例t9=0.5sABCTPTCDQF2176距离保护的整定计算算例线路变压器负荷阻抗计算距离保护的整定计算算例线路变压器负荷阻抗计算177距离保护的整定计算算例1)距离I段的整定2)距离II段的整定距离保护的整定计算算例1)距离I段的整定2)距离II段的整定178距离保护的整定计算算例与变压器保护配合距离保护的整定计算算例与变压器保护配合179与变压器保护配合的最小分支系数取以上两者中小者与变压器保护配合的最小分支系数取以上两者中小者180距离II段的动作时间距离II段的灵敏系数距离II段的动作时间距离II段的灵敏系数1813)距离III段的整定计算按方向阻抗继电器计算躲避过最小负荷阻抗的定值3)距离III段的整定计算按方向阻抗继电器计算躲避过最小负182距离III段的整定计算距离III段的动作时间-按阶梯时间原则取动作时间较长者2.5秒距离III段的整定计算距离III段的动作时间-按阶梯时间原则183近后备-对本线路末端故障的灵敏度距离III段的灵敏系数远后备-对相邻线路末端故障的灵敏度近后备-对本线路末端故障的灵敏度距离III段的灵敏系数远后备184远后备-对变压器故障的灵敏度距离III段的灵敏系数远后备-对相邻线路末端故障的灵敏度远后备-对变压器故障的灵敏度距离III段的灵敏系数远后备-对185远后备-对变压器故障的灵敏度距离III段的灵敏系数远后备-对变压器故障的灵敏度距离III段的灵敏系数186六高压输电线路的高频保护六高压输电线路的高频保护1871.高频保护的构成电气量

继电保护发信机收信机收信机发信机继电保护电气量

通道

1.高频保护的构成电气量继电保护发信机收信机收信机发信机188纵联式继电保护以高压输电线路构成的载波通道以二次电缆作为通道短线路纵差动保护高频保护高频方向保护高频距离保护电流相位差动保护纵联式继电保护以高压输电线路构成的载波通道以二次电缆作为通道189以光纤作为通道光纤方向保护光纤差动保护以微波作为通道微波分相电流差动保护以光纤作为通道光纤方向保护光纤差动保护以微波作为通道微波分相190

第一类是纵联方向保护。

高频距离（闭锁/允许）保护

高频负序方向（闭锁/允许）保护

高频零序方向（闭锁/允许）保护高频突变量方向（闭锁/允许）保护第一类是纵联方向保护。高频距离高频负序方向（高频零序方向191第二类是差动纵联保护高频相差保护

导引线差动保护光纤纵差保护

微波分相电流差动保护

第二类是差动纵联保护高频相差保护导引线差动保护光纤纵差192高频信号在保护中的作用允许信号闭锁信号跳闸信号高频闭锁信号跳闸测量元件（带方向）与门闭锁信号的跳闸逻辑高频信号在允许信号闭锁信号跳闸信号高频闭锁信号跳闸测量元件（193高频允许信号跳闸测量元件（带方向）与门高频跳闸信号跳闸测量元件（带方向）或门允许信号的跳闸逻辑跳闸信号的跳闸逻辑高频允许信号跳闸测量元件（带方向）与高频跳闸信号跳闸测量元件194

方向高频保护中的方向元件工频变化量方向元件负序功率方向元件零序功率方向元件相电压补偿方向元件高频距离保护中的方向元件方向阻抗元件方向高频保护中的方向元件工频变化量方向元件负序功率方向元件1951同时反应输电线路各侧的电气量2必须具有信号传输通道3保护具有绝对的选择性，不需与邻线保护配合4对相邻线路的故障不具备后备性纵联式保护的特点1同时反应输电线路各侧的电气量纵联式保护的特点196高频保护的分类：高频闭锁突变量方向（工频变化量）保护高频闭锁负序方向保护高频闭锁零序方向保护高频闭锁距离保护以上也可按允许信号构成高频保护的分类：以上也可按允许信号构成197高频突变量方向（工频变化量）保护可反应全相、非全相状态下各种故障，不受系统振荡、负荷电流的影响，动作速度快。缺点是只能反映故障初瞬的情况，不能反映稳态的故障情况。方向元件的灵敏度受系统运行方式变化的影响。高频突变量方向（工频变化量）保护可反应全相、非全相状态下各种198高频闭锁负序方向保护主要缺点是不能可靠反映三相短路。灵敏度也受运行方式变化的影响。非全相运行再故障时保护不能可靠动作。可反映各种不对称故障。不受振荡和平行线零序互感的影响。高频闭锁负序方向保护主要缺点是不能可靠反映三相短路。灵敏度也199

高频闭锁距离保护：

保护范围基本固定。可兼作下一线路的后备保护。缺点是受系统振荡影响大。受过渡电阻影响保护范围可能伸长或缩短。采用方向特性正方向出口故障有死区。有串补电容时保护性能变坏。TV二次断线保护误动。考虑分布参数时测量阻抗与故障点距离不成正比。高频闭锁距离保护：保护范围基本固定。可兼作下一线路200分相电流差动保护不受振荡的影响，具有绝对的选择性，缺点是受输电线路分布电容影响大。具有选相功能，受过渡电阻的影响小。分相电流差动保护不受振荡的影响，具有绝对的选择性，缺点是受输201750kV线路每公里电容电流：传送自然功率时的负荷电流为：当线路长度为1000kM时：750kV线路每公里电容电流：传送自然功率时的负荷电流为：当202自然功率：电场能量与磁场能量平衡时的状态，输电线路既不消耗无功，也不产生无功。1150kV线路自然功率：自然功率：电场能量与磁场能量平衡时的状态，1150kV线路自203相电压补偿式方向高频保护可反映全想状态下各种故障和非全相状态下除两相接地短路外的各种故障。不受振荡的影响。不能反应三相短路。相电压补偿式方向高频保护可反映全想状态下各种故障和非全相不能2042闭锁式高频方向保护2闭锁式高频方向保护205高频通道的构成方式

收发信机保护收发信机保护高频通道的构成方式收发信机保护收发信机保护206保护装置跳闸的条件是：两侧正方向元件均动作；两侧都不发信；收不到闭锁信号；QF1QF2QF3QF4QF5QF6ABCDK保护装置跳闸的条件是：QF1QF2QF3QF4QF5QF6A207高频闭锁信号

高频闭锁信号

123456ABCDK近故障点一侧：正方向元件不动作且收到闭锁信号；远故障点一侧：正方向元件动作但收到闭锁信号；高频闭锁信号高频闭锁信号123456ABCDK近故障点一208闭锁式高频保护的问题1发信元件与停信元件的灵敏度配合问题2外部故障切除时远故障点侧保护误动问题3外部故障近故障点侧发信元件拒动造成远故障点侧保护误动问题4单侧电源内部故障问题5环网故障切除功率倒方向问题闭锁式高频保护的问题1发信元件与停信元件的灵敏度配合问题2209环网中功率倒向示意图

环网中功率倒向示意图210

高频闭锁方向保护的组成框图t1t2t3高频闭锁方向保护的组成框图t1t2t3211保护跳闸条件（1）高定值起动元件（突变量电流元件）动作（2）正方向测量元件动作（3）先收到5～7ms信号（4）然后收不到高频信号保护跳闸条件212(3)允许式高频方向保护(3)允许式高频方向保护213

相—相制高频保护通道音频接口保护结合滤波器载波机同左侧相—相制高频保护通道音频接口保护结合滤波器载波机同左侧214

键控逻辑频率合成器逻辑处理收信监视发信收信载波机GGT1

T1T2

T2T1+T2

T1+T2音频接口功能示意图频率合成收信监215KQF1QF2QF3QF4QF5QF6ABCD区内故障本侧正方向元件动作同时收到对侧的允许信号KQF1QF2QF3QF4QF5QF6ABCD区内故障本侧正216kQF1QF2QF3QF4QF5QF6ABCD区外故障近故障点一侧：正方向元件不动作远故障点一侧：收不到对侧的允许信号kQF1QF2QF3QF4QF5QF6ABCD区外故障近故障2171.区内故障通道破坏引起的问题

采用允许信号时，高频通道一旦破坏，将造成内部故障保护拒动。允许式高频方向保护的问题1.区内故障通道破坏引起的问题采用允许信号时，高频通道一218

解决方法采用解除闭锁式（微机保护中采用）起动前鉴频信号正常起动后收不到允许信号相间故障本侧正方向元件可靠动作解决方法采用解除闭锁式（微机保护中采用）起动前鉴频信号正常2192.单侧电源内部故障的问题单电源内部故障时，由于另一侧未合闸，方向元件不动作，不能向合闸侧发出高频允许信号，因此，合闸侧保护拒动。QF1AQF2Bk2.单侧电源内部故障的问题单电源内部故障时，由于另一侧未合闸220

采用三跳回授功能收到对侧允许信号本侧断路器为三跳位置向对侧发出允许信号解决方法采用三跳回授功能收到对侧允许信号解决方法221电力系统继电保护原理课件222

高频保护中的方向测量元件负序功率方向元件的动作区反应负序电压与负序电流的相位关系动作区高频保护中的方向测量元件负序功率方向元件的动作区反应负序电223零序功率方向元件的动作区反应零序电压与零序电流的相位关系动作区零序功率方向元件的动作区反应零序电压与零序电流的相位关系动作224工频变化量方向元件

QF1QF2

F点发生单相金属性接地的系统工频变化量方向元件QF1225

QF1QF2

QF1QF2

正常负荷状态短路附加状态QF1QF2QF1QF2226

QF1QF2正方向故障的事故系统图QF1QF2正方向故障的227电力系统继电保护原理课件228正方向元件动作判据反方向元件动作判据正方向元件动作判据反方向元件动作判据229电力系统继电保护原理课件230

反方向故障的事故系统

QF1QF2

231电力系统继电保护原理课件232电力系统继电保护原理课件233方向元件动作区方向元件动作区234结论正方向故障时：反方向故障时：元件可靠不动作元件可靠动作，元件可靠不动作元件可靠动作，结论正方向故障时：反方向故障时：元件可靠不动作元件可靠2353适应过渡电阻能力强。4可适用于具有串联补偿电容的高压输电线路。5对于大系统长线路加入补偿阻抗，灵敏度不会降低。2非全相运行、系统振荡方向元件的性能不受影响。1分析所得结论与故障类型无关优点3适应过渡电阻能力强。4可适用于具有串联补偿电容的高压输2364输电线路的光纤纵差保护4输电线路的光纤纵差保护237输电线路的纵联差动保护稳态差动电流稳态制动电流QF1QF2MN输电线路的纵联差动保护稳态差动电流稳态制动电流QF1QF2M238输电线路的纵联差动保护突变量差动电流突变量制动电流输电线路的纵联差动保护突变量差动电流突变量制动电流239分相纵联差动保护的特性分相纵联差动保护的特性240零序差动保护的特性零序差动保护的特性241突变量差动的动作方程不经电容电流补偿经电容电流补偿突变量差动的动作方程不经电容电流补偿经电容电流补偿242高定值差动的动作方程不经电容电流补偿经电容电流补偿高定值差动的动作方程不经电容电流补偿经电容电流补偿243低定值差动的动作方程不经电容电流补偿经电容电流补偿低定值差动的动作方程不经电容电流补偿经电容电流补偿244零序差动的动作方程按线路内部经高阻接地有灵敏度整定220kV线路按过渡电阻为100欧500kV线路按过渡电阻为300欧零序差动的动作方程按线路内部经高阻接地有灵敏度整定220kV245定值整定原则分相差动低定值：长线路投入电容电流补偿按大于，短线路一般不低于分相差动高定值：长线路投入电容电流补偿按大于，不投电容电流补偿按大于短线路一般不低于定值整定原则分相差动低定值：长线路投入电容电流补偿按大于246定值整定原则零序差动定值：1按躲过区外三相短路零序最大不平衡电流；2按区内经高阻接地故障有足够灵敏度整定；3一般不低于；定值整定原则零序差动定值：1按躲过区外三相短路零序最大不平247纵联差动保护的电容电流补偿纵联差动保护的电