现代电力系统继电保护原理电网的距离保护

SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY电力糸晚继电保护原理SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY3电网的距离保护⑧3.1距离保护的作用原理澎3.2各种单相式阻抗继电器的动作特性翁3.3阻抗继电器的接线方式澎3.4方向阻抗继电器的死区和特性分析澎3.5距离保护的整定计算和评价3.6影响距离保护正确动作的因素及防止方法⑧3.7距离保护装置框图举例SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY3.1距禽保护的作用原理SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY问题的提出电流保护的优点和缺点®电流保护的使用量-电流只是反映了故障的一个特征实际上，线路故障时，除了电流增大，还有电压的降低-可以考虑联合使用电压的降低和电流的增加构成的保护-阻抗保护一距离保护SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY1.距禽保护的暮本柷念4+厶◎距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的距离，并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置距离的远近是由输入继电器的电压和电流计算出的阻抗值的大小来反应的，该阻抗称为继电器的测量阻抗2.距禽保护的肘限特性ABSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY(b)3.三段式距禽保护SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY®距离I段：瞬时动作，保护范围为本线路全长的80%〜85%Z1”act.2⑧距离n段：动作时限和整定值要与下一条线路的距离I段或n段配合；目的是保护本线路全长，与距离I段联合工作可构成本线路的主保护C.2=atK)卷距离m段：作为相邻元件保护和断路器拒动的远后备保护以及本线路距离I段和n段的近后备保护，动作时限的整定原则与过电流保护相同；整定值按躲开正常运行时的最小负荷阻抗来整定SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY3.2各种羊相式阻抗继电器的动作特性SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY阻抗蛙电器的1本分类单相式（第一类阻抗继电器）•加入继电器的只有一个电压um

（可以是相电压或线电压）和一个电流Im

（可以是相电流或线电流）•加入继电器的电压和电流之比称为继电器的测量阻抗Zm=Um,=R

+jX象多相式（第二类阻抗继电器）•由于加入继电器的不是单一的电压和电流，因此不能利用测量阻抗的概念来分析它的动作特性》泽义遂犬李1,羊相式阻抗继电器SHANGHAIJIAOTOMGUNIVERSITY画■=^TA/^TV)TvgimSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY动作特性护大为一个圓阻抗继电器1为全阻抗继电器的动作特性®2为方向阻抗继电器的动作特性澎3为偏移特性阻抗继电器的动作特性此外，还有透镜形、四边形、苹果形等特性的阻抗继电器SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH2.全阻抗蛙电器-••特点没有方向性不论加入继电器的电压与电流之间的角度有多大，继电器的起动阻抗在数值上都等于整定阻抗II-^setIhi-het幅值比较方式2.全阻抗继电慕-动作方程11^Zset1h1-iset幅值比较方式7+7270°>argmset

>90°Z-Zrinset相位比较方式SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY2.全阻抗继电哀一实际实现um

+imzset270>arg.m.mset

>90U-IZtmmset>90°(Sh

全阻抗继电器_评价SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIHI・・®优点：构成简单®缺点：无方向性，反方向故障时，继电器会误动SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH3.方向阻抗继电器-特点正方向故障时，测量阻抗在第一象限；反方向故障时，在第三象限。本身具有方向性⑻3.方向阻抗继电慕一动作特性tUIMftUAIIIAATAMAIIMIVFMITV■q・・><・SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYr^1lV5111Zm—2Zset2Zset7270°>argm>90°Z-Z,mset幅值比较方式相位比较方式270SHANGHAIJIAOTONGDMIVERSIH3.方向阻抗继电慕一实际实现动作方程z2oR4(Sh久簽又及乂拿3.方向阻抗蛙SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH・⑻电慕-/L个概念的说明起动阻抗随着测量阻抗相角的变化而改变；当测量阻抗相角等于整定阻抗的相角时，起动阻抗最大，保护范围最大，继电器最灵敏，称为继电器的最大灵敏角(Psen

=叭整定阻抗：最大灵敏角方向上的圆的直径懸if.™!方向阻抗鍵电器-评价®优点：有方向性，反方向故障时，继电器不会误动®缺点：a）正方向母线出口短路时，继电器有死区；b）继电器的测量阻抗Zm与测量阻抗角（pm有关，继电器的灵敏性有一定的影响没有完全的方向性起动阻抗与测量阻抗的相角有关正方向的整定阻抗为Zset，反方向偏移一个a2set动作特性圆偏移后，把圆心包含在圆内，可消除方向阻抗继电器的死区響^4■偏移特性阻抗继电暮■特点(X二0.1〜0.2Srj以氣偏移特性阻抗继电慕■动作方租SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIHrI1

一wI1半径：Zr=(Z.sef+«Z.s,J氣偏移特性阻抗继电慕•实际实现ftHIMftMAIIltAYAMAIIMIVFMITY【**扁■▼，,SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYr^1lV5UP=Um+almzsetlJr—U—IZfmmset®偏移特性阻抗继电慕•评价__®优点：有一定的方向性，保护安装处出口短路时，没有死区。®缺点：在反方向出口短路时会失去方向性。®应用：一般用于ill段距离保护，作为启动元件和后备保护使用。_补免说明：几个阻抗的意义和区别__®zm是继电器测量阻抗，它等于加入继电器中电压和电流的比值，其阻抗角就是电压和电流间的相位差；测量阻抗可以是阻抗平面上的任意一点，与系统的运行方式有关：A.正常运行时，是负荷阻抗；B.短路时，测量到的是短路阻抗，跟故障点到保护安装处的距离有关；C.系统振荡时，测量到的是振荡阻抗。_______m

补充说明：几个阻抗的意义和区别®zset是继电器的整定阻抗，一般取继电器安装点到保护范围末端的线路阻抗作为整定阻抗；不同的阻抗继电器，整定阻抗是不同的。•全阻抗继电器：圆的半径；•方向阻抗继电器：在最大灵敏角方向上的圆的直径；•偏移特性阻抗继电器：在最大灵敏角方向上由原点到圆周上的长度。懸if.™!补充说明：几个阻抗的意义和区别®zaet是距离保护的一次侧的启动阻抗，跟输电线路的实际阻抗有关，也就是跟继电器的测量阻抗角有关。＞对于方向阻抗继电器，继电器的启动阻抗是随着测量阻抗角（pm的不同而不同，♦当=^Psen

时，Zm=

set♦当（p本（p

时，可以通过计算完成。tm/senZact二7^戶hen）＞对于全阻抗继电器，启动阻抗的幅值与整定阻抗的幅值相同。®zactm是继电器的二次侧起动阻抗，表示当继电器刚好动作时，加入继电器的电压与电流之比。ZZ乙act.m乙act专

补充说明：几个阻抗的意义和区别SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH1W111MSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH5.功卒方向继电器-特点®输入继电器的电压、电流为A相电压和A相短路电流®正方向发生三相短路时，输入继电器的电压和电流间的相位角为线路阻抗角；按上述方式接线，最大灵敏角为线路阻抗角功卒方向继电慕•与方向阻抗继电慕的关糸SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY>1xq®从阻抗继电器的观点来理解功率方向继电器，可把它看成方向阻抗继电器的特例，即整定阻抗为无穷大>90°lZm_Z01-Zm+Z0270°>ArgUm乂z0up=tur=-L^^译又違乂拿5■功卒方向继电暮_动作特性SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH■R相位比较一>90°setset

—>90°setZ=iXsetJset|Zm|<Zm

-J2Xsetjjx270°>Arg—U-jlXmJm270°>Arg—zm-jx6.具有直咸特性的继电器•电抗銼电器SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH,MM，M1幅值比较实现方式相位比较II-A-2Zve/具有直成特性的继电器-电阻蛙电器7270°>Arg—■Z-Zm.j

7270°>Arg

一—U-IZttntnset>90°>90°幅值比较实现方式jXRoRZo^set7.动作角度范困支化对继电器特性的影吻SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH1MMXUp=Umuf=u-iztup=Umur--iA240°>arg>120°ufjX▲‘®约o.具有四連形特性的阻抗继电器SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIHrMr11B澎折线A-O-C可以由动作范围小于180^的功率方向继电器来实现直线A-B可由一个电抗型继电器实现®直线B-C可由一个电阻?型继电器实现上述三个特性继电器组成与门输出(Sh

折咸A-B-C特性的实现方法SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH1M1_、®折线方向由zjnz2表示®测量阻抗2」在阴影范围内时，Zn

22和(Z3-Zm)这三个相量中，任何两个相邻相量之间的夹角都小于1800⑧测量阻抗三」在阴影范围外时，上述三个相量中，总有一对相邻相量之间的夹角大于180q(Sh9.权化电庄和补後电庄SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH11极化电压补偿电压全阻抗继电器Up-Um

+IfnZsetu'=um-i,nzset方向阻抗继电器up^uPmu=um-imzset偏移特性阻抗继电器UP=Um+aIfnZsetu=um-imzset懸补馇电压的物理意义_=

^m~^mZset=

A,(Zm~Zset)=(nZk~set)®最大灵敏角取线路阻抗角，则zset和zk的阻抗角相同®保护范围外部故障时，zk>zset,则U’与Up同相位，保护不动作®保护范围内部故障时，Zk<zset，贝lju’与Up反相位，保护动作夂专

10.权化电庄和补後电庄SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH・—®补偿电压：U5•相位的变化能够反应故障点位置®极化电压（参考电压）：Up•作为与补偿电压比相的参考相量®动作判据up^>arg（^；）>^2SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH其他权化量®非故障相母线电压®其他相的补偿电压一^多相补偿距离继电器正序电压®零序电流=＞零序电抗继电器®负序电流采用不同的极化量，可构成不同特性的阻抗继电器SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH11-电抗互感器TX-结构将电流互感器的二次电流变换成与之成正比并超前其一定角度的电压将继电保护回路与电流互感器二次回路隔离以降低干扰W1为初级绕组，W2和W3为次级绕组电阻R用于改变次级绕组中感应电势E2的相位mz澎电抗互感器正常工作时相当于次级开路换系数相当于一个感抗，®9.电抗互感器TX-工作原理SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH・im/7e-2,f/变音5音压感电互为抗换电变为流称电故®TX工作原理-SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH1二次側接电阻性负我®TX工作原理-SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH1二次側接电象性负我(b)0(b)-oIcXYBIIDQA=IZtmsetB=Um全阻抗继电器的支洗路接咸SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIHr'u—C=UmD=Um+/ztmset-izt方向阻抗继电器的支洗四路接钱|SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH▼■WM又H冬

内象提要和要求SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH®关键概念：距离保护、距离保护的时限特性、阻抗继电器、单相式阻抗继电器、多相式阻抗继电器、测量阻抗、整定阻抗、起动阻抗、极化电压、补偿电压$掌握全阻抗继电器、方向阻抗继电器、偏移特性阻抗继电器、功率方向继电器、直线特性继电器、透镜形阻抗继电器、折线形阻抗继电器等的动作特性®掌握阻抗继电器交流回路的接线原理会根据阻抗平面的动作区写出动作方程_____________SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH3电网的距离保护®3.1距离保护的作用原理®3.2各种单相式阻抗继电器的动作特性®3.3阻抗继电器的接线方式®3.4方向阻抗继电器的死区和特性分析®3.5距离保护的整定计算和评价®3.6影响距离保护正确动作的因素及防止方法®3.7距离保护装置框图举例W鄠珣££UimAINR9N010VICIYHOMIM者壞?懸1-对接成方式的i本要求_®阻抗继电器的接线方式是指加入阻抗继电器的电流和电压基本要求：®测量阻抗正比于短路点到保护安装处之间的距离®测量阻抗应与故障类型无关乂李帝见的几种接咸方式SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIHr1

N继电器接线方J1J2J3Uj蠢IjUj*Iju：+•Ij0°

接线汐AB>A-^BryBc•^CA^c-A+30°接线汐AB/a番IBCf>CAA-30°接线汐AB-/B^BC-ictcA-八具有零序电流补偿的0°接线UA人+[3/❶Jc

+A3Z0ABC线路自阻抗线路互阻抗线路正序阻抗1z7ZUA

一UKA=JAZL+JBZM+1CZM=-2m)+(/a

+/5+/c)Zm=/aZ1+3/0Zm=(/.+^3/0)Z1线路电屈呤落的计算公式(1)SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIHM

■门~\/SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY咸路电屈呤落的计算公式(2)Zo线路零序阻抗z2线路负序阻抗z1线路正序阻抗々01AkA=

AlA+A2A+Ao^O=（Al+

^2+Ao）Zl+

Ao（ZO_Zi）■=（^+34oZ^Z，）Z.=（^+

^o）Z.K—

Z（）-A_Zm一3Z.一j廣拿2.阻抗蛙电器的00接线|SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIHM(1)三相短絡ABC_E一线路每公里正序阻抗----I保护安装处到故障点的--=距离，单位为公里，-=-;mo,/O=o在三相短路时，三个继电器的测量阻抗都等于短路点到保护安装处之间的阻抗，三个继电器都能正确动作懸2-阻抗继电器的oG接线•故障相继电器动作特性(2)AB相问短落ABc.ir

B—Af^kA—0kB,Iq-^"^":\4=0iUAB=UA-UB[/=kA+^AZlO~(UkB

+iBzfi=(^A-4)Z1’⑧在AB相间短路时，J1继电器(故障相)的测量阻抗等于短路点到保护安装处之间的阻抗。2.阻抗继电器的O0接线r砵故陣相蛙电器动作特性SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH(2)AB相问短落«4=oUBC=UB-UCAEi(-►iA1——4F</r=oic、z.二①kB+

4zi0~（^c+4z〆）=（4—不等于o!®在AB相间短路时，对于非故障相继电器J2和J3来说，测量阻抗不能正确反映故障距离，即含有非故障相的阻抗继电器测量到的阻抗不等于短路点到保护安装处之间的阻抗。在AB相间短路时，只有J1继电器（故障相）的测量阻抗等于短路点到保护安装处之间的阻抗。2.阻抗继电器的O0接线r-故陣相继电器动作特性SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH(3)AB两相接地abc冈

iA

k^}^kA—kB

—0,i0

—uAB

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一"I"，丄=(IA

+K3f0)z'l—(IB

+K3I.)zil=(^4一尤B)ZJ在AB两相接地短路时，J1继电器（故障相）的测量阻抗等于短路点到保护安装处之间的阻抗2.阻抗蛙电衮的O0接我故陣…砵相蛙电衮动作特性SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH(3)AB两相接地abc-iA=(4+KW0)zJ+UkB—((/c+K3iQ)Zil+UkC)=(夂一4)ziZ+-不等于0!____在AB两相接地短路时，非故障相继电器的测量阻抗不等于短路点到保护安装处之间的阻抗j廣拿2.阻抗蛙电器的00接线|SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIHM(4)A相接地^=0,i0^QUAB=uA-uB=[U^+(7a

+K3i0)zfl-[UkB

+(4+K3f0)zJ]在单相接地短路时，三个阻抗继电器都不能正确反映故障距离3.帚奉存电洗补馇的相电洗接我SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH「W

疆画内xI-*M⑴A相接地‘=0,么=氏4+(/a+K3l0)Zll=(IA

+K3i0)ZllUc^UkC\+(ic+K3W®在A相接地短路时，只有J1继电器(故障相)的测量阻抗等于短路点到保护安装处之间的阻抗命奉存电洗补後的相电洗接钱iSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY「W

■疆x(2)AB两相接地OkA—0kB

-

0,/0

矣0UA=Uu+(，A+K3iQ)z'l=(iA

+K3i0)ZllUB

=UkB

+(4+K3W

=(4+K3i0)zJUc=(^(ic+K3i0)zll卷在AB两相接地短路时，J1和J2继电器(故障相)的测量阻抗等于短路点到保护安装处之间的阻抗命奉存电洗补後的相电洗接钱iSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY「W

■疆x(3)三相短略Ht^=o,/Q=oUA=UkA

+(iA+K3I())z]l=(4+K3Iq)z}1UB=UkB+(4+K3i0)Zil=(4+K3iQ)ZilUc=UkC+(4+KSI^z.l=(/c+K3Iq)z}1在三相短路时，三个继电器的测量阻抗都等于短路点到保护安装处之间的阻抗命奉存电洗补後的相电洗接钱iSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY「W

■疆xw(4)AB相问短落"M=心*0,/0=0么=+(iA+K3i0)zltUB=+(iB+K3iQ)zrUc=+(Ic+K3I.)zi在任意两相相间短路时，三个继电器的测量阻抗都不能正确反映故障距离®4■阻抗继电器接线方式总结CU®04妾线方式•在发生相间短路、两相接地和三相短路时，总是有阻抗继电器能正确反映故障距离•在单相接地短路时，三个继电器都不能正确反映故障距离•适用于反映相间短路故障的距离保护®相间距离继电器跳闸三相，三个阻抗继电器或门输出，可以实现距离保护的目标®4■阻抗继电器接咸方式总結（2）___®带零序电流补偿的相电流接线方式•在发生单相接地、两相接地和三相短路时，总是有阻抗继电器能正确反映故障距离•在两相相间短路时，三个继电器都不能正确反映故障距离•适用于反映接地短路故障的距离保护®可以构成单相重合闸，只跳闸故障相无法比相保护不动作2么1■方向阻抗继电慕的动作死区SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIHw1(1)幅值比较式.1;1.n—/7<Iz/??2ftlset"?set▽2么(2)相位比较式u270°>arg(.?U-IZmm

，)>90°）資又以拿2.死区的解决方法SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH•▼方向阻抗继电器动作死区的解决方法①记忆回路♦相当于“记住”了故障前极化电压的相位②引入非故障相电压♦在各种两相短路时，非故障相间电压仍然很高，参照功率方向继电器广泛采用的90Q接线方式，在极化电压中附加非故障相电压♦不能解决三相短路时的死区问题③

高Q值50Hz带通有源滤波器♦利用滤波器响应特性的时间延迟，起到“记忆回路”的作用SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH2.1记亿固路®当外加电压突然降低到零时，该串联谐振回路的电流按50Hz工频振荡，经几个周波后，逐渐衰减到零回路中的电流和故障前的电压Up基本上同相位，而且在衰减过程中维持相位不变®相当于记住了故障以前电压的相位2.2引人砵故陣相电屆以接于AB相间的阻抗继电器为例u+aUe~j9Q270°>argcUAB其中a«10%J：译文豸SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYm>90°不能解决三相短路时的死区问题(Sh2.3嵩Q植50Hz平通有源滤次器SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH1M

〜^|uP-一建立————确定(b)消失利用滤波器响应的延迟特性起到“记忆回路”的作用儀

2.4直接利用故陣前的母我电压-微机保护SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIHM1Mr微机保护中，一直采样母线电压，将正常运行时的母线电压列表给出，当发生故障时，直接用故障前的母线电压进行比相。u>90°$采用记忆回路后，极化电压将短时记忆短路前负荷状态下母线电压LL的相位270

~^gu-Izt3.记亿@7路对继电器动作特性的影响SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIHM11X保护正方向短路对■特性分析IHIMAHAIJIAfiTOMAUMIVFM1TY■uzset0^1tV5属SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYUm

_Usetu=izmtnm270°>arg.k>90Um

-imzset=L、zm-D=e-

AZx►<E11

——►)w————>kirimTjy+7jAlE4mfk%4A—^rn^set二

4270。0>90。Lm^set保护正方向短路对-特性分析SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIHMr■u=umE7n)mJX短路前空载/短路前非空载，会怎么样？请思考>R90°2X+Z\t=0s时的动态特性Z.77

.y

稳态特性270°>argmx*?>90QZ-ZE乙m乙set匕▽7+7270°>argwx>90°Z-Zm保护正方向短路对-动作特性MANGMAlJIAOTONGUNIVERSIHM11z®护正方向短略对保护动作特性結冷消除出口短路的死区，正方向出口三相短路时，阻抗继电器能够正确动作；从其动态特性看得出，继电器的抗过渡电阻的能力比以前的稳态特性要大；反方向故障时，继电器会误动吗？不会！原因是：现在这个动态特性的前提是正方向短路，并且，在几个周波内会过渡到稳态特性的。3.2保护反方向短珞对Ek——HSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYu-iztmmsetu=izmmm■270°>arg.&>90TJ-J7k77，fjm.mset

I—270°>arg人-x*>90°=L(Zm-Zset)1―/HE，=Er^imZx3.2保护反方向短格对XZ270>argSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY7270>argmZm反方向短路时的动态过程中，继电器有明确的方向性KJm

-K.Um>UQK^-K.U^U.当继电器刚好起动时:9m=^set7-7_"oactsetv

十4.阻抗继电衮的精确工作电洗SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIHMwW九以以李4.阻抗继电器的精确工作电洗SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH*1MMIww当输入继电器的电流大于精确动作电流时，可以保证起动阻抗误差在10%以内是使动作阻抗降为0.9Zset时对应的测量电流，称为最小动作电流，实际电流小于I

时，无论测量阻抗为多少，测量元件都不-1

ac.min淺拿内象提要和要求SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH®关键概念：方向阻抗继电器的死区、记忆回路、阻抗继电器的精确工作电流阻抗继电器的各种接线方式、基本要求、适用范围@消除方向阻抗继电器死区的方法®记忆回路对方向阻抗继电器特性的影响及其分析方法SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH3电网的距离保护®3.1距离保护的作用原理®3.2各种单相式阻抗继电器的动作特性®3.3阻抗继电器的接线方式®3.4方向阻抗继电器的死区和特性分析®3.5距离保护的整定计算和评价®3.6影响距离保护正确动作的因素及防止方法®3.7距离保护装置框图举例SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH3.5矩禽保奸的整定计算和评价®1■炬禽I段的整定-动作阻抗SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH1

、1ABC按躲开下一条线路出口处短路的原则来整定；三个阻抗继电器的动作阻抗的整定方法如下：^Ict-KlrelZAB7^=0.8〜0.85SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY1.炬禽I段的整定-整定阻抗ABC通全瞳继电器：®方向阻麵电器：z'set二cos（a-（psen）®折算到二次侧的整定阻抗:Z1

=Z1act.msetnTAnTV(1)与相邻线路距离I段配合，并考虑分支系数BC2ABKbra<iBC4BkCIIact.2A2>1溪距需n段的整定■动作阻抗门jMANGMA1JUOTOMGUNIVERSITY1

-**■'Kbra>丄广、-►I，AB

BU1__£lh鳳0,8>溪距需n段的整定■动作阻抗（2）SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH1

・

1'’（2）躲开线路末端变电所变压器低压侧出口处短路时的阻抗值c2

=C,（zAB

+ur）C=0.7炬禽n段的整定-动作阻抗(3)(3)取(1)和(2)中较小的阻抗作为II段距离保护的整定动作阻抗，为什么？AB，方向阻抗继电器：z:=cos（-（psen）®全阻醐电器：Z;>Z二c，折算到n啲整定隱：c..=ynTV1.距禽||段的整定•整定阻抗SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH1w**、**、c>CDIIset.2BlA2參X1.距禽||段的整定•整定对|I艮SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH1M=^setA+△广3■距禽n段的灵故度枝務-欠量保护cX>>kB1•XsenU1.25SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYA2•X7m7、X

保护装置的动作阻抗=保护范围内发生金属性短路时故障阻抗的计算值3■炬禽n段的灵故度枝務-欠量保护cB1XSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYA2当灵敏度不能满足要求时，需要考虑与下一条线路的距离n段配合z①按躲开最小负荷阻抗来整定②外部故障切除后，在电动机自起动条件下，距离4■炬禽m段的整定-动作阻抗SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH1

、1器时的整定阻抗set卷全阻抗继电器:折算到二次侧的整定阻抗:zllltact.mylll_ylllset—act负荷阻抗角2111nTAset/III厶actcosf^Y（psen）好文以李4■炬禽in段的整定-整定阻抗SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH1

、方向阻抗继电器：_nI^set~@动作时限----阶梯时限B禽m段的灵故度枝淦■全阻抗鍵电器®作为近后备保护时•按本线路末端短路的条件来校验，不小于1.3-1.5yinK觀二广2

7^1.3〜1.5®作为远后备保护时•按相邻元件末端短路的条件来校验，并考虑分支系数为最大的运行方式，不小于1.2相邻线路：Ksen

=act2sen

7r7^ABt^ra.max^BCKsen>i27III相邻变压器：Ksen=〜心sen

7f7作为近后备保护时>1.3-1.57hi厶act2z厶ABKsen

—=z如*cos(^ABcMt®段的灵故度枝聆-方向阻抗继电器•此后备折算到输电线路阻抗角方向上的动作阻抗作为相邻线路的远后备保护时>1.2it®段的灵故度枝聆-方向阻抗继电器-逸后备7hiK—act.2senyK7厶AB十^^.腿乙BC折算到AC输电线路阻抗角方向上的动作阻抗_段的灵故度枝發•精确工作电洗的枝捻精确工作电流的校验：按保护范围末端短路时的最小短路电流来校验，要求不小于1.5®一般都能满足要求，基本上都不需要校验）資又以拿5.炬禽保护的评价SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH画,・®可以在多电源的复杂网络中保证动作的选择性在220kV及以上电压的网络中，由于电力系统稳定的要求，距离I段和n段联合工作不能作为主保护…距离i，ii，iii段借助于高频通道可以构成高频距离保护®与电流保护相比，距离保护具有较高的灵敏度®距离I段的保护范围不受运行方式的影响，其他两段受到的影响也较小，因此保护范围稳定®与电流保护相比，接线复杂，可靠性低淺拿内象提要和要求SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH，、内・®三段式距离保护的整定方法和灵敏度校验方法SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH3电网的距离保护®3.1距离保护的作用原理®3.2各种单相式阻抗继电器的动作特性®3.3阻抗继电器的接线方式®3.4方向阻抗继电器的死区和特性分析•3.5距离保护的整定计算和评价®3.6影响距离保护正确动作的因素及防止方法®3.7距离保护装置框图举例®彩吻炬禽保护正确动作的因素®距离继电器的工作原理：=广离继电器正确动作的因素有：lm＞短路点过渡电阻＞电力系统振荡＞电压回路断线＞输电线路的串补电容＞短路电压、电流中的非工频分量＞TV,TA的传变误差影响距•1■过波电阻对炬禽保护的影响®1.1短路点过渡电阻的性质®1.2单侧电源线路上过渡电阻的影响®1.3双侧电源线路上过渡电阻的影响®1.4过渡电阻对不同特性阻抗继电器的影响®1.5防止过渡电阻影响的方法翁九以逆乂拿1.1短略点这波电阻的性质SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH,,M相间短路时，过渡电阻主要由电弧电阻构成，电弧电阻一般在5-10欧姆；接地短路时：＞在导线对铁塔放电的接地短路时，铁塔及其接地电阻构成过渡电阻的主要部分，可能达到数十欧＞在导线通过树木或其他物体对地短路时，过渡电阻更高，可能会达到100欧姆(220kV)，300欧姆(500kV)低压线路»1624周綱电弧电阻VA7U「__/n-7/LC....\高压浅路1-2羊側电源戌略上过波电阻的影响•测量阻抗SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH♦R—*•R®BC线路出口短路时Zm.2-Um.B=RIgm.BC7-Um.A_7.D厶mA~~T~~AB

十八gm.ABSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY1.2羊側电源咸略上連波电阻的影响•动作特性分析®保护动作特性分析Rg较小时，保护2可以正确动作；®Rg较大时，保护2拒动，可是，落在保护1的保护范围内，所以，保护1会动作，失去选择性。SrtJ好以李1.2羊側电源咸路上这波电阻的影响■总结SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH11XWW®总是使测量阻抗増大，保护范围缩短®可能使保护失去选择性®保护距短路点越近，受过渡电阻影响越大®保护整定值越小，受过渡电阻的影响也越大McmljXRnRZR此时的过渡电阻使得阻抗继电器的测量阻抗呈现两种形式，一种为感性阻抗，另外一种为容性阻抗。NO•11Ikn下尺glk=ZA，RgjR，lk久1.3玖例电源咸絡上这波电阻的影吻-分析SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH_wx■SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY1.3玖側电源成略上这波电阻的影吻-分析＞保护在送电端：过渡电阻呈现容性阻抗，继电器的测量阻抗减小，.导致无选择性动作；x保护安装在受电端，过渡电阻可能呈现感性阻抗，阻抗继电器的测量阻抗增大，导致保护拒动。Srt1.4这波电阻对不同特性阻抗继电器的影吻SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH—M賺膠w,兔1是透镜形特性，2是方向阻抗特性，3是全阻抗特性随着过渡电阻的増大，继电器1、2、3依次开始拒动@动作特性在+R轴方向上越大，承受过渡电阻的能力越强®1.5防止边波电阻影响的方法®选择承受过渡电阻能力强的动作特性，如下图中四边形特性的阻抗继电器•XA向下倾斜，防止过渡电阻使测量电抗减小时的超越•RA可在R轴方向独立移动以适应不同数值的过渡电阻®采用记忆特性的阻抗继电器，正方向短路时，阻抗继电器有较强的抗过渡电阻能力•mi2.糸洗拫落对炬离保护的影响®2.1电力系统振荡产生的原因®2.2系统振荡时电压、电流的分布®2.3系统振荡对距离保护的影响分析®2.4振荡闭锁回路®21糸洗户生拫荡的原因___引起系统振荡的原因：®输电线路输送功率过大，超过静稳定极限®无功功率不足而引起系统电压降低®相邻输电线路短路，故障切除较慢____®自动重合闸合闸于永久性故障或者非同期自动重合闸，合闸不成功引起振荡注意_______＞电力系统振荡只是电力系统的一种不正常运行方式，保护不应该动作；＞正常运行时，系统两侧的功角一般小于70度。______，Rn2.2糸統拫荡研免的假设备件NEnSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH亡

M研究电力系统振荡，要做如下的假设：@将所研究的系统，按其电气连接的特点，简化为一个具有双侧电源的开式网络；___@系统振荡时，三相处于对称状态，可只取一相来研究；__@振荡时，两侧系统的电势＜和志v幅值相等，相角差用____来表示，5在0〜360度之间变化；____@系统中各元件的阻抗角相等，用&.来表示；—+ZL

+ZN

—Zk____卷震荡过程中，不考虑负荷电流的影响。______--——►I-►*7，RmXl，Rl2.3拫落肘电庄电洗的计算•电洗分布NM当，尺yv^1tV5J：译文豸SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY测量电流随着功角的变化而周期性低变化8—2Att

时，1=02E3=(2k+1)71时，ZEi~^N~7

4-74-7当em=en时，保护安装处测量到的有效值电流为:△五M

2=

2EM，3inJZEZs2I-►1—Xl，RlX；®2.3拫荡对电压电洗的计算-电浼分布SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIHMWM|7|〜

I2.3拫荡对电压电洗的计算•电屆分布NM，尺/VSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYj—EmEn+Z/+ZNum^em-izM

二em~kxmn_•參■*UN

—En+IZN=EN+K,MN如果所有阻抗角相同，则K1，K2为实数I-►1—Xl，RlX；电免中必或拫落中必-糸統各元件阻抗角相等SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH1

’々1〜11M当所有阻抗角相等且两侧电势幅值相等时，振荡中心不随振荡角的改变而移动，始终位于系统总阻抗的中点SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY电气中必或拫落中必■糸蜣各元件阻抗角不相等如果系统阻抗角与线路阻抗角不相等，贝lj振荡中心的位置会随着振荡角的变化而变化(Sh振落对测量电庄的支化-周期性SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIHMM

’12.4糸洗振荡对保护安装此的测量阻抗M厶=1805=270J=3601如果En=Em^么5O_ZMN，RnZmMJ:译文豸SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYN*En^1tV5Xm，R‘UM窘c>=0cot—=002_c5=90cot-=l2cot—=028cot—=-128cot——=—oo21-En

e-j3EmI-►/—XL，Rl\XNMNZOMR‘VZy,Zy

5ZmM=（，_ZM）_J?

COt

?orA2.5糸統拫落对距禽保护的影响分析C1JSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIHXXw

〜I'’当5=0°时，ZmM=00,保护不动作1当j=i8（r时，zmM二什-zM,即从振荡中心到保护安装处的阻抗如果振荡中心在保护范围内，保护动作。Z,nA/的相位为：（pk

±90°（为什么?）I-►—XL，RlX，SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY2,5糸蜣拫落对炬禽保护的影响分析(2)在系统振荡时，为了求出不同安装地点距离保护测量阻抗变化的规律，可令代替，并假定，m为小于1的变数，则m二ZmiZY111ZJM=(;_~j~Zzct8-s当m为不同数值时，测量阻抗变化的轨迹应是平行于线的一直线族，1/2时，特性直线通过坐标原点，相当于保护装置安装在振荡中心处；当<1/2时，直线族与+jX轴相交，此时振荡中心位于保护范围的正方向；而当:>1/2时，直线族则与-jX相交，振荡中心将位于保护范围的反方向。®2.5糸蜣拫落对炬禽保护的影响分析(2)SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH*WM~W

〜11

’®当两侧系统的电势不等，继电器测量阻抗的变化将具有更复杂的形式。此复杂函数的轨迹应是位于直线00’某一侧的一个圆，如图所示，当EN/EM<1时，为位于上面的圆周1,而当EN/EM<1时，则为下面的圆周2。在这种情况下，当^=0（，时，由于两侧电势不相等而产生一个环流，因此测量阻抗不等于。0，而是一个位于圆周上的有限数值。SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIH2,5糸蜣拫落对炬禽保护的影响分析(2)—►R继电器动作特性在阻抗平面上沿直线00’方向所占的面积越大，保护安装地点越靠近振荡中心，受振荡影响就越大振荡中心在保护范围以外时，不受振荡影响保护动作延时较大时，可利用延时躲开振荡的影响潑J庫U/李SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY2.5糸洗拫荡对炬禽保获的影响分析(3)⑧当j在之间时，阻抗继电器误动@阻抗继电器误动的时间计算方法：假设振荡周期为T，则继电器受振荡影响误动的时间为：360@通过延时可以躲开振荡对距离保护的影脑___儀

2.6进免糸洗振荡距禽保轳镁动作的猎施SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSIHWW~M1采用在00’方向上面积小的阻抗继电器®保护安装处远离振荡中心®适当延长保护的动作时间，躲开震荡的影响，缺点会影响保护的动作速度。®^2.7^拫荡闭赖阅略一拫落和短路的主要区别®振荡时，电流和各点电压的幅值周期性变化；而短路后，在不计袞减时是不变的®振荡时电流和各点电压幅值的变化速度较慢；而短路时幅值是突然改变的