保护装置-第四章-输电线路的距离保护

保护装置-第四章-输电线路的距离保护

第四章 输电线路的距离保护 ‎ 4—1 距离保护概述 复习：‎ 电流电压保护优点：简单，经济，工作可靠。‎ ‎ 缺点：受电网接线方式及系统运行方式影响大。35KV及以上电压复杂网络难于满足要求。‎ ‎ 　过电流保护 ‎ 例：L 灵敏性 一、 距离保护的基本概念。‎ 1、 作用：性能更为完善。‎ 2、 概念：反应故障点至保护安装处之间的距离（或阻抗），并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。‎ ‎ 动作保证动作的选择性。‎ 保护2不误动。‎ 二、 距离保护的基本原理。‎ 1、 测量元件：测量故障点至保护安装处的距离（线路阻抗）。‎ ‎（测量元件感受阻抗） （故障点至保护安装处的线路阻抗）‎ ‎（假设 ）‎ 2、 动作原理： （整定阻抗）动作 （ 又称低阻抗 ‎ 不动作 保护）‎ 特点：不受运行方式的影响，只与故障点与保护安装处距离有关。‎ 三、 时限特性： （L）‎ ‎ P117图4-4‎ 三段式阶梯形时限特性：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段。‎ ‎（与电流保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段区别：各段保护范围不随运行方式改变）‎ Ⅰ段： ‎ ‎ ：继电器固有动作时间。 ‎ ‎（保护范围）：本线路全长的 ‎ Ⅱ段： 主保护 ‎ ‎ （保护范围）：不超出下一条线路 Ⅲ段： ：躲开正常运行时最小负荷阻抗。‎ ‎ ：阶梯原则。‎ ‎ ：本线路及相邻线路全长。‎ 一、 距离保护的构成 1、 主要元件：‎ （1） 起动元件：电流继电器KA或阻抗继电器KI。‎ （2） 方向元件：功率方向继电器KP或方向阻抗继电器KI。‎ （3） 测量元件：阻抗继电器KI。‎ （4） 时间元件：时间继电器KT。‎ 2、 动作过程： P92图5—2‎ Ⅰ段：‎ Ⅱ段：‎ Ⅲ段：‎ ‎ 4—2 阻抗继电器 一、 阻抗测量的基本方法及阻抗继电器的动作特性。‎ 1、 测量方法：阻抗继电器 2、 构成方法： 单相式 多相式 其中：——阻抗继电器测量阻抗。‎ ‎ ——故障点至保护安装处的线路阻抗。‎ 3、 动作特性：P118图4—6‎ ‎ 扩大 故障点过渡电阻 阻抗继电器动作特性 圆 考虑 影响 不变 互感器角度误差 ‎ ‎ ‎ ‎ 复平面）‎ （1） 继电器动作特性能 ‎ （2） 方向阻抗继电器动作特性 ‎ （3） 偏移特性阻抗继电器动作特性 （正向I段保护范围不变）‎ 二、阻抗继电器的特性方程及实现方法 ‎（一）全阻抗继电器。‎ ‎ 动作特性：以原点为圆心，为半径的圆。‎ 圆内——动作区 圆外——非动作区 动作阻抗——圆周上的测量阻抗 ‎ 全阻抗继电器无方向性。‎ ‎ 构成： 绝对值比较（比辐）‎ ‎ 相位比较 （比相）‎ 1、 绝对值比较方式： 测量阻抗： ‎ 动作方程： 整定阻抗：继电器安装点到保护范围末端线路阻抗。‎ ‎ 动作阻抗：继电器刚好动作的阻抗 ‎ 接线：P94 电压形成回路： ‎ ‎ ‎ ‎ 绝对值比较回路： ‎ ‎ ‎ ‎ 执行元件： KP（极化继电器）‎ ‎ 原理： 动作条件： ‎ ‎ 即： ‎ ‎* 2、相位比较方式。‎ ‎(略) 位于圆周上： 与夹角 ‎ 位于圆内：‎ ‎ 位于圆外：‎ ‎ 动作方程：‎ ‎ ‎ ‎ 其中：‎ ‎ ‎ ‎ 接线：P96图5—8‎ ‎ 比较和的相位差 ‎ * 3、绝对值比较方式与相拉比较方式之间的一般关系。‎ ‎ （略） 绝对值比较 相位比较 ‎ 电压： ‎ ‎ 动作条件： ‎ ‎ 等效 ‎ ‎ 适用条件：（1）为同一频率的正弦交流电。‎ ‎ （2）相位动作范围 ，且动作条件 ‎ ‎（3）不同比较方式构成的继电器受暂态过程影响而不同。‎ ‎ 特点：（1）全阻抗继电器无方向性，须加装方向元件。‎ ‎（2）无电压死区。‎ ‎ （二）方向阻抗继电器。‎ ‎（既能测量测量短路点远近，又能判别短路方向）‎ 动作特性：以为直径过原点的圆。‎ ‎ 圆内——动作区 ‎ 圆外——非动作区 ‎ 正向故障：位于第I象限，圆内——动作。 具有 ‎ 反向故障：位于第Ⅲ象限，圆外——不动作 方向性 特点：不同起动阻抗不同。‎ 保护范围最大，工作最灵敏。‎ ‎ 最大灵敏角 调整=（线路短路阻抗角）继电器动作条件为：‎ ‎ （注意动作条件不为 构成：绝对值比较方式 ‎ 相位比较 1、 绝对值比较方式 动作条件： （P98图5—10（a）‎ 2、 相位比较方式：‎ 位于圆周上：与后夹角 动作条件：‎ 其中 ‎ ‎（的求解参考前面所推出的两种比较方式之间被比较电压的一般关系：‎ 缺点：方向阻抗继电器出现“电压死区” 消除方法：‎ ‎ （保护正向附近三相短路 ） （1）记忆 ‎ 比幅 均不能 （2）引入第三相电压 ‎ 比相 动作 优点：动作具备方向性。‎ ‎ （三）偏移特性阻抗继电器。‎ ‎ 动作特性：正方向整定阻抗为，同时反向偏移 ‎ —偏移度 ‎ ‎ 圆内—动作区 圆外—非动作区 ‎ 圆的直径为 ‎ ‎ 圆心坐标 ‎ ‎ 方向阻抗继电器 ‎ ‎ 全阻抗继电器 ‎ ‎ 一般取 消除方向阻抗继电器“死区”‎ ‎ 动作阻抗 与有关，又无完全的方向性 ‎ 构成： 绝对值比较方式 ‎ 相位值比较方式 1、 绝对值比较方式：‎ 动作条件：‎ ‎ 方向阻抗继电器 ‎ 全阻抗继电器 1、 相位比较方式 ‎ 位于圆周上：）与之间相位差 ‎ 动作条件： ‎ ‎ 可求得： ‎ ‎ ‎ 特点：具备一定方向性无电压死区。‎ ‎ （四）三个阻抗的意义和区别。‎ ‎ 1、——测量阻抗 阻抗角即为与的相位差 ‎ 2、——整定阻抗 继电器安装点到保护范围末端的线路阻抗。‎ 全阻抗继电器：为圆的半径 方向阻抗继电器：为最大灵敏角方向上的半径 偏移特性继电器：为最大灵敏角方向上由圆点至圆周上长度 ‎ 3、——动作阻抗。‎ 继电器刚好动作时加入继电器和的比值。‎ 全阻抗继电器：‎ 方向阻抗继电器 随的不同而改变 偏移特性继电器 最大 ‎ 例题：一方向阻抗继电器 ∠‎ 测量∠ 继电器以能否动作。‎ ‎ 阻抗继电器的精确性 ‎ 以全阻抗继电器为例。‎ 动作方程：‎ 临界实际动作条件：‎ ‎ ‎ ‎ 则金属性短路时： 同相位。‎ ‎ ‎ ‎ 此时 （动作阻抗）‎ ‎ （整定阻抗）‎ ‎ 上式化为 ‎ ‎ 精确性： ‎ ‎ 越小越好 精确性 ‎ 精确性保护范围 ‎ 精确工作电流：当时 ‎ 误差 ‎ ‎ ‎ 结论：（1）与成正比 ‎ 加助磁给执行元件。‎ ‎ （2） 与成反比 ‎ ‎ ‎ 例：∠‎ ‎ （1）∠ （2） ∠‎ ‎ ‎ ‎ 应选择（1）‎ ‎ （3） ，此时误差 ‎ 要求继电器工作在的环境 ‎ 在UR铁芯气隙插入坡莫合金，较小时 ‎ ‎ ‎ 4—3 阻抗继电器的接线方式 一、 要求。‎ ‎1、（短路点与保护安装处距离）‎ ‎2、与故障类型无关。‎ 二、 反应相间故障的接线。‎ A： 1KI B： 2KI C： 3KI ‎ （300接线： ）‎ 时，与相差位为000接线 1、 三相短路。‎ ‎ 1KI：‎ ‎ 2KI、3KI相同 2、 两相短路：‎ ‎ ‎ ‎ 1KI：‎ ‎ 2KI 不能 ‎ 3KI 动作 1、 中性点直接接地电网中而相接地短路。‎ ‎ 可正确动作 结论：00接线能够反映各种相间故障 一、 反映接地故障的接线方式。‎ 适用：中性点直接接地电网，零序电流保护不满足要求。‎ ‎ 接地距离保护 以A相接地为例：‎ 故障点：‎ ‎ ‎ 保护安装处：‎ ‎ ‎ ‎ 若取 则 ‎ ‎ ‎ 不可取 ‎ 取 ‎ ‎ ‎ 式中——零序补偿系数 ‎ 1KI ‎ 2KI ‎ 3KI 结论：零序补偿接线方式下能反映各种接地故障。‎ ‎（单相接地两相接地）及三相短路。‎ ‎4－9　距离保护的整定计算 一、 各段整定方法：‎ 1、 距离Ⅰ段。‎ （1） 无分支线　　　　　　‎ （2） 有T接变压器　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　取较小者 ‎ ‎ 2、 距离Ⅱ段。　　　　　　　　　　　　0.85 0.8‎ ‎（1）与相邻线路配合　　‎ ‎（2）与相邻变压器配合　‎ ‎0.7‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　取较小者 ‎　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　若不满足，则与下一条线路Ⅱ段配合。‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎0.85　　　0.8‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 3、 距离Ⅲ段。‎ ‎（1）躲开最小负荷阻抗（远后备）‎ A．全阻抗继电器：‎ ‎1.2~1.3 1.15~1.25 ＞1‎ B． 向阻抗继电器（00接线）‎ ‎　　　　　　　600～850　　　　　　　　　　　　　0～250‎ ‎　　　　　　线路阻抗角　　　　　负荷阻抗角 ‎　　　　　　　　　　　　　（负荷功率因数角）‎ ‎　　　　　　　　结论：方向阻抗继电器灵敏度比。‎ 全阻抗继电器提高倍 即前者有更大保护范围。‎ ‎（2）与相邻下一条线路距离Ⅱ段配合（近后备）。‎ ‎　　　不满足可与相邻线Ⅲ段配合。‎ ‎　　　：按阶梯原则，且（避开振荡）‎ ‎　　　　（近后备）‎ ‎　　　‎ 一、 阻抗继电器的整定和精确工作电流校验。‎ ‎（1）‎ 全阻抗　　00接线 ‎　　　　　‎ 方向阻抗　00接线 ‎　　　　　‎ ‎（2）ZKJ电流电压回路端子板上的整定。‎ ‎　　　DKB：调使 ‎　　　‎ ‎　　　整定在较大的那一档，使满足要求。‎ ‎　　　则＝‎ ‎　　　由计算值（百分数），在相应插孔整定。‎ ‎　　　若 ‎　　　则 ‎（3）的校验。‎ ‎　　　裕度系数　‎ ‎　　　的短路点的选取：各段保护范围末端　　Ⅰ段：本线路末端 Ⅱ段：相邻线路中间 Ⅲ段：相邻线路末端 一、 振荡闭锁元件的整定。‎ 1、 振荡闭锁起动值的整定。‎ ‎　　　　：　　　　　本线路末端不对称短路 ‎　　Ⅲ段末端不对称短路 2、 振荡闭锁开放时间 3、 振荡闭锁复归时间 4、 相电流元件整定 取 二、 整定计算举例 P157‎