220kV線路保護(hù)

1、 220kV線路保護(hù)培訓(xùn)內(nèi)內(nèi) 容容第一部分第一部分：220kV線路保護(hù)配置線路保護(hù)配置第二部分第二部分：220kV線路主保護(hù)線路主保護(hù)第三第三部分部分：距離保護(hù)：距離保護(hù)第第四部分四部分：零序電流保護(hù)保護(hù)零序電流保護(hù)保護(hù)第第五部分五部分：各廠家保護(hù)配置各廠家保護(hù)配置第第一一部分部分220kV線路保護(hù)配置線路保護(hù)配置配置配置 220kV 220kV線路保護(hù)配置線路保護(hù)配置 輔助輔助保護(hù)：保護(hù)：為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)。如斷主保護(hù)和后備保護(hù)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡(jiǎn)單保護(hù)。如斷路器失靈保護(hù)、充電保護(hù)、過(guò)流保護(hù)等。路器失靈保護(hù)、

2、充電保護(hù)、過(guò)流保護(hù)等。 主保護(hù)：主保護(hù)：滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)?？焖俣扔羞x擇地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。如縱聯(lián)光纖電流差動(dòng)、縱聯(lián)高頻（距離、方向）保如縱聯(lián)光纖電流差動(dòng)、縱聯(lián)高頻（距離、方向）保護(hù)。護(hù)。 后備保護(hù)：后備保護(hù)：主保護(hù)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用來(lái)切除故或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用來(lái)切除故障的保護(hù)。后備保護(hù)可分為遠(yuǎn)后備保護(hù)的和近后備保障的保護(hù)。后備保護(hù)可分為遠(yuǎn)后備保護(hù)的和近后備保護(hù)兩種。如相間護(hù)兩種。如相間和接地和接地距離保護(hù)，零序過(guò)流保護(hù)等。距離保護(hù)，零序過(guò)流保護(hù)等。內(nèi)容內(nèi)容第第二二部分部分220kV

3、線路主保護(hù)線路主保護(hù)原理原理縱聯(lián)保護(hù)縱聯(lián)保護(hù) 線路縱聯(lián)保護(hù)：是當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí),使兩側(cè)開(kāi)關(guān)同時(shí)快速跳閘的一種保護(hù)裝置,是線路的主保護(hù)。它以線路兩側(cè)判別量的特定關(guān)系作為判據(jù)。即兩側(cè)均將判別量借助通道傳送到對(duì)側(cè),然后,兩側(cè)分別按照對(duì)側(cè)與本側(cè)判別量之間的關(guān)系來(lái)判別區(qū)內(nèi)故障或區(qū)外故障。因此,判別量和通道是縱聯(lián)保護(hù)裝置的主要組成部分。原理原理 通道一般有： 1、光纖通信【 fiber-optic pilot】（OPGW） 2、電力線載波【power line carrier pilot 】（高頻通道） 3、導(dǎo)引線縱聯(lián)保護(hù)【wire pilot】（一般電廠用） 4、微波【microwave pilot】

4、OPGW：光纖復(fù)合架空地線的簡(jiǎn)稱，它在保持原有架空地線的一切性能、功能不變的前提下加入光纖，開(kāi)辟高性能的光傳輸通道，使之兼?zhèn)浔芾缀屯ㄐ殴δ堋?OPGWOPGW主要由含光纖的纜芯和絞合的金屬單線組成，分主要由含光纖的纜芯和絞合的金屬單線組成，分鋁管型、鋁骨架型鋁管型、鋁骨架型和鋼管型和鋼管型三種結(jié)構(gòu)，一般用在高壓電線路上。三種結(jié)構(gòu)，一般用在高壓電線路上。 原理原理電力線載波由于其固有的弱點(diǎn)：通道干擾大、信息量小，再加上我們?cè)O(shè)備水平、管理維護(hù)等方面造成的穩(wěn)定性差、故障率高等不足，已顯得不能適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)對(duì)通信多方面、多功能的要求。電力載波高頻通道：電力系統(tǒng)特有的通信方式，電力載波通訊是指利用現(xiàn)有電力

5、線，通過(guò)載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。電力載波高頻通道電力載波高頻通道局限性遭淘汰1、三相電力線間有很大信號(hào)損失（10 dB -30dB）。通訊距離很近時(shí)，不同相間可能會(huì)收到信號(hào)。一般電力載波信號(hào)只能在單相電力線上傳輸；2、不同信號(hào)藕合方式對(duì)電力載波信號(hào)損失不同，藕合方式有線-地藕合和線-中線藕合。線-地藕合方式與線-中線藕合方式相比，電力載波信號(hào)少損失十幾dB，但線-地藕合方式不是所有地區(qū)電力系統(tǒng)都適用；3、電力線存在本身固有的脈沖干擾。目前使用的交流電有50HZ和60HZ，其周期為20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出現(xiàn)兩次峰值，兩次峰值會(huì)帶來(lái)兩次脈沖干擾，即電力線上有

6、固定的100HZ或120HZ脈沖干擾，干擾時(shí)間約2ms，因此干擾必須加以處理。4、電力線對(duì)載波信號(hào)造成高削減。當(dāng)電力線上負(fù)荷很重時(shí)，線路阻抗可達(dá)1歐姆以下，造成對(duì)載波信號(hào)的高削減?？v縱聯(lián)光纖電流差動(dòng)保護(hù)聯(lián)光纖電流差動(dòng)保護(hù)l 一般分為：分一般分為：分相電流差動(dòng)和零序電流差相電流差動(dòng)和零序電流差動(dòng)動(dòng)。原理原理電流差動(dòng)繼電器由三部分組成：變化量相差動(dòng)繼電流差動(dòng)繼電器由三部分組成：變化量相差動(dòng)繼電器、穩(wěn)態(tài)相電器、穩(wěn)態(tài)相差動(dòng)繼電器差動(dòng)繼電器和零序和零序差動(dòng)繼電器差動(dòng)繼電器（高（高過(guò)渡電阻）過(guò)渡電阻）。原理說(shuō)明：在線路的M和N兩側(cè)裝設(shè)特性和變比完全相同的電流互感器，兩側(cè)電流互感器的一次回路的正極性均置于靠

7、近母線的一側(cè)，二次回路的同極性端子連接，差動(dòng)繼電器KD 則并連接在電流互感器的二次端子上。當(dāng)當(dāng)線路外部發(fā)生短路線路外部發(fā)生短路(如如k1點(diǎn)點(diǎn))時(shí)，電流互感器一次和二次電時(shí)，電流互感器一次和二次電流的方向與正常工作的情況相同，流入差動(dòng)繼電器的電流流的方向與正常工作的情況相同，流入差動(dòng)繼電器的電流仍為不平衡電流，但因?yàn)榇藭r(shí)一次側(cè)電流為短路電流，比仍為不平衡電流，但因?yàn)榇藭r(shí)一次側(cè)電流為短路電流，比正常時(shí)的負(fù)荷電流大得多，所以此時(shí)的不平衡電流要大得正常時(shí)的負(fù)荷電流大得多，所以此時(shí)的不平衡電流要大得多。多。0)(12.1.22.12.IInIIITA當(dāng)當(dāng)線路內(nèi)部發(fā)生短路線路內(nèi)部發(fā)生短路(如如k2點(diǎn)點(diǎn))時(shí)

8、，時(shí)，M 兩側(cè)的電流均兩側(cè)的電流均為正。這時(shí)為正。這時(shí)N 側(cè)的側(cè)的I2將反向，此時(shí)流入差動(dòng)繼電器將反向，此時(shí)流入差動(dòng)繼電器的電流為的電流為: 原理說(shuō)明：原理說(shuō)明：0)(12.1.22.12.IInIIITA內(nèi)部短路時(shí)流入差動(dòng)繼電器的電流為故障點(diǎn)總電流的二內(nèi)部短路時(shí)流入差動(dòng)繼電器的電流為故障點(diǎn)總電流的二次值，且遠(yuǎn)大于正常運(yùn)行和外部短路時(shí)流入差動(dòng)繼電器次值，且遠(yuǎn)大于正常運(yùn)行和外部短路時(shí)流入差動(dòng)繼電器的不平衡電流。當(dāng)差動(dòng)繼電器為反映電流過(guò)量動(dòng)作時(shí)，的不平衡電流。當(dāng)差動(dòng)繼電器為反映電流過(guò)量動(dòng)作時(shí)，線路內(nèi)部短路時(shí)，它就動(dòng)作，即向被保護(hù)線路兩側(cè)送出線路內(nèi)部短路時(shí)，它就動(dòng)作，即向被保護(hù)線路兩側(cè)送出跳閘信號(hào)，

9、而正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，差動(dòng)繼電器不動(dòng)跳閘信號(hào)，而正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，差動(dòng)繼電器不動(dòng)作。作。區(qū)內(nèi)故障：兩側(cè)電流同相位區(qū)內(nèi)故障：兩側(cè)電流同相位，和電流大于門(mén)檻值，保護(hù)動(dòng)作；，和電流大于門(mén)檻值，保護(hù)動(dòng)作； 區(qū)區(qū)外故障：兩側(cè)電流相位相差外故障：兩側(cè)電流相位相差180180，和電流為，和電流為0 0，保護(hù)，保護(hù)不動(dòng)作不動(dòng)作 。 電流差動(dòng)相位比電流差動(dòng)相位比較較1 、分相電流差動(dòng)保護(hù)元件 判據(jù)：兩段比率差動(dòng)特性曲線：兩段比率差動(dòng)特性曲線：2、零序電流差動(dòng)保護(hù)元件 判據(jù)：I I0CD0CD應(yīng)躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的最大不平衡零序電流應(yīng)躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)的最大不平衡零序電流3、突變量電流差動(dòng)保護(hù)元件 判據(jù)：IICDC

10、D為分相差動(dòng)突變量電流定值為分相差動(dòng)突變量電流定值 原理原理差差動(dòng)動(dòng)保保護(hù)護(hù)5、縱聯(lián)保護(hù)的通道連接方式 專用通道方式 不需附加其他設(shè)備，可靠性高，不涉及通信調(diào)度，管理比較方便。但收到發(fā)收功率和光纖衰耗的限制，專的通信距離一般在100km 以內(nèi)。光纖差動(dòng)專用通道縱聯(lián)方向或縱聯(lián)距離保護(hù)專用通道復(fù)用通道方式 復(fù)用通道方式則是利用數(shù)字 PCM 復(fù)接技術(shù)，利用現(xiàn)有的光纖通道和微波通道，對(duì)繼電保護(hù)的信息進(jìn)行傳輸。 復(fù)用通道方式主要用于長(zhǎng)距線路的保護(hù)。高頻保護(hù)高頻保護(hù)原理原理一一、載波通道的構(gòu)成原理、載波通道的構(gòu)成原理 目前應(yīng)用比較廣泛的載波通道是目前應(yīng)用比較廣泛的載波通道是“導(dǎo)線一大地導(dǎo)線一大地”制。制。

11、 1. 高頻阻波器高頻阻波器高頻阻波器是由電感線圈和可調(diào)電容組成，當(dāng)通過(guò)載高頻阻波器是由電感線圈和可調(diào)電容組成，當(dāng)通過(guò)載波頻率時(shí)，它所呈現(xiàn)的阻抗最大。對(duì)工頻電流而言，阻抗波頻率時(shí)，它所呈現(xiàn)的阻抗最大。對(duì)工頻電流而言，阻抗較小，因而工頻電流可暢通無(wú)阻，不會(huì)影響輸電線路正常較小，因而工頻電流可暢通無(wú)阻，不會(huì)影響輸電線路正常傳輸。傳輸。2.2.結(jié)合電容器結(jié)合電容器 它是一個(gè)高壓電容器，電容很小，對(duì)工頻電壓呈現(xiàn)很大它是一個(gè)高壓電容器，電容很小，對(duì)工頻電壓呈現(xiàn)很大的阻抗，使收發(fā)信機(jī)與高壓輸電線路絕緣，載頻信號(hào)順利的阻抗，使收發(fā)信機(jī)與高壓輸電線路絕緣，載頻信號(hào)順利通過(guò)。結(jié)合電容器通過(guò)。結(jié)合電容器2 2與連

12、接濾波器與連接濾波器3 3組成帶通濾波器，對(duì)載組成帶通濾波器，對(duì)載頻進(jìn)行濾波。頻進(jìn)行濾波。3.3.連接濾波器連接濾波器 它是一個(gè)可調(diào)節(jié)的空心變壓器，與結(jié)合電容器共同組成它是一個(gè)可調(diào)節(jié)的空心變壓器，與結(jié)合電容器共同組成帶通濾波器，連接濾波器起著阻抗匹配的作用，并減少高頻帶通濾波器，連接濾波器起著阻抗匹配的作用，并減少高頻信號(hào)的損耗，增加輸出功率。信號(hào)的損耗，增加輸出功率。 閉鎖保護(hù)動(dòng)作于跳閘的信號(hào)閉鎖保護(hù)動(dòng)作于跳閘的信號(hào)允許保護(hù)動(dòng)作跳閘的信號(hào)，允許保護(hù)動(dòng)作跳閘的信號(hào)，直接引起跳閘的信號(hào)直接引起跳閘的信號(hào)三、高頻信號(hào)的利用方三、高頻信號(hào)的利用方式式閉鎖信號(hào)閉鎖信號(hào)：允許信號(hào)允許信號(hào)：傳送跳閘信號(hào)傳

13、送跳閘信號(hào)：二二、高頻信號(hào)的利用方、高頻信號(hào)的利用方式式按高頻通道的工作方式分成按高頻通道的工作方式分成 在這兩種工作方式中，按傳送的信號(hào)性質(zhì)，又可以分在這兩種工作方式中，按傳送的信號(hào)性質(zhì)，又可以分為傳送閉鎖信號(hào)、允許信號(hào)和跳閘信號(hào)三種類型。為傳送閉鎖信號(hào)、允許信號(hào)和跳閘信號(hào)三種類型。 經(jīng)常有高頻電流經(jīng)常有高頻電流 經(jīng)常無(wú)高頻電流經(jīng)常無(wú)高頻電流 閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)，如果同時(shí)通道損壞了（比如發(fā)生三相接障時(shí)），閉鎖式縱聯(lián)保護(hù)不會(huì)因?yàn)橥ǖ乐袛喽鴮?dǎo)致拒動(dòng)。缺點(diǎn)：如果正方向區(qū)外故障，通道沒(méi)有正確傳輸信號(hào)，縱聯(lián)保護(hù)可能誤動(dòng)。 允許式縱聯(lián)保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是平常通道一直在交換導(dǎo)頻信號(hào)，通道損壞后會(huì)

14、立刻告警； 缺點(diǎn)：區(qū)內(nèi)故障時(shí)，如果同時(shí)通道損壞了，允許式縱聯(lián)保護(hù)會(huì)因?yàn)橥ǖ乐袛喽鴮?dǎo)致拒動(dòng)。 我國(guó)將接收到的跳閘信號(hào)與本地故障判別裝置動(dòng)作相結(jié)合，加上就地保的一些判據(jù)組成與門(mén)去出口跳閘，這種裝置稱為帶就地判別的遠(yuǎn)方跳閘裝置高頻閉鎖方向保護(hù)高頻閉鎖方向保護(hù)高頻閉鎖方向保護(hù)是通過(guò)高頻通道間接比較高頻閉鎖方向保護(hù)是通過(guò)高頻通道間接比較被保護(hù)線路兩側(cè)的功率方向，以判別是被保護(hù)范被保護(hù)線路兩側(cè)的功率方向，以判別是被保護(hù)范圍內(nèi)部故障還是外部故障。圍內(nèi)部故障還是外部故障。一、高頻閉鎖方向保護(hù)的基本原理一、高頻閉鎖方向保護(hù)的基本原理 當(dāng)區(qū)外故障時(shí)，被保護(hù)線路近短路點(diǎn)一側(cè)為負(fù)短路功當(dāng)區(qū)外故障時(shí)，被保護(hù)線路近短路點(diǎn)

15、一側(cè)為負(fù)短路功率，向輸電線路發(fā)高頻波，兩側(cè)收信機(jī)收到高頻波后將各率，向輸電線路發(fā)高頻波，兩側(cè)收信機(jī)收到高頻波后將各自保護(hù)閉鎖。自保護(hù)閉鎖。 當(dāng)區(qū)內(nèi)故障時(shí)，線路兩端的短路功率方向?yàn)檎?，發(fā)信當(dāng)區(qū)內(nèi)故障時(shí)，線路兩端的短路功率方向?yàn)檎?，發(fā)信機(jī)不向線路發(fā)送高頻波，保護(hù)的起動(dòng)元件不被閉鎖，瞬時(shí)機(jī)不向線路發(fā)送高頻波，保護(hù)的起動(dòng)元件不被閉鎖，瞬時(shí)跳開(kāi)兩側(cè)斷路器。跳開(kāi)兩側(cè)斷路器。啟動(dòng)發(fā)信元件 保護(hù)啟動(dòng)發(fā)信 遠(yuǎn)方啟動(dòng)發(fā)信 通道檢查啟動(dòng)發(fā)信通道檢查啟動(dòng)發(fā)信方向元件起動(dòng)高頻閉鎖方向保護(hù)原理圖 4.4.整定計(jì)算：整定計(jì)算：起動(dòng)保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流應(yīng)大于起動(dòng)保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流應(yīng)大于I IOP.maxOP.max 靈敏度

16、校驗(yàn)靈敏度校驗(yàn) : : 起動(dòng)發(fā)信機(jī)電流繼電器的動(dòng)作電流的二次值整定為起動(dòng)發(fā)信機(jī)電流繼電器的動(dòng)作電流的二次值整定為max.reTArelOP.senILIknK I IOP.unsenOP.unsen = =（1.51.52 2）I IOP.sen 2OP.unsen)2(min.IIKdsen3 3整定計(jì)算整定計(jì)算 靈敏元件的動(dòng)作電流，按躲開(kāi)最大負(fù)載情況下靈敏元件的動(dòng)作電流，按躲開(kāi)最大負(fù)載情況下最大負(fù)序不平衡電流最大負(fù)序不平衡電流I Iunb.maxunb.max, ,整定為整定為 I I2OP.sen2OP.sen=0.1=0.1I IL.maxL.max 不靈敏元件的動(dòng)作電流與靈敏元件相配

17、，不靈敏元件的動(dòng)作電流與靈敏元件相配，即即 I I2OP.unsen2OP.unsen = =（1.51.52 2）I I2OP.sen2OP.sen 假設(shè)線路兩側(cè)均采用三段式距離元件，假設(shè)線路兩側(cè)均采用三段式距離元件，I I段能保護(hù)線路段能保護(hù)線路全長(zhǎng)的全長(zhǎng)的8585， II II 段能保護(hù)線路的全長(zhǎng)并具有足夠的靈敏段能保護(hù)線路的全長(zhǎng)并具有足夠的靈敏度，度，IIIIII段作為起動(dòng)元件并可作為后備保護(hù)。段作為起動(dòng)元件并可作為后備保護(hù)。 高頻閉鎖距離保護(hù)高頻閉鎖距離保護(hù) IIIIII段起動(dòng)元件段起動(dòng)元件Z ZIIIIII動(dòng)作時(shí)，經(jīng)動(dòng)作時(shí)，經(jīng)KMKM的常閉觸點(diǎn)起動(dòng)發(fā)信機(jī)的常閉觸點(diǎn)起動(dòng)發(fā)信機(jī)發(fā)出高頻

18、閉鎖信號(hào)，發(fā)出高頻閉鎖信號(hào)， IIII段距離元件段距離元件KZ2KZ2動(dòng)作時(shí)則起動(dòng)動(dòng)作時(shí)則起動(dòng)KMKM停止停止高頻發(fā)信機(jī)。距離高頻發(fā)信機(jī)。距離IIII段動(dòng)作后一方面起動(dòng)時(shí)間元件段動(dòng)作后一方面起動(dòng)時(shí)間元件KT2KT2，可，可經(jīng)一定延時(shí)后跳閘，同時(shí)還可經(jīng)過(guò)一收信閉鎖繼電器經(jīng)一定延時(shí)后跳閘，同時(shí)還可經(jīng)過(guò)一收信閉鎖繼電器KLKL的閉的閉鎖觸點(diǎn)瞬時(shí)跳閘。鎖觸點(diǎn)瞬時(shí)跳閘。 高頻閉鎖距離保護(hù)高頻閉鎖距離保護(hù) 當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)當(dāng)保護(hù)范圍內(nèi)部故障時(shí)( (如如d d1 1點(diǎn)點(diǎn)) )，兩端的起動(dòng)元件動(dòng)作，兩端的起動(dòng)元件動(dòng)作，起動(dòng)發(fā)信機(jī)，但兩端的距離起動(dòng)發(fā)信機(jī)，但兩端的距離IIII段也動(dòng)作，又停止了發(fā)信機(jī)。段也動(dòng)

19、作，又停止了發(fā)信機(jī)。當(dāng)收信機(jī)收不到高頻信號(hào)時(shí)，當(dāng)收信機(jī)收不到高頻信號(hào)時(shí)，KLKL觸點(diǎn)閉合，使距離觸點(diǎn)閉合，使距離IIII段可段可瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘。瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘。 高頻閉鎖距離保護(hù)高頻閉鎖距離保護(hù) 當(dāng)保護(hù)范圍外部故障時(shí)當(dāng)保護(hù)范圍外部故障時(shí)(如如d2點(diǎn)點(diǎn))，靠近故障點(diǎn)的，靠近故障點(diǎn)的B端距端距離離II段不動(dòng)作，不停止發(fā)信，段不動(dòng)作，不停止發(fā)信，A端端II段動(dòng)作停止發(fā)信，但段動(dòng)作停止發(fā)信，但A端收信機(jī)可收到端收信機(jī)可收到B端送來(lái)的高頻信號(hào)使閉鎖繼電器動(dòng)作，端送來(lái)的高頻信號(hào)使閉鎖繼電器動(dòng)作，KL觸點(diǎn)打開(kāi)，因而斷開(kāi)了觸點(diǎn)打開(kāi)，因而斷開(kāi)了II段的瞬時(shí)跳閘回路，使它只能段的瞬時(shí)跳閘回路，使它只能經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)II

20、段時(shí)間元件去跳閘，從而保證了動(dòng)作的選擇性。段時(shí)間元件去跳閘，從而保證了動(dòng)作的選擇性。第三節(jié)第三節(jié) 高頻閉鎖距離保護(hù)高頻閉鎖距離保護(hù) 第三部分：輸電線路第三部分：輸電線路的距離保護(hù)的距離保護(hù)輸電線路的距離保護(hù)輸電線路的距離保護(hù) 距離保護(hù)，是一種根據(jù)輸電線路上發(fā)生短路時(shí)保護(hù)處測(cè)量阻抗減小的特征而設(shè)計(jì)的保護(hù) 與電流電壓保護(hù)相比，距離保護(hù)具有下述特點(diǎn)： 靈敏度受運(yùn)行方式影響小 整定計(jì)算簡(jiǎn)單 克服了電流電壓保護(hù)的缺點(diǎn)，在110kV及以上的電網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用mmmUZImUmI距離保護(hù)的作用原理距離保護(hù)的作用原理保護(hù)保護(hù)測(cè)量阻抗wmLUZIwULI（一）正常運(yùn)行（一）正常運(yùn)行 正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)的測(cè)量阻

21、抗為負(fù)荷阻抗，角度為負(fù)荷功率因數(shù)角工作電壓工作電壓負(fù)荷電流負(fù)荷電流負(fù)荷阻抗負(fù)荷阻抗11%kmxlkUZlZI（二）金屬性短路（二）金屬性短路 金屬性短路時(shí)，保護(hù)的測(cè)量阻抗為短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處的線路阻抗，角度為線路阻抗角殘余電壓殘余電壓短路電流短路電流短路阻抗短路阻抗例如：例如：某某220kV線路，全長(zhǎng)線路，全長(zhǎng)150KMP=140MW,功率因功率因數(shù)數(shù)=0.9,V=230kV166歐歐40歐歐 正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)的測(cè)量阻抗為負(fù)荷阻抗。阻抗值較大，角度較小，為負(fù)荷功率因數(shù)角 短路時(shí)，保護(hù)的測(cè)量阻抗為短路阻抗。阻抗值較小，角度較大，為線路阻抗角 短路時(shí)，測(cè)量阻抗的大小與短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離成正比

22、正常運(yùn)行正常運(yùn)行金屬性短路金屬性短路根據(jù)保護(hù)的測(cè)量阻抗，能夠區(qū)分系統(tǒng)處于正常狀態(tài)還是故障狀態(tài)！測(cè)根據(jù)保護(hù)的測(cè)量阻抗，能夠區(qū)分系統(tǒng)處于正常狀態(tài)還是故障狀態(tài)！測(cè)量阻抗的大小與短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離有關(guān)，與系統(tǒng)方式無(wú)關(guān)！量阻抗的大小與短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離有關(guān)，與系統(tǒng)方式無(wú)關(guān)！setZ距離保護(hù)的作用原理距離保護(hù)的作用原理 為了區(qū)分故障點(diǎn)在保護(hù)范圍內(nèi)還是保護(hù)范圍外，可以事先給定一個(gè)保護(hù)范圍，保護(hù)范圍末端到保護(hù)安裝處的線路阻抗即為距離保護(hù)的整定阻抗 通常所說(shuō)的距離保護(hù)是一種測(cè)量阻抗下降而動(dòng)作的保護(hù)，所以又稱為阻抗保護(hù)目前短路距離的測(cè)量除了阻抗保護(hù)外，還有行波測(cè)距等原理，目前短路距離的測(cè)量除了阻抗保護(hù)

23、外，還有行波測(cè)距等原理，但尚未成熟。但尚未成熟。距離保護(hù)的組成1 起動(dòng)元件：判斷被保護(hù)線路是否發(fā)生故障，由電流繼電器KA或阻抗繼電器、負(fù)序零序增量元件構(gòu)成。2 測(cè)量元件：判斷故障是否發(fā)生在保護(hù)范圍內(nèi)，由方向阻抗繼電器構(gòu)成。3 電壓二次回路斷線閉鎖元件：當(dāng)TV二次回路斷線時(shí)，閉鎖距離保護(hù)，由磁平衡繼電器構(gòu)成。4 時(shí)間元件：形成距離、段的延時(shí)，以保證動(dòng)作的選擇性。5 振蕩閉鎖元件：當(dāng)系統(tǒng)振蕩時(shí)閉鎖距離、段防止誤動(dòng)。三段式距離保護(hù)：三段式距離保護(hù)：I、II段，本線路主保護(hù)；段，本線路主保護(hù)；III段，本線路近后備、相鄰線路遠(yuǎn)后備段，本線路近后備、相鄰線路遠(yuǎn)后備阻抗測(cè)量阻抗測(cè)量元件元件啟動(dòng)元件啟動(dòng)元件

24、時(shí)間元件時(shí)間元件閉鎖元件閉鎖元件距離保護(hù)和電流保護(hù)都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)：距離保護(hù)和電流保護(hù)都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)：不能夠?qū)崿F(xiàn)線路全長(zhǎng)的快速保護(hù)不能夠?qū)崿F(xiàn)線路全長(zhǎng)的快速保護(hù)但是由于距離保護(hù)受系統(tǒng)影響小，因此，但是由于距離保護(hù)受系統(tǒng)影響小，因此，距離距離段可以保護(hù)線路全長(zhǎng)的段可以保護(hù)線路全長(zhǎng)的80808585；距離距離段和下條線路的瞬時(shí)保護(hù)配合，帶有實(shí)現(xiàn)段和下條線路的瞬時(shí)保護(hù)配合，帶有實(shí)現(xiàn)tt；距離距離段與負(fù)荷阻抗配合，作為后備保護(hù)。段與負(fù)荷阻抗配合，作為后備保護(hù)。阻抗元件的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程阻抗元件的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程一、什么是阻抗元件的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程一、什么是阻抗元件的動(dòng)作特性和動(dòng)作方程動(dòng)作特性

25、：阻抗元件動(dòng)作范圍在復(fù)數(shù)平面上的圖形表示動(dòng)作特性：阻抗元件動(dòng)作范圍在復(fù)數(shù)平面上的圖形表示動(dòng)作方程：阻抗元件動(dòng)作范圍的數(shù)學(xué)表達(dá)式動(dòng)作方程：阻抗元件動(dòng)作范圍的數(shù)學(xué)表達(dá)式 考慮：考慮： 1）線路阻抗角）線路阻抗角d 2) CT,PT有誤差有誤差 3）故障點(diǎn)過(guò)渡電阻）故障點(diǎn)過(guò)渡電阻 4）分布電容等）分布電容等 Zm可以寫(xiě)成可以寫(xiě)成R+jX的復(fù)數(shù)形式的復(fù)數(shù)形式 圓圓 四邊形四邊形 蘋(píng)果形蘋(píng)果形 透鏡形透鏡形 以直線為邊界的半平面區(qū)域以直線為邊界的半平面區(qū)域常見(jiàn)的常見(jiàn)的阻抗測(cè)量元件：阻抗測(cè)量元件：二、圓特性阻抗繼電器的特性及動(dòng)作方程1、全阻抗繼電器 特性：以原點(diǎn)為圓心，Zset為半徑的圓 無(wú)方向性、無(wú)死區(qū)

26、 1、絕對(duì)值比較方式 2、相位比較方式 3、絕對(duì)值比較方式與相拉比較方式之間的一般關(guān)系mUmImsetUKIKZZ整定阻抗：整定阻抗：測(cè)量阻抗：測(cè)量阻抗：全阻抗繼電器的動(dòng)作方程：分為絕對(duì)值比較式和相位比較式全阻抗繼電器的動(dòng)作方程：分為絕對(duì)值比較式和相位比較式絕對(duì)值比較式：絕對(duì)值比較式：相位比較式：相位比較式：90909090mUmImUmImsetmsetUKIKUKIKArgZZZZArg整定阻抗：整定阻抗：測(cè)量阻抗：測(cè)量阻抗：相位比較式：相位比較式：整定阻抗：整定阻抗：測(cè)量阻抗：測(cè)量阻抗：90909090mUmImUmImsetmsetUKIKUKIKArgZZZZArg2、方向阻抗繼電器

27、特征：l 以Zset為直徑，通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的圓。圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)。l Zact隨j 改變而改變，當(dāng)j等于Zset的阻抗角時(shí)， Zactj最大，即保護(hù)范圍最大，工作最靈敏。l （既能測(cè)量測(cè)量短路點(diǎn)遠(yuǎn)近，又能判別短路方向) l 有方向性、有死區(qū)方向阻抗繼電器的動(dòng)作方程：方向阻抗繼電器的動(dòng)作方程：絕對(duì)值比較式：絕對(duì)值比較式：1122msetsetZZZ方向阻抗繼電器的動(dòng)作方程：方向阻抗繼電器的動(dòng)作方程：相位比較式：相位比較式：3、 偏移特性阻抗繼電器偏移特性阻抗繼電器特征：特征：l以以 (1+) Z(1+) Zsetset為直徑，圓心為直徑，圓心(1(1) Z) Zsetset的圓，的圓，圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，圓

28、外為非動(dòng)作區(qū)。圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，圓外為非動(dòng)作區(qū)。l當(dāng)測(cè)量阻抗正好落在圓周上時(shí)，阻抗繼電器臨界當(dāng)測(cè)量阻抗正好落在圓周上時(shí)，阻抗繼電器臨界動(dòng)作。動(dòng)作。l有一定的方向性、無(wú)死區(qū)有一定的方向性、無(wú)死區(qū)偏移阻抗繼電器的動(dòng)作方程：偏移阻抗繼電器的動(dòng)作方程：絕對(duì)值比較式：絕對(duì)值比較式：圓心圓心= = 半徑半徑= =偏移阻抗繼電器的動(dòng)作方程：偏移阻抗繼電器的動(dòng)作方程：絕對(duì)值比較式：絕對(duì)值比較式：偏移阻抗繼電器的動(dòng)作方程：偏移阻抗繼電器的動(dòng)作方程：相位比較式：相位比較式：偏移阻抗繼電器的動(dòng)作方程：偏移阻抗繼電器的動(dòng)作方程：相位比較式：相位比較式：msetmZZZ 2三、直線特性阻抗元件及其動(dòng)作方程三、直線特性阻抗元

29、件及其動(dòng)作方程功率方向測(cè)量元件的動(dòng)作特性功率方向測(cè)量元件的動(dòng)作特性 功率方向元件就是方向阻抗繼電器的功率方向元件就是方向阻抗繼電器的Z Zsetset設(shè)定為無(wú)限大設(shè)定為無(wú)限大時(shí)的特殊情況時(shí)的特殊情況90arg90setsetmZZZmsetmZZZ 2三、直線特性阻抗元件及其動(dòng)作方程三、直線特性阻抗元件及其動(dòng)作方程功率方向測(cè)量元件的動(dòng)作特性功率方向測(cè)量元件的動(dòng)作特性 功率方向元件就是方向阻抗繼電器的功率方向元件就是方向阻抗繼電器的Z Zsetset設(shè)定為無(wú)限大設(shè)定為無(wú)限大時(shí)的特殊情況時(shí)的特殊情況90arg90setsetmZZZ阻抗元件的接線方式阻抗元件的接線方式一、相間短路單相式阻抗元件的一

30、、相間短路單相式阻抗元件的0 00 0接線方式接線方式阻抗元件的接線方式阻抗元件的接線方式：接入阻抗元件的測(cè)量電壓和測(cè)：接入阻抗元件的測(cè)量電壓和測(cè)量電流分別取線電壓和線電流量電流分別取線電壓和線電流接線原則：接線原則：使測(cè)量阻抗正確反映故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處使測(cè)量阻抗正確反映故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處的距離，且準(zhǔn)確度不受故障類型的影響的距離，且準(zhǔn)確度不受故障類型的影響1 1）要求）要求 1 1、測(cè)量阻抗僅與故障的到保護(hù)安裝處的距離成正比。、測(cè)量阻抗僅與故障的到保護(hù)安裝處的距離成正比。 2 2、測(cè)量阻抗與故障類型無(wú)關(guān)。、測(cè)量阻抗與故障類型無(wú)關(guān)。 3 3、使繼電器動(dòng)作盡可能靈敏。、使繼電器動(dòng)作盡可能靈敏。相間

31、短路的阻抗測(cè)量元件：相間短路的阻抗測(cè)量元件：0 00 0接線方式接線方式阻抗元件1阻抗元件2阻抗元件3UmUABUBCUCAImIA-IBIB-ICIC-IA1 1、三相短路、三相短路LZIILZILZIUUUBABABAAB111)( LZIIUZBAABm131三相短路時(shí)，測(cè)量阻抗和線路的長(zhǎng)度成正比三相短路時(shí)，測(cè)量阻抗和線路的長(zhǎng)度成正比2、兩相短路LZILZIILZILZIUABABAAB11112)(LZIIUZBAABm1)2(1兩相短路時(shí)，測(cè)量阻抗和線路的長(zhǎng)度成正比兩相短路時(shí)，測(cè)量阻抗和線路的長(zhǎng)度成正比對(duì)于三相短路，對(duì)于三相短路，0度接線的各相阻抗元件均能夠正確測(cè)量故障點(diǎn)到保護(hù)安度接

32、線的各相阻抗元件均能夠正確測(cè)量故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的線路距離裝處的線路距離對(duì)于兩相短路和兩相接地短路，總有一相阻抗元件能夠正確測(cè)量故障點(diǎn)對(duì)于兩相短路和兩相接地短路，總有一相阻抗元件能夠正確測(cè)量故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的線路距離，而另外兩相阻抗元件給出了較正確阻抗大的到保護(hù)安裝處的線路距離，而另外兩相阻抗元件給出了較正確阻抗大的測(cè)量阻抗測(cè)量阻抗對(duì)于單相接地，對(duì)于單相接地，0度接線的各相阻抗元件均不度接線的各相阻抗元件均不能正確測(cè)量故障點(diǎn)到保護(hù)安能正確測(cè)量故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的線路距離裝處的線路距離各種相間短路和兩相短路接地的測(cè)量阻抗值各種相間短路和兩相短路接地的測(cè)量阻抗值Kab(2)Kbc(2)Kca(2

33、)Kab(2,0)ZkZkZkZkZkZkZkZkZkZkZkZkKbc(2,0)Kca(2,0)K(3)Ka,Kb,KcZkZkZkZkZkZkZkZkZkZkZkZk二、接地短路阻抗元件的接線方式二、接地短路阻抗元件的接線方式 帶補(bǔ)償電流的帶補(bǔ)償電流的0 00 0接線方式：接線方式： 單相接地時(shí)，故障相電流很大，電壓降低單相接地時(shí)，故障相電流很大，電壓降低接入阻抗繼電器的電流電壓情況如下：接入阻抗繼電器的電流電壓情況如下：Im=IIm=IA A=I=I1 1I I2 2I I0 0Um=UUm=UA A(1)(1)=U=U1 1U U2 2U U0 0 U U1 1=I=I1 1ZZ1 1

34、LL U U2 2=I=I2 2ZZ2 2LL U U0 0=I=I0 0ZZ0 0LLU UA A(1)(1)=Z=Z1 1L(IL(I1 1I I2 2 I I0 0ZZ0 0/Z/Z1 1) ) =Z=Z1 1LILIA A3I3I0 0(Z(Z0 0-Z-Z1 1)/3Z1)/3Z1二、接地短路阻抗元件的接線方式二、接地短路阻抗元件的接線方式帶補(bǔ)償電流的帶補(bǔ)償電流的0 00 0接線方式：接線方式：令令 Z Zm m=Z=Z1 1L L 則則 Z Zm m= =03YYUIK I110,3mAmAUUIIKI220,3mBmBUUIIKI330,3mCmCUUIIKI011()/3KZZ

35、Z其中，其中，二、接地短路阻抗元件的接線方式二、接地短路阻抗元件的接線方式 帶補(bǔ)償電流的帶補(bǔ)償電流的0 00 0接線方式：接線方式：三、極化電壓三、極化電壓為了消除方向阻抗元件的死區(qū)，可以引入與測(cè)為了消除方向阻抗元件的死區(qū)，可以引入與測(cè)量電壓同相位的電壓量電壓同相位的電壓UpUp，稱為極化電壓，稱為極化電壓極化電壓應(yīng)滿足以下要求：極化電壓應(yīng)滿足以下要求：與測(cè)量電壓同相位與測(cè)量電壓同相位應(yīng)有足夠的大小和維持時(shí)間，保證距離保應(yīng)有足夠的大小和維持時(shí)間，保證距離保護(hù)第護(hù)第段能夠可靠動(dòng)作段能夠可靠動(dòng)作 正常運(yùn)行時(shí)，諧振回路正常運(yùn)行時(shí)，諧振回路呈純電阻，呈純電阻，Rj上電流與上電流與Uab同相位，所以，同

36、相位，所以，Up也與也與Uab同相位同相位 外加電壓消失時(shí)，借助外加電壓消失時(shí)，借助于諧振，電壓于諧振，電壓Up在一在一定時(shí)間內(nèi)保持原有相位定時(shí)間內(nèi)保持原有相位不變不變 引入第三相電壓，保證引入第三相電壓，保證保護(hù)反方向出口兩相短保護(hù)反方向出口兩相短路時(shí)阻抗元件仍然能夠路時(shí)阻抗元件仍然能夠正確動(dòng)作正確動(dòng)作影響阻抗元件測(cè)量阻抗精度的因素1、短路點(diǎn)的過(guò)渡電阻；2、保護(hù)安裝處與故障點(diǎn)之間有分支電路；3、電力系統(tǒng)振蕩；4、TA,TV的誤差；5、TV二次回路斷線；6、串連補(bǔ)償電容。一、短路點(diǎn)過(guò)渡電阻對(duì)測(cè)量阻抗的影響一、短路點(diǎn)過(guò)渡電阻對(duì)測(cè)量阻抗的影響1、過(guò)渡電阻的性質(zhì)：弧光電阻Rt lL：弧長(zhǎng) Ik：短路

37、電流純電阻性，故障初期較小，0.3s后劇激增大。一、故障點(diǎn)過(guò)渡電阻的影響一、故障點(diǎn)過(guò)渡電阻的影響1、過(guò)渡電阻僅影響距離、過(guò)渡電阻僅影響距離段，使測(cè)量阻抗增大，段，使測(cè)量阻抗增大，保護(hù)范圍縮小，靈敏度下降。保護(hù)范圍縮小，靈敏度下降。kLtIlR1050結(jié)論：結(jié)論：2、保護(hù)裝置整定值越小，相對(duì)的受過(guò)渡電阻影、保護(hù)裝置整定值越小，相對(duì)的受過(guò)渡電阻影響越大。（線路的長(zhǎng)短有關(guān)）響越大。（線路的長(zhǎng)短有關(guān)）3、方向阻抗繼電器容易受過(guò)渡電阻的影、方向阻抗繼電器容易受過(guò)渡電阻的影響，全阻抗繼電器受過(guò)渡電阻的影響較小。響，全阻抗繼電器受過(guò)渡電阻的影響較小。結(jié)論：阻抗繼電器動(dòng)作特性在結(jié)論：阻抗繼電器動(dòng)作特性在R軸方

38、向上所占軸方向上所占面積越大，受過(guò)渡電阻的影響就越小。面積越大，受過(guò)渡電阻的影響就越小。4、短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處越近，影響越大，反之影響越小、短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處越近，影響越大，反之影響越小5、繼電器靈敏角減小，可增大其躲過(guò)渡電阻的、繼電器靈敏角減小，可增大其躲過(guò)渡電阻的能力。能力。2、消除過(guò)渡電阻的措施 ：2、采用瞬時(shí)測(cè)量裝置（所謂瞬時(shí)測(cè)量，就是把距離元件的最初動(dòng)作狀態(tài)通過(guò)起動(dòng)元件的動(dòng)作固定下來(lái)。當(dāng)電弧電阻增大時(shí)，距離元件不會(huì)因?yàn)殡娀‰娮璧脑龃蠖祷?，仍以預(yù)定的動(dòng)作時(shí)限跳閘。） 1、采用四邊形阻抗繼電器采用四邊形阻抗繼電器 ；增加增加R軸面積軸面積1、助增電流l 這種使測(cè)量阻抗增大的分支電流稱為

39、助增電流，其分支系數(shù)這種使測(cè)量阻抗增大的分支電流稱為助增電流，其分支系數(shù)Kb 亦稱之為助增系數(shù)，亦稱之為助增系數(shù)，Kb 1。l 助增電流的影響，實(shí)際上是降低了保護(hù)裝置助增電流的影響，實(shí)際上是降低了保護(hù)裝置KZA的靈敏度，的靈敏度，縮短了阻抗保護(hù)的距離縮短了阻抗保護(hù)的距離l 在整定計(jì)算時(shí)應(yīng)取實(shí)際可能運(yùn)行方式下的最小值，以保證保在整定計(jì)算時(shí)應(yīng)取實(shí)際可能運(yùn)行方式下的最小值，以保證保護(hù)的選擇性。因?yàn)檫@樣整定后，如果運(yùn)行方式變化出現(xiàn)較大護(hù)的選擇性。因?yàn)檫@樣整定后，如果運(yùn)行方式變化出現(xiàn)較大的分支系數(shù)變大時(shí)，使得測(cè)量阻抗增大，保護(hù)范圍縮小，不的分支系數(shù)變大時(shí)，使得測(cè)量阻抗增大，保護(hù)范圍縮小，不至于造成非選擇

40、性動(dòng)作。至于造成非選擇性動(dòng)作。 二、分支電流對(duì)距離保護(hù)的影響二、分支電流對(duì)距離保護(hù)的影響2、汲出電流l 這種使測(cè)量阻抗減小的分支電流稱為這種使測(cè)量阻抗減小的分支電流稱為汲出汲出電流，其分支系電流，其分支系數(shù)數(shù)Kb 1） B、汲出分支（保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)有負(fù)荷引出，保護(hù)測(cè)量阻抗將減小。分支系數(shù) 1） B、汲出分支（保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)有負(fù)荷引出，保護(hù)測(cè)量阻抗將減小。分支系數(shù) 1） C、助增分支、汲出分支同時(shí)存在時(shí) 總分支系數(shù)為助增系數(shù)與汲出系數(shù)相乘。fzKIopfzrelABIIrelIIopZKKZKZ2 .1 . relKfzKfzK 與相鄰元件的速動(dòng)保護(hù)配合靈敏度校驗(yàn)：靈敏度校驗(yàn)： 要求：要

41、求：1.31.5若靈敏系數(shù)不滿足要求，可與相鄰若靈敏系數(shù)不滿足要求，可與相鄰段配合段配合 ，動(dòng)作阻，動(dòng)作阻抗為抗為動(dòng)作時(shí)間：動(dòng)作時(shí)間：tttopop2 .1 .ABIIopIIsenZZK1 .opfzrelABIIrelIIopZKKZKZ2 .1 . 3、相間距離段保護(hù)的整定 整定計(jì)算原則：按躲過(guò)最小負(fù)荷阻抗整定整定計(jì)算原則：按躲過(guò)最小負(fù)荷阻抗整定 按躲過(guò)最小負(fù)荷阻抗整定 可靠系數(shù)取1.21.3；全阻抗繼電器返回系數(shù)取1.151.25 若測(cè)量元件采用方向阻抗繼電器： 方向阻抗繼電器靈敏角 負(fù)荷阻抗角astrerelldIIIsetKKKZZmin.1 .max.min.9 .0fhxeld

42、IUZ)cos(min.1 .ldlmastrerelldIIIsetKKKZZlmld3、相間距離段保護(hù)的整定 靈敏度校驗(yàn)近后備時(shí)： 要求1.31.5遠(yuǎn)后備時(shí)： 要求1.2 注意：以上動(dòng)作阻抗為一次側(cè)計(jì)算值，工程實(shí)踐中還應(yīng)換算成繼電器的整定值：ABIIIopIIIsenZZK1.BCbABIIIopIIIsenZKZZKmax.1 .setTVTAksetZnnZ.對(duì)距離保護(hù)的評(píng)價(jià)對(duì)距離保護(hù)的評(píng)價(jià)在多電源網(wǎng)絡(luò)甚至復(fù)雜電網(wǎng)中，距離保護(hù)能較在多電源網(wǎng)絡(luò)甚至復(fù)雜電網(wǎng)中，距離保護(hù)能較好地滿足動(dòng)作的選擇性要求好地滿足動(dòng)作的選擇性要求在在220kV220kV及以上電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)中，因保護(hù)不及以上電壓等級(jí)

43、的網(wǎng)絡(luò)中，因保護(hù)不能滿足穩(wěn)定要求而不能作為主保護(hù)能滿足穩(wěn)定要求而不能作為主保護(hù)距離保護(hù)比電流電壓保護(hù)的靈敏度好，且基本距離保護(hù)比電流電壓保護(hù)的靈敏度好，且基本上不受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，保護(hù)區(qū)相對(duì)穩(wěn)上不受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，保護(hù)區(qū)相對(duì)穩(wěn)定定第第四四部分部分220kV零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)原理原理線路的零序電流及方向保護(hù)線路的零序電流及方向保護(hù)一、概述一、概述1 1、中性點(diǎn)方式：、中性點(diǎn)方式：2 2、供電可靠性：、供電可靠性：3 3、絕緣水平：、絕緣水平：4 4、接地電流：、接地電流：中性點(diǎn)直接接地（大接地電流電網(wǎng)）中性點(diǎn)直接接地（大接地電流電網(wǎng)）中性點(diǎn)非直接接地（小接地電流電網(wǎng)）中性點(diǎn)非直接接

44、地（小接地電流電網(wǎng)）大：供電可靠性低大：供電可靠性低?。汗╇娍煽啃愿咝。汗╇娍煽啃愿叽螅喊聪嚯妷?，設(shè)備造價(jià)低大：按相電壓，設(shè)備造價(jià)低?。喊淳€電壓，設(shè)備造價(jià)高小：按線電壓，設(shè)備造價(jià)高大：接地電流大，屬故障狀態(tài)，需跳閘大：接地電流大，屬故障狀態(tài)，需跳閘?。航拥仉娏餍?，屬不正常運(yùn)行狀態(tài)，不?。航拥仉娏餍?，屬不正常運(yùn)行狀態(tài)，不 跳閘只發(fā)信號(hào)跳閘只發(fā)信號(hào)二、接地故障時(shí)零序電流，零序電壓及零序功率二、接地故障時(shí)零序電流，零序電壓及零序功率 的特點(diǎn)的特點(diǎn) （1 1）故障點(diǎn)的零序電壓最高，離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)，零序電）故障點(diǎn)的零序電壓最高，離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)，零序電壓越低。壓越低。（2 2）零序電流的分布，決定于線路的零序

45、阻抗和）零序電流的分布，決定于線路的零序阻抗和中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗及變壓器接地中性點(diǎn)的中性點(diǎn)接地變壓器的零序阻抗及變壓器接地中性點(diǎn)的數(shù)目和位置。數(shù)目和位置。（3 3）故障線路零序功率的方向與正序功率的方向）故障線路零序功率的方向與正序功率的方向相反，是由線路流向母線的。相反，是由線路流向母線的。（4 4）某一保護(hù)安裝地點(diǎn)處的零序電壓與零序電流）某一保護(hù)安裝地點(diǎn)處的零序電壓與零序電流之間的相位差取決于背后元件的阻抗角。之間的相位差取決于背后元件的阻抗角。 （5 5）在系統(tǒng)運(yùn)行方式變化時(shí)，正、負(fù)序阻抗的變）在系統(tǒng)運(yùn)行方式變化時(shí)，正、負(fù)序阻抗的變化，引起化，引起Ud1Ud1、Ud2 Ud2 、

46、Ud0Ud0之間電壓分配的改變，因而之間電壓分配的改變，因而間接地影響零序分量的大小。間接地影響零序分量的大小。二、接地故障時(shí)零序電流，零序電壓及零序功率的特點(diǎn)二、接地故障時(shí)零序電流，零序電壓及零序功率的特點(diǎn) 三、零序電流濾過(guò)器三、零序電流濾過(guò)器 流入繼電器中的電流為流入繼電器中的電流為 接地故障時(shí)流入繼電器的電流接地故障時(shí)流入繼電器的電流為零序電流，即為零序電流，即 .cbarIIII.0.3IIIIIcbar 在正常運(yùn)行和相間短路時(shí)，零序電流過(guò)濾器存在正常運(yùn)行和相間短路時(shí)，零序電流過(guò)濾器存在一個(gè)不平衡電流，即在一個(gè)不平衡電流，即 它是由于三個(gè)互感器鐵心的飽和程度不同，它是由于三個(gè)互感器鐵心

47、的飽和程度不同，以及制造過(guò)程中的某些差別而引起的。當(dāng)發(fā)生相以及制造過(guò)程中的某些差別而引起的。當(dāng)發(fā)生相間短路時(shí)，鐵芯飽和的程度最嚴(yán)重，此時(shí)不平衡間短路時(shí)，鐵芯飽和的程度最嚴(yán)重，此時(shí)不平衡電流達(dá)到最大值。電流達(dá)到最大值。 三、零序電流濾過(guò)器三、零序電流濾過(guò)器 unbrII 對(duì)于采用電纜引出的對(duì)于采用電纜引出的送電線路，還廣泛采用送電線路，還廣泛采用零序電流互感器接線以零序電流互感器接線以獲得獲得3I0 3I0 ，如右圖所示，如右圖所示它和零序電流過(guò)濾器相它和零序電流過(guò)濾器相比，主要是沒(méi)有不平衡比，主要是沒(méi)有不平衡電流，同時(shí)接線也更簡(jiǎn)電流，同時(shí)接線也更簡(jiǎn)單。單。三、零序電流濾過(guò)器三、零序電流濾過(guò)器

48、四、零序電壓互感器四、零序電壓互感器 零序電壓的取得，通常采用三個(gè)單相電壓互感器或零序電壓的取得，通常采用三個(gè)單相電壓互感器或三相五柱式電壓互感器。三相五柱式電壓互感器。 發(fā)生接地故障時(shí)，從發(fā)生接地故障時(shí)，從 mn 端子上得到的零序電壓為：端子上得到的零序電壓為： 03.UUUUUCBAmn五、零序電流速斷保護(hù)（零序五、零序電流速斷保護(hù)（零序I段）段） 零序電流速斷保護(hù)起動(dòng)值的整定原則如下零序電流速斷保護(hù)起動(dòng)值的整定原則如下 1.躲開(kāi)下一條線路出口處單相接地或兩相接地短路時(shí)可能出現(xiàn)的最大零序電流3I0max ,即 式中式中 單相接地短路時(shí)的零序電流和兩相接地短路時(shí)單相接地短路時(shí)的零序電流和兩相

49、接地短路時(shí)的零序電流最大值。的零序電流最大值。 max. 0Imax. 0relOP3IKI2.2.躲過(guò)斷路器三相觸頭不同期合閘時(shí)出現(xiàn)的零序電躲過(guò)斷路器三相觸頭不同期合閘時(shí)出現(xiàn)的零序電流，即流，即uncrelOP3IKI六、限時(shí)零序電流速斷保護(hù)（零序六、限時(shí)零序電流速斷保護(hù)（零序段）段） 1.1.起動(dòng)電流起動(dòng)電流 零序零序段的起動(dòng)電流應(yīng)與下一段線路的零序段的起動(dòng)電流應(yīng)與下一段線路的零序段保護(hù)相配合。段保護(hù)相配合。 OP rel OPIKI 2 2. .動(dòng)作時(shí)限動(dòng)作時(shí)限 零序零序段的動(dòng)作時(shí)限與相鄰線路零序段的動(dòng)作時(shí)限與相鄰線路零序段段相配合，動(dòng)作時(shí)限一般取相配合，動(dòng)作時(shí)限一般取0.50.5秒秒3

50、.3.靈敏度校驗(yàn)靈敏度校驗(yàn) 零序零序段的靈敏系數(shù)，應(yīng)按照本線路末端接地短段的靈敏系數(shù)，應(yīng)按照本線路末端接地短路時(shí)的最小零序電流來(lái)校驗(yàn)，并滿足路時(shí)的最小零序電流來(lái)校驗(yàn)，并滿足Ksen1.31.5,Ksen1.31.5,即即式中式中I0。min本線路末端接地短路時(shí)的最小零序電流。本線路末端接地短路時(shí)的最小零序電流。 六、限時(shí)零序電流速斷保護(hù)（零序六、限時(shí)零序電流速斷保護(hù)（零序段）段） 5 . 13OPmin. 0senIIK如果靈敏度不滿足要求，則增加一段零序，并與相鄰線如果靈敏度不滿足要求，則增加一段零序，并與相鄰線路零序路零序段配合段配合七、定時(shí)限零序過(guò)電流保護(hù)（零序七、定時(shí)限零序過(guò)電流保護(hù)（

51、零序段）段） 1. 1.起動(dòng)電流起動(dòng)電流 (1) (1) 躲開(kāi)在下一條線路出口處相間短路時(shí)所出現(xiàn)的最躲開(kāi)在下一條線路出口處相間短路時(shí)所出現(xiàn)的最大不平衡電流大不平衡電流Iunb.max,Iunb.max,即即 （2 2）與下一線路零序）與下一線路零序段相配合就是本保護(hù)零序段相配合就是本保護(hù)零序段段的保護(hù)范圍，不能超出相鄰線路上零序的保護(hù)范圍，不能超出相鄰線路上零序段的保護(hù)范圍。段的保護(hù)范圍。max.unb rel OPIKI2. 2. 靈敏度校驗(yàn)靈敏度校驗(yàn) 作為本條線路近后備保護(hù)時(shí)，按本線路末端發(fā)生接地故作為本條線路近后備保護(hù)時(shí)，按本線路末端發(fā)生接地故障時(shí)的最小零序電流來(lái)校驗(yàn)，要求障時(shí)的最小零序

52、電流來(lái)校驗(yàn)，要求 作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，按相鄰線路保護(hù)范作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)，按相鄰線路保護(hù)范圍末端發(fā)生接地故障時(shí)，流過(guò)本保護(hù)的最小零序電流圍末端發(fā)生接地故障時(shí)，流過(guò)本保護(hù)的最小零序電流3I0min3I0min來(lái)校驗(yàn)，要求來(lái)校驗(yàn)，要求5 . 13 . 13 OPmin. 0senIIK2 . 13 OPmin. 0senIIK3.3.動(dòng)作時(shí)限動(dòng)作時(shí)限 各保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限也按階梯原則來(lái)選擇。各保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限也按階梯原則來(lái)選擇。 只有在兩個(gè)變壓器間發(fā)生接地故障時(shí)，才能引起零序只有在兩個(gè)變壓器間發(fā)生接地故障時(shí)，才能引起零序電流，所以只有保護(hù)電流，所以只有保護(hù)4 4、5 5、6 6才能才能采

53、用零序保護(hù)，要求：采用零序保護(hù)，要求：654ttt 反時(shí)限反時(shí)限 零序保護(hù)的原理是三相平衡系統(tǒng)中流過(guò)的電流矢量和是零，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，平衡系統(tǒng)被破壞，就有零序電流產(chǎn)生，通過(guò)電流互感器檢測(cè)到，從而保護(hù)動(dòng)作，反延時(shí)就是零序電流越大延時(shí)動(dòng)作的時(shí)間就越短。和它相對(duì)的是正時(shí)限。八、方向性零序電流保護(hù)八、方向性零序電流保護(hù) 在在d1d1點(diǎn)接地短路時(shí)，需滿足點(diǎn)接地短路時(shí)，需滿足t t0202ttt0303必須加裝功率方向元件。必須加裝功率方向元件。 1.1.工作原理工作原理靈敏角靈敏角70sen)11095(sen 在雙側(cè)電源兩側(cè)變壓器的中性點(diǎn)均接地的在雙側(cè)電源兩側(cè)變壓器的中性點(diǎn)均接地的電網(wǎng)中，當(dāng)線路上發(fā)生接地短路時(shí)，故障點(diǎn)的零序電網(wǎng)中，當(dāng)線路上發(fā)生接地短路時(shí)，故障點(diǎn)的零序電流將分為兩個(gè)支路分別流向兩側(cè)的接地中性點(diǎn)，電流將分為