電力系統(tǒng)繼電保護——3637電網(wǎng)的距離保護影響阻抗繼電器正確動作的因素ppt課件

1、電力系統(tǒng)繼電保護原理電力系統(tǒng)繼電保護原理主講教師：范春菊主講教師：范春菊3 電網(wǎng)的距離保護3.1 距離保護的作用原理3.2 各種單相式阻抗繼電器的動作特性3.3 阻抗繼電器的接線方式3.4 方向阻抗繼電器的死區(qū)和特性分析3.5 距離保護的整定計算和評價3.6 影響距離保護正確動作的因素及防止方法3.7 距離保護裝置框圖舉例3.6 影響距離保護正確動作的因影響距離保護正確動作的因素及防止方法素及防止方法 影響距離保護正確動作的因素影響距離保護正確動作的因素距離繼電器的工作原理： 影響距離繼電器正確動作的因素有：短路點過渡電阻電力系統(tǒng)振蕩電壓回路斷線輸電線路的串補電容短路電壓、電流中的非工頻分量T

2、V，TA的傳變誤差mmmUZI1. 過渡電阻對距離保護的影響過渡電阻對距離保護的影響1.1 短路點過渡電阻的性質(zhì)1.2 單側(cè)電源線路上過渡電阻的影響1.3 雙側(cè)電源線路上過渡電阻的影響1.4 過渡電阻對不同特性阻抗繼電器的影響1.5 防止過渡電阻影響的方法1.1 短路點過渡電阻的性質(zhì)短路點過渡電阻的性質(zhì)相間短路時，過渡電阻主要由電弧電阻構(gòu)成，電弧電阻一般在5-10歐姆；接地短路時：在導線對鐵塔放電的接地短路時，鐵塔及其接地電阻構(gòu)成過渡電阻的主要部分，可能達到數(shù)十歐在導線通過樹木或其他物體對地短路時，過渡電阻更高，可能會達到100歐姆220kV），300歐姆500kV）低壓線路高壓線路電弧電阻

3、1.2 單側(cè)電源線路上過渡電阻的影響單側(cè)電源線路上過渡電阻的影響-測量阻抗測量阻抗BC線路出口短路時.2.m Bmgm BCUZRI.1.m AmABgm ABUZZRI 1.2 單側(cè)電源線路上過渡電阻的影響單側(cè)電源線路上過渡電阻的影響-動作特動作特性分析性分析保護動作特性分析Rg較小時，保護2可以正確動作；Rg較大時，保護2拒動，可是，落在保護1的保護范圍內(nèi)，所以，保護1會誤動，失去選擇性。 1.2 單側(cè)電源線路上過渡電阻的影響單側(cè)電源線路上過渡電阻的影響-總結(jié)總結(jié)總是使測量阻抗增大，保護范圍縮短可能使保護失去選擇性保護距短路點越近，受過渡電阻影響越大保護整定值越小，受過渡電阻的影響也越大

4、1.3 雙側(cè)電源線路上過渡電阻的影響雙側(cè)電源線路上過渡電阻的影響-分析分析2kmABgkjkABgkIZZRIIZR eI此時的過渡電阻使得阻抗繼電器的測量阻抗呈現(xiàn)兩種形式，一種為感性阻抗，另外一種為容性阻抗。 1.3 雙側(cè)電源線路上過渡電阻的影響雙側(cè)電源線路上過渡電阻的影響-分析分析 保護在送電端：過渡電阻呈現(xiàn)容性阻抗，繼電器的測量阻抗減小，導致無選擇性動作；保護安裝在受電端，過渡電阻可能呈現(xiàn)感性阻抗，阻抗繼電器的測量阻抗增大，導致保護拒動。 1.4 過渡電阻對不同特性阻抗繼電器的影響過渡電阻對不同特性阻抗繼電器的影響1是透鏡形特性，2是方向阻抗特性，3是全阻抗特性隨著過渡電阻的增大，繼電器

5、1、2、3依次開始拒動動作特性在+R軸方向上越大，承受過渡電阻的能力越強1.5 防止過渡電阻影響的方法防止過渡電阻影響的方法選擇承受過渡電阻能力強的動作特性，如下圖中四邊形特性的阻抗繼電器XA向下傾斜，防止過渡電阻使測量電抗減小時的超越RA可在R軸方向獨立移動以適應不同數(shù)值的過渡電阻采用記憶特性的阻抗繼電器，正方向短路時，阻抗繼電器有較強的抗過渡電阻能力2. 系統(tǒng)振蕩對距離保護的影響系統(tǒng)振蕩對距離保護的影響2.1 電力系統(tǒng)振蕩產(chǎn)生的原因2.2系統(tǒng)振蕩時電壓、電流的分布2.3 系統(tǒng)振蕩對距離保護的影響分析2.4 振蕩閉鎖回路2.1 系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩的原因系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩的原因引起系統(tǒng)振蕩的原因：輸電線路

6、輸送功率過大，超過靜穩(wěn)定極限無功功率不足而引起系統(tǒng)電壓降低相鄰輸電線路短路，故障切除較慢自動重合閘合閘于永久性故障或者非同期自動重合閘，合閘不成功引起振蕩注意電力系統(tǒng)振蕩只是電力系統(tǒng)的一種不正常運行方式，保護不應該動作；正常運行時，系統(tǒng)兩側(cè)的功角一般小于70度。 2.2 系統(tǒng)振蕩研究的假設條件系統(tǒng)振蕩研究的假設條件研究電力系統(tǒng)振蕩，要做如下的假設：將所研究的系統(tǒng)，按其電氣連接的特點，簡化為一個具有雙側(cè)電源的開式網(wǎng)絡；系統(tǒng)振蕩時，三相處于對稱狀態(tài)，可只取一相來研究；振蕩時，兩側(cè)系統(tǒng)的電勢 幅值相等，相角差用 來表示， 在0360度之間變化；系統(tǒng)中各元件的阻抗角相等，用 來表示；震蕩過程中，不考慮

7、負荷電流的影響。MNEE和kZMLNkZZZZZ 2.3 振蕩時電壓電流的計算振蕩時電壓電流的計算-電流分布電流分布N=2sin22*sin2MNMlNMMMEEIZZZEEEEEIZZZ當時，保護安裝處測量到的有效值電流為：測量電流隨著功角的變化而周期性低變化當 時， 時，2k(21)k2MEIZ0I 2.3 振蕩時電壓電流的計算振蕩時電壓電流的計算-電流分布電流分布測量電流波形，呈現(xiàn)周期性。 2.3 振蕩時電壓電流的計算振蕩時電壓電流的計算-電壓分布電壓分布1N2MNMlNMMMMNNNEEIZZZUEIZEK MNUEIZEK MN 如果所有阻抗角相同，則K1,K2為實數(shù) 電氣中心或振蕩

8、中心電氣中心或振蕩中心-系統(tǒng)各元件阻抗角相系統(tǒng)各元件阻抗角相等等當所有阻抗角相等且兩側(cè)電勢幅值相等時，振蕩中心不隨振蕩角的改變而移動，始終位于系統(tǒng)總阻抗的中點 電氣中心或振蕩中心電氣中心或振蕩中心-系統(tǒng)各元件阻抗角不相系統(tǒng)各元件阻抗角不相等等如果系統(tǒng)阻抗角與線路阻抗角不相等，則振蕩中心的位置會隨著振蕩角的變化而變化振蕩時測量電壓的變化振蕩時測量電壓的變化-周期性周期性 2.4 系統(tǒng)振蕩時保護安裝處的測量阻抗系統(tǒng)振蕩時保護安裝處的測量阻抗11,()cot222MmMMjNMNMMUZIZZEeEEEZZZj如果那么 2.5 系統(tǒng)振蕩對距離保護的影響分析系統(tǒng)振蕩對距離保護的影響分析1）=01=18

9、0=,290 ()mMmMMmMkZZZZZ 當時，保護不動作當時，即從振蕩中心到保護安裝處的阻抗如果振蕩中心在保護范圍內(nèi)，保護動作。的相位為：為什么？()cot222mMMZZZZj 2.5 系統(tǒng)振蕩對距離保護的影響分析系統(tǒng)振蕩對距離保護的影響分析2）繼電器動作特性在阻抗平面上沿直線OO方向所占的面積越大，保護安裝地點越靠近振蕩中心，受振蕩影響就越大振蕩中心在保護范圍以外時，不受振蕩影響保護動作延時較大時，可利用延時躲開振蕩的影響 2.5 系統(tǒng)振蕩對距離保護的影響分析系統(tǒng)振蕩對距離保護的影響分析3）當阻抗繼電器誤動的時間計算方法：假設振蕩周期為T，則繼電器受振蕩影響誤動的時間為：通過延時可以

10、躲開振蕩對距離保護的影響在之 間 時 ，阻 抗 繼 電 器 誤 動*360tT 2.6 避免系統(tǒng)振蕩距離保護誤動作的措施避免系統(tǒng)振蕩距離保護誤動作的措施采用在OO方向上面積小的阻抗繼電器保護安裝處遠離振蕩中心適當延長保護的動作時間，躲開震蕩的影響，缺點會影響保護的動作速度。 2.7 振蕩閉鎖回路振蕩閉鎖回路-振蕩和短路的主要區(qū)別振蕩和短路的主要區(qū)別振蕩時，電流和各點電壓的幅值周期性變化；而短路后，在不計衰減時是不變的振蕩時電流和各點電壓幅值的變化速度較慢；而短路時幅值是突然改變的，變化速度很快振蕩時，各點電流和電壓之間的相位關(guān)系隨振蕩角的變化而改變；而短路時是不變的振蕩時，三相完全對稱，系統(tǒng)沒

11、有負序分量；而短路時，總會出現(xiàn)長期不對稱短路或瞬間在三相短路開始時的負序分量振蕩閉鎖回路的要求振蕩閉鎖回路的要求系統(tǒng)發(fā)生全相或非全相振蕩時，保護裝置不應誤動作跳閘。系統(tǒng)在全相或非全相振蕩過程中，被保護線路發(fā)生各種類型的不對稱故障，保護裝置應有選擇性地動作跳閘，縱聯(lián)保護仍應快速動作。系統(tǒng)在全相振蕩過程中再發(fā)生三相故障時，保護裝置應可靠動作跳閘，并允許帶短延時跳閘。 2.8 振蕩閉鎖方法振蕩閉鎖方法1） 利用系統(tǒng)短路時利用系統(tǒng)短路時的負序、零序分量或電流突然變化，短時開放保護的負序、零序分量或電流突然變化，短時開放保護 2.8 利用系統(tǒng)短路時的負序、零序分利用系統(tǒng)短路時的負序、零序分量或電流突然變

12、化，短時開放保護量或電流突然變化，短時開放保護故障判斷元件和整組復歸元件在系統(tǒng)正常運行或振蕩時都不會動作無負序分量），保護裝置的I段和II段被閉鎖，無論阻抗繼電器本身是否動作，保護都不可能動作跳閘，即不會發(fā)生誤動。電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，故障判斷元件立即動作，動作信號經(jīng)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器SW記憶下來，直至整組復歸。SW輸出的信號，又經(jīng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器DW，固定輸出時間寬度為 的短脈沖，在 時間內(nèi)若阻抗判別元件的I段或II段動作，則允許保護無延時或有延時動作(距離保護III段被自保持)。2.8 振蕩閉鎖回路振蕩閉鎖回路-負序電壓負序電壓原理二：利用負序分量的出現(xiàn)與否來實現(xiàn)振蕩閉鎖輸入端加入正序電壓111222

13、3,30/3,60RXRX 負序電壓過濾器原理接線圖 2.8 振蕩閉鎖回路振蕩閉鎖回路-負序電壓負序電壓負序電壓過濾器原理接線圖輸入端加入負序電壓測量精度受不平衡電壓和五次諧波的影響任意調(diào)換兩個輸入端，可得到正序電壓過濾器2.8 振蕩閉鎖回路振蕩閉鎖回路負序電流負序電流負序電流過濾器原理接線圖輸入端加入正序電流2.8 振蕩閉鎖回路振蕩閉鎖回路-復合電流復合電流負序電流過濾器原理接線圖輸入端加入負序電流適當選擇參數(shù)，也可得到正序和負序的復合電流過濾器 2.8 振蕩閉鎖回路振蕩閉鎖回路2）-反映測量阻抗速度反映測量阻抗速度原理一：利用電流、電壓或測量阻抗變化速度的不同來實現(xiàn)振蕩閉鎖振蕩過程中再故障

14、的鑒別方法振蕩過程中再故障的鑒別方法不對稱故障：對稱故障：Ucos 為電壓相量在電流相量 方向上的投影，在系統(tǒng)發(fā)生三相短路時，如果忽略系統(tǒng)阻抗和線路阻抗中的電阻分量，則Ucos 近似等于故障點處的電弧電壓，其值一般不超過額定電壓的6%。201mIII0.03cos0.08NNUUUNU 為額定電壓 3. 電壓回路斷線對距離保護的影響電壓回路斷線對距離保護的影響當電壓互感器二次回路斷線時，阻抗繼電器失去電壓，在負荷電流的作用下，其測量阻抗變?yōu)榱?，可能造成誤動作。因此需裝設斷線閉鎖裝置。可以采用負序電流和零序電流或它們的增量來實現(xiàn)斷線閉鎖 20IK I3.7 距離保護裝置框圖舉例距離保護裝置框圖舉例AIBICIABIZBCIZCAIZABIIZBCIIZCAIIZABIIIZBCIIIZCAIIIZ啟動元件與電流原件相間距離I段相間距離II段相間距離III段& & & & & & & & & &20II1s6sTBJ1T12349156781121314& &300.5s700ms& &11& &12& &1315171TJ