電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理PPT版

1、2021/8/51電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理教案教案 2021/8/521 緒論緒論 1-1 1-1 繼電保護(hù)的作用繼電保護(hù)的作用一、故障及不正常運(yùn)行狀態(tài) Id 危害 故障元件 故 障 U - 非故障元件 (各種短路) f 用戶 電力系統(tǒng) 過負(fù)荷 不正常運(yùn)行狀態(tài)過電壓 危害 元件不能正常工作 f - 長時(shí)間將損壞設(shè)備 系統(tǒng)振蕩 發(fā)展成故障二、繼電保護(hù)的任務(wù) 故障時(shí)：自動、快速、有選擇性地切除故障元件,保證非故障系統(tǒng)事故 部分恢復(fù)正常運(yùn)行。 不正常運(yùn)行時(shí)：自動、及時(shí)、有選擇地動作于信號、 減負(fù)荷或跳閘2021/8/531-2 1-2 繼保的基本原理和保護(hù)裝置的組成繼保的基本原理和保

2、護(hù)裝置的組成一、反應(yīng)系統(tǒng)正常運(yùn)行與故障時(shí)電氣元件（設(shè)備）一端所測基本參數(shù)的變化而構(gòu)成的原理（單端測量原理，也稱階段式原理） 運(yùn)行參數(shù)：I、U、Z 反應(yīng) I過電流保護(hù) 反應(yīng) U低電壓保護(hù) 反應(yīng) Z低阻抗保護(hù)(距離保護(hù)) 2021/8/54二、反應(yīng)電氣元件內(nèi)部故障與外部故障（及正常運(yùn)行）時(shí)兩端所測電流相位和功率方向的差別而構(gòu)成的原理（雙端測量原理，也稱差動式原理） 以A-B線路為例：規(guī)定電流正方向：保護(hù)處母線被保護(hù)線路規(guī)定電壓正方向：母線高于中性點(diǎn)1、外部d1點(diǎn)短路時(shí)： 2、內(nèi)部d2點(diǎn)短路時(shí)： (包括正常運(yùn)行時(shí))180)()()()()()(. 1. 1AAAdBBBdPUIPUI0)()()()

3、()()(. 2. 2AAAdBBBdPUIPUI2021/8/55利用以上差別，可構(gòu)成差動原理保護(hù)。 如：縱聯(lián)差動保護(hù)； 方向高頻保護(hù)； 相差高頻保護(hù) 光纖差動保護(hù)等。三、保護(hù)裝置的組成部分 輸入測量邏輯執(zhí)行 輸出信號 信號 整定值 2021/8/561-3 1-3 對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求一、選擇性：保護(hù)裝置動作時(shí)，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運(yùn)行。 d3點(diǎn)短路：6動作：有選擇性； 5動作：無選擇性 如果6拒動，5再動作：有選擇性(5作為6的遠(yuǎn)后備保護(hù)) d1點(diǎn)短路：1、2動作：有選擇性； 3、4動作

4、：無選擇性后備保護(hù)（本元件主保護(hù)拒動時(shí)）： (1)由前一級保護(hù)作為后備叫遠(yuǎn)后備. (2)由本元件的另一套保護(hù)作為后備叫近后備. 2021/8/57二、速動性：故障后,為防止并列運(yùn)行的系統(tǒng)失步,減少用戶在電壓降低情況下工作的時(shí)間及故障元件損壞程度，應(yīng)盡量地快速切除故障。 (快速保護(hù):幾個(gè)工頻周期，微機(jī)保護(hù)：30ms以下)三、靈敏性：保護(hù)裝置對于其應(yīng)保護(hù)的范圍內(nèi)發(fā)生故障的反應(yīng)能力。（保護(hù)不該動作情況與應(yīng)該動作情況所測電氣量相差越大靈敏度） 一般用靈敏系數(shù)Klm來衡量靈敏度四、可靠性：不拒動、不誤動。 （主保護(hù)對動作快速性要求相對較高； 后備保護(hù)對靈敏性要求相對較高） 2021/8/582 2 電網(wǎng)

5、的電流保護(hù)和方向性電流保護(hù)電網(wǎng)的電流保護(hù)和方向性電流保護(hù)2-1 2-1 單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)反映相間短路的電流保護(hù)單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)反映相間短路的電流保護(hù)一、過電流繼電器1、基本符號及特性參數(shù) 動作過程： IJMdcMdcMth+Mm 舌片開始動作 Mdc動作過程中： 舌片加速動作( Mdc =K(IJ /) 2 ) Mth 動作終止時(shí)出現(xiàn)剩余力矩： M = Mdc-Mth （有利于接點(diǎn)可靠閉合）（主要用于（主要用于35KV35KV及以下線路）及以下線路）2021/8/59動作電流Idz.J：能使繼電器剛好動作的最小電流值。返回過程： IJ Idz.J時(shí)，由于剩余力矩M 的存在，暫時(shí)還不能返回； IJMdc

6、 Mdc Mth-Mm 舌片開始返回 Mdc返回過程中： 舌片加速返回 Mth 返回終止時(shí)出現(xiàn)剩余力矩：M = Mth- Mdc （有利于接點(diǎn)可靠斷開）返回電流Ih.J：能使繼電器剛好返回的最大電流值。2021/8/510過電流繼電器 表示符號： 繼電器的返回系數(shù)：繼電特性：無論起動或返回，繼電器J的動作都是明確干脆的， 不會停留在某個(gè)中間位置，這種特性稱為“繼電特性”。過量繼電器（保護(hù)）：反映電氣量上升而使保護(hù)動作 的繼電器(保護(hù))，Kh12、集成電路型過電流繼電器（晶體管型：略） JdzJhhIIK.動作量返回量2021/8/5113ms延時(shí)：防止干擾信號引起的誤動(干擾持續(xù)時(shí)間一般 I(

7、3)d.B.max IIdz.2 I(3)d.c.max ?。篒Idz.1= KkII(3)d.B.max IIdz.2= KkII(3)d.C.max（可靠系數(shù)：KkI = 1.21.3）2021/8/514(3) 靈敏性校驗(yàn)該保護(hù)不能保護(hù)本線路全長，故用保護(hù)范圍來衡量：max：最大保護(hù)范圍.min：最小保護(hù)范圍.校驗(yàn)保護(hù)范圍：（min/ L）100% 15% 20% LzZEKlzZEsxxIksxx1min.min1max.3/3/23由：1max.1min.min/ )23(zZKLzZlsIks可求得：2021/8/5152、電流速斷保護(hù)的評價(jià) 優(yōu)點(diǎn)：動作迅速(主要優(yōu)點(diǎn)),簡單可靠。

8、 缺點(diǎn)：不能保護(hù)本線路全長（主要缺點(diǎn)）， 直接受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響， 受線路長度的影響。2021/8/516三、限時(shí)電流速斷保護(hù)（電流II段） 限時(shí)電流速斷保護(hù)：以較小的動作時(shí)限切除本線路全線范圍內(nèi)的故障1、動作電流的整定：與下條線路的電流I段配合。 即：保護(hù)范圍延伸到下條線路，但不超出下條線路電流I段保護(hù)范圍的末端。 即：躲開下條線路電流I段保護(hù)范圍末端短路時(shí)（即流過下條線路的短路電流剛好為其電流I段整定值時(shí)），流過本保護(hù)的最大短路電流。 IIIdz.1= KkIIIIdz.2 = KkIIKkII(3)d.C.max 可靠系數(shù)： KkII = 1.11.2（Id中非周期分量已 衰減，故比K

9、kI稍?。?2021/8/5172、動作時(shí)限的配合 為保證本線路電流II段與下條線路電流I段的保護(hù)范圍重疊區(qū)內(nèi)短路時(shí)的動作選擇性，動作時(shí)限按下式配合： tII1=tI2+tt （t: 0.35s0.6s,一般取0.5s）3、保護(hù)裝置靈敏性的校驗(yàn) 對于過量保護(hù),靈敏系數(shù)：（電流保護(hù)的故障參數(shù)計(jì)算值：系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下被保護(hù)線路末端發(fā)生兩相短路時(shí)，流過本保護(hù)的最小短路電流）保護(hù)裝置的動作參數(shù)計(jì)算值屬性短路時(shí)的故障參數(shù)應(yīng)保護(hù)的范圍內(nèi)發(fā)生金lmK2021/8/518對保護(hù)1的電流II段：Klm= 要求：Klm 1.31.5 若Klm不滿足要求，可繼續(xù)延伸保護(hù)范圍使得：IIIdz.1= KkIIIIId

10、z.2 (與下條線路的電流II段保護(hù)配合）同時(shí)進(jìn)一步提高時(shí)限：tII1=tII2+t2t （保證重疊區(qū)內(nèi)故障的動作選擇性）四、定時(shí)限過流保護(hù)（電流III段，主要作為后備保護(hù)，對靈敏性要求高）1、動作電流的整定原則 按躲開流過保護(hù)的最大負(fù)荷電流來整定：IIIIdz Ifh.max1.min.)2(dzIIBdII2021/8/519 實(shí)際整定原則：考慮到外部故障切除后，電壓恢復(fù)時(shí)電動機(jī)的自啟動過程中，保護(hù)要能可靠地返回，則要求：IIIIh Izq.max= KzqIfh.max (電動機(jī)負(fù)荷自啟動系數(shù)Kzq 1) 又：IIIIh = KhIIIIdz （繼電器返回系數(shù)Kh 1） hfhzqIII

11、dzKIKImax.則：max.fhhzqIIIkIIIdzIKKKI?。?（可靠系數(shù)KkIII?。?.151.25）2、按選擇性要求確定過流保護(hù)動作時(shí)限 為保證動作選擇性，動作時(shí)限按“階梯原則”整定:tIII1=MaxtIII2,tIII3,tIII4+t 2021/8/520 對定時(shí)限過流保護(hù)，當(dāng)故障越靠近電源端時(shí)，此時(shí)短路電流Id越大,但過流保護(hù)的動作時(shí)限反而越長 缺點(diǎn) 定時(shí)限過流保護(hù)一般作為后備保護(hù)，但在電網(wǎng)的終端可以作為主保護(hù)。3、定時(shí)限過流保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)(1) 作為本線路主保護(hù)或近后備時(shí)，按本線路末端短路流過本保護(hù)的最小短路電流來校驗(yàn)： 要求 Klm 1.31.5 dzIIIb

12、mdlmIIKmin.)2(2021/8/521(2) 作為遠(yuǎn)后備時(shí)（相鄰線路的后備），按相鄰線路末端 短路流過本保護(hù)的最小短路電流來校驗(yàn)： 要求Klm 1.2(3) 要求各保護(hù)之間Klm互相配合對同一故障點(diǎn)，越靠近故障點(diǎn)的保護(hù)，其Klm要求越大 Klm.1 Klm.2 Klm.3 Klm.4 IIIIdz.2 IIIIdz.3 (單側(cè)電源輻射網(wǎng)，此條件自然滿足) dzIIIxmdlmIIKmin.)2(2021/8/522五、階段式電流保護(hù)的應(yīng)用及評價(jià)(1) 電流I段：由動作電流的整定來保證動作選擇性，按躲開某點(diǎn)的短路電流整定，動作迅速（無時(shí)限），但不能保護(hù)本線路全長，作為主保護(hù)的一部分。(

13、2) 電流II段：由動作電流整定與時(shí)限配合來保證動作選擇性，動作電流按躲開某點(diǎn)的短路電流整定，能保護(hù)本線路全長，動作時(shí)限較小，作為主保護(hù)的另一部分（電流I段的補(bǔ)充）(3) 電流III段：由動作時(shí)限的配合來保證動作的選擇性，動作電流按躲開負(fù)荷電流整定，其值較小，靈敏度較高，然而動作時(shí)限較長，且越靠近電源短路，動作時(shí)限反而越長，一般作為后備保護(hù)，但是在電網(wǎng)終端可作為主保護(hù)。 2021/8/523六、電流保護(hù)的接線方式 LJ (接線) TA1、兩種常用的接線方式(1) 三相星形 (2) 兩相星形各相LJ出口采用“或”邏輯。繼電器動作電流 Idz.J=Idz/nTA 2、兩種接線方式的性能分析比較(1

14、) 對中性點(diǎn)接地或不接地網(wǎng)中各種相間短路兩種接線方式 均能正確反映這些故障.2021/8/524(2) 對中性點(diǎn)非直接接地網(wǎng)中的異地兩點(diǎn)接地短路 （不同線路上兩點(diǎn)接地）這種電網(wǎng)允許帶一個(gè)接地點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行 ，只需任切除一接地點(diǎn)并聯(lián)線路上兩點(diǎn)接地時(shí)，只需切除后一接地點(diǎn)串聯(lián)線路上兩點(diǎn)接地時(shí)則： 串聯(lián)線路上兩點(diǎn)接地時(shí)：三相星形接線能保證只切除后一接地點(diǎn)兩相星形接線只能保證2/3的機(jī)會切除后一接地點(diǎn)2021/8/525 并聯(lián)線路上兩點(diǎn)接地時(shí)：三相星形接線：若保護(hù)1，2時(shí)限相同，則兩接地點(diǎn)將同時(shí)被切除，擴(kuò)大了停電范圍。兩相星形接線：即使保護(hù)1，2時(shí)限相同（例如皆由I段動作，或皆由II段動作），也能保證有2/

15、3的機(jī)會只切除任一條線路。(3)作為Y/接線變壓器后面短路的遠(yuǎn)后備保護(hù)的接線方式 Y/-11接線T：正序：正序： 側(cè)超前側(cè)超前Y Y側(cè)側(cè)3030 負(fù)序：負(fù)序： 側(cè)落后側(cè)落后Y Y側(cè)側(cè)3030 現(xiàn)以Y/-11接線的降壓變壓器為例：2021/8/526假設(shè)低壓側(cè)（側(cè)）發(fā)生AB兩相短路： 0;CBAIIIYCYAYBIII22則：CABlmBIIIKI和，只能反映兩相星形：不能反映較大，靈敏系數(shù)三相星形：能反映兩相星形的Klm比三相星形降低一半 提高兩相星形接線Klm的方法：在兩相星形的中線上再接一個(gè)繼電器3LJ. 兩相短路時(shí)有： 0CBAIII3LJ中的電流: I3LJ反映了IB Klm TABT

16、ACALJnInIII/|/ )( |32021/8/5273、兩種接線方式的應(yīng)用(1)三相星形：接線復(fù)雜，不經(jīng)濟(jì)，但可提高保護(hù)動作的可靠性與靈敏性，廣泛用于發(fā)電機(jī)、變壓器等大型貴重元件以及110kV以上高壓線路的保護(hù)中。(2)兩相星形：接線簡單、經(jīng)濟(jì)，廣泛用于各種電網(wǎng)中反映相間短路的110kV以下中、低壓線路的電流保護(hù)中。（電網(wǎng)中所有采用兩相星形接線的保護(hù)都應(yīng)裝在相同的兩相上，一般為A、C相）2021/8/528七、三段式電流保護(hù)接線圖1、原理圖 以二次元件為 整體繪制。2、展開圖 以二次回路為 整體繪制。 交流回路 直流回路2021/8/5292-2 2-2 電網(wǎng)相間短路的方向性電流保護(hù)電

17、網(wǎng)相間短路的方向性電流保護(hù)一、方向性問題的提出（以雙側(cè)電源電網(wǎng)為例）E1單獨(dú)供電：由保護(hù)1、3、5起線路保護(hù)作用E2單獨(dú)供電：由保護(hù)6、4、2起線路保護(hù)作用E1、E2同時(shí)供電：（以B母線兩側(cè)保護(hù)2,3為例）假設(shè)： 電流I段保護(hù)： IIdz.3IIdz.2 電流III段保護(hù)：tIII3tIII2 d1點(diǎn)短路時(shí)（要求：2動作，3不動），雖然此時(shí)可能滿足選擇性（3不誤動）； 但若出現(xiàn)d2點(diǎn)短路，則：2誤動 非選擇性動作。2021/8/530規(guī)定保護(hù)正方向：保護(hù)安裝處母線 被保護(hù)線路分析可知： 被保護(hù)線路正方向短路時(shí)：保護(hù)不會出現(xiàn)誤動； 反方向短路時(shí)：由對側(cè)電源供給的短路電流可能造成該保護(hù)誤動作，此時(shí)

18、的功率方向：線路 母線 為防止保護(hù)誤動,增設(shè)功率方向閉鎖元件GJ(裝于誤動保護(hù)上) 正方向（母線 線路）：GJ動作啟動保護(hù) 短路點(diǎn)位于 反方向（線路 母線）：GJ不動閉鎖保護(hù) 增設(shè)GJ后,雙側(cè)電源網(wǎng)可以按單側(cè)電源網(wǎng)的三段電流保護(hù)進(jìn)行配合 。2021/8/531二、GJ的工作原理 保護(hù)1上裝設(shè)GJ 假設(shè)GJ接線方式為： 加入GJ的電壓： 相電壓（以相應(yīng)相母線高于中性點(diǎn)N為正極性） 電流 相電流（以母線流向線路為正極性）。則：d1點(diǎn)三相短路時(shí)： d2點(diǎn)三相短路時(shí)：設(shè)計(jì)一個(gè)直線動作邊界： 當(dāng)正方向短路時(shí)位于動作區(qū)，GJ動作 當(dāng)反方向短路時(shí)位于非動作區(qū)，GJ閉鎖 （注：若GJ的接線方式或短路類型變化，

19、則正向短路時(shí) 與 的相位差將變化，因此GJ的動作邊界應(yīng)可調(diào)整） xJUUxJII正方向）超前即(:1dJJdJJIUZIU反方向）超前即：()180(:dJJIUJUJI2)(dJJZIU2021/8/5321、相位比較式GJ相位比較器： 兩輸入量： 動作條件： （銳角型） 或 （鈍角型）相位比較式GJ： 兩輸入量：（其中 GJ的內(nèi)角） 動作條件：DC、90arg90DC90arg270DCJJIU、iuKKarg90arg90JiJuIKUK90arg90JJIU即：2021/8/533其功率表示形式為： 調(diào) 調(diào)GJ的動作邊界 當(dāng) 超前 的角度： 時(shí)： 垂直于動作邊界，位于動作范圍的正中央，

20、GJ動作最為靈敏可靠，此時(shí)的 稱為GJ的最靈敏角 ， 可見 2、幅值比較式GJ幅值比較器：兩輸入量：動作條件：0)cos(JJJIUJUJIJJIJlmlmBA、|BA2021/8/534幅值比較器與銳角型相位比較器的關(guān)系（互換條件）：若?。?則： 當(dāng)相位比較器位于動作區(qū)，即： 即幅值比較器也位于動作區(qū) 當(dāng)相位比較器位于非動作區(qū)，即： 即幅值比較器也位于非動作區(qū)當(dāng)滿足： 時(shí)（ 為任意相量），幅值比較器與銳角型相位比較器具有相同的動作特性。（幅值比較器與鈍角型相位比較器的互換關(guān)系為： )KDCBKDCA)(;)(|90arg90BADC有：時(shí)，|90arg90BADC有：時(shí)，KDCBKDCA)(

21、;)(KDCBKDCA)(;)(K2021/8/535 幅值比較式GJ：兩輸入量： 則兩比較量： 其特性與相位比較式GJ完全相同。 三、集成電路型GJ 1、相位比較式原理分析：相位比較 時(shí)間比較 當(dāng) 時(shí)： 的持續(xù)時(shí)間5ms。（當(dāng)夾角為鈍角時(shí)，相應(yīng)持續(xù)時(shí)間5ms）JJIU、JiJuJiJuIKUKDCBIKUKDCA90arg9021UU同時(shí)為負(fù)同時(shí)為正2121,uuuu秒）（005. 05021414fT2021/8/5362、集成電路型GJ 具體構(gòu)成:3、GJ的動作特性 理想GJ動作條件: 90J0實(shí)際GJ: 起動電壓Udz.J.min：電壓回路形成方波電壓U3所需最小電壓。 起動電流Idz

22、.J.min：電流回路形成方波電壓U4所需最小電流。2021/8/537 當(dāng)線路正向出口附近故障使： UJ Udz.J.min時(shí)， GJ拒作，出現(xiàn)電壓死區(qū) （由于故障時(shí)電流IJ較大，不存在電流死區(qū)）。 GJ的“潛動”問題： 在只加電壓UJ或只電流加IJ時(shí)，GJ就能動作。 （零點(diǎn)飄移造成，是不利因素） 集成電路GJ采用“同為正”及“同為負(fù)”的持續(xù)時(shí)間皆大于5ms的“與”門輸出來消除“潛動”，但同時(shí)也就增大了死區(qū)。四、相間短路GJ的接線方式 要求：(1)正方向任何相間故障: GJ動作 反方向任何相間故障: GJ不動 (2)加入GJ的UJ、IJ應(yīng)盡量大, 且使正向故障的J lm 2021/8/538

23、 90接線方式: 線路正方向各種相間短路時(shí),90接線方式的工作情況分析：1、正方向三相短路三相完全對稱以GJA為例分析(GJB、GJC相同): （d：線路阻抗角）當(dāng)Zd 0時(shí)，UJ 0 Udz.J.min ，GJ拒動，存在死區(qū)。為使GJ動作靈敏，應(yīng)盡量使lm -(90-d), 即:(90-d) abJcJCcaJbJBbcJaJAUUIIGJUUIIGJUUIIGJ；：；：；：)90()arg()arg(dabcJJJIUIU2021/8/5392、正方向兩相短路以BC兩相短路為例分析：A相為非故障相，Ifh方向不定，故GJA動作情況不定（但由于IAIfh很小，A相電流元件LJA不起動，則不需

24、考慮GJA）分析故障相方向元件GJB、GJC的情況：dCdCCdBdBBZIUUZIUUACBdSdSCBBdSBBdCdBAACBEEEZZZZEEEZZIEUUEUII212)()(2)(,2021/8/540(1) d(2)點(diǎn)位于保護(hù)安裝處附近（ZdZS）)60()arg(:dcabJCIUGJCCBBAACBEUEUEUII,2021/8/541同理可分析AB、CA兩相短路的情況 3、結(jié)論： 在線路正方向各種相間故障情況下,故障相GJ的J是在以-(90-d)為中心左右偏離不超過30的范圍內(nèi)。（反方向各種相間故障時(shí),故障相GJ的J是在以180-(90-d)=90+d為中心左右偏離不超過3

25、0的范圍內(nèi)） 對三相短路存在死區(qū)（保護(hù)安裝處正向出口附近），但對各種兩相短路不存在死區(qū)（UJ中包含非故障相電壓，其值較大）。2021/8/542 若線路阻抗角為d，為降低死區(qū)，應(yīng)盡量使： lm -(90-d) 即：(90-d) 功率方向元件GJ與電流元件LJ應(yīng)采用按相啟動原則(即相應(yīng)相的GJ與相應(yīng)相的LJ相“與”后作為該相出口，然后各相出口再相“或”輸出）。 只需采用兩個(gè)方向元件（一般接于A，C相）即可反映各種相間短路的正、反方向。 三相短路的死區(qū)，對于動作速度要求不高的線路可由前級線路的保護(hù)作為遠(yuǎn)后備來切除；對動作速度要求高的線路可利用記憶作用來消除死區(qū)（由于故障前的電壓UJ0與故障后的電壓

26、UJ同相，故可用UJ0代替UJ與電流IJ比相，而UJ0的值較大，無死區(qū)）2021/8/5434、方向性電流保護(hù)原理接線圖 2021/8/544五、多電源網(wǎng)中電流保護(hù)整定的特點(diǎn)1、電流I段的特殊整定方法由電流I段保護(hù)整定原則：IIdz.1I(3)d1.max；IIdz.2I(3)d2.max若取：IIdz.1=IIdz.2= KkIMaxI(3)d1.max，I(3)d2.max則d1點(diǎn)及d2點(diǎn)短路，保護(hù)1、2皆不會動作。即保護(hù)的反方向短路皆不誤動，故保護(hù)1、2皆不需裝設(shè)GJ。 但這樣整定后，原整定值較小的保護(hù)由于其整定值提高保護(hù)范圍（靈敏度），所以必須在最小保護(hù)范圍滿足要求的前提下，才可采用這

27、種整定方法。2021/8/5452、分支電路對電流II段整定的影響分支系數(shù)：(1)助增電流的影響 保護(hù)2的電流I段的保護(hù)范圍末端M短路（即IBC=IIdz.2時(shí)），流過保護(hù)1的電流：IAB=IBC/Kfz=IIdz.2/Kfz IIIdz.1=KkIIIAB=KkIIIIdz.2/KfzKfz的求?。篈BBCfzIIK流過的短路電流前一級保護(hù)所在線路上流故障線路流過的短路電1121 2 21SABSSSABSABBCfzZZZZZZZIIK2021/8/546(2)外汲電流的影響 IIIdz.1=KkIIIAB= KkIIIIdz.2/Kfz (3) 根據(jù)實(shí)際可能的多種運(yùn)行方式，在電流II段整

28、定時(shí)Kfz應(yīng)按可能的最小值考慮。 六、方向元件GJ的裝設(shè)原則 GJ存在死區(qū)，一般只在必須裝GJ的保護(hù)上裝設(shè)GJ。 GJ裝設(shè)原則：(1)所有負(fù)荷支路（對側(cè)無電源的支路）上不裝設(shè)GJ。12122BCBMBCBMBCfzZZZZZK2021/8/547(2)電流I段：在保護(hù)反方向短路時(shí)，若流過保護(hù)的短路電流大于保護(hù)整定值，則該保護(hù)上必須裝GJ。 在雙端電源的某線路兩端的保護(hù)中，整定值較小的保護(hù)上必須裝GJ，整定值較大的保護(hù)上可不裝GJ。例如IIdz.1IIdz.2，則IIdz.1I(3)d2.max,則保護(hù)1反方向短路不會誤動。 若電流I段采用特殊整定方法（線路兩端保護(hù)整定值相同），則兩端保護(hù)皆可不

29、裝GJ。(3)電流II段：在該保護(hù)反方向線路的電流I段保護(hù)范圍末端以外發(fā)生短路時(shí)，若流過該保護(hù)的短路電流大于保護(hù)整定值，則該保護(hù)上必須裝GJ。2021/8/548 在雙端電源的某線路兩端的保護(hù)中，整定值較小的保護(hù)上必須裝GJ，整定值較大的保護(hù)上可不裝GJ。例如IIIdz.1IIIdz.2,則有IIIdz.1IIdz.3,即保護(hù)1電流II段反方向保護(hù)范圍不超過保護(hù)3電流I段保護(hù)范圍，即保護(hù)1反方向保護(hù)范圍內(nèi)短路將由保護(hù)3的電流I段動作，而保護(hù)1的電流II段不會誤動）。 (4)電流III段：在某一母線各側(cè)有源支路的保護(hù)中，動作時(shí)限唯一最長的保護(hù)上可不裝GJ，其余的必須裝GJ（考慮到誤差，一般要求比

30、其他保護(hù)動作時(shí)限長t以上）。 例如保護(hù)1動作時(shí)限唯一最長，則其反方向短路時(shí)皆由其他保護(hù)先動作跳閘，而保護(hù)1不會誤動。2021/8/5493-1 3-1 中性點(diǎn)接地方式及特點(diǎn)中性點(diǎn)接地方式及特點(diǎn) 1、中性點(diǎn)接地方式 2、單相接地故障時(shí)，不同中性點(diǎn)接地方式的特點(diǎn) (1)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) *無短路回路，無Id，只有經(jīng)等效對地C形成的大容抗回路，故障點(diǎn)只有較小的IC，允許系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行12h，保護(hù)不需跳閘，因此供電可靠性相對較高。 *故障相對地電壓降低，但非故障相對地電壓升高（若為金屬性接地故障，非故障相對地電壓將由正常時(shí)的相電壓升高為線電壓），因此對系統(tǒng)中設(shè)備的對地絕緣要求高。經(jīng)高阻接地經(jīng)消弧線圈接地

31、不接地非直接接地直接接地3 3 電網(wǎng)接地故障的零序保護(hù)電網(wǎng)接地故障的零序保護(hù)2021/8/550(2)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng) *有短路回路，有很大的Id，不允許系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，保護(hù)必須立即切除故障，供電可靠性相對較低。 *由于中性點(diǎn)對地電壓被鉗制為0，則各相對地電壓不會超過相電壓(或超過不多)，因此系統(tǒng)中設(shè)備的對地絕緣要求不高。3、不同中性點(diǎn)接地方式的應(yīng)用特點(diǎn)由于110kV以上系統(tǒng)，其設(shè)備費(fèi)用將隨著對地絕緣要求的提高而大幅增加，因此我國規(guī)定110kV及以上系統(tǒng)采用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)（其供電可靠性可通過其他措施來保證，例如采用雙回線供電、環(huán)網(wǎng)供電等）； 110kV以下系統(tǒng)采用中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)（不接

32、地系統(tǒng)） 。當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，若故障點(diǎn)對地電容電流IC大到一定程度，要求采取措施降低IC，則可在中性點(diǎn)增設(shè)消弧線（或高阻）來降低IC 。2021/8/5513-2 中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中接地短路的零序電流及方向保護(hù)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中接地短路的零序電流及方向保護(hù) 一、電網(wǎng)中發(fā)生接地短路時(shí)零序分量的特點(diǎn) 規(guī)定正方向：零序電流：母線線路； 零序電壓：線路高于大地）(1)故障點(diǎn)零序電壓最高， 距故障點(diǎn)越遠(yuǎn)，零序電壓越低；零序電流分布取決于零序網(wǎng)。(2) 某點(diǎn)零序電壓U0取決于該點(diǎn)至接地中性點(diǎn)的零序阻抗， 零序電流I0超前零序電壓U0：(180-d0)， 零序功率實(shí)際方向：線路母線

33、（與正序相反）。(3)零序分量受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響小（零序網(wǎng)基本不變）20001000) () (TBTAZIUZIU；2021/8/552二、零序過濾器 1、零序電壓過濾器:系統(tǒng)正常及相間短路時(shí)：2、零序電流過濾器系統(tǒng)正常及相間短路時(shí)：cbaUUUU03三次諧波影響誤差影響不平衡電壓TVUUUUUbpcba|3|0cbaIIII03不平衡電流bpcbaJIIIIII|302021/8/553三、零序電流速斷保護(hù)（零序電流I段）1、動作電流整定原則：(1) 躲開下條線路出口 處(即本線末端)接地短路時(shí), 本保護(hù)所測的最大零序電流： IIdzKkI3Id0.bm.max （KkI：取1.21

34、.3）(2) 躲開QF三相觸頭不同期合閘時(shí)出現(xiàn)的最大零序電流： IIdzKkI3I0.btq 若保護(hù)動作時(shí)限ttQF，可不考慮此條件(例如在手動合閘或自動重合閘時(shí)，使保護(hù)帶0.1s的小延時(shí))2021/8/554(3) 當(dāng)線路具有單相重合閘ZCH時(shí)（例如220kV及以上線路），躲開非全相運(yùn)行狀態(tài)下系統(tǒng)又發(fā)生振蕩時(shí)所出現(xiàn)的最大零序電流： IIdzKkI3I0.fqx （其值較大Klm） 對具有單相ZCH的線路可設(shè)置兩個(gè)零序電流I段： * 靈敏I段：按條件(1)或(2)整定 （動作值小，靈敏度高） * 不靈敏I段：按條件(3)整定 （動作值大，靈敏度低） 2021/8/555 系統(tǒng)全相運(yùn)行時(shí)： 靈敏

35、I段起作用 （單相故障時(shí)保護(hù)首次動作由靈敏I段切除）。 系統(tǒng)非全相運(yùn)行時(shí)（保護(hù)已首次動作跳開故障相QF）： 靈敏I段退出（即被閉鎖），不靈敏I段起作用 （若ZCH重合于永久故障上，保護(hù)由不靈敏I段再次切除；若不靈敏I段動不了，則只能由帶延時(shí)的II段或后備保護(hù)切除）2、保護(hù)范圍： 零序電流I段也不能保護(hù)本線路全長， 但保護(hù)范圍比相間短路電流I段大3、動作時(shí)限：tI0s相差小，曲線曲線大，曲線陡minmax0Z2021/8/556四、零序電流限時(shí)速斷保護(hù)（零序電流II段）1、整定原則：與下條線路的零序電流I段配合。 動作電流整定：躲開下條線路零序電流I段保護(hù)范圍末端接地短路時(shí)（即流過下條線路的零序

36、電流剛好為其零序電流I段整定值時(shí)）流過本保護(hù)的最大零序電流。IIIdz.1KkII3Id0.AB.maxKkIIIIdz.2 /Kfz.min KkII：取1.11.2； 分支系數(shù)Kfz3Id0.BC/3Id0.AB，Kfz.min：Kfz可能的最小值。動作時(shí)限：tII1tI2+tt0.5s 2021/8/557 2、校驗(yàn)靈敏度： 要求：Klm1.5 （3Id0.bm.min：本線路末端接地短路時(shí)所出現(xiàn)的最小零序電流） 若Klm不滿足要求，采用以下方式解決： (1)本線路零序電流II段與下條線路的零序電流II段相配合： IIIdz.1KkIIIIIdz.2 /Kfz.min ； tII1tII

37、2+t2t1.0s(2)保留0.5s的零序II段，并增加按(1)整定的零序電流II段(3)改用接地距離保護(hù) dzIIbmdlmIIKmin. 032021/8/558五、零序過電流保護(hù)（零序電流III段）1、整定原則：躲開下條線路出口處相間短路時(shí)所測的最大不平衡電流： IIIIdzKkIII3I0.bp.max 實(shí)際整定：應(yīng)考慮滿足各級線路靈敏系數(shù)按逐級配合的原則，即本保護(hù)零序電流III段的保護(hù)范圍不超出下條線路零序電流III段的保護(hù)范圍，即本線路零序電流III段與下條線路的零序電流III段配合： IIIIdz.1KkIIIIIIIdz.2/Kfz.min （KkIII1.11.2） 動作時(shí)限

38、按“階梯原則”配合. （保證各級線路保護(hù)的動作選擇性）2021/8/559 由于零序電流不會穿越Y(jié)/接線的變壓器T，因此安裝在受端T上的零序電流III段保護(hù)可以瞬動，即零序電流III段是以受端T為時(shí)限配合起點(diǎn)（相間短路電流III段是以整個(gè)電網(wǎng)終端負(fù)荷支路為時(shí)限配合起點(diǎn)）。 零序網(wǎng)范圍 正序網(wǎng)范圍 零序電流III段動作時(shí)限 IIdz.3 ,保護(hù)3的I段會誤動 若 tIII2 tIII3， 保護(hù)3的III段會誤動 d2短路：若 IIdz.3 IIdz.2 ,保護(hù)2的I段會誤動 若 tIII3 tIII2， 保護(hù)2的III段會誤動 為防止誤動，在可能誤動的保護(hù)上增設(shè)零序功率方向元件GJ0 （規(guī)定保護(hù)

39、正方向：安裝處母線被保護(hù)線路） 通常加入GJ0的 以高于大地為正極性； 以母線線路為正極性。03I03U2021/8/562 保護(hù)正方向接地短路時(shí)： 超前 ：(180-d0) 則GJ0的最靈敏角應(yīng)為：lm=(180-d0) 例如d0=70，則lm取為110 （LG-11整流型GJ0：其lm只能設(shè)為銳角，此時(shí)取lm=d0，為確保正方向接地短路時(shí)正確動作，只需將加入GJ0的 或 任意一個(gè)反極性接入即可） 保護(hù)越靠近接地短路點(diǎn)，3U0越大， 則零序電流保護(hù)的零序電流保護(hù)的GJGJ0 0不存在死區(qū)。不存在死區(qū)。03U03U03I03I2021/8/563 若保護(hù)越遠(yuǎn)離接地短路點(diǎn)，3U0、3I0， 則對

40、于長線路，零序電流保護(hù)的GJ0需校驗(yàn)Klm： 近后備：Klm 要求：Klm 2 遠(yuǎn)后備：Klm 要求：Klm 1.5 （Sdz.0：GJ0的啟動功率） 2、三段式方向性 零序電流保護(hù)的 原理接線： 0 .min00)33(dzbmSIU 0 .min00)33(dzxmSIU 2021/8/564七、對零序電流保護(hù)的評價(jià)1、優(yōu)點(diǎn)： (1) 相間短路的電流III段：IIIIdz Ifh.max (大) 零序電流III段： IIIIdz Ibp.max (小) 故：零序電流III段Klm 零序網(wǎng) 正序網(wǎng) 零序電流III段的t III (2) 零序電流I段及零序電流II段受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響小，較穩(wěn)定

41、，且保護(hù)范圍，Klm （3Id0曲線陡；曲線max與曲線min相差小） (3) 零序電流保護(hù)不受過負(fù)荷及系統(tǒng)振蕩的影響 2021/8/5652、尚有不足： (1) 對短線路或運(yùn)行方式變化很大的情況，往往不能滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求。 (2) 由于單相重合閘的使用將出現(xiàn)非全相運(yùn)行，再考慮系統(tǒng)兩側(cè)電機(jī)發(fā)生搖擺，則可能出現(xiàn)較大零序電流，影響零序電流保護(hù)的正確工作。 (3) 當(dāng)采用自耦變壓器聯(lián)系兩個(gè)不同電壓等級網(wǎng)絡(luò)時(shí)，任一網(wǎng)絡(luò)的接地短路都將在另一網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生零序電流，使零序電流保護(hù)的整定配合復(fù)雜化。 2021/8/5663-3 3-3 中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中單相接地故障的零序電壓、中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中單相接地

42、故障的零序電壓、電流及方向保護(hù)電流及方向保護(hù)一、中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中單相接地故障的特點(diǎn) 以線路II上A相金屬性接地故障為例(忽略線路上阻抗壓降) 1、零序電壓： ACCDABBDADEEUEEUU 0AACABCDBDADCBAEEEEEUUUUEEE3300則：又：2021/8/5672、零序電流： 各元件對地電容電流：各元件出口處所 測零序電流：* 非故障元件： * 故障元件：（C：系統(tǒng)所有元件對地電容的總和） 003)(3UCjUUUCjIIIIICDBDADICIBIAII0033UCjIIIII0033UCjITT000333UCjIIIII000333UCjIITTT000003)(

43、3)()33(3UCCjUCCjIIIIITITIII2021/8/5683、結(jié)論：(1)系統(tǒng)單相接地時(shí)(A相),全系統(tǒng)都出現(xiàn)零序電壓 (2)流過非故障元件的零序電流等于其本身對地電容電流。 方向：母線 元件（ ：90） (3)流過故障元件的零序電流等于全系統(tǒng)所有非故障元件對地電容電流的總和。 方向：元件 母線（ ：90）二、中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中單相接地的保護(hù) 1、絕緣監(jiān)視裝置 (1)系統(tǒng)正常及相間短路時(shí)： UJUbp Udz.J 裝置延時(shí)動作于發(fā)信號。 * 此裝置可確定故障相別， （UA0，UBUC EX ）* 但無法確定故障線路，無選擇性。 需由運(yùn)行人員手動依次短時(shí)拉開各線路QF加以判斷（或

44、按接地檢查按鈕，短時(shí)跳開QF，再由重合閘重合），若接地信號短時(shí)消失，則接地故障點(diǎn)位于本線路上。（適用于要求不高，且出線少的變電所） 32021/8/5702、零序電流保護(hù)（有選擇性保護(hù)） 系統(tǒng)正常及相間短路時(shí)：3I00 其他線路單相接地時(shí)：3I0Cb3EX (小) 本線路單相接地時(shí)：3I0(CCb)3EX (大) 保護(hù)整定動作電流：IdzKKCb3EX 靈敏系數(shù)： (出線越少CKlm)3、零序功率方向保護(hù)（有選擇性保護(hù)） 系統(tǒng)正常及相間短路：3U00 3I00 GJ0不動 單相接地時(shí)的非故障元件： ：90GJ0不動 單相接地時(shí)的故障元件： ：90 GJ0動作 保護(hù)中只有方向元件GJ0，無電流啟

45、動元件LJKlm bKbXbKXblmCKCCECKECCK)(33)(min.min.0033IU超前0033IU超前2021/8/571三、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)中單相接地故障的特點(diǎn) 1、零序電壓：同中性點(diǎn)不接地電網(wǎng) 系統(tǒng)單相接地時(shí)(A相),全系統(tǒng)都出現(xiàn)零序電壓2、零序電流： 消弧線圈L的作用：降低單相接地時(shí)故障點(diǎn)的接地電流。 故障點(diǎn)總電流： )13(3000. 0LCUjLjUUCjIIILCdAEU3302021/8/572三種補(bǔ)償方式： 完全補(bǔ)償：3C=1/(L) IC.=IL Id0.0 但是在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，若線路三相對地電容不對稱或斷路器三相觸頭不同時(shí)閉合將出現(xiàn)一個(gè)零序分量電

46、壓源串在回路中串聯(lián)諧振很大的諧振電流 中性點(diǎn)過電壓。 故不能采用完全補(bǔ)償。 欠補(bǔ)償：3C1/(L) IC.IL 當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化時(shí)（例如某元件退出或被切除）C 3C=1/(L) 諧振過電壓，不宜采用。 過補(bǔ)償：3C1/(L)IC.IL ,相當(dāng)于L不起作用（同中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)）。 因此，可構(gòu)成反映高次諧波（一般為5次）的零序電流及零序方向保護(hù)。 2021/8/575 高次諧波接地保護(hù)的不足： 諧波分量較小，不易測量； 諧波分量大小與許多因素有關(guān)，不易確定，使整定困難； 出線較少時(shí)，Klm低。 (3)反映暫態(tài)電流的保護(hù) 設(shè)線路II上A相接地： 暫態(tài)過程中：* 消弧線圈中iL0 (電感中電流不能突

47、變) * A相對地電容直接放電，放電電流不經(jīng)電源，回路中阻抗小，時(shí)間常數(shù)小，放電電流振蕩頻率高（幾千Hz），衰減快。* B、C相對地電容經(jīng)電源回路充電。充電電流經(jīng)過電源，回路中阻抗大，時(shí)間常數(shù)大，充電電流振蕩頻率低（幾百Hz），衰減慢。 2021/8/576 因此，在暫態(tài)過程中（首半波），主要是B、C相電容的充電電流，而A相電容的放電電流和消弧線圈的電感電流基本不起作用，類似于中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)。 故可構(gòu)成反映暫態(tài)分量的零序電流及零序方向保護(hù)。不足：暫態(tài)分量不易測量，且需要自保持； 當(dāng)相電壓瞬時(shí)值過零點(diǎn)附近發(fā)生該相接地故障時(shí)，暫態(tài)分量不能區(qū)分故障元件與非故障元件； 出線較少時(shí)，Klm低。(4)其

48、他方法： 注入法；有功分量法；負(fù)序分量法；相間工頻變化量比較法；零序?qū)Ъ{法；能量法；小波變換法等。 2021/8/5774 4 電網(wǎng)的距離保護(hù)電網(wǎng)的距離保護(hù) 4-1 4-1 距離保護(hù)的作用原理距離保護(hù)的作用原理 一、距離保護(hù)基本概念（低量保護(hù)） 距離保護(hù)：反應(yīng)映故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的距離（阻抗），并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近（阻抗的大?。┒_定動作時(shí)間的一種保護(hù)裝置。 測量阻抗： ZJ Zdz 保護(hù)不動作； ZJ Zdz 保護(hù)動作 特點(diǎn)：* 故障時(shí)：即反映U,又反映IKlm * 系統(tǒng)運(yùn)行方式變化時(shí)，ZJ不變，故不受運(yùn)行方式 變化的影響 （主要用于（主要用于110KV110KV及以上線路）及以上線路） J

49、JJIUZ2021/8/578二、三段式距離保護(hù)基本配置原則I段：ZIdz.1=KIkZAB ； ZIdz.2=KIkZBC （KIk取0.80.85） tI 0s II段：ZIIdz.1=KIIk(ZAB+ZIdz.2) (KIIk取0.8) tII1= tI2+t 0.5s III段：ZIIIdz Zfh.min tIII按階梯原則配合 三、三段式距離保護(hù)基本邏輯框圖 2021/8/5794-2 4-2 阻抗測量元件（阻抗繼電器）阻抗測量元件（阻抗繼電器）ZKJZKJ 一、ZKJ基本概念 一次阻抗與二次阻抗的折算： 為消除過渡電阻Rg及TA、TV角誤差的影響，盡量簡化繼電器接線，通常把動作

50、特性設(shè)計(jì)為一個(gè)圓（或透鏡形、蘋果形、多邊形）。 圓內(nèi)為動作區(qū)，圓外為非動作區(qū)。 TVTAdTABCTVBJJJnnZnInUIUZ/)(2021/8/580三種常用的圓特性ZKJ： 3個(gè)阻抗概念： * 測量阻抗ZJ：加入繼電器的電壓 與電流 的比。 * 動作阻抗Zdz.J：在某個(gè)角度方向上剛好使ZKJ動作時(shí)，加入ZKJ的電壓 與電流 的比。 * 整定阻抗Zzd：在最大靈敏角lm方向（特性圓直徑正方向）上的動作阻抗。 JUJIJUJI2021/8/581二、圓特性ZKJ的動作特性分析 1、全阻抗ZKJ 以阻抗平面的坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心，以整定阻抗Zzd為半徑的一個(gè)圓。ZKJ的動作阻抗|Zdz.J|與測

51、量阻抗角J無關(guān)，無方向性。(1) 幅值比較式 動作條件：|ZJ| |Zzd| 即： 動作條件為 的幅值比較 器的兩比較量：)(JJJZIU|zdJJZIU|BAJzdJUBZIA；2021/8/582(2) 相位比較式 動作條件： 即： （或： ） 動作條件為 的鈍角 型相位比較器的兩比較量：（當(dāng) 時(shí)，幅值比較器與鈍角型相位比較器具有相同的動作特性）90arg270zdJJzdJJZIUZIU90arg270DCzdJJzdJJZIUDZIUC；KABDKABC)()(；90arg90JzdJJzdJUZIUZI90arg270zdJzdJZZZZ2021/8/5832、方向阻抗ZKJ 以整定

52、阻抗Zzd為直徑，且過坐標(biāo)原點(diǎn)的一個(gè)圓。 ZKJ的動作阻抗|Zdz.J|與J有關(guān)，具有完全方向性。 (1) 幅值比較式 動作條件： 即： 動作條件為 的 幅值比較器的兩比較量：(2) 相位比較式 動作條件：|21|21|zdzdJZZZ|21|21|zdJzdJJZIZIUzdJJzdJZIUBZIA2121；|BAzdJJJZIUABDUABC；90arg270zdJJJZIUU2021/8/5843、偏移特性ZKJ 正方向整定阻抗為Zzd時(shí)，向反方向偏移一個(gè)Zzd ( 0 0 J動作 2、環(huán)流式： ，IaIb 0 J動作 3、執(zhí)行元件J：(1)極化繼電器；(2)晶體管零指示器；(3)集成電

53、路比較器 zdJJzdJkZIUkBkZIA2121；|BA|BA2021/8/592五、相位比較器異或門比相電路: 時(shí)： UI、UII瞬時(shí)值相異（一正一負(fù)）的時(shí)間5ms6端7端：相“或”輸出： 不拒動為主時(shí)采用。6端8端：相“與”輸出： 不誤動為主時(shí)采用。（例如穿越功率較大的弱聯(lián)絡(luò)線，誤跳閘將會造成兩側(cè)系統(tǒng)的嚴(yán)重振蕩）12ms延時(shí)：將零點(diǎn)飄移造成的周期為20ms，寬度已展為10ms左右的誤動方波消除。 90arg270IIIUU2021/8/5934-3 ZKJ4-3 ZKJ的接線方式的接線方式 一、對接線方式的基本要求 (1) ZJ 短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處間的距離 (2) ZJ應(yīng)與故障類型無關(guān)

54、（保護(hù)范圍不隨故障類型變化） 二、反映相間短路ZKJ的0接線方式 0接線方式 1、三相短路 由于三相對稱，三個(gè)ZKJ情況相同，以ZKJ1為例： ZJ1能反映 l 而正確動作。（z1：線路單位正序阻抗；l：短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處距離）acJcaJcbJbcJbaJabJIIIUUZKJIIIUUZKJIIIUUZKJ；：；：；：321lzIIlzIlzIUUBABAABJ111)(lzIIUIUZBAABJJJ11)()(1lzIlzzIlzIlzIlzIIlzIlzIlzIlzIUAMLAMALAMCBLAMCMBLAA2021/8/5942、兩相短路 以AB兩相短路為例 ZKJ1： ZKJ1能反

55、映 l 而正確動作 ZKJ2： （ 包含非故障相電壓） ZJ2 ZJ1，不能正確反映z1l ，ZKJ2可能出現(xiàn)拒動。 ZKJ3：情況同ZKJ2 為確保保護(hù)正確動作，三個(gè)ZKJ出口采用“或”邏輯。 lzIIlzIlzIUUBABAABJ111)(lzIIUIUZBAABJJJ11)2|(|BBABCBBACBIIIIIIIIII；且：|ABBCUU由于：|BCU2021/8/5953、中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的兩相接地短路 以AB兩相接地短路為例 ZKJ1： ZKJ1能反映 l 而正確動作 ZKJ2： ZJ.2 ZJ.1，不能正確反映z1l ，ZKJ2可能拒動。 ZKJ3：情況同ZKJ2lzIIUI

56、UZBAABJJJ11 .|BACBIIII且：|ABBCUU由于：lzIlzIlzIUMCMBLAAlzIlzIlzIUMCMALBBlzIIlzzIIlzIlzIlzIlzIUBAMLBAMALBMBLAAB1)()(2021/8/596 因?yàn)楸Ｗo(hù)區(qū)內(nèi)兩相或兩相接地故障時(shí)，只有一個(gè)相應(yīng)的ZKJ能正確動作。為了反映各種相間故障必須采用三個(gè)ZKJ（分別接于不同的相間），且三個(gè)ZKJ的出口采用“或”邏輯。 三、反映接地短路ZKJ的零序電流補(bǔ)償接線方式 單相接地短路時(shí)（A相接地）： 故障相電壓UA,故障相電流IA 對ZKJ1：假設(shè)： 可行性分析： 將故障點(diǎn)電壓 與流過保護(hù)的故障相電流 分解為對稱分

57、量： AJAJIIUU；dAUAI2021/8/597保護(hù)安裝處A相電壓的各序分量：（z1 ：線路單位正序(負(fù)序)阻抗；z0 ：線路單位零序阻抗） 保護(hù)安裝處A相電壓： 不能正確反映z1l0021dAdAdAdAUUUU021AAAAIIIIlzIUUAdAA1111lzIUUAdAA1222lzIUUAdAA0000021AAAAUUUUlzIlzIlzIUUUAAAdAdAdA001211021lzIlzIlzIlzIlzIAAAAA0010101211lzIzzzIIIAAAA10110021)(lzIzzzIA10110)33(lzlzIIzzzIUIUZAAAJJJ1101101 .

58、)331 (則：2021/8/598正確的接線方式（零序電流補(bǔ)償接線方式）： 其中零序電流補(bǔ)償系數(shù)： （K為常數(shù)，取決于線路參數(shù)） 由于單相接地故障時(shí)，只有一個(gè)ZKJ可正確動作，因此必須采用三個(gè)ZKJ（分別接于不同相），且三個(gè)ZKJ的出口采用“或”邏輯。 030201333IKIIUUZKJIKIIUUZKJIKIIUUZKJCJCJBJBJAJAJ；：；：；：1103zzzK2021/8/5994-4 4-4 方向阻抗方向阻抗ZKJZKJ應(yīng)用特點(diǎn)及集成電路型構(gòu)成應(yīng)用特點(diǎn)及集成電路型構(gòu)成一、方向阻抗ZKJ的死區(qū)及消除死區(qū)的方法 保護(hù)安裝處正方向出口各種短路時(shí)： 殘余電壓：Ucy0 UJ0 ZJ

59、0, ZKJ拒動，出現(xiàn)死區(qū)。 減小和消除死區(qū)的方法：1、諧振記憶回路 對于相間短路的兩故障相間電壓或單相接地短路的故障相電壓，由于故障前電壓UJ0與故障后電壓UJ同相位，可用記憶住的UJ0取代UJ，而UJ0較大，則不再有死區(qū)。 在電壓回路中利用電容C、電感L形成工頻串聯(lián)諧振電路。2021/8/5100系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)，UR反映UJ0（同相位） 當(dāng)保護(hù)出口短路時(shí)，UJ0， 回路諧振諧振電流IR UR = IRR 0（記憶作用） 一般按回路自由振蕩頻率經(jīng)幾個(gè)周波才衰減為0 利用此電壓的記憶作用可消除死區(qū)。 回路自由振蕩頻率：0 = 諧振回路中參數(shù)R、L、C的選擇：(1)為了使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)，UR與UJ0同相

60、位 則需：L=1/C 即： = （：工頻角頻率） 如此選擇后，0 ,故障后暫態(tài)過程中不能完全諧振，UR與故障前電壓UJ0的相位逐漸拉開，時(shí)間越長，UR越不能反映故障前UJ0 1422LCRLLC12021/8/5101(2)為了使故障后暫態(tài)過程中達(dá)到完全諧振 則需：=0= 即： 如此選擇后，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)回路呈容性，故系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)，UR與UJ0不同相（UR超前UJ0：58，有誤差） 綜合考慮 2、采用高Q（品質(zhì)因數(shù)）值50HZ有源帶通濾波器 高Q值50Hz有源帶通濾波器具有記憶作用。Q=5，可記憶45個(gè)工頻周波。 3、引入非故障相電壓 兩相短路時(shí)，故障相電壓，非故障相電壓仍很高，故引入非故障相電壓可