電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理及應(yīng)用1

1、一、基本概念一、基本概念l 電力系統(tǒng)一次設(shè)備電力系統(tǒng)一次設(shè)備 發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、輸電線路、電動(dòng)機(jī)、電抗器、發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、輸電線路、電動(dòng)機(jī)、電抗器、電容器等組成的電能傳輸設(shè)備（屬于高壓設(shè)備）。電容器等組成的電能傳輸設(shè)備（屬于高壓設(shè)備）。l 電力系統(tǒng)二次設(shè)備電力系統(tǒng)二次設(shè)備 對(duì)一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、測量、控制與保護(hù)對(duì)一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、測量、控制與保護(hù)的設(shè)備（從的設(shè)備（從TATA、TVTV獲得成正比的獲得成正比的“小信號(hào)小信號(hào)”相額定相額定電壓電壓57.7V57.7V，額定電流，額定電流1A1A或或5A5A）。）。1 1 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)一次設(shè)備一次設(shè)備+ +二次設(shè)備。二

2、次設(shè)備。一、基本概念一、基本概念2 2 電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài) 正常狀態(tài)、不正常狀態(tài)、故障狀態(tài)。正常狀態(tài)、不正常狀態(tài)、故障狀態(tài)。 l 正常狀態(tài)正常狀態(tài) 電力系統(tǒng)在規(guī)定的限度內(nèi)可以長期安全穩(wěn)定運(yùn)行。電力系統(tǒng)在規(guī)定的限度內(nèi)可以長期安全穩(wěn)定運(yùn)行。 最關(guān)鍵的指標(biāo)：最關(guān)鍵的指標(biāo)：UeUe10%,10%,ff0.2Hz0.2Hz 。l 不正常狀態(tài)不正常狀態(tài) 正常運(yùn)行條件受到破壞，但還未發(fā)生故障。正常運(yùn)行條件受到破壞，但還未發(fā)生故障。l 故障狀態(tài)故障狀態(tài) 一次設(shè)備運(yùn)行中由于外力、絕緣老化、過電壓、誤操一次設(shè)備運(yùn)行中由于外力、絕緣老化、過電壓、誤操作，以及自然災(zāi)害等各種，導(dǎo)致原因發(fā)生短路、斷線。作，

3、以及自然災(zāi)害等各種，導(dǎo)致原因發(fā)生短路、斷線。一、基本概念一、基本概念3 3 短路故障短路故障 雷擊、臺(tái)風(fēng)、地震、絕緣老化、人為等因素造成。伴隨短雷擊、臺(tái)風(fēng)、地震、絕緣老化、人為等因素造成。伴隨短 路故障出現(xiàn)電流增大、電壓降低。路故障出現(xiàn)電流增大、電壓降低。 l 故障類型故障類型n 縱向故障：指各種類型的斷線故障，包括單相斷線、兩縱向故障：指各種類型的斷線故障，包括單相斷線、兩相斷線和三相斷線。相斷線和三相斷線。n 橫向故障：指各種類型的短路，包括三相短路、兩相短橫向故障：指各種類型的短路，包括三相短路、兩相短路、單相接地短路及兩相接地短路。單相短路，約為總短路、單相接地短路及兩相接地短路。單相

4、短路，約為總短路故障數(shù)的路故障數(shù)的65%65%，三相短路只占，三相短路只占5 510%10%。三相短路故障發(fā)生三相短路故障發(fā)生的幾率雖然最小，但故障產(chǎn)生的后果最為嚴(yán)重。的幾率雖然最小，但故障產(chǎn)生的后果最為嚴(yán)重。 不對(duì)稱性短路對(duì)稱性短路一、基本概念一、基本概念3 3 短路故障短路故障l 短路危害短路危害n 短路電流大，燃弧，易使元件損壞；短路電流大，燃弧，易使元件損壞；n 電壓降低，電力用戶正常的生產(chǎn)、生活受到影響；電壓降低，電力用戶正常的生產(chǎn)、生活受到影響；n 破壞電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩，破壞電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，引起系統(tǒng)振蕩， 甚至系統(tǒng)崩潰。甚至系統(tǒng)崩潰。美加大停電、巴西

5、大停電！美加大停電、巴西大停電！一、基本概念一、基本概念3 3 短路故障短路故障l 短路特征短路特征正常運(yùn)行正常運(yùn)行短路故障短路故障線路流過負(fù)荷電流線路流過負(fù)荷電流線路流過短路電流線路流過短路電流母線電壓接近額定母線電壓接近額定母線電壓降低母線電壓降低電壓電壓/ /電流為負(fù)荷阻抗，電流為負(fù)荷阻抗，很大很大電壓電壓/ /電流為母線至故電流為母線至故障點(diǎn)的線路阻抗，很小障點(diǎn)的線路阻抗，很小一、基本概念一、基本概念3 3 短路故障短路故障l 短路特征實(shí)現(xiàn)的保護(hù)類型短路特征實(shí)現(xiàn)的保護(hù)類型n電流增大電流增大 過電流保護(hù)過電流保護(hù)n電壓降低電壓降低 低電壓保護(hù)低電壓保護(hù)n阻抗減小阻抗減小 阻抗（距離）保護(hù)

6、阻抗（距離）保護(hù)n兩側(cè)電流大小和相位的差別兩側(cè)電流大小和相位的差別縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)n不對(duì)稱分量出現(xiàn)不對(duì)稱分量出現(xiàn)零序或負(fù)序分量保護(hù)零序或負(fù)序分量保護(hù) （不對(duì)稱短路）（不對(duì)稱短路）n非電氣量非電氣量 瓦斯保護(hù)、過熱保護(hù)等瓦斯保護(hù)、過熱保護(hù)等一、基本概念一、基本概念l 繼電保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置 就是指反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀就是指反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。4 4 繼電保護(hù)裝置的任務(wù)繼電保護(hù)裝置的任務(wù) 當(dāng)某一設(shè)備發(fā)生短路、斷線等故障時(shí)，切除故障的時(shí)間要求當(dāng)某一

7、設(shè)備發(fā)生短路、斷線等故障時(shí)，切除故障的時(shí)間要求為為幾十到幾百毫秒幾十到幾百毫秒。l 基本任務(wù)基本任務(wù)n 發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件（設(shè)備）發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件（設(shè)備）從電力系統(tǒng)中切除，使非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。從電力系統(tǒng)中切除，使非故障部分繼續(xù)運(yùn)行。n 對(duì)不正常運(yùn)行狀態(tài)，為保證選擇性，一般要求保護(hù)經(jīng)過對(duì)不正常運(yùn)行狀態(tài)，為保證選擇性，一般要求保護(hù)經(jīng)過一定的延時(shí)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件（如有無經(jīng)常值班人一定的延時(shí)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件（如有無經(jīng)常值班人員），而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)（減負(fù)荷或跳閘），且能與自動(dòng)員），而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)（減負(fù)荷或跳閘），且能與自動(dòng)重合閘相配合。重合閘

8、相配合。一、一、基本基本概念概念l 測量部分測量部分5 5 繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成 測量有關(guān)電氣量，與整定值比較，給出測量有關(guān)電氣量，與整定值比較，給出“是是”或或“非非”，“0” 0” 或或 “ “1”1”， “ “大于大于”、“不大于不大于”、“等于等于” ” 等等性質(zhì)的一組邏輯信號(hào)，判斷保護(hù)是否應(yīng)該啟動(dòng)。性質(zhì)的一組邏輯信號(hào)，判斷保護(hù)是否應(yīng)該啟動(dòng)。一、基本概念一、基本概念l 邏輯部分邏輯部分5 5 繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成 根據(jù)測量部分輸出信號(hào)的大小、性質(zhì)、先后順序等，使根據(jù)測量部分輸出信號(hào)的大小、性質(zhì)、先后順序等，使保護(hù)按一定的邏輯關(guān)系判定故障類型和范圍，確定是

9、否保護(hù)按一定的邏輯關(guān)系判定故障類型和范圍，確定是否應(yīng)該使斷路器跳閘或發(fā)出告警信號(hào)，并將有關(guān)指令傳達(dá)應(yīng)該使斷路器跳閘或發(fā)出告警信號(hào)，并將有關(guān)指令傳達(dá)給執(zhí)行部分。給執(zhí)行部分。l 執(zhí)行部分執(zhí)行部分一、基本概念一、基本概念根據(jù)邏輯部分的輸出結(jié)果，發(fā)出跳閘脈沖及相應(yīng)動(dòng)作信根據(jù)邏輯部分的輸出結(jié)果，發(fā)出跳閘脈沖及相應(yīng)動(dòng)作信息，或發(fā)出告警信號(hào)。息，或發(fā)出告警信號(hào)。控制跳閘、調(diào)整，或通知值班人員控制跳閘、調(diào)整，或通知值班人員5 5 繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成 包括包括 TV TV 、 TATA、二次電纜、保護(hù)裝置、信號(hào)設(shè)備、工作、二次電纜、保護(hù)裝置、信號(hào)設(shè)備、工作電源等。電源等。 斷路器斷路器 電流互

10、感器電流互感器電流繼電器電流繼電器中間繼電器中間繼電器信號(hào)繼電器信號(hào)繼電器時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器一、基本概念一、基本概念6 6 繼電保護(hù)二次回路繼電保護(hù)二次回路 7 7 繼電保護(hù)的工作配合繼電保護(hù)的工作配合 預(yù)設(shè)范圍，保護(hù)范圍重疊，無死區(qū)預(yù)設(shè)范圍，保護(hù)范圍重疊，無死區(qū)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)保護(hù)區(qū)保護(hù)區(qū)變壓器保護(hù)區(qū)變壓器保護(hù)區(qū)線路保護(hù)區(qū)線路保護(hù)區(qū)低壓母線低壓母線保護(hù)區(qū)保護(hù)區(qū)高壓母線高壓母線保護(hù)區(qū)保護(hù)區(qū)1 1高壓母線高壓母線保護(hù)區(qū)保護(hù)區(qū)一、基本概念一、基本概念8 8 繼電保護(hù)分類繼電保護(hù)分類l 主保護(hù)主保護(hù) 主保護(hù)是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度主保護(hù)是滿足系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，能以最快速度有選擇

11、性地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。如線路有選擇性地切除被保護(hù)設(shè)備和線路故障的保護(hù)。如線路的縱連保護(hù)。的縱連保護(hù)。電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備和線路，應(yīng)裝設(shè)短路故障和異常運(yùn)電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備和線路，應(yīng)裝設(shè)短路故障和異常運(yùn)行的保護(hù)裝置。電力設(shè)備和線路短路故障的保護(hù)應(yīng)有主保行的保護(hù)裝置。電力設(shè)備和線路短路故障的保護(hù)應(yīng)有主保護(hù)和后備保護(hù)，必要時(shí)可增設(shè)輔助保護(hù)。護(hù)和后備保護(hù)，必要時(shí)可增設(shè)輔助保護(hù)。 n 線路主保護(hù)：縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)、縱聯(lián)距離保護(hù)、縱聯(lián)方向保護(hù)線路主保護(hù)：縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)、縱聯(lián)距離保護(hù)、縱聯(lián)方向保護(hù)n 變壓器主保護(hù)：電流差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)變壓器主保護(hù)：電流差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)n 母線保護(hù)：電流差

12、動(dòng)保護(hù)母線保護(hù)：電流差動(dòng)保護(hù)一、基本概念一、基本概念n 遠(yuǎn)后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰電力設(shè)備或遠(yuǎn)后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，由相鄰電力設(shè)備或線路的保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備。線路的保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備。n 近后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由該電力設(shè)備或線路的另一近后備保護(hù)：當(dāng)主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，由該電力設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備的保護(hù)；當(dāng)斷路器拒動(dòng)時(shí)，由斷路器失靈保護(hù)套保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備的保護(hù)；當(dāng)斷路器拒動(dòng)時(shí)，由斷路器失靈保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。來實(shí)現(xiàn)的后備保護(hù)。l 后備保護(hù)后備保護(hù) 后備保護(hù)是主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用以切除故障后備保護(hù)是主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用以切除故障的保護(hù)。的保護(hù)。 后備保護(hù)分為遠(yuǎn)后備和

13、近后備兩種方式。后備保護(hù)分為遠(yuǎn)后備和近后備兩種方式。一、基本概念一、基本概念8 8 繼電保護(hù)分類繼電保護(hù)分類l 輔助保護(hù)輔助保護(hù) 輔助保護(hù)是為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能或當(dāng)主保護(hù)和后備輔助保護(hù)是為補(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)的簡單保護(hù)。保護(hù)退出運(yùn)行而增設(shè)的簡單保護(hù)。如零序電流保護(hù)?？v聯(lián)速動(dòng)主保護(hù)縱聯(lián)速動(dòng)主保護(hù) 相間距離保護(hù)相間距離保護(hù)接地距離保護(hù)接地距離保護(hù)零序電流保護(hù)零序電流保護(hù)斷路器失靈保護(hù)斷路器失靈保護(hù) 一、基本概念一、基本概念8 8 繼電保護(hù)分類繼電保護(hù)分類9 9 對(duì)繼電保護(hù)的基本要求對(duì)繼電保護(hù)的基本要求l 選擇性選擇性l 速動(dòng)性速動(dòng)性l 靈敏性靈敏性l

14、 可靠性可靠性一、基本概念一、基本概念簡稱為：繼電保護(hù)簡稱為：繼電保護(hù)“四性要求四性要求”。 “ “四性四性”是分析和研是分析和研究繼電保護(hù)的基礎(chǔ)。對(duì)四性中的每一項(xiàng)要求都應(yīng)當(dāng)有度，究繼電保護(hù)的基礎(chǔ)。對(duì)四性中的每一項(xiàng)要求都應(yīng)當(dāng)有度，應(yīng)以滿足電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行為準(zhǔn)則，不應(yīng)片面強(qiáng)調(diào)某一應(yīng)以滿足電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行為準(zhǔn)則，不應(yīng)片面強(qiáng)調(diào)某一項(xiàng)而忽視另一項(xiàng)，否則會(huì)帶來不良的影響。項(xiàng)而忽視另一項(xiàng)，否則會(huì)帶來不良的影響。一、基本概念一、基本概念l 可靠性可靠性 可靠性是指保護(hù)該動(dòng)作時(shí)應(yīng)動(dòng)作，不該動(dòng)作時(shí)不動(dòng)可靠性是指保護(hù)該動(dòng)作時(shí)應(yīng)動(dòng)作，不該動(dòng)作時(shí)不動(dòng)作，即不誤動(dòng)、不拒動(dòng)。為保證可靠性，在裝置選擇作，即不誤動(dòng)、不拒

15、動(dòng)。為保證可靠性，在裝置選擇上應(yīng)選用硬件和軟件可靠的裝置，在保護(hù)配置上，上應(yīng)選用硬件和軟件可靠的裝置，在保護(hù)配置上，220kV及以上電壓等級(jí)電網(wǎng)的線路保護(hù)一般采用近后及以上電壓等級(jí)電網(wǎng)的線路保護(hù)一般采用近后備保護(hù)方式，備保護(hù)方式，110kV及以下電壓等級(jí)電網(wǎng)一般采用遠(yuǎn)后及以下電壓等級(jí)電網(wǎng)一般采用遠(yuǎn)后備保護(hù)方式。備保護(hù)方式。n 安全性：區(qū)外故障可靠不動(dòng)作安全性：區(qū)外故障可靠不動(dòng)作n 可信賴性：區(qū)內(nèi)故障可靠動(dòng)作可信賴性：區(qū)內(nèi)故障可靠動(dòng)作9 9 對(duì)繼電保護(hù)的基本要求對(duì)繼電保護(hù)的基本要求一、基本概念一、基本概念l 選擇性選擇性 選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路

16、本身的保護(hù)切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，才允許由相鄰設(shè)備、線路的保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切才允許由相鄰設(shè)備、線路的保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切除故障除故障 為保證選擇性，對(duì)相鄰設(shè)備和線路有配合要求的保護(hù)和同為保證選擇性，對(duì)相鄰設(shè)備和線路有配合要求的保護(hù)和同一保護(hù)內(nèi)有配合要求的兩元件一保護(hù)內(nèi)有配合要求的兩元件(如起動(dòng)與跳閘元件、閉鎖與如起動(dòng)與跳閘元件、閉鎖與動(dòng)作元件動(dòng)作元件)，其靈敏系數(shù)及動(dòng)作時(shí)間應(yīng)相互配合。，其靈敏系數(shù)及動(dòng)作時(shí)間應(yīng)相互配合。 9 9 對(duì)繼電保護(hù)的基本要求對(duì)繼電保護(hù)的基本要求一、基本概念一、基本概念l 靈敏性靈敏性 靈敏

17、性是指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障靈敏性是指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置具有的正確動(dòng)作能力的裕度，它反映了時(shí)，保護(hù)裝置具有的正確動(dòng)作能力的裕度，它反映了保護(hù)對(duì)故障的反應(yīng)能力，一般以靈敏系數(shù)來描述。靈保護(hù)對(duì)故障的反應(yīng)能力，一般以靈敏系數(shù)來描述。靈敏度系數(shù)指在被保護(hù)對(duì)象末段發(fā)生金屬性短路時(shí)，故敏度系數(shù)指在被保護(hù)對(duì)象末段發(fā)生金屬性短路時(shí)，故障量與整定值（反映故障量上升的保護(hù)，如電流保護(hù)）障量與整定值（反映故障量上升的保護(hù)，如電流保護(hù)）或整定值與故障量之比（反映故障量下降的保護(hù)，如或整定值與故障量之比（反映故障量下降的保護(hù)，如阻抗保護(hù)）。阻抗保護(hù)）。9 9 對(duì)繼電保護(hù)的基本要求

18、對(duì)繼電保護(hù)的基本要求一、基本概念一、基本概念l 速動(dòng)性速動(dòng)性 速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快切除短路故障，以提速動(dòng)性是指保護(hù)裝置應(yīng)能盡快切除短路故障，以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設(shè)備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍。繼電保護(hù)在滿足選擇性的前提下，小故障波及范圍。繼電保護(hù)在滿足選擇性的前提下，應(yīng)盡可能的加快保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。應(yīng)盡可能的加快保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。在保護(hù)配置上，通過配置全線速動(dòng)主保護(hù)、相間和接地故在保護(hù)配置上，通過配置全線速動(dòng)主保護(hù)、相間和接地故障的速動(dòng)段保護(hù)來快速切除故障。整定計(jì)算中，可通過合障的速動(dòng)段保護(hù)來快速切除故障。整定計(jì)算中，可通過合理的縮小后

19、備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間級(jí)差來提高快速性。對(duì)于系理的縮小后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間級(jí)差來提高快速性。對(duì)于系統(tǒng)穩(wěn)定及設(shè)備安全有重要影響對(duì)動(dòng)作時(shí)間有要求的保護(hù)應(yīng)統(tǒng)穩(wěn)定及設(shè)備安全有重要影響對(duì)動(dòng)作時(shí)間有要求的保護(hù)應(yīng)保證其速動(dòng)性，必要時(shí)可犧牲選擇性。保證其速動(dòng)性，必要時(shí)可犧牲選擇性。9 9 對(duì)繼電保護(hù)的基本要求對(duì)繼電保護(hù)的基本要求一、基本概念一、基本概念9 9 對(duì)繼電保護(hù)的基本要求對(duì)繼電保護(hù)的基本要求速動(dòng)性和可靠性速動(dòng)性和可靠性主要通過加強(qiáng)主保護(hù)配置、選擇主要通過加強(qiáng)主保護(hù)配置、選擇技術(shù)成熟原理先進(jìn)硬件可靠的保護(hù)裝置來保證；技術(shù)成熟原理先進(jìn)硬件可靠的保護(hù)裝置來保證；靈敏性和選擇性靈敏性和選擇性主要通過選擇合理的運(yùn)行方式

20、、主要通過選擇合理的運(yùn)行方式、正確的配合關(guān)系以及準(zhǔn)確的計(jì)算公式來保證。正確的配合關(guān)系以及準(zhǔn)確的計(jì)算公式來保證。l 討論保護(hù)討論保護(hù)1 1就以就以保護(hù)保護(hù)1 1為基準(zhǔn)為基準(zhǔn) 本線路本線路 一、基本概念一、基本概念10 10 常用的稱謂常用的稱謂下一條線路下一條線路( (相鄰線路相鄰線路) ) 一、基本概念一、基本概念10 10 常用的稱謂常用的稱謂l 討論保護(hù)討論保護(hù)1 1就以就以保護(hù)保護(hù)1 1為基準(zhǔn)為基準(zhǔn) 10 10 常用的稱謂常用的稱謂10 10 常用的稱謂常用的稱謂背后線路背后線路 一、基本概念一、基本概念10 10 常用的稱謂常用的稱謂l 討論保護(hù)討論保護(hù)1 1就以就以保護(hù)保護(hù)1 1為基

21、準(zhǔn)為基準(zhǔn) 一、基本概念一、基本概念10 10 常用的稱謂常用的稱謂l 討論保護(hù)討論保護(hù)1 1就以就以保護(hù)保護(hù)1 1為基準(zhǔn)為基準(zhǔn) ( (本線本線) )末端短路末端短路 相鄰線出口短路相鄰線出口短路 l 討論保護(hù)討論保護(hù)1 1就以就以保護(hù)保護(hù)1 1為基準(zhǔn)為基準(zhǔn) 相鄰線末端短路相鄰線末端短路 一、基本概念一、基本概念10 10 常用的稱謂常用的稱謂l 討論保護(hù)討論保護(hù)1 1就以就以保護(hù)保護(hù)1 1為基準(zhǔn)為基準(zhǔn) 10 10 常用的稱謂常用的稱謂l 討論保護(hù)討論保護(hù)1 1就以就以保護(hù)保護(hù)1 1為基準(zhǔn)為基準(zhǔn) 反方向短路反方向短路 一、基本概念一、基本概念10 10 常用的稱謂常用的稱謂l 討論保護(hù)討論保護(hù)1

22、 1就以就以保護(hù)保護(hù)1 1為基準(zhǔn)為基準(zhǔn) Zm1Zm2Zm3mmmZUI 依據(jù)測量阻抗在不同情況下的依據(jù)測量阻抗在不同情況下的“差異差異”，保護(hù)就能夠區(qū)分，保護(hù)就能夠區(qū)分出系統(tǒng)是否發(fā)生故障，以及故障發(fā)生的范圍出系統(tǒng)是否發(fā)生故障，以及故障發(fā)生的范圍正向及范圍，正向及范圍，或反向或反向。mI 距離保護(hù)通過測量輸電線路一端的電壓距離保護(hù)通過測量輸電線路一端的電壓 、電流、電流 , ,計(jì)算它們的比值，反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離。該比值稱計(jì)算它們的比值，反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離。該比值稱之為之為測量阻抗測量阻抗: :mU二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)Zm1Zm2Zm1Zm2Zm3Zm1Zm21 1 基本原

23、理基本原理二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)1 1 基本原理基本原理測量阻抗測量阻抗 通常為復(fù)數(shù)，可表示為：通常為復(fù)數(shù)，可表示為：mmmIUZmmmmmmmjXRZIUZmZmmRmX測量阻抗的幅值測量阻抗的幅值測量阻抗角測量阻抗角測量電阻測量電阻測量電抗測量電抗l 測量阻抗具有以下的測量阻抗具有以下的“差異差異”：。一般小于額定電流；為負(fù)荷電流近似等于額定電壓；30mmmIU表示。用負(fù)荷阻抗LLLmmmZIUIUZ二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)1 1 基本原理基本原理n 系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)l 短路時(shí)短路時(shí) KKKmmmljxrlzZIUZ111 ，視線路而定。的角度一般在其中，0018570z 在

24、在R-XR-X復(fù)平面復(fù)平面，可以看出測量阻抗與動(dòng)作范圍的關(guān)系。，可以看出測量阻抗與動(dòng)作范圍的關(guān)系。二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)1 1 基本原理基本原理112200120110101103()3(3)KKKZZUUI ZI ZI ZUIIIZZIZUIKIZ 相電壓相電壓：線電壓：線電壓：1KUUIZ零序電流補(bǔ)償系數(shù)二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)1 1 基本原理基本原理l 金屬性接地故障金屬性接地故障0kU 故障相相電壓故障相相電壓 013UIKIZ 103mmmUUZZIIKI 測量阻抗測量阻抗故障相相間電壓故障相相間電壓l 相間直接短路故障時(shí)相間直接短路故障時(shí)0kU 1UIZ 測量阻抗測量阻抗1mmm

25、UUZZII 接地距離保護(hù)相間距離保護(hù)二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)1 1 基本原理基本原理11 KmlzZ 21 KmlzZ 31 KmlzZ LZ3KZMMRjXL 直線區(qū)域直線區(qū)域setZ1KZ2KZ11 KmlzZ 21 KmlzZ 31 KmlzZ LZ3KZMMRjXL setZ設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)為一個(gè)一個(gè)“面面”的區(qū)域的區(qū)域1KZ2KZ 因此，通常將阻抗繼電器的保護(hù)范圍因此，通常將阻抗繼電器的保護(hù)范圍擴(kuò)大為一個(gè)面或圓的擴(kuò)大為一個(gè)面或圓的形式。形式。當(dāng)測量阻抗落在這個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，阻抗元件動(dòng)作；否則當(dāng)測量阻抗落在這個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，阻抗元件動(dòng)作；否則不動(dòng)作。不動(dòng)作。 這個(gè)保護(hù)范圍的邊界叫做：整定阻抗。用這

26、個(gè)保護(hù)范圍的邊界叫做：整定阻抗。用 表示。表示?？紤]到二次側(cè)的測量阻抗受下列因素影響：考慮到二次側(cè)的測量阻抗受下列因素影響：1 1）電流、電壓互感器誤差；）電流、電壓互感器誤差；2 2）輸電線路阻抗角的角度差；）輸電線路阻抗角的角度差；3 3）過渡電阻的影響等）過渡電阻的影響等setZ二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)1 1 基本原理基本原理l 設(shè)計(jì)為一個(gè)設(shè)計(jì)為一個(gè)“面（區(qū)域）面（區(qū)域）”接線方式接線方式 即采用何種測量電壓和測量電流即采用何種測量電壓和測量電流 最優(yōu)：最優(yōu)： 1 1）能夠反映短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的正序阻抗；）能夠反映短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的正序阻抗； 2 2）適合于任何的短路類型。）適合于任

27、何的短路類型。n測量電壓測量電壓mUmIn 測量電流測量電流二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)2 2 距離保護(hù)的接線方式距離保護(hù)的接線方式 經(jīng)過分析、研究、比較，目前，常用的接線方式有經(jīng)過分析、研究、比較，目前，常用的接線方式有2 2種：種： （1 1）相間距離相間距離 0 0接線方式接線方式。 （2 2）帶零序補(bǔ)償?shù)模Я阈蜓a(bǔ)償?shù)慕拥鼐嚯x接地距離0 0接線方式接線方式。ABZCAZBCZABUBAII BCUCBII CAUACII AZCZBZAU0AI3KI BUCU0BI3KI 0CI3KI 零序補(bǔ)償系數(shù)1103zzzK二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)2 2 距離保護(hù)的接線方式距離保護(hù)的接線方式03Ik

28、IUAA 03IkIUBB 03IkIUCC BAABIIU CBBCIIU ACCAIIU 接地阻抗的接地阻抗的0 0接線方式接線方式相間阻抗的相間阻抗的0 0接線方式接線方式),(K11)3(K)(K1)2(Kl 接線方式可以反映的故障類型接線方式可以反映的故障類型二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)2 2 距離保護(hù)的接線方式距離保護(hù)的接線方式二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)3 3 距離保護(hù)的基本組成距離保護(hù)的基本組成I I段：無延時(shí)，保護(hù)本線路的一部分段：無延時(shí)，保護(hù)本線路的一部分IIII段段: : t tIIII延時(shí)，可靠保護(hù)線路的全長，保護(hù)范圍延伸至相延時(shí)，可靠保護(hù)線路的全長，保護(hù)范圍延伸至相鄰線路，鄰

29、線路，IIIIII段：段：t tIIIIII延時(shí)，作為本線路延時(shí)，作為本線路I I、IIII段的后備，躲過最小負(fù)段的后備，躲過最小負(fù)荷阻抗即可。荷阻抗即可。二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)3 3 距離保護(hù)的保護(hù)范圍距離保護(hù)的保護(hù)范圍n分支電流（助增與外汲）n交流失壓及PT斷線閉鎖n系統(tǒng)振蕩及振蕩閉鎖n線路串聯(lián)補(bǔ)償電容二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)3 3 影響距離保護(hù)的因素影響距離保護(hù)的因素 在在距離保護(hù)的各種動(dòng)作區(qū)域中，常用的一種形式是：距離保護(hù)的各種動(dòng)作區(qū)域中，常用的一種形式是：圓圓特性特性。典型的圓特性如下：。典型的圓特性如下：方向特性方向特性setZjXRsen 最大靈敏角sen整定阻抗是圓的直徑（絕

30、對(duì)值整定阻抗是圓的直徑（絕對(duì)值最大最大保護(hù)范圍最大）保護(hù)范圍最大）希望：希望：線路阻抗角等于最大靈線路阻抗角等于最大靈敏角。敏角。二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)3 3 距離保護(hù)的動(dòng)作特性距離保護(hù)的動(dòng)作特性圓內(nèi)動(dòng)作！圓內(nèi)動(dòng)作！ 在在距離保護(hù)的各種動(dòng)作區(qū)域中，常用的一種形式是：距離保護(hù)的各種動(dòng)作區(qū)域中，常用的一種形式是：圓圓特性特性。典型的圓特性如下：。典型的圓特性如下： 方向圓特性可以判斷：方向圓特性可以判斷：短路范圍和方向。短路范圍和方向。 但是，出口短路時(shí)需要但是，出口短路時(shí)需要“記憶記憶”。最常用動(dòng)作特性之一最常用動(dòng)作特性之一方向特性方向特性setZjXRsen 二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)3 3

31、距離保護(hù)的動(dòng)作特性距離保護(hù)的動(dòng)作特性 偏移特性可以判斷：短路范圍，偏移特性可以判斷：短路范圍，沒有出口死區(qū)。沒有出口死區(qū)。 但是，反方向出口短路會(huì)誤動(dòng)。但是，反方向出口短路會(huì)誤動(dòng)。偏移特性偏移特性setZjXRsen 二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)3 3 距離保護(hù)的動(dòng)作特性距離保護(hù)的動(dòng)作特性 全阻抗特性可以判斷：短全阻抗特性可以判斷：短路范圍。路范圍。 但是，沒有方向性。但是，沒有方向性。 較少采用。較少采用。 沒有最大靈敏角的概念。沒有最大靈敏角的概念。全阻抗特性全阻抗特性setZjXR二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)3 3 距離保護(hù)的動(dòng)作特性距離保護(hù)的動(dòng)作特性 另外，兩個(gè)或多個(gè)的圓特性可構(gòu)成另外，兩個(gè)或多個(gè)的圓特性可構(gòu)成“與與”、“或或”的的關(guān)系，組合出其它特性。關(guān)系，組合出其它特性。 橄欖型特性橄欖型特性 蘋果型特性蘋果型特性 （兩圓（兩圓“與與”） （兩圓（兩圓“或或” ）二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)3 3 距離保護(hù)的動(dòng)作特性距離保護(hù)的動(dòng)作特性多邊形特性多邊形特性淡化了最大靈敏角的概念淡化了最大靈敏角的概念setR0RjXsetX 與圓特性比較，與圓特性比較，多邊形特性的保護(hù)多邊形特性的保護(hù)范圍、耐過渡電阻范圍、耐過渡電阻能力容易兼顧能力容易兼顧。常用特性之一常用特性之一二、距離保護(hù)二、距離保護(hù)3 3