電網(wǎng)繼電保護(hù)原理課程課件

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)

第四講PEMCLaboratory電流三段保護(hù)（定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)）前述的相間短路一、二段電流保護(hù)都是根據(jù)某點(diǎn)短路不動(dòng)作（躲過(guò)，即乘可靠性系數(shù)）而整定的，現(xiàn)在討論另一種性質(zhì)截然不同的整定方法：根據(jù)躲過(guò)最大負(fù)荷工況而整定的方法：電流三段保護(hù)。注：在繼電保護(hù)中重要線路或元件往往需要不同原理的保護(hù)相互補(bǔ)充使用。電流一、二段保護(hù)已能構(gòu)成本線路的全長(zhǎng)保護(hù)：線路首端由電流一段進(jìn)行保護(hù)，線路末端由電流二段進(jìn)行保護(hù)，二段保護(hù)保護(hù)區(qū)伸入到下級(jí)線路的首端的一部分（不超過(guò)下級(jí)線路一段區(qū)域）。按說(shuō)電流一、二段保護(hù)構(gòu)成線路的全部保護(hù)已可以了，但考慮到如果相臨下級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)短路，相臨下級(jí)保護(hù)拒動(dòng)或開(kāi)關(guān)拒動(dòng)，豈不是故障切除不了嗎？因此設(shè)置電流第三段保護(hù)：按負(fù)荷電流整定，具有更高的靈敏度（負(fù)荷電流明顯小于短路電流），要校驗(yàn)使本段保護(hù)能夠做本線路二段的后備（近后備）和相臨線路的后備（遠(yuǎn)后備）。三段保護(hù)：校驗(yàn)遠(yuǎn)后備時(shí)要考慮分支的影響（跨過(guò)一母線）。

復(fù)習(xí)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)三段式電流保護(hù)第一、二段：為了保證與相臨開(kāi)關(guān)的選擇性，是以躲開(kāi)（乘可靠性系數(shù)）本保護(hù)區(qū)末端、最大方式下、最大短路電流為原則整定，計(jì)算出整定值，選擇性得以保證（降低靈敏度）。1、此保護(hù)在保證了與下級(jí)相臨線路選擇性的基礎(chǔ)上加以整定的，即選擇性沒(méi)問(wèn)題，但犧牲了的靈敏度，因此需要校驗(yàn)；2、短路電流受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響較大，為了保證了選擇性，必須按照最不利情況考慮，即使系統(tǒng)運(yùn)行方式（最大和最?。┎蛔?，定值放大（可靠系數(shù)）1.3倍、校驗(yàn)靈敏度縮?。ǘ喽搪罚?.866倍，則可能失去靈敏性至（保護(hù)范圍）0.866/1.3=0.66倍，則靈敏度經(jīng)常會(huì)有問(wèn)題。復(fù)習(xí)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)靈敏度不夠的情形：一段：1、短線路、小系統(tǒng)（大系統(tǒng)阻抗）； 2、運(yùn)行方式變化大。二段：1、下級(jí)短線路； 2、強(qiáng)分支作用； 3、運(yùn)行方式變化大。解決：運(yùn)行方式變化的影響，使用距離代替電流做整定特征量。復(fù)習(xí)PEMCLaboratory判據(jù)中特征量不用電流而用距離，就不受運(yùn)行方式的影響了。整定原理仍用三段式保護(hù)原理，按照位置點(diǎn)來(lái)相互配合。使用三段式保護(hù)，不管是用距離還是用電流，仍然是站在一端，即保護(hù)安裝處進(jìn)行測(cè)量和保護(hù)的，還是擺脫不了段的概念。只是使用了距離，不受運(yùn)行方式的影響。問(wèn)題是怎樣測(cè)量距離：1、故障阻抗：距離保護(hù)；2、故障點(diǎn)的故障波反射時(shí)間：行波保護(hù)。第一節(jié)距離保護(hù)概念電力系統(tǒng)繼電保護(hù)距離保護(hù)：Z=z’L；阻抗乃線路固有特征量，與運(yùn)行情況無(wú)關(guān)。z’：?jiǎn)挝痪嚯x線路阻抗；L：距離。阻抗的測(cè)量：Z=U/I；U、I：保護(hù)安裝處的電壓和電流。一段保護(hù)：Zdz1’=Kk’ZLM；Kk’=0.8~0.85，意味著可以保護(hù)線路全長(zhǎng)的80~85%，不受運(yùn)行方式的影響，和不受短路情況影響，理論上（數(shù)學(xué)上）說(shuō)短線路也沒(méi)關(guān)系。阻抗定值越小意味著保護(hù)范圍越?。ㄏ喈?dāng)與電流保護(hù)定值越大）。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)二段保護(hù)：Zdz1”=Kk”（ZLM+Zdz2

’

）

；Kk”=0.8~0.85，Zdz2

’下級(jí)線路一段保護(hù)定值，不受運(yùn)行方式的影響，和不受短路情況影響，下級(jí)短線路不行。校驗(yàn)靈敏度：靈敏度1.3~1.5。如下級(jí)是變壓器，與變壓器次級(jí)配合，考慮到變壓器ZB誤差較大，Kk”=0.7，Zdz1”=Kk”（ZLM+ZB

）

。與多條下級(jí)線路配合，取下級(jí)一段保護(hù)范圍最小的相配合。PEMCLaboratory二段定值受分支影響：Zdz1”=Kk”（ZLM+KfzhZdz2

’

）；

Kfzh分支系數(shù)取可能的最小值。1、電源分支，Kfzh>1；助增作用。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)2、負(fù)荷分支，Kfzh<1，汲出作用；有些負(fù)荷分支可以忽略。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)三段保護(hù)按最大負(fù)荷阻抗整定，時(shí)限同電流三段。Zdz’”=Zfz.min/(KK’”KfhKzq);Zfz.min=0.9Ue/Ifz.maxKK’”=1.2~1.3可靠性系數(shù)，Kfh=1.1~1.15返回系數(shù)Kzq=1以上,自啟動(dòng)系數(shù)由系統(tǒng)實(shí)際情況定要校驗(yàn)遠(yuǎn)后備和近后備靈敏度,要求1.2以上。遠(yuǎn)后備要跨過(guò)本線路L1末端母線計(jì)算到相臨線路L2末端，要考慮分支的影響。Klm1’”=Zdz1’”/（ZL1+KfzhZL2）；負(fù)荷分支小于1，電源分支大于1。PEMCLaboratory第二節(jié)距距離離保護(hù)的的原理1、三相相短路UM/Id=z1lMGUM保護(hù)安裝裝處測(cè)量量的相電電壓Id保護(hù)安裝裝處測(cè)量量的相電電流z1線路單位位公里正正序阻抗抗lMG保護(hù)安裝裝處至故故障點(diǎn)的的距離公公里數(shù)PEMCLaboratory2、不對(duì)對(duì)稱短路路序電流：：I1、I2、I0和序網(wǎng)單單位阻抗抗Z1、Z2、Z0，G點(diǎn)短路相電流：：Ia、Ib、Ic，相電壓UMGa、UMGb、UMGc，輸電線路路無(wú)分支支，Z1=Z2，線路自阻阻抗和互互阻抗zL，zM，紅字為向量UMGa=（I1Z1+I2Z2+I0Z0）lMG=（I1+I2+I0）Z1lMG+I0（Z0-Z1）lMG=IaZ1lMG+I0（Z0-Z1）lMGz1=z2=zL-zM，z0=zL+2zM，k=zM/zLzM=（z0-z1）/3，，UMGa=IaZ1lMG+I03ZMlMG=（Ia+3kI0）Z1lMGUMGb=IbZ1lMG+I03ZMlMG=（Ib+3kI0）Z1lMGUMGc=IcZ1lMG+I03ZMlMG=（Ic+3kI0）Z1lMGPEMCLaboratoryUMGab=（Ia-Ib）Z1lMGUMGbc=（Ib-Ic）Z1lMGUMGca=（Ic-Ia）Z1lMG第三節(jié)單單相阻抗抗繼電器的的構(gòu)成原理理1、全阻抗抗繼電器Zd≤Zdz，阻抗絕對(duì)值值比較。ZJ測(cè)量阻抗，，Zdz整定阻抗ZJ=UJ/IJ，區(qū)內(nèi)區(qū)外PEMCLaboratory比幅式判據(jù)據(jù)：A=IJZdz，B=UJ；A≥B比相式判據(jù)據(jù)：C=A+B=IJZdz+UJ，D=A-B=IJZdz-UJ。-90°≤≤argD/C≤90°°PEMCLaboratory2、方向阻阻抗繼電器器A=IJZdz/2；B=UJ-IJZdz/2C=A+B=UJ；D=A-B=IJZdz-UJ判據(jù)：A≥B或-90°≤≤argD/C≤90°°圓內(nèi)為動(dòng)作作區(qū)，具有有方向性。。PEMCLaboratory同樣負(fù)載阻阻抗情況下下方向阻抗繼電器器比全阻抗抗繼電器靈敏。Zdz1’”=Zfz.min/[Kk’”KfhKzqCOS(L-fz)]PEMCLaboratory距離保護(hù)評(píng)評(píng)價(jià)：1、一段不不受系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行方式影影響，快速速保護(hù)線路路全長(zhǎng)80%2、二、三三段由于有有分支，受受運(yùn)行方式式影響，但但相對(duì)較小小。3、可以有有方向，如如方向阻抗抗繼電器，，但首端有有死區(qū)。4、仍未擺擺脫三段式式的束縛，，不能快速速保護(hù)線路路全長(zhǎng)。5、受振蕩蕩、PT斷線影響，，裝置相對(duì)對(duì)復(fù)雜。PEMCLaboratoryPEMCLaboratoryPEMCLaboratory復(fù)習(xí)和自學(xué)學(xué)：P32-49振蕩對(duì)單相相阻抗繼電電器的影響響PEMCLaboratory第五章差差動(dòng)保護(hù)相間電流保保護(hù)：三段段式，方向向電壓保護(hù)：：電流閉鎖鎖零序電流保保護(hù)：三段段式，方向向距離保護(hù)：：三段式、、零序距離離保護(hù)，全全阻抗、方方向、直線線特性站在保護(hù)安安裝處測(cè)量量，實(shí)現(xiàn)保保護(hù)，常規(guī)規(guī)電流電壓壓方法不可可能無(wú)法實(shí)實(shí)現(xiàn)全線路路速斷保護(hù)護(hù)。高壓、超高高壓線路客客觀上需要要全線路速速動(dòng)保護(hù)。。PEMCLaboratory理論依據(jù)：：克希霍夫夫定律內(nèi)部如果沒(méi)沒(méi)有消耗，，按相∑∑I=0，否則按相∑∑I≠0被保護(hù)設(shè)備備PEMCLaboratory1、差動(dòng)保保護(hù)區(qū)內(nèi)故障，，流入繼電電器電流為為和電流PEMCLaboratory區(qū)外故障，，流入繼電電器電流為為差電流，，為0不反映外部部故障，不不能作為相相臨線路的的后備保護(hù)護(hù)PEMCLaboratory內(nèi)部故障：：流入繼電電器的差動(dòng)動(dòng)電流為短短路電流水水平外部部故故障障：：流流入入繼繼電電器器的的差差動(dòng)動(dòng)電電流流為為零零特點(diǎn)點(diǎn)：：靈靈敏敏，，可可以以保保護(hù)護(hù)線線路路全全長(zhǎng)長(zhǎng)，，不不能能作作為為相相臨臨元元件件的的后備備保保護(hù)護(hù)，，需需要要架架設(shè)設(shè)導(dǎo)導(dǎo)引引線線，，長(zhǎng)長(zhǎng)線線路路困困難難。。整定定：：躲躲過(guò)過(guò)外外部部最最大大短短路路電電流流引引起起的的不不平平衡衡電電流流不嚴(yán)嚴(yán)格格地地說(shuō)說(shuō)：：二二側(cè)側(cè)CT有變變比比誤誤差差，，引引起起差差動(dòng)動(dòng)電電流流的的不不平平衡衡，，外外部部故故障障的的穿穿越越性性電電流流越越大大，，不不平平衡衡電電流流也也越越大大。。不平平衡衡電電流流：：分分穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)和和暫暫態(tài)態(tài)下面面分分析析不不平平衡衡電電流流PEMCLaboratoryCT的等等效效電電路路為為典典型型的的變變壓壓器器電電路路，，勵(lì)勵(lì)磁磁繞繞組組激激磁磁阻阻抗抗Zu和漏漏抗抗Z’’，，激勵(lì)勵(lì)為為受受控控電電流流源源，，差差動(dòng)動(dòng)繼繼電電器器阻阻抗抗Zc。PEMCLaboratoryPEMCLaboratory阻抗抗繼繼電電器器的的精精工工電電流流Ijg和精精工工電電壓壓Ujg：精（（確確））工工（（作作））電電流流：當(dāng)當(dāng)實(shí)實(shí)際際阻阻抗抗為為Zdz時(shí)，，當(dāng)當(dāng)Ij很小小時(shí)時(shí)測(cè)測(cè)量量不不出出Zdz，當(dāng)Ij加大大到到一一定定程程度度時(shí)時(shí)，，可可以以測(cè)測(cè)量量出出Zdz，此最最小小Ij為最最小小精精工工電電流流Ijgmin。即當(dāng)當(dāng)Ij<Ijg時(shí)將將有有10%以以上上的的Zdz測(cè)量量誤誤差差。。精（（確確））工工（（作作））電電壓壓：Ujg=Ijgmin*ZdzPEMCLaboratory阻抗抗繼繼電電器器的的接接線線方方式式1、、Uy/Iy（0°°接線線方方式式））Zj=Uy/Iy=（I1z1l+I2z2l+I0z0l）/（I1+I2+I0）=z1l+I0/IY（z0-z1）l測(cè)量阻抗與運(yùn)運(yùn)行方式有關(guān)關(guān)，并不只正正比正序阻抗抗和短路距離離。接地故障（有有Io），不能用。2、Uy/（Iy+3kI0）（帶零序補(bǔ)償?shù)牡?°接線線方式）UMGa=IaZ1lMG+I03ZMlMG=（Ia+3kI0）Z1lUMGb=IbZ1lMG+I03ZMlMG=（Ib+3kI0）Z1lUMGc=IcZ1lMG+I03ZMlMG=（Ic+3kI0）Z1lPEMCLaboratoryUy/（Iy+3kI0）=Z1l，故障相測(cè)量阻阻抗與運(yùn)行方方式無(wú)關(guān)，并并只正比正序序阻抗和短路路距離。適用與接地故故障。非故障障相無(wú)上述關(guān)關(guān)系，需要做做故障選相。。測(cè)量，電壓U