電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理第三章

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理第三章第1頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三章電網(wǎng)的距離保護(hù)主要內(nèi)容（一）距離保護(hù)的原理（二）阻抗繼電器（三）阻抗繼電器接線方式電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校（四）影響距離保護(hù)正確工作的因素及采取的措施（五）距離保護(hù)的整定計(jì)算第2頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（一）距離保護(hù)的工作原理1、距離保護(hù)的概念反應(yīng)的是保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)的距離，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)限的一種保護(hù)裝置測(cè)量保護(hù)安裝處至故障的距離，實(shí)際上是測(cè)量二者之間的阻抗大小，故距離保護(hù)又稱為阻抗保護(hù)距離保護(hù)有保護(hù)范圍，短路發(fā)生在保護(hù)范圍內(nèi)，保護(hù)動(dòng)作，否則不動(dòng)作，該保護(hù)范圍用整定阻抗來(lái)定義正常時(shí)保護(hù)安裝處的測(cè)量阻抗：

－－測(cè)量電壓－－測(cè)量電流－－測(cè)量阻抗電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校第3頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月華中科技大學(xué)武昌分校電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理發(fā)生故障時(shí)保護(hù)安裝處的測(cè)量阻抗為：在短路后：保護(hù)安裝處母線電壓降低流過保護(hù)安裝處的電流增大

距離保護(hù)比單一物理量的電流保護(hù)靈敏度高

距離保護(hù)原理:

距離保護(hù)是用整定阻抗與被保護(hù)線路的測(cè)量阻抗比較，當(dāng)短路點(diǎn)在保護(hù)范圍以外時(shí)，即時(shí)繼電器不動(dòng)，當(dāng)短路點(diǎn)在保護(hù)范圍以內(nèi)，即時(shí)繼電器動(dòng)作，距離保護(hù)又稱低阻抗保護(hù)第4頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校

2、距離保護(hù)的時(shí)限特性距離保護(hù)的時(shí)限特性：距離保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間t與保護(hù)安裝處到故障點(diǎn)之間的距離l之間的關(guān)系采用三階梯式

～保護(hù)3的Ⅰ段保護(hù)3的Ⅱ段保護(hù)3的Ⅲ段第5頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校

3、距離保護(hù)的組成

距離保護(hù)原理框圖

起動(dòng)元件方向元件方向元件第6頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校（二）阻抗繼電器1、單相式阻抗繼電器原理

阻抗繼電器的動(dòng)作特性不能為一條直線，原因如下：出口附近發(fā)生經(jīng)由過渡電阻的短路，測(cè)量阻抗偏離ＺＢＣ的方向，阻抗繼電器不動(dòng)作互感器有數(shù)值誤差和相位誤差，繼電器也有誤差，均使測(cè)量阻抗不能和ＺＢＣ方向一致為了消除過渡電阻和互感器的誤差影響，簡(jiǎn)化繼電器的接線，將繼電器的動(dòng)作特性擴(kuò)大為一個(gè)圓第7頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第8頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校２、具有圓及直線動(dòng)作特性的阻抗繼電器特性分析和電壓形成回路全阻抗繼電器方向阻抗繼電器偏移特性阻抗繼電器比幅式

直徑為與之差，其中，圓心坐標(biāo)，半徑為動(dòng)作條件：

兩邊同時(shí)乘以電流

第9頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校比相式

動(dòng)作條件：

兩邊同時(shí)乘以電流得直線特性阻抗繼電器

第10頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校阻抗繼電器的比較回路

阻抗繼電器構(gòu)成原理框圖

幅值比較式

相位比較式電壓形成回路電壓比較回路執(zhí)行輸出電壓形成回路相位比較回路執(zhí)行輸出相位比較回路后面接濾波回路和高靈敏的零指示器第11頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校３、方向阻抗繼電器的死區(qū)及死區(qū)的消除方法死區(qū)的產(chǎn)生保護(hù)出口短路時(shí)，故障線路母線上的殘壓為零，對(duì)于比幅式阻抗繼電器，其動(dòng)作條件：

當(dāng)，則動(dòng)作條件為：

實(shí)際上由于繼電器本身動(dòng)作要消耗一定的功率，所以此時(shí)繼電器不動(dòng)作保護(hù)出口短路時(shí)，故障線路母線上的殘壓為零，對(duì)于比相式阻抗繼電器，其動(dòng)作條件：第12頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校

當(dāng)，則無(wú)法進(jìn)行比較，所以此時(shí)繼電器也無(wú)法動(dòng)作

在上述兩種情況下不動(dòng)作的范圍，稱為保護(hù)裝置的死區(qū)消除死區(qū)的方法加入記憶回路

引入串聯(lián)諧振回路，即引入記憶電壓后動(dòng)作條件為：

當(dāng)出口處短路時(shí)，諧振回路儲(chǔ)存能量，衰減到０要經(jīng)過一段時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)其與同相位，記錄了故障前電壓，所以消除了死區(qū)．第13頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校

引入記憶電壓后對(duì)方向阻抗繼電器動(dòng)作特性的影響引入記憶電壓后不影響繼電器的穩(wěn)態(tài)特性，不論是比幅式還是比相式

第14頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校

４、阻抗繼電器的精工電流和精工電壓

理想情況下，繼電器器的動(dòng)作特性只與加入電壓和電流有關(guān)，而實(shí)際上，計(jì)及器件本身一些因素的影響，方向阻抗繼電器在臨界狀態(tài)時(shí)的動(dòng)作方程：為克服二極管正向壓降以及極化繼電器動(dòng)作反力所需的剩余電壓,假設(shè)各個(gè)向量同相位，則

第15頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校關(guān)系曲線精工電流：繼電器的動(dòng)作阻抗時(shí)，所對(duì)應(yīng)的測(cè)量電流

精工電壓：精工電流和整定阻抗的乘積第16頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校５、影響距離保護(hù)正確工作的因素及措施過渡電阻的影響

過渡電阻主要是純電阻性的電弧電阻，電弧長(zhǎng)度和電流與時(shí)間有關(guān)

對(duì)于單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)，過渡電阻使測(cè)量阻抗增大，影響保護(hù)選擇性

對(duì)于雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)，過渡電阻使測(cè)量阻抗增大或減小，影響選擇性電力系統(tǒng)震蕩影響電力系統(tǒng)震蕩是指并行運(yùn)行的發(fā)電機(jī)失去同步，發(fā)電機(jī)電勢(shì)相角差發(fā)生變化

在發(fā)生震蕩時(shí)，系統(tǒng)存在震蕩中心點(diǎn)，此點(diǎn)電壓保護(hù)安裝點(diǎn)越靠近震蕩中心，受到影響越大，否則越小躲開震蕩影響的方法是利用震蕩和短路時(shí)系統(tǒng)不同特點(diǎn)，構(gòu)成閉鎖回路

分支電流的影響

短路點(diǎn)和保護(hù)安裝處之間存在分支電路時(shí)，會(huì)產(chǎn)生分支電流分支電流影響距離保護(hù)，使得測(cè)量阻抗變大或者減小分支電流的影響用分支系數(shù)來(lái)描述

第17頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理華中科技大學(xué)武昌分校１、距離保護(hù)Ⅰ段

動(dòng)作阻抗動(dòng)作時(shí)限

２、距離保護(hù)Ⅱ段動(dòng)作阻抗

（三）距離保護(hù)整定計(jì)算第18頁(yè)，課件共20頁(yè)