線路保護(hù)原理之距離保護(hù)

教師：金光明

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目錄距離保護(hù)的影響因素1距離保護(hù)的根本原理2階段式距離保護(hù)35距離保護(hù)的接線方式4阻抗繼電器的特性

——阻抗測量——電路中通過的電流與它兩端的電壓成正比，與它的電阻成反比。

一、距離保護(hù)的根本原理距離保護(hù)的理論根底歐姆定律距離保護(hù)短路故障時(shí)

距離保護(hù)是反映被保護(hù)線路始端電壓和線路電流的比值而工作的一種保護(hù)，這個(gè)比值稱為測量阻抗距離保護(hù)的原理一、距離保護(hù)的原理正常運(yùn)行時(shí)IZUIZU負(fù)載阻抗，其值較大短路阻抗，其值較小距離保護(hù)的定義一、距離保護(hù)的原理距離保護(hù)的由來就是保護(hù)安裝處與短路點(diǎn)之間的距離距離保護(hù)的定義距離保護(hù)就是根據(jù)故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處的距離來確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)方式

因?yàn)榫嚯x保護(hù)時(shí)根據(jù)測量阻抗的大小來反映故障點(diǎn)的遠(yuǎn)近，故稱為距離保護(hù)。然而，由于它是反映阻抗參數(shù)而工作的，故有時(shí)也成為阻抗保護(hù)。顯然其性能不受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，具有足夠的靈敏性和快速性。保護(hù)1的距離二段保護(hù)1的距離三段目前廣泛采用的三段保護(hù)范圍的階梯式時(shí)限特性如以下圖所示，并分別稱為距離保護(hù)的一二三段距離保護(hù)的時(shí)限特性一、距離保護(hù)的原理距離保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間t與短路距離的關(guān)系稱為距離保護(hù)的時(shí)間特性保護(hù)1的距離一段123與電流保護(hù)一樣，一二段聯(lián)合作為主保護(hù)，第三段為后備保護(hù)距離保護(hù)的根本原理一、距離保護(hù)的原理根本要求二、距離保護(hù)的接線方式對(duì)接線方式的根本要求：測量電壓2〕Zm與故障類型無關(guān)選取形式測量電流1〕21ZK=z1lk二、距離保護(hù)的接線方式21保護(hù)安裝處電壓計(jì)算的通用公式電壓計(jì)算通用公式電壓計(jì)算通用公式二、距離保護(hù)的接線方式接地故障相間故障繼電器接線方式123相間0°接線具有零序電流補(bǔ)償?shù)慕泳€0度接線方式舉例〔AB〕二、距離保護(hù)的接線方式21零序電流補(bǔ)償方式舉例〔AB〕二、距離保護(hù)的接線方式21等于0保護(hù)邏輯二、距離保護(hù)的接線方式C阻抗繼電器的動(dòng)作特性三、阻抗繼電器的特性ABF當(dāng)距離一段發(fā)生故障，理論上測量阻抗的端點(diǎn)應(yīng)該落在紅線范圍之內(nèi)。但是如果其動(dòng)作特性是一條線段，那么是不行的。RjX因?yàn)椋壕€路參數(shù)是分布的，會(huì)導(dǎo)致阻抗角的差異電壓電流互感器的影響故障點(diǎn)過渡電阻的影響分布電容的影響為了便于制造和調(diào)試，通常將繼電器的動(dòng)作區(qū)域擴(kuò)大為圓或者多變形等圓1——全阻抗圓2——方向阻抗圓3——偏移阻抗全阻抗繼電器的動(dòng)作特性三、阻抗繼電器的特性RjX全阻抗繼電器的動(dòng)作特性是以繼電器安裝點(diǎn)為圓心，以整定主抗為半徑所作的一個(gè)圓，如以下圖所示，圓內(nèi)是動(dòng)作區(qū)整定阻抗測量阻抗1動(dòng)作測量阻抗2臨界動(dòng)作測量阻抗3

不動(dòng)作全阻抗繼電器的動(dòng)作方程三、阻抗繼電器的特性對(duì)兩個(gè)電氣量的幅值進(jìn)行比較——比幅式對(duì)兩個(gè)電氣量的相位進(jìn)行比較——比相式令動(dòng)作臨界動(dòng)作不動(dòng)作全阻抗繼電器沒有方向性、也沒有死區(qū)全阻抗繼電器的保護(hù)距離三、阻抗繼電器的特性方向阻抗繼電器的動(dòng)作特性三、阻抗繼電器的特性RjX方向阻抗繼電器的動(dòng)作特性是以整定阻抗為直徑而通過原點(diǎn)的一個(gè)圓，如以下圖所示，圓內(nèi)時(shí)動(dòng)作區(qū)整定阻抗測量阻抗1動(dòng)作測量阻抗2臨界動(dòng)作測量阻抗3

不動(dòng)作方向阻抗繼電器的動(dòng)作方程三、阻抗繼電器的特性對(duì)兩個(gè)電氣量的幅值進(jìn)行比較——比幅式動(dòng)作臨界動(dòng)作不動(dòng)作方向阻抗繼電器的動(dòng)作方程三、阻抗繼電器的特性對(duì)兩個(gè)電氣量的相位進(jìn)行比較——比相式令方向阻抗繼電器有方向性、也有死區(qū)動(dòng)作不動(dòng)作臨界動(dòng)作方向阻抗繼電器的保護(hù)距離三、阻抗繼電器的特性偏移阻抗繼電器的動(dòng)作特性三、阻抗繼電器的特性偏移特性阻抗繼電器的動(dòng)作特性如以下圖所示。繼電器的動(dòng)作特性是當(dāng)正方向整定阻抗為Zset時(shí)，同時(shí)向反方向偏移一個(gè)阻抗Z，0<Z<Zset。偏移阻抗測量阻抗1動(dòng)作測量阻抗2臨界動(dòng)作測量阻抗3

不動(dòng)作RjX整定阻抗偏移阻抗繼電器的動(dòng)作方程三、阻抗繼電器的特性對(duì)兩個(gè)電氣量的幅值進(jìn)行比較——比幅式動(dòng)作不動(dòng)作臨界動(dòng)作偏移阻抗繼電器的動(dòng)作方程三、阻抗繼電器的特性對(duì)兩個(gè)電氣量的相位進(jìn)行比較——比相式令方向阻抗繼電器有一定的方向性、沒有死區(qū)動(dòng)作不動(dòng)作臨界動(dòng)作偏移阻抗繼電器的保護(hù)范圍三、阻抗繼電器的特性三種阻抗的定義三、阻抗繼電器的特性測量阻抗：由參加繼電器的電壓與電流的比值確定。其阻抗角就是電壓與電流的相位差整定阻抗：按照整定計(jì)算的原那么，人為規(guī)定的阻抗。其阻抗角為被保護(hù)線路的阻抗角。啟動(dòng)阻抗：它表示當(dāng)繼電器剛好動(dòng)作時(shí)，參加繼電器的電壓與電流的比值。其幅值隨電壓、電流夾角的變化而變化RjX距離保護(hù)的整定計(jì)算四、階段式距離保護(hù)CABDRjX保護(hù)為三段式：I、II段：方向特性III段：偏移特性距離保護(hù)的整定計(jì)算四、階段式距離保護(hù)1).距離保護(hù)I段：

按躲過線路末端短路整定。

其中距離保護(hù)的整定計(jì)算四、階段式距離保護(hù)距離保護(hù)II段：

與相鄰線路的距離I段配合(不超過下一條線路距離I段的保護(hù)范圍，同時(shí)高出一個(gè)時(shí)限)

其中

靈敏度校驗(yàn)：

假設(shè)靈敏度不滿足要求，那么與相鄰線路距離保護(hù)II段配合。距離保護(hù)的整定計(jì)算四、階段式距離保護(hù)距離保護(hù)III段：

本線路的近后備，相鄰線路遠(yuǎn)后備。

按躲過正常運(yùn)行最小負(fù)荷阻抗整定

定值計(jì)算：

影響因素

故障點(diǎn)過渡電阻

分支電流電壓互感器二次回路斷線系統(tǒng)振蕩測量阻抗的影響因素電流、電壓互感器的誤差五、影響距離保護(hù)正常工作的因素分布電容的影響五、影響距離保護(hù)正常工作的因素分支電流的影響測量阻抗增大，實(shí)際保護(hù)距離變小具有助增電流的網(wǎng)絡(luò)五、影響距離保護(hù)正常工作的因素分支電流的影響測量阻抗減小，實(shí)際保護(hù)距離變大，可能導(dǎo)致選擇性問題具有汲出電流的網(wǎng)絡(luò)五、影響距離保護(hù)正常工作的因素過渡電阻的影響

因?yàn)槎搪芬话闶欠墙饘傩缘?，即存在過渡電阻。它使得測量阻抗變化，保護(hù)范圍可能縮短，可能超范圍或反方向誤動(dòng)。過渡電阻的性質(zhì)；ZMN呈電阻電感性呈電阻電容性單側(cè)電源線路的影響五、影響距離保護(hù)正常工作的因素jXjXRRABC短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處越近，影響越大，反之影響越小。保護(hù)裝置整定值越小，相對(duì)的受過渡電阻影響越大BC線路出口處經(jīng)過渡電阻短路顯然，保護(hù)1第二段誤動(dòng)，保護(hù)2第一段拒動(dòng)，第二段誤動(dòng)，而且因?yàn)楸Ｗo(hù)1.2之間沒有時(shí)間配合，所以很可能發(fā)生選擇性問題。Rg雙側(cè)電源線路的影響五、影響距離保護(hù)正常工作的因素jXjXRRABC一般而言，阻抗繼電器的動(dòng)作特性在+R軸方向上所占面積越大，受過渡電阻的影響越小BC線路出口處經(jīng)過渡電阻短路顯然，保護(hù)1第一段誤動(dòng)，保護(hù)2第一段誤動(dòng)，保護(hù)3第一段拒動(dòng)。沒有選擇性當(dāng)解決方法：采用受過渡電阻影響小的繼電器；采用具有自適應(yīng)特性的阻抗繼電器五、影響距離保護(hù)正常工作的因素系統(tǒng)振蕩的影響傳輸功率超過靜穩(wěn)極限、無功缺乏引起電壓下降、故障切除時(shí)間過長、非同期重合閘功角從00到3600之間變化一周的時(shí)間，通常為0.25~2.5s。指并聯(lián)運(yùn)行的電力系統(tǒng)或發(fā)電廠之間出現(xiàn)的功角周期性變化的現(xiàn)象。1、根本概念①振蕩：②振蕩周期：③振蕩原因：系統(tǒng)振蕩時(shí)，三相對(duì)稱，故可只取一相分析系統(tǒng)中各元件阻抗角均相等，以表示不考慮負(fù)荷電流的影響五、影響距離保護(hù)正常工作的因素系統(tǒng)振蕩的影響2、幾點(diǎn)假設(shè)

五、影響距離保護(hù)正常工作的因素振蕩電流與電壓五、影響距離保護(hù)正常工作的因素克服方法振蕩閉鎖的原理振蕩時(shí)，電流和各點(diǎn)電壓的幅值呈周期性變化，而短路后電壓電流值是不變的振蕩時(shí)，電流和各點(diǎn)電壓變化速率較慢，而短路電流突然增加、電壓突然降低，變化速度很快振蕩時(shí)，電流和各點(diǎn)電壓之間的相位是變化的，而短路電壓電流之間的相位是固定的振蕩時(shí)，三相對(duì)稱無負(fù)序分量出現(xiàn)，而短路時(shí)系