电力系统继电保护复习课程.pptx

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1、电力系统厂网分开以后厂：五大发电集团；网：国家电网公司、南方电网公司中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司 第1页/共106页主要内容主要内容 1 1 电力系统的运行状态电力系统的运行状态 2 2 继电保护的基本原理、组成及分类继电保护的基本原理、组成及分类 3 3 对电力系统继电保护的基本要求对电力系统继电保护的基本要求 4 4 继电保护发展简史继电保护发展简史第2页/共106页 继电保护泛指继电保护泛指继电保继电保护技术护技术或各种或各种继电保护装继电保护装置置组成的继电保护系统。组成的继电保护系统。第3页/共106页 继电保护装置是指

2、安装在被保护元件上，继电保护装置是指安装在被保护元件上，反应被保护元件故障或不正常运行状态反应被保护元件故障或不正常运行状态并动作与断路器跳闸或发出信号的一种并动作与断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。自动装置。第4页/共106页 继电保护是一种能反应电力系统中电气元件发生继电保护是一种能反应电力系统中电气元件发生短路故障或异常状态，动作于跳闸或发出信号的一种短路故障或异常状态，动作于跳闸或发出信号的一种自动装置。自动装置。三、继电保护的任务三、继电保护的任务任任务务2 2）当电力系统出现异常运行状态时，）当电力系统出现异常运行状态时，并根据运行维护条件，动作于发出信并根据运行维护条件，动作于

3、发出信号、减负荷或跳闸。号、减负荷或跳闸。 (不正常运行)1 1）当电力系统被保护对象发生故障时，）当电力系统被保护对象发生故障时，能自动地、有选择地、快速地通过断路能自动地、有选择地、快速地通过断路器将故障元件从电力系统中切除。器将故障元件从电力系统中切除。(故障)第5页/共106页继电保护的基本原理原则： 只要找出正常运行与故障时系统中可测参量（主要测电气量）的差异，就可以构成不同原理的继电保护。 如电气量：相电流、序电流、功率及其方向；相电压幅值、序电压幅值；电压与电流的比值（测量阻抗）第6页/共106页第7页/共106页3 3 对继电保护的基本要求对继电保护的基本要求一、一、选择性选择

4、性二、二、速动性速动性三、三、灵敏性灵敏性四、四、可靠性可靠性五、五、四四“性性”的关系的关系第8页/共106页电流保护第9页/共106页 继电特性 继电器的动作明确干脆，不可能停留在某一个中间位置,保证其动作确切可靠 第10页/共106页一、电流速断保护一、电流速断保护(I(I段段) ) 反应于电流增大而瞬时动作的电流保护，满足 快速性要求1. 整定动作值整定动作值选择性条件实际整定（引入可靠系数 ） max.max.max.DdCdzCdBdzBdAdzIIIIIImax.BdAdzIKIk3 .12 .1kK第11页/共106页2.2.短路电流变化规律短路电流变化规律 (1)(1)短路距

5、离短路距离 故障离电源越远, ,短路电流越小(2)(2)故障类型故障类型 根据电力系统故障分析, ,相间短路时(3)(3)系统系统运行方式运行方式最大方式:通过保护的短路电流为最大的方式(ZS.min)最小方式:通过保护的短路电流为最小的方式(ZS.max) 3()2(min) 3(max.23dddddIIIII第12页/共106页 最大运行方式下三相短路通过保护的短路电流为最大 最小运行方式下两相短路时通过保护的短路电流最小 两种方式下分别有最大最小保护范围dssZZEIdmin.)3(max.dssdZZEIIdmax.)2()2(23minmaxlminl第13页/共106页(4)(4

6、)最大最大/ /最小短路电流曲线最小短路电流曲线第14页/共106页2.校验保护范围校验保护范围对保护A A要求: :解法析解法析令解得最小保护范围越长，电流速断保护动作越灵敏单位线路长度的阻抗： Z1Z10.40.4 /km/km（简化计算时）ABABlll%)2015(%100min)23(123max.1minmin1max.)2(.minsAdzsssAdzZIEZllZZEIId第15页/共106页二、电流定时限速断保护二、电流定时限速断保护(IIII段段) 切除本线路速断范围以外的故障，保护本线路的全长 作为速断的后备 1.1.动作原理动作原理保护范围延伸到下一条线路为保证选择性，

7、必须使保护的动作带有一定的时限为了使动作时限尽量缩短，考虑使它的保护范围不超出下一条线路速断保护的范围其动作时限比下一条线路的速断高出一个时间阶段 第16页/共106页2.2.整定动作值整定动作值选择性条件实际整定（引入可靠系数 ). .min.BdzAdzBdIII. .BdzkAdzIKI2 .11 .1 kK. .BdzAdztt)5 . 0(. .sttttBdzAdz第17页/共106页3.3.保护装置灵敏性的校验保护装置灵敏性的校验 校验条件: 系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路(即最不利情况下，动作最不灵敏) 灵敏性不能满足要求时 ,考虑进一步延伸限时电流速断的保护范围，使

8、之与下一条线路的限时电流速断相配合 5 . 13 . 1 .)2(min.AdzBdlmIIK第18页/共106页三、定时限过电流保护（三、定时限过电流保护（IIIIII段段 ）保护本线路及相邻下条线路的全长 本线路I、II段保护的近后备（装置故障）相邻线路的保护的远后备（装置故障及开关失灵）1 1. .工作原理工作原理起动电流大于（躲开）最大负荷电流 起动电流大于（躲开）最大自起动电流 保护定值不能保证选择性为保证选择性，必须使保护的动作带有一定的时限相邻线路动作时限配合关系：阶梯时限特性第19页/共106页2.2.整定动作值整定动作值（1 1）自起动电流 故障切除后电压恢复时， 电动机有一

9、个自起动的过程，且自起动电流大于正常工作电流 （2）动作值整定（引入可靠系 )整定条件：返回电流大于最大自起动电流max.max.max.ffzqzqIIKI25.115.1kKmax.AffhzqkfhAfhAdzIKKKKIImax.zqkfhIKI第20页/共106页 Kfh越小，则保护的起动电流越大，其灵敏性就越差， 因此要求电流继电器应有较高的返回系数。(3)动作时间整定 保护动作值不能保证选择性：（故障电流流过保护时过电流继电器均起动） 按阶梯时限特性整定动作时间： CBAtttmax.max.fzqdIII tttttttttDCCBBdzAdz.第21页/共106页单侧电源网络

10、中过电流保护动作时限的选择说明 第22页/共106页3.3.保护装置灵敏度的校验保护装置灵敏度的校验 校验条件: 系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路(即最不利情况下，动作最不灵敏)（1）近后备（校验点取本线路末端）（2）远后备（校验点取相邻线路末端） 5 . 13 . 1)(.)2(min.AdzBdlmIIK近2 . 1)(.)2(min.AdzCdlmIIK远第23页/共106页 第24页/共106页四四、 电流保护的接线方式电流保护的接线方式1 1、接线方式（、接线方式（LJLJ与与LHLH二次绕组连接关系）二次绕组连接关系）第25页/共106页2 2、不同接线方式性能比较不同接线

11、方式性能比较 中性点直接接地、非直接接地电网 各种接线方式均能正确反应各种相间故障 中性点非直接接地电网 （35KV以下）（1 1）单相接地故障特点）单相接地故障特点 故障相电压为零，非故障相电压升高 倍 只存在很小对地电容电流，无短路故障电流 保持三相相间电压对称，允许继续短时运行 要求：不同点两点接地短路 时，只切除一个短路点以减少停电范围3第26页/共106页（2 2）不完全星形接线两继电器方式）不完全星形接线两继电器方式 AB、BC异地 两点接地故障：B相无LH、LJ， 只切除A或C相故障 （2/3 几率） AC异地 两点接地故障：同时切除A、C相故障 （1/3 几率）第27页/共10

12、6页不完全星形接线三继电器方式不完全星形接线三继电器方式根据降压变压器后两相短路故障分析，变压器高压侧B相电流是其它两相电流的2倍在电流保护接于降压变压器的高压侧以作为低压侧线路故障的后备保护时，如果保护是采用三相星形接线，保护灵敏系数增大一倍实际系统中多采用不完全星形接线三继电器方式第28页/共106页第29页/共106页五、三段式电流保护整定计算举例五、三段式电流保护整定计算举例例题例题 如图所示网络中中，对保护A进行三段式电流保护整 定计算，并计算继电器的动作电流。线路AB的负荷 电流为230A, Z1=0.4(欧姆/公里),Kk1=1.25; Kk2=1.1；Kk3=1.2;Kzq=1

13、.5; Kh=0.85。 nCT=300/5。第30页/共106页1.线路AB的保护A速断保护 求动作电流 为保证选择性，按躲开线路BC末端的最大短路电流Id(3).B.max整定速断 不完全星形接线两继电器方式时继电器的动作电流)(67. 2)4 . 0154(3/3725. 1)(min.)3(max.1.KAZZEIKIABsBdKAdz)(5 .446076. 2.ANIICTAdzAdzJ第31页/共106页动作时间 ( 固有动作时间 )： 灵敏度校验： 满足要求stA0%15%32%1001582.4%100%)(82.4)467.233723(4 .01)23(1minminma

14、x.1minlllkmZIEZlsAdzs第32页/共106页2.线路AB的保护A的II段保护 求动作电流 与下条线路电流速断动作值配合： 不完全星形接线两继电器方式时继电器的动作电流)(22. 1)4 . 0354 . 0154(3/3725. 11 . 1)(min.)3(max.12 .KAZZZEIKKIBCABscdKKAdz)(3 .206022. 1 . .ANIICTAdzAdzJ第33页/共106页动作时间 ： 灵敏度校验： 系统最小运行方式下，本线路末端发生两相短路 (最不利情况下，动作最不灵敏) 满足要求)(5 . 0 stttBA3 . 138. 122. 1)154

15、. 0533723()23( .max.min.AdzABssAdzBdlmIZZEIIK第34页/共106页3.线路AB的保护A的III段保护 求动作电流 躲过本线路最大负荷电： 不完全星形接线两继电器方式时继电器的动作电流)( 1 . 860487. 0.ANIICTAdzAdzJ)(487. 023085. 05 . 12 . 1)(max.3.kAIKKKIfhzqKAdz第35页/共106页动作时间 （阶梯时限特性）： 灵敏度校验（1）： 近后备：系统最小运行方式下，本线路末端发生两相短路 (最不利情况下，动作最不灵敏) 满足要求5 . 145. 3487. 0)154 . 0533

16、723()23( .max.min.AdzABssAdzBdlmIZZEIIK)(5 . 15 . 025 . 02stttttCBA第36页/共106页 灵敏度校验（2）： 远后备：系统最小运行方式下，相邻线路末端发生两相短路 (最不利情况下，动作最不灵敏) 满足要求5 . 152. 1487. 0)354 . 0154 . 0533723()23( .max.min.AdzBCABssAdzcdlmIZZZEIIK第37页/共106页六、六、 功率方向继电器的功率方向继电器的90900 0接线方式接线方式 按相接线时存在动作的电压死区 保护出口故障 时 例如：故障类型为 时，A相功率方向继

17、电器 工作电压为零，出现动作死区 改进：使用非故障相间电压参与比相，即采用900 接线方式（另以电压记忆消除三相出口短路电压死区）)3()2()2()1(,kkkkCAABA第38页/共106页 接线方式： 纯有功时，以上电压 电流间相位差为 最大灵敏角为 （电流滞后电压为正角度） 为GJ内角090),(),(),(CBCCBBCBABCAIUGJIUGJIUGJ090lmd090第39页/共106页多电源网络中方向电流多电源网络中方向电流III段保护段保护 按单侧电源电流IIIIII段整定方式计算 动作时间不能完全保证其选择性一般应配置方向性继电器保证其选择性 以下情况可不设方向性继电器（1

18、 1）同一母线上动作时间最长的电流III段， 其动作时间可保证其选择性（2 2）负载线路的保护。因无电源，其反向故 障时无短路电流第40页/共106页 对方向性电流保护的评价对方向性电流保护的评价多电源网络中，必须采用方向性保护才有可能保证各保护的选择性应用方向元件以后将使接线复杂，投资增加，同时保护出口附近正方向发生三相短路时，出现方向保护的“死区” 只在必需时使用方向元件，如： (1)电流速断保护定值不能保证选择性 (2)过电流保护动作时限不能保证选择性第41页/共106页方向电流方向电流II段保护段保护 按单侧电源电流IIII段整定方式计算, ,但需考虑: : 分支系数有助增电流时，方向

19、II段保护的整定 分支电路中有电源时, 故障线路中的短路电流增大的现象，称为助增。 如果前一级II段保护仍按原方式整定,则保护范围将大大缩短 需考虑分支系数以保证II段保护足够的灵敏度短路电流前一级保护所在线路的故障线路的短路电流fzK第42页/共106页第43页/共106页 实际整定 保护A IIII段与保护B B I段的保护范围配合( (消除 助增电流助增电流的影响) ) 其中 对应保护B B I段的保护范围末端故障时流过保护A 的故障电流 分支系数 （减小了保护A IIII段定值） 整定得:MABkAdzIKI. .MABI.1.MABBdzfzIIK. .BdzfzkAdzIKKI第4

20、4页/共106页有助增电流时，分支系数的计算 U=I1*Z1/ZS2 I2 =U/Z1 Kfz= I1/I2= (Z1+ZS2) / ZS2= 1+Z1/ ZS2= 1+(ZS1+ ZAB) / ZS2第45页/共106页七、例题：在双电源系统中，负荷潮流方向、馈电线路过电流保护动作时限如图所示。问:(1)输电线路过电流保护动作时间;(2)哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件?(3)在给定潮流方向的情况下,线路Lab,Lbc上功率方向元件的动作行为如何？第46页/共106页解：(1)按阶梯时间特性计算保护14的过电流保护动作时限。考虑电源EM 单独作用:保护8为其末端线路保护，以其为基准进行

21、计算： t3=t8+ t=1.5+0.5=2s t1=maxt3,t6,t7 + t= t3+ t=2.5第47页/共106页考虑电源EN 单独作用时保护5为其末端线路保护，以其为基准进行计算： t2=t5+ t=1+0.5=1.5s t4=maxt2,t6,t7 + t=t7+ t =2.5s第48页/共106页(2)必须安装功率方向元件的过电流保护a.母线A出线的保护：保护5为负载线路保护，则保护1不需设置功率方向元件。b.母线C出线的保护：保护8为负载线路保护，则保护4不需设置功率方向元件。第49页/共106页c.母线B出线的保护：保护3，7的动作时间相等，均为最大动作时间: tmax=

22、t3=t7=2s则保护2，3均需设置功率方向元件（方向标于图中，与保护正方向相同）保护6，7为负载线路保护，则保护6，7不需设置功率方向元件。第50页/共106页(3)给定潮流方向下功率方向元件动作行为分析a.线路Lab上潮流方向与保护2动作正方向相反：保护2功率方向元件不动作。b.线路Lbc上潮流方向与保护3动作正方向相同：保护3功率方向元件动作。（但此时保护3电流元件不动作，因此方向性电流保护不动作。）第51页/共106页八、(方向性方向性) )零序电流保护零序电流保护 零序电流的分布零序电流的分布: 零序方向电流保护的主要特点零序方向电流保护的主要特点 灵敏灵敏I I段和不灵敏段和不灵敏

23、I I段保护的差别与使用条件段保护的差别与使用条件 限时零序电流速断保护的灵敏系数不满足要求时所采取的措施（四段式零序电流保限时零序电流速断保护的灵敏系数不满足要求时所采取的措施（四段式零序电流保护）护）第52页/共106页零序方向电流保护的主要特点零序方向电流保护的主要特点(1) (1) 。(2) (2) 零序电流保护受运行方式变化的影响较小。零序电流保护受运行方式变化的影响较小。(3) (3) 零序保护不受三相对称的系统振荡、短时过负荷等的影响。零序保护不受三相对称的系统振荡、短时过负荷等的影响。(4)(4)在在110kV110kV及以上的高压系统中，单相接地故障约占全部故障的及以上的高压

24、系统中，单相接地故障约占全部故障的70709090，采，采用专门的零序保护具有显著的优越性。用专门的零序保护具有显著的优越性。第53页/共106页 灵敏灵敏I I段和不灵敏段和不灵敏I I段保护的差别与应用段保护的差别与应用区别区别: : 零序电流灵敏零序电流灵敏I I段与零序电流不灵敏段与零序电流不灵敏I I段的定值整定原则不同，段的定值整定原则不同，动作灵敏度不同动作灵敏度不同应用：应用：零序电流灵敏零序电流灵敏I I段动作灵敏度高，作为全相运行、发生接地段动作灵敏度高，作为全相运行、发生接地故障时的接地保护，非全相运行时需退出运行；零序电流不灵敏故障时的接地保护，非全相运行时需退出运行；

25、零序电流不灵敏I I段的动作段的动作灵敏度低，作为非全相运行、发生接地故障时的接地保护灵敏度低，作为非全相运行、发生接地故障时的接地保护第54页/共106页 当故障点距保护安装地点很远时，由于保护安装处的零序电压较低，零序当故障点距保护安装地点很远时，由于保护安装处的零序电压较低，零序电流较小，可能存在电流较小，可能存在 作为相邻元件的后备保护时，必须校验方向元件的灵敏系数作为相邻元件的后备保护时，必须校验方向元件的灵敏系数: :采用相邻元件采用相邻元件末端短路时，保护安装处的最小零序功率与末端短路时，保护安装处的最小零序功率与GJGJ的最小起动功率之比来计算，的最小起动功率之比来计算，并要求

26、并要求 第55页/共106页零序电流速断保护( (灵敏灵敏I I段和不灵敏段和不灵敏I I段保护段保护) )采用单相自动重合闸时，若不能躲开在非全相运行状态下又发生系统振荡时所出现的最大零序电流 ，则：（a)设置灵敏一段：用于切除全相运行时接地故障；非全相运行状态时退出运行（闭锁灵敏一段） （b)设置不灵敏一段：用于切除非全相运行状态下又发生接地故障第56页/共106页距离保护第57页/共106页距离保护要点距离保护要点 圆特性阻抗继电器的动作方程、动作圆特性阻抗继电器的动作方程、动作特性、交流接线特性、交流接线 圆特性阻抗继电器性能分析比较圆特性阻抗继电器性能分析比较（允许（允许RgRg、躲

27、、躲Z Zf.min f.min 、躲振荡能力）、躲振荡能力）三段式距离保护的整定计算原则和整三段式距离保护的整定计算原则和整定计算方法定计算方法 系统振荡及其影响系统振荡及其影响第58页/共106页一、阻抗继电器的动作特性分析一、阻抗继电器的动作特性分析 与实现方法与实现方法：相间相间/ /接地（零序补偿）阻抗继电器接地（零序补偿）阻抗继电器0 00 0 接线方式接线方式 Z ZJABJAB(U(UJABJAB,I,IJABJAB) / Z) / ZJAJA(U(UJAJA,I,IJAJA+k3I+k3I0 0) )1.1.全阻抗继电器全阻抗继电器动作特性动作特性(1)(1)幅值比较方式幅值

28、比较方式 阻抗比幅方程阻抗比幅方程 |Z|ZJ J| | |Z|Zzdzd| | 电压比幅方程电压比幅方程 |U|UJ J| = |Z| = |ZJ JI IJ J| | |Z|ZzdzdI IJ J| | 第59页/共106页(2)(2)相位比较方式相位比较方式 阻抗比相方程阻抗比相方程 电压比相方程电压比相方程 比相电压比相电压 D D 为工作电压，为工作电压， 比相电压比相电压 C C 为极化电压（即比相参考电为极化电压（即比相参考电压）压）0090arg90JzdJzdZZZZ0090argarg90JzdJJzdJUZIUZICD第60页/共106页第61页/共106页2.2.方向阻

29、抗继电器动作特性方向阻抗继电器动作特性以整定阻抗以整定阻抗 Z Zzdzd 为直径的过原点的圆为直径的过原点的圆(1)(1)幅值比较方式幅值比较方式 阻抗比幅方程阻抗比幅方程 电压比幅方程电压比幅方程|21|21|zdzdJZZZ|21|21|JzdJzdJIZIZU第62页/共106页(2)(2)相位比较方式相位比较方式 阻抗比相方程阻抗比相方程 电压比相方程电压比相方程 比相电压比相电压 D D 为工作电压，为工作电压， 比相电压比相电压C C 为极化电压（即比相参考电压）为极化电压（即比相参考电压）, ,出口故障时存在电压死区，出口故障时存在电压死区，0090arg90JJzdZZZ00

30、90argarg90JJzdJUUZICD第63页/共106页第64页/共106页 正方向故障时，继电器的起动阻抗随测量阻抗正方向故障时，继电器的起动阻抗随测量阻抗角变化角变化 当当 J J= = d d 时，继电器的起动阻抗最大，为整时，继电器的起动阻抗最大，为整定阻抗定阻抗Z Zzdzd，对应的阻抗角为最大灵敏角，对应的阻抗角为最大灵敏角 lmlm 改变电抗变换器改变电抗变换器DKBDKB中的电阻大小中的电阻大小 ，可以可以改变最大灵敏角改变最大灵敏角 lmlm 方向阻抗继电器方向性明确，要求电流、电压方向阻抗继电器方向性明确，要求电流、电压线圈接入电流电压时不要接错极性线圈接入电流电压时

31、不要接错极性 ；否则方向；否则方向阻抗继电器阻抗继电器正向故障拒动或反向故障误动正向故障拒动或反向故障误动第65页/共106页3.3.偏移阻抗继电器动作特性偏移阻抗继电器动作特性 偏移阻抗继电器的动作特性是以整定阻抗偏移阻抗继电器的动作特性是以整定阻抗 (1+(1+ ) )Z Zzdzd为直径的过原点为直径的过原点 ( (保护安装点保护安装点) )的圆的圆 其正向整定阻抗其正向整定阻抗(I(I相限相限) )为为Z Zzdzd 其反向整定阻抗其反向整定阻抗(III(III相限相限) )为为 Z Zzdzd( ( =0.10.2)=0.10.2) 继电器的圆心向量为继电器的圆心向量为 Z Z0 0

32、= (1= (1 ) )Z Zzdzd/2/2 继电器的半径为继电器的半径为 Z Zr r= (1+= (1+ ) )Z Zzdzd/2/2第66页/共106页(1)(1)幅值比较方式幅值比较方式 阻抗比幅方程阻抗比幅方程 电压比幅方程电压比幅方程|)1 (21|)1 (21|JzdJzdJIZIZU|0rJZZZ|2)1 (|2)1 (|zdzdJZZZ第67页/共106页(2)(2)相位比较方式相位比较方式 阻抗比相方程阻抗比相方程 电压比相方程电压比相方程 （3 3） = 0 = 0 时，为方向阻抗继电器时，为方向阻抗继电器 = 1 = 1 时，为全阻抗继电器时，为全阻抗继电器0090a

33、rg90JzdJzdZZZZ0090argarg90JzdJJzdJUZIUZICD第68页/共106页第69页/共106页第70页/共106页第71页/共106页交流接线与动作方程的关系交流接线与动作方程的关系第72页/共106页第73页/共106页第74页/共106页二、分支系数的影响与二、分支系数的影响与 分支系数的考虑分支系数的考虑1.1.助增电流的影响助增电流的影响 有助增电流时的测量阻抗有助增电流时的测量阻抗 dfzABABBCdABABABAdAJZKZIIZIZIUZ)(.第75页/共106页 有助增电流时分支系数有助增电流时分支系数 使测量阻抗大于实际短路阻抗使测量阻抗大于实

34、际短路阻抗 距离保护距离保护IIII段区内故障可能被反应为区外故障，使实际保护范围缩短段区内故障可能被反应为区外故障，使实际保护范围缩短对应实际保护范围最小的最不利情对应实际保护范围最小的最不利情况况1ABBCfzIIK第76页/共106页 K Kfzfz=I=IBCBC/I/IABAB= I= IBCBC/I/IBCBCZ Z/(/(Zs1+ZZs1+ZABAB) K Kfzfz=1+(Zs1+Z=1+(Zs1+ZABAB)/Zs2;)/Zs2; K Kfzfz.min = 1+(Zs1.min + Z.min = 1+(Zs1.min + ZABAB)/Zs2.max)/Zs2.max K

35、 Kfzfz.max = 1+(Zs1. max + Z.max = 1+(Zs1. max + ZABAB)/Zs2. min)/Zs2. min第77页/共106页2.2.有外吸电流有外吸电流的影响的影响 有外吸电流时的测量阻抗有外吸电流时的测量阻抗 dfzABABBCdABABABAdAJZKZIIZIZIUZ)(.第78页/共106页 有外吸电流时分支系数有外吸电流时分支系数 使测量阻抗小于实际短路阻抗使测量阻抗小于实际短路阻抗 距离保护距离保护IIII段区外故障可能被反应为区内故障，使实际保护范围延伸段区外故障可能被反应为区内故障，使实际保护范围延伸 保护整定时取可能的最小分支系数，

36、对应实际保护范围最大的情况，保护整定时取可能的最小分支系数，对应实际保护范围最大的情况，（不延伸进入下条线路（不延伸进入下条线路IIII段保护范围）段保护范围）1ABBCfzIIK第79页/共106页 K Kfzfz=I=IBCBC/I/IABAB= I= IABAB(Z(Zd d / Z Zd d) )/ /Z Zd d/I/IAB AB = = Z Zd d/ ( Z/ ( Zd d+ Z+ Zd d) ) = = Z ZB CB C+ ( 1 -+ ( 1 -K K1 1)Z)ZBCBC/2Z/2ZBCBC = =1-K1-K1 1/2/2第80页/共106页三、距离保护的整定计算三、距

37、离保护的整定计算（一）、距离保护（一）、距离保护I I段（速断）段（速断） 反应于阻抗降低而瞬时动作；不能保护本线路反应于阻抗降低而瞬时动作；不能保护本线路的全长的全长 对线路对线路ABAB的距离保护的距离保护I I段，有段，有 保护范围为线路全长的保护范围为线路全长的8085%8085%，不受系统运行不受系统运行方式变化的影响方式变化的影响 动作时间动作时间: : 85. 08 . 0,.kABkKZKZAdzstAdz0.第81页/共106页( (二二) )、距离保护、距离保护IIII段（限时速断）段（限时速断） 与相间电流保护类似与相间电流保护类似, ,需考虑分支系数的影响需考虑分支系数

38、的影响1.1.与相邻线路与相邻线路I I段配合段配合min. . .85. 08 . 0)(fzfzkBdzfzABkAdzKKKZKZKZ第82页/共106页2.2.躲开线路末端变压器低压侧出口短路躲开线路末端变压器低压侧出口短路 实际整定值取实际整定值取 1 1，2 2计算值中的最小值计算值中的最小值3.3.动作时间动作时间: : min. .7 . 0)(fzfzkTfzABkAdzKKKZKZKZstttBdzAdz5 . 0 .第83页/共106页4 4. .灵敏度校验灵敏度校验 距离保护距离保护IIII段保护本线路全长段保护本线路全长, ,则校验点为本线路末端则校验点为本线路末端:

39、 :5 5. .不满足要求时不满足要求时, ,与相邻线路与相邻线路IIII段配合段配合动作时间为动作时间为: :5 . 13 . 1 .ABAdzlmZZK)( . .BdzfzABkAdzZKZKZtttBdzAdz .第84页/共106页( (三三) )、距离保护、距离保护IIIIII段段1.1.按躲开最小负荷阻抗整定按躲开最小负荷阻抗整定 与相间电流保护与相间电流保护IIIIII段类似段类似, ,在考虑电机自启在考虑电机自启动时保证距离动时保证距离IIIIII段可靠返回段可靠返回 注意注意 整定整定min.min.zqkzqfhZKZZ1dzfhfhZZKmin.1AfzqkfhfhAf

40、hAdzZKKKKZZ第85页/共106页第86页/共106页2. 2. 灵敏度的校验灵敏度的校验 (1(1）近后备（校验点取本线路末端）近后备（校验点取本线路末端）（2 2）远后备（校验点取相邻线路末端）远后备（校验点取相邻线路末端） 在校验灵敏度时在校验灵敏度时, ,取取 Kfz=max Kfz=max ( (使灵敏系数减小的使灵敏系数减小的最不利情况最不利情况) )5 . 13 . 1)(.ABAdzlmZZK近2 . 1)()(2 . 1)()(.TfzABAdzlmBCfzABAdzlmZKZZKZKZZK远远第87页/共106页 变压器容量很小时变压器容量很小时, Z, ZT T

41、很大很大, ,难以满足远后备灵难以满足远后备灵敏度要求敏度要求, ,允许允许 K KLMLM1.2 f f整定整定: :min.* .)cos(1AffdzqkfhAdzZKKKZ第88页/共106页4 4. . 动作时间动作时间: : 保护动作值不能保证选择性；需按保护动作值不能保证选择性；需按阶梯时限特性整定动作时间阶梯时限特性整定动作时间5 5. . 一次测量阻抗与二次测量阻抗一次测量阻抗与二次测量阻抗Z ZJ J = U= UJ J / I/ IJ JZ Zj j = U= Uj j / I/ Ij j= (U= (UJ J /n/ny y)/ (I)/ (IJ J / n/ nl l

42、) ) = (U = (UJ J / I/ IJ J)(n)(nl l /n/ny y) ) CBAttt tttttttttDCCBBdzAdz.第89页/共106页五、例题： 如图所示，在一百一十千伏输电线路中，线路AB的负荷电流为335A, Kzq=1.5;Kfh=1.15,Kk=0.85;Kk=1.25 。负荷电流功率因数为cos =0.8,其余参数见附图。 110KV 25KM 36KM 18KM 第90页/共106页计算：线路AB零度接线相间方向阻抗距离保护一段、三段动作值。其中：阻抗继电器最大动作灵敏角为: 75度；短路阻抗角为: 75度；系统阻抗为:Xs=9.5欧姆；单位线路长

43、度的阻抗为: X1=0.4(欧姆/公里)；电流互感变比为NLHLH=1200/5。第91页/共106页解：（1）距离保护一段动作值整定 Zdz.A = Kk ZAB = 0.85 0.4 25=8.5 Zdz.A.J = Zdz.A .NLH/NYH = 1.86 （2）距离保护三段动作值 ZfA.max=0.9UN/IfA.max =170.62 全阻抗动作值：Zdz.A = ZfA.max /(KkKzqKh) = 79.13 第92页/共106页方向阻抗动作值： f = arccos(0.8) = 36.870Zdz.A* = Zdz.A /cos( d - f ) = 79.13/ c

44、os(750 - 36.870) = 100.6 Zdz.A*J = Zdz.A* .NLH/NYH = 21.95 第93页/共106页归纳：归纳：正常运行正常运行或外部故障或外部故障内部故障内部故障方向元件方向元件两侧均为正两侧均为正阻抗元件阻抗元件一侧为正一侧为正一侧为负一侧为负一侧动作一侧动作一侧不动作一侧不动作两侧均动作两侧均动作（希望动作）（希望动作）（希望不动）（希望不动）特征分界特征分界 如何应用这些特征？后面陆续予以介绍。如何应用这些特征？后面陆续予以介绍。电流相位电流相位相位差相位差接近同相接近同相180第94页/共106页继电保护装置继电保护装置继电保护装置继电保护装置通

45、信设备通信设备通信设备通信设备通信通道通信通道TATATVTV任何纵联保护都是依靠通信通道传送的某种信号来判断故障的位置是否在被保护线路内第95页/共106页一、概念一、概念以正常无高频电流而在区外故障时发出闭锁信号的方式构成。此闭锁信号由短路功率为负的一侧发出，这个信号被两端的收信机所接收，而把保护闭锁，故称闭锁式方向纵联保护（高频闭锁方向保护）。方向比较式纵联保护第96页/共106页两侧功率方向的故障特征两侧功率方向的故障特征1 1、正常运行、正常运行2 2、外部短路、外部短路3 3、内部短路、内部短路 MP MP NP NP MP NPLI（为正）（为正）（为负）（为负）第97页/共10

46、6页 S S S S S S对对BCBC线路：保护线路：保护3 3和保护和保护4 4的功率方向都为正，的功率方向都为正，保护应动作于跳闸。保护应动作于跳闸。 二、基本原理二、基本原理第98页/共106页 S S S S S S B B侧的功率方向为负，该侧发出高频侧的功率方向为负，该侧发出高频闭锁信号，被对侧和本侧保护接收，保护闭锁信号，被对侧和本侧保护接收，保护1 1、2 2均不动。均不动。 高频信号 对对ABAB线路：线路：二、基本原理二、基本原理第99页/共106页 S S S S S S C C侧的功率方向为负，该侧发出高频侧的功率方向为负，该侧发出高频闭锁信号，被对侧和本侧保护接收，

47、保护闭锁信号，被对侧和本侧保护接收，保护5 5、6 6均不动。均不动。 对对CDCD线路：线路：高频信号 二、基本原理二、基本原理第100页/共106页 S S S S S S高频信号 高频信号 区外故障时，由短路功率为负的一端发区外故障时，由短路功率为负的一端发闭锁信号，此信号被两端的收信机接收闭锁信号，此信号被两端的收信机接收闭锁保护。闭锁保护。对于故障线路，两侧保护均为正对于故障线路，两侧保护均为正, ,不发不发闭锁信号，故两侧保护都收不到闭锁信闭锁信号，故两侧保护都收不到闭锁信号而动作于跳闸。号而动作于跳闸。二、基本原理二、基本原理第101页/共106页两侧测量阻抗的故障特征两侧测量阻

48、抗的故障特征1 1、正常和、正常和区外故障区外故障一侧阻抗可能动作，另一侧阻抗不动作。一侧阻抗可能动作，另一侧阻抗不动作。2 2、区内故障、区内故障两侧阻抗均动作。两侧阻抗均动作。MINIMINI第102页/共106页构成：两端完整的三段式距离保护构成：两端完整的三段式距离保护+高频通信部分高频通信部分距离距离I段：作为两端各自的独立跳闸段段：作为两端各自的独立跳闸段距离距离III段：作为启动发信元件，灵敏度高段：作为启动发信元件，灵敏度高距离距离II段：作为方向判别和停信元件段：作为方向判别和停信元件第103页/共106页 ，应当，应当是：电流和保护。即：是：电流和保护。即： 从负荷从负荷(

49、 (或外部短路或外部短路) )电流的特征看：电流的特征看：0 NMII “电流差动电流差动”名称的来历名称的来历( (与规定方向有关与规定方向有关) )：即电流差即电流差0 0 按继电保护规定的正方向（或计算原理）按继电保护规定的正方向（或计算原理） 00 NMjIII 但是，习惯成俗，仍然称为：差动保护。但是，习惯成俗，仍然称为：差动保护。LIMIMNNI 若有电流差，就动作。若有电流差，就动作。MINI第104页/共106页自动重合闸装置是将因故障跳开后的断路自动重合闸装置是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。器按需要自动投入的一种自动装置。5.1 5.1 自动重合闸的作用及基本要求自动重合闸的作用及基本要求 对于瞬时性故障，可迅速恢复供电，从而能提高供对于瞬时性故障，可迅速恢复供电，从而能提高供电的可靠性。电的可靠性。 对双侧电源的线路，可提高系统并列运行的稳定性对双侧电源的线路，可提高系统并列运行的稳定性，从而提高线路的输送容量。，从而提高线路的输送容量。 可以纠正由于断路器或继电保护误动作引起的误跳可以纠正由于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸。闸。第105页/共106页感谢您的观看！第106页/共106页