继电保护-距离保护.

电力系统保护与控制天津大学电气与自动化工程学院距离保护TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰一．距离保护的基本概念二．阻抗继电器三．阻抗继电器的接线方式四．距离保护的整定计算五．影响距离保护工作的因素TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰距离保护定义——反应输电线路故障点至测量点之间的距离（或线路阻抗），并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。距离保护装置的主要元件是距离继电器（阻抗继电器）距离继电器根据其端子上所加的电压和电流的比值测知保护安装处至短路点间的阻抗值，这一阻抗称为继电器的测量阻抗一、距离保护基本概念TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰故障时，阻抗值比正常运行情况下的负荷阻抗值小。据此可以构成阻抗继电器，因为线路阻抗与线路距离成正比，所以阻抗保护又称为距离保护。距离保护往往作为110kV输电线路相间和接地故障的主保护。短路故障时电压降低、短路电流大测量的故障阻抗小。一、距离保护基本概念TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰忽略线路分布电容，以集中电阻和电感等效线路:GZlZRXUmImlZIUZmmm1测量阻抗Z1是单位长度的线路阻抗；l是故障距离。因此测量阻抗与故障距离成正比。一、距离保护基本概念TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰一．距离保护的基本概念二．阻抗继电器三．阻抗继电器的接线方式四．距离保护的整定计算五．影响距离保护工作的因素TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰二、阻抗继电器阻抗继电器的作用：测量短路点到保护安装地点之间的阻抗，并与整定阻抗值进行比较，以确定保护是否应该动作。它是距离保护装置的核心元件。继电器的动作特性可以利用复数阻抗平面来分析将线路的始端置于座标的原点，正方向线路的测量阻抗放在第一象限，反方向线路的测量阻抗置于第三象限，正方向线路测量阻抗与R轴之间的角度为线路的阻抗角TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰二、阻抗继电器对保护1的距离Ⅰ段，若其保护范围为线路全长的85%时，则阻抗继电器的起动特性可以用包括0.85ZBC在内的阴影线所包括的范围表示。只要测量阻抗落入阴影之中，继电器就动作。TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰二、阻抗继电器考虑到互感器的误差以及故障点存在过渡电阻；考虑到便于制造和调试，通常把阻抗继电器的动作特性扩大为一个圆。圆1全阻抗继电器的动作特性，圆2为方向阻抗继电器的动作特性，圆3为偏移特性的阻抗继电器的动作特性整定阻抗：圆特性阻抗继电器，取阻抗角与线路阻抗角相等，继电器刚好能动作的阻抗值为整定阻抗zdZTIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰特性：以继电器安装处为圆心，以整定阻抗为半径所作的一个圆。圆内为动作区，圆外为不动作区，它没有方向性。起动阻抗的数值等于整定阻抗。阻抗继电器特性和动作方程1.全阻抗继电器二、阻抗继电器TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰1.全阻抗继电器zdJZZ动作方程比幅式zdJJZIU或二、阻抗继电器TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰二、阻抗继电器1.全阻抗继电器90arg270zdJJzdJJZIUZIU比相式90arg270zdJzdJZZZZ或270arg90PUUTIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰2.方向阻抗继电器270arg90PUU特性：以整定阻抗为直径而通过坐标原点的一个圆圆内为动作区，圆外为不动作区，有方向性。死区：出口短路属于继电器的起动条件，考虑互感器和继电器的误差，实际出口短路时继电器不动作，从而产生了动作的“死区”二、阻抗继电器TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰2.方向阻抗继电器zdzdJZZZ2121动作方程比幅式或zdJzdJJZIZIU2121二、阻抗继电器TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰二、阻抗继电器2.方向阻抗继电器比相式270arg90PUU270arg90JJJzdUUIZ极化电压补偿电压TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰RjXoJZ0ZzdZ0JZZzdZ(a)特性：正方向的整定阻抗为时，同时向反方向偏移一个圆内为动作区，圆外为不动作区。起动阻抗与有关。zdZzdZJ3.偏移特性阻抗继电器二、阻抗继电器TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰00ZZZZzdJ动作方程比幅式或3.偏移特性阻抗继电器zdJzdJJZIZIU)1(21)1(21RjXoJZ0ZzdZ0JZZzdZ(a)二、阻抗继电器TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰比相式270arg90JJzdJJzdUIZUIZ3.偏移特性阻抗继电器270arg90PUU极化电压补偿电压二、阻抗继电器TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰特性：下方为动作区，上方为不动作区。4.电抗继电器JzdJJUZIU2动作方程比幅式比相式360arg180JJzdJUIZIR二、阻抗继电器TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰特性：左侧为动作区，右侧为不动作区。5.负荷限制继电器动作方程比相式RRI-arg018JJzdJIU二、阻抗继电器TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰特性：动作范围小于180的功率方向继电器+电抗继电器+负荷限制继电器四边形内为继电器的动作区，四边形以外为不动作区。AB防区外发生经过渡电阻故障时可能引起的“超范围”误动；BC躲开负荷阻抗的影响6.四边形特性的阻抗继电器二、阻抗继电器TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰一．距离保护的基本概念二．阻抗继电器三．阻抗继电器的接线方式四．距离保护的整定计算五．影响距离保护工作的因素TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰三、阻抗继电器的接线方式对接线方式的基本要求：（1）继电器的测量阻抗正比于短路点到保护安装地点之间的距离；（2）继电器的测量阻抗与故障类型无关，即保护范围不随故障类型而变化。TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰1JABUBAII2JBCUCBII3JCAUACII继电器JUJI三、阻抗继电器的接线方式相间短路（接线）三个阻抗继电器，引入的相间电压和相应相的相电流之差。如表所示。01cos由于引入的是相间电压和相应相的相电流之差，当时和同相位，故称为接线JIJU0TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰三、阻抗继电器的接线方式lZIIlZIlZIIIUZBABABAABJ111)3(11、三相短路三个继电器的工作情况完全相同，以J1为例分析。三个继电器的测量阻抗等于短路点到保护安装地点之间的阻抗；三个继电器均能动作ABCAIBICIZ(3)dlTIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰三、阻抗继电器的接线方式ABCAIBIZl0CI(2)ABd2、两相短路以A－B相间短路为例，则故障环路的电压为正确反应了短路点至保护安装处的距离，能正确动作。其余两个继电器，测量阻抗很大，不能起动。通过“或”门控制出口跳闸回路，能保证距离保护正确动作lZIIlZIlZIUBABAAB111)(1JlZIIUZBAABJ1)2(1继电器的测量阻抗为1JTIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰三、阻抗继电器的接线方式ABCAIBIZl0CI(1,1)ABd3、两相接地短路以A－B相间短路为例，把A、B相看成两个“导线—地”的送电线路并有互感耦合在一起，保护安装地点的故障相电压正确反应了短路点至保护安装处的距离，能正确动作。通过“或”门控制出口跳闸回路，能保证距离保护正确动作1J1J继电器的测量阻抗为lZIlZIUMBLAAlZIlZIUMALBBlZlZZIIlZZIIIIUZMLBAMLBABAABJ1)1.1(1)())((TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰4、单相接地短路（零序电流补偿接线）单相接地时，将故障点的电压和电流分解为对称分量为三、阻抗继电器的接线方式1201200AdAdddIIIIUUUU在保护安装地点各对称分量电压与短路点的对称分量电压之间，应具有如下的关系lZIUUlZIUUlZIUUddd000012221111TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰三、阻抗继电器的接线方式正确反应了短路点至保护安装处的距离，能正确动作。通过“或”门控制出口跳闸回路，能保证距离保护正确动作1103ZZZK120111221000001120100110110101()()()(3)AAAAdddAAAUUUUUIZlUIZlUIZlZZZlIIIZlIIIZZZZZlIIZlIKIZ(1)1103AJAUZZlIKI保护安装地点母线上的A相电压即应为AJAUU03IKIIAJA取得零序电流补偿系数1JTIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰一．距离保护的基本概念二．阻抗继电器三．阻抗继电器的接线方式四．距离保护的整定计算五．影响距离保护工作的因素TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰整定原则1．距离Ⅰ段采用方向阻抗特性躲开下一条线路出口处短路的原则来确定AB2d1C整定值BCkzdABkzdZKZZKZ1.2.可靠系数取0.8~0.85。因此距离Ⅰ段在理想情况下只能保护线路全长的80～85%，动作时限为保护的固有动作时间。四、距离保护整定计算TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰2、距离Ⅱ段采用方向阻抗特性整定原则（1）与相邻线路距离Ⅰ段配合，并考虑分支系数的影响AB2d1C（2）与相邻变压器的瞬动保护配合，并考虑分支系数的影响)(1.min.2.dzfzABkdzZKZKZ0.8~0.85kKmin.fzK：保护1第Ⅰ段末端短路时可能的最小数值)(min.2.bfzABkdzZKZKZ7.0kK取以上两式中数值较小的作为定值。距离I、II段共同构成本段线路的主保护。四、距离保护整定计算TIANJINUNIVERSITY天津大学—TIANJINUNIVEISITY姜惠兰灵