任务一距离保护性能检验与运行维护

山西电院目标教学教案任课教师教研室主任编写日期年月日审批日期年月日授课日期班级任务内容：项目三110kV线路保护装置性能检验与运行维护任务一距离保护性能检验与运行维护素质目标：1.培养学生服从、认真的职业习惯2.培养学生的团队协作的能力能力目标：1.具有分析距离保护工作原理的能力2.能够进行距离保护的整定3.能够正确进行距离保护的检验与运行维护知识目标：1.掌握距离保护各段的工作原理2.掌握距离保护各段的整定原则、保护范围和各段之间的配合关系任务重点：距离保护的工作原理任务难点：距离保护各段的整定原则和各段之间的配合关系教学方法：讲授法，案例法，多媒体讲授布置作业：1.什么是距离保护的时限特性？它有什么特点和作用？2.阻抗继电器的测量阻抗、动作阻抗及整定阻抗之间有什么关系？3.在阻抗复平面上作出方向阻抗继电器的动作特性，写出其幅值比较式的动作方程，并分析说明构成动作方程的依据。课后分析：教学内容及板书过程设计及提示【任务描述】【任务准备】【任务实施】1.在35kV以上电压的复杂电网中，若采用电流、电压保护，很难满足选择性、灵敏性以及快速切除故障的要求，为此，必须可以采用性能更加完善的距离保护。1）分析距离保护动作的原理；2）距离保护的时限特性。2.距离保护装置的核心元件是阻抗继电器，1）构成出阻抗继电器的基本原则是什么？2）利用复数平面分析阻抗继电器的动作特性。查阅继电保护和自动装置的运行规程中关于距离保护的部分。距离保护的原理是什么？利用复数平面分析几种阻抗继电器的动作特性（全阻抗继电器、方向阻抗继电器、偏移特性阻抗继电器）。1.分析距离保护任务实施步骤：第一步，分析距离保护的动作原理；第二步，分析三段式距离保护的时限特性和动作配合情况。2.分析阻抗继电器任务实施步骤：第一步，首先分析构成阻抗继电器的基本原则；第二步，作图分析各种阻抗继电器的动作特性，分为幅值比较式和相位比较式两种分析。总结各种阻抗继电器的特点。教学内容及板书过程设计及提示【相关知识】项目三110kV线路保护装置性能检验与运行维护任务一距离保护性能检验与运行维护一、距离保护的概念：1、概念：利用阻抗测量元件对故障点到保护安装处的距离（阻抗）进行测量，并根据距离远近（阻抗大小）而确定动作时间的一种保护装置。2、阻抗的测量：ABC12k3Zm1=UA/Ik=ZAB+ZkZm2=UB/Ik=ZkZm1＞Zm2，取t1＞t2则可保证选择性。说明：①母线残余电压与短路电流之比反映故障点到保护安装处的阻抗，而阻抗与故障点到保护安装处的距离成正比。②Zm=Um/Im，短路后，电压下降，Conceptofdistanceprotection距离保护的基本概念及基本原理，由于涉及电流、电压两个量，所以要通过系统图，仔细分析。教学内容及板书过程设计及提示电流增加，所以阻抗急剧下降，即距离保护为反映故障后参量降低的保护装置。（与电流保护相区别）二、距离保护的构成：1、保护的构成：一般也构成三段式的。距离Ⅰ段：瞬时动作，不保护线路全长；距离Ⅱ段：可保护线路全长，但需要至少0.5s的延时距离Ⅲ段：作为本线路和下一线路的后备保护。2、三段式距离保护的原理框图：⑴起动元件：正常运行，起动元件不动作，保护不动；发生故障，起动元件动作，起动整套保护起动元件可采用：电流继电器、阻抗继电器、负序电流继电器、负序电流增量继电器、零序电流增量继电器。⑵测量元件：三段的测量元件用来测量故障点到保护安装处的阻抗，以判断是否在保护范围内，决定保护是否动作。测量元件采用阻抗继电器。⑶时间元件：为满足选择性要求，设置相应的动作时间。采用时间继电器。⑷振荡闭锁元件：防止系统振荡时保护Elementsofdistanceprotection要掌握保护的工作原理，学生查阅资料、分组讨论，对于距离保护的原理能够依据框图进行阐述。教学内容及板书过程设计及提示误动。⑸电压互感器二次回路断线闭锁装置：防止电压互感器二次回路断线时保护误动。三、阻抗继电器（一）、圆特性阻抗继电器的构成：1、阻抗继电器的基本构成原理：k1K2U2U1Um假设：KTA=1，KTV=1，由于电流和电压无法比较，所以假设在TA二次并联一电阻（以Ⅰ段为例，则为其整定阻抗）保护区内K1点故障：U1=Um1=Im1ZK1∵ZK1＜ZsetU2=Im1ZsetImpedancerelayZm教学内容及板书过程设计及提示∴U1＜U2动作保护区外K2点故障：U1=Um2=Im2ZK2∵ZK2＞ZsetU2=Im2Zset∴U1＞U2不动作动作边界：U1=U2总结：两个电压的比较实际也是两个阻抗的幅值的比较，而阻抗可以在复数阻抗平面上画出其相量图注意：①由于故障点存在一定的过渡电阻，所以实际侧得的阻抗不会刚好落在BC线上。②由于TA、TV存在一定的角误差，则测量阻抗也不会刚好落在BC线上。所以：一般阻抗继电器的动作特性不作成直线型，而是将其扩展为面，构成圆特性、椭圆特性。实际阻抗继电器的构成：⑴由于TA二次不能接入很大的负载阻抗，但又需要一电压，所以可接入TX以取得。⑵为调节方便，TV二次接入TVS。（二）、圆特性阻抗继电器的动作特性：1、全阻抗继电器的动作特性：⑴特性：以坐标原点为圆心，以整定阻抗绝对值为半径所作的一个圆，圆内为动作区，圆外为非动作区，圆上为动作边界。jX教学内容及板书过程设计及提示⑵绝对值比较方式：动作条件：Zm≤Zset∵Zm=Um/ImZset=KI/KU，∴KIIm≥KUUm动作⑶实现方法：⑷特点：①不论φm为多大，总有Zact=Zset②如反方向发生故障，如Zm位于圆内，也动作，所以其本身没有方向性。⑸相位比较方法：2、方向阻抗继电器的动作特性：⑴特性：以整定阻抗为直径，圆周过坐标原点的一个圆，圆内为动作区，圆外为非动作区，圆上为动作边界。⑵绝对值比较方式：动作条件：Zm–1/2Zset≤1/2Zset∵Zm=Um/ImZset=KI/KU，代入∴KUUm-1/2KIIm≥1/2KIIm动作⑶实现方法：⑷特点：①反方向故障，不动作，本身带有方向性。②方向阻抗继电器的动作阻抗Zact与测量阻抗角有关，当φm≠φset时，ZsetR要掌握阻抗继电器的动作特性，能够得出幅值和相位比较的动作方程，得出各自的特点。jXZsetR方向阻抗继电器的优缺点及克服方法教学内容及板书过程设计及提示Zact≠Zset，当φm=φset时，Zact最大，等于Zset，，阻抗继电器具有最大的保护范围，动作最灵敏。最大灵敏角：定义φm=φset为方向阻抗继电器的最大灵敏角。线路故障，只有选择φset=φm时，有最大的Zset，动作最灵敏。③Zact与Zset的关系：Zset=ZactCos（φset-φm）④正方向出口三相短路具有动作“死区”⑸几个概念测量阻抗（Zm）：各种运行情况下，加入阻抗继电器的电压与电流的比值。动作阻抗（Zset）：使阻抗继电器刚好动作的测量阻抗称为动作阻抗。整定阻抗（Zset）：指与保护范围末端对应的线路阻抗。⑹相位比较方式：几个重要概念要掌握【评价】每组选出一名代表陈述本组的情况，教师作出点评，最后总结本次课的内容。教学内容及板书过程设计及提示