继电保护第3章电网的距离保护

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1、第三章电网距离保护3.1距离保护的基本原理与构成一、距离保护的基本概念电流保护对于容量大、电压高和结构复杂的网络，难于满足电网对保护的要求。一般只适用于35kv及以下电压等级的配电网。对于110kv及以上电压等级的复杂电网，必须采用性能更加完善的保护装置，距离保护就是适应这种要求的一种保护原理。距离保护：反应保护安装地点至故障点之间的距离，并根据距离的远近而确定动作时限的一种保护装置。主要元件为距离继电器，可根据其端子上所加的电压和电流测知保护安装处至故障点间的阻抗值。距离保护保护范围通常用整定阻抗的大小来实现。二、测量阻抗与故障距离正常

2、运行时保护安装处测量到的阻抗为负荷阻抗，即式中——被保护线路母线的相电压，测量电压；——被保护线路的电流，测量电流；——测量电压与测量电流之比，测量阻抗。在被保护线路任一点发生故障时，保护安装处的测量电压为，测量电流为故障电流，这时的测量阻抗为保护安装处到短路点的短路阻抗，当短路点在保护范围以外时，即时继电器不动。当短路点在保护范围内，即时，继电器动作。三、测量电压和测量电流的选取用测量阻抗来表示故障距离的前提：三相系统中，不同的短路应该选取不同的测量电压和测量电流才能满足要求。一般情况下：1.单相接地短路（）A相金属性短路，可取B、C相

3、电压电流不能反映短路点距离2.单相接地短路（）B、C两相接地短路，可取另外：可取3.两相短路（）A、B相短路，4.三相短路（）测量电压和测量电流可任取可取四、时限特性距离保护的动作时间t与保护安装处到故障点之间的距离l的关系称为距离保护的时限特性，目前获得广泛应用的是阶梯型时限特性，称为距离保护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段距离保护的第Ⅰ段是瞬时动作的，是保护本身的固有动作时间。以保护3为例，其起动阻抗的整定值必须躲开这一点短路时所测量到的阻抗，即。考虑到阻抗继电器和电流、电压互感器的误差，需引入可靠系数（一般取0.8~0.85）：为了切除本线路末端15

4、%~20%范围以内的故障，需要设置距离保护第Ⅱ段。距离Ⅱ段整定值的选择不超过下一条线路距离Ⅰ段的保护范围，同时高出一个的时限，以保证选择性。引入可靠系数，则保护3的起动阻抗为距离Ⅰ段和Ⅱ段的联合工作构成本线路的主保护。五、距离保护的组成启动部分：判别系统是否发生故障。测量部分振荡闭锁部分电压回路断线部分配合逻辑部分出口部分3.2阻抗继电器及其动作特性一、阻抗继电器的概念：阻抗继电器是距离保护装置的核心元件，其主要作用是测量短路点到保护安装处之间的距离，并与整定阻抗值进行比较，以确定保护是否应该动作。单相式阻抗继电器是指加入继电器的只有一个

5、电压（可以是相电压或线电压)和一个电流（可以是相电流或两相电流之差）的阻抗继电器。和的比值称为继电器的测量阻抗。由于可以写成的复数形式，所以可以利用复数平面来分析这种继电器的动作特性，并用一定的几何图形把它表示出来。二、具有圆及直线动作特性的阻抗继电器单相式圆特性和直线特性阻抗继电器的构成方法有两种：比幅式阻抗继电器，比相式阻抗继电器。（一）特性分析及电压形成回路1．全阻抗圆继电器（1）幅值比较全阻抗继电器的动作与边界条件为：或比较两电压量幅值的全阻抗继电器的电压形成回路：（2）相位比较相位比较的动作特性如图3-6所示，继电器的动作与边界

6、条件为与的夹角小于等于，即两边同乘以电流量得上式中，量超前于量时角为正，反之为负。构成相位比较的电压形成回路如图3-7所示。2.方向圆阻抗继电器(1)幅值比较方向阻抗继电器的动作特性为一个圆，动作具有方向性，幅值比较的动作与边界条件为：两边同乘以电流得（2）相位比较相位比较的方向阻抗继电器动作特性如图3-8（b）所示，其动作与边界条件为分式上下同乘以电流方向阻抗继电器相位比较的电压形成回路，如图3-10所示。3．偏移圆特性阻抗继电器（1）幅值比较偏移特性阻抗继电器的动作特性，圆的直径为与之差。动作条件：两边同乘以电流：（2）相位比较偏移特

7、性阻抗继电器相位比较分析，如图所示，其相位比较的动作与边界条件为两边同乘以电流得偏移特性阻抗继电器幅值比较和相位比较的电压形成回路与方向阻抗继电器的类似，这里从略。4．直线特性阻抗继电器幅值比较动作条件：相位比较动作条件：(二)阻抗继电器的比较回路具有圆或直线特性阻抗继电器可以用比较两个电气量幅值的方法来构成，也可以用比较两个电气量相位的方法来实现。1微机保护中幅值比较的实现：设由傅氏算法算出的电压和电流实、虚部分别用、和、表示，2.微机保护中相位比较的实现在微机保护中，相位比较既可以用阻抗形式实现，也可以用电压的形式实现。在用电压比较方

8、式的情况下，分为相量比较和瞬时采样值比较两种：(1)相量比较方式动作范围：比相动作条件：动作范围：比相动作条件：(2)瞬时采样值比较方式这种算法只需要用相隔1/4工频周期的两个采样值就可以完成