电气系统继电保护第3章 电网的距离保护.ppt

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1、第3章电网的距离保护3.1.1基本工作原理3.1距离保护的基本原理电流、电压保护的主要优点是简单、可靠、经济，但它们的灵敏性受系统运行方式变化的影响较大，特别是在重负荷、长距离、电压等级高的复杂网络中，很难满足选择性、灵敏性以及快速切除故障的要求，为此，必须采用性能更加完善的保护装置，因而就引入了“距离保护”。距离保护是反映故障点至保护安装地点之间的距离（或阻抗），并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。该装置的主要元件为距离（阻抗）继电器，它可根据其端子上所加的电压和电流测知保护安装处至短

2、路点间的阻抗值，此阻抗称为阻抗继电器的测量阻抗。其主要特点是：短路点距离保护安装点越近，其测量阻抗越小；相反地，短路点距离保护安装点越远，其测量阻抗越大，动作时间就越长。这样就可保证有选择地切除故障线路。图3.1距离保护的基本原理3.1.2距离保护的时限特性距离保护的动作时间与保护安装地点至短路点之间距离的关系，称为距离保护的时限特性。为了满足速动性、选择性和灵敏性的要求，目前广泛应用具有三段动作范围的阶梯型时限特性，如图3.1(b)所示，并分别称为距离保护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段。距离保护的第Ⅰ段是瞬时动

3、作的，t1是保护本身的固有动作时间。对保护1的第Ⅰ段整定值应为：距离Ⅱ段整定值的选择是相似于限时电流速断的，即应使其不超出下一条线路距离Ⅰ段的保护范围，同时带有高出一个Δt的时限，以保证选择性。距离Ⅰ段与Ⅱ段的联合工作构成本线路的主保护。为了作为相邻线路保护装置和断路器拒绝动作的后备保护，同时也作为距离Ⅰ、Ⅱ段的后备保护，还应该装设距离保护第Ⅲ段。对于距离Ⅲ段整定值的考虑是与过电流保护相似的，其启动阻抗要按躲开正常运行时的最小负荷阻抗来选择，而动作时限则应根据前述电流保护的原则，使其比距离Ⅲ段保护

4、范围内其他各保护的最大动作时限高一个Δt。3.1.3距离保护的主要组成元件图3.2三段式距离保护的原理框图启动回路启动回路主要由启动元件组成。启动元件可由过电流继电器、低阻抗继电器或反应于负序和零序电流的继电器构成。具体选用哪一种，应由被保护线路的情况确定。测量回路测量回路的Ⅰ段和Ⅱ段由阻抗继电器组成，而第Ⅲ段由测量阻抗继电器组成。测量回路是测量短路点到保护安装处的距离，用以判断故障处于哪一段保护范围。逻辑回路逻辑回路主要由门电路和时间电路组成。门电路包括与门和或门，时间电路主要由两个时间继

5、电器构成。时间继电器的主要作用是按照故障点到保护安装地点的远近，根据预定的时限特性确定动作的时限，以保证保护动作的选择性。其他部分辅助相电流元件：接于相电流，作为辅助启动元件之用。重合闸后加速回路：瞬时加速Ⅰ段或Ⅱ段。执行元件：出口、信号、切换等其他功能。3.2阻抗继电器阻抗继电器可按以下不同方法分类：根据其构造原理的不同，分为电磁型、感应型、整流型、晶体管型、集成电路型和微机型等。根据其比较原理的不同，分为幅值比较式和相位比较式两大类。根据其输入量的不同，分为单相式和多相式两种。所谓单相

6、式阻抗继电器是指加入继电器的只有一个电压（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。电压和电流的比值称为继电器的测量阻抗Z。多相补偿式阻抗继电器是一种多相式继电器，加入继电器的是几个相的电流和几个相的补偿后电压，它的主要优点是可反映不同相别组合的相间或接地短路，但由于加入继电器的不是单一的电压和电流，因此就不能利用测量阻抗的概念来分析它的特性，而必须结合给定的系统、给定的短路点和给定的故障类型对其动作特性进行具体分析。3.2阻抗继电器阻抗复平面分析法是最常用、最简

7、捷直观的方法，它需要经过以下步骤：①阻抗继电器在阻抗复平面上的动作特性（可从动作条件判别式取等号求得）。继电器的测量阻抗Zr沿一定的轨迹变化而使继电器始终处于临界动作状态时，这一轨迹便称为继电器的动作特性。②求出阻抗继电器在各种运行情况下感受到的阻抗（测量阻抗Zr）。③按动作条件判别式在阻抗平面上分析它们是否满足该式，从而决定其是否动作。对于单相式阻抗继电器，其动作特性可用单一变量即继电器的测量阻抗Zr的函数来分析，并在复阻抗平面上用一定的曲线来表示。图3.3在阻抗复平面上分析阻抗继电器特性

8、(a）网络接线；(b）被保护线路的测量阻抗及动作特性由于阻抗继电器都是接于电流互感器和电压互感器的二次侧，其测量阻抗与系统一次侧的阻抗之间存在下列关系；如果保护装置的一次侧整定阻抗经计算以后为，继电器的整定阻抗应该为：3.2.1阻抗继电器的二次值3.2.2利用复数平面分析圆或直线特性阻抗继电器(1)全阻抗继电器全阻抗继电器的特性是以B点（继电器安装点）为圆心，以整定阻抗为半径所作的一个圆，如图3.4所示。当测量阻抗Zr位于圆内时继电器动作，即圆内为动作区，圆外为不动作区。当测量阻抗