PPT基于故障分量的继电保护原理课件.ppt

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1、基于故障分量的继电保护原理专题二主要内容第一章故障分量的概念及方向保护原理第二章自适应电流速断保护超高压输电线路短路电流中的各种分量及产生的原因基本的非周期分量附加的非周期分量高频分量低频分量稳态分量通过反应（检测）故障后电压、电流的工频量来实现保护功能传统继电保护的特点:动作性能受负荷电流的影响如何解决?1.1故障分量的基本概念系统发生故障时，在故障初期可用叠加原理分析故障网络。—故障点在正常运行情况下的电压。—故障电动势故障附加状态--故障电动势单独作用下对应的网络状态。由叠加原理可知，故障网络内任一点m的电压及电流可表示为：(1-1)(1-2)，—故障状态

2、下m点的实际电压和电流（全电压和全电流）,—正常运行状态下m点的电压和电流,—故障附加状态下m点的电压和电流(称之为故障分量)故障分量—故障网络内所有电源电势为零，只有故障点电动势单独作用而产生的电压和电流。故障分量包括暂态故障分量和稳态故障分量；暂态故障分量为衰减的直流分量和各次谐波分量；稳态故障分量为工频变化量。故障分量的特征：正常运行情况下无故障分量，它们只在故障时出现;故障分量电流与负荷电流无关;故障点故障分量电压最大，系统中性点处为零;保护安装处故障分量电压和电流的相位关系由保护安装处到系统中性点之间的阻抗决定，且不受系统电动势和故障点过渡电阻的影响。

3、1.2故障分量的提取根据叠加原理，故障分量电压、电流等于故障后实测的电压、电流减去故障前对应的电压、电流。(1).模拟量实现方案(2).数字量实现方案算法如下：式中：采样序号每周采样次数（通常取12）注：上述方法在故障后的一个周波时间内所提取的故障分量是完整的，此后则不能正确反映。1.3利用故障分量的方向元件90°接线的方向元件——三相短路有死区，灵敏度受过渡电阻影响;零序功率方向元件——只反映接地故障;负序功率方向元件——只反映不对称故障;相电压补偿式——只反映不对称故障1.传统方向元件及存在的问题2.故障分量方向元件及工作原理由以上分析可知，正向F1点故障时

4、，落后于约为90°；反向F2点故障时超前于约为90°。因此，利用故障分量的方向元件在正反方向故障时具有明确的方向性，能用来实现方向性保护。如何设计动作判据?基于故障分量的方向元件具有以下特点：不受负荷状态的影响不受过渡电阻的影响无电压死区方向性明确1.4正序故障分量及其特征1.对称分量的简单回顾当F点发生单相接地短路时，为串联型复合序网：当F点发生两相直接短路时，为并联型复合序网：当F点发生两相接地短路时，为并联型复合序网：当F点发生三相短路时，正序复合序网的分解及正序故障分量的计算将正序复合序网等效，然后应用叠加原理进行分解，则得到正序故障附加状态。正常运行条

5、件下F点的电压，可用下式计算：正序故障附加状态就是分析计算正序故障分量电压和电流的复合序网正序故障分量的特征：正序故障分量在任何故障类型下均存在，因此能用来反应各种短路正序故障分量电流的大小与故障类型有关，三相短路时最大，单相接地短路时最小正序故障分量在故障点时最大，在系统中性点处为零利用正序故障分量电压和电流能独立的正确判断故障方向，无需考虑故障选相问题（为什么？）正序故障分量的上述特点使它更适合于被继电保护所利用1.5基于正序故障分量的方向元件正向故障反向故障动作特性基于正序故障分量的故障方向检测判据单一继电器能反应所有故障类型；具有很强的抗过渡电阻能力；无

6、电压死区问题；不受负荷电流的影响，灵敏度高；具有较快的动作速度。问题：在实际应用中如何求正序故障分量？正序故障分量方向元件的特点：提取各相电压、电流故障分量的瞬时值；利用DFT算法计算各相电压和电流的工频故障分量；利用相、序分量之间的关系求出正序故障分量。DesignandEvaluationofDirectionalAlgorithmforTransmissionLineProtectionBasedonPositivesequencefaultcomponentsHouleiGaoPeterCrosslyIEEproceedings–Generation,T

7、ransmissionandDistributionNov.2006,Vol.153,No.6第二章自适应电流速断保护原理自适应继电保护的提出传统保护的定值或者特性一经确定，就不再改变。而且这种定值的确定是以任何情况下都能保证选择性为指导思想的。这种按最严重条件确定定值的方法其优点就是任何情况下不会错误切除被保护线路，但存在以下两个缺点：（1）按上述方法确定的定值在其他运行方式下不是最佳的；（2）在最小运行方式下或最不利短路条件下，保护失效或性能严重变差。2.1基本概念自适应继电保护定义为：能根据电力系统运行方式以及故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的

8、保护。1、什么是自适应继