电网距离保护

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1.基本要求(1)测量阻抗正比于保护安装处到短3.4阻抗继电器的接线方式路点之间的距离。(2)测量阻抗与故障类型无关。122.常用的几种接线方式3.母线残压的计算公式kK1K2K3U&Z继电器假设：Z=ZI&12接线方式U&I&U&I&U&I&mmmmmm不计负荷电流l0°接线kU&ABI&A−I&BU&BCI&B−I&CU&CAI&C−I&A+30°接线U&ABI&AU&BCI&BU&CAI&CU&=U&+I&Zl+I&Zl+I&Zl+I&Zl−I&ZlAkAA11kA22kA00kA01kA01k-30°接线U&AB−I&BU&BC−I&CU&CA−I&A=U&+I&AZ1lk+I&(Z−Z)lkA001k具有零序电流U&I&+K3I&U&I&+K3I&U&I&+K3I&Z0−Z1补偿的0°接线AA0BB0CC0K=（零序电流补偿系数）3Z1=U&+(I&+K3I&)ZlkAA01k344.0˚接线方式的分析kU&ZI&母线残压的计算公式（1）三相短路时lkU&=U&+(I&+K3I&)ZlAkAA01kU&=U&=U&=0kAkBkCU&=U&+(I&+K3I&)ZlBkBB01kI&=00U&=U&+(I&+K3I&)ZlCkCC01kU&=U&+(I&+K3I&)Zl=I&ZlAkAA01kA1kU&=U&+(I&+K3I&)Zl=I&BZ1lkBkBB01kU&=U&+(I&+K3I&)Zl=I&CZ1lkCkCC01k561

14.0˚接线方式的分析4.0˚接线方式的分析（1）三相短路时在三相短路时，三个继电器的测量阻U&=U&−U&=(I&−I&)ZlABABAB1k抗均等于短路点到保护安装地点的线路正U&Z=AB=Zlm1I&−I&1k序阻抗。三个继电器均能正确动作。ABU&BCZ==Zlm2&I−&I1kBCU&Z=CA=Zlm3&I−&I1kCA784.0˚接线方式的分析4.0˚接线方式的分析（2）BC两相短路时在两相短路时，只有接于故障环路的1U&kB=U&kC=−E&A,U&A=E&AIII&&&AB==0,−=C,I&002阻抗继电器的测量阻抗等于短路点到保护U&=U&−U&=U&+I&Zl−U&−I&ZlBCBCkBB1kkCC1k安装地点的线路正序阻抗。其余两只阻=(I&−I&)ZlBC1k抗继电器的测量阻抗较大，不会误动作。U&Z=BC=Zlm2I&−I&1k这也就是为什么要用三个阻抗继电器并分BC别接于不同相间的原因U&U&ABZ=CA>ZlZm1=I&−I&>Z1lkm3I&−I&1kABCA9104.0˚接线方式的分析4.0˚接线方式的分析(3)中性点直接接地电网的两相接地短路时(BC短路)(3)中性点直接接地电网的两相接地短路时(BC短路)U&kB=U&kC=0I&A=0,I&B+I&C=3I&0U&Z=BC=Zlm2I&−I&1kU&=E&BCAAU&=U&+(I&+K3I&)ZlU&ABBkBB01kZ=>Zlm1&I−&I1kABU&=U&+(I&+K3I&)ZlCkCC01kU&CAU&BC=U&B−U&C=I&BZ1lk+K3I&0Z1lk−I&CZ1lk−K3I&0Z1lkZm3=&&>Z1lkI−ICA=(I&−I&)ZlBC1k11122

24.0˚接线方式的分析4.0˚接线方式的分析(4)单相接地短路（以A相接地短路为例）U&=0,&I=&I=0在两相接地短路时，只有接于故障环路kABC的阻抗继电器的测量阻抗等于短路点到保护U&=U&+(I&+K3I&)ZlAkAA01k安装地点的线路正序阻抗。其余两只阻抗U&=E&BB继电器的测量阻抗较大，不会误动作。U&=E&CCU&=&IZl+K3&IZl−E&ABA1k01kB13144.0˚接线方式的分析5.具有零序电流补偿的0˚接线方式的分析(4)单相接地短路（以A相接地短路为例）U&继电器K1K2K3ABZm1=&I−&I>Z1lk接线方式U&mI&mU&mI&mU&mI&mAB0°接线U&ABI&A−I&BU&BCI&B−I&CU&CAI&C−I&AU&BC具有零序电流U&AI&A+K3I&0U&BI&B+K3I&0U&CI&C+K3I&0Z==∞补偿的0°接线m2&I−&IBCU&CAZ=>Zlm3&I−&I1kCA15165.具有零序电流补偿的0˚接线方式的分析5.具有零序电流补偿的0˚接线方式的分析（1）A相接地短路U&kA=03I&0≠0,I&B=I&C=0在单相接地短路时，只有故障相的阻抗继电器的测量阻抗等于短路点到保护安装地U&=(I&+K3I&)ZlAA01k&点的线路正序阻抗。其余两只阻抗继电器的UZ=A=Zlm1I&+K3I&1k测量阻抗较大，不会误动作。A0U&BU&Z=>ZlZ=C>Zlm2I&+K3I&1km3I&+K3I&1kB0C017183

35.具有零序电流补偿的0˚接线方式的分析5.具有零序电流补偿的0˚接线方式的分析（2）BC两相接地短路在两相接地短路时，接在故障相的阻抗U&kB=U&kC=0I&A=0,I&B+I&C=3I&0继电器的测量阻抗等于短路点到保护安装地U&=(I&+K3I&)ZlBB01k点的线路正序阻抗。接在非故障相的阻抗继U&Z=B=Zlm2I&+K3I&1k电器的测量阻抗较大，不会误动作。B0U&=(I&+K3I&)ZlCC01kU&U&Z=C=ZlAm3I&+K3I&1kZm1=&&>Z1lkC0IA+K3I019205.具有零序电流补偿的0˚接线方式的分析5.具有零序电流补偿的0˚接线方式的分析(3)三相短路(4)两相短路（以BC两相短路为例）U&=U&=U&=0I&=0U&kB=U&kCI&A=0,I&B=−I&C,I&0=0kAkBkC0U&&AU&=&Z==ZlZ=A=∞UIZlm1&&1kU&=E&m1&&AA1kIA+K3I0AAIA+K3I0U&=I&ZlU&U&=U&+I&ZlU&BBB1kZ=B=ZlBkBB1kZ=>Zlm2&&1km2I&+K3I&1kIB+K3I0&=&+&B0U&=I&ZlUCUkCICZ1lkU&CC1k&CUCZm3=&&>Z1lkZ==ZlI+K3Im3I&+K3I&1kC0C02122小结（1）相间距离保护－－－0°接线方式可以正确反应三相短路、两相短路、两相接地短路，不能正确反应单相接地短路。3.5阻抗继电器的死区（2）接地距离保护－－－带零序电流补偿的接线方式，可以正确反应单相接地短路、两相接地短路和三相短路时。不能正确反应两相短路。23244

43.5阻抗继电器的死区1.产生死区的原因（1）幅值比较式当在保护安装处正方向出口发生金属性相间11短路时，母线电压降到零或很小，加到继电U&m−I&mZset≤I&mZset22器的电压（Um）为零或者小于继电器动作所U&≈0m需的最小电压时，方向继电器会出现死区。11−I&Z=I&Zmsetmset222526（2）相位比较式2.消除死区的办法oU&mo引入极化电压&90≤arg≤270UPU&−I&Zmmset（1）U&P与U&m同相位；U&≈0，无法比相，继电器不动作m（2）出口短路时，U&P应具有足够的数值且能保持一段时间逐渐衰减到零。2728(1)幅值比较式(2)相位比较式11oU&PoU&+U&−I&Z≤U&+I&Z90≤arg≤270PmmsetPmsetU&−I&Z22mmset(U&m≈0)UU&&Pm与同相位UU&&11argPm=argU&P−I&mZset≤U&P+I&mZsetUI&&−−ZUI&&Z22mmsetmmset29305

5（1）记忆回路3.获取极化电压的办法记忆回路是一个由R、L、C组成的电路常采用的两种办法:JYBI&自由振荡频率：50Hz（1）利用R、L、C电路构成记忆回路RRU&P（2）引入非故障相电压1R2ω=−()0CLC2LU&微机保护中采用的办法：m回路阻抗呈容性，阻抗故障前电压与故障电流比相来实现。L角约为-(5~8)˚3132（2）引入非故障相电压iR故障前故障后JYBU&A*正常运行时：I&*RtRU&P(1kΩ)U&AB较大，RS又很大CU&mI&R主要由U&AB产生，当出口短路时，Um突降到零，此时电流IR经几个LR第三相电压基本上不起S周波后逐渐衰减到零。该电流在记忆回路的电阻上产U&(30~82kΩ)作用。B生极化电压Up，由于记忆回路的自由振荡频率为U&C50Hz，所以其相位保持原先的相位不变。3334E&=U&CC当出口AB相间短路时：当出口AB相间短路时：JYBJYBU&AJYBU&ACU&PI&RI&RRU&PRU&PI&I&R(1kΩ)RI&LRU&SPE&E&ALBU&U&CU&CBAU&ACmU&CACI&与U&同相位I&SACSRLRSI&SS&&jXL≈&jXLRI=II(30~82kΩ)SRSSU&BR−jXC+jXLRU&CU&=I&R≈I&jXPRSLU&与E&(U&)同相位PABAB35366

6极化电压由记忆回路和引入第三相电压获得，其相位与故障前测量电压相同；3.6阻抗继电器的精确工作电出口两相短路时，引入第三相电压而流与精确工作电压产生的UP可保证继电器的方向性；三相短路时，无第三相电压，故不能消除出口三相短路的死区。3738方向阻抗继电器动作方程为：使继电器的测量阻抗处于临界状态，就是继电11KU&−KI&≤KI&UmImIm器的动作阻抗，为Z22op实际方向阻抗继电器动作的条件为：U11Z=Z−0KI&−KU&−KI&≥U&opsetImUmIm0KI&22UmKKU&U&两侧同除以两侧同除以(Z=I,Z(Z==I,Z=mm))KUI&m，且setKKUI&，且mmsetKI&mI&UUmmU0Z≤Z−mset&KIUm3940UZ=Z−0ZopsetZopZKI&opZsetUmsetIImm方向阻抗继电器Zop=f(Im)曲线方向阻抗继电器Zop=f(Im)曲线当加入继电器的电流很小时，由于U0/KUIm增当加入继电器的电流很大时，由于电抗变换加，继电器的动作阻抗将减小，保护范围缩短。器铁芯饱和，KI值减小，继电器的动作阻抗将减小，保护范围缩短。41427

7U0ZopZop=Zset−ZsetKUIm0.9ZsetU0I=Iac.minIac.minm0.1KI最小精确工作电流Iac.min：指当Zop=0.9Zset时，最小精确工作电流与执行元件的动流入继电器的最小电流。当Im>Iac.min时，保证继电器的起动阻抗与整定阻抗的误差在10%以作电压成正比；内。与电抗变换器的转移阻抗成反比。4344最小精确工作电压U0U=IZ=ac.minac.minset0.1KU在阻抗继电器应用于较短线路时，需对最小精确工作电压进行校验。458