电网距离保护讲解.ppt

第三章 电网距离保护 3 . 1 距离保护的基本原理与构成 3 . 1 . 1 距离保护的概念 距离保护（ distance protection ）是利用短路发生时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，该比值反应故障点到保护安装处的距离，如果短路点距离小于整定值则动作的保护。 3.1.2测量阻抗及其与故障距离的关系 在距离保护中，测量阻抗Zm 来表示，它定义为保护安装处测量电压 与测量电流 之比，即 短路阻抗的阻抗角就等于输电线路的阻抗角，数值较大（对于 220kv 及以上电压等级的线路，阻抗角一般不低于 75 °) ，阻抗性质以电感性为主。 3 . 1 . 3 三相系统中测量电压和测量电流的选取 故障环路的概念 在系统中性点直接接地系统中故障电流流通的通路称为故障环路 单相接地短路：故障电流在故障相与大地之间流通； （相一地） 两相接地短路:故障电流在两个故障相与大地之间、以及两个故障相之间流通； （相一地） （相一相） 两相短路时:故障电流在两个故障相之间流通； （相一相） 三相短路时:故障电流在三相之间流通。 （相一地） （相一相） 常用接线方式 各种短路故障只有符合： 在三相短路时，三个继电器的测量阻抗均等于短路点到保护安装地点的线路正序阻抗。三个继电器均能正确动作。 在两相接地短路时，只有接于故障环路的阻抗继电器的测量阻抗等于短路点到保护安装地点的线路正序阻抗。其余两只阻抗继电器的测量阻抗较大，不会误动作。 1 ．单相接地短路 以 A 相单相接地短路故障为例 2 ．两相接地短路 以 B C两相接地故障为例 3 ．两相不接地短路 以 BC 两相故障为例 3 .1 . 4距离保护的延时特性 ：时限整定同三段式保护 3 . 1 . 5 距离保护的构成 1 ．启动部分：来判别电力系统是否发生故障 2 ．测量部分：测定出故障方向和距离并与预先设定的保护范围相比较。 3 ．振荡闭锁部分：防止出现保护误动 4 ．电压回路断线部分：防止出现保护误动 5 ．配合逻辑部分： 6 ．出口部分 3 . 2 阻抗继电器及其动作特性 3.2.1 阻抗继电器动作区域的概念 阻抗继电器的作用通过测量故障环路上的测量阻抗Zm，并将它与整定阻抗 Zset 相比较，以确定故障所处的区段，在保护范围内部故障时，给出动作信号。 Zm 一般并不能严格地落在与 Zset 相同的直线上，而是落在该直线附近的一个区域中。在阻抗复平面上，其动作的范围应该是一个包括Zset对应线段在内，但在 Zset 的方向上不超过 Zset 的区域. 区域以内时，判断为区内故障 区域以外时，判断为区外故障， 区域的边界就是阻抗继电器的临界动作边界。 3 . 2 . 2 阻抗继电器的动作特性和动作方程 阻抗继电器在阻抗复平面动作区域的形状，称为动作特性. 1 ．圆特性阻抗继电器 偏移圆特性、方向圆特性、全阻抗圆特性和上抛圆特性 偏移圆特性:圆内为动作区，圆外为非动作区. 相位比较动作方程 当测量阻抗落在右下部分圆周的任一点上时，有 当测量阻抗 Zm 的阻抗角与正向整定阻抗 Zset1 的阻抗角相等时，此时继电器最为灵敏，所以Zset1的阻抗角也称为最灵敏角。一般取为被保护线路的阻抗角。 偏移圆特性的阻抗继电器特点：在反向故障时有一定的动作区。偏移特性的阻抗元件通常用在距离保护的后备段（如第 3 段）中。 （2）方向圆特性 令Zset2=0，Zset1=Zset2 则动作特性变化成方向圆特性 （3）全阻抗圆特性 令Zset2 = - Zset1 ，Zset1=Zset 则动作特性变化成方向圆特性 (4)上抛圆与下抛圆特性---与偏移圆特性的动作方程式完全相同 （5）特性圆的偏转 2 .苹果形特性和橄榄形特性阻抗元件 3 ．直线特性的阻抗元件 是圆特性阻抗元件的特例：圆心在无穷远处，而直径趋向于无穷大. 直线特性可分为电抗特性、电阻特性和方向特性几种。 (1)电抗特性 (2)电阻特性。 ( 3 )方向特性。 4 ．多边形特性的阻抗元件 方向四边形特性：设测量阻抗 Zm 的实部为 Rm ，虚部为 Xm 3 . 2 . 3 绝对值比较与相位比较之间的相互转换 设绝对值比较动作方程中≤左侧的阻抗记为ZB，右侧的阻抗记为ZA，则绝对值比较动作条件的一般表达式为 3 . 3 阻抗继电器的实现方法 阻抗继电器一般根据已经导出的绝对值比较动作方程和相位比较动作方程来实现. 3 . 3 . 1 绝对值比较原理的实现 电压形式的绝对值比较方程 绝对值比较阻抗继电器的实现 3 . 3 . 2 相位比较原理的实现 电压形式相位比较方程 3 . 3 . 3 比较工作电压相位法实现的故障区段判断 1 ．比较工作电压相位法的基本原理