第三电网的距离保护精要.pptVIP

第三章 电网的距离保护 第一节 距离保护概述 一、距离保护的基本概念 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。 距离保护又称为阻抗保护 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。 正常运行时保护安装处测量到的阻抗为负荷阻抗 ——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。 线路任一点发生故障，测量阻抗为保护安装处到短路点的短路阻抗 二、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。阶梯型时限特性 距离保护的第Ⅰ段是瞬时动作的，以保护3为例。 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%~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。 距离Ⅲ段的整定和过电流保护相似 三、距离保护的组成 三段式距离保护装置一般由以下四种元件组成。 第二节 阻抗继电器 阻抗继电器按其构成方式可分为单相式和多相补偿式。 单相式阻抗继电器是指加入继电器的只有一个电压 相电压或线电压 和一个电流 （相电流或两相电流之差）的阻抗继电器。测量阻抗 可以写成 的复数形式，可以利用复数平面分析这种继电器的动作特性。 一、具有圆及直线动作特性的阻抗继电器 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．全阻抗继电器 （1）幅值比较 全阻抗继电器的动作条件为： 或 比较两电压量幅值的全阻抗继电器的电压形成回路： 继电器的动作与边界条件为 与 的夹角小于等于 ，即 两边同乘以电流量得 量超前于 量时 角为正，反之为负。 2.方向阻抗继电器 1 幅值比较 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 其动作与边界条件为 分式上下同乘以电流 3．偏移特性阻抗继电器 （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。 （2）相位比较 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 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。 2 瞬时采样值比较方式。 二．具有多边形动作特性的阻抗继电器 阻抗继电器准四边形动作特性，准四边形以内为动作区，以外为不动区。 设测量阻抗 的实部为 ，虚部为 ，则在第Ⅳ象限部分的特性可以表示为 第Ⅱ象限部分的特性可以表示为 第Ⅰ象限部分的特性可以表示为 综合以上三式，动作特性可以表示为 其中 若取 , ， ，则 ， ， ，式（3-39）又可表示为 该式可以方便地在微机保护中实现。 三. 方向阻抗继电器的死区及死区的消除方法 对于方向阻抗继电器，当保护出口短路， 。对幅值比较，其动作条件为 当 时，该式变为 ，实际上，由于继电器的执行元件动作需要消耗一定的功率，因此，在这样情况下继电器不动作。 对于相位比较，其动作条件为 当 时，无法进行比相。 这种不动作的范围，称为保护装置的“死区”。利用记忆回路和引入第三相电压减小和消除死区。 1．记忆回路 对瞬时动作的距离I段方向阻抗继电器，在电压 的回路中广泛采用“记忆回路”的接线。 50HZ工频交流的串联谐振回路。 在电阻 上的压降 也与外加电压 同相位，记忆电压 通过记忆变压器T与 同相位。 . 引入记忆电压以后，幅值比较的动边条件为： 在出口短路时， 0，由于谐振回路的储能作用，记忆电压 在衰减到零之前存在，且与故障前 同相位。由于继电器记录了故障前的电压，故方向阻抗继电器消除了死区。 2．引入第三相电压 记忆回路只能在暂态过程中正确动作，它的作用时间有限。为了克服这一缺点，再引入非故障相电压。第三相电压为C相，它通过高阻值的电阻R接到记忆回路中 和 的连接点上。正常时 ，由于 电压较高且 、 处于工频谐振状态，而R值又很大，使作用在 上的电流主要来自 且是电阻性的，第三相电压 基本上