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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,电力系统继电保护原理,主讲教师：范春菊,3,电网的距离保护,3.1,距离保护的作用原理,3.2,各种单相式阻抗继电器的动作特性,3.3,阻抗继电器的接线方式,3.4,方向阻抗继电器的死区和特性分析,3.5,距离保护的整定计算和评价,3.6,影响距离保护正确动作的因素及防止方法,3.7,距离保护装置框图举例,3.6,影响距离保护正确动作的因素及防止方法,影响距离保护正确动作的因素,距离继电器的工作原理：,影响距离继电器正确动作的因素有：,短路点过渡电阻,电力系统振荡,电压回路断线,输电线路的串补电容,短路电压、电流中的非工频分量,TV,，,TA,的传变误差,1.,过渡电阻对距离保护的影响,1.1,短路点过渡电阻的性质,1.2,单侧电源线路上过渡电阻的影响,1.3,双侧电源线路上过渡电阻的影响,1.4,过渡电阻对不同特性阻抗继电器的影响,1.5,防止过渡电阻影响的方法,1.1,短路点过渡电阻的性质,相间短路时，过渡电阻主要由电弧电阻构成，电弧电阻一般在,5-10,欧姆；,接地短路时：,在导线对铁塔放电的接地短路时，铁塔及其接地电阻构成过渡电阻的主要部分，可能达到数十欧,在导线通过树木或其他物体对地短路时，过渡电阻更高，可能会达到,100,欧姆（,220kV,），,300,欧姆（,500kV,）,低压线路,高压线路,电弧电阻,1.2,单侧电源线路上过渡电阻的影响,-,测量阻抗,BC,线路出口短路时,1.2,单侧电源线路上过渡电阻的影响,-,动作特性分析,保护动作特性分析,Rg,较小时，保护,2,可以正确动作；,Rg,较大时，保护,2,拒动，可是，落在保护,1,的保护范围内，所以，保护,1,会误动，失去选择性。,1.2,单侧电源线路上过渡电阻的影响,-,总结,总是使测量阻抗增大，保护范围缩短,可能使保护失去选择性,保护距短路点越近，受过渡电阻影响越大,保护整定值越小，受过渡电阻的影响也越大,1.3,双侧电源线路上过渡电阻的影响,-,分析,此时的过渡电阻使得阻抗继电器的测量阻抗呈现两种形式，一种为感性阻抗，另外一种为容性阻抗。,1.3,双侧电源线路上过渡电阻的影响,-,分析,保护在送电端：过渡电阻呈现容性阻抗，继电器的测量阻抗减小，导致无选择性动作；,保护安装在受电端，过渡电阻可能呈现感性阻抗，阻抗继电器的测量阻抗增大，导致保护拒动。,1.4,过渡电阻对不同特性阻抗继电器的影响,1,是透镜形特性，,2,是方向阻抗特性，,3,是全阻抗特性,随着过渡电阻的增大，继电器,1,、,2,、,3,依次开始拒动,动作特性在,+R,轴方向上越大，承受过渡电阻的能力越强,1.5,防止过渡电阻影响的方法,选择承受过渡电阻能力强的动作特性，如下图中四边形特性的阻抗继电器,XA,向下倾斜，防止过渡电阻使测量电抗减小时的超越,RA,可在,R,轴方向独立移动以适应不同数值的过渡电阻,采用记忆特性的阻抗继电器，正方向短路时，阻抗继电器有较强的抗过渡电阻能力,2.,系统振荡对距离保护的影响,2.1,电力系统振荡产生的原因,2.2,系统振荡时电压、电流的分布,2.3,系统振荡对距离保护的影响分析,2.4,振荡闭锁回路,2.1,系统产生振荡的原因,引起系统振荡的原因：,输电线路输送功率过大，超过静稳定极限,无功功率不足而引起系统电压降低,相邻输电线路短路，故障切除较慢,自动重合闸合闸于永久性故障或者非同期自动重合闸，合闸不成功引起振荡,注意,电力,系统振荡只是电力系统的一种不正常运行方式，保护不应该动作；,正常运行,时，系统两侧的功角一般小于,70,度。,2.2,系统振荡研究的假设条件,研究电力系统振荡，要做如下的假设：,将所研究的系统，按其电气连接的特点，简化为一个具有双侧电源的开式网络；,系统振荡时，三相处于对称状态，可只取一相来研究；,振荡时，两侧系统的电势 幅值相等，相角差用 来表示， 在,0360,度之间变化；,系统中各元件的阻抗角相等，用 来表示；,震荡过程,中，不考虑负荷电流的影响。,2.3,振荡时电压电流的计算,-,电流分布,测量电流随着功角的变化而周期性低变化,当 时，,时，,2.3,振荡时电压电流的计算,-,电流分布,测量电流波形，呈现周期性。,2.3,振荡时电压电流的计算,-,电压分布,如果所有阻抗角相同，则,K1,K2,为实数,电气中心或振荡中心,-,系统各元件阻抗角相等,当所有阻抗角相等且两侧电势幅值相等时，振荡中心不随振荡角的改变而移动，始终位于系统总阻抗的中点,电气中心或振荡中心,-,系统各元件阻抗角不相等,如果系统阻抗角与线路阻抗角不相等，则振荡中心的位置会随着振荡角的变化而变化,振荡时测量电压的变化,-,周期性,2.4,系统振荡时保护安装处的测量阻抗,2.5,系统振荡对距离保护的影响分析（,1,）,2.5,系统振荡对距离保护的影响分析（,2,）,继电器动作特性在阻抗平面上沿直线,OO,方向所占的面积越大，保护安装地点越靠近振荡中心，受振荡影响就越大,振荡中心在保护范围以外时，不受振荡影响,保护动作延时较大时，可利用延时躲开振荡的影响,2.5,系统振荡对距离保护的影响分析（,3,）,当,阻抗继电器误动的时间计算方法：,假设振荡周期为,T,，则继电器受振荡影响误动的时间为：,通过延时可以躲开振荡对距离保护的影响,2.6,避免系统振荡距离保护误动作的措施,采用在,OO,方向上面积小的阻抗继电器,保护安装处远离振荡中心,适当延长保护的动作时间，躲开震荡的影响，缺点会影响保护的动作速度。,2.7,振荡闭锁回路,-,振荡和短路的主要区别,振荡时，电流和各点电压的幅值周期性变化；而短路后，在不计衰减时是不变的,振荡时电流和各点电压幅值的变化速度较慢；而短路时幅值是突然改变的，变化速度很快,振荡时，各点电流和电压之间的相位关系随振荡角的变化而改变；而短路时是不变的,振荡时，三相完全对称，系统没有负序分量；而短路时，总会出现长期（不对称短路）或瞬间（在三相短路开始时）的负序分量,振荡闭锁回路的要求,系统发生全相或非全相振荡时，保护装置不应误动作跳闸。,系,统在全相或非全相振荡过程中，被保护线路发生各种类型的不对称故障，保护装置应有选择性地动作跳闸，纵联保护仍应快速动作。,系统在全相振荡过程中再发生三相故障时，保护装置应可靠动作跳闸，并允许带短延时跳闸。,2.8,振荡闭锁方法（,1,）,利用,系统短路时的负序、零序分量或电流突然,变化,，短时开放保护,2.8,利用系统短路时的负序、零序分量或电流突然变化,，短时开放保护,故障判断元件和整组复归元件在系统正常运行,或,振荡,时,都不会,动作,（无负序分量）,，保护装置,的,I,段和,II,段被闭锁，无论阻抗继电器本身是否动作，保护都不可能动作跳闸，即不会发生误动,。,电力系统发生故障时，故障判断元件立即动作，动作信号经双稳态触发器,SW,记忆下来，直至整组复归。,SW,输出的信号，又经单稳态触发器,DW,，固定输出时间宽度为,的短脉冲，在,时间内若阻抗判别元件的,I,段或,II,段动作，则允许保护无延时或有延时动作,(,距离保护,III,段被自保持,),。,2.8,振荡闭锁回路,-,负序电压,原理二：利用负序分量的出现与否来实现振荡闭锁,输入端加入正序电压,负序电压过滤器原理接线图,2.8,振荡闭锁回路,-,负序电压,负序电压过滤器原理接线图,输入端加入负序电压,测量精度受不平衡电压和五次谐波的影响,任意调换两个输入端，可得到正序电压过滤器,2.8,振荡闭锁回路,负序电流,负序电流过滤器原理接线图,输入端加入正序电流,2.8,振荡闭锁回路,-,复合电流,负序电流过滤器原理接线图,输入端加入负序电流,适当选择参数，也可得到正序和负序的复合电流过滤器,2.8,振荡闭锁回路（,2,）,-,反映测量阻抗速度,原理一：利用电流、电压或测量阻抗变化速度的不同来实现振荡闭锁,振荡过程中再故障的鉴别方法,不对称故障：,对称故障：,Ucos,为电压相量在电流相量,方向上的,投影,，,在系统发生三相短路时，如果忽略系统阻抗和线路阻抗中的电阻分量，则,Ucos,近似等于故障点处的电弧电压，其值一般不超过额定电压的,6,%,。,3.,电压回路断线对距离保护的影响,当电压互感器二次回路断线时，阻抗继电器失去电压，在负荷电流的作用下，其测量阻抗变为零，可能造成误动作。因此需装设,断线闭锁装置,。,可以采用负序电流和零序电流（或它们的增量）来实现断线闭锁,3.7,距离保护装置框图举例,内容提要和要求,关键概念：电气中心或振荡中心,三段式距离保护的整定方法和灵敏度校验方法,单侧或双侧电源线路上过渡电阻对阻抗继电器的影响,电力系统振荡和短路的区别以及振荡闭锁的原理,负序电压过滤器和负序电流过滤器的基本原理,电压回路断线对阻抗继电器的影响以及闭锁方法,
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