电力系统继电保护课件第3章-电网的距离保护

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,第三级,第四级,第五级,*,第,3,章,电网的距离保护,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,第3章 电网的距离保护电力系统继电保护（第3章 电网,3.1.1,距离保护的引入,特点：保护安装点到故障点的短路阻抗不变,3.1.2,三段式距离保护整定,1,距离,I,段,-,其保护范围本回线末端,Z,set,I,=K,rel,I,Z,AB,2,距离,II,段,本回线路的保护范围不伸出下回线的,I,段保护区,Z,set.2,II,=K,rel,II,(,Z,AB,+K,rel,I,Z,BC,）,3,距离,III,段,躲开正常运行时的最小负荷阻抗整定,3.1,距离保护的原理,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,3.1.1 距离保护的引入3.1 距离保护的原理电力系统继,3.1.3,阻抗继电器,3.1.3.1,对阻抗继电器的要求,线路阻抗角,过渡电阻,负荷阻抗,3.1.3.2,具体的阻抗继电器,如图,A,ZsetIm,B,Um,|A|,|B|,比幅式,|Zm|,|Zset|,如图,C=Um+ZsetIm,D=-Um+ZsetIm,|arc(C/D)|,90,比相式,|arc(Zm+Zset)/(Zset-Zm)|,90,比相式和比幅式具有相同的阻抗平面特性,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,3.1.3 阻抗继电器电力系统继电保护（第3章 电网的,3.1.3.3,理论依据,已知,A B,C=A+B D=A-B,当,|A|B|,C D,夹角,90,当,|A|=|B|,C D,夹角,=90,当,|A|90,3.1.3.4,阻抗继电器的实现,1,全阻抗继电器,1,）比幅式,2,）比相式,3),特点：,没有方向性；躲过渡电阻的能力强,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,电力系统继电保护（第3章 电网的距离保护）,2,方向阻抗继电器,1,）比幅式,|Zm-1/2Zset|,|1/2Zset|,|Um-1/2ZsetIm|,|1/2ZsetIm|,A=1/2Zset,B=,Zm-1/2Zset,2,）比相式,C=A+B=Zm,D=A-B=Zset-Zm,|arg(C/D)|,90,或,|arg(D/C)|,90,3,）,特点,存在死区,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,2 方向阻抗继电器电力系统继电保护（第3章,3,具有偏移特性的阻抗继电器,设偏移度为,（一般,5,15,之间）,1,）比幅式,|Zm-,(Zset-,Zset)|,|Zset+Zset|,2,）比相式,很容易得出比相式的表达式,4,最期望的阻抗继电器特性,没有死区又有方向性的保护特性,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,电力系统继电保护（第3章 电网的距离保护）,3.2.1,接线方式,0,度接线方式,相间距离：,AB,相,Um,AB,=UA-UB;Im,AB,=IA-IB,BC,相,Um,BC,=UB-UC;Im,AB,=IB-IC,CA,相,Um,CA,=UC-UA;Im,AB,=IC-IA,接地距离：,A,相,Um,A,=UA;Im,A,=IA+K3Io,B,相,Um,B,=UB;Im,B,=IB+K3Io,C,相,Um,C,=UC;Im,C,=IC+K3Io,3.2,阻抗继电器的接线方式,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,3.2.1 接线方式3.2 阻抗继电器的接线方式电力系统继,3.2.2,相间阻抗继电器的性能分析,3.2.2.1,三相短路,K,（,3,）,AB,相,Zm,AB,=Z1,BC,相,Zm,BC,=Z1,CA,相,Zm,CA,=Z1,-,用保护安装处到故障点的正序阻抗,Z1,来反应距离,3.2.2.2,二相短路,K,（,2,）,不失一般性 设,BC,相短路,BC,相,U,BC,Z1I,B,Z1I,C,Zm,BC,=Z1,AB,相,Zm,AB,Z1,由于,U,AB,很高，,I,A,0,CA,相,Zm,CA,Z1,由于,U,CA,很高，,I,A,0,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,3.2.2 相间阻抗继电器的性能分析电力系统继电保护（第3,3.2.2.3,二相接地短路,K,（,1.1,）,不失一般性 设,BC,相接地短路,用序网络分析法分析：,U,1,=U,d1,+Z,1,I,1,U,2,=U,d2,+Z,2,I,2,U,0,=U,d0,+Z,0,I,0,BC,相,U,B,=a,2,U,1,+aU,2,+U,0,=a,2,Z,1,I,1,+aZ,2,I,2,+Z,0,I,0,+(a,2,U,d1,+aU,d2,+U,d0,),=a,2,Z,1,I,1,+aZ,2,I,2,+Z,0,I,0,=Z,1,(a,2,I,1,+aI,2,+I,0,-I,0,)+Z,0,I,0,=Z,1,(I,B,-I,0,)+Z,0,I,0,=Z,1,I,B,+(Z,0,-Z,1,)I,0,U,C,=Z,1,I,c,+(Z,0,-Z,1,)I,0,U,BC,=U,B,-U,C,=Z,1,(I,B,-I,C,),Z,mBC,=Z,1,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,3.2.2.3 二相接地短路K（1.1）电力系统,AB,相,Zm,AB,Z1,由于,U,AB,很高，,I,A,0,CA,相,Zm,CA,Z1,由于,U,CA,很高，,I,A,0,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,电力系统继电保护（第3章 电网的距离保护）,3.2.2.4,单相接地短路,K,（,1,）,不失一般性 设,A,相接地短路,AB,相,Zm,AB,Z1,由于,U,AB,很高，,I,B,0,BC,相,Zm,BC,Z1,由于,U,BC,很高，,I,B,0,，,I,C,0,CA,相,Zm,CA,Z1,由于,U,CA,很高，,I,C,0,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,3.2.2.4 单相接地短路K（1）电力系统继电,3.2.3,接地阻抗继电器的性能分析,3.2.3.1,单相接地短路,K,（,1,）,不失一般性 设,A,相接地短路,用序网络分析法分析：,U,1,=U,d1,+Z,1,I,1,U,2,=U,d2,+Z,2,I,2,U,0,=U,d0,+Z,0,I,0,A,相,U,A,=U,1,+U,2,+U,0,=Z,1,I,1,+Z,2,I,2,+Z,0,I,0,+(U,d1,+U,d2,+U,d0,),=Z,1,I,1,+Z,2,I,2,+Z,0,I,0,=Z,1,(I,1,+I,2,+I,0,-I,0,)+Z,0,I,0,=Z,1,(I,A,-I,0,)+Z,0,I,0,=Z,1,I,A,+(Z,0,-Z,1,)I,0,=Z,1,（,I,A,+(Z,0,-Z,1,)/Z,1,I,0,),=Z,1,（,I,A,+K3I,0,)K=(Z,0,-Z,1,)/(3Z,1,)=Const,Zm,A,=Z1,B,相,Zm,B,Z1,由于,U,B,很高，,I,B,0,C,相,Zm,C,Z1,由于,U,C,很高，,I,C,0,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,3.2.3 接地阻抗继电器的性能分析电力系统继电保护（第3,3.2.3.2,三相短路,K,（,3,）,A,相,Zm,A,=Z1,B,相,Zm,B,=Z1,C,相,Zm,C,=Z1,3.2.3.3,二相短路,K,（,2,）,不失一般性 设,BC,相短路,A,相,Zm,A,Z1,由于,U,A,很高，,I,A,0,B,相,Zm,B,Z1,由于,U,B,很高,C,相,Zm,C,Z1,由于,U,C,很高,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,3.2.3.2 三相短路K（3）电力系统继电保护（第3章,3.2.3.4,二相接地短路,K,（,1.1,）,不失一般性 设,BC,相接地短路,用序网络分析法分析：,U,1,=U,d1,+Z,1,I,1,U,2,=U,d2,+Z,2,I,2,U,0,=U,d0,+Z,0,I,0,B,相,U,B,=a,2,U,1,+aU,2,+U,0,=a,2,Z,1,I,1,+aZ,2,I,2,+Z,0,I,0,+(a,2,U,d1,+aU,d2,+U,d0,),=a,2,Z,1,I,1,+aZ,2,I,2,+Z,0,I,0,=Z,1,(a,2,I,1,+aI,2,+I,0,-I,0,)+Z,0,I,0,=Z,1,(I,B,-I,0,)+Z,0,I,0,=Z,1,I,B,+(Z,0,-Z,1,)I,0,Z,1,(I,B,+K3I,0,),Z,mB,=Z,1,C,相 同样分析可得,Z,mC,=Z,1,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,3.2.3.4 二相接地短路K（1.1）电力系统,A,相,Zm,A,Z1,由于,U,A,很高，,I,A,0,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,电力系统继电保护（第3章 电网的距离保护）,3.2.4,正确测量的阻抗继电器总结,只有故障相的继电器可以正确测量距离,故障相应理解为故障回路，而不是一般意义上的故障相。,表格：能正确测量的阻抗继电器,数字保护经常采用选择故障相的方法来减少,CPU,的运行负担,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,3.2.4 正确测量的阻抗继电器总结电力系统继电保护（第3,3.3.1,问题的提出,方向阻抗继电器，比相式：,C=Um,D=ZsetIm-Um,|arc(C/D)|,90,或,|arc(D/C)|,90,保护安装点出口处发生故障时,Um,0,无法比相,死区是由于,Um,的消失而产生的。,如果,Um,不消失则问题就可能解决,3.3,具有记忆作用的方向阻抗继电器,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,3.3.1 问题的提出3.3 具有记忆作用的方向阻抗继电器,3.3.2 Um,方向的分析,以,K,（,2,）,为例,Um,的方向和,U,m0,相同,C=U,m0,D=ZsetIm-Um,3.3.3 U,m0,方向的实现,a,）,U,m,较大时，,U,m,起主导作用,b,）引入非故障相电压,c,）近处三相短路时，无死区,A),如图,R5,很大，,Xc,Xl,分析：三相短路，谐振回路记住了故障前的相位,分析：二相短路，非故障相电压产生的电压方向和,Um,相同,Ip,j(X,l,/Rp)*I,R5,B)U,BC.m0=,U,BC,+,U,A,e,-j90,C),数字保护中采用故障前的记忆电压,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,3.3.2 Um 方向的分析电力系统继电保护（第3章,3.3.4,具有记忆作用的方向阻抗继电器性能,分析,3.3.4.1,正前方发生故障,如图,Im=E/(Zs+Zm),Um=ZmIm=(Zm/(Zs+Zm)E,arg(C/D)=arg(U,m0,/(ZsetIm-Um),=arg(Zm+Zs)/(Zset-Zm)+arg(U,m0,/E),U,m0,和,E,基本同相：,arg(U,m0,/E),0,|,arg(Zm+Zs)/(Zset-Zm),|,90,偏移特性园,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,3.3.4 具有记忆作用的方向阻抗继电器性能分析电力系统继电,3.3.4.2,反方向发生故障,如图,Im=,E,/(Zs,+(-Zm)(Zs,含线路阻抗）,=E,/(Zm-Zs,),Um=ZmIm,arg(C/D)=arg(U,m0,/(ZsetIm-Um),=arg(Zm-Zs,)/(Zset-Zm)+arg(U,m0,/E,),U,m0,和,E,基本同相：,arg(U,m0,/E,),0,|,arg(Zm-Zs,)/(Zset-Zm),|,90,上抛特性园,电力系统继电保护,（第,3,章 电网的距离保护）,3.3.4.2 反方向发生故障电力系统继电保护（第3章,3.4.1,戴维南叠加原理,3.4.2,保护原理,Uop=,Um-,ImZset,Uop,有明确的物理