电网距离保护作用原理及实现.docx

电网距离保护作用原理及实现第三章 电网的距离保护 距离保护的作用原理 第一节 一﹑基本概念 电流保护的优点：简单﹑可靠﹑经济缺点：选择性﹑灵敏性﹑快速性很难满足要求 距离保护的性能比电流保护更加完善 A ~ 1 Ud B 2 Zd C 3 ..d.Z1ld=Zd=U

多相补偿式阻抗继电器：加入的是几个相的补偿后的电压它能反映多相故障，但不能利用测量阻抗的概念来分析它的特性 本节只讨论单相式阻抗继电器 一﹑阻抗继电器的动作特性、 .A ~ PT ZJ UJ BCT IJ C .UJ1.ZJ=U.=nPT.=U.1´nlnPT=Zd´nlnPTIJI1nlI1BC线路距离I段内发生单相接地故障，Zd在图中阴影内 由于1）线路参数是分布的， Ψd有差异 2)CT,PT有误差 jX d 1 3 2 o B Ψd C R A 3）故障点过渡电阻 4）分布电容等 所以Zd会超越阴影区 因此为了尽量简化继电器接线，且便于制造和调试，把继电器的动作特性扩大为一个圆，见图 圆1：以od为半径——全阻抗继电器 圆2：以od为直径——方向阻抗继电器 圆3：偏移特性继电器 另外，还有椭圆形，橄榄形，苹果形，四边形等 二﹑利用复数平面分析阻抗继电器 ..A它的实现原理：幅值比较原理 U³UB. 相位比较原理 -90£arg 全阻抗继电器 jX oU.C£90 oUD特ZZd 心，以Zzd为半ZJ R 径的圆。

圆内为动作区 Zdz.J——测量阻抗正好位于圆周上，继电器刚好动作，这称为继电器的起动阻抗 无论Ψd多大，Zdz.J=Zzd，它没有方向性 1. 幅值比较原理：ZJ£Zzd ..J..J.J两变同乘IJ，且I2. 相位比较原理 ZJ=U，所以U£IJ Zzd，这也就是动作方程jX Zzd ZJ Zzd-ZJ -90£argR oZzd+ZJZzd-ZJ£90o分子分母同乘以IJ， ZJ+Zzd ..JIo-90£arg.IZzd+U.J£90oJZzd-UJ 方向阻抗继电器 以Zzd为直径，通过坐标原jX Zzd ZJ-1/2Zzd 点的圆圆内为动作区Zdz.J随ΨJ改变而改变，当 ΨJ等于Zzd的阻抗角时，Zdz.J最大，即保护范围最大，工作R Ψlm ZJ 最灵敏 Ψlm——最大灵敏角，它本身具有方向性 1. 幅值比较原理： ZJ-12Zzd£12Zzd .UJ-12.IJZzd£12.IJZzd 2. 相位比较原理： jX Zzd Zzd-ZJ ZJ R 偏移特性阻抗继电器 正方向：整理阻抗Zzd jX Zzd Z0 R -αZzd 1. 幅值比较原理 jX Zzd ZJ-Z0 Z0 ZJ R -αZzd -90o£argZJoZzd-Z£90 J.-90o£argUJ..£90oIJZzd-UJ 反方向：偏移-αZzd(α<1) 圆内动作。

圆心 Z0=12(Zzd-aZzd)=12(1-a)Zzd 半径：12(1+a)Zzd Zdz.J随 ΨJ变化而变化,但没有安全的方向性 ZJ-Z10£2(1+a)Zzd Z1J-12(1-a)Zzd£2(1+a)Zzd..UJ-12.IJ(1-a)Zzd£12.IJ(1+a)Zzd 2. 相位比较原理 jX Zzd -90£argoZJ+aZzdZzd-ZJ£90 oZzd-ZJ ZJ R -αZzd ZJ+αZzd ..J-90o£argU.+aIJZzd.J£90oIJZzd-U总结三种阻抗的意义： 1） 测量阻抗ZJ：由加入继电器的电压UJ与电流IJ的比值确定 .UJ jJ=arg. IJ2） 整定阻抗Zzd：一般取继电器安装点到保护范围末端的线路阻抗 全阻抗继电器：圆的半径 方向阻抗继电器：在最大灵敏角方向上圆的直径 偏移特性阻抗继电器：在最大灵敏角方向上由原点到圆周的长度 3） 起动阻抗Zdz.J：它表示当继电器刚好动作时，加入继电器的电压UJ 和 电流IJ的比值 除全阻抗继电器以外：Zdz.J随ΨJ的不同而改变。

当ΨJ=Ψlm时，Zdz.J=Zzd，此时最大 三﹑阻抗继电器的构成 主要由两大基本部分组成：电压形成路和幅值比较或相位比较回路 UJ 电压形IJ 成 UB UA 比幅回路 执行 UJ 电压形IJ 成 UD UC 比相回路 执行 交流回路 交流回路 UA﹑UB﹑UC﹑UD基本上是由UJ和IJZzd组合而成而UJ可直接从PT二次侧取得，必要时经YB变换而IJZzd则经过DKB获得 方向阻抗继电器交流回路的原理接线 .UA=12....cIJZzd U=UJ.U.B=UJ-.12.IJZzd .DU=IJZzd-UJ﹒ IJ ﹒ ﹒ 1/2IJZzd ﹒ DKB 1/2IJZzd YB UJ ﹒﹒ UB UA ﹒ 其它的继电器的交流回路的组成，可参照此图自行作成 幅值比较回路 将UA和UB分别整流后进IJ ﹒ ﹒ 1/2IJZzd ﹒ DKB 1/2IJZzd YB UJ ﹒﹒ UB UA 行幅值比较，有两种类型： 1． 均压式 UA R1 a Uab * J Ua Ub b UB R2 UA整流后在R1上产生Ua， UB整流后在R2上产生Ub。

继电器反应Uab=Ua-Ub而动作 2．环流式 UA Ia R1 * J R2 Ib UB UA整流后在R1回路产生Ia, UB整流后在R2回路产生Ib Ia-Ib 继电器反应Ia-Ib而动作 相位比较回路 UC .方波 1 2 & 5 ms 0 0 20 ms 瞬时动作 延时返回 U0 -90£argoU.C£90oUD方UD 波 延时动作 瞬时返回 它是以测定UC和UD同时为正的时间来判断它们的相位 (角度鉴别器) (脉冲长宽电路) U UC UD 90——5ms t t U UC UD ºU1 U1 U2 t U2 U3 t U3 U4 t U4 U0 t U0 t 不动作 t t t t t 动作 2．脉冲式比相电路 UD 方波 1 & .0 20 ms U0 -180o£argU.C£0oUDUC 方波 2 du dt 3 微分元件 U1 t U2 t U3 t U4 t U0 t 不动作 UD(U1) t UC(U2) t U3 t U4 t U0 t 动作 º.'C..加移相器后移相90，U=UCe-90o -90£argoUC.£90 oUD第三节 阻抗继电器的接线方式 一﹑基本要求 要使ZJ正比于ld，且与故障类型无关。

二﹑常用接线方式 参见P90，表3-2，其中0º接线，+30º接线和-30º接线的阻抗继电器用于反映各种相间短路相电压和具有k3I0补偿的相电流接线用于反映各种接地故障 三﹑分析 母线残压计算公式： 假设：Z1=Z2，不计负荷电流 .....A.AD.A1.A2.A0~ U ld I U=U+IZ1ld+I.Z2ld+I.Z0ld-IA0Z1ld ...Ad.A=U.+IZ1ld+I...A0(Z0-Z1)ld....同理：UB=UBd+(IB+k3I0)Z1ld ..C.Cd.U=U+(IC+k3I0)Z1ld 0º接线方式的分析 1． 三相短路 因为三相对称，继电器1，继电器2，继电器3工作情况完全相同，所以就以继电器1为例分析 ....UAd=UBd=UCd=0 。