第三章电网的距离保护 复习: 电流电压保护优点:简单,经济,工作可靠 缺点:受电接线方式及系统运行方式影响大。35KV及以上电压复杂网 络难于满足要求 m↑→l/msl 灵敏性↓ 第一节距离保护的作用原理 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 (尤其35kv以上的系统) 作用:性能比电流保护史为完善 概念:反应故障点仝保护安装处之间的距离(或阻抗),并根据距离的远近而确定动 作时间的一种保护装置 距离护的基本原理: 测量元件:测量故障点全保护安装处的距离(线路阻抗) (测量元件感受阻抗)(故障点全休护安装处的线路阻抗) (假设) 动作原理:zm==<z,=反映故障点到保护安装处的距离一距离保 特点:不受运行方式的影响,只与故障点与保护安装处距离有关 距离保护的时限特性 距离保护分为三段式:I段:z=1(0.8~0.85)26,瞬时动作主保护 Ⅱ段:z1=Kk(ZA+z,),t0.5 Ⅲ段:躲最小负荷阻抗,阶梯时限特性 后备保护
第二节阻抗继电器 阻抗继电器按构成分为两种:单相式和多相式 单相式阻抗继电器:指加入继电器的只有一个电压U1(相电压或线电压)和一个电流 I(相电流或两相电流之差)的阻抗继电器 测量阻抗 ZR+jX可以在复半面上分析其动作特性 它只能反映一定相别的故障,故需多个继电器反映不同相别故障。 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 利用测量阻抗的慨念来分析它的特性。 本节只讨论单相式阻抗继电器。 阻抗继电器的动作特 B + Ur Z BC线路距离I段内发生单相接地 故障,Z在图中阴影内。 山于1)线路参数是分布的 有差异 2)CT,PT有误差 3)故障点过渡电阻 1)分布电容等 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(反方向故障时,会误动,没有方向性) 圆2:以od为直径—方向阻抗继电器(本身具有方向性) 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 利用复数平面分析阻抗继电器 它的实现原理:幅值比较原理UA≥UB 相位比较原理-90°≤ar0(c590 D (一)全阻抗继电器 特性:以保护安装点为圆心(坐标原点),以 Znd为半径的圆。圆内为动作区 Z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v多大,|,=|Z,它没有方向性 1.幅值比较原理:|z|s|za 两变同乘l,且Z1=U,所以U川≤Zd,这也就是动作方程。 2.相位比较原理 90≤arg 分子分母同乘以I 1,z+U 90≤arg 90 Zr+zzd (二)方向阻抗继电器 以Zad为直径,通过坐标原点的圆圆内为动作区。 Zd随1改变而改变,当 屮等于Za的阻抗角时,Zd最大,即保护范围最 1/zEd 大,工作最灵敏 Vm最大灵敏角,它本身具有方向性
1.幅值比较原理: ZI<-Z ,Z≤1z 2.相位比较原理 ≤90 90 LIZ-U 三)偏移特性阻抗继电器 正方向:整理阻抗Z2a 反方向:偏移-aZA(a<1) 圆内动作。圆心 (1-a)Z 半径:(1+a)Z Zd随V变化而变化,但没有安全的方 1.幅值比较原理 2,-z|1,(0+a)z z-(1-a)Zs(1+a)Z 1(1+a)Z 2.相位比较原理 ar
90≤arg ≤90 总结三种阻抗的意义 1)测量阻抗Z:由加入继电器的电压U与电流l的比值确定。 l 2)整定阻抗Zs: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(动作阻抗)Z:它表示当继电器刚好动作时,加入继电器的电压U1和 电流J的比值 除全阻抗继电器以外:ZaJ随甲的不同而改变。当厂Vmn时,ZdZs,此时最 三、阻抗继电器的构成 主要由两大基木部分组成:电压形成路和幅值比较或相位比较回路 行 执行 (输山) 交流回路 交流回路 UA、UB、Uc、UD基木上是由U和lZd组合而成。而U可直接从PT二次侧取得,必 要时经YB变换。而Zd则经过DKB获得。 (一)方向阻抗继电器交流回路的原理接线 ⅠZ. Up=lsZ-Uj