1、North China Electric Power University華北電力大學電力系統繼電保護原理電力系統繼電保護原理4 電網的距離保護4.3距離保護整定計算一、保護的構成由三段構成：段：無延時速動保護;段：與相鄰保護段或段配合。段：與相鄰段或段配合，并躲最小 負荷阻抗。主保護：后備保護：4.3距離保護整定計算二、距離段k1躲過相鄰元件出口短路時的測量阻抗1.定值：2.時間：3.保護范圍：線路全長的8085%，不受運行方式、故障類型的影響。k24.3距離保護整定計算三、距離段k1.定值:相鄰元件保護范圍末端故障時本保護的測量阻抗：與相鄰元件保護配合。4.3距離保護整定計算三、距離段k1

2、.定值:與相鄰元件保護配合。測量阻抗與運行方式有關，但與故障類型無關。4.3距離保護整定計算三、距離段k11.定值:與相鄰線路段配合。與相鄰變壓器快速保護配合。取上述最小值作為整定阻抗。k24.3距離保護整定計算三、距離段k2.靈敏度校驗若靈敏度不滿足要求，改為與相鄰元件的保護II段相配合。與運行方式、故障類型無關，故障點選取本線路末端。要求4.3距離保護整定計算三、距離段3.動作時間比與之配合的相鄰元件保護動作時間長Dt。取較大的時間做為本保護動作時間。4.3距離保護整定計算四、距離段1.定值 按躲過最小負荷阻抗整定。考慮外部故障切除后，電動機自啟動時，應可靠返回。4.3距離保護整定計算四、

3、距離段1.定值全阻抗圓特性：4.3距離保護整定計算四、距離段1.定值方向圓特性：4.3距離保護整定計算四、距離段2.靈敏度校驗(1)近后備： (2)遠后備： 故障點取本線路末端k1故障點取相鄰線路末端k2k1k2要求要求4.3距離保護整定計算四、距離段3.動作時間(1)應比與之配合的相鄰設備保護動作時間大一個時間級差Dt；(2)考慮躲振蕩，一般應大于1.52s；(3)與多條相鄰線路保護配合時，取最大時間做為動作時間。4.3距離保護整定計算五、多邊形特性的整定電抗定值Xset按照保護范圍配合來整定；電阻定值Rset按照躲負荷阻抗來整定。4.3距離保護整定計算五、多邊形特性的整定當Xset較大時，

4、與方向圓特性相比在+R軸方向動作區小；4.3距離保護整定計算五、多邊形特性的整定當Xset較大時，與方向圓特性相比在+R軸方向動作區小；當Xset較小時，與方向圓特性相比在+R軸方向動作區大。4.3距離保護整定計算(1)受運行方式變化影響小，保護區相對穩定，能夠在多電源網絡中應用，可以保證選擇性，其中段完全不受運行方式變化影響；(2)不能做到全線速動，線路末端發生故障時候需要延時動作；(3)保護算法、構成、接線相對復雜，電磁型距離保護的可靠性會降低，微機型距離保護可靠性不受影響。六、對距離保護的評價4.4過渡電阻對距離保護的影響一、過渡電阻的性質相間短路：指短路電流由一相流到另一相，或由導線流

5、向大地所經過的物質的電阻。 電弧電阻，接地短路：桿塔等電阻，可達數十歐姆。500kV系統中一般考慮最大300。220kV系統中一般考慮最大100；4.4過渡電阻對距離保護的影響二、單側電源線路上過渡電阻的影響QFMNQFP21各測量阻抗均增大，保護范圍縮小； 兩個保護可能同時以第段的時間動作，將會失去選擇性。 4.4過渡電阻對距離保護的影響三、雙側電源線路上過渡電阻的影響測量阻抗的計算：4.4過渡電阻對距離保護的影響三、雙側電源線路上過渡電阻的影響測量阻抗的計算：4.4過渡電阻對距離保護的影響三、雙側電源線路上過渡電阻的影響測量阻抗的計算：4.4過渡電阻對距離保護的影響M側為送電側時：滯后測量

6、阻抗的電抗分量會減小；保護2可能會拒動；保護1可能會誤動（超越）。 三、雙側電源線路上過渡電阻的影響124.4過渡電阻對距離保護的影響M側為受電側時：超前測量阻抗的電抗會增大，保護1可能會拒動。1212三、雙側電源線路上過渡電阻的影響4.4過渡電阻對距離保護的影響分析保護動作行為的步驟：1.計算測量阻抗Zm2.判斷測量阻抗是否位于動作區內？(1)計算測量阻抗角(2)計算該角度下的動作阻抗(3)判斷是否在動作區內 三、雙側電源線路上過渡電阻的影響4.4過渡電阻對距離保護的影響四、其它影響保護的因素1.故障位置對圓特性的方向阻抗繼電器，在被保護區的始端和末端短路時，過渡電阻的影響比較大；而在保護區

7、的中部短路時，影響較小。4.4過渡電阻對距離保護的影響四、其它影響保護的因素不同位置短路時，能承受的最大過渡電阻Rm.max：單側電源或多電源相位相同時：1.故障位置4.4過渡電阻對距離保護的影響四、其它影響保護的因素1.故障位置不同位置短路時，能承受的最大過渡電阻Rm.max：單側電源或多電源相位相同時：4.4過渡電阻對距離保護的影響四、其它影響保護的因素1.故障位置不同位置短路時，能承受的最大過渡電阻Rm.max：單側電源或多電源相位相同時：4.4過渡電阻對距離保護的影響四、其它影響保護的因素保護出口：1.故障位置不同位置短路時，能承受的最大過渡電阻Rm.max：4.4過渡電阻對距離保護的

8、影響四、其它影響保護的因素保護范圍末端：1.故障位置不同位置短路時，能承受的最大過渡電阻Rm.max：4.4過渡電阻對距離保護的影響四、其它影響保護的因素2.動作特性在整定值相同的情況下，動作特性在+R軸方向所占的面積越大，受過渡電阻的影響就越小。4.4過渡電阻對距離保護的影響四、其它影響保護的因素3.被保護線路長度線路越短，整定值越小，受過渡電阻影響越大。4.4過渡電阻對距離保護的影響四、其它影響保護的因素4.故障類型接地短路過渡電阻對距離元件的影響要大于相間短路過渡電阻距離元件的影響。4.4過渡電阻對距離保護的影響五、減小過渡電阻影響的措施1.在保護范圍不變的前提下，采用動作特性在R軸方向

9、上有較大面積的阻抗繼電器可以承受更大的過渡電阻防止保護超越防止出口帶過渡電阻故障保護拒動4.4過渡電阻對距離保護的影響五、減小過渡電阻影響的措施2.采用瞬時測量技術&電弧電阻在短路之初比較小，、段可以動作，段輸出可以自保持。如果在t時間之內，段沒有返回，說明故障沒有消失，則保護以t跳閘。4.4過渡電阻對距離保護的影響五、減小過渡電阻影響的措施2.采用瞬時測量技術&相鄰線路為雙回線時，不能采用。保護2跳閘之后，保護1段返回，但是保護1段可能仍動作，將導致保護1的段誤動。本次課主要內容段段段整定計算動作特性分支系數測量阻抗分析阻抗元件動作行為減小影響的措施過渡電阻的影響利用動作方程利用動作阻抗定性

10、分析定量計算作業給出單側電源系統中發生經過渡電阻三相短路時測量阻抗的表達式。4.8-4.9(1、2)4.5距離保護的振蕩閉鎖一、基本概念1.系統振蕩指并聯運行的電力系統或發電廠之間出現的功角d大范圍變化的現象。2.振蕩周期功角d從0到360之間變化一周的時間，通常為0.252.5s。3.對距離保護的要求不能誤動。4.5距離保護的振蕩閉鎖二、系統振蕩時電氣量的變化規律1.假設條件Z(1)系統振蕩時，三相對稱，故可只取一相分析；(2)(3)系統中各元件阻抗角均相等，以jk表示。4.5距離保護的振蕩閉鎖2.電流Z二、系統振蕩時電氣量的變化規律4.5距離保護的振蕩閉鎖2.電流Zd=0時，電流為零；d=

11、180時，電流最大。二、系統振蕩時電氣量的變化規律4.5距離保護的振蕩閉鎖2.電流Z電流波形為：二、系統振蕩時電氣量的變化規律4.5距離保護的振蕩閉鎖3.電壓Z二、系統振蕩時電氣量的變化規律Kx=0.5時，對應位置的電壓最低，稱為振蕩中心。4.5距離保護的振蕩閉鎖3.電壓Z二、系統振蕩時電氣量的變化規律4.5距離保護的振蕩閉鎖3.電壓Zd=0時，電壓最高；d=180時，電壓最低。二、系統振蕩時電氣量的變化規律4.5距離保護的振蕩閉鎖4.測量阻抗Z二、系統振蕩時電氣量的變化規律4.5距離保護的振蕩閉鎖4.測量阻抗Z二、系統振蕩時電氣量的變化規律4.5距離保護的振蕩閉鎖4.測量阻抗Z二、系統振蕩時

12、電氣量的變化規律4.5距離保護的振蕩閉鎖4.測量阻抗Z二、系統振蕩時電氣量的變化規律4.5距離保護的振蕩閉鎖4.測量阻抗Z二、系統振蕩時電氣量的變化規律4.5距離保護的振蕩閉鎖4.測量阻抗Z二、系統振蕩時電氣量的變化規律4.5距離保護的振蕩閉鎖4.測量阻抗Z二、系統振蕩時電氣量的變化規律4.5距離保護的振蕩閉鎖4.測量阻抗Z二、系統振蕩時電氣量的變化規律4.5距離保護的振蕩閉鎖4.測量阻抗Z二、系統振蕩時電氣量的變化規律4.5距離保護的振蕩閉鎖三、對距離保護的影響1.對不同地點保護的影響4.5距離保護的振蕩閉鎖1.對不同地點保護的影響三、對距離保護的影響4.5距離保護的振蕩閉鎖1.對不同地點保

13、護的影響振蕩中心位于動作區內時候，阻抗元件在一段時間內會起動，保護就可能動作。會誤動的：BH1、2的段；可能誤動的：BH1、2、4的段。三、對距離保護的影響4.5距離保護的振蕩閉鎖1.對不同地點保護的影響振蕩中心位于動作區外時候，阻抗元件在不會起動，保護不會動作。不會誤動的：BH3的、段；BH4的段。三、對距離保護的影響4.5距離保護的振蕩閉鎖2.對不同特性阻抗元件的影響方向圓特性：全阻抗圓特性：三、對距離保護的影響4.5距離保護的振蕩閉鎖2.對不同特性阻抗元件的影響特性在振蕩軌跡方向上所占面積越大，阻抗元件動作時間越長，保護所受影響越大；保護動作時間較長時，可以躲過振蕩的影響；段保護動作時間

14、整定時要考慮躲過振蕩的影響。一般要求大于1.5s。三、對距離保護的影響4.5距離保護的振蕩閉鎖2.對不同特性阻抗元件的影響三角形OBC和CBD為相似三角形。根據相似三角形性質：三、對距離保護的影響4.5距離保護的振蕩閉鎖2.對不同特性阻抗元件的影響三、對距離保護的影響4.5距離保護的振蕩閉鎖四、振蕩閉鎖措施1.基本要求(1)當系統只發生振蕩而無故障時，應可靠閉鎖保護直至振蕩停息； (2)區外故障而引起系統振蕩時，應可靠閉鎖保護；(3)區內故障，不論系統是否振蕩，都不應閉鎖保護。4.5距離保護的振蕩閉鎖四、振蕩閉鎖措施2.振蕩與短路時電氣量的主要差異(1)當系統振蕩時，三相對稱沒有零序、負序分量

15、；短路時，總會長時間或短時出現負序、零序分量； (2)當系統振蕩時，電氣量周期性變化，且變化速度較慢；短路時，電氣量先發生突變，而后固定不變；(3)當系統振蕩時，一周之內阻抗繼電器動作/返回各一次；短路時，阻抗繼電器或者動作或者不動作。4.5距離保護的振蕩閉鎖四、振蕩閉鎖措施3.短時開放、段保護tSR整組復歸距離段距離段&1段跳閘段延時內部故障：段范圍內故障，段繼電器動作，同時開放條件滿足，段跳閘； 段范圍內故障，段繼電器動作，同時開放條件滿足(開放時間內實現自保持)，段延時跳閘。 4.5距離保護的振蕩閉鎖四、振蕩閉鎖措施3.短時開放、段保護開放時間t應大于段跳閘時間和段啟動并自保持的時間。內

16、部故障：tSR整組復歸距離段距離段&1段跳閘段延時4.5距離保護的振蕩閉鎖四、振蕩閉鎖措施3.短時開放、段保護開始時開放保護，但段、段繼電器不動作； 等系統振蕩，測量阻抗進入動作區時，開放條件已不滿足，保護不會誤動；此時若發生內部故障，如果沒有故障開放元件，則只能由后備保護切除 。外部故障：tSR整組復歸距離段距離段&1段跳閘段延時4.5距離保護的振蕩閉鎖四、振蕩閉鎖措施3.短時開放、段保護開放時間t應小于外部故障后振蕩時測量阻抗達到動作區的時間。 t=0.10.2s，一般取0.15s。 外部故障：tSR整組復歸距離段距離段&1段跳閘段延時4.5距離保護的振蕩閉鎖四、振蕩閉鎖措施4.利用阻抗變化率不同構成閉鎖措施工作原理：(1)Z1、Z2動作時間差Dt小于t0時 4.5距離保護的振蕩閉鎖四、振蕩閉鎖措施4.利用阻抗變化率不同構成閉鎖措施工作原理：(1)Z1、Z2動作時間差Dt小于t0時 開放保護。4.5距離保護的振蕩閉鎖四、振蕩閉鎖措施4.利用阻抗變化率不同構成閉鎖措施工作原理：(2)Z1、Z2動作時間差Dt大于t0時 閉鎖保護。4.5距離保護的振蕩閉鎖四、振蕩閉鎖措施4.利用阻抗變化率不同構成閉鎖措施內部故障：Z1、Z2同時動作，開放保護。 t