《距离保护全》PPT课件

《《距离保护全》PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《距离保护全》PPT课件（63页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、 因电流保护、电压保护和功率方向保护等一般都只用在电压等级较低的中低压配电系统，而这些系统出现振荡的可能性很小，振荡时保护误动产生的后果也不会太严重，所以一般不需要采取振荡闭锁措施。距离保护一般用在较高电压等级的电力系统，系统出现振荡的可能性大，保护误动造成的损失严重，所以必须考虑振荡闭锁问题。振荡时，两侧等效电动势之间的夹角振荡时，两侧等效电动势之间的夹角可能在可能在0 0360360范围内周期变化，测量电压和测量电流的变范围内周期变化，测量电压和测量电流的变化可能导致测量阻抗进入动作区，出现误动作。化可能导致测量阻抗进入动作区，出现误动作。静稳破坏静稳破坏系统故障系统故障振荡振荡防止振荡时

2、保护误动作的措施，防止振荡时保护误动作的措施，称为振荡闭锁称为振荡闭锁并联运行的电力系统或发电厂之间出现功率并联运行的电力系统或发电厂之间出现功率角大范围周期性变化的现象，称为角大范围周期性变化的现象，称为电力系统电力系统振荡。振荡。为了能对电力系统振荡的物理过程进行明确而简单的分析，为了能对电力系统振荡的物理过程进行明确而简单的分析，同时又不影响结论的正确性，提出下列同时又不影响结论的正确性，提出下列几点假设：几点假设：(1)将所研究系统按其电气连接的特点简化为一个具有双侧电源的将所研究系统按其电气连接的特点简化为一个具有双侧电源的网络；网络；(2)系统振荡时，三相处于对称状态，因此可以只取

3、一相进行分析系统振荡时，三相处于对称状态，因此可以只取一相进行分析;(3)系统振荡时，两侧系统的电势幅值相等，相角差以系统振荡时，两侧系统的电势幅值相等，相角差以表示；表示；(4)系统中各元件的阻抗角相等；系统中各元件的阻抗角相等；(5)振荡过程中不考虑负荷电流的影响。振荡过程中不考虑负荷电流的影响。(1)jMNMNMLNEEEEEeIZZZZZ振荡电流：有效值：2sin2MEEIZZZM、ZN分别为M、N侧系统的等值阻抗，ZL为联络线路的阻抗，Z为系统的总联系阻抗。2sin2MEE。角的角度为系统联系阻抗电流相位滞后于dNME-EE母线电压：MMMUEI ZNNNUEI ZoMENENUMU

4、ISEd(1)jMNMNMLNEEEEEeIZZZZZosU线路上任意一点的电压相量的末端，落在E直线上。振荡时电流有效值变化曲线2sin2MEEIZZ(1)MMMjMMUEI ZEeEZZ振荡时电压有效值变化曲线母线M的电压：=0,90,=180,270,=360,MMEU MUMMMMZZE2EUU ,MUMMEU,MUcos2OSMUE振荡中心电压：振荡中心：电力系统振荡时，电流和电压都随作周期变化，在系统中总有一点电压最低，该点称为振荡中心。各部分的阻抗角相等，两侧电动势相等的情况下，振荡中心位于阻抗中心 处。12ZoMENENUMUISEdosU振荡中心电压：振荡中心：电力系统振荡时

5、，电流和电压都随作周期变化，在系统中总有一点电压最低，该点称为振荡中心cos2OSMUE1800OSU时，相当于振荡中心发生三相短路!因此，继电保护装置必须具备区别三相短路和系统振荡的能力，才能保证在系统振荡状态下的正确工作。MMMMMMMMMmZIEIZIEIUZ1122211222mMMZZZjZ ctgZjZ ctg11MMMjMNEZZZZEEe应用欧拉公式及三角公式，有应用欧拉公式及三角公式，有 cossin2112jjejejctg为M侧系统阻抗占系统总联系阻抗的比例MMZZ1111222222mMMZZZjZ ctgZjZ ctg测量阻抗分成了两部分：第一部分 为保护安装处到振荡

6、中心的线路阻抗，只与保护安装处到振荡中心的相对位置有关，与功角无关;第二部分垂直于 ，并随功角的变化而变化12MZZZ结论：当由0变化到360时，测量阻抗终点的轨迹是Z的垂直平分线。测量阻抗的变化轨迹 绘制此轨迹的方法是：绘制此轨迹的方法是：先从M点沿MN方向作出相量 ，然后再从其端点作出相量 ，在不同的 角度时，此相量可能滞后或超前于相量 ，其计算结果如表所示。将后一相量的端点与 M连接即得Zm。1/2MZZ122jZ ctg1/2MZZ测量阻抗的变化轨迹 =0(+)时，测量阻抗位于复平面右侧，值为无穷大；=180时，测量阻抗最小，位于系统阻抗角方向上；=360(-)时，测量阻抗位于复平面左

7、侧，值也为无穷大。当两侧电动势不相同时测量阻抗的变化轨迹保护安装处保护安装处M到振荡中心的阻抗到振荡中心的阻抗为为 。当当m 1/2时，时，振荡中心位于保护振荡中心位于保护范围的正方向，测量阻抗可能会范围的正方向，测量阻抗可能会穿过保护区而引起误动；而穿过保护区而引起误动；而当当m 1/2时时，振荡中心将位于保护范，振荡中心将位于保护范围的反方向，轨迹是否穿过保护围的反方向，轨迹是否穿过保护区而引起误动与保护特性有关。区而引起误动与保护特性有关。1122211222mMmZZZjZ ctgZjZ ctg当当m1/2时，时，振荡中心位于保振荡中心位于保护安装处，测量阻抗肯定穿过护安装处，测量阻抗

8、肯定穿过保护区。保护区。12mZ 当当m为不同数值时，测量阻抗为不同数值时，测量阻抗变化的轨迹应是平行于变化的轨迹应是平行于 线的一直线簇。线的一直线簇。1122211222mMmZZZjZ ctgZjZ ctgOO在同样整定值的条件下，全阻抗继电器受振荡的影响最大，而橄榄特性阻抗元件所受的影响最小。动作特性曲线在与整定阻抗垂直动作特性曲线在与整定阻抗垂直方向的动作区越大时，受振荡影方向的动作区越大时，受振荡影响越大。响越大。电力系统振荡时，阻抗继电器是否误动作、误动的时间电力系统振荡时，阻抗继电器是否误动作、误动的时间长短与保护安装位置、保护动作范围、动作特性的形状长短与保护安装位置、保护动

9、作范围、动作特性的形状和振荡周期长短有关和振荡周期长短有关保护安装位置离振荡中心越近、整定值越大、动作特性保护安装位置离振荡中心越近、整定值越大、动作特性曲线在与整定阻抗垂直方向的动作区越大时，受振荡影曲线在与整定阻抗垂直方向的动作区越大时，受振荡影响越大。响越大。（1）振荡时，三相完全对称，没有负序分量和零序分量出现；而短路时，总要长时或瞬时出现负序或零序分量；（2）振荡时，电气量呈周期性变化，其变化速度与系统功角的变化速度一致，比较慢；从短路前到短路后其值突然变化，速度很快，而短路后短路电流、各点残压和测量阻抗不计及衰减时是不变的；（3）振荡时，电气量呈现周期变化，若阻抗测量元件误动作，则

10、在一个振荡周期动作和返回各一次；而短路时阻抗元件可能动作，可能不动作。系统振荡而没故障时，应可靠将保护闭锁。系统发生各种类型故障，保护不应被闭锁。在振荡过程中发生故障时，保护应能正确动作。先故障，且故障发生在保护范围之外，而后振荡，保护不能无选择性动作。（1）短时开放保护，实现振荡闭锁 系统没有故障时：距离保护一直处于闭锁状态；系统发生故障时：短时开放距离保护允许保护出口跳闸，称为短时开放。若在开放的时间内，阻抗继电器动作，说明故障点位于阻抗继电器的动作范围之内，将故障线路跳开；若在开放的时间内阻抗继电器未动，则说明故障不在保护区内，则重新将保护闭锁。系统正常运行或因静态稳定被破坏时：故障判断

11、元件和整组复归元件都不动作，双稳态触发器SW以及单稳触发器DW都不会动作。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。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TDW的短脉冲 在TDW时间内:(1)若阻抗判别元件的I或II段动作，则允许保护无延时或有延时动作（距离II段被自保持）；(2)若在TDW时间内阻抗判别元件的I或II段没有动作，保护将闭锁直至满足整组复归条件，准备下次开放保护。（2）利用阻抗变化率的不同来构成振荡闭锁 原理：在电力系统发生故障时，

12、测量阻抗由负荷阻抗突变为短路阻抗；而在振荡时，测量阻抗缓慢变为保护安装处到中心的线路阻抗，根据两种情况下阻抗变化速度不同构成振荡闭锁。Z1动作后先开放一个动作后先开放一个t的时间，若这段时间内的时间，若这段时间内Z2动作，则开动作，则开放保护，直到放保护，直到Z2返回；若返回；若Z2不动作，保护就不会被开放。它不动作，保护就不会被开放。它利用短路时阻抗的变化率较大，利用短路时阻抗的变化率较大，Z1、Z2的动作时间差小于的动作时间差小于t，短时开放。测量阻抗每次进入短时开放。测量阻抗每次进入Z1的动作区后，都会开放一定时的动作区后，都会开放一定时间。间。（2）利用阻抗变化率的不同来构成振荡闭锁“

13、大圆套小圆大圆套小圆”（3）用动作的延时实现振荡闭锁 电力系统振荡时，距离保护的测量阻抗随角的变化而不断变化，当变化到某个角度时，测量阻抗进入到阻抗继电器的动作区，而当角继续变化到另个角度时，测量阻抗又从动作区移出，测量元件返回。对于按躲过最大负荷整定的III段阻抗继电器，测量阻抗落入其动作区的时间一般不会超过1，只要III段动作的延时时间大于1，系统振荡时III段保护就不会误动作。1）振荡中又发生不对称短路，重新开放保护的条件：201IIm I201,IIIm分别为负序、零序、正序电流的幅值比例系数，一般取0.50.72）振荡中又发生三相对称性短路的故障判别元件：0.03.cos0.08.p

14、uUpu.pu电流落后电压的相角标幺值Ucos为电压相量在电流相量方向上的投影，是一个标量。0.03.cos0.08.puUpul 三相三相短路时：短路时：忽略系统阻抗和线路阻抗中的电阻分量，忽略系统阻抗和线路阻抗中的电阻分量，Ucos近似为故障点的弧光电压近似为故障点的弧光电压Uarc，一般不超过额定电压，一般不超过额定电压的的6%，且与故障距离无关，基本不随时间变化而变化。，且与故障距离无关，基本不随时间变化而变化。l 系统振荡时：系统振荡时：Ucos近似为振荡中心的电压，当近似为振荡中心的电压，当在在180附近时，附近时，Ucos很小，可能满足判据；而很小，可能满足判据；而为其他角度时，

15、数为其他角度时，数值很大。即仅在较短时间内满足判据。值很大。即仅在较短时间内满足判据。l 系统振荡中发生三相故障：系统振荡中发生三相故障：判据一直满足。判据一直满足。解决方法：判据配合小延时区分三相短路和振荡！ggg1050ILR A,gg电弧中的电流电弧长度ImLmkgZZRmkg()mmmUI ZIZRgABm.1RZZm.2gZRgRmZ当Rg较大时，可能出现Zm2已超出保护2第段整定的特性圆范围，而Zm1仍位于保护1第段整定的特性圆范围以内。此时保护1和保护2将同时以第段的时限动作，因而失去了选择性。gRmZ结论结论:保护装置距短路点越保护装置距短路点越近时，受过渡电阻的影响近时，受过

16、渡电阻的影响越大，同时保护装置的整越大，同时保护装置的整定值越小定值越小(相当于被保护线相当于被保护线路越短），受过渡电阻的路越短），受过渡电阻的影响也越大影响也越大gkkkkm)(RIIZIU kkgkg()IZRI Rmkmkggmk,mkUIIIZZRRII令则过渡电阻的存在，有可能使测量阻抗变大，也有可能使测量阻抗变小，与和的相位有关kIkImkmkggmkUIZZRRII（1）若）若M端为送电端，端为送电端，N侧为受电侧侧为受电侧相位超前，具有负的阻抗角，相位超前，具有负的阻抗角，表现为容性阻抗，它的存在可能表现为容性阻抗，它的存在可能使测量阻抗变小。使测量阻抗变小。kgkIRIkI

17、kI稳态超越：稳态超越：区外短路，保护不应区外短路，保护不应该动作，但由于测量阻抗的变小，该动作，但由于测量阻抗的变小，使得保护误动作的现象。使得保护误动作的现象。mkmkggmkUIZZRRII（2）若）若N端为送电端，端为送电端，M侧为受电侧侧为受电侧相位滞后，具有正的阻抗角，相位滞后，具有正的阻抗角，表现为感性阻抗，它的存在总是表现为感性阻抗，它的存在总是使测量阻抗变大。使测量阻抗变大。kgkIRIkIkImkmkggmkUIZZRRII系统振荡加故障情况下，系统振荡加故障情况下，和和 可能在可能在0360范围内变化，范围内变化，A处的处的测量阻抗落在以测量阻抗落在以 的末端为的末端为圆

18、心，以圆心，以 为半径的虚线圆上。为半径的虚线圆上。kIgkZRkIkgkIRI在整定值相同的条件下，全在整定值相同的条件下，全阻抗继电器受过渡电阻影响阻抗继电器受过渡电阻影响最小，橄榄形阻抗继电器受最小，橄榄形阻抗继电器受影响最大。影响最大。结论：结论：在整定值相同的条件在整定值相同的条件下，动作特性在下，动作特性在R轴方向所轴方向所占的面积越大，受过渡电阻占的面积越大，受过渡电阻的影响就越小。的影响就越小。采用能容许较大过渡电阻而不至于拒动的测量元件动作特性，是克服过渡电阻影响的主要措施。00mmuuuiii00mmuuuiii sttrsttruuuiii ststui、trtrui、UI、sUIZ ksskEIUIZZZ ()opsetssetUUIZI ZZ ()opsetssetUUIZI ZZ 1opkUE 2opkUE 3opkUE 00opkmUUU00opkmUUU0()()kkskgsmopssetssetUEI ZZC IRI ZZUI ZZI ZZ ssetsmZZZZ;IIImmkgZZZCRCC 正向故障时测量元件的测量阻抗，工频故障分量电流助增系数，ssetsmZZZZssetZZ0()()kkskgsmopssetssetUEI ZZC IRI ZZUI ZZI ZZ ssetsmZZZZ00opkmUUUssetsmZZZZssetZZ