阻抗继电器 电力系统继电保护原理.pdf

电力系统继电保护原理电力系统继电保护原理八4电网的距离保护y2主要内容4.1距离保护的基本原理与构成4.2阻抗继电器4.3距离保护的整定计算4.4 过渡电阻对距离保护的影响4.5 距离保护的振荡闭锁4.1距离保护的基本原理与构成 一、基本原理M N/P-1-Zjml4.2阻抗继电器 二、接线方式 4.接线方式分析(卧两相短路(AB)A=k A+4乳 Ub=%+人乳Uc 二 4c 二 Ec测量阻抗:zZ，K+-7-%+必4。zJkAZm5 二Ub531Z,=moL+K3L=004.2阻抗继电器二、接线方式4.接线方式分析(2)两相短路(施)总结：接于故障环路的阻抗继电器的测量阻抗等 于短路点到保护安装点的线路正序阻抗；接有非故障相的阻抗继电器的测量阻抗较 大，不会误动；用三个阻抗继电器分别接于不同相间，用 来反应不同的相间短路。4.2阻抗继电器二、接线方式4.接线方式分析(3)单相接地短路(A).-C故障环路：二:包括:II t4=兀+区+4/。）弘 4=6+&+4/0）式 Uc=Uk c+（/c+K3/o）kAD特点：兀=。，0。B=1C=。母线残压：Ua=（/a+K3/）乳4=%+K3/。虱L=UkC+K3/zJk4.2阻抗继电器二、接线方式4.接线方式分析(3)单相接地短路(A)二区+心外式 UU+Kl,=Uk c+K3/zJk测量阻抗:ZwZm2“AB _，AZjk-Uk B 0A-，B IA“BC 4b-4c-=-=o oL-Ic 0D Cw4.2阻抗继电器二、接线方式4.接线方式分析(3)单相接地短路Q)Ua=(/a+K3/)虱 4=几十网。叫 Uc=4c+K3/式测量阻抗:7乙m4Zm6=Zm5=Ua=(/a+K3/。)“_21，a+K3/。Ia+K3I0 lkUb=K3I0Z1k+L7kB z/B+K3/0 1Uc _ K3/o Z/k+4c 力 z/Ic+K3Io _ K3I0 14.2阻抗继电器二、接线方式4.接线方式分析单相接地短路Q)总结:接于故障环路的阻抗继电器的测量阻抗等 于短路点到保护安装点的线路正序阻抗；接有非故障相的阻抗继电器的测量阻抗较 大，不会误动；用三个阻抗继电器分别接于不同相间，用 来反应不同的相间短路。4.2阻抗继电器 二、接线方式4.接线方式分析(4)两相接地短路(AB)-C故障环路：二 十:包括：AB AD BD=兀+(小康/。)弘 UB=U+(IB+K3I0)Zllk Uc=Uk c+(/c+K3/0)zk特点：兀=3w 0 Zc=0V L母线残压：Ua=(/a+K3/)2AUb=(/b+K3/o)zA%=5c+K3IzA4.2阻抗继电器二、接线方式4.接线方式分析(4)两相接地短路(AB)Ua=Qa+K3I)zQUc 5c+KBI/Jk测量阻抗：,、,、7-0AB _(/a+K3/)z4-(/b+K3/0)z4皿/_/_ I-/_52a 2b 1a 1b，_ 0BC(/b+K3/)z4-j K3IzJEcx一=4 l k 4W zkF _%一/a(/a+K3/W zJk4.2阻抗继电器二、接线方式4.接线方式分析Ua=Qa+K3I)zQUc 5c+K3/oZi，k(4)两相接地短路(AB)测量阻抗:Z=6 二区+厘)弘m4 1a+K3I。Ia+K3I.lkZ Ub _(4+oM=zlm5/b+K3/B+K3I.lkUc=庚/。儿+乙Ic+K3I,K3LW zJk4.2阻抗继电器二、接线方式4.接线方式分析(4)两相接地短路(AB)总结：接于故障环路的阻抗继电器的测量阻抗等 于短路点到保护安装点的线路正序阻抗；接有非故障相的阻抗继电器的测量阻抗较 大，不会误动。4.2阻抗继电器二、接线方式4.接线方式分析(5)总结1)接于故障环路的继电器可正确反应故障距离；2)0。接线可以反应的故障类型有：三相短路、两相短路、两相接地短路3)具有零序补偿的0。接线可以反应的故障类型有:三相短路、单相接地短路、两相接地短路4)都需要有三个继电器反应不同类型的故障。4.2阻抗继电器三、动作特性1.概念MQF1ZkN4.2阻抗继电器三、动作特性L概念iLjlMQF1QF2必(1)T A、T V有相位误差(2)短路点有过渡电阻解决办法：扩展动作区。QF3R 4.2阻抗继电器三、动作特性2.常见动作特性方向阻抗圆特性全阻抗圆特性4.2阻抗继电器三、动作特性2.常见动作特性苹果形特性橄榄形特性4.2阻抗继电器三、动作特性z常见动作特性多边形特性4.2阻抗继电器三、动作特性常见动作特性电抗特性R电阻特性4.2阻抗继电器三、动作特性3.几个阻抗概念整定阻抗Zset：继电器安装点到保护范围末端 的线路阻抗；测量阻抗Zm：加入继电器的电压与电流的比面CZZRBZ(3)起动阻抗Zp：继电器刚好动作时加入继电器的电压和电流的 比值。4.2阻抗继电器三、动作特性4.动作特性分析(1)全阻抗圆特性特点：1)没有死区；2)Zp为常数与仰无关;3)没有方向性。4.2阻抗继电器三、动作特性4.动作特性分析(1)全阻抗圆特性内为动作区比幅式动作方程:园Zm|-Zset0 X北/mZm msetOUm mZset4.2阻抗继电器三、动作特性4.动作特性分析(1)全随抗圆特性园内为动作区比幅式动作方程:园心：A半径：B动作方程:Z-A B m4.2阻抗继电器三、动作特性4动作特性分析(1)全阻抗圆特性比相式动作方程动作边界：7+7arg=90Z皿-Ns,4.2阻抗继电器三、动作特性4.动作特性分析(1)全阻抗圆特性比相式动作方程 动作边界：argargZm+Zset Zm-Zset Zm+Zset ZmZset=90=2 704.2阻抗继电器三、动作特性4.动作特性分析(1)全阻抗圆特性比相式动作方程 动作边界：argargZm+Zset Zm-Zset Zm+Zset ZmZset动作区内：7+Z90 arg-工皿-Zset动作方程：90 argZm+Z：z-=90=2 702 70i 2 704.2阻抗继电器三、动作特性4.动作特性分析(1)全阻抗圆特性比相式动作方程7+790。v a rg 3”270。Z-Z,m set90 a rg+；Zset 270直径的两端：A B动作方程:7-A90 arg m 2 70 Zm B4.2阻抗继电器三、动作特性4.动作特性分析比相式动作方程7+z90。V a rg 3”270。Z-Z,m set9Q argU.m+IZ Um思考:a rga rga rg更 270setZm+ZsetZsL工皿 Zm-2$式 Zm+Zset Zset-Zm Zm+Zset委2阻抗继电器三、动作特性动作特性分析(2)方向圆特性0特点:1)有死区；2)Zop随例1变化i；3)有明确方向性。R4.2阻抗继电器三、动作特性4.动作特性分析比幅式动作方程:ZmAWB(2)方向圆特性A二7B=-ZZm-Zset2setV-Zset2x470R1m g/mZset LZ2mset4.2阻抗继电器 三、动作特性4.动作特性分析(2)方向圆特性比相式动作方程：7 A90 arg m 270 Zm-BA=0 B=Zset。790 arg2 70 ZZ 0R90 arg.6 2704.2阻抗继电器二、动作将性4.动作特性分析(3)偏移圆特性特点:1)没有死区;2)Zop随例1变化；3)方向性不明确；4)为前两种特性的一般形式。a=0,为方向圆特性a=1,为全阻抗圆特性4.2阻抗继电器三、动作特性4.动作特性分析(3)偏移圆特性-6/ZR比幅式动作方程：ZA B1 1A=-(l-6f)Zset B=-(l+6)|Zset 乙，0Zm；(l-G)Zset V：(l+O)Zset 乙 乙03Um-Lm(lP)Zset”(1+忆4.2阻抗继电器三、动作特性4.动作特性分析(3)偏移圆特性比相式动作方程：90QargZm-A2 70Q Z皿-BA=tzZ B=ZSCI ci0Z+aZ 土 90 arg-2 70Z-Z t m setXL90 argUm+aImZset 2 704.2阻抗继电器 三、动作特性4.动作特性分析(4)复合特性动作区为直线的左方和圆内的公共区。4.2阻抗继电器三、动作特性5.比幅式与比相式之间的转换90 arg3|t7BUdUc=U a+UbUd=Ub-Ua4.2阻抗继电器三、动作特性6.补偿电压和极化电压补偿电压：保护安装处测量电压和测量电流的 线性组合，又称工作电压。Wk极化电压：作为判断补偿电压相位的参照量，又称参考电压。n4efU A a rg-A o p选取不同的极化电压和动作边界，可以得到 不同的动作特性。4.2阻抗继电器三、动作特性6.补偿电压和极化电压以4f=4为例:Z7 M卜-正常空载时：set%=4N 口I-40 N-HnA,二%U f=u ref mU farg=U o p04.2阻抗继电器三、动作特性6.补偿电压和极化电压以为例：Z7 M-有负载时 七一%=4-LZsetU farg声=。比较小o pd4.2阻抗继电器三、动作特性6.补偿电压和极化电压以为例：Z7 Mt-力正方向区外短路时:IEnarg=0-o p-m m乙setUUm%4.2阻抗继电器三、动作特性6.补偿电压和极化电压以4f=4为例:ki反方向舒卜短路时J%-ref4.2阻抗继电器三、动作特性&补偿电压和极化电压以为例：Z7 M 正方向区内短路时!a rg二 180。3Uo p=Um-ImZSQtUUm4.2阻抗继电器三、动作特性&补偿电压和极化电压总结：内部故障时候，二者相位相反。其它时候，二者相位相同（近似相同）。所以，动作方程可以取为：90 a rg%270-/mzset为方向圆特性。当取不同极化电压时候，不一定能在复平面 上分析。4.2阻抗继电器三、动作特性6.补偿电压和极化电压边界改变后的特性:z a rg m-/?2Nm-setA Zm令限a rg.-，/_m set弧。弧，如图 回定时，Zm的轨迹为0 v 0 V90。时，为右下方的大国因4.2阻抗继电器三、动作特性&补偿电压和极化电压边界改变后的特性:尸ia rg/m wo)Nm-GetA z令展a rg：，/m set固定时，Zm的轨迹为圆弧。90。0180时，为右下方的小圆弧4.2阻抗继电器三、动作特性&补偿电压和极化电压边界改变后的特性:Va rg/m v.2Nm-GetA z令展a rg：，/m setZm固定时，Zm的轨迹为圆弧。180。0270时，为左上方的小圆弧4.2阻抗继电器三、动作特性6.补偿电压和极化电压边界改变后的特性:尸ia rg Zm wo)Nm-GetA z令展a rg：，/m setZm定时，Zm的轨迹为圆弧。R270。0 0。时，逆时针偏转0 0 丹=900_。尸2=270+。4.2阻抗继电器三、动作特性&补偿电压和极化电压边界改变后的特性:V a rg 工皿 v区N A*.m set(2)橄榄圆特性cr 04=900+o 夕2=270a4.2阻抗继电器三、动作特性7.方向圆特性死区及消除方法原因：*90 arg.%270um-/mzset心“0,无法比相，继电器不动作。4.2阻抗继电器三、动作特性7.方向圆特性死区及消除方法引入极化电压U.比相式动作方程为：90 a rg%2705-M要求：Uf与U同相位，保持动作特性不变。ret m微机保护中采用的办法：利用故障前电压的采样值。4.2阻抗继电器三、动作特性7.方向圆特性死区及消除方法动作方程为：90 a rg-270Um-/m4et正方向短路时:Um=ImZm=ImZ,kU|0|=M=，m(Zk+ZM)=，m(Zm+ZM)90 a rgZm+ZM 270 ZmZs,4.2阻抗继电器三、动作特性7.方向圆特性死区及消除方法动作方程为：90 a rg 270m,m/set4.2阻抗继电器三、动作特性f方向圆特性死区及消除方法动作方程为：90 a rg270Um-4set口 k101反方向短路时：Um=4Zm=-ZmZk。|0=n=-，m（Zk+Z1）=/m（-Zm+Z；）=Im（Zm-Z）90 a rgZm+ZN 270Zm-2、比4.2阻抗继电器三、动作特性7.方向圆特性死区及消除方法动作方程为：90 a rg 270.0m,m/set