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1、2023/11/3,电力系统继电保护原理,主讲教师:焦彦军华北电力大学电自教研室,2023/11/3,第四章 电网的距离保护,4.1 距离保护的基本原理4.2 阻抗元件的构成原理4.3 阻抗元件的定值计算4.4 影响阻抗元件正确动作的因素,2023/11/3,4.1 距离保护的基本原理,电压等级 输送容量 送电距离110kV 1050MW 15050km220kV 100500MW 300100km500kV 10001500MW 850150km,2023/11/3,C,A,B,QF1,QF2,QF3,2023/11/3,故障点到保护安装处的距离可以用阻抗参数表示,（架空线路超过300km）
2、,（架空线路在100300km间）,（架空线路在100km以内）,2023/11/3,测量故障点到保护安装处的线路阻抗 反应故障点到保护安装处的距离,2023/11/3,测量故障点到保护安装处的线路阻抗 反应故障点到保护安装处的距离,2023/11/3,C,A,B,QF1,QF2,QF3,假设线路单位长度阻抗为,我们期望的测量阻抗,2023/11/3,C,A,B,QF1,QF2,QF3,以QF2处的保护为例,2023/11/3,C,A,B,QF1,QF2,QF3,以QF2处的保护为例,正常运行时,2023/11/3,距离保护是反应故障点至保护安装点之间的距离（阻抗），并根据距离的远近而确定动作
3、时间的一种保护装置。,距离保护的时限特性,2023/11/3,距离保护的构成简图,1,2,3,4,5,6,1启动元件，2测量元件，3振荡闭锁元件，4电压回路断线闭锁元件5逻辑元件，6执行元件,2023/11/3,4.2 阻抗元件的构成原理,阻抗元件（阻抗继电器）距离保护中的测量元件,按加入继电器的补偿电压分类 单相式（第一类）、多相补偿式（第二类）按继电器的动作特性分类 圆特性、非圆特性 按实现方法分类 幅值比较、相位比较,2023/11/3,4.2.1 单相式阻抗元件,一、测量（计算）阻抗1.欧姆计测量阻抗法,2023/11/3,4.2.1 单相式阻抗元件,一、测量（计算）阻抗1.欧姆计测量
4、阻抗法,其中,2023/11/3,4.2.1 单相式阻抗元件,一、测量（计算）阻抗1.欧姆计测量阻抗法,其中,零序补偿系数,2023/11/3,4.2.1 单相式阻抗元件,一、测量（计算）阻抗1.欧姆计测量阻抗法,核心问题1：当k点发生短路时，如何测量或计算出正确的阻抗，能够正确反应故障点到保护安装处的距离？,阻抗继电器的接线方式？,2023/11/3,反应相间短路的阻抗元件,反应接地短路的阻抗元件,思考：（1）当发生某种故障时，那个阻抗元件的测量阻抗正确反应故障点到保护安装处的距离？这个距离是用那个阻抗参数来表征的？（2）某个阻抗元件能正确反应何种故障类型？,2023/11/3,由单一相（或
5、相间）的电压和电流构成的阻抗元件，称之为单相式阻抗元件。其主要特点是能够直接测量出故障点到保护安装处的阻抗。不管哪一个阻抗元件，都可以用下式来表示：,例如反应AB相间短路的阻抗元件,根据故障类型选择恰当的电压、电流,2023/11/3,另外，并不是构成单相式阻抗元件仅有的选择。,2023/11/3,一个重要的问题：当发生某种类型的故障时，测量阻抗不正确的结果是否会导致保护不正确的动作行为？特别是，在保护范围外部短路时，由于不正确的测量阻抗，是否会导致保护误动作？,例如，当发生AB两相接地短路时,2023/11/3,2.解微分方程求阻抗法 忽略分布电容的影响，将故障点到保护安装处之间的线路看作是
6、具有电阻 和电感 集中参数串联的等效电路。,根据式，可得出基于线路模型的微分方程为,AB相间短路,A相接地短路,其中,（自己证明）,2023/11/3,两个不同时刻,2023/11/3,本节小结：（1）距离保护的基本原理（2）距离保护的时限特性（3）距离保护的构成（4）正确求解测量阻抗的方法（阻抗继电器的接线方式）思考与练习分析并总结电流保护与距离保护的异同点。,2023/11/3,二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程,问题的提出,保护的动作判据,核心问题2：如何根据正确的测量阻抗确定保护的动作行为？,2023/11/3,二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程,问题的提出,保护的动作判据,动
7、作方程,动作特性,2023/11/3,二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程,动作方程,动作特性,？,幅值比较式动作方程,相位比较式动作方程,2023/11/3,二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程,关于几个阻抗的说明,整定阻抗,测量阻抗,动作阻抗,2023/11/3,1 圆特性的阻抗元件,二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程,（1）全阻抗元件,2023/11/3,1 圆特性的阻抗元件,二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程,（1）全阻抗元件,思考：全阻抗元件有什么特点？,2023/11/3,1 圆特性的阻抗元件,二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程,（1）全阻抗元件,思考：这两种形式的
8、动作方程有什么本质不同？,2023/11/3,以反应BC相间短路的阻抗元件为例，其幅值比较式和相位比较式的动作方程分别为,二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程,2023/11/3,（2）方向阻抗元件,二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程,2023/11/3,（2）方向阻抗元件,二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程,思考：方向阻抗元件的特点？,2023/11/3,（3）偏移特性阻抗元件,二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程,2023/11/3,二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程,R,jX,o,2023/11/3,二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程,（4）其他形式的圆特性阻抗元件,
9、（a）右偏移特性,（b）苹果特性,（c）透镜特性,（d）上抛特性（）,（e）套圆特性（阴影为动作区）,2023/11/3,二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程,2.直线特性阻抗元件,（a）电抗型,（b）功率方向特性,（c）负荷限制特性,2023/11/3,二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程,3.多边形特性阻抗元件,2023/11/3,三、阻抗元件的极化电压和补偿电压,观察全阻抗、方向阻抗、偏移阻抗元件的相位比较式动作方程,其中,极化电压,补偿电压,还有其它形式,2023/11/3,三、阻抗元件的极化电压和补偿电压,补偿电压的意义,根据测量的电压、电流，计算 的保护范围末端处的电压。,B,
10、A,QF1,QF2,是计算值，有时和实际值一致，有时则不一致,2023/11/3,三、阻抗元件的极化电压和补偿电压,极化电压的意义以极化电压为参考，测量补偿电压的相位,B,A,QF1,QF2,2023/11/3,三、阻抗元件的极化电压和补偿电压,极化电压的意义以极化电压为参考，测量补偿电压的相位,B,A,QF1,QF2,2023/11/3,三、阻抗元件的极化电压和补偿电压,极化电压的意义以极化电压为参考，测量补偿电压的相位,B,A,QF1,QF2,以 为极化电压，,，阻抗元件动作,2023/11/3,三、阻抗元件的极化电压和补偿电压,极化电压的意义以极化电压为参考，测量补偿电压的相位,B,A,
11、QF1,QF2,2023/11/3,三、阻抗元件的极化电压和补偿电压,极化电压的意义以极化电压为参考，测量补偿电压的相位,综合以上分析，以 为极化电压的阻抗元件，只有在保护范围内部发生短路时阻抗元件动作，而在保护范围之外及反方向发生短路时阻抗元件不动作。方向阻抗元件。,极化电压选取的不同就得到不同特性的阻抗元件,2023/11/3,4.2.2 以故障前电压为极化电压的阻抗元件,动作方程,其中：,记忆的故障前的电压,由于故障前的电压 和系统的运行方式有关，动作方程不能转化为测量阻抗 单一变量的形式，其动作特性的分析只能根据故障前的状态和具体的故障条件进行分析。第二类阻抗元件的共同特点,2023/
12、11/3,4.2.2 以故障前电压为极化电压的阻抗元件,（1）正方向短路时的动作特性分析,M,QF1,2023/11/3,4.2.2 以故障前电压为极化电压的阻抗元件,（1）正方向短路时的动作特性分析,M,QF1,设系统短路前空载运行，,2023/11/3,4.2.2 以故障前电压为极化电压的阻抗元件,（1）正方向短路时的动作特性分析,M,QF1,2023/11/3,4.2.2 以故障前电压为极化电压的阻抗元件,（1）正方向短路时的动作特性分析,M,QF1,思考：（1）非空载运行对动作特性的影响？（2）反方向短路时，是否会误动作？,2023/11/3,4.2.2 以故障前电压为极化电压的阻抗元
13、件,（2）反方向短路时的动作特性分析,M,QF1,2023/11/3,4.2.2 以故障前电压为极化电压的阻抗元件,（2）反方向短路时的动作特性分析,M,QF1,设系统短路前空载运行，,2023/11/3,4.2.2 以故障前电压为极化电压的阻抗元件,（2）反方向短路时的动作特性分析,M,QF1,以故障前电压为极化电压构成的阻抗元件，在反方向发生短路时不会动作，且具有明确的方向性。,2023/11/3,4.2.3 以正序电压为极化电压的阻抗元件,动作方程,其中：,保护测量的正序电压,2023/11/3,4.2.3 以正序电压为极化电压的阻抗元件,（1）正方向短路时的动作特性分析,M,QF1,两
14、相短路时,三相短路时,2023/11/3,4.2.3 以正序电压为极化电压的阻抗元件,（2）反方向短路时的动作特性分析,M,QF1,两相短路时,三相短路时,2023/11/3,4.2.4 以零序电流为极化量的阻抗元件,动作方程,其中,分别为,用以构成反应A、B、C相接地短路的阻抗元件,2023/11/3,4.2.4 以零序电流为极化量的阻抗元件,例：图示单侧电源系统，当发生A相接地短路时，分析以零序电流为极化量的阻抗元件的动作特性。,反应A相接地短路的阻抗元件的动作方程为：,2023/11/3,4.2.4 以零序电流为极化量的阻抗元件,例：图示单侧电源系统，当发生A相接地短路时，分析以零序电流
15、为极化量的阻抗元件的动作特性。,2023/11/3,4.2.4 以零序电流为极化量的阻抗元件,例：图示单侧电源系统，当发生A相接地短路时，分析以零序电流为极化量的阻抗元件的动作特性。,2023/11/3,4.2.4 以零序电流为极化量的阻抗元件,例：图示单侧电源系统，当发生A相接地短路时，分析以零序电流为极化量的阻抗元件的动作特性。,而单侧电源系统发生单相接地短路时，,2023/11/3,4.2.4 以零序电流为极化量的阻抗元件,例：图示单侧电源系统，当发生A相接地短路时，分析以零序电流为极化量的阻抗元件的动作特性。,该阻抗元件没有方向性,2023/11/3,4.2.5 工频变化量的阻抗元件,
16、一、故障分量的特点,（a）,（b）,2023/11/3,4.2.5 工频变化量的阻抗元件,一、故障分量的特点,（b）,（c）,2023/11/3,4.2.5 工频变化量的阻抗元件,（d）,2023/11/3,4.2.5 工频变化量的阻抗元件,由故障附加网络得到的量故障分量正常运行时不存在的量,故障附加网络,2023/11/3,4.2.5 工频变化量的阻抗元件,一、故障分量的特点,故障分量可以分为两类：一是稳定的故障分量，如零序和负序分量；二是突变量。如,2023/11/3,4.2.5 工频变化量的阻抗元件,一、故障分量的特点,突变量的提取,2023/11/3,4.2.5 工频变化量的阻抗元件,
17、一、故障分量的特点,突变量的提取,实际上，不能无限取值。,通常利用突变量构成快速动作的保护。,2023/11/3,（1）故障分量仅在故障后存在，非故障状态下不存在故障分量，因而，利用故障分量构成的保护灵敏性高。（2）故障点的故障分量电压最高，系统中性点的故障分量电压为零，利用故障分量构成的保护可以消除出口附近短路时保护动作的死区。（3）当正方向发生短路时，故障分量电压和电流的相位关系，取决于保护安装处背后系统的阻抗角，与两侧系统的电势夹角、故障点远近以及是否有过渡电阻无关。（4）利用稳定的故障分量构成的保护不反应负荷和系统振荡，当然也不反应三相短路。利用突变量构成的保护受系统振荡的影响较小，但
18、能够反应三相短路。,4.2.5 工频变化量的阻抗元件,一、故障分量的特点,2023/11/3,4.2.5 工频变化量的阻抗元件,二、工频变化量阻抗元件的构成原理,设短路前系统处于空载状态，则故障前系统各点的电压为电源的电势，即,考查不同地点发生短路时，补偿电压突变量的变化，即计算,2023/11/3,4.2.5 工频变化量的阻抗元件,二、工频变化量阻抗元件的构成原理,2023/11/3,4.2.5 工频变化量的阻抗元件,二、工频变化量阻抗元件的构成原理,2023/11/3,4.2.5 工频变化量的阻抗元件,二、工频变化量阻抗元件的构成原理,2023/11/3,4.2.5 工频变化量的阻抗元件,
19、二、工频变化量阻抗元件的构成原理,2023/11/3,4.2.5 工频变化量的阻抗元件,二、工频变化量阻抗元件的构成原理,由以上分析，工频变化量阻抗元件的动作方程为,2023/11/3,4.2.5 工频变化量的阻抗元件,二、工频变化量阻抗元件的构成原理,反应相间短路的工频变化量的阻抗元件的动作判据为,反应接地短路的工频变化量的阻抗元件的动作判据为,2023/11/3,4.2.5 工频变化量的阻抗元件,三、工频变化量阻抗元件的动作特性分析,1正方向短路,2023/11/3,4.2.5 工频变化量的阻抗元件,三、工频变化量阻抗元件的动作特性分析,1正方向短路,2023/11/3,4.2.5 工频变
20、化量的阻抗元件,三、工频变化量阻抗元件的动作特性分析,2反方向短路,2023/11/3,4.2.5 工频变化量的阻抗元件,三、工频变化量阻抗元件的动作特性分析,2反方向短路,显然，在反方向发生短路时阻抗元件不会动作。,2023/11/3,本节小结：（1）单相式阻抗元件的动作方程（幅值比较式、相位比较式）和动作特性。（2）阻抗元件（继电器）的极化电压和补偿电压。（3）以故障前电压为极化量的阻抗元件构成原理及动作特性分析方法。（4）其它常用阻抗元件简介。,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,核心问题3：如何确定保护的定值？,电流保护定值整定计算的基本思想在这里同样适用,2023/11/3
21、,4.3阻抗元件的定值计算,一、距离I段,I段不能保护线路全长,其中,被保护线路的正序阻抗（）,可靠系数，取,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,一、距离I段,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,二、距离II段,（1）与相邻线路保护的I段整定（以保护1为例）,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,二、距离II段,（1）与相邻线路保护的I段配合整定（以保护1为例）,通常采用,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,二、距离II段,（2）躲过线路末端连接的变电所变压器低压侧短路时的阻抗值（以保护1为例）,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,二、距离II段
22、,取（1）、（2）中数值较小的值作为定值，并进行灵敏系数校验。,线路,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,二、距离II段,（3）若灵敏系数校验不满足要求。考虑和相邻线路保护的II段配合。,按（1）、（2）原则整定时，保护的动作时延整定为,按（3）原则整定时，保护的动作时延整定为,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,三、距离III段,（1）与相邻线路保护的II段配合整定,近后备保护灵敏系数校验,远后备保护灵敏系数校验,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,二、距离III段,（2）若（1）的灵敏系数不满足要求，应与相邻线路保护的III段配合整定,近后备保护灵敏系数校验,
23、远后备保护灵敏系数校验,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,二、距离III段,（3）无论是按（1）还是按（2）计算距离III段定值，都必须躲过正常运行时的最小负荷阻抗。,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,二、距离III段,（3）无论是按（1）还是按（2）计算距离III段定值，都必须躲过正常运行时的最小负荷阻抗。,全阻抗元件,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,二、距离III段,（3）无论是按（1）还是按（2）计算距离III段定值，都必须躲过正常运行时的最小负荷阻抗。,方向阻抗元件,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,二、距离III段,（3）无论是按（1
24、）还是按（2）计算距离III段定值，都必须躲过正常运行时的最小负荷阻抗。,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,二、距离III段,（4）距离III段的动作时限的确定，遵循下列原则：（a）与被配合段的保护配合，在其动作时限的基础上增加一个。（b）保护范围伸出线路末端连接的变电所变压器低压侧母线时，要考虑和变压器的相间短路的后备保护动作时限相配合。（c）当不经振荡闭锁控制时，其动作时延应大于可能最长的振荡周期。,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,如图所示系统，当C母线发生A相接地短路时,（1）计算保护1的测量阻抗。（2）说明接地距离
25、保护整定计算的特殊之处。,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,图示系统，保护1与保护6配合时，分析最大、最小分支系数计算的条件。,计算最小分支系数时，系统A、C取最大运行方式，系统B取最小运行方式，断开QF5,短路点选择在BC线路末端；计算最大分支系数时，系统A取最小运行方式，系统B取最大运行方式，短路点选择在C母线。,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,图示系统，保护7与保护1配合时，分析最大、最小分支系数计算的条件。,计算最小分支系数时，系统D取最大运行方式，环网闭环运行，系统C取最小运行方式，短路点选择在AB线路末端，若AC线路的电流是从C流向A，则断开QF3,最小分
26、支系数为1；计算最大分支系数时，系统D取最小运行方式，系统C取最大运行方式，断开QF5，短路点选择在B母线。,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,例题：对保护1的相间距离进行整定计算，已知各段阻抗元件均采用单相式园特性的方向阻抗元件。,（1）计算保护1的I段定值,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,（2）计算保护1的II段定值,1）和保护5的距离I段配合,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,（2）计算保护1的II段定值,2）和保护4的距离I段配合,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,（2）计算保护1的II段定值,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计
27、算,（3）计算保护1的III段定值,按躲过最小负荷阻抗整定,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,（3）计算保护1的III段定值,近后备保护灵敏系数为,远后备保护灵敏系数为,2023/11/3,4.3阻抗元件的定值计算,（3）计算保护1的III段定值,近后备保护灵敏系数为,远后备保护灵敏系数为,？,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,影响阻抗元件正确动作的因素一般包括：（1）故障点经过渡电阻短路。（2）电力系统振荡，振荡过程中发生短路。（3）输电线路经串联电容补偿。（4）电力系统非全相运行，非全相运行过程中发生短路。（5）电压互感器二次回路断线。（6）输电线路过负荷。
28、（7）保护装置测量误差、互感器的传变误差。（8）故障后的暂态过程中的暂态分量的影响等。,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,对阻抗元件的基本要求：（1）当被保护线路上发生金属性短路时，测量阻抗应正比于故障点到保护安装处的距离。（2）在正方向保护范围以外发生短路时，阻抗元件不应动作。无超越。（3）在反方向发生短路时，阻抗元件不动作。（4）不存在保护动作的死区。（5）具有一定的抗过渡电阻的能力。（6）在最大负荷作用下，阻抗元件不应起动。（7）在非全相运行及系统振荡等异常工况的条件下，若阻抗元件可能发生误起动，则必须采取防止距离保护误动作的措施。,2023/11/3,4.4影响阻抗
29、元件正确动作的因素,4.4.1 短路点过渡电阻对阻抗元件的影响,相间短路（不接地）-电弧电阻（数欧到十几欧）单相接地 电弧电阻、杆塔电阻、其他物体的电阻和大地电阻,1.过渡电阻的性质,规程规定：500kV 按300考核 300kV 按150考核 220kV 按100考核,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.1 短路点过渡电阻对阻抗元件的影响,2.过渡电阻对阻抗元件的影响（以三相短路为例）,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.1 短路点过渡电阻对阻抗元件的影响,2.过渡电阻对阻抗元件的影响（以三相短路为例）,过渡电阻产生的附加阻抗,2023/1
30、1/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.1 短路点过渡电阻对阻抗元件的影响,（1）单侧电源线路，过渡电阻对阻抗元件的影响,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.1 短路点过渡电阻对阻抗元件的影响,（1）单侧电源线路，过渡电阻对阻抗元件的影响,测量阻抗增大，保护范围内短路，保护拒动。,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.1 短路点过渡电阻对阻抗元件的影响,（2）双侧电源线路，过渡电阻对阻抗元件的影响,与 同相位，纯阻性,超前，感性,滞后，容性,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.1 短路点过渡电阻对阻抗元件的影
31、响,（2）双侧电源线路，过渡电阻对阻抗元件的影响,与 同相位，纯阻性,超前，感性,滞后，容性,假设故障点两侧阻抗角相同,短路前空载,A为受电侧，C为送电侧,C为受电侧，A为送电侧,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.1 短路点过渡电阻对阻抗元件的影响,（2）双侧电源线路，过渡电阻对阻抗元件的影响,呈阻性测量阻抗增大，保护范围内短路，保护拒动。,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.1 短路点过渡电阻对阻抗元件的影响,（2）双侧电源线路，过渡电阻对阻抗元件的影响,呈感性测量阻抗增大，保护范围内短路，保护拒动。,2023/11/3,4.4影响阻抗元
32、件正确动作的因素,4.4.1 短路点过渡电阻对阻抗元件的影响,（2）双侧电源线路，过渡电阻对阻抗元件的影响,呈容性保护范围内短路，保护拒动。,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.1 短路点过渡电阻对阻抗元件的影响,（2）双侧电源线路，过渡电阻对阻抗元件的影响,A,QF1,B,QF2,QF3,QF4,C,1,2,3,4,呈容性保护范围外短路，保护误动。稳态超越,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.1 短路点过渡电阻对阻抗元件的影响,（2）双侧电源线路，过渡电阻对阻抗元件的影响,A,QF1,B,QF2,QF3,QF4,C,1,2,3,4,反方向经
33、小电阻短路，保护误动。,考察保护2,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.1 短路点过渡电阻对阻抗元件的影响,（1）与短路点的位置有关 对于圆特性，保护区的始、末端短路时，过渡电阻影响大。,（3）与动作特性的形状有关 整定值相同情况下，R 轴方向所占面积越小，受过渡电阻的影响越大,（2）与整定阻抗大小有关 保护装置整定值越小，相对的受过渡电阻影响越大,2023/11/3,分析：保护3出口经过渡电阻短路，可能出现的保护动作行为。,R,jX,A,B,C,2023/11/3,分析：保护3出口经过渡电阻短路，可能出现的保护动作行为。,R,jX,A,B,C,2023/11/3,分
34、析：单侧电源线路，发生A相经过渡电阻短路，计算测量阻抗。,2023/11/3,图示系统，发生经过渡电阻的三相短路，分析测量阻抗随过渡电阻变化的轨迹。,其中,推导,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.1 短路点过渡电阻对阻抗元件的影响,3.减小过渡电阻对阻抗元件影响的方法,（1）采用容许较大过渡电阻的阻抗元件,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.1 短路点过渡电阻对阻抗元件的影响,3.减小过渡电阻对阻抗元件影响的方法,（2）完善过渡电阻条件下测量阻抗的方法,当发生接地短路时，过渡电阻的值可能较大，特别是双侧电源系统发生接地短路故障时，对阻抗元件
35、会产生较大的影响。如果能够比较准确地测量出故障点到保护安装处的电抗（电感）值，在一定程度上可以规避过渡电阻的影响。,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.1 短路点过渡电阻对阻抗元件的影响,3.减小过渡电阻对阻抗元件影响的方法,（3）瞬时测量长时记忆的方法,采用距离保护II段起动，III段（或单独的电流元件）保持的方法，解决过渡电阻增大导致距离保护II段不能跳闸的问题。,瞬时测量法不宜采用举例,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.2 电力系统振荡对阻抗元件的影响,一、电力系统振荡的基本概念,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,
36、4.4.2 电力系统振荡对阻抗元件的影响,一、电力系统振荡的基本概念,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.2 电力系统振荡对阻抗元件的影响,一、电力系统振荡的基本概念,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.2 电力系统振荡对阻抗元件的影响,一、电力系统振荡的基本概念,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.2 电力系统振荡对阻抗元件的影响,一、电力系统振荡的基本概念,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.2 电力系统振荡对阻抗元件的影响,一、电力系统振荡的基本概念,在系统振荡时，可以认为 围绕 旋转
37、，因此 滞后 的角度在 之间变化。变化一周所需要的时间，称之为振荡周期。,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.2 电力系统振荡对阻抗元件的影响,一、电力系统振荡的基本概念,振荡过程中，在某一角度下电压最低的点，称之为振荡的电气中心或振荡中心。,当系统振荡时，随着 周期性地变化，系统中的电流、各点的电压以及输送的功率都将发生周期性地变化。,2023/11/3,绘制向量图,令,2023/11/3,绘制向量图,令,并假设各元件阻抗角相等,2023/11/3,电压向量图,阻抗矢量图,除以,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.2 电力系统振荡对阻抗元件
38、的影响,二、电力系统振荡对阻抗元件的影响,令,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.2 电力系统振荡对阻抗元件的影响,二、电力系统振荡对阻抗元件的影响,令,2023/11/3,假设各元件阻抗角相等，在复平面上绘制测量阻抗的变化轨迹,2023/11/3,假设各元件阻抗角相等，在复平面上绘制测量阻抗的变化轨迹,2023/11/3,假设各元件阻抗角相等，在复平面上绘制测量阻抗的变化轨迹,2023/11/3,假设各元件阻抗角相等，在复平面上绘制测量阻抗的变化轨迹,2023/11/3,假设各元件阻抗角相等，在复平面上绘制测量阻抗的变化轨迹,2023/11/3,假设各元件阻抗角相等
39、，在复平面上绘制测量阻抗的变化轨迹,2023/11/3,假设各元件阻抗角相等，在复平面上绘制测量阻抗的变化轨迹,2023/11/3,假设各元件阻抗角相等，在复平面上绘制测量阻抗的变化轨迹,2023/11/3,假设各元件阻抗角相等，在复平面上绘制测量阻抗的变化轨迹,2023/11/3,假设各元件阻抗角相等，在复平面上绘制测量阻抗的变化轨迹,2023/11/3,假设各元件阻抗角相等，在复平面上绘制测量阻抗的变化轨迹,2023/11/3,假设各元件阻抗角相等，在复平面上绘制测量阻抗的变化轨迹,2023/11/3,系统振荡对距离保护的影响（假设两侧电势幅值相等，各元件阻抗角相同）,2023/11/3,
40、系统振荡对距离保护的影响,一般情况下，距离保护的I段因为是瞬时动作段，距离保护的II段延时较短，通常要采取防止保护因系统振荡可能误动的措施。,当距离III段按躲过最大的振荡周期整定动作延时后，不采取闭锁保护的措施，保护也不会发生误动作。,2023/11/3,4.4影响阻抗元件正确动作的因素,4.4.2 电力系统振荡对阻抗元件的影响,三、振荡闭锁元件的构成原理,电力系统振荡和短路的区别,（1）电流、各点电压的幅值变化不同。（2）电流、电压和测量阻抗的值变化速率不同。（3）有无负序和零序分量。,2023/11/3,1.短时开放保护I、II段,短时开放的时间控制在120ms200ms内，例如160m
41、s,2023/11/3,2.利用电气量变化度区分振荡与短路,2023/11/3,2.利用电气量变化度区分振荡与短路,2023/11/3,2.利用电气量变化度区分振荡与短路,2023/11/3,上述原理存在问题：如果在振荡过程中发生短路，只能依靠距离保护III段切除故障。,3不对称短路的识别方法,单相接地短路,两相短路,两相接地短路,2023/11/3,4对称短路的识别方法,为保护测量的电压值,为电压超前电流的相位角,为给定的门槛值,以额定电压为基准的标么值,2023/11/3,3对称短路的识别方法,不计电阻分量,振荡时,2023/11/3,3对称短路的识别方法,不计电阻分量,三相短路时,202
42、3/11/3,本章小结：,（1）距离保护的概念，和电流保护的异同点。（2）保护测量电压和电流关系，正确的测量阻抗。（3）单相式阻抗继电器常用的接线方式，全阻抗继电器、方向阻抗继电器、偏移特性的阻抗继电器、多边形阻抗继电器的动作特性、动作方程。（4）测量阻抗、动作阻抗、整定阻抗、补偿电压、极化电压的概念。,2023/11/3,本章小结（续）：,（5）以故障前电压为极化量的阻抗继电器、工频变化量的阻抗继电器的构成原理、特点，能够分析正、反方向发生短路时的动作行为。（6）距离保护的整定原则，并能够熟练应用于保护的整定计算。（7）影响继电保护正确动作的因素，分析种阻抗继电器是否存在保护“死区”，了解消除“死区”的方法。,2023/11/3,本章小结（续）：,（8）计算经过渡电阻短路时的测量阻抗，并能够分析过渡电阻对阻抗继电器的影响；了解减小过渡电阻影响的方法。（9）振荡的概念、振荡时电气量的变化规律、振荡中心、振荡周期；振荡时测量阻抗及其变化轨迹；振荡对阻抗继电器的影响；振荡与短路的区别；振荡闭锁的方法，振荡过程中发生短路快速开放保护的方法。,
