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1、电力系统继电保护原理电力系统继电保护原理复习复习电流保护继电特性继电特性继电器的动作明确干脆，继电器的动作明确干脆，不可能停留在某一个中间不可能停留在某一个中间位置位置,保证其动作确切可靠保证其动作确切可靠一、电流速断保护一、电流速断保护(I(I段段)反应于电流增大而瞬时动作的电流保护，满足反应于电流增大而瞬时动作的电流保护，满足快速性要求快速性要求1.整定动作值整定动作值选择性条件选择性条件实际整定（引入可靠系数实际整定（引入可靠系数）2.2.短路电流变化规律短路电流变化规律(1)(1)短路距离短路距离 故障离电源越远故障离电源越远,短路电流越小短路电流越小(2)(2)故障类型故障类型 根据

2、电力系统故障分析根据电力系统故障分析,相间短路时相间短路时(3)(3)系统系统运行方式运行方式最大方式最大方式:通过保护的短路电流为最大的方式通过保护的短路电流为最大的方式(ZS.min)最小方式最小方式:通过保护的短路电流为最小的方式通过保护的短路电流为最小的方式(ZS.max)最大运行方式下三相短路通过保护的短路电流最大运行方式下三相短路通过保护的短路电流为最大为最大最小运行方式下两相短路时通过保护的短路电最小运行方式下两相短路时通过保护的短路电流最小流最小两种方式下分别有最大两种方式下分别有最大最小保护范围最小保护范围(4)(4)最大最大/最小短路电流曲线最小短路电流曲线2.校验保护范围

3、校验保护范围对保护对保护A A要求要求:解法析解法析令令解得解得最小保护范围越长，电流速断保护动作越灵敏最小保护范围越长，电流速断保护动作越灵敏单位线路长度的阻抗：单位线路长度的阻抗：Z1Z10.40.4/km/km（简化计算时）简化计算时）二、电流定时限速断保护二、电流定时限速断保护(IIII段段)切除本线路速断范围以外的故障，保切除本线路速断范围以外的故障，保护本线路的全长护本线路的全长作为速断的后备作为速断的后备1.1.动作原理动作原理保护范围延伸到下一条线路保护范围延伸到下一条线路为保证选择性，必须使保护的动作带有一为保证选择性，必须使保护的动作带有一定的时限定的时限为了使动作时限尽量

4、缩短，考虑使它的保为了使动作时限尽量缩短，考虑使它的保护范围不超出下一条线路速断保护的范围护范围不超出下一条线路速断保护的范围其动作时限比下一条线路的速断高出一个其动作时限比下一条线路的速断高出一个时间阶段时间阶段2.2.整定动作值整定动作值选择性条件选择性条件实际整定（引入可靠系数实际整定（引入可靠系数)3.3.保护装置灵敏性的校验保护装置灵敏性的校验校验条件校验条件:系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路(即最不利情况下，动作最不灵敏即最不利情况下，动作最不灵敏)灵敏性不能满足要求时灵敏性不能满足要求时,考虑进一步延伸限时考虑进一步延伸限时电流速断

5、的保护范围，使之与下一条线路的限电流速断的保护范围，使之与下一条线路的限时电流速断相配合时电流速断相配合三、定时限过电流保护（三、定时限过电流保护（IIIIII段段）保护本线路及相邻下条线路的全长保护本线路及相邻下条线路的全长本线路本线路I、II段保护的近后备（装置故障）段保护的近后备（装置故障）相邻线路的保护的远后备（装置故障及开关失灵）相邻线路的保护的远后备（装置故障及开关失灵）1 1.工作原理工作原理起动电流大于（躲开）最大负荷电流起动电流大于（躲开）最大负荷电流起动电流大于（躲开）最大自起动电流起动电流大于（躲开）最大自起动电流保护定值不能保证选择性保护定值不能保证选择性为保证选择性，

6、必须使保护的动作带有一定为保证选择性，必须使保护的动作带有一定的时限的时限相邻线路动作时限配合关系：阶梯时限特性相邻线路动作时限配合关系：阶梯时限特性2.2.整定动作值整定动作值（1 1）自起动电流）自起动电流故障切除后电压恢复时，故障切除后电压恢复时，电动机有一个自起动电动机有一个自起动的过程，且自起动电流大于正常工作电流的过程，且自起动电流大于正常工作电流（2）动作值整定（引入可靠系）动作值整定（引入可靠系)整定条件：整定条件：返回返回电流大于电流大于最大自起动电流最大自起动电流Kfh越小，则保护的起动电流越大，其灵敏性就越越小，则保护的起动电流越大，其灵敏性就越差，差，因此要求电流继电器

7、应有较高的返回系数。因此要求电流继电器应有较高的返回系数。(3)动作时间整定动作时间整定保护动作值不能保证选择性：保护动作值不能保证选择性：（故障电流流过保护时过电流继电器均起动）（故障电流流过保护时过电流继电器均起动）按阶梯时限特性整定动作时间：按阶梯时限特性整定动作时间：单侧电源网络中过电流保护动作时限的选择说明单侧电源网络中过电流保护动作时限的选择说明3.3.保护装置灵敏度的校验保护装置灵敏度的校验校验条件校验条件:系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路系统最小运行方式下，线路末端发生两相短路(即最不利情况下，动作最不灵敏即最不利情况下，动作最不灵敏)（1）近后备（校验点取本线路末端）

8、近后备（校验点取本线路末端）（2）远后备（校验点取相邻线路末端）远后备（校验点取相邻线路末端）定值定值灵敏度灵敏度时间时间I I段段I IdzAdzA=K Kk kI IdB.maxdB.max0 0sIIII段段I IdzAdzA=K Kk k I IdzBdzBK Klmlm=I IdB.mindB.min/I IdzAdzA 0.5s0.5sIIIIII段段I IdzAdzA=K Kk kK KzqzqI Ifmaxfmax/K/KfhfhK Klmlm=I IdB.mindB.min/I IdzAdzAK Klmlm=I IdC.mindC.min/I IdzAdzA阶梯阶梯时间时间特

9、性特性电流保护定值整定及校验电流保护定值整定及校验 四四、电流保护的接线方式电流保护的接线方式1 1、接线方式（、接线方式（LJLJ与与LHLH二次绕组连接关系）二次绕组连接关系）2 2、不同接线方式性能比较不同接线方式性能比较中性点直接接地、非直接接地电网中性点直接接地、非直接接地电网各种接线方式均能正确反应各种相间故障各种接线方式均能正确反应各种相间故障中性点非直接接地电网中性点非直接接地电网（35KV以下）以下）（1 1）单相接地故障特点）单相接地故障特点故障相电压为零，非故障相电压升高故障相电压为零，非故障相电压升高倍倍只存在很小对地电容电流，无短路故障电流只存在很小对地电容电流，无短

10、路故障电流保持三相相间电压对称，允许继续短时运行保持三相相间电压对称，允许继续短时运行要求：不同点两点接地短路要求：不同点两点接地短路时，只切除一个时，只切除一个短路点以减少停电范围短路点以减少停电范围（2 2）不完全星形接线两继电器方式）不完全星形接线两继电器方式AB、BC异地异地两点接地故障：两点接地故障：B相无相无LH、LJ，只切除只切除A或或C相故障相故障（2/3几率）几率）AC异地异地两点接地故障：两点接地故障：同时切除同时切除A、C相故障相故障（1/3几率几率）（3 3）变压器后两相短路故障分析变压器后两相短路故障分析AB相故障三角形侧故障相量分析相故障三角形侧故障相量分析故障特殊

11、相为故障特殊相为C相，有相，有可作三角形侧电流向量图可作三角形侧电流向量图变压器高、低压侧序分量相位关系：变压器高、低压侧序分量相位关系：可作星形侧电流向量图可作星形侧电流向量图（4 4）不完全星形接线三继电器方式）不完全星形接线三继电器方式根据降压变压器后两相短路故障分析，变压根据降压变压器后两相短路故障分析，变压器高压器高压侧侧B相电流是其它两相电流的相电流是其它两相电流的2倍倍在电流保护接于降压变压器的高压侧以作为在电流保护接于降压变压器的高压侧以作为低压侧线路故障的后备保护时，如果保护是低压侧线路故障的后备保护时，如果保护是采用三相星形接线，保护灵敏系数增大一倍采用三相星形接线，保护灵

12、敏系数增大一倍实际系统中多采用不完全星形接线三继电器实际系统中多采用不完全星形接线三继电器方式方式五、三段式电流保护整定计算举例五、三段式电流保护整定计算举例例题例题如图所示网络中中，对保护如图所示网络中中，对保护A进行三段式电流保护整进行三段式电流保护整定计算，并计算继电器的动作电流。线路定计算，并计算继电器的动作电流。线路AB的负荷的负荷电流为电流为230A,Z1=0.4(欧姆欧姆/公里公里),Kk1=1.25;Kk2=1.1；Kk3=1.2;Kzq=1.5;Kh=0.85。nCT=300/5。1.线路线路AB的的保护保护A速断保护速断保护求动作电流求动作电流为为保保证证选选择择性性，按按

13、躲躲开开线线路路BC末末端端的的最最大大短短路电流路电流Id(3).B.max整定速断整定速断不不完完全全星星形形接接线线两两继继电电器器方方式式时时继继电电器器的的动动作作电流电流动作时间动作时间(固有动作时间固有动作时间)：灵敏度校验：灵敏度校验：满足要求满足要求2.线路线路AB的保护的保护A的的II段保护段保护求动作电流求动作电流与下条线路电流速断动作值配合：与下条线路电流速断动作值配合：不不完完全全星星形形接接线线两两继继电电器器方方式式时时继继电电器器的的动动作作电流电流动作时间动作时间：灵敏度校验：灵敏度校验：系统最小运行方式下，本线路末端发生两相短路系统最小运行方式下，本线路末端

14、发生两相短路(最不利情况下，动作最不灵敏最不利情况下，动作最不灵敏)满足要求满足要求3.线路线路AB的保护的保护A的的III段保护段保护求动作电流求动作电流躲过本线路最大负荷电：躲过本线路最大负荷电：不不完完全全星星形形接接线线两两继继电电器器方方式式时时继继电电器器的的动动作作电流电流动作时间动作时间（阶梯时限特性（阶梯时限特性）：灵敏度校验（灵敏度校验（1）：）：近后备：系统最小运行方式下，本线路末端发生近后备：系统最小运行方式下，本线路末端发生两相短路两相短路(最不利情况下，动作最不灵敏最不利情况下，动作最不灵敏)满足要求满足要求灵敏度校验（灵敏度校验（2）：）：远后备：系统最小运行方式

15、下，相邻线路末端发远后备：系统最小运行方式下，相邻线路末端发生两相短路生两相短路(最不利情况下，动作最不灵敏最不利情况下，动作最不灵敏)满足要求满足要求六、六、功率方向继电器的功率方向继电器的90900 0接线方式接线方式按相接线时存在动作的电压死区按相接线时存在动作的电压死区保护保护出口故障出口故障 时时例如：故障类型为例如：故障类型为时时，A相相功率方向继电器功率方向继电器工作电压为零，出现动作死区工作电压为零，出现动作死区改进：使用非故障相间电压参与比相，即采用改进：使用非故障相间电压参与比相，即采用900接线方式（另以电压记忆消除三相出口短路电压接线方式（另以电压记忆消除三相出口短路电

16、压死区）死区）接线方式：接线方式：纯有功时，以上电压纯有功时，以上电压电流间相位差为电流间相位差为最大灵敏角为最大灵敏角为（电流滞后电压为正角度）电流滞后电压为正角度）为为GJ内角内角多电源网络中方向电流多电源网络中方向电流III段保护段保护按单侧电源电流按单侧电源电流IIIIII段整定方式计算段整定方式计算动作时间不能完全保证其选择性动作时间不能完全保证其选择性一般应配置一般应配置GJGJ保证其选择性保证其选择性以下情况可不以下情况可不设设GJGJ（1 1）同一母线上动作时间最长的电流同一母线上动作时间最长的电流III段，段，其动作时间可保证其选择性其动作时间可保证其选择性（2 2）负载线路

17、的保护。因无电源，其反向故）负载线路的保护。因无电源，其反向故 障时无短路电流障时无短路电流对方向性电流保护的评价对方向性电流保护的评价多电源网络中，必须采用方向性保护才有可多电源网络中，必须采用方向性保护才有可能保证各保护的选择性能保证各保护的选择性应用方向元件以后将使接线复杂，投资增加，应用方向元件以后将使接线复杂，投资增加，同时保护出口附近正方向发生三相短路时，同时保护出口附近正方向发生三相短路时，出现方向保护的出现方向保护的“死区死区”只在必需时使用方向元件，如：只在必需时使用方向元件，如：(1)电流速断保护定值不能保证选择性电流速断保护定值不能保证选择性(2)过电流保护动作时限不能保

18、证选择性过电流保护动作时限不能保证选择性方向电流方向电流II段保护段保护按单侧电源电流按单侧电源电流IIII段整定方式计算段整定方式计算,但需考虑但需考虑:分支系数分支系数有助增电流时，方向有助增电流时，方向II段保护的整定段保护的整定分支电路中有电源时分支电路中有电源时,故障线路中的短路电流故障线路中的短路电流增大的现象，称为助增。增大的现象，称为助增。如果前一级如果前一级II段保护仍按原方式整定段保护仍按原方式整定,则保护范则保护范围将大大缩短围将大大缩短需考虑分支系数以保证需考虑分支系数以保证II段保护足够的段保护足够的灵敏度灵敏度实际整定实际整定保护保护AIIII段与段与保护保护B B

19、 I段的段的保护范围配合保护范围配合(消除消除助增电流助增电流的影响的影响)其中其中 对应保护对应保护B B I段的保护范围末端故障时流段的保护范围末端故障时流过过保护保护A的的故障电流故障电流分支系数分支系数 （减小了（减小了保护保护AIIII段定值）段定值）整定得整定得:有助增电流时，有助增电流时，分支系数的计算分支系数的计算U=IBC*Z1/ZS2IAB=U/Z1Kfz=IBC/IABK Kfzfz=I=IBCBC/I/IABAB=I=IBCBC/I/IBCBCZ Z/(/(Zs1+ZZs1+ZABAB)K Kfzfz=1+(Zs1+Z=1+(Zs1+ZABAB)/Zs2;)/Zs2;K

20、 Kfzfz.min.min=1+(Zs1.min+Z=1+(Zs1.min+ZABAB)/Zs2.max)/Zs2.maxK Kfzfz.max.max=1+(Zs1.max+Z=1+(Zs1.max+ZABAB)/Zs2.min)/Zs2.min有助增电流时分支系数有助增电流时分支系数K Kfzfz=I=IBCBC/I/IABAB=I IABAB(Z(Zd d /Z Zd d)/Z Zd d/I/IABAB =Z Zd d/(Z/(Zd d+Z+Zd d)=Z ZBCBC+(1-K+(1-K1 1)Z)ZBCBC/2Z/2ZBCBC =1-K1-K1 1/2/2有外吸电流时分支系数有外吸电

21、流时分支系数(Z(Zd d对应保护对应保护范围范围K K1 1)七、例题：在双电源系统中，负荷潮流方向、七、例题：在双电源系统中，负荷潮流方向、馈电线路过电流保护动作时限如图所示。问馈电线路过电流保护动作时限如图所示。问:(1)输电线路过电流保护动作时间输电线路过电流保护动作时间;(2)哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件哪些线路过电流保护必须安装功率方向元件?(3)在给定潮流方向的情况下在给定潮流方向的情况下,线路线路Lab,Lbc上上功率方向元件的动作行为如何？功率方向元件的动作行为如何？解解：(1)按按阶阶梯梯时时间间特特性性计计算算保保护护14的的过过电流保护动作时限。电流保护动作时

22、限。考虑电源考虑电源EM单独作用单独作用:保保护护8为为其其末末端端线线路路保保护护，以以其其为为基基准准进进行行计算：计算：t3=t8+t=1.5+0.5=2st1=maxt3,t6,t7+t=t3+t=2.5考虑电源考虑电源EN单独作用时单独作用时保保护护5为为其其末末端端线线路路保保护护，以以其其为为基基准准进进行行计算：计算：t2=t5+t=1+0.5=1.5st4=maxt2,t6,t7+t=t7+t=2.5s(2)必须安装功率方向元件的过电流保护必须安装功率方向元件的过电流保护a.母线母线A出线的保护：出线的保护：保护保护5为负载线路保护，则保护为负载线路保护，则保护1不需设不需设

23、置功率方向元件。置功率方向元件。b.母线母线C出线的保护：出线的保护：保护保护8为负载线路保护，则保护为负载线路保护，则保护4不需设不需设置功率方向元件。置功率方向元件。c.母线母线B出线的保护：出线的保护：保护保护3，7的动作时间相等，均为最大动的动作时间相等，均为最大动作时间作时间:tmax=t3=t7=2s则保护则保护2，3均需设置功率方向元件均需设置功率方向元件（方向标于图中，与保护正方向相同）（方向标于图中，与保护正方向相同）保护保护6，7为负载线路保护，则保护为负载线路保护，则保护6，7不需设置功率方向元件。不需设置功率方向元件。(3)给给定定潮潮流流方方向向下下功功率率方方向向元

24、元件件动动作作行行为为分分析析a.线线路路Lab上上潮潮流流方方向向与与保保护护2动动作作正正方方向向相相反反：保护保护2功率方向元件不动作。功率方向元件不动作。b.线线路路Lbc上上潮潮流流方方向向与与保保护护3动动作作正正方方向向相相同同：保护保护3功率方向元件动作。功率方向元件动作。（但但此此时时保保护护3电电流流元元件件不不动动作作，因因此此方方向向性性电流保护不动作。）电流保护不动作。）八、八、(方向性方向性)零序电流保护零序电流保护 零序电流的分布零序电流的分布:取决于变压器中性点接地的位置与数量取决于变压器中性点接地的位置与数量要点：要点：零序方向电流保护的主要特点零序方向电流保

25、护的主要特点灵敏灵敏I I段和不灵敏段和不灵敏I I段保护的差别与使用条件段保护的差别与使用条件限时零序电流速断保护的灵敏系数不满足要限时零序电流速断保护的灵敏系数不满足要求时所采取的措施（四段式零序电流保护）求时所采取的措施（四段式零序电流保护）零序方向电流保护的主要特点零序方向电流保护的主要特点(1)(1)零零序序方方向向电电流流保保护护的的灵灵敏敏度度高高，动动作作时时限限短，无电压死区短，无电压死区。(2)(2)零序电流保护受运行方式变化的影响较小。零序电流保护受运行方式变化的影响较小。(3)(3)零零序序保保护护不不受受三三相相对对称称的的系系统统振振荡荡、短短时时过负荷等的影响。过

26、负荷等的影响。(4)(4)在在110kV110kV及及以以上上的的高高压压系系统统中中，单单相相接接地地故故障障约约占占全全部部故故障障的的70709090，采采用用专专门门的零序保护具有显著的优越性。的零序保护具有显著的优越性。灵敏灵敏I I段和不灵敏段和不灵敏I I段保护的差别与应用段保护的差别与应用区区别别:零零序序电电流流灵灵敏敏I I段段与与零零序序电电流流不不灵灵敏敏I I段段的的定定值值整整定定原原则则不不同同，动动作作灵灵敏敏度度不同不同应应用用：零零序序电电流流灵灵敏敏I I段段动动作作灵灵敏敏度度高高，作作为为全全相相运运行行、发发生生接接地地故故障障时时的的接接地地保保护

27、护，非非全全相相运运行行时时需需退退出出运运行行；零零序序电电流流不不灵灵敏敏I I段段的的动动作作灵灵敏敏度度低低，作作为为非非全相运行、发生接地故障时的接地保护全相运行、发生接地故障时的接地保护越靠近故障点的零序电压越高，因此零越靠近故障点的零序电压越高，因此零序方向元件没有序方向元件没有电压死区电压死区 当故障点距保护安装地点很远时，由于当故障点距保护安装地点很远时，由于保护安装处的零序电压较低，零序电流保护安装处的零序电压较低，零序电流较小，可能存在较小，可能存在动作死区动作死区作为相邻元件的后备保护时，必须校验作为相邻元件的后备保护时，必须校验方向元件的灵敏系数方向元件的灵敏系数:采

28、用相邻元件末端采用相邻元件末端短路时，保护安装处的最小零序功率与短路时，保护安装处的最小零序功率与GJGJ的最小起动功率之比来计算，并要求的最小起动功率之比来计算，并要求 Klm2零序电流速断保护零序电流速断保护(灵敏灵敏I I段和不灵敏段和不灵敏I I段保护段保护)采用单相自动重合闸时，若不能躲开在非全相运行状采用单相自动重合闸时，若不能躲开在非全相运行状态下又发生系统振荡时所出现的最大零序电流态下又发生系统振荡时所出现的最大零序电流，则：，则：（a)设置灵敏一段：用于切除全相运行时接地故障；设置灵敏一段：用于切除全相运行时接地故障；非全相运行状态时退出运行（闭锁灵敏一段）非全相运行状态时退

29、出运行（闭锁灵敏一段）（b)设置不灵敏一段：设置不灵敏一段：用于切除非全相运行状态下又发生接地故障用于切除非全相运行状态下又发生接地故障距离保护距离保护距离保护要点距离保护要点 圆特性阻抗继电器的动作方程、动作特圆特性阻抗继电器的动作方程、动作特性、交流接线性、交流接线 圆特性阻抗继电器性能分析比较圆特性阻抗继电器性能分析比较（允许（允许RgRg、躲、躲Z Zf.minf.min 、躲、躲振荡能力）振荡能力）三段式距离保护的整定计算原则和整定三段式距离保护的整定计算原则和整定计算方法计算方法 系统振荡及其影响系统振荡及其影响一、阻抗继电器的动作特性分析一、阻抗继电器的动作特性分析 与实现方法与

30、实现方法接线方式接线方式：相间相间/接地（零序补偿）阻抗继电器接地（零序补偿）阻抗继电器0 00 0 接线方式接线方式 Z ZJABJAB(U(UJABJAB,I,IJABJAB)/Z)/ZJAJA(U(UJAJA,I,IJAJA+k3I+k3I0 0)1.1.全阻抗继电器全阻抗继电器动作特性动作特性(1)(1)幅值比较方式幅值比较方式阻抗比幅方程阻抗比幅方程|Z|ZJ J|Z Zzdzd|电压比幅方程电压比幅方程|U|UJ J|=|Z|=|ZJ JI IJ J|Z ZzdzdI IJ J|(2)(2)相位比较方式相位比较方式阻抗比相方程阻抗比相方程 电压比相方程电压比相方程 比相电压比相电压

31、 D D 为工作电压，为工作电压，比相电压比相电压 C C 为极化电压（即比相参考电压）为极化电压（即比相参考电压）2.2.方向阻抗继电器动作特性方向阻抗继电器动作特性 (最大特点：动作具有方向性最大特点：动作具有方向性)以整定阻抗以整定阻抗 Z Zzdzd 为直径的过原点的圆为直径的过原点的圆(1)(1)幅值比较方式幅值比较方式阻抗比幅方程阻抗比幅方程 电压比幅方程电压比幅方程(2)(2)相位比较方式相位比较方式阻抗比相方程阻抗比相方程 电压比相方程电压比相方程 比相电压比相电压 D D 为工作电压，为工作电压，比相电压比相电压C C 为极化电压（即比相参考电压）为极化电压（即比相参考电压）

32、,出口故障时存在电压死区，出口故障时存在电压死区，需使用电压记忆需使用电压记忆回路消除死区回路消除死区正方向故障时，继电器的起动阻抗随测量阻抗角正方向故障时，继电器的起动阻抗随测量阻抗角变化变化当当 J J=d d 时，继电器的起动阻抗最大，为整定时，继电器的起动阻抗最大，为整定阻抗阻抗Z Zzdzd，对应的阻抗角为最大灵敏角对应的阻抗角为最大灵敏角 lmlm lmlmlmlm d d d d 时，时，时，时，允许允许允许允许RgRgRgRg 能力增强能力增强能力增强能力增强改变电抗变换器改变电抗变换器DKBDKB副边线圈副边线圈副边线圈副边线圈中的电阻大小中的电阻大小 ，可，可以以改变最大灵

33、敏角改变最大灵敏角 lmlm方向阻抗继电器方向性明确，要求电流、电压线方向阻抗继电器方向性明确，要求电流、电压线圈接入电流电压时不要接错极性圈接入电流电压时不要接错极性 ；否则方向阻抗；否则方向阻抗继电器继电器正向故障拒动或反向故障误动正向故障拒动或反向故障误动3.3.偏移阻抗继电器动作特性偏移阻抗继电器动作特性偏移阻抗继电器的动作特性是以整定阻抗偏移阻抗继电器的动作特性是以整定阻抗 (1+(1+)Z Zzdzd为直径的过原点为直径的过原点 (保护安装点保护安装点)的圆的圆其正向整定阻抗其正向整定阻抗(I(I相限相限)为为Z Zzdzd 其反向整定阻抗其反向整定阻抗(III(III相限相限)为

34、为 Z Zzdzd(=0.10.2)=0.10.2)继电器的圆心向量为继电器的圆心向量为 Z Z0 0=(1=(1)Z Zzdzd/2/2 继电器的半径为继电器的半径为 Z Zr r=(1+=(1+)Z Zzdzd/2/2(1)(1)幅值比较方式幅值比较方式阻抗比幅方程阻抗比幅方程电压比幅方程电压比幅方程(2)(2)相位比较方式相位比较方式阻抗比相方程阻抗比相方程 电压比相方程电压比相方程 （3 3）=0=0 时，为方向阻抗继电器时，为方向阻抗继电器 =1=1 时，为全阻抗继电器时，为全阻抗继电器+R+R轴方向动作区域越大，受过渡电阻影轴方向动作区域越大，受过渡电阻影响越小；但同时躲负荷能力越

35、小，受振响越小；但同时躲负荷能力越小，受振荡影响越大。荡影响越大。单侧电源时，过渡电阻使得测量阻抗增单侧电源时，过渡电阻使得测量阻抗增大，区内故障可能拒动大，区内故障可能拒动双侧电源时，过渡电阻使得测量阻抗增双侧电源时，过渡电阻使得测量阻抗增大大/减小，区内减小，区内/区外故障可能拒动区外故障可能拒动/误动误动交流接线与动作方程的关系交流接线与动作方程的关系二、分支系数的影响与二、分支系数的影响与 分支系数的考虑分支系数的考虑1.1.助增电流的影响助增电流的影响有助增电流时的测量阻抗有助增电流时的测量阻抗 有助增电流时分支系数有助增电流时分支系数 使测量阻抗大于实际短路阻抗使测量阻抗大于实际短

36、路阻抗距离保护距离保护IIII段区内故障可能被反应为区外段区内故障可能被反应为区外故障，使实际保护范围缩短故障，使实际保护范围缩短保护灵敏度校验时取可能的最大分支系数，保护灵敏度校验时取可能的最大分支系数，对应实际保护范围最小的最不利情况对应实际保护范围最小的最不利情况K Kfzfz=I=IBCBC/I/IABAB=I=IBCBC/I/IBCBCZ Z/(/(Zs1+ZZs1+ZABAB)K Kfzfz=1+(Zs1+Z=1+(Zs1+ZABAB)/Zs2;)/Zs2;K Kfzfz.min.min=1+(Zs1.min+Z=1+(Zs1.min+ZABAB)/Zs2.max)/Zs2.max

37、K Kfzfz.max.max=1+(Zs1.max+Z=1+(Zs1.max+ZABAB)/Zs2.min)/Zs2.min有助增电流时分支系数有助增电流时分支系数2.2.有外吸电流有外吸电流的影响的影响有外吸电流时的测量阻抗有外吸电流时的测量阻抗 有外吸电流时分支系数有外吸电流时分支系数 使测量阻抗小于实际短路阻抗使测量阻抗小于实际短路阻抗距离保护距离保护IIII段区外故障可能被反应为区内段区外故障可能被反应为区内故障，使实际保护范围延伸故障，使实际保护范围延伸保护整定时取可能的最小分支系数，对应保护整定时取可能的最小分支系数，对应实际保护范围最大的情况，实际保护范围最大的情况，以保证其选

38、择以保证其选择性性（不延伸进入下条线路（不延伸进入下条线路IIII段保护范围）段保护范围）K Kfzfz=I=IBCBC/I/IABAB=I IABAB(Z(Zd d /Z Zd d)/Z Zd d/I/IABAB =Z Zd d/(Z/(Zd d+Z+Zd d)=Z ZBCBC+(1-K+(1-K1 1)Z)ZBCBC/2Z/2ZBCBC =1-K1-K1 1/2/2有外吸电流时分支系数有外吸电流时分支系数(Z(Zd d对应保护对应保护范围范围K K1 1)三、距离保护的整定计算三、距离保护的整定计算（一）、距离保护（一）、距离保护I I段（速断）段（速断）反应于阻抗降低而瞬时动作；不能保护

39、本线路的反应于阻抗降低而瞬时动作；不能保护本线路的全长全长对线路对线路ABAB的距离保护的距离保护I I段，有段，有保护范围为线路全长的保护范围为线路全长的8085%8085%，不受系统运行方不受系统运行方式变化的影响式变化的影响动作时间动作时间:(二二)、距离保护、距离保护IIII段（限时速断）段（限时速断）与相间电流保护类似与相间电流保护类似,需考虑分支系数的影响需考虑分支系数的影响1.1.与相邻线路与相邻线路I I段段配合配合2.2.躲开线路末端变压器低压侧出口短路躲开线路末端变压器低压侧出口短路实际整定值取实际整定值取 1 1，2 2计算值中的最小值计算值中的最小值3.3.动作时间动作

40、时间:4 4.灵敏度校验灵敏度校验距离保护距离保护IIII段段保护本线路全长保护本线路全长,则校验点则校验点为本线路末端为本线路末端:5 5.不满足要求时不满足要求时,与相邻线路与相邻线路IIII段配合段配合动作时间为动作时间为:(三三)、距离保护、距离保护IIIIII段段1.1.按躲开最小负荷阻抗整定按躲开最小负荷阻抗整定与相间电流保护与相间电流保护IIIIII段段类似类似,在考虑电机自启动在考虑电机自启动时保证距离时保证距离IIIIII段段可靠返回可靠返回注意注意整定整定2.2.灵敏度的校验灵敏度的校验 (1(1）近后备（校验点取本线路末端）近后备（校验点取本线路末端）（2 2）远后备（校

41、验点取相邻线路末端）远后备（校验点取相邻线路末端）在校验灵敏度时在校验灵敏度时,取取 KfzKfz=max =max (使灵敏系数减小的使灵敏系数减小的最不利情况最不利情况)变压器容量很小时变压器容量很小时,Z,ZT T 很大很大,难以满足远后备灵敏难以满足远后备灵敏度要求度要求,允许允许 K KLMLM1.2 f f整定整定:4 4.动作时间动作时间:保护动作值不能保证选择性；需按保护动作值不能保证选择性；需按阶梯时限特性整定动作时间阶梯时限特性整定动作时间5 5.一次测量阻抗与二次测量阻抗一次测量阻抗与二次测量阻抗Z ZJ J=U=UJ J/I/IJ JZ Zj j =U Uj j /I

42、Ij j=(U=(UJ J/n ny y)/(I)/(IJ J/n nl l)=(U =(UJ J/I IJ J)(n)(nl l /n ny y)四、四、系统振荡时电流电压的变化规律系统振荡时电流电压的变化规律 以双侧电源网络为例分析以双侧电源网络为例分析:振荡中心振荡中心 Z/2考虑全相运行振荡三相对称，只需分析单相系统考虑全相运行振荡三相对称，只需分析单相系统 （1 1）M M母线处测量阻抗母线处测量阻抗为为（2 2）任意点保护安装处测量阻抗的变化规律）任意点保护安装处测量阻抗的变化规律保护安装处背侧阻抗为保护安装处背侧阻抗为 Z ZM M 时，有时，有保护安装处测量阻抗为保护安装处测量

43、阻抗为 m=1/2 m=1/2，测量阻抗轨迹过原点测量阻抗轨迹过原点 m 1/2 m 1/2 m 1/2，测量阻抗轨迹在保护反方向测量阻抗轨迹在保护反方向系统振荡对阻抗继电器的影响系统振荡对阻抗继电器的影响振荡中心位于保护范围的正方向振荡中心位于保护范围的正方向(m 0.5)m 0.5 0.5)，阻抗继电器不受振荡影响阻抗继电器不受振荡影响一一般般距距离离保保护护III段段动动作作时时间间大大于于振振荡荡周周期期，因因此不受振荡影响此不受振荡影响 反应测量阻抗变化速度的振荡闭锁反应测量阻抗变化速度的振荡闭锁振荡时，如果振荡中心在保护振荡时，如果振荡中心在保护I段范围内段范围内，测量阻抗沿振荡中

44、心周期性移动；测量阻抗测量阻抗沿振荡中心周期性移动；测量阻抗按按Z,Z,Z顺序进入动作区；顺序进入动作区；短路初瞬，测量阻抗突变为为短路阻抗，短路初瞬，测量阻抗突变为为短路阻抗，Z,Z,Z同时动作同时动作(短路点在短路点在I段范围内段范围内)可根据可根据Z,Z,Z动作时间的差别识别振荡动作时间的差别识别振荡五五、例题：、例题：如图所示，在一百一十千伏输电线路中，如图所示，在一百一十千伏输电线路中，线路线路AB的负荷电流为的负荷电流为335A,Kzq=1.5;Kfh=1.15,Kk=0.85;Kk=1.25。负荷电流功率因数负荷电流功率因数为为cos=0.8,其余参数见附图。其余参数见附图。11

45、0KV 25KM 36KM 18KM 计算：计算：线路线路AB零度接线相间方向阻抗距离保护一段、零度接线相间方向阻抗距离保护一段、三段动作值。三段动作值。其中：其中：阻抗继电器最大动作灵敏角为阻抗继电器最大动作灵敏角为:75度；短路度；短路阻抗角为阻抗角为:75度；系统阻抗为度；系统阻抗为:Xs=9.5欧姆；欧姆；单位线路长度的阻抗为单位线路长度的阻抗为:X1=0.4(欧姆欧姆/公里公里)；电流互感变比电流互感变比为为NLHLH=1200/5。解：（解：（1）距离保护一段动作值整定）距离保护一段动作值整定Zdz.A=KkZAB=0.85 0.4 25=8.5 Zdz.A.J=Zdz.A.NLH

46、/NYH=1.86（2）距离保护三段动作值距离保护三段动作值ZfA.max=0.9UN/IfA.max=170.62 全阻抗动作值：全阻抗动作值：Zdz.A=ZfA.max/(KkKzqKh)=79.13 方向阻抗动作值：方向阻抗动作值：f=arccos(0.8)=36.870Zdz.A*=Zdz.A/cos(d-f)=79.13/cos(750-36.870)=100.6 Zdz.A*J=Zdz.A*.NLH/NYH=21.95 高频保护高频保护高频（载波保护）保护要点高频（载波保护）保护要点高频保护保护范围为线路全长，动作时间为高频保护保护范围为线路全长，动作时间为0 0秒（不秒（不考虑装

47、置固有动作时间），用于考虑装置固有动作时间），用于220KV 220KV 及以上超高及以上超高压输电线路主保护压输电线路主保护高频通道的工作方式高频通道的工作方式(故障时发信、长期发信和移频故障时发信、长期发信和移频(混合混合)方式方式)及其特点及其特点高频信号高频信号(闭锁、允许和跳闸信号闭锁、允许和跳闸信号)的性质及其特点的性质及其特点高频闭锁方向保护高频闭锁方向保护相差高频保护相差高频保护高频通道工作方式高频通道工作方式短时发讯方式短时发讯方式正常不发讯，仅线路故障时发讯正常不发讯，仅线路故障时发讯优点：减少干扰，延长发讯机寿命优点：减少干扰，延长发讯机寿命缺点：需定时手动发讯，检查通道

48、完好性缺点：需定时手动发讯，检查通道完好性长时发讯方式长时发讯方式正常发讯正常发讯,优点：优点：加快保护动作速度加快保护动作速度加快保护动作速度加快保护动作速度；可实时检测通道完好；可实时检测通道完好性性缺点：对其它通讯干扰强；对发讯机性能要求高缺点：对其它通讯干扰强；对发讯机性能要求高混合方式混合方式正常时只发小功率监频讯号，实现对正常时只发小功率监频讯号，实现对通道完通道完 好性的检测好性的检测线路故障时增大发讯功率，发出跳频线路故障时增大发讯功率，发出跳频信号信号应用广泛的复用载波机均采用混合方应用广泛的复用载波机均采用混合方式工作式工作优点：减少干扰，延长发讯机寿命优点：减少干扰，延长

49、发讯机寿命 自动检查通道完好性自动检查通道完好性讯号的作用方式讯号的作用方式保护动作：保护动作：P=1P=1；收讯动作：收讯动作：GSX=1GSX=1保护动作跳闸：保护动作跳闸：L=1L=1（1 1）跳闸讯号跳闸讯号常以一端的电流速断、常以一端的电流速断、零序速断、距离零序速断、距离I I段启动段启动发讯，则收讯即可跳闸发讯，则收讯即可跳闸收讯为跳闸的充分必要条件：收讯为跳闸的充分必要条件：L=P+GSXL=P+GSX（2 2）允许讯号）允许讯号常以一端的电流、零序、常以一端的电流、零序、距离距离IIII段配合允许讯号段配合允许讯号工作，收讯为跳闸的必工作，收讯为跳闸的必要条件：要条件：L=P

50、GSXL=PGSX（3 3）闭锁讯号闭锁讯号常以一端的方向零序、常以一端的方向零序、距离距离IIIIII段配合闭锁讯号段配合闭锁讯号工作，停讯为跳闸的必工作，停讯为跳闸的必要条件：要条件：高频闭锁方向保护高频闭锁方向保护（一）基本原理（一）基本原理保护区内故障：两侧保护方向元件保护区内故障：两侧保护方向元件S S+动作，均动作，均不发讯，保护动作跳闸不发讯，保护动作跳闸保护区外故障：近故障侧保护方向元件保护区外故障：近故障侧保护方向元件S S+不动不动作，启动发讯，闭锁对侧保护作，启动发讯，闭锁对侧保护（二）电流启动方式的高频闭锁方向保护（二）电流启动方式的高频闭锁方向保护1.1.原理框图原理