关于110KV线路距离保护知识Word格式.doc

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其整套保护应包括故障起动、故障距离测量、相应时逻辑回路与电压回路断线闭锁。

有的还配置振荡闭锁等基本环节以及对整套保护的连续监视等装置。

有的接地距离保护还配置了单独的选相元件。

距离保护为什么能测量距离？

M

G2

A

B

C

IB

IA

先对其单回线三相线路区段电

IC

压降进行分析，如图2，M为母线，

G为故障点。

图2

线路各阻抗值分别为：

ZphL=1/3（Zpho+2Zph1）每相相间互感阻抗

ZphM=1/3（Zpho—Zph1）每相自阻抗

∴Zph1=ZphL—ZphM正序阻抗

Zpho=Zph1+2ZphM零序阻抗

当取电流方向为由M向G，电压升的方向由地向M及G时则：

ù

GA=ù

MA—（Í

A+3kÍ

0）Zph1

GB=ù

MB—（Í

B+3kÍ

0）Zph1其中K=ZphM/ZphL

GC=ù

MC—（Í

C+3kÍ

只要MG区间没有短路故障或其它相对或相对相间的分流存在。

上式成立

即：

Ù

MGA=（Í

0）Zph1Ù

ph=（Í

ph+3kÍ

阻抗继电器

定义：

是测量短路点到保护安装地点之间的阻抗，并与整定阻抗值进行比，以确定保护是否应该动作。

对于构成阻抗继电器的基本原则我们还是从网络接线着手：

首先将阻抗继电器的测量阻抗画于复数阻抗平面上，那么从保护1看B点在图

Zzd

上位置，位于座标原点。

jXc

2

正方向线路测量阻抗在第一象限；

1

反方向线路测量阻抗在第三象限

正方向线路的测量阻抗与R轴之间夹角，

我们称为B—C的阻抗角fd对保护1的距离1段，RR

3

起动阻抗应为0.85ZBC那么就包括0.85ZBC

以内的阻抗，我们用长方形所包括的范围表示。

由于阻抗继电器都是接于电流、电压互感器的二次则，它的测量阻抗与一次侧阻抗之间存在下面关系：

Zj=Zdnt/ny

如果保护装置的整定阴抗计算以后为Z′dZ，则按前面的公式继电器应该选择为：

Zzd=Z'

dzdnt/ny

（这在我们3112保护中，由于CT、PT变比已给出，内部经过了转化）。

但为了减少过渡电阻以及互感器误差影响，尽量简化继电器的接地，并便于制造和调试，通常把阻抗继电器的动作特性扩大为一个圆。

1、为全阻抗继电器的动作特性

2、为方向阻抗继电器的动作特性

3、为偏移阻抗继电器的动作特性

另外，还有动作特性为透镜形、四边形的继电器。

下面我们就利用用复数平面分析一下圆特性阻抗继电器，还有直线特性阻抗继电器，以找出它们的规律。

首先我们来分析全阻抗继电器

再看到上图：

圆1：

它是以B点为圆心，以整定阻抗Zzd为半径所作的一个圆，从图上我们可以了解到，当测量阻抗落在圆内，则继电器动作；

当测量阻抗落在圆外，则不动而落在圆上则刚好动作。

不论加入继电器的电压与电流之间的角度fJ为多大，继电器的起动阻抗在数值上都等于整定阻抗，即∣Zdzf∣=∣Zzd∣具有这种特性的继电器，称为全阻抗继电器。

从图1知它是没有方向性的，继电器以及其它特性继电器，动作特性，就是把测量值与整定电压阻抗相比较，这种比较又有两种方式：

一种是幅值比较方式；

一种是相位比较方式。

幅值比较方式就是当测量阻抗ZJ幅值位圆内时继电器起动。

我们可用：

∣ZJ∣≤∣Zzd∣来表示，但是在实际运作中ZJ无法得知，在这式中，两端乘以电流Ì

J，则∣ZJ∣·

Ì

J=∣Zzd∣·

J

∣ù

J∣=∣Ì

J·

Zzd∣→这样就有实际的测量电压

这个式中Zzd·

J表示J电流以在某个恒

抗Zzd上电压降落这个电压降可利用电

抗互感器或其它补偿装置获得。

对于电压幅值比较方式暂时说到这里，下

面介绍一下电压相位比较方式。

它的动作特性如右图2：

当测量阻抗ZJ位于圆周上时

图1

向量ZJ+Zzd，超前于ZJ—Zzd的角度Q=90º

而当ZJ位于圆内时Q>

90º

当ZJ位圆外时Q<

那么继电器起动条件就可表示为

270º

≥arg[（ZJ+Zzd）/（ZJ—Zzd）]≥90º

两个向量也乘以一个电流Ì

J即可得电压

相位的比较

P=ù

J+Ì

J*Zzd

'

=ù

J-Ì

继电器动作条件又可写成：

≥arg（ù

P/ù

）≥90º

或

图3

≥arg[（ù

J*Zzd）/（ù

J*Zzd）]≥90º

从这个公式中我们可以知道继电器动条件只

与ú

p与ú

的相位差有关,而与其大小无关。

从前面说到的两种比较方式我们可以感觉到这

两种比较方式存在着一定联系。

从图中我们可以看到：

运用平行四边形原理可知,如

果用幅值比较的两个向量组成平行器边形,那么相位比较的两个向量就是平行四边形的对角线。

设以À

、B为幅值比较两个电压,C、D在比较相位的两个电压

∣À

∣≥∣B∣也就是继电器起动时那么就有：

C=B+A

D=B-A

也可以表示为：

B=1/2（C+D）

A=1/2（C-D）

因为À

和B是幅值比较的两个向量那么又可写为：

B=C+D

A=C-D

由此可见，幅值比较原理具有互换性，因为不论实际继电器是哪一种方式构成，都可以根据需要而采用任一种比较方式来分析它的动作性能。

但必须注意以下几点：

1、它只适用于A、B、C、D为同一频率的正弦交流量。

2、只适用于相位比较方式，动作范围为270º

≥arg（C/D）≥90º

和幅值比较方式，且动作条件为∣À

∣≥∣B∣的情况。

3、对短路暂态过程中出现的非周期分量和谐波分量，以上转换关系显然是不成立，因此不同比较方式构成的继电器受暂态过程影响的不同。

以上是对距离保护的简单介绍对于实用的距离继电器以上所说的是无法满足要求的以下仅以我之所学的一般见识来谈谈实用的欧姆继电器的记忆特性。

绝大多数距离继电器是按照故障点的电压边界条件建立其动作判据的。

当在保护区末端故障时动作判据处于临界状态。

为了反映此状态，在继电器中要形成或计算出保护区末端的电压，一般称为补偿（后）电压ù

´

―ZYÍ

实际上补偿电压与本公司110KV线路保护装置技术说明书中的工作电压同义。

对于相间距离继电器ù

ψψ，Í

=Í

ψψ（ψψ=AB，BC或CA）。

对于接地距离继电器ù

ψ，

Í

ψ+KÍ

0，[ψ，=A，B或C，K=（Z0-Z1）/Z1]。

严格的说，K应为复数，一般为了简化都按实数处理实际上是因为在机械型和晶体管型继电器要按复数处理有一定困难。

在集成电路保护，尤其是微机保护中按复数处理没有任何困难，ù

ψ可按下式计算

ψ=ù

ψ―ZY（Í

―Í

0）―Z0YÍ

式中ZY和Z0Y分别为正序和零序整定阻抗。

Y

F2

Ỉ

F1

F3

F4

在正常情况下ù

等于线路上Y点的电压，即：

Y实际上不仅在正常情况下，而且在振荡、区外故障（包括在Y点经过渡电阻

Ẻ´

短路）以及两相运行状态下上式都成立。

Ẻ

唯有在保护区内发生故障时上式不在成立

从电路上讲这是因为在母线和保护区末端

（Y点）之间出现了故障支路的缘故。

假设系统各元件阻抗角相等，在沿

线路各点发生直接短路时系统各点的电

=Ù

y=0

压相位相同，但ù

的相位可能相反。

在

不同地点短路时系统的电压分布如左图所

≠ù

示。

在保护区外（F1和F4）和在保护区

末端（F2与Y点重合）故障时都有下式

Y

唯有在区内（F3）故障时则有ù

Y。

空载线直接短路时的电压分布图

区内故障继电器测量到的ù

可将电压分布延

长到Y点求得。

从相位关系看在区外故障时ù

的相位不变而在区内故障时改变了180度。

过去的绝大多数距离继电器都是反应ù

的相位变化。

为了测量1个交流量的相位作为参考，在

继电器中称极化量。

选择不同的极化量将得到不同特性的距离继电器。

由上面的电压分布图可见，ù

和ù

在区外故障时同相，在区内故障时反相。

在保护区末端故障时ù

=0，比相器处于临界动作状态。

这就是欧姆继电器建立动作判据的依据。

在出口故障时c=0，欧姆继电器将出现死区。

为了消除死区，极化电压通过记忆回路供给。

由于有记忆作用，继电器的极化电压是故障前电压ù

∣0∣，于是继电器的动作判据应改写为下式：

≥arg[ù

∣0∣，/（ù

-ZYÍ

）]≥90º

K

由此可见此时继电器已不再反应单一的电压。

在这种情况下继电器的动作特性只能结合电网的参数进行分析。

通常分为正方向故障和反方向故障两种情况进行分析。

下图示出系统图及短路时故障相的电压相量图。

图（A）为正方向短路