第四节 工频故障分量阻抗元件
第六章微机保护应用介绍
第一节方向元件
第二节故障类型判别和故障选相
第三节距离保护
第四节工频变化量阻抗测量元件
第五节变压器差动保护
第六节变压器励磁涌流识别方法
第七节微机保护测试技术
第八节数字继电保护介绍
1
2011-12-5电气工程学院
第四节几种阻抗元件特性介绍
1.测量阻抗
2.距离保护的实现—直接法
测量阻抗与整定阻抗的比较
3.距离保护的实现—间接法
比较工作电压相位原理
4.工频故障分量阻抗元件
5.正序电压为极化电压的阻抗元件
6.零序电抗阻抗元件
77.振荡与故障的识别方法
故障分量的基本概念
障基本概
故障分量又称为故障附加分量或故障叠加分量是指仅在á故障分量又称为故障附加分量或故障叠加分量，是指仅在
系统发生故障时出现，而在系统正常运行及不正常运行时不存在的电气分量，即它随着故障的出现而出现，随着故不存在的电气分量即它随着故障的出现而出现随着故障的消失而消失。所以，故障分量的存在，是电力系统处故障态的表征
于故障状态的表征。
á应用故障分量构成继电保护动作判据时，只需要寻找区内故障与区外故障的“差异”，而不必考虑正常及不正常情况，因而，保护具有较高的灵敏度，一般也具有较快的动作时间和较好的选择性，不必采用振荡闭锁等防止振荡时保护误动的措施。
故障分量的特点
障点
非故障状态下不存在故障分量故障分量仅在故障状态下á非故障状态下不存在故障分量，故障分量仅在故障状态下
出现；
á故障分量独立于非故障状态，受电网运行方式的影响不大（有一定的影响，但比传统保护小）；
á故障点的电压故障分量最大，系统中性点处故障分量电压零
为零；
á保护安装处故障分量电压电流之间的关系，取决于背后系统的阻抗，与故障点的远近及过渡电阻的大小没有关系
（但故障分量值的大小受过渡电阻及故障点远近的影响）。
故障分量的分析方法－－叠加原理
短路状态
故障前负荷状态
故障叠加状态
故障分量的组成
u u u pref f Δ+=i
i i pref f Δ+=tr Hz u u u Δ+Δ=Δ50tr
Hz i i i Δ+Δ=Δ50hif lowf tr u u u Δ+Δ=Δhif
lowf tr i i i Δ+Δ=Δ
故障分量的利用
上述这些分量都可以用来构成继电保护
上述这些分量都可以用来构成继电保护：á
：即故障分量中的工频分量，可以用来
构成工频变化量方向保护工频变化量距离保护工Hz Hz i u 5050ΔΔ、构成，工频变化量方向保护、工频变化量距离保护、工频变化量差动保护、零序保护、负序保护等；
á
：即全部的故障分量，可以用来构成电流突变量起动元件、电流突变量选相元件、方向行波元件、i u ΔΔ、行波距离（测距）保护等；
á
：暂态分量中的高频部分，用来构成反映单i u ΔΔ、高频部用成映单
端电气量的暂态保护。
hif
hif
故障分量的提取与识别方法
来自电压互感器TV 和电流互感器TA 的电压电流都是故障后的全电压和全电流，构成反映故障分量的继电保护时，应设法将故障分量
从全电压和全电流中提取出来。在微机保
护中故障分量的提取方法为（电流）i
u ΔΔ、护中，故障分量的提取方法为（电流）：
1 ????=ΔN
n k i k i i n
......
321 )
2
()()(，，=
n
故障分量的提取与识别方法
通常情况下，取n ＝1、2或4：n ＝1：)
2
()()( N k i k i k i ?+=Δn ＝2：)
N ()()( ??=Δk i k i k i n ＝4：
)
N 2()()( ???=Δk i k i k i 这样可以计算出故障分量的采样序列，利用微机保护中的各种算法可以求出其幅值、相位等特征量。
故障分量的提取与识别方法以n＝2为例，波形如下：
工频变化量距离保护
á
工频故障分量距离保护又称为工频变化量距离保护，是一种通过反应工频故障分量电压电流而工作的距离保护。á
在上述的图(c)中，保护安装处的工频故障分量电流、()电压可以分别表示为：
&k
s k Z
Z E I +Δ=
Δ&Z I E Z I U ?Δ+Δ?=?Δ?=Δ&&&&k
k s
工频变化量距离保护
á
取工频故障分量距离元件的工作电压为
&&&()op m m set
t t
U U I Z Δ=Δ??=??=?Δ?&&&()set s set U I Z I Z Z ΔΔΔ+保护区内外不同地点发生金属性短路时电压
保护区内、外不同地点发生金属性短路时电压
故障分量的分布情况如下图所示。
频变化量离保护
工频变化量距离保护Z k 1
z
set
k 2
k 3
&ΔΔ&(a)
&Δ1k E 2
k E op
U U &Δ(b)()op
U &ΔU
&Δ(c)
U &ΔU
&Δ(d)
op
工频变化量距离保护
á
在保护区内k 1点短路时，
1
k op E U &&Δ>Δ点短路时
在保护区外k 2点短路时，Δ&&ΔΔΔ&&&2
op k U E Δ<点短路时
123
k k k E E E ≈≈
在保护区反向k 3点短路时，Δ&&3
op k U E Δ<
工频变化量距离保护
á
因为
ΔΔΔ&&&123k k k Z
E E E U ≈≈=
所以动作的判据为
&满足该条件说明为区内故障否则为区外故障op
Z
U U Δ>
满足该条件，说明为区内故障，否则为区外故障
工频变化量距离保护
jX
Z set jX
R
Z k
Z m
C R g
o
-Z s
Z s +Z m
R
3）故障分量阻抗元件
M
N
set Z U
&ΔI
&Δ|
0|F U &?U Z I U &&&?Δ=Δ|
0|F k Z I U U &&&?=k
M M F |0||0||0|k
Z ——故障点到保护安装处的短路阻抗
计算工作电压（补偿电压）
Z I U U set Δ?Δ=′Δ??????&&&Z I k I U U set
)3(0+Δ?Δ=′Δ???&&&&ca bc ab ,,==??c
b a ,,?动作判据
&&′|
0|U U ≥Δ&&&′′′?
??U U U ΔΔ=Δ或0U &——取保护安装处或整定范围末端
|
|故障前电压
M
N
set Z U
&Δ&ΔI
|
0|F U &?
&U ′Δ&|0|U U ′
Δ&|0|U U &
&Δ=′Δ|
0|U &U Δ|
0|U &′&U
Δ假定故障前各点电压相同
正方向故障动作行为分析
U &ΔI &ΔS
Z
set
Z g
R k
Z |
0|F U &
?假设短路前空载
)(set
S Z Z I U +Δ?=′Δ&&0
,)(|
0|=?=+Δ?=Δg F k S F R U Z Z I U &&&
第四节 工频故障分量阻抗元件
第六章微机保护应用介绍 第一节方向元件 第二节故障类型判别和故障选相 第三节距离保护 第四节工频变化量阻抗测量元件 第五节变压器差动保护 第六节变压器励磁涌流识别方法 第七节微机保护测试技术 第八节数字继电保护介绍 1 2011-12-5电气工程学院
第四节几种阻抗元件特性介绍 1.测量阻抗 2.距离保护的实现—直接法 测量阻抗与整定阻抗的比较 3.距离保护的实现—间接法 比较工作电压相位原理 4.工频故障分量阻抗元件 5.正序电压为极化电压的阻抗元件 6.零序电抗阻抗元件 77.振荡与故障的识别方法
故障分量的基本概念 障基本概 故障分量又称为故障附加分量或故障叠加分量是指仅在á故障分量又称为故障附加分量或故障叠加分量，是指仅在 系统发生故障时出现，而在系统正常运行及不正常运行时不存在的电气分量，即它随着故障的出现而出现，随着故不存在的电气分量即它随着故障的出现而出现随着故障的消失而消失。所以，故障分量的存在，是电力系统处故障态的表征 于故障状态的表征。 á应用故障分量构成继电保护动作判据时，只需要寻找区内故障与区外故障的“差异”，而不必考虑正常及不正常情况，因而，保护具有较高的灵敏度，一般也具有较快的动作时间和较好的选择性，不必采用振荡闭锁等防止振荡时保护误动的措施。
故障分量的特点 障点 非故障状态下不存在故障分量故障分量仅在故障状态下á非故障状态下不存在故障分量，故障分量仅在故障状态下 出现； á故障分量独立于非故障状态，受电网运行方式的影响不大（有一定的影响，但比传统保护小）； á故障点的电压故障分量最大，系统中性点处故障分量电压零 为零； á保护安装处故障分量电压电流之间的关系，取决于背后系统的阻抗，与故障点的远近及过渡电阻的大小没有关系 （但故障分量值的大小受过渡电阻及故障点远近的影响）。
基于工频变化量的序分量距离保护
第41卷第10期电力系统保护与控制V ol.41 No.10 2013年5月16日Power System Protection and Control May 16, 2013 基于工频变化量的序分量距离保护 荣雅君，王 娜 （燕山大学电气工程学院，河北 秦皇岛 066004） 摘要：为了适应孤岛运行低电流值的故障特性，一般分布式电源孤岛运行时的保护方法与并网运行时的不同。但是随着分布式电源投入和切除配电网频率的增加，保护的整定值也必须频繁地在不同保护方法之间转换。所以提出了基于工频变化量的序分量距离保护，以短路故障时负序电压为例，对其电压分布进行分析，得出了负序和零序继电器的动作判据，并在Matlab 中搭建负序和零序继电器的仿真模块。通过仿真分析了在并网和孤岛两种情况下，该保护方法在不同故障距离和过渡电阻情况下的动作情况，从而验证了该保护方法在并网和孤岛两种方式下均能够可靠动作。 关键词：序分量；工频变化量；距离保护；孤岛运行； Matlab Sequence components distance protection based on power frequency variation RONG Ya-jun, WANG Na (School of Electrical Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China) Abstract: In order to adapt to the low current fault characteristic of island operation, the protection of the distributed power island operation is different from the protection of the parallel operation. But as the increase of the frequency of input and resection of the distributed power, the set values of the protection must also frequently convert between different protection methods. So sequence components distance protection based on power frequency variation is put forward. Taking the short circuit fault of negative sequence voltage as an example, this paper analyzes the distribution of voltage,obtains the operating criterion of negative sequence and zero sequence relay, and builds the simulation module of negative sequence and zero sequence relay in the MATLAB. In the environment of grid-connected and islanding operation respectively, the simulation analysis of the action of the proposed method in the situation of different fault distance and transition resistance is conducted, which verifies its reliability. Key words: sequence components; power frequency variation; distance protection; island operation; Matlab 中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1674-3415(2013)10-0098-06 0 引言 随着分布式电源在配电网中的应用越来越广泛，分布式电源的投入和切除也越来越频繁，这样会给传统的过电流保护的性能带来很大的影响[1]。当DG进入孤岛运行模式后，岛内拓扑结构、潮流数据与并网运行时相比发生了变化[2]，而且分布式电源提供的故障电流的模值较小，约为额定电流的2倍左右，所以若孤岛内再发生故障，岛内原有保护的整定值均不能正确反应故障，因此需要对孤岛故障特性进行分析。 通常情况下分布式电源并网运行时，保护方法采用传统的过流保护，分布式电源孤岛运行时，一般采用低电压保护。但是随着DG的投入和切除，保护的整定值也必须从过电流保护转换到低电压保护，这样要求保护必须具有一定的自适应性。所以希望找到一种保护方法能够可以在孤岛和并网两种运行方式下都能很好地实现其保护功能。 基于工频变化量的序分量距离保护，其本身就具有方向性，而且保护的原理与故障电流的大小无关，这样当分布式电源孤岛运行时，原有的保护方法不需要修改保护元件的整定值以适应低电流值的故障特性。所以可以在孤岛和并网两种运行方式下都能很好地实现其保护功能。 1 孤岛运行及故障特性 1.1孤岛运行 孤岛运行(Islanding)则被定义为与主系统分离的一部分配电网络，由一个或多个DG独立供电，以一定的电压频率继续运行。孤岛与孤岛运行是有区
线路保护复习题
RCS-900线路保护复习题 一名词解释 1 距离保护的工作电压 在保护装置中，为了反映在保护区末端发生金属性故障时距离测量能处于临界状态，需在保护装置中计算的工作电压。 工作电压为母线电压减去线路电流与线路整定阻抗乘积的差。为保证故障相的测量精度，对相间故障,电压为两故障相线电压、电流为两故障相线电流；对接地故障，电压为故障相相电压、电流为经补偿后的相电流。 2RCS-900系列的阻抗特性的极化电压 RCS-900系列的园阻抗特性中，为了测量工作电压的相位，引入了一个故障前后相位基本不变的交流量（母线电压的正序分量）做参考量，这个参考量称为极化电压。选择不同的极化电压将得到不同的距离继电器。在电抗继电器中，这个参考量极化电压为I0Zzd。 3纵联方向保护 利用通道信号，传输线路两侧方向元件动作行为，以达到快速切除全线区内故障，而区外故障不动作的保护称之纵联方向保护。 4纵联电流差动保护 利用通道信号，传输线路两侧模拟量电流的大小和方向，以达到快速切除全线区内故障，而区外故障不动作的保护称之纵联电流差动保护。 二填空题 1 RCS－901A型成套保护装置中 含有工频变化量方向元件和零序方向元件为主体的纵联保护；工频变化量距离元件构成的快速I段保护；零序Ⅱ、Ⅲ段保护；三段式相间和接地距离保护；单、三、综合重合闸保护。 2 RCS－902A型成套保护装置中 含有距离元件和零序方向元件为主体的纵联保护，由工频变化量距离元件构成的快速I段保护和零序Ⅱ、Ⅲ段保护；三段式相间和接地距离保护；单、三、综合重合闸保护。 3 RCS－901（2）A的总起动元件动作后开放保护正电源。 4 RCS－901（2）A的CPU起动元件动作后进入故障程序工作。 5 RCS－901（2）A的电压断线闭锁在以下条件中任意一个满足时动作： 三相电压向量和大于8伏，起动元件不动作，延时1.25秒报断线； 三相电压向量和小于8伏，但正序电压小于0.5Un，若采用母线TV则延时1.25秒报断线；若采用线路TV，则当但任一相有电流动作或TWJ不动作时，延时1.25秒报断线异常信号。 6RCS－901（2）A的电流断线 自产零序电流小于0.75倍的外接零序电流,或外接零序电流小于0.75倍的自产零序电流, 延时200ms发TA断线异常信号。 有自产零序电流而无零序电压, 则延时10s发TA断线异常信号 7RCS-901（2）A电压断线时: 将工频变化量方向元件的补偿阻抗退出，方向比较的零序方向元件退出，将 方向零序Ⅱ段退出。保留不带方向的3段零序过流保护。保留工频变化量距离元件，将其门坎抬高1.5倍U N;退出距离保护,自动投入一段VT断线时零序过流和相电流过流段，。
宁夏大学物理电气信息学院电力系统继电保护课程设计资料精
电力网特高压长线路的继电保护设计 学院：物理电气信息学院 班级：2010级电气工程与自动化2班 指导老师：李世芳 小组成员：张路（12010245210） 梁晓龙（12010245310） 马金（12010245271） 杨晓刚（12010245204） 刘奕男（12010245269） 完成日期：2013年12月19日
摘要：随着我国社会经济的发展,电力需求日益增长,发展特高压输电技术,实现电网技术质的飞跃,是保障电力和社会经济协调发展的要措施。特高压输电线路正逐渐成为全国统一电网的骨干网架。IOO0k 特高压输电系统有大容量、长距离和低损耗的输电特点,与500kV输电线路相比,导线的等效直径增大、阻抗下降、阻抗角增大、传输率增大、相对相以及相对地之间的分布电容增大。特高压输电线路具有电压高、线路长、输送功率大、阻抗小、分布电容大、线路充电电容电流大等特点，使得电气特征发生了大幅度变化，给特高压系统继电保护带来相当大的影响。本文探讨了特高压输电线路继电保护面临的问题，论述了适用于特高压输电线路的继电保护技术，提出了继电保护配置设计的原则，并在实际工程中提出配置设计的具体应用方案。 关键词：特高压;分布电容;继电保护
一、课题背景及意义 为了提高输电的经济性能,满足大容量、远距离输电的需求,电网的电压等级不断提高,建立长距离、大容量、低损耗的输电系统已经成为世界各国电网发展的必然。美国、前苏联、日本、意大利等国自上世纪70年代就开始进行lOOOkV及以上电压等级的特高压输电技术的研究,并建设了相应的实验室和短距离试验线路但是由于国际大环境变化以及西方经济发展速度减缓等因素导致上述国家的电力需求衰退,许多特高压输电工程纷纷停滞,已经建成的特高压输电线路只能以低电压等级运行我国在经过近二十年的早期研究、论证分析和设计筹备等的前期准备工作阶段,于2005年启动了特高压输变电试验示范工程的建设工作,北起山西长治晋东南变电站,经河南南阳开关站,南止湖北荆门变电站,连接华北和华中两大电网,线路全长640千米,电压等级为交流lOOOkV。这项工程于2009年1月建成投运,至今已安全稳定运行三年多。在国家电网公司的长远规划中这仅仅是始,晋东南-陕北、晋东南-北京、荆门-武汉以及淮南-宪湖-浙北-上海特高压工程将会陆续展开。2011年9月,国家发改委已经核准了院电东送的特高压交流工程项目,这标志着特高压交流工程进入加快启动阶段。按照规划,在“十二五”期间会形成“三纵三横”的特高压骨干网架,跨区输送电容量将超过2亿千瓦,占全国总装机容量的20%以上。交流lOOOkV系统的输电线路,由于采用了八根分裂导线,线路的单位电阻与单位电感的比值较小,单位长度的分布电容较超高压线路有一定程度的增大。这样就会产生四个有别于常规电压等级的电气特
05级继电保护复习题+答案(综合版)
2005级电力系统继电保护原理考试题型及复习题 第一部分：考试题型分布 （1）简答题（40分）：5分×8题 （2）计算题（30分）：15分×2题，内容为三段电流、距离保护整定计算（3）分析题（30分）：（10－15）分×（2－3）题，内容如复习题第二章第5题。 第二部分：各章复习题 第一章 1.继电保护装置的基本任务是什么？ 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭 到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。 反应电气元件的不正常运行状态，而动作于发出信号、减负荷或跳闸 2.试述对继电保护的四个基本要求的内容； 选择性：保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围昼缩小， 以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。 速动性：力求保护装置能够迅速动作切除故障。 灵敏性：对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。 可靠性：可靠性主要指保护装置本省的质量和运行维护水平。 3.如下图，线路AB、BC配置了三段式保护，试说明： （1）线路AB的主保护的保护范围，近后备、远后备保护的最小保护范围； （2）如果母线B故障（k点）由线路保护切除，是由哪个保护动作切除的，是瞬时切除还是带时限切除； （3）基于上图，设定一个故障点及保护动作案例，说明保护非选择性切除故障的情况。 第二章 1.试对保护1进行电流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的整定计算（线路阻抗0.4Ω/km，电流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段 的可靠系数分别是1.3、1.1、1.2，返回系数0.85，自起动系数1。
（参考答案：34 .1,92.3,2,776.073.1,5.0,78.10%,3.41,93.4''min =========II I sen act sen act act K s t KA I K s t KA I s t l KA I ） 2. 试整定保护1的电流速断保护，并进行灵敏性校核。图示电压为线电压（计算短路电流 时取平均额定电压），线路电抗为km X /4.01Ω=，可靠系数3.1='rel K 。如线路长度减小到50km 、25km ，重复以上计算，分析计算结果，可以得出什么结论？ 参考答案：75km 时：.1 2.03act I kA '=min.131.8%α= 50km 时：.1 2.65act I kA '=min.114.5%α= 25km 时：.1 3.82act I kA '=min.10α< 3. 三段电流保护的整定计算： （1）AB 和BC 线路最大负荷电流分别为120A 、100A （2）电源A ：Ω=Ω=20,15max .min .S S X X ；电源B ：Ω=Ω=25,20max .min .S S X X （3）8.1,85.0,2.1,15.1,25.1==='''=''='MS re rel rel rel K K K K K 试整定线路AB （A 侧）各端保护的动作电流，并校验灵敏度。
工频变化量原理及应用分析
工频变化量原理及应用分析
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工频变化量原理及应用分析 来源:[]机电之家·机电行业电子商务平台！ 在我国电力系统继电保护领域,南瑞继保公司无疑是占尽技术优势和市场优势的领头羊。之所以能够取得这样辉煌的成就,是与南瑞继保公司董事长、中国工程院院士沈国荣先生和他创立的“工频变化量”理论紧密联系在一起的。基于这种原理的保护装置在安全性、快速性、灵敏性和选择性等各方面都有很大的提高，但是在传统的教科书中并没有具体的理论讲述,厂家的说明书也很不详细。下面将从原理和实际应用方面进行具体地分析。 1工频变化量DeviatioｎoｆＰower Ｆrequｅｎcy Coｍpｏｎeｎｔ（DPFC)原理分析 工频变化量的理论基础为叠加原理,即电力系统发生故障时,经过渡电阻短路，可认为是过渡电阻下面的一点金属性短路,即该点对系统中性点电压为零，可认为该点与中性点之间串联2个大小相等、相位相反的电压源,依然保持该点与中性点间电压为零,见图1。 “叠加”有2个含义:①短路后任一点的电压,如保护安装处Ｍ母线的电压(即M点到中
性点电压,是我们关心的,箭头向上表示电位为升，M母线为正，中性点为负,),等于2个图中相应点的电压之和(二种状态)。②短路后某个支路的电流,如流过保护的电流,等于2图中相应支路的电流之和。从重叠原理本身来说，对△ＵF没有要求,可以任意取值,但在保护装置里△UF取短路点短路以前的电压,Eｓ、ＥR为电源电势,在短路前后不变，因此,图1称为正常负荷状态,图2称短路附加状态，目的就是凑出这二种状态。 与常规的稳态量保护装置不同，基于工频变化量原理的保护装置只是“考虑”短路附加状态的各种电气量,而不考虑正常负荷状态的各种电气量。在附加状态中,只有短路点有一个电压源，电气量全部为变化量用符号△表示。微机保护中正在采样的U、I减去“历史”上采样出来的U、I，即为加在继电器上的△U、△I。Ｚｓ为保护背后电源的等值阻抗,ZＲ为保护正方向的所有阻抗,S为保护背后中性点,由下图4、图5可得出２个基本关系式： 2 变压器的工频变化量比率差动保护 变压器有70%左右的故障是匝间短路,为了提高小匝间短路时差动保护的灵敏度，常规的比率制动特性差动保护中的起动电流往往整定得较小,例如整定成０．３~0.5倍的额定电流,而且初始部份没有制动特性，见下图6。
基于正序故障分量的有源配电网保护方案
1 正序故障分量及其特点 ? 图1 接有保护的简单有源配电网 如图1所示的简单两端供电系统，根据对称分量理论，可以得到f1处发生故障时所对应的正序复合序网，如图2所示： E 图2 正序复合序网 图2中，1a Z 、1b Z 为两侧系统的正序阻抗，2a Z 为母线A 到故障点的正序阻抗，2b Z 为母线B 到故障点的正序阻抗，Z ?为故障的附加阻抗，其值由故障类型决定。运用叠加定理，将图2做等效处理，即在中性点和Z ?之间串联两个大小相等但相位相反的电压? F U 和-? F U (? F U 为f1处正常电压），如图3所示。再将图3分解为正常运行状态和如图4所示的故障附加状态。 E 图3 正序复合序网等值电路 图4中，-? F U 称之为故障电动势，故障附加状态就是在故障电动势单独作用
下对应的状态，该网络中的电压和电流称之为正序故障分量电压(如 ? a U和 ? b U） 和正序故障分量电流（如 ? a I和 ? b I），在求解时只需从常规正序分量中减去对应的 负荷分量，就会获得。 图4 内部故障附加状态 由以上分析可得，正序故障分量具有以下三个特点： （1）正序故障分量不受系统电源电势影响，即与负荷情况无关； （2）正序故障分量在任何故障类型下均存在，利用它能反映各种短路； （3）正序故障分量电压在故障点处最大，在系统中性点处为零。 1.1区内故障时的电流相角变化分析 根据图1，简单有源配电网正常运行时的 ? pre I为： AB B A pre Z U U I ? ? ?- =（1） 式子中， ? A U和 ? B U分别为节点A和B的电压； AB Z为节点A和B之间的 线路阻抗。 所以故障前流过保护1和保护2的电流 ? 1 pre I和 ? 2 pre I分别为： AB B A pre pre Z U U I I ? ? ? ?- = = 1 （2） AB B A pre pre Z U U I I ? ? ? ?- - = - = 2 （3）由图4可得，保护1和保护2处的正序故障分量电流分别为：
第四章距离保护
第四章距离保护 一、GB50062-92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》对距离保护的规定 （一）对110kV线路的下列故障，应装设相应的保护装置 (1)单相接地短路。 (2)相间短路。 （二）110kV线路装设相间短路保护装置的配置原则如下 (1)主保护的配置原则。在下列情况下，应装设全线速动的主保护。 1)系统稳定有要求时。 2)线路发生三相短路，使发电厂厂用电母线或重要用户电压低于额定电压的60%,且其他保护不能无时限和有选择性地切除短路时。 (2)后备保护的配置原则。11OkV线路后备保护配置宜采用远后备方式。 (3)根据上述110kV线路保护的配置原则，对接地短路，应装设相应的保护装置，并应符合下列规定: 1)宜装设带方向或不带方向的阶段式零序电流保护。 2)对某些线路，当零序电流保护不能满足要求时，可装设接地距离保护，并应装设一段或二段零序电流保护作后备保护。 (4)根据上述11OkV 线路保护的配置原则，对相间短路，应装设相应的保护装置，并应符合下列规定: 1)单侧电源线路，应装设三相多段式电流或电流电压保护。 2)双侧电源线路，可装设阶段式距离保护装置。 3)并列运行的平行线,可装设相间横联差动及零序横联差动保护作主保护。后备保护可按和电流方式连接。 4)电缆线路或电缆架空混合线路，应装设过负荷保护。保护装置宜动作于信号。当危及设备安全时，可动作于跳闸。 二、DL 400-91《继电保护和安全自动装置技术规程》规定 （一）ll0~220kV中性点直接接地电力网中的线路保护 （1）对相间短路，应按下列规定装设保护装置： 1）单侧电源单回线路，可装设三相电流电压保护，如不能满足要求，则装设距离保护； 2）双侧电源线路宜装设距离保护。 （2）对接地短路，可采用接地距离保护，并辅之以阶段式或反时限零序电流保护。 （二）330~500kV线路的后备保护 （1）对相间短路，后备保护宜采用阶段式距离保护。 （2）对接地短路，应装设接地距离保护并辅以阶段式或反时限零序电流保护，对中长线路，若零序电流保护能满足要求时，也可只装设阶段式零序电流保护。接地后备保护应保证在接地电阻不大于300Ω时，能可靠地有选择性地切除故障。 第一节距离保护概述 一、距离保护的原理 这种反应故障点到保护安装处之间的距离，并根据这一距离的远近决定动作时限的一种保护，称为距离保护。距离保护实质上是反应阻抗的降低而动作的阻抗保护。 二、距离保护的时限特性 距离保护的动作时限与故障点至保护安装处之间的距离的关系，称为距离保护的时限特性。目前广泛应用的是三段式阶梯时限特性的距离保护。距离保护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段与电流保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段相似。
继保试题
1,阻抗继电器的动作阻抗指（）。能使阻抗继电器临界动作的测量阻抗 2. 在距离保护中助增电流影响距离保护的（）段的（）。第II 整定阻抗 3. 若方向阻抗继电器和全阻抗继电器的整定值相同，（）继电器受过渡电阻影响大，（）继电器受系统振荡影响大。方向阻抗全阻抗 4. 在距离保护中汲出电流影响距离保护的（）段的（）。第III 灵敏度 5. 振荡时系统任何一点电流和电压之间的相位角都随着( )的变化而变化，而短路时，电流和电压间的( )基本不变。功角相位角 6. 双电源系统(假设两侧电动势相等)，系统电压( )叫振荡中心，位于系统综合阻抗的( )处。最低点1/2 7. 对于距离保护后备段，为了防止距离保护超越，应取常见运行方式下( )的助增系数进行计算。最小 8. 在大接地电流系统中，能够对线路接地故障进行保护的主要有：( )保护、( )保护和( )保护。 纵联接地距离零序 9. 对阻抗继电器的接线方式的基本要求有( )和( )。 继电器测量阻抗正比于短路点到保护安装地点之间的距离与故障类型无关即不随故障类型而改变 10. 距离保护装置一般由（)部分、( )部分、( )部分、( )部分、( )部
分组成。 测量启动振荡闭锁二次电压回路断线失压闭锁逻辑 11. 影响阻抗继电器正确测量的因素有：①( )；②保护安装处与故障点之间的助增电流和汲出电流；⑧测量互感器的误差；④电压回路断线；⑤电力系统振荡：⑥被保护线路的串联补偿电容器。故障点的过渡电阻 12. 正常运行时，阻抗继电器感受的阻抗为( )。负荷阻抗 13. 距离I段是靠( )满足选择性要求的，距离Ⅲ段是靠( )满足选择性要求的。 定值大小时间定值 14. 为防止失压误动作，距离保护通常经由( )或( )构成的启动元件控制，以防止正常过负荷误动作。负序电流电流差突变量 15. 阻抗保护应用( )和( )共同来防止失压误动。电流启动电压断线闭锁 16. 距离保护方向阻抗继电器引入第三相电压的作用是为了( )及( )。防止正方向出口相间短路拒动反方向两相短路时误动 17. 方向阻抗继电器中，为了消除正方向出口三相短路死区采取的措施是( )。记忆功能 18. 距离保护克服“死区”的方法有( )和( )。记忆回路引入非故障相电压 19. 与圆特性相比，四边形阻抗继电器的特点是能较好地符合短路时的测量阻抗的性质，( )、避越负荷阻抗能力好。反应
作业答案不对称的分析计算(已修订)
第八章 电力系统不对称故障的分析和计算 8-1 简单不对称故障包括单相接地短路、两相短路、两相接地短路、单相断开和两相断开等，当发生简单不对称故障时，只有故障点出现系统结构不对称，而其他部分三相仍旧是对称的，这样，就可以用对称分量法进行分析和计算。 8-2 单相（a 相）接地短路边界条件： 0=?a V ，0=?b I ，0=? c I 用对称分量法表示为 整理可得用序分量表示的边界条件为 根据序分量的边界条件，可将各序网络在故障端口处连接起来构成网络的复合序网，根据负荷序网可以直接求取各序的电压电流分量。 单相接地短路的复合序网是各序的串联。 两相（b 、c 相）短路边界条件： 0=?a I ，??-=c b I I ， ? ?=c b V V 整理可得用序分量表示的边界条件为 两相短路的复合序网是正负序的串联。 两相（b 、c 相）短路接地边界条件： 0=?a I ， 0==? ?c b V V 整理可得用序分量表示的边界条件为 两相短路接地的复合序网是各序的并联。 8-3 两相短路没有零序电流，因为两相短路的故障点不能与地相连，零序电流没有通路。 8-4 正序等效定则：在简单不对称短路是，短路点电流的正序分量与在短路点每一相中加入附加阻抗?Z 而发生三相短路时的短路电流相等，这就是正序等效定则。 8-5 （1）计算∑0X 、∑1X 、∑2X 、?∑ 1E （2）根据短路类型计算?X （3）计算a 相短路电流正序分量和短路电流
8-6 【】 8-7 对于正序网络，根据叠加原理可将其分解成正常情况和故障分量两部分，正常情况的网络支路电流是负荷电流；而故障分量部分的电源电势等于零，网络 中只有节点电流 1f I，由它可求得各节点电压和电流的分布。求取支路电流的方 法是先将短路点各序电流按各序网络的结构和参数分别计算到各序网的各支路中去。各序网络中的某一节点的各序电压，等于短路点的各序电压加上该点与短路点的一段电路上相应的序电流产生的序电压降。最后，用对称分量法将某一支路各序电流合成该支路三相电流；将某一节点各序电压合成该节点三相电压。 对于负和零序网络，因为没有电源，只有故障分量，可以与正序故障分量一样，利用电流分布系数计算电流分布，进而求出电压分布。 8-8 网络中两个相邻节点（非零电位节点）之间出现不正常断开或三相阻抗 不相等的情况，称为非全相运行。 和电力系统不对称短路一样，非全相运行也只是在故障端口出现了某种不对称状态，系统其余部分的参数还是三相对称的，因此，也可以用不对称分量法进行分析，并且，也可以用正序等效定则计算正序分量。 不同的是，两种状况下，各种故障端口节点的组成是不一样的，且横纵故障之间存在对偶关系。 8-9 将故障处的线路电流和断口电压分解成正、负、零序三序分量，再利用叠加原理，可作出各序的等值网络。 8-10 解： 各序等值电路： X T X T X T
第三章距离保护
第三章：电网距离保护 1.距离保护的定义和基本原理： 距离保护：是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的壁纸，反映故障点到保护安装处的距离而工作的保护。 基本原理：按照继电保选择性的要求，安装在线路两端的距离保护仅在下路MN内部故障时，保护装置才应该立即动作，将相应的断路器跳开，而在保护区的反方向或本线路之外正方向短路时，保护装置不应动作。 与电流速断保护一样，为了保证在下级线路的出口处短路时保护不误动作，在保护区的正方向（对于线路MN的M侧保护来说，正方向就是由M指向N的方向）上设定一个小于本线路全长的保护范围，用整定距离Lset来表示。 当系统发生短路故障时，首先判断故障的方向，若故障位于保护区的正方向上，则设法测出故障点到保护安装处的距离Lk，并将Lk与Lset相比较，若Lk小于Lset，说明故障发生在保护范围之内，这时保护应立即动作，跳开相应的断路器；若L K大于Lset，说明故障发生在保护范围之外，保护不应动作，对应的断路器不会跳开。若故障位于保护区的反方向上，则无需进行比较和测量，直接判断为区外故障而不动作。｝ 通常情况下，距离保护可以通过测量短路阻抗的方法来间接地测量和判断故障距离。 2.几种继电器的方式： 苹果特性：有较高的耐受过渡电阻的能力，耐受过负荷的能力比较差；橄榄特性正好相反。电抗特性：动作情况至于测量阻抗中的电抗分量有关，与电阻无关，因而它有很强的耐过渡电阻的能力。但是它本身不具有方向性，且在负荷阻抗情况下也可能动作，所以通常它不能独立应用，而是与其他特性复合，形成具有复合特性的阻抗原件。 电阻特性：通常也与其他特性复合，形成具有复合特性的阻抗原件。 多边形特性：能同时兼顾耐受过渡电阻的能力和躲负荷的能力。 3测量阻抗：Zm定义为保护安装处测量电压Um&与测量电流Im&之比，即Um&/Im& 动作阻抗：使阻抗原件处于临界动作状态对应的阻抗（Zop）。 Zset1的阻抗角称为最灵敏角。最灵敏角一般取为被保护线路的阻抗角 短路阻抗：Zk=Z1Lk（单位长度线路的复阻抗与短路距离的乘积） 整定阻抗：Zset=Z1Lset 4.负荷阻抗与短路阻抗的区别：负荷阻抗的量值较大，其阻抗角为数值较小的功率因数角，阻抗特性以电阻性为主。短路阻抗的阻抗角就等于输电线路的阻抗角，数值较大，阻抗特性以电感性为主。 5.测量电压的选取和测量电流的选取:要取故障环路上的电压、电流。 为保护接地短路，取接地短路的故障环路为相-地故障环路，测量电压为保护安装处故障相对地电压，测量电流为带有零序电流补偿的故障相电流，由它们算出的测量阻抗能够准确反应单相接地故障、两相接地故障和三相接地短路情况下的故障距离，称为接地距离保护接线方式。 对于相间短路，故障环路为相-相故障环路，取测量电压为保护安装处两故障相的电压差，测量电流为两故障相的电流差，由它们算出的测量阻抗能够准确反应两相短路、三相短路和两相短路接地情况下的故障距离，称为相间距离保护接线方式。
许继电气WXH-800系列微机高压线路保护装置说明书
WXH-800系列微机高压线路保护装置 1.应用范围 该系列装置是以32位浮点型DSP为基本硬件平台的微机线路保护装置。适用于 110kV~500kV电压等级各种接线形式的输电线路。 2.、功能配置 WXH-801(802、803)系列装置包括WXH-801、WXH-802、WXH-801/A、WXH-802/A、WXH-803、WXH-803/A适用于220kV～500kV电压等级； WXH-810系列装置包括WXH-811、WXH-812、WXH-813适用于110kV电压等级。
2.2 软硬件主要特点如下： ●采用32位DSP作为保护CPU，具有强大的浮点数据处理能力，极大的 提高了保护的计算精度和运算速度。 ●数据采集采用16位A/D，保护测量精度高。主后备保护有独立的 A/D，A/D自动校准，不需要零漂及刻度调整。 ●保护中保护中采用自适应振荡判别判据及自适应数据滤波器，增设了 适用于弱电源侧的保护逻辑。 ●硬件存储容量大，可存储多达100次保护事件报告记录。装置任何操 作，如装置上电、修改定值等均有记录。 ●具有完善、灵活的后台分析调试软件。 ●保护通道接口灵活，可以与载波通道（专用或复用）、光纤通道、微 波通道等各种通道设备连接；构成允许式或闭锁式保护。 ●故障总报告可连续记录16次，每次可记录故障前2周、故障后6周采 样数据，报告全汉化输出,可采样值输出也可波形输出。 ●采用80186芯片作为人机对话（MMI），LCD采用全汉化显示。 电流差动保护还有如下特点： ●电流差动保护采用每周波96点高速采样以及专门模拟和数字滤波器， 使得保护具有极强的数据抗干扰和谐波抑制能力，有效的提高保护的 测量精度。 ●采用自主开发的快速变数据窗相量算法，将计算的最小数据窗缩短到 1/4工频周期，使得保护具有天然的抗TA饱和能力，动作速度有了 明显的提高。
7距离保护习题
距离保护 一、选择题 1.距离保护是以距离(A)元件作为基础构成的保护装置。 A ：测量 B)启动 C ：振荡闭锁 D ：逻辑 1、距离保护装置一般由（D ）组成 A ：测量部分、启动部分； B ：测量部分、启动部分、振荡闭锁部分； C ：测量部分、启动部分、振荡闭锁部分、二次电压回路断线失压闭锁部分； D ：测量部分、启动部分、振荡闭锁部分、二次电压回路断线失压闭锁部分、逻辑部分； 2、距离保护的动作阻抗是指能使阻抗继电器动作的（B ） A ：大于最大测量阻抗的一个定值 B ：最大测量阻抗 C ：介于最小测量阻抗与最大测量阻抗之间的一个值 D ：最小测量阻抗 3．以电压U 和(U-IZ)比较相位，可构成(B)。 A ：全阻抗特性的阻抗继电器 B ：方向阻抗特性的阻抗继电器 C ：电抗特性的阻抗继电器 D ：带偏移特性的阻抗继电器 4．加到阻抗继电器的电压电流的比值是该继电器的(A)。 A ：测量阻抗 B ：整定阻抗 C ：动作阻抗 5．如果用Z m 表示测量阻抗，Z set 表示整定阻抗，Z act 表示动作阻抗。线路发 生短路，不带偏移的圆特性距离保护动作，则说明(B)。 A ；act set set ,m Z Z Z Z << B ：act set set ,m Z Z Z Z ≤≤ C: act set set ,m Z Z Z Z <≤ D: act set set ,m Z Z Z Z ≤≤ 6．某距离保护的动作方程为 90<270J DZ J Z Z Arg Z -0°)是(B)。 ． A ：90+<270+J DZ J Z Z Arg Z δδ-
线路保护校验方法
RCS-900系列线路保护测试 一、RCS-901A 型超高压线路成套保护 RCS-901A 配置: 主保护:纵联变化量方向,纵联零序,工频变化量阻抗; 后备保护:两段(四段)式零序,三段式接地/相间距离; 1) 工频变化量阻抗继电器: 保护原理: 故障后 F 点的电压 Uf = 0,等价于两个方向相反的电压源串联, 如果不考虑故障瞬间的暂态分量,则根据叠加定律,有 根据保护安装处的电压变化量U ?与电流变化量I ?,保护构造出一个工作电压op U ?来反映U ?与I ?,其定义为 set op Z I U U ??-?=? ,物理意义如下图所示 当故障点位于不同的位置时,工作电压op U ?具有不同的特征
正向故障: 区内 f op U U ?>? 区外 f op U U ?
)Z Z (I Z I Z I Z I U U set s set s set op +??-=??-??-=??-?=? 短路点处的电压变化量(注意:f U ?的方向！) )Z Z (I U f s f +??=? 所以:动作判据 f op U U ?≥? 等价于 s set s f Z Z Z Z +≤+, 结论:正向保护区就是以(-Zs)为圆心,以 |Zset + Zs| 为半径的圆。 当测量到的短路阻抗 Zf 位于圆内(正向区内)则动作, 位于圆外(正向区外)不动; 反向故障时: 工作电压 )Z Z (I Z I Z I Z I U U set R set R set op -??=??-??-=??-?=? 短路点处的电压变化量(注意:f U ?的方向！) )Z Z (I U f R f +??-=? 所以:动作判据 f op U U ?≥? 等价于 R set R f Z Z Z )Z (-≤--, 结论:反向保护区就是以 ZR 为圆心,以 |ZR –Zset|为半径的圆。 测量到的短路阻抗(-Zf)永远不可能进入位于第1象限内的动作区, 所以反向不会动作。 测试要点:由于工频变化量阻抗继电器的阻抗特性边界受电源侧等值阻抗Zs 的控制,所以不能
线路保护
一、元件介绍 1.启动元件 1．1 相电流突变量启动元件DI1：正常运行时为0.2In,系统振荡时，由于有不平衡输出，加入浮动门槛。 1．2 转换性及非全相运行二次突变启动元件DI2：纵联保护、距离保护在发单跳令后或非全相运行时投入。 1．3 零序电流辅助启动元件I04：在大电阻接地时投入，可以整定的很灵敏，动作后60ms延时驱动启动继电器。 1．4 静稳破坏检测元件IA,ZBC：静稳破坏时投入。 1．5分相差流启动元件和零序差流启动元件。（WXH－803） 2．选相元件 2．1 相电流差突变量选相：主要用于接地故障判据，在保护启动后50ms之内投入。 2．2 稳态量选相：在保护启动50ms之后或由辅助元件引起的启动，采用稳态量选相，其中接地故障采用序分量和阻抗结合选相，不接地故障采用阻抗选相。 2．3 弱电源选相（电压选相）：在一侧是弱电源系统或单电源系统时投入，根据零序电流与负序电流的大小，决定是否采用电压选相。在I0>10I2时选用。 2．4 综合选相：根据I0判断是否为接地故障，根据I2判断是否为对称故障。 3．方向元件
3．1 正序故障分量方向元件：在全相运行过程中，故障0～150ms 内投入. 3．2 零序方向元件：在全相运行过程中，故障0～150ms内投入. 3．3 负序方向元件:在系统振荡时投入。 3．4 工频变化量方向元件：在保护发单跳令后或非全相运行时投入。 3．5 反映三相对称故障的判别元件:在系统振荡时投入。 4．整组复归 4．1 阻抗ZBC不在整定阻抗范围内，且A相电流IA
正序故障分量及其在继电保护中的应用
正序故障分量及其在继电保护中的应用 来源：中国电力资料网时间：2007-11-16 字体：[ 大中小 ] 投稿 安艳秋，高厚磊 (山东大学电气工程学院，山东济南250061) 摘要:根据叠加原理给出正序故障分量的概念及特点，详细阐述正序故障分量在故障方向判别、相比较纵联保护、自适应电流保护及故障测距中的应用原理，对比说明基于正序故障分量的继电保护原理较传统保护所具有的优点。 关键词: 正序故障分量; 继电保护; 故障测距 1 引言 对故障信息的识别和利用是实现继电保护的基础。传统继电保护原理如电流保护，距离保护，高频保护等都是通过检测故障后的工频量而建立起来的。由于被检测量中包含负荷分量（如负荷电流），而负荷分量属正常分量，不具备故障特征，其结果是给保护的正确动作带来不利影响。故障分量是由故障本身引起的，独立于负荷分量之外，因此基于检测故障分量的保护原理具有先天的优越性。故障分量可分为相故障分量和序故障分量，各有其不同的特点和用途。本文从正序故障分量的概念出发，探讨它在保护中的典型应用。 2 正序故障分量及特点 如图1所示两端供电系统，当线路上F点发生故障时，根据对称分量理论得到对应的正序复合序网如图2所示。 来源:https://www.360docs.net/doc/114934309.html, 图2中，Z m1、Z n1 为两侧系统正序阻抗，Z L1 为线路正序阻抗，α为故障点百分数，ΔZ 为故障附加阻抗，其值由故障类型决定。对图2作一等效处理：即在中性点和ΔZ之间串联
接入两个大小相等相位相反的电压为F点正常电压）,如图3所示。运用叠加原理可将图3所示系统分解为正常运行状态（图略）和图4所示的故障附加状态［1］。 来源:https://www.360docs.net/doc/114934309.html, 来源:https://www.360docs.net/doc/114934309.html, 图4中,-称之为故障电动势，故障附加状态即是在故障电动势单独作用下对应的状态，其网络中的电压和电流称之为正序故障分量电压（如和正序故障分量电流（如）。求解时，只需从常规正序分量中减去对应的负荷分量，便可获得。不难看 出，正序故障分量具有以下三个突出特点： 1）正序故障分量不受系统电源电势影响，即与负荷情况无关； 2）正序故障分量在任何故障类型下均存在，利用它能反映各种短路； 3）正序故障分量电压在故障点处最大，在系统中性点处为零。 正序故障分量的上述特点使它更适合用作继电保护中的检测量。下面对其典型应用进行讨论。 3 故障方向判别 在继电保护中，对故障方向进行判别是保证选择性的重要前提，故障方向判别元件因此成为继电保护装置的重要组成部分。传统保护中常用方向元件有三种：应用于电流电压保护的90°接线方向继电器；应用于接地故障保护的零序功率方向继电器；应用于高频保护中的负序功率方向继电器。第一种方向元件在发生经过渡电阻短路时灵敏度降低；在出口发生