畢業(yè)設(shè)計--220kv系統(tǒng)線路繼電保護設(shè)計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文針對220kV系統(tǒng)高壓線路部分的繼電保護進行了系統(tǒng)設(shè)計。 </p><p>　　根據(jù)對220kV系統(tǒng)高壓線路進行了分析，并根據(jù)需求為高壓線路配置了繼電保護方案。采用RCS-901A高壓線路成套保護，RCS─901A成套線路快速保護包括以縱聯(lián)變化量方向和零序方向元件為主體的快速主保護，由工頻變化量距離

2、元件構(gòu)成的快速I段保護，由三段式相間和接地距離及多個延時段或反時限零序方向過流構(gòu)成全套后備保護；RCS─901A保護有分相出口，配有自動重合閘功能，對單或雙母線的開關(guān)實現(xiàn)單相重合、三相重合和綜合重合閘。它們在線路故障及不正常運行狀態(tài)時做出反應(yīng)并及時通知運行人員進行處理，保護線路的安全運行。</p><p>　　為了能有效的并準確的切除故障元件，取消常規(guī)控制屏，在220kV線路保護輔助繼電器屏上裝設(shè)反映斷路位置的紅

3、、綠燈及遠控、近控開關(guān)，同時裝設(shè)應(yīng)急操做的控制開關(guān)。</p><p>　　以上保護方案構(gòu)成了高壓線路的繼電保護系統(tǒng)。保證高壓線路的安全運行及供電質(zhì)量。為運行設(shè)備和運行人員的安全提供保障。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 電力系統(tǒng) ， 線路保護， RCS-901A高壓線路成套保護</p><p><b>　　Abstruct</b></p

4、><p>　　In this paper, high voltage transmission line 220kV system were part of the relay protection system design. System based on the 220kV high-voltage lines were analyzed, and in accordance with the deman

5、d for high-voltage lines to configure the relay program. The use of RCS-901A sets the protection of high voltage transmission line, RCS ─ 901A fast protection circuits, including complete sets of longitudinal joint chang

6、e in direction and the direction of zero sequence components as the main body</p><p>　　In order to be effective and accurate resection of the fault components ,the abolition of conventional control panel, as

7、sisted in the 220kV transmission line protection relay circuit screen to reflect the location of the installation of red, green and far-controlled, near-control switch, installed at the same time set up emergency control

8、 switch to do gymnastics. The above constitutes a high-voltage protection circuit relay protection system. To ensure the safe operation of high-voltage lines</p><p>　　Key words: power system, circuit prot

9、ection, RCS-901A high-voltage line protection kits</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstructII</p><p><b>　　引 言1</b&

10、gt;</p><p><b>　　1 概 述2</b></p><p>　　1.1 電力系統(tǒng)繼電保護設(shè)計2</p><p>　　1.2 對繼電保護動作的基本要求2</p><p>　　1.3繼電保護的構(gòu)成2</p><p>　　1.4 微機繼電保護的特點3</p>&

11、lt;p>　　2 保護配置說明4</p><p>　　2.1 220kV線路保護配置原則4</p><p>　　2.2 線路保護配置方案5</p><p>　　2.2.1 RCS─901A應(yīng)用范圍6</p><p>　　2.2.2 保護配置6</p><p>　　2.2.3 性能特征6</p&g

12、t;<p>　　2.3 各保護原理說明6</p><p>　　2.3.1 縱聯(lián)保護7</p><p>　　2.3.2距離保護9</p><p>　　2.3.3零序保護11</p><p>　　2.3.4 重合閘13</p><p>　　3 保護原理說明17</p><p&g

13、t;　　3.1裝置總起動元件17</p><p>　　3.1.1電流變化量起動17</p><p>　　3.1.2零序過流元件起動17</p><p>　　3.1.3位置不對應(yīng)起動17</p><p>　　3.2工頻變化量距離繼電器17</p><p>　　3.3 變化量方向繼電器19</p>

14、<p>　　3.4 零序方向繼電器21</p><p>　　3.5距離繼電器21</p><p>　　3.5.1低壓距離繼電器21</p><p>　　3.5.2 接地距離繼電器24</p><p>　　3.5.3 相間距離繼電器26</p><p>　　3.5.4負荷限制繼電器27</p

15、><p>　　3.5.5 振蕩閉鎖27</p><p>　　3.6 選相元件30</p><p>　　3.6.1 相電流差變化量選相元件30</p><p>　　3.6.2 與比相的選相元件31</p><p>　　3.7非全相運行32</p><p>　　3.7.1單相跳開形成的非全相狀

16、態(tài)32</p><p>　　3.7.2三相跳開形成的非全相狀態(tài)32</p><p>　　3.7.3合閘于故障線路保護32</p><p>　　3.7.4單相運行時切除運行相32</p><p>　　3.8正常運行程序33</p><p>　　3.8.1 檢查開關(guān)位置狀態(tài)33</p><p

17、>　　3.8.2 交流電壓斷線33</p><p>　　3.8.3 交流電流斷線（始終計算）33</p><p>　　3.8.4 線路電壓斷線34</p><p>　　4 硬件原理說明35</p><p>　　4．1硬件系統(tǒng)35</p><p>　　4.1.1 硬件系統(tǒng)的組成35</p>

18、<p>　　4.1.2 開關(guān)量輸入輸出回路35</p><p>　　4.2 裝置結(jié)構(gòu)36</p><p>　　4.3 保護定值及整定說明39</p><p>　　4.4 RCS-901 運行方式控制字整定說明40</p><p>　　4.5 壓板定值41</p><p><b>　　總

19、 結(jié)42</b></p><p><b>　　致 謝43</b></p><p><b>　　參考文獻44</b></p><p><b>　　附 錄45</b></p><p>　?。ˋ1.1）線路保護配置圖45</p><p>

20、　?。ˋ1.2）開關(guān)量輸入回路圖45</p><p>　　（A1.3）開關(guān)量輸出回路圖45</p><p>　　（A1.4）線路保護交流回路展開圖45</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　電力作為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)行業(yè)的重要組成部分，它在各個領(lǐng)域中已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。離開了電力，

21、要想實現(xiàn)人類社會的物質(zhì)和精神文明是不可能的，要想實現(xiàn)國家的現(xiàn)代化也是辦不到的。因此，電力系統(tǒng)的安全運行及合理建設(shè)方式，涉及到國家的經(jīng)濟和文化的發(fā)展。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是教學過程中的最后一個重要環(huán)節(jié)，通過本次畢業(yè)設(shè)計我可以鞏固總結(jié)大學三年所學過的各課程理論知識，了解線路保護的基本方法，培養(yǎng)獨立分析和解決實際工程技術(shù)問題的能力，同時對電力工業(yè)的有關(guān)政策、方針、技術(shù)規(guī)程有一定的了解，在繪圖、編號、設(shè)計說明書

22、等方面得到訓練，為今后從事電力工作奠定基礎(chǔ)。</p><p>　　我本次所完成的是對220kV的高壓線路繼電保護設(shè)計。根據(jù)對220kV系統(tǒng)高壓線路進行了分析，并根據(jù)需求為高壓線路配置了繼電保護方案。采用RCS-901A高壓線路成套保護，RCS─901A成套線路快速保護包括以縱聯(lián)變化量方向和零序方向元件為主體的快速主保護，由工頻變化量距離元件構(gòu)成的快速I段保護，由三段式相間和接地距離及多個延時段或反時限零序方向過流

23、構(gòu)成全套后備保護；RCS─901A保護有分相出口，配有自動重合閘功能，對單或雙母線的開關(guān)實現(xiàn)單相重合、三相重合和綜合重合閘。</p><p>　　在這次設(shè)計中雖然遇到了很多困難，但在指導老師和同學的幫助下，所有的困難都迎刃而解了，相信這次設(shè)計的完成一定能為自己的學業(yè)畫上一個完美的句號，為自己以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　1 概 述</b>&l

24、t;/p><p>　　1.1 電力系統(tǒng)繼電保護設(shè)計</p><p>　　由于電力系統(tǒng)是一個整體，電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用是同時實現(xiàn)的，各設(shè)備之間都有電或磁的聯(lián)系。因此，當某一設(shè)備或線路發(fā)生短路故障時，在瞬間就會影響到整個電力系統(tǒng)的其它部分，為此要求切除故障設(shè)備或輸電線路的時間必須很短，通常切除故障的時間小到十分之幾秒到百分之幾秒。只有借助于裝設(shè)在每個電氣設(shè)備或線路上的自動裝置，即繼電保護，

25、才能實現(xiàn)。因此，繼電保護的基本任務(wù)有：</p><p>　?。?） 當電力系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時，繼電保護能自動地、迅速地和有選擇性地動作，使斷路器跳閘，將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，并使系統(tǒng)無故障的部分迅速恢復正常運行，使故障的設(shè)備或線路免于繼續(xù)遭受破壞。</p><p>　?。?） 當電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常運行情況時，根據(jù)不正常運行情況的種類和設(shè)備運行維護條件，繼電保護裝置則發(fā)出信號，以便由值

26、班人員及時處理或由裝置自動進行調(diào)整。</p><p>　　1.2 對繼電保護動作的基本要求</p><p>　　繼電保護裝置為了完成它的任務(wù)，必須在技術(shù)上滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個基本要求。</p><p><b>　　(1) 選擇性</b></p><p>　　所謂繼電保護裝置動作的選擇性就是指當電力系統(tǒng)

27、中的設(shè)備或線路發(fā)生短路時，其繼電保護僅將故障的設(shè)備或線路從電力系統(tǒng)中切除，當故障設(shè)備或線路的保護或斷路器拒絕動作時，應(yīng)由相鄰設(shè)備或線路的保護裝置將故障切除。</p><p><b>　　(2) 速動性</b></p><p>　　所謂速動性就是指繼電保護裝置應(yīng)能盡快地切除故障,對提高電力系統(tǒng)運行的可靠性具有重大的意義。</p><p><

28、b>　　(3) 靈敏性</b></p><p>　　所謂繼電保護裝置的靈敏性是指電氣設(shè)備或線路在被保護范圍內(nèi)發(fā)生短路故障或不正常運行情況時，保護裝置的反映能力。</p><p><b>　　(4) 可靠性</b></p><p>　　所謂保護裝置的可靠性是指在保護范圍內(nèi)發(fā)生的故障該保護應(yīng)該動作時，不應(yīng)該由于它本身的缺陷而拒絕動

29、作；而在不屬于它動作的任何情況下，則應(yīng)該可靠不動作。</p><p>　　1.3繼電保護的構(gòu)成</p><p>　　繼電保護裝置可視為由測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分等組成，如圖1.1所示，各部分功能如下:</p><p>　　圖1.1 模擬型繼電保護裝置原理框圖</p><p><b>　　（1）測量部分</b><

30、/p><p>　　測量部分是測量從被保護對象輸入的有關(guān)電氣量，并與已給定的整定值進行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，判斷保護是否應(yīng)該啟動的部件。</p><p><b>　?。?）邏輯部分</b></p><p>　　邏輯部分是根據(jù)測量部分輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定的布爾邏輯及時序邏輯關(guān)系工作，最后確定是否應(yīng)

31、該使斷路器跳閘或發(fā)出信號，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行部分的部件。</p><p><b>　?。?）執(zhí)行部分</b></p><p>　　執(zhí)行部分是根據(jù)邏輯部分傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的對外操作的任務(wù)的部件。如檢測到故障時，發(fā)出動作信號驅(qū)動斷路器跳閘；在不正常運行時發(fā)出告警信號；在正常運行時，不產(chǎn)生動作信號。</p><p>　　1.4

32、微機繼電保護的特點</p><p>　　(1) 維護調(diào)試方便</p><p>　　微機保護的硬件是一臺計算機，各種復雜的功能是由相應(yīng)的軟件來實現(xiàn)的。如果硬件完好，對于以成熟的軟件，只要程序和設(shè)計時一樣（這很容易檢查），就必然會達到設(shè)計的要求，用不著逐臺作各種模擬試驗來檢驗每一種功能是否正確。</p><p><b>　　(2) 可靠性高</b>

33、</p><p>　　計算機在程序指揮下，有極強的綜合分析和判斷能力，因而它可以實現(xiàn)常規(guī)保護很難辦到的自動糾錯。另外，它有自診斷能力，能夠自動檢測出本身硬件的異常部分，配合多重化可以有效地防止拒動，因此可靠性很高。</p><p>　　(3) 易于獲得附加功能</p><p>　　應(yīng)用微型計算機后，如果配置一個打印機，或者其它顯示設(shè)備，可以在系統(tǒng)發(fā)生故障后提供多種信

34、息。</p><p><b>　　(4) 靈活性大</b></p><p>　　由于計算機保護的特性主要由軟件決定，因此，只要改變軟件就可以改變保護的特性和功能，從而可靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)運行方式的變化。</p><p>　　(5) 保護性能得到很好改善</p><p>　　由于計算機的應(yīng)用，使很多原有形式的繼電保護中存在

35、的技術(shù)問題，可找到新的解決辦法。例如對接地距離的允許過度電阻的能力，距離保護如何區(qū)別振蕩和短路等問題都以提出許多新的原理和解決辦法。</p><p><b>　　2 保護配置說明</b></p><p>　　2.1 220kV線路保護配置原則</p><p>　　為保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，并將故障或不正常運行狀態(tài)的影響限制到最小范圍，根據(jù)GB

36、14285-2006《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》第4.6.2條規(guī)定：220kV線路保護應(yīng)按加強主保護簡化后備保護的基本原則配置和整定。</p><p>　　a.加強主保護是指全線速動保護的雙重化配置，同時，要求每一套全線速動保護的功能完整，對全線路內(nèi)發(fā)生的各種類型故障，均能快速動作切除故障。對于要求實現(xiàn)單相重合閘的線路，每套全線速動保護應(yīng)具有選相功能。當線路在正常運行中發(fā)生不大于100Ω電阻的單相接地故障時

37、，全線速動保護應(yīng)有盡可能強的選相能力，并能正確動作跳閘。 </p><p>　　b.簡化后備保護是指主保護雙重化配置，同時，在每一套全線速動保護的功能完整的條件下，帶延時的相間和接地Ⅱ，Ⅲ段保護(包括相間和接地距離保護、零序電流保護)，允許與相鄰線路和變壓器的主保護配合，從而簡化動作時間的配合整定。如雙重化配置的主保護均有完善的距離后備保護，則可以不使用零序電流Ⅰ，Ⅱ段保護，僅保留用于切除經(jīng)不大于100Ω電阻接地

38、故障的一段定時限和/或反時限零序電流保護。 c.線路主保護和后備保護的功能及作用 能夠快速有選擇性地切除線路故障的全線速動保護以及不帶時限的線路I段保護都是線路的主保護。每一套全線速動保護對全線路內(nèi)發(fā)生的各種類型故障均有完整的保護功能，兩套全線速動保護可以互為近后備保護。線路Ⅱ段保護是全線速動保護的近后備保護。通常情況下，在線路保護Ⅰ段范圍外發(fā)生故障時，如其中一套全線速動保護拒動，應(yīng)由另一套全線速動保護切除故障，特殊情況下，當兩

39、套全線速動保護均拒動時，如果可能，則由線路Ⅱ段保護切除故障，此時，允許相鄰線路保護Ⅱ段失去選擇性。線路Ⅲ段保護是本線路的延時近后備保護，同時盡可能作為相鄰線路的遠后備保護。</p><p>　　根據(jù)GB14285-2006《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》4.6.2.1條規(guī)定：對220kV線路，為了有選擇性的快速切除故障，防止電網(wǎng)事故擴大，保證電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行，一般情況下，應(yīng)按下列要求裝設(shè)兩套全線速動保護

40、，在旁路斷路器代線路運行時，至少應(yīng)保留一套全線速動保護運行。 </p><p>　　a．兩套全線速動保護的交流電流、電壓回路和直流電源彼此獨立。對雙母線接線，兩套保護可合用交流電壓回路；</p><p>　　b．每一套全線速動保護對全線路內(nèi)發(fā)生的各種類型故障，均能快速動作切除故障；</p><p>　　c. 對要求實現(xiàn)單相重合閘的線路，兩套全線速動保護應(yīng)具有選相功能

41、；</p><p>　　d. 兩套主保護應(yīng)分別動作于斷路器的一組跳閘線圈。 </p><p>　　e. 兩套全線速動保護分別使用獨立的遠方信號傳輸設(shè)備。 </p><p>　　f. 具有全線速動保護的線路，其主保護的整組動作時間應(yīng)為：對近端故障：≤20ms；對遠端故障：≤30ms（不包括通道時間）。</p><p>　　根據(jù)GB14285-2

42、006《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》4.6.2.3條規(guī)定：對接地短路，應(yīng)按下列規(guī)定之一裝設(shè)后備保護。 </p><p>　　對220kV線路，當接地電阻不大于100Ω時，保護應(yīng)能可靠地切除故障。 </p><p>　　a.宜裝設(shè)階段式接地距離保護并輔之用于切除經(jīng)電阻接地故障的一段定時限和/或反時限零序電流保護。 </p><p>　　b.可裝設(shè)階段式接地距離保護

43、，階段式零序電流保護或反時限零序電流保護，根據(jù)具體情況使用。 </p><p>　　c.為快速切除中長線路出口短路故障，在保護配置中宜有專門反應(yīng)近端接地故障的輔助保護功能。 </p><p>　　符合第4.6.2.1條規(guī)定時，除裝設(shè)全線速動保護外，還應(yīng)按本條的規(guī)定，裝設(shè)接地后備保護和輔助保護。</p><p>　　根據(jù)GB14285-2006《繼電保護和安全自動裝置

44、技術(shù)規(guī)程》4.6.2.4條規(guī)定：對相間短路，應(yīng)按下列規(guī)定裝設(shè)保護裝置：</p><p>　　a.宜裝設(shè)階段式相間距離保護； </p><p>　　b.為快速切除中長線路出口短路故障，在保護配置中宜有專門反應(yīng)近端相間故障的輔助保護功能。 </p><p>　　符合本規(guī)程第4.6.2.1條規(guī)定時，除裝設(shè)全線速動保護外，還應(yīng)按本條的規(guī)定，裝設(shè)相間短路后備保護和輔助保護。&

45、lt;/p><p>　　根據(jù)繼電保護技術(shù)規(guī)程3.4條規(guī)定：在確定繼電保護和安全自動裝置的配置方案時，應(yīng)優(yōu)先選用具有成熟運行經(jīng)驗的數(shù)字式裝置。</p><p>　　根據(jù)繼電保護技術(shù)規(guī)程4.1.12條規(guī)定：數(shù)字式保護裝置，應(yīng)滿足如下要求： </p><p>　　宜將被保護設(shè)備或線路的主保護(包括縱、橫聯(lián)保護等)及后備保護綜合在一整套裝置內(nèi)，共用直流電源輸入回路及交流電壓互感

46、器和電流互感器的二次回路。該裝置應(yīng)能反應(yīng)被保護設(shè)備或線路的各種故障及異常狀態(tài)，并動作于跳閘或給出信號。</p><p>　　根據(jù)繼電保護技術(shù)規(guī)程4.1.12.4 條規(guī)定； 對適用于220kV及以上電壓線路的保護裝置，應(yīng)滿足： </p><p>　　a.除具有全線速動的縱聯(lián)保護功能外，還應(yīng)至少具有三段式相間、接地距離保護，反時限和/或定時限零序方向電流保護的后備保護功能； </p>

47、;<p>　　b.對有監(jiān)視的保護通道，在系統(tǒng)正常情況下，通道發(fā)生故障或出現(xiàn)異常情況時，應(yīng)發(fā)出告警信號； </p><p>　　c.能適用于弱電源情況； </p><p>　　d.在交流失壓情況下，應(yīng)具有在失壓情況下自動投入的后備保護功能，并允許不保證選擇性。</p><p>　　2.2 線路保護配置方案 </p><p>　　R

48、CS─901A 成套線路快速保護</p><p>　　2.2.1 RCS─901A應(yīng)用范圍</p><p>　　為由微機實現(xiàn)的數(shù)字式超高壓線路成套快速保護裝置，可用作220及以上電壓等級輸電線路的主保護及后備保護。</p><p>　　2.2.2 保護配置</p><p>　　RCS─901A成套線路快速保護包括以縱聯(lián)變化量方向和零序方向元件

49、為主體的快速主保護，由工頻變化量距離元件構(gòu)成的快速I段保護，由三段式相間和接地距離及多個延時段或反時限零序方向過流構(gòu)成全套后備保護；RCS─901A保護有分相出口，配有自動重合閘功能，對單或雙母線的開關(guān)實現(xiàn)單相重合、三相重合和綜合重合閘。</p><p>　　當采用光纖接口時，增加遠跳、遠傳功能。</p><p>　　2.2.3 性能特征</p><p>　　(1)

50、 動作速度快，線路近處故障跳閘時間小于10ms，線路中間故障跳閘時間小于15ms，線路遠處故障跳閘時間小于25ms。</p><p>　　(2) 主保護采用積分算法，計算速度快；后備保護強調(diào)準確性，采用傅氏算法，濾波效果好，計算精度高。</p><p>　　(3) 反應(yīng)工頻變化量的起動元件采用了具有自適應(yīng)能力的浮動門檻，對系統(tǒng)不平衡和干擾具有極強的預(yù)防能力，因而測量元件能在保證

51、安全性的基礎(chǔ)上達到特高速，起動元件有很高的靈敏度而不會頻繁起動。</p><p>　　(4) 先進可靠的振蕩閉鎖功能，保證距離保護在系統(tǒng)振蕩加區(qū)外故障時能可靠閉鎖，而在振蕩加區(qū)內(nèi)故障時能可靠切除故障。</p><p>　　裝置采用整體面板、全封閉機箱，強弱電嚴格分開，取消傳統(tǒng)背板配線方式，同時 在軟件設(shè)計上也采取相應(yīng)的抗干擾措施，裝置的抗干擾能力大大提高，對外的電磁輻射也滿足相關(guān)標

52、準。</p><p>　　完善的事件報文處理，可保存最新64 次動作報告，24 次故障錄波報告。</p><p>　　與COMTRADE 兼容的故障錄波。</p><p>　　靈活的自動重合閘方式。</p><p>　　友好的人機界面、漢字顯示、中文報告打印。</p><p>　　靈活的后

53、臺通信方式，配有RS-485 通信接口(可選雙絞線、光纖)或以太網(wǎng)。</p><p>　　支持電力行業(yè)標準DL/T667-1999（IEC60870-5-103 標準）的通信規(guī)約。</p><p>　　2.3 各保護原理說明</p><p>　　2.3.1 縱聯(lián)保護</p><p>　　2.3.1.1 縱聯(lián)保護的原理<

54、;/p><p>　　線路縱聯(lián)保護是當線路發(fā)生故障時，使兩側(cè)開關(guān)同時快速跳閘的一種保護裝置，是線路的主保護。它以線路兩側(cè)判別量的特定關(guān)系作為判據(jù)。即兩側(cè)均將判別量借助通道傳送到對側(cè)，然后，兩側(cè)分別按照對側(cè)與本側(cè)判別量之間的關(guān)系來判別區(qū)內(nèi)故障或區(qū)外故障。因此，判別量和通道是縱聯(lián)保護裝置的主要組成部分。</p><p>　　根據(jù)電流電壓保護和距離保護的原理，其測量信息均取自輸電線路的一側(cè)，這種單端的

55、測量的保護不能從電量的變化上判斷保護區(qū)末端的情況，因而不能準確判斷保護區(qū)末端附近的區(qū)內(nèi)外故障，所以這些保護從原理上就不能實現(xiàn)全線速動，如距離保護的第一段，最多也只能切除被保護線路全長的80%——85%范圍內(nèi)的故障，線路其余部分發(fā)生短路，則要靠帶時限的保護來切除，這在高電壓大容量的電力系統(tǒng)中，往往不能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定要求。必須采用縱聯(lián)保護的原理作為輸電線路的保護，以實現(xiàn)線路全長范圍內(nèi)故障無時限切除。但是僅反應(yīng)線路一側(cè)的電氣量不可能區(qū)分本線末端

56、和對側(cè)母線（或相鄰線始端）故障，只有反應(yīng)線路兩側(cè)的電氣量才可能區(qū)分上述故障，為了達到有選擇性地快速切除全線故障的目的。需要將線路一側(cè)電氣量的信息傳輸?shù)搅硪粋?cè)去，也就是說在線路兩側(cè)之間發(fā)生縱向的聯(lián)系。這種保護稱為輸電線的縱聯(lián)保護。</p><p>　　RCS─901A由變化量方向和零序方向繼電器，經(jīng)通道交換信號構(gòu)成全線路快速跳閘的方向保護，即裝置的縱聯(lián)保護。</p><p>　　2.3.1.

57、2 縱聯(lián)保護的框圖</p><p>　　縱聯(lián)保護由整定控制字選擇是采用超范圍允許式還是閉鎖式，兩者的邏輯有所不同，都分為起動元件動作保護進入故障測量程序和起動元件不動作保護在正常運行程序兩種情況。在這里我采用的是閉鎖式縱聯(lián)保護。</p><p><b>　　閉鎖式縱聯(lián)保護邏輯</b></p><p>　　一般與專用收發(fā)信機配合構(gòu)成閉鎖式縱聯(lián)保護

58、，位置停信、其它保護動作停信、通道交換邏輯等都由保護裝置實現(xiàn)，這些信號都應(yīng)接入保護裝置而不接至收發(fā)信機，即發(fā)信或停信只由保護發(fā)信接點控制，發(fā)信接點動作即發(fā)信，不動作則為停信。</p><p>　　（1）故障測量程序中閉鎖式縱聯(lián)保護邏輯（圖2.1）</p><p>　　1. 起動元件動作即進入故障程序，收發(fā)信機即被起動發(fā)閉鎖信號；</p><p>　　2. 反方向

59、元件動作時，立即閉鎖正方向元件的停信回路，即方向元件中反方向元件動作優(yōu)先，這樣有利于防止故障功率倒方向時誤動作；</p><p>　　3. 起動元件動作后，收信8ms后才允許正方向投入工作，反方向元件不動作，縱聯(lián)變化量元件或縱聯(lián)零序元件任一元件動作時，停止發(fā)信；</p><p>　　4. 當本裝置其它保護（如工頻變化量阻抗、零序延時段、距離保護）動作，或外部保護（如母線差動保護）動作跳

60、閘時，立即停止發(fā)信，并在跳閘信號返回后，停信展寬150ms， 但在展寬期間若反方向元件動作，立即返回，繼續(xù)發(fā)信；</p><p>　　三相跳閘固定回路動作或三相跳閘位置繼電器均動作且無流時，始終停止發(fā)信；</p><p>　　區(qū)內(nèi)故障時，正方向元件動作而反方向元件不動作，兩側(cè)均停信，經(jīng)8ms延時縱聯(lián)保護出口；裝置內(nèi)設(shè)有功率倒方向延時回路，該回路時為了防止區(qū)外故障時，在斷合開關(guān)的過程

61、中，故障功率方向出現(xiàn)倒方向，短時出現(xiàn)一側(cè)正方向元件未返回，另一側(cè)正方向已動作而出現(xiàn)瞬時誤動作而設(shè)置的，如圖2.2，本裝置設(shè)于1、2二端，若圖示短路點發(fā)生故障，1為正方向，2為反方向，M側(cè)停信，N側(cè)發(fā)信，開關(guān)3條開時，故障功率倒由可能使1為反方向，2為正方向，如果N側(cè)停信的速度快于M側(cè)發(fā)信，則N側(cè)可能瞬間出現(xiàn)正方向元件動作同時無收信信號，折中情況可以通過當連續(xù)收信40ms以后，方向比較保護延時20ms動作的方式來躲過。</p>

62、<p>　　圖2.1故障測量程序中閉鎖式縱聯(lián)保護邏輯</p><p>　　（2）正常運行程序中閉鎖式縱聯(lián)保護邏輯（圖2.2）</p><p>　　通道試驗、遠方起信邏輯由本裝置實現(xiàn)，這樣進行通道試驗時就把兩側(cè)的保護裝置、收發(fā)信機和通道一起進行檢查。與本裝置配合時，收發(fā)信機內(nèi)部的遠方起信邏輯部分應(yīng)取消。</p><p>　　圖2.2 正常運行程序中閉鎖式

63、縱聯(lián)保護邏輯</p><p>　　1. 遠方起動發(fā)信：當收到對側(cè)信號后，如TWJ未動作，則立即發(fā)信，如TWJ動作，則延時100ms發(fā)信；當用于弱電側(cè)，判斷任一相電壓或相間電壓低于30V時，延時100ms發(fā)信，這保證在線路輕負荷，起動元件不動作的情況下，由對側(cè)保護快速切除故障。無上述情況時則本側(cè)收信后，立即由遠方起信回路發(fā)信，10s后停信。</p><p>　　2. 通道試驗：對閉鎖式通

64、道，正常運行時需進行通道信號交換，右人工在保護屏上按下通道試驗按鈕，本側(cè)發(fā)信，收信200ms后停止發(fā)信；收對策信號達5s后再次發(fā)信，10s后停止發(fā)信。</p><p><b>　　2.3.2距離保護</b></p><p>　　2.3.2.1 距離保護的概念</p><p>　　距離保護是反映故障點至保護安裝處的電氣距離、并根據(jù)電氣距離的遠近而

65、確定動作時間的 一種保護裝置。距離越近，動作時間越短。這樣就可以保證有選擇地切除故障。由于電氣距 離的大小不隨系統(tǒng)運行方式而變化，因此距離保護比簡單的電流、電壓保護的保護范圍更確定，且較為靈敏，不受(或很少受)系統(tǒng)運行方式變化的影響。</p><p>　　圖2.3 距離保護的框圖</p><p>　　2.3.2.2 距離保護的原理</p><p>　　距離保護的

66、基本原理:由于距離保護反映的是輸電線路的電氣距離，而電氣距離一般以阻抗形式表示，所以距離保 護又稱為阻抗保護。</p><p>　　距離保護也有一個保護范圍，短路發(fā)生在這一范圍內(nèi)，保護動作，否則不動作，這個保護范圍通常只用給定阻抗Zzd的大小來實現(xiàn)的。</p><p>　　正常運行時，保護安裝處測量到的線路阻抗為負荷阻抗Zzd；</p><p>　　在被保護線路任一

67、點發(fā)生故障時，測量阻抗為保護安裝處到短路點的短路阻抗Zcl；</p><p>　　距離保護的實質(zhì)是用整定阻抗Zzd與被保護線路的測量阻抗Zcl比較。當短路點在保護范圍以外時，即│Zcl│>│Zzd│，繼電器不動作；當短路點在保護范圍以內(nèi)時，即│Zcl│<│Zzd│，繼電器動作。因此，距離保護又稱為低阻抗保護。</p><p>　　距離保護分為相間距離和接地距離。接地距離保護的最

68、大優(yōu)點是瞬時段的保護范圍固定，還可以比較容易獲得有較短延時和足夠靈敏度的第二段接地保護。特別適合于短線路的一、二段保護。對短線路說來，一種可行的接地保護方式是用接地距離保護一、二段再輔之以完整的零序電流保護。兩種保護各自配合整定，各詞其責：接地距離保護用以取得本線路的瞬時保護段和有較短時限與足夠靈敏度的全線第二段保護；零序電流保護則以保護高電阻故障為主要任務(wù)，保證與相鄰線路的零序電流保護間有可靠的選擇性。</p><

69、p>　　2.3.2.3 距離保護的框圖（圖2.3）</p><p>　　1. 若用戶選擇“投負荷限制距離”，則Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的接地和相間距離元件需經(jīng)負荷限制繼電器閉鎖。</p><p>　　2. 保護起動時，如果按躲過最大負荷電流整定的振蕩閉鎖過流元件尚未動作或動作不到</p><p>　　10ms，則開放振蕩閉鎖160ms，另外不對稱故障開放元件、對稱故障

70、開放元件和非全相運行振閉開放元件任一元件開放則開放振蕩閉鎖；用戶可選擇“投振蕩閉鎖”去閉鎖Ⅰ、Ⅱ段距離保護，否則距離保護Ⅰ、Ⅱ段不經(jīng)振蕩閉鎖而直接開放。</p><p>　　3. 非全相運行再故障時，距離Ⅱ段受振蕩閉鎖開放元件控制，經(jīng)120ms 延時三相加速跳閘。</p><p>　　4. 合閘于故障線路時三相跳閘可由二種方式：一是受振閉控制的Ⅱ段距離繼電器在合閘過程中三相跳閘，二是在

71、三相合閘時，還可選擇“投三重加速Ⅱ段距離”、“投三重加速Ⅲ段距離”、由不經(jīng)振蕩閉鎖的Ⅱ段或Ⅲ段距離繼電器加速跳閘。手合時總是加速Ⅲ段距離。</p><p><b>　　2.3.3零序保護</b></p><p>　　當電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時，會出現(xiàn)零序分量，就要進行零序保護。零序保護同三段電流保護一樣，分為三段，即無時限的Ⅰ段保護和兩段帶延時的保護。二段延時電流保護

72、：一段定時限負序過負荷保護，一段反時限負序過負荷保護；一段定時限全電流過負荷保護，一段反時限全電流過負荷保護；一段低電壓保護和強行勵磁；一段零序電流保護，可選動作于跳閘或者發(fā)信號。</p><p>　　零序保護的框圖（圖2.4）</p><p>　　圖2.4 零序保護的框圖</p><p>　　1. RCS-901A 設(shè)置了兩個帶延時段的零序方向過流保護，Ⅱ段零序

73、受零序正方向元件控制，Ⅲ段零序則由用戶選擇經(jīng)或不經(jīng)方向元件控制。</p><p>　　2. 對RCS-901A 當用戶置“零Ⅲ跳閘后加速”為1，則跳閘前零序Ⅲ段的動作時間為“零序過流Ⅲ段時間”，則跳閘后零序Ⅲ段的動作時間縮短500ms。</p><p>　　3. TV 斷線時，本裝置自動投入零序過流和相過流元件，兩個元件經(jīng)同一延時段出口。</p><p>　　4

74、. 所有零序電流保護都受零序起動過流元件控制，因此各零序電流保護定值應(yīng)大于零序起動電流定值?？v聯(lián)零序反方向的電流定值固定取零序起動過流定值，而縱聯(lián)零序正方向的電流定值取零序方向比較過流定值。</p><p>　　單相重合時零序加速時間延時為60ms，手合和三重時加速時間延時為100ms，其過流</p><p>　　定值用零序過流加速段定值。</p><p><

75、;b>　　2.3.4 重合閘</b></p><p>　　本裝置重合閘為一次重合閘方式, 可實現(xiàn)單相重合閘、三相重合閘或綜合重合閘；根據(jù)故障的嚴重程度引入閉鎖重合閘的方式。重合閘的起動方式可以由保護動作起動開關(guān)位置不對應(yīng)起動方式；當與本公司其它產(chǎn)品一起使用有二套重合閘時，二套裝置重合閘可以同時投入，不會出現(xiàn)二次重合，與其它裝置的重合閘配合時，可考慮用壓板僅投入一套重合閘。</p>

76、<p>　　三相重合時，可采用檢線路無壓重合閘或檢同期重合閘，也可采用快速直接重合閘方式，檢無壓時，檢查線路電壓或母線電壓小于30V；檢同期時，檢查線路電壓和母線電壓大于40V，且線路和母線電壓間相位差在整定范圍內(nèi)。</p><p>　　重合閘方式由外部切換把手或內(nèi)部軟壓板決定，其功能表如下：</p><p>　　重合閘邏輯框圖（圖2.5）</p><p>

77、;　　1. TWJA、TWJB、TWJC 分別為A、B、C 三相的跳閘位置繼電器的接點輸入；</p><p>　　2. 保護單跳固定、保護三跳固定為本保護動作跳閘形成的跳閘固定，單相故障，故障無電流時該相跳閘固定動作，三相跳閘，三相電流全部消失時三相跳閘固定動作；</p><p>　　3. 外部單跳固定、外部三跳固定分別為其它保護來的單跳起動重合、三跳起動重合輸入由本保護經(jīng)無流判別形

78、成的跳閘固定；</p><p>　　4. 重合閘退出指重合閘方式把手置于停用位置，或定值中重合閘投入控制字置“0”則重合閘退出。本裝置重合閘退出并不代表線路重合閘退出，保護仍是選相跳閘的要實現(xiàn)線路重合閘停用，需將溝三閉重壓板投上。當重合閘方式把手置于運行位置（單重、三重或綜重）且定值中重合閘投入控制字置“1”時，本裝置重合閘投入。</p><p>　　5. TV 斷線時重合放電。<

79、;/p><p>　　6. 重合閘充電在正常運行時進行，重合閘投入、無TWJ、無壓力低閉重輸入、無TV 斷線和其它閉重輸入經(jīng)15 秒后充電完成。</p><p>　　7. 本裝置重合閘為一次重合閘方式，用于單開關(guān)的線路，一般不用于3/2 開關(guān)方式，可實現(xiàn)單相重合閘、三相重合閘和綜合重合閘。</p><p>　　8. 重合閘的起動方式有本保護跳閘起動、其它保護跳閘起動

80、和經(jīng)用戶選擇的不對應(yīng)</p><p><b>　　起動。</b></p><p>　　9. 若開關(guān)三跳如TGabc 動作、其它保護三跳起動重合閘或三相TWJ 動作，則不起動單重。</p><p>　　10. 三相重合時，可選用檢線路無壓重合閘、檢同期重合閘，也可選用不檢而直接重合閘方式。檢無壓時，檢查線路電壓或母線電壓小于30 伏時，檢無壓條

81、件滿足，而不管線路電壓用的是相電壓還是相間電壓；檢同期時，檢查線路電壓和母線電壓大于40 伏</p><p>　　且線路電壓和母線電壓間的相位在整定范圍內(nèi)時，檢同期條件滿足。不管線路電壓用的是哪一相電壓還是哪一相間電壓，保護能夠自動適應(yīng)。</p><p>　　圖2.5 重合閘邏輯框圖</p><p>　　2.3.5 跳閘邏輯邏輯框圖（圖2.6）</p>

82、<p>　　圖2.6 跳閘邏輯框圖</p><p>　　1. 工頻變化量距離、縱聯(lián)保護、距離Ⅰ段、距離Ⅱ段、零序Ⅱ段動作時經(jīng)選相跳閘；如果選相失敗二動作元件不返回，則經(jīng)200ms延時發(fā)選相無效三跳命令。</p><p>　　2. 零序Ⅲ段、相間距離Ⅲ段、接地距離Ⅲ段、合閘于故障線路、非全相運行再故障、TV 斷線過流、選相無效延時 200ms、單跳失敗延時 150ms、單相運

83、行延時 200ms直接跳三相。</p><p>　　3. 發(fā)單跳令后若該相持續(xù)有流（>0.06In），經(jīng) 150ms 延時發(fā)單跳失敗三跳命令。</p><p>　　4. 選相達二相及以上時跳三相。</p><p>　　5. 采用三相跳閘方式、有溝三閉重輸入、重合閘投入時充電未完成或處于三重方式時，任何故障三相跳閘。 </p><p&

84、gt;　　6. 嚴重故障時，如零序Ⅲ段跳閘、Ⅲ段距離跳閘、手合或合閘于故障線路跳閘、單跳不返回三跳、單相運行三跳、TV 斷線時跳閘等閉鎖重合閘。</p><p>　?、蚨瘟阈?、Ⅱ段相間距離、Ⅱ段接地距離等，經(jīng)用戶選擇三跳方式時，閉鎖重合閘。</p><p>　　經(jīng)用戶選擇，選相無效三跳、非全相運行再故障三跳、二相以上故障閉鎖重合閘。</p><p><b&g

85、t;　　3 保護原理說明</b></p><p>　　3.1裝置總起動元件</p><p>　　起動元件的主體以反應(yīng)相間工頻變化量的過流繼電器實現(xiàn)，同時又配以反應(yīng)全電流的零序過流繼電器互相補充。反應(yīng)工頻變化量的起動元件采用浮動門坎，正常運行及系統(tǒng)振蕩時變化量的不平衡輸出均自動構(gòu)成自適應(yīng)式的門坎，浮動門坎始終略高于不平衡輸出，在正常運行時由于不平衡分量很小，而裝置有很高的靈敏度。

86、當系統(tǒng)振蕩時，自動降低靈敏度，不需要設(shè)置專門的振蕩閉鎖回路。因此，裝置有很高的安全性，起動元件有很高的靈敏度而又不會頻繁起動，測量元件則不會誤測量。</p><p>　　3.1.1電流變化量起動</p><p>　　ΔIΦΦMAX是相間電流的半波積分的最大值；</p><p>　　ΔIzd為可整定的固定門坎；</p><p>　　ΔIT為浮動

87、門坎，隨著變化量的變化而自動調(diào)整，取1.25倍可保證門坎始終略高于不平衡輸出。</p><p>　　該元件動作并展寬7秒，取開放出口繼電器正電源。</p><p>　　3.1.2零序過流元件起動</p><p>　　當外接和自產(chǎn)零序電流均大于整定值時，零序起動元件動作并展寬7秒，去開放出口繼電器正電源。</p><p>　　3.1.3位置不對

88、應(yīng)起動</p><p>　　這一部分的起動由擁護選擇投入，條件滿足總起動元件動作并展寬15秒，去開放出口繼電器正電源。</p><p>　　3.2工頻變化量距離繼電器</p><p>　　電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，其短路電流，電壓可分解為故障前負荷狀態(tài)的電流分量和故障分量，反應(yīng)工頻變化量的繼電器不受負荷狀態(tài)的影響。</p><p>　　工頻變化

89、量距離繼電器測量工作電壓的工頻變化量的幅值，其動作方程為：</p><p><b>　　對相間故障： </b></p><p><b>　　對接地故障：</b></p><p>　　ZZD為整定阻抗，一般取0.8—0.85倍線路阻抗；</p><p>　　UZ為動作門坎，取故障前工作電壓的記憶量。&

90、lt;/p><p>　　正、反方向故障時，計算圖如下：</p><p>　　圖3.1 正方向經(jīng)過渡電阻故障計算用圖</p><p>　　圖3.2 反方向故障計算用圖</p><p>　　工頻變化量距離繼電器動作特性如下圖：</p><p>　　正方向故障時，測量阻抗-ZK在阻抗復數(shù)平面上的動作特性是以矢量-ZS為圓心，以|

91、ZS+ZZD|為半徑的圓，如上左圖所示，當ZK矢量末端落于圓內(nèi)時動作，可見這中阻抗繼電器有很大的允許過渡阻抗能力。當過渡阻抗受對側(cè)電源助增時，不存在由于對側(cè)電流助增所引起的超越問題。</p><p>　　圖3 .3正方向短路動作特性 圖3.4 反方向短路動作特性</p><p>　　當反方向故障時，測量阻抗-ZK在阻抗復數(shù)平面上的動作特性是

92、以ZS’矢量為圓心，| ZS’-ZZD|為半徑的圓，動作圓在第一象限，而因為-ZK總是在第三象限，因此，阻抗元件有明確的方向性。</p><p>　　工頻變化量阻抗元件由距離保護壓板投退。</p><p>　　3.3 變化量方向繼電器</p><p>　　變化量方向繼電器測量電壓，電流故障分量的相位，當測量相角反相位時動作。</p><p>

93、　　其正方向元件的測量相角為；</p><p>　　其反方向元件的測量相角為：</p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　ΔU12為電壓，ΔI12電流變化量的正負序綜合分量，無零序分量；</p><p><b>　　ZD為模擬阻抗；</b></p><p&g

94、t;　　ZCOM為補償阻抗，當最大運行方式時系統(tǒng)線路阻抗比ZS/ZL>0.5時, ZCOM=0,否則ZCOM取為“工頻變化量阻抗”的一半。</p><p>　　當正方向故障時，如圖1，ZS為系統(tǒng)正序阻抗，并假設(shè)系統(tǒng)的負序阻抗等于正序阻抗，將工頻變化量電壓電流分解為對稱分量，則：</p><p>　　其中M為轉(zhuǎn)換因子，根據(jù)不同的故障類型，裝置可選擇不同的轉(zhuǎn)換因子，以提高靈敏度。<

95、/p><p>　　設(shè)系統(tǒng)阻抗角與的阻抗角一致，則正方向元件的測量相角為：</p><p>　　反方向元件的測量相角為：</p><p>　　反方向故障時，如圖，Z‘S為線路至對側(cè)系統(tǒng)的正序阻抗，將電壓電流分解為對稱分量，有：</p><p>　　設(shè)系統(tǒng)阻抗角與ZD的阻抗角一致，則正方向元件的測量相角為：</p><p>　

96、　反方向元件的測量相角為：</p><p>　　由上可見，正方向故障時，Φ+接近于180º，正方向元件可靠動作，而Φ-接近于0º，反方向元件不可能動作，而反方向故障時，Φ+接近于0º，正方向元件不可能動作，而Φ-接近于180º，反方向元件可靠動作。</p><p>　　由上可見，在正方向元件中引入補償電壓I12*ZCOM不可能引起方向元件的誤動，在大

97、系統(tǒng)長線路ZS較小的情況下，引入I12*ZCOM可以根本改善繼電器的靈敏度，使該方向繼電器不僅用于短線路，而且適用于任何長距離輸電線路。</p><p>　　以上分析未規(guī)定故障類型，所以對各種故障，方向繼電器都由同樣優(yōu)越的方向性，且過渡電阻不影響方向元件的測量相角，另外，由于方向元件不受負荷電流的影響，因而該方向元件有很高的靈敏度，可允許測量很大的故障過渡電阻。另外，方向元件不受串補電容的影響。</p>

98、;<p>　　工頻變化量方向繼電器受浮動門坎的限制，因此，當系統(tǒng)中出現(xiàn)不平衡分量或者系統(tǒng)振蕩時，繼電器不會誤動作，只是自動降低靈敏度。</p><p>　　當用于弱電側(cè)時，裝置自動引入超范圍變化量阻抗繼電器，當變化量正反方向元件和零序正反方向元件均不動作時，若超范圍變化量阻抗繼電器動作，則判為正方向古長，若超范圍變化量阻抗繼電器不動作，即判為反方向故障。</p><p>　　

99、3.4 零序方向繼電器</p><p>　　零序正方向元件（F0+、F0-）由零序功率P0決定，由3U0和3I0的乘積獲得（3U0、3I0為自產(chǎn)零序電壓電流，ZD是幅值為1相角為78º的向量），P0>0時F0-動作; P0<-1伏安（IN=5A）或P0<-0.2伏安（IN=1A）F0+時動作?？v聯(lián)零序保護的正方向元件由零序方向比較過流元件和F0+的與門輸出，而縱聯(lián)零序保護的反方向元件由

100、零序起動過流元件和F0-的與門輸出。</p><p><b>　　3.5距離繼電器</b></p><p>　　本裝置設(shè)有三階段式相間和接地距離繼電器，繼電器由正序電壓極化，因而有較大的測量故障過渡電阻的能力；當用于短線路時，為了進一步擴大測量過渡電阻的能力，還可將Ⅰ、Ⅱ段阻抗特性向第Ⅰ象限偏移；接地距離繼電器設(shè)有零序電抗特性，可防止接地故障時繼電器超越。</p

101、><p>　　正序極化電壓較高時，由正序電壓極化的距離繼電器有很高的方向性，當正序電壓下降至15%Un以下時，進入三相低壓程序，由正序電壓記憶量極化，Ⅰ、Ⅱ段距離繼電器在動作前設(shè)置正的門坎，保證母線三相故障時繼電器不可能失去方向性；繼電器動作后則改為反門坎，保證正方向三相故障繼電器動作后一直保持到故障切除。Ⅲ段距離繼電器始終采用反門坎，因而三相短路段穩(wěn)態(tài)特性包含原點，不存在電壓死區(qū)。</p><p

102、>　　當用于長距離重負荷線路，常規(guī)距離繼電器整定困難時，可引入負荷限制繼電器，負荷限制繼電器和距離繼電器的交集為動作區(qū)，還有效地防止了重負荷時測量阻抗進入距離繼電器而引起的誤動。</p><p>　　3.5.1低壓距離繼電器</p><p>　　當正序電壓小于15%Un時，進入低壓故障距離程序，此時只可能有三相短路和系統(tǒng)振蕩二種情況；系統(tǒng)振蕩由振蕩閉鎖回路區(qū)分，這里只需要考慮三相短路

103、。三相短路時，因三個相阻抗和三個相間阻抗性能一樣，所以僅測量相阻抗。</p><p>　　一般情況下各相阻抗一樣，但為了保證母線故障轉(zhuǎn)換至線路構(gòu)成三相故障時仍能快速切除故障，所以對三相阻抗均進行計算，任一相動作跳閘時選為三相故障。</p><p>　　低壓距離繼電器比較工作電壓和極化電壓的相位；</p><p><b>　　工作電壓：</b>&

104、lt;/p><p><b>　　極化電壓：</b></p><p><b>　　這里： </b></p><p><b>　　為工作電壓</b></p><p><b>　　為極化電壓</b></p><p>　　ZZD為整定阻抗

105、；為記憶故障前正序電壓</p><p>　　正方向故障時，故障系統(tǒng)圖如3.5所示：</p><p>　　圖3.5 正方向故障系統(tǒng)圖</p><p>　　在記憶作用消失前： </p><p>　　因此， </p><p>　　繼電器的比相方程為：</p><

106、;p>　　則 </p><p>　　設(shè)故障母線電壓與系統(tǒng)電勢同相位δ=0，其暫態(tài)動作特性如圖3.6所示：</p><p>　　測量阻抗ZK在阻抗復數(shù)平面上的動作特性時以ZZD至- ZS連線為直徑的圓，動作特性包含原點表明正向出口經(jīng)或不經(jīng)過渡電阻故障時都能正確動作，并不表示反方向故障時會誤動作；反方向故障時的動作特性必須以反方向故障為前提導出，當δ不為零時，將

107、是以ZZD至- ZS連線為弦的圓，動作特性向第Ⅰ象限或第Ⅱ象限偏移。</p><p>　　圖3.6 正方向故障時動作特性圖 </p><p>　　反方向故障時，故障系統(tǒng)圖如3.7所示：</p><p>　　圖3.7反方向故障的計算用圖</p><p><b>　　在記憶作用消失前：</b

108、></p><p>　　因此， </p><p>　　繼電器的比相方程為：</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　圖3.8 反方向故障時動作特性 圖3.9 三相短路穩(wěn)態(tài)特性</p><p

109、>　　測量阻抗- ZK在阻抗復數(shù)平面上的動作特性是以ZZD與 Z′S連線為直徑的圓，如圖3.8所示，當 - ZK在圓內(nèi)動作，可見，繼電器由明確的方向性，不可能誤判方向，以上的結(jié)論是在記憶電壓消失以前，即繼電器的暫態(tài)特性，當記憶電壓消失后，正方向故障時：</p><p><b>　　反方向故障時：</b></p><p>　　正方向故障時，測量阻抗ZK在阻抗復數(shù)平

110、面上的動作特性如圖3.9所示，反方向故障時，-ZK動作特性也如圖3.9所示。由于動作特性經(jīng)過原點，因此母線和出口故障時，繼電器處于動作邊界；為了保證母線故障，特別時經(jīng)弧光電阻三相故障時不會誤動作，因此。對Ⅰ、Ⅱ段距離繼電器設(shè)置了門坎電壓，其幅值取最大弧光壓降。同時，當Ⅰ、Ⅱ段距離繼電器暫態(tài)動作后，將繼電器的門坎倒置，相當與將特性圓包含原點，以保證加速器動作后能保持到故障切除。為了保證Ⅲ段距離繼電器的后備性能，Ⅲ段距離元件的門坎電壓總是倒

111、置的，其特性包含原點。</p><p>　　3.5.2 接地距離繼電器</p><p>　　3.5.2.1 Ⅲ段接地距離繼電器</p><p><b>　　工作電壓：</b></p><p><b>　　極化電壓：</b></p><p>　　采用當前正序電壓，非記憶量，這是

112、因為接地故障時，正序電壓主要由非故障相形成，基本上保留了故障前的正序電壓相位，因此，Ⅲ段接地距離繼電器的特性與低壓的暫態(tài)特性完全一致，見圖1、圖2，繼電器由很好的方向性。</p><p>　　3.5.2.2 Ⅰ、Ⅱ段距離繼電器</p><p>　　由正序電壓極化的方向阻抗繼電器：</p><p><b>　　工作電壓：</b></p>

113、;<p><b>　　極化電壓：</b></p><p>　　Ⅰ、Ⅱ段極化電壓引入移相角Ø1，其作用時在短線路應(yīng)用時，將方向阻抗特性向第Ⅰ象限偏移，以擴大允許故障過渡電阻的能力。其正方向故障時的特性如圖所示。Ø1取值范圍為0º、15º、30º。</p><p>　　由圖可見，該繼電器可測量很大的故障過渡電

114、阻，但在對側(cè)電源助增下可能超越，因而引入了第二部分零序電抗繼電器以防止超越。</p><p>　　圖3.10 正方向故障時繼電器特性</p><p><b>　　零序電抗繼電器</b></p><p><b>　　工作電壓：</b></p><p><b>　　極化電壓：</b>

115、;</p><p><b>　　ZD為模擬阻抗。</b></p><p><b>　　比相方程為</b></p><p><b>　　正方向故障時：</b></p><p><b>　　則 </b></p><p>　　上式為典型