主要内容 线路的继电保护原理与技术 变压器的继电保护原理与技术 母线的继电保护原理与技术 继电保护的发展与展望  主要内容 线路的继电保护原理与技术 变压器的继电保护原理与技术 母线的继电保护原理与技术 继电保护的发展与展望  线路的分类 在电力系统中，线路包括高压、超高压及特高压的输电线路和中低压的配电线路，从继电保护的角度出发，主要分为以下三类：   1. 6～66kV的中低压配电线路；   2. 110kV的输配电线路；   3. 220kV及以上电压等级的高压输电线路。  配电线路的继电保护 这三种类型线路的继电保护在原理上和构成上有很大的差异： 1. 6～66kV的中低压配电线路一般为单电源、辐射状的小电流接地系统线路，故障形式只有三相故障和两相故障两种形式（ABC三相故障或AB、BC、CA两相故障）。保护一般为电流电压保护，特殊情况下为方向性电流电压保护、距离保护或纵联保护。主要问题是速断保护区短，线路大部分的故障需要经过延时切除。    配电线路的继电保护   带来的危害：   （1）设备烧毁的程度严重；   （2）引发电压稳定性问题；   （3）电压跌落持续时间长；   （4）重合闸成功率低等。 配电线路的继电保护   解决问题的思路：   （1）微机保护采用后，简单、经济、可靠不再是电流电压保护的独特优点；   （2）配电系统全面推广应用距离保护；（技术上没有困难，不增加复杂程度，除应该考虑TV断线闭锁外，基本没有负面影响）   （2）纵联保护原理应用于配电线路保护。（主要考虑用低成本的通信手段传输继电保护的信息，可用的手段包括：导引线、复用光纤、无线电台、移动通信、无线宽带技术 等） 110kV输配电线路的继电保护 110kV的输配电线路一般为大电流接地系统的单电源辐射状网络，部分线路末端可能接有小的分散电源； 故障的形式包括：三相故障、两相故障、两相接地故障、单相接地故障共有不同相别的十种故障类型； 采用的保护一般为三段式相间距离保护、三段式接地距离保护、多段式（方向）零序电流保护； 110kV输配电线路的继电保护 末端带有分散电源时，或线路接于较为重要的母线时，可采用纵联保护。 该电压等级线路的继电保护原理和技术都比较成熟，性能基本满足要求。 主要问题成套保护后，只有原理上的后备保护，没有设备上的近后备保护。 集成式后备保护的概念：全站共用一套后备保护 220kV及以上输电线路的继电保护 220kV及以上电压等级的输电线路一般按双侧具有电源考虑，所接电网为大电流接地系统，断路器一般采用分相操作，通常采用综合重合闸方式； 故障的形式包括：三相故障、两相故障、两相接地故障、单相接地故障共有不同相别的十种故障类型，同时要考虑非全相运行的问题、同杆并架双回线的跨线故障问题等； 220kV及以上输电线路的继电保护 220kV及以上电压等级输电线路在电力系统中占据着十分重要的地位，对其继电保护有较高的要求，微机保护后，线路保护一般均设计为成套保护，即一套保护完成所有的主保护和原理上的后备保护功能，为了实现设备上的后备，通常采用双重化配置或多重化配置。 220kV及以上输电线路的继电保护 每套保护的配置方式一般为：   （1）主保护：能够全线速切的纵联差动或纵联比较式保护、快速跳闸的独立段保护（如工频变化量距离保护等）   （2）后备保护：三段式相间距离保护、三段式接地距离保护、多段式（方向）零序电流保护；   （3）综合重合闸。     本次讲课主要讨论220kV及以上电压等级的线路保护。 220kV及以上输电线路的继电保护 主要包括以下的几项内容：   （1）输电线路的距离保护；   （2）输电线路的纵联电流差动保护；   （3）输电线路的纵联比较式保护；   （4）输电线路的综合重合闸。? 220kV及以上输电线路的继电保护   （1）输电线路的距离保护；   （2）输电线路的纵联电流差动保护；   （3）输电线路的纵联比较式保护；   （4）输电线路的综合重合闸。 输电线路的距离保护 距离保护是通过反映故障点到保护安装处的距离而动作的继电保护装置，通常应用于110kV及以上电压等级的输电线路，其原理也可以应用于35kV及以下电压等级的配电线路； 构成距离保护的核心就是测量故障点到保护安装处的距离，并与一个事先整定的距离相比较，测量距离小于整定距离时保护动作； 测量故障距离的方法包括阻抗法、行波法和雷达法，其中应用最多的是阻抗法，此处重点介绍阻抗法。  测量阻抗及其与故障距离之间的关系 测量阻抗定义为保护安装处测量电压与测量电流之比：      测量阻抗及其与故障距离之间的关系 在电力系统正常运行时，    近似为额定电压，    为负荷电流，    为负荷阻抗。负荷阻抗的量值较大，其阻抗角为数值较小的功率因数角（一般功率因数为不低于0.9，对应的阻抗角不大于25.80），阻抗性质以阻性为主，如下图中的    所示。  测量阻抗及其与故障距离之间的关系 电力系统发生金属性短路时，     降低，                                               增大，    变为短路点与保护安装处之间短路阻抗      ，对于具有均匀分布参数的输电线路来说，   与短路距离     成线性正比关系，即： 测量阻抗及其与故障距离之间的关系 短路阻抗的阻抗角就等于输电线路的阻抗角，数值较大(对于220kV及以上电压等级的线路，阻抗角一般不低于750)，阻抗性质以感性为主。当短路点分别位于图1 中的k1 、k2和k3点时，对应的短路阻抗分别如图2中的     、    和     所示。  测量阻抗及其与故障距离之间的关系 依据测量阻抗      在上述不同情况下的“差异”，保护就能够“区分”出系统是否出现故障，在发现有故障的情况下，可以进一步地“区分”出是区内故障还是区外故障。 继电保护：依据“差异”，实现“区分”  三相系统中测量电压和测量电流的选取 上面的讨论是以单相系统为基础的。在这种单相系统中，测量电压      就是保护安装处的电压，测量电流      就是线路中的电流，系统金属性短路时两者之间的关系为：                                                                                                               （5） 三相系统中测量电压和测量电流的选取 该式是距离保护能够用测量阻抗来正确表示故障距离的前提和基础，即只有测量电压、测量电流之间满足该式时，测量阻抗才能正确地反应故障的距离。 在实际三相系统的情况下，由于存在多种不同的短路类型，而在各种不对称短路时，各相的电压电流都不再简单地满足式（5），所以无法直接用各相的电压、电流构成距离保护的测量电压和电流。  三相系统中测量电压和测量电流的选取 现以图3所示网络中k点发生短路故障时的情况为例，对此问题进行分析讨论。按照对称分量法，可以求出M母线上各相的电压： 三相系统中测量电压和测量电流的选取 三相系统中测量电压和测量电流的选取 （6）式的成立与故障类型无关，即对任何类型的故障都成立； 对于不同类型和相别的故障，故障点的边界条件是不同的，即（6）式中      、      和    的取值是不同的，下面以单相接地故障

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