PPT-2 基于故障分量的继电保护原理演示教学.ppt

正向故障 反向故障 动作特性 基于正序故障分量的故障方向检测判据 单一继电器能反应所有故障类型； 具有很强的抗过渡电阻能力； 无电压死区问题； 不受负荷电流的影响，灵敏度高； 具有较快的动作速度。 问题：在实际应用中如何求正序故障分量？ 正序故障分量方向元件的特点： 提取各相电压、电流故障分量的瞬时值； 利用DFT算法计算各相电压和电流的工频故障分量； 利用相、序分量之间的关系求出正序故障分量。 Design and Evaluation of Directional Algorithm for Transmission Line Protection Based on Positive sequence fault components Houlei Gao Peter Crossly IEE proceedings –Generation, Transmission and Distribution Nov. 2006, Vol. 153, No.6 第二章 自适应电流速断保护原理 基于故障分量的继电保护原理 专题二 主要内容 第一章 故障分量的概念及方向保护原理 第二章 自适应电流速断保护 超高压输电线路短路电流中的各种分量及产生的原因 基本的非周期分量 附加的非周期分量 高频分量 低频分量 稳态分量 通过反应（检测）故障后电压、电流的工频量来实现保护功能 传统继电保护的特点: 动作性能受负荷电流的影响 如何解决? 1.1 故障分量的基本概念 系统发生故障时，在故障初期可用叠加原理分析故障网络。 —故障点在正常运行情况下的电压。 —故障电动势 故障附加状态--故障电动势单独作用下对应的网 络状态。 故障分量包括暂态故障分量和稳态故障分量； 暂态故障分量为衰减的直流分量和各次谐波分量； 稳态故障分量为工频变化量。 故障分量的特征： 正常运行情况下无故障分量，它们只在故障时出现; 故障分量电流与负荷电流无关; 故障点故障分量电压最大，系统中性点处为零; 保护安装处故障分量电压和电流的相位关系由保护安装处到系统中性点之间的阻抗决定，且不受系统电动势和故障点过渡电阻的影响。 1.2 故障分量的提取 根据叠加原理，故障分量电压、电流等于故障后实测的电压、电流减去故障前对应的电压、电流。 (1). 模拟量实现方案 (2). 数字量实现方案 算法如下： 式中： 采样序号 每周采样次数（通常取12） 注：上述方法在故障后的一个周波时间内所提取的故障分量是完整的，此后则不能正确反映。 1.3 利用故障分量的方向元件 90°接线的方向元件——三相短路有死区，灵敏度受过渡电阻影响; 零序功率方向元件——只反映接地故障; 负序功率方向元件——只反映不对称故障; 相电压补偿式——只反映不对称故障 1.传统方向元件及存在的问题 2. 故障分量方向元件及工作原理 由以上分析可知，正向F1点故障时， 落后于 约为90°；反向F2点故障时 超前于 约为90° 。 因此，利用故障分量的方向元件在正反方向故障时具有明确的方向性，能用来实现方向性保护。 如何设计动作判据? 基于故障分量的方向元件具有以下特点： 不受负荷状态的影响 不受过渡电阻的影响 无电压死区 方向性明确 1.4 正序故障分量及其特征 1. 对称分量的简单回顾 当F点发生单相接地短路时，为串联型复合序网： 当F点发生两相直接短路时，为并联型复合序网： 当F点发生两相接地短路时，为并联型复合序网： 当F点发生三相短路时， 正序复合序网的分解及正序故障分量的计算 将正序复合序网等效，然后应用叠加原理进行分解，则得到正序故障附加状态。 正常运行条件下F点的电压，可用下式计算： 正序故障附加状态就是分析计算正序故障分量电压和电流的复合序网 正序故障分量的特征： 正序故障分量在任何故障类型下均存在，因此能用来反应各种短路 正序故障分量电流的大小与故障类型有关，三相短路时最大，单相接地短路时最小 正序故障分量在故障点时最大，在系统中性点处为零 利用正序故障分量电压和电流能独立的正确判断故障方向，无需考虑故障选相问题 （为什么？） 正序故障分量的上述特点使它更适合于被继电保护所利用 1.5 基于正序故障分量的方向元件