新型继电保护与故障测距原理与技术
继电保护原理距离保护原理
继电保护原理距离保护原理系统在正常运行时，不可能总工作于最大运行方式下，因此当运行方式变小时，电流保护的保护范围将缩短，灵敏度降低；而距离保护，顾名思义它测量的是短路点至保护安装处的距离，受系统运行方式影响较小，保护范围稳定。
常用于线路保护。
距离保护的具体实现方法是通过测量短路点至保护安装处的阻抗实现的，因为线路的阻抗成正比于线路长度。
在前面的分析中大家已经知道：保护安装处的电压等于故障点电压加上线路压降，即U KM=U K+△U；其中线路压降△U并不单纯是线路阻抗乘以相电流，它等于正、负、零序电流在各序阻抗上的压降之和，即△U=IK1*X1+ IK2*X2+ IK0*X0 。
接下来我们先以A相接地短路故障将保护安装处母线电压重新推导一下。
因为在发生单相接地短路时，3IO等于故障相电流IKA；同时考虑线路X1=X2 则有：U KAM=U KA+I KA1* X LM1+ I KA2* X LM2+ I KA0* X LM0=U KA+I KA1*X LM1+ I KA2*X LM1+ I KA0*X LM0+ (I KA0* X LM1－I KA0* X LM1)=U KA+ X LM1(I KA1+ I KA2+ I KA0)+ I KA0（X LM0－X LM1）=U KA+X LM1*I KA+ 3I KA0（X LM0－X LM1）*X LM1/3X LM1=U KA+X LM1*I KA[1+（X LM0－X LM1）/3X LM1]令K=（X LM0－X LM1）/3X LM1则有U KAM=U KA+I KA*X LM1(1+K)或U KAM=U KA+I KA*X LM1(1+K)=U KA+X LM1(I KA+KI KA)=U KA+X LM1(I KA+K3I KA0)同理可得U KBM=U KB+ X LM1(I KB+K3I KB0)U KCM=U KC+ X LM1(I KC+K3I KC0)这样我们就可得到母线电压计算得一般公式：U KΦM=U KΦ+ X LM1(I KΦ+K3I0)该公式适用于任何母线电压的计算，对于相间电压，只不过因两相相减将同相位的零序分量K3I KC0减去了而已。
现代电力系统继电保护原理与技术课件
微机继电保护
基于微处理器的数字式继电保护， 具有自检、计算、通信等功能。
智能电网继电保护
基于传感器、通信、人工智能等技 术的保护，具有自适应、自愈等功 能。
02 继电保护的基本原理
继电保护的工作原理
继电保护装置通过检测电力系统的故 障信号和正常运行状态下的电气量变 化，来判断是否发生故障或处于异常 状态。
现代电力系统继电保护原理与技术 课件
contents
目录
• 现代电力系统继电保护概述 • 继电保护的基本原理 • 继电保护的常用技术 • 继电保护装置及其应用 • 现代电力系统继电保护的挑战与展望
01 现代电力系统继电保护概 述
继电保护的基本概念
继电保护
指在电力系统发生异常或故障时 ，利用一些电气量变化，快速、 自动地、有选择地切除故障部分 ，保证非故障部分继续运行。
详细描述
广域保护技术通过广域测量系统和通信网络，获取电力系统的广域信息，实现对系统进 行快速、准确和可靠的保护。这种技术能够提高系统的稳定性和可靠性，减少大面积停
电事故的发生。
04 继电保护装置及其应用
继电保护装置的基本构成
01
02
03
传感器
用于监测电力系统的运行 状态，如电压、电流、功 率等。
总结词
能够根据电力系统的实时运行状态自动调整保护参数的一种 技术。
详细描述
自适应保护技术通过实时监测电力系统的运行状态，根据系 统的变化自动调整继电保护装置的参数，以适应系统的变化 。这种技术能够提高保护的准确性和可靠性，减少误动和拒 动的情况发生。
广域保护技术
总结词
以广域测量系统和通信网络为基础，实现对电力系统进行快速、准确和可靠的保护的一 种技术。
电力系统继电保护电网距离保护原理
三相系统中测量电压和测量电流的选取
. 两相接地短路故障
有
或者
. 两相不接地短路故障 有
. 三相对称短路 此时故障点处的各相电压相等，且三相系统对称 时均为0。这种情况下，选用任意一相的电压、电 流或任意两相间的电压、电流差作为距离保护的 测量电压和电流均可。
10
故障环路的概念及测量电压、电流的选取
. 一种是首先精确地测量出Zm ，然后再将它与事先确 定的动作特性进行比较。当Zm落在动作区域之内 时，判为区内故障，给出动作信号；当Zm落在动作 区域之外时，继电器不动作。
. 另一种方法无需精确地测出Zm ，只需间接地判断 它是处在动作边界之内还是处在动作边界之外，即 可确定继电器动作或不动作。
18
偏移圆特性
正向整定阻抗与反向整定阻抗相量末端的连线，就是 圆特性的直径，它将圆分成两部分，即右下部分和左 上部分，当测量阻抗落在右下部分圆周的任一点上 时，有
当测量阻抗落在左上部分 圆周的任一点上时，有
测量元件的动作条件可表示为
19
偏移圆特性
• 使阻抗元件处于临界动作状态对应的阻抗称为动作阻 抗，通常用Zop 表示。对于具有偏移圆特性的阻抗继 电器而言，当测量阻抗Zm 的阻抗角不同时，对应的动 作阻抗是不同的。
. 在系统中性点直接接地系统中，发生单相接地时， 故障电流在故障相与大地之间流通；两相接地短路 时，故障电流既可在两故障相与大地间流通，也可 在两故障相间流通；两相不接地短路时，故障电流 在果把故障电流可以流通的通路称为故障环路，则
在单相接地短路时，存在一个故障相与大地之间的
20
方向圆特性
. 在偏移圆特性中，令Zset2 = 0， Zset1 = Zset ，则动作 特性就变成方向圆特性，特性圆经过坐标原点。
继电保护距离保护特性原理说明
三电网距离保护1距离保护基本原理与构成1.距离保护的概念短路时，电压电流同时变化，测量到电压与电流的比值就反映了故障点到保护安装处的距离，短路时：电流增大、电压变小、阻抗与电流的关系：故障点与保护安装处越近，阻抗越小，短路电流越大。
阻抗与距离的关系：阻抗与距离成正比，阻抗的单位是欧姆/公里。
距离保护与电流保护的关系：电流保护的范围与距离保护的范围大致相同，电流保护的范围就是用距离来衡量的，电流的保护范围实际反映的是距离的范围。
距离与电流是统一的。
但是，电流保护只用电流值来判断是否故障，距离保护使用电压、电流2个物理量来判断，因此，距离保护更准确。
2.测量阻抗、负荷阻抗、短路阻抗、整定阻抗、动作阻抗概念辨析？负荷阻抗：正常运行条件下，额定电压与负荷电流的比值；短路阻抗：短路发生后，保护安装处的残压与流过保护的短路电流的比值（线路的阻抗值）；短路阻抗总小于负荷阻抗。
测量阻抗：继电器测量到的电压除以电流，得到的阻抗值；正常运行时，测量阻抗就是负荷阻抗，短路时，测量阻抗就是短路阻抗。
测量阻抗能反应出运行状态。
整定阻抗：能使继电器动作的最大阻抗，是一个定值。
测量阻抗小于整定阻抗，继电器就动作。
阻抗继电器是一个欠量继电器，电流继电器是过量继电器，测量电流大于整定电流时动作。
这是一对对偶关系。
动作阻抗：阻抗继电器动作时，测量到的阻抗值。
比如：人为设置整定阻抗是20Ω，只要测量到的阻抗值小于20就可以动作，今天动作了一次，一查故障记录，动作阻抗是10Ω，说明动作准确无误。
3.一次阻抗、二次阻抗区别？这里要对比一次电流和二次电流的概念，道理是一样的。
一次阻抗：一次电压与一次电流的比值，二次阻抗：二次电压与二次电流的比值，4.测量阻抗角、负荷阻抗角、短路阻抗角、整定阻抗角、动作阻抗角概念辨析测量阻抗角：测量电压与测量电流的夹角负荷阻抗角：负荷电压与负荷电流的夹角短路阻抗角：短路电压与短路电流的夹角动作阻抗角：继电器动作时，加入继电器的电压与电流的夹角。
新型继电保护和故障测距的原理与技术
新型继电保护和故障测距的原理与技术嘿，朋友们！咱今天来聊聊新型继电保护和故障测距这神奇的玩意儿。
您想想，电就像咱们生活中的小精灵，到处欢快地跑着，给咱们带来光明和便利。
可要是这小精灵调皮捣蛋出了岔子，那可不得了！这时候，新型继电保护和故障测距就像是超级英雄一样登场啦！先来说说继电保护。
这就好比是咱们家里的保险丝，一旦电流出现异常，它就“啪”地一下断开，保护咱们的电器不受损伤。
新型继电保护呢，那可是更厉害的角色！它就像个超级敏锐的卫士，能够迅速感知到哪怕是极其微小的电流变化。
比如说，电网中突然出现了一个大大的电流冲击，就好像是一群野马突然狂奔起来。
这时候，新型继电保护就能瞬间做出反应，把这股“野马潮”给拦住，避免整个电网陷入混乱。
您说，这是不是特别神奇？再讲讲故障测距。
这就好比是咱们在茫茫大路上找丢失的宝贝。
当电网出现故障，就像是宝贝藏起来了，我们得赶紧找到它。
传统的故障测距方法，可能就像个近视眼，看不太清楚。
而新型的故障测距技术呢，那简直就是装上了高清望远镜！它能快速、准确地定位故障发生的位置，就像我们用手机导航能精准找到目的地一样。
您看啊，它可以通过各种高科技手段，比如先进的传感器和精妙的算法，迅速算出故障点到底在哪里。
这难道不比在黑暗中摸索强多了？而且啊，新型继电保护和故障测距技术还在不断发展，不断进化。
就像我们人一样，不断学习新本领，变得越来越强大。
您说，要是没有这些厉害的技术，咱们的生活还能这么方便吗？一旦电网出了问题，工厂没法生产，家里黑灯瞎火，那得多糟糕啊！所以说，新型继电保护和故障测距技术简直就是咱们现代生活的大救星！总之，新型继电保护和故障测距技术是电力世界的守护神，让咱们能安心地享受有电的美好生活。
咱们可得好好珍惜，期待它们未来带给我们更多的惊喜！。
新型继电保护与故障测距原理与技术
新型继电保护与故障测距原理与技术继电保护是高压输电线路的重要组成部分，在保证安全可靠的运行中发挥着重要作用。
为了更好的发挥继电保护的作用，许多国家和地区正在采用新型的继电保护和故障测距技术。
继电保护技术是一种被广泛采用的检测和处理线路故障的技术。
它可以根据特定的条件来评估故障的性质和位置，从而有效的检测并处理线路故障，保证输电系统的安全可靠运行。
然而，继电保护技术也有一些局限性，如它不能在不破坏电路及设备的前提下测出故障距离。
该技术的优点在于它可以实现精确的故障测距，使继电保护的效果更加明显，并且不会破坏高压输电线路，而是在不影响电路和设备正常运行的情况下安全、准确的测量故障距离。
此外，新型继电保护与故障测距技术还可以实现智能故障识别，对故障发生的时间、位置、原因等信息进行准确识别，便于把握故障情况，有助于继电保护在线路中及时有效的执行。
例如。
新型继电保护与故障测距原理与技术
新型继电保护与故障测距原理与技术摘要：近年来，我国电力行业取得了较快的发展，但电力故障也时有发生，对电力系统正常的运行带来较大影响。
目前，运用继电保护技术来对电力系统故障和运行异常进行诊断，或采取相应保护措施来保护电力系统是比较好的办法，确保电力系统运行的安全性和可靠性。
文章从继电保护系统的原理、作用和特点入手，对继电保护系统运行中的常见故障进行了分析，并进一步对继电保护系统运行中常见故障的处理办法进行了具体的阐述。
关键词：继电保护；故障测距原理；技术电力生产发展的需要和新技术的陆续出现是电力系统继电保护原理和技术发展的源泉。
继电保护工作者总是在不断地根据需要和可能,对已有的继电保护装置进行改进和完善,同时努力探求实现继电保护的新原理,开发新型的继电保护装置。
计算机的应用为此创造了前所未有的良机[1]。
1.继电保护系统的原理、作用和特点高压电力系统继电保护技术的原理是电气测量器件对被保护对象实时检测其有关电气量(电流、电压、功率、频率等)的大小、性质、输出的逻辑状态、顺序或它们的组合，还有检测其他的物理量(如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高等)作为继电保护装置的输入信号，通过逻辑运算与给定的整定值进行比较，然后给出一组逻辑信号来判断相应的保护是否应该启动，并将有关命令传给执行机构，由执行机构完成保护的工作任务(跳闸或发出报警信号等)。
高压电力系统继电保护技术的作用是专业对电力系统的正常运行工况进行监测显示，对异常工况进行及时的故障报警、故障诊断或快速切断异常线路(或设备等)的电力，进而为用户的正常生产、生活用电提供保证。
高压电力系统继电保护技术的特点是：①可靠性：继电保护装置有非常好的可靠性，不误动不拒动等；②选择性：正确选择故障部位，保护动作执行时仅将故障部位从电力系统中切除，保证无故障部分继续正常安全运行；③速动性：快速反应及时切除故障[2]。
2.继电保护故障测距原理及技术直流输电线路发生故障后，精确定位故障点，对于及时排除故障以及防止故障的再次发生具有重要意义。
新型输电线路故障测距装置的研制
新型输电线路故障测距装置的研制随着电力事业的迅速发展，越来越多的电力大型工程被投入使用，这就需要相应的输电线路保障设备来保障电力运输的安全稳定。
然而，现有的输电线路保护装置还存在一些不足，比如无法识别特定故障的类型和位置，难以快速定位故障点，对电力系统的保护作用不够充分等等。
考虑到这一问题，新型的输电线路故障测距装置应运而生，它能够快速、精心的识别故障类型和位置，并且及时处理，从而确保电力系统的可靠稳定运行。
本文将详细介绍新型输电线路故障测距装置的主要特点和实现原理。
首先，我们将分析传统输电线路保护装置的缺点，然后引出新型的输电线路故障测距装置的必要性。
随后，我们将详细讨论该装置的实现方式和其主要组成部分，最后根据实验结果进行性能分析，证明该装置优越性和应用前景。
传统输电线路保护装置的缺点主要有以下几点：一是无法精确定位故障点，难以有效解决故障问题；二是无法识别特定故障的类型和位置，难以及时处理；三是对电力系统的保护作用不够充分，无法防止故障扩散；四是缺乏针对性，未能满足不同需求的精准要求。
为解决上述问题，新型输电线路故障测距装置应运而生。
它采用先进的物联网技术和计算机视觉技术，能够在大范围内识别故障类型和位置，及时报警以保障电力系统的安全稳定运行。
下面我们将详细介绍该装置的实现方式和其主要组成部分。
新型输电线路故障测距装置主要由传感器、数据采集装置、数据处理装置和控制装置四个部分组成。
其中，传感器用于采集线路状态数据，数据采集装置用于将采集到的数据转换为数字信号传输到数据处理装置，数据处理装置则负责分析并处理这些数据，控制装置则根据分析结果执行相应的控制指令。
在实现过程中，我们将采用先进的计算机视觉技术来获取输电线路的实时图像和视频信息，并通过图像处理技术对故障进行快速检测和定位。
我们还将引入网络通信技术，将实时监控数据传输到云端处理，以便更为快速准确地进行故障分析和处理。
同时，我们还将采用大数据分析技术，对历史数据进行深入分析，帮助提高输电线路的智能化程度和运行效率。
电力系统继电保护课件第四章 距离保护
距离保护的发展趋势
数字化技术应用
随着数字化技术的发展，未来距离保护装置将更加智能化 和数字化，能够实现更快速、准确的故障定位和切除。
集成化和模块化设计
为了提高保护装置的可靠性和稳定性，未来距离保护装置 将采用集成化和模块化设计，减少外部元件数量，降低故 障率。
自适应和智能决策
随着人工智能技术的发展，未来距离保护装置将具备自适 应和智能决策功能，能够根据系统运行状态自动调整保护 参数和策略，提高保护的可靠性和稳定性。
障或恢复供电。
03
距离保护的整定计算
距离保护的定值计算
阻抗继电器定值
根据系统最大运行方式和最小运行方 式下的阻抗值，计算出继电器的启动 、速断和过流定值，以确保在故障发 生时能够正确动作。
动作时间整定
根据系统稳定运行的要求和保护装置 的特性，确定保护装置的动作时间， 以保证在故障发生时能够快速切除故 障。
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距离保护的原理
距离保护的原理是利用被保护线路的阻抗值随距离的变化而 变化，当线路发生故障时，阻抗值会发生变化，保护装置通 过比较线路两端电压和电流的大小，计算出阻抗值的变化， 从而确定故障点的位置。
当故障点距离保护装置越近时，阻抗值越小，反之则越大。 因此，当故障点在保护装置的整定范围内时，保护装置会迅 速动输电线路故障：某日，500kV输电线路A相发生接地故障，距离保护装 置正确动作，快速切除了故障线路，避免了事故的扩大。
案例二
某220kV变压器内部故障：某变压器在运行过程中发生内部匝间短路故障，由于 配置了距离保护，装置正确动作，及时切断了电源，避免了变压器的进一步损坏 。
02 03
变压器保护
新型继电保护和故障测距培训材料
缩小影响范围
通过选择性原理，继电保 护装置只切除与故障点直 接相关的设备，尽量缩小 停电范围。
02
新型继电保护技术
差动保护
总结词
差动保护是一种通过比较线路两端电流大小和相位来检测和切除故障的保护方 式。
详细描述
差动保护主要应用于变压器、发电机和电动机等设备的保护。它通过比较被保 护设备两端电流的大小和相位来实现故障检测，当发现故障时，迅速切除故障 设备，以减小对整个系统的影响。
故障测距的基本原理基于电路理论和 数学算法，如牛顿-拉夫逊法、二分法 等，通过迭代计算逐步逼近故障点位 置。
故障测距的常用方法
故障电流法
阻抗法
通过测量输电线路上的故障电流，结 合线路参数和阻抗等数据，计算出故 障点的位置。
通过测量输电线路上的电流和电压， 计算出线路的阻抗，再结合线路长度 和阻抗等数据，计算出故障点的位置。
方向保护
总结词
方向保护是一种通过比较故障电流的方向来检测和切除故障 的保护方式。
详细描述
方向保护利用电流的方向来判断是否发生故障。当故障发生 时，通过比较故障电流的方向与正常电流的方向，可以快速 定位故障方向，并切除相应的线路。方向保护对于消除单相 接地和相间短路等故障具有较好的效果。
电流保护
总结词
故障电压法
通过测量输电线路上的故障电压，结 合线路参数和阻抗等数据，计算出故 障点的位置。
故障测距技术的优缺点
优点
故障测距技术能够快速准确地确定故障点的位置，对于提高供电可靠性和减少停电损失具有重要意义 。
缺点
故障测距技术需要高精度的电流、电压测量设备和复杂的算法支持，成本较高。此外，对于一些特殊 类型的故障，如断线、短路等，故障测距技术可能存在一定的误差或失效。
继电保护新原理与新技术距离保护基础知识篇PPT学习教案
继电保护新原理与新技术距离保护基础 知识篇
会计学
1
基础知识
1、阻抗继电器的动作方程与 动作特性的对应关系
第20页/共30页
短路时母线残压计算的一般公式
对于相间故障，母线上的故障相间电压为：
U Uk I Z1
第21页/共30页
短路时母线残压计算的一般公式
前面的母线残压计算的一般公式，适用于任何 故障类型中对任何一相或相间电压的计算。也 适用于非全相中运行相又发生故障时对母线电 压的计算。
注意：当发生短路时输电线路上的相压降不等 于 IZ1 。只有发生的是不接地短路故障时才 是正确的。
第7页/共30页
苹果型阻抗继电器
比相式动作方程：
900 arg Z J Z zd 2700
ZJ
第8页/共30页
直线型阻抗继电器
比相式动作方程：
1800 arg ZJ Zzd 3600 R
第9页/共30页
折线型阻抗继电器
比相式动作方程： 1800 arg ZJ Zzd 3600
U k
(I 1I2
I0 )Z1
3I0
Z0 Z1 3Z1
Z1
U k I Z1 K 3I0Z1
Uk (I K 3I0 )Z1
第19页/共30页
短路时母线残压计算的一般公式
式中 K Z0 Z1
3Z1
为零序电流补偿系数。
从短路点到保护安装处的线路故障相电压降为：
(I K3I0 )Z1
继电保护新原理与新技术-新型距离继电器
U F I Z S Zm
正向短路动作特性
• 代入动作方程得到
ZS Zset ZS Zm
• 转换成相位比较动作方程
90 0 arg Z m Z set 270 0 Z m 2Z S Z set
• 该方程对应的动作特性是以 Zset 和 2ZS Zset
U F
ZK
U
N
ZR
U I ZR
工频变化量阻抗继电器的构成
• 用于构成快速的距离Ⅰ段
• 其动作方程为：
UOP UOP.M
– Uop为保护范围末端电压, UOP代表保护范围末
端电压变化量大于 UOP时.M 继电器动作, 否则不动 作。
– 对相间阻抗继电器 UOP U I Z SET
– 对接地阻抗继电器 UOP U I K 3I0 ZSET
S
Z ZD
COM
180
＝Arg
ZS ZD
0
•
反方向故障时：
＋＝Arg ZR
ZCOM ZD
0
＝Arg
ZR ZD
180
工频变化量方向继电器
• 在正方向方向元件中引入补偿阻抗 ZCOM ，其值
为：
0
Z COM
Z set 2
0.4Z L
当 Z S 0.5时 ZL
当 Z S 0.5时 ZL
单侧电源线路上发生短路纵联保 护拒动的原因(以闭锁式为例)
• 如果负荷侧起动元件未起动,则将由远 方起信起动发信,闭锁了电源侧的纵联 保护
• 如果负荷侧起动元件起动的话,则由于 方向元件或阻抗元件不动作而不能仃 信。闭锁了电源侧的纵联保护
继电保护之距离保护
U CA
I B IC
B相阻抗
IC I A
C相阻抗
（2）带零序补偿的接地距离0°接线方式。
测量电压 测量电流
UC UB UA I A K 3I 0 I B K 3I 0 I C K 3I 0
11/59
下面详细分析接线方式的测量情况。 实际上，正、负、零 M N Im 1 2 K 三序的电压表达式在任 何情况下均反映：K点 lK UK Um z1 , z2 , z0 l K 与M点之间的关系。
Z m z1 l K 2
Z set
ZK1
ZL
L
R
2）短路时:电压电流变化
R-X复平面表示 m U Zm Z K z1 l K r1 jx1 l K Im 其中，z1的角度一般在70 0 ～85 0 ，视线路而定。
7/59
ZK3
M
考虑到二次侧的测量阻抗受电流、电压互感器和输电线路
21/59
EC
UC UB IB U BC
BC两相相间短路时，接地测量阻抗：
1 U BCK 0 , 但U BK U CK U A 2 U B U BK Z1 I B K 3I 0
UB U BK ZB Z1 I B K 3I0 IB 一般情况下，有： B Z1 Z
m — 测量阻抗角；
Rm — 测量电阻； X m — 测量电抗。
复数可以用极坐标或直角坐标的形式来表示。
6/59
测量阻抗具有以下的“差异”:幅值&角
度 1）系统正常运行时
K3
M 1
Z m z1 l K 1
新型继电保护与故障测距原理与技术
新型继电保护与故障测距原理与技术新型继电保护与故障测距原理与技术是一种适用于电力系统保护和控制领域的新型技术，其主要原理是利用电路中信号的传递速度及其反射特性来诊断断路器、线路、变压器等电力设备的内部故障并进行保护控制。
故障测距技术是新型继电保护技术中的一种，其原理是通过采用多种适用于不同地点和不同频率的电流和电压信号来测量发生故障的线路或设备的故障距离，从而实现定位和诊断故障的目的。
新型继电保护技术的主要特点是具有很高的保护可靠性和速度、灵敏度及精度，具有智能化程度高、通信能力强、数据处理功能强等优点，能够有效地提高电力系统的安全可靠性和节能效益，减少由于电力设备故障导致的停电、事故等损失，具有重要的实际应用价值。
故障测距—牵引网故障测距(铁路牵引供电系统继电保护)
AT中性点吸上电流比故障测距
2.吸上电流比测距原理
（2）AT为理想变压器、钢轨对地全绝缘，沿线路阻抗参数均匀时。
根据回路电压方程、
基尔霍夫电流定律可得：
+1
D
++1
=
+1
D
++1
= +
9.33 AT供电牵引网故障时电流分布图
AT中性点吸上电流比故障测距
2.吸上电流比测距原理
XB4
BT
BT
BT
BT
BT方式
T
XB3
N
直供方式
XB2
BT供电牵引网
图9.28 BT供电牵引网
R
XB1
0
lB1
lB2
lB3
lB4
l
图9.29 直接供电和BT供电牵引网的X-l特征
直接供电和BT供电牵引网的X-l特征
− BT /2
=
n：故障牵引网在L范围内吸流变压器台数。
XBT：BT漏抗。
l
QF1
I1
QF2
L1
K
G1
QF
Zm
QF3
G2
I2
9.30 复线牵引网
L2
ሶ = 1ሶ + 2ሶ = 1ሶ + (1 + 2 − − 212 + 2 ) 2ሶ
复线牵引网
— QF1至k点的自主抗和互阻抗，Ω。
1、2 —上行和下行线的自阻抗，Ω。
12 —上行和下行线之间的互阻抗，Ω。
1ሶ 、2ሶ —流过上行线和下行线的故障电流，A。
复线直供方式牵引网故障测距
l
QF1
新型继电保护和故障测距
在这一电压的作用下，将产生由故障点f 向 线路两端传播的行波。
根据行波发生的时间先后，故障行波可 分为初始行波、故障点反射波、对端母 线反射行波以及相邻线路反射行波
行波的折、反射
故障信息可分为以工频信息及谐波为主 的稳态故障信息和暂态故障信息。
（2）尽量避免测量元件对继电保护装置的影 响： 光电互感器——解决电流互感器的饱和问题
（3）计算机在继电保护中的应用为充分利用 故障信息提供了技术手段： 自适应保护——实现保护的智能化 广域保护
新型继电保护的发展趋势是：
高速化——行波保护、暂态量超高速保护 智能化——自适应保护 一体化——保护、控制、测量、数据通信一
光电式电流互感器利用光电子技术和光纤传感技术来实现电流测量的新型测量装置了解继电保护领域最新发展概况微型机继电保护原理张举编中国水利水电出版社新型继电保护和故障测距的原理与技术葛耀中著西安交通大学出版社近年相关论文考核要求出勤抽查每次课的课堂笔记抽查期末大作业全体本节结束点此进入下一节一微机保护的基本组成二微机保护的发展过程三微机保护的特点四微机保护硬件构成五微机保护软件原理六微机保护的发展趋势输出信号整定值测量部分逻辑部分执行部分输入信号输入信号电压电流模拟量开关量通讯数据测量部分预处理采样计算逻辑部分信息的综合分析决断用数字技术进行数值逻辑运算来完成硬件实现继电保护功能的基础软件用计算机程序实现继电保护原理模块化设计从硬件结构发展的角度1984年微机距离保护杨奇逊采用单cpu及多路转换的adc模数变换模式90年代多单片机vfc式模数变换超大规模集成多路网络通信达到当时国际先进水平dspmcugps网络化光电互感器更高运算速度可靠性拓宽变电站自动化的发展从软件角度进入综合智能化阶段自适应行波原理模糊控制ann目前我国220kv以上系统的线路微机保护占有率达977220500kv变电所基于不同原理的双套微机主保护系列装置微机保护成为变电所综合自动化的一个子系统1灵活性强2综合判断能力强3性能稳定可靠性高4维护调试使用方便5易于获得各种附加功能例如线路保护低频减载自动重合闸故障录波故障测距打印等例如波形对称法识别励磁涌流6利用微机的智能特点可采用新原理1微处理器系统2数据采集系统3信号输入输出系统4通讯网络5人机接口6电源系统1任务进行数据处理实现各种继电保护算法和逻辑功能构成1微处理器芯片计算机自动工作的指挥中枢2存储器保存程序和数据3定时器计数器触发采样信号中断采样4看门狗监视程序运行防止死机和误动作1单cpu结构用于中低压变电所整套微机保护共用一个cpu结构简单容错能力低可靠性差2多cpu结构用于高压超高压变电所护和后备保护功能可靠性高多个cpu分别完成不同保护原理的多重主保3dspmcu结构为保护网络化打下了硬件基础数字处理芯片dsp数字运算微控制器mcu逻辑运算扩展功能
电力系统继电保护及故障检测方法的创新
电力系统继电保护及故障检测方法的创新随着电力系统的不断发展，继电保护及故障检测方法也在不断创新。
电力系统继电保护是指在电力系统中用以保护电力设备和线路在发生故障时保护设备不受损坏的一种措施，而故障检测方法则是用来探测电力系统中可能出现的故障，并及时进行处理，以确保电力系统的安全稳定运行。
近年来，随着科技的不断进步和创新，电力系统继电保护及故障检测方法也在不断得到更新和完善。
在这篇文章中，我们将主要探讨一些最新的创新技术和方法，以及它们对于电力系统运行的影响和意义。
一、智能化继电保护技术的应用智能化继电保护技术是近年来在电力系统中得到广泛应用的一种技术。
它主要是利用先进的数字化技术和智能化算法，来对电力系统中发生的故障进行实时监测和判断，并采取相应的措施来进行保护。
智能化继电保护技术的应用，可以使得电力系统的保护更加精准和及时，大大提高了电力系统的稳定性和安全性。
目前，智能化继电保护技术主要应用了以下几个方面的创新技术：一是数字化保护技术，通过将保护设备数字化，可以大大简化保护装置的参数调整和逻辑设置，提高了保护装置的可靠性和灵活性。
二是智能化算法技术，通过引入智能化的算法，可以对电力系统中可能出现的各种故障进行实时监测和判断，提高了保护的精度和速度。
三是通信技术的应用，通过引入先进的通信技术，可以实现保护设备之间的信息互通和数据共享，提高了保护的协调性和一体化程度。
二、大数据分析技术在故障检测中的应用随着大数据技术的不断发展和创新，大数据分析技术已经开始在电力系统的故障检测中得到应用。
大数据分析技术主要是利用先进的数据采集和分析技术，对电力系统中可能出现的各种故障进行实时监测和判断，并提供相应的处理方案。
通过大数据分析技术的应用，可以实现对电力系统中故障的精准检测和及时处理，为电力系统的稳定运行提供了强有力的技术支持。
大数据分析技术的应用对于电力系统的故障检测具有重要的意义。
它可以使得电力系统的故障检测更加及时和精准，提高了电力系统的稳定性和安全性。
浅谈新型继电保护与故障测距原理与技术
浅谈新型继电保护与故障测距原理与技术摘要：电力系统是我国国民经济的支柱产业，也是其他产业稳定繁荣发展的根本保证。
因此，保证电力系统的稳定安全运行，决定了我国国民经济稳定发展的关键因素。
随着我国经济的快速发展，电力系统规模逐渐扩大，超高压长途输电线路不断增加。
超高压输电线路承载着我国电力系统乃至整个国民经济的生命线，超高压线路的故障直接威胁到电力系统的安全稳定运行，甚至导致整个经济系统瘫痪。
因此，输电线路的继电保护和故障定位是为了及时修复线路，保证及时供电，同时也保证电力系统的安全稳定运行。
介绍了继电保护和故障定位的原理，并基于新技术对我国电力系统的稳定运行进行了研究和分析。
关键词：继电保护、故障测距、原理、新技术故障信息的识别、处理和利用是继电保护技术发展的基础。
为了消除系统中的故障部件，在20世纪20年代提出了电流差动、电流方向、距离、高频保护等一系列继电保护原理，目前继电保护的基本原理尚未有新的突破。
在电力系统对继电保护不断提出新的要求的情况下，在30s以后，对称分量在继电保护中广泛而成功地出现。
由于传统的继电保护原理是以工频电量为基础的，故障暂态过程中产生的有用信息被视为有害干扰，往往被过滤掉。
60年代以来，对保护行波进行了研究，开辟了在继电保护技术中利用故障暂态信息的新途径。
上述情况表明，不断挖掘和利用新的故障信息对继电保护技术的进一步发展具有重要意义。
1.继电保护与故障测距原理分析（1）继电保护主要是研究电力系统发生故障并危及安全运行的异常情况，从而探讨防范事故的自动化措施。
因为在其开发过程中主要采用接触继电器来保护电力系统及其部件(发电机、变压器、传输线等)，以避免损坏，所以又称继电保护。
基本任务是:当电力系统故障或异常情况，在最短的时间内和最小的区域，自动将故障设备从系统中，或从责任人员消除信号异常起源条件，以减少或避免设备的损坏和邻近地区电力供应的影响。
其基本原理是，继电保护装置必须有正确的区别，保护元件是在正常运行或故障时，是在保护区内或保护区外的故障。
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新型继电保护与故障测距原理与技术
发表时间：2018-02-01T15:50:47.927Z 来源：《防护工程》2017年第28期作者：袁晓斌巫光祥
[导读] 近年来，我国电力行业取得了较快的发展，但电力故障也时有发生，对电力系统正常的运行带来较大影响。
国网江西省电力有限公司萍乡供电分公司江西省萍乡市 337000
摘要：近年来，我国电力行业取得了较快的发展，但电力故障也时有发生，对电力系统正常的运行带来较大影响。
目前，运用继电保护技术来对电力系统故障和运行异常进行诊断，或采取相应保护措施来保护电力系统是比较好的办法，确保电力系统运行的安全性和可靠性。
文章从继电保护系统的原理、作用和特点入手，对继电保护系统运行中的常见故障进行了分析，并进一步对继电保护系统运行中常见故障的处理办法进行了具体的阐述。
关键词：继电保护；故障测距原理；技术
电力生产发展的需要和新技术的陆续出现是电力系统继电保护原理和技术发展的源泉。
继电保护工作者总是在不断地根据需要和可能,对已有的继电保护装置进行改进和完善,同时努力探求实现继电保护的新原理,开发新型的继电保护装置。
计算机的应用为此创造了前所未有的良机[1]。
1.继电保护系统的原理、作用和特点
高压电力系统继电保护技术的原理是电气测量器件对被保护对象实时检测其有关电气量(电流、电压、功率、频率等)的大小、性质、输出的逻辑状态、顺序或它们的组合，还有检测其他的物理量(如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高等)作为继电保护装置的输入信号，通过逻辑运算与给定的整定值进行比较，然后给出一组逻辑信号来判断相应的保护是否应该启动，并将有关命令传给执行机构，由执行机构完成保护的工作任务(跳闸或发出报警信号等)。
高压电力系统继电保护技术的作用是专业对电力系统的正常运行工况进行监测显示，对异常工况进行及时的故障报警、故障诊断或快速切断异常线路(或设备等)的电力，进而为用户的正常生产、生活用电提供保证。
高压电力系统继电保护技术的特点是：①可靠性：继电保护装置有非常好的可靠性，不误动不拒动等；②选择性：正确选择故障部位，保护动作执行时仅将故障部位从电力系统中切除，保证无故障部分继续正常安全运行；③速动性：快速反应及时切除故障[2]。
2.继电保护故障测距原理及技术
直流输电线路发生故障后，精确定位故障点，对于及时排除故障以及防止故障的再次发生具有重要意义。
目前，直流输电系统中普遍采用行波测距原理进行故障定位。
根据所采的用电气量来源不同，行波测距包括单端行波测距和双端行波测距两种类型。
单端行波测距检测整流站/逆变站的故障行波第一波头和第二波头的到达时刻，计算两次波头到达的时间差并与行波波速相乘得到测距结果；双端行波测距检测整流站和逆变站的故障行波第一波头到达时刻，计算两端换流站故障行波到达时间差并与行波波速相乘得到测距结果。
从行波测距的原理来看，影响测距精度的直接因素包括行波波头检测和行波波速选择两个方面。
2.1行波波头检测
行波波头检测的一种思路是设定动作门槛，当测距装置采样数据大于该动作门槛时认为故障行波到达。
为了避开脉冲噪声等因素的影响，动作门槛值一般要求较高。
实际的故障行波到达时刻为行波由零开始增大的时刻，测距装置的动作门槛越高，检测到的行波到达时刻与实际行波到达时刻之间的误差也越大。
因此，这一方法不可避免地存在可靠性与精确度的矛盾问题。
行波波头检测的另外一种思路是采用基于小波理论的波头检测方法。
小波变换的奇异性理论指出，当信号在奇异点处的奇异性指数为正时，小波系数的模极大值随变换尺度的增大逐渐增大；当信号在奇异点处的Lipschitz指数为负时，小波系数的模极大值随变换尺度的增大很快衰减；当信号在奇异点处的Lipschitz为0时，小波系数的模极大值不随变换尺度的改变而改变。
通过综合分析不同变换尺度下的小波系数模极大值的变化情况，可准确区分噪声与故障行波波头，避免了设立动作门槛,可较大地提高行波波头检测的准确度。
然而，采用小波方法进行行波波头检测时，如何从众多类型的小波基中选取一种合适的小波基一直缺乏清晰明确的理结论，只能够在大量仿真的基础上结合工程经验选取，这无疑增加了行波波头检测精度的不确定性[3]。
此外，行波波头的检测方法还有互相关函数法、数学形态学法等。
互相关函数法需要构造一个能够表征故障电气量与参考波头相关性的函数，测距装置将检测信号输入相关函数之中计算相关性量值，当相关性量值大于给定阈值时，认为行波波头到达。
数学形态学法需要设计一种合适的结构元素，并利用该结构元素对被检测信号进行腐蚀、膨胀等形态运算，从而提取被检测信号的结构特征，实现行波波头的检测。
互相关函数法和数学形态学法也具有较好的行波波头检测能力，但与小波方法存在相似的问题，互相关函数法存在参考函数的选取问题、数学形态学法存在结构元素的设计问题。
由于行波第一波头相比于稳态数据具有显著的阶跃特征，波头检测结果对于小波基、参考函数、结构元素的选择并不敏感。
采用小波法、互相关函数法、数学形态学法检测行波第一波头，检测误差一般能够控制在0～2个数据点，具有较高的检测精度。
目前，行波测距装置的采样频率可达到 1MHz，0～2个数据点的波头检测误差所造成的最大测距误差在1km左右，能够满足直流系统对于测距精度的要求[4]。
2.2行波波速选择
直流线路起始故障行波一般可视为阶跃波，其包含零到无穷频的所有频率分量。
由于线路参数的频变特性，不同频率分量具有不同的传播速度，起始故障阶跃波传输一段距离后将产生色散，成为波头与波尾被拉长的畸变阶跃波。
行波波头部分由传播速度较快的高频分量构成，波尾部分由高频分量和传播速度较慢的低频分量共同构成。
实际行波测距装置的分辨率和采样频率均为有限值，行波采样数据在时间和幅值上存在一定程度的离散,只有当行波幅值达到测距装置分辨率时才被分辨出来。
设采样得到的第一个数据点包含的最高频率分量为f，则故障行波的传播速度等于频率f所对应的单频正弦波在线路中的传播速度。
然而，由于行波在传播过程中的色散和衰减特性，随着过渡电阻、故障距离改变，行波采样得到的第一个数据点的频率构成具有较大差异，即实际测距装置感受的故障行波具有变波速特性。
在目前行波测距装置的硬件条件下，过渡电阻对行波波速的影响可以近似忽略，行波波速可以看作是故障距离的一元函数。
为选取合适的行波波速进行故障测距，可利用小波分析提取行波波头的特定频率分量，检测这一频率分量的到达时刻并计算该频率分量的传播波速，时间与波
速相乘得到测距结果。
另外，还可采用二次函数对反射波上升沿中间段的数据进行拟合得到行波视在起点，建立故障点与视在起点之间的波速联系，从而提高了测距精度[5]。
3.结语
电力系统运行的可靠性、安全性离不开继电保护装置的正确和可靠动作。
继电保护运行人员，应该不断熟悉电力系统的基础知识，熟练掌握故障分析方法，做好继电保护装置的维保工作，提高对继电保护装置常见故障的有效快速处理能力，从而提高继电保护系统的安全性、可靠性和正确性。
特别是当前继电保护技术已经向微机化、网络化、智能化的方向发展，呈现保护、控制和测量等一体化的发展趋势。
这就需要针对继电保护发展新情况来不断提升继电保护人员自身的专业技能，确保电力系统能够安全、可靠、稳定运行。
【参考文献】
[1]何正友,李小鹏,林圣.时频联合分析在输电线路继电保护和故障定位中的应用综述[J].电力科学与技术学报,2013
[2]蔡小玲,王礼伟,林传伟,等.基于智能变电站的站域保护原理和实现[J].电力系统及其自动化学报,2012。