第章-阻抗保护 ppt课件

短路电流与流过被保护线路的短路电流实际可能的最小比值， 即
K bra


I BC IAB
m in
（2）与相邻变压器的快速保护相配合

Z II act1

K II rel
ZAB

K bra Z B
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(3-58)
22
式中，ZB 为变压器短路阻抗；考虑到 ZB 的数值有较大偏差，
对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定，即取

ZI act1

K
Z I
rel AB
(3-56)

式中
kI rel
为可靠系数，取0.8~0.85。
2．动作时限
距离保护Ⅰ段的动作时限是由保护装置的继电器固有动作时
限决定，人为延时为零，即 t I 0 秒。
二、距离保护第Ⅱ段的整定
1．动作阻抗
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12
2、外汲电流的影响：
AZ
IAB
D
B
IK 2
C
IK1 K
lK
Zm

IK1Z1lK IAB Z1l AB IAB
Z1l AB

IK1 IAB
Z1lK
Z1l AB Kb Z1lK
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13
结论2
汲出电流的存在，使阻抗继电器 的测量阻抗减小，保护范围延长， 可能造成保护无选择动作。
A Z3
~
B Z2
C Z1
t
t II 3
t
I 3
tI 2
保 护 3的 I段
保 护 3的 II段
t III 3
t II 2 tI 1
t III 2
l
保 护 3的ppIIt课I段件
4
图 3-1距 离 保 护 的 时 限 特 性
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5
二、阻抗保护的动作特性
阻抗继电器是距离保护装置的核心元件，其主要作 用是测量短路点到保护安装处之间的距离，并与整 定阻抗值进行比较，以确定保护是否应该动作。

Krel (Z AB

K
b
ZI oper.2
)
Krel取0.8
（2）与相邻变压器的快速保护相配合。
Z II oper.1

Krel
(Z AB

KbZT）
两者取较小者作为整定阻抗。
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10
★ 保护安装处和故障点间分支线对距离保护影响
1、助增电流的影响：
AZ
IAB
B
IK
KC
D
IDB
lK
主要元件为距离继电器，可根据其端子上所加的电压和电 流测知保护安装处至故障点间的阻抗值。距离保护保护范 围通常用整定阻Z抗set 的大小来实现。
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2
正常运行时保护安装处测量到的阻抗为负荷阻抗 ，即
式中
Um
——测量电压；
Zm

U m Im
ZL
Im ——测量电流；
Zm ——测量电压与测量电流之比，测量阻抗。
Байду номын сангаас
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26
在被保护线路任一点发生故障时，保护安装处的测量电压 为 Um Uk ，测量电流为故障电流 Ik ，这时的测量阻抗为 保护安装处到短路点的短路阻抗 Zk
Zm

U m Im
ppt课UI件kk
Zk
3
2、时限特性
距离保护的动作时间t与保护安装处到故障点之间的距离l的
关系称为距离保护的时限特性，目前获得广泛应用的是阶梯 型时限特性，称为距离保护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段
时限大一个时限阶段，即
t III

t III 2

t

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25
3．灵敏度校验
作近后备保护时

Ksen远

Z III act1
ZAB KbraZBC
1.2
(3-63)
作远后备保护时

Ksen远

Z III act1
ZAB KbraZBC
1.2
(3-64)

1 Krel KresK ss
Z l . m in
Z l . m in

0.9U N Il.max
Krel取1.2 1.3
Kres取1.15 1.15
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16
灵敏度校验
近后备：K se n

Z III oper.1 Z AB
1.5
远后备：K se n

Z III oper.1
Z ABKbZ BC
解决：在整定计算中解决，计算 动作电流时引入最小分支系数。
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14
灵敏度校验：
K sen

Z II oper.1 Z AB
1.3
动作时间：
t II oper.1

tI oper.2

t

0.5s
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15
3、距离III段
整定原则：躲过本线路最小负荷阻抗
Z III oper.1

t II 2

t
三、 距离保护的第Ⅲ段的整定
1．动作阻抗 按躲开最小负荷阻抗来选择，若第Ⅲ段采用全阻抗继电器，
其动作阻抗为

ZIII act.1

1
K
K III rel
reK
ss
Zload.m in
(3-61)
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24
式中 K IIIrel——可靠系数，取1.2~1.3；
ZAB
1.5
(3-60)
如灵敏度不能满足要求，可按照与下一线路保护第Ⅱ段相配
合的原则选择动作阻抗，即
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23
Z K Z K Z II act
II rel AB
II bra act.2
这时，第Ⅱ段的动作时限应比下一线路第Ⅱ段的动作时限大 一个时限阶段，即
t II 1
Zm

IK Z1lK
IAB Z1lAB IAB
Z1lAB

IK IAB
Z1lK
Z1l AB Kb Z1lK
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11
结论1
助增电流的存在，使AB线路A侧 阻抗继电器的测量阻抗增大，这 意味着其保护范围将会缩短，相 当于灵敏度下降
解决：在整定计算中解决。灵敏 度校验时引入最大分支系数.
（1）与下一线路的第一段保护范围配合，并用分支系数考 虑助增及外汲电流对测量阻抗的影响，即
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21

Z K Z K K Z II act1
II rel AB
I bra rel BC
(3-57)
式中，K IIrel为可靠系数，取0.8；K bra为分支系数，取相邻
线路距离保护第一段保护范围末端短路时，流过相邻线路的
所以取
K II rel
=0.7;
K bra 也取实际可能的最小值。

取（1）、（2）计算结果中的小者作为
Z
II a
c
t1。
2. 动作时限
保护第Ⅱ段的动作时限，应比下一线路保护第Ⅰ段的动作 时限大一个时限阶段，

t II 1

tI2

t

t
(3-59)
3.灵敏度校验

Ksen

Z II act
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第五节 距离保护的整定计算
以图3-44 为例，说明三段式距离保护的整定计算。
ZI ZII ZIII
ZI ZII ZIII
0 0.5 t
0 0.5 t
ZA
A
1 ZAB
B
2 ZBC
C
Z
' A
3
A'
B'
图3-44 电力系统接线图
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20
一、距离保护第Ⅰ段的整定
1.动作阻抗
A Z 1 IAB
BZ 2
Z3
C
K
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8
1、距离I段 整定原则：躲过下一线路出口短路
ZI 0 per.1

KrelZ AB
Krel 0.8 0.85
ZI set.1

ZI 0 per.1
nTA nTV
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9
2、距离II段
整定原则 （1）与下一相邻线路距离I段配合。
Z II oper.1
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2. 主要缺点 （1）不能实现全线瞬动。对双侧电源线路，将
有全线的30%～40%范围以第Ⅱ段时限跳闸，这对 稳定有较高要求的超高压远距离输电系统来说是 不能接受的。
（2）阻抗继电器本身较复杂，还增设了振荡闭 锁装置，电压断线闭锁装置，因此，距离保护装 置调试比较麻烦，可靠性也相对低些。
Um 和 Im的比值称为继电器的测量阻抗 Zm 。
由于 Zm 可以写成 R jX 的复数形式，所以可以 利用复数平面来分析这种继电器的动作特性，并用
一定的几何图形把它表示出来。
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6
M 1 N 2 TA
P3
TV
Im
jX P
Zm
ZI se t
U m
2
R
3
M
1
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7
三、 距离保护整定计算
1-4 阶段式阻抗保护
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1
一、阻抗保护构成原理
1、距离保护的基本概念
电流保护一般只适用于35kv及以下电压等级的配电网。
对于110kv及以上电压等级的复杂电网，必须采用性能更加 完善的保护装置，距离保护就是适应这种要求的一种保护 原理。
距离保护：反应保护安装地点至故障点之间的距离，并根 据距离的远近而确定动作时限的一种保护装置。

Kre ——继电器返回系数,取1.1~1.15;

Kss ——考虑电动机自起动时的自起动系数;

Z
loa
d.m
——最小负荷阻抗，
in
Z
load.m
in

0.9U N ； 3I loa d.m a x
Iload.max ——被保护线路可能最大负荷电流。
2．动作时限
保护第Ⅲ段的动作时限较相邻与之配合的元件保护的动作
1.2
动作时间：toIpIIer.1
{t t } III III oper.2，oper.3 m ax

t
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四、对距离保护的评价
1．主要优点 （1）能满足多电源复杂电网对保护动作选择性
的要求。
（2）阻抗继电器是同时反应电压的降低与电流的 增大而动作的，因此距离保护较电流保护有较高的 灵敏度。其中Ⅰ段距离保护基本不受运行方式的影 响，而Ⅱ、Ⅲ段仍受系统运行方式变化的影响，但 比电流保护要小些，保护区域和灵敏度比较稳定。