距离保护知识2
距离保护_精品文档
TV
Im
jX P
Zm
ZI se t
U m
2
R
3
M
1
二、阻抗继电器的构成方法
1、全阻抗继电器 2、方向阻抗继电器 3、偏移特性的阻抗继电器
全阻抗继电器
特性：全阻抗继电器的动作特性是以保护安装点为圆 心、以整定阻抗Zset为半径所作的一个圆。圆内为动 作区，圆外为非动作区，圆周是动作边界。
特点： 动作无方向性； 动作阻抗与整定阻抗相等。
I、II段为主保护，III段为后备保护
第二节 阻抗继电器
测量阻抗 ：
•
Zm
Um
•
I 动作阻抗：测量阻抗正好位m于动作区边界上，继电
器刚好动作，这个称为继电器的动作阻抗（Zoper）。
整定阻抗（Zset）：人为给定的值，也是动作阻抗 的最大值.
一、阻抗继电器的动作特性
M 1 N 2 TA
P3
（二）消除死区的方法
中心思想就是寻找一个电压来代替原来的
Um起作用，寻找出来的电压我们也管它叫极 化电压（插入电压）。
方法一、采用记忆回路（同KW），主要是 保证方向阻抗继电器在暂态过程中正确动作。
方法二、当稳态情况下，靠引入非故障相电 压（引入第三相电压）消除两相短路的死区。
1、记忆回路： CL
I
m
Z set
|
|
KU
Um
1 2
I
m
Z set
| U0
当m sen l
Z oper.K
Z set
U0 KU Im
当继电器的起动阻抗等于0.9倍的 整定阻抗时所对应的最小测量电流， 称为精确工作电流。
Z operK
Z set 0.9Z se t
距离保护基本要求
距离保护基本要求
距离保护是一种电力系统保护，用于保护输电线路和变电站。
以下是距离保护的基本要求：
1. 灵敏度：距离保护应该具有足够的灵敏度，能够快速地反应故障情况，并在短时间内切断故障电路，避免故障扩大。
2. 可靠性：距离保护应该具有高度的可靠性，能够在各种环境下正常工作，并且不会出现误动作或漏动作。
3. 选择性：距离保护应该具有良好的选择性，能够区分故障电路和正常电路，避免误切正常电路。
4. 时限特性：距离保护应该具有合理的时限特性，能够根据不同的故障类型和距离设置不同的时限，以确保在最短时间内切除故障电路。
5. 整定计算：距离保护的整定计算应该根据实际情况进行，考虑线路参数、故障类型、保护范围等因素，以达到最佳的保护效果。
6. 维护管理：距离保护的维护管理应该得到足够的重视，定期检查和维护，以保证设备的正常运行和可靠性。
总之，距离保护的基本要求是灵敏度高、可靠性强、选择性好、时限特性合理、整定计算科学、维护管理到位。
距离保护的基本原理及应用
距离保护的基本原理及应用1. 引言随着现代科技的发展和社会进步，人们对安全的需求越来越高。
距离保护技术在能源、电力、工厂等领域得到广泛应用，为保护人员、设备和环境提供了有效的安全措施。
本文将介绍距离保护的基本原理及其应用。
2. 距离保护的基本原理距离保护是一种基于电力系统的电气量测量和信号传输原理，用于检测电力系统中的故障和异常情况，并以保护设备的速度切除故障点。
其基本原理如下：•使用传感器实时测量电力系统中的电流和电压信号。
•通过信号传输线路将测量得到的信号送到距离保护装置。
•采集和处理这些信号，以判断是否存在故障。
•当检测到故障时，距离保护装置将发送信号给断路器，切除故障点。
距离保护的核心是电气量的测量和信号传输。
测量电能的电流和电压信号的准确性对距离保护的可靠性至关重要。
3. 距离保护的应用距离保护在能源、电力、工厂等领域具有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：3.1 电力系统距离保护在电力系统中起到至关重要的作用。
在电力系统中，距离保护可以帮助检测和切除故障，保护关键设备，确保电力供应的连续性。
它可以应用于输电线路、变电站和配电系统中，保护设备免受电力系统故障的影响。
3.2 能源领域在能源领域，距离保护可以保护发电机、变压器和其他关键设备。
它可以监测能源传输和转换过程中的异常情况，并在必要时切断故障点，保护设备和人员的安全。
3.3 工厂安全保护距离保护技术还可以应用于工厂的安全保护。
在工厂中，距离保护可以监测工艺装置、机械设备和电力系统中的故障，并及时采取措施进行切除，以保护工人和设备的安全。
3.4 交通监控系统距离保护技术也可以应用于交通监控系统中，包括道路、铁路和隧道等交通设施。
它可以检测并切除交通设施中的电力故障，保护交通运行的安全性和稳定性。
4. 总结距离保护技术在各个领域具有广泛的应用。
通过测量电能的电流和电压信号，并及时进行故障切除，距离保护可以提供有效的安全保护，确保人员、设备和环境的安全。
距离保护
测量阻抗 Z m 是阻抗复平面图 上的一个向量。
阻抗继电器的动作特性
阻抗继电器的动作特性由阻抗复平面图上的阻抗 动作区来表示。
阻抗动作区：是阻抗复平面图 上的一个区域，当测量阻抗落 在区域内，则阻抗继电器认为 是内部故障，继电器动作
三种阻抗动作区：
阻抗继电器的接线方式
一、对接线方式的基本要求一
1. Z m∝l (保护至短路点的距离) Z m Z1l
2.
Zm与故障类型无关
阻抗继电器的接线方式
阻抗继电器的接线方式是继电器电流、电压的选取方式。 阻抗继电器的接线方式主要有两种： 1、0° 接线方式，反应相间短路故障； 2、相电压和具有K3I0补偿的相电流接线，反应接地短路故障。
4. 防止过渡电阻的方法
1）利用瞬时测量装置 2）改善阻抗继电器的动作特性
采用多边形的阻抗动作区。
二、电压互感器二次回路断线的影响及克服措施
运行中电压互感器二次回路断线时，输入阻抗继电器的电压
Um U m 0，则 Z m 0 Im
所以，有可能会造成距离保护误动作。
克服措施：采用电压互感器（PT、TV）断线闭锁元件，即 发现电压互感器二次侧断线后，闭锁距离保护，不使距离 保护误动作。 识别电压互感器二次侧断线的方法： 1、一相电压为零（或很低）； 2、电流中无零序电流或负序电流； 当同时满足上述条件1、2时，则任务电压互感器二次侧断线
Zzd
Zzd+ZJ
R
jX
Zzd ZJ Zzd
Zzd-ZJ
Zzd+ZJ
R
幅值比较和相位比较之间的关系（互换性）：
（1）幅值比较原理：
距离保护基础资料.
一、短路时保护安装处电压计算式
短路故障示意图
U U k I1 Z1 I2 Z2 I0Z0 I0Z1 I0Z1
U k
(I1
I2
I0 )Z1
3I0
Z0 Z1 3Z1
Z1
U k (I K 3I0 )Z1
K (Z0 Z1) ZM
3Z1
Z1
输电线路某相从保护安装处到短路点的 电压降
Zm
U m Im
ImZl Ik Zk Im
助增系数Kb
Ik Im
1
Ip Im
1
Kb Ik
Ik Zp
Z p Zs ZMN
1 Zs ZMN Zp
在距离2、3段整定中，求最小助增系数时， Zs最小，Z p最大.
（二）、外汲电流影响
Zm
U m Im
ImZl Ik Zk Im
U Uk IZ1
只有在正常运行、系统振荡、两相短路、 三相短路时，保护安装处某相电压才等 于该相电流乘以线路正序阻抗。
二、接线方式，工作电压
相间(零度接线)：UI
接地：I
U K 3I0
三、阻抗继电器的工作电压
U UOP U m ImZset (补偿电压) 1、正常、区外短路、系统振荡时工作电压为保护范围末端的电压； 2、区内短路时，假想从保护安装处－故障点－保护范围末端流过 相同的短路电流，保护范围末端的计算电压
Zl
Ik Im
Zk
Kb
Ik Im
1
Ip Im
1
测量阻抗 保护范围 超越动作 在2、3段整定计算中取最大分支系数。
（一）、正向金属性短路
U m ImZk
U op U m ImZset Im (Zk Zset )
距离保护与高频距离保护
*
一、距离保护
距离保护整定计算
为保证选择性，应按
Kfz为最小运行方式
来确定保护Ⅱ段的整
定值。
分支系数Kfz
当d点短路，保护2的测量阻抗为：
存在外汲电流，Kfz<1，测量阻抗减小；
此时，Kfz>1；
助增电流使测量阻抗增大；
*
一、距离保护
距离保护整定计算 距离Ⅱ段 整定原则 躲开线路末端变压器低压侧出口故障 检验：
*
单击此处添加文本具体内容，简明扼要地阐述你的观点
202X
距离保护与高频闭锁距离保护
*
一、距离保护 二、高频闭锁距离保护
202X
主要内容
一、距离保护
距离保护的基本原理 距离保护是通过测量被保护线路始端电压和线路电流的比值而动作的一种保护。也是反应了短路点到保护安装点之间阻抗大小（距离的长短），所以称这种原理的保护为距离保护，有时也称之为阻抗保护。 主要元件是距离（阻抗）继电器
一、距离保护
#2022
*
一、距离保护
距离保护整定计算 距离Ⅰ段 整定原则：躲过下一线路出口短路时的阻抗 整定值： 可靠系数：KK＝0.8~0.85；
*
距离保护整定计算 距离Ⅱ段 整定原则 （1）与下条线路Ⅰ段配合： KK取0.8，Kfz采用保护1第Ⅰ段末端短路时，可能出现的最小数值。
一、距离保护
*
三段式距离保护组成元件和逻辑框图 距离元件 测量短路点到保护安装处的阻抗； ZⅠ 、ZⅡ 采用方向阻抗继电器； ZⅢ采用偏移特性阻抗继电器。 时间元件 按照故障点到保护安装点的远近，根据预定的时限特性确定动作的时限。
一、距离保护
#2022
*
三段式距离保护工作情况 故障位于第Ⅰ段范围内， ZⅠ 起动，与起动元件的输出信号通过与门，瞬时作用于出口回路，动作与跳闸。 故障位于第Ⅱ段范围内， ZⅠ 不动， ZⅡ起动，随即起动Ⅱ段的时间元件tⅡ，待tⅡ延时到达后，通过与门起动出口回路，动作与跳闸。 故障位于第Ⅲ段范围内，ZⅢ动作起动tⅢ ，在tⅢ的延时之内，如果故障未被其他的保护切除，则在tⅢ延时到达后，通过与门起动出口回路，动作与跳闸。
《距离保护全》课件
适应性差
传统距离保护主要针对 稳态工况，对于暂态和 动态变化的工况适应性
较差。
维护困难
由于设备老化和环境变 化等原因，距离保护装 置可能会出现故障，维
护困难。
配置复杂
距离保护装置的配置和 调试过程较为复杂，需 要专业人员进行操作。
距离保护的发展趋势与展望
01
02
03
04
创新算法
研究新的算法和策略，提高距 离保护的准确性和可靠性，减
距离保护装置的测量阻抗与线路阻抗 成正比，当测量阻抗大于整定阻抗时 ，保护装置动作切除故障线路。
距离保护装置通过测量故障点至保护 装置的距离，并与预先设定的整定值 进行比较，判断是否发生故障，从而 决定是否动作。
距离保护的组成
距离保护装置由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。
测量部分负责测量线路阻抗，逻辑部分负责比较测量值与整定值，执行部分负责切 除故障线路。
《距离保护全》ppt课 件
contents
目录
• 距离保护概述 • 距离保护的基本原理 • 距离保护的算法与实现 • 距离保护的应用与案例分析 • 距离保护的未来发展与挑战
距离保护概述
01
定义与特点
定义
距离保护是一种基于阻抗测量原 理的保护方式，通过测量输电线 路的阻抗值变化来检测故障。
特点
具有较高的灵敏度和可靠性，能 够快速切除故障，减小故障影响 范围。
距离保护的重要性
提高电力系统稳定性
距离保护能够快速切除故障，降低故 障对电力系统的冲击和影响，提高电 力系统的稳定性。
保障设备安全
距离保护能够及时检测到线路故障， 避免设备在异常情况下运行，从而保 障设备的安全。
距离保护的历史与发展
距离保护I、II、III段保护范围怎样划分？影响距离保护动作的因素有哪些？怎样消除？为什么...
距离保护I、II、III段保护范围怎样划分？影响距离保护动作的
因素有哪些？怎样消除？为什么...
距离保护的第一段只能保护本线路全长80%~85%；第II段的保护范围为本线路全长并延伸至下一线路的一部分，作为线路I段保护的后备保护；第III段作为第I段、II段保护的后备保护，它能保护本线路和下一段线路的全长并延伸至再下一线路的一部分。
影响距离保护的因素有：
a、短路点的弧光电阻。
在距离保护中一般采用固定瞬时测量电路，予以消除。
b、电力系统振荡。
一般装设振荡闭锁装置予以消除。
c、分支电流在整定计算中，引入分支系数考虑其影响。
d、电压互感器二次断线，阻抗元件失压。
装设断线闭锁装置，防止保护误动作。
e、在输电线路上串联补偿电容器。
采用特制阻抗继电器作为测量元件。
f、互感器误差。
以上因素在线路保护可靠系数中予以考虑。
距离保护失去电压时要误动，这是因为阻抗继电器的测量阻抗反应的是测量电压和测量电流的比值，当测量阻抗小于整定阻抗时保护就要动作。
在正常运行时，线路上有负荷电流，若电压互感器二次电压消失，阻抗保护失去电压，测量阻抗小于整定阻抗，保护要误动作。
所以，要加装断线闭锁装置。
对闭锁要求：①在电力系统正常运行时装置不能动作；②电压互感器二次回路断线或短路时要可靠动作，将保护闭锁，同时发出断线信号；③在被保护线路发生故障而电压回路正常时，装置不应动作。
距离保护的优点是灵敏度高，能保证故障线路在比较短的时间内有选择性地切除故障，且不受系统运行方式和故障形式的影响。
缺点是当保护突然失去交流电压时，会引起保护误动作，为此要采取防备措施。
距离保护原理范文
距离保护原理范文距离保护原理（Distance protection principle）是一种保护继电器的工作原理，用于在电力系统中检测电流或电压异常，并定位故障距离。
在电力系统中，距离保护是一种常用且非常重要的保护方式，用于保护输电线路、母线、变压器等重要设备。
该原理基于电力系统中电流和电压的变化规律，通过测量和计算来判断故障位置，并向相应的保护继电器发出信号进行故障区隔和保护动作。
距离保护原理可以分为绝对距离保护和相对距离保护两种。
绝对距离保护是以故障发生点到保护点的距离为基准，通过测量电流、电压和阻抗等参数，计算故障发生点的距离，并将计算结果与预设的保护范围进行比较，从而判断故障的位置。
相对距离保护则是以电源侧的距离为基准，通过比较电流、电压和阻抗等参数的大小，从而推断故障点的距离。
距离保护原理的核心思想是利用传输线路的参数和故障电流对电流和电压的变化进行分析，根据电流和电压的变化规律来判断故障发生的位置。
在一段传输线路上，电流和电压的变化与故障发生的位置有关。
通过测量和计算电流和电压在传输线路上的值，并将其与预设的故障位置进行比较，可以判断故障是否发生在距离保护范围内。
1.测量电流和电压的值：通过电流互感器和电压互感器等装置，测量故障点附近的电流和电压的实际值。
2.计算电流和电压的变化：根据测量得到的电流和电压的实际值，计算电流和电压的变化率。
3.判断故障位置：根据电流和电压的变化率，将计算结果与预设的保护范围进行比较，从而判断故障是否发生在距离保护范围内。
4.发出保护信号：如果故障发生在距离保护范围内，保护继电器将发出保护信号，进行故障区隔和保护动作。
1.灵敏度高：距离保护可以检测故障点附近的电压和电流的变化，并通过计算来判断故障的位置，具有较高的灵敏度和精度。
2.独立性强：距离保护不依赖系统中其他设备的动作，其保护决策是基于自身测量和计算的结果，具有较强的独立性。
3.抗干扰能力强：距离保护对于外部干扰的影响较小，能有效地区分故障和非故障的信号，提高了保护系统的可靠性。
线路距离保护
.
. J
. ' d
Z
J
U
.
I
Rg I
. '
.
d
Zd
Z
d
I I
d
I
Id Id
'
. ' d
Rg Zd Z
f
J
I
j
d
Z
f
Rge
过渡电阻的影响：
• α>0, 电阻电感性 ， Zj电抗部分增大 • α<0, 电阻电容性 ，Zj电抗部分减小 • 过渡电阻将可能为容性或感性，保护存在 误动或拒动 • 一般而言，阻抗继电器动作特性在＋R轴方 向上所占面积越大，受过渡电阻的影响就 越小
就可躲振荡的影响
•
小结：
1. 在相同定值下，全阻抗继电器所受振荡影响大 2. 当保护安装点越靠近振荡中心，受影响越大 3. 振荡中心在保护范围外或位于保护反方向，振 荡时保护不会误动
•
措施：
– – – ①延长保护装置的动作时间（如距离Ⅲ段） ②把定值减小，使振荡中心位于特性圆外 ③增设振荡闭锁回路
动作方程：
270 tg
1
C D
90
2. 方向阻抗继电器：以Zzd阻抗为直径过原点的圆
1）比幅值
1 A Z zd I J 2
UJ 1
1 B Z J I J Z zd I J 2
1 Z zd I J Z zd I J 2 2
jX Zzd
I C K 3I I B 0
I A
K 3I I C 0
四、距离保护整定计算
A 1 B 2 C 3
1.4.1距离保护概述
1、距离保护的作用
电流保护区随系统运行方式而变化，有时 电流速断保护或限时电流速断保护的保护 范围将变得很小，甚至没有保护区。 原 因 对长距离、重负荷线路，线路的最大负荷 电流可能与线路末端短路时的短路电流相 差甚微，采用过电流保护，其灵敏性也常 常不能满足要求。 在高电压、结构复杂的电网中，自适应电 流保护的优点还不能得到充分发挥。
测量阻抗Z m
U Zm m I m
2、距离保护的基本原理
工作原理：距离保护是反应故障点至保护安 装处之间的距离，并根据该距离的大小确定 动作时限的一种继电保护装置。 特点：故障点距保护安装处越近时，保护的 动作时限就越短；反之，故障点距保护安装 处越远时，保护的动作时限就越长。 故障点总是由离故障点近的保护首先动作切 除，从而保证了在任何形状的电网中，故障 线路都能有选择性的被切除。
距离保护核心元件
阻抗继电器 测量故障点至保护 安装处的距离。
方向阻抗继电器不仅能测量阻抗的大小， 而且还应能测量出故障点的方向。 原理：测量故障点至保护安装处的阻抗，实际 上是测量故障点至保护安装处的线路距离。
假设：电压、电流互感器变比等于1。 、 I 加入继电器电压、电流为 U 。
m
距离保护
继电保护装置的构成： 继电保护装置的构成：
测量部分：测量有关电气量,与整定值比较,给出 “是”、 测量部分 “非”、“大于”、“不大于”、“等于”、 “0”、“1”性 质的一组 逻辑信号,判断保护是否应该启动。 逻辑部分：根据测量部分输出逻辑信号的性质、先后顺序、 逻辑部分 持续时间等，判定故障类型和范围，确定是否应该使断路器 跳闸或发出报警信号，并将有关命令传达给执行部分。 执行部分：根据逻辑部分的结果，立即或延时发出报警信 执行部分 号和跳闸信号（故障、不正常运行时）。
A B Id 1 2 Zd Ud=0 d(3) C
距离保护也有一个保护范围， 距离保护也有一个保护范围，短路发生在这一范围 保护动作，否则不动作， 内，保护动作，否则不动作，这个保护范围通常只用给 定阻抗的大小来实现的。 定阻抗的大小来实现的。 正常运行时保护安装处测量到的线路阻抗为负荷阻抗， 正常运行时保护安装处测量到的线路阻抗为负荷阻抗，即 & Um Zm= & I A
继电保护是电力系统反故障的措施。 继电保护是电力系统反故障的措施。
继电保护的基本原理及其组成
正常运行 线路流过负荷电流
短路故障 线路流过短路电流 & Id ↑ 母线电压降低 & Ud ↓ 感受阻抗
& & Um Ud ↓ Zm = = = Zd ↓↓ & & ↑ Im Id
& If
母线电压额定电压附近
o
令
& & & & U c = K I I m − KU U m & & & & U D = K I I m + KU U m
故相位比较的动作方程为
距离保护的概念基础知识讲解
z1lk
Zk
Zk
ZL
kห้องสมุดไป่ตู้
L
R
B
当测量阻抗小于预先规定的整定阻抗(Zset)时， 保护动作
4
因为该保护是根据测量阻抗的大小来反应 故障点的远近，故称为距离保护
5
3.1.2 距离保护的时限特性
(Time coordination Characteristics of Distance Protection)
10
6
距离保护的动作时间 t 与保护安装点 至短路点之间的距离 l 的关系称为距离保 护的时限特性
7
A
1
t
t1I
B
2
C
3
t III 1
t1II
t
II 2
t
I 2
t III 2 l
8
3.1.3 距离保护的主要组成元件
(Elements of Distance Protection)
9
1.起动部分（ΔI2 + Δ3I0） 2.测量部分 3.振荡闭锁部分 4.断线闭锁部分 5.配合逻辑部分 6.出口部分
距离保护的概念基础知识讲 解
1
距离保护是反应被保护线路始端电压 和线路电流比值而工作的一种保护，这个 比值被称为测量阻抗，表示为 Zm
2
正常运行时
A
B Z IL
QF1
QF2
U N
jX
Zm
U N IL
ZL
B
C
QF3
ZL
L
R
3
线路上短路时
A
BZ
Ik k1 C
QF1
U k
QF2
Zk
QF3
jX
Zm
U k Ik
距离保护接线知识点总结
距离保护接线知识点总结一、距离保护的原理1.1 距离保护的基本原理距离保护是基于电力系统中故障发生时的电压和电流之间的相位差来实现的。
当故障发生时，电流和电压之间的相位差会发生变化，距离保护通过检测这种相位差的变化，确定故障发生的位置，并对故障进行保护。
1.2 距离保护的动作特性距离保护的动作特性取决于故障发生时电流和电压之间的相位差。
根据故障发生点的距离，距离保护可以分为不同的动作特性，包括定值距离保护、区域保护和可变距离保护等。
不同的动作特性适用于不同的电力系统设备和线路，以实现对系统故障的准确检测和保护。
1.3 距离保护的灵敏度和选择性距离保护的灵敏度和选择性是保证距离保护可靠性的重要因素。
灵敏度是指距离保护对故障的检测能力，而选择性是指距离保护在出现多个故障时能够正确选择作用范围的能力。
距离保护的灵敏度和选择性需要根据电力系统的特点和要求来进行调整和优化，以确保距离保护的可靠性和有效性。
二、距离保护的类型2.1 定值距禿保护定值距离保护是指在发生故障时，距离保护根据设定好的距离保护定值来判断故障的发生位置和实施保护。
定值距离保护具有简单可靠的特点，适用于电力系统中无大规模变化的设备和线路。
其主要缺点是在系统参数变化较大时，会影响保护的准确性。
2.2 区域保护区域保护是一种将一定范围的电力系统设备和线路作为保护范围的距离保护方式。
区域保护可以根据系统的电压和电流来判断故障的位置，并对范围内所有的设备和线路进行保护。
区域保护具有很强的适应性和可靠性，适用于复杂的电力系统。
2.3 可变距禿保护可变距禿保护是一种根据系统参数和电力系统运行情况来自适应调整的距禿保护方式。
可变距禿保护可以根据电力系统的变化来调整保护的动作特性，能够实现对不同运行条件和故障情况的准确保护。
可变距禿保护是现代电力系统中常用的一种距禿保护方式，具有很强的适应性和灵活性。
三、距禿保护的应用3.1 发电厂的距禿保护发电厂的距禿保护是保护电力系统中发电机和变压器等设备的重要手段。
距离保护
第一节距离保护的作用原理一﹑基本概念电流保护的优点：简单﹑可靠﹑经济。
缺点：选择性﹑灵敏性﹑快速性很难满足要求（尤其35kv 以上的系统）。
距离保护的性能比电流保护更加完善。
Z dU d....1fe f dd d ld I U Z I U Z Z =<==，反映故障点到保护安装处的距离——距离保护，它基本上不说系统的运行方式的影响。
二﹑距离保护的时限特性距离保护分为三段式： I 段：AB Idz Z Z )85.0~8.0(1=，瞬时动作 主保护 II 段：)(21Idz AB IIK IIdz Z Z K Z +=，t=0.5’’III 段：躲最小负荷阻抗，阶梯时限特性。
————后备保护第二节 阻抗继电器阻抗继电器按构成分为两种：单相式和多相式单相式阻抗继电器：指加入继电器的只有一个电压U J （相电压或线电压）和一个电流I J （相电流或两相电流之差）的阻抗继电器。
JJ J I U Z ..=——测量阻抗Z J =R+jX 可以在复平面上分析其动作特性它只能反映一定相别的故障，故需多个继电器反映不同相别故障。
多相补偿式阻抗继电器：加入的是几个相的补偿后的电压。
它能反映多相故障，但不能利用测量阻抗的概念来分析它的特性。
本节只讨论单相式阻抗继电器。
一﹑阻抗继电器的动作特性PTld PT l lPT JJ J n n Z n n I U n I n U I U Z ⨯=⨯===1.1.1.1...BC 线路距离I 段内发生单相接地故障，Z d 在图中阴影内。
由于1）线路参数是分布的， Ψd 有差异2)CT,PT 有误差 3）故障点过渡电阻 4）分布电容等 所以Z d 会超越阴影区。
因此为了尽量简化继电器接线，且便于制造和调试，把继电器的动作特性扩大为一个圆，见图。
圆1：以od 为半径——全阻抗继电器（反方向故障时，会误动，没有方向性） 圆2：以od 为直径——方向阻抗继电器（本身具有方向性） 圆3：偏移特性继电器另外，还有椭圆形，橄榄形，苹果形，四边形等二﹑利用复数平面分析阻抗继电器它的实现原理：幅值比较原理 B A U U ..≥J相位比较原理 90arg 90..≤≤-DC U U（一） 全阻抗继电器 特点），以Z zd 为半径的圆。
距离保护原理概述
距离保护原理概述距离保护是反映故障点至保护安装处的距离，并根据距离的远近确定动作时间的一种保护。
故障点距保护安装处越近，保护的动作时间就越短，反之就越长，从而保证动作的选择性。
测量故障点至保护安装处的距离，实际上就是用阻抗继电器测量故障点至保护安装处的阻抗。
因此，距离保护也叫阻抗保护。
1、距离保护的原理保护安装处母线电压与线路电流之比称为测量阻抗。
故障时，反映了保护安装处至故障点的阻抗。
将此测量阻抗与整定阻抗Zset进行比较，当ZmZset时，说明故障点在保护范围内，保护动作；当Zm>Zset时，说明故障点在保护范围外，保护不动作。
测量阻抗只与故障点到保护安装处的距离l成正比，基本不受运行方式的影响。
所以距离保护的范围基本不随运行方式变化而变化。
目前广泛采用的是三段式阶梯型距离保护。
距离保护I、II、III段的整定计算与上一期的零序保护类似。
为保证选择性，距离I段保护范围为被保护线路全场的80%~85%，瞬时动作。
距离II段的保护范围为被保护线路的全长及下一段线路的30%~40%，动作时限要与下一线路的距离I段动作时限配合，大一个时限级差0.5s。
距离三段为后备保护，其保护范围较长，一般包括本线路及下一线路全长，动作时限比下一线路距离II段相配合。
如图所示，当K点发生短路故障时，从保护2安装处到K点的距离为L2，保护2将以t2I的时限动作；从保护1安装处到K点的距离为L1，保护1将以t1II的时间动作，t1II>t2I，保护2将动作跳闸，切除故障。
所以离故障点近的保护总是先动作，因此在复杂网络中保证了动作的选择性。
2、保护安装处电压计算公式线路上K点发生短路时，保护安装处的某相的相电压应该是该相故障点电压与该相线路压降之和。
如果假设线路的正序阻抗Z1等于负序阻抗Z2，则保护安装处相电压的计算公式为：这里的k为零序补偿系数，k3I0的物理意义是三相零序电流在输电线路的相间互感阻抗上的压降。
距离保护的工作原理
距离保护的工作原理
距离保护是一种用来保护设备或系统的安全措施，主要通过测量和监控设备或系统与潜在威胁之间的距离，从而及时提醒或采取必要的措施来防止潜在威胁接近或侵入。
距离保护的工作原理主要分为以下几个步骤：
1. 距离测量：通过使用合适的传感器或技术，如激光测距仪或超声波传感器，对设备或系统与潜在威胁之间的距离进行测量。
2. 设定警报阈值：根据实际情况设定警报阈值，一旦测量到的距离超过或接近设定的阈值，系统即会触发警报信号。
3. 警报触发：当测量到的距离超过或接近设定的阈值时，系统会发出警报信号，例如声音警报、光线闪烁、或向安全人员发送警报信息。
4. 采取防御措施：根据警报信号，安全人员可以迅速采取必要的防御措施，例如封锁进入设备或系统的通道、启动紧急关闭程序、或增加额外的安全层级等。
通过距离保护，设备或系统可以及时感知到潜在威胁的接近，并采取相应的措施来保护其安全。
这种安全措施被广泛应用于许多领域，如工业自动化、安防系统、交通管理等，能够有效地保护设备和系统免受外部威胁的侵害。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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UKM =UK+△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：UKAM=UKA+IKA1* X LM1+ IKA2* X LM2+ IKA0* X LM0
=UKA+IKA1*X LM1+ IKA2*X LM1+ IKA0*X LM0+ (IKA0* X LM1－IKA0* X LM1)
=UKA+ X LM1(IKA1+ IKA2+ IKA0)+ IKA0（X LM0－X LM1）
=UKA+X LM1*IKA+ 3IKA0（X LM0－X LM1）*X LM1/3X LM1
=UKA+X LM1*IKA[1+（X LM0－X LM1）/3X LM1]
令K=（X LM0－X LM1）/3X LM1
则有UKAM=UKA+IKA*X LM1(1+K)
或UKAM=UKA+IKA*X LM1(1+K)
=UKA+X LM1(IKA+KIKA)
=UKA+X LM1(IKA+K3I KA0)
同理可得UKBM=UKB+ X LM1(IKB+K3I KB0)
UKCM=UKC+ X LM1(IKC+K3I KC0)
这样我们就可得到母线电压计算得一般公式：
UKΦM=UKΦ+ X LM1(IKΦ+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。
一、接地阻抗继电器的测量阻抗
我们希望，故障时加入阻抗继电器的电压、电流测量值ZJ=UJ/IJ正好成正比于保护安装处至短路点的线路阻抗Z LM
对于单相接地阻抗继电器来说，如果按相电压、相电流方式接线，则故障时继电器的测量阻抗
ZJ=UJ/IJ
=Z LM(IKΦ+K3I0)/IKΦ当金属性单相接地短路时UKΦ=0
= (1+K)Z LM
它不能正确反映保护安装处至短路点的线路阻抗Z LM
那么为了使阻抗继电器测量阻抗ZJ正好等于保护安装处至短路点的线路阻抗Z LM我们可以在构成阻抗继电器上做文章，使
ZJ=Z LM(IKΦ+K3I0)/(IKΦ+K3I0)=Z LM
也就是说使继电器的计算用电压等于相电压、计算用电流等于IKΦ+K3I0，常规继电器构成上可以采用IKΦ+K3I0复合滤序器实现，微机保护更简单，直接通过软件算法实现。
ZJ=UJ/(IKΦ+K3I0)的接线方式称为带零序电流补偿的接地阻抗继电器。
接地阻抗保护一般采用该种接线。
二、相间阻抗继电器的测量阻抗
在前面两相短路的分析中，我们得出：
IKABM=2IKAM
UKABM=2IKAM*X1M
则有母线处测量阻抗ZJ=2IKAM*X1M/2IKAM=X1M
因此对于相间阻抗继电器来说，如果按相间电压、对应相间电流方式接线，则故障时继电器的测量阻抗
ZJΦΦ=UJΦΦ/IJΦΦ
= 2IKΦ*Z LM/2 IKΦ
=Z LM
能够正确反映保护安装处至短路点的线路阻抗Z LM
ZJΦΦ=UJΦΦ/IJΦΦ的接线方式称为相间阻抗继电器的0。
接线，相间距离一般采用该种接线。
三、正、反向短路故障测量阻抗比较
假设为金属性短路，故障点电压为零
规定正方向：电流由母线指向线路为正方向；
电压以电压升为正方向
如下图示：
1、正方向短路故障测量阻抗：
ZJ=UJ/IJ=ZLM
2、反方向短路故障测量阻抗：
ZJ=UJ/IJ=－ZLM
由上式可以看出：在特定的正方向下，测量阻抗具有明显的方向性；也就是说正向故障实际上是由保护装置背侧电源作用的结果；而反向故障是由对侧电源作用的结果。
四、距离保护的实现方法
不论是常规保护还是微机保护为了实现对一次设备的保护，首先要按照我们的意愿确定一个固定的动作特性（相对应有一个动作方程），若计算出的测量阻抗ZJ落在动作特性内部，继电器就动作。
阻抗继电器一般应包含两个量1）补偿电压或工作电压
2）极化电压或参考电压
工作电压UOP=UJ－IJZZD
通过这个等式可以看出，IJZZD实际上是保护安装处至整定点的压降。
那么母线电压减去保
护安装处至整定点的压降实际上就是整定点的电压。
即保护范围末端的电压。
现在我们结合下图来看一下工作电压UOP在正向区内、正向区外及反方向故障时同测量电压UJ测量的相位关系。
在正向区内K1点发生短路，ZJ<ZZD则UOP=UJ－IJZZD=－IJ(ZZD－ZJ)
UJ=IJZJ
UOP与UJ反向；
在正向区外K2点发生短路，ZJ>ZZD则UOP=UJ－IJZZD=IJ(ZJ－ZZD)
UJ=IJZJ
UOP与UJ同向；
在反方向K3点发生短路，ZJ>ZZD则UOP=UJ－IJZZD=－IJ(ZJ+ZZD)
UJ=－IJZJ
UOP与UJ同向；
所以可以通过比较UOP与UJ的相位关系来判断区内、区外及反向故障。
只要是按动作方程实现的距离保护就一定含有工作电压这一项。
极化电压是与工作电压比较的参考电压，选用不同的极化电压可以获得不同的动作特性。
例如：选用UJ为极化电压可构成方向阻抗继电器、选用UJ+IJZZD为极化电压可构成全阻抗继电器、选用IJRZD为极化电压可构成电抗性阻抗继电器、选用IJXZD为极化电压可构成电阻性阻抗继电器等等。
下面我来介绍一下方向阻抗继电器的动作特性：
其动作方程为|1/2ZZD|≥|ZJ－1/2ZZD| (绝对值比较方程)
或90o≤arg(ZJ－ZZD)/ZJ≤270o (相位比较方程)
这两个方程对应同一个动作特性，又是如何等效互换的呢？
是根据平行四边形法则实现的互换。
大家看一下下面的四个图形：
由图可看出：C=B－A；D=B+A
当|A|=|B|，且B超前A时，argC/D=90o；
当|A|=|B|，且A超前B时，argC/D=270o；
当|A|>|B|，且B超前A时，argC/D>90o；
当|A|>|B|，且A超前B时，argC/D<270o；
根据上面的关系式就可以将绝对值比较方程等效转换为相位比较方程：
|A|≥|B|可转换为90o≤arg(B－A)/(B+A)≤270o
根据动作方程可绘出方向阻抗继电器的动作特性，大家都知道以圆的直径为斜边交于圆周上的三角形必定是直角三角形。
那么根据相位比较方程可知，若测量阻抗落于圆周上，刚好是临界动作状态。
动作特性如下图示：
在实际应用中，若采用阻抗形式动作方程需要计算出测量阻抗值向量；所以在构成继电器的过程中，常常采用电压形式动作方程，即动作方程上下同乘测量电流IJ乘转换为电压形式动作方程：90o≤arg(UJ－IJZZD)/UJ≤270o 构成单相接地阻抗继电器时，测量电流IJ=IKΦ+K3I0
构成相间阻抗继电器时，测量电流IJ=IKΦΦ
五、距离保护应用中的相关辅助措施：
1、测量阻抗ZJ= UJ/IJ，那么当因某种原因电压断线时，阻抗继电器将会误动作，故必须采取电压断线闭锁措施，当发生电压断线时闭锁保护。
通常采用电压互感器二次电压与开口三角电压比较实现。
微机保护采用软件算法实现（例如：启动元件不动作的情况下，三相向量和大于8V；或绝对值和小于额定电压的一半且断路器在运行位置等等）
2、当系统振荡时，振荡中心的电压降低、电流升高；那么处于振荡中心的阻抗继电器因感受到的测量阻抗降低，所以也必须采取振荡闭锁措施，当发生振荡时闭锁保护。
并遵循振荡不消失，闭锁不解除的原则。
通常引入正序元件，负、零序电流或电流增量元件及采用短时开放来监视静稳破坏。
3、在正方出口短路时可能拒动，反方向出口短路时可能误动；通常采用使极化电压带“记忆”来实现。
常规保护引入第三相电压构成RLC串联谐振回路，使故障时保持故障前相位；微机保护直接读取故障前数据。
所以说，正真构成一套距离保护至少包含以下几个部分：启动元件、阻抗测量元件、电压闭锁元件、振荡闭锁元件、逻辑回路。