电力系统继电保护课件—第三章电网的距离保护
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国家电网继电保护第三章电网的距离保护
4.Ⅲ段：①定值：按躲开正常运行时的负荷阻抗进行选择； ②时限：使其比距离Ⅲ段保护范围内其它各保护的最大动作时 限高出一个△t。 注：定值取小，时限取长。
三.距离保护的主要组成元件： 1.起动元件： 过电流继电器 低阻抗继电器 负（零）序电流继电器 2.距离元件（ZⅠ、ZⅡ、ZⅢ）：测量短路点到保护安装地点间的阻抗 （距离）。 3.时间元件：（tⅡ、tⅢ）
.
J
2 Z zd Z J
. .
U
J
2 I J Z zd U J
2）相位比较： 270°≥θ≥90° θ：向量 Zzd 超前于（ZJ－Zzd）的角度 极化电压－－－－ Up＝IJZzd 补偿电压－－－－ U’＝UJ－IJZzd 若取Zzd＝jXzd，则为电抗型继电器，线下为动作区，与ZJ的电阻部分 无关。 6.动作角度范围变化对继电器特性的影响：
Ⅰ.继电器的测量阻抗：ZJ 由加入继电器中电压UJ与电流IJ的比值确定，ZJ的阻抗角就是UJ、IJ之 间的相位差ΦJ。 Ⅱ.继电器的整定阻抗：Zzd 一般取继电器安装地点到保护范围末端的线路阻抗作为～。 全阻抗继电器：圆的半径； 方向阻抗继电器：最大灵敏角方向上圆的直径； 偏移特性的阻抗继电器：最大灵敏角方向上由原点到圆周的长度。 Ⅲ.继电器的起动阻抗： Zdz.J 表示当继电器刚好动作时，加入继电器中电压UJ与电流IJ的比值。除 全阻抗继电器， Zdz.J随ΦJ的改变而改变。 当ΦJ ＝Φlm时，Zdz.Jmax ＝Zzd
4.功率方向继电器： 1）从阻抗继电器的观点了理解功率方向继电器： 当整定阻抗Zzd ∞时，特性圆 和直径垂直的一条圆的切线。 同：必须是正方向时动作； 异：阻抗继电器，测量阻抗小于一定值时动作。 2）幅值比较：
Z
电力系统继电保护-3 电网距离保护
3.1.1 距离保护的概念
测量阻抗和故障距离的关系 测量阻抗的定义（以单相系统为例）
Zm
U
m
zl
z为线路单位长度的阻抗
Im
试图找到与系统运行方式、短路类型无关，只与短路点到 保护安装处有关的测量参量
3.1.1 距离保护的概念
距离保护-利用短路发生时电压、电流同时变化的特征，测量电压与 电流的比值，反应故障点到保护安装处的距离而工作的保护。 整定距离Lset-与距离保护的范围相对应的距离。 工作原理大致如下：
3.1.3 三相系统中测量电压和测量电流的选取
不同故障类型电流、电压和测量阻抗的关系：
CASE3：两相短路接地故障 ABG故障边界条件 (I K 3I )z L 0 U U A A 0 1 k kA K 3I )z L U kB 0 U B ( I B 0 1 k I z L 0 U U I kAB A B 1 k kAB
3 电网距离保护
3.1 距离保护的基本原理与构成
电流保护的缺陷 缺点 灵敏度不足 运行方式对保护影响大 配合困难 问题 无法满足更高电压等级电网对保护的速动性、选择性、灵 敏性的要求
3.1 距离保护的基本原理与构成
故障特征分析 特征 故障时电流增大 故障时电压降低 思路 综合利用电流、电压可以提高灵敏度，所以就有了阻抗保 护，利用电流电压比值作为故障特征量
总结
只有采用与故障回路相关的电流、电压才能实现距离的测量。继电器接 入不同电压、电流仪，称为不同的接线方式。 存在相间故障回路时，采用保护安装处的故障相间电压和故障相间电流 差可以反应故障距离，称为相间距离保护。 存在接地故障回路时，采用保护安装处的相电压和经零序补偿的相电流 可以反应故障距离，称为接地距离保护。 为了保护接地故障和相间故障，需要配备接地距离保护和相间距离保 护，短路形成几个故障回路。就有几个阻抗继电器可以实现阻抗测量。
电力系统继电保护--距离保护的基本原理、阻抗继电器及其动作特性 ppt课件
PPT课件
8
三、三相系统中测量电压和测量电流的选取
K：零序电流补偿系数 PPT课件
9
三、三相系统中测量电压和测量电流的选取
单相接地短路（以A相接地为例）
PPT课件
10
三、三相系统中测量电压和测量电流的选取
两相接地短路1（以B，C两相接地为例）
PPT课件
11
三、三相系统中测量电压和测量电流的选取
两相短路、三相短路和两相短路接地：两故障相的电压差
和电流差。
PPT课件
15
四、距离保护的延时特性
距离保护的动作延时t与故障点到保护安装处的距离Lk 之间的关系称为距离保护的延时特性
PPT课件
16
五、距离保护的构成
1.启动部分：模拟式距离保护中，由硬件电路元
件实现，大多反应负序电流、零序电流或负序与 零序复合电流的判断原理；数字式保护中，由实 时逐点检测电流突变量或零序电流的变化的软件 来实现。
PPT课件
7
三、三相系统中测量电压和测量电流的选取
U A UkA I A1z1Lk I A2 z2Lk I A0 z0Lk
UkA
(I A1
I A2
I A0 ) 3I A0
z0 z1 3z1
z1Lk
UkA (I A K 3I0 )z1Lk
电气工程及其自动化专业课程
电力系统继电保护
PPT课件
1
距离保护的基本原理与构成
一、距离保护的概念 二、测量阻抗及其与故障距离的关系 三、三相系统中测量电压和测量电流的选取 四、距离保护的延时特性 五、距离保护的构成PPTຫໍສະໝຸດ 件2一、距离保护的概念
继电保护(距离保护)
对于相间短路，故障环路为相—相故障环路，取测量电 压为保护安装处两故障相的电压差，测量电流为两故障相的 电流差，称为相间距离保护接线方式，能够准确反应两相短 路、三相短路和两相接地短路情况下的故障距离。
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UB = z1 l k B 、 C 相 测 量 I B + K3I 0
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三、三相系统中测量电压和测量电流的选取
U A = U kA + (I A + K3I 0 )z1 l k U B = U kB + (I B + K3I 0 )z1 lk U = U + (I + K3I )z l kC C 0 1 k C
增大，短路阻抗比正常时测量到的阻抗大大降低。
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二、测量阻抗及其与故障距离的关系
Um Zm = = z1 l k Im Z set = z1 l set
♣ 距离保护反应的信息量测量阻抗在故障前后变化比电流变 化大，因而比反应单一物理量的电流保护灵敏度高。 ♣ 距离保护的实质是用整定阻抗 Zset 与被保护线路的测量阻 抗 Zm 比较： 当短路点在保护范围以内时，Zm<Zset，保护动作； 当短路点在保护范围以外时，Zm>Zset时，保护不动作。 因此，距离保护又称低阻抗保护。
U kA = 0
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三、三相系统中测量电压和测量电流的选取
U A = U kA + (I A + K3I 0 )z1 l k U B = U kB + (I B + K3I 0 )z1 lk U = U + (I + K3I )z l kC C 0 1 k C
继电保护课件PPT第三章
2. 两相接地短路（AB）
；
U A (I A K 3 I 0 ) Z1l ， Z J1 Z1l
U B (I B K 3 I 0 ) Z1l ， Z J 2 Z1l
3. 三相短路
Z J1 Z J 2 Z J 3 Z1l
结论：各故障相的阻抗继电器的测量阻抗均能正确动作； 在每个保护安装地点需要装设三个接于不同相的阻 抗继电器，以反应不同相的接地短路。
90
arg
IJ
IJ Z zd Zzd U J
90
5. 动作角度范围变化对继电器特性的影响
透镜型继电器：
60
arg
U J IJ Zzd U J
60
苹果型继电器： 120
arg
U J IJ Zzd U J
120
折线型继电器：
60
U
U d
I
I0
Z
0
Z1
Z1
Z1l
U d
I KI0
Z1l
U A , U B ,
IA IB
UC , IC
1. 单相接地短路（A）
U A (I A K 3 I 0 ) Z1l
Z J1 Z1l
U AB U A U B (IA IB )Z1l
Z (2) J1
U AB IA IB
Z1l
（正确动作）
Z (2) J2
IB
U BC IC
( (
U AB ) IA IB )
电力系统继电保护第3章 距离保护
由UA和UB转换为UC和UD可得相位阻抗继电器动作条件为
cos 0 并将式（3-12）代入式（3-11）可得
90 arg U A U B 90 UA UB
(3-13)
2、比较两个电气量相位原理的阻抗 继电器的构成
90 arg U A U B 90 UA UB
Ur
Ir
图3-1距离保护的作用原理
a)网络接线；b)时限特性
3.1.2距离保护的时限特性
1、距离保护1第I段：瞬时动作， t1 是保护本身固有的动作时间， 其保护范围最好能保护线路AB全长，即整定阻抗为ZAB ，实际上 当线路末端短路和 BC线路出口短路时，电流相差不多，距离保
护1的II段会误动。为此，距离保护1的I段的动作阻抗 ZOP.1＜
I
（可以是相电流
r
或两相电流差) 的阻抗继电器，加入继电器的电压与电流
比值称为继电器的测量阻抗。
3.2 单相式阻抗继电器 3.2.1阻抗继电器分类
测量电压 U r
测量电流 I r
U
Zr
U r Ir
K TV I
K TV K TA
ZK
K TA
作用是测量故障点到保护安装处之间的阻抗（距离），并与
区，特性圆半径为 1
2
Z set1 Z set2
圆心坐标为
。 1
Z0 2 Zset1 Zset2
图3-10a
2、偏移特性阻抗继电器
幅值比较形式的动作阻 抗方程为 ：
1
2
Z set1 Z set2
Zr
1 2
Z set1 Z set2
（3-29 ）
电力系统继电保护3电网距离保护
› 单相接地短路：1个相-地 › 两相接地短路：2个相-地，1个相-相 › 两相短路：1个相-相 › 三相短路：3个相-地，3个相-相
v 距离保护应取故障环路上的电压、电流间的关系判 断故障距离。非故障环路上电压、电流计算得到的 距离大。
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电力系统继电保护3电网距离保护
接线方式
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不随故障类型而变化。
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电力系统继电保护3电网距离保护
三相系统测量电压和测量电流的选取
三相 系统
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电力系统继电保护3电网距离保护
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电力系统继电保护3电网距离保护
单相接地短路
v 以A相接地短路为例
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电力系统继电保护3电网距离保护
两相接地短路
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电力系统继电保护3电网距离保护
三个阻抗意义和区别
v
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电力系统继电保护3电网距离保护
3 电网距离保护
v 3.1 距离保护的基本原理与构成 v 3.2 阻抗继电器及其动作特性 v 3.3 阻抗继电器的实现方法 v 3.4 距离保护的整定计算与评价 v 3.5 距离保护的振荡闭锁 v 3.6 短路点过渡电阻对距离保护的影响
电力系统继电保护3电网距离保护
圆特性阻抗继电器
v 偏移圆特性
绝对值比较动作方程
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电力系统继电保护3电网距离保护
圆特性阻抗继电器
v偏移圆特性
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电力系统继电保护3电网距离保护
圆特性阻抗继电器
v 方向圆特性 › 比幅式
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电力系统继电保护3电网距离保护
v 距离保护应取故障环路上的电压、电流间的关系判 断故障距离。非故障环路上电压、电流计算得到的 距离大。
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接线方式
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不随故障类型而变化。
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三相系统测量电压和测量电流的选取
三相 系统
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电力系统继电保护3电网距离保护
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电力系统继电保护3电网距离保护
单相接地短路
v 以A相接地短路为例
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电力系统继电保护3电网距离保护
两相接地短路
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电力系统继电保护3电网距离保护
三个阻抗意义和区别
v
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电力系统继电保护3电网距离保护
3 电网距离保护
v 3.1 距离保护的基本原理与构成 v 3.2 阻抗继电器及其动作特性 v 3.3 阻抗继电器的实现方法 v 3.4 距离保护的整定计算与评价 v 3.5 距离保护的振荡闭锁 v 3.6 短路点过渡电阻对距离保护的影响
电力系统继电保护3电网距离保护
圆特性阻抗继电器
v 偏移圆特性
绝对值比较动作方程
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圆特性阻抗继电器
v偏移圆特性
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圆特性阻抗继电器
v 方向圆特性 › 比幅式
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电力系统继电保护3电网距离保护
电力系统继电保护第三章+距离保护
Z3 ~ t
Z2
Z1
t3
t t3
t
保护3的II段
保护3的I段
3
t2
t2
பைடு நூலகம்
t
2
t1
L
保护3的III段
距离保护的时限特性
两种接线方式的距离保护在不同故障时的动作情况
接线方式
故障类型
.
.
接地距离保护接线方式
相间距离保护接线方式
A相
.
.
B相
. .
C相
.
. .
.
AB相
I A IB
. .
BC相
.
CA相
.
.
U A I A K 3 I 0 U B I B K 3 I 0 U C IC K 3 I 0 U AB
U BC
rel
Krel
一般取0.8~0.85
Z
set .1
因此，距离Ⅰ段只能保护本线路全长的80~85%， 为切除本线路末端15~20%范围内的故障，需要设 置距离保护Ⅱ段。
A
2
B
1
Zset .1
C
保护1距离Ⅰ段的保护范围末端
4)
Ⅱ段
保护2距离Ⅱ段的保护范围
距离Ⅱ段整定值的选择类似于限时电流速断， 即应使其不超出相邻下一条线路距离Ⅰ段的保护范 围，同时动作时间上带有比相邻下一条线路距离Ⅰ 段高出一个 t 的时限，以满足选择性。
m m . .
电力系统发生短路时，Um降低，Im增大，Zm变为 短路点与保护安装处之间的短路阻抗。对于具有均匀 分布参数的输电线路来说， Zm与短路距离Lk成线性 正比关系，即：
Zm Zk z1 Lk (r1 jx1 )Lk
继电保护教程 第三章 距离保护
第三章 电网的距离保护 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。
电力系统继电保护-3 电网距离保护
( Z set1 Z set 2 ) 处，半径为 ( Z set1 Z set 2 ) 。 特性圆不包括坐标原点，圆心位于 Z Zm 2 (3-22) 2 90o arg set 90o Z set Z m 偏移圆特性阻抗继电器的绝对值比较动作方程 Z set 2 0 ， Z set1 Z set 代入式（3-18） 将 ，可得到方 偏移圆特性阻抗继电器的相位比较动作方程 1 1 (3-13) Z m ( Z set1 Z set ( Z set1全阻抗圆特性 Z set 2 ) 2) 阻抗元件本身不具方向性 —— Z set 抛圆阻抗特性的动作方程与偏移圆阻抗特性 o o 1 Z m 向园特性的相位比较动作方程： 2 2 (3-18) 90 arg 90 Z m Z set 2 在各个方向上的动作阻抗都相同，它在正向
3.1.5 距离保护的构成
• 启动部分要求——当作为远后备保护范围末端发生故障时，启动部分 应灵敏、快速（几毫秒）动作，使整套保护迅速投入工作。 • 测量部分要求--在系统故障的情况下，快速、准确地测定出故障方向 和距离，并与预先设定的方向和距离相比较，区内故障时给出动作信 号，区外故障时不动作。
3.2.2 动作特性和动作方程
• 动作特性——阻抗继电器动作区域的 形状，称为动作特性。 • 圆特性——动作区域为圆形； • 四边形特性——动作区域为四边形。 • 动作方程——描述动作特性的复数的 数学方程。 • 绝对值（或幅值）比较动作方程—— 比较两个量大小的绝对值比较原理表 达式。 • 相位比较动作方程：比较两个量相位 的相位比较原理表达式。
电力系统继电保护
3 电网距离保护
3.1 距离保护的基本原理与构成
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3.1.5 距离保护的构成
• 启动部分要求——当作为远后备保护范围末端发生故障时，启动部分 应灵敏、快速（几毫秒）动作，使整套保护迅速投入工作。 • 测量部分要求--在系统故障的情况下，快速、准确地测定出故障方向 和距离，并与预先设定的方向和距离相比较，区内故障时给出动作信 号，区外故障时不动作。
3.2.2 动作特性和动作方程
• 动作特性——阻抗继电器动作区域的 形状，称为动作特性。 • 圆特性——动作区域为圆形； • 四边形特性——动作区域为四边形。 • 动作方程——描述动作特性的复数的 数学方程。 • 绝对值（或幅值）比较动作方程—— 比较两个量大小的绝对值比较原理表 达式。 • 相位比较动作方程：比较两个量相位 的相位比较原理表达式。
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3 电网距离保护
3.1 距离保护的基本原理与构成
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电力系统继电保护第三章电网的距离保护节
U m C U C ， Im C IC K 3I0
则 ： U m BIm B z1 lk ， U m CIm C z1 lk
第十七页，共132页。
UB UkB(IBK3I0)z1lk
UC UkC(ICK3I0)z1lk
UBUC（ IBIC） z1lk
方 2 ： U 法 m 取 B U B U C C ,I m B I B I C C
3、时间元件—时间继电器；
4、振荡闭锁回路—故障时短时开放距离保护I、II段，振 荡时 立即闭锁I、II段； 5、断线闭锁元件—电压互感器二次断线时闭锁距离保护；
6、出口执行元件；
第三十七页，共132页。
距离保护原理
Ik
阻抗继电器
延时
Uk
阻抗继电器测量阻抗
负
jX
短 路
荷 阻
阻
抗
抗
ZK U K IK
（2）瞬时动作，即动作时限为0s。
距离Ⅱ段： （1）保护本线路全长，但不超过下一条线路距离Ⅰ段的保护 范围； （2）延时t动作，一般动作时限为0.5s。
距离Ⅲ段：
（1）保护本线路全长，下一级线路全长，甚至更远；
（2）延时动作，一般动作时限为： t1t2＋ t
第三十页，共132页。
I段： 保护区不能伸出本线路，即测量阻抗小
则： UmBCImBCz1lk
非故障相：两种不方能法反都映故障距离
第十八页，共132页。
3.两相不接地短路故障（BC两相短路为例）
故U 障 k B U k,U 分 C A E A ,I A 析 0 ,I B I ： C ,I 0 0
UB UkB(IBK3I0)z1lk
U B U C （ IB IC ） z1lk
电力系统继电保护课件—第三章 电网的距离保护
（ a）
比幅 回路
执行 （输出）
U m I
m
电压 形成
C D
比幅 回路
执行 （输出）
D 90 arg 90 C
（ b） 图3-15 阻抗继电器的构成原理方框图 （a）幅值比较 （b）相位比较
1 微机保护中幅值比较的实现： 设由傅氏算法算出的电压和电流实、虚部分别 用 U I 、 U R 和 I I 、 I R 表示，
第二节 阻抗继电器
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。阻抗继电器按其构成方式可分为 单相式和多相补偿式。 (可 单相式阻抗继电器是指加入继电器的只有一个电压 U m （可以是相电流或两相 以是相电压或线电压)和一个电流 I m 的比值称为继电器的测 电流之差）的阻抗继电器。U m 和 I m 量阻抗 Z m 。由于 Z m 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。
jX
2 4
Zm
O
1
3
R
图3-16 阻抗继电器的准四边形动作特性
设测量阻抗 Z m 的实部为 Rm ，虚部为 X m，则图3-16在第Ⅳ象 限部分的特性可以表示为 Rm Rset (3-36)
X m Rm tg1
第Ⅱ象限部分的特性可以表示为
RmБайду номын сангаас X m tg 2
正常运行时保护安装处测量到的阻抗为负荷阻抗 U (3-1) Z Z
m
比幅 回路
执行 （输出）
U m I
m
电压 形成
C D
比幅 回路
执行 （输出）
D 90 arg 90 C
（ b） 图3-15 阻抗继电器的构成原理方框图 （a）幅值比较 （b）相位比较
1 微机保护中幅值比较的实现： 设由傅氏算法算出的电压和电流实、虚部分别 用 U I 、 U R 和 I I 、 I R 表示，
第二节 阻抗继电器
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。阻抗继电器按其构成方式可分为 单相式和多相补偿式。 (可 单相式阻抗继电器是指加入继电器的只有一个电压 U m （可以是相电流或两相 以是相电压或线电压)和一个电流 I m 的比值称为继电器的测 电流之差）的阻抗继电器。U m 和 I m 量阻抗 Z m 。由于 Z m 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。
jX
2 4
Zm
O
1
3
R
图3-16 阻抗继电器的准四边形动作特性
设测量阻抗 Z m 的实部为 Rm ，虚部为 X m，则图3-16在第Ⅳ象 限部分的特性可以表示为 Rm Rset (3-36)
X m Rm tg1
第Ⅱ象限部分的特性可以表示为
RmБайду номын сангаас X m tg 2
正常运行时保护安装处测量到的阻抗为负荷阻抗 U (3-1) Z Z
m
电力系统继电保护PPT课件第3章电网的距离保护
电力系统继电保护 ppt课件第3章电网 的距离保护
contents
目录
• 引言 • 距离保护基本原理 • 距离保护的配置与整定 • 距离保护的优缺点 • 实际应用中的问题与对策
01
CATALOGUE
引言
背景介绍
01
电力系统规模不断扩大，对继电 保护的要求也越来越高。
02
距离保护作为继电保护的重要手 段，在保障电网安全稳定运行中 发挥着重要作用。
某地区电网改造项目
针对原有距离保护存在的问题，采用上述解决对策进行改造，提高了保护的可靠 性和准确性，减少了误动作和越级跳闸等问题。
某高压输电线路的运维实践
在高压输电线路的运维中，采用先进的监测技术和自适应算法动态调整保护定值 ，有效避免了因运行方式变化和故障电流过大导致的误动作问题。
THANKS
距离保护的意义
提高电网的稳定性和可靠性
距离保护能够快速准确地切除故障线路，减少故障对整个电网的 影响，提高电网的稳定性和可靠性。
降低设备损坏和停电损失
距离保护能够有效地避免设备损坏和停电事故，减少经济损失和社 会影响。
提高运行管理的智能化水平
距离保护能够实现自动化和智能化控制，提高运行管理的效率和智 能化水平。
总结词
距离保护通常由启动元件、测量元件和执行元件三部分组成 。
详细描述
启动元件的作用是检测故障发生，一旦检测到故障，启动元 件会立即动作；测量元件用于测量故障距离，根据测量结果 判断故障位置；执行元件则根据测量元件的输出信号，执行 相应的动作，如切断故障线路。
距离保护的工作原理
总结词
距离保护通过比较故障点的距离与设定值，来判断是否发生故障。
改进距离保护算法，降低对系统运行 方式和故障类型的敏感度，提高保护 的可靠性和选择性。
contents
目录
• 引言 • 距离保护基本原理 • 距离保护的配置与整定 • 距离保护的优缺点 • 实际应用中的问题与对策
01
CATALOGUE
引言
背景介绍
01
电力系统规模不断扩大，对继电 保护的要求也越来越高。
02
距离保护作为继电保护的重要手 段，在保障电网安全稳定运行中 发挥着重要作用。
某地区电网改造项目
针对原有距离保护存在的问题，采用上述解决对策进行改造，提高了保护的可靠 性和准确性，减少了误动作和越级跳闸等问题。
某高压输电线路的运维实践
在高压输电线路的运维中，采用先进的监测技术和自适应算法动态调整保护定值 ，有效避免了因运行方式变化和故障电流过大导致的误动作问题。
THANKS
距离保护的意义
提高电网的稳定性和可靠性
距离保护能够快速准确地切除故障线路，减少故障对整个电网的 影响，提高电网的稳定性和可靠性。
降低设备损坏和停电损失
距离保护能够有效地避免设备损坏和停电事故，减少经济损失和社 会影响。
提高运行管理的智能化水平
距离保护能够实现自动化和智能化控制，提高运行管理的效率和智 能化水平。
总结词
距离保护通常由启动元件、测量元件和执行元件三部分组成 。
详细描述
启动元件的作用是检测故障发生，一旦检测到故障，启动元 件会立即动作；测量元件用于测量故障距离，根据测量结果 判断故障位置；执行元件则根据测量元件的输出信号，执行 相应的动作，如切断故障线路。
距离保护的工作原理
总结词
距离保护通过比较故障点的距离与设定值，来判断是否发生故障。
改进距离保护算法，降低对系统运行 方式和故障类型的敏感度，提高保护 的可靠性和选择性。
电网的距离保护 ppt课件
全阻抗继电器的动作条件为： Z Z
set m
zset
k O
zm
Z I Z set I m m m
R
I Z ,B I Z , 或 A m set m m
B A
ppt课件
图3－4 全阻抗继电器的动作特性
9
比较两电压量幅值的全阻抗继电器的电压形成回路：
ppt课件 5
三、距离保护的组成
三段式距离保护装置一般由以下四种元件组成。
ZI 1 起动 元件 2 方向 元件 3
•
4 Z
II
tII
5
8 出口 元件 跳 闸
•
6 ZIII tIII
7 •
图 3-2 距 离 保 护 原 理 的 组 成 元 件 框 图
ppt课件
6
第二节 阻抗继电器
阻抗继电器按其构成方式可分为单相式和多相补偿式。 单相式阻抗继电器是指加入继电器的只有一个电压U m
第三章 电网的距离保护
ppt课件
1
第一节 距离保护概述
一、距离保护的基本概念 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。 距离保护又称为阻抗保护 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 Z
set
离保护保护范围通常用整定阻抗
TX
·
· 1 I Z m set
2 1 I m Z set · 2
A B
.Байду номын сангаас
.
Um
.
·
TM
·
图3－9 方向阻抗继电器幅值比较电压形成回路
set m
zset
k O
zm
Z I Z set I m m m
R
I Z ,B I Z , 或 A m set m m
B A
ppt课件
图3－4 全阻抗继电器的动作特性
9
比较两电压量幅值的全阻抗继电器的电压形成回路：
ppt课件 5
三、距离保护的组成
三段式距离保护装置一般由以下四种元件组成。
ZI 1 起动 元件 2 方向 元件 3
•
4 Z
II
tII
5
8 出口 元件 跳 闸
•
6 ZIII tIII
7 •
图 3-2 距 离 保 护 原 理 的 组 成 元 件 框 图
ppt课件
6
第二节 阻抗继电器
阻抗继电器按其构成方式可分为单相式和多相补偿式。 单相式阻抗继电器是指加入继电器的只有一个电压U m
第三章 电网的距离保护
ppt课件
1
第一节 距离保护概述
一、距离保护的基本概念 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。 距离保护又称为阻抗保护 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 Z
set
离保护保护范围通常用整定阻抗
TX
·
· 1 I Z m set
2 1 I m Z set · 2
A B
.Байду номын сангаас
.
Um
.
·
TM
·
图3－9 方向阻抗继电器幅值比较电压形成回路
电力系统继电保护课件-第3章-电网的距离保护6节
BA
3
Rg1 Rg 2 Rg3
R
小结：在整定值相同的情况下，动 作特性在＋R方向上占的面积越小， 受过渡电阻的影响就越大。
过渡电阻对测量阻抗的影响总结：
✓Rg对测量阻抗的影响取决于电源提供的短路电流的大小以及他 们的相位关系。 测量阻抗有可能增大也有可能减小。
✓Rg对测量阻抗的影响与短路点的位置、继电保护的特性等有密 切关系。 对圆特性的阻抗继电器，当短路点在保护区的始端和末端时受过 渡电阻的影响最大，当短路点在保护区中部时，受的影响最小。
1, Z
Z ( Z
Z ) j
2
m
2
M
2
1800 , ctg
0, Z
Z ( Z
)
2
m
2
M
4、振荡对距离保护的影响
jX
o
N
A
12
M
3
R
o
当δ由0°变化到360°时，测量阻抗终点的 轨迹是垂直Z∑的直线。
1）全阻抗继电器受振荡的影响最大，而透镜型继电 器所受的影响最小。
2）当保护安装点越靠近振荡中心时，受到的影响就 越大。
第 3章
电网的距离保护
第六节、影响距离保护正确动作的因素
影响距离保护正确动作的主要因素如下： 短路点的过渡电阻 距离保护的振荡 分支电路 TA、TV误差 TV二次回路断线
一、短路点过渡电阻对距离保护的影响
1、过渡电阻的性质
短路点过渡电阻：当相间短路或接地短路时，短路电流从一相流 到另一相或从一相流入地的途径中所通过的物质电阻
5、防止和减小过渡电阻影响的方法
1、在保护范围不变的情况下，采用能容许较大的过渡电阻而不 致拒动的阻抗继电器，可防止过渡电阻对继电器工作的影响。
电子信息类专业-继电保护-电网的距离保护课件
短路阻抗Zk与过渡电阻Rg直接相加,即
测量阻抗的附加阻抗 △Z为纯电阻Rg。由 图可见，由于过渡电 阻Rg的存在，会造 成圆特性方向阻抗继 电器（圆1）拒动。
②双侧电源中过渡电阻的影响
（2）过渡电阻对保护的影响
❖ 距离I段无动作延时，此时过渡电阻较小，因 此过渡电阻对I段影响小；距离II段有动作延 时，此时过渡电阻较大，因此过渡电阻对II段 影响大；距离III段有动作延时，但是整定阻 抗很大，阻抗继电器抗过渡电阻能力强，因 此过渡电阻对III段影响较小。
选相元件
❖ 选出故障相的元件就称为选相元件。选相元 件在单相故障时应选出故障相，在多相故障 时，不要求选出故障相，但应能判定为多相 故障。
1.选相的要求
❖ 因为选相元件只是担负选相任务，不担负测量保 护安装处到故障点的短路阻抗与方向判别的任务， 故对选相元件的要求如下： ①在保护区内部发生任何形式的短路故障时，均 能判断出故障相别，或判断出是单相故障还是多相 故障。 ②单相故障时，非故障相选相元件可靠不动作。 ③在正常运行时，不应该进行选相，即选相元件 不动作。 ④动作速度要快于测量元件。
2.工作电压变化量选相元件
①计算三个相工作电压，取最大相值Uop.φ.max＝ max(Uop.A ,Uop.B ,Uop.C) ②如Uop.φ.max＞Uop.φφ(另两相），判为单相故障，且 Uop.φ.max对应相为故障相。 ③如Uop.φ.max≤Uop.φφ(另两相），判为多相故障。此时 如三个相工作电压的最小值Uop.φ.min＝ min(Uop.A ,Uop.B ,Uop.C)＞UN为三相短路；反之，较大 的两个相工作电压对应相为故障相（两相相间短路或两相接地 短路）。
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。
测量阻抗的附加阻抗 △Z为纯电阻Rg。由 图可见，由于过渡电 阻Rg的存在，会造 成圆特性方向阻抗继 电器（圆1）拒动。
②双侧电源中过渡电阻的影响
（2）过渡电阻对保护的影响
❖ 距离I段无动作延时，此时过渡电阻较小，因 此过渡电阻对I段影响小；距离II段有动作延 时，此时过渡电阻较大，因此过渡电阻对II段 影响大；距离III段有动作延时，但是整定阻 抗很大，阻抗继电器抗过渡电阻能力强，因 此过渡电阻对III段影响较小。
选相元件
❖ 选出故障相的元件就称为选相元件。选相元 件在单相故障时应选出故障相，在多相故障 时，不要求选出故障相，但应能判定为多相 故障。
1.选相的要求
❖ 因为选相元件只是担负选相任务，不担负测量保 护安装处到故障点的短路阻抗与方向判别的任务， 故对选相元件的要求如下： ①在保护区内部发生任何形式的短路故障时，均 能判断出故障相别，或判断出是单相故障还是多相 故障。 ②单相故障时，非故障相选相元件可靠不动作。 ③在正常运行时，不应该进行选相，即选相元件 不动作。 ④动作速度要快于测量元件。
2.工作电压变化量选相元件
①计算三个相工作电压，取最大相值Uop.φ.max＝ max(Uop.A ,Uop.B ,Uop.C) ②如Uop.φ.max＞Uop.φφ(另两相），判为单相故障，且 Uop.φ.max对应相为故障相。 ③如Uop.φ.max≤Uop.φφ(另两相），判为多相故障。此时 如三个相工作电压的最小值Uop.φ.min＝ min(Uop.A ,Uop.B ,Uop.C)＞UN为三相短路；反之，较大 的两个相工作电压对应相为故障相（两相相间短路或两相接地 短路）。
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。
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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
保 护 3的 III段
t III 3
t II 2 tI 1
t III 2
l
图 3-1距 离 保 护 的 时 限 特 性
❖ 距离保护的第Ⅰ段是瞬时动作的， t I 是保护本身的固有动作
时间。以保护3为例，其起动阻抗的整定值必须躲开这一点
(b)
(c)
图3—6 相位比较方式分析全阻抗继电器的动作特性
（a）测量阻抗在圆上；（b）测量阻抗在圆内；（c）测量阻抗在圆外
TX · ImZset
D
.·
Im
· ImZset
C
· TM ·
.
Um
·
图3—7 全阻抗继电器相位比较电压形成回路
❖ 2.方向阻抗继电器 ❖ (1) 幅值比较
jX
1 2 Zset
Zm arg
D C
90
(3-6) (3-7)
❖ 上式中，D 量超前于 C 量时 角为正，反之为负。构成
相位比较的电压形成回路如图3-7所示。
jX
zset zset- zm
zm
O
zset+zm R
(a)
jX
zset zm zset- zm
O
zset+zm R
jX
zset
zset-
zm
zm
O
zset+zm R
Um
B
图3—5 全阻抗继电器幅值比较电压形成回路
❖ （2）相位比较
❖ 相位比较的动作特性如图3-6 所示，继电器的动作与边界条
件为 Zset Zm 与 Zset Zm 的夹角小于等于90 ，即
❖
90 arg Zset Zm 90
❖ ❖
两边同乘以电90流 量ar得gUUsseett
Zset U m U m
第三章 电网的 距离保护
第一节 距离保护概述
❖ 一、距离保护的基本概念 ❖ 电流保护对于容量大、电压高和结构复杂的网络，难于满足
电网对保护的要求。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。 ❖ 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 常用整定阻抗 Z的set 大小来实现。
(3-8)
❖
A
1 2
Im Z set
U m
1 2
Im Z set
B
(3-9)
TX
.· Im
·
1 2
Im Z s et
.
A
·
1 2
Im Z s et
.
B
. · TM · Um
图3－9 方向阻抗继电器幅值比较电压形成回路
B
jX
ZI set
0.85ZBC
C
TA
.
Im
TV
ZI
.
Um
ZBC C ZI
set
(b)
B
k
R
A
图 3-3 用 复 数 平 面 分 析 阻 抗 继 电 器 的 特 性
（ a） 系 统 图 ； (b)阻 抗 特 性 图
❖ 一、具有圆及直线动作特性的阻抗继电器
❖ 单相式圆特性和直线特性阻抗继电器的构成方法有两种：比 幅式阻抗继电器，比相式阻抗继电器。
择性。
❖
引入可靠系数
K
rel
，则保护3的起动阻抗为
Z act.3
K
(
rel
Z
AB
Z ) act.2
距离Ⅰ段和Ⅱ段的联合工作构成本线路的主保护。
❖ 三、距离保护的组成
❖ 三段式距离保护装置一般由以下四种元件组成， 其逻辑关系如图3-2所示。
❖
ZI
3
1
起动 元件
2
方向 元件
•
4 ZII
5 tII
❖ （一）特性分析及电压形成回路
❖ 1．全阻抗继电器
❖ （1）幅值比较
❖ 全阻抗继电器的动作与边界条件为：
❖
❖或
❖
Zset Zm
ZsetIm ZmIm
jX
zset
zm
k
O
R
图3－4 全阻抗继电器的动作特性
❖ 比较两电压量幅值的全阻抗继电器的电压形成回路：
B TA
TX
TV
.
Im
.
I
m
Zset
A
TM
❖ 正常运行时保护安装处测量到的阻抗为负荷阻抗 ，即
❖
Zm
U m Im
ZL
(3-1)
❖ ❖ ❖
式中
UImm
Zm
——被保护线路母线的相电压，测量电压； ——被保护线路的电流，测量电流； ——测量电压与测量电流之比，测量阻抗。
❖
在被保护线路任一点发生故障时，保护安装处的测量电压 为护安Um装处Uk到，短测路量点电的流短为路故阻障抗电Z流k ，Ik ，这时的测量阻抗为保
❖ 单以电量相是流阻式相之抗阻电差Zm抗压）。继或的由电线阻于器电抗是压继Z)指电m和加器可一入。以个U继写电m电和成流器RIIm的m的只j（X比有的可值一复以称个数是为电形相继压式电电U，流器m所或的以(两测可可相
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。
A
(a) ～
•
8
出口
跳
元件
闸
6 ZIII
7 tIII •
图 3-2 距 离 保 护 原 理 的 组 成 元 件 框 图
第二节 阻抗继电器
❖ 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。阻抗继电器按其构成方式可分为 单相式和多相补偿式。
短继路电时器所和测电量流到、的电阻压抗互Z感AB器，的即误差Z aI，ct.3需引Z入AB可。靠考系虑数到K阻re抗l
（一般取0.8~0.85）：
Z act.3
(0.8
~
0.85)ZAB
❖ 为了切除本线路末端15%~20%范围以内的故障，需要设置
距离保护第Ⅱ段。距离Ⅱ段整定值的选择不超过下一条线路
距离Ⅰ段的保护范围，同时高出一个 t 的时限，以保证选
❖ ❖
Zm
U m Im
U k Ik
Zk
(3-2)
当短路点在保护范围以外时，即 Zm > Zset 时继电器不动。 当短路点在保护范围内，即 Zm < Zset时>继电器动作。
❖ 二、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
O
zset
zmzm
1 2 Zset
R
jX
zset zset- zm
zm
O
R
(a)
(b)
图3－8 方向阻抗继电器的动作特性
（a）幅值比较的分析（b）相位比较的分析
❖ 方向阻抗继电器的动作特性为一个圆，动作具有方向性，幅 值比较的动作与边界条件为：
❖ ❖
1
两边同乘以电流得2 Zset
1 Z m 2 Z set