电网的距离保护

Ik
阻抗继电器
延时
Uk
阻抗继电器测量阻抗 Z K U K
IK
负
jX
短 路
荷 阻
阻
抗
抗
O
R
距离保护利用阻抗 继电器来判断故障 所在区域。
出口
正常运行时 为负荷阻抗
故障时为保 护安装处到 故障点的线 路阻抗
ZK U N IL
ZK zlk
整定阻抗
阻抗继电器动作方程 | ZK || Zset |
第2章 电网的距离保护
90argZKZset2 90
Zset1ZK
电压比幅动作方程
ZK
UK IK
|U K IKZ set1Z set2| |IKZ set1Z set2|
2
2
电压比相动作方程
90 argUKIKZset2 90 IK Zset1 UK
第2章 电网的距离保护
jX
Zset1
0
Zset2
偏移阻抗继电器
以Zset1－Zset2为直径的圆。
第2章 电网的距离保护
z lk
I 最大保护区 act Ikmax(Zsmin)
Ikmin(Zsmax)
相间电流保护 灵敏度低不适 于高压网
lmax
Nl
可见，距离保护电压电流的比值与故障
点距离成正比，与系统的运行方式无关
，即不受系统运行方式的影响，可以获
得较为稳定的灵敏度。
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2.1.2距离保护原理
2.2.1阻抗继电器基本原理与分类
（1）阻抗继电器分类
比较原理 输入量
比幅：幅值比较式 比相：相位比较式 第I型：单相式
| ZK || Zset | |arg ZKZset |90
ZK Zset U A ,IA
第II型：多相补偿式 U AB , I A
圆特性——容易实现
动作特性 多边形特性
第2章 电网的距离保护
抗与相邻线路I段动作阻抗之和。 靠可延靠系时数保，证选择性
Z 1 I.IactK rIe Il(Z M NK rIelZ N P) 0.8
III段在系统正常时不起动，故障时起动，即测量阻抗小于最小的负
荷阻抗时保护动作。依靠时间的阶梯性来保证选择性
第2章 电网的距离保护
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2.1.3距离保护组成
电压比幅动作方程
ZK
UK IK
|U K || I K Zset |
电压比相动作方程
jX
Zset
0
R
全阻抗继电器 以整定阻抗为半径的圆。
90 argIKZset UK 90 IKZset UK
第2章 电网的距离保护
特点：无死区，无方向性
应用：一般用作起动元件 10 2021/3/14
比幅动作方程
|ZKZset1 2Zset2||Zset1 2Zset2| 比相动作方程
•
联系应用范围掌握方向阻抗继 电器的特殊问题
要联系电力系统故障分析的一
些方法与结论
第2章 电网的距离保护
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2.1 距离保护的基本原理
2.1.1距离保护的引入
M
E
ZS
Ik
1QF
N
k 2QF 3QF
距离保护就是利用 电压电流比值判断 故障的一种保护。
Uk
Ik
最小保护区
M lmin
而 Z U k zlk Ik
电压比相动作方程
90 argIKZset UK 90 UK
第2章 电网的距离保护
特点：有电压死区，有方向 性（正方向故障时动作）
应用：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段测量元件 12 2021/3/14
2.2.5阻抗继电器的精确工作电流 以圆特性全Байду номын сангаас抗继电器为例
比幅动作方程
| ZK || Zset |
可见，只要阻抗满足要求 ，继电器就应该动作。
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三段式距离保护基本原理
PD1
M
tI
act
0
注意与三段式电流保护的区别。
t III
act
t II
act
N
P
Ⅰ段保护区
Ⅱ段保护区 Ⅲ段保护区
I段保护区不能伸出本线路，即测量阻抗小于本线路阻抗时动作。
可靠系数，
ZI 1.act
KrIelZMN
0.8 ～0.85
II段保护区不能伸出相邻线路I段保护区，即测量阻抗小于本线路阻
起动元件
系统发生故障时 起动保护装置
判断是 否跳闸
1KR
测
量
2KR
元
件
3KR
＆
t1 0
＆
t2 0
＆
t3 0
逻辑回路
跳 1 闸
第2章 电网的距离保护
由I、II、III段的阻抗继电器1KR、 2KR、3KR来判断故障区域
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2.2 阻抗继电器分类与特性
距离保护的核心元件，测量保护安装处故障点到故障点的阻抗（距 离），与整定值进行比较，小于整定值为内部故障。
• 区分振荡与短路，从而构成 闭锁措施
• 过渡电阻特点及对继电保护
过渡电阻对距离保护的影响 的影响
与消除措施
第2章 电网的距离保护
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学习方法
掌握距离保护与阻抗继电 • 要在对比中巩固三段式原理并
器原理
熟练比幅与比相的相互转化方
理解方向阻抗继电器接线 法
掌握实用阻抗继电器分析 • 方法
电网的距离保护
内容与要求
距离保护的基本原理与适用 • 电压与电流的比值，110kV
场合
• 比幅与比相动作方程分析
单相式方向阻抗继电器的分 • 工频变化量、正序电压极化、
析方法
电抗、四边形等方向阻抗继
微机常用方向阻抗继电器的 原理
•
电器的构成原理 相间接线与接地接线
阻抗继电器的接线方式 振荡闭锁的原理
ZMN 圆内为动作区
sen
M
R
注意：正方向故障
时，ZK在第Ⅰ象限 ；反方向故障时ZK 在第Ⅲ象限。
第2章 电网的距离保护
最灵敏角
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2.2.2单相式圆特性阻抗继电器 ——由于构成方便，应用多。
比幅动作方程
| ZK || Zset |
比相动作方程
90 argZset ZK90
Zset ZK
特点：无死区，无方向性
应用：手动合闸、自动重
合闸时采用。
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比幅动作方程
|
ZK
Zset 2
||
Zset 2
|
比相动作方程
jX
Zset
90 argZset ZK90
ZK
电压比幅动作方程
ZK
UK IK
|UKIKZset ||IKZset |
2
2
0
R
方向阻抗继电器
以整定阻抗Zset为直径的圆。
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（2）阻抗继电器的基本概念
A
M TA
N
B
阻抗继电器KR电压UK来自 TV，电流IK来自TA。有
一次值
IK KR
TV U K
ZK
UK IK
Um/nTV Im/nTA
nTA nTV
Zm
测量阻抗
继电器的动作方程
ZK Zset
整定阻抗
继电器的 动作特性
动作边 界为动 作特性
N
jX
ZI set
是不是真的如此？
电压比幅动作方程
|U K || I K Zset |
即 | IKZset ||UK|0
比较元件都有最小的动作电压U0（比较电路）或最小的分辨率U0（ 微机保护的字长决定）。则上式变为