距离保护
距离保护
并成为国内外实现距离保护的主流方法
第二节 距离保护的基本原理和基本量
补偿电压：
G
k3
M
KZ
I m
k1
y
k2
N
G
F
U m
F
(a)
F
补偿电压，也称为工作电压、操作电压：
U Z I U set
测量电压经保护区段线路压降补偿得到的保护区末端的电压，简言之，
就是测量点补偿到整定点的电压
110kV及以上网络拓扑结构较复杂的电网中较 难应用
第四章 输电线路的距离保护
第一节 距离保护的基本概念
距离保护是指能直接反映输配电线路从保护安装处
到故障点之间距离（称为故障距离）的继电保护 目前广泛使用的距离保护的基本原理，可以简单地 描述为通过测量故障线路的正序基频阻抗来反映故 障距离
第一节 距离保护的基本概念
Z1 , Z 2 , Z 0 , Z s , Z m
U Z (I U m F 1 k 3I 0 ) U F Z1 I m
U m U F Z1 I m
(4.8) (4.11)
第二节 距离保护的基本原理和基本量
U 90 Arg ( ) 270 U
该动作判据只反映线路正向整定阻抗范围内的故障，因此称为方向距离 继电器或方向距离元件
第二节 距离保护的基本原理和基本量
极化电压：
距离元件的动作判据，利用比较补偿电压与测量电压的相位关系实现
比较相位，可理解为以测量电压的相位（极性）为基准来确定补偿电
现距离是线路的固有参数，
因此，距离保护可以基本不受系统运行方式影响
距离保护
距离保护概念距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的距离（或阻抗）。
并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。
该装置的主要元件为距离（阻抗）继电器，它可根据其端子上所加的电压和电流测知保护安装处至短路点间的阻抗值，此阻抗称为继电器的测量阻抗。
当短路点距保护安装处近时，其测量阻抗小，动作时间短；当短路点距保护安装处远时，其测量阻抗增大，动作时间增长，这样就保证了保护有选择性地切除故障线路。
用电压与电流的比值(即阻抗)构成的继电保护，又称阻抗保护，阻抗元件的阻抗值是接入该元件的电压与距离保护电流的比值：U/I=Z，也就是短路点至保护安装处的阻抗值。
因线路的阻抗值与距离成正比，所以叫距离保护或阻抗保护。
距离保护分为接地距离保护和相间距离保护等。
距离保护分的动作行为反映保护安装处到短路点距离的远近。
与电流保护和电压保护相比，距离保护的性能受系统运行方式的影响较小。
编辑本段特性当短路点距保护安装处近时，其量测阻抗小，动作时间短;当短路点距保护安装处远时，其量测阻抗大,动作时间就增长，这样保证了保护有选择性地切除故障线路。
距离保护的动作时间(t)与保护安装处至短路点距离(l)的关系t=f(l),称为距离保护的时限特性。
为了满足继电保护速动性、选择性和灵敏性的要求，目前广泛采用具有三段动作范围的时限特性。
三段分别称为距离保护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，它们分别与电流速断、限时电流速断及过电流保护相对应。
距离保护的第Ⅰ段是瞬时动作的，它的保护范围为本线路全长的80～85%;第Ⅱ段与限时电流速断相似,它的保护范围应不超出下一条线路距离第Ⅰ段的保护范围，并带有高出一个△t的时限以保证动作的选择性;第Ⅲ段与过电流保护相似，其起动阻抗按躲开正常运行时的负荷参量来选择，动作时限比保护范围内其他各保护的最大动作时限高出一个△t。
编辑本段组成(1)测量部分，用于对短路点的距离测量和判别短路故障的方向。
(2)启动部分，用来判别系统是否处于故障状态。
距离保护
满足继电保护速动性、选择性和灵敏性的要求，目前广泛采用具有三 段动作范围的时限特性。三段分别称为距离保护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，它 们分别与电流速断、限时电流速断及过电流保护相对应。 距离保护的第Ⅰ段是瞬时动作的，它的保护范围为本线路全长的 80～85％;第Ⅱ段与限时电流速断相似,它的保护范围应不超出下一条 线路距离第Ⅰ段的保护范围，并带有高出一个△t的时限以保证动作 的选择性;第Ⅲ段与过电流保护相似，其起动阻抗按躲开正常运行时 的负荷参量来选择，动作时限比保护范围内其他各保护的最大动作时 限高出一个△t。 编辑本段组成 (1)测量部分，用于对短路点的距离测量和判别短路故障的方 向。 (2)启动部分，用来判别系统是否处于故障状态。当短路故障发 生时，瞬时启动保护装置。有的距离保护装置的启动部分兼起后备保 护的作用。 (3)振荡闭锁部分，用来防止系统振荡时距离保护误动作。 (4)二次电压回路断线失压闭锁部分，当电压互感器（TV）二次 回路断线失压时，它可防止由于阻抗继电器动作而引起的保护误动 作。但当TV断线时保护可以选择投/退“TV断线相过流保护”。 (5)逻辑部分，用来实现保护装置应有的性能和建立各段保护的 时限。 编辑本段装置构成 一般情况下,距离保护装置由以下4种元件组成。①起动元件：在 发生故障的瞬间起动整套保护，并可作
距离保护
为距离保护的第Ⅲ段。起动元件常取用过电流继电器或低阻抗继电 器。②方向元件：保证保护动作的方向性，防止反方向故障时保护误 动作。方向元件可取用单独的功率方向继电器，也可取用功率方向继
电器与距离元件结合构成方向阻抗继电器。③距离元件：距离保护装 置的核心部分。它的作用是量测短路点至保护安装处的距离。一般采 用阻抗继电器。④时限元件：配合短路点的远近得到所需的时限特 性，以保证保护动作的选择性。一般采用时间继电器。 编辑本段阻抗继电器 阻抗继电器的类型很多，实现原理也不尽相同。最常用的有全阻 抗继电器、方向阻抗继电器、具有偏移
第三章距离保护
第三章距离保护第三章：电网距离保护1.距离保护的定义和基本原理：距离保护：是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的壁纸，反映故障点到保护安装处的距离而工作的保护。
基本原理：按照继电保选择性的要求，安装在线路两端的距离保护仅在下路MN内部故障时，保护装置才应该立即动作，将相应的断路器跳开，而在保护区的反方向或本线路之外正方向短路时，保护装置不应动作。
与电流速断保护一样，为了保证在下级线路的出口处短路时保护不误动作，在保护区的正方向（对于线路MN的M侧保护来说，正方向就是由M指向N的方向）上设定一个小于本线路全长的保护范围，用整定距离Lset来表示。
当系统发生短路故障时，首先判断故障的方向，若故障位于保护区的正方向上，则设法测出故障点到保护安装处的距离Lk，并将Lk与Lset相比较，若Lk小于Lset，说明故障发生在保护范围之内，这时保护应立即动作，跳开相应的断路器；若LK大于Lset，说明故障发生在保护范围之外，保护不应动作，对应的断路器不会跳开。
若故障位于保护区的反方向上，则无需进行比较和测量，直接判断为区外故障而不动作。
｝通常情况下，距离保护可以通过测量短路阻抗的方法来间接地测量和判断故障距离。
2.几种继电器的方式：苹果特性：有较高的耐受过渡电阻的能力，耐受过负荷的能力比较差；橄榄特性正好相反。
电抗特性：动作情况至于测量阻抗中的电抗分量有关，与电阻无关，因而它有很强的耐过渡电阻的能力。
但是它本身不具有方向性，且在负荷阻抗情况下也可能动作，所以通常它不能独立应用，而是与其他特性复合，形成具有复合特性的阻抗原件。
电阻特性：通常也与其他特性复合，形成具有复合特性的阻抗原件。
多边形特性：能同时兼顾耐受过渡电阻的能力和躲负荷的能力。
3测量阻抗：Zm定义为保护安装处测量电压Um&与测量电流Im&之比，即Um&/Im& 动作阻抗：使阻抗原件处于临界动作状态对应的阻抗（Zop）。
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：
线路距离保护
IJ
Zzd R
2. 方向阻抗继电器：以Zzd阻抗为直径过原点的圆 1）比幅值
A
1 2
Z zd
IJ
B
Z J IJ
1 2
Z
zd
IJ
UJ
1 2
Z
zd
IJ
1 2
Z
zd
IJ
2）比相位
C B A U J D U J Z zd IJ
270
tg 1
C D
90
ZKJ具有明确的方向性
jX Zzd
o
R
3. 偏移特性ZKJ：向第四象限偏移α=0.1～0.2 的圆
180 ctg 2
0 ZJ
Z 2
ZM
360
ctg 2
ZJ
( Z 2
ZM
)
j
Z 2
.
系统振荡时测量阻抗的变化规律
ZN N
M
ZM
Zj
系统振荡时测量阻抗的变化规律
ZJ.m
( Z 2
ZM
)
j
Z 2
ctg 2
令Zx代替ZM ,设m Zx / Z
ZJ.m
(1 2
m)
Z 2
j Z 2
ctg 2
1．基本要求：
1） Z J Z D
2）ZJ与故障类型无关
2．类型
继电器 接线方式
0°接线
+30°接线
-30°接线 相电压和具有 3KI0补偿的相 电流接线
J1
UJ U AB U AB U AB
U A
IJ IA IB
IA IB
IA K3I0
J2
J3
UJ
IJ
UJ
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。
LINYI UNIVERSITY
LINYI UNIVERSITY
LINYI UNIVERSITY
UB = z1 l k B 、 C 相 测 量 I B + K3I 0
LINYI UNIVERSITY
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。
LINYI UNIVERSITY
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
LINYI UNIVERSITY
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
距离保护第7讲：距离保护的整定及基本构成
3.5.1 距离保护的延时特性
➢距离保护一般采用阶段式配合的思想，配合关系类似于 三段式电流保护
3.5.2 距离保护的整定计算
➢ 距离保护需要配置相间距离 和接地距离
➢ 距离Ⅰ段、距离Ⅱ段一般采 用具有方向性的动作特性
➢ 距离Ⅲ段通常采用带有偏移 特性的动作特性
与本保护相配合的下游相邻元件保护段 (x 为Ⅰ 段或Ⅱ 段)的 最大动作延时
3.5.2 距离保护的整定计算 距离Ⅲ段整定
作用 本线路的近后备或下级线路的远后备
整定原则 CASE1：相邻线路配合段为距离Ⅱ段或距离Ⅲ段时
CASE2：相邻元件配置电流、电压保护时的配合
为相邻线电流、电压保护的最小保护范围对应的阻抗 值
如何保证Ⅱ段在任何运行方 式下选择性？
3.5.2 距离保护的整定计算
距离Ⅱ段整定
整定处理思想 距离Ⅱ段整定时应考虑灵敏系数最大的情况，即保护范围最 大时其动作范围不超过相邻线配合段保护范围。该种运行方 式对应于分支系数最小的情况。
3.5.2 距离保护的整定计算
距离Ⅱ段整定
整定方法 •CASE1：相邻元件为输电线路
在发电机和变压器保护中作为后备保护
3.12 距离保护的基本构成与工作流程
3.12.1 距离保护的构成
（一）微机保护的硬件构成
距离保护模拟量输入：三相电流加零序电流、 三相电压加零序电压、 断路 器另一侧单相电压共9路电量
3.12.1 距离保护的构成
（二）软件构成
1. 故障启动元件 2. 距离测量元件 3. 故障选相元件 4. 振荡闭锁元件 5. 故障处理逻辑 6. PT断线闭锁元件 7. 整组复归逻辑
•CASE2：相邻元件为变压器
第02部分--距离保护的基本概念
1超高压输电线路继电保护第一部分——距离保护的基本概念李斌2主要内容一、距离保护的定义二、距离保护的时限特性三、距离保护的组成四、距离保护的接线五、距离保护的动作特性电流保护的主要优点是简单、经济及工作可靠。
但是，电流保护的灵敏性直接受电网运行方式的影响，所以，在上电压的复杂网络中，它们很难满足选择性、灵敏性以及快速切G5一、距离保护的定义如图，当k 点短路时，保护l 的测量阻抗是Zk ，保护2的测量阻抗是Zab+Zk 。
由于保护1距短路点较近，保护2距短路点较远，所以应使保护1的动作时间比保护2的动作时间短，故障将由保护1切除，而保护2不致误动作，这样就保证了有选择性地切除故障线路。
而选择性的满足，是靠各个保护的整定值和动作时限相互配合来实现的。
阻抗继电器的主要作用是测量短路点到保护安装地点之间的阻抗，并与整定阻抗值进行比较，以确定保护是否应该动作。
它是距离保护装置的核心元件。
6主要内容一、距离保护的定义二、距离保护的时限特性三、距离保护的组成四、距离保护的接线五、距离保护的动作特性距离保护的动作时间与保护安装地点至短路点之间距离的关系，称为距离保护的时限特性。
为了满足速动性、选择性和灵敏性的要求，广泛应用具有三段动作范围的阶梯型时限特性，并分别称距离只能保护线路全长的（末端（15为了作为相邻线路保护装置和断路器拒绝动作的远后备保护，同时也作为距离III 段。
二、距离保护的时限特性一般距离保护动作时限采用阶梯型三段式动二、距离保护的时限特性11主要内容一、距离保护的定义二、距离保护的时限特性三、距离保护的组成四、距离保护的接线五、距离保护的动作特性三、距离保护的组成1.测量元件三、距离保护的组成2.起动元件三、距离保护的组成3.振荡闭锁三、距离保护的组成4.失压闭锁三、距离保护的组成17主要内容一、距离保护的定义二、距离保护的时限特性三、距离保护的组成四、距离保护的接线五、距离保护的动作特性18四、距离保护的接线阻抗继电器对接线方式的基本要求：为了使阻抗继电器能正确测量短路点到保护安装处的距离，加入其中的电压Uj 和电流Ij 应该满足以下要求：（1）继电器的测量阻抗正比于短路点到保护安装地点之间的距离；（2）继电器的测量阻抗与故障类型无关，即保护范围不随故障类型而变化。
距离保护
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。
U op
U pol
90
270
90
270
U时候其值不能为零。
90 arg
U op U pol
270
动作 方程
或
90 arg U op U pol 90
极化电压是按相位比较原理工作 的方向阻抗继电器工作所必须 。 数值过大或过小都是不适宜的。 极化 电压 作用 可保证方向阻抗继电器正、反向出 口短路故障时有明确的方向性 。 根据比相原理的阻抗继电器性能特 点的要求，极化电压有不同的构成 方式，可获得阻抗继电器的不同功 能，改善阻抗继电器性能。
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
3.1 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。
电网距离保护
才能得到正确的故障阻抗
在三相短路时，三个继电器的测量阻抗均等于短路点到保护安装地点的 线路正序阻抗。三个继电器均能正确动作。
在两相短路时，只有接于故障环路的阻抗继电器的测量阻抗等于短路点 到保护安装地点的线路正序阻抗。其余两只阻抗继电器的测量阻抗较大， 不会误动作。这也就是为什么要用三个阻抗继电器并分别接于不同相间 的原因
在两相接地短路时，只有接于故障环路的阻抗继电器的测 量阻抗等于短路点到保护安装地点的线路正序阻抗。其余 两只阻抗继电器的测量阻抗较大，不会误动作。
相间距离保护：0°接线方式可以正确反应三相短路、两相 短路、两相接地短路，不能正确反应单相接地短路。
具有零序电流补偿的0°接线方式的分析
1 ．单相接地短路 以 A 相单相接地短路故障为例
（2）方向圆特性 令Zset2=0，Zset1=Zset2 则动作特性变化成方向圆特性
绝对值比较动作方程为
相位比较动作方程为
方向圆特点： 在整定阻抗的方向上，动作阻抗最大，正好等于整定阻抗；其他方向的动作阻抗 都小于整定阻抗；在整定阻抗的相反方向，动作阻抗降为0.反向故障时不会动作， 阻抗元件本身具有方向性。方向圆特性的阻抗元件一般用于距离保护的主保护段 （1段和 2段）中。
=180°
在实际的系统中，由于互感器误差、过渡电阻等因素的存在，相位差在 180°左右 的一个范围内，测量元件就应该动作
多个负号，两边减180° 方向圆特性
阻抗继电器的死区
在
中
Um称为参考电压或极化电压作为判断口 Uop 相位的参考
当在保护安装处正方向出口发生金属性相间短路时，母线电压降到零或很 小，加到继电器的电压（Um）为零或者小于继电器动作所需的最小电压 时，方向继电器会出现死区。测量阻抗 Zm 的阻抗值都很小，正好处于阻 抗元件临界动作的边沿上，有可能出现正向出口短路时拒动或反向出口短 路时误动的情况。
第四章距离保护
第四章 距离保护一、GB50062-92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规定（一）对110kV 线路的下列故障，应装设相应的保护装置 (1)单相接地短路。
(2)相间短路。
（二）110kV 线路装设相间短路保护装置的配置原则如下(1)主保护的配置原则。
在下列情况下，应装设全线速动的主保护 1)系统稳定有要求时。
2)线路发生三相短路，使发电厂厂用电母线或重要用户电压低于额定电压的60%,且其他保护不能无时限和有选择性地切除短路时。
(2)后备保护的配置原则。
11OkV 线路后备保护配置宜采用远后备方式。
(3)根据上述110kV 线路保护的配置原则，对接地短路，应装设相应的保护装置，并应符合下列规定:1)宜装设带方向或不带方向的阶段式零序电流保护。
2)对某些线路，当零序电流保护不能满足要求时，可装设接地距离保护，并应装设一段或二段零序电流保护作后备保护。
(4)根据上述11OkV 线路保护的配置原则，对相间短路，应装设相应的保护装置，并应符合下列规定:1)单侧电源线路，应装设三相多段式电流或电流电压保护。
2)双侧电源线路，可装设阶段式距离保护装置。
3)并列运行的平行线,可装设相间横联差动及零序横联差动保护作主保护。
后备保护可按和电流方式连接。
4)电缆线路或电缆架空混合线路，应装设过负荷保护。
保护装置宜动作于信号。
当危及设备安全时，可动作于跳闸。
二、DL 400-91《继电保护和安全自动装置技术规程》规定（一）ll0~220kV 中性点直接接地电力网中的线路保护 （1）对相间短路，应按下列规定装设保护装置。
1）单侧电源单回线路，可装设三相电流电压保护，如不能满足要求，则装设距离保护； 2）双侧电源线路宜装设距离保护；（2）对接地短路，可采用接地距离保护，并辅之以阶段式或反时限零序电流保护。
（二）330~500kV 线路的后备保护（1）对相间短路，后备保护宜采用阶段式距离保护。
（2）对接地短路，应装设接地距离保护并辅以阶段式或反时限零序电流保护，对中长线路，若零序电流保护能满足要求时，也可只装设阶段式零序电流保护。
距离保护
一、什么叫距离保护?距离保护的特点是什么?
答：距离保护是以距离测量元件为基础构成的保护装置，其动作和选择性取决于本地测量参数(阻抗、电抗、方向)与设定的被保护区段参数的比较结果，而阻抗、电抗又与输电线的长度成正比，故名距离保护。
距离保护主要用于输电线的保护，一般是三段或四段式。
其一、二段带方向性，作为本线段的主保护，第一段保护线路的80％-85％。
第二段保护余下的20％并为相邻线路的后备保护。
第三段带方向或不带方向，有的还设有不带方向的第四段，作本线及相邻线段的后备保护。
整套距离保护包括故障启动、故障距离测量、相应的时间逻辑回路与电压回路断线闭锁，有的还配有振荡闭锁等基本环节以及对整套保护的连续监视等装置。
有的接地距离保护还配备单独的选相元件。
二、电压互感器和电流互感器的误差对距离保护有什么影响?
答：电压互感器和电流互感器的误差会影响阻抗继电器距离测量的精确性。
具体说来，电流互感器的角误差和比误差、电压互感器的角误差和比误差以及电压互感器二次电缆上的电压降，将引起阻抗继电器端子上电压和电流的相位误差以及数值误差，从而影响阻抗测量的精度。
三、距离保护有哪些闭锁装置?各起什么作用?
答：距离保护的闭锁装置包括有：
(1)电压断线闭锁。
电压互感器二次回路断线时，由于加到继电器的电压下降，好象短路故障一样，保护可能误动作，所以要加闭锁装置。
(2)振荡闭锁。
在系统发生故障出现负序分量时将保护开放(0．12-0．15s)，允许动作，然后再将保护解除工作，防止系统振荡时保护误动作。
第三章 电网距离保护
K se n( 2)
Z III set.1
Z AB K Z b.max next(BC)
1.2
二、对距离保护的评价
1. 选择性
在多电源的复杂网络中能保证动作的选择性。
2. 速动性
距离保护的第一段能保护线路全长的85%，对双侧电 源的线路，至少有30%的范围保护要以II段时间切除 故障。
3. 灵敏性
-αZzd
Zzd Zzd-ZJ
ZJ R
ZJ+α Zzd
总结三种阻抗的意义：
—测量阻抗Zm：由加入继电器的电压Um与电流Im的比值确 定。
Zm
Um Im
—路整阻定抗阻。抗Zset：一般取继电器安装点到保护范围末端的线 全阻抗继电器：圆的半径 方向阻抗继电器：在最大灵敏角方向上圆的直径 偏移特性阻抗继电器：在最大灵敏角方向上由原点 到圆周的长度。
当 ︱ EM︱= ︱EN ︱ 且系统中各元件阻抗角相等 时，振荡中心的位置在全系统纵向阻抗的中点 （ 即 Z ∑ /2处）。
.
U
m
1 2
.
I
m
Z set
1 2
.
I
m
Z set
3、比相式方向阻抗继电器
jX Zzd
Zzd-ZJ
ZJ R
90o arg Zset zm 90o Zm
.
90o
arg
I m Z set
.
U m
90o
Um
（三）偏移特性阻抗继电器
1、 偏移特性阻抗继电器的动作特
性：
jX
正方向： ：整定阻抗Zset
一、构成阻抗继电器的动作特性
单相式阻抗继电器：指加入继电器的只有一个电压 Um和一个电流Im的阻抗继电器。其中电压Um与电流 Im的比值称为测量阻抗。
距离保护的概念
距离保护：距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的距离（或阻抗）。
并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。
该装置的主要元件为距离（阻抗）继电器，它可根据其端子上所加的电压和电流测知保护安装处至短路点间的阻抗值，此阻抗称为继电器的测量阻抗。
当短路点距保护安装处近时，其测量阻抗小，动作时间短；当短路点距保护安装处远时，其测量阻抗增大，动作时间增长，这样就保证了保护有选择性地切除故障线路。
用电压与电流的比值(即阻抗)构成的继电保护，又称阻抗保护，阻抗元件的阻抗值是接入该元件的电压与电流的比值：U/I=Z，也就是短路点至保护安装处的阻抗值。
因线路的阻抗值与距离成正比，所以叫距离保护或阻抗保护。
距离保护分为接地距离保护和相间距离保护等。
距离保护分的动作行为反映保护安装处到短路点距离的远近。
与电流保护和电压保护相比，距离保护的性能受系统运行方式的影响较小。
特性：当短路点距保护安装处近时，其量测阻抗小，动作时间短;当短路点距保护安装处远时，其量测阻抗大,动作时间就增长，这样保证了保护有选择性地切除故障线路。
距离保护的动作时间(t)与保护安装处至短路点距离(l)的关系t=f(l),称为距离保护的时限特性。
为了满足继电保护速动性、选择性和灵敏性的要求，目前广泛采用具有三段动作范围的时限特性。
三段分别称为距离保护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，它们分别与电流速断、限时电流速断及过电流保护相对应。
距离保护的第Ⅰ段是瞬时动作的，它的保护范围为本线路全长的80～85%;第Ⅱ段与限时电流速断相似,它的保护范围应不超出下一条线路距离第Ⅰ段的保护范围，并带有高出一个△t的时限以保证动作的选择性;第Ⅲ段与过电流保护相似，其起动阻抗按躲开正常运行时的负荷参量来选择，动作时限比保护范围内其他各保护的最大动作时限高出一个△t。
组成：(1)测量部分，用于对短路点的距离测量和判别短路故障的方向。
(2)启动部分，用来判别系统是否处于故障状态。
当短路故障发生时，瞬时启动保护装置。
距离保护
第1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。
，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：，瞬时动作主保护II段：，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。
——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：幅值比较原理相位比较原理（1）全阻抗继电器特性：以保护安装点为圆心（坐标原点），以Z zd为半径的圆。
圆内为动作区。
Z dz.J——测量阻抗正好位于圆周上，继电器刚好动作，这称为继电器的起动阻抗。
无论Ψd多大，，它没有方向性。
1. 幅值比较原理：两变同乘，且，所以，这也就是动作方程。
2. 相位比较原理分子分母同乘以I J，（2）方向阻抗继电器以Z zd为直径，通过坐标原点的圆。
- 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)。
阻抗继电器的精确工作电流：
比幅式方向阻抗继电器 实际动作条件： | I m Z set | | KU U m I m Z set | U 0
1 2 1 2
当 m sen l
Z oper.K Z set U0 KU I m
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。
Um
90
U m I m Z set
方向阻抗继电器交流回路原理接线
TA
UR
I m
TV
1 I m Z set 2 1 I m Z set 2
U 1
U m
U 2
U m
T
TA
UR
I m
TV
T
Z I m set
U Y
U m U m U m
U X
90
全阻抗继电器交流回路的原理接线
TA
I m
TV
U m
Z U I m set 1
U 2
TA
UR
Z I m set
U X
I m
TV
T
U Y
U m
方向阻抗继电器
特性：方向阻抗继电器的动作特性是以整定阻抗为直
径并且圆周经过坐标原点的一个圆，圆内为动作区， 圆外为非动作区，圆周是动作边界。
继电器
U m
I m
K 3I I A 0 K 3I I B 0 K 3I I C 0
KI 1
U A U B
KI 2
KI 3
U C
I I I I A 1 2 0 U U U 0 U KA K1 K2 K0
测量阻抗 ：
Zm
Um Im
动作阻抗：测量阻抗正好位于动作区边界上，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
P
3
TV
jX
P
I Z set
I m
Zm
U m
2
R
（1）全阻抗继电器特性圆
jX jX
Z set
Z set
Z m Z set
R
1
Zm
R
1
o
o
Z m Z set
（2）动作方程
Z m Z set U m I m Z set
Z m Z set 270 arg 90 Z m Z set 270 arg U m I m Z set U m I m Z set
2）利用瞬时测量回路来固定阻抗继 电器的动作。
KT
t
KM
KA
I
K1
Z
U m
I m
三、电力系统振荡对距离保护的影响
1、振荡时电流、电压的分布与变化
2、电力系统振荡对距离保护的影响 3、振荡闭锁回路
E M
M
I M
R1 X 1
N E N
RN X N E
RM X M
o
E N U N
C
L
U m
故障前 故障后
I
R
U R
u
uR u J
t
um
2．引入非故障相电压：
a
R I
L
b
E c
U U R J
U U R J
I C
E b
Rh
I
U b
U a
(U ) E ab m E a
X L U J U R IC R j U ac Rh
特点：动作具有方向性；
Zoper Z set cos(set oper )
方向阻抗继电器特性圆
jX jX
Z set
1 Z set 2
Z set
Z m Z set
Zm 1 2 Z set
Zm
o
R
o
R
比幅原理的动作方程
比相原理的动作方程
Zm 270 arg 90 Z m Z set 270 arg
l
I Z lI Z l U A A L B M I Z lI Z l U B B L A M
(1.1) Z KI .1
I )(Z Z )l U ( I AB B L M A Z1l I I I I A B A B
接地短路用阻抗继电器的接线方式 --零序电流补偿式00接线
Z
( 3) KI .1
U AB Z1l I I A B
2、二相短路:
I I A B I C 0 I Z l U U A A 1 KA U I Z l U B B 1 KB U E C C
o
jX
Z ZM
N
1 Z ZM 2
R
M
1
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。
U I Zl U 1 K1 1 1 U I Z l U 2 K2 2 1 U 0 U K 0 I 0 Z 0l
U U U U A A1 A2 A0
Z0 Z1l ( I A I 0 I 0 ) Z1 Z Z 0 1 3I Z1l ( I ) A 0 3Z1 K 3I ) U Z l ( I 0 Z KI m 1 A Z1l K 3I I I m A 0
U m
I m
KI 1
U AB
U BC
U CA
I I A B
I I B C
I I C A
KI 2
KI 3
1、三相短路:
A BC
Z
I A
K ( 3)
I B
0 I C
l
U U I Z lI Z l (I I )Z l U AB A B A 1 B 1 A B 1
M
z
U M z E E M N I M
E j N E E M E N E M (1 e ) EM
E 2 E M I sin M ZM ZL Z N Z 2
U M EM I M Z M
E I Z U N N M N
A BC
Z
I A
K ( 2)
I B
I C
l
U ( I I ( 2) AB A B ) Z1l Z KI .1 Z1l I I I I A B A B
3、中性点直接接地电网的两相接地短路
A BC
Z
I A
K
(1,1) AB
I B
0 I C
ZoperK
Z set 0.9Z set
I ac
Im
引入精确工作电流的意义：
1、它是用来衡量继电器动作阻抗与整
定阻抗之间的误差是否满足10%的要求 2、当加入阻抗继电器的电流大于精工 电流，说明阻抗继电器的误差在 10%之内 3、为了减小阻抗继电器的误差，精工 电流越小越好。
第四节 阻抗继电器的接线方式
一、对阻抗继电器接线方式的要求
二、相间短路阻抗继电器的0° 接线方式
三、接地短路阻抗继电器的接线 方式
对阻抗继电器接线方式的要求：
1、测量阻抗应正比于 短路点到保护安装点之间 的距离； 2、继电器的测量阻抗 应与故障类型无关，即保 护范围应不随故障类型而 变化。
相间短路阻抗继电器的00接线 继电器
Rg 1050
lg Ig
2、过渡电阻对单侧电源线路的影响
A
1
B
Rg
2
C
3
jX
jX
K
B
保护1的II段
保护1的I段
A
R
3、过渡电阻对阻抗元件的影响
jX
B
Rg 1
Rg 2
Rg 3
ZK
A
R
4、防止和减小过渡电阻影响的方法
1）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。
第一节 距离保护的基本工作原理
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。
起动
ZI
Z
II
t
II
1
&
出口
Z
III
t III
起动元件、阻抗测量元件（ZI、 ZII、ZIII）、时间元件和出口执行 元件。
三段式距离保护
I段：
保护区为本线路全长的80%-85%瞬时动作于本 线路出口断路器； II段：保护区为本线路全长，t=0.5S 动作于本线路出 口断路器； III段：躲最小负荷阻抗，阶梯时限特性，延时动作于 本线路出口断路器 I、II段为主保护，III段为后备保护
第二节 阻抗继电器
Z 0 Z1l ( I1 I 2 I 0 ) Z1
第五节 影响距离保护正确工作的因素 一、分支线对距离保护的影响；
二、过渡电阻对距离保护的影响 ；