距离保护
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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
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。
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
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。
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。
1 1 Z Z M j Z ctg 2 2 2 Z Z 0 0 , ctg , Z m ( Z M ) j 2 2 2 Z Z 0 90 , ctg 1, Z m ( Z M ) j 2 2 2 Z 0 180 , ctg 0, Z m ( Z M ) 2 2
第三节 方向阻抗继电器的特殊问题
一、方向阻抗继电器的死区及其 消除措施 二、阻抗继电器的精确工作电流
（一）方向阻抗继电器的死区 当保护正方向出口附近发 生相间短路时，母线电压为零 或很小，加到继电器上的电压 小于继电器动作所需要的最小 电压时，方向阻抗继电器不能 动作。发生此情况的一定范围， 称为方向阻抗继电器的死区。
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。
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
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
Z1l AB K b Z1l K
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。
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。
二、短路点过渡电阻对距离保护影响 1、短路点过渡电阻的特性
在短路的初瞬间，电弧电流最 大，弧长最短，电弧电阻最小；经 过几个周期后，电弧逐渐伸长，电 弧电阻有急剧增大之势。
（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：
（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
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
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
振荡时电流、电压特点
（假设条件：两侧电势大小相等，全系统阻抗角相等） 振荡时，电流、电压幅值都随 角做周期变化；在系统中总有一点 电压最低，该点称为振荡中心
0
0 时，I M 0，U M 最大，U Z 最大 180 时，I M 最大，U M 最小，U Z 0
0
I Z U E E M M M M M Zm ZM I I I M M M
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
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.
2、外汲电流的影响：
A D
lK
Z
I AB
B
I K2
C
I K1
K
Z l I Zl I I AB 1 AB Z m K1 1 K Z1l AB K1 Z1l K I I AB AB
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。
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
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 ；
三、电力系统振荡对距离保护的影响；
四、电压回路断线对距离保护的影响
五、线路的串联补偿电容对距离保护的影响
一、保护安装处和故障点间分支线对距离保护影响
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
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
U m
I m
KI 1
U AB
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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
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
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、助增电流的影响：
A D
Z
I AB I DB
B
I K
lK
K C
Z l I Zl I I K 1 K AB 1 AB K Zm Z1l AB Z1l K I I AB AB Z1l AB K b Z1l K
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
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
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。
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wk.baidu.com方式 --零序电流补偿式00接线
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3
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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。
继电器
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KI 1
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I I I I A 1 2 0 U U U 0 U KA K1 K2 K0
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全阻抗继电器交流回路的原理接线
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TV
U m
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U X
I m
TV
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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。
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。
1 1 Z Z M j Z ctg 2 2 2 Z Z 0 0 , ctg , Z m ( Z M ) j 2 2 2 Z Z 0 90 , ctg 1, Z m ( Z M ) j 2 2 2 Z 0 180 , ctg 0, Z m ( Z M ) 2 2
第三节 方向阻抗继电器的特殊问题
一、方向阻抗继电器的死区及其 消除措施 二、阻抗继电器的精确工作电流
（一）方向阻抗继电器的死区 当保护正方向出口附近发 生相间短路时，母线电压为零 或很小，加到继电器上的电压 小于继电器动作所需要的最小 电压时，方向阻抗继电器不能 动作。发生此情况的一定范围， 称为方向阻抗继电器的死区。
o
jX
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N
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1
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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。
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
C
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故障前 故障后
I
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2．引入非故障相电压：
a
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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。
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。
二、短路点过渡电阻对距离保护影响 1、短路点过渡电阻的特性
在短路的初瞬间，电弧电流最 大，弧长最短，电弧电阻最小；经 过几个周期后，电弧逐渐伸长，电 弧电阻有急剧增大之势。
（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：
（1）全阻抗继电器特性圆
jX jX
Z set
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Z m Z set
R
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o
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（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
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( 3) KI .1
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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
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
振荡时电流、电压特点
（假设条件：两侧电势大小相等，全系统阻抗角相等） 振荡时，电流、电压幅值都随 角做周期变化；在系统中总有一点 电压最低，该点称为振荡中心
0
0 时，I M 0，U M 最大，U Z 最大 180 时，I M 最大，U M 最小，U Z 0
0
I Z U E E M M M M M Zm ZM I I I M M M
ZoperK
Z set 0.9Z set
I ac
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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
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.
2、外汲电流的影响：
A D
lK
Z
I AB
B
I K2
C
I K1
K
Z l I Zl I I AB 1 AB Z m K1 1 K Z1l AB K1 Z1l K I I AB AB
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
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出口
Z
III
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起动元件、阻抗测量元件（ZI、 ZII、ZIII）、时间元件和出口执行 元件。
2）利用瞬时测量回路来固定阻抗继 电器的动作。
KT
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I
K1
Z
U m
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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
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RN X N E
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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 ；
三、电力系统振荡对距离保护的影响；
四、电压回路断线对距离保护的影响
五、线路的串联补偿电容对距离保护的影响
一、保护安装处和故障点间分支线对距离保护影响
A BC
Z
I A
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I B
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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
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1、三相短路:
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方向阻抗继电器交流回路原理接线
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测量阻抗 ：
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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
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I m
Zm
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2
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1、助增电流的影响：
A D
Z
I AB I DB
B
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K C
Z l I Zl I I K 1 K AB 1 AB K Zm Z1l AB Z1l K I I AB AB Z1l AB K b Z1l K
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
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
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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
Rg 1050
lg Ig
2、过渡电阻对单侧电源线路的影响
A
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保护1的II段
保护1的I段
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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。
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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
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接地短路用阻抗继电器的接wk.baidu.com方式 --零序电流补偿式00接线