电力系统继电保护实验三(距离保护)资料讲解
电力系统继电保护——3.1-3.2电网的距离保护-阻抗继电器原理和动作特性
Z m Z set
Zm
O
m
R
Z m Z set
R
(a)
(b)
| Zm | Zset
| U m | I m Z set
幅值比较方式
Z m Z set 270 arg 90o Z m Z set
o
相位比较方式
2. 全阻抗继电器—实际实现
jX
Z set
jX
Z m Z set
Z0 Zm Z0
jX
A
Z0
k
O
Zm
k
R
O
Zm Z0
Z0
(a)
Zm
A
R
A
Z0
(b)
| Zm Z0 | Zm Z0
Um 270 Arg 90 I m Z set
U P Um
U = I m Z0
6. 具有直线特性的继电器-电抗继电器
jX
jX set
o
相位比较方式
3. 方向阻抗继电器—实际实现
jX
Z set
jX
Z set
Zm
1 Z set 2
Z
m
1 2 Zset
Z set
Zm
O
Zm
O
R
(a)
(b)
Um 270 Arg 90 U m I m Z set
动作方程
U P Um
U =Um I m Zset
3. 方向阻抗继电器-几个概念的说明 起动阻抗随着测量阻抗 相角的变化而改变；
Zk (nTA / nTV )
动作特性扩大为一个圆
(a)
～
电力系统继电保护-距离保护概述
2、距离保护的基本原理
距离保护是反应保护安装处至 短路点之间的距离，并根据短路点 至保护安装处的距离确定动作时限 的一种保护。
故障点离保护安装处越近，保 护动作时间越短；反之越长。
故障点总是由离故障点近的 保护首先动作切除故障，从而保 证了保护动作的选择性。
Im
K
ZUmຫໍສະໝຸດ Z set当在保护区末端短路时，测量阻 抗为 Um Im Zset
工作电压为
Uop ImZm ImZset 0
Im
K2 Z
K1
Um
Zm
保护区外K1点短路，有
Zm ＞ Zset
Uop Im (Zm Zset ) ＞0 保护区内K2点短路，有
Zm ＜ Zset
Uop Im (Zm Zset ) ＜0
教学内容：输电线路距离保护
4.1 距离保护概述 1、距离保护的作用 2、距离保护的基本原理 3、距离保护时限特性 4、距离保护的构成
教学要求：通过学习要求 理解距离保护的作用、距 离基本工作原理、距离保 护的时限特性及距离保护 的构成。
1、距离保护的作用
原因：电流、电压保护其保护范 围随系统运行方式的变化影响很 大，很难满足长距离、重负荷线 路灵敏性常常不能满足要求。
距离保护的核心元件：阻抗继 电器。
要求：测量元件应能正确测量 故障点至保护安装处的距离。 方向阻抗继电器还应具有测量 故障点方向。
测量故障点至保护安装处的 阻抗，实际上也测量故障点至 保护安装处的距离。
Im
K1
Um
测量阻抗为：Zm
Um Im
（设变比为1）
设阻抗继电器工作电压为：
线路微机继电保护中三段式距离保护原理与算法
线路微机继电保护中三段式距离保护原理与算法一、引言距离保护是电力系统继电保护中的一种重要类型，主要用于避免电网故障扩大，降低故障对电网的影响。
在微机继电保护中，三段式距离保护是一种常见的应用方式。
本论文将详细阐述三段式距离保护的原理及算法。
二、三段式距离保护原理三段式距离保护主要由近端保护、中端保护和远端保护三部分组成。
其基本原理是基于故障点到保护段的距离直接影响保护的动作时间。
当故障点靠近保护段时，响应时间应较长，反之则应较短。
这样就能根据故障点与保护段的距离来动态调整保护的响应时间，实现更好的保护效果。
三、微机实现方法在微机继电保护中，三段式距离保护的实现通常需要依靠微处理器或微控制器来完成。
根据距离测量结果和预设的保护段特性曲线，可以计算出对应的响应时间，并控制执行机构进行跳闸或隔离。
此外，微机还具有强大的数据处理能力和实时性，可以更精确地测量故障点到保护段的距离，从而提高保护的准确性。
四、算法分析三段式距离保护的算法主要包括故障点距离保护段的距离计算、响应时间的动态调整以及执行机构的控制等部分。
其中，距离计算通常采用测量值与预设阈值的比较，通过判断是否超过阈值来确定故障点到保护段的距离。
动态调整响应时间则需要根据实时测量的距离数据，通过算法计算出对应的响应时间，以适应不同距离的情况。
执行机构的控制则需要根据算法输出的跳闸或隔离指令，驱动相应的执行机构进行动作。
五、实际应用与优化在实际应用中，三段式距离保护需要考虑到各种可能的情况和影响因素，如线路阻抗变化、环境干扰等。
为了应对这些问题，需要进行相应的优化和调整。
例如，可以通过实时监测线路阻抗，调整保护段的特性曲线；可以通过优化算法，提高距离计算的准确性；可以通过加强硬件抗干扰能力，提高保护的稳定性等。
六、总结三段式距离保护是一种有效的电力系统继电保护方式，通过微机实现可以获得更高的精度和实时性。
在算法方面，需要根据实际情况进行优化和调整，以提高保护的准确性和稳定性。
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
大学课件 电力系统继电保护 第三章第五节 距离保护的振荡闭锁
1 2
即振荡中心在保护的反方向上，振荡时测量阻抗末端轨迹
的直线OO’在第三象限内与Z∑相交，不会引起方向阻抗特 性保护的误动作。
• 3 电力系统振荡对距离测量元件特性的影响
在图3-29所示的双侧电源系统
中，假设M、N两处均装有距离保
护，其测量元件均采用圆特性的
方向阻抗元件，距离Ⅰ段的整定
阻抗为线路阻抗的80%，则两侧
TDW的选择原则：
正向区内 Ⅰ段保护有足够时间可靠跳闸 故障时 Ⅱ段保护能可靠起动并实现自保持
时间不应小于0.1s
区外故障引 测量阻抗不会在故障后的 起振荡时 TDW时间内进入动作区
将故障线路跳开
所以，通常情况下取TDW=0.1s~0.3s，现代数字保护中， 开放时间一般取0.15s左右。
系统正常运行或静态稳定被破坏时：
KZ1----整定值 较高的阻抗元件 KZ2----整定值 较低的阻抗元件
在Z1动作后开 放△t的时间
这段时 Z2动作 间内
Z2不动作
开放保护直到Z2返回 保护不会被开放
它利用短路时阻抗的变化率较大，Z1、Z2的动作时间差
小于△t，适时开放。测量阻抗每次进入Z1的动作后，都会
开放一定时间。
由于对测量阻抗变化率的判断是由两个不同大小的阻抗 圆完成的，所以这种振荡闭锁通常俗称“大圆套小圆”振荡闭 锁原理。
系统振荡时，安装在M点处的测量元件的测量阻抗为：
Zm
UM IM
EM
IM ZM IM
EM IM
ZM
1 1 e j
Z ZM (3 130)
Im
E Z
EM (1 e j ) Z
1 e j
1 cos
j sin
继电保护技术培训(距离保护)
距离保护整定计算
二、相间距离保护的整定计算公式
2.3 距离Ⅲ段：
III Z set .1
Z ld . min Ⅲ K rel K re K ss
Z ld . min
0.9U e. x I fh. max
可靠系数Krel取1.2～1.3；返回系数Kre取1.15～1.25；自启动系数Kss取1.1～1.7。
A、助增分支（保护安装处至故障点sN Kb Z sN
四川能投集团继保培训
距离保护整定计算
二、相间距离保护的整定计算公式 分支系数的计算：
B、汲出分支(保护安装处至故障点有负荷引出，保护测量阻抗将减小)
汲出系数是小于1的数值
Kb
1 Z dz Z fhmin K h K zq cos( d fh ) Kk U fhmin I fhmax 0.9 110 3 I fhmax 0.9 110 3 0.35 163.5
带方向闭锁的距离保护
Z fh. min
系数取值： 1.2, K h Kk
II II I Z op .1 K rel Z AB K rel Kb. min Z op.2
Z A 1 I f .m n 2 M 3 k0 m 1 / E1 1 3k 5 V N
6 k0 m
6 k0 m
0.5s t8
6
7 10
8
9
t1 0.5s V A0
总分支系数
Kb.min Kb助Kb汲 2.52 0.575 1.35
四川能投集团继保培训
距离保护整定计算
二、相间距离保护的整定计算公式
2.2 距离Ⅱ段：
② 与相邻元件的速动保护配合：
3 距离保护及方向距离保护整定
实验八 距离保护及方向距离保护整定一、实验目的1．熟悉阶段式距离保护及方向距离保护的工作原理和基本特性。
2．掌握时限配合、保护动作阻抗（距离）和对DKB 、YB 的实际整定调试方法。
二、预习与思考1．什么是距离保护？距离保护的特点是什么？ 2．什么是距离保护的时限特性？3．什么是方向距离保护？方向距离保护的特点是什么？4．方向距离保护的Ⅰ段和Ⅱ段为什么在单电源或多电源任何形状的电网中都能够保证有选择性地切除故障线路？5．阶段式距离保护中各段保护是如何进行相关性配合的？ 6．在整定距离保护动作阻抗时，是否要考虑返回系数。
三、原理说明1．距离保护的作用和原理电力系统的迅速发展，使系统的运行方式变化增大，长距离重负荷线路增多，网络结构复杂化。
在这些情况下，电流、电压保护的灵敏度、快速性、选择性往往不能满足要求。
电流、电压保护是依据保护安装处测量电流、电压的大小及相应的动作时间来判断故障是否发生以及是否属于内部故障，因而受系统的运行方式及电网的接线形式影响较大。
针对被保护的输电线路或元件，在其一端装设的继电保护装置，如能测量出故障点至保护安装处的距离并与保护范围对应的距离比较，即可判断出故障点的位置从而决定其行为。
这种方式显然不受运行方式和接线的影响。
这样构成的保护就是距离保护。
以上设想，表示在图8-1中。
图中线路A 侧装设着距离保护，由故障点到保护安装处间的距离为l ，按该保护的保护范围整定的距离为zd l ，如上所述，距离保护的动作原理可用方程表示：ad l l ≤。
满足此方程时表示故障点在保护范围内，保护动作；反之，则不应动作。
图8-1 距离保护原理说明 Z —表示距离保护装置距离比较的方程两端同乘以一个不为零且大于零的z 1（输电线每千米的正序阻抗值）得到：11d zd Z z l z l =≤ ( 8-1 ) 式（8-1）称为动作方程或动作条件判别式。
表明距离保护是反应故障点到保护安装处间的距离（或阻抗）并与规定的保护范围（距离或阻抗）进行比较，从而决定是否动作的一种保护装置。
继电保护之距离保护
范围，或反向。
距离保护的保护范围和灵敏度受运行方式的影响较小， 尤其是距离保护Ⅰ段的保护范围比较稳定，同时，还具备 判别短路点方向的功能。
5/59
Um 测量阻抗Z m 通常为复数，还可以表示为： Im
Um Zm Z m m Rm jX m Im Z m — 测量阻抗的幅值；
18/59
通用式 : Um UK Z1 Im K 3 I 0 m
U K U K 0 3 I0 0
U UK Z1 I K 3 I 0 Z1 I
因此，接地测量阻抗为： U Zm Z1 I K 3 I 0
3/59
3.1.1
距离保护基本原理
利用保护安装处测量电压和测量电流(适当选择接
线方式)的比值 U m / I m 所构成的继电保护方式-----称为阻抗保护。
对于输电线路，由于
U m / I m z1lm
，
U m / I m 能反映短路点到保护安装处的距离 l m ，
因此，通常也称为距离保护。其中，
U m U 1m U 2 m U 0 m
U 1 K U 2 K U 0 K Z1 I1m Z 2 I 2m Z 0 I 0m
Z1 Z 2时
U K Z1 I1 m Z1 I 2 m Z 0 I 0 m
接地距离接线方式 A相 B相 C相
UC UA UB I A k 3I 0 I B k 3I 0 I C k 3I 0
相间距离接线方式 AB相 BC相 CA相
U AB I A IB
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
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
电力系统继电保护课件第四章 距离保护
通过引入人工智能技术，提高距离保护的自动化水平和智能化能力。
2
通信协议
距离保护的通信协议将不断改进，以支持更高效和更可靠的数据传输。
3
多功能化
距离保护将逐渐融合其他保护功能，实现集成化和多功能化。
局限性
• 对系统参数变化敏感 • 不适用于所有类型的故障 • 需要准确的线路模型
距离保护的主要技术指标
保护动作速度 灵敏度 抗干扰能力 配置灵活性
快速响应故障，减少损失 准确判断故障位置，提高保护的可靠性 抵御外部干扰，确保保护的准确性 可根据实际需求调整和配置保护参数
距离保护的未来发展趋势
1
智能化
距离保护的特点
1 快速准确
距离保护能够迅速响应故障并准确判断故障位置，有助于及时采取措施进行修复。
2 灵活可靠
距离保护具有灵活的配置和调整选项，可适应不同的电力系统，并提供可靠的保护。
3 适用范围广
距离保护适用于各种电力设备和系统，包括输电线路、变电站、发电厂等。
距离保护的常见应用场景
输电线路
距离保护广泛用于长距离输电线路，以保护线 路免受短路故障和过电流等异常情况的影响。
发电厂
距离保护在发电厂应用中，主要用于保护发电 机、ห้องสมุดไป่ตู้压器和主变等关键设备，确保电力系统 的可靠性。
变电站
在变电站中，距离保护用于保护变压器、开关 设备和其他电力设备，确保其正常运行。
配电系统
距离保护也适用于配电系统，用于保护配电线 路和其他低压设备免受故障的影响。
距离保护的优点和局限性
优点
• 准确判断故障位置 • 快速响应故障 • 灵活可靠
电力系统继电保护课件第 四章 距离保护
《电力系统继电保护》第3章电网的距离保护-第1234节学习资料
ZOP1
保护范围最长
Z0
ZOP2
方向性：能够消除方向阻抗元件在正 向出口处的保护死区，但同时反方向
Z set 2
《电力系统继电保护》第3章电 网的距离保护-第1234节
K3M 1
K1
Lset K 2
2N
Zm UI mm Zmm
jX
Z k2
区内： Zm Zset 区外： Zm Zset
Z Set
Z k1
ZL
反方向：m（0，90） Z k3
R
依据测量阻抗在不同情况下幅值和相位的“差异”， 区分系统是否发生故障、故障发生的范围。
k 3 M 1 Ik
k1
k 2 2N
Lset
测量故障环路的测量阻抗Zm，与整定阻抗Zset比较， 确定故障所处的区段，决定保护是否应该动作。
由于互感器误差、故障点
jX
过渡电阻，Zm落在 Zset 附
Z k2
近的一个区域中。
Z Set
圆形
动作区域
四边形 苹果形
Z k1
ZL
橄榄形等
Z k3
R
k 3 M 1 Ik
=0
U A U k A (I A K 3 I 0 )z 1 lk
ZmU I m mI AU K A3I 0 z1lk
Zm lk 一个接地阻抗元件动作
3) 两相接地短路（AB）
M 1 Ik
K (1,1)
2N
U
U U k (I K 3 I 0)z1 lk
=0
U A U k A (I A K 3 I 0 )z 1 lk
M 1 Ik
K (3)
2N
U
=0
U A U k A (I A K 3 I 0 )z 1 lk
电力系统继电保护03
26
电阻特性
动作边界直线平行于jX 轴，到 jX 轴的距离为Rset，直线的左 侧为动作区。 类似于电抗特性的分析，可以 得到电阻特性阻抗形式的幅值 比较动作方程和相位比较动作 方程分别为：
27
电阻特性
与电抗特性一样，电阻特性通常 也是与其他特性复合，形成具有 复合特性的阻抗元件。 实际应用的电阻特性一般如图中 的直线2，相应的特性称为准电 阻特性或修正电阻特性，它与直 线1的夹角为θ，对应的相位比 较动作方程为：
15
阻抗继电器的动作特性和动作方程
阻抗继电器动作区域的形状称为动作特性。例如动作 区域为圆时称为圆特性；动作区域为四边形时称为四 边形特性。动作特性既可以用阻抗复平面上的几何图 形来描述，也可用复数的数学方程来描述，这种方程 称为动作方程。 1. 圆特性阻抗继电器 根据动作特性圆在阻抗复平面上位置和大小的不同， 圆特性又分为偏移圆特性、方向圆特性和全阻抗圆特 性等。
11
故障环路的概念及测量电压、电流的选取
• 利用故障环路上的电压和环路中流通的电流作为测量 电压和测量电流所算出的测量阻抗，能够正确反应保 护安装处到故障点的距离。 • 而由非故障环路上的电压、电流算出的测量阻抗就不 能正确反应故障距离。 • 对于接地短路，取相—地故障环路，测量电压为保护 安装处故障相对地电压，测量电流为带有零序电流补 偿的故障相电流称为接地距离保护接线方式。 • 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。
7
三相系统中测量电压和测量电流的选取
8
三相系统中测量电压和测量电流的选取
• 单相接地短路故障 • 以A相接地为例，当A相发生金属性短路时，接地 点电压为零，有 可以写成 • 因而据此算出的测量阻抗能够正确反应故障的距 离，从而可以实现对故障区段的比较和判断。 • 非故障相对地电压不为零，无法满足所需要的测 量阻抗形式。
电力系统继电保护实验三(距离保护)
实验三输电线路的微机距离保护实验（多边形阻抗保护动作特性实验）一、实验目的1.熟悉阻抗继电器原理、特性及调整整定值方法。
2。
根据实验数据确定Ｉ段阻抗保护的动作区域,绘出动作区域简图。
二、接线方式及微机保护相关事项阻抗保护实验一次系统图如图1所示。
实验原理接线图如图2所示。
图2实验原理接线图微机的显示画面：画面切换——用于选择微机的显示画面.微机的显示画面由正常运行画面、故障显示画面、整定值浏览和整定值修改画面组成,每按压一次“画面切换”按键,装置显示画面就切换到下一种画面的开始页,画面切换是循环进行的。
信号复位——用于装置保护动作之后对出口继电器和信号指示灯进行复位操作。
主机复位—- 用于对装置主板CPU进行复位操作。
表1 微机保护装置故障显示项目图3 微机距离保护软件基本框图为了提高耐过渡电阻的能力,以及提高躲负荷的能力，方向阻抗继电器的特性如图4所示较为理想。
图中A可以沿R移动，C点可沿ｊＸ轴移动，以改变保护动作区域范围。
本试验台微机阻抗保护部分的阻抗特性采用了图4的特性.图4 多边形阻抗保护动作阻抗特性电阻分量r１（A点）,电抗分量Ｈ1（C点)是整定值，可以整定.改变移相器的角度ϕ，相当于改变了线路阻抗角(测量电压与测量电流间的相角)，不同移相角ϕ下,I段的保护范围Z I是不同的，如图4所示三、实验内容与步骤实验内容：多边形阻抗保护动作特性实验。
实验要求：调整移相器移相角，改变滑动变阻器阻值的大小（阻值为滑动变阻器刻度除以10）。
合上故障模拟断路器3KＭ，模拟系统发生三相短路故障.将多边形阻抗保护特性实验数据记录于表3中(1表示动作，0表示不动作）。
通过在不同的移相角度和短路电阻下，经过多次实验，确定I段保护的动作区域。
四、实验过程及步骤（１）按图２完成实验接线。
(２）合上三相电源开关和直流电源开关,合上模拟断路器１KM、2KM，调节调压器输出，使试验台微机保护单元电压显示值升到5０V，负载灯全亮。
电力系统继电保护 第三章电网的距离保护1-5节
相间距离接线方式：
保护相间短路故障 采用相-相故障环路 测量电压取保护安装处两故障相的电压差 测量电流取保护安装处两故障相的电流差 可反映两相短路、两相接地故障和三相短路故 障 不能反映单相接地短路
※ 相间短路电流保护不能满足要求时，采用相间短路距离保护。
A相
U&mA U&A
I&mA I&A K 3I&0
B相
U&mB U&B
I&mB I&B K 3I&0
C相
U&mC U&C
I&mC I&C K 3I&0
3.1.4 距离保护的时限特性
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。
测量电压
UmAB UA UB
UmBC UB UC UmCA UC UA
测量电流
ImAB IA IB
ImBC IB IC
ImCA IC IA
当功率因数为1时，加在继电器端子上的电压与 电流的相位差为0°，故称为0°接线。
接地距离保护的接线方式（具有零序电流补偿的0°接线）
测量电压 测量电流
继电器电流、电压的选取方式就是阻抗继电器的接线 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。
接线方式：给距离继电器接入电压和电 流的方式
加入继电器的电压Um和电流Im应满足 基本要求：
三段式距离保护实验总结
在电力系统的稳定运行与安全保障中，距离保护装置起着至关重要的作用。
为了深入了解和评估距离保护的性能，我们开展了一系列严谨的三段式距离保护实验。
通过精心的设计、严格的实施以及全面的数据分析，本次实验取得了丰富的成果，现将实验总结如下。
一、实验背景与目的距离保护是一种基于测量故障点到保护安装处距离的继电保护原理。
它能够快速、准确地切除故障，确保电力系统中设备和线路的安全。
本次三段式距离保护实验的目的在于：验证三段式距离保护装置在不同故障类型、故障位置和系统运行条件下的动作特性和可靠性；分析距离保护的动作时间、灵敏度等关键参数的变化规律；探究影响距离保护性能的因素，并提出相应的改进措施和优化建议。
通过实验，为电力系统的运行、维护和管理提供科学依据，提高电力系统的安全性和稳定性。
二、实验设备与方法（一）实验设备本次实验选用了先进的数字式继电保护测试仪、高精度电流电压互感器、微机保护装置等设备。
这些设备具备高精度、高稳定性和良好的可操作性，能够满足实验的要求。
（二）实验方法采用模拟故障的方法进行实验。
根据电力系统的实际参数和运行情况，设置不同的故障类型、故障位置和系统运行条件。
通过继电保护测试仪向保护装置施加故障电流和电压，观察保护装置的动作情况，并记录相关的数据，如动作时间、动作电流、动作电压等。
对实验过程进行实时监测和数据分析，确保实验的准确性和可靠性。
三、实验结果与分析（一）动作特性分析在实验中，我们分别模拟了各种不同类型的故障，包括单相接地故障、两相接地故障、两相短路故障和三相短路故障。
通过对实验结果的分析，发现三段式距离保护装置能够准确地识别故障类型，并在规定的时间内可靠地动作。
在不同故障类型下，装置的动作时间和动作特性基本符合设计要求，具有良好的选择性和速动性。
在单相接地故障实验中，装置的第一段距离保护在故障点靠近保护安装处时迅速动作，切除故障；第二段距离保护在故障点稍远时动作，进一步扩大了切除故障的范围；第三段距离保护在故障点更远时动作，确保了故障的完全切除。
距离保护实验资料
继电保护专题实验报告一、实验目的本实验以研究过渡电阻对距离保护的影响为目的，通过实验数据观察过渡电阻增加时保护的动作状况，最后得出过渡电阻对距离保护影响的结论。
二、实验内容实验分为单电源和双电源两部分，包含单侧电源三相短路、单侧电源单项接地短路，双电源空载线路上三相短路，保护安装在送电测的的线路上三相短路与保护安装在受电侧的线路上三相短路这五种故障形式，其中，对于接地故障设置过渡电阻从0.01欧姆〜300欧姆变化，相间短路过渡电阻变化为0.01~16欧姆，并研究故障点位于保护范围的10%、50%、90% 处时保护的动作情况。
三、实验理论分析（一）单端电源时过渡电阻对阻抗继电器的影响如图所示，若线路首端故障经电弧，则距离保护的测量阻抗分别为Z mB= R g ,Z mA= ZB + R。
本段线路出口发生经过渡电阻短路故障时，若过渡电阻较大，本段距离保护I可能拒动，前一级距离保护II段可能越级跳闸，使距离保护失去选择性。
保护装置距离短路点越近，受过渡电阻的影响越大；保护定值越小，则相对受电阻的影响越大。
单端电源经过渡电阻短路（二）双电源时过渡电阻对阻抗继电器的影响如图所示，在双电源系统线路上发生经过渡电阻短路时，由两侧电源系统提供短路电流，If =「M +「N双电源时经过渡电阻短路U&安装在M 侧的阻抗继电器测得的阻抗为 J -&M = pZ L + -f R f = pZ L + Z .，其中MM角，9为1 M 超前1 n 的相角。
由于对侧电源的助增作用使得过渡电阻产生的影响要复杂 的多：1）若I 超前于I ，则a >0，附加阻抗呈容性；2）若I 滞后于I ，则以<0，附 M NMN加阻抗呈感性；若故障前M 侧为送电测，N 为受电侧，则E M 超前于E' ；故障发生初期两侧电源 相位关系不变，则1M 超前于I N ，M 侧的附加阻抗呈容性，将造成阻抗继电器保护范围的 伸长，M 侧距离保护可能超越。
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实验三 输电线路的微机距离保护实验
（多边形阻抗保护动作特性实验）
一、 实验目的
1．熟悉阻抗继电器原理、特性及调整整定值方法。
2．根据实验数据确定I 段阻抗保护的动作区域，绘出动作区域简图。
二、 接线方式及微机保护相关事项
阻抗保护实验一次系统图如图1所示。
实验原理接线图如图2所示。
A相负载
B相负载
C相负载
图2实验原理接线图
微机的显示画面：画面切换——用于选择微机的显示画面。
微机的显示画面由正常运行画面、故障显示画面、整定值浏览和整定值修改画面组成，每按压一次“画面切换”按键，装置显示画面就切换到下一种画面的开始页，画面切换是循环进行的。
信号复位 —— 用于装置保护动作之后对出口继电器和信号指示灯进行复位操作。
主机复位 —— 用于对装置主板CPU 进行复位操作。
表1 微机保护装置故障显示项目
图1 阻抗保护实验一次系统图
图3 微机距离保护软件基本框图
为了提高耐过渡电阻的能力，以及提高躲负荷的能力，方向阻抗继电器的特性如图4所示较为理想。
图中A可以沿R移动，C点可沿jX轴移动，以改变保护动作区域范围。
本试验台微机阻抗保护部分的阻抗特性采用了图4的特性。
图4 多边形阻抗保护动作
图4 多边形阻抗保护动作
阻抗特性电阻分量r1（A点）,电抗分量H1（C点）是整定值，可以整定。
改变移相器的角度ϕ，相当于改变了线路阻抗角（测量电压与测量电流间的相角），不同移相角ϕ下，I段的保护范围Z I是不同的，如图4所示
三、实验内容与步骤
实验内容：多边形阻抗保护动作特性实验。
实验要求：调整移相器移相角，改变滑动变阻器阻值的大小（阻值为滑动变阻器刻度除以10）。
合上故障模拟断路器3KM，模拟系统发生三相短路故障。
将多边形阻抗保护特性实验数据记录于表3中（1表示动作，0表示不动作）。
通过在不同的移相角度和短路电阻下，经过多次实验，确定I段保护的动作区域。
四、实验过程及步骤
（1）按图2完成实验接线。
（2）合上三相电源开关和直流电源开关，合上模拟断路器1KM、2KM，调节调压器输出，使试验台微机保护单元电压显示值升到50V，负载灯全亮。
（3）合上微机装置电源开关，将微机阻抗保护整定值按表2进行整定。
整定值设置方法：
按压“画面切换”键，进入整定值修改显示画面“-------”，之后，通过同时按压触摸按键“▲”、“▼”可选择不同的整定项目，再通过按“▲”或“▼”选择准备修改的整定项目。
对投退型（或开关型）整定值，通过按压触摸按钮“+”可在投入/退出之间进行切换；对数值型整定时，通过触摸按钮“+”、“-”对其数据大小进行修改。
当整定值修改完成之后，按压“画面切换”触摸键进入定值修改保存询问画面，这时，选择按压触摸键“+”表示保存修改后的整定值；若选择按压触摸键“-”，则表示放弃保存修改后的整定值，仍使用上次设置的整定值参数。
例如，要修改微机距离保护相间距离II段保护动作延时时间为1.5秒，可依下面的步骤进行：
（1）按压“画面切换”键，进入整定值修改显示画面“-------”；
（2）同时按压触摸按键“▲”和“▼”直接进入整定值修改画面，这时显示画面应为“E1-OFF”；
（3）按压触摸按键“▼”，使显示画面为“t2-XXX”（XXX为上次设置的相间距离II段保护动作延时时间）；
（4）按压触摸按键“+”或“-”键，使显示画面中的XXX为1.5；
（5）按压触摸按键“画面切换”键，这时显示画面应该为“y n-”（它提醒操作人员：选择按压触摸按键“+”键，就可保存已经修改了的整定值；若选择按压触摸按键“-”键，则表示放弃当前对整定值参数所进行的修改，继续使用上次设置的整定值。
）；
（6）按压触摸按键“+”键，保存对整定值参数所作的修改。
整定值修改完成之后，可通过整定值浏览画面观察修改后的参数设置情况。
表2 线路阻抗保护实验时整定值设置代码表
（4）将台面右上角的LP1（微机出口连接片）接通。
（5）合上模拟线路的SA、SB和SC短路模拟开关。
（6）合上故障模拟断路器3KM。
模拟系统发生三相短路故障。
此时负荷灯全熄灭，微机装置显示“11-XXX”（第一个“1”，表示I段保护动作，第二个“1”表示AB相短路;XXX为测量阻抗模值的大小），“I段动作”指示灯点亮，由I段保护动作跳开模拟断路器，从而实现保护功能。
（7）断开故障模拟断路器3KM，按微机保护的“信号复位”按钮，可重新合上模拟断路器2KM，负荷灯全亮，即恢复模拟系统无故障运行状态。
（8）以1Ω为步长，移动短路电阻滑动头，重复步骤（6）和（7），直到I段保护不动作，记下此时的短路电阻值。
滑动变阻器从1Ω开始往上调节，这样，如果1Ω时短路时不跳闸，说明I段整定阻抗大了，请将I段整定阻抗调小，并记录下I段整定阻抗值。
（9）按表3中给定的值将移相器调整到另一个角度，以1Ω为步长，移动短路电阻滑动头，重复实验步骤（6）至（8），将实验结果记录在表3中。
（10）实验结束后，将调压器输出调回零，断开各种短路模拟开关，断开模拟断路器，最后断开所有实验电源开关。
四、微机保护装置使用注意事项
（1）调整整定值参数时，应先确定是否运行在正确的程序中（可通过正常运行时的显示画面情况进行判定）。
（2）改变连接片状态（接通或断开）时，要先使微机的三段保护指示灯处在熄灭状态（通过按压触摸键“信号复位”键来完成）。
（3）做短路实验时，短路故障电流的持续时间不要过长。
（4）微机保护一旦动作后，必须先按微机保护装置上的“信号复位”按钮，才能重新合上模拟断路器。
（5）当使用微机保护装置上的合闸选控键进行合闸操作时，操作完毕后必须按“信号复位”按钮，否则回路被闭锁，保护分闸不能成功。
（6）在正常运行状态下，若面板左上角的“正常运行”指示灯闪烁规律不正确（每2秒钟变化一次），则需要按“复位”键对主机进行复位。
五、实验分析及结论
表3 多边形阻抗保护特性实验数据记录表（1表示动作，0表示不动作，对任一移相角ϕ，调节滑动变阻器的电阻从1开始往上调，动作时，记录下动作阻抗模值，即微机保护屏上
根据实验数据确定I段阻抗保护的动作区域，绘出动作区域简图。
绘出动作区域简图实例：假设从实验结果得出，对每一移相角ϕ，I段的保护范I。