线路阶段式距离保护
距离保护的基本原理及应用举例
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 的大小来实现。 Z set
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 对应的断路器；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。
方向阻抗继电器特性圆
jX
Z set
1 Z set 2
Z m 1 Z set 2
o
R
1 1 Z m Z set Z set 2 2
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。
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。
灵敏度校验：
K sen
Z 1.25 Z 12
II ( x) 2
II set
动作时间：t t
t
3、距离III段
整定原则：躲过本线路最小负荷阻抗
III set
5、整定计算举例
【例 3-1】 在图所示110kV网络中,各线路均装有距离保护，已知Z sA.max=20Ω、 Z sA.min=15Ω、Z sB.max=25Ω、Z sB.min=20Ω，线路AB的最大负荷电流 I L.max=600A，功率因数为0.85，各线路每公里阻抗Z 1=0.4Ω/km，线路阻抗角 =70º ，电动机的自起动系数K ast=1.5，保护5三段动作时间=2s，正常时母线最低 工作电压U L,min取等于0.9U N (U N=110kV)。试对其中保护1的相间保护短路Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ段进行整定计算。（各段均采用相间接线的方向阻抗继电器）
线路保护与整定计算
躲开下条线路出口（始端）短路时流过本保护的最大短路电流 （以保证选择性）
线路的三段式电流保护 电流I段保护
电流Ⅰ段灵敏性校验
该保护不能保护本线路全长，故用保护范围来衡量灵敏性
校验保护范围：（λmin / L）·100% 15% ～ 20%）
最小保护范围计算式：
线路的三段式电流保护 电流II段保护
KIzh；且 Icd > Idz.0
（IC：线路实测电容电流），且；Idz.0>0.1Ie 动作时限：t b=50ms
感谢您的聆听！
2019年12月31日
线路的纵联保护
双端测量，可实现全线速动，用于220kV及以上线路作为主保护
纵联差动基本原理
线路的纵联保护
光纤差动保护原理及整定
利用纵联差动原理，光纤通道传送两端电流的全信息（大小及相位，或瞬时 值），通过比较两端电流全信息来确定保护的动作行为。一般采用分相电流纵差。
分相电流纵差基本原理：将线路两端的A相、B相、C相、零序4组电流分别进 行纵差动比较。
两端皆装设光纤差动，当某侧差动保护整定为“退出”时，该侧保护虽不再动 作，但仍然向对侧发送数据，若对侧保护整定为“投入”，则对侧保护仍可动作。 若某侧停止发送数据，则两侧差动保护皆退出。
线路的纵联保护
光纤差动保护原理及整定
(1)差动电流与制动电流
(2)动作特性(以相量差动为例) 制动特性系数K一般取0.6~1（例如取0.75）
线路的阶段式距离保护
距离保护基本原理 距离保护：反应映故障点至保护安装处之间的距离，并根据距离的远近而确 定动作时间的一种保护装置。
线路的阶段式距离保护
三段式距离保护基本配置原则
线路距离保护原理与调试方法
（二）距离保护的基本原理
3、距离保护的基本原理
EA
A
K3
1
Ik K1
K2
Zk1
Zset
Zk2
Z set
Zk1
A k
Zk3
L
B EB
2
ZL R
（二）距离保护的基本原理
4、距离保护的特点
1）它是反应输电线路一端电气量变化的保护； 2）保护范围内金属性短路时，距离保护Ⅰ段的保护 范围比较稳定，完全不受运行方式的影响，同时，还 具备判别短路点方向的功能； 3）距离保护第Ⅱ、Ⅲ段其保护范围伸到相邻线路上， 在相邻线路上发生短路时，由于在短路点和保护安装 处之间可能存在分支电流，所以它们在一定程度上将 受运行方式变化的影响； 4)短路点越近，保护动作速度越快；反之，越慢。
（三）保护安装处电压计算一般公式及阻抗 继电器接线方式
2、阻抗继电器接线方式
接地阻抗继电器
•
U
•
•：
I K 3 I0
•
UA
•
•
IA K 3 I0
•
•
UB
UC
,•
•, •
•
IB K 3 I0 IC K 3 I0
相间阻抗继电器
•
U
•：
I
•
（一）概述
灵敏性
继电保护灵敏性是指继电保护对设计要求动作 的故障及异常状态能够可靠动作的能力。故障 时通入装置的故障量与给定装置启动值之比， 称为继电保护的灵敏系数。
（一）概述
2、电流保护的基本回顾
• 线路电流保护在继电保护四性方面表现如何？
• 电流保护是一种结构较简单的保护，但在实现继电保护功能 上已考虑的较为周到。
实验三距离保护
实验三、距离保护及方向距离保护整定实验一、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5-1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l zd，如上所述，距离保护的动作原理可用方程表示：l≤l zd。
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5-1 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z1（输电线每千米的正序阻抗值）得到：Z d = z1l ≤ z1l zd ( 5-1 )式（5-1）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：
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
距离保护的整定计算
距离保护的整定计算一、距离保护第一段 1.动作阻抗(１)对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定，即取AB K dzZ k Z '='⋅12．动作时限0≈'t 秒。
二、距离保护第二段1．动作阻抗（1）与下一线路的第一段保护范围配合，并用分支系数考虑助增及外汲电流对测量阻抗的影响，即()BC k fz AB k dzZ K K Z K Z '+''=''⋅1式中fz K 为分支系数min ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ABBCfz II K（2）与相邻变压器的快速保护相配合()B fz AB k dzZ K Z K Z +''=''⋅1取（1）、（2）计算结果中的小者作为1⋅''dzZ 。
2. 动作时限保护第Ⅱ段的动作时限，应比下一线路保护第Ⅰ段的动作时限大一个时限阶段，即12CABA '图3-50 电力系统接线图AZ 'BABZ BCZ Z 'Z ''Z '''00.5tZ 'Z ''Z '''00.5t3AZ 12CABA '图3-50 电力系统接线图AZ 'BABZ BCZ Z 'Z ''Z '''00.5tZ 'Z ''Z '''00.5t3AZt t t t ∆≈∆+'=''213.灵敏度校验5.1≥''=ABdzlm Z Z K如灵敏度不能满足要求，可按照与下一线路保护第Ⅱ段相配合的原则选择动作阻抗，即()2.dz fz AB k dzZ K Z K Z ''+''=''这时，第Ⅱ段的动作时限应比下一线路第Ⅱ段的动作时限大一个时限阶段，即t t t ∆+''=''21三、 距离保护的第三段1．动作阻抗按躲开最小负荷阻抗来选择，若第Ⅲ段采用全阻抗继电器，其动作阻抗为min.1.1fh zqh k dzZ K K K Z '''='''式中2．动作时限保护第Ⅲ段的动作时限较相邻与之配合的元件保护的动作时限大一个时限阶段，即t t t ∆+'''='''23．灵敏度校验作近后备保护时5.11.≥'''=⋅ABdzlm Z Z K 近作远后备保护时2.1≥+'''=⋅BCfz ABdzlm Z K Z Z K 远式中，K fz 为分支系数，取最大可能值。
输电线路距离保护
输电线路距离保护1.引言对长距离、重负荷线路，由于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，采用电流电压保护，其灵敏性也常常不能满足要求。
距离保护是广泛运用在110kv及以上电压输电线路中的一种保护装置。
输电线路的长度是一定的，其阻抗也基本一定。
在其范围内任何一点故障，故障点至线路首端的距离都不一样，也就是阻抗不一样，都会小于总阻抗。
距离保护就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。
该装置的主要元件是测量保护安装地点至故障点之间距离的距离（阻抗）继电器．继电器实际上是测量保护安装地点至故障点之间线路的阻抗，即保护安装地点的电压和通过线路电流的比值。
由起动元件、方向元件、测量元件、时间元件和执行部分组成。
起动元件：发生短路故障时瞬时起动保护装置；方向元件：判断短路方向；测量元件：测量短路点至保护安装处距离；时间元件：根据预定的时限特性动作，保证保护动作的选择性；执行元件：作用于跳开断路器。
2.电阻测量的原理阻抗法建立在工频电气量的基础上，通过建立电压平衡方程，利用数值分析方法求解得到故障点和测量点之间的电抗，由此可以推出故障的大致位置。
根据所使用电气量的不同，阻抗法分为单端法和双端法两种。
对于单端法，直观来说可以归咎于迭代法庭外和解二次方程法。
迭代法可能将发生伪根，也有可能不发散。
求解二次方程法虽然在原理和实质上都比迭代法得天独厚，但仍然有伪根问题。
此外，在实际应用领域中单端电阻法的精度不低，特别难受故障点过渡阶段电阻、对侧系统电阻、负荷电流的影响。
同时由于在排序过程中，算法往往就是创建在一个或者几个假设的基础之上，而这些假设常常与实际情况不一致，所以单端电阻法存有无法消解的原理性误差。
但单端法也存有其明显优点：原理直观、不易新颖、设备资金投入高、不须要额外的通讯设备。
双端法利用线路两端的电气信息量进行故障测距，以从原理上消除过渡电阻的影响。
第二讲 线路阶段式保护
（2）零序分量的特点
1) 零序电压 : 故障点U0最高,离故障点越远, U0越低；变压器中性点接 地处U0=0 2) 零序电流 分布: 与中性点接地变压器的位置有关 大小: 与线路及中性点接地变压器的零序阻抗及接地数目有关 3) 零序功率 短路点最大(与U0相同). 方向:与正序相反,从线路→母线
A
A Z 1
L1
B Z 2 zd d
L2
C
L3
ZAB+Zd
t1I
I Z zd 1
t 1II
II Z zd 1
I Z zd 2
I t2
t1III
II t2
III t2
L(Z)
III tact II tact
A
M
I tact 0
PD1
N
P
距离保护装置由起动元件、测量元件与逻辑回路三部分 组成。
起动元件
(d)零序电流、零序电压的向量图
（3）零序电流保护
三段式或四段式 1）Ⅰ段:速动段保护 2 ）Ⅱ段 (Ⅱ、Ⅲ段 ) 应能有选择性切除本线路范围的接地故障，其动作时间 应尽量缩短。 3）最末一段：后备 三段式零序电流保护原理与三段式电流保护是相似的。但与三相星形接线 相间短路电流保护 （也可反映d（1））作比较，则有 优点：1） 零序电流保护更灵敏，Ⅰ、Ⅱ受运行方式影响较小，Ⅰ段保护范 围长且稳定，Ⅱ段灵敏性易于满足， Ⅲ段躲不平衡电流，定值低更灵敏且时间较短。
3）二相三接线
对于Y／△-11接线变压器，当在Y/ △变压器的△侧发生两相短路时，滞后相 电流是其它两相电流的两倍并与它们反相位。当在Y/变压器的Y侧发生两相短路 时，超前相电流是其它两相电流的两倍，并与它们反相位。为提高电流保护对Y/ △变压器后两相短路的灵敏度，采取的措施：在两相星行接线的中线上再接入一 个LJ，此种接线方式称为两相三继电器接线方式。
距离保护计算
当采用全阻抗继电器作为测量元件时，整定阻 抗为
Z
III set .1
= K Z L. min
III rel
当采用方向阻抗继电器作为测量元件时，整 定阻抗为 K III Z
III Z set .1 = rel L . min
cos(ϕ L − ϕ )
2）与相邻第Ⅱ段配合
Z
III op.1
′′′ = K Z AB + K rel K b. min Z
Z AB
≥ 1.3 ~ 1.5
作为远后备保护时：
III K sen = III Z op.1
Z AB + K b. max Z BC
≥
1.2
当灵敏度不满足要求时,可与相邻线路相间 距离保护第Ⅲ段配合
III III III III Z op.1 = K rel Z AB + K rel K b. min Z op.2
3.4相间距离保护整定计算原则 相间距离保护多采用阶段式保护,三段式保 护整定计算原则与三段式电流保护基本相 同. 1、相间距离Ⅰ段的整定
1、相间距离保护Ⅰ段的整定 相间距离保护第Ⅰ段动作阻抗为：
I I Z op.1 = K res Z AB
若被保护对象为线路变压器组，则动作阻抗为：
Z
I op.1
Z sM + Z MN + Z sN 助增分支系数 K b = Z sN
（2）汲出分支线
在K点发生短路故障时，对于装在MN 线路上的M侧母线上的电压为
& & & U M = I MN Z MN + I k1 Z 1 Lk
& & & U M = I MN Z MN + I k1 Z1 Lk
继电保护基础知识
阻抗复平面上圆特性的阻抗继电器
三种阻抗动作区： 三种阻抗动作区：
1. 全阻抗继电器特性 2. 方向阻抗继电器特性 全阻抗继电器特性; 方向阻抗继电器特性; 3. 偏移阻抗继电器特性
全阻抗继电器
动作特性： 动作特性：唯一取决于短路点到保护 安装处的阻抗大小，与测量阻抗的阻 抗角无关，也与短路发生在保护安装 处的正向或反向无关。 阻抗动作区是一个以原点为圆心、
2.1 距离保护基本原理
一、距离保护的基本概念
电流保护：反应短路电流增大而动作的保护。 经济、可靠；受运行方式影响，很难保证灵敏性。 距离保护（阻抗保护）：利用短路时电压、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（阻抗）而工作的保护。是反应测量阻抗降低而动作的 保护。 & Um 测量阻抗为：Zm = & Im U Zm = m Im 正常运行时：测量电压Um高，测量电流 Im 小，测量阻抗大； 内部短路时：测量电压Um小，测量电流 Im 大，测量阻抗小。
& ICI & IBI
& EC & E
& U ϕ
线 路 I
C0Ⅰ
B
& EA
C0f
& IL
& & IB f IC f
& ICII & IBII
线 路 II
CBA
& IL
& ID
C0Ⅱ
消弧线圈的补偿方式
完全补偿
& & IL = ICΣ
ω = L
1 3 C ω Σ
产生谐振过电压， 产生谐振过电压，造成 中性点电压升高 运行方式变化（ 运行方式变化（某元件 检修或切除时）， ），仍可 检修或切除时），仍可 能引起谐振过电压。 能引起谐振过电压。
浅谈供电线路的距离保护
用的重要性
内 蒙古人民出 版社， 0 出版社，
19 9 8 ， . 6
距离保护决定于短路点到保护安装处之 间的阻抗， 而与电压电流的绝对值无关， 因为 电流大时， 母线残余电压也高， 电流小时残余 电压就低， 而两者之比是不变的， 与电流电压 保护相比， 距离保护的第一、二、三段保护 完全相似于三段电流保护的的作用。如果短 路发生在第一段保护范围内， 阻抗继电器瞬间 动作， 这种保护动作不带延时， 只有继电器的 固有动作时间， 与电流速断保护的原则完全相 同， 只是前者按距离来配合， 并且不受运行方 式影响， 保护范围长而且固定不变。 而后者电 流配合， 但是受运行方式影响速断保护区范围 小且变化范围大. 当短路发生在较远距离的第 Z d = U d / Id 二段保护范围内， 阻抗继电器使建立的第二段 分析上式， 不发生短路时， 短路点距离保 延时继电器动作， 继电器延时后使机构跳闸. 护点越近， 测量阻 抗越小， 它的动作时间越快， 而在线路末端的距离保护中第三 阶段时间继 短路点距离保护处较远， 测量阻抗较大， 它的 电器不受距离元件控制， 所以短路发生在第三 动作时间就较长， 根据阻抗保护的时限特性， 段时， 它的工作情况和方向过电流的保护原理 抽干水凿去含杂质硷， 钢筋除绣， 清洗干净， 立 模浇筑保护层硷。 的施工质量， 预防发生露筋质量问题， 其关键 还在于人， 强调现场管理人员要有高度责任 心， 以防为主， 对桩墓各个施工环节要充分重 视并精心施工， 只有这样桩基的质是控制才能
电流的比 值为Uc/ ， l 在正常 状态和故障状态
有很大的变化， 比单纯的电压值或电流值更能 清楚地区别正常状态和故障状态。在正常状 态下， I 值基本 上 Ue/ f 反映负荷阻抗值， 在短 路状态下， I 则反映了 Uc/ d 保护处到短路点的 阻抗值， 这个阻抗的大小， 代表这一线路的长 度， 也就是说， 在短路时的阻抗值间接地反映 了短路点到保护安装处的距离。当发生短路 时， 由于电压降低， 电流增大， 因此保护装置中 阻抗继电器测定的测量阻抗U/ 就显著减少。 I 当小于保护装置的整定阻抗时， 则保护动作， 带动开关脱扣装置， 使故障线路停止供电， 因 此， 距离保护也叫阻抗保护。当线路上点d 发 生短路时， 阻抗继电器测量的阻抗值为:
继电保护原理第3章电网距离保护
U
U Uk (I K 3I0 ) Z1 l
•
•
•
U A U kA (I A K 3I0 ) Z1l
•
•
Zm
Um Im
UA
•
I A K 3I0
Z1l
U kA
•
I A K 3I0
•
U kA 0
Zm Z1l l
4) 两相相间短路
M 1 Ik
k
2N
假设AB 相间短路:
U
1）测量阻抗正比于短路点到保护安装点之间的距离；
Zm l ，l 是故障距离。 Zm z1 l
2）测量阻抗应该与故障类型无关，即在故障位置确定 情况下，测量阻抗不随故障类型的变化而变化。
三相系统中测量电压和测量电流的选取（距离保护的接线方式）
阻抗继电器的接线方式主要有两种： 1、相间距离继电器接线（ 0° 接线方式），反应相间故障； 2、接地距离继电器接线方式（相电压和具有K3I0补偿的相电 流接线），反应接地短路故障。
5. 动作角度范围变化对继电器特性的影响
橄榄形（透镜型）继电器： arg Zset Zm
90 Zm
苹果型继电器： arg Zset Zm
Zm
折线型继电器：
60
arg
U J IJ Z0
60
, 90
第三节 阻抗继电器的实现方法
阻抗继电器的两种实现方法：
（1）精确测量出测量阻抗Zm，然后把它与事先确定的动作 特性进行比较。如果Zm在动作区域内，判为内部故障，发出 动作信号。
jX
Z0 Zset2
2N
Zset1 Zm
R
圆的半径：
R1 2
Zset1 Zset2
保护配置原则介绍
闭锁重合闸的保护为变压器、失灵、母线、远方跳闸、高抗、 闭锁重合闸的保护为变压器、失灵、母线、远方跳闸、高抗、 短引线保护等。 短引线保护等。
系统继电保护
500kV断路器保护技术要求 500kV断路器保护技术要求
短引线保护的线路或变压器隔离开关辅助接点开入量 不应因高压开关场强电磁干扰而丢失信号。 不应因高压开关场强电磁干扰而丢失信号。对隔离开 关辅助接点的通断应有监视指示。 关辅助接点的通断应有监视指示。
双母线接线的失灵保护应与母线保护共用出口， 双母线接线的失灵保护应与母线保护共用出口，双重化配置的 母线保护（含失灵保护功能） 母线保护（含失灵保护功能）每套保护只作用于断路器的一组跳闸线 圈。
系统继电保护
母线保护及断路器失灵保护配置原则
对主变压器单元， 220kV kV母线故障且变压器高压侧断路器失灵 对主变压器单元， 220kV母线故障且变压器高压侧断路器失灵 除应跳开失灵断路器相邻的全部断路器外， 时，除应跳开失灵断路器相邻的全部断路器外，还应跳开本变压器连 接其他侧的断路器，失灵电流判别和延时应由母线保护实现。 接其他侧的断路器，失灵电流判别和延时应由母线保护实现。
系统继电保护
操作箱配置原则 双母线接线，每条线路宜配置一套分相操作箱， 双母线接线，每条线路宜配置一套分相操作箱，操作 箱配置在其中一套线路保护屏（ 箱配置在其中一套线路保护屏（柜）内。一个半断路 器接线操作箱按断路器配置，布置于断路器保护屏上。 器接线操作箱按断路器配置，布置于断路器保护屏上。 双重化保护配置的双母线接线，应配置两套电压切换 双重化保护配置的双母线接线， 装置（其中一套可采用操作箱的电压切换回路） 装置（其中一套可采用操作箱的电压切换回路），分 别配置在两套线路保护屏（ 别配置在两套线路保护屏（柜）内,电压切换箱可选用 双位置继电器。 双位置继电器。 三相机构配置一套三相操作箱。 三相机构配置一套三相操作箱。 主变压器三侧宜配置独立的三相操作箱， 主变压器三侧宜配置独立的三相操作箱 ， 操作箱配 置宜集中在一面保护屏（ 置宜集中在一面保护屏（柜）内。
第二讲线路阶段式保护讲解
上述矛盾的要求不可能同时满足。
2、作用原理
用于双电源（多电源）开式网络和单电源环形电网。在原来电流保护的 基础上加装方向元件—功率方向继电器。 电流规定方向：从母线流向线路为正方向。 电流本身无法判定方向，需要一个基准—母线电压；在电压一定的情况下， 电流的方向就是功率的方向。 方向过电流保护的动作时间按逆向阶梯原则整定。
5、影响距离保护正确动作的因素及防止方法
阻抗继电器的测量阻抗时受很多因素影响的。主要有： ① （ 1 ）短路点的过渡电阻 — 使测量阻抗增大，保护拒动或失去选 择性。—①在保护范围不变的前提下，选择适当的阻抗继电器；②. 采用瞬时测量装置。 ②（ 2 ）电力系统振荡 —使测量阻抗减小，保护误动 —①. 延长保护 装置的动作时间（如距离Ⅲ段）；②.把定值压低，使振荡中心位于 特性圆外；③增设振荡闭锁回路。 ③（3）保护安装处与故障点之间有分支电路 —使测量阻抗增大（减 小）—在整定计算中引入分支系数。 ④（4）CT,PT的误差—使测量阻抗增大（减小） ⑤（5）PT二次回路断线—使测量阻抗减小为0—增设断线闭锁回路 （6）串连补偿电容—使测量阻抗减小
2） 零序功率继电器（在多电源的大接地电流系统中，为保证选择性， 需要装设零序功率方向继电器，构成方向性零序电流保护）出口无死区，接 线简单、经济、可靠。
3） 系统振荡、短时过负荷等情况下（三相对称）I0不受影响 缺点： 不能反映相间短路故障
四、 电网相间短路的方向性电流保护
1、问题的提出
为提高供电的可靠性，出现了单电源环形供电网络、双电源或 多电源网络。但在这样的网络中简单的电流保护不能满足要求。 如对过电流保护：d1处短路，要求t3>t2，d2处短路，要求t2>t3， 显然，这种要求是矛盾的。
电力系统继电保护-输电线路的阶段式继电保护
各段保护间整定值（边界）的配合
设DⅠ、DⅡ、DⅢ分别为第Ⅰ段、第Ⅱ段和第Ⅲ 段保护的整定值，同一断路器上反应测量量增加 而动作的保护：
DⅠ> DⅡ>DⅢ 反应测量量减小而动作的保护：
DⅠ< DⅡ<DⅢ 当上级保护的保护范围伸到了下级时，上级保
护的整定值必须与下级保护的整定值进行配合。 即：D上级=Kmat D下级
解决配合问题： 保护范围的配合 动作时间的配合 整定值（边界）的配合。
一、各段保护间保护范围和动作时间的配合
保护范围的配合
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第Ⅰ段保护的保护范围分析
第Ⅰ段保护又称为瞬时速断保护,其保护范围 被限制在被保护线路全长的85%以内。
???为什么不能让第Ⅰ段保护保护范围更长一 点，甚至保护线路的长 ？
根据选择性的要求:
在迭加原理之上的），是继电保护基础。
输电线路为什么要采用阶段式继电保 护
简单的回答是为满足“四个基本要求”。
具体分析可从两方面理解： 一、测量误差，即被保护线路故障时保护测
得的故障量会出现误差； 二、为防止线路故障时主保护及Ⅰ、 Ⅱ段
保护由于某种原因拒动，而增设的后备 保护即第Ⅲ段保护。
阶段式保护要解决的问题
O
X
整定值是保护动作与不动作的分界（边 界）。如果保护的原理是反应测量量增加 而动作的，则：测量量大于或等于整定值 时保护动作，测量量小于整定值时保护不 动作。如果保护的原理是反应测量量减小 而动作的，则：测量量小于或等于整定值 时保护动作，测量量大于整定值时保护不 动作。
复杂的保护装置，整定值是一个或几个 矢量，其动作边界表示在复坐标平面上为 直线、圆或其他几何图形
第Ⅱ段保护与下级线路第Ⅱ段保护时动作时间分 析
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线路阶段式距离保护
一、继电保护基本知识：
对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。
基本任务：
（1）当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统其余部分迅速恢复正常运行，防止故障进一步扩大。
（2）当发生不正常工作情况时，能自动、及时地选择信号上传给运行人员进行处理，或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。
二、继电保护的基本要求：
1、可靠性：保护范围内发生故障，保护装置可靠动作，而在任何不应动作的情况下，保护装置不应误动；
2、快速性：保护装置应尽快将故障设备从系统中切除，目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围；
3、选择性：保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽可能缩小，以保证系统中无故障部分继续运行；
4、灵敏性：保护装置在其保护范围内发生故障或不正常运行时的反应能力。
三、距离保护的原理：
距离保护是反应故障点至保护安装处之间的距离（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。
实际上是测量保护安装处至故障点之间的阻抗大小，故有时又称阻抗保护。
实质是用整定阻抗Zdz 与测量阻抗 Zcl比较。
当短路点在保护范围以内时，即 Zcl ＜ Zdz 时，保护动作；反之保护不动作。
因此，距离保护又称低阻抗保护。
1、距离保护的时限特性：
距离保护的动作时间与保护安装处至故障点之间距离的关系，称为距离保护
的时限特性。
为了保证选择性，广泛应用的是阶梯形时限特性，这种时限特性与三段式电流保护的时限特性相同，一般也做成三阶梯式，即有与三个动作范围相对应的三个动作时限。
（ 1）距离保护第Ⅰ段（距离Ⅰ段）
为无延时的速动段，其动作时限仅为保护装置的固有动作时间。
Ⅰ段的保护范围不能延伸到下一线路中去，而为本线路全长的 80%～85%，动作阻抗整定为 80%～ 85%线路全长的阻抗。
（ 2）距离保护第Ⅱ段（距离Ⅱ段）
为带延时的速动段，为了有选择性地动作，距离 II 段的动作时限和启动值要与
相邻下一条线路保护的 I 段和 II 段相配合。
（ 3）距离保护第Ⅲ段（距离Ⅲ段）
距离 III 段为本线路和相邻线路 ( 元件 ) 的后备保护，其动作时限的整定原则与过电流保护相同，即大于下一条变电站母线出口保护的最大动作时限一个t，其动作阻抗应按躲过正常运行时的最小负荷阻抗来整定。
2、距离保护的主要组成元件：
由起动元件、测量元件（核心部分）、延时元件组成。
（ 1）起动元件
发生故障时，瞬间启动保护装置，以判断线路是否发生了故障，并兼有后备
保护的作用。
通常启动元件采用过电流继电器或阻抗继电器。
为了提高元件的灵敏度，也可采用反应负序电流或零序电流分量的复合滤过器来作为启动元件。
（ 2）测量元件
测量元件用来测量保护安装处至故障点之间的距离，并判别短路故障的方
向。
通常采用带方向性的阻抗继电器作测量元件。
如果阻抗继电器是不带方向性
的，则需增加功率方向元件来判别故障的方向。
（ 3）延时元件
用来提供距离保护Ⅱ段、Ⅲ段的动作时限，以获得其所需要的动作延时。
通
常采用时间继电器或延时电路作为时间元件。
四、影响距离保护正确动作的因素及防止方法：
阻抗继电器的测量阻抗时受很多因素影响的。
主要有：
1、短路点的过渡电阻；
2、电力系统振荡；
3、保护安装处与故障点之间有分支电路；
4、电流互感器、电压互感器的误差；
5、电压互感器二次回路断线；
6、串连补偿电容。
备注：具体动作原因及防治方法详见《继电保护原理第三章- 距离保护》 PPT 教材（可以再百度文库里下载）。