6阶段式距离保护(4)

最大值称为最大精确工作电流 I ac. max 。
测量阻抗继电器的精确工作电流方法是给继电器加不同的电流，测出使得继电器刚好动作 Z act 。 的电压（电压与电流夹角为最灵敏角），电压与电流的比值就是起动阻抗
圆心为： Z
半径为：
0

1 ( Z set .1 Z set .2 ) 2
1 ( Z set .1 Z set .2 ) 2
Z K Z0 1 ( Z set .1 Z set .2 ) 2
幅值比较原理：
相位比较原理：
Z act
90 arg
Z K Z set .2 90 Z set .1 Z K
二、圆特性阻抗继电器的分类与基本原理
2.圆特性阻抗继电器如图所示：
三、圆特性阻抗继电器的分类与基本原理 1．全阻抗继电器 动作特性如图所示，以保护安装点为圆心（坐标原点）， 以 Z set 为半径的圆。圆内为动作区。测量阻抗 Z K 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 Z act 。 无论 K 多大:
三段式距离保护的单相原理框图如 上图所示，由起动元件、测量元件 与逻辑回路三部分组成。
（3）逻辑回路 逻辑回路一般由一些逻辑门与时间 元件组成，用于判断保护区内部或外 部故障，并在不同保护区内部故障时 以相应的动作延时控制断路器的跳闸。
三、电力系统发生全相振荡特点
电力系统发生全相振荡时，各电气量的变化具有如下特点： 1 ）系统振荡时，三相完全对称，电力系统中不会出现电压和电 流的负序或零序分量；而在短路故障中，一般会出现电压和电流 的负序或零序分量。
三段式距离保护的逻辑框图如上图 所示，由电压回路二次断线闭锁元 件、启动元件、 I、II、III段的测量 元件、时间元件构成、测量元件与 逻辑回路五部分组成。
二、距离保护组成
（1）起动元件
（1）起动元件的主要作用是在被保护线 路发生故障时起动保护装置或进入故障计 算程序。采用负序电流及电流突变量元件 作为起动元件。 （2）测量元件 测量元件完成保护安装处到故障点阻抗 或距离的测量，并与事先确定好的整定 值进行比较，当保护区内部故障时动作， 外部故障时不动作。测量元件由I、II、 III段的阻抗继电器1KR、2KR、3KR来 完成。
ZⅡ .1 Krel (ZMN Krel Z NP ) act
Z
act.1
K ZMN
rel
五、阻抗保护的动作特性
（3）III段除了作为本线路的近后备保护外，还要作
为相邻线路的远后备保护。其测量阻抗小于负荷阻抗 时起动，故动作阻抗小于最小的负荷阻抗。动作时间 与电流保护III段时间有相同的配置原则，即大于相 邻线路最长的动作时间。
2 ）振荡时，电流和各点电压的有效值均出现周期性平滑变化； 而在短路时，电流突然增大，电压突然降低，其变化速度很快。
3 ）振荡时，系统各点电压和电流的相位差随振荡角 不同而变 化；而在短路故障时电压和电流的相位差是固定不变的，等于线 路阻抗角。 4 ）在振荡中心及其附近，电压变化最为剧烈，当该点电压为零 时，相当于这一点发生三相短路故障，但与实际三相短路故障 仍有一定区别。
UN ZL IL
ZK
一、距离保护的基本概念
一、基本概念
下图中k点短路时，加在阻抗继电器上的电压为母线的残压 U k 电流为短路电流 I k ，阻抗继电器的一次测量阻抗就是短路 阻抗 ：
Uk Z k z lk Ik
I 由于Uk U N ，k I L 因此
电力系统继电保护原理
6电网距离保护
§6 电网的距离保护
§6-1 距离保护的基本原理 §6-2 阻抗继电器的分类与特性 §6-3 阻抗继电器的接线方式 §6-4 实用方向阻抗元件的原理 §6-5 距离保护的振荡闭锁
§6.6 距离保护的电压回路断线闭锁 §6-7 过渡电阻对距离保护的影响 §6-8 分支电流对距离保护的影响 §6-9 距离保护整定计算
第一节、阶段式距离保护的构成原理
一、距离保护的基本概念
二、距离保护的构成
三、距离保护的动作特性 四、距离保护的动作时限
一、距离保护的基本概念
一、基本概念
距离保护是由阻抗继电器完成电压、电流比值测量，根据比 值的大小来判断故障的远近，并利用故障的远近确定动作时间 的一种保护装置。通常将该比值称为阻抗继电器的测量阻抗表 示为： Um Zm Z1 L Z1d Im 正常运行时，加在阻抗继电器上的电压为额定电压，电流 为负荷电流，此时测量阻抗就是负荷阻抗：
一、阻抗继电器的分类与基本原理
1.阻抗继电器的基本概念 单相式阻抗继电器，是指只输入一个电压（相电压或相间 电压）、一个电流（相电流或相电流差）的阻抗继电器。 而多相补偿式阻抗继电器是输入不止一个电压或一个电流 的阻抗继电器。（本节只介绍单相阻抗继电器）对于单相 式阻抗继电器，加入继电器的电压U K 和电流 IK 的比值称 为测量阻抗的比值称为测量阻抗 Z K ，即:
四、阻抗继电器的精确工作电流
当电流很小时，继电器是无法动作的。为了考 核阻抗继电器的性能，引入了精确工作电流的 概念。
.
精确工作电流是指当 K arg
UK
.
（阻抗继电器电压与电流夹角为最灵敏角），且起动阻抗 sen
IK
Zact 0.9Z set 时，使得继电器刚好动作的电流。其中的最小值称为最小精确工作电流 I ac . min ，
Zk Z L
故利用阻抗继电器的测量阻抗可以区分故障与正常运行， 并且能够判断出故障的远近。
二、三段式距离保护的逻辑框图
（1）起动元件
启动元件
振荡闭锁
1、起动元件：主要作用是在被保护线路发生 故障时起动保护装置或进入故障计算程序。 采用负序电流及电流突变量元件作为起动元 件。
出口
ZⅠ ZⅡ ZⅢ
六、距离保护阶梯型时限特性
故障点k距离保护安装处越远，测量阻抗越大。因此测量 阻抗越大，保护动作时间应当越长，并采用三段式距离保护 来满足继电保护的基本要求。三段式距离保护的动作原则与 电流保护类似。距离保护阶梯型时限特性见下图:
§6-2 阻抗继电器的分类与特性 第二节、阻抗继电器的分类
一、阻抗继电器的分类与基本原理
三、振荡闭锁装置
（1）利用是否出现负序分量来区分振荡与短路
（2）利用电气量变化速度不同来区分振荡与短路 （3）振荡闭锁原理图
四、 距离保护的电压回路断线闭锁
在运行中，可能发生电压互感器二次侧短路故障、二次熔
断器熔断、二次侧快速自动开关跳闸、断线等引起失压现象。 这些都将使保护装置电压下降或消失，或相位变化，导致阻 抗继电器失压误动。 闭锁元件可根据零序电压、负序电、电压幅值下降、相位 变化等特征构成。 对断线失压闭锁元件要求：二次断线时，闭锁元件灵敏度 要满足要求；一次系统短路，不应将保护闭锁；有一定动作 速度，动作后可靠将保护闭锁，解除闭锁由运行人员进行。
Zact Zset
幅值比较原理： 相位比较原理：
它没有方向性.
Z K Z set
90 arg Z set Z K 90 Z set Z K
三、圆特性阻抗继电器的分类与基本原理 2.方向阻抗继电器
Z set为直径，通过坐标原点的圆。圆内为动作区。Z act 随 K 改 Z 变而改变，当 K 等于Z set 的阻抗角 set 时， act 最大等于 Z set ，即 保护范围最大，工作最灵敏。
随 K 改变而改变,但没有安全的方向性.
三、圆特性阻抗继电器的意义 4.总结三种阻抗的意义
测量阻抗 Z K ：由加入继电器的电压 U K与电流 IK 的比值 确定。
.
K arg
UK
.
IK
整定阻抗 Z set ：它表示当继电器刚好动作时，加入继电器的 电压和电流的比值。
起动阻抗（动作阻抗） ：一般取保护安装处到保护范围 末端的线路阻抗归算到二次侧的值。
UK ZK IK
一、圆特性阻抗继电器的分类与基本原理 与整定 阻抗 Z set 的比较，若满足则继电器动作，反之不动作。 （整定阻抗就是保护区的线路阻抗的二次值） 。
1、阻抗继电器的动作与否取决于其测量阻抗 Z K
线路正方向故障时，测量阻抗角 为线路阻抗角，测量阻抗在第I象 限；在反方向故障时，流过反方 向电流，测量阻抗角为: 1 1800 测量阻抗在第III象限；线路正常 运行时，送电侧测量阻抗角为负 荷阻抗角 400 ，受电侧测量阻抗 角约 2200。
逻辑判断
tⅠ tⅡ
电压互感器 二次断线
电压回路二次保护逻辑断线信号
2、测量元件： 测量元件完成保护安装处到 故障点阻抗或距离的测量，并与事先确定好 的整定值进行比较，当保护区内部故障时动 作，外部故障时不动作。测量元件由I、II、 III段的阻抗继电器来完成。 3、逻辑回路 ： 一般由一些逻辑门与时 间元件组成，用于判断保护区内部或外部 故障，并在不同保护区内部故障时以相应 的动作延时控制断路器的跳闸。 4、振荡闭锁元件：是用来防止当电力系 统发生振荡时距离保护误动作，在正常 或系统发生振荡时，振荡闭锁将保护闭 锁；而系统发生短路故障时，解除闭锁 开放保护。
四、 距离保护的电压回路断线闭锁 三相电压求和闭锁元件 电压互感器二次回路无故障时，三相电压对称，则：
U a Ub U c 0
当一相或两相断线时，出现零序电压：
（1）采用三相电压相量求和，与检测零序电压或零序电流， 可检测一相或两相断线； （2）检测三相电压数值和，可检测三相断线； （3）当采用线路侧电压互感器时，须增加断路器合闸位置信 号和线路有电流信号。
U ，式子两边相等，不满足动作条件。将 K 0 代入比相方程中的分母为零，零相量的角度是任
2.死区消除方法
方向阻抗继电器死区的消除方法一般有两种： ①记忆: 既然出口故障时，那么将故障前电压的相位加以记忆，这样就可以防止方向阻抗元件 的拒动。在微机保护中，可以直接利用一个或两个周波前的电压进行比较，从而达到记忆 的作用。