2017电力系统继电保护第三章4
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设计的保护范围
若灵敏性不满足要求，则考虑与相邻线路的距离Ⅱ段相配 合，增加延时，保证选择性
3、距离保护Ⅲ段的整定
原则：
1）与相邻下级线路距离Ⅱ段或Ⅲ段相配合；
2）与相邻变压器保护相配合；
3）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定。
距离III段之间相互配合，并采用阶梯时限保证选择性。
3.距离保护Ⅲ段的整定
四、距离保护的整定计算及对距离保护的评价
五、距离保护的振荡闭锁 六、故障类型判别及故障选相 七、距离保护特殊问题的分析 八、工频故障分量距离保护
第四节
距离保护的整定计算及其评价
Setting calculation of distance protection
and assessment to distance protection
2）与相邻变压器快速保护相配合 1 2 B I I A
1 2 3
4
C
保护范围不超过相邻变压器快速保护范围，整定值按躲 过变压器低压侧出口处短路时的阻抗值来确定。
.2更换为 Z t 即可。 在上面整定公式中，将 Z set
.1 K rel ( Z AB K b .min Z t ) 即： Z set
正常最小负荷阻抗： Z L .min
0.9U N I L .max
0.9U N K ss I L .max
电动机自启动时： Z L .min
U N — 额定相电压（二次为 57.7V） I L .max — 最大负荷电流 K ss — 自启动系数 0.9 — 考虑电压的波动
1、距离保护Ι段的整定
为保证动作的选择性，在本线路末端或下级线路始端故障时，应 可靠地不动作。
.1 K rel Z AB K rel LAB Z 1 Z set
Z AB 线路全长的正序阻抗
K rel 可靠系数，一般取 0.8～0.85
可靠系数主要考虑各种相对误差。如：继电器测量误差、互感 器误差、参数测量误差等。 在线路较短时，还应当考虑绝对误差。
A 1 2 B 3 4 C
5
6 7
保护1的Ⅱ段应当与3、5、6、7的Ι段配合。
助增分支：
A
1
1 I
2
B
3
2 I
3 I
Z m .1
m .1 I 1 Z AB I 2 Z k U m .1 1 I I 2 I Z AB Z k Z AB K b Z k 1 I
第四节 距离保护的整定计算及其评价
与电流保护类似，距离保护也采用相互配合的三段式配置方 式，即距离Ι段、Ⅱ段和Ⅲ段。 距离Ι段和距离Ⅱ段作为本级线路的主保护（本身具有方向
性），距离Ⅲ段作为本线路的近后备和相邻线路的远后备。
A
1
2
B
3
4
C
保护1的各段保护范围
第四节 距离保护的整定计算及其评价
与电流保护类似，距离保护也采用相互配合的三段式配置方 式，即距离Ι段、Ⅱ段和Ⅲ段。 距离Ι段和距离Ⅱ段作为本级线路的主保护（本身具有方向
A S
Im.1
1
B
2
Im.2
C R
W
通用的例图
1）与相邻下级线路距离Ⅱ段或Ⅲ段相配合
（1）与相邻下级线路距离Ⅱ段相配合
.1 K rel Z AB K b .min Z set .2 Z set
'' 取 : K 'rel 0.8
3.距离保护Ⅲ段的整定
1）与相邻下级线路距离Ⅱ段或Ⅲ段相配合 （1）与相邻下级线路距离Ⅱ段相配合
电压允许波动 10%， 因此，最小电压应当考虑为： 0.9U N。
3.距离保护Ⅲ段的整定
Z re Z L .min
Z re 返回系数为： K re 1 Z op
''' 动作阻抗： Z op＝K rel
Z op
Z re Z L .min K re K re
Z L .min 0.9U N K rel K re K ss K re I L .max
.1 K rel Z AB K b .min Z set .2 Z set
'' 取 : K 'rel 0.8
（2）若灵敏性不满足要求，则应与相邻下级线路的距离Ⅲ段 配合。
.1 K rel Z AB K b .min Z set .2 Z set
按上述三个原则进行计算，取其中较小值作为距离Ⅲ段
的整定阻抗。
动作时限：与相邻元件保护的动作时限相配合
t t t1
x 2
被配合保护的动作时间
距离III段之间的相配合：1）具体定值；2）时间。 另，考虑到距离Ⅲ段一般不经过振荡闭锁，其动作时限 应≥1.5～2s。
A S
Im.1
1
B
2
2 I Z k Z AB K b Z k I1
2.min I 1.max I
整定时，取： K b .min
I ）AB线单回； 2）S电源最大方式。 1. max — 1 I ）BC线双回； 4）W电源最小方式。 2. min — 3
A Sห้องสมุดไป่ตู้
Im.1
1
B
2
A S
Im.1
1
B
2
Im.2
C R
远后备灵敏性校验：
1）校验C处的远后备
一、距离保护的整定计算
1、距离保护Ι段的整定
动作时限：
0s t1
（固有的测量时间）
.1 Z set 100% 80 ~ 85% 灵敏性校验： K sen K rel Z AB
灵敏度＝可靠系数，不必验算。 保护范围稳定，几乎不受运行方式的影响。
一、距离保护的整定计算
将变压器看作“特殊的出线”时，可以归纳为：
距离Ⅱ段应当与所有的相邻出线的距离Ⅰ段配合，并取最小。
动作时限：（与相邻元件保护的动作时限相配合）
t1 t t2
灵敏性校验： 距离Ⅱ段应能保护线路的全长，本线路末端故障时，应 具有足够的灵敏性，可以用保护范围的大小来衡量。
.1 Z set K sen 1.25 Z AB
Im.2
C R
W
灵敏性校验：
( 1 ) 距离Ⅲ段作为本级线路的近后备： K sen
距离Ⅲ段作为相邻元件的远后备：
.1 Z set 1.5 Z AB
( 2 ) K sen
Z AB
.1 Z set 1.2 K b .max Z BC
C处短路时，最大的测量阻抗(感受阻抗)仍在保护1的III段内， 则其他任何情况都在动作区内。
2、距离保护Ⅱ段的整定
距离Ι段不能保护本线路全长，增设距离Ⅱ段，以保护本线路 的全长，保护范围与下级线路距离Ι段(或距离Ⅱ段)相配合。
A
1
2
B
3
4
C
保护1的II段 正确的设计
保护3的I段 ——>实现相互配合
一、距离保护的整定计算
2、距离保护Ⅱ段的整定
A 1 2 B 3 4 C
保护1的正确II段
A 1 2 B 3 4 C
— 可靠系数，取0.8，反映了“”关系。 其中，K rel
III段可靠系数在分子和分母上无本质区别，只是存在倒数关系。
3.距离保护Ⅲ段的整定
归纳：
Z op
0.9U N K rel K ss K re I L .max
式中，符号含义如下：
— 可靠系数，取 0.8 K rel U — 额定相电压（二次为 57.7V） N I L .max — 最大负荷电流 K — 自启动系数 ss K re — 阻抗继电器返回系数 设计为1.1～1.25
负荷阻抗引出动作阻抗
jX
Z set
Z set
Z op
Z op cos( set L )
set
L — 负荷角度，约 26 0 以内 set — 希望等于线路的阻抗角
R
Z
''' set
K rel
0.9U N K ss K re I L .max cos set L
整定原则：
.1 K rel ( Z AB K b .min Z set .3 ) Z set
0.8 取： K rel
此时当Kb 增大的其他运行方式时，测量阻抗增大，不至于失
去选择性。
Kb 最大与最小的情况？
A S
Im.1
1
B
2
Im.2
C R
W
通用的例图
Z m .1 Z AB
“与相邻线路距离Ι段相配合”即：“相邻线路距离Ι段 末端短路不误动”
.1 Z m .1 ( Z set .3 ) Z set
1）与相邻线路距离Ι段相配合 1 2 B I I A
1 2 3
4
C
' Z set .3
.1 Z m .1 ( Z set .3 ) 要求： Z set
电力系统继电保护
Power System Protective Relaying
第三章 电网的距离保护
Transmission Line Distance protection
主讲：仉志华
中国石油大学（华东）信息与控制工程学院 2017年5月
第三章
电网的距离保护
本章主要内容
一、距离保护基本原理及构成 二、阻抗继电器及其动作特性 三、阻抗继电器的实现方法
2 外汲 — 减小了 I
I 3的存在 K b ( I 2 )减小 Z m 减小
测量阻抗越小时，越容易动作；整定时，应取最小的分支系 数（不误动）。
1）与相邻线路距离Ι段相配合
A 1
1 I
2
B
3
2 I
4
C
Z 'set .3
相邻线路距离Ι段末端短路时，测量阻抗为：
Z m .1 Z AB K b Z 'set .3
保护1的错误II段
保护3的II段
——>保护1、3的II段都动作，保护1属于误动！
一、距离保护的整定计算
2、距离保护Ⅱ段的整定
为弥补距离Ι段不能保护本级线路全长的缺陷，增设距离Ⅱ 段保护，要求它能够保护本线路的全长，保护范围需与下级线
路的距离Ι段或距离Ⅱ段相配合。电网结构复杂，受其他回路
的影响，需要考虑分支电流的影响。
其中， K b I2 分支系数 I1
I 3的存在 K（ b I 2）增大 Z m 增大
2 助增 — 增大了 I
A
外汲分支：
1
1 I
2
B
3
2 I
4
C
3 I
Z m .1
m .1 I 1 Z AB I 2 Z k U m .1 1 I I 2 I Z AB Z k Z AB K b Z k 1 I
Im.2
C R
W
通用的例图
2.max I 得： I 1.min
另外，如果求 K b .max，则由 K b .max
I ）AB线双回； 2）S电源最小方式。 1. min — 1 I ）BC线单回； 4）W电源最大方式。 2. max — 3
校验第III段时，需要用到
K b .max 。
性），距离Ⅲ段作为本线路的近后备和相邻线路的远后备。
A
1
2
B
3
4
C
保护2的各段保护范围
一、距离保护的整定计算
1、距离保护Ι段的整定
• 距离保护Ι段为瞬时速动段，同电流Ι段，只反应本线路的 故障；为保证动作的选择性，在本线路末端或下级线路始端 故障时，应可靠地不动作。
A B C
1
2
3
4
保护1
保护2
一、距离保护的整定计算
其中， Z t — —变压器低压侧短路的 等值阻抗
3.距离保护Ⅲ段的整定
3）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定。 考虑外部故障切除后，电动机自启动的情况下，距离Ⅲ段 能够可靠返回的要求。
从继电特性可以看出，要求：
Z re Z L .min
Z op Z re
继电特性
Zm
最小负荷阻抗
3.距离保护Ⅲ段的整定
二者区别
3.距离保护Ⅲ段的整定
1）与相邻下级线路距离Ⅱ段或Ⅲ段相配合
.1 K rel Z AB K b .min Z set .2 Z set
'' 取 : K 'rel 0.8
2）与相邻变压器保护相配合
.1 K rel Z AB K b .min Z t Z set
对于任何的阻抗特性，都要求上述公式的计算值处于特性
的边界。
对于全阻抗圆特性，动作阻抗即为整定阻抗。
'' Z 'set
Z op
K rel
0.9U N K ss K re I L .max
但对于方向圆特性，动作阻抗随阻抗角的变化而变化，当
阻抗角等于最大灵敏角时，动作阻抗才等于整定阻抗。——
若灵敏性不满足要求，则考虑与相邻线路的距离Ⅱ段相配 合，增加延时，保证选择性
3、距离保护Ⅲ段的整定
原则：
1）与相邻下级线路距离Ⅱ段或Ⅲ段相配合；
2）与相邻变压器保护相配合；
3）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定。
距离III段之间相互配合，并采用阶梯时限保证选择性。
3.距离保护Ⅲ段的整定
四、距离保护的整定计算及对距离保护的评价
五、距离保护的振荡闭锁 六、故障类型判别及故障选相 七、距离保护特殊问题的分析 八、工频故障分量距离保护
第四节
距离保护的整定计算及其评价
Setting calculation of distance protection
and assessment to distance protection
2）与相邻变压器快速保护相配合 1 2 B I I A
1 2 3
4
C
保护范围不超过相邻变压器快速保护范围，整定值按躲 过变压器低压侧出口处短路时的阻抗值来确定。
.2更换为 Z t 即可。 在上面整定公式中，将 Z set
.1 K rel ( Z AB K b .min Z t ) 即： Z set
正常最小负荷阻抗： Z L .min
0.9U N I L .max
0.9U N K ss I L .max
电动机自启动时： Z L .min
U N — 额定相电压（二次为 57.7V） I L .max — 最大负荷电流 K ss — 自启动系数 0.9 — 考虑电压的波动
1、距离保护Ι段的整定
为保证动作的选择性，在本线路末端或下级线路始端故障时，应 可靠地不动作。
.1 K rel Z AB K rel LAB Z 1 Z set
Z AB 线路全长的正序阻抗
K rel 可靠系数，一般取 0.8～0.85
可靠系数主要考虑各种相对误差。如：继电器测量误差、互感 器误差、参数测量误差等。 在线路较短时，还应当考虑绝对误差。
A 1 2 B 3 4 C
5
6 7
保护1的Ⅱ段应当与3、5、6、7的Ι段配合。
助增分支：
A
1
1 I
2
B
3
2 I
3 I
Z m .1
m .1 I 1 Z AB I 2 Z k U m .1 1 I I 2 I Z AB Z k Z AB K b Z k 1 I
第四节 距离保护的整定计算及其评价
与电流保护类似，距离保护也采用相互配合的三段式配置方 式，即距离Ι段、Ⅱ段和Ⅲ段。 距离Ι段和距离Ⅱ段作为本级线路的主保护（本身具有方向
性），距离Ⅲ段作为本线路的近后备和相邻线路的远后备。
A
1
2
B
3
4
C
保护1的各段保护范围
第四节 距离保护的整定计算及其评价
与电流保护类似，距离保护也采用相互配合的三段式配置方 式，即距离Ι段、Ⅱ段和Ⅲ段。 距离Ι段和距离Ⅱ段作为本级线路的主保护（本身具有方向
A S
Im.1
1
B
2
Im.2
C R
W
通用的例图
1）与相邻下级线路距离Ⅱ段或Ⅲ段相配合
（1）与相邻下级线路距离Ⅱ段相配合
.1 K rel Z AB K b .min Z set .2 Z set
'' 取 : K 'rel 0.8
3.距离保护Ⅲ段的整定
1）与相邻下级线路距离Ⅱ段或Ⅲ段相配合 （1）与相邻下级线路距离Ⅱ段相配合
电压允许波动 10%， 因此，最小电压应当考虑为： 0.9U N。
3.距离保护Ⅲ段的整定
Z re Z L .min
Z re 返回系数为： K re 1 Z op
''' 动作阻抗： Z op＝K rel
Z op
Z re Z L .min K re K re
Z L .min 0.9U N K rel K re K ss K re I L .max
.1 K rel Z AB K b .min Z set .2 Z set
'' 取 : K 'rel 0.8
（2）若灵敏性不满足要求，则应与相邻下级线路的距离Ⅲ段 配合。
.1 K rel Z AB K b .min Z set .2 Z set
按上述三个原则进行计算，取其中较小值作为距离Ⅲ段
的整定阻抗。
动作时限：与相邻元件保护的动作时限相配合
t t t1
x 2
被配合保护的动作时间
距离III段之间的相配合：1）具体定值；2）时间。 另，考虑到距离Ⅲ段一般不经过振荡闭锁，其动作时限 应≥1.5～2s。
A S
Im.1
1
B
2
2 I Z k Z AB K b Z k I1
2.min I 1.max I
整定时，取： K b .min
I ）AB线单回； 2）S电源最大方式。 1. max — 1 I ）BC线双回； 4）W电源最小方式。 2. min — 3
A Sห้องสมุดไป่ตู้
Im.1
1
B
2
A S
Im.1
1
B
2
Im.2
C R
远后备灵敏性校验：
1）校验C处的远后备
一、距离保护的整定计算
1、距离保护Ι段的整定
动作时限：
0s t1
（固有的测量时间）
.1 Z set 100% 80 ~ 85% 灵敏性校验： K sen K rel Z AB
灵敏度＝可靠系数，不必验算。 保护范围稳定，几乎不受运行方式的影响。
一、距离保护的整定计算
将变压器看作“特殊的出线”时，可以归纳为：
距离Ⅱ段应当与所有的相邻出线的距离Ⅰ段配合，并取最小。
动作时限：（与相邻元件保护的动作时限相配合）
t1 t t2
灵敏性校验： 距离Ⅱ段应能保护线路的全长，本线路末端故障时，应 具有足够的灵敏性，可以用保护范围的大小来衡量。
.1 Z set K sen 1.25 Z AB
Im.2
C R
W
灵敏性校验：
( 1 ) 距离Ⅲ段作为本级线路的近后备： K sen
距离Ⅲ段作为相邻元件的远后备：
.1 Z set 1.5 Z AB
( 2 ) K sen
Z AB
.1 Z set 1.2 K b .max Z BC
C处短路时，最大的测量阻抗(感受阻抗)仍在保护1的III段内， 则其他任何情况都在动作区内。
2、距离保护Ⅱ段的整定
距离Ι段不能保护本线路全长，增设距离Ⅱ段，以保护本线路 的全长，保护范围与下级线路距离Ι段(或距离Ⅱ段)相配合。
A
1
2
B
3
4
C
保护1的II段 正确的设计
保护3的I段 ——>实现相互配合
一、距离保护的整定计算
2、距离保护Ⅱ段的整定
A 1 2 B 3 4 C
保护1的正确II段
A 1 2 B 3 4 C
— 可靠系数，取0.8，反映了“”关系。 其中，K rel
III段可靠系数在分子和分母上无本质区别，只是存在倒数关系。
3.距离保护Ⅲ段的整定
归纳：
Z op
0.9U N K rel K ss K re I L .max
式中，符号含义如下：
— 可靠系数，取 0.8 K rel U — 额定相电压（二次为 57.7V） N I L .max — 最大负荷电流 K — 自启动系数 ss K re — 阻抗继电器返回系数 设计为1.1～1.25
负荷阻抗引出动作阻抗
jX
Z set
Z set
Z op
Z op cos( set L )
set
L — 负荷角度，约 26 0 以内 set — 希望等于线路的阻抗角
R
Z
''' set
K rel
0.9U N K ss K re I L .max cos set L
整定原则：
.1 K rel ( Z AB K b .min Z set .3 ) Z set
0.8 取： K rel
此时当Kb 增大的其他运行方式时，测量阻抗增大，不至于失
去选择性。
Kb 最大与最小的情况？
A S
Im.1
1
B
2
Im.2
C R
W
通用的例图
Z m .1 Z AB
“与相邻线路距离Ι段相配合”即：“相邻线路距离Ι段 末端短路不误动”
.1 Z m .1 ( Z set .3 ) Z set
1）与相邻线路距离Ι段相配合 1 2 B I I A
1 2 3
4
C
' Z set .3
.1 Z m .1 ( Z set .3 ) 要求： Z set
电力系统继电保护
Power System Protective Relaying
第三章 电网的距离保护
Transmission Line Distance protection
主讲：仉志华
中国石油大学（华东）信息与控制工程学院 2017年5月
第三章
电网的距离保护
本章主要内容
一、距离保护基本原理及构成 二、阻抗继电器及其动作特性 三、阻抗继电器的实现方法
2 外汲 — 减小了 I
I 3的存在 K b ( I 2 )减小 Z m 减小
测量阻抗越小时，越容易动作；整定时，应取最小的分支系 数（不误动）。
1）与相邻线路距离Ι段相配合
A 1
1 I
2
B
3
2 I
4
C
Z 'set .3
相邻线路距离Ι段末端短路时，测量阻抗为：
Z m .1 Z AB K b Z 'set .3
保护1的错误II段
保护3的II段
——>保护1、3的II段都动作，保护1属于误动！
一、距离保护的整定计算
2、距离保护Ⅱ段的整定
为弥补距离Ι段不能保护本级线路全长的缺陷，增设距离Ⅱ 段保护，要求它能够保护本线路的全长，保护范围需与下级线
路的距离Ι段或距离Ⅱ段相配合。电网结构复杂，受其他回路
的影响，需要考虑分支电流的影响。
其中， K b I2 分支系数 I1
I 3的存在 K（ b I 2）增大 Z m 增大
2 助增 — 增大了 I
A
外汲分支：
1
1 I
2
B
3
2 I
4
C
3 I
Z m .1
m .1 I 1 Z AB I 2 Z k U m .1 1 I I 2 I Z AB Z k Z AB K b Z k 1 I
Im.2
C R
W
通用的例图
2.max I 得： I 1.min
另外，如果求 K b .max，则由 K b .max
I ）AB线双回； 2）S电源最小方式。 1. min — 1 I ）BC线单回； 4）W电源最大方式。 2. max — 3
校验第III段时，需要用到
K b .max 。
性），距离Ⅲ段作为本线路的近后备和相邻线路的远后备。
A
1
2
B
3
4
C
保护2的各段保护范围
一、距离保护的整定计算
1、距离保护Ι段的整定
• 距离保护Ι段为瞬时速动段，同电流Ι段，只反应本线路的 故障；为保证动作的选择性，在本线路末端或下级线路始端 故障时，应可靠地不动作。
A B C
1
2
3
4
保护1
保护2
一、距离保护的整定计算
其中， Z t — —变压器低压侧短路的 等值阻抗
3.距离保护Ⅲ段的整定
3）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定。 考虑外部故障切除后，电动机自启动的情况下，距离Ⅲ段 能够可靠返回的要求。
从继电特性可以看出，要求：
Z re Z L .min
Z op Z re
继电特性
Zm
最小负荷阻抗
3.距离保护Ⅲ段的整定
二者区别
3.距离保护Ⅲ段的整定
1）与相邻下级线路距离Ⅱ段或Ⅲ段相配合
.1 K rel Z AB K b .min Z set .2 Z set
'' 取 : K 'rel 0.8
2）与相邻变压器保护相配合
.1 K rel Z AB K b .min Z t Z set
对于任何的阻抗特性，都要求上述公式的计算值处于特性
的边界。
对于全阻抗圆特性，动作阻抗即为整定阻抗。
'' Z 'set
Z op
K rel
0.9U N K ss K re I L .max
但对于方向圆特性，动作阻抗随阻抗角的变化而变化，当
阻抗角等于最大灵敏角时，动作阻抗才等于整定阻抗。——