电网距离保护第1讲

3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线 3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线
（三）不同故障类型电流、电压和测量阻抗的关系 不同故障类型电流、 3. 两相相间短路接地故障 同理得到
& & & U BC = ( I B − I C ) ⋅ z1Lk & & & & U B = ( I B + K 3I 0 ) ⋅ z1Lk & & & & U C = ( I C + K 3I 0 ) ⋅ z1Lk
3.1.3距离保护的构成和时限特性 3.1.3距离保护的构成和时限特性
（一）距离保护的构成 1. 启动部分：用于检测故障，要求当作为远后备保护时， 保护范围末端故障，可靠启动，投入整组保护 2. 测量部分：快速准确测量出故障距离和方向，并于预先 设定的保护范围（定值）比较故障，确定保护的动作行 为。 3. 振荡闭锁部分：系统发生振荡时闭锁保护。 4. 电压回路断线检测：防止电压回路断线引起保护的误动。 5. 逻辑配合部分： 6. 出口部分：
3. 电网距离保护
3.1 距离保护的基本原理与构成
电流保护的主要不足 灵敏度不足（最根本的缺点） 灵敏度不足（最根本的缺点） 运行方式对保护影响大 无法满足更高电压等级电网对保护的速动性， 无法满足更高电压等级电网对保护的速动性， 选择性， 选择性，灵敏性的要求
3.1 距离保护的基本原理与构成
故障特点： 故障特点：
3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线 3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线
（一）线路发生短路时保护安装处相电压的统一表达式 线路发生短路时保护安装处相电压的统一表达式
& & & & Uφ = U kφ + ( Iφ + k • 3I 0 ) Z1 LL故障相电压统一表达式
其中k称为零序电流补偿系数， 其中 称为零序电流补偿系数，定义如下 称为零序电流补偿系数
3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线 3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线
（三）不同故障类型电流、电压和测量阻抗的关系 不同故障类型电流、 2. 两相相间故障 AB故障 故障 边界条件
& U kAB = 0
AB相间短路的测距公式 相间短路的测距公式
& & & U AB = ( I A − I B ) ⋅ z1Lk
& & & & U A = ( I A + K 3I 0 ) ⋅ z1Lk & & & & U B = ( I B + K 3I 0 ) ⋅ z1Lk
& & & U AB = ( I A − I B ) ⋅ z1Lk
3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线 3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线
（三）不同故障类型电流、电压和测量阻抗的关系 不同故障类型电流、 3. 两相相间短路接地故障 对于ABG两相相间接地故障，有三个故障 回路，即故障相A经故障点和另一故障相B 构成的回路，故障相A经故障点和大地构成 的回路，故障相B经故障点和大地构成的回 路，三个故障回路的电流、电压均可实现 测距目的
BCG故障 故障
3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线 3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线
（三）不同故障类型电流、电压和测量阻抗的关系 不同故障类型电流、 3. 两相相间短路接地故障 同理得到
& & & U CA = ( I C − I A ) ⋅ z1Lk
CAG故障 故障
& & & & U C = ( I C + K 3I 0 ) ⋅ z1Lk
Z M = zl
其中z为线路单位长度的阻抗 其中 为线路单位长度的阻抗
3.1.1 距离保护的概念
（二）距离保护的工作原理 由上述分析可见，输电线路故障时， 由上述分析可见，输电线路故障时，测量阻抗和故障点 到测量点的距离成正比关系， 到测量点的距离成正比关系，所以阻抗的大小反映了故 障点和保护安装处之间的距离。 障点和保护安装处之间的距离。 利用该阻抗（或距离）和线路全长阻抗（距离） 利用该阻抗（或距离）和线路全长阻抗（距离）的比较 结果可以识别故障的具体位置， 结果可以识别故障的具体位置，由此可以构成阻抗保护 习惯上称为距离保护） （习惯上称为距离保护）
3.1.3距离保护的构成和时限特性 3.1.3距离保护的构成和时限特性
（二）阶段式距离保护的时限特性
KZ1
AC
KZ2
KZ3
t
t ΙΙ KZ 1
t Ι KZ 1
t ΙΙ KZ 2
t ΙΙ KZ 3
t Ι KZ 2
t Ι KZ 3
L
t ΙΙΙ KZ 1
t
∆t
t ΙΙΙ KZ 2
∆t
t ΙΙΙ KZ 3
可见，A相接地故障时，采用保护安装处的故障相 可见， 相接地故障时， 相接地故障时 & & & 电压 U A 和经零序补偿的故障相电流 I A + k 3I 0 可 以反映故障距离
3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线 3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线
（三）不同故障类型电流、电压和测量阻抗的关系 不同故障类型电流、 1. 单相金属性接地故障 同理得到 可见对于单相接地故 A相接地故障的测距公式 相接地故障的测距公式 障，只有故障回路的 & A = ( I A + K 3I 0 ) ⋅ z1Lk & & & U 电流电压才能正确地 反映故障距离。 反映故障距离。 B相接地故障的测距公式 相接地故障的测距公式
可见，AB相间故障时，采用保护安装处的故障相 可见， 相间故障时， 相间故障时 & & & 相间电压 U AB 和故障相间电流差 I A − I B 可以反 映故障距离
3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线 3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线
（三）不同故障类型电流、电压和测量阻抗的关系 不同故障类型电流、 2. 两相相间故障 同理得到 可见对于两相相间短 AB相间短路的测距公式 相间短路的测距公式 路，也只有故障回路 的电流电压才能正确 & & & U AB = ( I A − I B ) ⋅ z1Lk 地反映故障距离。 地反映故障距离。 BC相间短路的测距公式 相间短路的测距公式 对于两相相间短路， 对于两相相间短路， & & & U BC = ( I B − I C ) ⋅ z1Lk 同样只有一个故障回 路，即故障相经故障 CA相间短路的测距公式 相间短路的测距公式 点和另一故障相构成 & & & U CA = ( I C − I A ) ⋅ z1Lk 的回路
3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线 3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线
（一）线路发生短路时保护安装处相电压的统一表达式 线路发生短路时保护安装处相电压的统一表达式 & & & & U =U +U +U
φ φ1 φ2 φ0
& & & & & & = U k1 + Iφ1Z1 + U k 2 + Iφ 2 Z 2 + U k 0 + Iφ 0 Z 0 & & & & = U kφ + Iφ1Z1 + Iφ 2 Z 2 + Iφ 0 Z 0 & & & & & & = U kφ + Iφ1Z1 + Iφ 2 Z1 + Iφ 0 Z1 + ( Iφ 0 Z 0 − Iφ 0 Z1 ) & kφ + ( Iφ1 + Iφ 2 + Iφ 0 ) Z1 + 3I 0 Z 0 − Z1 Z1 & & & & =U 3Z1 & & & = U kφ + ( Iφ + k • 3I 0 ) Z1
& & & & U B = ( I B + K 3I 0 ) ⋅ z1Lk
C相接地故障的测距公式 相接地故障的测距公式
& & & & U C = ( I C + K 3I 0 ) ⋅ z1Lk
对于单相接地故障， 对于单相接地故障， 只有一个故障回路， 只有一个故障回路， 即故障相经故障点和 大地构成的回路
Z 0 − Z1 k= 3Z1
3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线 3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线
（二）线路发生短路时保护安装处相间电压的统一表达式 线路发生短路时保护安装处相间电压的统一表达式
& & & U φφ = U kφφ + I φφ Z1 LL 相间电压统一表达式
关于两个统一表达式的说明 在统一表达式的推导中，对故障类型、 在统一表达式的推导中，对故障类型、故障地点没有 任何假设，所以统一表达式与故障类型和地点无关 任何假设，所以统一表达式与故障类型和地点无关
3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线 3.1.2故障回路与阻抗继电器的接线
（三）不同故障类型电流、电压和测量阻抗的关系 不同故障类型电流、 3. 两相相间短路接地故障 ABG故障边界条件 故障边界条件
& U kA = 0
& U kB = 0
& U kAB = 0
ABG故障的测距公式 故障的测距公式
电流保护仅仅利用了故障时电流增大的特征 故障时电压降低 综合利用可以提高灵敏度， 综合利用可以提高灵敏度，所以就有了阻抗保 护，反映电流电压比值的保护