影响距离保护正确工作的因素及防止方法
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TV
Im
jX P
Zm
ZI se t
U m
2
R
3
M
1
二、阻抗继电器的构成方法
1、全阻抗继电器 2、方向阻抗继电器 3、偏移特性的阻抗继电器
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。
I、II段为主保护，III段为后备保护
第二节 阻抗继电器
测量阻抗 ：
•
Zm
Um
•
I 动作阻抗：测量阻抗正好位m于动作区边界上，继电
器刚好动作，这个称为继电器的动作阻抗（Zoper）。
整定阻抗（Zset）：人为给定的值，也是动作阻抗 的最大值.
一、阻抗继电器的动作特性
M 1 N 2 TA
P3
（二）消除死区的方法
中心思想就是寻找一个电压来代替原来的
Um起作用，寻找出来的电压我们也管它叫极 化电压（插入电压）。
方法一、采用记忆回路（同KW），主要是 保证方向阻抗继电器在暂态过程中正确动作。
方法二、当稳态情况下，靠引入非故障相电 压（引入第三相电压）消除两相短路的死区。
1、记忆回路： CL
I
m
Z set
|
|
KU
Um
1 2
I
m
Z set
| U0
当m sen l
Z oper.K
Z set
U0 KU Im
当继电器的起动阻抗等于0.9倍的 整定阻抗时所对应的最小测量电流， 称为精确工作电流。
Z operK
Z set 0.9Z se t
距离保护
1、测量元件：测量故障点至保护安装处的距离（线路阻抗）。
正常时保护安装处的测量阻抗：
－－测量电压
－－测量电流
－－测量阻抗
发生故障时保护安装处的测量阻抗为：
Z c1
U
.
Z c1 I c1
为此，在结构复杂的高压电网中就必须 采用性能更加完善的保护装置，距离保护就 是其中之一。
§1 距离保护概述
一、距离保护的基本概念 1、概念：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。 2、作用：性能更为完善
⑴.测量保护安装处至故障的距离，实际上是测量二者之 间的阻抗大小，故距离保护又称为阻抗保护
继电保护中的 距离保护
主要内容
距离保护的基本概念
距离保护的基本原理
距离保护的时限特性
距离保护的构成 影响距离保护正确工作的因素及措施
背景
电流保护的主要优点是简单、经济及工作 可靠，但是由于这种保护装置的定值选择、 保护范围及灵敏系数等方面都直接受电网接 线方式及系统运行方式的影响，所以，在35 kV以上电压的复杂电网中，常常不能满足选 择性、灵敏性及快速切除故障的要求。
（3）测量元件：阻抗继电器KI。
（4）时间元件：时间继电器KT。
2、距离保护的组成
Z
1
起动 元件
'
3
2
方向 元件
Z
''
4
t
''
5
方向 元件
Z
'' '
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
电力系统继电保护——3.6-3.7电网的距离保护-影响阻抗继电器正确动作的因素
t
'' '
360
*T
通过延时可以躲开振荡 对距离保护的影响
2.6 避免系统振荡距离保护误动作的措施 采用在OO’方向上面积小的阻抗继电器 保护安装处远离振荡中心
适当延长保护的动作时间，躲开震荡的影响，缺 点会影响保护的动作速度。
2.7 振荡闭锁回路--振荡和短路的主要区别 振荡时，电流和各点电压的幅值周期性变化；而 短路后，在不计衰减时是不变的 振荡时电流和各点电压幅值的变化速度较慢；而 短路时幅值是突然改变的，变化速度很快 振荡时，各点电流和电压之间的相位关系随振荡 角的变化而改变；而短路时是不变的
护不应该动作；
正常运行时，系统两侧的功角一般小于70度。
2.2 系统振荡研究的假设条件
EM
X M , RM
M N
I
EN
X N , RN
X L , RL
研究电力系统振荡，要做如下的假设：
将所研究的系统，按其电气连接的特点，简化为一个具 有双侧电源的开式网络； 系统振荡时，三相处于对称状态，可只取一相来研究； 振荡时，两侧系统的电势 EM 和EN 幅值相等，相角差用 来表示， 在0~360度之间变化； 系统中各元件的阻抗角相等，用Z k 来表示； Z Z M Z L Z N Zk 震荡过程中，不考虑负荷电流的影响。
故障判断元件和整组复归元件在系统正常运行或 振荡时都不会动作（无负序分量），保护装置的I 段和II段被闭锁，无论阻抗继电器本身是否动作 ，保护都不可能动作跳闸，即不会发生误动。
电力系统发生故障时，故障判断元件立即动作， 动作信号经双稳态触发器SW记忆下来，直至整 组复归。SW输出的信号，又经单稳态触发器DW ，固定输出时间宽度为 的短脉冲，在 时间内若 阻抗判别元件的I段或II段动作，则允许保护无延 时或有延时动作(距离保护III段被自保持)。
影响距离保护正确动作因素
Z0 Z1 3Z1
]Z1Lk
I&k(1A) RF (I&A 3K&I&0 )Z1Lk
保护安装处测量阻抗为
Z mA
Z1Lk
IABiblioteka Ik(1A) 3KI0RF
Z mA
Z1Lk
IA
Ik(1A) 3KI0
RF
由上式可见，只有当过渡电阻等于 零时，故障相阻抗继电器才能正确测量 短路点到保护安装处阻抗。
因 I&k(1A) 3I&k(1A)0
则
由于
Z A
3I&k(1A)0 I&A 3K&I&0
RF
I&A I&L.A C1I&k(1A)1 C 2 I&k(A2)2 C0 I&k(1A)0
计及
I&k(1A)1 I&k(A2)2 I&k(1A)0
Z A
3I&k(1A)0 I&A 3K&I&0
（3）电源分支、汲出同时存在
在相邻线路K点发生短路故障时。M侧母线 电压为
UM IMN Z MN Ik1Z1Lk
测量阻抗为
Zm
UM IMN
Z MN
Ik1 IMN
Z1Lk
定义总分支系数为 Kb Ik1 / IMN
若用 I IMN IN 表示
Ik1
I
Z NP2 Z NP1 Z set Z NP1 Z NP2
IMN
I
Z sN
Z sN Z MN
Z sM
则测量阻抗为
Zm
ZMN
Z sN
ZMN Z sN
ZsM
第5章 距离保护教案3
5.5距离保护的整定计算及对距离保护的评价（Setting Calculation of Distance Protection and Assessment to it ）5.5.1距离保护的整定计算原则（Setting Calculation Principle of Distance Protection ）距离保护装置一般也都采用三段式阶梯时限特性，在进行整定计算时，要计算各段的设定阻抗、动作时限和进行灵敏性校验。
当距离保护用于双侧电源的电力系统时，一般要求Ⅰ、Ⅱ段的测量元件都要具有明确的方向性，即采用具有方向性的测量元件。
第Ⅲ段作为本条线路的近后备、相邻下一级线路的远后备和反向母线保护的后备，所以第Ⅲ段通常采用采用带有偏移特性的测量元件。
下面以图5-27所示电网为例，来说明各段保护的具体整定原则。
设线路AB 、BC 均装有三段式距离保护，对保护1各段进行整定计算。
图5-27 距离保护整定计算网络图1、距离保护第Ⅰ段整定计算11z L K Z B A rel set -I I ⋅= (5-74)I r e lK ——可靠系数，一般取0.8~0.85。
2、距离保护第Ⅱ段整定计算（1）与相邻线路距离保护第Ⅰ段相配合。
为了保证在下级线路上发生故障时，上级线路保护Ⅱ段不至于误动，保护1的Ⅱ段的动作范围不应该超出保护2的Ⅰ段的动作范围，再考虑到分支系数，保护1的Ⅱ段的整定阻抗可按照下式进行计算：)(2min 1I ⋅⋅II II ⋅+=set b AB rel set Z K Z K Z (5-75)式中，II rel K 为可靠系数，一般取0.8；分支系数的定义和电流保护中相似，即当线路BC上发生故障时，ABBC b I I K =。
为确保在各种运行方式下保护1的Ⅱ段的保护范围不超过保护2的Ⅰ段的保护范围，分支系数取各种情况下的最小值。
（2）躲开线路末端变压器低压侧出口处短路时的阻抗值。
当被保护线路的末端母线接有变压器时，距离Ⅱ段应与变压器的快速保护相配合，其保护范围不超过变压器快速保护的范围。
距离保护(4)：影响因素及对策
Ik UA Z AB Rt e j Ik Ik
• 保护1、2的测量阻抗：
Ik U B Ik Z K .1 Rt Rt e j Ik Ik Ik
2、电力系统振荡对距离保护的影响
3、振荡闭锁回路 • 振荡时和短路时的区别： （1）振荡时，电流和各点电压的幅值均作 周期性变化，而只有在 180o 时才出现 最严重的现象。而短路时，短路电流和 各点电压不衰减，是不变的。 （2）振荡时，任一点电流电压之间的相位 关系都随 而改变；而短路时，电流电 压相位不变化。
第五节
影响距离保护正确工作的因素及对策
一、短路点过渡电阻对距离保护的影响 1、短路点过渡电阻的性，接触电阻、 接地电阻等。 • 过渡电阻特征： 在短路初瞬，过渡电阻较小， 几个周期后，急速增大。 因此可通过记忆回路等方法， 减少过渡电阻的影响。
2、单侧电源线路上过渡电阻的影响 R • 总体， t 总是使继电器测量阻抗增加，保护范 围缩短（灵敏性降低）；但当保护出口经较 大 Rt 短路时，可能导致无选择性动作。
Z • 保护1： K .1 Rt , 如Rt 较大，可能使Z K .1 Z act .1 , I段不动作； Z • 保护2： K .2 Z AB Rt , Z K .2 影响不大，仍落在保护 2的II段内，
K
IK
IL
• 闭锁思路：利用负序（零序）故障分量 闭锁，可以和振荡闭锁回路共用。 • 为防止闭锁时发生故障，应同时发信号 提醒检修人员。
四*、串联电容补偿对距离保护的影响 五*、其他影响距离保护正确工作的因素 1、短路电流中暂态分量的影响 2、电流互感器过渡过程的影响 3、电容式电压互感器过渡过程的影响 4、输电线路非全相运行的影响
继电保护填空题及老师给的考试题
一、填空题1、电力系统发生故障时，继电保护装置应将故障部分切除，电力系统出现不正常工作时，继电保护装置一般应发出信号。
2、继电保护的可靠性是指保护在应动作时不拒动，不应动作时不误动。
3、瞬时电流速断保护的动作电流按大于本线路末端的最大短路电流整定，其灵敏性通常用保护范围的大小来表示。
4、距离保护是反应故障点到保护安装处的距离，并根据距离的远近确定动作时间的—种保护。
5、偏移圆阻抗继电器、方向圆阻抗继电器和全阻抗继电器中，方向圆阻抗继电器受过渡电阻的影响最大，全阻抗继电器受过渡电阻的影响最小。
6、线路纵差动保护是通过比较被保护线路首末端电流的大小和相位的原理实现的，因此它不反应外部故障。
7、在变压器的励磁涌流中，除有大量的直流分量外，还有大量的高次谐波分量，其中以二次谐波为主。
8、目前我国通常采用以下三种方法来防止励磁涌流引起纵差动保护的误动，即采用速饱和中间变流器，二次谐波制动的方法和间断角鉴别的方法。
一、填空题1继电保护装置一般由测量比较元件、逻辑判断元件、执行输出元件三部分组成。
2继电保护的可靠性包括安全性和信赖性，是对继电保护性能的最根本要求。
3低电压继电器的启动电压小于返回电压，返回系数大于1。
4在中性点非直接接地电网中，发生单相接地短路时，故障点处零序电压最高；接地中性点处零序电压为0；零序电流的分布主要取决于变压器中性点是否接地。
5自耦变压器高、中压两侧的零序电流保护应分别接于本侧三相电流互感器的零序电流滤过器上。
6功率方向继电器的内角30α=︒，其动作范围－7单侧电源线路上发生短路故障时，过渡电阻的存在使方向阻抗继电器的测量阻抗增大，保护范围缩小。
8检查平行双回线路有电流的自动重合闸，当另一回线有电流时，表示两侧电源仍保持联系，一般是同步的，可以进行重合闸。
9变压器瓦斯保护反应油箱内部所产生的气体或油流而动作，其中轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧的断路器。
10低电压起动过电流保护和复合电压起动过电流保护中，引入低电压起动和复合电压起动元件是为了提高过电流保护的灵敏度，此时过电流保护的定值不需要考虑变压器切除或电动机自启动时可能出现的最大负荷。
第五节影响距离保护正确工作的因素
第五节 影响距离保护正确工作的因素在电力系统下正常运行及故障情况下，有一些因素可能会影响阻抗的正确测量，造成距离保护不能正确工作。
例如保护安装处和故障点之间的分支线路和短路点过渡电阻的存在会影响阻抗继电器的测量值，电力系统的振荡、电压互感器和电流互感器的测量误差、极化电压和插入电压相位与工作电压相位不一致等均会影响阻抗的正确测量。
本节主要讨论分支线路、过渡电阻以及系统振荡对距离保护的影响。
一、保护安装处和故障点间分支线对距离保护的影响在高压电网中，通常由母线将相邻输电线路分隔开来，在母线上连接有电源线路、负载或平行线路等，形成分支线。
在考虑分支线对距离保护的影响时，通常只考虑对第二段的影响。
图6-28（a ）所示为具有电源分支线的系统接线图。
当线路BC 上k 点发生短路故障时，对于装在AB 线路A 侧的距离保护装置，由电源2E 供给的短路电流DB I 流向故障点但不经过保护装置，此时继电器的测量阻抗为K ABK AB AB AB AB K K m l Z I I l Z I l Z I l Z I Z 1111 +=+= K b AB l Z K l Z 11+= （6-52）式中 Z 1——线路单位长度的正序阻抗；K b ——分支系数，1>+==ABDB AB AB K b I I I I I K ，一般情况下可认为K b 为一实数。
由式6-52可见，由于电流DBI 的存在，使AB 线路A 侧阻抗继电器的测量阻抗增大，这意味着其保护范围将会缩短。
所以又将电流DBI 称为助增电流，K b 称为助增系数。
另外，分支系数K b 的大小与系统运行方式有关，在保护的整定计算中应取较小的分支系数，以保证选择性。
因为当出现较大的分支系数时，只会使测量阻抗增大，保护范围缩短，不会造成保护非选择性动作；但若在整定计算中取较大的分支系数，则当运行中出现较小的分支系数时，将造成测量阻抗减小，保护区延长，可能造成保护失去选择性。
影响距离保护正确工作的因素及采取的防止措施
第四节 影响距离保护正确工作的因素及采取的防止措施一、短路点过渡电阻对距离保护的影响保护1的测量阻抗为g R ，保护2的测量阻抗为g AB R Z +。
由图(b)可见，当g R 较大时，可能出现1.J Z 已超出保护1第Ⅰ段整定的特性圆范围，而2.J Z 仍位于保护2第Ⅱ段整定的特性圆范围以内。
此时保护1和保护2将同时以第Ⅱ段的时限动作，因而失去了选择性。
结论：保护装置距短路点越近时，受过渡电阻的影响越大，同时保护装置的整定值越小，则相对地受过渡电阻的影响也越大。
对图3—36（a ） 所示的双侧电源的网络，短路点的过渡电阻可能使量阻抗 增大，也可能使测量阻抗减小。
保护1和保护2的测量阻抗分别为αj g d d g d d d BJ e R I I R I I I U Z 1111===αj g d d AB d A J e R I I Z I UZ 112+==A 12B C 1L 2L gR (a )图3-35 过渡电阻对不同安装地点距离保护的影响（a ）电网接线图；（b ）保护范围图1.j (b)(a )()图3-36 双侧电源通过 短路的接线图及阻抗电流向量图gR (a )系统图；(b )向量图式中 α—d I 超前1d I的角度。
当α为正时，测量阻抗增大，当α为负时，测量阻抗的电抗部分将减小。
在后一种情况下，可能导致保护无选择性的动作。
过渡电阻主要是纯电阻性的电弧电阻R g ，且电弧的长度和电流的大小都随时间而变化，在短路开始瞬间电弧电流很大，电弧的长度很短，R g 很小。
随着电弧电流的衰减和电弧长度的增长，R g 随着增大，大约经0.1～0.15秒后，R g 剧烈增大。
减小过渡电阻对距离保护影响的措施 （1）采用瞬时测定装置它通常应用于距离保护第Ⅱ段。
原理接线如图3—37所示。
（2）采用带偏移特性的阻抗继电器 保护2的测量阻抗Zcl2=Zd+Rg当过渡电阻达Rg1时，具有椭圆特性的阻抗继电器开始拒动。
影响距离保护正确工作的因素及其对策基础知识讲解
识讲解
1
影响阻抗继电器正确工作的因素： ➢ 短路点的过渡电阻 ➢ 电力系统振荡 ➢ 保护安装处与故障点之间的分支电路 ➢ TA、TV的误差 ➢ TV二次回路断线 ➢ 串联补偿电容
2
3.7.1 短路点过渡电阻对距离 保护的影响
(Effect of Fault Path Transition Resistance to Distance Protection)
8
Rg对距离保护的影响，与短路点的位置、继 电器的特性等有密切的关系
对圆特性的方向阻抗继电器，在被保护区的始 端和末端短路时，过渡电阻的影响比较大；而在保 护区的中部短路时，影响较小 在整定值相同的情况下，动作特性在+R轴方向 所占的面积越小，受过渡电阻的影响就越大 过渡电阻对接地距离元件的影响要大于对相间距 离元件的影响
30
jX
4 3
2 1 R
系统振荡对不同特性 的阻抗继电器的影响
方向阻抗继电器
( 2 , 3 )
全阻抗继电器
(1,4 )
t
360
TS
31
继电器的动作特性在阻抗平面上沿 OO’方向所占面积越大，受振荡的影 响就越大
当保护的动作带有较大的延时 （≥1.5s）时，可躲过振荡的影响
32
5.振荡闭锁措施（Measures of Power Swing Blocking）
B Zm3
R
O
Zm1
A
R
系统振荡对安装在不同地点的距离保护的影响 28
E M A 1
ZM
Z AB
2 B3
ZBC
jX
Zm3
O jX
B
Zm1
第6章 输电线路的距离保护总结
（1）测量阻抗：是由加入阻抗继电器的测量 电压与测量电流的比值所确定，测量阻抗角就 是测量电压与测量电流之间的相位差。 （2）整定阻抗：一般取保护安装处到保护区 末端的线路阻抗作为整定阻抗。 （3）动作阻抗：是使阻抗继电器起动的最大 测量阻抗。方向、偏移阻抗继电器动作阻抗随 阻抗角而变。
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第6章 输电线路距离保护
第6章 输电线路距离保护
教学要求：掌握距离保护的基本工作原理、 阻抗继电器原理、阻抗继电器接线、整定计算方
法；熟悉电力系统振荡、断线、短路点过渡电阻、
分支电源对距离保护的影响及采取的措施。理解
自适应距离保护的基本原理；了解选相的基本原
理；了解起动元件作用及原理。
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6.2.5 影响距离保护正确工作的因素及防止方法
③振荡时，三相完全对称，电力系统中没有 负序分量出现；而当短路时，总要长期(在不 对称短路过程中)或瞬间(在三相短路开始时) 出现负序分量。
④振荡时，测量阻抗的电阻分量变化较大， 变化速率取决于振荡周期；而短路时，测时 阻抗的电阻分量虽然因弧光放电而略有变化， 但分析计算表明其电弧电阻变化率远小于振 荡所对应的电阻的变化率。
19
③利用负序(或零序)电流增量元件启动的振荡闭锁回路：图6-6
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继电保护
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（2）反映测量阻抗变化速度的振荡闭锁回路：图6-7
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继电保护
15
6.2.5 影响距离保护正确工作的因素及防止方法
4.构成振荡闭锁回路时应满足以下基本要求：
①系统发生振荡而没有故障时，应可靠地将保护 闭锁，且振荡不停息，闭锁不应解除。
浅谈220KV输电线路距离保护
浅谈220KV输电线路距离保护摘要：随着国家西电东送，电网的方向趋向电压等级越来越高发展。
同时对电网输电线路安全可靠运行提出了更高要求。
为了使输电线路快速切除故障，这就要求线路保护可靠动作。
本文就从220KV输电系统线路保护距离保护原理、影响因素、可靠性方面进行了进行探讨。
关键词：保护；影响因素；可靠性1、线路距离保护1.1距离保护作用原理在线路发生短路时阻抗继电器测到的阻抗Zk=Uk/Ik=Zd等于保护安装点到故障点的（正序）阻抗。
显然该阻抗和故障点的距离是成比例的。
因此习惯地将用于线路上的阻抗继电器称距离继电器。
三段式距离保护的原理和电流保护是相似的，其差别在于距离保护反应的是电力系统故障时测量阻抗的下降，而电流保护反应是电流的升高。
距离保护I段：距离保护I段保护范围不伸出本线路，即保护线路全长的80％～85％，瞬时动作。
距离保护II段：距离保护II段保护范围不伸出下回线路I段的保护区。
为保证选择性，延时△f动作。
距离保护Ⅲ段：按躲开正常运行时负荷阻抗来整定。
图1 三段式距离保护2．影响距离保护正确工作的因素及防止方法2.1短路点过渡电阻的影响电力系统中短路一般都不是纯金属性的，而是在短路点存在过渡电阻，此过渡电阻一般是由电弧电阻引起的。
它的存在，使得距离保护的测量阻抗发生变化。
一般情况下，会使保护范围缩短。
但有时候也能引起保护超范围动作或反方向动作（误动）。
在单电源网络中，过渡电阻的存在，将使保护区缩短；而在双电源网络中，使得线路两侧所感受到的过渡电阻不再是纯电阻，通常是线路一侧感受到的为感性，另一侧感受到的为容性，这就使得在感受到感性一侧的阻抗继电器测量范围缩短，而感受到容性一侧的阻抗继电器测量范围可能会超越。
解决过渡电阻影响的办法有许多。
例如：采用躲过渡电阻能力较强的阻抗继电器：用瞬时测量的技术，因为过渡电阻（电弧性）在故障刚开始时比较小，而时间长了以后反而增加，根据这一特点采用在故障开始瞬间测量的技术可以使过渡电阻的影响减少到最小。
影响距离保护正确工作的因素及防止方法
影响距离保护正确工作的因素及防止方法一，短路点过度电阻的影响过度电阻的存在，使得距离保护的测量阻抗发生变化，一般情况下，会使保护范围缩短，有时也会引起保护的超范围动作，或反方向误动作。
例如：①下图中，BC始端经过度电阻Rt短路（图5-48、图5-49）若Rt较大，Zk1会超出保护1的Ⅰ段整定范围，而Zk2仍位于保护2的Ⅱ端段，这时，保护1、保护2的Ⅱ段将同时动作，将B母线切除，扩大了停电范围。
因此，我们可以得出：保护装置离保护点越近，受过度电阻影响就越大；保护装置整定值越小，受过度电阻影响就越大。
（所谓手过度电阻影响大是指，一个较小的过度电阻就有可能使测量阻抗超出整定范围。
）②对于不同动作特性的阻抗继电器，过度电阻对其影响也是不同的，如图：（图5-51）当Rt逐渐增大时，测量阻抗依次超出透镜型阻抗继电器、方向性阻抗继电器、全阻抗继电器的整定范围。
因此，我们可以得出：在R轴正方向上动作特性所占面积越大，受过度电阻的影响就越小。
针对以上讨论结果，我们可以采取一些方法和手段来防止过度电阻的影响：⑴采用合适的阻抗继电器过度电阻大多是纯电阻，因此我们可以采用（图5-13c）所示的阻抗继电器，只要电抗值不超出整定范围，阻抗继电器不会拒动。
利用多边形阻抗继电器可以灵活整定的特点，我们可以使继电器不发生拒动（图5-14）（图5-52）a所示动作特性既容许在接近保护范围末端发生短路时有较大的过度电阻，又能防止在正常运行情况下，负荷阻抗较小时阻抗继电器误动作；b所示动作特性既可以满足相间短路时过度电阻较小的情况，又能满足接地短路时过度电阻较大的情况。
⑵利用瞬时测量回路固定阻抗继电器动作所谓固定阻抗继电器动作，即使其动作只反映短路瞬时的过度电阻的影响，对0.1~0.15之后过度电阻变化的影响不做反映。
其实现方法如下图（图5-53）短路瞬间短路电流很大，使继电器1和2同时动作，1动作使4也动作，并计时，2动作使3也动作，3动作使得3有两条回路给它供电，瞬时之后即使2退出，3也可以保持得电，，经过延时，动作与跳闸，这样就无视了瞬时之后过度电阻的影响。
影响距离保护正确动作的因素及对策
38
F R I E ND O F C HE M IC AL I ND US T R Y
中图分类号 TM6 3
文献 标识 码 A
文章编号 1 004- 0 862 200 7 03 a - 0038 - 01
1 概述
距离保护的原理是实现 ZJ 与 ZZD 的比较 当满足 ZJ ZZD 说明故障点在保护范围之内 保护动作 但有许多因素影响ZJ
使它增大工减小 从而使测量不正确 导致保护的灵敏性降低 保
而采用不同的继电器情况下 当过渡电阻达到Rg1时 方向阻抗
继电器开始拒动 当达到 g2 时全阻抗继电器开始拒动
因此 就过渡电阻对阻抗继电器的影响来看 对相同的保
护范围 在 R辅方向所占面积越大则影响越小
5 对策 ( 1) 选用对过渡电阻不敏感的阻抗继电器 例如电抗型继电
器 四边 形继电器 等 ( 2) 采用瞬时测定装置 所谓 瞬时测定 就是利用电弧
安全与环境 化工之友 2007. NO. 05
影响距离保护正确动作的因素及对策
杨忠先 马艳 七台河龙煤集团公司热电厂 黑龙江七台河 154600
摘 要 本文主要讲述了影响距离保护正确动作的因素 重点分析了短路点过渡电阻对距离保护的影响及其具体的解决办
法 提高距离保护动作的选择性和可靠性
关键词 距离保护 过渡电阻 短路 继电器
电阻随时间变化的规律 把距离保护的最初动作状态 通过起动 元件的动作而保持下来 当电阻变化时 距离元件不会因此而返 回 仍以预定的时限动作跳闸 2ZKJ 3ZKJ 分别为距离 I I 段的 测量元件和阻抗起动元件 2SJ 为时间元件ZJ 为中间继电器 在 短路瞬间 2ZKJ 3ZKJ 均动作 起动 ZJ ZJ 动作并通过 3ZKJ 的触点自保持 此后若2ZKJ 因受Rg的影响而返回 ZJ 仍保持动 作状态 直到时间继电器2SJ 的接点动作于跳闸 从而避免了过 渡电阻的影响
距离保护
当保护正方向出口附近发生相间短路时，母线电压 为零或很小，加到继电器上的电压小于最小电压时，方 向阻抗继电器不能动作。发生此情况的一定范围，称为 方向阻抗继电器的死区。 （二）消除死区的措施
在方向阻抗继电器中引入插入电压或极化电压，并 且要求它们同相位。
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第三节 方向阻抗继电器的 特殊问题
Z KI Um Z 1 l ( I A K 3 I0 ) Z 1l I m I A K 3 I0
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第五节 影响距离保护正确 工作的因素 一、分支线对距离保护的影响 1、助增电流的影响：
A
Z
I AB I DB
B
IK
lK
K
C
D
Zm
I K Z 1 l K I AB Z 1 l AB I AB
( I A I B ) Z 1 l
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(一) 相间短路阻抗继电器的0°接线
3.两相接地短路
A BC
Z
I A
K
( 1 ,1 ) AB
I B
IC 0
l
U
A
I A Z L l I B Z M l
U B I B Z L l I A Z M l
Z
(1 .1 ) KI . 1
U
IK
当α为 正时，测 量阻抗的 电抗部分 增大；而 当α为负 时，则相 反。
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二、过渡电阻对距离保护的影响
4、过渡电阻对阻抗元件的影响
jX
B
R g1
Rg2
Rg3
过渡电阻可能引起某些 保护的无选择性动作。 措施：利用瞬时测量回路来 固定阻抗继电器的动作。
距离保护
理解距离保护的基本工作原理，掌握各种特性的阻抗继电器特征及整定；了解影响距离保护正确工作的因素及采取的措施。
一、距离保护的基本原理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。
距离保护的核心元件阻抗继电器。
二、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阻抗继电器三、距离保护的时限特性距离保护时限特性与三段式电流保护相似。
距离保护的构成四、距离保护整定计算1、距离I段：主保护2、距离I I段：主保护3、距离保护III段五、影响距离保护正确动作的因素阻抗继电器测量阻抗受很多因素影响。
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、CT,PT的误差；5、PT二次回路断线；6、串连补偿电容。
六、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、快速性距离I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、灵敏性同时反应电压和电流，灵敏度比单一反应电流的保护高。
距离I段的保护范围不受运行方式变化的影响。
第II、III段的保护范围受运行方式变化影响较小。
4、可靠性由于阻抗继电器构成复杂，距离保护的直流回路多，振荡闭锁、断线闭锁等使接线复杂，可靠性较电流保护低。
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影响距离保护正确工作的因素及防止方法
影响距离保护正确工作的因素：
一，短路点过度电阻的影响
二，电力系统震荡的影响
三，电压回路断线的影响
四，串联电容补偿的影响
五，其他因素的影响
一，短路点过度电阻的影响
过度电阻的存在，使得距离保护的测量阻抗发生变化，一般情况下，会使保护范围缩短，有时也会引起保护的超范围动作，或反方向误动作。
例如：①下图中，BC始端经过度电阻Rt短路
（图5-48、图5-49）
若Rt较大，Zk1会超出保护1的Ⅰ段整定范围，而Zk2仍位于保护2的Ⅱ端段，这时，保护1、保护2的Ⅱ段将同时动作，将B母线切除，扩大了停电范围。
因此，我们可以得出：保护装置离保护点越近，受过度电阻影响就越大；保护装置整定值越小，受过度电阻影响就越大。
（所谓手过
度电阻影响大是指，一个较小的过度电阻就有可能使测量阻抗超出整定范围。
）
②对于不同动作特性的阻抗继电器，过度电阻对其影响也是不同的，如图：
（图5-51）
当Rt逐渐增大时，测量阻抗依次超出透镜型阻抗继电器、方向性阻抗继电器、全阻抗继电器的整定范围。
因此，我们可以得出：在R轴正方向上动作特性所占面积越大，受过度电阻的影响就越小。
针对以上讨论结果，我们可以采取一些方法和手段来防止过度电阻的影响：
⑴采用合适的阻抗继电器
过度电阻大多是纯电阻，因此我们可以采用（图5-13c）所示的阻抗继电器，只要电抗值不超出整定范围，阻抗继电器不会拒动。
利用多边形阻抗继电器可以灵活整定的特点，我们可以使继电器不发生拒动（图5-14）
（图5-52）a所示动作特性既容许在接近保护范围末端发生短路时有较大的过度电阻，又能防止在正常运行情况下，负荷阻抗较小时阻抗继电器误动作；b所示动作特性既可以满足相间短路时过度电阻较小的情况，又能满足接地短路时过度电阻较大的情况。
⑵利用瞬时测量回路固定阻抗继电器动作
所谓固定阻抗继电器动作，即使其动作只反映短路瞬时的过度
电阻的影响，对0.1s~0.15s之后过度电阻变化的影响不做反映。
其实现方法如下图（图5-53）
短路瞬间短路电流很大，使继电器1和2同时动作，1动作使4也动作，并计时，2动作使3也动作，3动作使得3有两条回路给它供电，瞬时之后即使2退出，3也可以保持得电，，经过延时，动作与跳闸，这样就无视了瞬时之后过度电阻的影响。
二，电力系统震荡对距离保护的影响
电力系统震荡，即电力系统发生同步震荡或异步运行时，各点电压，电流和功率的幅值和相位都发生周期性变化。
此时，保护感受到的阻抗也会周期性的变化，当其进入整定范围内时，保护就会发生误动作。
电力系统震荡时会有一个震荡角δ，测量阻抗与震荡角的关系如图（图5-57）
与阻抗继电器动作特性图相结合，我们可以看到系统震荡对阻抗继电器的影响（图5-60）
显然，全阻抗继电器受震荡影响最大，透镜型继电器受震荡影响最小，由此得出：继电器的动作特性在阻抗平面上沿OO’方向上所占面积越大，受震荡影响就越大。
然而，电力系统震荡又是不可避免的，所以只能在系统震荡时，将保护退出，震荡结束时，在投入运行。
这就需要振荡闭锁回路。
由于当震荡角δ=180°时电力系统震荡在震荡中心处产生的效果与三相短路相似，为使保护正确动作，必须要求振荡闭锁回路能够有效的区分系统震荡和三相短路这两种情况。
我们可以从两者之间的特点中找区别：
（1）震荡时，电流和各点电压的幅值均做周期性变化，在δ=180°时最严重；短路时短路电流和各点电压值，在不计衰减时，
是不变的。
（2）震荡时，电流和各点电压幅值变化速度较慢；短路时，电流突然增大，电压突然降低，变化速度很快。
（3）震荡时，任一点电流和电压之间的相位关系都随δ变化而变化；短路时，电流和电压之间的相位关系是不变的。
（4）震荡时，三相完全对称，电力系统中没有负序分量，；短路时，总要长期或瞬时出现负序分量。
根据以上区别，可以分两种原理：一种是利用负序分量的出现与否来实现；一种是利用电流、电压或者测量阻抗的变化速度的不同来实现。
震荡闭锁的实现问题
（1）利用短路时出现的零序和负序分量开放保护。
用模拟式负序和零序过滤器和数字式过滤器都可以得到零序和负序分量。
利用这个原理的震荡闭锁元件必须非常灵敏才能保证动作
范围末端短路时也能有足够的灵敏度，正是由于其非常灵敏，
所以会很容易受到干扰而误动作，解决这个问题的办法是加
装一套灵敏度较低的震荡闭锁启动元件，以保护不会受到系
统操作产生的干扰而误启动。
（2）利用短路时负序和零序分量的突变量启动振荡闭锁回路，在微机保护中可以用记忆的方法获取之。
（3）反映测量阻抗变化速度的振荡闭锁回路。
震荡时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段元件启动顺序是Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ，短路时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段元
件启动顺序是同时启动。
根据这样的特点可以设定震荡闭锁
回路原则：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段元件同时启动，则允许保护动作于
跳闸，当Ⅲ段元件先启动，经延时后，Ⅱ段元件启动，则将
保护元件闭锁。
（4）在微机保护中可以数字方法实现上述闭锁原理，还可以用测量阻抗中的电阻分量变化率来判别震荡中的故障。
三、电压回路断线对距离保护的影响
当电压互感器二次侧回路断线时，距离保护将失去电压。
在负荷电流的作用下，阻抗继电器的测量阻抗可能为零，因此可能发生误动作。
为防止误动作，需采取闭锁装置。
同样的，电压互感器二次侧回路断线所造成的效果和短路相似，闭锁装置应该能有效的加以区分，经验表明，检测电流回路是否也发
生着变化是最好的办法。
其实现方法是：当距离保护的振荡闭锁回路采用负序电流和零序电流启动时，即可利用它们兼做断线闭锁之用，因为正常情况下电压回路断线时，电流不会变化，因此保护不回启动。
四、串联电容补偿对距离保护的影响
串联电容补偿虽然对电力系统有诸多有利之处，但是对距离保护来说却极为不利，大多表现在使保护范围大大缩短和反方向误动作。
防止措施：
（1）直线型阻抗继电器或功率方向继电器闭锁
（2）用负序功率方向继电器闭锁
（3）利用方向阻抗继电器的记忆作用实现闭锁
五、其他影响因素
（1）短路电流中暂态分量的影响
使用滤波器以减小自由分量对距离保护的影响
（2）电流互感器过渡过程的影响
选用高精度和良好饱和特性的电流互感器
（3）电容式电压互感器过渡过程的影响
互感器在出厂时即保证在一次侧接地短路时，二次输出电压在
额定频率的一个周期内衰减但短路前电压的10%
（4）输电线路非全相运行的影响
如果在非全相运行状态下距离保护不能正确动作，则应在进入非全相状态时使距离保护退出运行
5-48
5-13
5-14
C
5-52
5-53
5-63
αβγφψ。