继电保护课件PPT距离保护解析

阻抗继电器的测量阻抗可以在 阻抗复平面图上进行表示。
测量阻抗 ZJ 是阻抗复平面图
上的一个向量。
阻抗继电器的动作特性
阻抗继电器的动作特性由阻抗复平面图上的阻抗 动作区来表示。
阻抗动作区：是阻抗复平面图 上的一个区域，当测量阻抗落 在区域内，则阻抗继电器认为 是内部故障，继电器动作
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 3. 偏移阻抗继电器特性
阶梯型时限特性，距离I、II、III段。
距离Ⅰ段： （1）保护本线路全长的80～85％； （2）瞬时动作，即动作时限为0s。
距离Ⅱ段： （1）保护本线路全长，但不超过下一条线路距离Ⅰ段的保 护范围； （2）延时t动作，一般动作时限为0.5s。
距离Ⅲ段：
（1）保护本线路全长，下一级线路全长，甚至更远；
第五章
电网的距离保护
第三章 电网的距离保护
一、距离保护的作用原理 二、阻抗继电器 三、阻抗继电器的接线方式 四、集成电路型方向阻抗继电器的接线和特性分析 五、距离保护的整定原则及对距离保护的评价 六、影响距离保护正确工作的因素及防止方法
第一节 距离保护作用原理
一、距离保护的基本概念
电流保护：反映故障电流大小。 简单、经济、接线可靠； 受运行方式的影响，很难保证选择性、灵敏性、快速性。
jX J
Z J e jJ
测量阻抗 Z J 是复数。 IJ l
U J
ZJ
K
设线路单位长度阻抗为Z1
K Z J Zd Z1l
Zs
Zd
Z d是保护安装处至短路故障处之间线路的阻抗。
二、距离保护的时限特性 t = f ( l )
短路点距离保护安装点近时，Z J 小，动作时间短； 短路点距离保护安装点远时，Z J 大，动作时间长；
距离保护：反应故障点至保护安装点之间的距离（或阻抗），并根 据距离的远近而确定动作时间。是反应测量阻抗降低而动 作的阻抗保护。
阻抗继电器：输入为电压（UJ）、电流（IJ）， 测量阻抗ZJ（保护安装点至短路点之间的阻抗）。
距离保护的基本概念
距离保护是反应测量阻抗变化的阻抗保护。
ZJ
U J IJ
RJ
1 2
IJ
Z zd
（2）比相式动作方程
阻抗形式： 270 arg ZJ 90
ZJ Zzd
电压形式：
270
arg U J
U J IJ Z zd
90
270
arg
U P U
90
3. 偏移特性阻抗继电器
阻抗动作区是一个以 Z0 为圆心，以 Zzd Z0 为半径的圆。
该动作区圆偏向第三象限。 Z0 (Z zd Z zd ) 2 阻抗动作圆的直径为：Z zd Z zd
U : 补偿电压
幅值比较和相位比较之间的关系（互换性）：
（1）幅值比较原理： A B
（2）相位比较原理：
270
arg
C D
90
A C D
B
C
D
C
A B （极化电压） 2
D
A B（补偿电压） 2
，或
C A B（极化电压） D A B（补偿电压）
平行四边型法则：
（2）比相式动作方程
阻抗形式：270 arg Z J Z zd 90
ZJ Zzd
电压形式：270
arg
U J U
IJ Z zd
J IJ Z zd
90
其中，极化电压为 U P U J IJ Z zd
，补偿电压为
U U J IJ Z zd
测量阻抗、整定阻抗、起动阻抗的意义和区别
测量阻抗：Z J
U J IJ
R
jX
U
：输入阻抗继电器的相电压或线电压
J
IJ ：输入阻抗继电器的相电流或相电流之差
反映的短路类型：接地或相间短路
阻抗是复数，是向量，既有大小（幅值），也有方向（相位）
ZJ
U J IJ
U B / ny IBC / nl
Zd
nl ny
;
nl 是电流互感器TA的变比；
ny 是电压互感器TV的变比；
方向阻抗继电器的阻抗动作 区主要位于第一象限。
方向阻抗继电器具有方向性。 当线路正向故障时，测量阻 抗位于阻抗复平面图上的第 一象限。如果线路反向故障 时，测量阻抗位于阻抗复平 面图上的第三象限。
（1）比幅式动作方程
阻抗形式： Z J
1 2
Z zd
1 2 Z zd
电压形式：U J
1 2
IJ
Z zd
（2）延时动作，一般动作时限为：t1 t2＋ t
三、距离保护的主要组成元件
三段式距离保护的组成元件和逻辑框图 起动元件构成：过电流继电器、低阻抗继电器、
反映负序、零序电流的继电器。
第二节 阻抗继电器
阻抗继电器：计算保护安装点至短路点之间的测量阻抗，与
整定阻抗比较，确定保护是否应该动作。
是距离保护中的核心元件。
zd
ZJ
J
R
动作方程：
（1）比幅式
阻抗形式： Z J Z zd 电压形式： U J IJ Z zd
（2）比相式
阻抗形式： 270 arg Z J Z zd 90
ZJ Zzd
电压形式： 270
arg
U U
J J
IJ Z zd IJ Z zd
90
270 arg UUP 90
U P : 极化电压
1、测量阻抗
ZJ
：ZJ
U J IJ
由加入继电器的测量电压和测量 电流计算得出。
2、整定阻抗 Z zd ：取继电器安装点到保护范围末端的线路阻
二、复平面分析圆或直线特性的阻抗继电器
1. 全阻抗继电器
动作特性：阻抗动作区是一个以原点为圆心、Z zd 为半径
的圆。即唯一取决于短路点到保护安装处的阻抗大小（幅
值），与测量阻抗的阻抗角无关，也抗。
jX
Zzd
缺点：无方向性，即反方向短路故 障时也可能动作。
C B
A
D
A B
90
arg
C D
90
C B
A
C B
A
D
A B
arg
C D
90
D
A B
270
arg
C D
90
成立条件： （1）A、B、C、D为同一频率正弦交流量； （2）短路暂态过程中的非周期分量和谐波分量不成立。
2. 方向阻抗继电器
动作特性：阻抗动作区是以
Zzd 为直径，以
1 2 Zzd
为圆心的圆。动作区的圆弧经过原点。
是介于0～1之间的实数。
可以把方向阻抗继电器和全阻 抗继电器看成是偏移特性阻抗 继电器的两个特例。
（1）全阻抗继电器：
即当 1
（2）方向阻抗继电器：
即当 0
（1）比幅式动作方程
阻抗形式： Z J Z0 Z zd Z0
Z0
1 2
1 Z zd
电压形式：U J IJ Z0 IJ Z zd IJ Z0