距离保护

交流断线闭锁要求： 为了防止交流失压期间区外故障或系统扰动（启动元件动 作）时距离保护误动，必须检测出PT断线，将距离保护闭 锁。 同时还要闭锁：纵联距离保护，纵联零序方向保护， 零序方向保护作些处理（固定带方向的保护退出） 交流断线闭锁原理： 1、一相、两相断线。 有零序电压且启动元件不动作 2、三相断线。 无零序电压，正序电压低，且启动元件不动作
对于相间故障：只要满足（1）（2）（3） 则接在两个故障相间的距离继电器测量阻抗为正序阻 抗
启 动 逻 辑
I , I 0
阶梯形时限特性 一般公式及接线方式
故障
过渡电阻
距离 保护
影响因素
测 量
三、过渡电阻对阻抗继电器的影响
1、正方向短路 注意：U m , I m 为阻抗继电器接线方式中的电压电流


在助增电流作用下，助增系数>1。
Im

Im

Zl
I k Zk Im
Zl Kb Zk
此时，继电器的测量阻抗 加大 。 在整定阻抗不变的情况下意味着保护范 围的 缩小 。 助增电流越大，保护范围缩小越多。
Kb为助增系数。
2、外汲电流的影响
N
ES
IK
Zk
Ip
P
M
Im Zl
ER
Um

U m I m Z set 270 （电压形式） Um
jX
Z set
以(0,+Zset)连线为直径作圆，圆内动 作
Zm
R
2、动作方程
90 arg 90 arg
Z m Z set 270 Zm
（阻抗形式）
U m I m Z set 270 （电压形式） Um
180 arg
180 arg
Z m Z set 360 R
（阻抗形式）
U m I m Z set 360 （电压形式） Im R jX
θ>0，过+Zset延R方向向上倾斜θ的一 条直线，下方为动作区 θ<0，过+Zset延R方向向下倾斜θ的一 条直线，下方为动作区
距离 保护
影响因素
测 量
工作电压 各种阻抗继电器
非故障
七、交流失压对距离保护的影响
交流失压：电压互感器二次回路断线，导致加在保护装 置上的电压下降，甚至降为零。
交流失压时阻抗继电器会误动？
可能，因为在保护装置上的（断线相）电压不正确了， 可能导致该相以及由该相组成的相间继电器误动
交流失压时距离保护会误动？ 不会，因为启动元件不会动作
启 动 逻 辑
I , I 0
阶梯形时限特性 一般公式及接线方式
过渡电阻 分支电流
距离 保护
影响因素
测 量
四、分支电流对阻抗继电器的影响
1、助增电流 M E
S
注意：U m , I m 为阻抗继电器接线方式中的电压电流
N
Im Zl


P
IK
Z
Um

Ep
IP
Zk
K
Zm
Um


I m Zl I k Zk
继电保护1
线路保护——距离保护
线路保护
元件保护
安全自动装置
纵联保护， 距离保护，零序保护
以及其他辅助保护等
启 动 逻 辑
I , I 0
阶梯形时限特性 一般公式及接线方式
故障
过渡电阻 分支电流 交流失压 整定
距离 保护
影响因素
测 量
工作电压 各种阻抗继电器
非故障
系统振荡
电压断 线闭锁 振 荡 闭 锁




（一）正方向短路

Im

U OP U m I m Z set I m ( Z k Z set )

Um



区内短路，n>1,
Zset nZ k
I m Z k (1 n) U m (1 n)



U OP

与

Um

反相
区外短路，n<1,
U OP
与
Um
同相
（二）反方向短路

Im

Z set


Um
U OP U m I m Z set I m ( Z k Z set )
U m (1 n )



U OP
与

Um
同相
相位比较动作方程：

90 arg

U op U m I m Z set


jX
Z set
kZ R
Z set
kZ s
正向（两相、单相） 短路动作特性
Z set
R
反向（两相、单相） 短路动作特性 三相 短路动作特性
6、以记忆电压为极化电压的阻抗继电器
90 arg
U m I m Rset U I m Rset 270 或 90 arg m 270 U mM U1mM
U K I Z1 3 Z1 I 0












( Z 0 Z1 ) 3 Z1
K——零序电流补偿系数。
U M U K ( I K 3 I 0 ) Z1
U M U K I Z1



结论： 只要输电线路上没有助增电流和外汲电流，也没有与故障线 路平行其他线路互感的影响，则 不论是故障相（相间），还是非故障相（相间）， 上两式总成立。一般公式
5、正序电压为极化电压 6、记忆电压为极化电压 7、工频变化量阻抗
jX jX
Z sห้องสมุดไป่ตู้t
Z set
Zm
ZK
R
R
Zm
ZK
避免 阻容性 避免
阻容性 正方向出口短路有死区
反方向出口短路易误动
启 动 逻 辑
I , I 0
阶梯形时限特性 一般公式及接线方式
故障
过渡电阻 分支电流 交流失压 整定
启 动 逻 辑
启 动 逻 辑
I , I 0
阶梯形时限特性 一般公式及接线方式
过渡电阻 分支电流 整定
距离 保护
影响因素
测 量
工作电压 各种阻抗继电器
六、阻抗继电器的动作方程和动作特性
1、方向（姆欧）阻抗继电器
90 arg 90 arg
Z m Z set 270 Zm
（阻抗形式）
启 动 逻 辑
I , I 0
阶梯形时限特性 一般公式及接线方式
故障
过渡电阻 分支电流 整定
距离 保护
影响因素
测 量
工作电压
五、阻抗继电器的工作电压

Im

Um
U OP U m I m Z set
阻抗继电器的工作电压（补偿电压） 物理概念：保护范围末端电压 注意：U m , I m 为阻抗继电器接线方式中的电压电流
阻容性
R
jX
jX
jX
Z set Z m
ZK
ZK
Z set
Z set
Zm
Zm
R
ZK
R
R
Zm
阻感性、纯阻性 阻容性 阻容性
区内拒动
区外误动(超越）
正方向出口短路有死区
2、反方向短路
Im
IF
Zk U m Rg

Z set
U Zm m Im
I m Z k I F Rg


Im
0


270
Um
*工作电压 U OP （1）决定了阻抗继电器的保护范围 （2）在区内、区外短路时，U OP 相位截然相反，可以利用此 特征构成阻抗继电器。 因此，在阻抗继电器的相位比较动作方程中，被比较相位的 两个电气量中一定有一个电气量是工作电压。 *极化电压： （1）在两个边界是90度和270度相位比较方程中，与工作 电压比较相位的另外一个电压。 （2)不同极化电压就有不同的动作特性。
jX
以(0，+Zset)连线为弦的圆，圆内动作 θ>0，圆往+R轴方向偏 θ<0，圆往-R轴方向偏

Z set
Zm
R
θ>0时常用，提高保护过渡电阻能力，区内经过渡电阻短路不易拒动 尤其用在短线路时，因其保护过渡电阻能力更差（圆小）
jX
Z set Z m
ZK
Zm
R
阻感性、纯阻性
改善
区内拒动
3、电抗继电器
启 动 逻 辑
I , I 0 等
距离 保护
一、距离保护的作用原理和时限特性

理论基础:欧姆定律
标准配置：三段式距离保护
t III t II
A
tI
t II tI
C
B
tI
启 动 逻 辑
I , I 0
阶梯形时限特性 一般公式及接线方式
距离 保护
测 量
二、短路时保护安装处电压计算的一般公式 及阻抗继电器 的接线方式
Z set
ZR
Zs
正向短路 动作特性
Z set
反向短路 动作特性
7、工频变化量的阻抗继电器
动作方程
U op E k 其中 U op U m I m Z set
2 Z R Z set Z set
Z set 2 Z s Z set
正向短路 动作特性
反向短路 动作特性
jX
0 0
θ>0，过+Rset延X方向向左倾斜θ的一 条直线，左方为动作区 θ<0，过+Rset延X方向向右倾斜θ的一 条直线，左方为动作区（躲事故过负荷, 但不具方向性，与其他特性构成“与” 门)
Rset
R
例题
5、以正序电压为极化电压的阻抗继电器
90 arg
U m I m Rset 270 U 1m
Z set
0 0
R
θ<0时常用，防止区外短路超越 （但不具方向性，与其他特性构成“与”门）
jX
ZK
Z set
Zm
R
阻容性 区外超越
改善
4、电阻继电器
90 arg
Z m Rset 270 （阻抗形式） R U m I m Rset 90 arg 270 （电压形式） Im R


接地阻抗继电器
Um


UA
UB
UC
Im
I K 3 I 0


： I A K 3 I 0 ，I B K 3 I 0 , I C K 3 I 0


相间阻抗继电器
Um


U

：
Im
I
I A IB

U AB
，
U BC
I B IC
,
IC I A

Z1 , Z 2 , Z 0
A, B, C
M
AB, BC , CA


U M U K I1 Z1 I 2 Z 2 I 0 Z0 ( I 0 Z1 I 0 Z1 )
U K ( I1 I 2 I 0 ) Z1 I 0 ( Z 0 Z1 )
Zk Za
Z m ' '（阻容） '
jX
R
阻感性 纯阻性 阻容性
Za
0 0

Zm '
－Z a
Z m ' ' (阻感)
－Z K
jX
Z set
Zm
R
ZK
阻容性 反方向出口短路易误动
造成θ的原因？ 1、两侧电源不同相位（主要原因） 2、短路点两侧阻抗角不同（次要原因） 几种情况 1、单侧电源线路上：(纯阻性) 2、双侧电源线路上： 正方向时： 送电侧阻容性，出口短路有死区，区外可能超越； 受电侧阻感性，区内短路可能拒动； 反方向时相反 送电侧阻感性； 受电侧阻容性，反向出口短路可能误动；


Um Zm
I m Z k I F Rg




Zk
I F Rg

jX
Zk Za
ZK
Im

Im
Im
0

Zm '
Za
IF

Rg
Im
由过渡电阻产生的 附加阻抗
I F j e Rg Im
阻感性 纯阻性
Z m '' Z m '''
Z
a
0 0
Zm
Um



I m Zl I k Zk

Im
Zl I k Zk

Im
Zl Kb Zk
Im
在外汲电流的作用下,助增系数Kb<1 继电器的测量阻抗 减小 。 在整定阻抗不变的情况下意味着保护范围 的 伸长 。 外汲电流越大，保护范围伸长得越多。
*1、距离保护Ⅰ段： 只保护线路的一部分，从短路点到保护安装处之间不会 有其他分支，不会出现分支电流，不受运行方式变化的 影响。 * 2、距离保护Ⅱ、Ⅲ段： 由于保护范围伸到相邻线路，可能存在分支电流，因 此距离Ⅱ、Ⅲ的保护范围将受运行方式变化的影响。 在整定计算中要考虑。
U CA

例：
K (1,1) AB
（金属性）：
Z AB , Z A , Z B
动作
K ( 3)
（金属性）： Z AB , Z BC , Z CA , Z A , Z B , Z C 动作

对于接地故障：只要满足 （1）金属性短路 （2）接线方式中的电流不是0 （3）短路点到保护安装处无助增或外汲电流 （4）没有与故障线路平行其他线路互感的影响 则接在故障相的接地距离继电器测量阻抗为正序阻抗
上述条件下， （ 输电线路某相压降等于该相相电流乘以线路正序阻抗。错误） 只有正常运行、两相短路、三相短路等零序电流是零时，输 电线路某相压降才等于该相相电流乘以线路正序阻抗。正确
阻抗继电器的接线方式：

测量阻抗 : Z m
Um

Im

?
U

Z1

Um ? Im ?