(完整版)电网的距离保护

K Z0 Z1 3Z1
三、距离保护的构成
启动部分：判别系统是否发生故障，故障时能瞬间启动保护 测量部分：测量故障距离（阻抗），由阻抗元件构成，三段 振荡闭锁：系统振荡时，防止距离保护误动 PT 断线： 防止由于测量电压消失而使测量部分误动
第二节 阻抗继电器及其动作特性
阻抗继电器：
测量保护安装点至短路点之间的距离，与整定阻抗 比较，确定故障范围，决定保护是否应该动作。
t1 0 s 灵敏性校验：
K s en
Z s et.1 Z AB
K rel
100%
80
~
85%
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，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。
类似于电流保护，还需要计及分支电路的影响。
M 1 Ik
d
2N
U
jX
Zset
set Zm
m
R
动作特性取决于短路点到保护安装 处之间的阻抗大小，与阻抗角无关。
全阻抗圆特性的缺陷：
正向、反向故障情况下具有相同的保护区，即阻抗元件 本身不具备方向性。
2）方向阻抗圆特性
以保护安装点为圆心，以整定阻抗Zset为直径所作的一 个圆，圆内为动作区，圆外为非动作区。
M 1 Ik
d
2N
jX
Zset
U
Zm
动作特性与短路点到保护安装处之 间的阻抗大小以及阻抗角都有关。
set
R
3）偏移圆特性
有两个整定阻抗，即正方向整定阻抗Zset1和反方向 整定阻抗Zset2，以保护安装点为圆心，以两整定阻抗对 应矢量末端的连线为直径所作的一个圆，圆内为动作区， 圆外为非动作区。
Zset.1 Krel (Z AB Kb.min Zt )
当被保护线路末端母线上既有引出线又有变压器时，距 离Ⅱ段的整定阻抗应按上述两种情况下的较小值来确定。
动作时限：（与相邻元件保护的动作时限相配合）
t2 t1 t 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。
M 1 Ik
d
2N
U
jX
Zset1
Z0
Zm
R
Zset2
第四节 距离保护的整定计算及其评价
与电流保护类似，距离保护一般也都采用相互配合 的三段式配置方式，即分成距离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，距离 Ⅲ段作为本级线路的近后备和相邻线路的远后备。
Em A
B
C
En
一、距离保护的整定计算
第三章 电网的距离保护
第一节 距离保护基本原理及构成
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、工作可靠，适用于35KV及以下电网； 受系统运行方式变化的影响较大，难以满足高压和超高 压电网快速、有选择性地切除故障的要求。
距离保护：利用短路时电压、电流同时变化的特征，反应故障点至 保护安装点之间的距离而工作的保护。
K sen
Zset.1 1.25 Z AB
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，重新进行整定计算。
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
Zset.1 Krel (Z AB Kb.min Zset.2 )
若与相邻下级线路距离Ⅱ段配合时，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）测量阻抗正比于短路点到保护安装点之间的距离；
2）测量阻抗应该与故障类型无关，即在故障位置确定 情况下，测量阻抗不随故障类型的变化而变化。
相间短路的00 接线方式：
Um
Im
UAB
IAB
UBC
IBC
UCA
ICA
接地短路的00 接线方式：
Um
Im
UA IA K 3I0
UB IB K 3I0
UC IC K 3I0
2）距离Ι段不受系统运行方式变化的影响，距离Ⅱ段 受系统运行方式变化的影响比较小。
jX Z k2
Z Set Z k1
Z k3
由于互感器误差、故障点过
渡电阻等因素的影响，Zm并 不能严格落在与Zset同向直 线上，而是附近的一个区域 Z L 中，为保证区内故障时正确
R 动作，通常将动作区域设定 为圆或四边形。
1）全阻抗圆特性
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。
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段一样，它只 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。
Em A 1
Im
k1 B k2
Zset.1 Krel Z AB Krel LAB Z1 Krel 0.8 ~ 0.85
动作时限：
Zset.1 Krel (Z AB Kb.min Zset.2 )
2）与相邻变压器保护相配合
Zset.1 Krel (Z AB Kb.min Zt )
3）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定
动作时限：（与相邻元件保护的动作时限相配合）
t2 t1x t
另外，考虑到距离Ⅲ段一般不经过振荡闭锁，其动作 时限应≥1.5～2 s。
1）与相邻线路距离Ι段相配合
Em A 1
I1
B2
I2 k k
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Zset.1 Krel (Z AB Kb.min Zset.2 )
这样整定之后，再遇到 Kb 增大的其它运行方式时， 距离Ⅱ段的保护范围只会缩小而不至失去选择性。
2）与相邻变压器快速保护相配合
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。
灵敏性校验：
距离Ⅲ段作为本级线路的近后备：
K sen(1)
Zset.1 1.5 Z AB
距离Ⅲ段作为相邻元件的远后备：
K sen( 2)
Z set.1
Z AB Kb.max Znext
1.2
二、对距离保护的评价
1）同时利用了短路时电压、电流的变化特征，通过测 量阻抗的变化情况确定故障范围。
K3 M 1
K1 Lset K2
2N
jX Z k2
Z Set Z k1
Z k3
Zm
Um Im
ZL
R
依据测量阻抗在不同情况下幅值和相位的“差 异”，保护就能够区分出系统是否发生故障以及 故障发生的范围。
二、距离保护的接线方式
Zm
Um Im
测量电压、测量电流的选取形式， 称为接线方式。
若使距离保护正确工作，测量阻抗在不同故障类型情 况下均能正确反应故障距离，必须选取适当的接线方 式。对接线方式的基本要求：