距离保护的整定计算及对距离保护的评价
距离保护基本要求
距离保护基本要求
距离保护是一种电力系统保护，用于保护输电线路和变电站。
以下是距离保护的基本要求：
1. 灵敏度：距离保护应该具有足够的灵敏度，能够快速地反应故障情况，并在短时间内切断故障电路，避免故障扩大。
2. 可靠性：距离保护应该具有高度的可靠性，能够在各种环境下正常工作，并且不会出现误动作或漏动作。
3. 选择性：距离保护应该具有良好的选择性，能够区分故障电路和正常电路，避免误切正常电路。
4. 时限特性：距离保护应该具有合理的时限特性，能够根据不同的故障类型和距离设置不同的时限，以确保在最短时间内切除故障电路。
5. 整定计算：距离保护的整定计算应该根据实际情况进行，考虑线路参数、故障类型、保护范围等因素，以达到最佳的保护效果。
6. 维护管理：距离保护的维护管理应该得到足够的重视，定期检查和维护，以保证设备的正常运行和可靠性。
总之，距离保护的基本要求是灵敏度高、可靠性强、选择性好、时限特性合理、整定计算科学、维护管理到位。
线路距离保护
IJ
Zzd R
2. 方向阻抗继电器：以Zzd阻抗为直径过原点的圆 1）比幅值
A
1 2
Z zd
IJ
B
Z J IJ
1 2
Z
zd
IJ
UJ
1 2
Z
zd
IJ
1 2
Z
zd
IJ
2）比相位
C B A U J D U J Z zd IJ
270
tg 1
C D
90
ZKJ具有明确的方向性
jX Zzd
o
R
3. 偏移特性ZKJ：向第四象限偏移α=0.1～0.2 的圆
180 ctg 2
0 ZJ
Z 2
ZM
360
ctg 2
ZJ
( Z 2
ZM
)
j
Z 2
.
系统振荡时测量阻抗的变化规律
ZN N
M
ZM
Zj
系统振荡时测量阻抗的变化规律
ZJ.m
( Z 2
ZM
)
j
Z 2
ctg 2
令Zx代替ZM ,设m Zx / Z
ZJ.m
(1 2
m)
Z 2
j Z 2
ctg 2
1．基本要求：
1） Z J Z D
2）ZJ与故障类型无关
2．类型
继电器 接线方式
0°接线
+30°接线
-30°接线 相电压和具有 3KI0补偿的相 电流接线
J1
UJ U AB U AB U AB
U A
IJ IA IB
IA IB
IA K3I0
J2
J3
UJ
IJ
UJ
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。
LINYI UNIVERSITY
LINYI UNIVERSITY
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UB = z1 l k B 、 C 相 测 量 I B + K3I 0
LINYI UNIVERSITY
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。
LINYI UNIVERSITY
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
LINYI UNIVERSITY
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
第二节 整定计算原则及评价
第二节整定计算原则及评价
通过对三段式距离保护（Ⅰ、Ⅱ段为主保护，Ⅲ段为后备保护），即：
Ⅰ段：保护区为本线路全长的80%-85%瞬时动作于本线路出口断路器；
Ⅱ段：保护区为本线路全长，t=0.5S 动作于本线路出口断路器；
Ⅲ段：躲最小负荷阻抗，阶梯时限特性，延时动作于本线路出口断路器；
需要掌握对距离保护的整定计算。
1. 距离保护第Ⅰ段的整定
（1）前提
设保护装置具有阶段式的时限特性；
认为保护具有方向性。
（2）距离保护第Ⅰ段的整定
一般按躲开下一条线路出口处短路的原则来确定；
一般线路上可靠系数取0.8~0.85。
2. 距离保护第Ⅱ段的整定
（1）原则一：与相邻线路距离保护第I段相配合，参考
（2）原则二：躲开线路末端变电所变压器低压侧出口处短路时的阻抗值。
3. 距离保护第Ⅲ段的整定
4. 对距离保护的评价
可以在多电源的复杂网络中保证动作的选择性。
距离I段是瞬时动作的，但是它只能保护线路80%~ 85%,因此,两端合起来就使得在30%~40%的线路长度内的故障，不能从两端瞬时切除，在一端须经0.35~0.5s的延时才能切除,在220kV及以上电压的电网中，有时候这不能满足电力系统稳定运行的要求，故不能作为主保护来应用。
由于阻抗继电器同时反应于电压的降低和电流的增大而动作，所以，距离保护较电流、电压保护具有较高的灵敏度。
接线复杂，可靠性能比电流保护低。
3.4 距离保护的整定计算及对距离保护的评价
0.7 ~ 0.75
说明：为保护上级线路的II段保护的保护范围不超过变压 器快速保护的保护范围，上式中的 K 应取各种情况下的最 b 小值。
3.4.1 距离保护的整定计算
B
A
1
（1）当被保护线路的末端母线上既有出线又有变压器 时，距离II段的整定阻抗应分别按上述情况进行计算，取 最小值。 （2）当被保护线路的末端母线上的出线或变压器采用 电流速断保护时，应将电流保护的动作范围转换为阻抗， 然后用上述公式计算。
（3）距离保护的阻抗测量原理，还可以应用于发电机、
K sen(1)
作为远后备：
K sen(2)
III Z set 1.2 Z AB Kb. maxZ next
3.4.1 距离保护的整定计算 4 将整定参数转换到二次侧
上述计算都是使用的一次系统的参数，实际应用时， 应该把一次系统参数值换算至保护接入的二次系统参数 值。
Z m(1) Z m ( 2)
/I 1 因为：K b I 2 1
所以：Z m1 Z AB Kb Z k Z AB Z k
即有助增电流时，测量阻抗大于实际的短路点到保护的阻抗。
（1）分支电路对测量阻抗的影响
B A
三相短路 2
~
1
I 1
I 2
I 3
k
Z I U I 1 A B I 2 Z k A Z m1 Z AB 2 Z k Z A B Kb Z k I I I 1 1 1
Z set
I K rel LAB z1
A
I K rel 0.8 ~ 0.85
B
3.4.1 距离保护的整定计算
2.距离保护II段的整定 II段
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。
距离保护第7讲：距离保护的整定及基本构成
3.5.1 距离保护的延时特性
➢距离保护一般采用阶段式配合的思想，配合关系类似于 三段式电流保护
3.5.2 距离保护的整定计算
➢ 距离保护需要配置相间距离 和接地距离
➢ 距离Ⅰ段、距离Ⅱ段一般采 用具有方向性的动作特性
➢ 距离Ⅲ段通常采用带有偏移 特性的动作特性
与本保护相配合的下游相邻元件保护段 (x 为Ⅰ 段或Ⅱ 段)的 最大动作延时
3.5.2 距离保护的整定计算 距离Ⅲ段整定
作用 本线路的近后备或下级线路的远后备
整定原则 CASE1：相邻线路配合段为距离Ⅱ段或距离Ⅲ段时
CASE2：相邻元件配置电流、电压保护时的配合
为相邻线电流、电压保护的最小保护范围对应的阻抗 值
如何保证Ⅱ段在任何运行方 式下选择性？
3.5.2 距离保护的整定计算
距离Ⅱ段整定
整定处理思想 距离Ⅱ段整定时应考虑灵敏系数最大的情况，即保护范围最 大时其动作范围不超过相邻线配合段保护范围。该种运行方 式对应于分支系数最小的情况。
3.5.2 距离保护的整定计算
距离Ⅱ段整定
整定方法 •CASE1：相邻元件为输电线路
在发电机和变压器保护中作为后备保护
3.12 距离保护的基本构成与工作流程
3.12.1 距离保护的构成
（一）微机保护的硬件构成
距离保护模拟量输入：三相电流加零序电流、 三相电压加零序电压、 断路 器另一侧单相电压共9路电量
3.12.1 距离保护的构成
（二）软件构成
1. 故障启动元件 2. 距离测量元件 3. 故障选相元件 4. 振荡闭锁元件 5. 故障处理逻辑 6. PT断线闭锁元件 7. 整组复归逻辑
•CASE2：相邻元件为变压器
继电保护距离保护整定计算
继电保护距离保护整定计算继电保护是电力系统中的重要组成部分，主要用于检测电力系统中的故障，并迅速切除故障点，保证系统的安全运行。
其中，距离保护是一种常用的继电保护方式，通过测量电力系统中故障点到保护装置的距离来判断故障位置。
距离保护的整定计算是指根据电力系统的特性和运行条件，确定距离保护装置的各项参数的过程。
本文将介绍距离保护的整定计算方法。
首先，距离保护的整定计算可分为三个主要步骤：计算工作电压（或计算电流）、选择灵敏系数和计算保护带。
1.计算工作电压（或计算电流）距离保护的整定计算首先需要确定故障发生时的工作电压（或电流）。
工作电压是指电力系统运行时的电压值，一般可通过系统的额定电压和实际运行条件进行计算得到。
工作电流是指系统运行时的故障电流值，常用于短路保护的整定。
可以根据电力系统的短路电流和负载电流等参数来进行计算。
2.选择灵敏系数距离保护的灵敏系数是判断保护动作的重要参数，常用的灵敏系数有定值和变值两种。
定值灵敏系数是指保护装置所设置的固定值，一般根据系统特性和运行情况来选择。
变值灵敏系数是根据电力系统的特性和运行条件动态调整的，一般由保护装置自动计算和调整。
3.计算保护带距离保护的保护带是通过测量电力系统中故障点到保护装置的距离来判断故障位置的，常用的保护带有定值带、偏移带和方向带三种。
定值带是指根据系统的额定电压和故障电流等参数设置的固定带，偏移带是在定值带的基础上根据系统特性调整的带，方向带是根据故障方向确定的判断带。
距离保护的整定计算还需要考虑电力系统的特性和运行条件。
例如，线路长度、线路参数、短路容量、负载情况等都会对整定参数产生影响。
一般来说，线路越长、短路容量越大，整定参数应设置为较大的值；线路越短、短路容量越小，整定参数应设置为较小的值。
此外，还需要考虑到灵敏系数的选择和保护装置的可靠性等因素。
总之，继电保护距离保护的整定计算是根据电力系统的特性和运行条件，确定距离保护装置的各项参数的过程。
距离保护的整定计算
距离保护的整定计算一、距离保护第一段 1.动作阻抗(１)对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定，即取AB K dzZ k Z '='⋅12．动作时限0≈'t 秒。
二、距离保护第二段1．动作阻抗（1）与下一线路的第一段保护范围配合，并用分支系数考虑助增及外汲电流对测量阻抗的影响，即()BC k fz AB k dzZ K K Z K Z '+''=''⋅1式中fz K 为分支系数min ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ABBCfz II K（2）与相邻变压器的快速保护相配合()B fz AB k dzZ K Z K Z +''=''⋅1取（1）、（2）计算结果中的小者作为1⋅''dzZ 。
2. 动作时限保护第Ⅱ段的动作时限，应比下一线路保护第Ⅰ段的动作时限大一个时限阶段，即12CABA '图3-50 电力系统接线图AZ 'BABZ BCZ Z 'Z ''Z '''00.5tZ 'Z ''Z '''00.5t3AZ 12CABA '图3-50 电力系统接线图AZ 'BABZ BCZ Z 'Z ''Z '''00.5tZ 'Z ''Z '''00.5t3AZt t t t ∆≈∆+'=''213.灵敏度校验5.1≥''=ABdzlm Z Z K如灵敏度不能满足要求，可按照与下一线路保护第Ⅱ段相配合的原则选择动作阻抗，即()2.dz fz AB k dzZ K Z K Z ''+''=''这时，第Ⅱ段的动作时限应比下一线路第Ⅱ段的动作时限大一个时限阶段，即t t t ∆+''=''21三、 距离保护的第三段1．动作阻抗按躲开最小负荷阻抗来选择，若第Ⅲ段采用全阻抗继电器，其动作阻抗为min.1.1fh zqh k dzZ K K K Z '''='''式中2．动作时限保护第Ⅲ段的动作时限较相邻与之配合的元件保护的动作时限大一个时限阶段，即t t t ∆+'''='''23．灵敏度校验作近后备保护时5.11.≥'''=⋅ABdzlm Z Z K 近作远后备保护时2.1≥+'''=⋅BCfz ABdzlm Z K Z Z K 远式中，K fz 为分支系数，取最大可能值。
对距离保护的评价
对距离保护的评价1. 距离保护就像一个忠诚的卫士，时刻警惕着距离的“越界者”，只要有人想偷偷靠近，它就像被踩了尾巴的猫一样迅速反应。
2. 距离保护简直是电力系统里的“空间魔法师”，精准地划分着安全与危险的界限，哪怕误差只有头发丝那么细，它也能察觉。
3. 距离保护好似一把超级精确的尺子，在电的世界里量来量去，要是有哪个电信号调皮地跑出规定距离，它就像严厉的老师一样立马给个警告。
4. 这距离保护啊，就像一个有强迫症的管家，对距离的把控那叫一个严格，稍微有点偏差，就像看到地板上有根头发丝一样不能容忍。
5. 距离保护像是一个电力界的“边界牧羊犬”，兢兢业业地守护着安全距离的领地，只要有一点风吹草动，就会像箭一样冲出去。
6. 距离保护仿佛是一个视力超强的瞭望员，能在电的“大草原”上精确地测量距离，任何试图靠近危险区域的“小电羊”都逃不过它的法眼。
7. 距离保护是电的世界里的“距离卫士”，像一个无比挑剔的美食家，对距离的要求精确到极致，差一丁点儿都不行。
8. 距离保护就像是一个超级敏感的触角，在电力网络中伸展着，一旦距离有啥不对劲，它就像被扎了一下的刺猬一样炸毛。
9. 这个距离保护呀，就像一个拿着放大镜的侦探，在电力线路的世界里寻找距离异常的蛛丝马迹，一旦发现就绝不放过，像咬住骨头的狗一样执着。
10. 距离保护如同一个有着神奇魔力的结界，把安全距离牢牢地圈起来，那些想突破结界的电力小怪兽，都会被它像拍苍蝇一样轻松解决。
11. 距离保护像是电力系统中的“距离警察”，整天在电的街道上巡逻，只要发现有距离违规的情况，就像抓小偷一样迅速出击。
12. 距离保护就像一个对距离有洁癖的家伙，它所在之处，安全距离必须干干净净、规规矩矩，稍有杂乱就像洁癖患者看到灰尘一样难受。
13. 距离保护仿佛是一个在电的舞台上精准定位的舞者，每个动作都与距离的节拍完美契合，要是有偏差，就像跳错舞步的小丑一样明显。
14. 距离保护好似一个电力城堡的护城河，严格看守着距离这个防线，任何想跨越这条河的电力敌军，都会被它像洪水一样冲垮。
继电保护技术培训(距离保护)
要求≥1.3～1.5
远后备时： K III sen
Z AB
Z III op.1
Kb.maxZ BC
要求≥1.2
注意：
以上动作阻抗为一次侧计算值，工程实践中还应换算成二次侧的整定值：
Z set.k
nTA nTV
Z set
四川能投集团继保培训
三、相间距离保护的整定计算举例
距离保护整定计算
在图示网络中，各线路均装有距离保护，试对其中保护1的相间短路保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段进行整
3 k0 m E1 1 1/ 53k V N
9 6 k0 m
X x1m X x1m
2a Ω5x 2i Ω0n
E2 1 X x2m
1/ 53k VSB 3 .51M 3a Ω0x Ud % 1 .50
X x2m 2i Ω5n
10
V tA1 00.5s
图3-52 网络接线图
四川能投集团继保培训
定计算。已知线路AB的最大负荷电流Ifh.max=350A,功率因数COSΦfh=0.9，各线路每公里阻抗
Z1=0.4Ω/km，阻抗角ψ1=70°，电动机的自起动系数Kss=1，正常时母线最低工作电压0.9Ue。
B
C
3
4
M
A
Z 1
If .m n
2a x 5
6 k0 m 6
t8 0.5s
78
解： 1.有关各元件阻抗值的计算
距离保护整定计算
三、相间距离保护的整定计算举例
2．距离Ⅰ段的整定
(1)动作阻抗：
B
C
(2)动作时间：
ZI op.1
KrIesZ AB
0.8512
10.2Ω
C、助增分支、汲出分支同时存在时 总分支系数为助增系数与汲出系数相乘
继电保护之距离保护
范围，或反向。
距离保护的保护范围和灵敏度受运行方式的影响较小， 尤其是距离保护Ⅰ段的保护范围比较稳定，同时，还具备 判别短路点方向的功能。
5/59
Um 测量阻抗Z m 通常为复数，还可以表示为： Im
Um Zm Z m m Rm jX m Im Z m — 测量阻抗的幅值；
18/59
通用式 : Um UK Z1 Im K 3 I 0 m
U K U K 0 3 I0 0
U UK Z1 I K 3 I 0 Z1 I
因此，接地测量阻抗为： U Zm Z1 I K 3 I 0
3/59
3.1.1
距离保护基本原理
利用保护安装处测量电压和测量电流(适当选择接
线方式)的比值 U m / I m 所构成的继电保护方式-----称为阻抗保护。
对于输电线路，由于
U m / I m z1lm
，
U m / I m 能反映短路点到保护安装处的距离 l m ，
因此，通常也称为距离保护。其中，
U m U 1m U 2 m U 0 m
U 1 K U 2 K U 0 K Z1 I1m Z 2 I 2m Z 0 I 0m
Z1 Z 2时
U K Z1 I1 m Z1 I 2 m Z 0 I 0 m
接地距离接线方式 A相 B相 C相
UC UA UB I A k 3I 0 I B k 3I 0 I C k 3I 0
相间距离接线方式 AB相 BC相 CA相
U AB I A IB
第三章距离保护-1解析
B
C
1
2
ZT
D
1. 距离保护I段： 按躲过线路末端短路整定
ZsIet1 KIrel ZAB
其中 KIrel 0.8 ~ 0.85
一、距离保护的整定计算
2. 距离保护II段：
A
B
C
1
2
ZT
D
(1)定值计算： ① 与相邻线路的距离I段配合
ZsIeIt1 KIreI l(ZAB Kb.minZsIet2)
EA A Z K3 1
Ik K1
K2
B EB
2
Zk1
Zset
jX
Zk2
Zset
Zk1
k
ZL
A
L
R
Zk3
3.1 距离保护的基本原理与构成
由三段构成
Ⅰ段 主保护
Ⅱ段
Ⅲ段 后备保护
二、距离保护的时限特性
指距离保护的动作时间 t与保护安装点至短
路点之间的距离 的l关k 系。
3.1 距离保护的基本原理与构成
jX
B A
C
Zset
Zm Zset
Zm
R
3.2 阻抗继电器及其动作特性
二、利用复数平面分析圆特性阻抗继电器
2、方向阻抗继电器
jX
Zset C
B R
Zm A
方向阻抗继电器的特点：
（1）有死区 （2） Zo随p 变m化而不同 （3）有明确的方向性
3.3 阻抗继电器的接线方式
一、基本要求和接线方式
基本要求： (1) 测量阻抗正比于保护安装处到短路点之间
的距离； (2) 继电器的测量阻抗与故障类型无关;
3.3 阻抗继电器的接线方式
第7讲 距离保护的整定计算原则
回顾：方向阻抗继电器
以幅值比较方式构成方向阻抗继电器的动 作特性方程：
回顾： 方向阻抗继电器
以相位 比较方 式构成 方向继 电器的 动作特 性方程：
回顾：全阻抗继电器
动作特性：以保护安装地点为圆心，以整 定阻抗为半径，做特性圆。 特点： 保护没有方向性； 保护出口处没有死区； 动作阻抗恒等于整定 阻抗，与加入继电器 的电压和电流的夹角无关
A1
G
Z< L-1
1QF
L1
B2
Z< L-2
2QF L2
kC
3
Z<
·
3QF
回顾： 延时特性
采用三段式的阶梯延时特性，距离保护Ⅰ 段为无延时的速动段；Ⅱ段为带固定延时 的速动段，固定延时一般为0.3~0.6s； Ⅲ段延时需与相邻下级线路的Ⅱ段或Ⅲ段 保护配合，在此基础上加上一个延时级差。
回顾：距离保护的构成
3.4.4 距离保护Ⅲ段的整定计算
灵敏度不满足要求时，考虑与相邻下一级线路 的距离Ⅲ段相配合：
（2）与相邻下一级变压器的电流、电压保护相 配合
3.4.4 距离保护Ⅲ段的整定计算
是下一级电流、电压保护的最小保护范围对应的 阻抗值。 （3）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗相配合： 最小负荷阻抗：
3.4.4 距离保护Ⅲ段的整定计算
动作特性：
阻抗继电器在阻抗复平面动作区域的形状，称为 动作特性。
圆特性、四边形特性，苹果形特性、橄榄形特 性。
动作方程：
是阻抗继电器动作时各物理量之间必须满足的约 束关系。
可按幅值比较方式构成动作方程 也可按相位比较方式构成动作方程
回顾：带偏移特性的 阻抗继电器
保护具有一定的方向性；
第三章 电网距离保护
K se n( 2)
Z III set.1
Z AB K Z b.max next(BC)
1.2
二、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. 速动性
距离保护的第一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
-αZzd
Zzd Zzd-ZJ
ZJ R
ZJ+α Zzd
总结三种阻抗的意义：
—测量阻抗Zm：由加入继电器的电压Um与电流Im的比值确 定。
Zm
Um Im
—路整阻定抗阻。抗Zset：一般取继电器安装点到保护范围末端的线 全阻抗继电器：圆的半径 方向阻抗继电器：在最大灵敏角方向上圆的直径 偏移特性阻抗继电器：在最大灵敏角方向上由原点 到圆周的长度。
当 ︱ EM︱= ︱EN ︱ 且系统中各元件阻抗角相等 时，振荡中心的位置在全系统纵向阻抗的中点 （ 即 Z ∑ /2处）。
.
U
m
1 2
.
I
m
Z set
1 2
.
I
m
Z set
3、比相式方向阻抗继电器
jX Zzd
Zzd-ZJ
ZJ R
90o arg Zset zm 90o Zm
.
90o
arg
I m Z set
.
U m
90o
Um
（三）偏移特性阻抗继电器
1、 偏移特性阻抗继电器的动作特
性：
jX
正方向： ：整定阻抗Zset
一、构成阻抗继电器的动作特性
单相式阻抗继电器：指加入继电器的只有一个电压 Um和一个电流Im的阻抗继电器。其中电压Um与电流 Im的比值称为测量阻抗。
距离保护
第1节距离保护的作用原理一﹑基本概念电流保护的优点：简单﹑可靠﹑经济。
缺点：选择性﹑灵敏性﹑快速性很难满足要求（尤其35kv以上的系统）。
距离保护的性能比电流保护更加完善。
，反映故障点到保护安装处的距离——距离保护，它基本上不说系统的运行方式的影响。
二﹑距离保护的时限特性距离保护分为三段式： I段：，瞬时动作主保护II段：，t=0.5’’III段：躲最小负荷阻抗，阶梯时限特性。
————后备保护第二节阻抗继电器阻抗继电器按构成分为两种：单相式和多相式单相式阻抗继电器：指加入继电器的只有一个电压U J（相电压或线电压）和一个电流I J（相电流或两相电流之差）的阻抗继电器。
——测量阻抗Z J=R+jX 可以在复平面上分析其动作特性它只能反映一定相别的故障，故需多个继电器反映不同相别故障。
多相补偿式阻抗继电器：加入的是几个相的补偿后的电压。
它能反映多相故障，但不能利用测量阻抗的概念来分析它的特性。
本节只讨论单相式阻抗继电器。
一﹑阻抗继电器的动作特性BC线路距离I段内发生单相接地故障，Z d在图中阴影内。
由于1）线路参数是分布的，Ψd有差异2)CT,PT有误差3）故障点过渡电阻4）分布电容等所以Z d会超越阴影区。
因此为了尽量简化继电器接线，且便于制造和调试，把继电器的动作特性扩大为一个圆，见图。
圆1：以od为半径——全阻抗继电器（反方向故障时，会误动，没有方向性）圆2：以od为直径——方向阻抗继电器（本身具有方向性）圆3：偏移特性继电器另外，还有椭圆形，橄榄形，苹果形，四边形等二﹑利用复数平面分析阻抗继电器它的实现原理：幅值比较原理相位比较原理（1）全阻抗继电器特性：以保护安装点为圆心（坐标原点），以Z zd为半径的圆。
圆内为动作区。
Z dz.J——测量阻抗正好位于圆周上，继电器刚好动作，这称为继电器的起动阻抗。
无论Ψd多大，，它没有方向性。
1. 幅值比较原理：两变同乘，且，所以，这也就是动作方程。
2. 相位比较原理分子分母同乘以I J，（2）方向阻抗继电器以Z zd为直径，通过坐标原点的圆。
第十一讲距离保护的整定计算
二、距离保护第Ⅱ段的整定 1．整定阻抗
（1）与下一线路的第一段保护范围配合，并用
分支系数考虑助增及外汲电流对测量阻抗的影
响，即
Z se t A
K rel
Z AB
K
b
K
rel
Z
BC
取（1）、（2）计算结果中的小者作为
式中，K
re
电器为什么要考虑精确工作电流？
2.网络的参数如图所示，已知，线路的正序阻抗
为 z1 0.4 / km ，在平行线路上装设距离保护作为
主要保护，可靠系数K kI
K
II k
0.8
，试确定距离保
护A和B的I、II段整定阻抗和灵敏度。
EA EB 115/ 3KV , Z Amin 20, ZBmin 15, Z Amax ZBmax 25
l
为可靠系数，取0.8；K b
为分支系数，取
相邻线路距离保护第一段保护范围末端短路时，流
过相邻线路的短路电流与流过被保护线路的短路电
流实际可能的最小比值，即
Kb
I BC I AB
min
（2）与相邻变压器的快速保护相配合
Z set A
K rel
Z AB Kb Z B
第十一讲 距离保护的整定计算
主要内容
1、了解距离保护的优缺点 2、掌握距离保护的整定计算 3、掌握阻抗继电器精工电流的概念
一、距离保护第Ⅰ段的整定 1. 整定阻抗
对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定
Z setA
K
rel
电网的距离保护
（1）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，也与短路发生在保护安
装处的正向或反向无关。
2、电抗互感器次级W3侧接有电阻性负载时的原理分析
通过在电抗互感器DKB二次侧绕组W3上接入不同的电阻， 实现调整模拟阻抗角Z 的不同。
式中Z 取决于DKB本身的励磁阻抗 Z m和次级绕组外接电阻R。 U2 IJ Zm IJ (Rm jX m )
2. 阻抗继电器的交流回路原理接线
实现电压动作方程中各电压的加和减。
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 Z J 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：
测量阻抗：Z J
U J IJ
R
jX
U
Байду номын сангаас
：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；
3.2距离保护整定计算
k距离Ⅰ段的整定按躲过本线路末端短路时的测量阻抗来整定ABI set1Z Z其中 850~8t 定值：时间：距离Ⅱ段的整定相邻线路故障时，本线路的测量阻抗1I U A=U B U AB =：分支系数（和电流保护中定义相同）。
max 的计算方法同前。
b.min set1ZK=与相邻线路段配合。
与相邻变压器快速保护配合。
b.min ZK=K 取上述最小值作为整定阻抗。
距离Ⅱ段的整定灵敏度校验要求 ≥若灵敏度不满足要求，改为与相邻元件的保护故障点选取本线路末端。
senKII 距离Ⅱ段的整定距离Ⅱ段的整定动作时间比与之配合的相邻元件保护动作时间长△+∆+∆取较大的时间做为本保护动作时间。
与相邻下级线路距离保护段或min AB III set1Z Z+与相邻下级变压器的电流、电压保护配合(min AB Z Z+距离Ⅲ段的整定（1）定值计算变压器的电流、电压保护的最小保护范围。
（1）定值计算按躲过最小负荷阻抗整定。
考虑外部故障切除后，电动机自启动时，应可靠返回。
最小负荷阻抗：ss L K Z )=ϕmaxN L U I U =返回阻抗：relre L Z =ϕ动作阻抗：距离Ⅲ段的整定）灵敏度校验：近后备： 远后备：ABIII set1Z Z要求BCmax set1Z =要求故障点取本线路末端k1k1k2故障点取相邻线路末端k2）动作时间：应比与之配合的相邻设备保护动作时间大一个时间级差Δ考虑躲振荡，一般应大于1.5~2s。
与多条相邻线路保护配合时，取最大时间做为动作时间。
（2） 距离 I 段的整定(i) 整定阻抗)(..Ω=⨯==-2101285021I relI setZ K Z(ii) 动作时间s0I=t（3） 距离 II 段的整定(i) 整定阻抗)(min .I set.3b 21II rel II setZK Z K Z+=-①与保护3（或保护5）的 I 段配合)(..Ω=⨯==-4202485043I relI set.3Z K Z而（3） 距离 II 段的整定(i) 整定阻抗)(min .I set.3b 21II rel II setZK Z K Z+=-①与保护3（或保护5）的 I 段配合)(..Ω=⨯==-4202485043I relI set.3Z K Z 而代入得)()..(.Ω=⨯+⨯=294201911280II setZ3.4.5 对距离保护的评价（1）受运行方式变化影响小，保护区相对稳定，能够在多电源网络中应用，可以保证选择性，其中Ⅰ段完全不受运行方式变化影响。
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K
II rel
(Z12
Kbmin
Z sIet.3）
其中：Z
I set.3
K
I rel
Z34
0.85 24
20.4
K为b 保护3的I段保护末端短路时，对保护1而言的最小分支系数 当3-4，5-6两条线路同时投入时，相当于有外汲电路，Kb最小。
Z
II set.1
KrIeI（l Z
AB
Kb.min Zt）
KrIeIl 0.7 ~ 0.75
说明：为保护上级线路的II段保护的保护范围不超过下级线路
I段保护的保护范围，上式中的 K应b 取各种情况下的最小值。
3.4.1 距离保护的整定计算
2.距离保护II段的整定 B
A
1
（1）当被保护线路的末端母线上既有出线又有变压器时，距 离II段的整定阻抗应分别按上述情况进行计算，取最小值。
3.4 距离保护的整定计算及评价
III段
II段 I段
~
A
~
B
C
D
A-B线路各段保护的保护范围示意图
3.4.1 距离保护的整定计算
1.距离保护的I段整定 2.距离保护的II段整定 3.距离保护的III段整定 4.将整定参数转换到二次侧
3.4.1 距离保护的整定计算
1.距离保护的I段整定
距离保护I段为无延时的速动段，它应该只反映本线路的故障， 下级线路出口处发生故障时，应可靠不动作。
其测量元件的整定阻抗，应按照躲过本线路末端短路时的测量
阻抗来整定。
I段
Z set
K
I rel
LAB
z1
K
I rel
0.8
~
0.85
A
B
3.4.1 距离保护的整定计算
2.距离保护II段的整定
II段
A
B
C
（1）分支电路对测量阻抗的影响
~
A
1
I1
B
2
三相短路
~
I3
I2 k
Z m1
U A I1
I1Z AB I2Zk I1
Z
III set.1
K rel Kss Kre
Z L.min
cos(set L )
②
set
整定阻抗的阻抗角 L
负荷阻抗的阻抗角
3.4.1 距离保护的整定计算
3.距离保护III段的整定
（2）灵敏度校验
距离保护的III段既作为本线路I、II段保护的近后备，又作为相 邻下级线路的远后备，所以应分别校验灵敏度：
AB
Kb.min ZsIeIt.2）3.4.1 距离 Nhomakorabea护的整定计算
3.距离保护III段的整定
（1）III段阻抗的整定
2）按与相邻下级变压器的电流、电流保护整定配合
Z min
Z
III set.1
KrIeI（Il Z
AB
Kb.min Zmin）
电压、电流最小保护范围对应的阻抗值
3.4.1 距离保护的整定计算
2.距离保护II段的整定
（4）动作延时的整定
距离保护II段的动作延时，应比与之配合的相邻元件保护的动
作时间大一个 。t
t1II t2(x) t
3.4.1 距离保护的整定计算
3.距离保护III段的整定
（1）III段阻抗的整定
1）按与下级线路距离保护的II段或III段配合整定
Z
III set.1
KrIeI（Il Z
3.距离保护III段的整定
（1）III段阻抗的整定
3）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定
当负荷最大时，负荷电流最大，母线电压最低，此时负荷阻抗 最小，为：
Z L.min
U L.min IL.max
(0.9 ~ 0.95)U N IL.max
3.4.1 距离保护的整定计算
3.距离保护III段的整定
（1）III段阻抗的整定
Z AB
I2 I1
Zk
Z AB KbZk
因为：Kb I2 / I1 0
所以：Zm1 Z AB KbZk Z AB Zk
即有外汲电流时，测量阻抗小于实际的短路点到保护的阻抗。
3.4.1 距离保护的整定计算
2.距离保护II段的整定
（2）II段的整定阻抗 1）与相邻线路的I段保护配合
Z
II set.1
Z AB
I2 I1
Zk
Z AB KbZk
因为：Kb I2 / I1 0
所以：Zm1 Z AB KbZk Z AB Zk
即有助增电流时，测量阻抗大于实际的短路点到保护的阻抗。
（1）分支电路对测量阻抗的影响
B
三相短路
~
A
1
I1
2
I2 k
I3
Z m1
U A I1
I1Z AB I2Zk I1
0.85 12
10.2
例题
~ X s1.max 25
X s1.min 20
A 1
B3
4C
2
24
7
12
5
6
24
8
t8III 0.5s
~ X s1.max 25
X s1.min 20
（2）距离保护II段的整定
9
44.1
10
t1I0II 1.5s
1) 和下级线路I段保护配合：
Z
II set.1
作为近后备： 作为远后备：
K sen(1)
Z
III set
Z AB
1.5
K sen( 2)
Z AB
Z
III set
Kb.maxZnext
1.2
3.4.1 距离保护的整定计算
4.将整定参数转换到二次侧
Z m(1)
U m(1) Im(1)
nTVU m(2) nTA Im(2)
nTV nTA
Zm(2)
KrIeI（l Z AB
Kb.min ZsIet.2）
K
II rel
0.8
说明：为保护上级线路的II段保护的保护范围不超过下级线路
I段保护的保护范围，上式中的 K应b 取各种情况下的最小值。
3.4.1 距离保护的整定计算
2.距离保护II段的整定
（2）II段的整定阻抗 2）与相邻变压器的快速保护相配合
Zm(2)
nTA nTV
Z m(1)
例题
~ X s1.max 25
X s1.min 20
A 1
B3
4C
2
24
7
12
5
6
24
8
t8III 0.5s
~ X s1.max 25
X s1.min 20
（1）距离保护I段的整定
9
44.1
10
t1I0II 1.5s
Z
I set.1
K
I rel
Z12
3）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定 当考虑电机自启动情况下保护III段必须返回的要求，若采用全
阻抗特性，则整定值为：
Z
III set.1
K rel Kss Kre
Z L.min
①
3.4.1 距离保护的整定计算
3.距离保护III段的整定
（1）III段阻抗的整定
3）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定 若采用方向圆特性阻抗继电器，整定阻抗可由下式给出
（2）当被保护线路的末端母线上的出线或变压器采用电流速 断保护时，应将电流保护的动作范围转换为阻抗，然后用上述公 式计算。
3.4.1 距离保护的整定计算
2.距离保护II段的整定
（3）灵敏度校验
和下级I段保护配合时
1
K sen
Z
II set
Z AB
1.25
A
II段
2
B
C
3.4.1 距离保护的整定计算