距离保护原理

和
两点Zs连et 线为直2径ZS的 圆Zse。t
jX
ZSET ZK
R
2ZS ZSET
1.4 正向短路动作特性
jX
当Z K 落在圆内继电器动作
• 保护过渡电阻的能力很强，该能力有很强 的自适应能力。
• 由于I与I 相位相同，所以过渡电阻附
加阻抗是纯阻性的。因此区外短路不会超 越。
– 对相间阻抗继电器 UOP U I Z SET
– 对接地阻抗继电器 UOP U I K 3I0 ZSET
– UZ 为动作门槛，取故障前工作电压的记忆量 UOP.M
1.4 正向短路动作特性
• 正向短路
ΔUOP ΔU ΔIZset ΔIZS ΔIZset ΔI ZS Zset
SF
Y
R
UOP U F
UF
UOP
1.5 反向短路动作特性
代入动作方程
Z R Zset Z R Zm
转换成相位比较动作方程
900 arg Zm 2Z R Z set 2700 Zm Z set
该动作方程对应的动作特性
是以 Zset 和 2ZR Zset




ΔU
F

ΔI ZS
ZK
• 正向区内短路 Z K Z set
S
UOP U F
F UF
Y
R
UOP
• 正向区外短路 Z K Z set
S
UOP U F
Y
UOP
FR
UF
1.4 正向短路动作特性
• 工频变化量阻抗继电器动作方程为:
UOP U F
1.6 工频变化量阻抗继电器实验方法 单相接地时阻抗继电器动作方程为：
| ΔUOPΦ || ΔUΦ Δ 1 K I ZSET | | Un UΦ Δ 1 K I ZSET |
考虑到金属性故障且故障点处%5暂态误差的影响，门坎电压 应为 1.05Un,故其动作方程为： UOP UOP.M 1.05Un
适用范围
本课件适用于继电保护新员工学习
适用人群
继电保护专业
*
课程目录
一 第一章：工频变化量距离继电器 二 第二章：三段式距离保护（阻抗圆特性） 三 第三章：三段式距离保护 (多边形特性）
*
1.1 工频变化量基本原理
叠加原理的应用
ES M Z I
N
ER
ZK
U
UF UF
短路后状态
M I
N
U
UF
• 正向出口短路没有死区。
ZSET ZK
R
2ZS ZSET
• 正向出口短路动作速度很快。保护背后运
行方式越大 ，本线路越长，动作速度越快。 90o arg ZK ZSET 270o
• 系统振荡时不会误动，不必经振荡闭锁控
ZK 2ZS ZSET
制。
• 适用于串补线路。
1.4 正向短路动作特性
1 00
jX Z set
1 150 1 300 A
R ZS
2.5 阻抗继电器偏移
阻抗继电器特性向+R方向偏移方法
• 将动作方程中极化电压往超前方向旋转一个角度：
即：
90o
arg U

I K 3I0 U 1 e j
Z set
90o
90o
2.5 阻抗继电器偏移
当用于短线路时,为了进一步扩大 保护过渡电阻的能力,还可将Ⅰ、Ⅱ段 阻抗特性向+R方向偏移; 为防止阻抗继电器在区外短路时 超越,再加一个电抗继电器。两个继电 器构成逻辑‘与’的关系。
与接地阻抗继电器配合的叫零序 电抗继电器,与相间阻抗继电器配合的 叫相间电抗继电器。
反向短路基本关系式
F
M I
U F
ZK U
N
ZR
U I Z R ΔUF ΔI ZR ZK
1.3 工频变化量阻抗继电器的构成
• 用于构成快速的距离Ⅰ段 • 其动作方程为： ΔUOP UZ
– Uop为保护范围末端电压, 上式代表保护范围末端电压 变化量大于 UOP.M时继电器动作, 否则不动作。
M
I
EM
ZS
ZK
RG
N EN
三相短路 ，正序电压小于10％Un ，进入低压距离程序，此时
工作电压： UOPΦ UΦ IΦ ZSET 极化电压： U P U1.M
正方向故障时： UΦ IΦ ZK
在记忆作用消失前： U1ΦΦ EMΦ e jδ
EMΦ ZS ZK IΦ
U P U1
在低压距离中用接地阻抗继电器，极化电压用正序电压记忆 量： U P U1.M
2.2 三段式距离保护特点
阻抗继电器由正序电压极化，因而对不对称短路有较大的保 护过渡电阻的能力；
当正序电压下降至10% U N 以下时，进入三相低压程序，
由正序电压的记忆量极化
2.3 低压距离继电器
3mS 动作于出口的记录。
1.5 反向短路动作特性
• 反向短路时，测量阻抗 Zm Z K ，则方程为
ΔUOP ΔU ΔIZset ΔIZR ΔIZset ΔI ZR Zset




ΔU
F

ΔI ZR
ZK
ΔI ZR Zm
m 2
jX
R
C
1
n
R
S
Z Mr

UM Izh

EM IzhZS Izh

E M Izh
ZS

E M EM EN
Z

ZS

(1
1 e jδ
)
Z

ZS
Z Mr

1 ( 2 Z
两点连线为直径的圆。
jX 2ZR ZSET
Z SET
R
ZK
90o arg ZK ZSET
270o
ZK 2ZR ZSET
1.6 工频变化量阻抗继电器实验方法
模拟故障校验时，故障前空载，模拟故障电流固定(一般 I=2In)，模拟故障前电压为额定电压，故障电压为
单相接地： U=(1+K)IZset+(1-1.05m)Un 相间故障： U=2I*Zset+（1-1.05m）*100 V m=1.1时可靠动作， m=0.9时不动； m=1.2时测保护动作时间。
arg U

I K 3I0 U 1
Baidu Nhomakorabea
Z set
90o

2.5 零序电抗继电器构成
Uopφ Uφ (Iφ K3I0 )Zset U Pφ I0ZD
动作方程：
90o arg UOP 90o U P
jX
Z set
120
短路附加状态
ES
M Il
N
ER
Ul
UF
正常负荷状态
U U Ul I I Il
1.2 工频变化量继电器的基本关系式
正向短路基本关系式
M I
ZS
Z U
K
N F
I UF
ΔU ΔI ZS ΔU F Δ I Z S Z K
1.2 工频变化量继电器的基本关系式
N EN
jX Z ZD
R ZS 低压距离继电器记忆 电压消失前正向动作特性
2.3 低压距离继电器
EM
IM F M
I
RG ZK
Z 'S
N EN
三相短路 ，正序电压小于10％Un ，进入低压距离程序，此时
工作电压： 极化电压：
UOPΦ UΦ IΦZSET U P U1.M
反方向故障时： 在记忆作用消失前:
UOP ZK ZZD I
反方向故障时
U1M I ZK
������������ = ������������
UOP ZK ZZD I
UP I ZK
������������ = −������������
jX Z ZD
R 低压距离继电器记忆 电压消失后动作特性
900 Arg Zm ZZD 900 Zm
2.4 三段式阻抗继电器动作特性
jX
Z set
3 2 1
R ZS
正向不对称故障暂、稳态动作特性 正向对称故障暂态动作特性
jX
Zset
3 2 1
R
对称故障稳态动作特性
2.4 三段式阻抗继电器动作特性
jX ZR
ZK
Z set R
反向不对称故障暂态稳态动作特性 反向对称故障暂态动作特性
R
2.6 负荷限制继电器
• 当用于长距离重负荷线路，常规距 离继电器整定困难时，可引入负荷 限制继电器，负荷限制继电器和距 离继电器的交集为动作区，这有效 地防止了重负荷时测量阻抗进入距 离继电器而引起的误动。
jX
B
Z set
Rset

Rset
A R
2.7 TV断线对距离保护的影响
• 由于电流起动元件未起动，保护不会误动。 • 将TV断线检测出来后
U I ZK
U1M EN e j
EN Z'S ZK I
2.3 低压距离继电器
EM
IM F M
I
RG ZK
Z 'S
因此： UOP ZK ZZD I
UP Z 'S ZK Ie j

900

Arg
ZK ZZD Z 'S ZK e j
新员工技能实操培训课件 ——线路距离保护基本原理
继电保护专业
*
通过本课程的学习，可以使新员工掌握（懂得、提高）以下知识。
1、工频变化量保护原理 2、距离保护继电器动作原理 3、振荡闭锁原理
课程目标
1、工频变化量距离保护校验方法 2、三段式距离保护校验方法
*
课程说明 课程简介
介绍线路距离保护基本原理。让学员对线路距离保护有初步的认知，了 解线路距离保护动作特性和校验方法。
*
2.1 三段式阻抗继电器的构成
• 用正序电压作极化量
工作电压： UOP U IZSET
极化电压： 动作方程：
U P U1
90o arg UOP 90o UP
相间阻抗继电器： UOP U - IZSET
UP U1
接地阻抗继电器：
UOP U I K 3I0 ZSET
• 用 UOP.M 代替 U F 故动作方程为:
UOP UOP.M
• 正方向故障时，测量阻抗 Zm ZK
1.4 正向短路动作特性
• 代入动作方程得到
Z S Z set Z S Z m
• 转换成相位比较动作方程
900 arg Z m Z set
2700
• 该方程对应Z的m动 作2Z特S 性 Z是se以t
Un U 1 K I ZSET 1.05mUn U 1 K I ZSET (11.05m)Un
对于上述变量为相电压的过量继电器，M=0.9时可靠不动； M=1.1时可靠动作
课程目录
一 第一章：工频变化量距离继电器 二 第二章：三段式距离保护（阻抗圆特性） 三 第三章：三段式距离保护 (多边形特性）
SM
UF
P
Y
N
UOP
Q
图中 SM 为保护背后电源阻抗， MY
为继电器整定阻抗。正向出口发生短路，短
路点电压变化U F 。连接 SP线并引长交 Y
点垂线于 Q 点。则 YQ 线为保护范围末端电
压变化量 UOP 。显见当短路点越近保护安
装处、SM越短、MY 线越长，动作量 U OP
比制动量 U F 大得多，UOP U F 。 继电器动作越快。最快可达到 4mS，现场曾有
900
反方向故障时，测量电阻������������ = −������������， 若δ=0时，其暂态动作特性如右图
N EN
jX ZR
Z ZD R
ZK 低压距离继电器记忆
电压消失前反向动作特性
2.3 低压距离继电器 当记忆电压消失后，正方向故障时
U1M I ZK
UP I ZK
①发TV断线信号 ②闭锁距离保护以避免在TV断线期间发生区外故障时 保护误动。
2.8 系统振荡对阻抗继电器工作的影响
• 当振荡中心C位于动作特性内时， 振荡时测量阻抗端点的变化轨迹 mn 线必穿过动作特性。当
1 2 阻抗继电器将误动。
• 为了在系统振荡时距离保护不误动， 需加振荡闭锁。
2.3 低压距离继电器
M
I
EM
ZS
ZK
RG
因此： UOPΦ ZK ZZD IΦ
UPΦ ZS ZK IΦe jδ
900 Arg
ZK ZZD
900
ZS ZK e jδ
设故障线母线电压与系统电势同相位， 即δ=0，其暂态动作特性如右图