输电线路保护简介及故障录波分析w
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零序功率的实际方向：由线路流向母
线，与短路功率方向相反；
保护安装处零序电压、电流间的相位
差与故障点的位置无关。
零序电流保护的整定
１.零序电流保护Ⅰ段
此保护不带时限，动作电流按下述原则整定（并 取其中较大者）：
躲过下一线路出口接地短路可能出现最大零序电流 躲开断路器三相触头不同期合闸时所出现的最大零
纵联保护
纵联保护原理
（3）两端电流相位的特征（相差纵联保护原理）
和 正常运行和外部故障时（F2）： I M 内部故障时（F1）： I
M
和
I N
的相位相差180°。 I N
的相位相同。
（4）两端测量阻抗的特征（距离纵联保护原理） 正常运行和外部故障时（F2）：两端的距离Ⅱ段测量阻抗一侧为反方向 ，另一侧为正方向。 内部故障时（F1）：两端的距离Ⅱ段测量阻抗都在正方向
输电线路保护及故障录波分析
线路保护简介 故障录波分析
纵联保护 距离保护 零序电流保护 重合闸
纵联保护
纵联保护定义
线路纵联保护是当线路发生故障时,使两侧开关同时快速跳闸的一种 保护装置,是线路的主保护。它以线路两侧判别量的特定关系作为判据。 即两侧均将判别量借助通道传送到对侧,然后,两侧分别按照对侧与本侧 判别量之间的关系来判别区内故障或区外故障。因此,判别量和通道是纵 联保护装置的主要组成部分。
序电流
采用单相重合闸时，系统可能出现非全相运行状态
下又产生振荡（零序 Ⅰ段在重合闸起动时将其闭锁）
２.零序电流保护Ⅱ段
动作参数整定：与下一线路Ⅰ段进行配合 灵敏度校验：以被保护线路末端作校验点，要
零序电流保护
构成原理及逻辑框图
接地故障特点
发 生 接 地故 障 时 ， 系统内将出现零 序电流、零序电 压
零序分量参数的特点
零序电压的分布：故障点的零序电压
最高，离故障点越远处零序电压越低；
零序电流的分布：决定于线路零序阻
抗和中性点接地变压器的零序阻抗， 而与电源数目和位置无关；
短路点过渡电阻的影响及相应措施：
短路一般是非金属性的，即短路点存在过渡电阻使测量阻抗 变化，因此保护范围可能缩短，可能超范围或反方向误动。 过渡电阻的性质：
相间短路——电弧电阻
接地短路——电弧电阻，杆塔电阻，大地电阻 阻抗继电器感受到的可能不是纯电阻性的。
过渡电阻的影响：
α>0, 电阻电感性 ， Zj电抗部分增大 α<0, 电阻电容性 ，Zj电抗部分减小 过渡电阻将可能为容性或感性，保护存在误动或拒动 一般而言，阻抗继电器动作特性在＋R轴方向上所占面积 选择性 在多电源的复杂网络中能保证动作的选择性。 2、快速性 距离 I 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 同时反应电压和电流，灵敏度比单一反应电流的保护高。 距离I段的保护范围不受运行方式变化的影响。第II、III 段的保护范围受运行方式变化影响较小。 4、可靠性 由于阻抗继电器构成复杂，距离保护的直流回路多， 振荡闭锁、断线闭锁等使接线复杂，可靠性较电流保护
纵联保护
纵联保护原理
（1）两端电流相量的故障特征（纵联电流差动保护原理）
正常运行和外部故障时（F2）： I 内部故障时（F1）： I
M
I 或 IM IN I d 0 I N d
M
0 或 IM IN 0 I N
（2）两端功率方向的故障特征（方向纵联保护原理） 假设正功率方向为：母线→线路 正常运行和外部故障时（F2）：一端功率为正，一端为负 内部故障时（F1）：两端功率都为正 判断功率方向的元件还有：负序、零序功率、突变量方向元件
B Zzd
A R
距离保护整定计算
A 1 B 2 C 3
1．距离I段：主保护
：可靠系数，取0.8~0.85
2．距离I I段：后备保护
：最小分支系数
与下一线路I配合： 与下一线路II配合： 3．距离III段：后备保护 原则：按躲过最小负荷阻抗整定。
影响距离保护正确动作的因素
阻抗继电器测量阻抗受很多因素影响。主要有 短路点的过渡电阻； 电力系统振荡； 保护安装处与故障点之间有分支电路； CT,PT的误差； PT二次回路断线； 串连补偿电容。
整定阻抗Zset：保护安装处到整定点之间的阻抗。 动作阻抗Zop：使继电器动作的最大阻抗称为动作阻抗，以Zop表示。
距离保护
优点
•灵敏度度,能够保证故障线路在比较短的时间内,有选择性地切除故障, •整定值不受系统运行方式变化的影响。 因为距离保护是测量短路点到保护安装处的阻抗。大小正比于 距离，而于最大、最小运行方式基本无关。 而相间电流保护测量的是短路电流，与最大运行、最小运行方 式有关，某点短路时短路电流大小随运行的不同而不同。 Zm测量阻抗
距离保护
什么是距离保护
A
是通过测量被保护线路始端电压和电流的比值（测量），而动作的一种保护。 Zm测量阻抗
C
1
Zm测量阻抗: 正比于线路的距离，反应了短路点到保护安装处之间的 长短保护安装处继电器感受到的电压Um与电流 Im的比值，即 ： Zm=Um/Im
阻抗继电器
用于测量阻抗，并与定值进行比较而动作。
A C
1
阻抗继电器的分类
全阻抗继电器 方向阻抗继电器 偏移阻抗继电器
全阻抗继电器：以整定阻抗为半径的圆 圆内为动作区；无方向性
jX Zzd R
方向阻抗继电器：以Zzd阻抗为直径过原点的圆, 具有明显的方向性
jX Zzd
o
R
偏移特性ZKJ：向第四象限偏移α=0.1～0.2 的圆
jX
纵联保护
纵联保护分类
按照保护动作原理，纵联保护可以分为2类：
1、纵联电流差动保护。这类保护根据两侧电流的幅值和相位的比较结果来区分 是区内故障还是区外故障。传递数据信息。 （纵联电流差动保护、相差纵联保 护） 2、方向（距离）纵联保护。根据两侧测量的功率方向、测量阻抗是否在规定的 方向、区段内，来区分是区内故障还是区外故障。传递逻辑信息。（方向纵联保 护、距离纵联保护、突变量方向纵联保护）
线，与短路功率方向相反；
保护安装处零序电压、电流间的相位
差与故障点的位置无关。
零序电流保护的整定
１.零序电流保护Ⅰ段
此保护不带时限，动作电流按下述原则整定（并 取其中较大者）：
躲过下一线路出口接地短路可能出现最大零序电流 躲开断路器三相触头不同期合闸时所出现的最大零
纵联保护
纵联保护原理
（3）两端电流相位的特征（相差纵联保护原理）
和 正常运行和外部故障时（F2）： I M 内部故障时（F1）： I
M
和
I N
的相位相差180°。 I N
的相位相同。
（4）两端测量阻抗的特征（距离纵联保护原理） 正常运行和外部故障时（F2）：两端的距离Ⅱ段测量阻抗一侧为反方向 ，另一侧为正方向。 内部故障时（F1）：两端的距离Ⅱ段测量阻抗都在正方向
输电线路保护及故障录波分析
线路保护简介 故障录波分析
纵联保护 距离保护 零序电流保护 重合闸
纵联保护
纵联保护定义
线路纵联保护是当线路发生故障时,使两侧开关同时快速跳闸的一种 保护装置,是线路的主保护。它以线路两侧判别量的特定关系作为判据。 即两侧均将判别量借助通道传送到对侧,然后,两侧分别按照对侧与本侧 判别量之间的关系来判别区内故障或区外故障。因此,判别量和通道是纵 联保护装置的主要组成部分。
序电流
采用单相重合闸时，系统可能出现非全相运行状态
下又产生振荡（零序 Ⅰ段在重合闸起动时将其闭锁）
２.零序电流保护Ⅱ段
动作参数整定：与下一线路Ⅰ段进行配合 灵敏度校验：以被保护线路末端作校验点，要
零序电流保护
构成原理及逻辑框图
接地故障特点
发 生 接 地故 障 时 ， 系统内将出现零 序电流、零序电 压
零序分量参数的特点
零序电压的分布：故障点的零序电压
最高，离故障点越远处零序电压越低；
零序电流的分布：决定于线路零序阻
抗和中性点接地变压器的零序阻抗， 而与电源数目和位置无关；
短路点过渡电阻的影响及相应措施：
短路一般是非金属性的，即短路点存在过渡电阻使测量阻抗 变化，因此保护范围可能缩短，可能超范围或反方向误动。 过渡电阻的性质：
相间短路——电弧电阻
接地短路——电弧电阻，杆塔电阻，大地电阻 阻抗继电器感受到的可能不是纯电阻性的。
过渡电阻的影响：
α>0, 电阻电感性 ， Zj电抗部分增大 α<0, 电阻电容性 ，Zj电抗部分减小 过渡电阻将可能为容性或感性，保护存在误动或拒动 一般而言，阻抗继电器动作特性在＋R轴方向上所占面积 选择性 在多电源的复杂网络中能保证动作的选择性。 2、快速性 距离 I 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 同时反应电压和电流，灵敏度比单一反应电流的保护高。 距离I段的保护范围不受运行方式变化的影响。第II、III 段的保护范围受运行方式变化影响较小。 4、可靠性 由于阻抗继电器构成复杂，距离保护的直流回路多， 振荡闭锁、断线闭锁等使接线复杂，可靠性较电流保护
纵联保护
纵联保护原理
（1）两端电流相量的故障特征（纵联电流差动保护原理）
正常运行和外部故障时（F2）： I 内部故障时（F1）： I
M
I 或 IM IN I d 0 I N d
M
0 或 IM IN 0 I N
（2）两端功率方向的故障特征（方向纵联保护原理） 假设正功率方向为：母线→线路 正常运行和外部故障时（F2）：一端功率为正，一端为负 内部故障时（F1）：两端功率都为正 判断功率方向的元件还有：负序、零序功率、突变量方向元件
B Zzd
A R
距离保护整定计算
A 1 B 2 C 3
1．距离I段：主保护
：可靠系数，取0.8~0.85
2．距离I I段：后备保护
：最小分支系数
与下一线路I配合： 与下一线路II配合： 3．距离III段：后备保护 原则：按躲过最小负荷阻抗整定。
影响距离保护正确动作的因素
阻抗继电器测量阻抗受很多因素影响。主要有 短路点的过渡电阻； 电力系统振荡； 保护安装处与故障点之间有分支电路； CT,PT的误差； PT二次回路断线； 串连补偿电容。
整定阻抗Zset：保护安装处到整定点之间的阻抗。 动作阻抗Zop：使继电器动作的最大阻抗称为动作阻抗，以Zop表示。
距离保护
优点
•灵敏度度,能够保证故障线路在比较短的时间内,有选择性地切除故障, •整定值不受系统运行方式变化的影响。 因为距离保护是测量短路点到保护安装处的阻抗。大小正比于 距离，而于最大、最小运行方式基本无关。 而相间电流保护测量的是短路电流，与最大运行、最小运行方 式有关，某点短路时短路电流大小随运行的不同而不同。 Zm测量阻抗
距离保护
什么是距离保护
A
是通过测量被保护线路始端电压和电流的比值（测量），而动作的一种保护。 Zm测量阻抗
C
1
Zm测量阻抗: 正比于线路的距离，反应了短路点到保护安装处之间的 长短保护安装处继电器感受到的电压Um与电流 Im的比值，即 ： Zm=Um/Im
阻抗继电器
用于测量阻抗，并与定值进行比较而动作。
A C
1
阻抗继电器的分类
全阻抗继电器 方向阻抗继电器 偏移阻抗继电器
全阻抗继电器：以整定阻抗为半径的圆 圆内为动作区；无方向性
jX Zzd R
方向阻抗继电器：以Zzd阻抗为直径过原点的圆, 具有明显的方向性
jX Zzd
o
R
偏移特性ZKJ：向第四象限偏移α=0.1～0.2 的圆
jX
纵联保护
纵联保护分类
按照保护动作原理，纵联保护可以分为2类：
1、纵联电流差动保护。这类保护根据两侧电流的幅值和相位的比较结果来区分 是区内故障还是区外故障。传递数据信息。 （纵联电流差动保护、相差纵联保 护） 2、方向（距离）纵联保护。根据两侧测量的功率方向、测量阻抗是否在规定的 方向、区段内，来区分是区内故障还是区外故障。传递逻辑信息。（方向纵联保 护、距离纵联保护、突变量方向纵联保护）