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
（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
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）
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 越大，受过渡电阻的影响就越小
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；
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。
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
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
Iห้องสมุดไป่ตู้N
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
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。
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。
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
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
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、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
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
（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
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）
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 越大，受过渡电阻的影响就越小
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；
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。
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
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
Iห้องสมุดไป่ตู้N
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
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。
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。
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
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
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、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