继电保护距离保护特性原理说明

三电网距离保护
1距离保护基本原理与构成
1.距离保护的概念
短路时，电压电流同时变化，测量到电压与电流的比值就反映了故障点到保护安装处的距离，
短路时：电流增大、电压变小、
阻抗与电流的关系：故障点与保护安装处越近，阻抗越小，短路电流越大。

阻抗与距离的关系：阻抗与距离成正比，阻抗的单位是欧姆/公里。

距离保护与电流保护的关系：电流保护的范围与距离保护的范围大致相同，电流保护的范围就是用距离来衡量的，电流的保护范围实际反映的是距离的范围。

距离与电流是统一的。

但是，电流保护只用电流值来判断是否故障，距离保护使用电压、电流2个物理量来判断，因此，距离保护更准确。

2.测量阻抗、负荷阻抗、短路阻抗、整定阻抗、动作阻抗概念辨析？
负荷阻抗：正常运行条件下，额定电压与负荷电流的比值；
短路阻抗：短路发生后，保护安装处的残压与流过保护的短路电流的比值（线路的阻抗值）；短路阻抗总小于负荷阻抗。

测量阻抗：继电器测量到的电压除以电流，得到的阻抗值；正常运行时，测量阻抗就是负荷阻抗，短路时，测量阻抗就是短路阻抗。

测量阻抗能反应出运行状态。

整定阻抗：能使继电器动作的最大阻抗，是一个定值。

测量阻抗小于整定阻抗，继电器就动作。

阻抗继电器是一个欠量继电器，电流继电器是过量继电器，测量电流大于整定电流时动作。

这是一对对偶关系。

动作阻抗：阻抗继电器动作时，测量到的阻抗值。

比如：人为设置整定阻抗是20Ω，只要测量到的阻抗值小于20就可以动作，今天动作了一次，一查故障记录，动作阻抗是10Ω，说明动作准确无误。

3.一次阻抗、二次阻抗区别？
这里要对比一次电流和二次电流的概念，道理是一样的。

一次阻抗：一次电压与一次电流的比值，
二次阻抗：二次电压与二次电流的比值，
4.测量阻抗角、负荷阻抗角、短路阻抗角、整定阻抗角、动作阻抗角概念辨析测量阻抗角：测量电压与测量电流的夹角
负荷阻抗角：负荷电压与负荷电流的夹角
短路阻抗角：短路电压与短路电流的夹角
动作阻抗角：继电器动作时，加入继电器的电压与电流的夹角。

整定阻抗角：能够使保护动作的最大灵敏角，这是人为设置的，其余都是测量到的。

5.距离保护的原理
与电流保护一样，需要满足选择性要求，分正方向动作和反方向不动作，
正方向的时候，还判断测量阻抗值，区内动作，区外不动作。

6.测量阻抗怎么表示？
测量阻抗是保护安装处测量的电压与测量电流之比。

电压和电流都是向量，带方向的。

阻抗是一个复数，可以用极坐标表示或者用直角坐标表示。

7.测量阻抗在短路前后的差别
短路前：测量到的为负荷阻抗，Z=U/I，负荷电流比短路电流小，额定电压比短路残压高，所以，负荷阻抗值很大，阻抗角较小，功率因数不低于0.9，对应阻抗角不大于25.8度，以电阻性质为主。

短路后：测量到的为电源到短路点之间线路的阻抗，与距离成正比，数值比较小，阻抗角为线路的阻抗角，角度较大，不低于75度，以电感性为主。

总之，测量阻抗在短路后变小，因此是欠量保护，阻抗值变小而动作的一种保护。

8.测量阻抗在直角坐标中的情况
由图可见，正常情况下的测量阻抗是负荷阻抗，角度很小
故障时测量到的是线路阻抗，阻抗角度很大，有正反两个方向。

正方向上，也分为区内和区外故障。

由阻抗值确定故障的范围。

9.距离保护的时限特性
距离保护动作时间与故障点距保护安装处距离之间的关系，叫做时限特性。

跟电流三段式保护一样，这里也是距离三段式保护。

距离I段瞬时动作，距离II段固定时限动作，一般为0.3-0.6秒；距离III段要与相邻下级线路II段或III段保护配合，比他们再多一个时间阶梯。

10.距离保护的构成
测量部分、启动部分、振荡闭锁、电压回路断线（电压回路断线时，将会造成保护测量电压消失，从而可能使距离保护的测量部分出现误判断，这时应该闭锁防
止误动作。

）、配合逻辑、出口动作（发信号或跳闸）
2阻抗继电器动作特性
11.临界动作边界
在实际情况下，由于互感器误差、故障点过渡电阻等因素，继电器实际测量到的阻抗一般并不能严格地落在与整定值同向的直线上，而是落在直线附近的一个区域中。

为保证区内故障情况下，阻抗继电器都能可靠动作，在阻抗复平面上，其动作范围应该是一个区域，这个区域的边界就是这个阻抗继电器的临界动作边界。

12.特性圆是什么？
看看这么多圆，晕吗？这些都是什么东西？圆怎么画出来的？
其实，这些圆是测量阻抗的轨迹，阻抗就有实部、虚部，是一个复数概念，阻抗圆就是在复平面上的一个范围，测量到的复数值在范围内就动作，区域外就不动作。

3距离保护整定计算
13.距离保护与电流保护有什么异同？
相同点：
都是三段式保护，时限都是阶梯原则。

都是由主保护后备保护构成，都有相间保护和接地保护两种类型。

不同点：
应用的电压等级不同，距离保护用于110kV及以上电压等级，电流保护用于35kV 及以下电压等级。

I、II段距离保护需要具有明确的方向性，通常采用方向性测量元件。

III段保护作为后备段，不仅要对本线路的I、II段近后备，相邻下一级线路保护的远后备，还要作为反相母线保护的后备。

这是与电流保护不同的地方，通常采用带有偏移特性的测量元件，用较大延时保证选择性。

电流保护无法判断方向，只能增加方向元件来判断。

14.距离保护I段
整定按躲开本线路末端短路时的测量阻抗。

，Z1是正序单位阻抗。

欠量保护中，可靠系数小于1；电流保护中是过量保护，可靠系数大于1。

对偶关系。

与系统运行方式无关，比电流保护要好。

最里面的小圈1是距离保护I段的保护范围，只在本线路内，圆圈表示方向性，测量到的阻抗角度在一个范围内，就可以动作。

中间的圈2表示距离保护II段的保护范围，在下级线路的I段以内，没越权。

最外边的圈3表示距离保护III段的保护范围，既能保护下级线路全长，还能反方向保护母线。

距离保护范围用圆表示，电流保护范围用电流曲线来表示，我们可以对照学习，更加明白透彻。

15.分支系数对测量阻抗的影响
k点发生三相短路时，A保护安装处的测量阻抗为：；
这里跟电流保护时候一样，分支系数，没啥新东西。

测量电压从接地点（电势为0）开始，累加电压降，一直到保护安装处，得到母线残压，
助增电流：于是，测量阻抗变大
外汲电流：于是，测量阻抗变小
16.距离II段保护
1）与相邻线路I段配合：可靠系数取0.8，分支系数取各种情况下的最小值（确保管辖范围不越权）。

保护与谁配合，就采用与谁配合的分支系数。

2）与相邻变压器快速保护配合：可靠系数考虑变压器阻抗误差大，取0.7-0.75。

这里分支系数是变化的，保护与谁配合，就采用与谁配合的分支系数。

3）两者取较小值，（电流保护用两个整定原则时，取较大值。

都是确保管辖范围小）
4）距离保护II段能保护线路全长，本线路末端短路时，应该有足够的灵敏度。

这里整定值放在分子，跟电流保护不一样了。

5）如果灵敏系数不满足要求，就跟相邻II段配合，这里与电流保护一样。

然后重新校验灵敏度。

6）动作时限：跟谁配合，就比谁大一个时间阶梯，在谁后面动作就可以了。

17.距离III段保护
1）原则一：与下级线路距离保护II段配合，如不满足灵敏系数，则与III段配合。

2）原则二：与相邻下级变压器的电流、电压保护配合
，Zmin是电流电压保护对应保护范围的阻抗值。

3）原则三：躲开正常运行的最小负荷阻抗，（最大负荷电流）。

负荷最大时，母线电压最低，阻抗最小。

，
4）三个原则都计算出来了，我们选哪个作为定值？小的入选，管辖范围小。

18.距离III段的灵敏度校验
1）作为本线路I、II段保护的近后备时，灵敏度按本线路末端短路校验：
2）作为下级线路的远后备时，灵敏度按下级线路末端短路校验：
，分支系数取最大的情况。

Znext是相邻线路或变压器的阻抗。

3）动作时间：跟谁配合就比谁大一个时间阶梯。

19.整定值换算成二次值。