3 距离保护及方向距离保护整定
第三章距离保护
第三章距离保护第三章：电网距离保护1.距离保护的定义和基本原理：距离保护：是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的壁纸，反映故障点到保护安装处的距离而工作的保护。
基本原理：按照继电保选择性的要求，安装在线路两端的距离保护仅在下路MN内部故障时，保护装置才应该立即动作，将相应的断路器跳开，而在保护区的反方向或本线路之外正方向短路时，保护装置不应动作。
与电流速断保护一样，为了保证在下级线路的出口处短路时保护不误动作，在保护区的正方向（对于线路MN的M侧保护来说，正方向就是由M指向N的方向）上设定一个小于本线路全长的保护范围，用整定距离Lset来表示。
当系统发生短路故障时，首先判断故障的方向，若故障位于保护区的正方向上，则设法测出故障点到保护安装处的距离Lk，并将Lk与Lset相比较，若Lk小于Lset，说明故障发生在保护范围之内，这时保护应立即动作，跳开相应的断路器；若LK大于Lset，说明故障发生在保护范围之外，保护不应动作，对应的断路器不会跳开。
若故障位于保护区的反方向上，则无需进行比较和测量，直接判断为区外故障而不动作。
｝通常情况下，距离保护可以通过测量短路阻抗的方法来间接地测量和判断故障距离。
2.几种继电器的方式：苹果特性：有较高的耐受过渡电阻的能力，耐受过负荷的能力比较差；橄榄特性正好相反。
电抗特性：动作情况至于测量阻抗中的电抗分量有关，与电阻无关，因而它有很强的耐过渡电阻的能力。
但是它本身不具有方向性，且在负荷阻抗情况下也可能动作，所以通常它不能独立应用，而是与其他特性复合，形成具有复合特性的阻抗原件。
电阻特性：通常也与其他特性复合，形成具有复合特性的阻抗原件。
多边形特性：能同时兼顾耐受过渡电阻的能力和躲负荷的能力。
3测量阻抗：Zm定义为保护安装处测量电压Um&与测量电流Im&之比，即Um&/Im& 动作阻抗：使阻抗原件处于临界动作状态对应的阻抗（Zop）。
距离保护整定计算
对于方向阻抗继电器
Z’’’set
Z’’’op.r
Z .min
L
FL fk
当采用方向阻抗继电器作为测量元件时， 整定阻抗为:
Z
III set 1
K
III rel
1 Z L . min . K st .Kre cos(f k -f L)
因此，采用方向阻抗继电器时,保护的
灵敏度比采用全阻抗继电器时可提高:
+
III K b. min Z op.2
)
若相邻元件为变压器，应与变压器相间 短路后备保护配合，其动作阻抗为:
III Z op.1
III K rel (ZAB
+
III K b. min Z op. T
)
Z
III op . T
—— 变压器相间短路后备保护最小保护 范围所对应的阻抗值。
1、网络参数如图示，已知：系统等值阻抗
路阻抗角相同
I rel ——距离保护第1段的可靠系数，取0．8一0.85 rel ——伸入变压器部分第1段的可靠系数，取0.75；
距离保护第I段的动作时间仍为：
t’=0s
2、相间距离保护第Ⅱ段的整定
相间距离Ⅱ段应与相邻线路相间距离第Ⅰ段 或与 相邻元件速动保护配合,以保护本线路全长。
(1)、与相邻线路第Ⅰ段 配合。
保护区为被保护线路全长的80%~85%。
(2)若被保护线路末端仅有一台变压器，可看成线 路变压器组，按躲变压器各侧母线短路来整定。
动作阻抗为： Z I
op.1
ZT K Z L + K rel
I rel
K K ZL ——被保护线路的正序阻抗； ——线路末端变压器的阻抗，且假定阻抗角与线 ZT
继电保护习题参考答案
第一章1、继电保护在电力系统中的任务是什么?答：（1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；（2）反映电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。
2、什么是故障、异常运行和事故？短路故障有那些类型？相间故障和接地故障在故障分量上有何区别？对称故障与不对称故障在故障分量上有何区别？答：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况下属于不正常运行状态。
事故，就是指系统或其中一部分的工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。
相间故障无零序分量。
对称故障只有正序分量。
3、什么是主保护、后备保护？什么是近后备保护、远后备保护？在什么情况下依靠近后备保护切除故障？在什么情况下依靠远后备保护切除故障？答：当本元件的主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护作为后备保护，由于这种后备作用是在主保护安装处实现，因此，称之为近后备保护。
在远处实现对相邻元件的后备保护，称为远后备保护。
4、简述继电保护的基本原理和构成方式。
答：基本原理：1、过电流保护2、低电压保护3、距离保护4、方向保护5、差动原理的保护6、瓦斯保护7、过热保护等。
构成方式：1、测量部分2、逻辑部分3、执行部分5、什么是电力系统继电保护装置?答：继电保护装置，就是指能反应电力系统中元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种装置。
6、电力系统对继电保护的基本要求是什么?答：1、选择性：继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
2、速动性：在发生故障时，力求保护装置能迅速动作切除故障，以提高电力系统并联运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。
三段式电流保护的整定及计算
2三段式电流保护的整定计算1、瞬时电流速断保护整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流整定计算公式：式中：Iact——继电器动作电流Kc——保护的接线系数IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。
K1rel——可靠系数，一般取1.2～1.3。
I1op1——保护动作电流的一次侧数值。
nTA——保护安装处电流互感器的变比。
灵敏系数校验：式中：X1——线路的单位阻抗，一般0.4Ω/KM；Xsmax——系统最大短路阻抗。
要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长，才允许使用。
2、限时电流速断保护整定计算原则：不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。
所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。
故：式中：KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取1.1～1.2；△t——时限级差，一般取0.5S；灵敏度校验：规程要求：3、定时限过电流保护定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。
要求作为本线路主保护的后备以及相邻线路或元件的远后备。
动作电流按躲过最大负荷电流整定。
式中：KⅢrel——可靠系数，一般取1.15～1.25；Krel——电流继电器返回系数，一般取0.85～0.95；Kss——电动机自起动系数，一般取1.5～3.0；动作时间按阶梯原则递推。
灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。
式中：Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。
即：最小运行方式下，两相相间短路电流。
要求：作近后备使用时，Ksen≥1.3～1.5作远后备使用时，Ksen≥1.2注意：作近后备使用时，灵敏系数校验点取本条线路最末端；作远后备使用时，灵敏系数校验点取相邻元件或线路的最末端；4、三段式电流保护整定计算实例如图所示单侧电源放射状网络，AB和BC均设有三段式电流保护。
已知：1）线路AB长20km，线路BC长30km，线路电抗每公里0.4欧姆；2)变电所B、C中变压器连接组别为Y，d11，且在变压器上装设差动保护；3）线路AB的最大传输功率为9.5MW，功率因数0.9，自起动系数取1.3；4）T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧；5）系统最大电抗7.9欧，系统最小电抗4.5欧。
距离保护的整定计算法则
分支系数
取各种情况下的最小值，以保证
距离Ⅱ动作的选择性。
如果分支系数增大，同一点发生故障测量阻抗会增 大，保护范围会缩小，可保证其选择性。
3.4.3 距离保护Ⅱ段的整定计算
（2） 考虑与相邻变压器保护相配合： 假设变压器设有差动保护，可以保护线路全长。
分支系数可能是变化的，保护与谁相配合， 就采用与谁相配合的分支系数。
特性
回顾：方向阻抗继电器
动作特性：
以
为圆心
以 为整定阻抗为半径，圆周过原点（保 护安装地点）作特性圆。
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：
合。 （2）与相邻下一级变压器的电流、电压保护相
配合。 （3）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗相配合。
取上述三种整定结果中数值最小者为最终整 定结果
3.4.4 距离保护Ⅲ段的整定计算
（1）与相邻下一级线路的距离Ⅱ段、Ⅲ段相 配合。
首先考虑与相邻下一级线路的距离Ⅱ段相配合
3.4.4 距离保护Ⅲ段的整定计算
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
启动回路：判断是否发生故障； 测量回路：判断故障是否在本保护区内发生 振荡闭锁：系统发生震荡时保护可靠不动作 电压回路断线闭锁：
反映测量阻抗减小而瞬时动作的欠量保护。 按躲过本线路末端发生短路时的测量阻抗
来确定动作值。
距离Ⅰ段的整定值是线路全长的 80%~85%。
3 距离保护及方向距离保护整定
实验八 距离保护及方向距离保护整定一、实验目的1．熟悉阶段式距离保护及方向距离保护的工作原理和基本特性。
2．掌握时限配合、保护动作阻抗（距离）和对DKB 、YB 的实际整定调试方法。
二、预习与思考1．什么是距离保护？距离保护的特点是什么？ 2．什么是距离保护的时限特性？3．什么是方向距离保护？方向距离保护的特点是什么？4．方向距离保护的Ⅰ段和Ⅱ段为什么在单电源或多电源任何形状的电网中都能够保证有选择性地切除故障线路？5．阶段式距离保护中各段保护是如何进行相关性配合的？ 6．在整定距离保护动作阻抗时，是否要考虑返回系数。
三、原理说明1．距离保护的作用和原理电力系统的迅速发展，使系统的运行方式变化增大，长距离重负荷线路增多，网络结构复杂化。
在这些情况下，电流、电压保护的灵敏度、快速性、选择性往往不能满足要求。
电流、电压保护是依据保护安装处测量电流、电压的大小及相应的动作时间来判断故障是否发生以及是否属于内部故障，因而受系统的运行方式及电网的接线形式影响较大。
针对被保护的输电线路或元件，在其一端装设的继电保护装置，如能测量出故障点至保护安装处的距离并与保护范围对应的距离比较，即可判断出故障点的位置从而决定其行为。
这种方式显然不受运行方式和接线的影响。
这样构成的保护就是距离保护。
以上设想，表示在图8-1中。
图中线路A 侧装设着距离保护，由故障点到保护安装处间的距离为l ，按该保护的保护范围整定的距离为zd l ，如上所述，距离保护的动作原理可用方程表示：ad l l ≤。
满足此方程时表示故障点在保护范围内，保护动作；反之，则不应动作。
图8-1 距离保护原理说明 Z —表示距离保护装置距离比较的方程两端同乘以一个不为零且大于零的z 1（输电线每千米的正序阻抗值）得到：11d zd Z z l z l =≤ ( 8-1 ) 式（8-1）称为动作方程或动作条件判别式。
表明距离保护是反应故障点到保护安装处间的距离（或阻抗）并与规定的保护范围（距离或阻抗）进行比较，从而决定是否动作的一种保护装置。
距离保护的整定计算法则
来确定动作值。
距离Ⅰ段的整定值是线路全长的 80%~85%。
距离Ⅰ段的动作时限为0秒。
3.4.2 分支系数的计算
分支电源 使故障线 路的短路 电流增大
3.4.2 分支系数的计算
分支系数的定义
故障线路上流过的短路电流 Kb = 前一级保护所在线路上流过的短路电流
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
回顾： 全阻抗继电器
以幅值比 较方式构 成全阻抗 继电器的 动作方程：
回顾：全阻抗继电器
以相位比较方式构成全阻抗继电器的动作方程
3.4 距离保护的整定计算原则
三段式 距离保 护或三 段式电 流保护 各段间 的配合 关系
3.4 距离保护的整定计算原则
双侧电源供电网络，三段式距离保护的元件配 置： Ⅰ段和Ⅱ段构成主保护，采用方向阻抗继电器； Ⅲ段构成本线路的近后备，相邻线路的远后备， 采用带偏移特性的阻抗继电器。
3.4.1 距离Ⅰ段的整定计算
基本原则
（1）相邻线路相配合，有几个相邻线路 考虑几个，取其中最小者为整定值。
（2）与相邻线路距离Ⅰ段或相邻变压器 差动保护相配合，取其中较小者作为整定值。
（3）当上述整定值灵敏度满足要求时， 与相邻线路Ⅱ段相配合，整定后再进行校验
3.4.3 距离Ⅱ段的整定计算
（1）考虑与相邻线路Ⅰ段相配合
可靠系数
回顾：电网的距离保护
3.1 距离保护的基本原理与构成 3.1.1 距离保护的基本概念
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。
110kV线路保护整定
110kV线路保护1计算依据DL/T 584-2017《3kV~110kV电网继电保护装置运行整定规程》2110kV线路保护配置1)差动保护2)接地距离保护3)相间距离保护4)零序电流保护5)三相自动重合闸3启动元件定值3.1.启动元件定值3.1.1.突变量启动元件整定原则1：按躲过正常负荷电流突变电流整定，建议取0.2In（In：CT一次值）；整定原则2：线路供电范围内存在大电机启动时，需考虑大电机启动时的冲击电流；上述两种整定原则取最大值，并保证有足够的灵敏度。
3.1.2.灵敏度计算要求在本线路末端金属性两相短路故障时，灵敏系数大于4；在距离III段动作区末端金属性两相短路故障时灵敏系数大于2。
3.1.3.负序电流启动定值整定原则：按躲过线路正常运行时最大不平衡产生的负序电流整定0.1~0.5In，一般取0.1In；灵敏度计算：（1）负序电流分量启动元件在本线路末端金属性两相短路故障时，灵敏系数大于4；（2）在距离III段动作区末端金属性两相短路故障时灵敏系数大于2。
3.1.4.零序电流启动定值整定原则：按躲过线路正常运行时最大不平衡产生的零序电流整定0.1~0.5In，一般取0.1In；零序电流分量启动元件在本线路末端金属性单相和两相接地故障时，灵敏系数大于4；在距离III段动作区末端金属性单相和两相接地故障时，灵敏系数大于2。
注：线路两侧电流启动一次值应相同。
4差动保护参考《DL/T 584-2017 3kV~110kV电网继电保护装置运行整定规程》7.2.4条。
4.1. 差动电流定值整定原则：按保证发生故障有足够的灵敏度并躲过最大负荷情况下的不平衡电流整定，根据短路电流水平，一般取300A~600A ，建议取300A 。
光纤纵差保护在全线路各类金属性短路故障时灵敏系数大于2，线路两侧定值一次值相同。
5 距离保护1）110kV 线路相间距离保护和接地距离保护原则上采用同一套定值，即统一按照接地距离I 、II 、III 段保护整定原则整定。
电力系统继电保护课程设计-三段式距离保护
电力系统继电保护课程设计选题标号：三段式距离保护班级： 14电气姓名：学号：指导教师：***日期： 2017年11月8日天津理工大学电力系统继电保护课程设计天津理工大学目录一、选题背景 (5)1.1选题意义 (5)1.2设计原始资料 (5)1.3要完成的内容 (6)二、分析要设计的课题内容 (6)2.1设计规程 (6)2.2 保护配置 (7)2.2.1 主保护配置 (7)2.2.2 后备保护配置 (7)三、短路电流、残压计算 (8)3.1等效电路的建立 (8)3.2保护短路点的选取 (8)3.3短路电流的计算 (8)3.3.1最大运行方式短路电流计算 (8)3.3.2最小运行方式短路电流计算 (8)四、保护的配合 (9)4.1 线路L1距离保护的整定与校验 (9)4.1.1 线路L1距离保护第Ⅰ段整定 (9)4.1.2 线路L1距离保护第Ⅱ段整定 (9)4.1.3 线路L1距离保护第Ⅲ段整定 (10)4.2 线路L3距离保护的整定与校验 (10)4.2.1 线路L3距离保护第I段整定 (10)4.2.2线路L3离保护第II段整定 (10)4.2.3线路L3距离保护第Ⅲ段整定 (11)五、实验验证 (12)六、继电保护设备选择 (13)6.1互感器的选择 (13)6.1.1电流互感器的选择 (13)6.1.2电压互感器的选择 (14)6.2继电器的选择 (15)6.2.1按使用环境选型 (15)6.2.2按输入信号不同确定继电器种类 (15)6.2.3输入参量的选定 (15)6.2.4根据负载情况选择继电器触点的种类和容量 (15)结论 (17)参考文献 (18)一、选题背景1.1选题意义随着电力系统的发展，出现了容量大，电压高，距离长，负荷重，结构复杂的网络，这时简单的电流，电压保护已不能满足电网对保护的要求。
在高压长距离重负荷线路上，线路的最大负荷电流有时可能接近于线路末端的短路电流，所以在这种线路上过电流保护是不能满足灵敏系数要求的。
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实验八 距离保护及方向距离保护整定一、实验目的1．熟悉阶段式距离保护及方向距离保护的工作原理和基本特性。
2．掌握时限配合、保护动作阻抗（距离）和对DKB 、YB 的实际整定调试方法。
二、预习与思考1．什么是距离保护？距离保护的特点是什么？ 2．什么是距离保护的时限特性？3．什么是方向距离保护？方向距离保护的特点是什么？4．方向距离保护的Ⅰ段和Ⅱ段为什么在单电源或多电源任何形状的电网中都能够保证有选择性地切除故障线路？5．阶段式距离保护中各段保护是如何进行相关性配合的？ 6．在整定距离保护动作阻抗时，是否要考虑返回系数。
三、原理说明1．距离保护的作用和原理电力系统的迅速发展，使系统的运行方式变化增大，长距离重负荷线路增多，网络结构复杂化。
在这些情况下，电流、电压保护的灵敏度、快速性、选择性往往不能满足要求。
电流、电压保护是依据保护安装处测量电流、电压的大小及相应的动作时间来判断故障是否发生以及是否属于内部故障，因而受系统的运行方式及电网的接线形式影响较大。
针对被保护的输电线路或元件，在其一端装设的继电保护装置，如能测量出故障点至保护安装处的距离并与保护范围对应的距离比较，即可判断出故障点的位置从而决定其行为。
这种方式显然不受运行方式和接线的影响。
这样构成的保护就是距离保护。
以上设想，表示在图8-1中。
图中线路A 侧装设着距离保护，由故障点到保护安装处间的距离为l ，按该保护的保护范围整定的距离为zd l ，如上所述，距离保护的动作原理可用方程表示：ad l l ≤。
满足此方程时表示故障点在保护范围内，保护动作；反之，则不应动作。
图8-1 距离保护原理说明 Z —表示距离保护装置距离比较的方程两端同乘以一个不为零且大于零的z 1（输电线每千米的正序阻抗值）得到：11d zd Z z l z l =≤ ( 8-1 ) 式（8-1）称为动作方程或动作条件判别式。
表明距离保护是反应故障点到保护安装处间的距离（或阻抗）并与规定的保护范围（距离或阻抗）进行比较，从而决定是否动作的一种保护装置。
当1d zd Z z l <时，表明故障发生在保护范围内，保护应动作；当1d zd Z z l >时，表明故障发生在保护范围外，保护不应动作；当1d zd Z z l =时，表明故障发生在保护范围末端，保护刚好动作。
所以，距离保护又称为低阻抗保护。
设故障点d(或d 1等)发生金属性三相短路，则保护安装处的母线电压变为d U IZ =，自母线流向线路的电流为I ，则/d U I Z =；再设法取得z 1l zd 。
按式（8-1）即可实现距离保护。
对于高电压、大电流的电力系统，母线电压与线路电流必须经过互感器后送入距离保护的测量元件（阻抗继电器），其值为J U 和J I ，如图8-1所示。
假设保护用的电压互感器和电流互感器的变比均为1，则测量元件感受到的测量阻抗//J J J d Z U I U I Z === 。
又因变比为1，在阻抗继电器上设置的整定阻抗1zd zd Z z l =。
故得出阻抗继电器（也称距离保护）的动作方程/d J J J zd Z Z U I Z ==≤ ( 8-2 )从式（8-2）可知，距离保护是由阻抗继电器来实现阻抗（即距离）的测量，当满足式（8-2）时，说明故障在内部，保护应动作。
如果所用的阻抗继电器不但能测量阻抗的大小，而且能判断故障方向，这种距离保护就称为方向距离保护。
因此它不但能反应输入的工作电流（测量电流）和工作电压（测量电压）的大小，而且能反应它们之间的相角关系。
由于在多电源的复杂电网中，要求测量元件能反应短路故障点的方向，所以方向阻抗继电器就成为距离保护装置中最常用的测量元件，方向距离保护也就成实用性较强的典型保护。
2．距离保护的时限特性为了满足对保护的基本要求，距离保护也构成阶段式。
描述其动作时限t 与故障点至保护安装点间的距离l 的关系曲线称为距离保护的时限特性。
三段式阶梯时限特性如图8-2所示。
图 8-2 距离保护的时限特性距离Ⅰ段，为保证选择性，其保护范围应限制在本线路内。
以保护1为例，它的整定阻抗1zdZ '应小于AB Z ，通常整定为(0.80.85)AB Z 。
由于不必和其他线路的保护配合，故第Ⅰ段动作不需带时限，1t '仅由继电器的固有动作时间决定。
距离Ⅱ段，用以弥补第Ⅰ段之不足，尽快切除本线路末端20%15% 范围内的故障，但为了切除全线上的故障，势必延伸到下一条线路首端部分区域。
为了缩短动作时限，距离Ⅱ段的保护范围要与相邻下一线路距离Ⅰ段配合。
时限也与相邻下一线路的Ⅰ段时限配合。
即12t t t '''=+∆。
距离Ⅰ段和距离Ⅱ段共同作为线路的主保护。
距离Ⅲ段，作为本线路的近后备及相邻线路的远后备。
其时限可按12t t t '''''=+∆来配合。
在超高压网络中，为简化距离保护的接线，也可采用只有Ⅰ、Ⅱ段或Ⅱ、Ⅲ段的两段式简化距离保护。
3．距离保护的主要组成元件距离保护一般由起动元件、闭锁元件、测量元件、逻辑元件及执行元件几大部分组成（如图5-3），分述于下：1）起动元件：其主要作用是故障时才起动保护，即为保护的各段准备好跳闸回路；起动切换回路以切换Ⅰ、Ⅱ段共用阻抗继电器的电压回路。
2）闭锁元件：其主要作用是实施振荡闭锁和电压回路断线闭锁，防止距离保护误动作（本图未表示）。
3）测量元件：测量故障的远近从而以相应的时限跳闸。
一般Ⅰ、Ⅱ段共用的一个方向距离元件构成，本实验为由Ⅰ、Ⅱ段组成的两段式方向距离保护中的ZKJ AB 构成。
4）逻辑元件：由Ⅱ段时间元件及若干与、或、与非门、延时电路构成。
其作用是实现Ⅱ段的延时及组成一系列条件的判断以决定保护的行为。
5）执行元件：包括出口、信号、切换等其他功能。
在上述距离保护的主要组成元件中，测量元件的整定调试是首先要求做好的一项重要工作，因此通过下面整定与调试实验掌握其具体的操作方法。
图8-3 相间距离保护简化原理框图四、实验设备(一)相间距离保护实验，调试整定值的设置(计算) 1．网络及参数设置距离保护网络如图8-4所示，主要参数如下：1）线路的正序阻抗10.4/z Km =Ω，阻抗角65l φ= 。
2）线路AB 、BC 装设距离保护。
Ⅰ、Ⅱ段阻抗测量及起动元件采用方向阻抗继电器。
并采用0 接线。
3）线路AB ：max 500fh I A =，600/1TA n =；线路BC ：max 400fh I A =，500/1TA n =；110/0.1TA n =。
4）线路上负荷的自起动系数2zq K =，负荷的功率因数，cos 0.9(26)φφ== 。
5）变压器b 装设有能保护整个变压器的无时限纵差动保护。
本实验以A 变电站4号保护为例计算相间距离Ⅰ、Ⅱ段的起动阻抗；校验其第Ⅱ段的灵敏度；整定其第Ⅱ段时限；针对Ⅰ、Ⅱ段距离保护的要求对阻抗继电器的整定阻抗及DKB 、YB 的插孔位置进行实际调试。
图8-4 实验算例的网络图2．距离保护4号Ⅰ段动作阻抗整定值1）距离Ⅰ段一次起动阻抗值整定值的计算方法4号保护无分支线：只需按躲开本线路末端d 1点短路整定4dzk AB Z K Z '= (8-3) 11k K βδ=++ (8-4)式中：β为阻抗继电器的正误差，通常取0.05β=；δ为电流电压互感器的误差，通常取0.08δ=。
此外，线路参数AB Z 的值也有影响，当经过实测时取0.85k K =，未经实测时一般取0.8k K =。
2）距离Ⅰ段一次起动阻抗整定值计算实例410.850.44515.3dzk AB Z K z l '==⨯⨯=Ω 3．距离保护4号Ⅱ段动作阻抗、灵敏度校验及动作时间设置1）距离Ⅱ段的配合计算与校验方法 1.1）距离Ⅱ段起动阻抗的计算方法： a ．与相邻下一条线路距离Ⅰ段配合4min 3dzk AB k fz dz Z K Z K K Z ''''=+ (8-5) 式中，k K 一般取0.85，kK '取0.8（计及两条线路阻抗角可能不等；相邻线阻抗继电器的正负不同的误差），min fz K 是相邻线路第Ⅰ段保护范围末端短路时最小分支系数。
b ．躲开线路末端变电所变压器低压母线上短路（d 3）整定4min ()dz k AB fz b Z K Z K Z ''=+ （8-6） 式中：k K 取0.7，b Z 为二台变压器b 的阻抗。
计算后，取以上两式中数值较小者。
1.2)动作时限配合方法：4号保护距离Ⅱ段的动作时限应比,相邻线路距离Ⅰ段的时限及线路末端变压器速动保护的时限大一个t ∆，一般取0.50.6s 。
1.3)灵敏度检验方法：4号保护距离Ⅱ段灵敏度按线路末端发生金属性短路来校验：44/ 1.3 1.5Lm dz AB K Z Z ''''= ≥ (8-7)如果按a 、b 二项条件所取的起动值4dz Z ''不能满足灵敏系数的要求，应将第Ⅱ段的起动值与下一条线路的第Ⅱ段配合，即：4min 3dzk AB k fz dz Z K Z K K Z '''''=+ (8-8) 式中, k K 取 0.85，kK '取0.8；3dz Z ''为相邻线保护3第Ⅱ段的起动阻抗；min fz K 为相邻线末端短路时，实际可能的最小分支系数。
动作时限，应与下一条线路Ⅱ段时限配合。
2）距离保护Ⅱ段整定的计算实例 2.1）距离Ⅱ段一次起动阻抗计算： 与保护3距离Ⅰ段配合310.850.45318.02dzk BC Z K z l '==⨯⨯=Ω 对于4号保护，依据其背侧A 系统的运行方式及对端B 系统的运行方式，可确定出当B 系统断开时，相邻线路第Ⅰ段保护范围末端短路时出现最小分支系数min 1fz K =。
4min 30.85180.8118.0229.72dzk AB k fz dz Z K Z K K Z ''''=+=⨯+⨯⨯=Ω 与对端变压器速动保护配合4min ()dzk AB fz b Z K Z K Z ''=+ 式中22%110.511042.352100210015d e b e U U Z S ⨯===Ω⨯⨯⨯，40.7(0.445142.35)42.25dzZ ''=⨯⨯+⨯=Ω。
为保证选择性，应取上述两项中较小的计算值作为Ⅱ段的定值，所以429.72dzZ ''=Ω 2.2）距离Ⅱ段灵敏度校验：4429.72/ 1.65 1.3 1.50.445Lm dz AB K Z Z ''''===>⨯可见灵敏性满足要求。