电流距离保护

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一、三段式电流保护

三段式电流保护评价
在电网中广泛采用电流速断和限时电流速断作 本线路的主保护，以快速切除故障，利用过电流 保护来作为本线路和相邻元件的后备保护。 优点：简单，可靠。并且在一般情况下也能够满 足快速切除故障的要求，因此在电网中特别是在 35KV及以下的较低电压的网络中获得了广泛的应 用。 缺点：它直接受电网的接线以及电力系统运行方 式变化的影响。
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二、距离保护


距离保护的时限特性
距离保护的动作时间与保护安装地点至短路点之间距离的 关系t＝f(l)，称为距离保护时限特性； 三段式距离保护；

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二、距离保护


距离保护的时限特性
Ⅰ段：瞬时动作（约等于0s），t1为保护本身固有时间； 起动阻抗应躲过下一线路出口短路的阻抗ZAB； Ⅱ段：不超过下一条线路距离Ⅰ段的保护范围； 高出一个△t，保证限制性； Ⅲ段：作为相邻线路保护装置和断路器动作的后备保护， 也作为Ⅰ段、 Ⅱ段的后备保护； 起动阻抗躲过正常运行时的负荷阻抗； 动作时限按逆向阶梯原则。
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一、三段式电流保护




3）、过电流保护 过电流保护通常是指其起动电流按照躲开最大负荷电流来整定的一种 保护装置，它在正常运行时不应该起动，而在电网发生故障时，则能 反应于电流的增大而动作。 整定原则：a、按躲过该线路上可能出现的最大负荷电流整定。 Idz= Kk *Ifhmax / Kh b、按躲开电动机的最大自起动电流整定。 Idz max = Kzq＊Ifhmax Idz= Kk * Kzq *Ifhmax / Kh Kk――可靠系数，一般取1.3； Kh――返回系数，一般取0.85； Kzq――自起动系数，数值大于1。 其特点是：在一般情况下，它不仅能够保护本线路的全长，而且也能 保护相邻线路的全长，以起到后备保护的作用。当故障越靠近电源端 时，短路电流越大，而此时过电流保护动作切除故障的时限反而越长， 这是一个很大的缺点。
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距离保护
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二、距离保护


距离保护的基本原理
距离保护是通过测量被保护线路始端电压和线路电流的比 值而动作的一种保护。也是反应了短路点到保护安装点之 间阻抗大小（距离的长短），所以称这种原理的保护为距 离保护，有时也称之为阻抗保护。（若PT故障，如何？） 主要元件是距离（阻抗）继电器

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二、距离保护
（2）躲开线路末端变压器低压侧出口故障

检验：
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二、距离保护
距离保护整定计算


距离Ⅲ段
整定原则 躲过本线路最小负荷阻抗

考虑到外部故障切除后，电动机自启动条件下，保护Ⅲ段 必须立即返回
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二、距离保护
距离保护整定计算


距离Ⅲ段
灵敏度检验 作为远后备保护，灵敏系数按相邻元件末端短路的条件检 验，并考虑分支系数为最大的运行方式； 灵敏系数Klm≥1.5 作为近后备，按本线路末端短路的条件检验。 灵敏系数Klm≥1.2

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二、距离保护




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 距离保护的第一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 由于距离保护同时反应电压和电流，比单一反应电流的保护灵敏度高。 距离保护第一段的保护范围不受运行方式变化的影响。保护范围比较稳定。 第二、第三段的保护范围受运行方式变化影响。（分支系数变化） 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，可靠性较电流保护低。 应用：在35KV~110KV作为相间短路的主保护和后备保护，采用带零序电 流补偿的接线方式，在110KV线路中也可作为接地故障的保护。 在220KV线路中作为后备保护。


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二、距离保护


三段式距离保护组成元件和逻辑框图
起动元件、阻抗测量元件（ZⅠ 、ZⅡ 、ZⅢ）、时间元件 和出口执行元件；
起动
ZI Z II Z III
t II
1
&
出口
t III
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二、距离保护


三段式距离保护组成元件和逻辑框图
起动元件 用于故障时起动整套保护； 与距离元件动作后组成与门，起动出口回路动作于跳闸， 提高保护装置的可靠性； 可由电流继电器、低阻抗继电器或反应于负序和零序电流 的继电器构成。
一、三段式电流保护

三段式电流保护： 当线路上发生短路时，流过线路的电流 突增，当电流超过保护装置的整定值并达 到整定时间时保护动作于跳闸，这种反应 电流升高而动作的保护装置称为电流保护
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一、三段式电流保护

1）、电流速断保护 按躲过被保护元件外部短路时流过本保护的最大短路 电流进行整定，以保证它有选择性地动作的无时限电流保 护，称为电流速断保护。 整定原则：按躲过大方式下最大三相短路电流整定，并保 证出口有规定的灵敏度。 它的特点是：接线简单，动作可靠，切除故障快，但不能 保护线路全长，保护范围受系统运行方式变化的影响较大 据其端子上所加的电压和电流测知保护安装处至短路点 间的阻抗值－测量阻抗； 当短路点距保护安装处近时，其测量阻抗小，动作时间短； 当短路点距保护安装处远时，其测量阻抗增大，动作时间 增长，保证选择性。

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二、距离保护



d点短路，保护1测量阻抗为Zd，保护2测量阻抗为 ZAB+Zd； 保护1动作时间比保护2短； 保护1切除故障，保护2不误动作。
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二、距离保护
距离保护整定计算


分支系数Kfz 当d点短路，保护2的测量阻抗为： 此时，Kfz>1； 助增电流使测量阻抗增大； 存在外汲电流，Kfz<1，测量阻抗减小； 为保证选择性，应按 Kfz为最小运行方式 来确定保护Ⅱ段的整 定值。
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二、距离保护
距离保护整定计算


距离Ⅱ段 整定原则



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一、三段式电流保护



2）、延时电流速断 按与下一元件电流速断保护相配合以获得选择性 的带较短时限的电流保护，称为限时电流速断保 护。 整定原则：A、按躲过最大一台变压器低压侧故 障大方式下最大三相短路电流整定。 B、按保证线末最远点小方式下两相短路故障有 1.5的灵敏度整定。 其特点是：接线简单，动作可靠，切除故障较快， 可以保护线路的全长，其保护范围受系统运行方 式变化的影响。


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二、距离保护
距离保护整定计算

距离Ⅰ段

整定原则：躲过下一线路出口短路时的阻抗 整定值： 可靠系数：KK＝0.8~0.85；

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二、距离保护
距离保护整定计算


距离Ⅱ段
整定原则 （1）与下条线路Ⅰ段配合： KK取0.8，Kfz采用保护1第Ⅰ段末端短路时，可能出现的 最小数值。
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二、距离保护


三段式距离保护组成元件和逻辑框图
距离元件 测量短路点到保护安装处的阻抗； ZⅠ 、ZⅡ 采用方向阻抗继电器； ZⅢ采用偏移特性阻抗继电器。 时间元件 按照故障点到保护安装点的远近，根据预定的时限特性确 定动作的时限。
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二、距离保护


三段式距离保护工作情况
故障位于第Ⅰ段范围内， ZⅠ 起动，与起动元件的输出信 号通过与门，瞬时作用于出口回路，动作与跳闸。 故障位于第Ⅱ段范围内， ZⅠ 不动， ZⅡ起动，随即起动 Ⅱ段的时间元件tⅡ，待tⅡ延时到达后，通过与门起动出口 回路，动作与跳闸。 故障位于第Ⅲ段范围内，ZⅢ动作起动tⅢ ，在tⅢ的延时之 内，如果故障未被其他的保护切除，则在tⅢ延时到达后， 通过与门起动出口回路，动作与跳闸。