6距离保护
第三章距离保护3-5,6,7,8
A相单相接地
B相单相接地 C相单相接地 三个相电流差突变 量的最大值对应两 相为故障相
• 测量电流中无零序分量，判为非接地故障：
AB两相短路故障 BC两相短路故障 CA两相短路故障
m为整定系数，取值范围为4一8
电力系统继电保护原理
3.7 距离保护特殊问题
西南交通大学电气工程学院
不能正确测量有两个方面的含义，一方面是把测量阻抗测大， 反映出故障距离变远，即不动作；另一方面是把测量阻抗测 小，反映出故障距离变近，可能导致在区外故障情况下误动 作。此处，非故障环上的电压、电流算出的阻抗一般是第一 种情况，通常不会动作
•微机保护中，距离保护的硬件接线只有一套，故障环的 选取是由软件实现的，分两种情况：
M
)Z
j
1 2
Zctg
2
振荡过程安装于M侧的保护测量阻抗变化轨迹
jX
N
Zm
(1 2
M
)Z
jห้องสมุดไป่ตู้
1 2
Zctg
2
o
1 Ke 1
δ
o
Zm
1
2Z
M
Ke 1 o
oR
其中
Ke
EM EN
(
1 2
M
)Z
2
Ke 1
图 3-31 测量阻抗的变化轨迹
（三）电力系统振荡对距离保护的影响
1
O’
3
ΨK
M
当测量阻抗位于特性圆以内时, 阻抗继电器误动。
2. 电气量变化速率的差异
振荡时，电气量呈现周期性变化，其变化过程是渐变的，变化范 围大。而故障时电流电压的变化是突变的，且故障后测量电流电 压、阻抗的测量值基本不变。
距离保护课程设计
距离保护课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解距离保护的概念，掌握距离保护的基本原理；2. 学会计算并应用距离保护的动作时间和整定值；3. 了解距离保护在实际电力系统中的应用和重要性。
技能目标：1. 能够运用距离保护原理解决实际电力系统故障问题；2. 掌握距离保护的整定方法，具备独立进行距离保护装置调试的能力；3. 能够分析电力系统故障数据，判断故障类型及距离。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力系统的责任感，增强安全意识；2. 激发学生探索电力系统保护领域的兴趣，培养创新精神；3. 培养学生的团队合作精神，提高沟通与协作能力。
课程性质：本课程为电力系统保护领域的专业课程，具有理论联系实际的特点。
学生特点：学生为高中年级，具备一定的电力系统基础知识，具有较强的学习能力和探究欲望。
教学要求：1. 注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力；2. 通过案例分析，培养学生的故障分析和解决能力；3. 强化学生的安全意识，提高他们在实际工作中的责任心。
二、教学内容1. 距离保护原理：介绍距离保护的概念、工作原理及动作特性；分析距离保护的动作方程及整定原则。
教材章节：第二章第三节“距离保护的原理与动作特性”2. 距离保护整定计算：讲解距离保护整定值的计算方法，包括动作时间、整定电流及整定阻抗等。
教材章节：第二章第四节“距离保护的整定计算”3. 距离保护装置：介绍距离保护装置的组成、功能及分类；分析各类距离保护装置的特点及适用范围。
教材章节：第二章第五节“距离保护装置及其分类”4. 距离保护应用实例：分析实际电力系统故障案例，探讨距离保护在实际应用中的效果及注意事项。
教材章节：第二章第六节“距离保护的应用实例”5. 距离保护调试与维护：讲解距离保护装置的调试方法、步骤及注意事项；介绍距离保护的日常维护及故障处理。
教材章节：第二章第七节“距离保护装置的调试与维护”教学内容安排与进度：第一课时：距离保护原理第二课时：距离保护整定计算第三课时：距离保护装置第四课时：距离保护应用实例第五课时：距离保护调试与维护三、教学方法针对本课程的内容特点和学生实际情况，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：在讲解距离保护的基本原理、整定计算方法及装置组成等理论性较强的内容时，采用讲授法进行教学。
距离保护基本要求
距离保护基本要求
距离保护是一种电力系统保护，用于保护输电线路和变电站。
以下是距离保护的基本要求：
1. 灵敏度：距离保护应该具有足够的灵敏度，能够快速地反应故障情况，并在短时间内切断故障电路，避免故障扩大。
2. 可靠性：距离保护应该具有高度的可靠性，能够在各种环境下正常工作，并且不会出现误动作或漏动作。
3. 选择性：距离保护应该具有良好的选择性，能够区分故障电路和正常电路，避免误切正常电路。
4. 时限特性：距离保护应该具有合理的时限特性，能够根据不同的故障类型和距离设置不同的时限，以确保在最短时间内切除故障电路。
5. 整定计算：距离保护的整定计算应该根据实际情况进行，考虑线路参数、故障类型、保护范围等因素，以达到最佳的保护效果。
6. 维护管理：距离保护的维护管理应该得到足够的重视，定期检查和维护，以保证设备的正常运行和可靠性。
总之，距离保护的基本要求是灵敏度高、可靠性强、选择性好、时限特性合理、整定计算科学、维护管理到位。
距离保护
满足继电保护速动性、选择性和灵敏性的要求，目前广泛采用具有三 段动作范围的时限特性。三段分别称为距离保护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，它 们分别与电流速断、限时电流速断及过电流保护相对应。 距离保护的第Ⅰ段是瞬时动作的，它的保护范围为本线路全长的 80～85％;第Ⅱ段与限时电流速断相似,它的保护范围应不超出下一条 线路距离第Ⅰ段的保护范围，并带有高出一个△t的时限以保证动作 的选择性;第Ⅲ段与过电流保护相似，其起动阻抗按躲开正常运行时 的负荷参量来选择，动作时限比保护范围内其他各保护的最大动作时 限高出一个△t。 编辑本段组成 (1)测量部分，用于对短路点的距离测量和判别短路故障的方 向。 (2)启动部分，用来判别系统是否处于故障状态。当短路故障发 生时，瞬时启动保护装置。有的距离保护装置的启动部分兼起后备保 护的作用。 (3)振荡闭锁部分，用来防止系统振荡时距离保护误动作。 (4)二次电压回路断线失压闭锁部分，当电压互感器（TV）二次 回路断线失压时，它可防止由于阻抗继电器动作而引起的保护误动 作。但当TV断线时保护可以选择投/退“TV断线相过流保护”。 (5)逻辑部分，用来实现保护装置应有的性能和建立各段保护的 时限。 编辑本段装置构成 一般情况下,距离保护装置由以下4种元件组成。①起动元件：在 发生故障的瞬间起动整套保护，并可作
距离保护
为距离保护的第Ⅲ段。起动元件常取用过电流继电器或低阻抗继电 器。②方向元件：保证保护动作的方向性，防止反方向故障时保护误 动作。方向元件可取用单独的功率方向继电器，也可取用功率方向继
电器与距离元件结合构成方向阻抗继电器。③距离元件：距离保护装 置的核心部分。它的作用是量测短路点至保护安装处的距离。一般采 用阻抗继电器。④时限元件：配合短路点的远近得到所需的时限特 性，以保证保护动作的选择性。一般采用时间继电器。 编辑本段阻抗继电器 阻抗继电器的类型很多，实现原理也不尽相同。最常用的有全阻 抗继电器、方向阻抗继电器、具有偏移
继电保护(距离保护)
对于相间短路，故障环路为相—相故障环路，取测量电 压为保护安装处两故障相的电压差，测量电流为两故障相的 电流差，称为相间距离保护接线方式，能够准确反应两相短 路、三相短路和两相接地短路情况下的故障距离。
LINYI UNIVERSITY
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UB = z1 l k B 、 C 相 测 量 I B + K3I 0
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三、三相系统中测量电压和测量电流的选取
U A = U kA + (I A + K3I 0 )z1 l k U B = U kB + (I B + K3I 0 )z1 lk U = U + (I + K3I )z l kC C 0 1 k C
增大，短路阻抗比正常时测量到的阻抗大大降低。
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二、测量阻抗及其与故障距离的关系
Um Zm = = z1 l k Im Z set = z1 l set
♣ 距离保护反应的信息量测量阻抗在故障前后变化比电流变 化大，因而比反应单一物理量的电流保护灵敏度高。 ♣ 距离保护的实质是用整定阻抗 Zset 与被保护线路的测量阻 抗 Zm 比较： 当短路点在保护范围以内时，Zm<Zset，保护动作； 当短路点在保护范围以外时，Zm>Zset时，保护不动作。 因此，距离保护又称低阻抗保护。
U kA = 0
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三、三相系统中测量电压和测量电流的选取
U A = U kA + (I A + K3I 0 )z1 l k U B = U kB + (I B + K3I 0 )z1 lk U = U + (I + K3I )z l kC C 0 1 k C
距离保护校验总结
距离保护校验总结引言距离保护校验是一种用于保护电力系统的保护策略，在电力系统中起着至关重要的作用。
它主要通过测量电力系统各个部件之间的距离，判断故障点的位置，从而实现对电力系统的保护。
本文将对距离保护校验进行总结，包括距离保护的原理、常见问题以及解决方案等。
距离保护的原理距离保护是一种基于电流和电压的保护策略，主要用于检测电力系统中发生的故障，并迅速采取措施隔离故障点，保护系统的正常运行。
其核心原理是通过测量电流和电压的大小和相位差，计算故障点与保护装置之间的距离。
当距离超过一定阈值时，保护装置将触发动作，进行距离保护。
距离保护的核心公式如下：测量距离 = (电流相位差 * 阻抗) / 电压模值其中，电流相位差是指电流波形与电压波形之间的相位差，阻抗是电力系统的特性阻抗，电压模值是电压的幅值。
根据距离保护的原理，我们可以看出，距离保护校验需要准确测量电流和电压，并进行相应的计算和判断，因此，距离保护的正确性和可靠性对于电力系统的安全运行至关重要。
常见问题及解决方案问题一：故障距离计算不准确在距离保护校验中，故障距离的计算是关键，如果计算不准确，将导致错误的判断和保护动作。
常见的导致故障距离计算不准确的因素包括电流和电压测量误差、阻抗参数不准确等。
针对这个问题，可以采取以下解决方案：1.提高电流和电压的测量精度，使用精度更高、稳定性更好的测量设备。
2.定期检查和校准阻抗参数，确保其准确性。
3.在计算故障距离时，考虑到电力系统的实际情况，如线路长度、传输特性等，进行合适的修正。
问题二：故障点判断误差较大在距离保护校验中，故障点判断的准确性直接影响到距离保护装置的触发动作。
常见的导致故障点判断误差较大的因素包括传感器安装位置不合理、传感器损坏等。
针对这个问题，可以采取以下解决方案：1.合理选择和安装传感器，确保其能够准确地测量电流和电压。
避免传感器安装在阻抗变化较大的位置，如接地点等。
2.定期检查和维护传感器，确保其运行正常。
距离保护的原理
距离保护的原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊距离保护的原理，这可真是个有意思的玩意儿呢！你想想看，距离保护就像是一个超级敏锐的“小侦探”。
它时刻关注着电力线路上的情况，就如同我们时刻关注着自己在意的人或事一样。
它通过测量故障点到保护安装处的距离，来决定要不要采取行动。
这多神奇呀！就好像我们在走路的时候，会根据目的地的远近决定是大步快走还是慢慢溜达。
距离保护也是这样，它根据距离的远近判断情况的紧急程度。
如果故障点离得很近，那它可就紧张起来了，得赶紧发出信号让系统采取措施，就像我们看到危险靠近会立刻警惕起来一样。
它是怎么做到准确测量距离的呢？这就靠一些巧妙的技术啦！比如说通过电流、电压这些信息来计算。
这就好像我们通过观察一个人的言行举止来了解他的性格和意图一样。
是不是很有意思？而且哦，距离保护还特别靠谱。
它不会轻易被一些小干扰给骗了，总是能保持清醒的头脑做出正确的判断。
这可比我们有时候还靠谱呢，我们可能会因为一些小事情就慌了神，做出错误的决定。
那要是距离保护没做好工作会怎么样呢？哎呀呀，那可不得了，就像一个守卫没有看好大门，让危险溜了进来。
电力系统可能就会出现大问题，那后果可不堪设想啊！所以说呀，距离保护真的太重要啦！它就像一个默默守护的卫士，保障着电力系统的安全稳定运行。
我们的生活中可离不开它呢，要是没有它，我们的电可能就没法正常使用啦，那得多不方便呀！我们应该感谢这些默默工作的距离保护装置，它们虽然不显眼，但却发挥着巨大的作用。
就像那些在幕后默默付出的人们一样，虽然我们可能不常注意到他们，但他们的贡献却是不可忽视的。
总之呢，距离保护的原理虽然有点复杂，但只要我们用心去理解，还是能搞明白的。
它真的是电力系统中非常重要的一部分，为我们的生活提供了可靠的保障。
让我们一起为距离保护点赞吧！。
电力系统继电保护课后习题解答
第一章继电保护概述1-1 答：继电保护装置的任务是自动、迅速、有选择性的切除故障元件，使其免受破坏，保证其他无故障元件恢复正常运行；监视电力系统各元件，反映其不正常工作状态，并根据运行维护条件规范设备承受能力而动作，发出告警信号，或减负荷、或延时跳闸；继电保护装置与其他自动装置配合，缩短停电时间，尽快恢复供电，提高电力系统运行的可靠性。
1-2 答：即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
1-3 答：继电保护的基本原理是根据电力系统故障时电气量通常发生较大变化，偏离正常运行范围，利用故障电气量变化的特征可以构成各种原理的继电保护。
例如，根据短路故障时电流增大．可构成过流保护和电流速断保护；根据短路故障时电压降低可构成低电压保护和电流速断保护等。
除反映各种工频电气量保护原理外，还有反映非工频电气量的保护，如超高压输电线的行波保护和反映非电气量的电力变压器的瓦斯保护、过热保护等。
1-4 答：主保护是指能满足系统稳定和安全要求，以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。
后备保护是指当主保护或断路器拒动时，起后备作用的保护。
后备保护又分为近后备和远后备两种：（1）近后备保护是当主保护拒动时，由本线路或设备的另一套保护来切除故障以实现的后备保护;（2）远后备保护是当主保护或断路器拒动时，由前一级线路或设备的保护来切除故障以实现的后备保护.辅助保护是为弥补主保护和后备保护性能的不足，或当主保护及后备保护退出运行时而增设的简单保护。
1-6答：(1)当线路CD中k3点发生短路故障时，保护P6应动作，6QF跳闸，如保护P6和P5不动作或6QF, 5QF拒动，按选择性要求，保护P2和P4应动作，2QF和4QF应跳闸。
(2）如线路AB中k1点发生短路故障，保护P1和P2应动作，1QF和2QF应跳闸，如保护P2不动作或2QF拒动，则保护P4应动作，4QF跳闸。
第二章继电保护的基础知识2-1答：（1）严禁将电流互感器二次侧开路；（2）短路电流互感器二次绕组，必须使用短路片或短路线,短路应妥善可靠，严禁用导线缠绕；（3）严禁在电流互感器与短路端子之间的回路和导线上进行任何工作；（4）工作必须认真、谨慎，不得将回路永久接地点断开；（5）工作时，必须有专人监护，使用绝缘工具，并站在绝缘垫上。
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90
全阻抗继电器交流回路的原理接线
TA
Im
TV
Um
I m Z set U1
U2
TA
UR
I m Z set
UX
Im
TV
UY
T
Um
方向阻抗继电器
特性：方向阻抗继电器的动作特性是以整定阻抗为直
径并且圆周经过坐标原点的一个圆，圆内为动作区， 圆外为非动作区，圆周是动作边界。
阻抗继电器的精确工作电流：
比幅式方向阻抗继电器 实际动作条件： | I m Z set | | KU U m I m Z set | U 0
1 2 1 2
当 m sen l
Z oper.K Z set U0 KU I m
当继电器的起动阻抗等于0.9倍 的整定阻抗时所对应的最小测量电 流，称为精确工作电流。
Rg 1050
lg Ig
2、过渡电阻对单侧电源线路的影响
A
1
B
Rg
jX
2
C
3
jX
K
B
保护1的II段
保护1的I段
A
R
3、过渡电阻对阻抗元件的影响
jX
B
ZK
Rg 1
Rg 2
Rg 3
A
R
4、防止和减小过渡电阻影响的方法
1）采用能容许较大的过渡电阻而不 致拒动的阻抗继电器，可防止过渡 电阻对继电器工作的影响。
1 1 Z Z M j Z ctg 2 2 2 Z Z 0 0 , ctg , Z m ( Z M ) j 2 2 2 Z Z 0 90 , ctg 1, Z m ( Z M ) j 2 2 2 Z 0 180 , ctg 0, Z m ( Z M ) 2 2
接地短路用阻抗继电器的接线方式 --零序电流I A K 3I 0 I B K 3I 0 I C K 3I 0
KI 1
UA UB
KI 2
KI 3
UC
I A I1 I 2 I 0 U KA U K 1 U K 2 U K 0 0
Z operK
Z set 0.9Z set
I ac
Im
引入精确工作电流的意义：
1、它是用来衡量继电器动作阻抗与整
定阻抗之间的误差是否满足10%的要求 2、当加入阻抗继电器的电流大于精工 电流，说明阻抗继电器的误差在 10%之内 3、为了减小阻抗继电器的误差，精工 电流越小越好。
第四节 阻抗继电器的接线方式
A BC
Z
IA
K ( 2)
IB
IC
l
U AB ( I A I B )Z1l ( 2) Z KI .1 Z1l I A IB I A IB
3、中性点直接接地电网的两相接地短路
A BC
Z
IA
K
(1,1) AB
IB
IC 0
（二）消除死区的方法
中心思想就是寻找一个电压来代替原来的 Um起作用，寻找出来的电压我们也管它叫极 化电压（插入电压）。 方法一、采用记忆回路（同KW），主要是保 证方向阻抗继电器在暂态过程中正确动作。 方法二、当稳态情况下，靠引入非故障相电 压（引入第三相电压）消除两相短路的死区。
1、记忆回路：
结论1
助增电流的存在，使AB线路A侧阻 抗继电器的测量阻抗增大，这意味
着其保护范围将会缩短，相当于灵 敏度下降
解决：在整定计算中解决。灵敏度 校验时引入最大分支系数.
2、外汲电流的影响：
A D
Z
I AB
B
IK2
C
I K1
lK
K
I K1 Z1l K I AB Z1l AB I K1 Zm Z1l AB Z1l K I AB I AB
一、对阻抗继电器接线方式的要求
二、相间短路阻抗继电器的0° 接线方式
三、接地短路阻抗继电器的接线 方式
对阻抗继电器接线方式的要求：
1、测量阻抗应正比于 短路点到保护安装点之间 的距离； 2、继电器的测量阻抗 应与故障类型无关，即保 护范围应不随故障类型而 变化。
相间短路阻抗继电器的00接线 继电器
270 arg
U m I m Z set
Um
90
方向阻抗继电器交流回路原理接线
TA
UR
Im
TV
1 I m Z set 2
U1
Um
1 I m Z set 2
U2
Um
T
TA
UR
Im
TV
I m Z set
UY
T
Um Um Um
UX
M
z
UM z E E M N IM
E N j E E M E N E M (1 e ) EM
E 2EM IM sin ZM ZL Z N Z 2
E I Z UM M M M
E I Z UN N M N
三段式距离保护
保护区为本线路全长的80%-85%瞬时动作于本 线路出口断路器； II段：保护区为本线路全长，t=0.5S 动作于本线路出 口断路器； III段：躲最小负荷阻抗，阶梯时限特性，延时动作于 本线路出口断路器 I、II段为主保护，III段为后备保护
I段：
第二节 阻抗继电器
第一节 距离保护的基本工作原理
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。
起动
ZI Z II Z
III
t II
t III
1
&
出口
起动元件、阻抗测量元件（ZI、 ZII、ZIII）、时间元件和出口执行 元件。
Z
( 3) KI .1
U AB Z1l IA IB
2、二相短路:
I A I B I C 0 U A I A Z 1l U KA U B I B Z 1l U KB U C EC
U 1 U K 1 I 1 Z 1l U 2 U K 2 I 2 Z 1l U I Z l U 0 K 0 0 0
U A U A1 U A2 U A0
Z0 Z1l ( I1 I 2 I 0 ) Z1
（1）全阻抗继电器特性圆
jX jX
Z set
Z set
Z m Z set
1
Zm
R
1
R
o
o
Z m Z set
（2）动作方程
Z m Z set U m I m Z set
Z m Z set 270 arg 90 Z m Z set 270 arg U m I m Z set U m I m Z set
测量阻抗 ：
Zm
Um
动作阻抗：测量阻抗正好位于动作区边界上，继电
Im
器刚好动作，这个称为继电器的动作阻抗（Zoper） 。 整定阻抗（Zset）：人为给定的值，也是动作阻抗 的最大值.
一、阻抗继电器的动作特性
M
1
N
2
TA
Im
P
3
TV
jX
P
I Z set
Zm
Um
2
R
3
M
1
二、阻抗继电器的构成方法
1、全阻抗继电器
2、方向阻抗继电器 3、偏移特性的阻抗继电器
全阻抗继电器
特性：全阻抗继电器的动作特性是以保护安装点为圆
心、以整定阻抗Zset 为半径所作的一个圆。圆内为动 作区，圆外为非动作区，圆周是动作边界。 特点： 动作无方向性； 动作阻抗与整定阻抗相等。
2）利用瞬时测量回路来固定阻抗继 电器的动作。
KT
t
KM
KA
I
K1
Z
Um
Im
三、电力系统振荡对距离保护的影响
1、振荡时电流、电压的分布与变化
2、电力系统振荡对距离保护的影响 3、振荡闭锁回路
EM
M
IM
R1 X 1
N EN
RN X N E
RM X M
o
EN UN
C
L
I
UR
Um
故障前 故障后
R
u
uR u J
t
um
2．引入非故障相电压：
a
b
Ec
UR UJ
R IL
IC
UR UJ
Eb
Rh
I
Ub
Ua
Eab (U m )
Ea
XL U J U R IC R j U ac Rh
o
jX
Z ZM
N
1 Z ZM 2
R
M
1
o
当δ由0°变化到360°时，测量 阻抗终点的轨迹是垂直Z∑的直线。
N
o
jX
A
1 2
R
M
3
o
1）全阻抗继电器受振荡的影 响最大，而透镜型继电器所受的影 响最小。 2）当保护安装点越靠近振荡 中心时，受到的影响就越大。 3）对距离I、II段保护影响大， 对III段基本没有影响。