距离保护整定计算原则
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线路距离保护
IJ
Zzd R
2. 方向阻抗继电器：以Zzd阻抗为直径过原点的圆 1）比幅值
A
1 2
Z zd
IJ
B
Z J IJ
1 2
Z
zd
IJ
UJ
1 2
Z
zd
IJ
1 2
Z
zd
IJ
2）比相位
C B A U J D U J Z zd IJ
270
tg 1
C D
90
ZKJ具有明确的方向性
jX Zzd
o
R
3. 偏移特性ZKJ：向第四象限偏移α=0.1～0.2 的圆
180 ctg 2
0 ZJ
Z 2
ZM
360
ctg 2
ZJ
( Z 2
ZM
)
j
Z 2
.
系统振荡时测量阻抗的变化规律
ZN N
M
ZM
Zj
系统振荡时测量阻抗的变化规律
ZJ.m
( Z 2
ZM
)
j
Z 2
ctg 2
令Zx代替ZM ,设m Zx / Z
ZJ.m
(1 2
m)
Z 2
j Z 2
ctg 2
1．基本要求：
1） Z J Z D
2）ZJ与故障类型无关
2．类型
继电器 接线方式
0°接线
+30°接线
-30°接线 相电压和具有 3KI0补偿的相 电流接线
J1
UJ U AB U AB U AB
U A
IJ IA IB
IA IB
IA K3I0
J2
J3
UJ
IJ
UJ
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。
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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
07-第七部分 输电线路相间的距离保护整定计算
2
I I Z op K .1 res Z AB
式中
I Z op .1
I K rel
0.8 ~ 0.85 ；
Z AB
图7-1 距离保护整定计算系统图 若被保护对象为线路变压器组，则送电侧线路距离保护第Ⅰ段可 按保护范围伸入变压器内部整定，即 （7-2） Z I K I Z K Z
2．与相邻距离保护第Ⅱ段配合 为了缩短保护切除故障时间，可与相邻线路相间距离保护第Ⅱ段 配合，则 III III II （7-10）
Kb. min Z op.2 Z op.1 K rel Z AB K rel
12
式中 K IIi ——距离保护第Ⅲ段可靠系数，取 0.8 ~ 0.85 ； rel
相间距离保护第Ⅱ段的灵敏度按下式校验
K
II sen
Z
II op .1
Z AB
≥
1 . 3 ~ 1 .5
当灵敏度不满足要求时，可与相邻线路相间距离第Ⅱ段配合，其 动作阻抗为 （7-5） II II II op.1 rel AB rel b. min op.2
Z
K Z
K K
Z
8
式中
——可靠系数，取 K rel
II Z op .2
≤ K rel
0 .8 ；
——相邻线路相间距离保护第Ⅱ段的整定值。
13
当距离保护第Ⅲ段的动作范围未伸出相邻变压器的另一侧时， 应与相邻线路不经振荡闭锁的距离保护第Ⅱ段的动作时间配 合，即
III t op.1 II t op.2
5
式中
II K rel
——距离保护第Ⅰ段可靠系数，取 0.8 ~ 0.85 ；
I I Z op K .1 res Z AB
式中
I Z op .1
I K rel
0.8 ~ 0.85 ；
Z AB
图7-1 距离保护整定计算系统图 若被保护对象为线路变压器组，则送电侧线路距离保护第Ⅰ段可 按保护范围伸入变压器内部整定，即 （7-2） Z I K I Z K Z
2．与相邻距离保护第Ⅱ段配合 为了缩短保护切除故障时间，可与相邻线路相间距离保护第Ⅱ段 配合，则 III III II （7-10）
Kb. min Z op.2 Z op.1 K rel Z AB K rel
12
式中 K IIi ——距离保护第Ⅲ段可靠系数，取 0.8 ~ 0.85 ； rel
相间距离保护第Ⅱ段的灵敏度按下式校验
K
II sen
Z
II op .1
Z AB
≥
1 . 3 ~ 1 .5
当灵敏度不满足要求时，可与相邻线路相间距离第Ⅱ段配合，其 动作阻抗为 （7-5） II II II op.1 rel AB rel b. min op.2
Z
K Z
K K
Z
8
式中
——可靠系数，取 K rel
II Z op .2
≤ K rel
0 .8 ；
——相邻线路相间距离保护第Ⅱ段的整定值。
13
当距离保护第Ⅲ段的动作范围未伸出相邻变压器的另一侧时， 应与相邻线路不经振荡闭锁的距离保护第Ⅱ段的动作时间配 合，即
III t op.1 II t op.2
5
式中
II K rel
——距离保护第Ⅰ段可靠系数，取 0.8 ~ 0.85 ；
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
3.4 距离保护的整定计算及对距离保护的评价
0.7 ~ 0.75
说明：为保护上级线路的II段保护的保护范围不超过变压 器快速保护的保护范围，上式中的 K 应取各种情况下的最 b 小值。
3.4.1 距离保护的整定计算
B
A
1
（1）当被保护线路的末端母线上既有出线又有变压器 时，距离II段的整定阻抗应分别按上述情况进行计算，取 最小值。 （2）当被保护线路的末端母线上的出线或变压器采用 电流速断保护时，应将电流保护的动作范围转换为阻抗， 然后用上述公式计算。
（3）距离保护的阻抗测量原理，还可以应用于发电机、
K sen(1)
作为远后备：
K sen(2)
III Z set 1.2 Z AB Kb. maxZ next
3.4.1 距离保护的整定计算 4 将整定参数转换到二次侧
上述计算都是使用的一次系统的参数，实际应用时， 应该把一次系统参数值换算至保护接入的二次系统参数 值。
Z m(1) Z m ( 2)
/I 1 因为：K b I 2 1
所以：Z m1 Z AB Kb Z k Z AB Z k
即有助增电流时，测量阻抗大于实际的短路点到保护的阻抗。
（1）分支电路对测量阻抗的影响
B A
三相短路 2
~
1
I 1
I 2
I 3
k
Z I U I 1 A B I 2 Z k A Z m1 Z AB 2 Z k Z A B Kb Z k I I I 1 1 1
Z set
I K rel LAB z1
A
I K rel 0.8 ~ 0.85
B
3.4.1 距离保护的整定计算
2.距离保护II段的整定 II段
继电保护技术培训(距离保护)
距离保护整定计算
二、相间距离保护的整定计算公式
2.3 距离Ⅲ段：
III Z set .1
Z ld . min Ⅲ K rel K re K ss
Z ld . min
0.9U e. x I fh. max
可靠系数Krel取1.2～1.3；返回系数Kre取1.15～1.25；自启动系数Kss取1.1～1.7。
A、助增分支（保护安装处至故障点sN Kb Z sN
四川能投集团继保培训
距离保护整定计算
二、相间距离保护的整定计算公式 分支系数的计算：
B、汲出分支(保护安装处至故障点有负荷引出，保护测量阻抗将减小)
汲出系数是小于1的数值
Kb
1 Z dz Z fhmin K h K zq cos( d fh ) Kk U fhmin I fhmax 0.9 110 3 I fhmax 0.9 110 3 0.35 163.5
带方向闭锁的距离保护
Z fh. min
系数取值： 1.2, K h Kk
II II I Z op .1 K rel Z AB K rel Kb. min Z op.2
Z A 1 I f .m n 2 M 3 k0 m 1 / E1 1 3k 5 V N
6 k0 m
6 k0 m
0.5s t8
6
7 10
8
9
t1 0.5s V A0
总分支系数
Kb.min Kb助Kb汲 2.52 0.575 1.35
四川能投集团继保培训
距离保护整定计算
二、相间距离保护的整定计算公式
2.2 距离Ⅱ段：
② 与相邻元件的速动保护配合：
第5章 距离保护教案3
5.5距离保护的整定计算及对距离保护的评价（Setting Calculation of Distance Protection and Assessment to it ）5.5.1距离保护的整定计算原则（Setting Calculation Principle of Distance Protection ）距离保护装置一般也都采用三段式阶梯时限特性，在进行整定计算时，要计算各段的设定阻抗、动作时限和进行灵敏性校验。
当距离保护用于双侧电源的电力系统时，一般要求Ⅰ、Ⅱ段的测量元件都要具有明确的方向性，即采用具有方向性的测量元件。
第Ⅲ段作为本条线路的近后备、相邻下一级线路的远后备和反向母线保护的后备，所以第Ⅲ段通常采用采用带有偏移特性的测量元件。
下面以图5-27所示电网为例，来说明各段保护的具体整定原则。
设线路AB 、BC 均装有三段式距离保护，对保护1各段进行整定计算。
图5-27 距离保护整定计算网络图1、距离保护第Ⅰ段整定计算11z L K Z B A rel set -I I ⋅= (5-74)I r e lK ——可靠系数，一般取0.8~0.85。
2、距离保护第Ⅱ段整定计算（1）与相邻线路距离保护第Ⅰ段相配合。
为了保证在下级线路上发生故障时，上级线路保护Ⅱ段不至于误动，保护1的Ⅱ段的动作范围不应该超出保护2的Ⅰ段的动作范围，再考虑到分支系数，保护1的Ⅱ段的整定阻抗可按照下式进行计算：)(2min 1I ⋅⋅II II ⋅+=set b AB rel set Z K Z K Z (5-75)式中，II rel K 为可靠系数，一般取0.8；分支系数的定义和电流保护中相似，即当线路BC上发生故障时，ABBC b I I K =。
为确保在各种运行方式下保护1的Ⅱ段的保护范围不超过保护2的Ⅰ段的保护范围，分支系数取各种情况下的最小值。
（2）躲开线路末端变压器低压侧出口处短路时的阻抗值。
当被保护线路的末端母线接有变压器时，距离Ⅱ段应与变压器的快速保护相配合，其保护范围不超过变压器快速保护的范围。
距离保护第7讲：距离保护的整定及基本构成
3.5 距离保护的整定计算与对距离保护的评价
3.5.1 距离保护的延时特性
➢距离保护一般采用阶段式配合的思想，配合关系类似于 三段式电流保护
3.5.2 距离保护的整定计算
➢ 距离保护需要配置相间距离 和接地距离
➢ 距离Ⅰ段、距离Ⅱ段一般采 用具有方向性的动作特性
➢ 距离Ⅲ段通常采用带有偏移 特性的动作特性
与本保护相配合的下游相邻元件保护段 (x 为Ⅰ 段或Ⅱ 段)的 最大动作延时
3.5.2 距离保护的整定计算 距离Ⅲ段整定
作用 本线路的近后备或下级线路的远后备
整定原则 CASE1：相邻线路配合段为距离Ⅱ段或距离Ⅲ段时
CASE2：相邻元件配置电流、电压保护时的配合
为相邻线电流、电压保护的最小保护范围对应的阻抗 值
如何保证Ⅱ段在任何运行方 式下选择性？
3.5.2 距离保护的整定计算
距离Ⅱ段整定
整定处理思想 距离Ⅱ段整定时应考虑灵敏系数最大的情况，即保护范围最 大时其动作范围不超过相邻线配合段保护范围。该种运行方 式对应于分支系数最小的情况。
3.5.2 距离保护的整定计算
距离Ⅱ段整定
整定方法 •CASE1：相邻元件为输电线路
在发电机和变压器保护中作为后备保护
3.12 距离保护的基本构成与工作流程
3.12.1 距离保护的构成
（一）微机保护的硬件构成
距离保护模拟量输入：三相电流加零序电流、 三相电压加零序电压、 断路 器另一侧单相电压共9路电量
3.12.1 距离保护的构成
（二）软件构成
1. 故障启动元件 2. 距离测量元件 3. 故障选相元件 4. 振荡闭锁元件 5. 故障处理逻辑 6. PT断线闭锁元件 7. 整组复归逻辑
•CASE2：相邻元件为变压器
3.5.1 距离保护的延时特性
➢距离保护一般采用阶段式配合的思想，配合关系类似于 三段式电流保护
3.5.2 距离保护的整定计算
➢ 距离保护需要配置相间距离 和接地距离
➢ 距离Ⅰ段、距离Ⅱ段一般采 用具有方向性的动作特性
➢ 距离Ⅲ段通常采用带有偏移 特性的动作特性
与本保护相配合的下游相邻元件保护段 (x 为Ⅰ 段或Ⅱ 段)的 最大动作延时
3.5.2 距离保护的整定计算 距离Ⅲ段整定
作用 本线路的近后备或下级线路的远后备
整定原则 CASE1：相邻线路配合段为距离Ⅱ段或距离Ⅲ段时
CASE2：相邻元件配置电流、电压保护时的配合
为相邻线电流、电压保护的最小保护范围对应的阻抗 值
如何保证Ⅱ段在任何运行方 式下选择性？
3.5.2 距离保护的整定计算
距离Ⅱ段整定
整定处理思想 距离Ⅱ段整定时应考虑灵敏系数最大的情况，即保护范围最 大时其动作范围不超过相邻线配合段保护范围。该种运行方 式对应于分支系数最小的情况。
3.5.2 距离保护的整定计算
距离Ⅱ段整定
整定方法 •CASE1：相邻元件为输电线路
在发电机和变压器保护中作为后备保护
3.12 距离保护的基本构成与工作流程
3.12.1 距离保护的构成
（一）微机保护的硬件构成
距离保护模拟量输入：三相电流加零序电流、 三相电压加零序电压、 断路 器另一侧单相电压共9路电量
3.12.1 距离保护的构成
（二）软件构成
1. 故障启动元件 2. 距离测量元件 3. 故障选相元件 4. 振荡闭锁元件 5. 故障处理逻辑 6. PT断线闭锁元件 7. 整组复归逻辑
•CASE2：相邻元件为变压器
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U m Im
.
U AB
U BC
U CA
I I I I A B B C
I I C A
（1）三相短路为例：
3.1 距离保护的基本原理
U m U AB I A z1l I B z1l ( I A I B ) z1l
( 3) Zm
. . . . . .
set 1 set
3.1 距离保护的基本原理
3、分析上图区内、区外及反方向三种情形， 说明距离保护的实现原理。 4、距离保护的核心问题是阻抗继电器，构成阻抗继电 器的关键问题是： （1）如何获得测量阻抗Zm； （2）如何完成测量阻抗Zm与整定阻抗Zset的比较。 二、测量电压和测量电流的选取 1、测量电压和测量电流的选取希望获得如下关系式：
Um Im
.
. .
U AB I A I B
.
.
.
.
z1l
（2）以AB两相短路为例：
U m U AB I A z1l I B z1l ( I A I B ) z1l Z
( 2) m . . . .
Um Im
.
.
U AB I A I B
. .
.
z1l
3.1 距离保护的基本原理
. . . . . . .
z0 ) z1l z1
.
(U k1 U k 2 U k 0 ) ( I 1 I 2 I 0 I 0 (I A I 0
. .
z0 z1 ) z1l z1
z0 z1 ) z1l z1
3.1 距离保护的基本原理
A相继电器电压、电流
U mA U A I mA k
. . .
所以， BC两相接地时， B、C相继电器测量阻抗： . . U mB UB (1,1) Z mB . . z1l . I mB I B 3k I 0
Z
(1,1) mC
U mC I mC
.
.
UC I C 3k I 0
. .
.
z1l
3.1 距离保护的基本原理
2、相间阻抗继电器接线方式： 00接线方式：
. . z0 z1 . I A I0 I A 3k I 0 z1 . . . .
z0 z1 z1
所以， A相单相接地时，A相继电器测量阻抗：
Z
I mA I A 3k I 0 可见，单相接地时，故障相接地阻抗继电器测量阻抗等于短 路阻抗。
(1.0 ) mA
U mA
.
.
UA
2、阻抗继电器的动作特性
. . . . . .
z0 z1 ( I B1 I B 2 I 0 I 0 ) z1l z1
. . . .
z0 z1 (I B I 0 ) z1l z1
. .
3.1 距离保护的基本原理
同理，C相电压保护安装处C相电压
z0 z1 U C (I C I 0 ) z1l z1
. .
.
z1l
3.1 距离保护的基本原理
（2）BC两相接地时，故障点
U kB U kC U k1 U k 2 U k 0 0 I B I B1 I B 2 I B 0 I C I C . . . . . . . . . . .
3.1 距离保护的基本原理
保护安装处B相电压
. . . . . . . . . .
U B U B1 U B 2 U B 0 U Bk1 I B1 z1l U Bk 2 I B 2 z2l U Bk 0 I Bk 0 z0l z0 (U Bk1 U Bk 2 U Bk 0 ) ( I B1 I B 2 I 0 ) z1l z1
（3）中性点直接接地系统两相接地短路时：
U A I A z Ll I B zM l U B I B z Ll I A zM l U m U A U B ( I A I B )(z L z M )l ( I A I B ) z1l Z
(1,1) m . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
Um Im
( I A I B ) z1l I A I B
. .
z1l
3.1 距离保护的基本原理
三、距离保护的主要组成元件
1、启动部分 2、测量部分 3、振荡闭锁部分 4、电压回路断线闭锁部分 5、逻辑部分 6、出口部分
3.2阻抗继电器
一、几个概念
1、阻抗继电器的动作区域
由于互感器误差、故障点过渡电阻等因素，短路时 实际测量得到的测量阻抗 Z m 落在整定阻抗 Z set 直线附近 的一个区域中。 在阻抗复平面上，阻抗继电器的动作区域指包括 Z set 在内，但是在 Z set的方向上不超过 Z set的区域。
3.1 距离保护的基本原理
（1）A相单相接地时， 故障点电压电流 保护安装处 A 相电压 . . . . .
. . . . .
U kA U k1 U k 2 U k 0 0 I A I1 I 2 I 0
. . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
U A U A1 U A2 U A0 U k1 I 1 z1l U k 2 I 2 z1l U k 0 I 0 z0l (U k1 U k 2 U k 0 ) ( I 1 I 2 I 0
U m I m Z m I m Z k I m z1Lk
. . . .
3.1 距离保护的基本原理
2、接地距离保护阻抗继电器接线方式
Zm
Um Im
. .
Um Im
UA I A 3K I 0
. . .
. .
UB I B 3K I 0
. .
.
UC I C 3K I 0
. .
.
第三章 电网距离保护
主要内容 1. 距离保护的基本原理 2. 阻抗继电器 3. 距离保护的整定计算 4. 影响距离保护动作的因素分析
3.1 距离保护的基本原理
一、距离保护基本概念
1、距离保护是测量电压和电流的比值，反 映故障点到保护安装处的距离的动作的保 . 护。 Um Zm . 2、测量阻抗 Im 整定阻抗 Z z L