继电保护第六章距离保护
电力系统继电保护-距离保护概述
2、距离保护的基本原理
距离保护是反应保护安装处至 短路点之间的距离，并根据短路点 至保护安装处的距离确定动作时限 的一种保护。
故障点离保护安装处越近，保 护动作时间越短；反之越长。
故障点总是由离故障点近的 保护首先动作切除故障，从而保 证了保护动作的选择性。
Im
K
ZUmຫໍສະໝຸດ Z set当在保护区末端短路时，测量阻 抗为 Um Im Zset
工作电压为
Uop ImZm ImZset 0
Im
K2 Z
K1
Um
Zm
保护区外K1点短路，有
Zm ＞ Zset
Uop Im (Zm Zset ) ＞0 保护区内K2点短路，有
Zm ＜ Zset
Uop Im (Zm Zset ) ＜0
教学内容：输电线路距离保护
4.1 距离保护概述 1、距离保护的作用 2、距离保护的基本原理 3、距离保护时限特性 4、距离保护的构成
教学要求：通过学习要求 理解距离保护的作用、距 离基本工作原理、距离保 护的时限特性及距离保护 的构成。
1、距离保护的作用
原因：电流、电压保护其保护范 围随系统运行方式的变化影响很 大，很难满足长距离、重负荷线 路灵敏性常常不能满足要求。
距离保护的核心元件：阻抗继 电器。
要求：测量元件应能正确测量 故障点至保护安装处的距离。 方向阻抗继电器还应具有测量 故障点方向。
测量故障点至保护安装处的 阻抗，实际上也测量故障点至 保护安装处的距离。
Im
K1
Um
测量阻抗为：Zm
Um Im
（设变比为1）
设阻抗继电器工作电压为：
电力系统继电保护--距离保护的基本原理、阻抗继电器及其动作特性 ppt课件
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8
三、三相系统中测量电压和测量电流的选取
K：零序电流补偿系数 PPT课件
9
三、三相系统中测量电压和测量电流的选取
单相接地短路（以A相接地为例）
PPT课件
10
三、三相系统中测量电压和测量电流的选取
两相接地短路1（以B，C两相接地为例）
PPT课件
11
三、三相系统中测量电压和测量电流的选取
两相短路、三相短路和两相短路接地：两故障相的电压差
和电流差。
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15
四、距离保护的延时特性
距离保护的动作延时t与故障点到保护安装处的距离Lk 之间的关系称为距离保护的延时特性
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16
五、距离保护的构成
1.启动部分：模拟式距离保护中，由硬件电路元
件实现，大多反应负序电流、零序电流或负序与 零序复合电流的判断原理；数字式保护中，由实 时逐点检测电流突变量或零序电流的变化的软件 来实现。
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7
三、三相系统中测量电压和测量电流的选取
U A UkA I A1z1Lk I A2 z2Lk I A0 z0Lk
UkA
(I A1
I A2
I A0 ) 3I A0
z0 z1 3z1
z1Lk
UkA (I A K 3I0 )z1Lk
电气工程及其自动化专业课程
电力系统继电保护
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1
距离保护的基本原理与构成
一、距离保护的概念 二、测量阻抗及其与故障距离的关系 三、三相系统中测量电压和测量电流的选取 四、距离保护的延时特性 五、距离保护的构成PPTຫໍສະໝຸດ 件2一、距离保护的概念
距离保护
1、测量元件：测量故障点至保护安装处的距离（线路阻抗）。
正常时保护安装处的测量阻抗：
－－测量电压
－－测量电流
－－测量阻抗
发生故障时保护安装处的测量阻抗为：
Z c1
U
.
Z c1 I c1
为此，在结构复杂的高压电网中就必须 采用性能更加完善的保护装置，距离保护就 是其中之一。
§1 距离保护概述
一、距离保护的基本概念 1、概念：反应故障点至保护安装处之间的距离（或阻抗）， 并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。 2、作用：性能更为完善
⑴.测量保护安装处至故障的距离，实际上是测量二者之 间的阻抗大小，故距离保护又称为阻抗保护
继电保护中的 距离保护
主要内容
距离保护的基本概念
距离保护的基本原理
距离保护的时限特性
距离保护的构成 影响距离保护正确工作的因素及措施
背景
电流保护的主要优点是简单、经济及工作 可靠，但是由于这种保护装置的定值选择、 保护范围及灵敏系数等方面都直接受电网接 线方式及系统运行方式的影响，所以，在35 kV以上电压的复杂电网中，常常不能满足选 择性、灵敏性及快速切除故障的要求。
（3）测量元件：阻抗继电器KI。
（4）时间元件：时间继电器KT。
2、距离保护的组成
Z
1
起动 元件
'
3
2
方向 元件
Z
''
4
t
''
5
方向 元件
Z
'' '
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。
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
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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：
继电保护距离保护整定计算
继电保护距离保护整定计算继电保护是电力系统中的重要组成部分，主要用于检测电力系统中的故障，并迅速切除故障点，保证系统的安全运行。
其中，距离保护是一种常用的继电保护方式，通过测量电力系统中故障点到保护装置的距离来判断故障位置。
距离保护的整定计算是指根据电力系统的特性和运行条件，确定距离保护装置的各项参数的过程。
本文将介绍距离保护的整定计算方法。
首先，距离保护的整定计算可分为三个主要步骤：计算工作电压（或计算电流）、选择灵敏系数和计算保护带。
1.计算工作电压（或计算电流）距离保护的整定计算首先需要确定故障发生时的工作电压（或电流）。
工作电压是指电力系统运行时的电压值，一般可通过系统的额定电压和实际运行条件进行计算得到。
工作电流是指系统运行时的故障电流值，常用于短路保护的整定。
可以根据电力系统的短路电流和负载电流等参数来进行计算。
2.选择灵敏系数距离保护的灵敏系数是判断保护动作的重要参数，常用的灵敏系数有定值和变值两种。
定值灵敏系数是指保护装置所设置的固定值，一般根据系统特性和运行情况来选择。
变值灵敏系数是根据电力系统的特性和运行条件动态调整的，一般由保护装置自动计算和调整。
3.计算保护带距离保护的保护带是通过测量电力系统中故障点到保护装置的距离来判断故障位置的，常用的保护带有定值带、偏移带和方向带三种。
定值带是指根据系统的额定电压和故障电流等参数设置的固定带，偏移带是在定值带的基础上根据系统特性调整的带，方向带是根据故障方向确定的判断带。
距离保护的整定计算还需要考虑电力系统的特性和运行条件。
例如，线路长度、线路参数、短路容量、负载情况等都会对整定参数产生影响。
一般来说，线路越长、短路容量越大，整定参数应设置为较大的值；线路越短、短路容量越小，整定参数应设置为较小的值。
此外，还需要考虑到灵敏系数的选择和保护装置的可靠性等因素。
总之，继电保护距离保护的整定计算是根据电力系统的特性和运行条件，确定距离保护装置的各项参数的过程。
继电保护原理课程设计--距离保护
继电保护原理课程设计--距离保护
距离保护是电力系统中常用的继电保护方式之一，其原理是根据故障点到保护点的距离来判断故障的发生位置，从而实现对电力系统的保护。
距离保护的基本原理是利用电力系统故障时的电流和电压特性来判断故障的位置。
在电力系统正常运行时，电流和电压的相位差是恒定不变的，而当发生故障时，故障点处的电流和电压相位差会发生变化。
通过测量故障点到保护点的电流和电压，然后根据相位差的变化来判断故障的位置，从而实现保护的目的。
距离保护的设计主要包括以下几个步骤：
1. 确定保护区域：根据电力系统的结构和保护要求，确定需要进行距离保护的区域。
2. 选择距离保护装置：根据保护区域的特点和要求，选择合适的距离保护装置。
常用的距离保护装置有整流器距离保护装置、比率距离保护装置和阻抗距离保护装置等。
3. 设置保护参数：根据电力系统的特点和距离保护装置的技术要求，设置保护参数，包括距离定标值、延时时间和动作特性等。
4. 进行仿真分析：利用电力系统仿真软件，对距离保护进行仿真分析，检验保护参数的正确性和合理性。
5. 确定保护动作准则：根据仿真分析的结果和电力系统的要求，确定保护动作的准则，即根据测量的电流和电压值来判断故障的位置，并进行相应的保护动作。
6. 进行测试和调试：对设计好的距离保护装置进行测试和调试，确保其可靠性和稳定性。
继电保护第六章
1什么叫距离保护？它与电流保护的主要区别是什么？答：距离保护：反映故障点至保护安装点之间的距离（或阻抗），并根据距离远近而确定动作时间的一种保护装置。
它与电流保护相比优点就在多电源的复杂电网中可以有选择性地切除故障，而且有足够的快速性和灵敏性；缺点是可靠性不如电流保护，距离保护受各种因素影响，在保护中要采取各种防止这些影响的措施，因此使整套保护装置比较复杂。
2试比较方向阻抗继电器，偏移阻抗继电器，全阻抗继电器在构成原则上有什么区别；按绝对值比较方式列出它们的特性方程，在R-X 复数平面上画出有相同整定阻抗的动作特性圆，进而画出它们的原则性连接图。
答：三种圆特性阻抗继电器在构成原则上市电压形成回路不同，而幅值比较回路和执行回路是相同的，列出按绝对值比较的特性方程见表6-13什么叫测量阻抗，动作阻抗、整定阻抗？它们之间有什么不同？ 答：单相式阻抗继电器只输入一个电压Ur和一个电流Ir，电压与电流的比值Z KK I U Z kTVTA==111（Zk为短路阻抗）称为测量阻抗。
使距离继电器动作的阻抗称为动作阻抗Zop，对应预先整定的保护范围的阻抗称为整定阻抗Zset=KKU1，由改变电抗变换器UX 一次侧绕组匝数或改变电压变换器的变比K1和KU实现。
当Zr＞Zset，阻抗继电器不动作，当Z r=Zop＜Zset，则阻抗继电器动作。
4有一方向阻抗继电器，其整定阻抗动作阻抗Z set=8∠60°Ω，整定阻抗Z r=7.2∠30°Ω？问继电器能否动作？为什么？作出方向阻抗继电器特性圆，根据几何关系得知Z'r=2248 =48=6.92因为Z r＞Z r'，Z r落在保护范围外（圆内为保护范围，圆外为非动作区）所以该阻抗继电器不能动作。
9何谓阻抗继电器的0°和30°接线方式？为什么相间距离保护的测量元件常采用0°接线方式？在什么情况下采用—30°接线？答：作用：反映相间短路故障接线0°接线的定义，当cosφ时，加在继电器端子上电压与电流的相位差为零。
电力系统继电保护第六章 距离保护
中国电力出版社
第二节 阻抗继电器
一、阻抗继电器的动作特性 可以是相电压或线电压) 单相式阻抗继电器是指加入继电器只有一个电压 （可以是相电压或线电压 可以是相电流或两相电流差) 的阻抗继电器， Um和一个电流 Im（可以是相电流或两相电流差 的阻抗继电器，加入继 电器的电压与电流比值称为继电器的测量阻抗。 电器的电压与电流比值称为继电器的测量阻抗。 & U
Z
U&
m
m
中国电力出版社
当线路正方向0.85 Z NP 处发生短路时，阻抗继电器的测量阻抗为： 处发生短路时，阻抗继电器的测量阻抗为： 当线路正方向
UN U n U n n Z m = m = TV = N TA = 0.85Z NP TA I NP I NP nTV Im nTV nTA
I段阻抗继电器的整定值为 Z 段阻抗继电器的整定值为
中国电力出版社
第六章学习主要内容及学习要点
1、要求了解距离保护的工作原理，主要组成元件及动作时限特性 2、重点掌握下述内容： （1）常用阻抗继电器名称、特点及动作参数（动作阻抗、返回阻 抗、测量阻抗和整定阻抗）的基本概念。 （2）熟练掌握用幅值比较原理和相位比较原理，在复平面上分析 单相阻抗继电器的动态特性。以及用这两种原理构成常用单相 式阻抗继电器的方法。 （3）掌握阻抗继电器用于相间短路的基本接线方式；用于接地保 护的基本接线方式。 （4）掌握方向阻抗继电器产生死区原因及消除死区的措施，并了 解由于引入极化电压对阻抗继电器暂态特性的影响。 （5）了解过渡电阻、电力系统振荡、电压回路断线，分支电流对 距离保护工作的影响及其防止措施。 （6）熟练掌握三段式距离保护的整定计算。
TA
• •
动作量： U 1 = I m Z set 制动量： U = U 2 m
继电保护之距离保护
范围，或反向。
距离保护的保护范围和灵敏度受运行方式的影响较小， 尤其是距离保护Ⅰ段的保护范围比较稳定，同时，还具备 判别短路点方向的功能。
5/59
Um 测量阻抗Z m 通常为复数，还可以表示为： Im
Um Zm Z m m Rm jX m Im Z m — 测量阻抗的幅值；
18/59
通用式 : Um UK Z1 Im K 3 I 0 m
U K U K 0 3 I0 0
U UK Z1 I K 3 I 0 Z1 I
因此，接地测量阻抗为： U Zm Z1 I K 3 I 0
3/59
3.1.1
距离保护基本原理
利用保护安装处测量电压和测量电流(适当选择接
线方式)的比值 U m / I m 所构成的继电保护方式-----称为阻抗保护。
对于输电线路，由于
U m / I m z1lm
，
U m / I m 能反映短路点到保护安装处的距离 l m ，
因此，通常也称为距离保护。其中，
U m U 1m U 2 m U 0 m
U 1 K U 2 K U 0 K Z1 I1m Z 2 I 2m Z 0 I 0m
Z1 Z 2时
U K Z1 I1 m Z1 I 2 m Z 0 I 0 m
接地距离接线方式 A相 B相 C相
UC UA UB I A k 3I 0 I B k 3I 0 I C k 3I 0
相间距离接线方式 AB相 BC相 CA相
U AB I A IB
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——被保护线路的电流，测量电流； I m Z m ——测量电压与测量电流之比，测量阻抗。
在被保护线路任一点发生故障时，保护安装处的测量电压 U ，测量电流为故障电流 ，这时的测量阻抗为保护安 为U m k Ik 装处到短路点的短路阻抗 Z k， U U (3-2) m k Zm Zk I I
式中 K
III
K re K ss
rel
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Z load.min
——可靠系数，取1.2~1.3； ——继电器返回系数,取1.1~1.15; ——考虑电动机自起动时的自起动系数; ——最小负荷阻抗， ； ——被保护线路可能最大负荷电流
I load.max
6.10 对距离保护的评价和应用 选择性： 可以在多电源的复杂网络中保证选择性 快速性： I段瞬时动作，但只能保护线路的80%～ 85%，不能满足全长无时限切除故障的要求。 灵敏性： 同时反应电压和电流两个特征量，灵敏度 比电流保护高。而且受运行方式的影响较小。
可靠性： 受其它影响较多，需要采取各种防止减少这些
因素影响的措施，线路复杂，可靠性比电流保护 差。 距离保护多用于保护电网的相间短路。在 35KV 线路中，距离保护可作为复杂网络的相间短路主 保 护。但其主要的应用还是在35KV以上的线路中作 为主保护。
主要元件为距离继电器，可根据其端子上所加的电压和电流测知 保护安装处至故障点间的阻抗值。距离保护保护范围通常用整定 阻抗 Z set的大小来实现。
正常运行时保护安装处测量到的阻抗为负荷阻抗，即
Zm U m ZL Im
(3-1)
——被保护线路母线的相电压，测量电压； 式中U m
第一节 距离保护概述
一、距离保护的基本概念
电流保护对于容量大、电压高和结构复杂的网络，难于满足电网 对保护的要求。一般只适用于35kv及以下电压等级的配电网。
对于110kv及以上电压等级的复杂电网，必须采用性能更加完善 的保护装置，距离保护就是适应这种要求的一种保护原理。 距离保护：反应保护安装地点至故障点之间的距离，并根据距离 的远近而确定动作时限的一种保护装置。
A
~
t
Z 3
B
Z 2
C
Z 1
t 3III t3
I t3
II
t 2III
t 2II t 2I t1I
l
保 护 3的 I段 保 护 3的 II段 保 护 3的 III段 图 3-1距 离 保 护 的 时 限 特 性
tI
距离保护的第Ⅰ段
距离保护的第Ⅰ段是瞬时动作的， 是保护本身的固有动作 时间。以保护3为例，其起动阻抗的整定值必须躲开这一点 I Z 短路时所测量到的阻抗 Z AB ，即 act.3 Z AB。考虑到阻抗继 电器和电流、电压互感器的误差，需引入可靠系数 K （一 rel 般取0.8~0.85）：
m k
当短路点在保护范围以外时，即 Z m > Z set 时继电器不动。 当短路点在保护范围内，即 Z m < Z set 时继电器动作。
二、时限特性
距离保护的动作时间t与保护安装处到故障点之间的距离l的 关系称为距离保护的时限特性，目前获得广泛应用的是阶梯 型时限特性，称为距离保护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段
Z
act.3
(0.8 ~ 0.85) Z AB
距离保护的第Ⅱ段
为了切除本线路末端15%~20%范围以内的故障，需要设 置距离保护第Ⅱ段。距离Ⅱ段整定值的选择不超过下一条 线路距离Ⅰ段的保护范围，同时高出一个 t 的时限，以 保证选择性。
K 引入可靠系数 rel，则保护3的起动阻抗为
Z
act.3
K ( Z AB Z act.2 )
rel
距离Ⅰ段和Ⅱ段的联合工作构成本线路的主保护。
距离保护的第Ⅱ段
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
1 Z act.1 III Z load.min K rel K re K ss
III