第3章距离保护7
第三章+距离保护(1)
.
2.
两相接地故障k(1,1)
.
.
U A U B U C.
.
.
IA
.
系统发生两相接地故障时，故 障点处两接地相的电压都为0。 以BC两相接地故障为例。 则：
UkB UkC 0
I mB I B K 3I0
.
IA
k
UkA 0
因此
U A ( I A K 3I0 ) z1Lk
A BC
I 若令 UmA U A 、mA I A K 3I0
分别作为保护的测量电压和测量电流
.
则有：
UmA I mA z1Lk
Z mA
U mA
两种接线方式的距离保护在不同故障时的动作情况
接线方式
故障类型
.
.
接地距离保护接线方式
相间距离保护接线方式
A相
.
.
B相
. .
C相
.
. .
.
AB相
I A IB
. .
BC相
.
CA相
.
.
U A I A K 3 I 0 U B I B K 3 I 0 U C IC K 3 I 0 U AB
U BC
.ห้องสมุดไป่ตู้
Um Im Zm I m Zk I m z1 Lk
只有测量电压、测量电流之间满足上述关系时，测量元件才能 正确反应故障距离。
但在实际的三相系统情况下，由于存在多种不同的短 路类型，而在各种不对称短路时，各相的电压电流都 不再简单地满足上述关系，所以无法直接用各相的电 压、电流构成测量元件的测量电压和电流。
距离保护_精品文档
TV
Im
jX P
Zm
ZI se t
U m
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。
I、II段为主保护，III段为后备保护
第二节 阻抗继电器
测量阻抗 ：
•
Zm
Um
•
I 动作阻抗：测量阻抗正好位m于动作区边界上，继电
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
P3
（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： CL
I
m
Z set
|
|
KU
Um
1 2
I
m
Z set
| U0
当m sen l
Z oper.K
Z set
U0 KU Im
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。
Z operK
Z set 0.9Z se t
(最新整理)第3章电网的距离保护(1)
QF1
U 1 QF2
Im
QF3
Z
jX C
Z set
TV U m
考虑以下因素，继电器的 特性为包含Zset对应线段在内
R 的区域：
B
（1）短路点有过渡电阻；
（2）TA、TV有相位误差；
A
（3）构成简单。
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22
jX C
Z set
R
B
A
全阻抗继电器的动作特性
2021/7/26
23
jX C
5
主要内容
一、距离保护的概念 二、距离保护的时限特性 三、距离保护的构成
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6
一、距离保护的概念
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7
距离保护是反应被保护线路始端 电压和线路电流比值而工作的一种保 护，这个比值被称为测量阻抗，表示 为 Zm 。
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8
正常运行时
A
B Z IL
QF1
QF2
jX
Z set
jX
Z set
Zm - Zset
Z0 0
- Zset
Zm Z0
Zm R
0
- Zset
Zm
R
ZmZs et
比幅式
比相式
Zm1 2(1 -)Zse t 1 2(1 )Zse t
U m1 2Im (-1)Z se t 1 2Im (1 )Z set 2021/7/26
90 arZ gmZset270
QF1
U 1 QF2
Im
QF3
Z
TV U m
Zm
UIm m
U1 nIT1V
UI11nTA nTV源自ZknTA nTV
第三章+距离保护(2)
可靠系数的取法与II段整定中类似. 可靠系数的取法与II段整定中类似. II段整定中类似
如果与相邻线路距离保护II段配合灵敏系数不满 如果与相邻线路距离保护II段配合灵敏系数不满 II 足要求,则应改为与相邻线路距离保护的III III段 足要求,则应改为与相邻线路距离保护的III段 相配合. 相配合.
则起动阻抗应整定为: 则起动阻抗应整定为: Z
ΙΙ set .1
= K ( ZAB + K b.min Z t )
ΙΙ rel
ΙΙ Z t 误差较大,取 K rel = 0.7 0.75 误差较大, K b.min 应采用当 点短路时的最小值. 应采用当k点短路时的最小值 点短路时的最小值.
取两个整定值中最小的一个. 取两个整定值中最小的一个.
nTA 为电流互感器变比
nTV 为电压互感器变比
Z set (1) 为保护的一次动作阻抗
5.距离保护的评价 5.距离保护的评价 1)主要优点: 主要优点: 主要优点
①能满足多电源复杂电网对保护动作选择 性的要求. 性的要求. ②阻抗继电器是同时反应电压降低与电流 增大而动作, 增大而动作,故距离保护较电流保护有 较高的灵敏性, 较高的灵敏性,且Ⅰ段基本不受运行方 式的影响, 式的影响,而Ⅱ,Ⅲ段仍受系统运行方 式变化的影响,但比电流保护要小些, 式变化的影响,但比电流保护要小些, 保护区域和灵敏性比较稳定. 保护区域和灵敏性比较稳定.
Ι Z set .1 < ZAB
Ι K rel = 0.8 ~ 0.85
Ι Ι Ι Z set .1 = K rel ZAB = K rel z1 LA B
(2)动作时限: t1Ι = 0 s )动作时限:
2,距离保护II段的整定 ,距离保护 段的整定 (1)动作阻抗(应按以下两点原则来确定) )动作阻抗(应按以下两点原则来确定) 1)与相邻线路距离保护I段相配合,并考虑分支系数的 )与相邻线路距离保护 段相配合 段相配合, 影响 ΙΙ ΙΙ ΙΙ Ι K rel = 0.8 Z set .1 = K rel ( ZAB + K b Z set .2 )
第三章电网的距离保护2
3.4 影响距离保护正确工作的的因素 及防治措施
3.4.4 系统振荡对距离保护的影响
1.系统振荡的特性
δ
EⅠ
（1）特点
0<δ<2π
EⅡ
① 系统振荡电流随振荡角而周期性的变化，当δ=π或π的奇数倍时，
电流达到最大， 此时振荡中心的电压为0，相当于在振荡中心处发
生三相短路；
3.电网的距离保护
本章概要：
电流保护、电压保护受系统运行方式的变化影 响而不稳定。
对长距离、重负荷线路，保护灵敏性不能满足 要求。
35KV及以下线路多采用电流、电压保护，110KV 及以上线路多采用距离保护作主保护。
3.1 距离保护概述
3.1.1 距离保护的定义
（1）定义
❖ 反应输电线路短路故障点至保护安装处之间的 而动作的继电保护装置。
② 各点电压、振荡电流随时都在变化，故U/I随时变化；
③ 振荡电流随δ的摆开而逐渐增大；
④ 振荡时三相完全对称Байду номын сангаас
3.4 影响距离保护正确工作的的因素 及防治措施
3.4.4 系统振荡对距离保护的影响
1.系统振荡的特性
（2）振荡与短路的不同
振荡
三相对称
电压、电流周期性缓慢变 化
测量阻抗随δ角变化
短路
有负序分量出现（短路初 瞬）
比较判断线路短路阻抗 Zk 与距离保护的 整定值 Zset 之间的大小关系
Zk＜Zset，在范围内，保护动作
Zk＞Zset，在范围外，保护不动作
3.1 距离保护概述
3.1.2 阻抗的测量
3.1 距离保护概述
3.1.3 距离保护的时限特性
继电保护课件PPT第三章
2. 两相接地短路（AB）
；
U A (I A K 3 I 0 ) Z1l ， Z J1 Z1l
U B (I B K 3 I 0 ) Z1l ， Z J 2 Z1l
3. 三相短路
Z J1 Z J 2 Z J 3 Z1l
结论：各故障相的阻抗继电器的测量阻抗均能正确动作； 在每个保护安装地点需要装设三个接于不同相的阻 抗继电器，以反应不同相的接地短路。
90
arg
IJ
IJ Z zd Zzd U J
90
5. 动作角度范围变化对继电器特性的影响
透镜型继电器：
60
arg
U J IJ Zzd U J
60
苹果型继电器： 120
arg
U J IJ Zzd U J
120
折线型继电器：
60
U
U d
I
I0
Z
0
Z1
Z1
Z1l
U d
I KI0
Z1l
U A , U B ,
IA IB
UC , IC
1. 单相接地短路（A）
U A (I A K 3 I 0 ) Z1l
Z J1 Z1l
U AB U A U B (IA IB )Z1l
Z (2) J1
U AB IA IB
Z1l
（正确动作）
Z (2) J2
IB
U BC IC
( (
U AB ) IA IB )
7继电保护-距离(3-45整定、振荡)
A B 1C234第3.4 节距离保护的整定计算及其评价与电流保护类似，距离保护一般也都采用相互配合的三段式配置方式，即分成距离Ι段、Ⅱ段和Ⅲ段。
距离Ι段和距离Ⅱ段作为本级线路的主保护，距离Ⅲ段作为本线路的近后备和相邻线路的远后备。
保护1的各段保护范围A B 1C234第3.4节距离保护的整定计算及其评价与电流保护类似，距离保护一般也都采用相互配合的三段式配置方式，即分成距离Ι段、Ⅱ段和Ⅲ段。
距离Ι段和距离Ⅱ段作为本级线路的主保护，距离Ⅲ段作为本线路的近后备和相邻线路的远后备。
保护2的各段保护范围一、距离保护的整定计算1、距离保护Ι段的整定距离保护Ι段为瞬时速动段，同电流Ι段一样，它只反应本线路的故障，为保证动作的选择性，在本线路末端或下级线路始端故障时，应可靠地不动作。
保护1保护2A B 1C234AB rel setZ K Z ⋅'='1.1、距离保护Ι段的整定为保证动作的选择性，在本线路末端或下级线路始端故障时，应可靠地不动作。
线路全长的正序阻抗--AB Z 0.850.8～可靠系数，一般取--rel K 可靠系数主要考虑的是：各种影响因素的相对误差。
如：继电器测量误差、互感器误差和参数测量误差等。
在线路较短时，还应当考虑绝对误差。
1Z l K AB rel ⋅⋅'=s t 01='%~%K Z Z K rel AB.set sen 85801001=⋅'='='动作时限：灵敏性校验：保护范围稳定，基本上不受运行方式的影响。
（固有的测量时间）灵敏度＝可靠系数，不必验算。
A B 1C2342、距离保护Ⅱ段的整定为弥补距离Ι段不能保护本线路全长的缺陷，增设距离Ⅱ段，要求它能够保护本线路的全长，保护范围需与下级线路的距离Ι段(或距离Ⅱ段)相配合。
保护3的I 段保护1的II 段正确的设计——>实现相互配合A B 1C234A B 1C234保护3的II 段保护1的错误II 段错误的设计——>保护1、3的II 段都动作保护1的正确II 段保护1属于误动！2、距离保护Ⅱ段的整定为弥补距离Ι段不能保护本级线路全长的缺陷，增设距离Ⅱ段保护，要求它能够保护本线路的全长，保护范围需与下级线路的距离Ι段或距离Ⅱ段相配合。
03 距离保护
I 3KI I r A 0
则故障相阻抗继电器的测量阻抗为： (1) U U (1) r A Z Ar (1) Z1L I I 3KI
r A 0
（6-86）
能正确地测量从短路点到保护安装地点间的距离，并 与按0接线的相间短路阻抗继电器有相同的测量值。 为了反应任一相的单相接地短路，接地距离保护也必 须采用三个阻抗继电器。
本节内容结束
Z 0 Z1 Z1 L( I A I0 ) Z1
3KI ) Z1L( I A 0
（6-84）
称为零序补偿电流， 式中：KI —— 0 Z 0 Z1 K ，为常数。 3Z1
U A Z1L( I A 3KI 0 )
继电器的接入电压为： U r U A 继电器的接入电流为：
Z r ( 30 ) 3Z1 Le Z r ( 30 ) 3Z1 Le
ch3电网的距离保护3.0
第三章 电网的距离保护§3－1 距离保护概述距离保护的基本概念 高压长距离重负荷输电线路，负荷电流大， 线路末端短路时，短路电流的数值和负荷电流 相差不大，故电流保护不能满足灵敏度的要求； 而电流速断保护受电网运行方式的影响，保护 范围不稳定，甚至无保护范围。
因此，电压、电流保护作为主保护一般只适应 于35kV及以下电压等级电网；对于110kV及以上电压 等级的复杂电网，线路保护常采用距离保护。
距离保护的工作原理距离保护是反应保护安装处至故障点的距离（阻抗大 小 而确定动作时限的一种保护装置。
—又称阻抗保护 d1A2B3Ik Uki •C 4Z图3－1距离保护接线原理图正常情况下： 测量阻抗 故障时： 测量阻抗Zk =Uk Ikii= Z fh残 dZk =U Iii= ZdZ fh 距离保护的概念距离保护的工作原理1A2Bd3Ik Uki •C 4距离保护：是反应保护安装处至故障点的距 离，并根据距离的远近而确定动作时限的一 种保护装置。
测量保护安装处至故障点的距离，实际上 是测量保护安装处至故障点之间的阻抗大小， 故有时又称之为阻抗保护。
Z图3－1距离保护接线原理图i i正常情况下： 测量阻抗 故障时： 测量阻抗Zk =Uk Ik= Z fh残 dZk =U Iii= ZdZ fh123Ik Uki •4¾三个重要的基本概念Z测量阻抗Zk： 加入继电器的电压、电流的比值。
整定阻抗Zset：图3－1距离保护接线原理图距离保护的实质是用测量阻抗 Z k 与被保护线路的 整定阻抗 Z set 比较。
当短路点在保护范围以外时，即 Zk > Zset 时， 继电器不动作； 当短路点在保护范围以内时，即 Z k < Z set 时， 继电器动作。
指编制整定方案时，根据保护范围给出的 阻抗。
发生短路时，当测量阻抗等于或小 于整定阻抗时继电器动作。
起动阻抗Zact使距离保护装置刚能动作的最大测量阻抗。
7距离保护习题
距离保护一、选择题1.距离保护是以距离(A)元件作为基础构成的保护装置。
A ：测量 B)启动 C ：振荡闭锁 D ：逻辑1、距离保护装置一般由（D ）组成A ：测量部分、启动部分；B ：测量部分、启动部分、振荡闭锁部分；C ：测量部分、启动部分、振荡闭锁部分、二次电压回路断线失压闭锁部分；D ：测量部分、启动部分、振荡闭锁部分、二次电压回路断线失压闭锁部分、逻辑部分；2、距离保护的动作阻抗是指能使阻抗继电器动作的（B ）A ：大于最大测量阻抗的一个定值B ：最大测量阻抗C ：介于最小测量阻抗与最大测量阻抗之间的一个值D ：最小测量阻抗3．以电压U 和(U-IZ)比较相位，可构成(B)。
A ：全阻抗特性的阻抗继电器B ：方向阻抗特性的阻抗继电器C ：电抗特性的阻抗继电器D ：带偏移特性的阻抗继电器4．加到阻抗继电器的电压电流的比值是该继电器的(A)。
A ：测量阻抗B ：整定阻抗C ：动作阻抗5．如果用Z m 表示测量阻抗，Z set 表示整定阻抗，Z act 表示动作阻抗。
线路发生短路，不带偏移的圆特性距离保护动作，则说明(B)。
A ；act set set ,m Z Z Z Z <<B ：act set set ,m Z Z Z Z ≤≤C: act set set ,m Z Z Z Z <≤ D: act set set ,m Z Z Z Z ≤≤6．某距离保护的动作方程为90<270J DZ J Z Z Arg Z -<︒，它在阻抗复数平面上的动作特性是以+DZ Z 与坐标原点两点的连线为直径的圆。
特性为以+DZ Z 与坐标原点连线为长轴的透镜的动作方程(δ>0°)是(B)。
．A ：90+<270+J DZ J Z Z Arg Z δδ-<︒B ：90+<270J DZ J Z Z Arg Z δδ-<︒-C ：90-<270+J DZ J Z Z Arg Z δδ-<︒ D ：90-<270J DZ J Z Z Arg Z δδ-<︒-7．模拟型方向阻抗继电器受电网频率变化影响较大的回路是(C)。