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继电保护培训第三章 电网距离保护

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国家电网继电保护第三章电网的距离保护

国家电网继电保护第三章电网的距离保护

4.Ⅲ段：①定值：按躲开正常运行时的负荷阻抗进行选择； ②时限：使其比距离Ⅲ段保护范围内其它各保护的最大动作时 限高出一个△t。 注：定值取小，时限取长。
三.距离保护的主要组成元件： 1.起动元件： 过电流继电器 低阻抗继电器 负（零）序电流继电器 2.距离元件（ZⅠ、ZⅡ、ZⅢ）：测量短路点到保护安装地点间的阻抗 （距离）。 3.时间元件：（tⅡ、tⅢ）
.
J
2 Z zd Z J
. .
U
J
2 I J Z zd U J
2）相位比较： 270°≥θ≥90° θ：向量 Zzd 超前于（ZJ－Zzd）的角度 极化电压－－－－ Up＝IJZzd 补偿电压－－－－ U’＝UJ－IJZzd 若取Zzd＝jXzd，则为电抗型继电器，线下为动作区，与ZJ的电阻部分 无关。 6.动作角度范围变化对继电器特性的影响：
Ⅰ.继电器的测量阻抗：ZJ 由加入继电器中电压UJ与电流IJ的比值确定，ZJ的阻抗角就是UJ、IJ之 间的相位差ΦJ。 Ⅱ.继电器的整定阻抗：Zzd 一般取继电器安装地点到保护范围末端的线路阻抗作为～。 全阻抗继电器：圆的半径； 方向阻抗继电器：最大灵敏角方向上圆的直径； 偏移特性的阻抗继电器：最大灵敏角方向上由原点到圆周的长度。 Ⅲ.继电器的起动阻抗： Zdz.J 表示当继电器刚好动作时，加入继电器中电压UJ与电流IJ的比值。除 全阻抗继电器， Zdz.J随ΦJ的改变而改变。 当ΦJ ＝Φlm时，Zdz.Jmax ＝Zzd
4.功率方向继电器： 1）从阻抗继电器的观点了理解功率方向继电器： 当整定阻抗Zzd ∞时，特性圆 和直径垂直的一条圆的切线。 同：必须是正方向时动作； 异：阻抗继电器，测量阻抗小于一定值时动作。 2）幅值比较：
Z

电力系统继电保护-3 电网距离保护

电力系统继电保护-3 电网距离保护

3.1.1 距离保护的概念
测量阻抗和故障距离的关系 测量阻抗的定义（以单相系统为例）
Zm
U
m
zl
z为线路单位长度的阻抗
Im
试图找到与系统运行方式、短路类型无关，只与短路点到 保护安装处有关的测量参量
3.1.1 距离保护的概念

距离保护-利用短路发生时电压、电流同时变化的特征，测量电压与 电流的比值，反应故障点到保护安装处的距离而工作的保护。 整定距离Lset-与距离保护的范围相对应的距离。 工作原理大致如下：
3.1.3 三相系统中测量电压和测量电流的选取

不同故障类型电流、电压和测量阻抗的关系：
CASE3：两相短路接地故障 ABG故障边界条件 (I K 3I )z L 0 U U A A 0 1 k kA K 3I )z L U kB 0 U B ( I B 0 1 k I z L 0 U U I kAB A B 1 k kAB
3 电网距离保护
3.1 距离保护的基本原理与构成
电流保护的缺陷 缺点 灵敏度不足 运行方式对保护影响大 配合困难 问题 无法满足更高电压等级电网对保护的速动性、选择性、灵 敏性的要求
3.1 距离保护的基本原理与构成
故障特征分析 特征 故障时电流增大 故障时电压降低 思路 综合利用电流、电压可以提高灵敏度，所以就有了阻抗保 护，利用电流电压比值作为故障特征量
总结
只有采用与故障回路相关的电流、电压才能实现距离的测量。继电器接 入不同电压、电流仪，称为不同的接线方式。 存在相间故障回路时，采用保护安装处的故障相间电压和故障相间电流 差可以反应故障距离，称为相间距离保护。 存在接地故障回路时，采用保护安装处的相电压和经零序补偿的相电流 可以反应故障距离，称为接地距离保护。 为了保护接地故障和相间故障，需要配备接地距离保护和相间距离保 护，短路形成几个故障回路。就有几个阻抗继电器可以实现阻抗测量。

第三章 距离保护继电保护

第三章 距离保护继电保护

2．两相短路 设AB两相短路，对K1而言
I Z LI Z L (I I )Z L U AB A 1 B 1 A B 1
则
Z
( 2) m1
U AB Z1 L I A IB
结论：与三相短路时的测量 阻抗相同。因此，K1能正确 动作。 K2、K3不会动作。 同理，在BC或CA两相短路时，相应地分别有K2和K3能准确 测量出而正确动作。
Z m 2Z set Z m
两边同乘以测量电流得
K U U A U m 2 K I I m KU U m U B
4．直线特性阻抗继电器
相位比较的动作与边界条件为
Z m Z set 90 arg 90 Z set

上式中分子分母同乘以测量得
0 , 继电器不动作。 U m
对于相位比较的方向阻抗继电器，其动作条件为 I K U K I m U m 90 arg 90 KUU m
0 U m
，无法进行比相，因而继电器也不动作。
1．记忆回路 思考：对于方向阻抗继电器，当保护出口短路时 ，采用什 么措施消除死区？ 对瞬时动作的距离I段方向阻抗继电器，采用记忆回路， 引入记忆电压以后，幅值比较的动边条件为：
Z set Z m
或
Z I Z set I m m m
一、具有圆动作特性的阻抗继电器
（一）特性分析及电压形成回路 比较两电压量幅值的全 阻抗继电器的电压形成回路 如右图所示。全阻抗继电器 动作方程为 I K I m KU U m
动作量 制动量 K I U A I m K U U
ZⅠ
1 起动 元件 2 4 方向 元件 ZⅡ 6 ZⅢ tⅢ tⅡ 7 5 出口 元件 8 跳闸

电力系统继电保护电网距离保护原理

电力系统继电保护电网距离保护原理
9
三相系统中测量电压和测量电流的选取
. 两相接地短路故障
有
或者
. 两相不接地短路故障 有
. 三相对称短路 此时故障点处的各相电压相等，且三相系统对称 时均为0。这种情况下，选用任意一相的电压、电 流或任意两相间的电压、电流差作为距离保护的 测量电压和电流均可。
10
故障环路的概念及测量电压、电流的选取
. 一种是首先精确地测量出Zm ，然后再将它与事先确 定的动作特性进行比较。当Zm落在动作区域之内 时，判为区内故障，给出动作信号；当Zm落在动作 区域之外时，继电器不动作。
. 另一种方法无需精确地测出Zm ，只需间接地判断 它是处在动作边界之内还是处在动作边界之外，即 可确定继电器动作或不动作。
18
偏移圆特性
正向整定阻抗与反向整定阻抗相量末端的连线，就是 圆特性的直径，它将圆分成两部分，即右下部分和左 上部分，当测量阻抗落在右下部分圆周的任一点上 时，有
当测量阻抗落在左上部分 圆周的任一点上时，有
测量元件的动作条件可表示为
19
偏移圆特性
• 使阻抗元件处于临界动作状态对应的阻抗称为动作阻 抗，通常用Zop 表示。对于具有偏移圆特性的阻抗继 电器而言，当测量阻抗Zm 的阻抗角不同时，对应的动 作阻抗是不同的。
. 在系统中性点直接接地系统中，发生单相接地时， 故障电流在故障相与大地之间流通；两相接地短路 时，故障电流既可在两故障相与大地间流通，也可 在两故障相间流通；两相不接地短路时，故障电流 在果把故障电流可以流通的通路称为故障环路，则
在单相接地短路时，存在一个故障相与大地之间的
20
方向圆特性
. 在偏移圆特性中，令Zset2 = 0， Zset1 = Zset ，则动作 特性就变成方向圆特性，特性圆经过坐标原点。

继电保护技术培训(距离保护)

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：

电力系统继电保护第3章 距离保护

电力系统继电保护第3章 距离保护

由UA和UB转换为UC和UD可得相位阻抗继电器动作条件为
cos 0 并将式（3-12）代入式（3-11）可得
90 arg U A U B 90 UA UB
(3-13)
2、比较两个电气量相位原理的阻抗 继电器的构成
90 arg U A U B 90 UA UB
Ur
Ir
图3-1距离保护的作用原理
a)网络接线；b)时限特性
3.1.2距离保护的时限特性
1、距离保护1第I段：瞬时动作， t1 是保护本身固有的动作时间， 其保护范围最好能保护线路AB全长，即整定阻抗为ZAB ，实际上 当线路末端短路和 BC线路出口短路时，电流相差不多，距离保
护1的II段会误动。为此，距离保护1的I段的动作阻抗 ZOP.1＜
I
（可以是相电流
r
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。
3.2 单相式阻抗继电器 3.2.1阻抗继电器分类
测量电压 U r
测量电流 I r
U
Zr

U r Ir

K TV I

K TV K TA
ZK
K TA
作用是测量故障点到保护安装处之间的阻抗（距离），并与
区，特性圆半径为 1
2
Z set1 Z set2
圆心坐标为
。 1
Z0 2 Zset1 Zset2
图3-10a
2、偏移特性阻抗继电器
幅值比较形式的动作阻 抗方程为 ：
1
2
Z set1 Z set2

Zr

1 2
Z set1 Z set2
（3-29 ）

【继电保护】第3章-电网的距离保护4节

【继电保护】第3章-电网的距离保护4节

A BC
Z
I 0 A
I B
I C
K (1,1) BC
ll K
对于非故障A相的 阻抗继电器
两相接地故障时，接在故障相上的 两个阻抗继电器能正确测量短路点 到保护安装点之间的阻抗，接在非 故障相上的阻抗继电器测量阻抗较 大，不会误动作。
结论: 带零序电流补偿的接线方式在发生接地故障时，至 少有一个阻抗继电器能正确反应短路点到保护安装 点之间的距离。
KR3:
器并分别接于不同相间的原因。
3、两相接地短路
A BC
Z
I 0 A
I B
I C
K (1,1) BC
ll K
KR2 :
Zm
U BC IB IC
(IB IB
IC )Z1lK IC
Z1lK
3、两相接地短路
A BC
Z
I 0 A
I B
I C
K (1,1) BC
ll K
KR1:
KR3:
两相接地短路时只有接在故障环路的阻抗继电器的测量阻抗正比 于短路点到保护安装点之间的阻抗，其余两只阻抗继电器的测量 阻抗较大，不会误动作。
（1）测量阻抗应正比于短路点到保护安装点之间的 距离，与系统的运行方式无关； （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。
2、几种常用的距离保护的接线方式
二、相间短路用阻抗继电器的接线方式-----阻抗 继电器的00接线
继电器
KR1
KR2
KR3
U m
U AB
U BC
接地距离保护必须采用三个阻抗继电器。
故障环路：故障电流可以流通的路径。
本节内容结束
Z m
I

继电保护之距离保护

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

电力系统继电保护第三章+距离保护

电力系统继电保护第三章+距离保护

Z3 ~ t
Z2
Z1
t3
t t3
t
保护3的II段
保护3的I段
3
t2
t2
பைடு நூலகம்
t
2
t1
L
保护3的III段
距离保护的时限特性
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
rel
Krel
一般取0.8~0.85
Z
set .1
因此，距离Ⅰ段只能保护本线路全长的80~85%， 为切除本线路末端15~20%范围内的故障，需要设 置距离保护Ⅱ段。
A
2
B
1
Zset .1
C
保护1距离Ⅰ段的保护范围末端
4)
Ⅱ段
保护2距离Ⅱ段的保护范围
距离Ⅱ段整定值的选择类似于限时电流速断， 即应使其不超出相邻下一条线路距离Ⅰ段的保护范 围，同时动作时间上带有比相邻下一条线路距离Ⅰ 段高出一个 t 的时限，以满足选择性。
m m . .
电力系统发生短路时，Um降低，Im增大，Zm变为 短路点与保护安装处之间的短路阻抗。对于具有均匀 分布参数的输电线路来说， Zm与短路距离Lk成线性 正比关系，即：
Zm Zk z1 Lk (r1 jx1 )Lk

继电保护原理基础_第三章

继电保护原理基础_第三章

3、极化回路记忆作用对继电器 动作特性的影响
当采用记忆回路后，极化电压将短时记 忆短路前负荷状态厂母线电压： 保护正方向短路时， 在记忆回路作用下的动态特性圆，扩大 了动作范围，而又不失去方向性，因此， 对消除死区和减小过渡电阻的影响都是 有利的。
保护反方向短路
初态特性为上抛阻抗特性圆:
有明确的方向性； 有明确的方向性；
实际测量阻抗在III 象限, 远离上抛 阻抗特性圆。
3、构成继电器的框图

4关于继电器的整定阻抗
当保护范围末端AB两相短路时， 当保护范围末端AB两相短路时，
五、阻抗继电器的精确工作电流 五、阻抗继电器的精确工作电流
以上分析阻抗继电器的动作特性时从理 想的条件出发 – 执行元件的灵敏度很高 – 继电器的动作特性与工作电流的大小 无关 实际工作非理想的条件, 实际工作非理想的条件, 继电器的整定 阻抗与工作电流具有非线性关系
UJ− 2 I J Z zd ≤
.
2
I J Z zd
相位比较原理：
− 90 o ≤ arg
UJ I J Z zd − U J
. .
≤ 90 o
偏移特性阻抗继电器
jX Zzd
jX Zzd Z0 ZJ
R
ZJ-Z0
Z0
-αZ -αZzd
R -αZzd
jX Zzd
Zzd-ZJ
ZJ R -αZzd ZJ+αZzd
Ψlm
ZJ R
jX Z zd Z zd -Z J ZJ R
方向阻抗继电器
以Zzd为直径，通过坐标原点的圆。圆内为动 Zzd为直径，通过坐标原点的圆。圆内为动 作区。Zdz.J随ΨJ改变而改变，当 作区。Zdz.J随ΨJ改变而改变，当 ΨJ等于Zzd的阻抗角时，Zdz.J最大，即保护范 ΨJ等于Zzd的阻抗角时，Zdz.J最大，即保护范 Zzd Zdz.J 围最大，工作最灵敏。 Ψlm——最大灵敏角，它本身具有方向性。 Ψlm——最大灵敏角，它本身具有方向性。 幅值比较原理： . 1 . 1.

继电保护原理第3章电网距离保护

继电保护原理第3章电网距离保护

U
U Uk (I K 3I0 ) Z1 l
•
•
•
U A U kA (I A K 3I0 ) Z1l
•
•
Zm
Um Im
UA
•
I A K 3I0
Z1l
U kA
•
I A K 3I0
•
U kA 0
Zm Z1l l
4) 两相相间短路
M 1 Ik
k
2N
假设AB 相间短路:
U
1）测量阻抗正比于短路点到保护安装点之间的距离；
Zm l ，l 是故障距离。 Zm z1 l
2）测量阻抗应该与故障类型无关，即在故障位置确定 情况下，测量阻抗不随故障类型的变化而变化。
三相系统中测量电压和测量电流的选取（距离保护的接线方式）
阻抗继电器的接线方式主要有两种： 1、相间距离继电器接线（ 0° 接线方式），反应相间故障； 2、接地距离继电器接线方式（相电压和具有K3I0补偿的相电 流接线），反应接地短路故障。
5. 动作角度范围变化对继电器特性的影响
橄榄形（透镜型）继电器： arg Zset Zm
90 Zm
苹果型继电器： arg Zset Zm
Zm
折线型继电器：
60
arg
U J IJ Z0
60
, 90
第三节 阻抗继电器的实现方法
阻抗继电器的两种实现方法：
（1）精确测量出测量阻抗Zm，然后把它与事先确定的动作 特性进行比较。如果Zm在动作区域内，判为内部故障，发出 动作信号。
jX
Z0 Zset2
2N
Zset1 Zm
R
圆的半径：
R1 2
Zset1 Zset2

电气系统继电保护第3章电网的距离保护

电气系统继电保护第3章电网的距离保护

D
则它们之间的关系符合下式：
•
C
•
B
•
A
•
• •
D B A
3.12
于是，已知
•
•
A和B
时，可以直接求出
•
C
和
•
D
；反之，如已
知
•
C
和
•
D
，也可以利用上式求出
•
•
A和 B
。
•
B
•
C
•
D
•
•
•
A C D
3.13
由此可见，幅值比较原理与相位比较原理之间具有互换性。
必须注意：
①
它只适用于
••
所示，当测量阻抗Zr 位于圆周上时，相量（Zr+Zset）超前 于（Zr-Zset）的角度 90 ，而当Zr位于圆内时， 90； Zr位于圆外时， 90 ，如图3.5(a）和（b）所示。因此， 继电器的启动条件即可表示为：
270 arg Zr Zset 90 3.9
Zr Zset
将两个相量均以电流乘之，即可得到可比较其相位的两 个电压，继电器的启动条件可表示为：
① 用幅值比较方式分析，如图3.8(a)所示，继电器能够启动的条件
为：
Zr Z0 Leabharlann set Z03.17 或等式两端均以电流乘之，即变为如下两个电压的幅值的比较：
•
•
•
U r I r Z0 I r (Zset Z0 )
3.18
② 用相位比较方式的分析，如图3.8(b)所示，当Zr位于圆周上时，
① 用幅值比较方式分析：
Zr
1 2
Z set
1 2

电力系统继电保护-3 电网距离保护

电力系统继电保护-3 电网距离保护
( Z set1 Z set 2 ) 处，半径为 ( Z set1 Z set 2 ) 。 特性圆不包括坐标原点，圆心位于 Z Zm 2 (3-22) 2 90o arg set 90o Z set Z m 偏移圆特性阻抗继电器的绝对值比较动作方程 Z set 2 0 ， Z set1 Z set 代入式（3-18） 将 ，可得到方 偏移圆特性阻抗继电器的相位比较动作方程 1 1 (3-13) Z m ( Z set1 Z set ( Z set1全阻抗圆特性 Z set 2 ) 2) 阻抗元件本身不具方向性 —— Z set 抛圆阻抗特性的动作方程与偏移圆阻抗特性 o o 1 Z m 向园特性的相位比较动作方程： 2 2 (3-18) 90 arg 90 Z m Z set 2 在各个方向上的动作阻抗都相同，它在正向
3.1.5 距离保护的构成
• 启动部分要求——当作为远后备保护范围末端发生故障时，启动部分 应灵敏、快速（几毫秒）动作，使整套保护迅速投入工作。 • 测量部分要求--在系统故障的情况下，快速、准确地测定出故障方向 和距离，并与预先设定的方向和距离相比较，区内故障时给出动作信 号，区外故障时不动作。
3.2.2 动作特性和动作方程
• 动作特性——阻抗继电器动作区域的 形状，称为动作特性。 • 圆特性——动作区域为圆形； • 四边形特性——动作区域为四边形。 • 动作方程——描述动作特性的复数的 数学方程。 • 绝对值（或幅值）比较动作方程—— 比较两个量大小的绝对值比较原理表 达式。 • 相位比较动作方程：比较两个量相位 的相位比较原理表达式。
电力系统继电保护
3 电网距离保护
3.1 距离保护的基本原理与构成
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

电力系统继电保护第三章电网的距离保护节

电力系统继电保护第三章电网的距离保护节

U m C U C ， Im C IC K 3I0
则 ： U m BIm B z1 lk ， U m CIm C z1 lk
第十七页，共132页。
UB UkB(IBK3I0)z1lk
UC UkC(ICK3I0)z1lk
UBUC（ IBIC） z1lk
方 2 ： U 法 m 取 B U B U C C ,I m B I B I C C
3、时间元件—时间继电器；
4、振荡闭锁回路—故障时短时开放距离保护I、II段，振 荡时 立即闭锁I、II段； 5、断线闭锁元件—电压互感器二次断线时闭锁距离保护；
6、出口执行元件；
第三十七页，共132页。
距离保护原理
Ik
阻抗继电器
延时
Uk
阻抗继电器测量阻抗
负
jX
短 路
荷 阻
阻
抗
抗
ZK U K IK
（2）瞬时动作，即动作时限为0s。
距离Ⅱ段： （1）保护本线路全长，但不超过下一条线路距离Ⅰ段的保护 范围； （2）延时t动作，一般动作时限为0.5s。
距离Ⅲ段：
（1）保护本线路全长，下一级线路全长，甚至更远；
（2）延时动作，一般动作时限为： t1t2＋ t
第三十页，共132页。
I段： 保护区不能伸出本线路，即测量阻抗小
则： UmBCImBCz1lk
非故障相：两种不方能法反都映故障距离
第十八页，共132页。
3.两相不接地短路故障（BC两相短路为例）
故U 障 k B U k,U 分 C A E A ,I A 析 0 ,I B I ： C ,I 0 0
UB UkB(IBK3I0)z1lk
U B U C （ IB IC ） z1lk

继电保护课件PPT距离保护解析

继电保护课件PPT距离保护解析

方向阻抗继电器的死区消除的方法
1.记忆回路 利用故障前的电压相位来代替故障后的电压相位。 电磁型阻抗继电器是采用模拟记忆回路来实现用故障前 的电压相位来代替故障后的电压相位。
• 模拟的记忆回路：一个串联谐振回路。 回路的自由振荡角频率为：
对于快速动作的继电器，可以选择以下振荡角频率：
1 L(即 1 )
U : 补偿电压
幅值比较和相位比较之间的关系（互换性）：
（1）幅值比较原理： A B
（2）相位比较原理：
270
arg
C D
90
A C D
B
C
D
C
A B （极化电压） 2
D
A B（补偿电压） 2
，或
C A B（极化电压） D A B（补偿电压）
平行四边型法则：
•
•
•
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。
第四节 集成电路型方向阻抗继电器 的接线和特性分析
阶梯型时限特性，距离I、II、III段。
距离Ⅰ段： （1）保护本线路全长的80～85％； （2）瞬时动作，即动作时限为0s。
距离Ⅱ段： （1）保护本线路全长，但不超过下一条线路距离Ⅰ段的保 护范围； （2）延时t动作，一般动作时限为0.5s。
距离Ⅲ段：
（1）保护本线路全长，下一级线路全长，甚至更远；
距离保护：反应故障点至保护安装点之间的距离（或阻抗），并根 据距离的远近而确定动作时间。是反应测量阻抗降低而动 作的阻抗保护。

第三章 电网距离保护

第三章 电网距离保护

K se n( 2)
Z III set.1
Z AB K Z b.max next(BC)
1.2
二、对距离保护的评价
1. 选择性
在多电源的复杂网络中能保证动作的选择性。
2. 速动性
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
-αZzd
Zzd Zzd-ZJ
ZJ R
ZJ+α Zzd
总结三种阻抗的意义：
—测量阻抗Zm：由加入继电器的电压Um与电流Im的比值确 定。
Zm
Um Im
—路整阻定抗阻。抗Zset：一般取继电器安装点到保护范围末端的线 全阻抗继电器：圆的半径 方向阻抗继电器：在最大灵敏角方向上圆的直径 偏移特性阻抗继电器：在最大灵敏角方向上由原点 到圆周的长度。
当 ︱ EM︱= ︱EN ︱ 且系统中各元件阻抗角相等 时，振荡中心的位置在全系统纵向阻抗的中点 （ 即 Z ∑ /2处）。
.
U
m
1 2
.
I
m
Z set
1 2
.
I
m
Z set
3、比相式方向阻抗继电器
jX Zzd
Zzd-ZJ
ZJ R
90o arg Zset zm 90o Zm
.
90o
arg
I m Z set
.
U m
90o
Um
（三）偏移特性阻抗继电器
1、 偏移特性阻抗继电器的动作特
性：
jX
正方向： ：整定阻抗Zset
一、构成阻抗继电器的动作特性
单相式阻抗继电器：指加入继电器的只有一个电压 Um和一个电流Im的阻抗继电器。其中电压Um与电流 Im的比值称为测量阻抗。

电力系统继电保护PPT课件第3章电网的距离保护

电力系统继电保护PPT课件第3章电网的距离保护
电力系统继电保护 ppt课件第3章电网 的距离保护
contents
目录
• 引言 • 距离保护基本原理 • 距离保护的配置与整定 • 距离保护的优缺点 • 实际应用中的问题与对策
01
CATALOGUE
引言
背景介绍
01
电力系统规模不断扩大，对继电 保护的要求也越来越高。
02
距离保护作为继电保护的重要手 段，在保障电网安全稳定运行中 发挥着重要作用。
某地区电网改造项目
针对原有距离保护存在的问题，采用上述解决对策进行改造，提高了保护的可靠 性和准确性，减少了误动作和越级跳闸等问题。
某高压输电线路的运维实践
在高压输电线路的运维中，采用先进的监测技术和自适应算法动态调整保护定值 ，有效避免了因运行方式变化和故障电流过大导致的误动作问题。
THANKS
距离保护的意义
提高电网的稳定性和可靠性
距离保护能够快速准确地切除故障线路，减少故障对整个电网的 影响，提高电网的稳定性和可靠性。
降低设备损坏和停电损失
距离保护能够有效地避免设备损坏和停电事故，减少经济损失和社 会影响。
提高运行管理的智能化水平
距离保护能够实现自动化和智能化控制，提高运行管理的效率和智 能化水平。
总结词
距离保护通常由启动元件、测量元件和执行元件三部分组成 。
详细描述
启动元件的作用是检测故障发生，一旦检测到故障，启动元 件会立即动作；测量元件用于测量故障距离，根据测量结果 判断故障位置；执行元件则根据测量元件的输出信号，执行 相应的动作，如切断故障线路。
距离保护的工作原理
总结词
距离保护通过比较故障点的距离与设定值，来判断是否发生故障。
改进距离保护算法，降低对系统运行 方式和故障类型的敏感度，提高保护 的可靠性和选择性。
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2.动作方程 幅值比较：
2 方向圆特性
Z
－
m
1 2
Z
se t
1 2 Z set
相位比较：
－900 arg Z set－Z m 900 Zm
3 全阻抗圆特性
二、阻抗继电器动作特性及构成方式 （一）全阻抗继电器
3 全阻抗圆特性
1 动作特性 是以坐标原点为圆心，以整定阻抗 绝对值为半径的圆。当测量阻抗Zm落在圆内时， 继电器动作；当测量阻抗Zm落在圆外时，继电 器不动作；当测量阻抗Zm落在圆周时，是继电 器动作边界；
~
1
2
3
t1II t1I
t1III t2I
t2III t2II
3.1.5 距离保护的构成
距离保护由启动回路、测量回路及逻辑回路、出口等组成。 1.启动回路 启动元件采用负序电流继电器。正常运行时，闭锁保护；故 障时，启动整套保护。 2.测量回路 由阻抗继电器KR1、KR2和KR3组成，用以判断故障范围和 方向。 3.逻辑回路 由禁止门Y1、与门Y2和Y3、或门H组成，用以判断保护是 否应该跳闸。KS1KS2KS3为各段保护的信号。
m
1（Zset1 2
Zset
2)
1 (Zset1 Zset 2) 2
3.22 阻抗继电器的动作特性和动作方程
用相位比较法实现的偏移圆 特性
相位比较动作方程
－900 arg Zset1－Zm 90 0 Zm Zset2
2 方向圆特性
方向阻抗继电器
1.动作特性：以整定阻抗为直径，圆周经过坐标原点的圆， 圆内为动作区，圆外为非动作区，圆周是动作边界。Zm 在第三象限，继电器不动作。
系统中性点直接接地系统中各类故障电流路径介绍。 故障电流可以流通的通路称为故障环路。 用故障环路上的电压和电流能正确反应保护安装处到故障 点的距离。 接地距离 相间距离
接地距离保护在不同类型短路时的动作情况
相间距离保护在不同类型短路时的动作情况
3.1.4 距离保护的时限特性
距离保护分为三段式： I段：，瞬时动作 II段：，t=0.5’’ 主保护 III段：躲最小负荷阻抗，阶梯时限特性。后备保护
3.1.2 测量阻抗及其与故障距离的关系
3.1.3三相系统中测量电压和测量电流的选取
在这种单相系统中，测量电压和电流就是被保护安装出 的电压电流，系统金属性短路时两者之间的关系为
此式是距离保护能够用来测量阻抗来正确表示故障距离的 前提和基础，只有测量电压、电流满足上式，测量阻抗才 能正确反应故障的距离
第3章 电网距离保护
3.1距离保护的基本原理与构成
3.1.1距离保护的概念
电流保护的优点：简单﹑可靠﹑经济。 缺点：选择性﹑灵敏性﹑快速性很难满足要 求（尤其35kv以上的系统）。 距离保护的性能比电流保护更加完善。
距离保护的特点
距离保护
距离保护是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值， 反应故障点到保护安装处的距离而工作的保护。
3.1.5 距离保护的构成框图
3.2 阻抗继电器及其动作特性
3.2.1阻抗继电器动作区域的概念
3.22 阻抗继电器的动作特性和动作方程
偏移圆特性
阻抗继电器动作区域的形状， 称为动作特性
半径为 |1/2(Zset1+Zset2) |
圆心位于 1/2（Zset1+Zset2)
绝对值比较动作方程
Z
－
三相系统时，电气量的分析
各类故障的特点
1.单相接地短路故障 故障相对地电压为零，非故障正常。
2.两相接地短路故障。故障点处两接地相的电压都为零。
3.两相不接地短路故障。故障点处两故障相对地电压相等， 各相电压都不为零。
4.三相对称短路。故障点处各相电压相等，且在三相系统对 称时都为零。
5 故障环路的概念及测量电压电流的选取
被保护线路发生相间短路时，短路电流与继电器安装处电压 间的夹角等于线路的阻抗角，即阻抗继电器测量阻抗的阻 抗角等于线路的阻抗角。对于圆特性方向阻抗继电器，在 线路发生短路故障时应使其工作于最灵敏状态下，故要求 的最大灵敏角等于被保护线路的阻抗角。
2.动作方程
幅值ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ较：
Z m Z set
相位比较：
－900
arg
Z Z
set－Z set＋Z
m m
900
总结三种阻抗的意义
整定阻抗：指编制整定方案时根据要求的保护范围所给出的阻抗值。阻 抗继电器根据该值对应一个动作阻抗区域，系统发生短路时，当测量 阻抗落入整定阻抗所对应的动作阻抗区时，阻抗继电器动作。
测量阻抗：指阻抗继电器所测量（感受）到的阻抗，即加入到继电器的 电压、电流的比值。在正常运行时，它的测量阻抗就是通过被保护线 路负荷的阻抗。
动作阻抗：指阻抗继电器临界动作时的测量阻抗。
什么是圆特性方向阻抗继电器的最大灵敏角？ 圆特性方向阻抗继电器的最大动作阻抗时的阻抗角称为最大
灵敏角。
为什么要调整圆特性方向阻抗继电器的最大灵敏角等于被保 护线路的阻抗角？