距离保护

1/7 实验八 距离保护及方向距离保护整定

一、实验目的

1．熟悉阶段式距离保护及方向距离保护的工作原理和基本特性。

2．掌握时限配合、保护动作阻抗（距离）和对DKB、YB的实际整定调试方法。

二、预习与思考

1．什么是距离保护？距离保护的特点是什么？

2．什么是距离保护的时限特性？

3．什么是方向距离保护？方向距离保护的特点是什么？

4．方向距离保护的Ⅰ段和Ⅱ段为什么在单电源或多电源任何形状的电网中都能够保证有选择性地切除故障线路？

5．阶段式距离保护中各段保护是如何进行相关性配合的？

6．在整定距离保护动作阻抗时，是否要考虑返回系数。

三、原理说明

1．距离保护的作用和原理

电力系统的迅速发展，使系统的运行方式变化增大，长距离重负荷线路增多，网络结构复杂化。在这些情况下，电流、电压保护的灵敏度、快速性、选择性往往不能满足要求。电流、电压保护是依据保护安装处测量电流、电压的大小及相应的动作时间来判断故障是否发生以及是否属于内部故障，因而受系统的运行方式及电网的接线形式影响较大。

针对被保护的输电线路或元件，在其一端装设的继电保护装置，如能测量出故障点至保护安装处的距离并与保护范围对应的距离比较，即可判断出故障点的位置从而决定其行为。这种方式显然不受运行方式和接线的影响。这样构成的保护就是距离保护。

以上设想，表示在图8-1中。图中线路A侧装设着距离保护，由故障点到保护安装处间的距离为l，按该保护的保护范围整定的距离为zdl，如上所述，距离保护的动作原理可用方程表示：adll≤。满足此方程时表示故障点在保护范围内，保护动作；反之，则不应动作。

图8-1 距离保护原理说明 Z—表示距离保护装置

距离比较的方程两端同乘以一个不为零且大于零的z1（输电线每千米的正序阻抗值）得到：

11dzdZzlzl≤ ( 8-1 )

式（8-1）称为动作方程或动作条件判别式。表明距离保护是反应故障点到保护安装处间的距离（或阻抗）并与规定的保护范围（距离或阻抗）进行比较，从而决定是否动作的一种保护装置。当1dzdZzl时，表明故障发生在保护范围内，保护应动作；当1dzdZzl时，表明故障发生在保护范围外，保护不应动作；当1dzdZzl时，表明故障发生在保护范围末端，保护刚好动作。所以，距离保护又称为低阻抗保护。

实验二 距离保护

（1）实验目的

1. 了解距离保护的原理；

2. 熟悉相间距离保护的圆特性；

3. 掌握距离保护的逻辑组态方法。

（2）实验原理及逻辑框图

1.距离保护的原理及整定方法；

由于电流保护整定值的选择、保护范围以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，在35KV及以上电压的复杂网络中，很难满足选择性、灵敏性以及快速切除故障要求，为此采用距离保护来实现。

距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的距离（阻抗），并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。

距离保护的Ⅰ段：

它和电流保护的Ⅰ段很类似，都是按躲开下条线路出口处短路，保护装置不误动来整定，可靠系数一般取0.8-0.85。ABKdzZKZ2'

距离保护的Ⅱ段：

按以下两点原则来整定：

1）与相邻线路距离保护第Ⅰ段相配合，)'(12''dzfzABKdzZKZKZ

KK-----一般取0.8；fzK-------应采用当保护1第Ⅰ段末端短路时可能出现的最小值。如果遇到有助增电流或外汲电流的影响，系数fzK取小。

2）躲开线路末端变电所变压器低压侧出口处短路时的阻抗值。

KK-----一般取0.7；fzK-------应采用当短路时可能出现的最小值。

计算后，取以上两式中的较小一个，动作时限为下条线路一段配合，一般为0.5S。

校验：灵敏度一般为≥1.25。

距离保护的Ⅲ段：

一般按躲开最小负荷阻抗来整定。

2.距离保护评价

1）可以在多电源复杂网络中保证动作的选择性。

2）距离Ⅰ段不能保护全长，两端合起来就是30%-40%的线路不能瞬时切除，须经0.5S的延时才能切除，在220KV及以上电网中有时候是不满足稳定性要求的，不能作为主保护。

3）由于阻抗继电器同时反应于电压的减低和电流的增加而动作，它较电流、电压保护灵敏。

4）距离Ⅰ段的保护范围不受系统运行方式变化影响，其他两段影响也小，保护范围比较稳定。

距离保护

百科名片距离保护是指利用阻抗元件来反应短路故障的保护装置。

目录

概念

组成

装置构成

阻抗继电器

接线方法

注意事项

编辑本段概念

用电压与电流的比值(即阻抗)构成的继电保护，又称阻抗保护，

阻抗元件的阻抗值是接入该元件的电压与

距离保护电流的比值：U/I=Z，也就是短路点至保护安装处的阻抗值。因线路

的阻抗值与距离成正比，所以叫距离保护或阻抗保护。距离保护分为

接地距离保护和相间距离保护等。

距离保护分的动作行为反映保护安装处到短路点距离的远近。与

电流保护和电压保护相比，距离保护的性能受系统运行方式的影响较

小。

当短路点距保护安装处近时，其量测阻抗小，动作时间短;当短

路点距保护安装处远时，其量测阻抗大,动作时间就增长，这样保证

了保护有选择性地切除故障线路。距离保护的动作时间 (t)与保护安

装处至短路点距离(l)的关系t=f(l),称为距离保护的时限特性。为了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

三段式距离保护

1、 距离保护Ⅰ段的保护范围为线路全长的80~85%，即线路AB段的80~85%。动作阻抗为ZⅠ OP1=(0.80~0.85)ZAB，瞬时动作。

动作过程：当故障点位于距离保护Ⅰ段范围内时，测量阻抗ZM小于动作阻抗ZⅠ OP1，保护1动作跳闸，切除故障。

2、 距离保护Ⅱ段的保护范围为AB段的全长，并延伸至BC段但不超出保护2的距离保护Ⅰ段保护的范围（保护2距离Ⅰ段的保护范围为保护2本线路的80~85%，因此保护1距离保护Ⅱ段的保护范围小于AB+80~85%BC），因此保护1距离Ⅱ段的动作阻抗ZⅡ

OP1小于(ZAB+ZⅠ OP2)，动作时间大于距离保护Ⅰ段。距离保护Ⅱ段是为了保护距离保护Ⅰ段保护范围之外的15%~20%的线路及作为距离保护Ⅰ段的后备保护。

动作过程：

（1）当故障点位于AB段距离保护Ⅰ段范围之外时（即距离保护Ⅰ段保护范围之外的15%~20%AB），测量阻抗ZM大于保护1的距离Ⅰ段动作阻抗，保护1的距离保护Ⅰ段不动作。保护2的距离Ⅰ段保护范围为本线路的80~85%，故障点也不在保护2的保护范围内，因此保护2也不动作。由上距离保护Ⅱ段的保护范围可知，故障点位于该保护范围内。因此，当该点发生故障时，保护1的距离保护Ⅰ段不动作，经过保护1的距离保护Ⅱ段动作整定时间，保护动作切除故障。

（2）当故障点位于保护2本线路80~85%范围内时，保护2测量阻抗ZM小于保护2距离保护Ⅰ段动作阻抗ZⅠ OP2,保护2动作跳闸，切除故障。虽然故障点也可能位于保护1距离保护Ⅱ段的范围内，但是其动作时间大于保护2距离保护Ⅰ段的动作时间，距离保护Ⅰ段是瞬时动作的。因此保护2距离保护Ⅰ段先动作，保护1距离保护Ⅱ段不动作。

3、 距离保护Ⅲ段作为下一线路的保护和本线路主保护的后备保护，动作阻抗应小于线路最小负荷阻抗，动作时间大于本线路及相邻线路保护动作的最大时间。即当距离保护Ⅰ、Ⅱ段在故障时均不动作，距离保护Ⅲ段作为后备保护动作跳闸，切除故障。