2 电网的距离保护

3.1 距离保护的基本原理与构成
Lset
3.1 距离保护的基本原理与构成
考虑到二次侧的测量阻抗受电流、电压互感器和输电线
路阻抗角的角度差等因素影响，因此，通常将阻抗继电器的
保护范围扩大为一个面或圆的形式。当测量阻抗落在这个范 围内时，阻抗元件动作；否则不动作。
这个保护范围的边界叫做：整定阻抗。用符号Zset表示。
为保证距离保护的正确工作，测量电压、测量电流应取用故障环路 （故障电流流通的回路）上电压、电流量。 • 接地短路的故障环路为“相－地”故障环路；
接地距离保护接线方式
相间距离保护接线方式
• 相间短路的故障环路为“相－相”故障环路。
3.1 距离保护的基本原理与构成
顺便说明：在一些特殊情况下，当故障相的测量
3.1 距离保护的基本原理与构成
三、距离保护的接线方式
接线方式——测量电压和测量电流？
希望或要求： •能够反映短路点到保护安装处的正序阻抗（或者距离）； •适合于任何的短路类型。 但遗憾的是，到目前为止，还没有一种接线方式能够 同时满足上述的2个要求。 同学们可以探索更好的接线方式！！
3.1 距离保护的基本原理与构成
3.
因此，三相的M点与K点在任何情况下的通用表达式为：
此式的分析过程还包含了接线方式的产生过程。 ，此时要想得到反映短路点K到保护安装处M 的正序阻抗Z1，只要进行下面的计算就可以实现：
带零序补偿的00接线方式
3.1 距离保护的基本原理与构成
3.1 距离保护的基本原理与构成
具体分析各种测量阻抗的情况：
(2)三相短路（以下分析中，无下标m时，均表示为测量量）
通用式：
3.1 距离保护的基本原理与构成
具体分析各种测量阻抗的情况：

Z m Z set
Zm
O
m
R
Z m Z set
R
(a)
(b)
| Zm | Zset
| U m | I m Z set
幅值比较方式
Z m Z set 270 arg 90o Z m Z set
o
相位比较方式
2. 全阻抗继电器—实际实现
jX
Z set
jX
Z m Z set
Z0 Zm Z0
jX
A
Z0
k
O
Zm
k
R
O

Zm Z0
Z0
(a)
Zm
A
R
A
Z0
(b)
| Zm Z0 | Zm Z0
Um 270 Arg 90 I m Z set
U P Um
U = I m Z0
6. 具有直线特性的继电器-电抗继电器
jX
jX set
o
相位比较方式
3. 方向阻抗继电器—实际实现
jX
Z set
jX
Z set
Zm
1 Z set 2
Z
m
1 2 Zset
Z set
Zm
O
Zm
O

R
(a)
(b)
Um 270 Arg 90 U m I m Z set
动作方程
U P Um
U =Um I m Zset
3. 方向阻抗继电器-几个概念的说明 起动阻抗随着测量阻抗 相角的变化而改变；
Zk (nTA / nTV )
动作特性扩大为一个圆
(a)
～

第三章距离保护第三章：电网距离保护1.距离保护的定义和基本原理：距离保护：是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的壁纸，反映故障点到保护安装处的距离而工作的保护。

基本原理：按照继电保选择性的要求，安装在线路两端的距离保护仅在下路MN内部故障时，保护装置才应该立即动作，将相应的断路器跳开，而在保护区的反方向或本线路之外正方向短路时，保护装置不应动作。

与电流速断保护一样，为了保证在下级线路的出口处短路时保护不误动作，在保护区的正方向（对于线路MN的M侧保护来说，正方向就是由M指向N的方向）上设定一个小于本线路全长的保护范围，用整定距离Lset来表示。

当系统发生短路故障时，首先判断故障的方向，若故障位于保护区的正方向上，则设法测出故障点到保护安装处的距离Lk，并将Lk与Lset相比较，若Lk小于Lset，说明故障发生在保护范围之内，这时保护应立即动作，跳开相应的断路器；若LK大于Lset，说明故障发生在保护范围之外，保护不应动作，对应的断路器不会跳开。

若故障位于保护区的反方向上，则无需进行比较和测量，直接判断为区外故障而不动作。

｝通常情况下，距离保护可以通过测量短路阻抗的方法来间接地测量和判断故障距离。

2.几种继电器的方式：苹果特性：有较高的耐受过渡电阻的能力，耐受过负荷的能力比较差；橄榄特性正好相反。

电抗特性：动作情况至于测量阻抗中的电抗分量有关，与电阻无关，因而它有很强的耐过渡电阻的能力。

但是它本身不具有方向性，且在负荷阻抗情况下也可能动作，所以通常它不能独立应用，而是与其他特性复合，形成具有复合特性的阻抗原件。

电阻特性：通常也与其他特性复合，形成具有复合特性的阻抗原件。

多边形特性：能同时兼顾耐受过渡电阻的能力和躲负荷的能力。

3测量阻抗：Zm定义为保护安装处测量电压Um&与测量电流Im&之比，即Um&/Im& 动作阻抗：使阻抗原件处于临界动作状态对应的阻抗（Zop）。

K1、K3—电压比例系数
K2、K4—具有阻抗量纲的比例系数
(一)比幅式阻抗继电器
U A K1U m K2Im
U B K3U m K4Im
动作条件：
U A U B
1.当K1===0时
K2Im K3Um K4Im
K2 K3
U m Im
K4 K3
其动作特性是以K4/K3为圆心，以K2/K3为半径的园
按加入的电压和电流的相数分：有单相式和多相式
按被比较两个电压的方式分：有相比较和幅值比较
(2)阻抗继电器的分析方法
在阻抗复平面上分析阻抗继电器特性 (a)网络接线 (b)被保护线路的测量阻抗及动作特性
2、测量阻抗 测量阻抗：加入阻抗继电器的电 压和电流的比值
整定阻抗：以线路全长的（80-85）%的阻抗， 其阻抗角为线路的阻抗角 3、利用复数平面分析阻抗继电器的特性
当θ1≥180°≥θ2时，特性曲线的外部为动作区
1.园特性阻抗继电器 当θ2-θ1=180°时，动作特性为园，ab为弦； 当θ2=270 °，θ1= 90°时，动作特性是以ab为直径的园； 若令K1=K3，K2=-K4,则为全阻抗继电器。 若令K1=K3，K2=0,则为方向阻抗继电器。
2.橄榄形特性阻抗继电器 当θ2-θ1< 180°时， 且（θ2-θ1）/2= 180°
①若 K2=K4=KI
KI K3
U m Im
KI K3
为方向阻抗继电器
②K4>K2，为上抛园； ③K4<K2，为偏移特性阻抗园。
2.当K1=K3=Ku时
KUUm K2Im KUUm K4Im
Zm
K2 KU
Zm
K4 KU
令
K2 KU