电网距离保护第4讲

对应的阻抗值
3.4.1 距离保护的整定计算
3. 距离Ⅲ段整定 距离Ⅲ 作用： 作用：本线路的近后备或下级线路的远后备 整定原则： 整定原则： 情形之三： 情形之三：按躲过最小负荷阻抗整定 最小负荷阻抗的确定
Z L min & (0.9 − 0.95)U N 0.95)U = & I max
III Z set ⋅1 =
3.4.1 距离保护的整定计算
1. 距离Ⅰ段整定 距离Ⅰ 作用：无延时的速动段，只反映本线路内部故障， 下级线路出口应可靠不动作。 原则：躲过本线路末端短路时的测量阻抗
Ι Ι Z set = K rel zL
t =0
其中： L ：线路全长 z ：单位长度线路阻抗 Ι K rel ：可靠系数，一般取0.8-0.85
I ac⋅min I op⋅min
I ac⋅max
Im
图 3-23 动作阻抗随测量电流变化的曲线
3.4 距离保护的定值整定及评价 3.4.1 距离保护的整定计算
引言： 引言： 距离保护一般采用阶段式的配合思想， 距离保护一般采用阶段式的配合思想，各段之间 的配合关系，类似于三段式电流保护。 的配合关系，类似于三段式电流保护。 通常配置距离Ⅰ 距离Ⅱ 距离Ⅲ 其中， 通常配置距离Ⅰ段、距离Ⅱ段、距离Ⅲ段。其中， 距离Ⅰ 距离Ⅱ段一般采用具有方向性的动作特性， 距离Ⅰ段、距离Ⅱ段一般采用具有方向性的动作特性， 作为被保护线路的主保护；距离Ⅲ 作为被保护线路的主保护；距离Ⅲ段，通常采用带有 偏移特性的动作特性，作为本线路、 偏移特性的动作特性，作为本线路、下级线路及反向 出口故障的后备 距离保护的整定， 距离保护的整定，实际上是确定与保护动作特性 有关的特征阻抗。 有关的特征阻抗。
（二）消除方向死区的常用方法 2. 引入记忆电压作为极化电压 引入非故障相电压无法消除三相出口短路时的方向 死区。这是可以引入故障前电压作为极化电压， 死区。这是可以引入故障前电压作为极化电压，其 动作特性如下： 动作特性如下：
& & I J z set − U J − 90° ≤ arg ≤ 90° [0] & −UJ
& & I J z set − U J − 90° ≤ arg ≤ 90° & − U J1
3.3.4 消除方向阻抗继电器出口故障方向死区 的方法
（二）消除方向死区的常用方法 1. 引入非故障相电压作为极化电压 采用正序电压作为极化电压 其中： 接地故障
& & U J 1 = U ϕ1 & & & I J = I ϕ + k ⋅ 3I 0 U =U & J &ϕ & & U J 1 = Uϕϕ1 & & I J = Iϕϕ U =U & J & ϕϕ
ΙΙΙ ΙΙΙ ΙΙ Z set = K rel ( zL + K b min Z adj )
情形之二：与下级线路电流、 情形之二：与下级线路电流、电压保护配合
ΙΙΙ ΙΙΙ min Z set = K rel ( zL + Kb min Z adj )
min Z adj 等于相邻线电流、电压保护的最小保护范围
II Z set K lm = ≥ 1.25 zL
灵敏度不满足要求时，应考虑进一步扩大距离Ⅱ段 保护范围，与下级线路距离Ⅱ段配合 动作时间：为保证下级线路出口的选择性，距离Ⅱ 段动作时间应比配合段多一个时间级差 ΙΙ x t = tadj + ∆t
3.4.1 距离保护的整定计算
3. 距离Ⅲ段整定 距离Ⅲ 作用： 作用：本线路的近后备或下级线路的远后备 整定原则： 整定原则： 情形之一：与下级线路距离Ⅱ段或距离Ⅲ 情形之一：与下级线路距离Ⅱ段或距离Ⅲ段配合
jX
Z m − Z set − 90 ≤ arg ≤ 90 o − (Z M 1 + Z m )
o
Zset Zset-Zm
正向故障时，动作区是一 个包含原点的偏移阻抗圆
o
Zm R Zm＋ZM1
－ZM1 图 3-21 正序电压极化的测量元件 在正 向故障时的动作特
3.3.4 消除方向阻抗继电器出口故障方向死区 的方法
K ss 自启动系数，与负荷特性有关，统计得到，1.5-2.5 K rel 可靠系数，1.2-1.25 K re 返回系数，取决于继电器型号，1.15-1.25
ϕ set 线路阻抗角
ϕ L 负荷阻抗角，由负荷功率因数得到
3.4.1 距离保护的整定计算
3. 距离Ⅲ段整定 距离Ⅲ 其中： 其中：
K ss 自启动系数，与负荷特性有关，统计得到，1.5-2.5 K rel 可靠系数，1.2-1.25 K re 返回系数，取决于继电器型号，1.15-1.25
3.4.1 距离保护的整定计算
2. 距离Ⅱ段整定 距离Ⅱ 作用：距离Ⅰ段无法保护线路全长，增加距离Ⅱ段； 其保护范围应涵盖线路全长，且有一定灵敏度。因 此距离Ⅱ段的保护范围应延伸至下一级线路，并在 动作时间上与下一级线路进行配合，以实现选择性 跳闸 原则：动作阻抗应不超过下级线路配合段的保护范 围，动作时间应比下级线路配合段提高遗稿时间级 差。
Z set
其中：(1 −
′ C1N Z N 1 ) 2 Z Σ1 + Z Σ 0
近似为实数
3.3.4 消除方向阻抗继电器出口故障方向死区 的方法
（二）消除方向死区的常用方法 1. 引入非故障相电压作为极化电压 将上述两式代入阻抗继电器动作方程时，我们得到当 将上述两式代入阻抗继电器动作方程时，我们得到当 反向发生接地故障时， 反向发生接地故障时，距离继电器的动作特性如下
相间故障
3.3.4 消除方向阻抗继电器出口故障方向死区 的方法
（二）消除方向死区的常用方法 1. 引入非故障相电压作为极化电压 采用正序电压作为极化电压 其中： 接地故障
& & U J 1 = U ϕ1 & & & I J = I ϕ + k ⋅ 3I 0 U =U & J &ϕ & & U J 1 = Uϕϕ1 & & I J = Iϕϕ U =U & J & ϕϕ
全阻抗特性定值： 全阻抗特性定值：
1 Z L⋅min K rel K ss K re
III 方向阻抗特性定值： 方向阻抗特性定值： Z set ⋅1 =
Z L⋅min K rel K ss K re cos(ϕ set −ϕ L )
3.4.1 距离保护的整定计算
3. 距离Ⅲ段整定 距离Ⅲ 其中： 其中：
其在正反向故障时的动作特性分析，作为课后练习
3.3.5 阻抗继电器精确工作电流和精确工作电压
（一）阻抗继电器测量特性 与所有测量设备一样，阻抗继电器对被测输入量也 有量程的要求。即只有在量程范围内，阻抗继电器 才能准确的测量阻抗。
Z op Z set 0.9 Z set I ac⋅min I op⋅min
情形之二：与相邻变压器配合（考虑变压器配置差 情形之二：与相邻变压器配合（ 动保护） 动保护）
ΙΙ ΙΙ Z set = K rel ( zL + K b min ZT )
3.4.1 距离保护的整定计算
2. 距离Ⅱ段整定 距离Ⅱ 灵敏度校验：距离Ⅱ段要保护线路全长，因此其灵 敏度校验要求在线路末端故障时，有足够的灵敏度。
Z m1 & & & & U A I 1 Z 12 + I 2 Z k I2 = = = Z AB + Z k = Z AB + K b Z k & & & I1 I1 I1
3.4.1 距离保护的整定计算
2. 距离Ⅱ段整定 距离Ⅱ 情形之一： 情形之一：与相邻下级线路保护
ΙΙ ΙΙ Ι Z set = K rel ( zL + K b min Z adj )
Z set + Z m − 90 ≤ arg ≤ 90 o ′ − (Z N1 + Z m )
o
jX
′ Z N1
反向故障时，动作区是一 个不包含原点的上抛圆
－Zm
Zset o
R
图 3-22 以正序电压为参考电压的测量元 件在反向故障时的动作特性
3.3.4 消除方向阻抗继电器出口故障方向死区 的方法
Im
I ac⋅max
ห้องสมุดไป่ตู้
图 3-23 动作阻抗随测量电流变化的曲线
3.3.5 阻抗继电器精确工作电流和精确工作电压
（二）阻抗继电器测量特性分析 起始段受传变器传变非线性的影响 尾段受饱和特性影响 最小精确工作电流 最小精确工作电压： 最小精确工作电压：最小精确工作电流和整定阻 抗乘积
Z op Z set 0.9 Z set
（二）消除方向死区的常用方法 1. 引入非故障相电压作为极化电压 当反向发生接地故障时
& & & Uϕ = ( Iϕ + K 3I 0 )(− Z m )
& & & ′ U ϕ1 = Eϕ N + Iϕ1Z N 1 & Eϕ N ′ Z N1 2 Z Σ1 + Z Σ 0 ′ C1N Z N 1 & = (1 − ) Eϕ N 2 Z Σ1 + Z Σ 0 ′ C1N Z N 1 & & ′ = (1 − )[−( Iϕ + K 3I 0 )( Z N 1 + Z m )] 2 Z Σ1 + Z Σ 0 & = Eϕ N − C1N
3.3 阻抗继电器的实现方法
3.3.4 消除方向阻抗继电器出口故障方向死区 的方法