电力系统继电保护-第三章电网的距离保护1-5节

第一节 距离保护的基本工作原理及构成
距离保护的基本原理
• 距离保护是通过测量被保护线路始端电压和线路电流的比值而动 作的一种保护。 当短路点在保护范围内时，即当Zm<Zset时，保护动作。 当短路点在保护范围外时，即当Zm>Zset时，保护不动作。
正常运行 线路上短路时
距离保护的整定原则
• I段： 保护区为本线路全长的80%-85%瞬时动作于本线路出口断 路器；
Z set 1 R
jX
1、全阻抗圆特性阻抗继电器
特点：
• 动作无方向性；
o
• 动作阻抗与整定阻抗相等。
（动作阻抗:原点到圆周所对应的阻抗相量）
•
•
Zm Zset U m m Zset
90 arg Zset Zm 90 Zset Zm
Z set
Zm
R
2、方向圆阻抗继电器特性圆 jX
距离元件：测量保护安装点至故障点的距离，并判断短路故障的方 向。一般为阻抗继电器，距离I段和II段采用方向阻抗继电器，III段 采用偏移特性阻抗继电器。
时间元件：建立II、III段动作时限，以获得其所需要的动作时限特 性，一般采用时间继电器。
第二节 阻抗继电器及其动作特性
阻抗继电器是距离保护的核心元件 作用：用来测量保护安装点至故障点之间的阻抗（距离）并与整定 值进行比较以确定保护区内还是保护区外故障。
阻抗继电器的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。
动作方程：用来描述阻抗继电器动作特性的方程式，称为动作方程
圆特性阻抗继电器主要包括：全阻抗圆特性阻抗继电器、方向
圆特性阻抗继电器 、偏移圆特性阻抗继电器
jX
jX
Z set

jXLeabharlann ZsetCZm
B
Zm Zset
R
& & Um + I m Zset 90° ≤ arg ≤ 270° & & Um I m Zset A
Zm + Zset
2,方向阻抗继电器
jX
方向阻抗特性圆: 过坐标原点,以 Z set 为直径的圆, 圆内为动作区; 反方向故障时不会误动, Zm 本身具有方向性; A
& U CA Zm3 = = Z1lk & & IC I A
2. 两相短路(以BC两相短路为 例) & & & & & & & UkB = UkC, UA = EA IA = 0, IB = IC,
& I0 = 0
& & & & U B = U kB + ( I B + K 3I 0 )Z1lk
& & & & UC = UkC + (IC + K3I0 )Z1lk
k
Zk
A
k
ZL
L
R
一,距离保护的作用原理
& Ik
Z k1
Z set
jX
A
k
Zk2 Z set Z k1
L
ZL
R
Z k3
二,距离保护的主要组成元件
1,起动元件( ΔI 2 + Δ3I 0 ) 2,测量元件; 3,时间元件; 4,振荡闭锁回路 5,断线闭锁元件 6,出口执行元件;
3.2
阻抗继电器及其动作特性
& & & & UC = UkC + (IC + K3I0 )Z1lk

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 )

第三章 电网的距离保护
一、距离保护基本原理 二、阻抗继电器动作特性及其实现方法 三、距离保护的整定计算及对距离保护的评价 四、距离保护的振荡闭锁 五、故障类型判别及故障选相 六、距离保护特殊问题的分析 七、工频故障分量距离保护
第一节 距离保护基本原理及构成
一、距离保护的基本概念
电流保护：反映故障电流大小。 简单、经济、工作可靠，适用于35KV及以下电网； 受系统运行方式变化的影响较大，难以满足高压和超高 压电网快速、有选择性地切除故障的要求。


U

AB
I AB


Z1l

U

dAB
I AB


U dAB
U dA
U dB

0


Zm
Z1l
U dAB IAB
l
接地短路的00 接线方式：
U m
U Ud (I K 3I0 ) Z1 l
U A
其中 K Z0 Z1 3Z1
U B U C
距离保护：利用短路时电压、电流同时变化的特征，反应故障点至 保护安装点之间的距离而工作的保护。
K3 M 1
K1 Lset K2
2N
jX Z k2
Z Set Z k1
Z k3
Zm

U m Im
ZL
R
依据测量阻抗在不同情况下幅值和相位的“差 异”，保护就能够区分出系统是否发生故障以及 故障发生的范围。
d
2N
2) 单相接地短路
M 1 Ik
d
2N
假设A 接地短路:
U
U Ud (I K 3I0) Z1 l