《电力系统继电保护》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 电网的距离保护

第三章电网的距离保护 电流保护简单可靠 整定、保护范围、灵敏度受电网接线方式、运行 方式影响大 电流、电压保护一般只适用于35KV及以下电压 等级的配电网。35kV及其以上的复杂电网很难满足选 择性、灵敏性和速动性的要求 对于110kV及以上电压等级的复杂网,线路保护 采用何种保护方式? →距离保护

电流保护简单可靠 整定、保护范围、灵敏度受电网接线方式、运行 方式影响大 电流、电压保护一般只适用于35kV及以下电压 等级的配电网。35kV及其以上的复杂电网很难满足选 择性、灵敏性和速动性的要求 对于110kV及以上电压等级的复杂网，线路保护 采用何种保护方式？ →距离保护 第三章 电网的距离保护

第一节距离保护的作用原理 、基本原理 距离保护:反映故障点至保护安装点之间的距离 (或阻抗),并根据距离远近而确定动作时间的一种 保护装置。 测量阻抗:由施加于继电器的电压和电流测得的 保护安装处至短路点的阻抗值。 当短路点距保护安装处近时,其测量阻抗小,动 作时间短;当短路点距保护安装处远时,其测量阻抗 增加,动作时间增长;保证有选择性地切除故障线路

距离保护：反映故障点至保护安装点之间的距离 （或阻抗），并根据距离远近而确定动作时间的一种 保护装置。 测量阻抗：由施加于继电器的电压和电流测得的 保护安装处至短路点的阻抗值。 当短路点距保护安装处近时，其测量阻抗小，动 作时间短；当短路点距保护安装处远时，其测量阻抗 增加，动作时间增长；保证有选择性地切除故障线路。 第一节 距离保护的作用原理 一、基本原理

1)测量阻抗Z:由加入继电器的电压U,与电流L的 比值确定。 2)整定阻抗Za:一般取继电器安装点到保护范围末 端的线路阻抗。 3)起动阻抗(动作阻抗)Zn:它表示当继电器刚好 动作时,加入继电器的电压U和电流的比值。 使阻抗继电器起动的最大测量阻抗

1） 测量阻抗Zr：由加入继电器的电压Ur与电流Ir的 比值确定。 2） 整定阻抗Zset：一般取继电器安装点到保护范围末 端的线路阻抗。 3) 起动阻抗（动作阻抗）Zop：它表示当继电器刚好 动作时，加入继电器的电压Ur和电流Ir的比值。 使阻抗继电器起动的最大测量阻抗

距离保护也有一个保护范围,短路发 生在这一范围内,保护动作,否则不动作 这个保护范围通常只用给定阻抗的大小来 实现的。 正常运行时保护安装处测量到的线 路阻抗为负荷阻抗,即

距离保护也有一个保护范围，短路发 生在这一范围内，保护动作，否则不动作， 这个保护范围通常只用给定阻抗的大小来 实现的。 正常运行时保护安装处测量到的线 路阻抗为负荷阻抗，即 f f f r r r Z I U I U Z = = =    

在被保护线路任一点发生故障时,测 量阻抗为保护安装地点到短路点的短路阻 抗,即 res 距离保护反应的信息量比反应单一物 理量的电流保护灵敏度高

在被保护线路任一点发生故障时，测 量阻抗为保护安装地点到短路点的短路阻 抗，即 距离保护反应的信息量比反应单一物 理量的电流保护灵敏度高。 d d res r r r Z I U I U Z = = =    

当d点短路时,保护1测量的阻抗是2,保 护2测量的阻抗是ZAB+Za 由于保护1距短路点 较近,保护2距短路点 较远,所以保护1的动 作时间可以做得比保 ZaB+ z 护2的动作时间短。这 样故障由保护1切除, 而保护2不动作。这种 选择性的配合,是靠 zdr. I 适当地选择各个保护 Zdr.2- 的整定值和动作时限 (b) 来完成的

当d点短路时，保护1测量的阻抗是 Zd ，保 护2测量的阻抗是 Z AB + Zd 。 由于保护1距短路点 较近，保护2距短路点 较远，所以保护1的动 作时间可以做得比保 护2的动作时间短。这 样故障由保护1切除， 而保护2不动作。这种 选择性的配合，是靠 适当地选择各个保护 的整定值和动作时限 来完成的。 t = f (L) Zdz Z BC (0.8 ~ 0.85)  .1 =

二、距离保护的时限特性 定义:动作时间与保护安装处至短路点之间距 离关系t=∫(L)三段阶梯型时限特性,称距离保护 的I、Ⅱ、Ⅲ段。 ①距离工段 希望:保护被保护范围全长,但满足选择性要求 动作值: mn2=KZMB=(08~0.85)ZB 2021=(08~0.85)2BC 动作时间:t1=保护本身固有动作时间

定义：动作时间与保护安装处至短路点之间距 离关系 三段阶梯型时限特性，称距离保护 的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段。 t = f (L) ① 距离Ⅰ段 希 望：保护被保护范围全长，但满足选择性要求 动作值： Zo p KrelZ A B Z A B (0.8 ~ 0.85)  .2 = = 动作时间： 1 t =保护本身固有动作时间 Zo p ZB C (0.8 ~ 0.85)  .1 = 二、距离保护的时限特性

②距离‖段 希望:保护范围不超出下一条线路距离丨段的保护范围, 同时带有高出一个M的时限。 动作值:当保护1第Ⅰ段末端短路时,保护2的测量阻抗为 三DA + op 82=kA(Zm+4)=082m+08-0s5m 动作 12=1+△t 距离保护I段和工段联合构成本线路的主保护。 ③距离Ⅲ段 希望:作为相临线路保护装置和断路器拒绝动作的后 备保护,同时也作为距离工、工段的后备保护 动作值:2m2=按躲开正常运行的最小负荷阻抗来整定, 不同工作特性阻抗继电器整定方法有差别。 动作时间:tm=tm+△t se next

② 距离Ⅱ段 希 望：保护范围不超出下一条线路距离Ⅰ段的保护范围， 同时带有高出一个 t 的时限。 动作值：当保护1第Ⅰ段末端短路时，保护2的测量阻抗为 Z2 Z AB Zop.1 = +  ( ) 0.8( 0.8 ~ 0.85 ) Zo p.2 KK Z A B Zo p.1 = Z A B + ZB C   = +  动作时间： t = t + t 2 1 距离保护Ⅰ段和Ⅱ段联合构成本线路的主保护。 ③ 距离Ⅲ段 希 望：作为相临线路保护装置和断路器拒绝动作的后 备保护，同时也作为距离Ⅰ、Ⅱ段的后备保护。 动作值： Zop.2  = 按躲开正常运行的最小负荷阻抗来整定， 不同工作特性阻抗继电器整定方法有差别。 t t t 动作时间： self  = next  + 

距离保护的动作时间t与保护安装处到故障点之间的距 离的关系称为距离保护的时限特性,目前获得广泛应用的 是三阶梯型时限特性 t 保护猫的I段 保护3的Ⅱ段 保护3Ⅲ段

距离保护的动作时间t与保护安装处到故障点之间的距 离l的关系称为距离保护的时限特性，目前获得广泛应用的 是三阶梯型时限特性

第二节阻抗继电器 阻抗继电器是距离保护装置的核心元件,主要作用:测 量短路点到保护安装处之间的距离,并与整定阻抗值进行比 较,以确定保护是否应该动作。 单相式阻抗继电器:加入继电器的只有一个电压U(可 以是相电压或线电压)和一个电流;(可以是相电流或两相 电流之差)的阻抗继电器,U和l的比值称为继电器的测量 阻抗Z,即 2可以写成R+/X的复数形式,利用复数平面来分析 这种继电器的动作特性

阻抗继电器是距离保护装置的核心元件，主要作用：测 量短路点到保护安装处之间的距离，并与整定阻抗值进行比 较，以确定保护是否应该动作。 Ir Ur Zr   = Zr 可以写成 R + jX 的复数形式，利用复数平面来分析 这种继电器的动作特性。 第二节 阻抗继电器 单相式阻抗继电器：加入继电器的只有一个电压 Ur  （可 以是相电压或线电压）和一个电流 Ir  （可以是相电流或两相 电流之差）的阻抗继电器， 和 的比值称为继电器的测量 阻抗 Zr ，即 Ur  Ir 