线路保护装置距离保护元件校验

1、任务四：线路保护装置距离保护元件校验任务描述距离保护元件也称阻抗保护元件，多用于输电线路中的保护，如110kV线路，220kV线路等。其基本原理可描述为检测测量阻抗的变化，在测量阻抗进入动作特性区域时，保护动作。其优点是比较灵敏，受系统的运行方式影响较小，但是受过渡阻抗的影响较大。本次任务进行距离保护元件的校验，对距离保护的动作特性区域进行绘制。知识准备1.距离保护的基本原理距离保护的重要判据是测量阻抗Zk，具体是指线路上电压Uk与电流Ik的比值。 Zk=UkIk没有发生故障的线路，其测量阻抗约等于负荷阻抗，当发生短路、接地等故障的时候，其测量阻抗表现为急剧减小。距离保护的基本原理可以表述为动

2、作于测量阻抗的减小。配置有距离保护模块的微机保护装置一般都提供了测量阻抗的观测菜单。通常按照以下格式提供：Zxx=R+jX。所以其整定值一般也按照电阻和电抗分开进行整定。距离保护相比过流保护而言，比较复杂，一般还应加装启动元件、选相元件和方向元件。（1）启动元件保护启动元件用于开放保护跳闸出口继电器的电源及启动该保护故障处理程序。任何一个启动元件动作后，开放所有保护功能。距离保护可以加装以下几种启动元件1.相电流差、零序电流突变量启动元件电流突变量启动元件，在大部分故障情况下均能灵敏地启动，一般是保护的主要启动元件。其判据可表述为：相间电流突变量i>Iqd或零序电流突变量 3i0>

3、Iqd，Iqd为突变量启动定值。当任一突变量多次（一般为3次）超过启动门槛时，保护启动。采用此方式取得的突变量电流可补偿电网频率变化引起的不平衡电流。2.零序电流辅助启动元件为了防止远距离故障或经大电阻故障时相电流差突变量启动元件灵敏度不够，而设置该辅助启动元件。判据：突变量启动元件未动作，零序电流接近零序过流保护定值时该元件动作。3.过电流辅助启动元件为了防止突变量启动元件灵敏度不够而设置的辅助启动元件。判据：突变量启动元件未动作，相电流接近过流保护定值时该元件动作。4.静稳破坏检测元件为了检测系统正常运行状态下发生静态稳定破坏而设置的元件。判据：突变量启动元件未动作，A、B、C三相电流均大

4、于静稳破坏电流定值时该元件动作。（2）选相元件110kV及以下输电线路为三相跳闸，装置的选相元件用以判别实际系统的故障情况，以投入不同的距离元件，实现保护的正确跳闸和故障距离测量。不同的系统发生不同类型的故障时，电流电压特征不同。装置针对不同的故障特征，综合利用各种选相原理以满足不同系统的需要。在突变量启动后的故障初期采用突变量选相元件。在非突变量启动或者突变量启动20ms后，采用稳态序分量选相元件。在故障电流特征不明显时，结合低电压和阻抗选相元件。1.电流突变量选相元件电流突变量选相元件采用相间电流突变量，通过对三个相间电流的大小比较，得到故障相别。选相结果 电流突变量AjBjCjABBCC

5、AABCDIABDIBCDICA各种故障下相间电流的突变量DIAB、DIBC和DICA，的大小如上表所示（表中“”表示较大，“”表示很大，“”表示较小。将DIAB、DIBC和DICA 按大、中、小排序，按表中的关系得出选相结果。2.稳态序分量选相元件稳态序分量选相元件主要根据零序电流和负序电流的角度关系，再加以相间故障排除法进行选相。根据理论分析，当发生A相接地或BC相间短路并经较小弧光电阻接地时，以I0a为基准，I2a位于-30°+30°区内，当BC两相短路接地电阻增大时，I2a越滞后于I0a趋于90°，据I2a/I0a的角度关系划分为六个相区，如图3-4。（1

6、）+30° -30° 对应 AN或BCN（2）+90° +30° 对应 ABN（3）+150° +90° 对应 CN或ABN（4）-150° +150° 对应 CAN（5）-90° -150° 对应 BN或CAN（6）-30° -90° 对应 BCN 在以上(2)、(4)、(6)单一故障类型的相区，直接确认为相应的相间故障，在(1)、(3)、(5)有单相及相间两种故障类型的相区，由于两种故障类型的相别总是不相关的，通过计算相间阻抗，若相间阻抗大于相间阻抗整定值，则排除了相间故

7、障的可能性，判为相应的单相接地故障，否则判为相应的相间故障。3.低电压选相元件低电压选相元件主要是为了满足弱电源侧保护选相的要求，在电流突变量选相和零负序稳态序分量选相失败的情况下，且未出现TV断线时，投入低电压选相元件。低电压选相的判据为：a) 任一相电压很小，且其他两相电压都接近额定电压，则判为该相单相故障；b) 相间电压很小，判为该相间故障。（3）方向元件对于出口短路或三相短路，距离保护采用记忆电压判方向（故障前电压顺移两周波后，同故障后电流比相）。对于不对称故障，距离保护采用负序方向元件把关。距离方向元件的动作区一般采用圆形阻抗特性或近似于四边形的多边形动作特性，可用于纵联距离保护和三

8、段相间距离、接地距离保护。图3-5就是一种多边形特性的距离保护动作区， X和R可以分别独立整定。其中，XDZ按保护范围整定，是相应元件的电抗定值；RDZ按躲事故过负荷情况下的负荷阻抗整定，是相应元件的电阻定值，可满足长、短线路的不同要求，提高了短线路允许过渡电阻的能力，以及长线路避越负荷阻抗的能力；选择的多边形上边下倾角（如图中的7°下倾角），可提高躲区外故障情况下的防超越能力。在重合或手合时，阻抗动作特性在原有的基础上，再叠加上一个包括座标原点的小矩形特性（图3-5右部），称为阻抗偏移特性动作区。在三相短路时，距离III段也采用偏移特性。设置小矩形动作区还可以保证出口故障时距离保护

9、动作的可靠性。2.距离保护的动作试验由于距离保护的特殊性，临界边界不易界定，可采取两种方法进行动作试验。（1）状态序列法：采用模拟突然短路的方法进行，在模拟出口短路之前，应先加额定电压。1.序列1加入额定电压和额定电流，模拟正常运行状态；序列2按照测量阻抗为整定值的0.95倍加入电压和电流,距离保护应可靠动作。2.序列1加入额定电压和额定电流，模拟正常运行状态；序列2按照测量阻抗为整定值的1.05倍加入电压和电流,距离保护应可靠不动作。3.序列1加入额定电压和额定电流，模拟正常运行状态；序列2按照测量阻抗为整定值的0.7倍加入电压和电流,测量保护动作延时。（2）距离搜索法：部分继保测试仪提供距

10、离保护搜索功能，在设定好搜索参数后，开始试验，继保测试仪可以将各个方向的动作临界点测出，并绘制出动作特性图。项目实施1.试验准备查阅调试装置说明书中相关距离保护的原理部分和保护安装屏柜图纸，进行试验准备。（1）画出过流保护逻辑框图：（2）对保护动作条件进行描述：（3）对调试接线进行描述：2.二次安全措施被试设备名称及屏号工作人工作时间 签发人工作内容：工作条件：1、 一次设备运行情况：2、 被试保护作用的开关： 3、 被试保护屏上的运行设备：4、 被试保护屏、控制屏及端子箱与其他保护联接线： 序号执行安全措施内容恢复（填写操作屏号）123456临时拆线记录1233.保护设置：设置定值： 设置控制字： 设置压板： 4.测试接线完成二次安全措施的前提下进行如图3-2的测试接线：5.动作试验及功能评价（1）完成动作试验填写下表