第三章电网距离保护

1、第三章电网距离保护本节要求：本节要求：o 距离保护的原理及组成；距离保护的原理及组成；o 阻抗继电器的动作特性及动作方程；阻抗继电器的动作特性及动作方程；o 方向阻抗继电器的动作死区及消除方法；方向阻抗继电器的动作死区及消除方法；o 阻抗继电器的精工电流和精工电压。阻抗继电器的精工电流和精工电压。第一节第一节 距离保护概述距离保护概述 一、距离保护的基本概念一、距离保护的基本概念1 1、电流保护：接线简单、经济、可靠；受网络接线、电流保护：接线简单、经济、可靠；受网络接线、系统运行方式、故障类型的影响大。一般只适用系统运行方式、故障类型的影响大。一般只适用于于35kv35kv及以下电压等级的配

2、电网；不能满足及以下电压等级的配电网；不能满足110kv110kv及以上电压等级复杂电网对保护的要求。及以上电压等级复杂电网对保护的要求。2 2、距离保护：反应保护安装处至故障点之间的距离、距离保护：反应保护安装处至故障点之间的距离（阻抗），并根据距离的远近而确定动作时限的（阻抗），并根据距离的远近而确定动作时限的一种保护装置，主要元件为距离（阻抗）继电器一种保护装置，主要元件为距离（阻抗）继电器KZKZ。二、距离保护作用原理分析二、距离保护作用原理分析1 1、系统正常运行时（以保护、系统正常运行时（以保护2 2为例）为例）: : mmmLUZZI保护安装处测量到的阻抗为负荷阻抗保护安装处测量

3、到的阻抗为负荷阻抗LZmU被保护线路母线的相电压，测量电压；被保护线路母线的相电压，测量电压；mI被保护线路的电流，测量电流；被保护线路的电流，测量电流；mZ测量电压与测量电流之比，测量阻抗。测量电压与测量电流之比，测量阻抗。正常运行时，由于测量电压在额定值附近，较大；测量电流正常运行时，由于测量电压在额定值附近，较大；测量电流是负荷电流，很小；所以，测量阻抗很大，保护不应动作。是负荷电流，很小；所以，测量阻抗很大，保护不应动作。式中：式中：2 2、K K点短路（假设为三相短路）点短路（假设为三相短路）3 3、距离保护：反应测量阻抗的降低而动作，属于欠、距离保护：反应测量阻抗的降低而动作，属于

4、欠量动作的保护。量动作的保护。保护安装处测量到的阻抗为故障点至保护安装处的短路阻抗保护安装处测量到的阻抗为故障点至保护安装处的短路阻抗mm1mUZZ LI被保护元件故障，测量电压降低，较小；测量电流是短路电被保护元件故障，测量电压降低，较小；测量电流是短路电流，很大；测量阻抗比正常运行时小得多，保护流，很大；测量阻抗比正常运行时小得多，保护2应动作。应动作。4 4、距离保护动作条件、距离保护动作条件（1）当短路点在保护范围以外时：）当短路点在保护范围以外时：（2）当短路点在保护范围内时：）当短路点在保护范围内时： msetZZmsetZZ距离保护的整定阻抗距离保护的整定阻抗 ：使保护动作的最大

5、阻抗。：使保护动作的最大阻抗。setZ保护不动作保护不动作保护动作保护动作5 5、时限特性、时限特性 保护安装处到故障点之间的距离保护安装处到故障点之间的距离L L越长，距离保护越长，距离保护的动作时间的动作时间t t越长越长阶梯型时限特性（同电流保阶梯型时限特性（同电流保护）。护）。三、距离保护的组成三、距离保护的组成1 1、三段式距离保护装置一般由以下四种元件组成，、三段式距离保护装置一般由以下四种元件组成，其逻辑关系如图所示：其逻辑关系如图所示：2 2、各部分构成及作用、各部分构成及作用p起动元件：发生故障瞬间起动保护，一般由负序起动元件：发生故障瞬间起动保护，一般由负序或零序电流元件构

6、成；或零序电流元件构成；p方向元件：判断故障方向，防止反方向故障时保方向元件：判断故障方向，防止反方向故障时保护误动作，可由护误动作，可由KW或方向或方向KZ构成；构成；p距离元件：判断故障点到保护安装处的距离，由距离元件：判断故障点到保护安装处的距离，由KZ构成；构成；p时间元件：保证动作的选择性，由时间元件：保证动作的选择性，由KT构成；构成；p出口元件：起动出口元件：起动KS或或QF。第二节第二节 阻抗继电器（距离保护的核心元件）阻抗继电器（距离保护的核心元件）一、分类：一、分类：1 1、按输入量分类：、按输入量分类：二、单相式圆特性阻抗继电器二、单相式圆特性阻抗继电器1 1、全阻抗继电

7、器、全阻抗继电器测量阻抗测量阻抗2 2、按动作特性分类：、按动作特性分类：单相式单相式多相式多相式圆特性圆特性直线特性直线特性多边形特性多边形特性mmmmmUZRjXI 动作条件：动作条件：动作特性：在复平面内，其动作特性是以保护安动作特性：在复平面内，其动作特性是以保护安装处为坐标原点，以整定阻抗装处为坐标原点，以整定阻抗 为半径的圆。为半径的圆。 ：对应于线路阻抗角方向使继电器：对应于线路阻抗角方向使继电器动作的最大阻抗。动作的最大阻抗。 全阻抗继电器：全阻抗继电器：msetZZ整定阻抗：整定阻抗：setZsetZRjXBmZactZactZ动作阻抗动作阻抗actsetZZ全阻抗继电器动作

8、没有方向性setZ动作区域分析：动作区域分析：Z Zm m落在圆内：落在圆内：Z Zm m落在圆周：落在圆周： Z Zm m落在圆外：落在圆外：动作方程：动作方程：（1 1）幅值比较式）幅值比较式由动作条件：由动作条件：即即msetZZKZKZ动作；动作；msetZZKZKZ临界；临界；msetZZKZKZ不动作；不动作；两边同乘两边同乘mI：msetZZmmmsetI ZI ZmmsetUI Z圆内为圆内为动作区动作区mBUmsetAI Z令：令：动作方程为：动作方程为：BA幅值比较式全阻幅值比较式全阻抗继电器电压形抗继电器电压形成回路：成回路：（2 2）相位比较式）相位比较式 CABDAB

9、令：令：动作方程为：动作方程为：90arg90DC 结论：结论： 全阻抗继电器的动作特性是以保护安装处为圆心，全阻抗继电器的动作特性是以保护安装处为圆心，以整定阻抗为半径的圆，圆内为动作区，圆周为以整定阻抗为半径的圆，圆内为动作区，圆周为临界，圆外为非动作区，动作没有方向性。临界，圆外为非动作区，动作没有方向性。 动作方程：动作方程：90arg90DC BAmBUmsetAI Z2 2、方向阻抗继电器、方向阻抗继电器动作特性：在复平面内，其动作特性是以保护安动作特性：在复平面内，其动作特性是以保护安装处为坐标原点，以整定阻抗装处为坐标原点，以整定阻抗 为直径且通过为直径且通过坐标原点的圆，圆内

10、为动作区，圆外为非动作区坐标原点的圆，圆内为动作区，圆外为非动作区动作具有方向性。动作具有方向性。 在整定阻抗方向在整定阻抗方向保护区最大，动作最灵敏。保护区最大，动作最灵敏。jXBmZactZsetZRactZ动作阻抗动作阻抗actsetZZactsetZZsetZ动作区域分析动作区域分析Z Zm m落在圆内：落在圆内：Z Zm m落在圆周：落在圆周： Z Zm m落在圆外：落在圆外：动作方程动作方程（1 1）幅值比较式）幅值比较式mset1122setZZZmset1122setZZZKZKZ动作；动作；KZKZ临界；临界；KZKZ不动作；不动作；mset1122setZZZmset112

11、2setZZZ1122mmsetmsetBUI ZI ZA动作方程：动作方程：（2 2）相位比较式）相位比较式动作方程：动作方程：BACABDAB令：令：90arg90setmmZZZ90arg90msetmmI ZUUjXBmZsetZRmsetZZ动作死区分析：动作死区分析： 方向方向KZKZ拒动。所以，存在位于保护安装处附近的拒动。所以，存在位于保护安装处附近的电压死区。电压死区。被保护线路首端短路时，被保护线路首端短路时，0mU，无法比较相位，无法比较相位，3 3、偏移特性阻抗继电器、偏移特性阻抗继电器动作特性：在复平面内，其保护正方向整定阻抗动作特性：在复平面内，其保护正方向整定阻抗

12、为为 时，反方向偏移时，反方向偏移 ，动作特性是以保，动作特性是以保护安装处为坐标原点，以护安装处为坐标原点，以 为直径且通为直径且通过坐标原点的圆，圆内为动作区，圆外为非动作过坐标原点的圆，圆内为动作区，圆外为非动作区。区。 在整定阻抗方向在整定阻抗方向保护区最大，动作最灵敏。保护区最大，动作最灵敏。setZactZ动作阻抗动作阻抗actsetZZactsetZZsetaZ(1)seta ZjXmZactZRBsetZsetaZ0Z当当=0=0时，为方向时，为方向KZKZ；当当=1=1时，为全时，为全KZKZ。圆心坐标：圆心坐标：动作区域分析动作区域分析Z Zm m落在圆内：落在圆内：Z Zm m落在圆周：落在圆周： Z Zm m落在圆外：落在圆外：01()2setsetZZaZKZKZ不动作；不动作；m0set0ZZZZm0set0ZZZZKZKZ动作；动作；KZKZ临界；临界；m0set0ZZZZjXmZactZRBsetZsetaZ0Z0mZZ（2 2）相位比较式）相位比较式动作方程：动作方程：CABDAB令