第1章-3阻抗保护

1、1-4 阶段式阻抗保护阶段式阻抗保护一、阻抗保护构成原理一、阻抗保护构成原理 1、距离保护的基本概念、距离保护的基本概念v电流保护一般只适用于电流保护一般只适用于35kv35kv及以下电压等级的配电网。及以下电压等级的配电网。v对于对于110kv110kv及以上电压等级的复杂电网，必须采用性能更加及以上电压等级的复杂电网，必须采用性能更加完善的保护装置，距离保护就是适应这种要求的一种保护完善的保护装置，距离保护就是适应这种要求的一种保护原理。原理。v距离保护：距离保护：反应保护安装地点至故障点之间的距离，并根反应保护安装地点至故障点之间的距离，并根据距离的远近而确定动作时限的一种保护装置。据距

2、离的远近而确定动作时限的一种保护装置。v主要元件为主要元件为距离继电器距离继电器，可根据其端子上所加的电压和电，可根据其端子上所加的电压和电流测知保护安装处至故障点间的阻抗值。距离保护保护范流测知保护安装处至故障点间的阻抗值。距离保护保护范围通常用整定阻抗围通常用整定阻抗 的大小来实现的大小来实现。setZv正常运行时保护安装处测量到的阻抗为负荷阻抗正常运行时保护安装处测量到的阻抗为负荷阻抗 ，即，即式中式中 测量电压；测量电压； 测量电流；测量电流； 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。v在被保护线路任一点发生故障时，保护安装处的测量电压在被保护线路任一点发生

3、故障时，保护安装处的测量电压为为 ，测量电流为故障电流，测量电流为故障电流 ，这时的测量阻抗为，这时的测量阻抗为 保护安装处到短路点的短路阻抗保护安装处到短路点的短路阻抗 LmmmZIUZmUmImZkmUUkIkZkkkmmmZIUIUZv2 2、时限特性、时限特性v距离保护的动作时间距离保护的动作时间t t与保护安装处到故障点之间的距离与保护安装处到故障点之间的距离l l的的关系称为距离保护的时限特性，目前获得广泛应用的是阶梯关系称为距离保护的时限特性，目前获得广泛应用的是阶梯型时限特性，称为距离保护的型时限特性，称为距离保护的、段段ZZZ312保护3的I段保护3的II段保护3的III段I

4、3tI2tII2tII3tIII3ttIII2tI1t图 3-1距离保护的时限特性lACBv阻抗继电器阻抗继电器是距离保护装置的核心元件，其主要作是距离保护装置的核心元件，其主要作用是测量短路点到保护安装处之间的距离，并与整用是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。定阻抗值进行比较，以确定保护是否应该动作。v 和和 的比值称为继电器的测量阻抗的比值称为继电器的测量阻抗 。 由于由于 可以写成可以写成 的复数形式，所以可以的复数形式，所以可以利用复数平面来分析这种继电器的动作特性，并用利用复数平面来分析这种继电器的动作特性，并用一定的几何图形把它表示出

5、来。一定的几何图形把它表示出来。 mUmImZmZjXR 二、阻抗保护的动作特性二、阻抗保护的动作特性 MN1mZ2P3TVTAmImU123MRPjXIsetZ三、三、 距离保护整定计算距离保护整定计算CABI1BKZAZ2Z3v1、距离距离I I段段v整定原则：躲过下一线路出口短路整定原则：躲过下一线路出口短路TVTAIperIsetrelABrelIpernnZZKZKZ1 .01 .1 .085. 08 . 02 2、距离、距离IIII段段v整定原则整定原则v（1 1）与下一相邻线路距离与下一相邻线路距离I I段配合。段配合。8 . 0)(2 .1 .取relIoperbABrelII

6、operKZKZKZ）TbABrelIIoperZKZKZ(1 .v（2 2）与）与相邻变压器的快速保护相配合。相邻变压器的快速保护相配合。v两者取较小者作为整定阻抗。两者取较小者作为整定阻抗。 保护安装处和故障点间分支线对距离保护影响保护安装处和故障点间分支线对距离保护影响1 1、助增电流的影响助增电流的影响：KABKABABABABKKmlZIIlZIlZIlZIZ1111KbABlZKlZ11CABIKlBKKIZADDBI结论结论1v助增电流的存在助增电流的存在，使，使AB线路线路A侧侧阻抗继电器的测量阻抗增大，这阻抗继电器的测量阻抗增大，这意味着其保护范围将会缩短，相意味着其保护范围

7、将会缩短，相当于灵敏度下降当于灵敏度下降 v解决解决：在整定计算中解决。在整定计算中解决。灵敏灵敏度校验时引入最大分支系数度校验时引入最大分支系数. . 2 2、外汲电流的影响、外汲电流的影响：KbABlZKlZ11KABKABABABABKKmlZIIlZIlZIlZIZ111111CABIKlBK1KIZAD2KI结论2v汲出电流的存在汲出电流的存在，使阻抗继电器，使阻抗继电器的测量阻抗减小，保护范围延长，的测量阻抗减小，保护范围延长，可能造成保护无选择动作。可能造成保护无选择动作。 v解决解决：在整定计算中解决，：在整定计算中解决，计算计算动作电流时引入最小分支系数动作电流时引入最小分支

8、系数。v灵敏度校验：灵敏度校验：stttZZKIoperIIoperABIIopersen5 . 03 . 12 .1 .1 .动作时间：3、距离、距离III段段v整定原则：躲过本线路最小负荷阻抗整定原则：躲过本线路最小负荷阻抗15. 115. 13 . 12 . 19 . 01max.min.min.1 .取取resrellNllssresrelIIIoperKKIUZZKKKZ灵敏度校验灵敏度校验ttttZKZZKZZKIIIoperIIIoperIIIoperBCbABIIIopersenABIIIopersenmax3 .2 .1 .1 .1 .2 . 15 . 1，动作时间：远后备：

9、近后备： 四、对距离保护的评价四、对距离保护的评价v 1主要优点主要优点 （1 1）能满足多电源复杂电网对保护动作选择性）能满足多电源复杂电网对保护动作选择性的要求。的要求。 （2 2）阻抗继电器是同时反应电压的降低与电流的）阻抗继电器是同时反应电压的降低与电流的增大而动作的，因此距离保护较电流保护有较高的增大而动作的，因此距离保护较电流保护有较高的灵敏度。其中灵敏度。其中段距离保护基本不受运行方式的影段距离保护基本不受运行方式的影响，而响，而、段仍受系统运行方式变化的影响，但段仍受系统运行方式变化的影响，但比电流保护要小些，保护区域和灵敏度比较稳定。比电流保护要小些，保护区域和灵敏度比较稳定

10、。v2. . 主要缺点主要缺点 （1 1）不能实现全线瞬动。对双侧电源线路，将）不能实现全线瞬动。对双侧电源线路，将有全线的有全线的30%30%40%40%范围以第范围以第段时限跳闸，这对段时限跳闸，这对稳定有较高要求的超高压远距离输电系统来说是稳定有较高要求的超高压远距离输电系统来说是不能接受的。不能接受的。 （2 2）阻抗继电器本身较复杂，还增设了振荡闭）阻抗继电器本身较复杂，还增设了振荡闭锁装置，电压断线闭锁装置，因此，距离保护装锁装置，电压断线闭锁装置，因此，距离保护装置调试比较麻烦，可靠性也相对低些。置调试比较麻烦，可靠性也相对低些。第五节第五节 距离保护的整定计算距离保护的整定计算

11、v以图以图3-44 为例，说明三段式距离保护的整定计算。为例，说明三段式距离保护的整定计算。ABC123AZAAZABZBCZB00.5t00.5t图 3-44 电 力 系 统 接 线 图ZIZIIZIIIZIZIIZIIIv 一、距离保护第一、距离保护第段的整定段的整定v 1.动作阻抗v 对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定，即取v (3-56)v式中 为可靠系数，取0.80.85。 v 2动作时限v距离保护段的动作时限是由保护装置的继电器固有动作时限决定，人为延时为零，即 秒。 v二、距离保护第二、距离保护第段的整定段的整定v 1动作阻抗v （1）与下一线路的第一段保护范围配合，并用分支

12、系数考虑助增及外汲电流对测量阻抗的影响，即ABrelI1actIZZKrelIk0Itv (3-57)v式中， 为可靠系数，取0.8； 为分支系数，取相邻线路距离保护第一段保护范围末端短路时，流过相邻线路的短路电流与流过被保护线路的短路电流实际可能的最小比值，即v（2）与相邻变压器的快速保护相配合v (3-58)BCrelIbraABrelII1actIIZKKZKZrelIIKbraKminABBCbraIIKBbraABIIrelII1actZKZKZv式中， 为变压器短路阻抗；考虑到 的数值有较大偏差，所以取 =0.7; 也取实际可能的最小值。v 取（1）、（2）计算结果中的小者作为 。

13、v 2. 动作时限v 保护第段的动作时限，应比下一线路保护第段的动作时限大一个时限阶段， v (3-59) v 3.灵敏度校验v v (3-60)v如灵敏度不能满足要求，可按照与下一线路保护第段相配合的原则选择动作阻抗，即BZBZrelIIK braK1actIIZtttt2I1II5 . 1ABactIIsenZZKv这时，第段的动作时限应比下一线路第段的动作时限大一个时限阶段，即v 三、三、 距离保护的第距离保护的第段的整定段的整定v 1动作阻抗v 按躲开最小负荷阻抗来选择，若第段采用全阻抗继电器，其动作阻抗为v v (3-61)act.2IIbraABrelIIactIIZKZKZttt2II1IIload.minssrerelIIIact.1III1ZZKKKv式中 可靠系数，取1.21.3；v 继电器返回系数,取1.11.15;v 考虑电动机自起动时的自起动系数; v 最小负荷阻抗， ；v v 被保护线路可能最大负荷电流。v2动