铁路牵引供电系统牵引网保护原理-距离保护

距离保护的概念距离保护的概念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。它反应了短路点到保护安装点之间阻抗大小（距离的长短），所以称为距离保护，有时也称为阻抗保护。一般用作牵引网的主保护距离保护的概念基本原理

根据距离保护的工作原理，它不仅反应短路时电流的增大，而且又反应电压的降低，因而灵敏度比电流、电压保护高，一般用作牵引网的主保护。距离保护的概念意义牵引网距离保护动作特性牵引网距离保护动作特性牵引网保护采用多边形动作特性。Xset为电抗边整定值Rset为电阻边整定值φ1为躲涌流偏移角整定值，取85°φL

为线路阻抗角整定值X1为电抗偏移量整定值φ2为固定角度，取值为15°。牵引网距离保护动作特性

US、UC为基波电压正弦分量、余弦分量；IS、IC为基波电流正弦分量、余弦分量；R、X为测量电阻和电抗。

牵引网距离保护动作特性动作方程典型阻抗继电器动作特性

方向圆阻抗继电器动作特性阻抗继电器动作区域的概念

阻抗继电器是距离保护装置的核心元件，主要作用是测量短路点到保护安装地点之间的阻抗，并与整定阻抗值进行比较，以确定保护是否应该动作。

方向圆阻抗继电器动作特性阻抗继电器动作区域的概念

动作区域的形状，称为动作特性。动作区域为圆形，称为圆特性动作区域为四边形，称为四边形特性。动作特性用复数的数学方程描述称为动作方程。方向圆阻抗继电器动作特性方向圆阻抗继电器的动作特性，

方向圆特性的绝对值比较动作方程为方向圆特性的相位比较动作方程为四边形阻抗继电器动作特性

方向性四边形阻抗继电器的动作特性如图所示，四边形以内为继电器的动作区，四边形以外为不动作区。α小于线路阻抗角，如取60°~65°；β一般取值在20°~30°之间；γ可取105°~120°之间；δ可取7°～10°之间。

Xset为继电器整定阻抗中的电抗部分。Rset的整定原则是躲过系统的负荷阻抗，考虑0.7倍的可靠系数，其计算公式为：

四边形阻抗继电器动作特性直线AB可以由电抗元件（X元件）实现；直线BC可由电阻元件（R元件）实现；折线AOC可由动作范围小于180°的方向元件（D元件）实现X元件的动作条件为：R元件的动作条件为：D元件的动作条件为：

距离保护的动作特性距离保护的动作特性阻抗继电器动作区域的概念

阻抗继电器是距离保护装置的核心元件，主要作用是测量短路点到保护安装地点之间的阻抗，并与整定阻抗值进行比较，以确定保护是否应该动作。

距离保护的动作特性阻抗继电器动作区域的概念

动作区域的形状，称为动作特性。动作区域为圆形，称为圆特性动作区域为四边形，称为四边形特性。动作特性用复数的数学方程描述称为动作方程。距离保护的动作特性方向圆阻抗继电器的动作特性距离保护的动作特性方向性四边形阻抗继电器的动作特性如图所示，四边形以内为继电器的动作区，四边形以外为不动作区。α小于线路阻抗角，如取60°~65°；β一般取值在20°~30°之间；γ可取105°~120°之间；δ可取7°～10°之间。方向性四边形阻抗继电器的动作特性距离保护的动作特性直线AB可以由电抗元件（X元件）实现；直线BC可由电阻元件（R元件）实现；折线AOC可由动作范围小于180°的方向元件（D元件）实现X元件的动作条件为：R元件的动作条件为：D元件的动作条件为：方向性四边形阻抗继电器的动作特性距离保护的动作特性牵引网保护采用多边形动作特性Xset为电抗边整定值Rset为电阻边整定值φ1为躲涌流偏移角整定值，取85°φL

为线路阻抗角整定值X1为电抗偏移量整定值，φ2为固定角度，取值为15°牵引网距离保护的动作特性距离保护的动作特性

US、UC为基波电压正弦分量、余弦分量；IS、IC为基波电流正弦分量、余弦分量；R、X为测量电阻和电抗。牵引网距离保护的动作特性距离保护的动作特性动作方程牵引网距离保护的动作特性PT断线闭锁PT断线闭锁PT断线闭锁

PT断线闭锁当电压互感器（PT）回路断线时，二次回路的相电压和线电压降低，距离保护的测量阻抗减小，会引起距离保护装置误动作。可以采用断线闭锁，当电压互感器回路断线时，闭锁距离保护，防止距离保护误动作。

PT断线闭锁

PT断线闭锁AT供电方式下的PT断线

当检测到T线和F线任一侧发生PT断线时，发告警信号。只有两侧都发生PT断线时闭锁距离保护PT断线闭锁非AT供电方式下的PT断线非AT供电方式下，当检测到PT断线，闭锁距离保护并发告警信号二次谐波闭锁与综合谐波抑制二次谐波闭锁谐波的概念谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。谐波可以区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、4、6、8等为偶次谐波。基波为50Hz时，二次谐波为100Hz二次谐波闭锁谐波的概念二次谐波闭锁变压器开始送电一刹那间会出现励磁涌流，会造成保护误动，而涌流的特征是二次谐波分量占比很多。机车的励磁涌流从数值上虽然大大超过正常负荷电流，甚至接近故障电流，但它却含有大量二次谐波。可利用二次谐波含量区分励磁涌流和故障电流。加上二次谐波闭锁后，就可以不考虑变压器励磁涌流对保护装置的影响。二次谐波闭锁二次谐波闭锁判据

投入二次谐波闭锁元件，当电流中的二次谐波含量大于或等于整定值时，闭锁距离保护，二次谐波闭锁判据如下式。

综合谐波抑制为了提高距离保护躲负荷能力，采用自适应动作特性，当电流中的综合谐波含量大于整定值时，自动将距离保护的动作边界向内收缩。综合谐波抑制

定义K

=(I2+I3+I5)/I1为综合谐波含量，I1