距离保护的基本原理及应用举例

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1、第三章线路阶段式距离保护3.1距离保护的基本原理3.3.1距离保护工作原理电流保护一般只适用于35kv及以下电压等级的配电网。对于110kv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原理。距离保护：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。主要元件为距离继电器，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。距离保护保护范围通常用整定阻抗的大小来实现。故障时，首先判断故障的方向：若故障位于保护区的正方向上

2、，则设法测出故障点到保护安装处的距离Lk，并将Lk与Lset相比较，若Lk小于Lset，说明故障发生在保护范围之内，这时保护应立即动作，跳开对应的断路器；若Lk大于Lset，说明故障发生在保护范围之外，保护不应动作，对应的断路器不会跳开。若故障位于保护区的反方向上，则无需进行比较和测量，直接判为区外故障。测量阻抗：测量电压与测量电流之比。正常运行时保护安装处测量到的阻抗为负荷阻抗，即在被保护线路任一点发生故障时，测量阻抗为保护安装处到短路点的短路阻抗。3.1.2测量电压测量电流的选取在单相系统中，测量电压就是保

3、护安装处的电压，测量电流就是线路中的电流，系统金属性短路时两者之间的关系为：在实际三相系统的情况下?故障电流可能流通的通路称为故障环。1、单相接地故障的情况下，存在一个故障相与大地之间的故障环(相-地故障环)。2、两相接地故障的情况下，存在两个故障相与大地之间的相-地故障环和一个两故障相之间的故障环(相-相故障环)。3、两相不接地故障的情况下，存在一个两故障相之间的相-相故障环。4、三相故障的情况下，存在三个相-地故障环和三个相-相故障环。距离保护的正确工作是以故障距离的正确测量为基础的，所以应以故障环上的电压

4、电流做出的测量作为判断故障范围的依据，对非故障环上电压电流做出的测量应不予反映。以保护安装处故障相对地电压为测量电压、以带有零序电流补偿的故障相电流为测量电流的方式，就能够正确地反应各种接地故障的故障距离，所以它称为接地距离保护接线方式。以保护安装处两故障相相间电压为测量电压、以两故障相电流电流之差为测量电流的方式称为相间距离保护接线方式。3.1.3、时限特性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阶梯型时限特性，称为距离保护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段3.1.4

5、距离保护的组成阻抗继电器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，并与整定阻抗值进行比较，以确定保护是否应该动作。和的比值称为继电器的测量阻抗。由于可以写成的复数形式，所以可以利用复数平面来分析这种继电器的动作特性，并用一定的几何图形把它表示出来。3.2阻抗继电器及其动作特性3.2.1园特性阻抗继电器——两种不同的表达形式，绝对值(或幅值)比较动作方程：比较两个量大小的绝对值比较原理表达式；相位比较动作方程：比较两个量相位的相位比较原理表达式。1、偏移圆特性有两个整定阻抗：正方向整

6、定阻抗和反方向整定阻抗，两整定阻抗对应矢量末端的连线就是特性圆的直径。特性圆包括座标原点。圆心：半径：2、方向圆特性特性：方向阻抗继电器的动作特性是以整定阻抗为直径并且圆周经过坐标原点的一个圆，圆内为动作区，圆外为非动作区，圆周是动作边界。特点：动作具有方向性；方向阻抗继电器特性圆全阻抗继电器特性：全阻抗继电器的动作特性是以保护安装点为圆心、以整定阻抗Zset为半径所作的一个圆。圆内为动作区，圆外为非动作区，圆周是动作边界。特点：动作无方向性；动作阻抗与整定阻抗相等。全阻抗继电器特性圆3.2.2．多边形动作特性

7、的阻抗继电器如图3-8所示，阻抗继电器准四边形动作特性，准四边形以内为动作区，以外为不动区，即测量阻抗末端位于准四条边上为动作边界。设测量阻抗的实部为，虚部为，则图3-8在第Ⅳ象限部分的特性可以表示为第Ⅱ象限部分的特性可以表示为第Ⅰ象限部分的特性可以表示为综合以上三式，动作特性可以表示为其中若取，，，则，，，式（3-11）又可表示为(3-12)该式可以方便地在微机保护中实现。3.3距离保护整定计算与对距离保护的评价1、距离I段整定原则：躲过下一线路出口短路2、距离II段整定原则（1）与下一相邻线路距离I段配合。

8、（2）与相邻变压器的快速保护相配合。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1、助增电流的影响：结论1助增电流的存在，使AB线路A侧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，相当于灵敏度下降解决：在整定计算中解决。灵敏度校验时引入最大分支系数.2、外汲电流的影响：结论2汲出电流的存在，使阻抗继电器的测量阻抗减小，保护范围延长，可能造成保护无选择动