任务一距离保护性能检验与运行维护剖析

1、山西电院目标教学教案任课教师教研室主任编写日期年 月 日审批日期年 月授课日期班级任务内容：项目三110kV线路保护装置性能检验与运行维护 任务一距离保护性能检验与运行维护素质目标：1. 培养学生服从、认真的职业习惯2. 培养学生的团队协作的能力能力目标：1. 具有分析距离保护工作原理的能力2. 能够进行距离保护的整定3. 能够正确进行距离保护的检验与运行维护知识目标：1. 掌握距离保护各段的工作原理2. 掌握距离保护各段的整定原则、保护范围和各段之间的配合关系任务重点：距离保护的工作原理任务难点：距离保护各段的整定原则和各段之间的配合关系教学方法：讲授法，案例法，多媒体讲授布置作业：1.什么

2、是距离保护的时限特性？它有什么特点和作用？2.阻抗继电器的测量阻抗、动作阻抗及整定阻抗之间有什么关系？3.在阻抗复平面上作出方向阻抗继电器的动作特性，写出其幅值比较式的动作方程，并分析说明构成动作方程的依据。课后分析：教学内容及板书过程设计及提示【任务描述】【任务准备】1. 在35kV以上电压的复杂电网中，若 采用电流、电压保护，很难满足选择性、 灵敏性以及快速切除故障的要求，为此， 必须可以采用性能更加完善的距离保护。1）分析距离保护动作的原理；2） 距离保护的时限特性。2. 距离保护装置的核心元件是阻抗继 电器，1）构成出阻抗继电器的基本原则 是什么？ 2）利用复数平面分析阻抗继电 器的动

3、作特性。【任务实施】查阅继电保护和自动装置的运行规程 中关于距离保护的部分。距离保护的原理是什么？利用复数平 面分析几种阻抗继电器的动作特性（全 阻抗继电器、方向阻抗继电器、偏移特 性阻抗继电器）。1. 分析距离保护任务实施步骤：第一步，分析距离保护的动作原理；第二步，分析三段式距离保护的时限 特性和动作配合情况。2. 分析阻抗继电器任务实施步骤：第一步，首先分析构成阻抗继电器的【相关知识】项目三 110kV线路保护装置性能检验与运行维护 任务一距离保护性能检验与 运行维护基本原则；第二步，作图分析各种阻抗继电器的 动作特性，分为幅值比较式和相位比较 式两种分析。总结各种阻抗继电器的特 点。一

4、、距离保护的概念：1、概念：利用阻抗测量元件对故障点到保护安装处的距离（阻抗）进 行测量，并根据距离远近（阻 抗大小）而确定动作时间的一 种保护装置。2、阻抗的测量：C3Zm1=UA/Ik= ZAB +ZkZm2=U B/Ik= ZkZm1 Zm2，取tl t2则可保证选择性。说明：母线残余电压与短路电流之比反映故障点到保护安装处的阻 抗，而阻抗与故障点到保护安 装处的距离成正比。Zm=Um/|m ， 短路后，电压下降,Con cept of dista nee protect ion距离保护的基本概念及基本原理，由于 涉及电流、电压两个量，所以要通过系 统图，仔细分析。电流增加，所以阻抗急剧

5、下降， 即距离保护为反映故障后参量 降低的保护装置。（与电流保护 相区别）二、距离保护的构成：1、保护的构成：一般也构成三段式的。 距离I段：瞬时动作，不保护线路全长； 距离U段：可保护线路全长，但需要至少0.5s的延时距离川段：作为本线路和下一线路的后备 保护。2、三段式距离保护的原理框图：起动元件：正常运行，起动元件不动 作，保护不动；发生故障，起动元件动 作，起动整套保护起动元件可采用：电流继电器、阻抗继 电器、负序电流继电器、负 序电流增量继电器、零序电 流增量继电器。测量元件：三段的测量元件用来测量 故障点到保护安装处的阻 抗，以判断是否在保护范 围内，决定保护是否动作。测量元件采用

6、阻抗继电器。Eleme nts of dista nee protecti on时间元件：为满足选择性要求，设置 相应的动作时间。采用时 间继电器。振汤闭锁兀件：防止系统振汤时保护 误动。电压互感器二次回路断线闭锁装置： 防止电压互感器二次回路断线时保护误 动。三、阻抗继电器（一）、圆特性阻抗继电器的构成：要掌握保护的工作原理，学生查阅资料、 分组讨论，对于距离保护的原理能够依 据框图进行阐述。1、阻抗继电器的基本构成原理：假设：Kta=1 , Ktv=1，由于电流和电压无法比较，所以假设在TA二次并 联一电阻（以I段为例，则为其整 定阻抗）Impeda nee relay保护区内 K1点故障

7、：Ul=Um1 =|mlZK1 / Z。VZ|etU2=| mlZset Ui VI山动作保护区外 K2点故障：Ul=Um2 =|m2ZK2/ ZK2 斗 ZsetU2=| m2Zsetp u2不动作动作边界：| U |= I U2两个电压的比较实际也是两个阻抗的幅较，而阻抗可以在复数阻抗平面上画出其相 量图 由于故障点存在一定 的过渡电阻，所以实际侧得的阻抗不会刚好落在BC线上。 由于TA、TV存在一定的角误差， 则测量阻抗也不会刚好落在 BC线上。所以：一般阻抗继电器的动作特性不作 成直线型，而是将其扩展为面，构成圆 特性、椭圆特性。实际阻抗继电器的构成：由于TA二次不能接入很大的负载阻

8、抗，但又需要一电压，所以可接入 TX以取得。为调节方便，TV二次接入TVS。（二八 圆特性阻抗继电器的动作特性：1、全阻抗继电器的动作特性：特性：以坐标原点为圆心，以整定阻 抗绝对值为半径所作的一个 圆，圆内为动作区，圆外为非 动作区，圆上为动作边界。绝对值比较方式：动作条件：Zm V Zset.Zm = Um/ImZset=Kl/KU ， Ki Im Ku Um 动作实现方法：特点：不论 m为多大，总有Zact = Zset如反方向发生故障，如Zm位 于圆内，也动作，所以其本 身没有方向性。相位比较方法：2、方向阻抗继电器的动作特性：特性：以整定阻抗为直径，圆周过坐 标原点的一个圆，圆内为动

9、作区，圆外为非 动作区，圆上为动作边界。绝对值比较方式：动作条件： | Zm -/2 ZsetV1/2 Z!etZm = Um/|mZset*/ KU，代入KU Um -1/2KI Im 1/2KI Im动作实现方法：特点：反方向故障，不动作，本身 带有方向性。 方向阻抗继电器的动作阻抗Zact与测量阻抗角有关，当 m工Set时，Zact 吃set，当 m= set 时，Zact 最大，等 于Zset ,，阻抗继电器具有最大的保护范 围，动作最灵敏。最大灵敏角：jX定义m= set为方向阻抗继电器的最大灵敏角。线路故障，只有选择 set= m时，有 最大的Zset，动作最灵敏。 Zact 与 Zset 的关系：Zset=Zact COS （set- m ） 正方向出口三相短路具有动作“死区” 几个概念测量阻抗（Zm）：各种运行情况下，加 入阻抗继电器的电 压与电流的比值。动作阻抗（Zset ）：使阻抗继电器刚好动 作的测量阻抗称为 动