继电保护讲稿(北京超高压)

1、第一部分 电力系统继电保护一、概述电力系统继电保护是电网安全稳定运行的重要保证。因此，继电保护的安全、可靠运行，一直受到电电网各级级管理部部门的高高度重视视。特别别是当前前，大容容量机组组的增加加、电网网容量的的不断扩扩大，电电网的安安全稳定定运行问问题犹为为重要。因因此，对对继电保保护装置置的可靠靠运行，提提出了新新的、更更高的标标准和要要求。1.对继电电保护装装置的基基本要求求 长长期以来来，为保保证电网网的安全全可靠运运行，对对继电保保护装置置提出了了以下几几项基本本要求：选择性：指指保护装装置动作作时，仅仅将故障障元件从从电力系系统中切切除，使使停电范范围尽量量缩小，以以保证系系统中无

2、无故障部部分仍能能继续安安全运行行。 快快速性：在发生生故障时时，应力力求保护护装置能能迅速切切除故障障。快速速切除故故障可以以提高电电力系统统并列运运行的稳稳定性、减减少用户户在电压压降低的的情况下下工作的的时间、缩缩小故障障元件的的损坏程程度、防防止大电电流流过过非故障障设备引引起损坏坏等。 灵灵敏性：指对于于其保护护范围内内发生故故障或不不正常的的运行状状态的反反应能力力。实质质上是要要求继电电保护应应能反应应在保护护范围内内所发生生的所有有故障和和不正常常运行状状态。可靠性：要要求保护护装置在在应该动动作时可可靠动作作；在不不应该动动作时不不应误动动，即既既不应该该拒动也也不应该该误动

3、。2.反措措对继继电保护护的要求求从上个世纪纪90年年代开始始，国家家电网公公司先后后颁布了了电力力系统继继电保护护及安全全自动装装置反措措要点、二二十五项项反措、十十八项反反措等等反事故故措施。根根据这些些反措措的要要求，2220kkV及以以上的线线路、母母线、接接入2220kVV电压等等级的变变压器保保护必须须按双重重化配置置。而且且，反反措还还对保护护做出了了具体规规定和要要求。反措对对保护的的基本要要求： 保护双重重化的基基本要求求（1）同一一元件的的两套主主保护分分别安装装于不同同的盘柜柜；（2）两套套主保护护的电流流分别取取自电流流互感器器不同的的二次绕绕组；（3）两套套主保护护的

4、直流流电源须须取自不不同的直直流母线线；（4）每套套主保护护必须设设置各自自独立的的跳闸出出口，动动作于断断路器不不同的跳跳闸线圈圈；（5）保护护装置的的操作箱箱、断路路器控制制回路及及跳闸线线圈须按按双重化化的原则则设置，两两组跳闸闸回路的的控制电电源取自自不同的的直流母母线；3对保护护运行和和回路的的基本要要求（1）变压压器非电电量保护护不起动动失灵保保护。非电量量保护中中，除重重瓦斯投投跳闸外外，其它它如温度度、压力力释放等等，均只只投信号号。二、变压器器保护 变变压器保保护中最最重要的的保护是是差动保保护。还还配置有有方向过过流保护护、中性性点零序序过电流流保护及及本体瓦瓦斯保护护。1

5、.差动保保护的主要功功能及技技术要求求：(1)采用用比率制制动的原原理,能能可靠防防止区外外故障时时保护装装置误动动。新型型变压器器保护差差动保护的动作特特性，是是把传统统的比率率制动特特性抬高高，称高高值比率率特性，用用特性躲躲过区外外故障电电流互感感器的饱饱和的影影响；新新增加了了灵敏变变斜率比比率制动动曲线, 为防防止该特特性在区区外故障障时TAA的暂态态与稳态态饱和时时可能引引起的稳稳态比率率差动保保护误动动作，装装置采用用各相差差电流的的综合谐谐波作为为TA饱饱和闭锁锁动作的的判据，灵敏的抗电流互感器饱和的变斜率比率制动曲线可以保证区外严重故障不误动，区内轻微故障可靠动作。下图是新型

6、变压器差动保护的动作特性。 图 11 差动动保护制制动特性性图A所示是是区内故故障，高高值比率率差动动动作，可可发跳闸闸令。 图B所所示是区区内严重重故障，差差动速断断动作，可可发跳闸闸令。(2)具有有电流互互感器(TA)断线判判别功能能，并能能闭锁差差动或报报警，当当电流大大于额定定电流时时应自动动解除闭闭锁并可可动作出出口跳闸闸，同时时发出断断线信号号。虽然然，差动动保护具具有上述述功能，但但是，从从安全考考虑，当当差动保保护发生生TA断断线时，应应允许差差动保护护动作跳跳闸，而而不应闭闭锁保护护，因为为即使继继续运行行，处理理也不安安全。1(3)为防防止由于于故障电电流过大大时，电电流互

7、感感器饱和和导致差差动保护护拒动，在在差动保保护中装装设有差差动电流流速断保保护，能能够有效效保证在在区内发发生各种种短路故故障时，保保护装置置可靠动动作，如图B所所示。(4)由于于各侧电电流互感感器的变变比和接接线方式式可能不不同，有有平衡差差动保护护各侧电电流幅值值和电流流相位角角的功能能；(5)对于于变压器器的差动动保护有有涌流闭闭锁功能能；222差动保保护中的的差动速速断的作作用当变压器内内部故障障电流过过大时，变变压器差差动保护护用的电电流互感感器将要要饱和，电电流互感感器饱和和时将产产生各种种高次谐谐波，其其中包含含二次谐谐波分量量。而变变压器差差动保护护的涌流流闭锁功功能，目目前

8、大部部分采用用二次谐谐波闭锁锁，当电电流互感感器饱和和时，电电流中的的二次谐谐波分量量将会使使差动保保护闭锁锁，不能能动作出出口。这这时，只只能靠差差动速断断保护动动作出口口，因为为涌流闭闭锁不闭闭锁速断断。因此此，变压压器差动动保护中中要设置置速断保保护。根据差动速速断保护护的特点点，要求求差动速速断保护护满足以以下两点点要求：（1）动作作电流应应能躲过过最大励励磁涌流流电流。（2）区内内发生最最大短路路电流故故障时，应应有足够够的灵敏敏度（一一般这种种故障都都是发生生在高压压套管引引线上）。3.差动保保护与瓦瓦斯保护护的区别别当发生变压压器内部部故障时时，根据据保护的的特点，差差动保护护比

9、瓦斯斯保护动动作速度度要快。但但是，当当变压器器发生匝匝间短路路时，由由于短路路的匝数数不同，电电流变化化不一定定很大，又又因为变变压器的的流进、流流出电流流的方向向不会改改变，因因此，差差动保护护很可能能不会动动作。而而匝间短短路故障障如不及及时解决决、处理理，将导导致更大大的故障障，造成成更大的的损失。所所以，这这时依靠靠瓦斯保保护动作作将变压压器从电电网中断断开。所所以，差差动保护护和瓦斯斯保护不不能互相相替代。4.变压器器过激磁磁对差动动保护的的影响当系统电压压过高，将将引起变变压器过过激磁，当当变压器器过激磁磁时，变变压器铁铁芯将饱饱和，铁铁芯饱和和后，变变压器的的传变特特性会变变坏

10、，造造成变压压器输入入输出电电流不成成比列，从从而导致致差动保保护误动动。因此此当这种种现象出出现时应应将差动动保护闭闭锁。根根据分析析，过激激磁时，电电流中的的5次谐谐波分量量较大，用用5次谐谐波分量量将差动动保护闭闭锁，防防止保护护误动。三、线路纵纵联保护护1.概述纵联保护由由于能够够反映被被保护线线路上任任何一点点的故障障并以瞬瞬时速度度跳闸，因因而被定定义为超超高压线线路的主主保护。一一般用于于2200kV线线路。根根据信号号的传输输方式，纵纵联保护护主要分分为两大大类，即即：由载载波通道道及保护护装置共共同构成成的线路路纵联保保护、由由光纤通通道及保保护装置置共同构构成的线线路纵联联

11、保护。根根据保护护的原理理，可分分为纵联联方向、纵纵联距离离、纵联联差动、电电流相位位差动等等保护。500kVV线路目目前都是是光纤差差动保护护，2220kVV线路目目前也有有很多线线路将光光纤差动动作为主主保护，但但仍有一一部分线线路的主主保护采采用以载载波通道道为传输输方式的的纵联保保护。但但均按双双重化配配置。2.纵联方方向保护护(1) 基基本原理理纵联方向保保护由载载波通道道和方向向保护元元件构成成。载波波通道分分专用和和复用两两种。保保护又分分为闭锁锁式和允允许式.闭锁式：当当被保护护线路发发生区内内故障时时，线路路两侧保保护中的的起动元元件（由由负序、零零序或正正序电流流突变量量元

12、件构构成）立立即起动动本侧发发信机发发信（称称为闭锁锁信号），两两侧方向向元件判判定为正正方向故故障时，方方向元件件动作使使发信机机停信，当当收信回回路收不不到对侧侧及本侧侧信号时时，即输输出信号号，同方方向元件件动作信信号构成成“与”门，发发出跳闸闸脉冲。当当发生区区外故障障时，两两侧起动动元件同同时起动动发信，但但这时只只有处于于远故障障点侧的的方向元元件动作作，使本本侧发信信机停信信，而处处于近故故障点侧侧的方向向元件不不动作，不不使本侧侧停信，因因两侧收收发信机机使用同同一频率率，故两两侧仍然然能收到到高频信信号，两两侧收信信机均不不输出允允许跳闸闸的信号号，因此此，两侧侧均不跳跳闸。

13、允许式：当当被保护护线路发发生区内内故障时时，两侧侧的起动动元件动动作但不不起动发发信机发发信，由由方向元元件判断断为正方方向故障障后，方方向元件件动作起起动发信信（称为为允许信信号），对对侧受到到允许信信号后，如如对侧的的方向元元件动作作，则收收信输出出信号和和方向元元件动作作信号构构成“与”门，发发出跳闸闸脉冲。当当发生区区外故障障时，两两侧的起起动元件件起动，不不发信。这这时，远远故障点点一侧的的方向元元件动作作，起动动发信，由由于近故故障点侧侧的保护护为反向向，方向向元件不不动作，也也就不起起动发信信，也不不发跳闸闸脉冲。处处于远故故障点一一侧的保保护，虽虽然方向向元件动动作，但但由于

14、没没有收到到对侧的的允许信信号，“与”门不输输出信号号，因此此，也不不发跳闸闸脉冲。除上述主保保护之外外，纵联联方向保保护还配配置了常常规的距距离和零零序保护护，作为为主保护护的后备备。2主要功功能和技技术要求求（1）保护护装置的的起动逻逻辑由反反映突变变量的零零序和负负序元件件构成。突突变量元元件起动动后开放放保护装装置的动动作出口口回路，正正常运行行和系统统振荡时时不会起起动，受受外界影影响小，抗抗干扰能能力较强强。此外外，反映映零序和和负序突突变量的的元件在在线路故故障时起起动速度度快，有有助于缩缩短保护护固有动动作时间间，达到到快速切切除故障障的目的的。（2）对闭闭锁式纵纵联保护护，要

15、求求起动元元件（零零序、负负序或正正序电流流突变量量元件）在在故障初初始须快快速起动动发信，故故障切除除后，起起动元件件的返回回应稍带带有一定定的延时时。原因因是保证证在区外外故障切切除后，保保证方向向元件首首先返回回，闭锁锁信号再再返回。（3）无论论是闭锁锁式还是是允许式式纵联保保护，都都应设置置外部保保护（如如母差、失失灵）跳跳闸停信信或发信信回路。对对闭锁式式纵联保保护当母母差、失失灵等保保护动作作跳开本本线路开开关时，应应同时发发出停信信信号，使使本侧发发信机停停信，以以便让对对侧保护护跳闸。对对允许式式纵联保保护，当当母差或或失灵保保护动作作时，应应同时发发出发信信信号，也也是为了了

16、使对侧侧保护动动作跳闸闸。这是是因为考考虑到，当当母差或或失灵保保护动作作跳本线线路开关关，而开开关失灵灵、跳不不开时，让让对侧开开关跳闸闸，以达达到切断断故障电电流的目目的。（4）对纵纵联方向向保护装装置，应应设置PPT断线线闭锁元元件。对对后备距距离保护护，还应应设置振振荡闭锁锁，系统统发生振振荡时，闭闭锁距离离保护的的一、二二段。3根据规程规规定，系系统最长长振荡周周期应按按1.55秒考虑虑（整定定规程），距距离一、二二段动作作时间较较短，特特别是距距离一段段。无法法躲过系系统振荡荡，因此此，必须须设置正正当闭锁锁功能。而而三段按按大于11.5秒秒整定，可可以躲过过振荡周周期。（5）载波

17、波通道是是纵联保保护传输输信号的的重要途途径，线线路正常常运行时时，应有有对载波波通道进进行长期期监视的的手段，对对专用载载波通道道，每天天均应进进行通道道对试，以以保证通通道的完完好。对对复用载载波通道道，应设设置与跳跳闸脉冲冲频率不不同的监监频信号号，当通通道异常常时，发发出报警警信号。3.纵联距距离保护护（1）基本本原理纵联距离保保护与纵纵联方向向保护相相同，作作为2220kVV线路的的主保护护。一般般由专用用载波通通道和三三（四）段段式相间间和接地地距离保保护构成成，而且且采用闭闭锁式的的形式较较多。下下面以闭闭锁式纵纵联距离离保护为为例，说说明其动动作原理理。当被保护线线路发生生区内

18、故故障时，线线路两侧侧保护中中的起动动元件（由由负序、零零序或正正序电流流突变量量元件构构成）立立即起动动本侧发发信机发发信（称称为闭锁锁信号），然然后由主主保护中中带方向向的阻抗抗元件（一一般按大大于1.3倍线线路阻抗抗整定）动动作后立立即停信信，两侧侧都停信信后收信信回路即即有输出出，与带带方向的的距离阻阻抗元件件构成“与”门，发发出跳闸闸脉冲。当故障发生生在线路路一端的的出口处处（区内内）时，近近故障点点侧的起起动元件件动作，起起动发信信。主保保护中的的带方向向的阻抗抗元件动动作停信信。远故故障点侧侧的起动动元件动动作后起起动发信信，这时时由于主主保护中中带方向向的阻抗抗元件按按大于被被

19、保护线线路阻抗抗整定，能能够可靠靠动作停停信，收收信回路路的输出出信号和和带方向向的阻抗抗元件的动动作信号号构成“与与”门，瞬瞬时跳闸闸。达到到了纵联联保护全全线速动动的目的的。当发生区外外故障时时，虽然然远故障障点侧方方向阻抗抗能够停停信，但但近故障障点侧处处于反向向，阻抗抗元件不不动作、不不停信，始始终发闭闭锁信号号，两侧侧保护均均不跳闸闸。除上述主保保护外，纵纵联距离离保护还还设置了了后备相相间和接接地距离离保护。根据距离保保护的原原理和特特性，在在电力系系统发生生振荡时时，距离离保护的的阻抗元元件将会会误动。如如按最长长的振荡荡周期考考虑，一一、二段段阻抗元元件因动动作时间间短，无无法

20、躲过过系统振振荡的时时间，而而三段阻阻抗因其其动作时时间较长长，则可可以躲过过系统振振荡。此此外，当当发生PPT断线线时阻抗抗元件也也会误动动。因此此，在距距离保护护中，都都设有振振荡闭锁锁和PTT断线闭闭锁，防防止发生生上述两两种情况况时距离保护误动动。（2）主要要功能和和技术要要求a. 保护护装置的的起动逻逻辑由反反映突变变量的零零序和负负序元件件构成。突突变量元元件起动动后开放放保护装装置的动动作出口口回路，正正常运行行和系统统振荡时时不会起起动，受受外界影影响小，抗抗干扰能能力较强强。此外外，反映映零序和和负序突突变量的的元件在在线路故故障时起起动速度度快，有有助于缩缩短保护护固有动动

21、作时间间，达到到快速切切除故障障的目的的。b. 相间间距离和和接地距距离保护护中的阻阻抗元件件整定阻阻抗应大大于被保保护线路路全长的的50%，一般般情况下下相间距距离的一一段阻抗抗整定在在85%左右。接接地距离离因考虑虑接地电电阻的影影响，可可适当缩缩小范围围。对于于闭锁式式纵联距距离保护护的阻抗抗定值，也也可以超超范围整整定，即即一段阻阻抗整定定为线路路全长的的1200%c. 在纵纵联距离离保护装装置中，应应设置PPT断线线闭锁和和振荡闭闭锁元件件。当放放生PTT断线或或系统振振荡时闭闭锁保护护。振荡荡闭锁应应闭锁距距离保护护的一、二二段阻抗抗。d. 对载载波通道道的技术术要求与与纵联方方向

22、保护护相同。线线路正常常运行时时，应有有对载波波通道进进行长期期监视的的手段，对对专用载载波通道道，每天天均应进进行通道道对试，以以保证通通道的完完好。4. 纵联联方向保保护基本原理与与纵联距距离保护护相同，只只有以下下两点与与纵联距距离保护护有不同之之处：1. 当被被保护线线路发生生区内故故障时，线线路两侧侧保护中中的起动动元件（由由负序、零零序或正正序电流流突变量量元件构构成）立立即起动动，但不不发信。由由主保护护中的方方向元件件动作后后发信，对对侧保护护受到信信号后，与与本侧方方向元件件构成与与门，跳跳开本侧侧断路器器。区内内故障无无论故障障点发生生在线路路的任何何一点，两两侧保护护均能

23、快快速动作作跳闸。2.区外故故障时，远远故障点点的保护护方向元元件能够够动作，发发出允许许信号，但但近故障障点的方方向元件件不动作作，与对对侧允许许信号构构成的与与门无输输出，因因此不能能跳闸。远远故障点点的方向向元件虽虽然能够够动作发发允许信信号，但但收不到到对侧允允许信号号，同样样由于“与”门无输输出，也也不能跳跳闸。5. 对线线路纵联联保护的的评价(1)无论论是纵联联方向还还是纵联联距离保保护，均均能满足足继电保保护选择择性、灵灵敏性、快快速性、可可靠性的的要求。因因此，两两种保护护目前仍仍然得到到广泛的的使用。(2)设备备质量良良好，性性能稳定定。因装装置原因因造成误误动的情情况虽有有

24、，但不不是很多多。(3)由于于使用高高频载波波作为信信号的传传输工具具，所以以，载波波通道受受环境影影响较大大，因天天气不好好，会造造成通道道的衰耗耗增大，甚甚至有可可能使保保护短时时退出运运行。(4)高频频通道设设备应定定期检验验。增加加了继电电保护专专业人员员的维护护工作量量。6. 线路路光纤纵纵联差动动保护光纤电流差差动保护护是2220kVV、5000kVV线路的的主保护护之一。光光纤作为为继电保保护的通通道介质质，具有有不怕超超高压与与雷电电电磁干扰扰、对电电场绝缘缘、频带带宽和衰衰耗低等等优点。目目前，光光纤电流流差动作作为2220kVV及以上上电压等等级的线线路主保保护，已已经得到

25、到了普遍遍应用。随随着电力力光纤网网络的逐逐步完善善，光纤纤保护也也将在继继电保护护领域中中得到更更为广泛泛的应用用。(1) 光光纤的基基本工作作原理a光纤的的结构与与分类：光纤为光导导纤维的的简称，由由直径大大约0.1 mmm的细细玻璃丝丝构成。继继电保护护所用光光纤为通通信光纤纤，是由由纤芯和和包层两两部分组组成的，如如图100-1所所示。纤纤芯区域域完成光光信号的的传输；包层则则是将光光封闭在在纤芯内内，并保保护纤芯芯，增加加光纤的的机械强强度。 按光在在光纤中中的传输输模式，光光纤可分分为单模模光纤和和多模光光纤。多多模光纤纤(muultii moodeffibeer)的的中心玻玻璃芯

26、较较粗(芯芯径为550 m或662.55 mm)，可可传多种种模式的的光，但但其模间间色散较较大，限限制了传传输数字字信号的的频率，而而且随着着距离的的增加，其其限制效效果更加加明显。单单模光纤纤(siinglle mmodee fiiberr)的中中心玻璃璃芯很细细(芯径径一般为为9 m或110mm)，只只能传一一种模式式的光，因因此，其其模间色色散很小小，适用用于远程程传输，但但仍存在在着材料料色散和和波导色色散，这这样单模模光纤对对光源的的带宽和和稳定性性有较高高的要求求，带宽宽要窄，稳稳定性要要好。 b. 继电电保护用用光纤的的特点： 继电保保护用光光纤对衰衰耗值要要求较高高，不同同波

27、长的的光信号号衰耗值值不同，表表10-1对单单模光纤纤和多模模光纤在在3个波波长区域域的传输输特性进进行了比比较。图2 光光纤的结结构表10-11 光光纤的传传输特性性光纤类型波长/mm衰耗dB/km多模光纤0.8523多模光纤1.30.511.2单模光纤1.30.300.8单模光纤1.550.100.3由表10-1可以以看出，单单模光纤纤的传输输衰耗最最小，波波长1.31 m处处是光纤纤的一个个低损耗耗窗口。所所以现在在继电保保护用光光纤均使使用单模模光纤，使使用1.3 m的波波长段。 (2) 光纤电流差动保护的基本工作原理超高压输电电线路的的光纤电电流差动动保护是是2200kV、5500k

28、kV线路路的主保保护。与与普通的的电流差差动保护护在原理理上区别别不大。就就电流差差动保护护本身而而言，具具有原理理简单，不不受运行行方式变变化的影影响、动动作灵敏敏度高、快快速、可可靠，而而且能适适应电力力系统振振荡、非非全相运运行等优优点。是是其他保保护形式式所无法法比拟的的。光纤纤电流差差动保护护在继承承了电流流差动保保护的这这些优点点的同时时，以其其可靠稳稳定的光光纤传输输通道，保保证了传传输电流流幅值和和相位的的正确可可靠。进进一步提提高了继继电保护护运行的的安全性性和可靠靠性。光纤电流差差动保护护通过光光纤电缆缆传输继继电保护护需要的的模拟量量信号和和开关量量信号。正正常运行行时，

29、通通过光缆缆将线路路对侧的的电流幅幅值和相相位传送送到本侧侧，与本本侧的电电流幅值值和相位位进行比比较。线线路正常常输送负负荷的情情况下，两两侧的电电流幅值值相等，相相位互差差18000 。保保护中的的差电流流为0，保保护装置置不动作作。当被被保护线线路发生生区内故故障时，两两侧的电电流相位位相差000，两侧侧保护瞬瞬时跳开开本侧开开关。区区外故障障时，两两侧电流流的相位位与正常常运行时时相同，相相差18800。两侧侧电流的的幅值则则因为故故障电流流的大小小不同而而不等。特特别是当当区外故故障电流流较大时时，由于于两侧CCT的特特性差异异，会造造成电流流差动保保护中的的不平衡衡电流增增加，差差

30、流增大大，导致致保护误误动。为为此，光光纤电流流差动保保护具有有比率制制动特性性，可有有效的保保证区外外故障时时保护不不会误动动。在复用通道道的光纤纤电流差差动保护护中，保保护与复复用装置置时间同同步的问问题对于于光纤电电流差动动保护的的正确运运行起到到关键的的作用，因因此，目目前光纤纤差动电电流保护护都采用用主、从方式式，以保保证时钟钟的同步步；同时时，在线线监视误误码率，当当通道异异常时自自动闭锁锁差动保保护。线路的光纤纤电流差差动保护护中还设设置了后后备保护护。后备备保护通通常是三三段式距距离和零零序电流流保护。当当光线通通道异常常、电流流差动保保护退出出运行时时，起到到后备保保护的作作

31、用。对对后备距距离、零零序保护护的要求求与纵联联保护相相同。光纤差动保保护还具具有“直跳”和“远传”的功能能，当本本侧失灵灵、过电电压等保保护动作作时，由由这些保保护发出出“直跳”或“远传”命令，使使对侧开开关跳闸闸。(3) 主主要功能能和技术术要求a保护中中的总起起动元件件由反映映工频变变化量的的相电流流和零序序电流元元件组成成，起动动元件动动作时，短短时开放放出口继继电器。既既保证了了出口继继电器可可靠动作作跳闸，又又能保证证正常运运行时保保护的安安全可靠靠。b光纤电电流差动动保护装装置具有有64KKbitt（或2MM）的数据据通信接接口，能能够较好好、准确确的传送送保护数数字信号号。装置

32、置有通道道自动监监测、在在线显示示误码率率的功能能，当通通道异常常时发出出报警信信号并自自动闭锁锁保护。c装置应应设置PPT断线线闭锁和和振荡闭闭锁功能能，防止止在PTT断线或或系统振振荡情况况下后备备距离保保护误动动。四、线路的的后备保保护一、距离保保护1距离保保护工作作原理（包包括相间间和接地地距离保保护）在线路发生生短路时时,距离离保护测测量阻抗抗ZK=UKIKZd等于保保护安装装点到故故障点的的(正序序)阻抗抗。显然然该阻抗抗和故障障点的距距离是成成比例的的。因此此习惯地地将距离离保护继继电器称称为阻抗抗继电器器。三段式距离离保护的的原理和和电流保保护是相相似的，其其差别在在于距离离保

33、护反反应的是是电力系系统故障障时测量量阻抗的的下降，而而电流保保护反映映是电流流的升高高。距离离保护的的动作特特性是复复平面第第二象限限上一个个带方向向的圆特特性或多多边形特特性。如如图100-2所所示： aa 圆圆特性方方向阻抗抗继电器器 b 多边形形方向阻阻抗继电电器 图3 阻抗继继电器动动作特性性图3（a）中，ZZD 为阻抗抗继电器器的整定定阻抗，圆圆内为继继电器的的动作区区，当线线路的正正方向发发生故障障，测量量阻抗小小于整定定阻抗、进进入圆内内时，继继电器动动作。圆圆周即为为动作边边界。当当测量阻阻抗与整整定阻抗抗差18800 时，属属于反向向故障，继继电器不不动作。ZK 即为线路正

34、方向保护范围内故障时，阻抗继电器测量到的阻抗。 图图3（b）中，F11为多边边形阻抗抗继电器器的方向向边界线线，F11之上为为正方向向，动作作区，FF1之下下为反向向，非动动作区。XX-X00是接地地阻抗继继电器在在线路单单相经过过渡电阻阻接地时时，防止止继电器器不正确确动作而而采取的的措施，使使继电器器的上边边下斜一一个角度度，以减减小过渡渡电阻的的影响。一一般相间间阻抗继继电器上上边是直直线，没没有下斜斜角度。4距离保护一一般设置置为三段段，一段段为瞬动动段，即即在一段段范围内内发生故故障时，距距离一段段瞬时动动作跳闸闸。一段段的整定定范围为为被保护护线路全全长的（接接地距离离短些，660

35、70。）这是由由于距离离保护第第1段的的动作时时限为保保护本身身的固有有动作时时间，为为了和相相邻的下下一条线线路的距距离保护护第1段段有选择择性的配配合，两两者范围围不能有有重叠的的部分，否否则，本本线路第第1段的的保护范范围会延延伸到下下一线路路，造成成无选择择动作。另另外，保保护定值值计算用用的线路路参数有有误差，电电压互感感器和电电流互感感器的测测量也有有误差，考考虑最不不利的情情况，如如果这些些误差为为正值相相加，而而且第II段的保保护范围围为被保保护线路路全长的的1000%，就就不可避避免地要要延伸到到相邻下下一条线线路。此此时，若若下一线线路出口口故障，则则相邻的的两条线线路都将

36、将跳闸，这将使保护失去选择性，扩大停电范围。所以，阻抗一段定值按线路末端故障可靠不动作整定，取线路全长的8085。接地距离由于相邻线路出口故障时，有可能会误动，因此保护范围稍短些。二段和三段段为延时时动作段段，也称称为后备备段，二二段阻抗抗整定范范围不超超过相邻邻线路II段的保保护范围围。为保保证选择择性，延延时0.5S左左右(微微机保护护为0.4S)动作。三三段阻抗抗按躲开开正常运运行时负负荷阻抗抗来整定定。动作作延时按按规程要要求，应应大于11.5SS。2保护的的功能和和技术要要求（1）记忆忆功能，当当故障发发生在线线路出口口处，无无论保护护采用母母线PTT还是线线路PTT，电压压都会突突

37、然降到到零。为为保证阻阻抗元件件在这种种情况下下可靠动动作，阻阻抗元件件中设置置了记忆忆回路。将将故障前前的电压压记忆下下来，当当发生线线路出口口故障时时，利用用记忆电电压的作作用，使使保护正正确可靠靠动作。记记忆回路路的记忆忆时间不不应小于于1000mS。此外，当发生反方向出口故障时，记忆电压还能够使距离保护保证方向性，不使保护误动。（2）自动动偏移功功能，当当距离保保护采用用线路PPT，手手动合闸闸或单相相重合于于永久性性故障线线路时，线线路电压压没有恢恢复，阻阻抗元件件中也没没有电压压，阻阻抗元件件在这种种情况下下具有自自动偏移移功能，将将阻抗元元件变成成一个偏偏移阻抗抗继电器器（如图图

38、10-3所示），把把坐标原原点包括括在阻抗抗特性圆圆内，使使阻抗元元件能够够可靠动动作。 图4 偏移移阻抗特特性（3）躲弧弧光电阻阻和过渡渡电阻的的能力，电力系统中短路一般都不是纯金属性的，而是在短路点存在过渡电阻，过渡电阻一般是由电弧电阻引起的。它的存在，使得距离保护的测量阻抗发生变化。一般情况下，会使保护范围缩短。但有时候也能引起保护超范围动作或反方向动作(误动)。这里指的是接地距离保护。所以，阻抗元件必须具备抗过渡电阻的能力。图3（b）中的阻抗特性就是一种抗过渡电阻影响的阻抗元件。 （4）振振荡闭锁锁功能，根根据阻抗抗元件的的原理特特点，当当电压降降低、电电流增大大时，测测量阻抗抗就会减

39、减小，当当测量阻阻抗减小小到进入入阻抗动动作范围围时，阻阻抗继电电器就会会动作。线线路短路路时，就就是这种种情况，保保护动作作是正确确的。然然而，当当发生系系统振荡荡、振荡荡中心处处于保护护安装处处时，也也会出现现这种情情况，如如果这时时保护动动作就不不正确了了。因此此阻抗元元件须能能够正确确判断短短路故障障和系统统振荡。为为此，在在阻抗元元件中设设置了振振荡闭锁锁功能，当当电力系系统发生生振荡时时，瞬时时闭锁距距离保护护。由于于系统振振荡周期期最长一一般在11.5SS左右，这这对于距距离保护护的一、二二段则无无法躲过过，距离离三段由由于动作作时间较较长，靠靠时间能能躲过振振荡周期期。因此此，

40、振荡荡闭锁只只闭锁一一、二段段。 （5）PPT断线线闭锁功功能，距距离保护护在PTT断线时时将会发发生误动动，因此此，保护护设置了了判断PPT断线线闭锁的的功能，当当发生PPT断线线时立即即闭锁保保护，防防止误动动。二、零序电电流保护护和方向向性零序序电流保保护零序电流保保护是线线路的后后备保护护。当超超高压线线路发生生接地故故障时，起起后备保保护作用用。零序序电流保保护一般般设置三三段或四四段。零零序电流流保护原原理简单单、动作作速度快快，但要要有选择择性，保保护定值值整定要要与相邻邻线路保保护配合合。以下下是零序序电流保保护整定定的基本本原则。1零序电电流速断断(零序序I段)保护整整定原则

41、则(1)躲开开被保护护线路末末端单相相或两相相接地短短路时可可能出现现的最大大零序电电流3II0maax。(2)躲过过断路器器三相触触头不同同时闭合合时所出出现的最最大零序序电流33I0bbt当线路上采采用单相相自动重重合闸时时，通常常是设置置两个零零序I段段保护。其其中：一一个是按按条件(1)、（22）整定定。由于于其整定定值较小小，保护护范围较较大，灵灵敏度较较高。因因此，称称为灵敏敏I段，它它的主要要任务是是对全相相运行状状态下的的接地故故障起保保护作用用，具有有较大的的保护范范围，而而当单相相重合闸闸起动时时，则因因保护尚尚未复归归，需待待恢复全全相运行行时才能能重新投投入。另一个个是

42、按躲躲过非全全相振荡荡时出现现的最大大零序电电流整定定。由于于它的定定值较大大，因此此称为不不灵敏II段。装设它它的主要要目的，是是为了在在单相重重合闸过过程中其它两两相又发发生接地地故障时时，用以以弥补失失去灵敏敏I段的的缺陷，尽尽快地将将故障切切除。当当然，不不灵敏II段也能能反应全全相运行行状态下下的接地地故障，只只是其保保护范围围较灵敏敏I段为为小。2零序电电流限时时速断(零序III段)保护 零零序III段即带带时限的的零序电电流速断断保护，它它的原理理及整定定计算与与用于相相间短路路保护的的电流III段相相似，它它能够保保护线路路的全长长，起动动电流要考虑和和下一条条线路的的零序电电

43、流速断断相配合合，并带带有高出出一个t的时时限、以以保证动动作的选选择性。 零零序III段应当当考虑分分支电路路的影响响，因为为它将使使零序电电流的分分布发生生变化。3零序过过电流(零序IIII段段)保护护零序IIII段保护护的作用用，在一一般情况况下是作作为本线线路接地地故障的的近后备备保护和和和相邻邻元件接接地故障障的远后后备保护护使用，但但在中性性点直接接接地电电网中的的终端线线路上，它它也可以以作为主主保护使使用。 在在零序过过电流保保护中，对对继电器器的起动动电流，原原则上是是按照躲躲开在下下条线路路出口处处相间短短路时所所出现的的最大不不平衡电电流Iunbb.maax来整整定。同同

44、时还必必须要求求各保护护之间的的灵敏系系数上要要互相配配合，满满足灵敏敏系数和和选择性性的要求求。 因因此，实实际上对对零序过过电流保保护的整整定计算算，必须须按逐级级配合的的原则来来考虑。具具体地说说，就是是本保护护零序IIII段段的保护护范围，不不能超出出相邻线线路零序序IIII段的保保护范围围。4零序方方向电流流保护 在在双侧或或多侧电电源的网网络中，处处于电源源点的变变压器中中性点一一般至少少有一台台要接地地，由于于零序电电流的实实际流向向是由故故障点流流向各个个中性点点接地的的变压器器，因此此在变压压器接地地数目比比较多的的复杂网网络中，就就需要考考虑零序序电流保保护动作作的方向向性

45、问题题。 零零序功率率方向继继电器的的输入取取自零序序电压和和零序电电流，零零序功率率方向元元件的动动作与否否，取决决于零序序功率的的方向。当当保护范范围内部部故障时时，方向向应工作作在最灵灵敏的条条件之下下。5 五、 线路路自动重重合闸装装置1.概述在电力系统统的线路路故障中中，架空空线路故故障大部部分都是是瞬时性性故障。例例如，由由雷电引引起的绝绝缘子表表面闪络络、大风风引起的的碰线、通通过鸟类类以及树树枝等物物掉落在在导线上上引起的的短路等等，当线线路被断断路器迅迅速断开开以后，电电弧即行行熄灭，故故障点的的绝缘强强度重新新恢复，外外界物体体(如树树枝、鸟鸟类等)也被电电弧烧掉掉而消失失

46、。此时时，如果果把断开开的线路路断路器器再合上上，就能能够恢复复正常的的供电，因因此，称称这类故故障是瞬瞬时性故故障。除除此之外外，也有有永久性性故障。例例如由于于线路倒倒杆、断断线、绝绝缘子击击穿或损损坏等引引起的故故障，在在线路被被断开之之后，它它们仍然然是存在在的。这这时，即即使再合合上电源源，由于于故障仍仍然存在在，线路路还要被被继电保保护再次次断开，因因而就不不能恢复复正常的的供电。由于输电线线路上的的故障具具有以上上的性质质，因此此，在线线路被断断开以后后再进行行一次合合闸，就就能在多多数情况况下重合合成功,从而提提高了供供电的可可靠性和和连续性性。为此此在电力力系统中中采用了了自

47、动重重合闸装装置。在线路上装装设重合合闸以后后，不论论是瞬时时性故障障还是永永久性故故障都必必须完成成一次重重合。因因此，在在重合以以后可能能成功(指恢复复供电不不再断开开)，也也可能不不成功（永永久性故故障，重重合后保保护再次次动作跳跳闸，不不再重合合）。用用重合成成功的次次数与总总动作次次数之比比来表示示重合闸闸的成功功率。根根据运行行资料的的统计，成成功率一一般在66090之间。以前的重合合闸装置置，由于于电磁式式保护制制造水平平有限，功功能不够够完善，因因此，当当发生单单相接地地故障时时，只能能靠零序序电流保保护动作作起动重重合闸，经经重合闸闸选相跳跳闸。所所以，重重合闸装装置中设设置

48、有选选相元件件。目前前的微机机保护中中已经有有了功能能完善的的接地阻阻抗元件件，发生生接地故故障时，保保护可以以正确判判断故障障，直接接跳闸。因因此，现现在的重重合闸装装置不设设置选相相元件。2.基本功功能和原原理(1) 起起动方式式自动重合闸闸装置是是高压线线路的自自动装置置。其起起动方式式有两种种，即保保护起动动和不对对应起动动。当线路故障障，保护护动作跳跳闸的同同时，起起动重合合闸装置置，重合合闸起动动后，待待开关跳跳闸后，经经一个延延时，发发出合闸闸脉冲。这这种起动动方式为为保护起起动。在在线路正正常运行行时，如如发生开开关偷跳跳，装置置可以根根据合闸闸手把与与开关的的位置不不对应状状

49、态，起起动重合合闸，发发出合闸闸脉冲，这这种方式式为不对对应起动动。(2) 重重合次数数根据我国电电力系统统的运行行习惯和和要求，重重合闸装装置一般般只重合合一次。为为此，在在装置中中设置一一个充电电电容，这这个电容容在开关关合闸、正正常运行行时充电电，充电电时间为为1520SS，只能能提供一一次合闸闸的能量量。当开开关在分分闸位置置时，用用开关的的常闭辅辅助接点点，将电电容放电电，使电电容不能能充电。线线路发生生永久性性故障，重重合后再再次跳闸闸，充电电电容要要等155200S后才才能再次次发合闸闸脉冲，况况且开关关一旦跳跳闸，其其常闭接接点已将将电容放放电回路路接通，不不会再充充电，因因此

50、，能能够保证证只重合合一次。(3) 重重合方式式根据有关的的规程和和要求，重重合闸装装置必须须具备以以下几种种重合方方式可供供选择：（1）单重重方式:当线路路发生单单相故障障时，继继电保护护动作跳跳闸，跳跳闸的同同时起动动重合闸闸。开关关跳闸后后，经单单重时间间，装置置发出合合闸脉冲冲。当线线路发生生相间故故障，保保护动作作跳三相相，虽然然保护动动作的同同时，发发出了起起动重合合闸的命命令信号号，但由由于选定定方式为为“单重重”，开开关三相相跳闸时时，重合合闸装置置闭锁重重合闸，不不发合闸闸脉冲，保保证单相相跳闸能能重合，三三相跳闸闸不重合合。（2）三重重方式:选择三三重方式式时,无无论线路路

51、发生单单相或相相间故障障，重合合闸均使使开关三三相跳闸闸,然后后再重合合三相。（3）综重重方式：选择综综重方式式时，线线路发生生单相故故障，跳跳单相，重重合单相相。发生生相间故故障时，开开关三相相跳闸，重重合三相相。（4）停用用方式：当选择择重合闸闸为停用用时，装装置即闭闭锁重合合闸。无无论线路路发生单单相或相相间故障障，均使使开关跳跳三相不不重合。(4) 重重合时间间重合闸装置置在开关关跳闸之之后，需需要经一一个延时时，再发发出合闸闸脉冲。这这是考虑虑躲开开开关跳闸闸时间和和故障点点的熄弧弧时间，再再加一个个可靠系系数，以以保证重重合时，故故障已确确实消失失，如果果是瞬时时故障，不不等故障障

52、点熄弧弧就重合合，相当当于重合合到故障障点上，导导致保护护再次动动作跳闸闸，重合合失败。重重合闸装装置中的的重合时时间分为为三重时时间和单单重时间间两种。应应能够分分别整定定。一般般单重时时间较长长，三重重时间较较短。当线路发生生单相故故障跳单单相后，由由于另外外两健全全相与故故障相之之间存在在着互感感，又由由于超高高压线路路对地有有电容电电流，互互感电流流和电容容电流都都经故障障线路、故故障点和和电源点点形成回回路，这这个回路路中的电电流称为为“潜供电电流”。如图55所示： 图5 潜供供电流示示意图由于“潜供供电流”的存在在，延长长了故障障点的熄熄弧时间间，为此此，超高高压线路路的综合合重合

53、闸闸装置的的单重时时间应考考虑潜供供电流的的影响。所所以，单单重时间间应长一一些。潜潜供电流流的大小小与线路路长短、电电压等级级及线路路是否有有并联电电抗器有有关，特特别是5500kkV线路路，单重重时间的的整定应应视具体体情况而而定。*线路发生相相间故障障跳三相相后，由由于三相相都已断断开，感感应电流流、电容容电流均均不存在在，因此此，故障障点的熄熄弧时间间就很短短，重合合时间不不需要很很长，只只要保证证开关三三相跳开开，稍加加一点裕裕度即可可。综上所述，重重合闸装装置的单单重和三三重时间间必须能能够分开开整定。3. 对自自动重合合闸装置置的基本本要求(1) 手手动或由由自动控控制装置置（如

54、NNCS）合合闸、分分闸时，不不起动、并并闭锁重重合闸。而而且手动动合闸于于故障线线路时，应应加速跳跳闸。(2) 有有加速功功能，无无论手合合或自动动重合后后，均能能与保护护配合，实实现加速速跳闸。(3) 重重合方式式功能完完善，可可选择。(4) 单单重和三三重时间间可分别别整定。(5) 功功能完善善，能与与各种类类型的保保护配合合。如有有些超高高压线路路，出于于对系统统稳定的的考虑，对对线路故故障后保保护的切切除及重重合时间间有一定定的要求求，超过过这个时时间，即即使是单单相、瞬瞬时故障障，也不不允许重重合。这这个时间间整定范范围一般般在2550mSS以内，称称之为“有有效时间间”。(6)

55、应应能够反反映断路路器传动动机构气气压及SSF6压压力，当当这些压压力降低低、不允允许重合合闸时，应应立即将将重合闸闸闭锁。此此时，无无论线路路发生何何种故障障均跳三三相，不不重合。(7) 当当线路发发生单相相故障保保护动作作跳开单单相后，在非全相运行过程中，如又发生另一相或两相的故障，即所谓“相继故障”，保护应能有选择性地予以切除。上述故障如发生在单相重合闸的脉冲发出以前，则在故障切除后能进行三相重合；如发生在重合闸脉冲发出以后，则切除三相不再进行重合。(8) 在在发电厂厂一次系系统为单单元式接接线（发发变组直直接带线线路）时时，为保保证机组组的安全全，应考考虑重合合闸只选选择单重重方式，不

56、不能使用用三重方方式。目前，我国国大部分分地区的的超高压压输电线线路，只只采用单单相重合合的方式式，一般般不采用用三重和和综重方方式。1110kkV线路路一般只只采用三三重方式式。六、 母差差保护及及断路器器失灵保保护1. 母差差保护母线差动保保护是电电力系统统发电厂厂及变电电站高压压母线的的主保护护。目前前普遍采采用的是是中阻抗抗母差保保护和微微机型母母差保护护，按反反措要要求，2220kkV及以以上系统统的母差差保护均均按双重重化配置置。母差差保护主主要有以以下几种种：中阻抗电磁磁式母差差，型号号为RAADSSS，上海海继电器器厂引进进ABBB技术生生产。特特点是制制造工艺艺精细，质质量可

57、靠靠，动作作速度快快。但装装置体积积大，调调试工作作量较大大，试验验较复杂杂。微机型母差差保护，型型号为RRCS-9155，南瑞瑞继电保保护公司司生产。特特点是装装置外形形尺寸小小，质量量可靠，动动作速度度快。此此外，调调试工作作量小。微机型母差差保护，型型号为BBP-22B，深深圳南瑞瑞公司生生产。特特点与RRCS-9155相同。微机型母差差保护，型型号为CCSC-1500，北京四四方公司司生产。按双重化配配置的母母差保护护，一般般均采用用上述母母差保护护中的两两种。母差保护的的基本原原理，就就是节点点电流定定律，即即I=00。有以以下几项项主要功功能：（1）复合合电压闭闭锁，对对用于双双母

58、线的的母差保保护，根根据反反措要要求，必必须有复复合电压压闭锁功功能。包包括低电电压、零零序、负负序电压压等。这这是为了了防止在在正常运运行中，由由于各种种原因使使母差保保护误动动。对于于3/22接线，没没有该项项要求。（2）互联联功能，用用于双母母线的母母差保护护，根据据目前的的母差保保护原理理,在一一次系统统倒方式式的过程程中，应应投入互互联功能能。因倒倒闸操作作时，两两条母线线的隔离离开关跨跨接在两两母线之之间，如如果这时时母线发发生故障障，母差差保护无无法正确确判断。因因此，这这时应投投入互联联方式，即即非选择择方式。在在一些微微机母差差保护中中，能够够自动判判断是否否进行倒倒闸操作作

59、，自动动投入互互联功能能。但一一般都有有互联压压板。对对3/22接线的的厂、站站，不存存在这个个问题。（3）可以以允许各各连接元元件的CCT变比比不同。在在保护中中进行设设置，以以满足母母差保护护的运行行条件。（4）母差差保护动动作后，应应给线路路纵联保保护发出出允许或或闭锁信信号，以以便使对对侧开关关跳闸2. 断路路器失灵灵保护(1) 失失灵保护护的功能能和基本本原理当被保护线线路或元元件发生生故障,继电保保护动作作跳闸,脉冲已已经发出出，而断断路器却却因本身身原因没没有跳开开，失灵灵保护则则以较短短的延时时，跳开开故障开开关的相相邻开关关，或故故障开关关所在母母线上所所有其它它开关。以以尽

60、快将将故障线线路或元元件从电电力系统统切除。根根据失灵灵保护的的上述功功能，要要求继电电保护在在动作跳跳闸的同同时起动动失灵保保护。失灵保护的的设置形形式与一一次系统统的接线线形式有有关。在在双母线线接线形形式的厂厂、站，只只设置一一套失灵灵保护，母母线上连连接的任任何一个个元件（线线路或变变压器）的的保护装装置动作作跳闸的的同时，均均起动失失灵保护护。失灵灵保护根根据故障障开关所所在的位位置，动动作后切切除相应应母线上上的其它它开关。在在3/22接线的的厂、站站中，失失灵保护护是按断断路器设设置的，当当保护动动作跳闸闸，断路路器跳不不开时，故故障开关关本身的的失灵保保护起动动，如果果故障开开