第3章 电网的距离保护

第3章电网的距离保护3.1距离保护的基本原理3.2阻抗继电器3.4距离保护的整定计算3.5影响距离保护正确工作的因素及防止方法3.3阻抗继电器的接线方式3.1距离保护的基本原理3.1.1基本工作原理3.1.2距离保护的时限特性3.1.3距离保护的主要组成元件3.1.1基本工作原理图3-1距离保护的基本原理3.1.2距离保护的时限特性3.1.3距离保护的主要组成元件1．启动回路2．测量回路（ZⅠ、ZⅡ、和ZⅢ）3．逻辑回路4．其他部分图3-2三段式距离保护的原理框图3.2阻抗继电器3.2.1阻抗继电器的基本原则3.2.2利用复数平面分析圆特性阻抗继电器3.2.3具有四边形特性的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。阻抗继电器可按以下不同方法分类。根据其构造原理的不同，分为电磁型、感应型、整流型、晶体管型、集成电路型和微机型等。根据其比较原理的不同，分为幅值比较式和相位比较式两大类。根据其输入量的不同，分为单相式和多相式两种。图3-3在阻抗复平面上分析阻抗继电器特性阻抗复平面分析法是最常用、最简捷直观的方法，它需要经过以下几个步骤。（1）阻抗继电器在阻抗复平面上的动作特性（可从动作条件判别式取等号求得）。

继电器的测量阻抗Zr沿一定的轨迹变化而使继电器始终处于临界动作状态时，这一轨迹便称为继电器的动作特性。

（2）求出阻抗继电器在各种运行情况下感受到的阻抗（测量阻抗Zr）。（3）按动作条件判别式，在阻抗平面上分析

它们是否满足该式，从而决定其是否动作。3.2.1阻抗继电器的基本原则3.2.2利用复数平面分析圆特性阻抗继电器1．全阻抗继电器这种继电器以及其他特性的继电器，都可以采用两个电压幅值比较或两个电压相位比较的方式构成，现分别叙述如下。图3-4全阻抗继电器的动作特性图3-5相位比较方式分析全阻抗继电器的动作特性（3）幅值比较方式与相位比较方式之间的关系，可以从图3-4和图3-5所示几种情况的分析得出。图3-6幅值比较与相位比较之间的关系2．方向阻抗继电器图3-7方向阻抗继电器的动作特性3．偏移特性的阻抗继电器图3-8具有偏移特性的阻抗继电器3.2.3具有四边形特性的阻抗继电器图3-9四边形阻抗继电器3.3阻抗继电器的接线方式3.3.1对接线方式的基本要求3.3.2相间短路阻抗继电器的0°接线方式3.3.3接地短路阻抗继电器的接线方式3.3.1对接线方式的基本要求表3-13.3.2相间短路阻抗继电器的0°接线方式图3-10三相短路时测量阻抗的分析图3-11A、B两相短路时测量阻抗的分析（3）中性点直接接地电网中的两相接地短路图3-12A、B两相接地短路时测量阻抗的分析3.3.3接地短路阻抗继电器的接线方式3.4距离保护的整定计算3.4.1距离保护的整定计算原则3.4.2对距离保护的评价3.4.1距离保护的整定计算原则一般按躲开下一条线路出口处短路的原则来确定，按式（3-1）和式（3-2）计算，在一般线路上，可靠系数取0.8。1．距离Ⅰ段保护的整定2．距离Ⅱ段保护的整定如图3-13所示，应按以下两点原则来确定。图3-13选择整定阻抗的网络接线3．距离Ⅲ段保护的整定图3-14线路始端测量阻抗的相量图图3-15第Ⅲ段启动阻抗的整定图3-16复合特性的阻抗继电器（1）根据距离保护的工作原理，它可以在多电源的复杂网络中保证动作的选择性。（2）距离Ⅰ段是瞬时动作的，但是它只能保护线路全长的80%～85%，因此，两端合起来就使得在30%～40%的线路长度内的故障，不能从两端瞬时切除，在一端须经0.5s的延时才能切除。在220kV及以上电压的网络中，有时候这不能满足电力系统稳定运行的要求，因而，不能作为主保护来应用。3.4.2对距离保护的评价（3）由于阻抗继电器同时反应于电压的降低和电流的增大而动作，因此，距离保护较电流、电压保护有较高的灵敏度。此外，距离Ⅰ段的保护范围不受系统运行方式变化的影响，其他两段受到的影响也比较小，因此，保护范围比较稳定。（4）由于距离保护中采用了复杂的阻抗继电器和大量的辅助继电器，再加上各种必要的闭锁装置，因此，接线复杂，可靠性比电流保护低，这也是它的主要缺点。3.5影响距离保护正确工作的因素及防止方法1．短路点过渡电阻的性质图3-17架空输电线路短路时产生的电弧图3-18单侧电源线路经过渡电阻Rg短路的等效图2．单侧电源线路上过渡电阻的影响图3-19过渡电阻对不同安装地点距离保护影响的分析3．双侧电源线路上过渡电阻的影响图3-20双侧电源通过Rg路的接线图4．过渡电阻对不同动作特性阻抗元件的影响图3-21过渡电阻对