电网的距离保护

4.1距离保护的基本原理4.2阻抗元件的构成原理4.3阻抗元件的定值计算4.4影响阻抗元件正确动作的因素 4.1距离保护的基本原理 电压等级输送容量送电距离110kV10~50MW150~50km220kV100~500MW300~100km500kV1000~1500MW850~150km 2026/5/4 （架空线路在100~300km间） （架空线路在100km以内） 故障点到保护安装处的距离可以用阻抗参数表示 测量故障点到保护安装处的线路阻抗反应故障点到保护安装处的距离 测量故障点到保护安装处的线路阻抗反应故障点到保护安装处的距离 在没有特别说明时，我们都用一次阻抗阐述一虽然使用符号Zm 假设线路单位长度阻抗为 z,Q/ km 我们期望的测量阻抗 以QF2处的保护为例 距离保护是反应故障点至保护安装点之间的距离（阻抗） 距离保护的构成简图 1一启动元件，2一测量元件，3一振荡闭锁元件，4一电压回路断线闭锁元件5一逻辑元件，6一执行元件 阻抗元件的构成原理4. 2 阻抗元件（阻抗继电器）一距离保护中的测量元件 按加入继电器的补偿电压分类单相式（第一类）、多相补偿式（第二类） 按继电器的动作特性分类 圆特性、非圆特性 按实现方法分类 幅值比较、相位比较 4.2.1单相式阻抗元件 一、测量（计算）阻抗 1.欧姆计测量阻抗法 4.2.1单相式阻抗元件 一、测量（计算）阻抗 1.欧姆计测量阻抗法 4.2.1单相式阻抗元件 一、测量（计算）阻抗 1.欧姆计测量阻抗法 4.2.1单相式阻抗元件一、测量（计算）阻抗 1.欧姆计测量阻抗法 核心问题1：当k点发生短路时，如何测量或计算出正确的阻抗，能够正确反应故障点到保护安装处的距离？ 反应相间短路的阻抗元件 反应接地短路的阻抗元件 思考： （1）当发生某种故障时，那个阻抗元件的测量阻抗正确反应故障点到保护安装处的距离？这个距离是用那个阻抗参数来表征的？（2）某个阻抗元件能正确反应何种故障类型？ 由单一相（或相间）的电压和电流构成的阻抗元件，称之为单相式阻抗元件。其主要特点是能够直接测量出故障点到保护安装处的阻抗。不管哪一个阻抗元件，都可以用下式来表示： 例如反应AB相间短路的阻抗元件 另外， 并不是构成单相式阻抗元件仅有的选择。 思考：分析UAB/I。、UAR/(-IB)能够正确反应的故障类型。 一个重要的问题：当发生某种类型的故障时，测量阻抗不正确的结果是否会导致保护不正确的动作行为？ 特别是，在保护范围外部短路时，由于不正确的测量阻抗，是否会导致保护误动作？ 例如，当发生AB两相接地短路时 2.解微分方程求阻抗法 忽略分布电容的影响，将故障点到保护安装处之间的线路看作是具有电阻R和电感L集中参数串联的等效电路。 根据式 可得出基于线路模型的微分方程为 AB相间短路 A相接地短路 （自己证明） 2026/5/4 本节小结： （2）距离保护的时限特性 （3）距离保护的构成 （4）正确求解测量阻抗的方法（阻抗继电器的接线方式） 一分析并总结电流保护与距离保护的异同点 二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程 问题的提出 核心问题2：如何根据正确的测量阻抗确定保护的动作行为？ 二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程 二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程 二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程 二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程 1.圆特性的阻抗元件 单相式阻抗元件的动作特性和动作方程二、 1.圆特性的阻抗元件 思考：全阻抗元件有什么特点？ 二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程 1.圆特性的阻抗元件 (1)全阻抗元件 思考：这这两种形式的动作方程有什么本质不同？ 二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程 以反应BC相间短路的阻抗元件为例，其幅值比较式和相位比较式的动作方程分别为 二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程 (2)方向阻抗元件 二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程 (2)方向阻抗元件 思考：方向阻抗元件的特点？ 二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程 (3)偏移特性阻抗元件 二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程 二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程 （4）其他形式的圆特性阻抗元件 (d)上抛特性(0<α<1) （e）套圆特性（阴影为动作区） 二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程 2.直线特性阻抗元件 二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程 3.多边形特性阻抗元件 R≤ Rset + X, / tg0且Xm ≤X set - Rmtgy当X≥0,R，≥0mR.. ≤R且Xm≤ Rmtgα当X.<0,R,>0Xm≤X set且Rm≤Xmtgβ当X>0,R，<0 三、阻抗元件的极化电压和补偿电压 观察全阻抗、方向阻抗、偏移阻抗元件的相位比较式动作方 其中U,=Um+ai,Z极化电压还有其它形式U" =U.-i.z补偿电压117set 三、阻抗元件的极化电压和补偿电压 补偿电压的意义 U"=U.-imZ,根据测量的电压、电流，计算的保护范围末端处的电压。 U'是计算值，有时和实际值一致，有时则不一致m 三、阻抗元件的极化电压和补偿电压 极化电压的意义一以极化电压为参考，测量补偿电压的相 U以亡为极化电压，argm= 0°，阻抗元件不动作Um2026/5/4 三、阻抗元件的极化电压和补偿电压 极化电压的意义一以极化电压为参考，测量补偿电压的相 U以文.为极化电压，arg=？，阻抗元件临界动作m2026/5/4 三、阻抗元件的极化电压和补偿电压 极化电压的意义一以极化电压为参考，测量补偿电压的相 U.以亡为极化电压，m=180°，阻抗元件动作argUm2026/5/4 三、阻抗元件的极化电压和补偿电压 极化电压的意义一以极化电压为参考，测量补偿电压的相 U以U.为极化电压，argm= 00，阻抗元件不动作UJ'm 三、阻抗元件的极化电压和补偿电压 极化电压的意义一以极化电压为参考，测量补偿电压的相 综合以上分析，以为极化电压的阻抗元件，只有在保护范围内部发生短路时阻抗元件动作，而在保护范围之外及反方向发生短路时阻抗元件不动作。一一方向阻抗元件。 极化电压选取的不同一一就得到不同特性的阻抗元件 4.2.2以故障前电压为极化电压的阻抗元件 U