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第三章 电网距离保护 3.1 距离保护的基本原理与构成 3.2 阻抗继电器及其动作特性 3.3 阻抗继电器的实现方法 3.4 距离保护的整定计算与对距离保护的评价 3.1 距离保护的基本原理与构成 3.1.1 距离保护的概念 3.1.2 测量阻抗及其与故障距离的关系 3.1.3 三相系统中测量电压和测量电流的选取 3.1.4 距离保护的时限特性 3.1.5 距离保护的构成 3.1.1 距离保护的概念 距离保护： 利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，反应故障点到保护安装处的距离而工作的保护。 整定距离LSet 故障点到保护安装处的距离Lk 测量阻抗 测量阻抗(Zm)： 保护安装处测量电压Um与测量电流Im之比。 复数Zm的表示： 系统正常运行时，Zm为负荷阻抗Zl，其特点: 阻抗的量值较大 阻抗性质以电阻性为主 发生金属性短路时，Zm变为短路点与保护安装处的线路阻抗， 阻抗角等于输电线路的阻抗角，阻抗性质以电感性为主。 三相系统中测量电压和测量电流的选取 单相系统中，测量电压 就是保护安装处的电压，测量电流 就是被保护元件中的电流，系统金属性短路时两者之间的关系为： 实际三相系统中，各相的电压、电流都不再简单地满足上式。 单相接地短路故障 A相金属性接地短路时， ，上式变为： 若令 、 ，又可表示为： 由 、 算出的测量阻抗能够准确反应故障的距离，可以实现对故障区段的比较和判断。 B、C两相电压、电流算出的测量阻抗不会动作。 B相单相接地故障时，用 、 作为测量电压、电流能够正确反应故障距离， C相单相接地故障时，用 、 作为测量电压、电流能够正确反应故障距离。 两相接地短路 金属性两相接地短路故障时，故障点处两接地相的电压都为0。 以BC两相接地故障为例， 令 ， 或 ， 有： 根据上式作出的测量和判断能够准确反应故障距离 此外，将以上两式相减，可得到： 取 作为测量电压、测量电流，也能正确判断故障距离 A相的测量电压、测量电流不能正确判断故障。 同理可以分析出AB两相或CA两相接地故障时的情况 两相不接地短路故障 金属性两相短路的情况下，故障点处两故障相的对地电压相等，各相电压都不为0， 以A、B两相故障为例， 令 可以进行故障判别。 非故障相C相故障点处的电压与故障电压不等，作相减时不能被消掉，不能用来进行故障距离的判断。 三相对称短路 故障点处的各相电压相等，且在三相系统对称时均为0。 这种情况下，应用任何一相的电压、电流或任何两相的相间电压、两相电流差作为距离保护的测量电压和电流，都可以用来进行故障判断。 故障环路的概念及测量电压电流的选取 故障环路： 故障电流可以流通的通路称为故障环路。 以故障环路上的电压和环路中流通的电流作为测量电压和测量电流所算出的测量阻抗，能够正确地反应保护安装处到故障点的距离。 类型： 单相接地短路：一个相－地故障环路； 两相接地短路：两个相－地故障环路； 两相不接地短路：一个相－相故障环路； 三相短路接地：三个相－地故障环和三个相－相故障环路。 距离保护接线方式 接地距离保护接线方式： 对于保护接地短路，取接地短路的故障环路为相-地故障环路，测量电压为保护安装处故障相对地电压，测量电流为带有零序电流补偿的故障相电流。 由它们算出的测量阻抗能够准确反应单相接地故障、两相接地故障和三相接地短路情况下的故障距离。 相间距离保护接线方式： 对于相间短路，故障环路为相-相故障环路，取测量电压为保护安装处两故障相的电压差，测量电流为两故障相电流之差。 由它们算出的测量阻抗能够准确反应两相短路、三相短路和两相短路接地情况下的故障距离。 两种接线方式的距离保护在不同类型短路时动作情况 距离保护的时限特性 距离保护的时限特性： 距离保护的动作时间与故障点到保护安装处的距离之间的关系。 三段式的阶梯时限特性： 距离Ⅰ段为无延时的速动段； Ⅱ段为带固定时限的速动段，固定的时延一般为0.3~0.6秒； Ⅲ段时限需与相邻下级线路的Ⅱ段或Ⅲ段保护配合，在其延时的基础上再加上一个时间级差 。 距离保护的时限特性 距离保护的构成 启动部分： 用来判别系统是否发生故障。 当作为远后备保护范围末端发生故障时，应灵敏、快速