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距离保护原理概述 距离保护原理概述 距离保护是反映故障点至保护安装处的距离，并根据距离的远近确定动作时间的一种保护。故障点距保护安装处越近，保护的动作时间就越短，反之就越长，从而保证动作的选择性。测量故障点至保护安装处的距离，实际上就是用阻抗继电器测量故障点至保护安装处的阻抗。因此，距离保护也叫阻抗保护。 1、距离保护的原理 保护安装处母线电压与线路电流之比称为测量阻抗。 故障时，反映了保护安装处至故障点的阻抗。将此测量阻抗与整定阻抗Zset进行比较，当ZmZset时，说明故障点在保护范围内，保护动作；当ZmZset时，说明故障点在保护范围外，保护不动作。 测量阻抗只与故障点到保护安装处的距离l成正比，基本不受运行方式的影响。所以距离保护的范围基本不随运行方式变化而变化。目前广泛采用的是三段式阶梯型距离保护。距离保护I、II、III段的整定计算与上一期的零序保护类似。 为保证选择性，距离I段保护范围为被保护线路全场的80%~85%，瞬时动作。距离II段的保护范围为被保护线路的全长及下一段线路的30%~40%，动作时限要与下一线路的距离I段动作时限配合，大一个时限级差0.5s。距离三段为后备保护，其保护范围较长，一般包括本线路及下一线路全长，动作时限比下一线路距离II段相配合。 如图所示，当K点发生短路故障时，从保护2安装处到K点的距离为L2，保护2将以t2I的时限动作；从保护1安装处到K点的距离为L1，保护1将以t1II的时间动作，t1IIt2I，保护2将动作跳闸，切除故障。所以离故障点近的保护总是先动作，因此在复杂网络中保证了动作的选择性。 2、保护安装处电压计算公式 线路上K点发生短路时，保护安装处的某相的相电压应该是该相故障点电压与该相线路压降之和。如果假设线路的正序阻抗Z1等于负序阻抗Z2，则保护安装处相电压的计算公式为： 这里的k为零序补偿系数，k3I0的物理意义是三相零序电流在输电线路的相间互感阻抗上的压降。通过推到可以理解的更清楚，在此就不做详细讨论了。 保护安装处的相间电压可以认为是保护安装处的两个相电压之差。根据相电压的计算公式，保护安装处相间电压的计算公式为 ： 这两个公式都是适用于在任何短路故障类型下，对故障相或非故障相的相电压、相间电压的计算。 3、汲出电流和助增电流的影响 当保护安装处与故障点之间有分支电源时，如图所示，分支电源将向故障点K送短路电流ICB，使流过故障线路的电流IBK=IAB ICB，大于实际流过保护1的电流IAB，所以ICB称作助增电流。 由于助增电流的存在，使保护1的距离II段测量到的电流偏小，测量阻抗增大，保护范围缩小。这就降低了保护灵敏性，但并不影响与下一线路距离I段配合的选择性。 为了减小助增电流对保护1距离II段的影响，在整定计算是，可以在II段引入一个大于1的分值系数，适当增大距离II段的动作阻抗，抵消助增电流带来的影响。 若保护安装处与短路点间链接的不是分支电压，而是负荷，那么在图中电网中，当K点发生短路，由A侧电压供给的短路电流IAB，在母线B处分为两路，其中IBK2直接送至短路点，IBK1经非故障线路送至短路点。这样，流过故障线路的电流IBK2=IAB-IBK1，小于流过保护1的电流IAB，故IBK1称作汲出电流。 与助增电流正相反，汲出电流使保护1的距离II段测量到的电流偏大，测量阻抗减小，保护范围扩大。这可能导致保护无选择性动作。 为了减小助增电流对保护1距离II段的影响，在整定计算是，可以在II段引入一个小于1的分支系数，抵消汲出电流带来的影响。 4、振荡的影响 并联运行的电力系统或发电厂之间因短路切除太慢或遭受较大冲击时出现功率角大范围周期变化的现象，称为电力系统振荡。 电力系统振荡时，在一段时间内，振荡电流很大，而保护安装处母线电压却很小，这样会造成测量阻抗落在动作范围内（持续大约半个振荡周期）。因此，通常对动作时限较短的距离I、II段装设振荡闭锁回路，以防止距离保护在系统振荡时误动作。而对距离III段因动作时限较长，可以不考虑振荡影响。 首先来看看电力系统振荡和短路的主要区别： （1）振荡时，电流和各点电压幅值均呈现周期性变化；而短路后，短路电流和各点电压幅值不变。 （2）振荡时，电流和电压的变化速度较慢；而短路时，电流是突然增大，电压也是突然降低，变化速度很快； （3）振荡时，三相完全对称，系统中无负序分量；而短路时，会长时间或瞬时出现负序分量。 （4）振荡时，电压、电流的相位关系是变化的；而短路后，电流和电压间的相位关系不变。