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第三章电网的距离保护

第一节距离保护概述

一、距离保护的基本概念

思考：电流、电压俣护的主要优点是简单、靠、经济，但是，对于容量大、电压高

或结构复杂的网络，它们难于满足电网对保护的要求。电流、电压保护一般只适用于35kV

及以下电压等级的配电网。对于llOkV及以上电压等级的复杂网，线路保护采用何种保护

方式？

解决方法：采用一种新的保护方式——距离保护。

距离保护是反应保护安装处至故障点的距离，并根据距离的远近而确定动作时限的一

种保护装置。

测量保护安装处至故障点的距离，实际上是测量保护安装处至故障点之间的阻抗大小,

故有时又称之为阻抗保护。

距离保护也有一个保护范围，短路发生在这一范围内，保护动作，否则不动作，这个

保护范围通常只用给定阻抗工切的大小来疣现的。

正常运行时保护安装处测量到的线路阻抗为负荷阻抗Z力，即

在被保护线路任一点发生故障时，测量阻抗为保护安装地点到短路点的短路阻抗Z”,

距离保护反应的信息量比反应单一物理量的电流保护灵嫩度高。

距离保护的实质是用整定阻抗与被保护线路的测量阻抗Z］比较。当短路点在保

护范围以外时，即嗣|zM时继电器不动。当短路点在保护范围内，即㈤|zj时继电器

动作。因此，距离保护又称为低阻抗保护。

动作阻抗：使距离保护刚能动作的最大测量阻抗。

二、时限特性

距离保护的动作时间，与保护安装处到故障点之间的距离/的关系称为距离保护的时限

特性，目前获得广泛应用的是阶梯型时限特性，如图3—1所示。这种时限特性与三段式电

流保护的时限特性相同，一般也作成三阶梯式，即有与三个动作范围相应的三个动作时限：

I，；

।保护3的i段ii~~i_i~~f

保护3的11段

保护3的山段

图3—1距离保护的时限特性

三、距离保护的组成

三段式距离保护装置一般由以下四种元件组成，其逻辑关系如图3—2所示。

1.起动元件

起动元件的主要作用是在发生故障的瞬间起动整套保护。早期的距离保护，起动元件

采用的是过电流继电器或者阻抗继电器。

2.方向元件

方向元件的作用是保证保护动作的方向性，防止反方向故障时，保护误动作。采用单

独的方向继电器或方向元件和阻抗元件相结合。

跳.

即

图3-2距寓保护原理的组成元件框图一

3.距离元件

距离元件（Z、Z〃、Z）的主要作用是测量短路点到保护安装处的距离（即测量阻

抗），一般采用阻抗继电器。

4.时间元件

时间元件（〃、小）的主要作用是，根据预定的时限特性确定动作的时限，以保证保

护动作的选择性，一般采用时间继电器。

正常运彳丁时，起动兀件1不起动，保护装置处于被闭锁状态。

当正方向发生故障时，起动元件I和方向元件2动作，距离保护投入工作。

如果故障点位于第I段保护范围内，则Z动作直接起动出口元件8,瞬时动作于跳闸。

如果故障点位于距离I段之外的距离I【段保护范围内，则Z不动作，而Z〃动作，起动距

离H段时间继电器5,经1〃时限，出口元件8动作，使断路器跳闸，切除故障。

如果故障点位于距离H段之外的距离HI段保护范围内，则Z、Z〃不动作，而Z股动作,

起动距离III段时间继电器7,经