3.  电网的距离保护

3.1 距离保护的作用原理

3.1.1  距离保护的基本概念

-  .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。

-.. 实际上是测量保护装置处至故障点之间的阻抗大小，故有时又称阻抗保护

-.当短路点在保护范围以內时，即当Zd<Zzd时保护动作；

- .当短路点在保护范围时，即Zd>Zzd时，保护不动作

3.1.2 距离保护的时限特性

- 为了保证选择性，广泛应用阶梯型时限特性，这种时限特性与三段式电流保护的时限特性相同。

一.  距离保 护第I段 

瞬间动作的，其动作时限仅为保护装置的固有动作时间

保护范围不能延时到下一线路中去，为本线路全长的80%至85%

二.  距离保护第II段（距离II段）

. 动作时限和起动值要与相邻线路保护的I段或II段相配合

三.  距离III段

. 为本线路和相邻线路（元件)的后备保护，

.  其动作时限的整定原则与过电流保护相同，即大于下一条变电站母线出线保护的最大动作时限一个时间级差，

.  其动作阻抗应按躲过正常运行时的最小负荷阻抗来整定

3.1.3 距离保护的主要组成元件

一. 距离保护由起动元件.测量（距离）元件与逻辑回路（时间元件）三部分组成

一.起动元件

.作用：当被保护线路发生故障时，起动元件瞬间起动保护装置，以判断线路是否发生了故障，并兼做后备保护。

. 起动元件采用过电流继电器或阻抗继电器，也可采用发应负序电流或零序电流分量的复合滤波器。

二. 距离元件

.  作用：用来测量保护安装处至故障点之间的距离（阻抗），并判断短路故障的方向

. 一般为阻抗继电器。距离I段和距离II段采用方向阻抗继电器，距离III段采用偏移特性阻抗继电器。

三.时间元件

作用：建立距离保护II段.III段的时限，以获得其所需要的动作时限特性

. 通常采用时限继电器

 3.2 阻抗继电器

.阻抗继电器是距离保护的核心元件

作用：用来测量保护装置处故障点到故障点的阻抗（距离），并与整定值进行比较，以确定是保护区内部故障还是保护区外故障

阻抗继电器的构成

一. 主要由 两大基本部分组成：电压形成回路和幅值比较或相位比较回路。

一. UA.UB.UC.UD基本上是由UJ和IJzd组合而成。

一.UJ可直接从电压互感器二次侧取得，必要时经YB变换。IJZzd则经过DKB获得。

一.电抗互感器DKB的工作原理

一.作用：

 . 将电流互感器的二次电流变换成与之成正比并超前其一定角度的电压；

. 将继电保护回路与电流互感器二次回路隔离以降低干扰

2. 结构

.铁心中又气隙

.二次侧接近于 开路工作状态

W1:初级电流绕组

W2 W3：次级电压绕组

R;改变次级绕组中感应电势的相位。

 3.    原理

  0电流变换为电压

.阻抗角

                    3.2.4幅值比较回路

一.基本原理

一.将UA和UB分别整流后进行幅值比较，有两种类型

一. 均压式                                   

UA整流后在R1上产生Ua  

-UB整流后在R2上产生Ub

-继电器反应Uab=Ua-Ub而动作。

环流式

UA整流后在R1回路产生Ia,

Ub整流后R2回路产生Ib.

继电器反应Ia-Ib而动作。

二. 执行元件

一.1.极化继电器

 3.2.5     相位比较回路

一.测量瞬时值同为正（或同为负）的与门比相回路

一 适用方程

二.测量瞬时值同为一正一负的异或门比相回路

-适用方程

3.3  阻抗继电器的接线方式

一.要求

（1）阻抗继电器的测量阻抗必须正比于保护安装处到故障点的距离与电网运行方式无关。

（2）阻抗继电器的测量阻抗与短路类型无关，保护范围不随故障类型而变化

二. 分类

. 0度接线，+30度接线和-30度接线的阻抗继电器用于反映各种相间短路。

. 相电压和具有K3I0补偿的相电流接线用于反映各种接地故障

3.3.2相间短路阻抗继电器的0度接线方式

当cos=1时，加入继电器的电压和电流之间的夹角为0度称为0度接线

此处测量阻抗采用电力系统一次侧阻抗

结论：

.接于故障环路的阻抗继电器反映保护安装处到故障点之间的线路正序阻抗。

.  其余两只阻抗继电器的测量阻抗很大，不会动作

3.3.2  相间短路阻抗继电器的0度接线方式

三. 中性点直接接地电网两相接地短路

结论：

. 同两相短路

四.结论

- 0度接线方式在三相短路.两相短路及两相接地短路时至少有一个阻抗继电器能正确反映故障点到保护安装处的距离

- .相间距离保护必须采用三个阻抗继电器

3.3.3 接地短路阻抗继电器的接线方式

. 以A相接地短路为例

- 在单相接地时，只有故障相的电压降低，电流增大，从原则上看，应该将故障相的电压和电流加入继电器中

结论

- 故障相的阻抗继电器能正确测量以短路点到保护安装处之间线路正序阻抗

- 必须采用三各阻抗继电器