供配电基本知识及微机综合继电保护

(b)

图3-1 三段式距离保护各段保护范围及时间阶梯特性(a)网络接线（b）时限特性

和电流保护一样，距离保护一般也是三段式，叫做距离I、II、III段。其整定原则，也和电流保护相类似。

距离保护I段：按本线路的80﹪进行整定（和电流速断保护一样，也是为了保证选择性，是以牺牲保护范围为代价）；动作时限为几十毫秒，或粗略说为零。 距离保护II段：与相邻线路的距离保护I段相配合，具体来说，其保护范围是，除了本线路全长，还要伸到相邻线路，但不能超过相邻线路距离保护I段的范围；动作时限为高出相邻线路距离保护I段一个时间阶梯0.5秒。

距离保护III段：躲本线路的最小负荷阻抗，具体来说，其保护范围是，本线路全长+相邻线路全长，还要伸到第III级的线路一部分，动作时限为1秒以上。

从图3-1的时间特性我们可以看出，尽管它也是阶梯形特性，但是它是从电源侧开始到负荷侧，是逐渐升高的，这和过电流保护的时间阶梯特性刚好相反。这种时间特性正好是我们所需要的。

三．距离保护的主要组成元件

见图3-2所示三段式距离保护的组成元件和逻辑框图

跳闸

图3-2 三段式距离保护组成元件和逻辑框图

1．起动元件QDJ（振荡闭锁元件）

起动元件的主要作用是在发生故障的瞬间起动整套保护，并和距离元件动作后组成与门，起动出口回路动作于跳闸，以提高保护装置的可靠性。起动元件可由过电流继电器、低阻抗继电器或反应于负序和零序电流的继电器构成。我们现在一般采用负序和零序电流增量继电器。

2．距离（阻抗）元件（ZI、ZII和ZIII）

距离元件的主要作用是测量短路点到保护安装地点之间的阻抗（亦即距离）。

3．时间元件

时间元件的主要作用是按照故障点到保护安装地点的远近，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。

第二节 阻抗继电器

和电流继电器是电流保护的核心元件一样，阻抗继电器也是距离保护装置的核心元件，其主要作用是测量短路点到保护安装地点之间的阻抗，并与整定阻抗值进行比较，以确定保护是否应该动作。由于阻抗继电器是欠量动作的继电器，

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因此只有当Zj＜Zzd，亦即Zj=Uj

Ij 测量阻抗小于等于整定阻抗Zzd时，阻抗继电

器才能动作。

阻抗继电器按其构成方式可以分为单相式和多相式两种。由于单相式比较简单，而且现在大部分也是采用单相式。因此我们只研究单相式。

单相式阻抗继电器是指加入继电器的只有一个电压Uj（可以是相电压或线电压）和一个电流Ij（可以是相电流或两相电流之差）的阻抗继电器，Uj和Ij的比值称为继电器的测量阻抗Zj，即

Zj=Uj

Ij

一．二次测量阻抗Zj与一次阻抗Zd之间的关系

见图3-3的网络

图3-3 阻抗继电器的网络接线

U（B）

UjUnnn Y （B）L ZdL Zj=IBCIjIBCnYnY

nL

上式表示了二次测量阻抗与一次阻抗之间的关系，即二次测量阻抗Zj等于一次阻抗Zd乘以电流互感器的变比再除以电压互感器的变比。

二．利用复数平面分析圆或直线特性阻抗继电器

（一）圆特性 圆特性的阻抗继电器最典型的有如下三种， 通常用幅值比较和相位比较两种分析方法来进行分析。

1. 全阻抗继电器

全阻抗继电器是以继电器安装点为圆心，以整定阻抗Zzd为半径所作的一个圆，如图3-4所示，圆内为动作区，圆外为不动作区。