西安电力高等专科学校继电保护课程教案
授课顺序 课时数 2 累计课时 章节名称 第五章 电网的距离保护 教学目的 1.了解距离保护的构成； 2. 理解距离保护的基本原理、动作特性； 3. 掌握单相式阻抗继电器的动作特性及动作方程。 教学重点: （1）距离保护的基本原理； （2）方向阻抗继电器的动作特性。 教学难点及突破难点的办法 教学难点：距离保护的基本原理；方向阻抗继电器的动作特性。 突破难点的办法：动画演示三段式距离保护的动作行为，便于学生理解三段式距离保护的原理。通过比较各种特性阻抗继电器的动作特性理解方向阻抗继电器的动作特性。 布置作业 思考题：1、3 习题：2、4 参考书目 1．《电力系统继电保护原理》 天津大学（第三版） 贺家李，宋从矩主编 2．《电力系统继电保护》 第二版 许建安主编 中国水利水电出版社 3． 《电力系统继电保护》 张保会 等主编 中国电力出版社 一、提问复习 课 堂 教 学 环 节 电流电压保护优点和缺点是什么？ 二、引入新课 6.1 距离保护的基本原理 6.2 阻抗继电器 三、本节课小结： (1) 距离保护的基本原理 (2) 单相式圆特性阻抗继电器的动作特性与动作方程 (3) 圆特性的方向阻抗继电器的测量阻抗、整定阻抗、动作阻抗的概念 §6 电网的距离保护
§6-1 距离保护的基本原理
一、基本概念
距离保护是由阻抗继电器完成电压、电流比值测量，根据比值的大小来判断故障的远近，
并利用故障的远近确定动作时间的一种保护装置。通常将该比值称为阻抗继电器的测量阻抗
?U表示为： ZK?K
?IK正常运行时，加在阻抗继电器上的电压为额定电压，电流为负荷电流，此时测量阻抗就
是负荷阻抗：
ZK?U?ZL?N?IL
?，电流为短路电流I?，下图中k点短路时，加在阻抗继电器上的电压为母线的残压Ukk?U阻抗继电器的一次测量阻抗就是短路阻抗 ：Zk?z?lk?k
?Ik
由于Uk??UN，Ik??IL，因此Zk??ZL。故利用阻抗继电器的测量阻抗可以区分故障与正常运行，并且能够判断出故障的远近。
故障点k距离保护安装处越远，测量阻抗越大。因此测量阻抗越大，保护动作时间应当越长，并采用三段式距离保护来满足继电保护的基本要求。三段式距离保护的动作原则与电流保护类似。距离保护阶梯型时限特性见下图。
（1）I段瞬时动作，为保证选择性，保护区不能伸出本线路，即测量阻抗小于本线路阻
???抗时动作。引入可靠系数Krel=（0.8～0.85），保护PD1的I段动作阻抗为： Zact.1?KrelZMN
（2）II段延时动作，为保证选择性，保护区不能伸出相邻线路I段保护区，即测量阻抗小于本线路阻抗与相邻线路I段动作阻抗之和时动作。引入可靠系数（一般取0.8），
Ⅱ???保护PD1的II段动作阻抗为：Zact.1?Krel(ZMN?KrelZNP)
（3）III段除了作为本线路的近后备保护外，还要作为相邻线路的远后备保护。其测量阻抗小于负荷阻抗时起动，故动作阻抗小于最小的负荷阻抗。动作时间与电流保护III段时间有相同的配置原则，即大于相邻线路最长的动作时间。 二、距离保护组成
三段式距离保护的单相原理框图如上图所示，由起动元件、测量元件与逻辑回路三部分组成。
（1）起动元件
起动元件的主要作用是在被保护线路发生故障时起动保护装置或进入故障计算程序。采用负序电流及电流突变量元件作为起动元件。
（2）测量元件
测量元件完成保护安装处到故障点阻抗或距离的测量，并与事先确定好的整定值进行比较，当保护区内部故障时动作，外部故障时不动作。测量元件由I、II、III段的阻抗继电器1KR、2KR、3KR来完成。
（3）逻辑回路
逻辑回路一般由一些逻辑门与时间元件组成，用于判断保护区内部或外部故障，并在不同保护区内部故障时以相应的动作延时控制断路器的跳闸。
§6-2 阻抗继电器的分类与特性
一、阻抗继电器的分类与基本原理
阻抗继电器是距离保护的核心元件，它的作用是用来测量保护安装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。
1.阻抗继电器分类
（1）阻抗继电器分类根据阻抗继电器的比较原理，阻抗继电器可以分为幅值比较式和相位比较式。
（2）根据阻抗继电器的输入量不同，阻抗继电器可以分为单相式（第I型）和多相补偿式（第II型）两种。
（3）根据阻抗继电器的动作边界（动作特性）的形状不同，阻抗继电器可以分为圆特
继电保护原理保护教案
