距離保護又稱阻抗保護。它是利用阻抗元件來反映短路故障的保護裝置。當系統正常運行時,保護裝置安裝處的電壓為系統的額定電壓,電流為負荷電流,而當發生短路故障時,其電壓降低,電流增大。由此可見,電壓和電流的比值,在正常狀態和故障狀態下是具有很大變化的。由于線路阻抗和距離成正比,顯然保護安裝處電壓與電流之比Z=U反映了保護安裝處到短路點的阻抗,也反映了保護安裝處至短路點的距離。所以可按照距離的遠近來確定保護裝置的動作時間大小,這樣就能有選擇地切除故障。
基本原理
通過講解距離保護的定義和主要裝置初步了解距離保護基本工作原理。
1. 距離保護的定義
是反應故障點至保護安裝地點之間的距離(或阻抗),并根據距離的遠近而確定動作時間的一種保護裝置,反應了短路點到保護安裝點之間阻抗大小(距離的長短)。
2. 距離保護的主要裝置
主要元件是距離(阻抗)繼電器,它可根據其端子所加的電壓和電流測知保護安裝處至短路點間的阻抗值,此阻抗稱為繼電器的測量阻抗。
當短路點距保護安裝處近時,其測量阻抗小,動作時間短;就近原則。
當短路點距保護安裝處遠時,其測量阻抗大,動作時間長;保證了保護有選擇性地切除故障線路。
保護2測量阻抗為:
距離保護的動作時間與保護安裝地點至短路點之間距離的關系 ,稱為距離保護的時限特性。為滿足速動性,選擇性和靈敏性的要求,應用具有三段動作范圍的階梯型時限特性,并分別稱為距離保護的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段。
距離保護的第I段是瞬時動作的,t1是保護本身的固有動作時間。
保護2的整定值:
保護1的整定值:
距離Ⅱ段整定值的選擇與限時電流速斷的相似,即應使其不超出下一條線路距離Ⅰ段的保護范圍,同時帶有高出一個△t的時限,以保證選擇性。當保護1第Ⅰ段末端短路時,保護2的測量電阻為: 1可靠系數 K,則保護2的起動電阻為:
組成
(1)測量部分,用于對短路點的距離測量和判別短路故障的方向。
(2)啟動部分,用來判別系統是否處于故障狀態。當短路故障發生時,瞬時啟動保護裝置。有的距離保護裝置的啟動部分兼起后備保護的作用。
(3)振蕩閉鎖部分,用來防止系統振蕩時距離保護誤動作。
(4)二次電壓回路斷線失壓閉鎖部分,當電壓互感器(TV)二次回路斷線失壓時,它可防止由于阻抗繼電器動作而引起的保護誤動作。但當TV斷線時保護可以選擇投/退“TV斷線相過流保護”。
(5)邏輯部分,用來實現保護裝置應有的性能和建立各段保護的時限。
(6)出口部分,包括跳閘出口和信號出口,在保護動作時接通跳閘回路并發出相應的信號。
時限特性
1、距離保護的動作時間T與保護安裝處至短路點之間的距離關系,稱為距離保護的時限特性。
2、為滿足速動性、選擇性和靈敏性的要求,廣泛采用具有三段動作范圍的階梯型時限特性,并分別稱為距離Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保護。
距離Ⅰ段為無延時的速動段。
Ⅱ段為帶有固定時限的速動段:延時的時限一般為0.3-0.6秒。
Ⅲ段時限需與相鄰線路Ⅲ段配合:一般不小于1-3秒。
保護范圍
距離保護一般都作成三段式,第Ⅰ段的保護范圍一般為被保護線路全長的80%~85%,動作時間t1為保護裝置的固有動作時間。第Ⅱ段的保護范圍需與下一線路的保護定值相配合,一般為被保護線路的全長及下一線路全長的30%~40%,其動作時限tⅡ要與下一線路距離保護第Ⅰ段的動作時限相配合,一般為0.5s左右。第Ⅲ段為后備保護,其保護范圍較長,包括本線路和下一線路的全長乃至更遠,其動作時限tⅢ按階梯原則整定。
影響距離保護正確工作的因素
優缺點
(1)優點有:Ⅰ、Ⅱ段能在任何形狀的多電源網絡中保證選擇性,比電流電壓保護的靈敏度高。其中,Ⅰ段的保護范圍不受運行方式的影響,Ⅱ、Ⅲ段雖然受影響、但仍優于電流電壓保護。簡單、經濟、工作可靠。
(2)缺點是:不能實現全線速動,裝置本身元件多可靠性較低、接線復雜維護較難。受電網接線方式及系統運行方式的影響,整定值、保護范圍、靈敏系數等不好選擇。
(3)對不要求全線速動的線路,可作為主保護,否則,可作為相間或接地故障的后備保護。
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