【正文】 距離保護(hù)的基本概念距離保護(hù)是以反映從故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間距離（或阻抗）大小，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置。該保護(hù)的主要元件（測(cè)量元件）為阻抗繼電器，動(dòng)作時(shí)間具有階梯性。當(dāng)故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間的實(shí)際阻抗大于預(yù)定值時(shí)，表示故障點(diǎn)在保護(hù)范圍之外，保護(hù)不動(dòng)作；當(dāng)上述阻抗小于預(yù)定值時(shí)，表示故障點(diǎn)在保護(hù)范圍之內(nèi)，保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)再配以方向元件（方向特性）及時(shí)間元件，即組成了具有階梯特性的距離保護(hù)裝置。當(dāng)故障線路中的電流大于阻抗繼電器的允許精確工作電流時(shí)，保護(hù)裝置的動(dòng)作性能與通過(guò)保護(hù)裝置的故障電流的大小無(wú)關(guān)。（2） 距離保護(hù)各段動(dòng)作特性距離保護(hù)一般裝設(shè)三段，必要時(shí)也可采用四段。其中第I段可以保護(hù)全線路的80%85%，（保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間），前者為晶體管保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，后者為機(jī)電型保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。第II段按階梯性與相鄰保護(hù)相配合，通常能夠靈敏而較快速地切除全線路范圍內(nèi)的故障。由I、II段構(gòu)成線路的主要保護(hù)。第III（IV）段，其動(dòng)作時(shí)間一般在2s以上，作為后備保護(hù)段。（3） 距離保護(hù)裝置特點(diǎn)① 由于距離保護(hù)主要反映阻抗值，一般說(shuō)其靈敏度較高，受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較小，運(yùn)行中躲開(kāi)負(fù)荷電流的能力強(qiáng)。在本線路故障時(shí)，裝置第I段的性能基本上不受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響（只要流過(guò)裝置的故障電流不小于阻抗元件所允許的精確工作電流）。當(dāng)故障點(diǎn)在相鄰線路上時(shí)，由于可能有助增作用，對(duì)于第II、III段，保護(hù)的實(shí)際動(dòng)作區(qū)可能隨運(yùn)行方式的變化而有所變化，但一般情況下，均能滿足系統(tǒng)運(yùn)行的要求。② 由于保護(hù)性能受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響較小，因而裝置運(yùn)行靈活、動(dòng)作可靠、性能穩(wěn)定。特別是在保護(hù)定值整定計(jì)算和各級(jí)保護(hù)段相互配合上較為簡(jiǎn)單靈活，是保護(hù)電力系統(tǒng)相間故障的主要階段式保護(hù)裝置。（4） 距離保護(hù)的應(yīng)用距離保護(hù)可以應(yīng)用在任何結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行方式多變的電力系統(tǒng)中，能有選擇性的、較快的切除相間故障。當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，距離保護(hù)在有些情況下也能動(dòng)作；當(dāng)發(fā)生兩相短路接地故障時(shí)，它可與零序電流保護(hù)同時(shí)動(dòng)作，切除故障。因此，在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行方式多變，采用一般的電流、電壓保護(hù)不能滿足運(yùn)行要求時(shí)，則應(yīng)考慮采用距離保護(hù)裝置。距離保護(hù)裝置的整定計(jì)算包括各段（I、II、III段）阻抗測(cè)量元件的整定計(jì)算，振蕩閉鎖起動(dòng)元件的整定計(jì)算。相電流元件的整定計(jì)算等。本節(jié)只介紹各段阻抗元件的整定計(jì)算。 前已述及，距離保護(hù)的工作原理與電流保護(hù)的基本相同，在學(xué)習(xí)其整定方法時(shí)，可與三段式電流保護(hù)相對(duì)照。（一）距離I段 距離保護(hù)I段是靠動(dòng)作阻抗整定取得選擇性的，因而它應(yīng)避開(kāi)下段線路起始點(diǎn)短路阻抗來(lái)整定其動(dòng)作阻抗，以教材P120圖645所示多電源輻射電網(wǎng)為例，討論保護(hù)I的整定。 亦即距離I段的動(dòng)作阻抗應(yīng)躲過(guò)相鄰下一元件首端k1點(diǎn)或k2點(diǎn)的短路阻抗來(lái)整定，即： ZopI=KrelZ1LAB （61）式中 Krel—可靠系數(shù)，—Z1—線路單位正序阻抗。距離I段瞬時(shí)動(dòng)作，,.(二)距離II段 II段阻抗元件的整定計(jì)算按與相鄰下一線路I段或II段保護(hù)相配合整定,在如圖645所示情況,整定原則:與相鄰下線路BC的保護(hù)配合設(shè)BC線上也裝設(shè)距離保護(hù)， I。則： Zop II=Krel（Z1LAB+）式中：—考慮分支電源供給的助增電流影響的分支系數(shù)。取各種可能運(yùn)行方式下的最小值。 與相鄰變壓器線路的瞬時(shí)保護(hù)配合由于變壓器瞬時(shí)保護(hù)區(qū)延伸到二次側(cè)出口，故應(yīng)避開(kāi)圖261中d3短路時(shí)適中短路阻抗整定，則： Zop1 II= Krel。B（Z1LAB+） （62）式中：—考慮分支電源助增電流影響的分支系數(shù)； —變壓器的最小等值阻抗； Krel。T—與變壓器配合的可靠系數(shù)。綜合2，取其中較小者作為保護(hù)I和距離II段動(dòng)作阻抗的整定值。 動(dòng)作時(shí)限t1II=t2BI+△t或t1II=tB+△t，一般取t1II=0. 5s. 靈敏度校驗(yàn) Ksen= Zop II/ Z1LAB≥～ （63）選被保護(hù)線路AB末端短路的條件校驗(yàn)。如果靈敏系數(shù)不滿足要求時(shí)，可按與相鄰線路的距離II段相配合的條件整定動(dòng)作阻抗，即： Zop II= Krel（Z1LAB+ II） （64）動(dòng)作時(shí)限t1II=t2II+△t（三）距離III段 距離III段的動(dòng)作阻抗應(yīng)按躲過(guò)最小負(fù)荷阻抗整定，即： Zop III=(KrelKreKss)式中：Krel—可靠系數(shù)，～。 Kre—阻抗繼電器的返回系數(shù)，～。 Kss—電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)系數(shù)，其值大于1。 —最小負(fù)荷阻抗。 = 式中：—電網(wǎng)的額定電壓； —末考慮電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)的最大負(fù)荷電流。靈敏度校驗(yàn)： 作近后備時(shí) Ksen=≥作遠(yuǎn)后備時(shí)Ksen=（Z1LAB+ Z1LAB）≥式中：—分支系數(shù)，取最大值。動(dòng)作時(shí)限按階梯原則進(jìn)行整定。值得指出的是：當(dāng)距離的測(cè)量元件采用方向阻抗繼電器比采用全阻抗繼電器時(shí)，靈敏度要提高許多。 距離保護(hù)的意義根據(jù)距離保護(hù)的工作原理，它可以在多電源復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中保證有選擇性地動(dòng)作。它不僅反應(yīng)短路時(shí)電流的增大，而且又反應(yīng)電壓的降低，因而靈敏度比電流、電壓保護(hù)高。保護(hù)裝置距離I段的保護(hù)范圍不受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，其它各段受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響也較小，同時(shí)保護(hù)范圍也可以不受短路種類的影響，因而保護(hù)范圍比較穩(wěn)定，且動(dòng)作時(shí)限也比較固定而較短。雖然距離保護(hù)第I段是瞬時(shí)動(dòng)作的，但是，它只能保護(hù)線路全長(zhǎng)80%∽85%，它不能無(wú)時(shí)限切除線路上任一點(diǎn)的短路，一般線長(zhǎng)15%∽20%，特別是雙側(cè)電源的線路就有30%∽40%線長(zhǎng)的短路，不能從兩端瞬時(shí)切除。因此，對(duì)于220KV及以上電壓網(wǎng)絡(luò)根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的需要，要求全長(zhǎng)無(wú)時(shí)限切除線路任一點(diǎn)的短路，這時(shí)距離保護(hù)就不能作主保護(hù)來(lái)應(yīng)用。距離保護(hù)的工作受到各種因素的影響，如系統(tǒng)振蕩、短路點(diǎn)的過(guò)度電阻和電壓回路的斷線失壓等。因此，在保護(hù)裝置中需采取各種防止或減少這些因素影響的措施，如振蕩閉鎖、瞬時(shí)測(cè)定和電壓回路的斷線失壓閉鎖等，需應(yīng)用復(fù)雜的阻抗繼電器和較多的輔助繼電器，使整套保護(hù)裝置比較復(fù)雜，可靠性相對(duì)比電流保護(hù)低。雖然距離保護(hù)仍存在一些缺點(diǎn)，但是，由于它在任何形式的網(wǎng)絡(luò)均能保證有選擇性的動(dòng)作。因此，廣泛地以內(nèi)功用在35KV及以上電壓的電網(wǎng)中。通常在35KV電壓網(wǎng)絡(luò)中，距離保護(hù)可作為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相間短路的主保護(hù)；110∽220KV的高壓電網(wǎng)和330∽500KV的超高壓電網(wǎng)中，相間短路距離保護(hù)和接地短路距離保護(hù)主要作為全線速動(dòng)主保護(hù)的相間短路和接地短路的后備保護(hù)，對(duì)于不要求全線速動(dòng)保護(hù)的高壓線路，距離保護(hù)則可作為線路的主保護(hù)。第七章 電力網(wǎng)零序繼電保護(hù)方式配置與整定計(jì)算 電力網(wǎng)零序繼電保護(hù)方式配置 110~220kv中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中線路零序繼電保護(hù)的配置原則（1）對(duì)于單回線路接地短路，可裝設(shè)帶方向性或不帶方向性的多段式零序電流保護(hù)，在終端線路，保護(hù)段數(shù)可適當(dāng)減少。對(duì)環(huán)網(wǎng)或電網(wǎng)中某些短線路，宜采用多段式接地距離保護(hù)，有利于提高保護(hù)的選擇性及縮短切除故障時(shí)間。（2）對(duì)于平行線路的接地短路，一般可裝設(shè)零序電流橫差動(dòng)保護(hù)作為主保護(hù)；裝設(shè)接于每一回線路的帶方向或不帶方向元件的多段式零序電流保護(hù)作為后備保護(hù)。 CD 、BD、DE線路接地繼電保護(hù)方式選擇（1）CD 、BD 為110kv環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的一條線路，可裝設(shè)帶方向性或不帶方向性的多段式零序電流保護(hù)，如不能滿足靈敏度和速動(dòng)性的要求時(shí)，則應(yīng)采用多段式接地距離保護(hù)，有利于提高保護(hù)的選擇性及縮短切除故障時(shí)間。（2） DE為110kv網(wǎng)絡(luò)中的一條線路，可裝設(shè)帶方向性或不帶方向性的多段式零序電流保護(hù)。 零序電流保護(hù)整定計(jì)算的運(yùn)行方式分析 接地短路電流、電壓的特點(diǎn)根據(jù)接地短路故障的計(jì)算方法可知，接地短路是相當(dāng)于在正序網(wǎng)絡(luò)的短路點(diǎn)增加額外附加電抗的短路。這個(gè)額外附加電抗就是負(fù)序和零序綜合電抗。各序的電流分配，只決定該序網(wǎng)中各只路電抗的反比關(guān)系；而各序電流的絕對(duì)值要受其它序電抗的影響。 計(jì)算分支零序電流的分布時(shí)，例如：計(jì)算電流分支系數(shù)，只須研究零序序網(wǎng)的情況；當(dāng)要計(jì)算零序電流絕對(duì)值大小時(shí)，必須同時(shí)分析正、負(fù)、零三個(gè)序網(wǎng)的變化。零序電壓的特點(diǎn)，類似零序電流的情況。零序電壓分布在短路點(diǎn)最高，隨著距短路點(diǎn)的距離而逐漸降低，在變壓器中性點(diǎn)接地處為零。 接地短路計(jì)算的運(yùn)行方式選擇計(jì)算零序電流大小和分布的運(yùn)行方式選擇，是零序電流保護(hù)整定計(jì)算的第一步。選擇運(yùn)行方式就是考慮零序電流保護(hù)所能適應(yīng)的發(fā)電機(jī)、變壓器以及線路變化大小的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，運(yùn)行方式變化主要取決于電力系統(tǒng)調(diào)度管理部門(mén)，但繼電保護(hù)可在此基礎(chǔ)上，加以分析選擇。其中變壓器中性點(diǎn)接地?cái)?shù)目的多少和分配地點(diǎn)，對(duì)零序電流保護(hù)影響極大，通常由繼電保護(hù)整定計(jì)算部門(mén)決定。變壓器中性點(diǎn)接地方式的選擇，一般可按下述條件考慮。（1）總的原則是，不論發(fā)電廠或是變電所，首先是按變壓器設(shè)備的絕緣要求來(lái)確定中性點(diǎn)是否接地；其次是以保持對(duì)該母線的零序電抗在運(yùn)行中變化最小為出發(fā)點(diǎn)來(lái)考慮。當(dāng)變壓器臺(tái)數(shù)較多時(shí)，也可采取幾臺(tái)變壓器組合的方法，使零序電抗變化最小。（2）發(fā)電廠的母線上至少應(yīng)有一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，這是電力系統(tǒng)過(guò)電壓保護(hù)和繼電保護(hù)功能所需要的。為改善設(shè)備過(guò)電壓的條件，對(duì)雙母線上接有多臺(tái)（一般是四臺(tái)以上）變壓器時(shí)，可選擇兩臺(tái)變壓器同時(shí)接地運(yùn)行，并各分占一條母線，這樣在雙母線母聯(lián)短路器斷開(kāi)后，也各自保持著接地系統(tǒng)。（3）變電所的變壓器中性點(diǎn)分為兩種情況，單側(cè)電源受電的變壓器，如果不采用單相重合閘，其中性點(diǎn)因班應(yīng)不接地運(yùn)行，以簡(jiǎn)化零序電流保護(hù)的整定計(jì)算；雙側(cè)電源受電的變壓器，則視該母線上連接的線路條數(shù)和變壓器臺(tái)數(shù)的多少以及變壓器容量的大小，按變壓器零序電抗變化最小的原則進(jìn)行組合。 流過(guò)保護(hù)最大零序電流的運(yùn)行方式選擇(1) 單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)，一般取最大運(yùn)行方式，線路末端的變壓器中性點(diǎn)不接地運(yùn)行。(2) 多電源的輻射形電網(wǎng)及環(huán)狀電網(wǎng)，應(yīng)考慮到相臨線路的停運(yùn)或保護(hù)的相繼動(dòng)作，并考慮在最大開(kāi)機(jī)方式下對(duì)側(cè)接地方式最小，而本側(cè)（保護(hù)的背后）接地方式最大。(3) 計(jì)算各類短路電流值。 最大分支系數(shù)的運(yùn)行方式和短路點(diǎn)位置的選擇(1) 輻射形電網(wǎng)中線路保護(hù)的分之系數(shù)與短路的位置無(wú)關(guān)。(2) 環(huán)狀電網(wǎng)中線路的分支系數(shù)隨短路點(diǎn)的移遠(yuǎn)而逐漸減小 。但實(shí)際上整定需要最大分支系數(shù)，故還是選擇開(kāi)環(huán)運(yùn)行方式。 (3) 環(huán)外線路對(duì)環(huán)內(nèi)線路的分支系數(shù)也與短路點(diǎn)有關(guān)，隨著短路點(diǎn)的移遠(yuǎn)，分支系數(shù)逐漸增大，可以增加到很大很大，但具體整定并不是選一個(gè)最大值，而應(yīng)按實(shí)際整定配合點(diǎn)的分支系數(shù)計(jì)算。 多段式零序電流保護(hù)的整定計(jì)算中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中發(fā)生接地短路，將產(chǎn)生很大的零序電流分量，利用零序電流分量構(gòu)成保護(hù)，可作為一種主要的接地短路保護(hù)。因?yàn)樗环从橙嗪蛢上喽搪?，在正常運(yùn)行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)也沒(méi)有零序分量產(chǎn)生，所以它有較好的靈敏度。另一方面，零序電流保護(hù)仍有電流保護(hù)的某些弱點(diǎn)，即它受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響較大，靈敏度將因此降低；特別是在短距離的線路上以及復(fù)雜的環(huán)網(wǎng)中，由于速動(dòng)段的保護(hù)范圍太小，甚至沒(méi)有保護(hù)范圍，致使零序電流保護(hù)各段的性能嚴(yán)重惡化，使保護(hù)動(dòng)作時(shí)間很長(zhǎng)，靈敏度很低。當(dāng)零序電流保護(hù)的保護(hù)效果不能滿足電力系統(tǒng)要求時(shí)，則應(yīng)裝設(shè)接地距離保護(hù)。接地距離保護(hù)因其保護(hù)范圍比較固定，對(duì)本線路和相鄰線路的保護(hù)效果都會(huì)有所改善。零序電流保護(hù)接于電流互感器的零序電流濾過(guò)器，接線簡(jiǎn)單可靠，零序電流保護(hù)通常由多段組成，一般是三段式，并可根據(jù)運(yùn)行需要而增減段數(shù)。為了適應(yīng)某些運(yùn)行情況的需要，也可設(shè)置兩個(gè)一段或二段，以改善保護(hù)的效果。 零序電流保護(hù)的整定計(jì)算11QF零序電流保護(hù)的整定計(jì)算零序電流保護(hù)I段的整定（1）按躲開(kāi)本線路末端接地短路的最大零序電流整定，即：== （A） （71）（2）靈敏度的校驗(yàn)：保護(hù)15%處短路時(shí)流過(guò)保護(hù)的最小零序電流值應(yīng)大于整定值即最小保護(hù)范圍要求不小于本保護(hù)線長(zhǎng)度的15% 〉 （72）滿足靈敏度要求。（3） 整定的動(dòng)作延時(shí)為0 S。 零序電流保護(hù)II段的整定（1）與相鄰下一級(jí)線路的零序電流保護(hù)I段配合整定，即 =180。 = （A） （73）=== = （74）（A） （75）（2）零序Ⅱ段的靈敏度校驗(yàn)： 〉 （76）滿足靈敏度要求。（3）動(dòng)作時(shí)間： 零序電流保護(hù)Ⅲ段的整定（1）整定值：躲過(guò)線路末端短路時(shí)可能出現(xiàn)的最大不平衡電流即： == （A） （77） = = （A） （7 8）（2）靈敏度校驗(yàn)：當(dāng)作近后備保護(hù)時(shí)：== 〉 （79）滿足靈敏度要求。當(dāng)作遠(yuǎn)后備保護(hù)時(shí)：==〈 （710）不滿足靈敏度要求。（3）動(dòng)作時(shí)間：1S （4）由于靈敏度不滿足要求應(yīng)換成接地距離保護(hù)。表71 零序電流保護(hù)整定計(jì)算結(jié)果表線路名稱保護(hù)安裝地點(diǎn)保護(hù)編號(hào)保護(hù)段整定值（A）動(dòng)作時(shí)限（S）CDC側(cè)11Ⅰ