接地距離保護(hù)

接地距離保護(hù)原理特性

距離保護(hù)和電流保護(hù)一樣是反應(yīng)輸電線(xiàn)路一側(cè)電氣量變化的保護(hù)。在電網(wǎng)中，將輸電線(xiàn)路一側(cè)的電壓、電流加到阻抗繼電器中，阻抗繼電器反應(yīng)的是它們的比值，稱(chēng)之為阻抗繼電器的測(cè)量阻抗。

反應(yīng)輸電線(xiàn)路一側(cè)電氣量變化的保護(hù)一定要滿(mǎn)足兩個(gè)條件。首先，它必須區(qū)分正常運(yùn)行和短路故障。其次，它應(yīng)該能反應(yīng)短路點(diǎn)的遠(yuǎn)近。正常運(yùn)行時(shí)，加在阻抗繼電器上的電壓是額定電壓，電流是負(fù)荷電流。阻抗繼電器的測(cè)量阻抗是負(fù)荷阻抗。短路時(shí)，加在阻抗繼電器上的電壓是母線(xiàn)處的殘壓，電流是短路電流。阻抗繼電器的測(cè)量阻抗是短路阻抗，。由于，，因而。所以，阻抗繼電器的測(cè)量阻抗可以區(qū)分正常運(yùn)行和短路故障。如果在K點(diǎn)發(fā)生金屬性短路，短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的阻抗為，流過(guò)保護(hù)的電流為，則保護(hù)安裝處的電壓為。阻抗繼電器的測(cè)量阻抗是。這說(shuō)明阻抗繼電器的測(cè)量阻抗反應(yīng)了短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的阻抗，也就是反應(yīng)了短路點(diǎn)的遠(yuǎn)近。所以可以用它來(lái)構(gòu)成反應(yīng)一側(cè)電氣量的保護(hù)。

由于阻抗繼電器的測(cè)量阻抗反應(yīng)了短路點(diǎn)的遠(yuǎn)近，也就是反應(yīng)了短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，所以把以阻抗繼電器為核心構(gòu)成的反應(yīng)輸電線(xiàn)路一側(cè)電氣量變化的保護(hù)稱(chēng)做距離保護(hù)。

距離保護(hù)相對(duì)于電流保護(hù)來(lái)說(shuō)，其突出的優(yōu)點(diǎn)是受運(yùn)行方式變化的影響小。距離保護(hù)第Ⅰ段只保護(hù)本線(xiàn)路的一部份，在保護(hù)范圍內(nèi)金屬性短路時(shí)，一般在短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間沒(méi)有其它分支電流，所以它的測(cè)量阻抗完全不受運(yùn)行方式變化的影響。距離保護(hù)第Ⅱ、Ⅲ段其保護(hù)范圍伸到相鄰線(xiàn)路上，在相鄰線(xiàn)路上發(fā)生短路時(shí)，由于在短路點(diǎn)和保護(hù)安裝處之間可能存在分支電流，所以它們?cè)谝欢ǔ潭壬蠈⑹苓\(yùn)行方式變化的影響。

由于阻抗繼電器的測(cè)量阻抗可以反應(yīng)短路點(diǎn)的遠(yuǎn)近，所以可以做成階梯型時(shí)限特性。短路點(diǎn)越近，保護(hù)動(dòng)作得越快；短路點(diǎn)越遠(yuǎn)，保護(hù)動(dòng)作得越慢。第Ⅰ段按躲過(guò)本線(xiàn)路末端短路（本質(zhì)上是躲過(guò)相鄰元件出口短路）繼電器的測(cè)量阻抗(也就是本線(xiàn)路阻抗)整定。它只能保護(hù)本線(xiàn)路的一部份，其動(dòng)作時(shí)間是保護(hù)的固有動(dòng)作時(shí)間（軟件算法時(shí)間），不帶專(zhuān)門(mén)的延時(shí)。第Ⅱ段應(yīng)該可靠保護(hù)本線(xiàn)路的全長(zhǎng)，它的保護(hù)范圍將伸到相鄰線(xiàn)路上，其定值一般按與相鄰元件的瞬動(dòng)段例如相鄰線(xiàn)路的第Ⅰ段定值相配合整定。第Ⅲ段除作為本線(xiàn)路Ⅰ、Ⅱ段的后備外，也作為相鄰元件保護(hù)的后備。所以它除了在本線(xiàn)路末端短路要有足夠的靈敏度外，在相鄰元件末端短路也應(yīng)有足夠的靈敏度，其定值一般按與相鄰線(xiàn)路Ⅱ、Ⅲ段定值相配合并躲最小負(fù)荷阻抗整定。

接地距離保護(hù)一般公式

在系統(tǒng)中，線(xiàn)路上K點(diǎn)發(fā)生短路。保護(hù)安裝處的相電壓應(yīng)該是短路點(diǎn)的該相電壓與輸電線(xiàn)路上該相的壓降之和。輸電線(xiàn)路上該相的壓降是該相上的正序、負(fù)序、和零序壓降之和。如果考慮到輸電線(xiàn)路的正序阻抗等于負(fù)序阻抗，保護(hù)安裝處相電壓的計(jì)算公式為：

（2-8）

式中——相。A、B、C。

、、——流過(guò)保護(hù)的該相的正序、負(fù)序、零序電流。

、、——短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的正、負(fù)、零序阻抗。

K——零序電流補(bǔ)償系數(shù)。。為輸電線(xiàn)路相間的互感阻抗。

——短路點(diǎn)的該相電壓。

——輸電線(xiàn)路上該相從短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的壓降。

保護(hù)安裝處的相間電壓可以認(rèn)為是保護(hù)安裝處的兩個(gè)相電壓之差。考慮到如（2-8）式所示的相電壓的計(jì)算公式后，保護(hù)安裝處相間電壓的計(jì)算公式為：

（2-9）

式中——兩相相間。、BC、CA。

——短路點(diǎn)的相間電壓。

——兩相電流差。

——輸電線(xiàn)路上從短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的兩相壓降之差。兩相上的項(xiàng)相抵消。

（2-8）、（2-9）兩式是短路時(shí)保護(hù)安裝處電壓計(jì)算的一般公式。

接地距離保護(hù)分析

工作電壓

極化電壓

動(dòng)作方程(2-10)

1.正方向故障

正向單相接地短路。以為例。

分析A相接地阻抗繼電器。假設(shè)短路前空載，下面各式中的電流都是故障分量電流。用系統(tǒng)圖里的參數(shù)來(lái)表達(dá)工作電壓和極化電壓：

式中：

、、是正、負(fù)、零序電流分配系數(shù)。動(dòng)作方程：

（2-11）

動(dòng)作方程對(duì)應(yīng)的動(dòng)作特性是以（ ）和兩點(diǎn)的連線(xiàn)為直徑的圓。該圓向第Ⅲ象限帶有偏移。

2.反方向故障：

反向單相接地短路。以為例。

分析A相接地阻抗繼電器。假設(shè)短路前空載，下面各式中的電流都是故障分量電流：

（2-12）

(2-13)

式中的表達(dá)式如上式所示。其值在0.75到0.87之間。是保護(hù)正方向的等值阻抗。

將（2-12）和（2-13）兩式代入動(dòng)作方程(2-10)，并消去分子分母中的得：

動(dòng)作方程對(duì)應(yīng)的動(dòng)作特性是以（ ）和兩點(diǎn)的連線(xiàn)為直徑的圓。該圓向第Ⅰ象限上拋，遠(yuǎn)離了座標(biāo)原點(diǎn)。

當(dāng)反方向發(fā)生單相接地短路時(shí)，繼電器的測(cè)量阻抗落在第Ⅲ象限。即使在反方向出口或母線(xiàn)發(fā)生短路，過(guò)渡電阻的附加阻抗是阻容性的話(huà)，測(cè)量阻抗進(jìn)入第Ⅱ象限也進(jìn)入不了圓內(nèi)。所以在反向發(fā)生單相接地短路時(shí)該繼電器有良好的方向性。

中文詞條名：接地距離保護(hù)

英文詞條名：earthing-fault distance protection

反應(yīng)接地短路時(shí)保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)等效距離及其方向的測(cè)量阻抗,且當(dāng)測(cè)量阻抗小于

預(yù)定整定阻抗值而跳閘的繼電防御措施。

接地距離保護(hù)的缺點(diǎn)是：與相鄰線(xiàn)路的整定配合計(jì)算復(fù)雜；需要與中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)保護(hù)配合；有振蕩誤動(dòng)的可能，且受接地過(guò)渡電阻影響大；難以反映高阻抗接地故障。

接地距離保護(hù)一般用在220kV及以上電網(wǎng)中，當(dāng)零序電流Ⅰ、Ⅱ段不能滿(mǎn)足要求時(shí)使用