距离保护原理、时限特性、保护范围、优缺点

　　距离保护又称阻抗保护。它是利用阻抗元件来反映短路故障的保护装置。当系统正常运行时，保护装置安装处的电压为系统的额定电压，电流为负荷电流，而当发生短路故障时，其电压降低，电流增大。由此可见，电压和电流的比值，在正常状态和故障状态下是具有很大变化的。由于线路阻抗和距离成正比，显然保护安装处电压与电流之比Z=U反映了保护安装处到短路点的阻抗，也反映了保护安装处至短路点的距离。所以可按照距离的远近来确定保护装置的动作时间大小，这样就能有选择地切除故障。

基本原理

　　通过讲解距离保护的定义和主要装置初步了解距离保护基本工作原理。

　　1. 距离保护的定义

　　是反应故障点至保护安装地点之间的距离（或阻抗），并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置，反应了短路点到保护安装点之间阻抗大小（距离的长短）。

　　2. 距离保护的主要装置

　　主要元件是距离（阻抗）继电器，它可根据其端子所加的电压和电流测知保护安装处至短路点间的阻抗值，此阻抗称为继电器的测量阻抗。

　　当短路点距保护安装处近时，其测量阻抗小，动作时间短；就近原则。

　　当短路点距保护安装处远时，其测量阻抗大，动作时间长；保证了保护有选择性地切除故障线路。

　　保护2测量阻抗为：

　　距离保护的动作时间与保护安装地点至短路点之间距离的关系 ，称为距离保护的时限特性。为满足速动性，选择性和灵敏性的要求，应用具有三段动作范围的阶梯型时限特性，并分别称为距离保护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段。

　　距离保护的第I段是瞬时动作的，t1是保护本身的固有动作时间。

　　保护2的整定值：

　　保护1的整定值：

　　距离Ⅱ段整定值的选择与限时电流速断的相似，即应使其不超出下一条线路距离Ⅰ段的保护范围，同时带有高出一个△t的时限，以保证选择性。当保护1第Ⅰ段末端短路时，保护2的测量电阻为： 1可靠系数 K，则保护2的起动电阻为：

组成

　　（1）测量部分，用于对短路点的距离测量和判别短路故障的方向。

　　（2）启动部分，用来判别系统是否处于故障状态。当短路故障发生时，瞬时启动保护装置。有的距离保护装置的启动部分兼起后备保护的作用。

　　（3）振荡闭锁部分，用来防止系统振荡时距离保护误动作。

　　（4）二次电压回路断线失压闭锁部分，当电压互感器（TV）二次回路断线失压时，它可防止由于阻抗继电器动作而引起的保护误动作。但当TV断线时保护可以选择投/退“TV断线相过流保护”。

　　（5）逻辑部分，用来实现保护装置应有的性能和建立各段保护的时限。

　　（6）出口部分，包括跳闸出口和信号出口，在保护动作时接通跳闸回路并发出相应的信号。

时限特性

　　1、距离保护的动作时间T与保护安装处至短路点之间的距离关系，称为距离保护的时限特性。

　　2、为满足速动性、选择性和灵敏性的要求，广泛采用具有三段动作范围的阶梯型时限特性，并分别称为距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保护。

　　距离Ⅰ段为无延时的速动段。

　　Ⅱ段为带有固定时限的速动段：延时的时限一般为0.3-0.6秒。

　　Ⅲ段时限需与相邻线路Ⅲ段配合：一般不小于1-3秒。

保护范围

　　距离保护一般都作成三段式，第Ⅰ段的保护范围一般为被保护线路全长的80％～85％，动作时间t1为保护装置的固有动作时间。第Ⅱ段的保护范围需与下一线路的保护定值相配合，一般为被保护线路的全长及下一线路全长的30％～40％，其动作时限ｔⅡ要与下一线路距离保护第Ⅰ段的动作时限相配合，一般为0．5s左右。第Ⅲ段为后备保护，其保护范围较长，包括本线路和下一线路的全长乃至更远，其动作时限ｔⅢ按阶梯原则整定。

　　影响距离保护正确工作的因素

优缺点

　　（1）优点有：Ⅰ、Ⅱ段能在任何形状的多电源网络中保证选择性，比电流电压保护的灵敏度高。其中，Ⅰ段的保护范围不受运行方式的影响，Ⅱ、Ⅲ段虽然受影响、但仍优于电流电压保护。简单、经济、工作可靠。

　　（2）缺点是：不能实现全线速动，装置本身元件多可靠性较低、接线复杂维护较难。受电网接线方式及系统运行方式的影响，整定值、保护范围、灵敏系数等不好选择。

　　（3）对不要求全线速动的线路，可作为主保护，否则，可作为相间或接地故障的后备保护。