输电线路距离保护

1.引言

对长距离、重负荷线路，由于线路的最大负荷电流可能与线路末端短路时的短路电流相差甚微，采用电流电压保护，其灵敏性也常常不能满足要求。距离保护是广泛运用在110KV 及以上电压输电线路中的一种保护装置。输电线路的长度是一定的，其阻抗也基本一定。在其范围内任何一点故障，故障点至线路首端的距离都不一样，也就是阻抗不一样，都会小于总阻抗。距离保护就是反应故障点至保护安装处之间的距离，并根据该距离的大小确定动作时限的一种继电保护装置。该装置的主要元件是测量保护安装地点至故障点之间距离的距离（阻抗）继电器．继电器实际上是测量保护安装地点至故障点之间线路的阻抗，即保护安装地点的电压和通过线路电流的比值。由起动元件、方向元件、测量元件、时间元件和执行部分组成。起动元件：发生短路故障时瞬时起动保护装置；方向元件：判断短路方向；测量元件：测量短路点至保护安装处距离；时间元件：根据预定的时限特性动作，保证保护动作的选择性；执行元件：作用于跳开断路器。

2.阻抗测量的原理

阻抗法建立在工频电气量的基础上，通过建立电压平衡方程，利用数值分析方法求解得到故障点和测量点之间的电抗，由此可以推出故障的大致位置。根据所使用电气量的不同，阻抗法分为单端法和双端法两种。

对于单端法，简单来说可以归结为迭代法和解二次方程法。迭代法可能出现伪根，也有可能不收敛。解二次方程法虽然在原理和实质上都比迭代法优越，但仍然有伪根问题。此外，在实际应用中单端阻抗法的精度不高，特别容易受到故障点过渡电阻、对侧系统阻抗、负荷电流的影响。同时由于在计算过程中，算法往往是建立在一个或者几个假设的基础之上，而这些假设常常与实际情况不一致，所以单端阻抗法存在无法消除的原理性误差。但单端法也有其显著优点：原理简单、易于实用、设备投入低、不需要额外的通讯设备。

双端法利用线路两端的电气信息量进行故障测距，以从原理上消除过渡电阻的影响。通常双端法可以利用线路两端电流或两端电流、一端电压进行测距，也可以利用两端电压和电流进行故障测距。理论上双端法不受故障类型和故障点过渡电阻的影响，有其优越性。特别是近年来GPS 设备和光纤设备的使用，为双端阻抗法的发展提供了技术上的保障。双端法的缺点在于：计算量大、设备投资大、需要额外的同步和通讯设备。

正常运行时保护安装处测量到的线路阻抗为负荷阻抗

Z ，即

cl cl cl Z I U

Z ==

在被保护线路任一点发生故障时，测量阻抗为保护安装地点到短路点的短路阻抗

d Z ，即

距离保护的实质是用整定阻抗zd Z 与被保护线路的测量阻抗cl Z 比较。当短路点在

保护范围以外时，即cl Z >zd Z 时继电器不动。当短路点在保护范围内，即cl Z

电器动作。因此，距离保护又称为低阻抗保护。

3.故障类型与相别判断原理

反应相间故障的阻抗继电器接线方式 1、0°接线方式

假定同一相的相电压与相电流同相位（即cos φ=1），则加在继电器端子上的电压与电流相位差为0°的接线方式。

继电器类别 Ur

A 相阻抗元件 UA

B IA-IB B 相阻抗元件 UB

C IB-IC C 相阻抗元件 UCA

IC-IA

2、动作情况分析

A 、三相短路时:三相对称，仅以A 相为例。设短路点至保护安装处的距离为LK ，线路每公里正序阻抗为Z1，则保护安装处的电压为：

此时阻抗继电器的测量阻抗为:

B、两相相间短路时

以BC相间短路为例

保护安装处电压为：

阻抗继电器的测量阻抗为：

C、中性点直接接地系统中两相接地短路时

以BC相接地短路为例

BC两相接地短路保护安装处母线电压为：

测量阻抗为：

由以上分析可知，对于0°接线方式，在电网同一点发生各种相间故障时，接于故障相间的阻抗继电器测得的阻抗相同，而且测得的阻抗只与故障点至保护安装处的距离成正比，故满足接线方式的要求。所以0°接线方式广泛运用于反应相间短路故障的距离保护中。

反应接地故障的阻抗继电器接线方式

在中性点直接接地电网中，当采用零序电流保护不满足要求时，一般考虑采用接地距离保护，其接线方式如下：

继电器类别 Ur

A 相阻抗元件 UA IA+K3I0

B 相阻抗元件 UB IB+K3I0

C 相阻抗元件 UC

IC+K3I0

4.线路距离保护的逻辑结构

5.结论

与电流、电压保护相比较，距离保护具有以下优点：（1）灵敏度较高。阻抗继电器

反应了正常情况与短路故障时的电流、电压值的变化，短路故障时电流增大，电压降低，阻抗的变化量更加显著。所以，比反应单一物理量的电流、电压保护的灵敏度高。（2）保护范围与选择性不受系统运行方式的影响。当系统运行方式改变时，短路故障电流和母线剩余电压都繁盛变化。例如，在最小运行方式下，短路故障电流减小，电流速断保护要缩短保护范围，过电流保护要降低灵敏度。而距离保护由于短路点至保护安装处的阻抗取决于短路点至保护安装处的电距离，不受系统运行方式的影响，因此，距离保护的保护范围与选择性不受系统运行方式的影响。（3）迅速动作的范围较长。距离保护常采用阶梯型时限特性，这种时限特性比单一的电流保护的时限特性优越得多。与三段电流保护相比，由于距离保护的保护范围基本上不受系统运行方式的影响，所以距离保护第Ⅰ段的保护范围比电流速断保护范围长，距离保护第Ⅱ段的保护范围比时限电流速断保护范围长，因而距离保护迅速动作的范围较长。

6.参考文献

《电力系统继电保护原理》/贺家李、宋从距——中国电力出版社，2004 《电力系统继电保护》/张保会，尹项根——中国电力出版社，2005

《高压电网继电保护原理与技术》第3版/朱声石——中国电力出版社，2005 《电力系统继电保护基本原理》/王维俭——清华大学出版社，1991

《电力系统继电保护》/马永翔——重庆大学出版社，2004

《继电保护原理》/刘学军——中国电力出版社，2004

基于PSCAD4.2电力系统距离保护的仿真分析

基于PSCAD4.2电力系统距离保护的仿真分析摘要:简要地介绍了PSCAD4.2软件及其工具箱，分析了输电线路距离保护的基本原理，并利用软件提供的工具箱搭建了距离保护仿真模型，设置了输电线路可能发生的接地故障和相间故障，最终得出了不同故障类型下输电线路的电压、电流以及其他量的变化规律的波形，从而实现了三段式距离保护的作用。仿真波形结果表明：利用该软件建立的模型是能够准确反应距离保护的作用机理，即距离保护装置能够快速响应故障信号并动作于断路器，实现输电线路的保护。关键词: PSCAD4.2；距离保护；接地故障；仿真 Analysis of power system distance protection simulation based on PSCAD4.2 Abstract: Briefly introducing PSCAD4.2 software and its toolbox ,then analyzing the basic principle of the transmission line distance protection , and use the toolbox that the software provides to build a protection simulation model and set a ground fault and phase transmission line failures the system may occur, at last obtain the voltage, current and waveform variation of other different types of transmission line failures , enabling three- distances protection. Simulation waveform results showed that: using the model of the software is accurately able to establish the reaction mechanism of the distance protection , distance protection device can quickly respond to the circuit breaker failure signal and act on it to achieve protection of transmission lines . Key words: PSCAD4.2；Distance Protection；Ground Fault；Simulation 0 引言电力系统保护中，输电线路的保护主要是距离保护，其不受运行方式的影响，继电保护性能得到提高，因而获得广泛的应用[1]。文献[2]过对继电器模块的搭建来得到对电力系统的继电保护，但如果保护原理发生变化则相应的继电器模块也会发生变化，保护模块的移植性不强。目前，虽然电力系统的保护已经进入微机自动化时[3]，但距离保护体系并不十分完善，其中接地电阻对距离保护的影响表现突出，文献[4-6] 详述了采用自适应的方法来消除接地电阻对距离保护的影响。 PSCAD4.2是一种电力系统电磁暂态仿真软件，尤其在控制系统、无功补偿系统、高压直流输电以及继电保护系统等领域较为活跃，该软件主要对电力系统时域和频率等变量进行仿真分析，其结果一般以简单易懂的图形界面输出，使得仿真过程清晰、准确而灵活[7-8]。 1 电力系统距离保护的原理在电力系统继电保护中，距离保护扮演着重要的角色。它满足电力系统的选择性、灵敏性、可靠性以及能够快速切除故障，从而快速恢复电网的正常稳定运行。距离保护是反应于保护安装地点到故障发生处之间的距离(阻抗)，以此来根据阻抗的大小而整定动作时间的一种保护装置[9]。为了满足选择性、速动性和灵敏性的要求，现在广泛采用的是三段式距离保护，其网络接线如图1。

输电线路的距离保护习题答案

：___________ 班级: ___________ 序号：___________ 输电线路的距离保护习题一、填空题： 1、常规距离保护一般可分为、和三部分。 2、距离保护I段能够保护本线路全长的。 3、距离保护第Ⅲ段的整定一般按照躲开来整定。 4、阻抗继电器按比较原理的不同，可分为式和式。 5、方向阻抗继电器引入非故障相电压的目的是为了__________________________________。 6、若方向阻抗继电器和全阻抗继电器的整定值相同，___________继电器受过渡电阻影响大，继电器受系统振荡影响大。 7、全阻抗继电器和方向阻抗继电器均按躲过最小工作阻抗整定，当线路上发生短路时， _______________继电器灵敏度更高。 8、校验阻抗继电器精工电流的目的是__________________。 9、阻抗继电器的0°接线是指_________________，加入继电器的___________________。 10、助增电流的存在，使距离保护的测量阻抗，保护范围，可能造成保护的。 11、根据《220~500kV电网继电保护装置运行整定规程》的规定，对50km以下的线路，相间距离保护中应有对本线末端故障的灵敏度不小于的延时保护。二、选择题： 1、距离保护装置的动作阻抗是指能使阻抗继电器动作的。

（A）最小测量阻抗；（B）最大测量阻抗；（C）介于最小与最大测量阻抗之间的一个定值；（D）大于最大测量阻抗的一个定值。 2、为了使方向阻抗继电器工作在状态下，故要求继电器的最大灵敏角等于被保护线路的阻抗角。最有选择；（B）最灵敏；（C）最快速；（D）最可靠。 3、距离保护中阻抗继电器，需采用记忆回路和引入第三相电压的是。（A）全阻抗继电器；（B）方向阻抗继电器；（C）偏移特性的阻抗继电器；（D）偏移特性和方向阻抗继电器。 4、距离保护是以距离元件作为基础构成的保护装置。 (A)测量；（B）启动；（C）振荡闭锁；（D）逻辑。 5、从继电保护原理上讲，受系统振荡影响的有。 (A)零序电流保护；（B）负序电流保护；（C）相间距离保护；（D）相间过流保护。 6、单侧电源供电系统短路点的过渡电阻对距离保护的影响是。 (A)使保护范围伸长；（B）使保护范围缩短；（C）保护范围不变；（D）保护范围不定。 7、方向阻抗继电器中，记忆回路的作用是。（A）提高灵敏度；（B）消除正向出口三相短路的死区；（C）防止反向出口短路动作；（D）提高选择性。 8、阻抗继电器常用的接线方式除了00接线方式外，还有。（A）900接线方式? （B）600接线方式? （C）300接线方式? （D）200接线方式三、判断题： 1、距离保护就是反应故障点至保护安装处的距离，并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。（） 2、距离Ⅱ段可以保护线路全长。() 3、距离保护的测量阻抗的数值随运行方式的变化而变化。（） 4、方向阻抗继电器中，电抗变压器的转移阻抗角决定着继电器的最大灵敏角。（） 5、阻抗继电器的最小精确工作电压，就是最小精确工作电流与电抗变压器转移阻抗值的乘积。（） 6、在距离保护中，“瞬时测定”就是将距离元件的初始动作状态，通过起动元件的动作而固定下来，以防止测量元件因短路点过渡电阻的增大而返回，造成保护装置拒绝动作。()

外电线路安全距离和措施

外电线路安全距离和措施集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

外电线路安全距离和措施1、外电线路安全距离和措施（1）避免在架空输电线路下进行施工，如有必要，应采取隔离防护措施或保持最小安全操作距离；（2）施工距离达不到要求，须采取防护措施，增设屏障、遮拦、围护或保护网，并悬挂醒目的警示牌；（3）临时用电的电源线漏电保护装置要齐全；（4）各种熔断器的额定电流必须按规定选用。严禁用铁丝、铝丝等非专用熔丝替代。 2、架空线路的安全要求（1）架空线必须采用绝缘导线；（2）架空线的档距档距为不得大于35m，线间距不得小于30mm；

（3）架空线的弧垂最大弧垂处与地面的最小垂直距离，施工现场一般场所4m、机动车道6m、铁路轨道7.5m；（4）各种电源导线严禁直接绑扎在金属架上。 3、配电箱、开关箱（1）施工现场的各种配电箱、开关箱必须有防雨措施，并应装设端正、牢固。（2）固定式配电箱、开关箱的底部与地面的垂直距离应为1.3~1.5m；移动式配电箱、开关箱的底部与地面的垂直距离宜在0.6~1.5m. （3）配电箱、开关箱内应设置漏电保护器。（4）电动建筑机械应有各自专有的开关箱，就近设置，实行“一机一闸”制。（5）配电箱内的开关电器应与配电线路一一对应配合，作分路设置。 4、施工照明施工现场的照明配电宜与动力配电分别设置，各自自成独立配电系统。照明采用电压等级应符合下列要求：

（1）一般场所为220V；（2）隧道、人防工程、有高温、导电灰尘或灯具离地面高度低于2.4m 等场所不大于36V；（3）在潮湿地点或易触带电体场所，照明电源不得超过24V；（4）在特别潮湿的场所、导电良好的地面、锅炉或金属容器内不大于12V。 5、手持电动工具安全（1）采用安全特低电压，通过限制电压抑制通过人体的电流，保证触电时处于安全状态。（2）手持电动工具应采用双重绝缘或加强绝缘结构的电动机和导线。（3）非金属壳体的电动机、电器，存放和使用时不应受压、受潮，不得接触汽油等溶剂。

相间距离保护

实验二距离保护（1）实验目的 1. 了解距离保护的原理； 2. 熟悉相间距离保护的圆特性； 3. 掌握距离保护的逻辑组态方法。（2）实验原理及逻辑框图 1.距离保护的原理及整定方法；由于电流保护整定值的选择、保护范围以及灵敏系数等方面都直接受电网接线方式及系统运行方式的影响，在35KV 及以上电压的复杂网络中，很难满足选择性、灵敏性以及快速切除故障要求，为此采用距离保护来实现。距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的距离（阻抗），并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。距离保护的Ⅰ段：它和电流保护的Ⅰ段很类似，都是按躲开下条线路出口处短路，保护装置不误动来整定，可靠系数一般取0.8-0.85。AB K dz Z K Z =?2 ' 距离保护的Ⅱ段：按以下两点原则来整定： 1）与相邻线路距离保护第Ⅰ段相配合，)'(12 ''??+=dz fz AB K dz Z K Z K Z K K -----一般取0.8；fz K -------应采用当保护1第Ⅰ段末端短路时可能出现的最小值。如果遇到有助增电流或外汲电流的影响，系数fz K 取小。 2）躲开线路末端变电所变压器低压侧出口处短路时的阻抗值。 K K -----一般取0.7；fz K -------应采用当短路时可能出现的最小值。计算后，取以上两式中的较小一个，动作时限为下条线路一段配合，一般为0.5S 。校验：灵敏度一般为≥1.25。距离保护的Ⅲ段：一般按躲开最小负荷阻抗来整定。 2.距离保护评价 1）可以在多电源复杂网络中保证动作的选择性。 2）距离Ⅰ段不能保护全长，两端合起来就是30%-40%的线路不能瞬时切除，须经0.5S 的延时才能切除，在220KV 及以上电网中有时候是不满足稳定性要求的，不能作为主保护。 3）由于阻抗继电器同时反应于电压的减低和电流的增加而动作，它较电流、电压保护灵敏。 4）距离Ⅰ段的保护范围不受系统运行方式变化影响，其他两段影响也小，保护范围比较稳定。 5）距离保护接线复杂，可靠性比电流保护低。

输电线路的距离保护

课程设计题目35kv输电线路的继电保护专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：

目录第一章:任务的提出与方案的提出 1.1前言 (3) 1.2绪论 (4) 1.3摘要 (5) 1.4基本原理 (6) 第二章：详细设计： 2.1最大负荷电流的计算 (7) 2.2短路电流的计算 (7) 2.3线路距离保护的设计 (7) 第三章：总体设计 3.1距离保护的优缺点 (10) 3.2继电保护装置的选择 (10) 3.3结论 (12) 第四章：结束 4.1设计感言 (22) 4.2参考文献 (13)

第一章 1.1前言：《电力系统继电保护》作为电气工程及其自动化专业的一门主要课程,主要包括课堂讲学、课程设计等几个主要部分。电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。而发电厂正是把其他形式的能量转换成电能，电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被分配给用户，再通过各种用电设备转换成适合用户需要的其他形式的能量。在输送电能的过程中,电力系统希望线路有比较好的可靠性,因此在电力系统受到外界干扰时,保护线路的各种继电装置应该有比较可靠的、及时的保护动作,从而切断故障点极大限度的降低电力系统供电范围。电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的。本次设计的任务主要包括了五大部分，电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。

1.2、绪论（一）电力系统继电保护的作用电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路。在发生短路时可能产生以下的后果. 1.通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏； 2.短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命； 3.电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量； 4.破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振动，甚至使整个系统瓦解；电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高（一般又称过负荷），就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷，使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。此外，系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生振荡等，都属于不正常运行状态。故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。事故，就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。系统事故的发生，除了由于自然条件的因素（如遭受雷击等）以外，一般者是由于设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当而引起的。因此，只要充分发挥人的主观能动性，正确地掌握客观规律，加强对设备的维护和检修，就可能大大减少事故发生的机率，把事故消灭在发生之前。在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。

距离保护PSCAD仿真

第三章距离保护仿真构建 3.1一次系统模型本次距离保护模型采用双电源供电的长距离输电线路配备主保护是距离保护，双侧电源均采用 R-L-C中性点接地的230kV，50Hz的电源，其部电阻9.186Ω，电抗是138mH。通过万用表确定电压电流信号，加断路器B1配置距离保护通过长距离输电线路与另一侧相接，在线路中加上故障。系统模型加上三相故障数字控制器不同的数字对应不同的故障。0表示没故障，1表示A相接地故障，2表示B相接地故障,3表示C相接地故障，4表示AB两相接地故障，5表示AC两相接地故障，6表示BC两相接地故障,7表示ABC三相接地故障，8表示AB两相相间短路故障，9表示AC两相相间短路故障,10表示BC两相相间短路故障,11表示ABC三相相间短路故障。对应的数字转换开关有1-6个数，每个数对应一个故障状态数字 3.1.1电源模型这个组件模型一个三相交流电压源,源阻抗可以指定为理想(即无限总线)。这个源可能是控制通过固定、部参数或变量的外部信号。本次模型定义为采用R-L-C中性点接地的230kV，50Hz的首段电源，其部电阻9.186Ω，电抗是138mH。双击电源模型选项一：配置选项，可以确定电源名称source1，电源阻抗类型R-L-C，中性点是否接地YES，模型显示单线路。

选项二：信号参数，可以确定是否有外控电压NO，外控频率NO，电压230kV，电压启动时间0.05s，频率50Hz，相移0。选项三：终端条件可以不用设置。选项四：电阻设定无。选项五：阻抗R/R-L设定无。选项六：阻抗R-L-C设定9.186ohm，138mH，0uF。

输电线路的距离保护习题答案42806资料

输电线路的距离保护习题答案42806

姓名：___________ 班级: ___________ 序号：___________ 输电线路的距离保护习题一、填空题： 1、常规距离保护一般可分为、和三部分。 2、距离保护I段能够保护本线路全长的。 3、距离保护第Ⅲ段的整定一般按照躲开来整定。 4、阻抗继电器按比较原理的不同，可分为式和式。 5、方向阻抗继电器引入非故障相电压的目的是为了__________________________________。 6、若方向阻抗继电器和全阻抗继电器的整定值相同，___________继电器受过渡电阻影响大，继电器受系统振荡影响大。 7、全阻抗继电器和方向阻抗继电器均按躲过最小工作阻抗整定，当线路上发生短路时， _______________继电器灵敏度更高。 8、校验阻抗继电器精工电流的目的是__________________。 9、阻抗继电器的0°接线是指_________________，加入继电器的___________________。 10、助增电流的存在，使距离保护的测量阻抗，保护范围，可能造成保护的。 11、根据《220~500kV电网继电保护装置运行整定规程》的规定，对50km以下的线路，相间距离保护中应有对本线末端故障的灵敏度不小于的延时保护。二、选择题： 1、距离保护装置的动作阻抗是指能使阻抗继电器动作的。

（A）最小测量阻抗；（B）最大测量阻抗；（C）介于最小与最大测量阻抗之间的一个定值；（D）大于最大测量阻抗的一个定值。 2、为了使方向阻抗继电器工作在状态下，故要求继电器的最大灵敏角等于被保护线路的阻抗角。最有选择；（B）最灵敏；（C）最快速；（D）最可靠。 3、距离保护中阻抗继电器，需采用记忆回路和引入第三相电压的是。（A）全阻抗继电器；（B）方向阻抗继电器；（C）偏移特性的阻抗继电器；（D）偏移特性和方向阻抗继电器。 4、距离保护是以距离元件作为基础构成的保护装置。 (A)测量；（B）启动；（C）振荡闭锁；（D）逻辑。 5、从继电保护原理上讲，受系统振荡影响的有。 (A)零序电流保护；（B）负序电流保护；（C）相间距离保护；（D）相间过流保护。 6、单侧电源供电系统短路点的过渡电阻对距离保护的影响是。 (A)使保护范围伸长；（B）使保护范围缩短；（C）保护范围不变；（D）保护范围不定。 7、方向阻抗继电器中，记忆回路的作用是。（A）提高灵敏度；（B）消除正向出口三相短路的死区；（C）防止反向出口短路动作；（D）提高选择性。 8、阻抗继电器常用的接线方式除了00接线方式外，还有。（A）900接线方式? （B）600接线方式? （C）300接线方式? （D）200接线方式三、判断题： 1、距离保护就是反应故障点至保护安装处的距离，并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。（） 2、距离Ⅱ段可以保护线路全长。( ) 3、距离保护的测量阻抗的数值随运行方式的变化而变化。（） 4、方向阻抗继电器中，电抗变压器的转移阻抗角决定着继电器的最大灵敏角。（）

基于MATLAB的距离保护仿真

基于MATLAB的距离保护仿真摘要：本文阐述了如何利用Matlab中的Simulink及SPS工具箱建立线路的距离保护仿真模型，并用S函数编制相间距离保护和接地距离保护算法程序，构建相应的保护模块，实现了三段式距离保护。仿真结果表明，所建立的三段式距离保护模型能够正确反应在保护区内的不同类型的短路故障并发出动作信号使断路器跳闸实现输电线路的保护功能。关键词：Matlab；S函数；仿真；距离保护 Distance protection simulation based on Matlab ABSTRACT:This paper established a distance protection simulation model of transmission line by using Simulink and SimPowerSystem toolbox in Matlab. We programed the distance protection of phase faults and earth faults by using S-Fuction and created relevant protection models to build distance protection. The simulation results show that the three-stage distance protection model we created can response to all kinds of faults within protection zones correctly and send correct signal to the breaker of the line. KEY WORDS：Matlab; S-Function; Simulink; distance protection 0 引言 Matlab软件中的SimPowerSystem工具箱是基于Simulink发展起来的电力系统仿真工具箱，里面有许多可用于电力系统仿真的元件模块库，这些模块以图形的形式表示电力系统设备的数学模型。用户可以通过搭积木的方式建立所需仿真模型，可以设计并封装自己所需的模块，也可以用S函数将程序与Simulink解法器进行交互实现用程序控制电力系统模型的功能，最后还可以将仿真结果导入Matlab工作空间以分析仿真结果。其灵活性、方便性及实时准确性为电力系统的仿真验证提供了平台，极大地方便了电力系统的分析设计。本文通过Simulink及SPS建立了输电线路的三段式距离保护仿真模型，用S函数编写相间距离保护和接地距离保护程序，设置了三段式距离保护作为本线路全长的主保护以及下级线路的后备保护。仿真模型能够直观动态地观察故障后保护模块内部的动作情况，从而实现对继电保护动作效果的检验。这种方法容易推广到其它保护中，尤其是实现新保护原理的仿真，具有一定的推广价值。 1 仿真模型的建立考虑具有两级线路的单端电源110kV单回线输电线路系统，如图1所示。距离保护安装在线路AB的断路器处，作为本线路AB的主保护以及下级线路BC的后备保护。 . 负荷 2 1 图1 单端电源电力系统系统的各个元件参数为：电压源的线电压10.5kV，内阻Zg=0.001+j0.0157Ω；变压器容量31.5MV A，Yg-d11接线，折算到高压侧的阻抗Z T=1.86+j18.6Ω；两级线路长度均为100km，线路的正序阻抗z1=(0.05+j0.3)Ω/km，零序阻抗z0=(0.04+j1.2) Ω/km ；负荷容量S LD=1.2+j0.9MV A。在Matlab/Simulink中建立仿真模型，如图2所示。保护模块已经封装成子系统，其输入数据为断路器处的电压电流测量值，其输出信号送至断路器的控制端，以控制断路器的开合状态（信号0表示跳闸，信号1表示合闸，断路器初始状态为合闸）。用故障模块设置短路类型以及故障发生的时间（t=0.03s）。通过改变故障点两侧线路的长度来改变故障点的位置，但两侧线路的长度之和始终保持200km不变。仿真起止时间为0~0.2s，采用变步长、ode23t算法进行仿真。所有模块的频率均为50Hz。图2 距离保护仿真模型 2 保护模块的构建 2.1 距离保护原理

输电线路的距离保护习题答案

高压线和住宅的安全距离应该是多少

高压线和住宅的安全距离应该是多少？距建筑物的水平安全距离如下： 1千伏以下 1.0米 1——10千伏 1.5米 35千伏 3.0米 66——110千伏 4.0米 154——220千伏 5.0米 330千伏 6.0米 500千伏8.5米距离500KV输电线路边导线正下方5米内的长期居住人的房屋才能够拆迁！《工程建设标准强制性条文（城乡规划部分）》：如果是高压走廊的话：（单杠单回水平排列或单杠多回垂直排列）电压等级（KV）走廊宽度（M） 35 12~20 66、100 15~25 220 30~40 330 35~45 500 60~75 注意，这里的单杠的。高压线本身也有宽度的，一般高压铁塔的宽度在3~4米左右，所以得从边线往外算，不能从中心算。低频磁场辐射的强度和累积量都会影响致病的概率。1992年，瑞士对 200KV-400KV高压输电线沿线500米范围内居住1～25年的50万名居民进行医学调查，发现肿瘤、特别是儿童白血病的发生与高压电磁场有直接关系。关于“电磁辐射”的专家结论：不超过0.4微特斯拉(μt)的电磁辐射为安全的电磁辐射的判断： 220千伏的高压线在百米范围内; 132千伏的高压线在数十米范围内 11-66千伏的高压线在十数米范围内埋藏在地下的高压线只在数米范围内以上的电磁辐射强度均超过0.4微特斯拉。另外再告诉风无泪一个如何判断高压线电压的标准：两个指标： 1、绝缘子个数为了提高远距离传输效率，一般采用高压低流方式传送，这样来降低电的损耗。瓷瓶的个数越多，相对电压越高。在中国，高于380V就可以称为高压电。电线杆越高，一般电压越高，城市里水泥普通杆子一般上万V 对于高压铁塔，看绝缘子个数，500kv 23个；330kv 16个；220kv 9个；110kv

教你认识沿途的输电线路

教你认识沿途的输电线路实话说，即便是学电的、在电力系统工作的人都不一定认识输电线路，输电工程的确太复杂了，基本算纯工程性问题，想了解并不容易。先说说输电杆塔的概念，输电导线是由输电杆塔一段一段撑起来的，高电压等级的用“铁塔”，低电压等级的比如居民区里见的一般用“木头杆”或“水泥杆”，合起来统称“杆塔”。高电压等级的线路需要有更大的安全距离，所以要架得很高，只有铁塔才能有能力负担数十吨的线路，一根电线杆架不了这么高、也没这么大支撑力，所以电线杆都是较低电压等级的。电压等级都是说线电压，ABC三相中任意两相之间的电压。家里用的220V 是相电压，是三相中任意一相对大地的电压。实际家里用电是380V线电压的(220V的根号3倍)，只是到了楼门口了，才三相分开，比如ABC三相各入一栋楼的三个单元。380V电压等级在电力系统也叫0.4kV电压等级，对比下目前的1000kV特高压输电线路，差2500倍，颤抖吧~ 我们在旅行沿途看到的一般都是输电铁塔，至于塔型什么的没啥意思就不说了，猫头塔、酒杯塔、门型塔、V字塔都是“象形”的，看样子就知道。输电线路也分直流和交流(DC和AC)，直流好认但不是很常见，国内的线路就那么几条，碰上不容易。下图就是±800kV云南至广东的输电线路。

铁塔是T型的，下面吊着两回输电线路，一边正极，一边负极。仔细看铁塔上面还伸出来了两个小“角”，一边也各一条“细线”，这不是输电用的，而是避雷用的避雷线，也叫地线。(避雷概念参见“雷电轶事与防雷”，回复“雷电”) 下面集中说说交流线路，这个几乎“大宝天天见”。交流的一回线路有ABC三相，输电铁塔最顶端顶着的是避雷线。雷暴多地区或电压等级高的线路是两根避雷线，雷暴不严重或电压等级低的线路可以减少到一根避雷线，这个是从工程实际和省钱的角度选择的，反正大家看到最顶端细细的一或两根线就知道是避雷线了。避雷线都是直接跟铁塔相连的，为的是把雷击时的电流能顺着铁塔引到地里面去。下图就是只有一根避雷线的线路。避雷线一般都高电压等级的空旷地区的输电铁塔用，咱们看到的电线杆上一般很少有避雷线，一是电线杆一般是在城市内，有其他更高的建筑可以被雷劈；二是本来低电压等级的电线杆就送不了多少电，还要架根避雷线的成本就高了。避雷线下面就是输电线路了，根数都是3的倍数，3根线的叫一回线，6根线的叫两回线，12根的就叫四回线了，每一回里都有ABC三相的三根线。上面这张图我们就叫“同塔双回”线路，一边是一回线。之所以一个塔上有多回线路，主要是考虑输送容量和占地面积，所以也衍生出了“线路长度”和“回路长度”的概念，对同塔双回而言，回路长度是线路长度的2倍，以此类推。下图是个同塔四回的，如果是不同电压等级的，则上面导线的电压要高于下面导线的电压，电压越高对地的安全距离要求越高。

某输电线路距离保护设计方案

某输电线路距离保护设计方案 1.1输电线路距离保护概述输电线路距离保护是指利用阻抗元件来反应短路故障的保护装置，阻抗元件的阻抗值是接入该元件的电压与电流的比值，也就是短路点至保护安装处的阻抗值。因线路的阻抗值与距离成正比，所以叫距离保护或阻抗保护。系统在正常运行时，不可能总工作于最大运行方式下，因此当运行方式变小时，电流保护的保护范围将缩短，灵敏度降低；而距离保护测量的是短路点至保护安装处的距离，受系统运行方式影响较小，保护范围稳定，常用于线路保护电力系统稳定运行主要有符合要求电网结构、系统运行方式和电力系统继电保护来保证。高压及以上等级电网中，继电装置可靠性和速动性有双重主保护来保证，其选择性和灵敏性主要由相间接地故障后被保护延时段来保证。距离保护是以距离测量元件为基础构成保护装置，称阻抗保护。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，电流负载电流，发生短路故障时，电压降低、电流增大。因此，电压和电流比，正常状态和故障状态有很大变化。由于线路阻抗和距离成正比，保护安装处的电压与电流之比反映了保护安装处到短路点的阻抗，也反映保护安装处到短路点距离。所以按照距离远近来确定保护动作时间，这样就能有选择地切除故障。当前微计算机硬件的更新和网络化发展在计算机控制领域。单片机与DSP芯片二者技术上的融合，主要体现在运算能力的提高及嵌入式网络通信芯片的出现和应用等方面。这些发展使硬件设计更加方便。高性价比使冗余设计成为可能，为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。硬件技术的不断更新和微机保护设计网络化，将为距离保护的设计和发展带来一种全新的理念和创新，它会大大简化硬件设计、增强硬件的可靠性，使装置真正具有了局部或整体升级的可能。 1.2本文研究内容本次课程设计的主要是输电线路的距离保护。计算和分析主要内容是计算保护1距离保护Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段整定值和灵敏度，计算灵敏度同时要注意每个保护的动作时间要精确，上述工作完成后接下来对设计提出的系统震荡和短路过渡电阻对系统的影响进行相应的计算分析，并确定距离保护的范围，并分析系统在最小运行方式下振荡时，保护1各段距离保护的动作情况。后用MATLAB仿真，验证计算的正确性。

标准架空输电线路电气参数计算

架空输电线路电气参数计算一、提资参数表格式提供的线路参数（Ω/km）线路长导地回路线路名互感零序正序零序正序k型 1 2 3

4 二、线路参数的计算： 1. 正序电阻：即导线的交流电阻。交流电阻大于直流电阻，一般为直流电阻的1.3倍。导线的直流电阻可在导线产品样本中查到。当线路的相导线为两分裂导线时，相当于两根导线并联，则其电阻应除以2。多分裂导线以此类推。正序电抗：2. ）单回路单导线的正序电抗：1/km Ω) /r X1＝0.0029f lg(d em; Hz）f－频率（式中；（m）d－相导线间的几何均距，m3）√（dd dm＝d caabbc m（）；dd d －分别为三相导线间的距离，ca ab bc ）；r（－导线的有效半径，m e0.779r r ≈e r－导线的半径，（m）。 2）单回路相分裂导线的正序电抗：

X1＝0.0029f lg(d/R) Ω/km em式中f－频率（Hz）; d－相导线间的几何均距，（m）；m3）dd＝dm d√（caabbc；m）d dd－分别为三相导线间的距离，（ca bc ab ; ）（m R－相分裂导线的有效半径，e1/2 ）SR＝（r 2 n＝ee1/4 3）S＝1.091（r n ＝4 R ee1/65 r S）1.349 ＝n6 R＝（ee）（S －分裂间距，m。 3）双回路线路的正序电抗： X1＝0.0029f lg (d/R) Ω/km em式中f－频率（Hz）; d－相导线间的几何均距，（m）； a 。c′。m12′。b。′d′） b ′d dm＝′√（dddd′dd′dddd cbacacaacabbababcbccb cab‵′。a c 。m）；分别为三相双回路导线间的轮换距离，……（ d d ab bc ; ）（m R－相分裂导线的有效半径，e36d′）r d′d′ R＝√（ccebbeaa P19 ～国内常用导线的线路正序电抗查《电力工程高压送电线路设计手册》第二版 P18，或有两种塔型时，用加权平均计算出线）弄清计算线路有代表性的塔型（用得多的塔型）1 查表时注意： 2 路的几何均距。）区别计算单回路与双回路的几何均距。

导线、电缆安全距离汇总

对地距离及交叉跨越在最大计算弧垂情况下，导线对地面的最小距离应符合下列数值：导线对地面的最小距离（m）注：*的值用于导线三角排列的单回路。 **的值对应导线水平排列单回路的农业耕作区。 ***的值对应导线水平排列单回路的非农业耕作区。在最大计算风偏情况下，导线与山坡、峭壁、岩石的最小净空距离应符合下列数值：导线与山坡、峭壁、岩石的最小净空距离（m）

输电线路不应跨越屋顶为可燃材料的建筑物。对耐火屋顶的建筑物，如需跨越时应与有关方面协商同意，500kV及以上输电线路不应跨越长期住人的建筑物。导线与建筑物之间的距离庆符合以下规定：1、在最大计算弧垂情况下，导线与建筑物之间的最小垂直距离，应符合以下数值：导线与建筑物之间的最小垂直距离 2、在最大计算风偏情况下，边导线与建筑物之间的最小净空距离，应符合以下数值：边导线与建筑物之间的最小净空距离 3、在无风情况下，边导线与建筑物之间的水平距离，应符合以下数值：

输电线路经过经济作物和集中林区时，宜采用加高杆塔跨越不砍通道的方案，并符合下列规定： 1、当跨越时，导线与树木（考虑自然生长高度）之间的最小垂直距离，应符合以下数值：导线与树木之间（考虑自然生长高度）的最小垂直距离 2、当砍伐通道时，通道净宽不应小于线路宽度加通道附近主要树种自然生长高度的2倍。通道附近超过主要树种自然生长高度的非主要树种树木应砍伐。 3、在最大计算风偏情况下，输电线路通过公园、绿化区或防护林带，导线与树木之间的最小净空距离，应符合以下规定数值：导线与树林之间的最小净空距离 4、输电线路通过果树、经济作物林或城市灌木林不应砍伐出通道。导线与果树、经济作物、城市绿化灌木以及街道行道树之间的最小垂直距离，应符合以下规定数值：

2.高压输电线路基本概念梳理

常用基本概念 1.设计气象三要素：风速、覆冰、温度。 2.输电线路结构形式：架空输电线路、电缆输电线路、线缆混合输电线路。 3.架空输电线路组成：导线、避雷线(地线)、绝缘子(金具)串、杆塔、基础、接地、拉线、通信线、防护金具等。 4.电缆输电线路组成：电缆、终端接头(敞开式、封闭式)、避雷器、中间接头(绝缘接头、直通接头)、接地箱、接地引线、支架、监测装置、防火防盗设施等，可以简单的理解为电缆线路由电缆本体、附件、支持及防护设施构成。 5.档距相邻两基杆塔之间的水平直线距离称为档距。工程设计中常遇档距：连续档(距)、孤立档(距)、水平档距(风力档距)、垂直档距(重力档距)、极大档距、极限档距、代表档距(规律档距)、临界档距、次档距等9种常用档距。 5.1连续档(距)：由两基耐张杆塔及其中间若干(至少一基)直线塔构成的档距。 5.2孤立档(距)：两基耐张杆塔之间没有直线杆塔，其档距称为孤立档（距）。 5.3水平档距(风力档距)：杆塔两侧档距的算术平均值，通常用来计算杆塔水平荷载。 5.4垂直档距(重力档距)：相邻两档距间导线最低点之间的水平距离,通常用来计算杆塔垂直荷载。

5.5极大档距：在一定高差下，如果某档距架空线弧垂最低点的应力恰好达到许用应力，高悬挂点应力也恰好达到规定的悬挂点许用应力，则称此档距为该高差下的极大档距。 5.6极限档距：通过放松架空线所能得到的允许档距的最大值称为极限档距。 5.7代表档距(规律档距)：通常把大小不等的一个多档距的耐张段，用一个等效的假想档距来代替它，这个能够表达整个耐张力学规律的假想档距称之为代表档距或规律档距。 5.8临界档距：两个及以上气象条件同时成为控制条件的档距称为临界档距。 5.9次档距：间隔棒之间的水平距离称为次档距。 6.呼称高：塔脚板至下横担下表面的距离。 7.弧垂(弛度)：电线上任意点至电线两侧悬挂点的连线之间的铅垂距离称为该点的弧垂或弛度。 8.限距：导线对地面或对被跨越设施的最小距离。 9.线(相)间距离：架空输电线路相间导线的最小距离。 10.分裂间距：分裂导线子导线线间的最下距离。 11.架空地线保护角：地线对导线的保护角指杆塔处，不考虑风偏，地线对水平面的垂线和地线与导线或分裂导线最外侧子导线连线之间的夹角。可正可负可为零。 12.高海拔地区：海拔高度不小于1000米的地区。 13.摇摆角：悬垂绝缘子串在风力作用下偏离铅垂位置后与铅垂位置的夹角。 14.风偏角：导线受风力作用后偏离铅垂位置，顺线路方向看时，导线偏离铅垂位置的角度称为风偏角。

基于EMTP的数字式距离保护仿真教学

第28卷第5期2006年10月电气电子教学学报 JO U RN A L O F EEE Vol.28 No.5 Oct.2006 基于EMTP的数字式距离保护仿真教学屈桂银,刘建华,苏盛,曾祥君 (长沙理工大学电气与信息工程学院,湖南长沙410077)y 摘要:针对教学需要,为促进学生对继电保护系统尽早形成整体认识,并深入了解数字式继电保护的各个实现细节,提出了一种在EM T P电磁暂态仿真软件基础上编制自定义模块实现简化的线路距离保护教学系统。该自定义模块在EM TP故障仿真的过程中与EM TP仿真软件以闭环方式进行交互,对数字式继电保护的各实现环节进行了仿真建模。文末对相间短路故障和单相接地故障进行了仿真分析。关键词:G642 4EM T P;数字式距离保护;仿真中图分类号:G642 4 文献标识码:A 文章编号:1008-0686(2006)05-0101-05 Educational Use of EMTP for the S tudy of a Distance Relaying of Transmission Lines QU Gui yin,LIU Jian hua,SU Sheng,ZENG Xian gjun (Colle ge of E lec tr ica l Eng ine ering,Chang sha Univ er sity of Scienc e and Tec hnology,Chang sha410077,China) Abstract:In order to enhance understanding o f the basic co ncepts of distance relaying of underg raduate students w ho are new to the subject o f pow er system protective relay ing.This paper pro poses an EM TP based integr ated simulatio n sy stem to provide systematic relaying co ncepts by mo deling a digital relaying system using self defined model functio ns in a closed loop manner.Various elements of dig ital distance re lay ing are org anized to g enerate a systematic approach to modeling the actual hardw ar e of dig ital relaying system s.Case studies relating to the most commo nly encountered single phase to gro und fault and phase to phase fault are presented and various fault distances and fault inception ang les are considered. Keywords:EM TP;distance protection;sim ulation 0 引言继电保护系统的作用是在电网发生故障时根据异常信号检测、定位并隔离故障点,以确保电力系统的安全稳定运行和主设备安全。随着电网的互联和远距离输电的兴起,传统的模拟保护系统在性能上越来越难以达到现代电网的保护要求,而数字式的微机保护系统则成为继电保护的主流。在开发微机保护系统时,可以先利用电磁暂态仿真软件EMT P 对电网的各种故障和继电保护装置的保护逻辑进行模拟仿真测试。为了促进电气专业学生对数字式继电保护系统的整体及各实现环节的深入认识,作为电气与信息工程学院电气工程专业教学环节创新的一部分,本文在EMT P电磁暂态仿真软件的基础上编制了自定义模块,对数字式继电保护的低通滤波、直流滤波及基频分量求取等实现环节进行了建模,并对单相接地短路及相间短路故障进行了仿真分析。由于学生可以形象地看到仿真过程中继电保护每一实现环节对继电保护系统性能的影响,因此该仿真系统对促进学生理解数字式继电保护的工作原理具有积极的作用。 y收稿日期:2006-06-26;修回日期:2006-07-14 第一作者:屈桂银(1954-),男,湖南石门人,大专,实验师,主要从事电气实验教学及电力系统模拟仿真研究。