距离保护系统是一种基于阻抗测量的电力系统保护装置,主要用于检测短路故障并选择性切除故障线路。其核心原理是通过测量保护安装处的电压与电流比值(即阻抗),并与预设的整定阻抗进行比较,从而确定故障点的位置并控制断路器动作。
一、基本原理
阻抗测量 距离保护通过电压(U)与电流(I)的比值计算阻抗(Z),公式为:
$$Z = \frac{U}{I}$$
短路点至保护安装处的阻抗值反映了故障点的电气距离,阻抗值与线路长度成正比。
动作逻辑
- 当测量阻抗小于整定阻抗时,说明故障点在保护范围内,保护装置动作;
- 若测量阻抗大于整定阻抗,则保护装置不动作。
二、核心构成
距离元件
负责测量电压与电流的比值,计算阻抗,并判断故障点位置。
时限元件
根据故障距离确定动作时间,保证选择性。近故障点动作快,远故障点动作慢。
三、主要作用
选择性切除故障
通过距离测量和时限控制,避免故障扩大,确保非故障线路正常运行。
网络稳定性维护
在复杂电网中,距离保护可配合其他保护装置(如方向保护),提高整体保护可靠性。
四、典型应用
主要用于电力线路的保护,常见为三段或四段式结构:
第一段: 保护线路80%~90%,作主保护; 第二段
五、与其他保护方式的区别
与电流保护:电流保护仅根据电流大小动作,无法区分故障位置;
与电压保护:电压保护仅反映电压异常,无法定位故障点。- 与方向保护:方向保护需配合使用,单独使用可能误动。
综上,距离保护通过精确测量阻抗和合理设置时限,是电力系统中实现故障快速、准确切除的关键技术。