输电线路的距离保护习题问题详解

UP
阻 抗 元 件
• 正常运行时，谐振回路 呈纯电阻，Rj上电流与 Uab同相位，所以， Up也与Uab同相位 • 外加电压消失时，借助 于谐振，电压Up在一 定时间内保持原有相位 不变
R
UC
• 引入第三相电压，保证 保护反方向出口两相短 路时阻抗元件仍然能够 正确动作
影响阻抗元件测量阻抗精度的因素
1、短路点的过渡电阻； 2、保护安装处与故障点之间有分支电路； 3、电力系统振荡； 4、TA,TV的误差； 5、TV二次回路断线； 6、串连补偿电容。
一、短路点过渡电阻对测量阻抗的影响
A B
1QF
2QF
jx
jx
R
k
II Z set B I Z set B
II Z setA R
B
R
R
Z m1
I Z set A
&
Z
III

6
&
t III
0
9
3KS
2
1
10
闭锁元件
3
A
1QF
I Z set 1
B
2QF
k
C
3QF
4
II Z set 1 III Z set 1
t
t1III
III t2
t1II
II t2 I t2
t3II t3I
O
t1I
距离保护和电流保护都有一个共同的缺点： 不能够实现线路全长的快速保护 但是由于距离保护受系统影响小，因此， 距离Ⅰ段可以保护线路全长的80％~85％； 距离Ⅱ段和下条线路的瞬时保护配合，带有实现Δt； 距离Ⅲ段与负荷阻抗配合，作为后备保护。
jX Zset2
长线路 短线路

2
I I Z op K .1 res Z AB
式中
I Z op .1
I K rel
0.8 ~ 0.85 ；
Z AB
图7-1 距离保护整定计算系统图 若被保护对象为线路变压器组，则送电侧线路距离保护第Ⅰ段可 按保护范围伸入变压器内部整定，即 （7-2） Z I K I Z K Z
2．与相邻距离保护第Ⅱ段配合 为了缩短保护切除故障时间，可与相邻线路相间距离保护第Ⅱ段 配合，则 III III II （7-10）
Kb. min Z op.2 Z op.1 K rel Z AB K rel
12
式中 K IIi ——距离保护第Ⅲ段可靠系数，取 0.8 ~ 0.85 ； rel
相间距离保护第Ⅱ段的灵敏度按下式校验
K
II sen

Z
II op .1
Z AB
≥
1 . 3 ~ 1 .5
当灵敏度不满足要求时，可与相邻线路相间距离第Ⅱ段配合，其 动作阻抗为 （7-5） II II II op.1 rel AB rel b. min op.2
Z
K Z
K K
Z
8
式中

——可靠系数，取 K rel
II Z op .2
≤ K rel
0 .8 ；
——相邻线路相间距离保护第Ⅱ段的整定值。
13
当距离保护第Ⅲ段的动作范围未伸出相邻变压器的另一侧时， 应与相邻线路不经振荡闭锁的距离保护第Ⅱ段的动作时间配 合，即
III t op.1 II t op.2
5
式中
II K rel
——距离保护第Ⅰ段可靠系数，取 0.8 ~ 0.85 ；

3电网距离保护3.1何谓阻抗继电器的测量阻抗（m Z ）、整定阻抗（set Z ）和动作阻抗（op Z ）？就方向阻抗继电器说明它们之间的关系和区别。

答：整定阻抗是继电器安装处到保护范围末端的线路阻抗；起动阻抗是继电器刚好动作时，加入继电器电压电流的比值；测量阻抗是加入继电器的电压和电流的比值。

对于方向阻抗继电器如图：测量阻抗可能位于复平面上任意位置，整定阻抗和动作阻抗满足cos op set Z Z ϕ=。

3.2整定阻抗相同的不同特性的阻抗继电器（如全阻抗、方向阻抗和偏移特性阻抗继电器）在承受过渡电阻的能力上，哪一种最强？在遭受振荡影响的程度上哪一种最严重？答：特性在R 轴方向上面积越大承受过渡电阻的能力最强，振荡时特性在测量阻抗变化轨迹的方向上面积越大，受振荡影响越严重。

因此全阻抗特性阻抗继电器承受过渡电阻的能力最强，同时受振荡影响也越严重。

3.3在图示复数平面上，已知阻抗A Z 和B Z ，某阻抗继电器的动作方程为︒>+->︒90arg270Bm Am Z Z Z Z ，试画出该继电器的动作特性。

答：（1）根据比相式动作方程的特点，可知该继电器的动作特性是以A Z 、B Z -端点为直径两端的圆，动作区不包括圆周。

（2）将比相式动作方程转化为比幅式动作方程，可得：()m A m B m A m B Z Z Z Z Z Z Z Z -++<--+，即：22A B A Bm Z Z Z Z Z -+-<，可见该特性的圆心为：2A BZ Z -，半径为2A B Z Z +，在复平面上如图：当0B Z =时，为以A Z 为直径的方向圆特性，当B A Z Z =时，为以A Z 为半径的方向圆特性。

3.4已知采用幅值比较方式构成继电器的两个电压量m A I K U .1.=，m m B I K U K U .1.2.-=，动作条件为A BU U ≥ ，试问： (1)所构成的继电器是什么继电器； (2)在复平面上画出它的动作特性； (3)该继电器的整定值是什么?答：（1）将电压相量A BU U 、代入动作条件可得：121m m m K I K U K I ≥- ，两侧同时除以2mK I ，可得： 1122m K K Z K K -≤，可见该特性是以12K K 为圆心，以12KK 为半径的圆，且该特性经过原点，所以该特性为方向圆特性的阻抗继电器。

浅析输电线路距离保护的运用问题及解决摘要：电流电压保护的主要优点是简单、经济及工作可靠。

但是由于这种保护整定值的选择、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，所以在35kV及以上电压的复杂网络中，它们都很难满足选择性、灵敏性及快速切除故障的要求。

为此，就必须采用性能更加完善的保护装置，而距离保护就是适应这种要求的一种保护。

关键词：距离保护；并联电抗器；保护死区；故障距离1.距离保护的基本概念距离保护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。

该装置的核心部件为距离或阻抗继电器，或称距离或阻抗原件。

对于单相补偿式，所谓I类阻抗继电器，它可根据其端子上所加的一个电压和一个电流测知保护安装处至短路点间的阻抗值，但可根据其端子上所加的电压和电流值间接测定保护安装处至短路点之间的距离。

由这两种距离或阻抗继电器构成的距离保护都是在短路点距保护安装处近时，动作时间短；当短路点距保护安装处远时，动作时间增长。

这样就能保证了保护有选择性地切除故障线路。

2.并联电抗器对距离保护的影响2.1 并联电抗器的接线分析由于并联电抗器可以补偿线路的对地电容，消除电容效应，在高压输电线路上为了限制过电压，一般都装设有一定容量的并联电抗器。

按照容量定义的并联电抗器补偿度为：Zo、Zl分别为单位长度线路的零序阻抗和正序阻抗。

2.3 整定值的定性分析K值则为准确系数，取大于1，其值的大小直接能够影响距离保护的范围。

其值越大保护范围越小，其值越接近于1则保护范围越大。

结合2.1节的分析，无论输电线路或并联电抗器内部发生短路故障，首先需保证保护动作第一时间跳开线路断路器，那么K值的选择则尤为重要。

假设距离保护定值为It，输电线路全段阻抗值为Zl，并联电抗器阻抗为Zr。

2.3.1 当线路阻抗大于并联电抗器阻抗当线路阻抗大于并联电抗器阻抗时，即Zl>Zr，此时K的取值只需考虑线路阻抗等于电抗器阻抗Zr点至Zl线路全长之间，也就时说此时由于线路的阻抗值能够大于电抗器阻抗，电抗器的全段可以考虑在保护范围内，短路电流点可以选择在线路阻抗等于电抗器阻抗的点之后。

二、阻抗元件的动作特性
1．阻抗圆特性 圆周内为阻抗元件的动作区，圆周外为阻 抗元件的制动区，圆周为动作边界。
制动区
动作区
图5－5 圆特性
（1）全阻抗圆特性
全阻抗圆特性是以保护安装处为坐标原点，以坐标原 点为圆心，整定阻抗 Z s e t 的绝对值为半径的圆。 特点:保护动作没有方向性。
jX jX
jX
R R R s e t . 2 r s e t . 1
X set .1
Xr
Zr
Rset .2 Rr X set .2
图 5－9
Rset .1
R
四边形阻抗特性
3．多边形的阻抗特性
X jXd
X set
X Xm r
Zj
4
Zr
3
o
R Rm set
2
Rset 1
R
三、阻抗元件的接线方式
1．对阻抗元件接线方式的要求
IV IW
UWU
IW IU
(2)．接地故障阻抗元件的接线方式
K为补偿系数
阻抗元件相别 U V W
Z 0 Z1 K 3Z1
接入电压 U r
接入电流 I r
UU
IU K 3I0 IV K 3I0
UV
UW
IW K 3I0
0
（2）方向阻抗圆特性

方向阻抗圆特性是以保护安装处为坐标原点，整 定阻抗为直径，且圆周通过坐标原点的圆。
jX jX
jX
Z set
1 Z set 2
Z set Z set Zr
1 Z r Z set 2
Z set Z r Arg Zr
set
r

第3章 电网的距离保护【勘误】以下（3）Ⅲ段K re 应当大于1，取1.1，标红色部分为正确结果。

3.8.3整定计算举例如图3－21所示，断路器QF1、QF2处均装设三段式相间距离保护（采用圆特性方向阻抗继电器）PD1、PD2，已知PD1的一次整定阻抗为：I 1.set 3.6Z =Ω，0s ；II 1.set 11Z =Ω，0.5s ；保护1的距离Ⅲ段动作时间为1.5s 。

MN 线路输送的最大负荷电流为500A ，负荷功率因数角为L.max 26ϕ=。

试整定距离保护PD2的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的二次整定阻抗、最灵敏角、动作时间。

I 3.6,0s Z =Ω图3－21整定算例系统图 【解】距离保护PD2的整定，线路阻抗MN 4.411.912.6869.7Z j =+=∠。

最灵敏角（整定阻抗角）应当等于线路阻抗角，可以取sen 70ϕ=。

（1）Ⅰ段整定阻抗小于线路阻抗，可靠系数取0.8，MN )Z =Ω 一次整定阻抗：I 2.set 0.812.6810.144()Z =⨯=Ω二次整定阻抗：I I TA 2.K.set 2.set TV 12010.144 1.1()1100n Z Z n =⨯=⨯=Ω （2）Ⅱ段与保护1的Ⅰ段配合，整定阻抗一次值为II II I 2.set rel MN b.min 1.set ()0.8(12.681 3.6)13.024()Z K Z K Z =+=⨯+⨯=Ω灵敏系数II 2.set sen MN 13.024 1.2512.68Z K Z ==<，不满足，则与保护1的Ⅱ段配合： 一次阻抗：II II II 2.set rel MN b.min 1.set ()0.8(12.68111)18.944()Z K Z K Z =+=⨯+⨯=Ω灵敏系数II 2.set sen MN 18.944 1.2512.68Z K Z ==>，符合要求，则二次整定值为： II II TA 2.K.set 2.set TV 12018.944 2.066()1100n Z Z n =⨯=⨯=Ω 动作时间与保护PD1的Ⅱ段配合，有II II 2.set 1.set 0.50.5 1.0(s)t t t =+∆=+=。

动作时限
t4 3t 2 3 0.5 3.5s t1
继电 保护
III段
0.9 115 Z Load .min 119.51 3I Load .max 3 0.5 Z Load .min 119.51 .1 Z act 41.57 K re K ss 1.25 1.15 2 K rel 0.9U N
阶段式距离保护作业答案
继电 保护
由于采用方向阻抗继电器
.1 Z act 41.57 .1 Z set 53.5 cos(65 26) cos(65 26)
阶段式距离保护作业答案
继电 保护
灵敏系数校验
.1 Z set 53.5 4.458 1.5 近后备 K sen Z AB 0.4 30
阶段式距离保护作业答案
继电 保护
远后备
.1 Z set K sen Z AB K br Байду номын сангаасmax Z BC 53.5 1.4 1.2 0.4 30 1.733 0.4 38
阶段式距离保护作业答案
继电 保护
动作时限
t4 3t 2 3 0.5 3.5s t1
阶段式距离保护作业答案
继电 保护
(2)与变压器速断保护配合
1 U k % U 0.105 110 ZT 18.15 2 S NT 2 35
2 N 2
阶段式距离保护作业答案
继电 保护
.1 K rel ( Z BC K br .min ZT ) Z act 0.8 (0.4 30 1 18.15) 24.12
阶段式距离保护作业答案

继电保护练习题（含答案）一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.母线差动保护的暂态不平衡电流比稳态不平衡电流小。

A、正确B、错误正确答案：B2.距离保护第I段的保护范围，一般是被保护线路的一半。

A、正确B、错误正确答案：B3.无功电流和电压产生的功率称为无功功率，用Q表示。

A、正确B、错误正确答案：A4.经本单位批准允许单独巡视高压设备的人员巡视高压设备时，如果确因工作需要，可临时移开或越过遮栏，事后应立即恢复。

A、正确B、错误正确答案：B5.同步发电机励磁绕组加反向直流电流，转子的转向不变，则定子三相交流电动势的相序变为负序。

A、正确B、错误正确答案：B6.在安装RCS9700数据库时，若系统中配置了多台数据库服务器，则“备数据源计算机名”和“主数据源计算机名”应不同。

A、正确B、错误正确答案：A7.国家电网生技[2005]172号《直流电源系统运行规范》规定，交流电源突然中断，直流母线应连续供电，电压波动应不大于额定电压的10％。

A、正确B、错误正确答案：A8.D/A的含义是模数转换。

A、正确B、错误正确答案：B9.对于单端带电的切换压板，在压板断开情况下，活动端可以带电。

A、正确B、错误正确答案：B10.现场使用的安全工器具应符合有关要求。

A、正确B、错误正确答案：B11.3/2开关接线方式的一串中的中间断路器拒动，应将该串两个边断路器跳开即可。

A、正确B、错误正确答案：B12.在机房中应配备专用工业空调，房间内的湿度要控制在适宜范围20%~30%以内，如果房间内过于干燥，就会容易产生静电，对处于弱电环境下运行的设备不利。

A、正确B、错误正确答案：B13.二进制计数中各位的基是2，不同数位的权是2的幂。

A、正确B、错误正确答案：A14.设备安装施工中的接线图主要是指单元接线图。

A、正确B、错误正确答案：B15.零序网中零序电流的流通情况，与网络结构，特别是变压器的接线方式及中性点接地情况有密切的关系。

本章是本课程的重点之一。要求掌握： 1、概念和基本原理。包括：测量阻抗、整定阻抗、 动作阻抗、最大灵敏角、精工电流、分支系数。 2、动作特性和动作方程，幅值比较与相位比较之 间的转换关系。 3、接线方式及其反映的故障类型（最好能推导）。 4、整定原则和计算。 5、振荡轨迹、振荡中心，振荡闭锁措施。 6、选相方法。 7、过渡电阻的影响。 8、工频故障分量距离继电器的基本原理。
I I 而 Z set.3 K rel Z 34 0.85 24 20.4()
- 5 /14-
Kb.min的计算
Xs1.min
A
Z1-2
B
0.85Z3-4
k1 0.15Z3-4 C
Xs2.max
I 1
I 2
Z5-6
K b.min
I 2 X s1.min Z1 2 X s2.max (1 0.15) Z 34 I1 X s2.max 2 Z 34
- 10 /14-
(2) 灵敏性校验 1) 本线路末端短路时的灵敏系数
K sen
Z 110.2 9.18 1.5 Z1-2 12
III set
满足要求
- 11 /14-
2) 相邻元件末端短路时的灵敏系数
相邻线路末端短路时
III Z set Z1-2 K b.max Z 34
K sen
K b.max
X s1.max Z12 X s2.min 25 12 1 2.48 X s2.min 25
K sen
110.2 1.2 12 2.48 24
- 12 /14-
满足要求
相邻变压器低压侧出口k2点短路时
K b.max

距离保护整定计算I 在图（1）所示网络中，各线路均装有距离保护，试对其中保护1的相间短路保护ΙΠ 段进行整定计算。

其中E1的电压为115KV ,最大阻抗为25ΙΠΩ最小阻抗为20Ω.E2的最大阻抗为30Ω 最小阻抗为25Ω E3的最大阻抗为20Ω最小阻抗为15。

已知线路a----b 的最大负荷电流Ω=max .D I 350A ,功率因数cos ϕ=0.9,各线路每公里阻抗z1=km Ω4.0 ，阻抗角l ϕ=70,,电动机的自启动系数=1.5,正常时母线最低工作电压取等于0.9,t ,。

,85.0=Ιrel K ,8.0=Πrel K 2.1=ΙΠrel K 15.1=re K ss K min .L U N U s 5.0312=s t 5.1310=解 ：1． 有关各元件阻抗值的计算线路1—2的正序阻抗 )(12304.021121Ω=×==−−L z Z线路3—4，5—6，7—8的正序阻抗为)(24604.0876543Ω=×===−−−Z Z Z 变压器的等值阻抗为)(1.445.311151005.10100%22Ω=×=×=T T K T S U U Z （注意110kv 是额定电压，而母线电压一般为115kv 高额定5kv 。

115kv 是线电压要折算成相电压，而且要注意单位的统一）2． 距离I 段的整定（1）阻抗整定.)(2.101285.02111Ω=×==−Z K Z rel set 2）动作时间。

s t 01=3． 距离II 段的整定(1)整定阻抗：按下列两个条件选择1）与相邻下一级线路3—4（或5—6或7—8）的保护3（或保护5或保护7）的1段配合)(3.min .ΙΠΠ+=set b AB rel set Z K Z K Z 式中，可取而,85.0=Ιrel K ,8.0=Πrel K )(4.202485.0433.Ω=×==−ΙΙZ K Z rel set 分支系数的计算：设B 母线上的电压为U 。

Z dz.A 0.85 0.4 85 28.9
Z dz.A 0.8 (0.4 85 0.85 0.4 65) 44.88
K lm 44.88 1.32 1.3 0.4 85
满足要求
若在距A侧40km处发生Rg=16Ω的相间弧光短路
如图所示电网已知线路的正序阻抗线路l1l2上装有三段式距离保护测量元件zq13线路l2距离段的动作时限为2s试求距离保护1的段的动作阻抗整定阻抗及动作时限
距离保护例题
电力工程系 荣雅君
题1．有一方向阻抗继电器，其整定阻抗 Z zd 7.560 ，若测量阻抗为 Z J 7.230， 该继电器能否动作?为什么? ＋j Z 7.560
U f . min I f . max 0.9 110/ 3 163.3 0.35
保护装置的起动阻抗： 1 1 Z dz1 Z f . min 163.3 91 K k K zq K h 1.2 1.3 1.15 动作时限：
t1 t 2 t 2 0.5 2.5s
Z dz. j 25.0230
Z dz . j 44.88 cos(60 30) 38.86
Zd
Rg
Zj.A
60
Z dz. j 38.8630
30
O
Z j. A Z dz. j Z j. A Z dz. j
Ⅰ段不动作 Ⅱ段动作，以0.5s切除故障。
若在距A侧60km处发生金属性相间短路，测量阻 抗 Z J . A 0.4 60 24 Z dz. A ，距离Ⅰ段瞬时动作，切 除故障。
若在距A侧70km处发生金属性相间短路，测量阻 抗 Z J . A 0.4 70 28 Z dz. A ，距离Ⅰ段不动作， 由于 Z J . A Z dz. A ，故距离Ⅱ动作，以0.5s延时切除故障。

继电保护原理课程设计题目名称：110KV输电线路距离保护设计系别：物理与电气工程系专业：电气工程及其自动化学号：姓名：指导老师：日期：继电保护原理课程设计任务书原始资料：如下图所示网络，系统参数为：kV E 3/115=ϕ， Ω=151G X ， Ω=102G X ， Ω=103G X ， km L 441=， km L 403=，III t 1=0.5s ，max .b K =km L C B 50=-，km L D C 30=-，km L E D 20=-，线路阻抗 km /4.0Ω， 85.0=IrelK ， 8.0=II rel K ， 15.1=rel K ， A I B A 300max =-， A I D C 200max =-， A I E D 150max =-， 5.1=ss K ，2.1=re K ,，32.2max .=b K ，s 5.01=III t 。

对线路L1、L3进行距离保护的设计。

（对2、9处进行保护设计）设计要求：本文要完成的内容是对线路的距离保护原理分析及整定计算，并根据分析和整定结果，合理的选择继电保护设备设备，并选择正确的安装方式，以确保安装设备安全、可靠地运行。

主要参考资料：[1] 杨启逊主编.微机型继电保护基础[M].北京:中国电力出版社,2009.[2] 贺家李主编.电力系统继电保护原理[M].北京:中国电力出版社,2010. [3] 张保会主编.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社,2005.[4] 傅知兰. 电力系统电气设备选择与实用计算[M]. 北京：中国电力出版社，2004.[5] 姚春球. 发电厂电气部分[M]. 中国电力出版社，2007. [6] 孙丽华.电力工程基础.北京.机械工业出版社.目录1 设计原始资料 (1)1.1 题目 (1)1.2 设计要求 (1)2 继电保护方案设计 (1)2.1 主保护配置 (1)2.2 后备保护配置 (2)3 保护的配合及整定计算 (2)3.1 保护2处距离保护的整定与校验 (2)3.2 保护9处距离保护的整定与校验 (4)4 二次展开图的绘制 (6)4.1 保护测量电路 (6)4.1.1 绝对值比较原理的实现 (6)4.1.2 相位比较原理的实现 (7)4.2 保护跳闸回路 (8)5 总结 (9)参考文献 (10)1 设计原始资料1.1 题目如图1-1所示网络，系统参数为：kV E 3/115=ϕ， Ω=151G X ， Ω=102G X ， Ω=103G X ， km L 441=， km L 403=，III t 1=0.5s ，max .b K =km L C B 50=-，km L D C 30=-，km L E D 20=-，线路阻抗 km /4.0Ω， 85.0=IrelK ， 8.0=II rel K ， 15.1=rel K ， A I B A 300max =-， A I D C 200max =-， A I E D 150max =-， 5.1=ss K ，2.1=re K ,，32.2max .=b K ，s 5.01=III t 。

距离保护一、选择题1.距离保护是以距离(A)元件作为基础构成的保护装置。

A ：测量 B)启动 X ：振荡闭锁 ∆：逻辑1、距离保护装置一般由（∆）组成A ：测量部分、启动部分；B ：测量部分、启动部分、振荡闭锁部分； X ：测量部分、启动部分、振荡闭锁部分、二次电压回路断线失压闭锁部分；∆：测量部分、启动部分、振荡闭锁部分、二次电压回路断线失压闭锁部分、逻辑部分；2、距离保护的动作阻抗是指能使阻抗继电器动作的（B ）A ：大于最大测量阻抗的一个定值B ：最大测量阻抗X ：介于最小测量阻抗与最大测量阻抗之间的一个值 ∆：最小测量阻抗 3．以电压Y 和(Y-IZ)比较相位，可构成(B)。

A ：全阻抗特性的阻抗继电器B ：方向阻抗特性的阻抗继电器X ：电抗特性的阻抗继电器 ∆：带偏移特性的阻抗继电器4．加到阻抗继电器的电压电流的比值是该继电器的(A)。

A ：测量阻抗B ：整定阻抗 X ：动作阻抗5．如果用Z μ表示测量阻抗，Z σετ表示整定阻抗，Z αχτ表示动作阻抗。

线路发生短路，不带偏移的圆特性距离保护动作，则说明(B)。

A ；act set set ,m Z Z Z Z <<B ：act set set ,m Z Z Z Z ≤≤X: act set set ,m Z Z Z Z <≤ ∆: act set set ,m Z Z Z Z ≤≤6．某距离保护的动作方程为90<270J DZ J Z Z Arg Z -<︒，它在阻抗复数平面上的动作特性是以+DZ Z 与坐标原点两点的连线为直径的圆。

特性为以+DZ Z 与坐标原点连线为长轴的透镜的动作方程(δ>0°)是(B)。

．A ：90+<270+J DZ J Z Z Arg Z δδ-<︒ B ：90+<270J DZ J Z Z Arg Z δδ-<︒-X ：90-<270+J DZ J Z Z ArgZ δδ-<︒ ∆：90-<270J DZ J Z Z Arg Z δδ-<︒- 7．模拟型方向阻抗继电器受电网频率变化影响较大的回路是(X)。

增大，短路阻抗比正常时测量到的阻抗大大降低。
LINYI UNIVERSITY
二、测量阻抗及其与故障距离的关系
Um Zm = = z1 l k Im Z set = z1 l set
♣ 距离保护反应的信息量测量阻抗在故障前后变化比电流变 化大，因而比反应单一物理量的电流保护灵敏度高。 ♣ 距离保护的实质是用整定阻抗 Zset 与被保护线路的测量阻 抗 Zm 比较： 当短路点在保护范围以内时，Zm<Zset，保护动作； 当短路点在保护范围以外时，Zm>Zset时，保护不动作。 因此，距离保护又称低阻抗保护。
m
当短路点距保护安装处近时，测量阻抗小，动作时间短；当短 路点距保护安装处远时，测量阻抗增加，动作时间增长；可以 保证有选择性地切除故障线路。
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二、测量阻抗及其与故障距离的关系
♣ 电力系统正常运行时，Um近似为额定电压，Im为负荷电流， Zm 为负荷阻抗。负荷阻抗的量值较大，其阻抗角为数值较 小的功率因数角，阻抗性质以电阻性为主。 ♣ 当线路故障时，Um=Uk，Im=Ik，Zm为保护安装处到短路点 的短路阻抗；短路以后，保护安装处母线电压下降、电流
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三、三相系统中测量电压和测量电流的选取
U A = U kA + (I A + K3I 0 )z1 l k U B = U kB + (I B + K3I 0 )z1 lk U = U + (I + K3I )z l kC C 0 1 k C
单相接地短路（以A相接地为例）
用来防止电力系统发生振荡时距离保护的误动作。在正常运行或系统
发生振荡时，将保护闭锁；当系统发生短路时，解除闭锁开放保护。

• 1、在继电保护整定计算中，通常要考虑系统的 最大、最小 两种极端运行方 式。 • 2、中性点不接地系统，构成接地保护常见方式有： 零序电流保护、绝缘监 视装置、零序电流方向保护。 • 3、电 流 继 电 器 面 板 上 的 定 值 把 手 放 在2.4A 位 置 上, 当 继 电 器 线 圈 采 用 并 联 时 继 电 器 动 作 电 流 为4.8A, 当 继 电 器 线 圈 采 用 串 联 时 继 电 器 动 作 电 流 为2.4A. • 4、在 全 阻 抗 继 电 器、 方 向 阻 抗 继 电 器 和 偏 移 特 性 的 阻 抗 继 电 器 中， 过 渡 电 阻 对____方向阻抗继电器_的 影 响 最 大。 • 5、线 路 的 相 差 高 频 保 护 是 通 过 比 较 线 路 两 侧 电 流___相位_ 而 构 成 的, 因 此 当 线 路 内 部 故 障 时 收 讯 机 收 到 的 是间断角为180º 的___ 信 号, 外 部 故 障 时 收 到 的 是连续的信号__ 信 号。 • 6、瓦 斯 保 护 的 测 量 元 件 是____瓦 斯______ 继 电 器, 当 其 上 触 点 闭 合 时 发 出___轻瓦 斯___ 信 号, 当 下 触 点 闭 合 时 发 出_____重瓦 斯 ______ 信 号, 并 作 用 于___跳闸______。 • 7、高频通道的工作方式有 载波通道 、 微波通道 和 光纤通道 三种。 • 8、对于中性点侧没有6个引出端子的发电机，定子匝间短路保护是采用利用 零序电压 原理的匝间短路保护。 • 9、发 电 机 横 差 保 护 反 映 发 电 机_______匝间__ 短 路, 发 电 机 纵 差 保 护 反 映 发 电 机____相间_____ 短 路, 这 两 套 保 护___不能_ 互 相 代 替。 • 10、差动保护因变压器各侧电流互感器型号不同而产生不平衡电流，解决办 法是 引入同型系数以增大动作电流。

题1．有—方向阻抗继电器，其整定阻抗Ω︒∠=605.7zd Z ，若测量阻抗为Ω︒∠=302.7J Z ，试问该继电器能否动作为什么解：如图1所示Ω<Ω=⨯=︒-︒=2.75.6866.05.7)3060cos(.zd j dz Z Z故该继电器不能动作。

题2．有一方向阻抗继电器，若正常运行时的测量阻抗为Ω︒∠=305.3J Z ，要使该方向阻抗继电器在正常运行时不动作，则整定阻抗最大不能超过多少(︒=75d ϕ)解：参照图1。

若在300方向上的动作阻抗小于Ω5.3， 图1则保护不动作。

即在750方向上：Ω==︒-︒<95.441.15.3)3075cos(.jdz zd Z Z 故整定阻抗最大不能超过Ω。

题3．如图2所示电网，已知线路的正序阻抗km Z /4.01Ω=，︒=70d ϕ，线路L1 、L2上装有三段式距离保护，测量元件均采用方向阻抗继电器，且为00接线，线路L1的最大负荷电流A I f 350max .=，负荷功率因数9.0cos =f ϕ，85.0='kK ，8.0=''k K ，2.1=k K ，K h =，K zq =，线路L2距离Ⅲ段的动作时限为2s ，试求距离保护1的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的动作阻抗，整定阻抗及动作时限。

图2解：1．计算线路阻抗Ω=⨯=14354.0AB ZΩ=⨯=16404.0BC Z2．距离保护Ⅰ段的动作阻抗Ω=⨯='='9.111485.01AB k dzZ K Z s 01='t 3．距离保护Ⅱ段的动作阻抗Ω=⨯='='6.131685.02BC k dzZ K Z Ω=+='+''=''1.22)6.1314(80.0)(21dz AB k dzZ Z K Z Ω︒Ω︒∠30.j dz灵敏系数：5.158.1141.221>==''=''AB dz lm Z Z K ，满足要求 s 5.01=''t 4．距离保护Ⅲ段的动作阻抗 最小负荷阻抗：Ω=⨯==3.16335.03/1109.0max .min.min .f f f I U Z Ω=⨯⨯⨯==913.16315.13.12.111min .1f h zq k dz Z K K K Z s 5.25.0221=+=∆+=t t t5．各段整定阻抗Ω︒∠=︒∠'='709.11701.1.dz zdZ Z Ω︒∠=︒∠''=''701.22701.1.dz zdZ Z ︒==8.259.0arccos f ϕΩ︒∠=︒∠=︒∠︒-︒=709.1267072.09170)8.2570cos(1.1.dz zd Z Z 题 4. 在图3所示网络中，各线路首端均装设有距离保护装置，线路的正序阻抗km Z /4.01Ω=，试计算距离保护1的Ⅰ、Ⅱ段的动作阻抗，Ⅱ段的动作时限。

3-24 在校验距离Ⅲ段远后备灵敏系数时，分支系数Kb应取
(
)
A．最大值
B．最小值
C．1
D．0
3-25 利用动作时间来躲过振荡影响的保护是(
)
A．距离I段保护 B．距离Ⅱ段保护
C．距离Ⅲ段保护 D．距离Ⅱ、Ⅲ段保护
3-26 正方向出口相间短路，存在动作“死区”的阻抗继电器是
（
）
A．全阻抗继电器
B．方向阻抗继电器
相位差 作为判别的依据，当_____，继电器动作；当_____，继电
器不动作。
3-3
方向阻抗继电器幅值比较式电气动作方程为
. U
J

1 2
.
I
J
Zzd则 其12 I.相J Zzd
位比较式电气动作方程为_____。偏移阻抗继电器相位比较式电气
.
.
动作方程为
90 ，arg则UJ其幅IJ Z值ZD 比 9较0 式电气动作方程为_____。
3-8 距离保护对反应BC相间短路的阻抗继电器，加入继电器的电压 为_____，加入继电器的电流为_____。对反应A相接地短路的阻抗 继电器，加入继电器端子的电压为_____，加入继电器端子的电流 为_____。
3-9 阻抗继电器通常采用_____接线方式，该接线方式的优点是测 量阻抗与_____无关，且基本不随运行方式变化。
.
.
继电器的幅值比较回路可采用IJ Z_Z_D __U_J 和_____两种类型。
3-4实用的方向阻抗继电器的插入电压(又称极化电压)来自两个 方面：①_____②_____。
3-5若方向阻抗元件的整定阻抗为 1075，0 则方向阻抗继电器比 幅式动作方程为_____，其比相式动作方程为_____。