3.2 阻抗继电器及其动作特性

图3－4 全阻抗继电器的动作特性
第3章 电网距离保护
比较两电压量幅值的全阻抗继电器的电压形成回路：
B
TA TX
.
TV
Im
& I m Zset = A
.
TM Um
&B
图3—5 全阻抗继电器幅值比较电压形成回路
第3章 电网距离保护
（2）相位比较 相位比较的动作特性如图3-6 所示，继电器的动作与边界条件为 Z set − Z m与 Z set + Z m 的夹角小于等于 90o ，即 Z − Zm − 90o ≤ arg set = θ ≤ 90o Z set + Z m & & & 两边同乘以电流量得 U set − U m D o − 90 ≤ arg = arg = θ ≤ 90o & & & U set + U m C
第3章 电网距离保护
二、测量阻抗与故障距离
正常运行时保护安装处测量到的阻抗为负荷阻抗，即
Z
m
U& m = = Z I& m
L
& 式中U m ——被保护线路母线的相电压，测量电压； & I m ——被保护线路的电流，测量电流； Z m ——测量电压与测量电流之比，测量阻抗。
在被保护线路任一点发生故障时，保护安装处的测量电压为 U m = U k ， & 测量电流为故障电流 I k ，这时的测量阻抗为保护安装处到短路点的 短路阻抗 Z k ， & & Um Uk Zm = = = Zk & & Im Ik
m
方向阻抗继电器相位比较的电压形成回路，如图3-10所示。

3. 带零序电流补偿的相电流接线
(2) AB两相接地
UkA UkB 0, I0 0 U A UkA (I A K 3I0 )z1l (I A K 3I0 )z1l U B UkB (IB K 3I0 )z1l (IB K 3I0 )z1l UC UkC (IC K 3I0 )z1l
3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.2021
(1) A相接地
UkA 0, I0 0 U A UkA (I A K 3I0 )z1l (I A K 3I0 )z1l U B UkB (IB K 3I0 )z1l UC UkC (IC K 3I0 )z1l
在A相接地短路时，只有J1继电器(故障相)的测 量阻抗等于短路点到保护安装处之间的阻抗
电力系统继电保护原理
主讲教师：范春菊
3 电网的距离保护 3.1 距离保护的作用原理 3.2 各种单相式阻抗继电器的动作特性 3.3 阻抗继电器的接线方式 3.4 方向阻抗继电器的死区和特性分析 3.5 距离保护的整定计算和评价 3.6 影响距离保护正确动作的因素及防止方法 3.7 距离保护装置框图举例
9、要学生做的事，教职员躬亲共做； 要学生 学的知 识，教 职员躬 亲共学 ；要学 生守的 规则， 教职员 躬亲共 守。21.7.1421.7.14Wednesday, July 14, 2021 10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。22:13:3122:13:3122:137/14/2021 10:13:31 PM 11、一个好的教师，是一个懂得心理 学和教 育学的 人。21.7.1422:13:3122:13Jul- 2114-J ul-21 12、要记住，你不仅是教课的教师， 也是学 生的教 育者， 生活的 导师和 道德的 引路人 。22:13:3122:13:3122:13Wednesday, July 14, 2021 13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成 。21.7.1421.7.1422:13:3122:13:31Jul y 14, 2021 14、谁要是自己还没有发展培养和教 育好， 他就不 能发展 培养和 教育别 人。2021年7月 14日星 期三下 午10时 13分31秒22:13:3121.7.14 15、一年之计，莫如树谷；十年之计 ，莫如 树木； 终身之 计，莫 如树人 。2021年7月下 午10时 13分21.7.1422:13Jul y 14, 2021 16、提出一个问题往往比解决一个更 重要。 因为解 决问题 也许仅 是一个 数学上 或实验 上的技 能而已 ，而提 出新的 问题， 却需要 有创造 性的想 像力， 而且标 志着科 学的真 正进步 。2021年7月14日星期 三10时 13分31秒22:13:3114 July 2021 17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。下 午10时13分31秒下午10时13分22:13:3121.7.14

1. 单相接地短路故障 K 1
以A相接地为例，当A相发生金属性短路时， U kA

若令： U mA U A 则上式变为



I mA I A K 3 I 0




0 则有： U A I A K 3 I 0 Z1LK
U mA I mA Z1 Lk
I m 之比，即

I 式中， Zm为一复数， m 在复平面上既可以 Zm Zm m Rm jX m 用极坐标形式表示， Z m ——测量阻抗的阻抗值； 式中 也可以用直角坐标 m ——测量阻抗的阻抗角； 形式表示，即 Rm ——测量阻抗的实部，称测量电阻； X m ——测量阻抗的虚部，称测量电抗 继电保护原理

Zm U m/ I m U K / I K Z K
在短路以后，母线电压下降，而流经保护安装处的电流增大，这样短路阻 抗比正常时测量到的阻抗大大降低，所以距离保护反应的信息量测量阻 抗Zm在故障前后的变化比电流变化大，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，即Zm＜Zset时，保护动作；当Zm＞Zset时，保 护不动作。因此，距离保护又称低阻抗保护。



U m I m Z1 LK U m I m Z1 LK



第3章 电网的距离保护
2. 两相接地短路故障 K 1,1
系统发生金属性两相接地故障时，故障点处两接地相的电压都为0，以B、C两相接地 故障为例，即 U kB 0 U kC 0
令
U mB U B

3.1距离保护的基本原理与构成
3.1.2测量阻抗及其与故障距离的关系
单相的测量阻抗：Zm
U m Im
Zm m＝Rm
jX
当。 Zset z1Lset
当系统发生金属性短路 时，阻抗为线路阻抗， 且性质以电感性为主
正常运行时，阻抗为 负荷阻抗性质以电阻
性为主
3.1距离保护的基本原理与构成
3.1.3三相系统中测量电压和测量电流的选取
3.1距离保护的基本原理与构成
3.1.1什么是距离保护？
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。
当短路点距保护安装处近时，其测量 阻抗小，动作时间短；当短路点距保护安 装处远时，其测量阻抗增大，动作时间增 长，这样就保证了保护有选择地切除故障 线路。
3.1距离保护的基本原理与构成
3.1.5距离保护的构成 1.启动部分 2.测量部分 3.振荡闭锁部分 4.电压回路断线部分 5.配合逻辑部分 6.出口部分
3.2阻抗继电器及其动作特性
3.2.1 什么是阻抗继电器动作区域？ 继电器实际测量到的Zm不能严格落在 Zset
同向的直线上，当Zm落在一个区域内判断为 区内故障，这个区域就是动作区域。
3.2.2阻抗继电器的动作特性和动作方程 阻抗继电器动作区域的形状叫动作特性。
1.圆特性阻抗继电器
3.2阻抗继电器及其动作特性
（1）偏移圆特性阻抗继电器
偏移
起动特性图形
圆特 性阻 抗继
幅值比较 相位比较 动作方程 m -（Zset1＋Zset2） －90
2
arg Zset1 - Zm
Zm - Zset2
3.2阻抗继电器及其动作特性

U&'
U&m
ZX
E
Zm
(Zm
Z set
)
270o
arg
Zm Zm
ZX Zset
*
U&L E&
90o
3.1 保护正方向短路时-动作特性
稳态特性 jX
Zset Zm Zset
短路前空载
270o arg Zm Z X 90o Zm Zset
短路前非空载，会怎么样？请思考
k Zm O ZX Zm
测量阻抗应与故障类型无关常见的几种接线方式母线残压保护安装处的电压的计算公式1保护安装处到故障点的距离单位为公里kakbkcuuuabuuuiizl在三相短路时三个继电器的测量阻抗都等于短路点到保护安装处之间的阻抗三个继电器都能正确动作kakb在ab相间短路时只有j1继电器故障相的测量阻抗等于短路点到保护安装处之间的阻抗而j2和j3的测量阻抗不能正确反映故障距离即含有非故障相的阻抗继电器测量到的阻抗不等于短路点到保护安装处之间的阻抗kakbuu在ab两相接地短路时只有j1继电器故障相的测量阻抗等于短路点到保护安装处之间的阻抗11abkizlkizl在单相接地短路时三个阻抗继电器都不能正确反映故障距离kizlkizlkizlkizl在a相接地短路时只有j1继电器故障相的测量阻抗等于短路点到保护安装处之间的阻抗kakbuukizlkizlkizlkizlkizl在ab两相接地短路时j1和j2继电器故障相的测量阻抗等于短路点到保护安装处之间的阻抗kakbkcuuukizlkizlkizlkizlkizlkizl在三相短路时三个继电器的测量阻抗都等于短路点到保护安装处之间的阻抗kakbuu在任意两相相间短路时三个继电器的测量阻抗都不能正确反映故障距离在发生相间短路两相接地和三相短路时总是有阻抗继电器能正确反映故障距离在单相接地短路时三个继电器都不能正确反映故障距离适用于反映相间短路故障的距离保护相间距离继电器跳闸三相三个阻抗继电器或门输出可以实现距离保护的目在发生单相接地两相接地和三相短路时总是有阻抗继电器能正确反映故障距离在两相相间短路时三个继电器都不能正确反映故障距离适用于反映接地短路故障的距离保护可以构成单相重合闸只跳闸故障相34相位比较式90arg死区的解决方法方向阻抗继电器动作死区的解决方法记忆回路相当于记住了故障前极化电压的相位引入非故障相电压在各种两相短路时非故障相间电压仍然很高参照功率方向继电器广泛采用的90接线方式在极化电压中附加非故障相电压不能解决三相短路时的死区问题高q值50hz带通有源滤波器利用滤波器响应特性的时间延迟起到记忆回路的作用21记忆回路当外加电压突然降低到零时该串联谐振回路的电流按50hz工频振荡经几个周波后逐渐衰减到零回路中的电流和故障前的电压up基本上同相位而且在衰减过程中维持相位不变故障前故障后22引入非故障相电压以接于ab相间的阻抗继电器为例90270arg90其中不能解决三相

电网距离保护各种圆特性阻抗继电器动作特性分析
发表时间：2018-07-23T09:47:19.980Z 来源：《基层建设》2018年第14期作者：曹琦
[导读] 摘要：本文通过对距离保护各种特性圆的分析，归纳总结了其特性方程，以及在距离保护中的用途。

天水师范学院电子信息与电气工程学院甘肃天水 741000
摘要：本文通过对距离保护各种特性圆的分析，归纳总结了其特性方程，以及在距离保护中的用途。

关键字：距离保护特性圆方程
电网距离保护是利用短路发生是电压、电流同时变化的特征，测量电压电流比值，该比值反应故障电到保护安装处距离，如果短路点距离小于整定值则动作的保护。

在距离保护中，阻抗继电器的作用就是在系统发生短路故障时，通过测量故障环路上的测量阻抗，并与整定阻抗相比较，以确定故障所处的区段，在保护范围内部故障时，给出动作。

阻抗继电器在阻抗复平面动作区域的形状，称为动作特性。

1.方向圆特性：
阻抗继电器的动作特性为一个圆。

如下图1所示的阻抗继电器的动作特性为方向特性圆。

综上所述，在三段式距离保护发生不同类型的短路故障是，应使用不同的特性圆方程，是保护更加可靠。

参考文献
[1]张保会尹项根电力系统继电保护中国电力出版社。

电力系统继电保护
电
力
系 统
3.1 距离保护的基本原理与构成
继
电
保
护
南京信息工程大学 电气工程与自动化系
3.1.1 距离保护的概念
距离保护是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的 比值，反应故障点到保护安装处的距离而工作的保护。
电力系统继电保护
3.1.2 测量阻抗及其与故障距离的关系
精品jing
距离保护的基本原理与构成
主要内容
– 3.1 距离保护的基本原理与构成 – 3.2 阻抗继电器及其动作特性 – 3.3 阻抗继电器的实现方法 – 3.4 距离保护的整定计算与对距离保护的评价 – 3.5 距离保护的振荡闭锁 – 3.6 故障类型判别和故障选相 – 3.7 距离保护特殊问题的分析 – 3.8 工频故障分量距离保护
电力系统继电保护
THANKS
依据测量阻抗在不同情况下幅值和相 位的差异，保护能够区分出系统出现 故障、故障发生在区内还是区外。
测量阻抗
Zm
Um Im
（3-1）
Zm Zm m Rm jXm（3-2）
➢ 电力系统正常运行时，Zm为负 荷阻抗ZL
➢ 电力系统发生金属性短路时， Zm变为短路点与保护安装处之间 的线路阻抗Zk
Z m Z k z 1 L k (r 1 jx 1 )L k
– 为保护相间距离保护，采用相间距离保护接线方式：
➢ 取测量电压为两故障相的电压差 ➢ 测量电流为两故障相的电流差 ➢ 可确反应：两相短路、两相接地短路、三相短路
电力系统继电保护
3.1.3 三相系统中测量电压和测量电流的选取
电力系统继电保护
3.1.4 距离保护的时限特性
三段式距离保护 阶梯时限特性 I段：无延时速动段 II段：带固定时限速 动段，0.3～0.6s III段：与相邻下级线 路的II段或III段保护 配合

B
C
1
2
ZT
D
1. 距离保护I段： 按躲过线路末端短路整定
ZsIet1 KIrel ZAB
其中 KIrel 0.8 ~ 0.85
一、距离保护的整定计算
2. 距离保护II段：
A
B
C
1
2
ZT
D
(1)定值计算： ① 与相邻线路的距离I段配合
ZsIeIt1 KIreI l(ZAB Kb.minZsIet2)
EA A Z K3 1
Ik K1
K2
B EB
2
Zk1
Zset
jX
Zk2
Zset
Zk1
k
ZL
A
L
R
Zk3
3.1 距离保护的基本原理与构成
由三段构成
Ⅰ段 主保护
Ⅱ段
Ⅲ段 后备保护
二、距离保护的时限特性
指距离保护的动作时间 t与保护安装点至短
路点之间的距离 的l关k 系。
3.1 距离保护的基本原理与构成
jX
B A
C
Zset
Zm Zset
Zm
R
3.2 阻抗继电器及其动作特性
二、利用复数平面分析圆特性阻抗继电器
2、方向阻抗继电器
jX
Zset C
B R
Zm A
方向阻抗继电器的特点：
（1）有死区 （2） Zo随p 变m化而不同 （3）有明确的方向性
3.3 阻抗继电器的接线方式
一、基本要求和接线方式
基本要求： (1) 测量阻抗正比于保护安装处到短路点之间
的距离； (2) 继电器的测量阻抗与故障类型无关;
3.3 阻抗继电器的接线方式

测量阻抗
ZmLeabharlann Um Im（3-1）
Zm Zm m Rm jXm（3-2）
Ø 电力系统正常运行时，Zm为负 荷阻抗ZL
Ø 电力系统发生金属性短路时， Zm变为短路点与保护安装处之间 的线路阻抗Zk
Z m Z k z 1 L k (r 1 jx 1 )L k
整定阻抗 Zset z1Lset （3.4）
距离保护的基本原理与构成
主要内容
– 3.1 距离保护的基本原理与构成 – 3.2 阻抗继电器及其动作特性 – 3.3 阻抗继电器的实现方法 – 3.4 距离保护的整定计算与对距离保护的评价 – 3.5 距离保护的振荡闭锁 – 3.6 故障类型判别和故障选相 – 3.7 距离保护特殊问题的分析 – 3.8 工频故障分量距离保护
– 启动部分：判别系统是否发生故障 – 测量部分：在系统故障的情况下，快速、准确的测定出故障
的方向和距离，并与预先设定的保护范围相比较
– 振荡闭锁部分：防止振荡时保护误动作 – 电压回路断线部分：电压回路断线时，闭锁保护 – 配合逻辑部分 – 出口部分：跳闸出口和信号出口
电力系统继电保护
电力系统继电保护
3.1.3 三相系统中测量电压和测量电流的选取
电力系统继电保护
3.1.3 三相系统中测量电压和测量电流的选取
1 8
距工离频–保 故护 障的 分为基 量本 距保原 离理 保护与 护构接成地短路，采用接地距离保护接线方式：
3可三正相确系反统应中：Ø测单量相取电接压地测和短量测路量、电电两流相压的接为选地取短保路、护三安相短装路 处故障相对地电压
2 阻抗继电器及其动作特性
4取距测离量保电护压的为Ø整两定故取计障算相测与的量对电距压电离差保压护为的评两价 故障相的电压差

1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
阻抗，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯

谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
阻抗继电器及其动作特性 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。

PC REQUIREMENTS OF UR阻抗继电器的动作特性电厂继保2009-04-20 19:11:33 阅读80 评论0 字号：大中小BC线路距离I段内发生单相接地故障。

由于1）线路参数是分布的，Ψd有差异;2) CT,PT有误差;3）故障点过渡电阻 ;4）分布电容等;为了尽量简化继电器接线，且便于制造和调试，把继电器的动作特性扩大为一个圆，见图。

圆1：以od为半径——全阻抗继电器（反方向故障时，会误动，没有方向性）圆2：以od为直径——方向阻抗继电器（本身具有方向性）圆3：偏移特性继电器另外，还有椭圆形，橄榄形，苹果形，四边形等利用复数平面分析阻抗继电器阻抗继电器的实现原理：幅值比较原理：相位比较原理：一、全阻抗继电器特性：以保护安装点为圆心（坐标原点），以Zzd 为半径的圆，圆内为动作区。

Zdz.J——测量阻抗正好位于圆周上，继电器刚好动作，这称为继电器的起动阻抗。

无论Ψd多大 Zdz.J ＝Zzd，它没有方向性。

1、幅值比较原理：两边同乘以IJ，且IJ×ZJ＝UJ动作方程式2、相位比较原理：分子、分母同乘以IJ：二、方向阻抗继电器以Zzd为直径，通过坐标原点的圆。

圆内为动作区。

Zdz.J随ΨJ改变而改变，当ΨJ等于Zzd的阻抗角时，Zdz.J最大，即保护范围最大，工作最灵敏。

Ψlm——最大灵敏角，它本身具有方向性。

1、幅值比较原理2、相位比较原理三、偏移特性阻抗继电器反方向：偏移-αZzd(α<1)圆内动作。

圆心：半径：Zdz.J随ΨJ变化而变化,但没有安全的方向性。

1、幅值比较原理2、相位比较原理总结三种阻抗的意义：1）测量阻抗ZJ：由加入继电器的电压UJ 与电流IJ的比值确定。

2）整定阻抗Zzd：一般取继电器安装点到保护范围末端的线路阻抗。

全阻抗继电器：圆的半径方向阻抗继电器：在最大灵敏角方向上圆的直径偏移特性阻抗继电器：在最大灵敏角方向上由原点到圆周的长度。

3）起动阻抗（动作阻抗）Zdz.J：它表示当继电器刚好动作时，加入继电器的电压UJ 和电流IJ的比值。

各种短路故障只有符合：
才能得到正确的故障阻抗
在三相短路时，三个继电器的测量阻抗均等于短路点到保护安装地点的 线路正序阻抗。三个继电器均能正确动作。
在两相短路时，只有接于故障环路的阻抗继电器的测量阻抗等于短路点 到保护安装地点的线路正序阻抗。其余两只阻抗继电器的测量阻抗较大， 不会误动作。这也就是为什么要用三个阻抗继电器并分别接于不同相间 的原因
在两相接地短路时，只有接于故障环路的阻抗继电器的测 量阻抗等于短路点到保护安装地点的线路正序阻抗。其余 两只阻抗继电器的测量阻抗较大，不会误动作。
相间距离保护：0°接线方式可以正确反应三相短路、两相 短路、两相接地短路，不能正确反应单相接地短路。
具有零序电流补偿的0°接线方式的分析
1 ．单相接地短路 以 A 相单相接地短路故障为例
（2）方向圆特性 令Zset2=0，Zset1=Zset2 则动作特性变化成方向圆特性
绝对值比较动作方程为
相位比较动作方程为
方向圆特点： 在整定阻抗的方向上，动作阻抗最大，正好等于整定阻抗；其他方向的动作阻抗 都小于整定阻抗；在整定阻抗的相反方向，动作阻抗降为0.反向故障时不会动作， 阻抗元件本身具有方向性。方向圆特性的阻抗元件一般用于距离保护的主保护段 （1段和 2段）中。
=180°
在实际的系统中，由于互感器误差、过渡电阻等因素的存在，相位差在 180°左右 的一个范围内，测量元件就应该动作
多个负号，两边减180° 方向圆特性
阻抗继电器的死区
在
中
Um称为参考电压或极化电压作为判断口 Uop 相位的参考
当在保护安装处正方向出口发生金属性相间短路时，母线电压降到零或很 小，加到继电器的电压（Um）为零或者小于继电器动作所需的最小电压 时，方向继电器会出现死区。测量阻抗 Zm 的阻抗值都很小，正好处于阻 抗元件临界动作的边沿上，有可能出现正向出口短路时拒动或反向出口短 路时误动的情况。

90 arg Zm jZ set 90 jZ set
(3.27)
特点：电抗特性的动作情况只与测量阻抗中的电抗分量有关，与电阻无
关，因而它有很强的耐过渡电阻能力。但它本身不具有方向性，且负荷
阻抗下也可能动作，所以通常不能独立应用，而是复合，形成具有复合
特性的阻抗元件。
3.2.2 阻抗继电器的动作特性和动作方程
时，特性圆向右偏转，反之，当α为负角时，特性圆左偏。
3.2.2 阻抗继电器的动作特性和动作方程
2、苹果形和橄榄形阻抗元件
如果各相位比较方程中动作的范围不等于180°，对应的动作特性就不再是 一个圆。以方向圆特性为例，将式（3.20）中的动作边界改为-β和β，对应的 动作方程变为：
arg Zset Zm Zm
3.1.5距离保护的构成
启动部分 要求：当作为远后备保护范围末端 发生故障时，启动部分应灵敏、快 速（几毫秒）动作，使整套保护迅 速投入工作。
测量部分 要求：在系统故障的情况下，快速、准确地 测定出故障方向和距离，并与预先设定的保 护范围相比较，区内故障时给出动作信号， 区外故障时不动作。
3.2.1阻抗继电器及其动作特性
(3.29) 直线2，相应的特性称为准电阻特性或 修正电阻特性，它与直线1的夹角为θ，
特点：电阻特性通常也是与其它特性 对应的相位比较式的动作方程为：
复合，形成具有复合特性的阻抗元件
。
90 arg Zm Rset 90 Rset
(3.30)
3.2.2 阻抗继电器的动作特性和动作方程
B-电阻特性
电阻特性的动作边界如图3-13所示。动作边 界直线平行于jX，它到jX的距离为Rset，直 线的左侧为动作区。电阻特性阻抗形式的绝 对值方程为：

3.3 阻抗继电器的实现方法
继电保护装置的作用：判断故障处于区内还是区外
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。您的内容已经简明扼要，字字珠玑，但信息却千丝万缕、错综复杂，需要用更多的文字来表述；但请您尽可能提炼思想的精髓，否则容易造成观者的阅读压力，适得其反。
数字式距离保护相位比较的实现 阻抗比较方式 求出测量阻抗Zm 与已知阻抗组合出ZC、ZD 代入动作条件表达式，判断是否动作 电压比较方式 相量比较 瞬时采样值比较
3.3.2 相位比较原理的实现
相量比较方式
动作范围-90°～90 °，则
（3.56） （3.57）
展开并乘 ，得
电力系统继电保护
电力系统继电保护
习题：
请分析如图所示的阻抗继电器的动作特性。
第一章节
距离保护的整定计算与对距离保护的评价
3.4.1 距离保护的整定计算
电力系统继电保护
三段式配置方式： I、II段：方向性测量元件 III段：带有偏移特性的测量元件 如图： AB线路A处保护的I段 AB线路A处保护的II段 AB线路A处保护的III段 BC线路B处保护的I段
瞬时采样比较方式
两点积算法：用相隔1/4周期的两个采样值完成比相
（3.58）
（3.68）
电力系统继电保护
3.3.3 比较工作电压相位法
电力系统继电保护
区外K1点短路：Uop与Um同相位
反向K3点短路： Uop与Um同相位 区内K2点短路：Uop与Um反相位 结论：
Uop与Um同相位：区外
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3.4.1 距离保护的整定计算

——保护安装处的残压：
1.单相接地（A相）

U kA 0, I B I C 0， UB EB ， UC EC
U A U kA ( I A K 3I 0 ) z1lk





故障相：取U mA U A ， I mA I A K 3 I 0
所有测量阻抗： Z mAB




U A-UB I A - IB



， Z mBC


U B - UC I B - IC



， Z mCA UC


UC - U A IC - I A



，
Z mA ， Z mB

I B K 3 I0
3.1.2 测量阻抗及其与故障距离的关系
测量阻抗：保护安装处测量电压Um和测量电流Im的 比值
Zm Um Im

Z m m Rm jX m
1) 正常运行时： jX Um：近似为额定电压 Im ：为负荷电流 Zm ：为负荷阻抗，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。（ZL）
假设：Z1 = Z2 不计负荷电流
保护安装处的残压：
U A U kA I A1 z1lk I A2 z2lk I A0 z0lk







U kA I A1 z1lk I A2 z2lk I A0 z0lk ( I A0 z1lk I A0 z1lk )

UB

， Z mC

3.2 保护反方向短路时
Um Z Rg
k
Im
E
Zk
Z set
ZX
UL 270 arg 90 U m I m Z set U m I m Z set I m ( Z m Z set ) Um ImZm E ImZ X
Zm Z UL X 270 arg * 90 Zm Z set E
3.2 保护反方向短路时
Zm Z UL X 270 arg * 90 Zm Z set E
短路前空载
O
jX
Zm Z X
90
Z set
Z m Z set ZJ
Zm Z X 270 arg 90 Z m Z set
Zk
R
反方向短路时的动态过程中，继电器有明确的方向性
在单相接地短路时，三个阻抗继电器都不能正确 反映故障距离
3. 带零序电流补偿的相电流接线
(1) A相接地
UkA 0, I0 0
U A U kA ( I A K 3I 0 ) z1l ( I A K 3I 0 ) z1l U B U kB ( I B K 3I 0 ) z1l U C U kC ( I C K 3I 0 ) z1l
在AB两相接地短路时，只有J1继电器(故障相)的 测量阻抗等于短路点到保护安装处之间的阻抗
2. 阻抗继电器的00接线
(4) A相接地
UkA 0, I0 0
U AB U A U B [U kA ( I A K 3I 0 ) z1l ] [U kB ( I B K 3I 0 ) z1l ] ( I A I B ) z1l U kB