第3章 电网的距离保护(2)

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。

第三章距离保护第三章：电网距离保护1.距离保护的定义和基本原理：距离保护：是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的壁纸，反映故障点到保护安装处的距离而工作的保护。

基本原理：按照继电保选择性的要求，安装在线路两端的距离保护仅在下路MN内部故障时，保护装置才应该立即动作，将相应的断路器跳开，而在保护区的反方向或本线路之外正方向短路时，保护装置不应动作。

与电流速断保护一样，为了保证在下级线路的出口处短路时保护不误动作，在保护区的正方向（对于线路MN的M侧保护来说，正方向就是由M指向N的方向）上设定一个小于本线路全长的保护范围，用整定距离Lset来表示。

当系统发生短路故障时，首先判断故障的方向，若故障位于保护区的正方向上，则设法测出故障点到保护安装处的距离Lk，并将Lk与Lset相比较，若Lk小于Lset，说明故障发生在保护范围之内，这时保护应立即动作，跳开相应的断路器；若LK大于Lset，说明故障发生在保护范围之外，保护不应动作，对应的断路器不会跳开。

若故障位于保护区的反方向上，则无需进行比较和测量，直接判断为区外故障而不动作。

｝通常情况下，距离保护可以通过测量短路阻抗的方法来间接地测量和判断故障距离。

2.几种继电器的方式：苹果特性：有较高的耐受过渡电阻的能力，耐受过负荷的能力比较差；橄榄特性正好相反。

电抗特性：动作情况至于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的能力。

但是它本身不具有方向性，且在负荷阻抗情况下也可能动作，所以通常它不能独立应用，而是与其他特性复合，形成具有复合特性的阻抗原件。

电阻特性：通常也与其他特性复合，形成具有复合特性的阻抗原件。

多边形特性：能同时兼顾耐受过渡电阻的能力和躲负荷的能力。

3测量阻抗：Zm定义为保护安装处测量电压Um&与测量电流Im&之比，即Um&/Im& 动作阻抗：使阻抗原件处于临界动作状态对应的阻抗（Zop）。

东北农业大学网络教育学院电力系统继电保护网上作业题参考答案第一章绪论一. 填空题1.速动性选择性灵敏性可靠性2.测量部分、逻辑部分、执行部分3.故障发出信号4.不拒动，不误动5.相间短路，接地短路6.正常状态不正常状态故障状态7.主保护后备保护近后备远后备8.主保护后备保护9.灵敏系数高10.过负荷单相接地故障11.过电流低电压差动12.瓦斯过负荷二.选择题1. B ,2. A三.问答题1.继电保护装置，就是指反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

2.电力系统继电保护的基本性能应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性、可靠性。

选择性：是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。

速动性：短路时快速切除故障，可以缩小故障范围，减轻短路引起的破坏程度，减小对用户工作的影响，提高电力系统的稳定性。

灵敏性：是指对于保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。

可靠性：是指在规定的保护范围内发生了属于它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在其他不属于它应该动作的情况下，则不应该误动作。

3.基本任务：（1）发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭受破坏，保证非故障部分迅速恢复正常运行。

（2）对不正常运行状态，根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸，且能与自动重合闸相配合。

4.所谓主保护是指能以较短时限切除被保护线路（或元件）全长上的故障的保护装置。

考虑到主保护或断路器可能拒动而配置的保护，称为后备保护。

5. 当电气元件的主保护拒动时，由本元件的另一套保护起后备作用，称为近后备。

当主保护或其断路器拒动时，由相邻上一元件的保护起后备作用称为远后备。

第二章电网的电流保护一. 填空题1.起动2.限时电流速断保护（二段保护）3.阶梯原则4.起动特性返回特性5.完全补偿、欠补偿、过补偿三过补偿6两相星型7.在被保护线路末端发生短路时通过保护装置的短路电流最大，系统的等值阻抗最小。

可得
因为U KA U KB , 可得 U A U B I A I B U m I m Z m I m Z k I m Z1Lk 相同的形式
. . . .
Z L

K
令 U mAB U A U B，I mAB I A I B 可得与式
非故障相C相故障点处的电压与故障相电压不等， 作相减运算时不能被消掉，所以它不能用来进行故 障距离的判断。
Zset Z m 90 arg 900 Zm
0
不管继电器在阻抗复平面上是何种动作特性，只要 能判断出短路阻抗的大小和短路方向，都可称之为 方向阻抗继电器。但是，习惯上是指在阻抗复平面 上过坐标原点并具有圆形特性的阻抗继电器。
全阻抗圆特性
特性圆的圆心位于坐标圆点处，半径为 Zset
全阻抗圆特性的幅值比较动作方程为

比幅和比相虽然是两种不同的原理和方法，但可 以构成同一特性的继电器。它们之间存在着一定 的内在关系，在一定条件下可以互换。
3.2.3阻抗继电器的动作特性和动作方程
根据动作特性圆在阻抗复平面上位置和大小的不同， 圆特性又分为偏移圆特性、方向圆特性和全阻抗圆特性等。

(一)圆特性阻抗继电器 偏移圆特性

距离保护是反应保护安装处至故障点的距离，并 根据距离的远近而确定动作时限的一种保护装置。 测量保护安装处至故障点的距离，实际上是测量 保护安装处至故障点之间的阻抗大小，故有时又 称阻抗保护。

测量阻抗的定义： 测量阻抗通常用Zm 表示，它定义为保护安装 m 之比，即 m 与测量电流 I 处测量电压 U
m U Zm I m
上式中 Zm 为复数，再复平面上可以用极坐标表
示，也可以用直角坐标表示，即