过渡电阻对阻抗继电器的影响(研究生)
第四章 过渡电阻对阻抗继电器的影响 一． 过渡电阻对相间阻抗继电器的影响
电力系统中的短路一般都不是金属性的，而是在短路点存在过渡电阻。短路点的过渡电阻g R 是指当相间短路或接地短路时，短路电流从一相流到另一相或从相导线流入地的途径中所通过的物质的电阻，这包括电弧、中间物质的电阻，相导线与地之间的接触电阻，金属杆塔的接地电阻等。
在相间短路时，过渡电阻主要由电弧电阻构成。短路初瞬间，电弧电流g I 最大，弧长g
l 最短，弧阻g R 最小。几个周期后，在风吹、空气对流和电动力等作用下，电弧逐渐伸长，弧阻g R 迅速增大，因此电弧电阻属于非线性电阻。在导线对铁塔放电的接地短路时，铁塔及其接地电阻构成过渡电阻的主要部分，铁塔的接地电阻与大地导电率有关，对于跨越山区的高压线路，铁塔的接地电阻可达数十欧；当导线通过树木或其它物体对地短路时，过渡电阻更高。目前我国对500kV 线路接地短路的最大过渡电阻按300Ω估计；对220kV 线路，则按100Ω估计。
对于图中所示的单侧电源网络，当线路B —C 的出口经g R 短路时，保护l 的测量阻抗为g J R Z =1.，保护2的测量阻抗为g AB J R Z Z +=2.。可见，过渡电阻会使测量阻抗增大，对保护1，测量阻抗增大的数值就是g R ；对保护2，由于2.J Z 是AB Z 与g R 的向量和，
图 单侧电源线路经过渡电阻g R 短路的等效图
由图可知其数值比无g R 时增大不多。因此可以得出结论：保护装置距短路点越近时，受过渡电阻的影响越大；同时，保护装置的整定值越小，受过渡电阻的影响也越大。
图 过渡电阻对不同安装地点距离保护影响的分析
当g R 较大使1?k Z 落在保护1的第Ⅱ段范围内，而2.k Z 仍落在保护2的第Ⅱ段范围内时，两个保护将同时以第Ⅱ段时限动作，从而失去选择性。
如图所示的双侧电源网络接线，各参数标示于图中，假设全系统各元件的阻抗角相等，以'()S L S Arg Z Z Z ArgZ φ∑
∑=++=表示。
当线路上任意点经过渡电阻Rg 发生三相短路时，设三相参数相同，则仍可用一相回路进行分析。此时在F 点Rg 中流过的电流为：
F M N I I I =+
（4-25）
安装于线路M 侧的继电器测量阻抗为：
F M M L g L R M
M
U I Z Z R Z Z I I αα=
=+
=+
（4-26）
式中α表示故障点位置占线路全长的百分数，Z R 表示由过渡电阻在测量阻抗中引起的附加分量。由于对侧电源的助增作用使Rg 所产生的影响要复杂得多。例如，当两侧电势相位不同时，I
M 和
I N
图 双侧电源网络接线及有关参数
若出现相位差，因此Z R 不是一个纯电阻。如图4-16所示，当I
M
超前于I
N
时，
0M N
I Arg
I γ=>，此时
I M 也超前于I F ，因此Z R 呈电容性。反之，如I M 落后于I N ，则Z R
呈电感性。现根据图4-15进一步分析如下。
1．系统正常运行时，M 侧测量阻抗（g R =∞）
101M N M FM FN
E E I Z Z -=
+
（4-27）
式中Z FM ——故障点至M 侧电源之间的总阻抗； Z FN ——故障点至N 侧电源之间的总阻抗； F 点的电压
图4-16 双侧电源线路上过渡电阻对测量阻抗的影响
101101M M F FM U E I Z =-
将式（4-27）代入并化简可得
101M N FN FM
F FM FN
E Z E Z U Z Z +=
+
（4-28）
在M 点继电器的测量阻抗
101101101101101101
()
M F M L M M M U I Z U Z I I α+=
=
101101
F L M U Z I α=+
M N FN FM
L M N
E Z E Z Z E E α+=+
- （4-29）
此阻抗就是系统两侧电源摆开在某一δ角时的测量阻抗。也可以看成是，当F 点的过渡电阻g R =∞时的测量阻抗。
2．系统F 点经过渡电阻Rg 三相短路时，M 点测量阻抗：
可运用等效发电机原理进行分析（如求M 点测量阻抗，须知M 点电压和流过M 处的电流，故从故障点电流开始计算）。此等效电源的电势为Rg 断开时F 点的电压，即U F101,
等效内阻抗为
//FM FN
i FM FN FM FN
Z Z Z Z Z Z Z ==
+
（4-30）
如图4-17所示。根据该图即可求得故障点的总电流
101
F F i g
U I Z R =
+
()
M N FN FM
FM FN g FM FN E Z E Z Z Z R Z Z +=
++
（4-31）
图4-17 等效发电机接线图
又根据图4-15可得
I M F M F g
M FM FM
E I R E U Z Z --=
=
（4-32）
将式（4-31）代入上式化简后可得
()
M M N FN g g M FM FN g FM FN E Z E R E R I Z Z R Z Z +-=
++ （4-33）
将式（4-31）和（4-33）代入式（4-26）可得
()M N F FN FM g R g M
M M N FN g g
E Z E Z R I Z R I E Z E R E R +=
=
+-
1[1]1(
)M N FN FM
M N
M N g
M FN
E Z E Z E E E E R E Z +=
-
--+ 1
[1]1M N FN FM
j g M N
E Z E Z kR e E E θ
-+=
-
+-
（4-34）
式中
M N j M FN
E E ke E Z θ--=
（4-35）
可根据系统运行情况、系统参数、及故障点位置来确定。 令max R Z ?表示当g R →∞时Z R 之值，则
max M FN N FM
R M N
E Z E Z Z E E ?+=
-
（4-36）
g R =∞表示系统中没有短路，因此应与短路以前的状态相符。与式（4-29）相比，max
R Z ?正是等式右端的最后一项，即在正常运行情况下，F 点电压U
F101和电流I M101之比。
当短路点过渡电阻Rg 为任意有限数值时，将式（4-34）、（4-36）代入（4-26）中，则得M 点继电器的测量阻抗。
max 1
[1]1M L R j g Z Z Z kR e θ
α?-=+-
+
（4-37）
3．当M 侧为送电端时，Rg 对测量阻抗Z M 的影响：此时E
M 超前
E N 为
δ角，FN Z 的
阻抗角为φ∑，因此代入式（4-35）即可求出k 和θ之值。然后根据（4-37）式可求出Rg 由0→∞变化时，Z M 的变化轨迹，如图4-18所示。(先画出系统正常运行时的电压降落图，M 侧电势为参考向量，N 侧落后M 侧δ角，连接M 侧及N 侧电势的顶点，连线为系统电势差，再画出由此电势差产生的电流，电势差连线上可画出相应的M U 和N U ，此图各项电压都除以电流，即为系统正常运行时阻抗图，电势差连线对应全系统阻抗。阻抗图的M 点位于坐标原点，被保护线路阻抗位于第一象限，则可看出O 点位于第一象限，OM 连线即为负荷阻抗。而受电侧N 位于坐标原点时，O 点位于第二象限)。
对式（4-37）中最后一项
1
1j g kR e θ
-+随Rg 变化的轨迹，已在图4-2中作过分析，为了
引用这个分析的结果，我们取用一个新的座标系统，设把F 点作为原点，FO 为实数方向，且令FO=1。过O 点作半直线OD ，其与FO 轴的夹角为θ-，则当Rg 变化时，OD 就是
(1)j g kR e θ-+的轨迹，实线园弧FO 是半直线OD 的几何反演，虚线园弧FO 则是OD 的复
数反演，同于图4-2，用作图法可求园心的位置C ，已示于图中。
图4-18 双侧电源线路经过渡电阻(0)g
R =→∞短路时，送电侧
测量阻抗的轨道
由于FO=1,虚线园弧代表
1
1j g kR e
θ
-+的轨迹,因此，实线园弧FGO 又是1[1]1j g kR e θ--
+的轨迹,如图4-19所证明.但需要注意,当Rg=0时, 1
[1]1j g kR e
θ
--+们位于F 点,g
R =∞时，则位于O 点。
实际上,在图4-18中FO 不是1而是max R Z ?,因此园弧FGO 也就是:
max 1
[1]1R R j g Z Z kR e
θ
?-=-
+ 的轨迹。
这样F 点短路,而过渡电阻Rg 具有不同数值时,则测量阻抗Z M 将沿着园弧FGO 变化。由于Z R 呈电容性,使测量阻抗的电抗部分减少,因此当保护区外短路时,继电器要出现超越可能误动作。
例如在图4-20中,园1为M 侧方向阻抗继电器的动作特性园,当区外F 点故障时可画出Z R 变化的轨迹FGO ,此园弧与园1交于A 、B 两点，则当Rg 数值位于这一范围内时，继电器就出现超越。
需要指出，以上分析Z R 的变化轨迹，只与F 点的位置有关。当E M 、E N 、δ一定时；不同地点短路后Z R 的变化情况如图4-21所示。至于保护安装地点M ，只要它们于S 和F 之间，而不论处于什么位置上，所求Z R 对它都是适合的。
图4-19 求1
11j g kR e θ
--
+的轨迹
总结以上分析得到，对位于送电侧的保护装置，当正方向发生短路时，由于过渡电阻的影响可能出现超越。影响超越的因素有：
（1）O 点位置。O 点是短路前测量阻抗的末端，O 点越靠近M 点，超越就越严重。实际上只有在振荡时O 点才会靠近M 点，此时即使没有短路，阻抗继电器受振荡影响也可能误动作。
(2)Rg 的数值。Rg=0时并不出现超越，Rg 很大时,也不会引起超越。一般Rg 较小时影响最大。
4．当M 侧为受电端时，Rg 对测量阻抗Z M 的影响：此时E
M 落后
E N 为δ角，
仍可按（4-35）式求出k 和θ，但θ为大于90°的负值。
相似于对图4-18的分析，可求出Rg 由0→∞变化时，Z R 的变化轨迹如图4-22所示。此时Z R 的变化轨迹为大园弧FGO ，Z R 是感性的，测量阻抗轨迹沿园弧FGO 由第I 象限转到第II 象限。
由此可见，对位于受电侧的保护，
当
图4-21 不同地点短路时，
Z R 的轨迹
图4-20 送电侧保护在区外故障时出现的超越
图4-22 双侧电源线路经过渡电阻
（Rg=0→∞短路时，受电侧测量阻抗的轨迹）
正方向发生短路时，过渡电阻的影响是使保护范围缩短，灵敏度下降，而不可能出现超越。
5．如果我们将线路两侧M和N的保护综合在一起来看，设M为送电侧，则N必为受电侧，此时当线路上各点（如F1、F2、F3）短路时，M侧的保护以M为原点，过渡电阻的影响呈电容性，Z R的轨迹为小园弧FO；N侧的保护以N为原点，过渡电阻的影响呈电感性，过渡电阻的影响呈电感性，Z R的轨迹为小园弧FO如图4-23所示。图中同时画出了M侧方向阻抗继电器的动作特性园1和N侧方向阻抗继电器的动作特性园2。
6．讨论反向经过渡电阻短路时对阻抗继电器的影响：在图4-23中，当F4点短路时，对受电保护N来看就是反向故障，此时通过N侧保护的电流为I M（N侧背后母线处所装保护的测量阻抗应与M侧保护测量阻抗性质相似，只是相差线路全长的阻抗），因此N侧保护测量阻抗末端的轨迹仍是小园弧
F O变化，显然可见，此时N侧保护反方向经过渡电
O
阻故障，保护可能失去方向性。同理，M侧反方向经过渡电阻故障，保护具有明确的方向性，不可能误动作。
图4-23 线路两端保护受短路点过渡电阻影响的比较
当方向阻抗继电器的极化电压有记忆作用时，其动态特性是一个抛球园（参见图3-5），此时继电器不会失去方向性。
7．最后分析两相短路时过渡电阻的影响：两相经过渡电阻短路时的系统接线如图4-24（σ）所示（设为BC 两相经2R 电阻短路）。当忽略系统正序和负序阻抗的差别时，由于两相短路无零序分量，因此可直接用ABC 系统进行计算，而无需分解为对称分量，这样分析比较简便。
将M 侧电源的三相势以E MA 为基准可表示为：
132213
22MA MA MB MA MA MC MA MA E E jO
E E j E E E j E ?
?=+?
?
=-=-?
?
?=-+?
?
（4-38） 同理将N 侧电源的三相电势以E NA 为基准，则可表示为：
132213
22NA NA NB NA NA NC NA NA E E jO
E E j E E E j E ?
?=+?
?
=-=-?
?
?=-+?
?
（4-39） 上两式中，除空载情况以外，E MA 和E NA 一般是不同相
图2-24 双侧电源线路两相短中时，用ABC 系
统进行计算的系统图
的。
运用叠加原理将图（a ）分解为图（b ）和图（c ）两种状况。图（b ）中各电势均取式（4-38）和图（4-39）右侧的第一项，形式上看是不带j 的部分，但实际上E MA 和E NA 可能不同相位。图（c ）中各电势则取两式可侧的第二项，全是带j 的部分。
在图（b ）的系统中，M 侧各相的电流为：
12MA NA A MF NF B C A E E I Z Z I I I ?
-?'=
?+??
'''==-?
?
（4-40）
由于B 、C 两相的电势相同。电流也相等，因此系统中各处的B 、C 相电压均相等，U
BC =0，
0B C I I ''-=，故在故障支路中的电流0F I '=。
在图（c ）的系统中，由于A 相电势为零，B 相和C 相的电势大小相等相位相反，因此M 侧各相的电流为：
A B C I I I ?
''=?
??''''=-? （4-41）
故障支路中的电流F I ''，应等于M 侧和N 侧所供电流之和。 因此从分析BC 相间继电器测量阻抗BCM M BM CM
U Z I I =
-的观点来看，我们只需对图4-24
（c ）进行计算。在图（c ）中，M 侧B 、C 两相的电势差为：
33
B C MA MA E E j
E j E -=--
=MA - =E MBC
同理在N 侧B 、C 两相的电势差为E NB Ｃ，因此只要以电势E MBC 和E NBC 作为两侧的电源电势，就可用图4-15进行计算。换言之，对于两相短路，故障相间继电器的测量阻抗
与三相短路时完全相同。
最后顺便指出，将式（4-40）和（4-41）的计算结果进行迭加，即可求出两侧电势间具有任意角度δ下发生两相短路时的电流及相应的电压。例如，设过渡电阻R=0，则可求出图（C ）中M 侧B 、C 两相的电流为：
''
''
BM CM MF
I I =-
=
（4-42）
因此，M 侧各相总电流为：
'
''
MA NA
AM A A MF NF
E E I I I Z Z -=+=
+
'
''
1322MA NA MA
BM B B MF NF MF E E E I I I j Z Z Z -=+=-
-+
1322MA NA MA
CM C C MF NF MF
E E E I I I j Z Z Z -'''=+=-
++
（4-43）
8．总的结论：综上所述，在双侧电源的网络中发生相间短路时，短路点过渡电阻对相间阻抗继电器的影响如下：
（1）对位于送电侧的保护，当正方向短路时，在本侧电源供给的短路电流作用下，将出现超越。而当反方向短路时，在对侧电源供给的短路电流作用下，继电器具有明确的方向性。
（2）对位于受电侧的保护，当正方向短路时，在本侧电源供给的短路电流作用下，将使保护范围缩短或降低灵敏度。而当反方向短路时，在对侧电源所供短路电流的作用下，继电器可能失去方向性而误动作。
二．过渡电阻对相（接地）阻抗继电器的影响采用
y
y
U
I K I
+
接线法的相阻抗继电器，主要用于接地距离保护中作用阻抗测量元件以
及单相重合闸中作为选相元件。
接地距离继电器必须克服过渡电阻的影响。接地短路时的过渡电阻包括电弧电阻，接地电阻和接地媒介物（如树枝等）的电阻，后者可能达到非常大的数值。最需要采用接地距离继电器的是短线路，在那里整定阻抗小、特性园小，因此过渡电阻较大就不能反应。
在两相短路接地的过渡电阻不是单值的，此时有相过渡电阻和接地过渡电阻。由于在过渡电阻中流过的电流和继电器中的电流（相电流加零序补偿电流）不同，使继电器的测量带来误差。实践证明两故障相中的超前相会发生超越，因而必须采取措施，通常是使之退出
工作。对于这种故障可由相间距离继电器来保护。因为按U
I
?
?
接线的距离继电器不受接地电阻的影响，而相间过渡电阻（一般为电弧电阻）的数值是不大的。为了简化分析，可以只考虑接地过渡电阻的影响。
一、接地短路时电流电压的基本关系
如图所示的单侧电源网络，在F点发生单相接地（A相），设线路每公里的正序阻抗为Z1，零序阻抗为Z0，故障点距M母线的长度为L公里且全系统各元件的正序和负序阻抗相等。
将故障点的电压U F和电流I F以A相为基准分解为对称分量，
图 单侧电源单相接
地短路示意图
则
120
21202
120AF
BF CF
I
I I I I a I a I I I a I a I I ?=++??
=++??
=++?
?
（5-1）
12021202
120AF BF CF
U U U U U a U aU U U aU a U U ?=++??
=++??
=++?
?
（5-2）
按照各序的等效网络，在保护民安装地点M 母线上各对称分量的电压应为：
111122210000M M M U U I Z L U U I Z L U U I Z L ?
=+?
?
=+??
?
=+?
（5-3）
则M 母线上的各相电压为：
1200
12011
0001101 () (-) ()AM M M M AF A AF
A AF
U U U U Z Z L I I I U Z Z
Z L I I I U Z Z L I K I U =++=++
+=++=++
（5-4）
21202120212011001 ()
() ()BM M M M B BF U a U aU U a U aU U a I Z L a I Z L I Z L U I K I Z L
=++=+++++=++
（5-5）
212001 ()CM M M M C CF U aU a U U U I K I Z L
=++=++
（5-6）
式中01
1
Z Z K Z -=
由此可见，如设线路中每相电流为I ?，则不论是故障相还是非故障相，在线路上的
电压降均可表示为：
01()M F U U I K I Z ?-=+L （5-7）
如果故障点F 有过渡电阻，则U AF 、
U BF 、U
CF 均不等于零，此时安装于M 侧相阻
抗继电器的测量阻抗将分别是：
10
AF MA A U Z Z L I K I =+
+ （5-8）
10
BF MB B U Z Z L I K I =+
+ （5-9）
10
C
F MC C U Z Z L I K I =+
+ （5-10）
以上关系虽以单相接地为例导出，但实际上可以适用于各种故障的情况，因为在求线路上的电压降时，是按各对称分量的关系合成的，并未限定它只适合于来一个故障类型。
二、单相短路接地时相（接地）阻抗继电器的测量阻抗
对于图4-15所示之双侧电源系统，可绘出单相短路接地时的复合序网如图5-2所示。假设为A 相故障，则线路M 侧A 相继电路的测量阻抗为：
图5-2 双侧电源线路单相短路接地时的复合序网图
010
3F A M L g A A U I Z Z R I K I I K I α=
=+
++
根据叠加原理，从复合序网可求得故障点事故分量电流的各序分量为：
1201023F F F F FF
FF U I I I Z Z Rg
===
++
式中
1011MF 1NF
M N M E E I Z Z -=
+
1011011MF M M F U E I Z =-
1110111M N NF MF
F MF NF
E Z E Z U Z Z +=
+
111211MF NF
FF FF MF NF
Z Z Z Z Z Z ==
+
0OMF ONF
FF OMF ONF
Z Z Z Z Z =
+
为求出流经M 侧的事故分量电流，引入正序和零序电路分配系数C 1和C 0；
111111NF FF MF NF MF
Z Z
C Z Z Z =
=+
0ONF OFF OMF ONF OMF
Z Z
C Z Z Z =
=+ （5-13）
211IMF MF F I I C I == (5-14) OMF OF O I C I =
我们知道，在三相输电线路上，Z 1=Z 2其各序阻抗和各相自阻抗Z L 、互阻抗Z m 之间的关系是：
102L m L m
Z Z Z Z Z Z =-=+ （5-15）
反之则有
01
01
23
3L m Z Z Z Z Z Z +=
-=
（5-16）
如果对归算到F 点的整个系统阻抗，也引入等效自阻抗Z LFF 和等效互阻抗Z mFF 的概念（它们实际上是不存在的），则
1123
3
FF OFF
LFF OFF
FF mFF
Z Z Z Z Z Z +=-= （5-17）
代入（5-12）式，则可简化为：
101
3F OF LFF g
U I Z R =
+ （5-18）
设已求得短路以前流经M 侧的负荷分量电流（只有正序）I
M101，其值为：
101
1011M F M MF
E U I Z -=
（5-19）
则M 侧的A 相总电流应为式（5-14）和（5-19）的迭加：
10112A M MF MF OMF I I I I I =+++
=
101101
101(2)3M F F MF LFF g
C C E U U Z Z R +-+?+ （5-20）
将式（5-14）和（5-20）代入（5-11），可得：
111
[1]1K MF M L E
Z Z Z GRg
α=+
-
+ （5-21）
式中101
101
K M F E F E U U -=
为与两侧电势有关之系数；
11
3K C MF LFF
E
G K Z Z =
+?，
K C =2C 1+（1+K ）C 0，为与电流分配系数有关之系数。
101101110
101
101
1101
K F F MF MF E
M M M F F MF
F Z Z U U E U E U I Z U =
=
=
--
令
1011max 101
K F MF R E
M Z U Z I =
=
1max 1
[1]1M L R Z Z Z GRg
α?=+-
+ （5-22）
G 为一复数，如经计算以后表示为：
j G ke θ-=
则式（5-22）就与（4-37）具有完全相同的形式。因此过渡电阻（当其数值较小时）在测量阻值抗中引起的附加分量，在送电端是电容性的，在受电端是电感性的。当过渡电阻Rg 增大时，测量阻抗末端的轨迹沿圆弧变化（相似于图4-18和4-22）。当Rg=∞时就是系统正常运行或振荡时的测量阻抗。
三、两相短路接地时相（接地）阻抗继电器的测量阻抗
如图5-3（a ）所示之双侧电源系统，为在F 点发生BC 两相经过渡电阻（每相为R b 和R C ）短路后又经Rg 接地的一般情况。为了简化分析，取R b =R c =0，而只考虑R g 的影响，此时其复合序网如图5-3(b)所示，图中各参数所代表的意义同于图5-2。经过一步简化后，计算其故障分量电流的等效回路如图5-3（c ）。
在上述情况下，安装于M 侧的B 、C 两相阻抗继电器的测量阻抗将是：
10
03OF B MB L B B U I Z Z Rg I K I I K I α=
=+
++ （5-23）
10
3OF C MC L C C U I Z Z Rg I K I I K I α==+
++ （5-24）
图5-3 双侧电源线路两相短路接地的分析
为分析Rg 的影响，必须先求出故障点电流I
OF 、及
M 侧的电流I B 、I C 和I O 。
根据图5-3（c ）的复合序网。求解故障点的电流如下。保留零序阻抗回路运用等效发电机原理（参图4-17）。则等效电源的电势为0.5U
F101，等效内阻抗为
0.5Z 1FF ，因此：
101
10.50.53F OF FF OFF U I Z Z Rg
-=
++ （5-25）
由于在故障点2(3)OF F OF OFF U U I Z Rg ==-+ =21F FF I Z - 故可求得
过渡电阻对阻抗继电器的影响
第四章 过渡电阻对阻抗继电器的影响 一． 过渡电阻对相间阻抗继电器的影响 电力系统中的短路一般都不是金属性的，而是在短路点存在过渡电阻。短路点的过渡电阻g R 是指当相间短路或接地短路时，短路电流从一相流到另一相或从相导线流入地的途径中所通过的物质的电阻，这包括电弧、中间物质的电阻，相导线与地之间的接触电阻，金属杆塔的接地电阻等。 在相间短路时，过渡电阻主要由电弧电阻构成。短路初瞬间，电弧电流g I 最大，弧长g l 最短，弧阻g R 最小。几个周期后，在风吹、空气对流和电动力等作用下，电弧逐渐伸长，弧阻g R 迅速增大，因此电弧电阻属于非线性电阻。在导线对铁塔放电的接地短路时，铁塔及其接地电阻构成过渡电阻的主要部分，铁塔的接地电阻与大地导电率有关，对于跨越山区的高压线路，铁塔的接地电阻可达数十欧；当导线通过树木或其它物体对地短路时，过渡电阻更高。目前我国对500kV 线路接地短路的最大过渡电阻按300Ω估计；对220kV 线路，则按100Ω估计。 对于图中所示的单侧电源网络，当线路B —C 的出口经g R 短路时，保护l 的测量阻抗为g J R Z =1.，保护2的测量阻抗为g AB J R Z Z +=2.。可见，过渡电阻会使测量阻抗增大，对保护1，测量阻抗增大的数值就是g R ；对保护2，由于2.J Z 是AB Z 与g R 的向量和， 图 单侧电源线路经过渡电阻g R 短路的等效图 由图可知其数值比无g R 时增大不多。因此可以得出结论：保护装置距短路点越近时，受过渡电阻的影响越大；同时，保护装置的整定值越小，受过渡电阻的影响也越大。
图 过渡电阻对不同安装地点距离保护影响的分析 当g R 较大使1?k Z 落在保护1的第Ⅱ段范围内，而2.k Z 仍落在保护2的第Ⅱ段范围内时，两个保护将同时以第Ⅱ段时限动作，从而失去选择性。 如图所示的双侧电源网络接线，各参数标示于图中，假设全系统各元件的阻抗角相等，以'()S L S Arg Z Z Z ArgZ φ∑ ∑=++=表示。 当线路上任意点经过渡电阻Rg 发生三相短路时，设三相参数相同，则仍可用一相回路进行分析。此时在F 点Rg 中流过的电流为： F M N I I I =+ （4-25） 安装于线路M 侧的继电器测量阻抗为： F M M L g L R M M U I Z Z R Z Z I I αα= =+ =+ （4-26） 式中α表示故障点位置占线路全长的百分数，Z R 表示由过渡电阻在测量阻抗中引起的附加分量。由于对侧电源的助增作用使Rg 所产生的影响要复杂得多。例如，当两侧电势相位不同时，I M 和I N
方向阻抗继电器特性实验报告
实验三方向阻抗继电器特性实验 1．实验目的 （1）熟悉整流型LZ-21型方向阻抗继电器的原理接线图，了解其动作特性。 （2）测量方向阻抗继电器的静态()?f Z pu =特性，求取最大灵敏角。 （3）测量方向阻抗继电器的静态()r pu I f Z =特性，求取最小精工电流。 2．LZ-21型方向阻抗继电器简介 1）LZ-21型方向阻抗继电器构成原理及整定方法 距离保护能否正确动作，取决于保护能否正确地测量从短路点到保护安装处的阻抗，并使该阻抗与整定阻抗比较，这个任务由阻抗继电器来完成。 阻抗继电器的构成原理可以用图3-1来说明。图中，若K 点三相短路，短路电流为I K ，由PT 回路和CT 回路引至比较电路的电压分别为测量电压U 'm 和整 定电压set U '，那么 m m YB PT K K YB PT m Z I n n Z I n n U 1 1=='(3-1) 式中：n PT 、n YB —电压互感器和电压变换器的变比； Z K —母线至短路点的短路阻抗。 当认为比较回路的阻抗无穷大时，则： I m CT I K CT set Z I n Z I n U 1 1=='（3-2） 式中：Z I —人为给定的模拟阻抗。 比较式（3-1）和式（3-2）可见，若假设 CT YB PT n n n =?，则短路时，由于线路上流过同一电流K I ，因此在比较电路上比较set U '和m U '的大小，就等于比较I Z 和m Z 的大小。如果set m U U '>'，则表明I m Z Z >，保护应不动作；如果set m U U '<'，则表明I m Z Z <，保护应动作。阻抗继电器就是根据这一原理工作的。 电抗变压器DKB 的副方电势2E 与原方电流1 I 成线性关系，即,12I K E I =I K 是一个具有阻抗量纲的量，当改变DKB 原方绕组的匝数或其它参数时，可以改 图3-1 阻抗继电器的构成原理说明图 1—比较电路 2—输出
关于110KV线路距离保护知识
关于110KV线路保护知识 一、长距离输电线的结构，短路过渡过程的特点： 高压长距离输电线的任务是将远离负荷中心的大容量水电站或煤炭产地的坑、口火电厂的的巨大电功率送至负荷中心，或作为大电力系统间的联络线，担负功率交换的任务。因此；偏重考虑其稳定性及传输能力，为此长距输电线常装设串联电容补偿装置以缩短电气距离。 为补偿线路分布电容的影响，以防止过电压和发电机的自励磁，长距离输电线还常装设并联电抗补偿装置，其典型结构图如下： 短路过程的特点： 1、高压输电线电感对电阻的比值大，时间常数大，短路时产生的电流和电压、非同期性自由分量衰减较慢。为了保持系统稳定，长距离输电线的故障，对其快速性提出严格的要求。应尽切除，其保护动作要求在20～40ms。因此快速保护不可避免地要在短路电流存在时间内工作。 2、由于并联电抗所储磁能在短路时释放，在无串联电容补偿的线路上可产生非周期分量电流，在一定条件下此电流可能同时流向线路两端或从线路两端流向电抗器。因而在外部短路时，流入线路两端继电保护非周期分量电流数值可能不等。方向相同（例如：都从母线指向线路）。 3、串联电容和线路及系统电感及并联电抗等谐振将产生幅值较大的频率低于工频的低次谐波，由于这种谐波幅值大，频率接近工频，故使电流波形和相位将发生严重畸变。 4、由于分布电容大，因而分布电容和系统以及线路的电感产生的高次谐波很多，幅值也很大，对电流的相位和波形也将产生影响。 距离保护的定义和特点 距离保护——是以距离测量元件为基础反应被保护线路始端电压和线路电流的比值而工作所构成的保护装置，其动作和选择性取决于本地测量参数（阻抗、电抗、方向）与设定的被保护区段参数的比较结果，而阻抗、电抗又与输电线的长度正比故名。 其特点：主要用于输电线的保护，一般是三段式或四段式，第一、二段带方向性，作本线段的主保护，其中，第一段保护线路80%～90%，第二段保护余下的10%～20%并作相邻母线的后备保护。第三段带方向或不带方向，有的还设有不带方向的第四段，作本线及相邻线路的后备保护。 其整套保护应包括故障起动、故障距离测量、相应时逻辑回路与电压回路断线闭锁。有的还配置振荡闭锁等基本环节以及对整套保护的连续监视等装置。有的接地距离保护还配置了单独的选相元件。 距离保护为什么能测量距离？
安徽农业大学电力系统继电保护习题及其解答
电力系统继电保护习题及其解答 1. 如图所示的WL1、WL2均装设了三段式电流保护。 （1）当K1和K2点发生短路时，应由哪一个保护动作，跳开哪一个开关？请分别说明之。 答：K1：应由1动作，跳开QF1。 K2：应由2动作，跳开QF1。 （2）当K3点发生短路时，问 ：①如保护5 因故拒动，这时应由哪一个保护动作，跳开哪一个开关？ 答：应由保护3动作，跳开QF1开关。这个保护对WL2所起的保护作用称为近后备保护。 ②如WL1的保护3正确跳开QF1，试分析原因？该保护对WL2所起的保护作用称为什么？ 答：原因是保护5、6拒动或QF2拒动。 保护对WL2所起的保护作用称为远后备。 2.以变压器复合电压起动的过电流保护为例，回答下列问题。 a 、复合电压包括哪几个电压？ b 、负序电压滤过器什么情况有电压输出？ 输出的是什么电压？。 c 、发生不对称短路时，写出动作过程 答：a 、低电压和负序电压。 b 、当发生不对称短路事故时有电压输出，输出的电压是负序电压。 c 、当发生不对称短路事故时，FY 有负序电压输出，FYJ 中的低电压继电器常闭触点断开，YJ 断电，其常闭触点闭合，YZJ 通电，接通SJ ，经延时后，接通断路器的跳闸回路。 4. 计算题： 如图所示电网中线路AB 及BC 均装有三段式距离保护（第Ⅲ段采用全 YZJ SJ t U < U > FY L FYJ a b c YJ + + + - - 由电流继电 器 由电压互感器来 电压回路断线信 号 跳闸
阻抗继电器），试整定计算保护1各段的动作阻抗Z DZ ，并进行灵敏度校验（若灵敏度不满足要求，不要求采取措施）。第Ⅲ段灵敏度校验按近后备进行校验。设线路AB 长l=60km,线路阻抗按0.4Ω/km 计算，K K I =0.85, II 段K K II =0.8, III 段 K K III = 1.25, K h = 1.15, K zq = 2.5,相邻线路BC 考虑分支影响后的动作阻抗K fz Z I DZ.3=12.6Ω, Z fh.min =220Ω 解：（一）距离I 段整定计算 （1）整定阻抗 Z zd.1I =K k I Z AB =0.85?0.4?60=20.4(Ω) （2）动作时间 t 1I =0秒 （3）保护范围 为线路全长的85%。 （二）距离II 段整定计算 （1）整定阻抗 Z zd.1II =K k II （Z AB +K fz.min Z zd.3I ）=0.85?(24+12.6)=29.28(Ω) （2）灵敏度校验 K lm II = AB zd Z Z 1 .= 60 4.028 .29?=1.22<1.5 灵敏度不满足要求。 （三）距离III 段整定计算 Ｚzd.1III = zg fh k K K K 1 Z fh.min =5.215.125.11??220?=61.22(Ω) 灵敏度 ＫLM = 24 22 .61=2.55>1.5 满足要求。 5.请计算变 压 器 额定运行时差动保护臂中的不平衡电流。变压器 Y,d11 接线，容量为20MVA, 变比为35/11。（ 请将计算式子及结果填入表格中。） 变压器额定电压 35 （KV ）Y 侧 11 （KV ）?侧 变压器一次额定电流 35 310203 ??=329.6A 11 310203 ??=1050A 电流互感器接线方式 ? Y 电流互感器计算变比 5 6.3293?=5570 5 1050 电流互感器实际变比 5 600 =120 5 1100 =220
阻抗继电器(仅供参考)
阻抗继电器 继电器的测量阻抗：指加入继电器的电压和电流的比值，即 cl cl cl I U Z =。 cl Z 可以写成jX R +的复数形式，所以可以利用复数平面来分析这种继电器的动作特 性，并用一定的几何图形把它表示出来，如图3-3所示。 以图3—3（a ）中线路BC 的距离保护第Ⅰ段为例来进行说明。设其整定阻抗 BC zd Z Z 85.0='，并假设整定阻抗角与线路阻抗角相等。 当正方向短路时测量阻抗在第一象限，正向测量阻抗cl Z 与R 轴的夹角为线路的阻抗角 d ?。 反方向短路时，测量阻抗cl Z 在第三象限。如果测量阻抗cl Z 的相量，落在zd Z '向量以内，则阻抗继电器动作；反之，阻抗继电器不动作。 TV TA d TA BC TV B cl cl cl n n Z n I n U I U Z === 阻抗继电器的动作特性扩大为一个圆。如图3—3（b ）所示的阻抗继电器的动作特性为方向特性圆，圆内为动作区，圆外为非动作区。 一、具有圆及直线动作特性的阻抗继电器 （一）特性分析及电压形成回路 1．全阻抗继电器 （1）幅值比较 图3-3 用复数平面分析阻抗继电器的特性 （a ）系统图；(b )阻抗特性图 (b) (a)
全阻抗继电器的动作特性如图3—4所示，它是以整定阻抗zd Z 为半径，以坐标原点为 圆心的一个圆，动作区在圆内。它没有方向性。全阻抗继电器的动作与边界条件为 ： cl zd Z Z ≥ 构成幅值比较的电压形成回路如图 3—5所示。 （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cl zd Z Z -与 cl zd Z Z +的夹角小于等于 90，即 图3-5 全阻抗继电器幅值比较电压形成回路 B TA DKB TV c l U B U y =Z I z d c l =cl I R z d Z c l Z k ?j ?0 j X
22-阻抗继电器的动作特性(精)
一、选择题 1、以电压U 和(U-IZ)比较相位，可构成( )。 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 C ：电抗特性的阻抗继电器 D ：带偏移特性的阻抗继电器 2、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( )。 A ：幅值比较回路 B ：相位比较回路 C ：记忆回路 D ：执行元件回路 3、阻抗继电器的精确工作电流是指，当φk =φ sen ，对应于( )时，继电器刚好 动作的电流。 A ：Z act =0.8z set 时的电流 B ：Z act =0.9z set 时的电流 C ：Z act =z set 时的电流 4、如果用Z m 表示测量阻抗，Z set 表示整定阻抗，Z act 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( )。 A ； act set set ,m Z Z Z Z << B ： act set set ,m Z Z Z Z ≤≤ C: act set set ,m Z Z Z Z <≤ 5、某距离保护的动作方程为 90<270J DZ J Z Z Arg Z -0°)是( )。 A ：90+<270+J DZ J Z Z Arg Z δδ-
阻抗继电器的接线方式_继电保护
阻抗继电器的接线方式 一、对阻抗继电器接线方式的基本要求及常用接线方式 阻抗继电器的接线方式是指接入阻抗继电器的电压和电流?. m U m 分别取用什么电压和电流的接线方法。对于阻抗继电器，接入电压和电流将会直接影响阻抗继电器的测量阻抗 Ｚm 。根据距离保护的工作原理，加入继电器的电压 和电流?. m U m 应满足如下要求： （１）阻抗继电器的测量阻抗应与短路点到保护安装处的距离成正比，而与系统的运行方式无关； （２）阻抗继电器的测量阻抗还应与故障类型无关，也即保护范围不随故障类型而变化。 类似于功率方向继电器接线方式中的定义，阻抗继电器的接线方式分为0 o 接线，+30 o 接线和－30 o 接线。电压、电流的具体接线方式见表3－3。 表3－３ 阻抗继电器的常用接线方式 具体接线如表3－３所示。按此种方式接线，加到继电器上的电压和电流相位差为0 o 。现对各种相间短路时阻抗继电器的测量阻抗进行分析。分析时，测量阻抗仍用电力系统一次测量阻抗表示或假定电流互感器，电压互感器的ＫI ＝ＫU ＝１。 １、三相短路 图3-31 三相对称短路时测量阻抗的分析 如图3-31所示，当线路发生三相短路时，由于为对称性短路。因此，三个阻抗继电器的工作情况完全相同，故可以其中一相为例进行分析，如KR1。设短路点Ｋ至保护安 装处之间的距离为，线路每千米的正序阻抗为Z l 1，则加入继电器KR1的电压应为 . AB U =－＝?. A U . B U A Z 1l －?B Z 1l ＝（?A －?B ）Z 1l 阻抗继电器的测量阻抗为
l Z I I U Z B A A B m 1. . . ) 3(1=?= （3-29） 同理可得，KR2、KR3的测量阻抗为 (3)(3) 23m m 1Z Z Z ==l 由此可见，三个阻抗继电器的测量阻抗相等，且均等于短路点到保护安装点之间的阻抗。 当保护范围内发生三相短路时，三个继电器均能动作。 ２、两相短路 图3-32 两相短路时测量阻抗的分析 如图3-32所示，设ＡＢ两相短路。对接于故障相间的阻抗继电器KR1而言，其所 加电压为 .AB U =－＝?.A U . B U A Z 1l －?B Z 1l ＝（?A －?B ）Z 1l 此时，阻抗继电器KR1的测量阻抗为 l Z I I U Z B A A B m 1. . . )2(1=?= （3-30） 可见，与三相短路的测量阻抗相等。当保护范围内发生两相短路时，KR1也能正确动作。 但对阻抗继电器KR2和KR3而言，由于所加电压为故障相与非故障相间的电压，其数值 较高，而电流却只有一个故障相的电流，其值较(?. AB U A －?B )小，因此，它们的测量阻抗比(2)1 m Z 大，不能动作。但由于KR1能正确动作，所以整套保护不会因为KR2、KR3的拒动而受到影响。 ３、中性点直接接地系统中的两相接地短路 图3-33 中性点直接接地系统中两相接地短路时测量阻抗的分析 如图3-33所示，仍以A －B 两相故障为例。显然，因为系统中性点接地，两相故障电流经地形成回路，?A ≠?B 。可以认为导线A 、B 具有耦合关系，并设Z L 为每千米的自感阻抗，Z M 表示每千米的互感阻抗，则安装地点的故障相电压可表示为 .A U ＝＋ .A I L Z l . B I M Z l . B U ＝＋ . B I L Z l . A I M Z l 故得阻抗继电器KR1的测量阻抗为
阻抗继电器的动作特性
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：
距离保护测量元件特性的分析与总结
209 *作者简介:何燕,女,河北省保定市供电公司,助理工程师。 距离保护测量元件特性的分析与总结 何 燕 * (河北省保定市供电公司,河北 保定 071000) 摘 要:本文深入阐述距离保护测量元件中阻抗继电器与距离继电器特性的差异,阻抗继电器是建立在测量阻抗概念上的一类继电器;距离继电器是建立在补偿电压特点基础上的一类继电器。理顺阻抗继电器与距离继电器的关系,有利于对距离保护测量元件的研究与设计,有利于在实际应用中对距离保护测量元件性能的掌握。 关键词:距离保护;阻抗继电器;阻抗测量;距离继电器;补偿电压 输电线路距离保护测量元件是电力系统继电保护领域的一个热门研究课题。每年都有大量这方面的研究论文发表,为了方便距离保护测量元件的研究与分析,我国继电保护科研人员首先提出把距离保护测量元件划分 为两大类的思想,[1] 即第 类距离继电器和第 类距离继电器。随着研究的深入,又改称为单相阻抗继电器(第 类距离继电器)和多相距离继电器(第 类距离继电 器)。[2]近年来又有文献[4] 从元件的特性出发,提出将距离保护测量元件划分为阻抗继电器与距离继电器两大类的观点。本文从工程实际出发对分析与研究距离保护测量元件的特性进行分析与研究,认为将距离保护测量元件划分为阻抗继电器与距离继电器很有必要。 一、距离保护的基本原理 [3] 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,顾名思义它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。距离保护是测量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。距离保护的实质是用整定阻抗与被保护线路的测量阻抗ZCL 比较。当短路点在保护范围以内时,保护动作;反之,则不动作。因此,距离保护又称为低阻抗保护。距离保护装置一般由起动元件、测量元件、时间元件、振荡闭锁元件、电压回路断线失压闭锁元件共五个主要部分组成。而阻抗继电器是距离保护装置的核心元件,它主要用来作测量元件、作功率方向起动元件。当发生线路故障时,阻抗继电器测得的测量阻抗Z LC 为保护安装处到短路点的短路阻抗,即:Z LC =U !M /I M ! =Z l *L (1)式中:U !M 为测量电压;I ! M 为测量电流;Z l 为线路单位长度阻抗;L 为故障点到保护安装处的距离。比如在短路时,母线电压下降,导致流经保护安装处的电流增大, 即短路时的测量阻抗Z LC 比正常时测量到的阻抗值大大降低,所以距离保护所反应的信息量在故障前后的变化值比单一电流变化值要大,即比反应单一物理量的电流保护灵敏度要高得多。 正是由于这个特点,往往认为用于距离保护的距离保护测量元件均是利用测量线路阻抗来得到故障点到保护装置的距离。但元件从设计原理上来说,有阻抗测量和补偿电压特性两种不同的方法。 二、距离保护测量元件1 基于测量阻抗的继电器 阻抗继电器就是通过计算安装点的入口电压与电流 的比值,Z J =U !J /I !J 。其中:U !J 为测量电压;I ! J 为测量电流。测量阻抗的基本原理:电力系统正常运行时,测量电压为额定值,测量电流为负荷电流,测量阻抗反映了保护安装处看到的负荷阻抗,负荷阻抗幅值较大,偏阻性;当线路发生金属性短路时,测量电压突然下降,测量电流突然增大,测量阻抗反映了保护安装处至短路点之间的线路阻抗,该阻抗的幅值比较小,且呈感性。 阻抗继电器是反应测量阻抗变化的继电器。阻抗继电器在阻抗复平面上给出一动作区域,当测量阻抗进入这区域内时,继电器动作;否则不动作。 阻抗继电器的动作区域可以用数据图表的形式给出,也可以用阻抗动作方程的形式给出。微机保护中,微处理器能够对输入的测量电压与测量电流作除法运算,因此,阻抗继电器的动作区用数据图表的形式给出比较方便,且动作区域的形状可以多种多样。模拟量构成的距离保护装置中,阻抗继电器的动作区域以阻抗动作方程的方式给出。这时,为了判别测量阻抗是否进入动作区域,又不作除法运算,需要把阻抗动作方程变换为电压动作方程。阻抗继电器以电压动作方程为动作判据,决定是否动作。因此,也可以说,阻抗继电器是用测量阻抗Z 表示动作特性的一类继电器。例如,方向圆阻抗继电器的阻抗动作方程为: 中国电力教育2009年管理论丛与技术研究专刊
突变量接地阻抗继电器动作特性分析
长沙理工大学毕业设计申请书 湖南省长沙理工大学 2006年制
二、立论依据 （包括项目的研究意义、国内外研究现状分析） 1研究意义 距离保护因具有不受运行方式变化影响的特点而在输电线路中广为应用，常规的距离保护存在受过渡电阻和系统振荡影响的不足之处。突变量距离保护原理是一种新型的距离保护原理，具有不受运行方式和系统振荡影响、抗过渡电阻能力强、有明确的动作方向性等特点。 2国内外研究现状分析 （1）关于突变量距离继电器的分析 突变量距离继电器以前一周期的补偿电压U*101作为极化电压，测量最后一周期的补 偿电压U*相位变化，其中|U|*=|U| J -Z zd |I|,他的动作方程为 突变量继电器可以用于相间短路，也可以用于保持接地短路。在前一种情况下反映相补偿电压，因为突变量距离继电器所反映的电压和电流都不是单一的，他的动作特性与系统具体运行情况有关，不能化作单一变量的函数分析。 （2）关于突变量分析 突变量是一种短暂的故障分量分相突变量和正向突变量，它存在于任何类型的故障 中。而稳定的故障分量即负序和零序分量只存在于不对称故障中。故障分量是有故障本身引起的，独立于负荷分量之外。因此基于检测故障分量的保护原理具有先天性的优势。而突变量特别是正序突变量存在于任何类型故障。 故障分量具有以下特点：故障分量仅在故障后存在，非故障状态下不存在故障分量。 故障点的故障分量电压最大，系统中性点故障分量电压为零。
保护安装地点的故障分量电流和故障分量电压的相位关系由安装处到被测系统的中 性点间的阻抗决定。不受系统电势及短路点过渡电阻影响。 (3) 一种新的自适应突变量保护方案 传统的突变量距离保护通过牺牲保护的动作灵敏度来防止保护在区外误动。本研究表明，借助广域测量得到的对端信息可在一定程度上提高该保护的性能。鉴于距离保护具有不依赖通道的优点，此研究以对侧信息作为一种辅助信息，在保护启动第一周期内仍采用传统的判据，在一周期以后，根据系统实时参数，自动调整保护的整定值和切换动作判据。在保证保护可靠动作的情况下，最大程度地增加了保护的动作范围。 新的原理需要对侧系统参数，因此，该组合判据适用于对发生在本线路的故障进行一步精确判断。 参考文献： [1] 许正亚，输电线路新型距离保护[M].北京：中国水利水电出版社2002. [2] 朱声石，高压电网继电保护原理与技术[M].北京：中国电力出版社（第二版）2002. [3] 李光琦，电力系统暂态分析[M].北京：中国电力出版社1994. [4] 贺家李，电力系统继电保护原理[M].北京：中国电力出版社（第三版）1994. [5] 陈德树，计算机继电保护原理与技术[M].北京：中国电力出版社1992. [6] A.R.V an C.Warrington.Protective Relays Their and Practice.Norwich,Great Britain:Fletcher ＆Son Ltd,1977. [7] 黄守盟，电力系统继电保护信号处理[M].北京：中国水利水电出版社1993. [8] 隋风海，陈涛，李钢，论突变量距离继电器[M]电力系统自动化，1995 [9] 林湘宁，刘沛，冯兴学自适应振荡闭锁判据的理论基础[M]电力系统自动化，2004 [10]索南加乐，许庆强，宋国兵，等.自适应接地距离继电器.电力系统自动化，2005,29（17）：17-21.
第四章-过渡电阻对阻抗继电器的影响(研究生)
第四章-过渡电阻对阻抗继电器的影响(研究生)
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第四章 过渡电阻对阻抗继电器的影响 一． 过渡电阻对相间阻抗继电器的影响 电力系统中的短路一般都不是金属性的，而是在短路点存在过渡电阻。短路点的过渡电阻g R 是指当相间短路或接地短路时，短路电流从一相流到另一相或从相导线流入地的途径中所通过的物质的电阻，这包括电弧、中间物质的电阻，相导线与地之间的接触电阻，金属杆塔的接地电阻等。 在相间短路时，过渡电阻主要由电弧电阻构成。短路初瞬间，电弧电流g I 最大，弧长g l 最短，弧阻g R 最小。几个周期后，在风吹、空气对流和电动力等作用下，电弧逐渐伸长，弧阻g R 迅速增大，因此电弧电阻属于非线性电阻。在导线对铁塔放电的接地短路时，铁塔及其接地电阻构成过渡电阻的主要部分，铁塔的接地电阻与大地导电率有关，对于跨越山区的高压线路，铁塔的接地电阻可达数十欧；当导线通过树木或其它物体对地短路时，过渡电阻更高。目前我国对500kV 线路接地短路的最大过渡电阻按300Ω估计；对220kV 线路，则按100Ω估计。 对于图中所示的单侧电源网络，当线路B —C 的出口经g R 短路时，保护l 的测量阻抗为g J R Z =1.，保护2的测量阻抗为g AB J R Z Z +=2.。可见，过渡电阻会使测量阻抗增大，对保护1，测量阻抗增大的数值就是g R ；对保护2，由于2.J Z 是AB Z 与g R 的向量和， A B 2 g R 1 C 图 单侧电源线路经过渡电阻g R 短路的等效图 由图可知其数值比无g R 时增大不多。因此可以得出结论：保护装置距短路点越近时，受过渡电阻的影响越大；同时，保护装置的整定值越小，受过渡电阻的影响也越大。
功率方向继电器特性实验
实验三功率方向继电器特性实验 一、实验目的 1.学会运用相位测试仪测量电流和电压之间相角的方法。 2.掌握功率方向继电器的动作特性、接线方式及动作特性的实验方法。 3.研究接入功率方向继电器的电流、电压的极性对功率方向继电器的动作特性的影响。 二、实验内容 本实验需使用JTC-III型继电器特性测试台。请仔细阅读本指导书中的有关内容。 本实验所采用的实验原理接线如图所示。图中，380V交流电源经调压器和移相器调整后，由BC相分别输入功率方向继电器的电压线圈，A相电流输入至继电器的电流线圈，注意同名端方向。 1.熟悉LG-11功率方向继电器的原理接线和相位仪的操作接线及实验原理。 认真阅读LG-11功率方向继电器原理图，完善实验原理接线图，即在图上画出LGJ中的接线端子号和所需测量仪表接法及出口信号回路。 2.线路接线，用相位仪检查接线极性是否正确。 相位仪调至0度合上电源开关加1安电流，20V电压观察相位读数是否正确。若不正确且相差1800左右，则说明输入电流和电压有一个极性接反。 3.继电器是否有潜动现象 电压潜动测量：将电流回路开路，对电压回路加入110V电压；测量潜动观测点间电压，若小于0.1V，则说明无电压潜动。 4.用实验法测LG-11整流型功率方向继电器角度特性,并找出继电器的最大灵敏度和最小动作电压。 a.保持电流为1A，摇动移相器，在给定的电压下找到使继电器动作（指示灯由不亮变亮）的两个临界角度， . b.依次降低电压值，测量在不同电压情况下，使继电器动作的，，并记录在表中. c.逐步降低电压，找出使继电器动作的最小动作电压。 d.绘出功率方向继电器角度特性。 e.计算继电器的最大灵敏度和动作区。 三、实验原理接线
阻抗继电器的接线方式
第三节 第三节 阻抗继电器的接线方式 一、对距离保护接线方式的要求及接线种类 加入继电器的电压和电流应满足如下要求： 1． 1． 继电器的测量阻抗应能准确判断故障地点，即与故障点至保障安装处的距离成 正比。 2． 2． 继电器的测量阻抗应与故障类型无关，即保护范围不随故障类型而变化。 阻抗继电器常用的接线方式有四类，如表3-1中所示。表中“Δ”表示按相间电压或相电流差，“Y ”表示按相电压或相电流。 二、反应相间短路阻抗继电器的 0接线 1、三相短路 以1J 为例分析之。设短路点至保护安装地点之间的距离为L 千米，线路每千米的正序阻抗为Ω1Z ，则保护安装地点的电压AB U 应为 L Z I I L Z I L Z I U U U B A B A B A AB 111)( -=-=-= 此时，阻抗继电器的测量阻抗为 () L Z I I U Z B A AB J 131 =-= 结论：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之间的正序阻抗，三个继电器均能正确动作。 2．两相短路 如图3-32所示，设以AB 两相短路为例，分析此时三个阻抗继电器的测量阻抗。对1J 而言 ()00ΔΔ I U ()030--Y I U Δ()030Y I U Δ J U J I J U J U J I B A I I -B I -A U 3I K I A +03I K I B +0 3I K I C +B U C U C I -A I -C B I I -A C I I -J I J I J U A B U C A U B C U A B U C A U B C U A B U C A U B C U 接线方式继电器 1 J 2J 3 J 表3-1 阻抗继电器的常用接线方式 A I B I C I 0 3I K I U Y Y +图3-31 三相短路测量阻抗分析 ) 3
电力系统继电保护原理(都洪基)课后答案
第一章 填空题： 1.电力系统继电保护应满足(选择性)(速动性)(灵敏性)(可靠性)四个基本要求。 2.电力系统发生骨子后，总伴随有电流（增大）电压（降低）线路始端测量阻抗的（减小）电压与电流之间相位角（变大） 3.电力系统发生故障时，继电保护装置应（切除故障设备），继电保护装置一般应（发出信号） 4.电力系统切除故障时的时间包括（继电保护动作）时间和(断路器跳闸)的时间 5.继电保护灵敏性指其对保护范围内发生故障或不正常工作状态的反应能力 6.继电保护装置一般由测量部分，逻辑环节和执行输出组成。 7.继电保护装置的测量部分是由被保护原件的（某些运行参数）与保护的整定值进行比较。 选择题： 8我国继电保护技术发展过了五个阶段，其发展顺序是C A机电型晶体管型整流型集成电路型微机型 B机电型整流型集成电路型晶体管型微机型
C机电型整流型晶体管型集成电路型微机型 9电力系统最危险的故障C A单相接地B两相短路C三相短路 10电力系统短路时最严重的后果是C A电弧使故障设备损坏B使用户的正常工作遭到破坏C破坏电力系统运行的稳定性 11.继电保护的灵敏度系数K1m要求（C） (A)K1m<1(B)K1m=1(C)K1m>1 12.线路保护一般装设两套，它们是(B) (A)主保护 (B)一套为主保护，另一套为后备保护 (C)后备保护 判断题： 13.电气设备过负荷时，继电保护应将过负荷保护设备切除。（错） 14.电力系统继电保护装置通常应在保护选择性的前提下，使其快速动作。（对） 15.电力系统在不正常工作状态时，继电保护不但发出信号，同时也把不正常工作的设备切除（错）
实验三：常规阻抗继电器特性测试
实验：常规阻抗继电器特性测试 一、实验目的 1、了解阻抗继电器的结构，掌握设置继电器动作定值的方法。 2、掌握阻抗继电器的基本调试和测试方法。 二、实验设备及器材 1、TQXDB-IB 多功能继电保护实验培训系统 2、LZ-21型方向阻抗继电器 三、实验原理 1、LZ-21型方向阻抗继电器工作特性。方向阻抗继电器在保护安装处于正向出口发生金属 抗继电器的死区，阻抗继电器特性如图所示的虚线。为消除死区，LZ-21型方向阻抗继电器通过引入第三相电压，在比较电气量中引入与测量电压m U 同相位的带有记忆作用的极化电压J U 。引入第三相电压后LZ-21型方向阻抗继电器的特性如所示的实线圆。 LZ-21型方向阻抗继电器特性图 LZ-21型方向阻抗继电器YB 整定板及其内部接线示意图 2、LZ-21型方向阻抗继电器整定值的整定和调整。YB I U I set n Z K Z Z ==。阻抗整定值与电抗变压器DKB 的模拟阻抗I Z 和电压变换器变比YB n 有关。 （1）改变模拟阻抗I Z 可以通过改变电流回路的DKB 位置实现（可查阅相关资料）。出厂时，LZ-21阻抗继电器DKB 原方匝数默认为20匝，即模拟阻抗I Z 为2Ω。 （2）改变电压变换器YB 的变比YB n 可以通过在阻抗继电器面板上选择合适的插孔插入螺钉实现。如图所示，YB 副方线圈内部有4段绕组，每段绕组匝数不同，每段绕组必须且仅插入一个螺钉。如果某段绕组不需要选择数值时，将螺杆插入该段绕组的0插孔中。 例如：若要求整定阻抗为set Z =2.01Ω，则 1 I YB set Z n Z ==99.5%，即应设定电压变换器YB 副方线圈匝数为原方匝数的99.5%，应选择80匝、15匝、4匝、0.5匝插孔插入螺钉. 四、实验内容及步骤 1、实验接线。如图所示完成实验接线。