华北电力大学课程-电力系统继电保护黄少锋教课件

第3章

电网的距离保护1第3章

电网的距离保护1一、距离保护基本原理二、阻抗继电器动作特性及其实现方法三、距离保护的整定计算及对距离保护的评价四、距离保护的振荡闭锁五、故障类型判别及故障选相六、距离保护特殊问题的分析七、工频故障分量距离保护2一、距离保护基本原理2第3.1节距离保护基本原理及构成电流保护：反映故障电流大小。简单、经济、工作可靠，但是，受系统运行方式变化的影响较大，难以满足高压和超高压电网快速、有选择性地切除故障的要求。一般适用于35kV及以下电网。因此，还需要研究其他方式的保护，以便克服电流保护的不足。3第3.1节距离保护基本原理及构成电流保护：反映故障电流大小

——过电流保护

——低电压保护

——阻抗（距离）保护——纵联差动保护(高频、微波、光纤)——零序或负序分量保护——瓦斯保护、过热保护等短路的主要特征归纳：1）电流增大2）电压降低3）阻抗减小4）两侧电流大小和相位的差别

5）不对称分量出现6）非电气量4短路的主要特征归纳：4所以，还能反映短路点到保护安装处的距离lm，因此，也称为：距离保护。对于输电线路，由于3.1.1距离保护基本原理与构成利用保护安装处测量电压和测量电流的比值所构成的继电保护方式称为阻抗保护，如果计算出具体的数值，还具有测距的功能。5所以，还能反映短路点到保护安装处的距离lm，因此，依据测量阻抗在不同情况下的“差异”，保护就能够区分出系统是否发生故障，以及故障发生的范围——正向及范围，或反向。正比关系（三个短路点位置的例子）6依据测量阻抗在不同情况下的“差异”，保护就正比关系（距离保护的保护范围和灵敏度受运行方式的影响较小，尤其是距离保护Ⅰ段的保护范围比较稳定，同时，还具备判别短路点方向的功能。

二者几乎反映了同一个性质。

细微的区别：一个侧重保护的范围；另一个侧重具体的测量数值。7距离保护的保护范围和灵敏度受运行方式的影响二者几乎反既然是复数，就可以用极坐标或直角坐标的形式来表示。8既然是复数，就可以用极坐标或直角坐标的形式来表示。8

测量阻抗具有以下的“差异”：1）系统正常运行时9测量阻抗具有以下的“差异”：92）短路时将二者以及其它的阻抗情况用直角坐标系表示出来，并标注出横轴和纵轴的物理含义，于是，出现了R-X复平面，这样，可以更直观地了解测量阻抗与动作范围的关系。102）短路时将二者以及其它的阻抗情况用直角坐标系表示出似乎设计为这样的判别区域11似乎设计为这11似乎设计为这样的判别区域但通常设计为一个“面”的区域12似乎设计为这但通常设计为12因此，通常将阻抗继电器的保护范围扩大为一个面或圆的形式。当测量阻抗落在这个范围内时，阻抗元件动作；否则不动作。这个保护范围的边界叫做：整定阻抗。用下面的符号表示：

设计为一个“面（区域）”的理由考虑到二次侧的测量阻抗受下列因素影响：1）电流、电压互感器误差；2）输电线路阻抗角的角度差；3）过渡电阻的影响等（后面再分析）。13因此，通常将阻抗继电器的保护范围扩大为一个设计为一个3.1.3距离保护的接线方式接线方式——采用何种测量电压和测量电流？

希望或要求：1）能够反映短路点到保护安装处的正序阻抗；2）适合于任何的短路类型。但遗憾的是，到目前为止，还没有一种接线方式能够同时满足上述的2个要求。

同学们可以探索更好的接线方式！！143.1.3距离保护的接线方式14经过分析、研究、比较，目前，常用的接线方式有2种：（1）相间距离0°接线方式。（2）带零序补偿的接地距离0°接线方式。(仍假设:Cosφ=1,即A相电压、电流同相位)15经过分析、研究、比较，目前，常用的接线方式（2）带零经过分析、研究、比较，目前，常用的接线方式有2种：（1）相间距离0°接线方式。（2）带零序补偿的接地距离0°接线方式。(仍假设:Cosφ=1,即A相电压、电流同相位)16经过分析、研究、比较，目前，常用的接线方式（2）带零下面详细分析接线方式的测量情况。从K点“往左侧看”（右侧类似），有：17下面详细分析接线方式的测量情况。从K点“往左侧看”从K点“往左侧看”（右侧类似），有：下面详细分析接线方式的测量情况。左式是一个通用表达式

实际上，正、负、零三序的电压表达式在任何情况下均反映：K点与M点之间的关系18从K点“往左侧看”（右侧类似），有：下面详细分析接由此可以得到：19由此可以得到：192020

实际上，零序补偿系数K代表了多重含义：

——单位长度的参数

——线路全长的参数

K实际上应当是一个平均值，且为可测量的已知数。

21实际上，零序补偿系数K代表了多重含义：——单位长度的参因此，三相的M点与K点在任何情况下的通用表达式为：

,此时要想得到反映短路点K到保护安装处M的正序阻抗Z1，那么，只要进行下面的计算就可以实现：

此式的分析过程还包含了接线方式的产生过程。

带零序补偿的00接线方式

22因此，三相的M点与K点在任何情况下的通用表三相的M点与K点在任何情况下的通用表达式为：

于是，保护的各相测量电压为：

如果分析或计算A相，那么，应当取A相的电气量：

23三相的M点与K点在任何情况下的通用表达式为：于是，三相的M点与K点在任何情况下的通用表达式为：

于是，保护的各相测量电压为：

如果分析或计算AB相，那么，应当取AB相的电气量：

24三相的M点与K点在任何情况下的通用表达式为：于是，下面具体分析各种测量阻抗的情况：

（1）正常运行

绝对值大，角度小（一般小于30度）。

接地阻抗：

相间阻抗：

25下面具体分析各种测量阻抗的情况：（1）正常运行

（2）三相短路（以下分析中，无下标m时，均表示为测量量）

26（2）三相短路26能反映短路点的距离。

27能反映短路点的距离。27

（3）两相相间短路（设BC相）

28（3）两相相间短路（设BC相）2829293030C、A相测量阻抗与B相类似分析，绝对值较大。BC两相相间短路时，接地测量阻抗：

31C、A相测量阻抗与B相类似分析，绝对值较大。BC两

（4）两相接地短路（设BC相）

类似分析，可得：

32（4）两相接地短路（设BC相）32

（5）单相接地短路（设A相）

33（5）单相接地短路（设A相）330°接线方式的测量阻抗归纳：包含非故障相的电气量时，测量阻抗的幅值通常偏大。340°接线方式的测量阻抗归纳：包含非故障相的电气量时，测量3535接地阻抗的0°接线方式相间阻抗的0°接线方式接线方式可以反映的故障类型：阻抗元件为“欠量动作”，故测量阻抗偏大时，影响较小。36接地阻抗的相间阻抗的接线方式可以反映的故障类型：阻抗

顺便说明：在一些特殊情况下，当故障相的测量阻抗动作时，非故障相的测量阻抗（包含非故障相电气量的测量阻抗）有可能也会动作，为此，在单相故障需要仅跳开单一的故障相时，还需要采用选相元件予以辅助确定。37顺便说明：在一些特殊情况下，当故障相的测量阻抗动作时3.1.4距离保护的时限特性与单电源的电流保护类似：三段式配置，时限特性设计方法一致。383.1.4距离保护的时限特性383.1.5距离保护的构成实际的逻辑相当复杂，尤其是振荡闭锁部分。393.1.5距离保护的构成实际的逻辑相当复杂，尤其是振荡闭

3.2阻抗继电器及其动作特性重述一遍：考虑到二次侧的测量阻抗受电流、电压互感器和输电线路阻抗角的角度差等因素影响，因此，通常将阻抗继电器的保护范围扩大为一个面或圆的形式。当测量阻抗落在这个范围内时，阻抗元件动作；否则不动作。这个保护范围的边界叫做：整定阻抗。用下面的符号表示：403.2阻抗继电器及其动作特性40回顾一下动作区域41回顾一下动作区域41在距离保护的各种动作区域中，常用的一种形式是：圆特性。典型的圆特性如下：方向特性整定阻抗是圆的直径（绝对值最大——保护范围最大）大部分设计为圆内动作希望：线路阻抗角等于最大灵敏角。42在距离保护的各种动作区域中，常用的一种形式是：圆特性在距离保护的各种动作区域中，常用的一种形式是：圆特性。典型的圆特性如下：方向圆特性可以判断：短路范围和方向。但是，出口短路时需要“记忆”。这是最常用特性之一。方向特性43在距离保护的各种动作区域中，常用的一种形式是：圆特性偏移特性可以判断：短路范围，没有出口死区。但是，反方向出口短路会误动。

通常应用于断路器合闸时。偏移特性44偏移特性可以判断：短路范围，没有出口死区。偏移特性44全阻抗特性可以判断：短路范围。但是，没有方向性。

较少采用。没有最大灵敏角的概念。全阻抗特性45全阻抗特性可以判断：短路范围。全阻抗特性45各种圆特性的动作方程一、幅值比较动作方程要点：圆周上任何一点到圆心的距离均等于半径。于是有：或（直角坐标系）（极坐标系）46各种圆特性的动作方程或（直角坐标系）（极坐标系）46以偏移阻抗特性为例。2）再求圆心相量1）圆的半径47以偏移阻抗特性为例。2）再求圆心相量1）圆的半径47的幅值比较动作方程：48的幅值比较动作方程：48当α=0时，就是方向圆的幅值动作方程，即：当α=1时,就是全阻抗圆的幅值动作方程，即：偏移特性的幅值比较动作方程：49当α=0时，就是方向圆的幅值动作方程，即：当α=1二、相位比较动作方程要点：圆周上任何一点到直径两端点之间的

夹角均等于90º

。50二、相位比较动作方程50二、相位比较动作方程

圆周上任何一点到直径两端点之间的夹角均等于90º

。51二、相位比较动作方程51考虑测量阻抗落在另一半的圆周时52考虑测量阻抗落在另一半的圆周时52考虑测量阻抗落在另一半的圆周时53考虑测量阻抗落在另一半的圆周时53归纳，并确定动作范围。54归纳，并确定动作范围。54因此，考虑圆周和圆内为动作区域之后，偏移阻抗特性的相位比较动作方程为：同样，有：（1）当α=0时，就是方向圆的相位比较方程。（2）当α=1时，就是全阻抗圆的相位比较方程。55因此，考虑圆周和圆内为动作区域之后，偏移阻抗特性的相位比整定阻抗不是圆的直径时，有：整定阻抗是圆的直径时，有：56整定阻抗不是圆的直径时，有：整定阻抗是圆的直径时，有5757按照上述思路，可以得到任意圆特性的幅值比较和相位比较的动作方程。微机保护中，较多采用幅值比较的方法。还可以采用阻抗的幅值比较方法实现功率方向的直线特性，如下图。58按照上述思路，可以得到任意圆特性的幅值比较和相位比较红线以下为动作区域时，“≥或≤”依据Zm落在动作区域时，谁大谁小确定！59红线以下为动作区域时，“≥或≤”依据Zm落在动作区域时，谁大此方法还可以应用于电流保护的功率方向元件中。60此方法还可以应用于电流保护的功率方向元件中。60回顾一下功率方向元件：动作方程用“阻抗”表示时，有：上述的分析方法还可以应用于电流保护中的功率方向元件。61回顾一下功率方向元件：动作方程用“阻抗”表示时，有功率方向元件动作区域的拓展：（非±900的动作区域）动作区域动作区域62功率方向元件动作区域的拓展：动作区域动作区域62另外，两个或多个的园特性还可以构成“与”、“或”的关系，组合出其它特性。橄榄型特性苹果型特性（两圆“与”）（两圆“或”）63另外，两个或多个的园特性还可以构成“与”、“或”的关还有如下的特性：提高Zset定值（保证灵敏度），另外，加电阻线来防止负荷情况下的误动。64还有如下的特性：提高Zset定值（保证灵敏度

多边形特性——常用特性之一（淡化了最大灵敏角的概念）与园特性比较，多边形特性的保护范围、耐过渡电阻能力容易兼顾。65多边形特性——常用特性之一与园特性比较，多边3.3阻抗元件的实现方法

663.3阻抗元件的实现方法66一、微机距离保护中幅值比较的实现在《微机保护基础》课程中，将介绍：来自TV的测量电压和来自TA的测量电流，通过各自的模拟量输入回路，经过低通滤波、采样保持、A/D转换后变为相应的数字量，然后采用一定的数字滤波算法，计算得到相应的相量。当然，测量电压、测量电流应当与接线方式对应。67一、微机距离保护中幅值比较的实现在《微机保护基础》课程中（同乘以）68（同乘以）68

所以，利用测量阻抗中的电抗分量，还可以实现故障距离的测量（测距），即：代入通用表达式：或：1、园特性

对于架空输电线路，存在：69所以，利用测量阻抗中的电抗分量，还可以实现故障距离的测量考虑误差2、多边形特性70考虑误差2、多边形特性70二、阻抗继电器的精确工作电压与精确工作电流非计算机构成的阻抗继电器，都需要克服一个动作门槛，而计算机实现的方式也会由于下面的情况造成测量误差（以电抗为例）。由于电流测量有误差（相对、绝对误差），导致出现：71二、阻抗继电器的精确工作电压与精确工作电流由于电流测量有当电流很小时，△会极大地影响了电抗的测量（上式还应当考虑对分子的影响）。因此，都需要限定一个最小的测量电流——称为最小精确工作电流，简称精工电流。继电保护允许的最大误差10%电流工作的范围72当电流很小时，△会极大地影响了电抗的测量（上式还应当考虑在微机保护中，影响最小精确工作电流、最大精确工作电流的主要原因：：变换器的传变特性、A/D的位数及其量化误差、噪声、计算过程的有效位数等。：变换器的饱和特性影响等。《线路保护设计规范》（2007年发布）的要求：在（0.05～20）IN或者（0.1～40）IN时测量误差不大于5％。73在微机保护中，影响最小精确工作电流、最大精确工作电流的主动作阻抗——实际的动作边界测量阻抗——接线方式的计算值几个阻抗术语的区别整定阻抗——用于确定希望

构成的动作区域74动作阻抗——实际的动作测量阻抗——接线方式的计算值理论上，当计算量都是故障的电气量时，有：这是一个理想的、纯工频稳态量的情况。实际上，暂态的成分是十分复杂的，存在谐波、非周期分量、计算误差等因素的影响，因此，测量有误差。75理论上，当计算量都是故障的电气量时，有：这是一个理想的、为此，规定：整定值处的允许装置误差为±5%！——5%称为暂态超越范围可动，可不动(限定误差)！76为此，规定：整定值处的允许装置误差为±5%！——5%动作速度的考核标准规定：高压线路无延时保护的动作速度——>不大于30ms77动作速度的考核标准规定：77设相位比较方程为：幅值比较方程、相位比较方程之间的相互转换

设幅值比较方程为：78设相位比较方程为：幅值比较方程、相位比较方程之间的相互转换设相位比较方程为：幅值比较方程、相位比较方程之间的相互转换

设幅值比较方程为：合并±90度的角度比较后，有：动作量

制动量

两种方程的边界是一致的。

79设相位比较方程为：幅值比较方程、相位比较方程之间的相互转换设相位比较方程为：设幅值比较方程为：80设相位比较方程为：设幅值比较方程为：80设相位比较方程为：设幅值比较方程为：81设相位比较方程为：设幅值比较方程为：81设相位比较方程为：设幅值比较方程为：82设相位比较方程为：设幅值比较方程为：82设相位比较方程为：83设相位比较方程为：83综合上述分析，可知：因此，若取：则幅值比较方程与相位比较方程是一致的。84综合上述分析，可知：因此，若取：则幅值比较方程与相位比较同样，若已知幅值比较方程为：可得：二者存在互换关系

85同样，若已知幅值比较方程为：可得：二者存在互换关系85二者之间的互换关系可以归纳为：及在第一章的电流方向保护中，功率方向元件的幅值比较、相位比较的转换关系与此类似。学习距离保护之后，再回头去理解功率方向元件，就更容易理解，也更巩固了。86二者之间的互换关系可以归纳为：及在第一章的电流方向保护中三、整流型距离保护中幅值比较的实现

以方向阻抗特性为例，动作方程为：同乘以后，得到电压量的比较方程：87三、整流型距离保护中幅值比较的实现同乘以后，得到电压量方向阻抗继电器(圆)的电压形成回路(非微机)

(降低电压)(形成电压量，便于连接)88方向阻抗继电器(圆)的电压形成回路(非微机)(降低电压)(方向阻抗继电器(圆)的电压形成回路(非微机)

电压形式：电压量的构造三个电压量89方向阻抗继电器(圆)的电压形成回路(非微机)电压形式：电压方向阻抗继电器(圆)的电压形成回路(非微机)

电压形式：90方向阻抗继电器(圆)的电压形成回路(非微机)电压形式：90方向阻抗继电器(圆)的电压形成回路(非微机)

电压形式：电压量的构造三个电压量91方向阻抗继电器(圆)的电压形成回路(非微机)电压形式：电压方向阻抗继电器(圆)的电压形成回路(非微机)

电压形式：电气的连接92方向阻抗继电器(圆)的电压形成回路(非微机)电压形式：电气方向阻抗继电器(圆)的电压形成回路(非微机)

电压形式：调整阻抗角93方向阻抗继电器(圆)的电压形成回路(非微机)电压形式：调整方向阻抗继电器(圆)的电压形成回路(非微机)

电压形式：如何判断动作？——>利用带极性的继电器比较两侧的大小比较绝对值大小的电路94方向阻抗继电器(圆)的电压形成回路(非微机)电压形式：如何第3章

电网的距离保护95第3章

电网的距离保护1一、距离保护基本原理二、阻抗继电器动作特性及其实现方法三、距离保护的整定计算及对距离保护的评价四、距离保护的振荡闭锁五、故障类型判别及故障选相六、距离保护特殊问题的分析七、工频故障分量距离保护96一、距离保护基本原理2第3.1节距离保护基本原理及构成电流保护：反映故障电流大小。简单、经济、工作可靠，但是，受系统运行方式变化的影响较大，难以满足高压和超高压电网快速、有选择性地切除故障的要求。一般适用于35kV及以下电网。因此，还需要研究其他方式的保护，以便克服电流保护的不足。97第3.1节距离保护基本原理及构成电流保护：反映故障电流大小

——过电流保护

——低电压保护

——阻抗（距离）保护——纵联差动保护(高频、微波、光纤)——零序或负序分量保护——瓦斯保护、过热保护等短路的主要特征归纳：1）电流增大2）电压降低3）阻抗减小4）两侧电流大小和相位的差别

5）不对称分量出现6）非电气量98短路的主要特征归纳：4所以，还能反映短路点到保护安装处的距离lm，因此，也称为：距离保护。对于输电线路，由于3.1.1距离保护基本原理与构成利用保护安装处测量电压和测量电流的比值所构成的继电保护方式称为阻抗保护，如果计算出具体的数值，还具有测距的功能。99所以，还能反映短路点到保护安装处的距离lm，因此，依据测量阻抗在不同情况下的“差异”，保护就能够区分出系统是否发生故障，以及故障发生的范围——正向及范围，或反向。正比关系（三个短路点位置的例子）100依据测量阻抗在不同情况下的“差异”，保护就正比关系（距离保护的保护范围和灵敏度受运行方式的影响较小，尤其是距离保护Ⅰ段的保护范围比较稳定，同时，还具备判别短路点方向的功能。

二者几乎反映了同一个性质。

细微的区别：一个侧重保护的范围；另一个侧重具体的测量数值。101距离保护的保护范围和灵敏度受运行方式的影响二者几乎反既然是复数，就可以用极坐标或直角坐标的形式来表示。102既然是复数，就可以用极坐标或直角坐标的形式来表示。8

测量阻抗具有以下的“差异”：1）系统正常运行时103测量阻抗具有以下的“差异”：92）短路时将二者以及其它的阻抗情况用直角坐标系表示出来，并标注出横轴和纵轴的物理含义，于是，出现了R-X复平面，这样，可以更直观地了解测量阻抗与动作范围的关系。1042）短路时将二者以及其它的阻抗情况用直角坐标系表示出似乎设计为这样的判别区域105似乎设计为这11似乎设计为这样的判别区域但通常设计为一个“面”的区域106似乎设计为这但通常设计为12因此，通常将阻抗继电器的保护范围扩大为一个面或圆的形式。当测量阻抗落在这个范围内时，阻抗元件动作；否则不动作。这个保护范围的边界叫做：整定阻抗。用下面的符号表示：

设计为一个“面（区域）”的理由考虑到二次侧的测量阻抗受下列因素影响：1）电流、电压互感器误差；2）输电线路阻抗角的角度差；3）过渡电阻的影响等（后面再分析）。107因此，通常将阻抗继电器的保护范围扩大为一个设计为一个3.1.3距离保护的接线方式接线方式——采用何种测量电压和测量电流？

希望或要求：1）能够反映短路点到保护安装处的正序阻抗；2）适合于任何的短路类型。但遗憾的是，到目前为止，还没有一种接线方式能够同时满足上述的2个要求。

同学们可以探索更好的接线方式！！1083.1.3距离保护的接线方式14经过分析、研究、比较，目前，常用的接线方式有2种：（1）相间距离0°接线方式。（2）带零序补偿的接地距离0°接线方式。(仍假设:Cosφ=1,即A相电压、电流同相位)109经过分析、研究、比较，目前，常用的接线方式（2）带零经过分析、研究、比较，目前，常用的接线方式有2种：（1）相间距离0°接线方式。（2）带零序补偿的接地距离0°接线方式。(仍假设:Cosφ=1,即A相电压、电流同相位)110经过分析、研究、比较，目前，常用的接线方式（2）带零下面详细分析接线方式的测量情况。从K点“往左侧看”（右侧类似），有：111下面详细分析接线方式的测量情况。从K点“往左侧看”从K点“往左侧看”（右侧类似），有：下面详细分析接线方式的测量情况。左式是一个通用表达式

实际上，正、负、零三序的电压表达式在任何情况下均反映：K点与M点之间的关系112从K点“往左侧看”（右侧类似），有：下面详细分析接由此可以得到：113由此可以得到：1911420

实际上，零序补偿系数K代表了多重含义：

——单位长度的参数

——线路全长的参数

K实际上应当是一个平均值，且为可测量的已知数。

115实际上，零序补偿系数K代表了多重含义：——单位长度的参因此，三相的M点与K点在任何情况下的通用表达式为：

,此时要想得到反映短路点K到保护安装处M的正序阻抗Z1，那么，只要进行下面的计算就可以实现：

此式的分析过程还包含了接线方式的产生过程。

带零序补偿的00接线方式

116因此，三相的M点与K点在任何情况下的通用表三相的M点与K点在任何情况下的通用表达式为：

于是，保护的各相测量电压为：

如果分析或计算A相，那么，应当取A相的电气量：

117三相的M点与K点在任何情况下的通用表达式为：于是，三相的M点与K点在任何情况下的通用表达式为：

于是，保护的各相测量电压为：

如果分析或计算AB相，那么，应当取AB相的电气量：

118三相的M点与K点在任何情况下的通用表达式为：于是，下面具体分析各种测量阻抗的情况：

（1）正常运行

绝对值大，角度小（一般小于30度）。

接地阻抗：

相间阻抗：

119下面具体分析各种测量阻抗的情况：（1）正常运行

（2）三相短路（以下分析中，无下标m时，均表示为测量量）

120（2）三相短路26能反映短路点的距离。

121能反映短路点的距离。27

（3）两相相间短路（设BC相）

122（3）两相相间短路（设BC相）281232912430C、A相测量阻抗与B相类似分析，绝对值较大。BC两相相间短路时，接地测量阻抗：

125C、A相测量阻抗与B相类似分析，绝对值较大。BC两

（4）两相接地短路（设BC相）

类似分析，可得：

126（4）两相接地短路（设BC相）32

（5）单相接地短路（设A相）

127（5）单相接地短路（设A相）330°接线方式的测量阻抗归纳：包含非故障相的电气量时，测量阻抗的幅值通常偏大。1280°接线方式的测量阻抗归纳：包含非故障相的电气量时，测量12935接地阻抗的0°接线方式相间阻抗的0°接线方式接线方式可以反映的故障类型：阻抗元件为“欠量动作”，故测量阻抗偏大时，影响较小。130接地阻抗的相间阻抗的接线方式可以反映的故障类型：阻抗

顺便说明：在一些特殊情况下，当故障相的测量阻抗动作时，非故障相的测量阻抗（包含非故障相电气量的测量阻抗）有可能也会动作，为此，在单相故障需要仅跳开单一的故障相时，还需要采用选相元件予以辅助确定。131顺便说明：在一些特殊情况下，当故障相的测量阻抗动作时3.1.4距离保护的时限特性与单电源的电流保护类似：三段式配置，时限特性设计方法一致。1323.1.4距离保护的时限特性383.1.5距离保护的构成实际的逻辑相当复杂，尤其是振荡闭锁部分。1333.1.5距离保护的构成实际的逻辑相当复杂，尤其是振荡闭

3.2阻抗继电器及其动作特性重述一遍：考虑到二次侧的测量阻抗受电流、电压互感器和输电线路阻抗角的角度差等因素影响，因此，通常将阻抗继电器的保护范围扩大为一个面或圆的形式。当测量阻抗落在这个范围内时，阻抗元件动作；否则不动作。这个保护范围的边界叫做：整定阻抗。用下面的符号表示：1343.2阻抗继电器及其动作特性40回顾一下动作区域135回顾一下动作区域41在距离保护的各种动作区域中，常用的一种形式是：圆特性。典型的圆特性如下：方向特性整定阻抗是圆的直径（绝对值最大——保护范围最大）大部分设计为圆内动作希望：线路阻抗角等于最大灵敏角。136在距离保护的各种动作区域中，常用的一种形式是：圆特性在距离保护的各种动作区域中，常用的一种形式是：圆特性。典型的圆特性如下：方向圆特性可以判断：短路范围和方向。但是，出口短路时需要“记忆”。这是最常用特性之一。方向特性137在距离保护的各种动作区域中，常用的一种形式是：圆特性偏移特性可以判断：短路范围，没有出口死区。但是，反方向出口短路会误动。

通常应用于断路器合闸时。偏移特性138偏移特性可以判断：短路范围，没有出口死区。偏移特性44全阻抗特性可以判断：短路范围。但是，没有方向性。

较少采用。没有最大灵敏角的概念。全阻抗特性139全阻抗特性可以判断：短路范围。全阻抗特性45各种圆特性的动作方程一、幅值比较动作方程要点：圆周上任何一点到圆心的距离均等于半径。于是有：或（直角坐标系）（极坐标系）140各种圆特性的动作方程或（直角坐标系）（极坐标系）46以偏移阻抗特性为例。2）再求圆心相量1）圆的半径141以偏移阻抗特性为例。2）再求圆心相量1）圆的半径47的幅值比较动作方程：142的幅值比较动作方程：48当α=0时，就是方向圆的幅值动作方程，即：当α=1时,就是全阻抗圆的幅值动作方程，即：偏移特性的幅值比较动作方程：143当α=0时，就是方向圆的幅值动作方程，即：当α=1二、相位比较动作方程要点：圆周上任何一点到直径两端点之间的

夹角均等于90º

。144二、相位比较动作方程50二、相位比较动作方程

圆周上任何一点到直径两端点之间的夹角均等于90º

。145二、相位比较动作方程51考虑测量阻抗落在另一半的圆周时146考虑测量阻抗落在另一半的圆周时52考虑测量阻抗落在另一半的圆周时147考虑测量阻抗落在另一半的圆周时53归纳，并确定动作范围。148归纳，并确定动作范围。54因此，考虑圆周和圆内为动作区域之后，偏移阻抗特性的相位比较动作方程为：同样，有：（1）当α=0时，就是方向圆的相位比较方程。（2）当α=1时，就是全阻抗圆的相位比较方程。149因此，考虑圆周和圆内为动作区域之后，偏移阻抗特性的相位比整定阻抗不是圆的直径时，有：整定阻抗是圆的直径时，有：150整定阻抗不是圆的直径时，有：整定阻抗是圆的直径时，有15157按照上述思路，可以得到任意圆特性的幅值比较和相位比较的动作方程。微机保护中，较多采用幅值比较的方法。还可以采用阻抗的幅值比较方法实现功率方向的直线特性，如下图。152按照上述思路，可以得到任意圆特性的幅值比较和相位比较红线以下为动作区域时，“≥或≤”依据Zm落在动作区域时，谁大谁小确定！153红线以下为动作区域时，“≥或≤”依据Zm落在动作区域时，谁大此方法还可以应用于电流保护的功率方向元件中。154此方法还可以应用于电流保护的功率方向元件中。60回顾一下功率方向元件：动作方程用“阻抗”表示时，有：上述的分析方法还可以应用于电流保护中的功率方向元件。155回顾一下功率方向元件：动作方程用“阻抗”表示时，有功率方向元件动作区域的拓展：（非±900的动作区域）动作区域动作区域156功率方向元件动作区域的拓展：动作区域动作区域62另外，两个或多个的园特性还可以构成“与”、“或”的关系，组合出其它特性。橄榄型特性苹果型特性（两圆“与”）（两圆“或”）157另外，两个或多个的园特性还可以构成“与”、“或”的关还有如下的特性：提高Zset定值（保证灵敏度），另外，加电阻线来防止负荷情况下的误动。158还有如下的特性：提高Zset定值（保证灵敏度

多边形特性——常用特性之一（淡化了最大灵敏角的概念）与园特性比较，多边形特性的保护范围、耐过渡电阻能力容易兼顾。159多边形特性——常用特性之一与园特性比较，多边3.3阻抗元件的实现方法

1603.3阻抗元件的实现方法66一、微机距离保护中幅值比较的实现在《微机保护基础》课程中，将介绍：来自TV的测量电压和来自TA的测量电流，通过各自的模拟量输入回路，经过低通滤波、采样保持、A/D转换后变为相应的数字量，然后采用一定的数字滤波算法，计算得到相应的相量。当然，测量电压、测量电流应当与接线方式对应。161一、微机距离保护中幅值比较的实现在《微机保护基础》课程中（同乘以）162（同乘以）68

所以，利用测量阻抗中的电抗分量，还可以实现故障距离的测量（测距），即：代入通用表达式：或：1、园特性

对于架空输电线路，存在：163所以，利用测量阻抗中的电抗分量，还可以实现故障距离的测量考虑误差2、多边形特性164考虑误差2、多边形特性70二、阻抗继电器的精确工作电压与精确工作电流非计算机构成的阻抗继电器，都需要克服一个动作门槛，而计算机实现的方式也会由于下面的情况造成测量误差（以电抗为例）。由于电流测量有误差（相对、绝对误差），导致出现：165二、阻抗继电器的精确工作电压与精确工作电流由于电流测量有当电流很小时，△会极大地影响了电抗的测量（上式还应当考虑对分子的影响）。因此，都需要限定一个最小的测量电流——称为最小精确工作电流，简称精工电流。继电保护允许的最大误差10%电流工作的范围166当电流很小时，△会极大地影响了电抗的测量（上式还应当考虑在微机保护中，影响最小精确工作电流、最大精确工作电流的主要原因：：变换器的传变特性、A/D的位数及其量化误差、噪声、计算过程的有效位数等。：变换器的饱和特性影响等。《线路保护设计规范》（2007年发布）的要求：在（0.05～20）IN或者（0.1～40）IN时测量误差不大于5％。167在微机保护中，影响最小精确工作电流、最大精确工作电流的主动作阻抗——实际的动作