【正文】 （a） 偏移圓阻抗特性；（b） 方向圓阻抗特性；（c） 全阻抗圓特性；（d）“8”字形特性； （e）四邊形特性 畫圖并解釋偏移特性阻抗繼電器的測量阻抗、整定阻抗和動作阻抗的含義。對于偏移特性的阻抗繼電器而言，整定阻抗有兩個，即正方向整定阻抗和反方向整定阻抗，它們均是根據(jù)被保護(hù)電力系統(tǒng)的具體情況而設(shè)定的常數(shù)，不隨故障情況的變化而變化。圖33 偏移阻抗特性圓，為什么通常選定線路阻抗角為最大靈敏角？答：當(dāng)測量阻抗Zm的阻抗角與正向整定阻抗Zset1的阻抗角相等時(shí)，阻抗繼電器的動作阻抗最大，正好等于Zset1,即Zop=Zset1,此時(shí)繼電器最為靈敏，所以Zset1的阻抗角又稱為最靈敏角?？梢缘贸鏊膫€量之間關(guān)系為 特性經(jīng)過原點(diǎn)的方向阻抗繼電器有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？畫出相間距離和接地距離繼電器絕對值比較動作回路、相位比較動作回路的交流接線圖。 什么是距離繼電器的參考電壓？其工作電壓作用是什么？選擇參考電壓的原則是什么？答：在相位比較的距離繼電器中，用作相位比較的電壓稱為參考電壓，也叫做極化電壓，例如在相位比較式中，用電壓判斷相位是否符合方程式，所以就稱為參考電壓和極化電壓。所有記憶回路產(chǎn)生的僅在故障剛剛發(fā)生、記憶尚未消失時(shí)是成立的，因此稱之為處態(tài)特性；②數(shù)字式保護(hù)中，記憶電壓就是存放在存儲器中的故障前電壓的采樣值，雖然不存在衰減問題，但故障發(fā)生一定時(shí)間后，電源的電動勢發(fā)生變化，將不再等于故障前的記憶電壓，在用故障前的記憶電壓作為參考電壓，特性也將會發(fā)生變化。在數(shù)字式保護(hù)中，一般用相位比較方式實(shí)現(xiàn)，主要原因是相位比較方式實(shí)現(xiàn)較為簡單。當(dāng)測量電流很大時(shí)，由于互感器飽和、處理電路飽和、測量誤差加大等因素的影響，繼電器的動作阻抗也會減小，稱為最大精確工作電流。 圖37所示系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)以發(fā)電機(jī)變壓器方式接入系統(tǒng)，最大開機(jī)方式為4臺全開，最小開機(jī)方式為兩側(cè)各開1臺，變壓器T5和T6可能2臺也可能1臺運(yùn)行。變壓器均裝有快速差動保護(hù)。圖38 保護(hù)1~4距離Ⅰ段的動作特性（3）分別求出保護(hù)4接地距離保護(hù)的最大、最小分支系數(shù)。3）動作時(shí)限：與相鄰保護(hù)3 的Ⅱ段配合，有=+=1s，它能同時(shí)滿足與相鄰線路保護(hù)以及相鄰變壓器保護(hù)配合的要求。保護(hù)4距離Ⅱ段的整定：1）整定阻抗：按下面兩個條件選擇。利用（3）中求靈敏系數(shù)的結(jié)論，只要令,即可，所以有當(dāng)、分別取最小值，而、分別取最大值時(shí)，就取最大值，即當(dāng)=，=20，=20，=30，=30時(shí)，有=，=24，=②相鄰變壓器靈敏系數(shù)校驗(yàn)，此時(shí) =，=20= 所以靈敏度校驗(yàn)要求。答：當(dāng) AB線路中點(diǎn)處發(fā)生B、C兩相短路接地時(shí)，接地保護(hù)中：B相、C相的接地距離保護(hù)的測量元件動作；相間距離保護(hù)中，B、C相間距離保護(hù)的測量元件動作。（7）假定各保護(hù)回路正確動作的概率為90%，在（5）的短路條件下，全系統(tǒng)中斷路器不被錯誤切除任意一個的概率是多少？體會保護(hù)動作可靠性應(yīng)要求到多高？答：假定保護(hù)1在發(fā)電廠側(cè)還有1套遠(yuǎn)后備保護(hù)，則線路AB中點(diǎn)短路后應(yīng)該有4個斷路器的跳閘回路被4套保護(hù)啟動，如果各保護(hù)回路正確動作的概率只有90%，則全系統(tǒng)中不被錯誤切除任意一個斷路器的概率是P==。答：在整定值相同的情況下，橄欖特性、方向圓特性、蘋果特性、全阻抗圓特性分別如圖310中的4所示。范圍內(nèi)作周期性變化，從而使系統(tǒng)中各點(diǎn)的電壓、線路電流、距離保護(hù)的測量阻抗也都呈現(xiàn)周期性變化。若在開放的時(shí)間內(nèi)，阻抗繼電器動作，說明故障點(diǎn)位于阻抗繼電器的動作范圍之內(nèi)，將故障線路跳開；若在開放的時(shí)間內(nèi)阻抗繼電器未動作，則說明故障不在保護(hù)區(qū)內(nèi)，重新將保護(hù)閉鎖。=15，=30，=24， =32，=，系統(tǒng)最短振蕩周期T=。（3） 不需要，線路BC、CD、DE都是單端電源，在保護(hù)處所得出來的測量阻抗不受振蕩的影響。2arctan≈242176。若振蕩為勻速振蕩，在最短振蕩周期的情況下，停留在動作區(qū)域的時(shí)間為=，小于Ⅱ。圖313 振蕩對距離保護(hù)的影響 在單側(cè)電源線路上，過度電阻對距離保護(hù)的影響是什么？答：如圖315（a）所示，在沒有助增和外汲的單側(cè)電源線路上，過度電阻中的短路電流與保護(hù)安裝處的電流為一個店里，此時(shí)保護(hù)安裝處測量電壓和測量電流的關(guān)系可以表示為 即 如圖315（b）所示，Rg（過度電阻）的存在總是使繼電器的測量阻抗值增大，阻抗角變小，保護(hù)范圍縮短。這樣，在兩側(cè)系阻抗的阻抗角相同的情況下，的相位將超前，從而將具有負(fù)的阻抗角，即表現(xiàn)為容性的阻抗，它的存在有可能使總得測量阻抗變小。的范圍內(nèi)變化，如圖316（b）所示。答：由已知得 =24，=32，又有 ， （為故障點(diǎn)電壓），（1） 超前相位角0176。時(shí)，有 ，而 故得 ===（20+15）+（）15== 如圖（b）所示，176。這種因過渡電阻的存在而導(dǎo)致保護(hù)測量阻抗變小，進(jìn)一步引起保護(hù)誤動作的現(xiàn)象，稱為距離保護(hù)的穩(wěn)態(tài)超越?？朔簯B(tài)超越影響的措施如下：（1）清除衰減直流分量影響的直流措施，主要由兩種方法，第一種方法就是采用不受其影響的算法，如解微分方程算法等基于瞬間值模型的算法；第二種方法是采用各種濾波衰減直流分量的算法，到目前為止，數(shù)據(jù)窗短、運(yùn)算量小的算法尚在研究中。 用故障分量構(gòu)成繼電保護(hù)有什么有點(diǎn)？答：工頻故障分量的距離保護(hù)具有如下幾個特點(diǎn)。系統(tǒng)故障時(shí)，相當(dāng)于系統(tǒng)故障附加狀態(tài)突然接入，這時(shí)出現(xiàn)和的電壓、電流故障分量；在和中，既包括了系統(tǒng)短路引起的工頻的電流電壓的變化分量，還包括短路引起的故障暫態(tài)分量；我們稱工頻電壓、電流的變化量為工頻故障分量。（2） 繼電器僅反應(yīng)故障分量的工頻穩(wěn)態(tài)量，不反應(yīng)其暫態(tài)的分量，動作性能較為穩(wěn)定；（3）繼電器的動作判據(jù)簡單，因而實(shí)現(xiàn)方便，動作速度較快；（4）具有明確的方向性，因而既可以作為距離元件，又可作為方向元件使用；（5）繼電器本身具有較好的選相能力。 串聯(lián)補(bǔ)償電容器對距離保護(hù)的正確工作有什么影響？如何克服這些影響？答：在串補(bǔ)電容前和串補(bǔ)電容后發(fā)生短路時(shí)，短路阻抗將會發(fā)生突變，短路阻抗與短路距離的線性關(guān)系被破壞，將使距離保護(hù)無法正確測量故障距離。 什么是距離保護(hù)的暫態(tài)超越？克服暫態(tài)超越影響的措施有哪些？答:在線路發(fā)生短路時(shí)，由于各種原因，會使得保護(hù)感受到的阻抗值比實(shí)際路線的短路阻抗小，使得下一線路出口短路（即區(qū)外故障）時(shí)，保護(hù)出現(xiàn)非選擇性動作，即所謂超越。 什么是距離保護(hù)的穩(wěn)態(tài)超越？克服穩(wěn)態(tài)超越影響的措施有哪些？答：穩(wěn)態(tài)超越是指在區(qū)外故障期間測量阻抗穩(wěn)定地落入動作區(qū)的動作現(xiàn)象。上，Ⅱ段的邊界值為=測量阻抗將落在保護(hù)6的Ⅰ、Ⅱ段動作特性圓的圓外，所以保護(hù)6 Ⅰ、Ⅱ段都不的動作。、30176。在系統(tǒng)振蕩加故障的情況下，與之間的相位差可能在0176。 圖315（a） 單側(cè)電源系統(tǒng)示意圖 （b）對不同安裝地點(diǎn)的距離保護(hù)的影響 在雙側(cè)電源的線路上，保護(hù)測量到的過度電阻為什么會呈容性或感性？答：以圖316（a）所示的沒有助增和外汲雙側(cè)電源線路為例，保護(hù)安裝處測量電壓和測量電流的關(guān)系表示為 ，即 ，對測量阻抗的影響，取決于對側(cè)電源提供的短路電流大小即、之間的相位關(guān)系，楊浦可能使測量阻抗的實(shí)部增大，也有可能使之減小。但是，如果振蕩周期加長，測量阻抗停留在動作區(qū)域之內(nèi)的時(shí)間也將會加長，Ⅱ段將由可能誤動，允許最長的振蕩周期為T=≈，Ⅱ段別后悔誤動，超過時(shí)可能誤動。118176。系統(tǒng)振蕩時(shí)測量阻抗變化軌跡OO’是G1G2的垂直平分線，=32，所以動作特性的半徑為16，這樣使測量阻抗進(jìn)入動作的角度為=2arctan≈118176。（3）線路BC、CD、DE的保護(hù)是否需要加裝振蕩閉鎖，為什么？（4）保護(hù)6的Ⅱ段采用方向圓阻抗特性，是否需要裝振蕩閉鎖？答：（1）在系統(tǒng)各部分的阻抗角都相等的情況下，振蕩中心的位置就在阻抗中心處，則有 =（15+15+30）=30 即在AB線路的中點(diǎn)。 系統(tǒng)如圖312所示，母線C、D、E均為單側(cè)電源。？開放時(shí)間選擇的原則是什么？答：利用電流的負(fù)序、零序分量或突變量，實(shí)現(xiàn)振蕩閉鎖。 圖310 四種阻抗特性圖？振蕩時(shí)電壓、電流有什么特點(diǎn)？阻抗繼電器的測量阻抗如何變化？答：電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)失去同步的現(xiàn)象，稱為電力系統(tǒng)的振蕩；電力系統(tǒng)振蕩時(shí)，系統(tǒng)兩側(cè)等效電動勢間的夾角δ在0176。類似地圖39（a）中，在母線B上未接分支的情況下，此時(shí)k點(diǎn)短路時(shí)，A處阻抗繼電器KZ1測量到的阻抗為 在母線B接上分支后，k點(diǎn)短路時(shí)，A處阻抗繼電器KZ1測量到的阻抗為即在相位與相差不大的情況下，分支的存在將使A處感受到的測量阻抗變小，這種使測量阻抗變大的分支就成為外汲分支，對應(yīng)的電流稱為外汲電流。（6）短路條件同（5），若保護(hù)1的接地距離Ⅰ段拒動、保護(hù)2處斷路器拒動，哪些保護(hù)以時(shí)間跳開何斷路器將短路切除。（5）當(dāng)AB線路中點(diǎn)處發(fā)生BC兩相短路接地時(shí)，那個地方哪些測量元件動作，請逐一列出。3）動作時(shí)限：與相鄰保護(hù)2 的Ⅰ段配合，有=+=1s，它能同時(shí)滿足與相鄰線路保護(hù)以及相鄰變壓器保護(hù)配合的要求。利用（3）中求靈敏系數(shù)的結(jié)論，只要令,即可，所以有當(dāng)、分別取最小值，而、分別取最大值時(shí)，就取最大值，即當(dāng)=10，=20，=25，=30，=30時(shí)，有=，=16，=②相鄰變壓器靈敏系數(shù)校驗(yàn)，此時(shí) =，=20= 所以靈敏度校驗(yàn)要求。答：保護(hù)1距離Ⅱ段的整定：1）整定阻抗：按下面兩個條件選擇。（2）整定保護(hù)1~4的距離Ⅰ段，并按照你選定的動作特性，在一個阻抗復(fù)平面上畫出各保護(hù)的的動作區(qū)域。=300A，負(fù)荷功率因數(shù)角為30176。最小精工電流與整定阻抗值的乘積，稱為阻抗繼電器的最小精工電壓。？測量電流或電壓小于最小精工電流或電壓時(shí)會出現(xiàn)什么問題？答：通常情況下，在阻抗繼電器的最靈敏角方向上，繼電器的動作阻抗就等于其整定阻抗，即Zop=Zset。 用相位比較方法實(shí)現(xiàn)距離繼電器有何優(yōu)點(diǎn)，以余弦比相公式為例說明之。 以記憶電壓為參考電壓的距離繼電器有什么特點(diǎn)？其初態(tài)特征與穩(wěn)態(tài)特征有何差別？答：以記憶電壓為參考電壓的距離繼電器可消除所有故障的死區(qū)，尤其是克服出口三相對稱短路時(shí)三相電壓都降為零而失去比較依據(jù)的不足；但其動作特性不能長期保持。其主要缺點(diǎn)是動作特性經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，在正向出口或反向出口短路時(shí)，測量阻抗的阻抗值都很小，都會落在坐標(biāo)原點(diǎn)附近，正好處于阻抗元件臨界動作的邊沿上，有可能出現(xiàn)正向出口短路時(shí)拒動或反向出口短路時(shí)誤動的情況。動作阻抗：是阻抗元件處于臨界動作狀態(tài)對應(yīng)的測量阻抗，從原點(diǎn)到邊界圓上的矢量連線稱為動作阻抗，通常用來表示。測量阻抗就是保護(hù)安裝處測量電壓與測量電流之間的比值，系統(tǒng)不同的的運(yùn)行狀態(tài)下（正常、震蕩、不同位置故障等），測量阻抗是不同的，可能落在阻抗平面的任意位置。？答：阻抗繼電器在實(shí)際情況下，由于互感器誤差、故障點(diǎn)過度電阻等因素影響，繼電器實(shí)際測量到的Zm一般并不能嚴(yán)格地落在與同向的直線上，而是落在該直線附近的一個區(qū)域中。(4)電壓回路斷線部分：電壓回路斷線時(shí)，將會造成保護(hù)測量電壓的消失，從而可能使距離保護(hù)的測量部分出現(xiàn)誤判斷。通常情況下，只有啟動部分動作后，才將后續(xù)的測量、邏輯等部分投入工作。對于具有均勻參數(shù)的輸電線路來說，Zk與短路距離Lk成正比關(guān)系，即Zm=Zk=Z1Lk(Z1=R1+jX1,為單位長度線路的復(fù)阻抗)，所以能夠正確反應(yīng)故障的距離。即對于單線接地短路，只有接地距離保護(hù)接線方式能夠正確反應(yīng)；對于兩相不接地短路，只有相間距離保護(hù)接線方式能夠正確反應(yīng)；而對于兩相接地短路及三相短路，兩種接線方式都能夠正確反應(yīng)。用非故障環(huán)上的測量電壓與電流雖然也能算出一個測量阻抗，但它與故障距離之間沒有直接的關(guān)系，不能正確的反應(yīng)故障距離，雖然不能構(gòu)成距離保護(hù)。系統(tǒng)等值阻抗：在單個電源供電的情況下，系統(tǒng)等值阻抗即為保護(hù)安裝處與背側(cè)電源點(diǎn)之間電力元件的阻抗和；在由多個電源點(diǎn)供電的情況下，系統(tǒng)等值阻抗即為保護(hù)安裝處斷路器斷開的情況下，其所連接母線處的戴維南等值阻抗，即系統(tǒng)等值電動勢與母線處短路電流的比值，一般通過等值、簡化的方法求出。 、短路阻抗、系統(tǒng)等值阻抗？答：負(fù)荷阻抗是指在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，保護(hù)安裝處的電壓（近似為額定電壓）與電流（負(fù)荷電流）的比值。而在中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中單相接地時(shí)，沒有形成短路，無大的短路電流流過，屬于不正常運(yùn)行，可以發(fā)出信號并指出接地所在的線路，以便盡快修復(fù)。其余的優(yōu)點(diǎn)同零序電流保護(hù)。自耦變壓器的使用使保護(hù)整定配合復(fù)雜化。適用網(wǎng)絡(luò)與110KV及以上電壓等級的網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)點(diǎn)：多數(shù)情況下保證了保護(hù)動作的選擇性、靈敏性和速動性要求。缺點(diǎn)是它的靈敏度受電網(wǎng)的接線以及電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式變化的影響。答：（1）相間保護(hù)的三段式保護(hù)：利用短路故障時(shí)電流顯著增大的故障特征形成判據(jù)構(gòu)成保護(hù)。（2）裝設(shè)消弧線圈后，上述零序電流的分布規(guī)律發(fā)生變化，接地線路中的零序電流為消弧線圈補(bǔ)償后的參與電流，其量值較小，零序過電流元件將無法整定；零序電流的量值有可能小于非故障線路的零序電流，所以零序電流群體比幅原理也將無法應(yīng)用。（4）敘述拉路停電選線存在的問題。中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，由于故障點(diǎn)電流很小，切三項(xiàng)之間的線電壓仍對稱，可以允許再運(yùn)行1~2h，同時(shí)發(fā)出信號。中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中，故障后接地相電壓降為0，非接地相對于低電壓升高至原電壓的倍，但三相之間線電壓依然保持對稱。（5）故障電流的大小及流動規(guī)律： 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，由于故障點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)中變壓器中性點(diǎn)形成回路，因此故障相電流較大。零序電流從故障點(diǎn)流出通過線路的對地電容流回大地。零序電壓分布規(guī)律： 中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，故障點(diǎn)零序電壓最高，距離距離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)下降越多，在變壓器中性點(diǎn)處降為0。比較中性電直接接地系統(tǒng)與中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地以后，在下屬方面的異同：（1）零序等值網(wǎng)絡(luò)及零序參數(shù)的組成；（2）靈虛電壓分布規(guī)