【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （21） 同理，對(duì)于保護(hù)1的第Ⅰ段整定值是: （22）這樣整定以后，距離Ⅰ段就只能保護(hù)本線路的80%～90%，所以這就是第Ⅰ段保護(hù)的一個(gè)眼中缺點(diǎn)。為了切除線路中末端剩余范圍內(nèi)的故障，就需要在線路中設(shè)置距離保護(hù)第Ⅱ段。距離第Ⅱ段整定值的選擇和限時(shí)電流速段相似，使其不超過(guò)下一條相鄰線路距離Ⅰ段的保護(hù)范圍，并且還要有高出一個(gè)的時(shí)限，用來(lái)保證選擇性。，當(dāng)保護(hù)1的第Ⅰ段末端短路時(shí)，保護(hù)2的測(cè)量阻抗為： (23)同樣，我們引入可靠系數(shù)，則保護(hù)二的第Ⅱ段的動(dòng)作阻抗為： （24）本線路的主保護(hù)就是距離Ⅰ段和距離Ⅱ的聯(lián)合工作構(gòu)成。而這兩段的可靠系數(shù)則根據(jù)保護(hù)裝置的類型、線路的具體情況和規(guī)程規(guī)定選取。在電力系統(tǒng)中，我們還第Ⅲ段距離保護(hù)作為斷路器拒絕動(dòng)作和為下級(jí)相鄰線路保護(hù)裝置的后備保護(hù)，同樣也作為本段線路的距離Ⅰ、距離Ⅱ的后備保護(hù)。距離Ⅲ段整定值的考慮和過(guò)電流保護(hù)相似，啟動(dòng)阻抗要按照躲開正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷來(lái)確定，動(dòng)作時(shí)限整定的原則應(yīng)比保護(hù)范圍內(nèi)下級(jí)各個(gè)線路的距離Ⅲ段的最大動(dòng)作時(shí)限高出一個(gè)。 單項(xiàng)補(bǔ)償式距離繼電器的原理和接線方式當(dāng)今，微機(jī)數(shù)字保護(hù)有巨大的優(yōu)越性，并且將最終完全取代模擬式機(jī)電保護(hù)裝置。在模擬式保護(hù)長(zhǎng)期發(fā)展的過(guò)程中，有些原理和技術(shù)可以直接應(yīng)用于微機(jī)保護(hù)，對(duì)微機(jī)保護(hù)的發(fā)展也具有重要的參考價(jià)值，因此我們?cè)谀M式距離保護(hù)的基礎(chǔ)上對(duì)這些原理進(jìn)行闡述。距離保護(hù)的核心部件是距離繼電器，又稱阻抗繼電器，它的主要作用就是直接或間接的測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝點(diǎn)間的阻抗，然后與整定阻抗值進(jìn)行比較來(lái)確定其是否應(yīng)該動(dòng)作。單項(xiàng)補(bǔ)償式距離繼電器是只在繼電器的中加入一個(gè)電壓和一個(gè)電流的繼電器，其比值稱為繼電器的測(cè)量阻抗，用字母表示 (25)上式中可用的形式表示，所以我們可以用復(fù)數(shù)平面來(lái)表示其動(dòng)作特性，（b）示。，在線路BC中，我們以保護(hù)Ⅰ為例，在復(fù)數(shù)阻抗平面內(nèi)畫出距離繼電器的測(cè)量阻抗，坐標(biāo)原點(diǎn)O為線路的始端B，第一象限為正方向短路的測(cè)量阻抗，第三象限為反方向的測(cè)量阻抗，R軸與正方向短路測(cè)量阻抗之間的阻抗角為。對(duì)保護(hù)1的距離Ⅰ段，,因此一次整定阻抗一般整定為,以內(nèi)的阻抗距離繼電器都應(yīng)動(dòng)作，（b）中以陰影線表示其范圍。距離繼電器都是接在電壓互感器和電流互感器的二次側(cè)，系統(tǒng)一次側(cè)的阻抗和測(cè)量阻抗之間的關(guān)系為： (26) 其中，為二次側(cè)的測(cè)量阻抗；為母線B的電壓；為從B流向C的電壓；為電壓互感器的變比；為電流互感器的變比；為一次側(cè)的測(cè)量阻抗。所以，在保護(hù)裝置中，如果一次側(cè)整定阻抗計(jì)算值后為，則二次側(cè)整定阻抗值為: (27)為了簡(jiǎn)化繼電器的接線、過(guò)渡電阻和互感器的相互影響，以及便于制造和調(diào)試，我們一般把繼電器的動(dòng)作特性擴(kuò)大為成其他封閉曲線。（b）中為各種圓特性阻抗繼電器。圖中1是全阻抗繼電器的動(dòng)作特性，2是方向阻抗繼電器的阻抗特性，3是偏移特性阻抗繼電器的阻抗特性。在此，我們簡(jiǎn)單介紹一下單項(xiàng)不嘗式繼電器的接線方式，所謂接線方式即給距離繼電器接入電流和電壓的方式，但加入繼電器的電壓和電流必須滿足下面兩點(diǎn)要求： (a) 網(wǎng)絡(luò)接線 （b） 被保護(hù)線路的測(cè)量阻抗及動(dòng)作特性 用復(fù)數(shù)平面的測(cè)量阻抗（1）繼電器的測(cè)量阻抗與短路點(diǎn)到保護(hù)安裝地點(diǎn)的距離成正比，且對(duì)于長(zhǎng)距離超高壓線路應(yīng)采取措施消除其分布電容影響來(lái)滿足要求。（2）繼電器的保護(hù)范圍不隨故障類型的改變而改變。 全阻抗繼電器的動(dòng)作特性全阻抗繼電器的特性是以繼電器安裝點(diǎn)為圓心、阻抗為半徑的一個(gè)圓，當(dāng)測(cè)量阻抗在圓內(nèi)時(shí)，繼電器動(dòng)作，在圓外時(shí)，繼電器不動(dòng)作， 而當(dāng)測(cè)量阻抗正好在圓上時(shí)，繼電器剛好啟動(dòng)，此時(shí)的阻抗就為繼電器的動(dòng)作阻抗或者啟動(dòng)阻抗。繼電器的總做與否與加入繼電器的電壓和電流的夾角無(wú)關(guān)，其動(dòng)作阻抗都等于整定阻抗，即沒有方向性，具有這樣的動(dòng)作特性的繼電器稱為全阻抗繼電器。（1） 為幅值比較式全阻抗繼電器，繼電器動(dòng)作的條件是測(cè)量阻抗位于圓內(nèi)時(shí)，其動(dòng)作的條件可用阻抗的幅值來(lái)表示，即 把上式兩端同時(shí)乘以電流，則上式變?yōu)? 幅值比較式的全阻抗繼電器的動(dòng)作特性 式中我們可以把兩個(gè)看成兩個(gè)電壓的比較，其中表示電流在某一個(gè)恒定阻抗上的電壓降落。（2） ，為相位比較式全阻抗繼電器的動(dòng)作特性，當(dāng)測(cè)量阻抗在圓周上時(shí)，矢量位于圓周上時(shí)，矢量落后于的角度是；當(dāng)測(cè)量阻抗在圓內(nèi)時(shí)，角度大于；當(dāng)測(cè)量阻抗在圓外時(shí)，角度大于，因此，動(dòng)作器的動(dòng)作條件可以表示為： 式中，當(dāng)時(shí)，為負(fù)值，此時(shí)對(duì)應(yīng)超前于的情況。 （a）測(cè)量阻抗在圓上 （b）測(cè)量阻抗在圓內(nèi) （c）測(cè)量阻抗在圓外 （d）超前于的矢量關(guān)系 相位比較式全阻抗繼電器動(dòng)作特性 電網(wǎng)距離保護(hù)的起動(dòng)元件的作用和要求電網(wǎng)的安全運(yùn)行離不開繼電保護(hù)的正常運(yùn)行，因此，對(duì)于繼電保護(hù)裝置的作用和要求有著明確的作用和要求。起動(dòng)元件的作用電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)的起動(dòng)元件的首要任務(wù)就是當(dāng)線路中發(fā)生短路故障時(shí)起動(dòng)保護(hù)裝置，其具體作用如下：（1）起動(dòng)元件動(dòng)作以后才會(huì)給保護(hù)裝置電源，所以裝置在正常運(yùn)行時(shí)線路發(fā)生異常狀況不會(huì)動(dòng)作，起動(dòng)元件起到了閉鎖的作用，裝置工作的可靠性得到了提高（2）在一些距離保護(hù)中，震蕩閉鎖起動(dòng)元件和起動(dòng)元件為一個(gè)元件，在此起動(dòng)元件的作用是震蕩閉鎖。（3）在保護(hù)裝置中，如果第Ⅰ段和第Ⅱ段用同一測(cè)量元件，則起動(dòng)元件在動(dòng)作后自動(dòng)的將阻抗定值由第Ⅰ段切換到第Ⅱ段。同理，保護(hù)裝置如果采用第Ⅱ段和第Ⅲ段切換，則起動(dòng)元件自動(dòng)的切換到第Ⅲ段。（4）在保護(hù)裝置中，若只用一個(gè)阻抗測(cè)量元件來(lái)反應(yīng)不同的故障，則其應(yīng)該具有按故障類型的不同來(lái)把適當(dāng)?shù)碾妷?、電流組合加于測(cè)量元件上。對(duì)起動(dòng)元件的要求（1）在電力系統(tǒng)中，能反應(yīng)各種類型的故障。（2）在被保護(hù)線路通過(guò)最大負(fù)荷、電力系統(tǒng)振蕩時(shí)均應(yīng)該可靠不動(dòng)作。（3）在保護(hù)范圍內(nèi)故障的時(shí)候，即使存在過(guò)度電阻，起動(dòng)電阻起動(dòng)元件也應(yīng)該動(dòng)作迅速、可靠，并且在切除故障后迅速的返回。（4）構(gòu)成起動(dòng)元件的CPU、數(shù)據(jù)采集等部分應(yīng)該完全獨(dú)立，不能與保護(hù)部分共用，這樣能發(fā)揮起動(dòng)元件的閉鎖作用。（5）阻抗繼電器在電壓回路發(fā)生異常時(shí)有可能發(fā)生誤動(dòng)作，此時(shí)起動(dòng)元件不應(yīng)該動(dòng)作，因此起動(dòng)元件應(yīng)采用電流量而不應(yīng)該采用電壓量來(lái)構(gòu)成起動(dòng)元件。距離保護(hù)中的起動(dòng)元件，有電流元件、阻抗元件、負(fù)序和零序元件、電流突變量元件等。電流起動(dòng)元件具有簡(jiǎn)單可靠地和二次電壓回路斷線失壓不勿動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，但是在較高電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)中，靈敏度難以滿足要求，并且震蕩時(shí)要無(wú)啟動(dòng)，因而不適合高壓的距離保護(hù)中。阻抗起動(dòng)元件雖然其靈敏度仍然不受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，且靈敏度較高，但在長(zhǎng)距離重負(fù)荷線路上有時(shí)靈敏度仍不能滿足要求，二次電壓回路失壓、電力系統(tǒng)震蕩時(shí)會(huì)勿動(dòng)。 距離保護(hù)的三段整定計(jì)算原則在距離保護(hù)的整定計(jì)算中，都可設(shè)短路點(diǎn)距離和線路阻抗成正比（特高壓線路除外），并認(rèn)為保護(hù)具有方向性，且假設(shè)保護(hù)裝置具有階梯的時(shí)限特性。距離保護(hù)的第Ⅰ段整定 一般情況下，距離保護(hù)第Ⅰ段按躲開下一條線路出口處的原則來(lái)確定，并且按式（21）、（22）來(lái)計(jì)算，～。距離保護(hù)的第Ⅱ段整定如圖32所示，距離保護(hù)的第Ⅱ段整定應(yīng)該按以下兩個(gè)原則來(lái)確定：（1）和相鄰線路的距離保護(hù)第Ⅰ段整定配合，按照下式進(jìn)行計(jì)算： (31)式中，為可靠系數(shù)，；為分支系數(shù)，采用當(dāng)保護(hù)1第Ⅰ段保護(hù)范圍末端短路時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的最小值。 選定整定阻抗的網(wǎng)絡(luò)接線如果有助曾電流的影響時(shí)，將使保護(hù)2安裝處的測(cè)量阻抗增大；若有外汲電流的影響，將使保護(hù)2處的測(cè)量阻抗減小。因此，應(yīng)該按的最小的運(yùn)行方式來(lái)確定保護(hù)2的距離Ⅱ短路整定值，以充分保證保護(hù)1和保護(hù)2之間的選擇性，使其不會(huì)超過(guò)保護(hù)1距離Ⅰ短路的范圍。這樣整定以后一般就不會(huì)因?yàn)楦淖兌ケＷo(hù)1和保護(hù)2的選擇性。（2），我們?cè)O(shè)變壓器的阻抗值是 ，則起動(dòng)阻抗的整定值為： (32)其中：是變壓器配合的可靠系數(shù)；為變壓器的阻抗，一般??；則取k點(diǎn)短路時(shí)有可能出現(xiàn)的最小值。此時(shí)，距離Ⅱ段的動(dòng)作時(shí)限和相鄰的線路的距離Ⅰ段想配合，一般取t=～。（3）校驗(yàn)本線路末端距離Ⅱ段短路時(shí)的靈敏系數(shù)。由于是數(shù)值下降而動(dòng)作，所以其靈敏系數(shù)是： (33)對(duì)于距離Ⅱ段來(lái)說(shuō)，本線路末端短路時(shí)的測(cè)量阻抗為，則靈敏系數(shù)是： （一般要求） (34) 距離保護(hù)第Ⅲ段整定阻抗繼電器在第Ⅲ段被采用時(shí)，阻抗按躲開最小負(fù)荷阻抗來(lái)整定其值由母線上的最低電壓和線路上流過(guò)的最大負(fù)荷電流比值確定，即： (35)在電機(jī)自起動(dòng)的情況下，保護(hù)第Ⅲ段必須立即返回，所以應(yīng)該采用： (36)其中；為可靠系數(shù)，為自啟動(dòng)系數(shù)，為返回系數(shù)，并且其值都大于1.我們根據(jù)式55可知，繼電器的二次其動(dòng)阻抗是： （37）在輸電線路中，送電段繼電