【正文】 對(duì)應(yīng)保護(hù)4距離Ⅰ段的動(dòng)作特性。圖38 保護(hù)1~4距離Ⅰ段的動(dòng)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)。答：對(duì)保護(hù)11）當(dāng)與相鄰下級(jí)線路距離保護(hù)Ⅰ段相配合時(shí)，有 =，=2）當(dāng)與相鄰變壓器的快速保護(hù)相配合時(shí)，有 =，=對(duì)保護(hù)41）當(dāng)與相鄰下級(jí)線路距離保護(hù)Ⅰ段相配合時(shí)，有 =，=2）當(dāng)與相鄰變壓器的快速保護(hù)相配合時(shí)，有 =，=（4）分別求出保護(hù)4 接地距離Ⅱ、Ⅲ段的定值即時(shí)限，并校驗(yàn)靈敏度。答：保護(hù)1距離Ⅱ段的整定：1）整定阻抗：按下面兩個(gè)條件選擇。（a）當(dāng)與相鄰下級(jí)線路距離保護(hù)Ⅰ段相配合時(shí)，有=（24+）=（b）當(dāng)與相鄰變壓器的快速保護(hù)相配合時(shí)，有=（24+20）=所以取=2）靈敏度校驗(yàn)：=＞，滿足靈敏度要求。3）動(dòng)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)1距離Ⅲ段的整定：1）整定阻抗：按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí) 的最小負(fù)荷阻抗整定，有==，=2）靈敏度校驗(yàn)：（a）本線路末端短路時(shí)靈敏度系數(shù)為 =＞（b）相鄰設(shè)備末端短路時(shí)靈敏度系數(shù)為 ≥① 相鄰線路末端短路時(shí)靈敏系數(shù)。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。3）動(dòng)作時(shí)限：與相鄰設(shè)備保護(hù)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(gè)條件選擇。（a）當(dāng)與相鄰下級(jí)線路距離保護(hù)Ⅰ段相配合時(shí)，有=（16+）=（b）當(dāng)與相鄰變壓器的快速保護(hù)相配合時(shí)，有=（16+20）=所以取=2）靈敏度校驗(yàn)：=＞，滿足靈敏度要求。3）動(dòng)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。保護(hù)4距離Ⅲ段的整定：1）整定阻抗：按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí) 的最小負(fù)荷阻抗整定，有==，=2）靈敏度校驗(yàn)：（a）本線路末端短路時(shí)靈敏度系數(shù)為 =＞（b）相鄰設(shè)備末端短路時(shí)靈敏度系數(shù)為 ≥① 相鄰線路末端短路時(shí)靈敏系數(shù)。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。3）動(dòng)作時(shí)限：與相鄰設(shè)備保護(hù)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。（5）當(dāng)AB線路中點(diǎn)處發(fā)生BC兩相短路接地時(shí)，那個(gè)地方哪些測(cè)量元件動(dòng)作，請(qǐng)逐一列出。保護(hù)、斷路器正常工作條件下，哪些保護(hù)的何段以什么時(shí)間跳開(kāi)了哪些斷路器將短路切除。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(cè)量元件動(dòng)作；相間距離保護(hù)中，B、C相間距離保護(hù)的測(cè)量元件動(dòng)作。保護(hù)、斷路器正常工作條件下，保護(hù)1的B,C相的接地距離保護(hù)Ⅰ段、BC相間距離保護(hù)Ⅰ段、保護(hù)2的B，C相的接地距離保護(hù)Ⅰ段、BC相間距離保護(hù)的Ⅰ段，將在故障瞬間跳開(kāi)保護(hù)1,2處的斷路器，從而將短路故障切除。（6）短路條件同（5），若保護(hù)1的接地距離Ⅰ段拒動(dòng)、保護(hù)2處斷路器拒動(dòng)，哪些保護(hù)以時(shí)間跳開(kāi)何斷路器將短路切除。答：保護(hù)1的相間距離保護(hù)Ⅰ段將在故障瞬間跳開(kāi)保護(hù)1處的斷路器，保護(hù)4的距離Ⅲ段延時(shí)1s跳開(kāi)保護(hù)4的斷路器。（7）假定各保護(hù)回路正確動(dòng)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(cuò)誤切除任意一個(gè)的概率是多少？體會(huì)保護(hù)動(dòng)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(gè)斷路器的跳閘回路被4套保護(hù)啟動(dòng)，如果各保護(hù)回路正確動(dòng)作的概率只有90%，則全系統(tǒng)中不被錯(cuò)誤切除任意一個(gè)斷路器的概率是P==。？它們對(duì)阻抗繼電器的工作有什么影響？答：圖39（a）中母線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(cè)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(cè)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(cè)量阻抗變大，這種使測(cè)量阻抗變大的分支就成為助增分支，對(duì)應(yīng)的電流稱為助增電流。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(cè)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(cè)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(cè)量阻抗變小，這種使測(cè)量阻抗變大的分支就成為外汲分支，對(duì)應(yīng)的電流稱為外汲電流。 在整定值相同的情況下，比較方向圓特性、全阻抗圓特性、蘋果特性、橄欖特性的躲負(fù)荷能力。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。由該圖可以清楚地看出，在整定值相同的情況下，橄欖特性的躲負(fù)荷能力阻抗能力最好，方向圓阻抗特性次之，蘋果形與全阻抗的躲負(fù)荷能力需要具體分析，取決于負(fù)荷阻抗角以及蘋果形狀的“胖瘦”。 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(cè)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(dòng)勢(shì)間的夾角δ在0176。~360176。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(cè)量阻抗也都呈現(xiàn)周期性變化。在系統(tǒng)兩端電動(dòng)勢(shì)相等的條件下，測(cè)量阻抗按下式的規(guī)律變化。？開(kāi)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。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，短時(shí)開(kāi)放距離保護(hù)允許保護(hù)出口跳閘稱為短時(shí)開(kāi)放。若在開(kāi)放的時(shí)間內(nèi)，阻抗繼電器動(dòng)作，說(shuō)明故障點(diǎn)位于阻抗繼電器的動(dòng)作范圍之內(nèi)，將故障線路跳開(kāi)；若在開(kāi)放的時(shí)間內(nèi)阻抗繼電器未動(dòng)作，則說(shuō)明故障不在保護(hù)區(qū)內(nèi)，重新將保護(hù)閉鎖。開(kāi)放時(shí)間選擇的原則：Tdw稱為振蕩閉鎖的開(kāi)放時(shí)間，或稱允許動(dòng)作時(shí)間，它的選擇要兼顧兩個(gè)方面：一是要保證在正向區(qū)內(nèi)故障時(shí)，保護(hù)I段有足夠的時(shí)間可靠跳閘，保護(hù)Ⅱ段的測(cè)量元件能夠可靠啟動(dòng)并實(shí)現(xiàn)自保持，因而時(shí)間不能太短，；二是要保證在區(qū)外故障引起振蕩時(shí)，測(cè)量阻抗不會(huì)在故障后的Tdw時(shí)間內(nèi)進(jìn)入動(dòng)作區(qū)，因而時(shí)間又不能太長(zhǎng)。 系統(tǒng)如圖312所示，母線C、D、E均為單側(cè)電源。全系統(tǒng)阻抗角均為80176。，=15，=30，=24， =32，=，系統(tǒng)最短振蕩周期T=。試解答：圖312 簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)示意圖（1） GG2兩機(jī)電動(dòng)勢(shì)幅值相同，找出系統(tǒng)的振蕩中心在何處？（2）分析發(fā)生在振蕩期間母線A、B、C、D電壓的變化規(guī)律及線路AB電流的變化。（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)。（2） 對(duì)于母線A、B，有由于母線C、D都是單端電源，其電壓和母線B電壓的變化規(guī)律一樣。（3） 不需要，線路BC、CD、DE都是單端電源，在保護(hù)處所得出來(lái)的測(cè)量阻抗不受振蕩的影響。（4） 保護(hù)6的Ⅱ段方向圓阻抗特性及測(cè)量阻抗的變化軌跡如圖313所示，此時(shí)有=15+15+30=60。系統(tǒng)振蕩時(shí)測(cè)量阻抗變化軌跡OO’是G1G2的垂直平分線，=32，所以動(dòng)作特性的半徑為16，這樣使測(cè)量阻抗進(jìn)入動(dòng)作的角度為=2arctan≈118176。，使測(cè)量阻抗離開(kāi)動(dòng)作圓的角度為=360176。2arctan≈242176。故停留在動(dòng)作區(qū)內(nèi)的角度為=242176。118176。=124176。若振蕩為勻速振蕩，在最短振蕩周期的情況下，停留在動(dòng)作區(qū)域的時(shí)間為=，小于Ⅱ。所以在最短振蕩周期振蕩的情況下，距離Ⅱ段不會(huì)誤動(dòng)，可以不加振蕩閉鎖。但是，如果振蕩周期加長(zhǎng)，測(cè)量阻抗停留在動(dòng)作區(qū)域之內(nèi)的時(shí)間也將會(huì)加長(zhǎng)，Ⅱ段將由可能誤動(dòng)，允許最長(zhǎng)的振蕩周期為T=≈，Ⅱ段別后悔誤動(dòng)，超過(guò)時(shí)可能誤動(dòng)。為了保證可靠性，最好還是經(jīng)過(guò)振蕩閉鎖。圖313 振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響 在單側(cè)電源線路上，過(guò)度電阻對(duì)距離保護(hù)的影響是什么？答：如圖315（a）所示，在沒(méi)有助增和外汲的單側(cè)電源線路上，過(guò)度電阻中的短路電流與保護(hù)安裝處的電流為一個(gè)店里，此時(shí)保護(hù)安裝處測(cè)量電壓和測(cè)量電流的關(guān)系可以表示為 即 如圖315（b）所示，Rg（過(guò)度電阻）的存在總是使繼電器的測(cè)量阻抗值增大，阻抗角變小，保護(hù)范圍縮短。保護(hù)裝置距短路點(diǎn)越近時(shí)，受過(guò)度電阻的影響越大；同時(shí)，保護(hù)裝置的整定阻抗越?。ㄏ喈?dāng)于被保護(hù)線路越短），受過(guò)度電阻的影響越大。 圖315（a） 單側(cè)電源系統(tǒng)示意圖 （b）對(duì)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(cè)量到的過(guò)度電阻為什么會(huì)呈容性或感性？答：以圖316（a）所示的沒(méi)有助增和外汲雙側(cè)電源線路為例，保護(hù)安裝處測(cè)量電壓和測(cè)量電流的關(guān)系表示為 ，即 ，對(duì)測(cè)量阻抗的影響，取決于對(duì)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(cè)量阻抗的實(shí)部增大，也有可能使之減小。若再故障前M側(cè)為送端，N側(cè)為受端，則M側(cè)電源電動(dòng)勢(shì)的相位超前N側(cè)。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(cè)量阻抗變小。反之，若M側(cè)為受端，N側(cè)為送端，則將具有正的阻抗角，即表現(xiàn)為感性的阻抗，它的存在有可能使總得測(cè)量阻抗變大。在系統(tǒng)振蕩加故障的情況下，與之間的相位差可能在0176。~360176。的范圍內(nèi)變化，如圖316（b）所示。 圖316（a）雙側(cè)電源系統(tǒng)示意圖 （b）對(duì)不同安裝地點(diǎn)的距離保護(hù)的影響 ，保護(hù)6 的Ⅰ、Ⅱ段都采用方向阻抗特性，在距離保護(hù)A母線20處發(fā)生經(jīng)15的過(guò)度電阻短路，超前相位角0176。、30176。兩種條件下，問(wèn)保護(hù)6 的Ⅰ、Ⅱ段動(dòng)作情況。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=7/5 所以有 =如圖317（a）所示，176。上，Ⅱ段的邊界值為=測(cè)量阻抗將落在保護(hù)6的Ⅰ、Ⅱ段動(dòng)作特性圓的圓外，所以保護(hù)6 Ⅰ、Ⅱ段都不的動(dòng)作。 圖317 （a）動(dòng)作特性與測(cè)量阻抗 （b）動(dòng)作特性與測(cè)量阻抗（2） 超前相位角30176。時(shí)，有 ，而 故得 ===（20+15）+（）15== 如圖（b）所示，176。相角方向上的測(cè)量阻抗與保護(hù)6 的Ⅰ、Ⅱ段動(dòng)作特性圓沒(méi)有交點(diǎn)（除原點(diǎn)外），測(cè)量阻抗落在動(dòng)作特性圓的圓外，所以保護(hù)6的Ⅰ、Ⅱ段都不動(dòng)作。 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(cè)量阻抗穩(wěn)定地落入動(dòng)作區(qū)的動(dòng)作現(xiàn)象。見(jiàn)圖316（a），A處的總測(cè)量阻抗可能會(huì)因下級(jí)線路出口處過(guò)渡電阻的影響而減小，嚴(yán)重情況下，可能會(huì)使測(cè)量阻抗落入其Ⅰ段范圍內(nèi)，造成其Ⅰ段誤動(dòng)作。這種因過(guò)渡電阻的存在而導(dǎo)致保護(hù)測(cè)量阻抗變小，進(jìn)一步引起保護(hù)誤動(dòng)作的現(xiàn)象，稱為距離保護(hù)的穩(wěn)態(tài)超越?？朔€(wěn)態(tài)超越影響的措施是:采用能容許較大的過(guò)渡電阻而不至于拒動(dòng)的測(cè)量元件。 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(huì)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(dòng)作，即所謂超越。暫態(tài)超越則是指在線路故障時(shí)，由于暫態(tài)分量的存在而造成的保護(hù)超越現(xiàn)象?？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。（2）消除諧波及高頻分量對(duì)距離保護(hù)影響的措施包括：采用傅是算法能夠?yàn)V除各種整次諧波，使其基本不受整數(shù)次諧波分量的影響；采用半積分算法對(duì)諧波也有一定的濾波作用；數(shù)字濾波可以方便地濾除整數(shù)次諧波，對(duì)非整數(shù)次諧波也有一定的衰減作用，是消除諧波影響的主要措施。 串聯(lián)補(bǔ)償電容器對(duì)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(huì)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(wú)法正確測(cè)量故障距離。減少串補(bǔ)電容影響的措施通常有以下幾種：（1）用直線型動(dòng)作特性克服反方向誤動(dòng)；（2）用負(fù)序功率方向元件閉鎖誤動(dòng)的距離保護(hù)；（3）選取故障前的記憶電壓為參考電壓來(lái)克服串補(bǔ)電容的影響；（4）通過(guò)整定計(jì)算來(lái)減小串補(bǔ)電容的影響。 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(gè)特點(diǎn)。（1）繼電器以電力系統(tǒng)故障引起的故障分量電壓電流為測(cè)量信號(hào)，不反應(yīng)故障前的負(fù)荷量和系統(tǒng)振蕩，動(dòng)作性能不受非故障狀態(tài)的影響，無(wú)需加振蕩閉鎖。（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(dòng)作性能較為穩(wěn)定；（3）繼電器的動(dòng)作判據(jù)簡(jiǎn)單，因而實(shí)現(xiàn)方便，動(dòng)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。 什么是工頻故障分量？如何求得？答：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生金屬性短路時(shí)，可以分解為非故障狀態(tài)和附加故障狀態(tài)；系統(tǒng)在非故障狀態(tài)下運(yùn)行，電壓電流中沒(méi)有故障分量。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。由圖318所示的附加故