【正文】 系統(tǒng)故障時，相當于系統(tǒng)故障附加狀態(tài)突然接入，這時出現(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） 繼電器僅反應故障分量的工頻穩(wěn)態(tài)量，不反應其暫態(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。 用故障分量構(gòu)成繼電保護有什么有點？答：工頻故障分量的距離保護具有如下幾個特點。 串聯(lián)補償電容器對距離保護的正確工作有什么影響？如何克服這些影響？答：在串補電容前和串補電容后發(fā)生短路時，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，將使距離保護無法正確測量故障距離。克服暫態(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、運算量小的算法尚在研究中。 什么是距離保護的暫態(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，由于各種原因，會使得保護感受到的阻抗值比實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，保護出現(xiàn)非選擇性動作，即所謂超越。這種因過渡電阻的存在而導致保護測量阻抗變小，進一步引起保護誤動作的現(xiàn)象，稱為距離保護的穩(wěn)態(tài)超越。 什么是距離保護的穩(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。時，有 ，而 故得 ===（20+15）+（）15== 如圖（b）所示，176。上，Ⅱ段的邊界值為=測量阻抗將落在保護6的Ⅰ、Ⅱ段動作特性圓的圓外，所以保護6 Ⅰ、Ⅱ段都不的動作。答：由已知得 =24，=32，又有 ， （為故障點電壓），（1） 超前相位角0176。、30176。的范圍內(nèi)變化，如圖316（b）所示。在系統(tǒng)振蕩加故障的情況下，與之間的相位差可能在0176。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。 圖315（a） 單側(cè)電源系統(tǒng)示意圖 （b）對不同安裝地點的距離保護的影響 在雙側(cè)電源的線路上，保護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部增大，也有可能使之減小。圖313 振蕩對距離保護的影響 在單側(cè)電源線路上，過度電阻對距離保護的影響是什么？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安裝處的電流為一個店里，此時保護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，保護范圍縮短。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，超過時可能誤動。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)域的時間為=，小于Ⅱ。118176。2arctan≈242176。系統(tǒng)振蕩時測量阻抗變化軌跡OO’是G1G2的垂直平分線，=32，所以動作特性的半徑為16，這樣使測量阻抗進入動作的角度為=2arctan≈118176。（3） 不需要，線路BC、CD、DE都是單端電源，在保護處所得出來的測量阻抗不受振蕩的影響。（3）線路BC、CD、DE的保護是否需要加裝振蕩閉鎖，為什么？（4）保護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。=15，=30，=24， =32，=，系統(tǒng)最短振蕩周期T=。 系統(tǒng)如圖312所示，母線C、D、E均為單側(cè)電源。若在開放的時間內(nèi)，阻抗繼電器動作，說明故障點位于阻抗繼電器的動作范圍之內(nèi)，將故障線路跳開；若在開放的時間內(nèi)阻抗繼電器未動作，則說明故障不在保護區(qū)內(nèi)，重新將保護閉鎖。？開放時間選擇的原則是什么？答：利用電流的負序、零序分量或突變量，實現(xiàn)振蕩閉鎖。范圍內(nèi)作周期性變化，從而使系統(tǒng)中各點的電壓、線路電流、距離保護的測量阻抗也都呈現(xiàn)周期性變化。 圖310 四種阻抗特性圖？振蕩時電壓、電流有什么特點？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，系統(tǒng)兩側(cè)等效電動勢間的夾角δ在0176。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。類似地圖39（a）中，在母線B上未接分支的情況下，此時k點短路時，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點短路時，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，對應的電流稱為外汲電流。（7）假定各保護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？體會保護動作可靠性應要求到多高？答：假定保護1在發(fā)電廠側(cè)還有1套遠后備保護，則線路AB中點短路后應該有4個斷路器的跳閘回路被4套保護啟動，如果各保護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==。（6）短路條件同（5），若保護1的接地距離Ⅰ段拒動、保護2處斷路器拒動，哪些保護以時間跳開何斷路器將短路切除。答：當 AB線路中點處發(fā)生B、C兩相短路接地時，接地保護中：B相、C相的接地距離保護的測量元件動作；相間距離保護中，B、C相間距離保護的測量元件動作。（5）當AB線路中點處發(fā)生BC兩相短路接地時，那個地方哪些測量元件動作，請逐一列出。利用（3）中求靈敏系數(shù)的結(jié)論，只要令,即可，所以有當、分別取最小值，而、分別取最大值時，就取最大值，即當=，=20，=20，=30，=30時，有=，=24，=②相鄰變壓器靈敏系數(shù)校驗，此時 =，=20= 所以靈敏度校驗要求。3）動作時限：與相鄰保護2 的Ⅰ段配合，有=+=1s，它能同時滿足與相鄰線路保護以及相鄰變壓器保護配合的要求。保護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、分別取最小值，而、分別取最大值時，就取最大值，即當=10，=20，=25，=30，=30時，有=，=16，=②相鄰變壓器靈敏系數(shù)校驗，此時 =，=20= 所以靈敏度校驗要求。3）動作時限：與相鄰保護3 的Ⅱ段配合，有=+=1s，它能同時滿足與相鄰線路保護以及相鄰變壓器保護配合的要求。答：保護1距離Ⅱ段的整定：1）整定阻抗：按下面兩個條件選擇。圖38 保護1~4距離Ⅰ段的動作特性（3）分別求出保護4接地距離保護的最大、最小分支系數(shù)。（2）整定保護1~4的距離Ⅰ段，并按照你選定的動作特性，在一個阻抗復平面上畫出各保護的的動作區(qū)域。變壓器均裝有快速差動保護。=300A，負荷功率因數(shù)角為30176。 圖37所示系統(tǒng)中，發(fā)電機以發(fā)電機變壓器方式接入系統(tǒng)，最大開機方式為4臺全開，最小開機方式為兩側(cè)各開1臺，變壓器T5和T6可能2臺也可能1臺運行。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。當測量電流很大時，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。？測量電流或電壓小于最小精工電流或電壓時會出現(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。在數(shù)字式保護中，一般用相位比較方式實現(xiàn)，主要原因是相位比較方式實現(xiàn)較為簡單。 用相位比較方法實現(xiàn)距離繼電器有何優(yōu)點，以余弦比相公式為例說明之。所有記憶回路產(chǎn)生的僅在故障剛剛發(fā)生、記憶尚未消失時是成立的，因此稱之為處態(tài)特性；②數(shù)字式保護中，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。 以記憶電壓為參考電壓的距離繼電器有什么特點？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。 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。其主要缺點是動作特性經(jīng)過坐標原點，在正向出口或反向出口短路時，測量阻抗的阻抗值都很小，都會落在坐標原點附近，正好處于阻抗元件臨界動作的邊沿上，有可能出現(xiàn)正向出口短路時拒動或反向出口短路時誤動的情況?？梢缘贸鏊膫€量之間關(guān)系為 特性經(jīng)過原點的方向阻抗繼電器有什么優(yōu)點和缺點？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。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：當測量阻抗Zm的阻抗角與正向整定阻抗Zset1的阻抗角相等時，阻抗繼電器的動作阻抗最大，正好等于Zset1,即Zop=Zset1,此時繼電器最為靈敏，所以Zset1的阻抗角又稱為最靈敏角。動作阻抗：是阻抗元件處于臨界動作狀態(tài)對應的測量阻抗，從原點到邊界圓上的矢量連線稱為動作阻抗，通常用來表示。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。測量阻抗就是保護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。 (a) （b） （c） （d） （e）圖32 常見阻抗繼電器的動作特性 （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。？答：阻抗繼電器在實際情況下，由于互感器誤差、故障點過度電阻等因素影響，繼電器實際測量到的Zm一般并不能嚴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。(5)配合邏輯部分：用來實現(xiàn)距離保護各個部分之間的邏輯配合以及三段式保護中各段之間的時限配合。(4)電壓回路斷線部分：電壓回路斷線時，將會造成保護測量電壓的消失，從而可能使距離保護的測量部分出現(xiàn)誤判斷。(3)振蕩閉鎖部分：在電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，距離保護的測量元件有可能誤動作，振蕩閉鎖元件的作用就是正確區(qū)分振蕩和故障。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。答：距離保護一般由啟動、測量、振蕩閉鎖、電壓回路斷線閉鎖、配合邏輯和出口等幾部分組成，它們的作用分述如下：(1)啟動部分：用來判別系統(tǒng)是否發(fā)生故障。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阻抗)，所以能夠正確反應故障的距離。由于相間距離保護接線方式手過渡電阻的影響較小，因此對于兩相接地短路及三相故障，盡管理論上兩種接線方式都能夠反應，但一般多為相間距離保護首先跳閘。即對于單線接地短路，只有接地距離保護接線方式能夠正確反應；對于兩相不接地短路，只有相間距離保護接線方式能夠正確反應；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。再110KV及以上電壓等級的輸電線路上，一般配置保護接地短路的距離保護和保護相間短路的距離保護。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，不能正確的反應故障距離，雖然不能構(gòu)成距離保護。相間短路與接地短路所構(gòu)成的故障環(huán)路的最明顯差異是：接地短路的故障環(huán)路為“相地”故障環(huán)路，即短路電流在故障相與大地之間流通；對于相間短路，故障環(huán)路為“相相”故障環(huán)路，即短路電流僅在故障相之間流通，不流向大地。系統(tǒng)等值阻抗：在單個電源供電的情況下，系統(tǒng)等值阻抗即為保護安裝處與背側(cè)電源點之間電力元件的阻抗和；在由多個電源點供電的情況下，系統(tǒng)等值阻抗即為保護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。短路阻抗是指在電力系統(tǒng)發(fā)生短路時保護安裝處的電壓變?yōu)槟妇€殘余電壓，電流變?yōu)槎搪冯娏?，此時測量電壓與測量電流的比值就是短路阻抗。 、短路阻抗、系統(tǒng)等值阻抗？答：負荷阻抗是指在電力系統(tǒng)正常運行時，保護安裝處的電壓（近似為額定電壓）與電流（負荷電流）的比值。一般需要專門的“單相接地選線裝置”，裝置依據(jù)接地與非接地線路基波