第三章 电网距离保护 一、距离保護基本原理与构成 二、工频阻抗继电器动作条件及动作特性 三、工频阻抗继电器动作条件的实现方法 四、距离保护的整定计算与对距离保護的评价 五、距离保护的振荡闭锁 六、故障类型判别和故障选相 七、距离保护特殊问题的分析 八、工频故障分量距离保护 第一节 距离保护基本原理及构成 一、距离保护的概念 1) 三相短路 2) 单相接地短路 3) 两相接地短路 4) 两相相间短路 1) 三相短路 2) 两相相间短路 3) 两相接地短路 4) 单相接地短路 ㈣、距离保护的构成 二、对距离保护的评价 第五节 距离保护的振荡闭锁 第六节 故障类型判别和故障选相 第七节 距离保护特殊问题的分析 影響： （1）使测量阻抗增大保护范围缩短； （2）距离保护装置距短路点越近，受到的影响越大； （3）线路越短距离保护整定值越小，所受影响越大 3. 双侧电源线路过渡电阻的影响 4. 克服过渡电阻影响的方法 3.7.2 线路串联补偿电容对距离保护的影响 第八节 工频故障分量距离保护 1. 如圖所示网络，设线路各侧均装有距离保护试对保护1进行距离保护的整定计算，已知： 2. 如图网络各参数标于图中，计算M侧和N侧的距离1段動作阻抗并指出当线路d点经过渡电阻发生对称三相短路时，两侧距离1段保护能否动作为什么？ 已知图中元件阻抗（标幺值）设就下列情况，求M侧工频阻抗继电器动作条件的测量阻抗 δ=180°，无短路时； δ=0°，M侧正相出口d1点短路时； δ=0°，M侧反相出口d3点短路时； δ=180°，N侧囸相出口d2点短路时 ： 4. 全工频阻抗继电器动作条件、方向工频阻抗继电器动作条件、偏移特性工频阻抗继电器动作条件的幅值和相位形式的動作方程是什么? 5. 相间短路距离保护、接地距离保护的接线方式 6. 过渡电阻的影响及防止方法 7. 系统振荡的特点及振荡闭锁回路 8. 系统振荡对不同特性工频阻抗继电器动作条件的影响及对距离三段式保护的影响 电力系统振荡对距离保护的影响 当EM＝EN时测量阻抗变化轨迹： 因为 在近似计算中假定 ，可得工频阻抗继电器动作条件的测量阻抗为： 其中 电力系统振荡对距离保护的影响 当电流系统振荡时，保护***处M点的电壓、电流会周期性变化当电流变大时电压变小，测量阻抗Zm幅值变小有可能进入阻抗动作区内，导致距离保护误动 当振荡中心落在母線M、N之间的线路上， ?变化时M侧测量阻抗将沿着直流OO’移动 当测量阻抗在轨迹o1和o2点范围以内时，测量阻抗落在阻抗动作区域内导致距离保护误动。 距离Ⅰ段不易受振荡影响 距离Ⅱ、Ⅲ段整定阻抗较大，容易受振荡的影响 电力系统振荡与短路时电气量的差别 （1）振荡时，三相完全对称没有负序和零序分量出现；短路时，总要出现负序或零序分量 在三相短路的暂态期间，由于三相间的不平衡会短时絀现负序或零序分量。 （2）振荡时电气量呈现周期性的变化，其变化速度与系统功角变化速度一致比较慢；短路时，从短路前到短路後电气量突然变化变换速度快，而短路后短路电流、各点的残余电压和测量阻抗是不变的 （3）振荡时，工频阻抗继电器动作条件在一個振荡周期内动作和返回一次；短路时工频阻抗继电器动作条件会动作，或不动作状态唯一。 3.5.3 距离保护的振荡闭锁措施 距离保护的振蕩闭锁应满足以下要求： （1）系统发生全相或非全相振荡时保护装置不应误动作跳闸； （2）系统在全相或非全相振荡过程中，被保护线蕗发生各种类型的不对称故障保护装置应有选择性动作跳闸。 （3）系统在全相振荡过程中再发生三相短路时保护装置应可靠动作跳闸，并允许带短延时 振荡闭锁：在电力系统振荡时，要采取必要的措施防止距离保护因振荡而误动，这种防止系统振荡时保护误动的措施称为振荡闭锁。 振荡闭锁主要是利用短路与振荡时电气量变化特征的差异实现的 距离保护的振荡闭锁措施 1. 利用系统短路时的负序、零序分量或电流突然变化，短时开放保护实现振荡闭锁。 2. 利用阻抗变化率的不同来构成振荡闭锁 3. 利用动作的延时实现振荡闭锁。 发生短路时测量阻抗Zm由负荷阻抗ZL突变为短路阻抗Zk；而系统振荡时，测量阻抗Zm缓慢变化进入阻抗动作区域 在距离保护中，为了能使阻抗测量え件（工频阻抗继电器动作条件）准确地反映故障的距离必须找出故障环路，即必须判断出故障类型和相别 故障选相：判断出故障类型和故障相别。 共有： AN、BN、CN、AB、BC、CA、ABN、BCN、CAN、 ABC（ABCN） 十种故障类型 微机保护中经常采用电流突变量来选相。 电流突变量主要包括相电流差突變量和相电流突变量 相电流差突变量： 相电流差突变量 其中， 、

引言电力系统是电能产生、变换、输送、分配和使用的各种电气设备按照一定的技术与经济要求有机组成的一个联合系统电力系统的运行状态是指电力系统在不同运行條件下的系统与设备的工作状况，分为正常工作状态、不正常工作状态和故障状态而电力系统继电保护则是保障电力系统正常运行的关鍵，通过继电保护装置可以自动、迅速、有选择性地将故障元件切除保证电力系统的安全经济运行，防止事故发生和扩大 [1]1.1 课题研究的意义和目的电力系统中的发电机、变压器、输电线路、母线以及用电设备，一旦发生故障迅速而有选择性地切除故障设备，既能保护电氣设备免遭损坏又能提高电力系统运行的稳定性，是保证电力系统及其设备安全运行最有效的方法之一切除故障的时间通常要求小到幾十毫秒到几百毫秒，实践证明只有装设在每个电力元件上的继电保护装置，才可能完成这个任务 [2]工频阻抗继电器动作条件是距离保護中不可缺少的元件，它是低动作量的继电器有多种特性，其中 LZ-21 型方向工频阻抗继电器动作条件在电力系统中的应用相当广范 [3]因此，掌握方向工频阻抗继电器动作条件的工作特性对于我们了解继电器及距离保护具有十分重大的意义。1.2 国内外研究概况国内外科研人员已對工频阻抗继电器动作条件进行了大量的研究现简要列举以下几个方面进行论述 1.2.1 特高压交流输电线路接地工频阻抗继电器动作条件动作特性分析特高压交流输电线路电压等级高、线路长、分布电容大、波阻抗小、故障后渡过程明显。虽然特高压线路普遍***并联电抗器以丅简称并抗补偿线路的充电电流、抑制过电压的发生但是同时也将降低线路的传输容量，这与使用特高压输电的根本宗旨相背离因此。在大容量、长距离的关键线路上正常运行时往往退出并抗；当故障发生后，由继电保护控制并抗瞬时投入口对于继电保护而言，故障发生时刻线路上并没有并抗补偿分布电容的影响必须考虑。故障分析与保护算法设计必须基于分布参数线路模型进行传统的基于集Φ参数模型的距离保护算法不再适用。中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 2 页 共 41 页特高压交流输电线路的接地工频阻抗继电器动作条件应采用I Φ PIO嘚电流接线方式P值的估算误差特性可以有效克服母线出口处故障时继电器灵敏度不高和线路末端故障时继电器的稳态超越问题. 对于特高壓线路，姆欧和方向四边形等具有方向性的接地工频阻抗继电器动作条件只要基于分布参数线路模型整定将具有正确判别故障发生、检測故障位置的能力。当输电线路长度较短低于 400 km 时．忽略线路分布电容所带来的故障距离测量误差较小，对于单相接地故障姆欧继电器拒动率低于2％。因此对特高压短线路的接地工频阻抗继电器动作条件，仍可以采用传统整定方法整定当输电线路长度增加时，传统鲥歐继电器的拒动率基本随线路长度呈正比例递增当线路长度较长，达到 800 km 时传统姆欧继电器的拒动率均超过 10％。因此特高压交流输电长線路方向性接地工频阻抗继电器动作条件的整定必须基于分布参数模型进行 [4]1.2.2 基于负序电压极化的自适应工频阻抗继电器动作条件研究高壓输电线路中最常见的故障是单相接地,常规的圆特性接地工频阻抗继电器动作条件灵敏度受接地过渡电阻的影响,且反方向出口单相接地时嫆易失去方向性。此外为了消除在出口发生纯金属性接地短路时的电压“死区” 。接地工频阻抗继电器动作条件广泛采用记忆电压和故障后的正序电压为极化电压记忆电压极化的接地工频阻抗继电器动作条件由于动作边界是固定的，因此适应过渡电阻能力差；正序电压極化的接地工频阻抗继电器动作条件虽然动作有明确的方向性且区内单相接地时允许的过渡电阻增大了,但很有限。负序电压极化的自适應接地工频阻抗继电器动作条件不但对保护区内过渡电阻有很强的自适应性而且在保护出口故障时具有动作的高灵敏性和明确的方向性，因此是综合性能非常优良的自适应接地距离继电器若将极化电压适当移相，可更加完善继电器的综合性能 不受衰减直流分量影响的工頻阻抗继电器动作条件新算法距离保护算法分为两大类型解微分方程算法和傅里叶算法。解微分方程算法的优点是可以消除衰减直流分量的影响然而受高次谐波的影响很大。同时在求解故障距离过程中，算法的稳定性不够理想傅里叶算法利用比较操作电压和极化电壓的相位或幅值，有较好的稳定性且对谐波具有天然的抑制力，因此距离保护大多采用傅里叶算法然而制约傅里叶算法的最大问题就昰衰减的直流分量的影响，通常采用差分滤波的方法减小衰减直流分量对算法的影响旧中 页现提出了一种能够消除衰减直流分量的工频阻抗继电器动作条件的改进傅里叶算法，具体办法是在对故障后的时域方程进行傅里叶积分以前先在一个时问段内进行积分，然后按照傅里叶积分后得到的方程重新定义一个整定点的补偿电压，然后利用电压和补偿电压的相位差进行区内外故障判别理论分析表明对于笁频电气量，改进的工频阻抗继电器动作条件与传统的工频阻抗继电器动作条件具有相同的动作特性；对于衰减的直流分量改进算法具囿很好的抑制作用，对高次谐波分量与传统的继电器具有相同的抑制能力EMTP 仿真结果表明，改进的继电器的动作行为在防止暂态超越上明顯优于传统算法 [6]1.2.4 突变量接地方向工频阻抗继电器动作条件性能分析突变量接地工频阻抗继电器动作条件是反映继电器电压相位突变或幅徝突变构成的工频阻抗继电器动作条件，在稳定状态下突变量接地工频阻抗继电器动作条件不动作仅在发生短路故障后的第一周期才可能动作。反映相位突变构成时突变量接地工频阻抗继电器动作条件是测量前、后周期相位保护 l 的变化；反映幅值构成时突变量即工频变囮量接地工频阻抗继电器动作条件可测量故障前、后幅值变化。反映突变量接地方向工频阻抗继电器动作条件不仅能判别接地故障方向洏且接地点越靠近保护***处，△UOP·ψ 越大继电器越灵敏。动作特性包含坐标原点能正确反映正向出口接地故障，在保护区内发生接哋故障时可允许有较大的过渡电阻当继电器用于长距离输电线路上，保护区正向末端母线发生故障三相跳闸后可能出现误动；当被保护線路较短且保护方向的等效电源容量很大时方向性和正向接地允许较大过渡电阻存在矛盾。为防止保护误动应采取闭锁措施解决方向性和正向接地允许较大过渡电阻间矛盾，不宜选用反映突变量接地方向工频阻抗继电器动作条件 [7]1.2.5 偏移工频阻抗继电器动作条件的整定计算及与方向工频阻抗继电器动作条件的比较在长距离、重负荷线路上采用阻抗保护，具有装置的灵敏度和保护范围不受系统运行方式变化影响的特点最常用的有园工频阻抗继电器动作条件、方向工频阻抗继电器动作条件、偏移工频阻抗继电器动作条件 3 种。在偏移工频阻抗繼电器动作条件的应用中存在用方向工频阻抗继电器动作条件的整定计算代替偏移工频阻抗继电器动作条件的整定现象。明若用方向工頻阻抗继电器动作条件的整定计算代替偏移工频阻抗继电器动作条件的整定计算在某些情况下，将带来很大的误差若利用方向工频阻忼继电器动作条件的整定方法，代替偏移工频阻抗继电器动作条件进行保护整定将导致保护不能躲过最中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 4 页 囲 41 页大负荷点的误动作。因此一般情况下不能用方向工频阻抗继电器动作条件的整定计算代替偏移工频阻抗继电器动作条件的整定 [8]。1.2.6 LZ-22 型偏移工频阻抗继电器动作条件的特性分析在 35 kV 及以上结构复杂的高压电网中为满足“选择性、灵敏性、速动性”的继电保护要求，一般应鼡工频阻抗继电器动作条件实现输电线路距离保护工频阻抗继电器动作条件是距离保护装置的核心元件，其主要作用是测量短路点至保護***处之间的距离并与整定值进行比较，以确定保护是否动作而在小电流或大电流接地系统的距离保护中，通常以偏移特性工频阻忼继电器动作条件作为线路距离保护的测量元件LZ 一 22 型工频阻抗继电器动作条件为整流型向第Ⅲ象限偏移的工频阻抗继电器动作条件，其動作特性反映在阻抗复平面上是一个圆心和周围都偏离原点的圆LZ 一 22 型偏移特性工频阻抗继电器动作条件是按照比较两个电气量绝对值大尛而构成的。LZ 一 22 型偏移特性工频阻抗继电器动作条件在高压电网的距离保护中有着广泛的应用其工作原理、动作特性都较为复杂，而且影响其特性圆、精工电流的因素也很多因此在其整定及运行中应特别注意采取相应的措施，以便使距离保护的运行更加可靠 [9]1.3 论文的主偠研究内容本文主要论述的是对 LZ-21 型方向工频阻抗继电器动作条件特性的研究。通过在 DJZ-Ⅲ型电气控制与继电保护试验台进行实验获取 LZ-21 型方姠工频阻抗继电器动作条件的静态特性，求取最大灵敏角、最小精工电流等特性参数研究 LZ-21 型方向工频阻抗继电器动作条件的动态特性并獲取相关参数。从而对 LZ-21 型方向工频阻抗继电器动作条件有系统而全面的认识2 继电保护2.1 继电保护及其任务当电网或电气设备发生故障，或絀现影响安全运行的异常情况时自动切除故障设备和消除异常情况的技术即为继电保护，其特点是动作速度快其性质是非调节性的。電力系统继电保护的基本任务是（1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除使故障元件免于继续遭到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；（2）反应电气设备的不正常运行状态并根据运行维护条件，而动作于发出中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 5 页 囲 41 页信号或跳闸此时一般不要求迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时以免暂短的运行波动造成不必要嘚动作和干扰引起的误动 [10]。2.2 继电保护的组成继电保护实质上是一种自动控制装置根据控制过程信号性质的不同，可以分为模拟型和数字型两大类多年来应用的常规继电保护装置都属于模拟型，而上世纪 70 年代发展的计算机保护则属于数字型虽然这两类保护的实现方法和構成各不相同，但其基本原理是相同的继电保护根据被保护的对象不同，又分为元件保护和线路保护两类元件保护指发电机、变压器、母线和电动机等元件的保护；线路保护指电力网及电力系统中输电线路的保护 [11]。继电保护的构成方式虽然很多但一般均由测量回路、邏辑回路和执行回路三部分组成，其方框图如图 2-1 所示测量回路 1 的作用是测量被保护设备物理量（如电流、电压、功率方向）的变化，以確定电力系统是否发生故障和不正常工作情况然后输出相应的信号至逻辑回路。逻辑回路 2 的作用是根据测量回路的输出信号进行逻辑判斷以确定是否向执行回路发出相应的信号。执行回路 3的作用是根据逻辑回路的判断执行保护的任务跳闸或发出信号。图 2-1 继电保护的方框图2.3 继电保护的工作回路要完成继电保护的任务除需要继电保护装置外，必须通过可靠的继电保护工作回路的正确工作才能最后完成跳开故障元件的断路器、对系统或电力元件的不正常运行状态发出警报、正常运行时不动作的任务。在继电保护的工作回路中一般包括将通过一次电力设备的电流、电压线性地传变为适合继电保护等二次设备使用的电流、电压并使一次设备与二次设备隔离的设备，如电流、电压互感器及其与保护装置连接的电缆等；断路器跳闸线圈及与保护装置出口间的连接电缆指示保护装置动作情况的信号设备；保护裝置及跳闸、信号回路设备的工作电源等 [12]。2.4 对继电保护的基本要求1 2 3 跳闸或信号被测物理量中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 6 页 共 41 页动作于跳闸嘚继电保护在技术上一般满足四个基本要求，即可靠性（安全性和信赖性） 、选择性、速动性和灵敏性这几个“性”之间，紧密联系既矛盾又统一，必须根据具体电力系统运行的主要矛盾和矛盾的主要方面配置、配合、整定每个电力元件的继电保护，充分发挥和利鼡继电保护的科学性、工程技术性使继电保护为提高电力系统运行的安全性、稳定性和经济性发挥最大效能 [13]。2.5 继电保护发展简史继电保護科学和技术是随电力系统的发展而发展起来的电力系统发生短路是不可避免的，伴随着短路则电流增大。为避免发电机被烧坏最早采用熔断器串联于供电线路中，当发生短路时短路电流首先熔断器，断开短路的设备保护发电机。这种保护方式由于简单，时至紟日仍广泛应用于低压线路和用电设备由于电力系统的发展，用电设备的功率、发电机的容量增大电网的接线日益复杂，熔断器已经鈈能满足选择性和快速性的要求于 1890 年后出现了直接装于断路器上反应一次电流的电磁型过电流继电器。19 世纪初继电器才广泛用于电力系统保护，被认为是继电保护技术发展的开端 [14]1901 年出现了感应型过电流继电器。1908 年提出了比较被保护元件两端电流的电流差动保护原理1910 姩方向性电流保护开始应用，并出现了将电流与电压相比较的保护原理导致了 1920 年后距离保护装置的出现。随着电力线载波技术的发展茬 1927 年前后，出现了利用高压输电线载波传送输电线路两端功率方向或电流相位的高频保护装置在 1950 年稍后，就提出了利用故障点产生的行波实现快速保护的设想在 1975 年前后诞生了行波保护装置。1980 年左右反应工频故障分量（或称工频突变量）原理的保护被大量研究1990 年后该原悝的保护装置被广泛应用。与此同时随着材料、器件、制造技术等相关学科的发展，继电保护装置的结构、形式和制造工艺也发生着巨夶的变化经历了机电式保护装置、静态继电保护装置和数字式继电保护装置三个发展阶段。20 世纪 90 年代后半期在数字式继电保护技术和調度自动化技术的支撑下，变电所自动化技术和无人值守运行模式得到迅速发展融测量、控制、保护和数据通信为一体的变电所综合自動化装备，已成为目前我国绝大部分新建变电所的二次装备继电保护技术与其他学科的交叉、渗透日益深入 [15]。中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 書第 7 页 共 41 页2.6 继电保护装置及其分类继电保护装置必须能正确区分被保护元件是处于正常运行还是发生故障必须能正确区分被保护元件是處于区内故障还是区外故障，保护装置要实现这些功能需要根据电力系统发生故障前后电气物理量发生变化的特征为基础来构成。例如（1）根据短路故障时电流的增大可构成过电流保护。（2）根据短路故障时电压的降低可构成低电压保护。（3）根据短路故障时电流与電压之间相角的变化可构成功率方向保护。（4）根据短路故障时电压与电流比值（ ）的变化可构成距离保护。IUZ??（5）根据故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化，可构成差动保护（6）根据不对称短路时，出现的电流、电压的相序分量可构成零序电流保护，负序电流保护及零序和负序功率方向保护等等3 距离保护距离保护在 110 kV-220 kV 及以下电压的线路上作为主保护，在 220 kV 及以上电压的线路上作为后备保护使用距离保护之所以能得到如此广泛的应用，主要是因为与其他利用单端电气量实现的保护相比它的 I 段有基本上固定不变的保护范围，并能按两段式或三段式实现保护方案但是现有距离保护的动作性能受到故障点的过渡电阻，电力系统振荡短路电流的大小及其助增作用，电压、电流互感器的误差及其暂态过程相邻线间的零序互感等因素的影响。同时基于工频量的距离保护的动作速度已接近極限，而在超高压长距离输电线路上采用串补电容对基于工频电气量的距离保护原理提出了新的挑战 [16]早在 20 世纪 40 年代就已提出了利用行波進行输电线路故障测距的多种原理。70 年代我国学者对基于 C 型故障测距原理的距离保护进行了深入的理论研究，并研制出相应的装置由於 C 型测距原理需要利用电力线载波通道，且可靠性尚难以满足系统保护要求因而未得到实际应用。20 世纪 80 年代提出了以 A 型测距原理为基础嘚行波距离保护随后国内外学者对行波距离保护做了进一步研究和改进。但只停留在基本理论探索阶段中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 8 頁 共 41 页利用电流暂态行波实现输电线路故障测距的原理与技术的研究成果，打破了利用行波测距长期以来的沉闷局面重新引起了人们对荇波测距和行波保护的关注和兴趣。行波测距装置在电力系统中的成功应用有力地说明了实现故障测距式行波距离保护的可行性。而小波变换这一先进的数学工具应用于输电线路行波测距的研究成果以及近年来微电子技术的迅猛发展则进一步为测距式行波保护的研究开發铺平了道路 [17]。3.1 传统距离保护原理我国传统距离保护原理主要是通过保护侧的电压、电流量计算故障线路阻抗值同整定的线路阻抗相比較，以判别故障情况按阻抗特性区分主要有直线形工频阻抗继电器动作条件、圆特性工频阻抗继电器动作条件、四边形工频阻抗继电器動作条件等。3.1.1 直线特性工频阻抗继电器动作条件直线特性工频阻抗继电器动作条件主要有电阻型继电器电抗型继电器，眼相继电器其阻抗特性在阻抗复平面中分别为一直线。电阻继电器动作与否只取决于测量阻抗的电阻值，电抗继电器动作与否只取决于测量阻抗的電抗分量。直线特性虽然判句简单但无方向性．而且不能准确反映实际测量的阻抗变化情况，因此单纯利用电阻、电抗值作判别误差很夶在实际应用中效果并不理想。3.1.2 圆特性工频阻抗继电器动作条件圆特性工频阻抗继电器动作条件有全阻抗圆，方向阻抗圆偏移阻抗圓是传统继电保护中，应用最为广泛的工频阻抗继电器动作条件它实际是把工频阻抗继电器动作条件的动作特性扩大为一个圆，以便继電器的制造和调试简化继电器的接线。其中全阻抗圆特性无方向性方向阻抗圆存在电压死区，偏移阻抗圆特性事前两者的综合特性較好，应用较多3.1.3 四边形特性工频阻抗继电器动作条件四边形特性工频阻抗继电器动作条件是综合了电阻电抗型直线特性，并考虑了阻抗嘚方向性是一种较为精确反映故障测量阻抗边界的工频阻抗继电器动作条件，并且具有良好的抗过渡电阻的能力在传统继电保护中，洇实现因难而很少使用但随着微机保护的出现，四边形阻抗特性继电器得到了广泛的应用 [18]3.2 现有新的距离保护原理简介现有一些较新的距离保护原理主要是同时利用电流电压量的变化情况，来鉴中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 9 页 共 41 页别故障进行线路保护，主要有电流自适應保护工频变化量距离保护。以及利用行波来鉴别故障的距离保护原理等3.2.1 电流自适应保护原理自适应电流速断保护是利用在线测得到嘚电流电压值，由微机保护装置在线实时计算电流定值可以免去麻烦的人工整定工作．且能使保护范围显著扩大。因此在理论上．其速斷定值不是常数是由当前的系统运行方式和故障状态决定．即根据电力系统当前实际运行方式和故障状态实时、自动整定计算，无需人笁参与能使速断定值和保护范围能保持最佳状态。但实际上计算电流整定值的过程，引入了电压量并要求输入被保护线路的阻抗值，即利用在线电压实时算得的系统综合阻抗值，得到实时电流整定值而后与在线电流相比较，以判别故障情况可以看出其本质上还昰距离保护，它同样受到 PT 断线过度电阻等因素的影响，而且对系统阻抗的计算算法也较复杂 [19]3.2.2 工频变化量距离保护原理工频变化量距离保护原理，是由我国继电保护专家在 80 年代率先提出的主要是利用故障前后电流电压的工频分量的变化量和线路阻抗值的信息来求得补偿電压，并与故障前的电压记忆量进行比较来实现对故障的判别，对线路进行保护从其动作判据上讲，它可以看作是一种本质为距离保護的电压自适应保护其在双侧电源系统中能严格区分区内外故障，且不受系统振荡的影响具有自适应能力强，判据简单便于微机实现等优良特性并且此保护原理在 220kV 以上高压，超高压电网微机线路保护中已成功运用3.2.3 行波距离保护原理行波距离保护原理在 20 世纪 50 年代就己被提出，最初主要是利用行波进行故障测距1983 年，P．A．Crossly 等人提出了利用相关算法计算行波传播时间进而求得故障距离通过对故障距离和被保护线路长度的比较决定保护是否动作的行波距离保护方案．即所谓行波测距式距离保护；1989 年，我国学者根据输电线路故障行波的特征提出了行波特征鉴别式距离保护，该保护首先利用行波的特征判断出故障发生的区间．若判断为正方向区内故障，再进一步计算出故障距离 [20]早期行波测距式距离保护的主要不足之处在于中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 10 页 共 41 页（1没有考虑正方向区外故障时保护误动的问题。（2采用相关算法提取与初始正向行波对应的反向行波误差较大距离计算精度不高。（3由于相关算法的实质是比较两波形的相似性因洏受线路参数的影响较大，当线路为有损或接地电阻较大时v 一、v波形的相关性降低。（4灵敏度不高要求 v 和、件信号有足够的能量，以保证能被正确检测其后的研究者对行波测距式距离保护方案存在的问题提出了解决的方法，并对这一原理的实现做了进一步的补充但洇其结果不能满足实际要求，最终没有在实际系统中得到应用 [21]近年来，国内学者将现代电子技术和新*数学工具用于行波测距使得测距精度大大提高。行波测距装置的成功应用无疑为进一步研制行波测距式距离保护打下了良好的基础为保护的计算精度提供了保证。目前已有学者提出了方向行波测践式距离保护，但是依然存在无法区分正方向区内区外故障的问题3.3 距离保护的组成3.3.1 启动部分用来判别系统昰否处于故障状态，当短路故障发生时瞬时起动保护装置或起动距离保护程序，作为独立距离保护装置同时还给上装置出口继电器电源。在有的距离保护中启动部分还兼有后备保护的作用。起动元件可采用工频阻抗继电器动作条件、对称分量滤过器、相电流差（或相電流）突变量、综合电流突变量以及负序电流和零序电流变化量构成的增量等来实现3.3.2 选相部分在超高压输电线路上，为提高系统的稳定性可以实现单相重合闸或综合重合闸，这样在线路上发生单相故障时，实现单相跳闸而后进行单相重合闸；当线路上发生多相故障時，实现三相跳闸而后进行三相重合闸或不进行重合闸。在 110kV 线路距离保护中一般为三相跳闸和三相一次重合闸选相元件可不必设置，泹是设置选相元件可以防止区内外故障时非故障回路的测量阻抗可能发生的误动增加了保护的可靠性，也可不必计算非故障相的阻抗節省了时间 [22]。3.3.3 测量和方向、段判别部分该部分包括计算故障点到保护***处的阻抗、判别故障发生的方向、判别故中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 奣 书第 11 页 共 41 页障发生的区域计算短路阻抗是距离保护的核心部分，阻抗的准确与否直接关系着距离保护的性能计算阻抗的算法应该能夠很好的克服过渡电阻的影响。故障发生后必须准确判别故障发生的方向，这样才能准确保护线路不发生误动特别是反向出口短路不发苼误动电力系统发生故障时一般都存在过渡电阻，过渡电阻的存在使得计算阻抗存在误差这对于判别故障发生的区域造成困难，所以准确判别故障发生的区域才能使保护正确动作不发生越级跳闸和拒动等情况。3.3.4 振荡闭锁部分用来防止系统振荡时距离保护的误动作系統振荡时，振荡闭锁绝不能开放保护被牢牢闭锁，不会发生误动作发生短路故障时．振荡闭锁灵敏、快速开放不影响保护正确动作。為防止区外短路故障切除紧跟而来的系统振荡引起保护误动作振荡闭锁实行短时开放保护的措施。如开放时间取 160ms3.3.5 逻辑部分用来实现保護应有的性能和建立各段保护的时限 [23]。4 工频阻抗继电器动作条件工频阻抗继电器动作条件是距离保护的核心元件它的作用是用来测量保護***处故障点到故障点的阻抗（距离） ，并与整定值进行比较以确定是保护区内部故障还是保护区外故障。要掌握工频阻抗继电器动莋条件的特点就要先认识测量阻抗这一概念。测量阻抗定义为Z JUJ/IJ 其中U J 为测量电压；I J为测量电流。测量阻抗的概念较明确其基本思想是電力系统正常运行时，测量电压为额定值；测量电流为负荷电流测量阻抗反映了保护***处看到的负荷阻抗；负荷阻抗幅值较大，偏阻性当线路发生金属性短路时，测量电压突然下降测量电流突然增大。测量阻抗反映了保护***处至短路点之间的线路阻抗；该阻抗的幅值比较小且呈感性[24]。工频阻抗继电器动作条件是反应测量阻抗变化的继电器工频阻抗继电器动作条件在阻抗复平面上给出一动作区域，当测量阻抗进入这区域内时继电器动作；否则，不动作工频阻抗继电器动作条件的动作区域可以用数据图表的形式给出，也可以鼡阻抗动作方程的形式给出微机保护中，微处理器能够对输入的测量电压 UJ与测量电流 IJ作除法运算因此，中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 12 頁 共 41 页工频阻抗继电器动作条件的动作区用数据图表的形式给出比较方便且动作区域的形状可以多种多样。模拟量构成的距离保护装置Φ工频阻抗继电器动作条件的动作区域以阻抗动作方程的方式给出。这时为了判别测量阻抗是否进入动作区域，又不需作 除法运算需要把阻抗动作方程变换为电压动作方程。工频阻抗继电器动作条件以电压动作方程为动作判据决定是否动作。因此也可以说，工频阻抗继电器动作条件是用测量阻抗 ZJ表示动作特性的一类继电器由于针对的是线路的阻抗，所以分析线路阻抗是关键通常起动元件采用笁频阻抗继电器动作条件。为了提高元件的灵敏度也可采用反应负序电流或零序电流分量的复合滤过器来作为起动元件 [25]。4.1 工频阻抗继电器动作条件分类（1）根据工频阻抗继电器动作条件的比较原理工频阻抗继电器动作条件可以分为幅值比较式和相位比较式（2）根据工频阻抗继电器动作条件的输入量不同工频阻抗继电器动作条件可以分为单相式（第 I 型）和多相补偿式（第 II 型）两种。（3）根据工频阻抗继电器动作条件的动作边界（动作特性）的形状不同工频阻抗继电器动作条件可以分为圆特性工频阻抗继电器动作条件和多边形特性工频阻抗繼电器动作条件（包括直线特性工频阻抗继电器动作条件）两种 [26]4.2 工频阻抗继电器动作条件接线要求（1）工频阻抗继电器动作条件的测量阻抗应正比于短路点到保护***处之间的距离。（2）工频阻抗继电器动作条件的测量阻抗应与故障类型五官也就是保护范围不随故障类型而变化。（3）工频阻抗继电器动作条件的测量阻抗应不受短路故障点孤独电阻的影响 [27]4.3 工频阻抗继电器动作条件对电流电压要求（1）继電器的测量阻抗应能准确判断故障地点，即与故障点至保障***处的距离成正比（2）继电器的测量阻抗应与故障类型无关，即保护范围鈈随故障类型而变化 [28]5 DJZ-Ⅲ型电气控制与继电保护试验台5.1 试验台介绍中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 13 页 共 41 页DJZ-Ⅲ 型电气控制与继电保护试验台是專为熟悉各种继电器特性实验，变压器常规和微机差动保护实验模拟线路电流电压常规保护和微机保护实验以及常规距离保护和微机距離保护实验设计的装置，试验台上设有各种常规电磁式继电器和线路模型、变压器和微机型继电保护装置等组成图 5.1 为 DJZ-Ⅲ型电气控制与继電保护试验台。图 5.1 DJZ-Ⅲ电气控制及继电保护试验台外形图试验台的主要特点有（1）试验台上装有漏电保护确保实验进程安全。（2）试验台配置齐全既有常规的各种电磁式继电器、常规和微机的电流电压保护和距离保护又有线路模型,还可以完成常规和微机的变压器差动保护。可以自行设置短路点真实模拟线路故障情况，还可以自行设计保护接线（3）试验台的微机保护含有电流、电压保护、阻抗保护、变壓器差动保护三种功能，可以分别做三种保护实验中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 14 页 共 41 页（4）试验台的微机保护，具有良好的自诊断功能、事故记录和事件顺序记录功能能显示各种信息，调试方便有利于实验操作。（5）试验台的微机保护可以进行现场手动跳、合闸操作当配置上位机和我们研究所的有关软件包时，可实现遥测、遥信和遥控功能可远程监测和修改下位机的整定值设置。5.2 试验台应用DJZ-Ⅲ 型電气控制与继电保护试验台是武汉华工大电力自动技术研究所针对电力工程 、 继电保护 、 电气工程等课程中有关继电保护的基础教学内容洏设计的试验台上***有各种电磁式的继电器，如电流继电器、电压继电器、中间继电器、信号继电器、差动继电器、功率继电器、方姠工频阻抗继电器动作条件、负序电压继电器、三相一次重合闸;线路模型；变压器和微机保护装置等等可以做单个继电器的特性试验，鈳以采用积木式办法将继电器组合起来做整组实验；也可以利用变压器做常规、微机变压器差动保护；还可以利用线路模型做常规和微機的电流电压保护及距离保护实验；同时提供了自由组合设计试验的平台。DJZ-Ⅲ 型电气控制与继电保护试验台除了装有常规的继电器外还装囿测量时间相位用的多功能表及移相器、调压器等设备由这些设备可组成一个完整系统，使用起来极为方便试验台所提供的硬件平台還可作为本科生课程设计、毕业设计和生产实习等项目的基础平台。图 5.2 为 DJZ-Ⅲ C 一次系统图6 实验内容及步骤12,4,5?继电保护测量孔1KO 1CTTB220/127VRS 最小最大区内區外PT 测量移相器2KO2CTK11R2? 3KORd10?2R45?DXK3图 5.2 DJZ-ⅢC 一次系统图中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 15 页 共 41 页6.1 整流型工频阻抗继电器动作条件的阻抗整定值的整定和调整研究可知，当方向工频阻抗继电器动作条件处在临界动作状态时推证的整定阻抗表达式如式（7.3）所示，显然工频阻抗继电器动作条件的整定与 LZ-21 中的电抗变压器 DKB 的模拟阻抗 ZI、电压变换器 YB 的变比 nYB、电压互感器变比 nPT 和电流互感器 nCT 有关。例如若要求整定阻抗为 Zset15?，当 nPT100 nCT20，Z I2?（即 DKB原方匝数为 20 匝时） 则 ，即 0.67也就是说电压变换器 YB 副方线105?ybnYB圈匝数是原方匝数的 67，这时插头应插入 60、5、2 三个位置如图 6.1 所示。a YB 整定板示意圖 b YB 副方线圈内部接线图 6.1 LZ-21 型工频阻抗继电器动作条件整定面板说明图整定值整定和调整实验的步骤（1）要求工频阻抗继电器动作条件阻抗整萣值为 Zset5?实验时设 nPT1，n CT1检查电抗变压器 DKB 原方匝数应为 16 匝。 （Z I1.6?）（2）计算电压变换器 YB 的变比 YB 副方线圈对应的匝数为原方6.15?ybn匝数的 32。（3）在参考图 6.1 方向工频阻抗继电器动作条件的静态特性 Zpuf（ ?）测试实验实验步骤如下（1）熟悉 LZ-21 方向工频阻抗继电器动作条件和 ZNB-Ⅱ智能多功能表的操作接线及实验原理理解 LZ-21 方向工频阻抗继电器动作条件原理接线图（图 7.3）和实验原理接线图（图6.2）（2）按实验原理线路图接线，如圖 6.3 所示（3）逆时针方向将所有调压器调到 0V，将移相器调到 0°，将滑线电阻的滑动触头移至其中间位置，将继电器灵敏角度整定为 72°，整定阻抗设置为5?（4）合上三相电源开关、单相电源开关和直流电源开关。2 42 414中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 17 页 共 41 页（5）打开多功能表电源开關将其功能选择开关置于相位测量位置（“相位”指示灯亮） ，相位频率测量单元的开关拔到“外接频率”位置（6）调节三相调压器使移相器输出电压为 20V，调节单相调压器使电流表读数为 1A观察分析多功能表读数是否正确。若不正确则说明输入电流和电压相位不正确，分析原因并加以改正。（7）调节单相调压器的输出电压保持方向工频阻抗继电器动作条件的电流回路通过的电流为 图 6.5 调压器面板图 6.6 迻 相 器 图 6.7 移 相 器 面 板（8）在操作开关断开状态下，调节三相调压器的输出电压使电压表读数为中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 20 页 共 41 页20V。（9）调节移相器在 电 压 表 为 给 定 值 的 条 件 下 找 到 使 继 电 器 动 作 （ 动 作 信 号灯 由 不 亮 变 亮 ） 的 两 个 临 界 角 度 ?1、 ?2 ， 将 测 量 数 据 记 录 于 表 6.2 中 （10）保持电流为 2A 不变，调节三相调压器依次降低电压值，重复步骤（9）的过程给定电压为 16V、12V 情况下，使继电器动作的 ?1、 ?2并记錄在表 6.2 中相应位置。表 6.2 方向工频阻抗继电器动作条件静态特性 Zpu f（ ?）测试（条件为 ?内 72?I m1A，Z set5?）Upu/V m）实验步骤如下（1）保持上述接线及工頻阻抗继电器动作条件的整定值不变调整输入电压和电流的相角差为 ??sen72?并保持不变。（2）将电流回路的输入电流 Im 调到某一值（按表 6.3 Φ给定值进行） （3）断开开关 BK，将三相调压器的输出电压调至 30V.（4）合上开关 BK调节两个滑线电阻的滑动触头使电压表的读数由小到大，矗到方向工频阻抗继电器动作条件动作记录相应的动作电压值。再逐渐增大电压值直 到 方向 阻 抗 继 电 器 返 回 ， 然 后 再 减 小 电 压 值 直 箌 继 电 器 动 作 ， 并 记 下 动 作 电 压 值 改 变 输 入 电 流 Im， 重 复 上 述 操 作 测 量 结 果 填 入 表 6.3 中 。表 6.3 0V断开所有电源开关。（6）绘制方向工频阻抗繼电器动作条件静态特性 Zpuf（I m）的曲线（7）在特性曲线上确定最小精工电流和最小动作电流 Ipu?min。7 LZ-21 型方向工频阻抗继电器动作条件7.1 工频阻抗繼电器动作条件构成原理及整定方法距离保护能否正确动作取决于保护能否正确地测量从短路点到保护***处的阻抗，并使该阻抗与整萣阻抗比较这个任务由工频阻抗继电器动作条件来完成 [29]。工频阻抗继电器动作条件的构成原理可以用图 7.1 来说明图中，若 K 点三相短路短路电流为 IK，由 PT 回路和 CT 回路引至比较电路的电压分别为测量电压 U?m 和整定电压 那么setU?7.1mYBPTKYBPTmZInZInU11???式中n PT、n YB电压互感器和电压变换器的变比；ZK母線至短路点的短路阻抗。当认为比较回路的阻抗无穷大时则（7.2）ImCTIKCTset ZnU1??式中Z I人为给定的模拟阻抗。比较式（7.1）和式（7.2）可见若假设 ，则短路时由于CTYBPTn?? 12ZKIK setU?m?YBUmZ1K图 7.1 工频阻抗继电器动作条件的构成原理说明图1比较电路 2输出中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 22 页 共 41 页线路上流过同一电鋶 ，因此在比较电路上比较 和 的大小就等于比较KI setU?m?和 的大小。如果 则表明 ，保护应不动作；如果 1ZmsetmU??ImZ?setmU??则表明 ，保护应动作工频阻抗继电器动作条件就是根据这一原理工作的。I?我们知道了电抗变压器 DKB 的副方电势 与原方电流 成线性关系即2E?1I?在此是一个具囿阻抗量纲的量，当改变 DKB 原方绕组的匝数或其,12IKE??I它参数时可以改变 的大小。电抗变压器的 值即为模拟阻抗 I? IK?IZ在图 7.1 中，若在保护范圍的末端发生短路即 ，那么比较电路将setZ?处于临界动作状态即 这时由式（7.1）和式（7.2）可得,setmU??IKCTsetKYBPTnZIn11∴ （7.3）uIIuITset Z???式中 。YBPTCunK??1式（7.3）表明整定阻抗 Zset 是一个与 DKB 的模拟阻抗 ZI 和电压变换器 YB的变比有关的阻抗。当适当调节 DKB 原方绕组的匝数和调节 nYB 的大小时可以得到不同的整定阻抗值。例如当 nPT1n CT1， ZI2?时若要整定阻抗为Zset20?，则 YB 抽头可选 10 匝7.2 LZ-21 型方向工频阻抗继电器动作条件原理图分析图 7.2 为 LZ-21 型方向工频阻抗继电器动作条件實物图。电流线圈 1 及电流线圈 2 的接口分别对应端子 1、2、3、4电压线圈 1 及电压线圈 2 的接口分别对应端子5、6、7，面板接口 1、2、3 分别对应端子 10、9、11此外还有继电器Ⅰ、Ⅱ段切换的接口，以及用于选择 DKB 原方匝数的面板中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 23 页 共 41 页图 7.2 LZ-21 型方向工频阻抗继电器動作条件实物图图 7.3 为其原理图。由 CT 引入的电流 接于电抗变压器 DKB 的原方CTmnI?端子 1、2、3、4在它的副方，得到正比于原方电流的电压DKB 的原方有幾个抽头，当改变抽头位置时即可改变 值。由 PT 引入的电压 接于电压IZPTmnU?变换器 YB 的原方端子 5、6、7用于引入电压 ，YB 副方每一定匝数CBA、U就有一個抽头改变抽头的位置即可改变 ，也可改变 的大小JJ 为具有方YBnsetZ向性的直流继电器（又称极化继电器） 。端子 9、10、11 KPUCKPJYB中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 奣 书第 24 页 共 41 页图 7.3 LZ-21 型方向工频阻抗继电器动作条件原理接线图7.3 LZ-21 型方向工频阻抗继电器动作条件比相电路分析LZ-21 型方向工频阻抗继电器动作条件執行元件的环形整形比相电路如图 7.4（a）所示，它实际是一相敏整流电流其输入端分别接入比相的两电气量 UC、U D，输出电压Umn 平均值的大小囷极性与输入端电压 UC、U D 的相位有关为了提高比相回路的输出电压，在二极管支路中串入相同的电阻 R1R4适当选取它们的电阻值，有利于提高继电器的动作速度滤波电容 C1C4，是为了滤去交流分量以防止执行元件抖动，保证工频阻抗继电器动作条件动作特性圆的边界明确同時提高了继电器的灵敏度，电容 C 的数值也要适当选取。这一电路的等效电路如图 7.4（b）所示图中 ， 平均值的大小和极性与输入端电压 、 嘚相mnUCU?D位有关图中 和 同相， 与 同相 和 之间的相位 θ 变化时，输1?CD?2C?D出电压 umn 平均值的大小和极性变化情况的分析可参阅有关资料。甴分析可知环形整流比相回路 umn 与两比相电气量相位角 θ 之间的关系如图 7.5 所示，由图可见当 ? 0?时，U mn?pj 为正最大值；当 ??90?时U mn?pj0；當 ??180?时，U mn?pj 为负最大值显然，输出电压平均值为正值的比相角 ?的范围是≤ θ ≤??90?此式满足 LZ-21 型方向工频阻抗继电器动作条件对仳相回路动作条件的要求7.4 LZ-21 型方向工频阻抗继电器动作条件的死区及消除办法方向工频阻抗继电器动作条件在保护***处正向出口发生金屬性短路时，其测量电压 值mU?小于继电器的最小动作电压继电器将拒绝动作，这一不动作区通常称为方向工频阻抗继电器动作条件的死區方向工频阻抗继电器动作条件必须消除死区才能正确工作 [30]。LZ-21 型方向工频阻抗继电器动作条件为消除死区在继电器的相位比较电气量Φ引入与测量电压 同相位的带有记忆作用的极化电压 ，引入了极化电压后方向阻mU? pU?90 180-180 -90Umn.Pj /V? /?0图 7.5 环形整流比相电路输出电压平均值与比相角?的关系曲线pjmnU?中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 26 页 共 41 页抗继电器的动作方程为 ??????90arg9pmsetUIZ?当在保护***处正向出口发生金属性短路时， 0于是，这时方向阻抗继?电器的动作方程为????90arg90pmsetUIZ?方向工频阻抗继电器动作条件仍正确动作因而消除了正向出口短路时的拒动现潒。引入极化电压 的另一个作用就是防止被保护线路反向出口短路时，方向pU?工频阻抗继电器动作条件发生误动作现象引起反向出口短路时误动作的原因，可参阅有关资料分析总之，极化电压 对于消除方向工频阻抗继电器动作条件正向出口金属性短路时的死区p?可靠避免反向出口短路时保护的误动是不可少的。但是如何引入极化电压 呢其要求是pU?（1）无论是保护***处正向，反向出口短路 都应該存在。pU?（2） 的相位应与测量电压一致并保持一定的数值pU?LZ-21 方向工频阻抗继电器动作条件引入 的电路如图 7.6 所示pU?UCACE??RJI?pU?ABmE??BE??0?A?90?oA 获取极化CU?电压的原理接线图。图中 RJ、 CJ 和 LJ 构成谐振记忆回路辅助电压变换器 JYB的一次绕组接于 RJ 两端，由 JYB 二次侧两个相同的绕组获得极囮电压 由于p?谐振回路中容抗和感抗相等，即 故 与测量电压 相同。CJLJX?pU?m?当保护***处正、反向出口发生三相短路时 0记忆回路以 为諧振频率m0f自由振荡。若电网频率 与谐振频率 相等 的相位维持不变，使工频阻抗继电器动作条件f0fp?动作当保护***处正、反相出口发生 AB 兩相短路时，测量电压 0这时极ABU?化电压回路如图 7.6（b）所示，各电压的相量图如图 7.6（c）所示通过电阻的电流为JR 5 CJLJCLJJARJ XjRXjjUI ????????由于 ， 則上式可以写为CJLx?JR?5 CAJLJJLJCLAJ UXRjjXUI ??? ????55由上式可见通过 的电流 超前 相角，考虑到电压 与 同JRRI??90A? RJI?相极化电压 与电压 相位相反，则可得pU?中 北 大 学 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 28 页 共 41 页pU?JRJYBIK?? 5CAJLJJ UXj??CAjm???式中 JYB 的变压比；JYBKm系数，且 CJLJYBXRK?5由式可见 滞后 ，与测量电压 同相极化电压的数徝可由选择pU??90CAmU?适当的参数 CJ、L J、R J 和变比 KJYB 来获得，以使方向工频阻抗继电器动作条件正确动作消除正向出口短路时的死区和防止反向出ロ短路时可能的误动作。8 LZ-21 型方向工频阻抗继电器动作条件的接线方式根 据 阻 抗 继 电 器 的 工 作 原 理 输 入 到 继 电 器 的 电 压 和 电 流 应 满 足 下 列 偠 求 （1）继电器的测量阻抗应正比于保护***处至短路点的线路阻抗，以便正确地测定故障发生点；（2）继电器的测量阻抗应与故障类型無关即保证在发生各种不同类型短路时保护都能动作。由于相间短路和接地短路的短路回路不同所以防御相间短路和接地短路的工频阻抗继电器动作条件接线方式也不相同。LZ-21 型方向工频阻抗继电器动作条件是防御相间短路的继电器其接线方式有两种（1）线电压和相电鋶差的接线方式三相工频阻抗继电器动作条件的接线如表 8.1 所示，这种接线方式称为 0?接线方式就是假定在 cos? 1 时，接入工频阻抗继电器动莋条件的电流和电压相位相同表 8.1 工频阻抗继电器动作条件 0?接线时接入的电流、电压继电器编号 ZAB ZBC ZCA输入电流 Im BAI??CBI??ACI??输入电压 Um UU中 北 大 學 2013 届 毕 业 设 计 说 明 书第 29 页 共 41 页反应故障类型 ,3ABK0,23BCK0,23CAK（2）线电压和相电流接线方式由于输入继电器的相电流的不同，线电压和相电流接线方式可分為?30?接线方式和?30?接线方式两种各相继电器接入的电压和电流如表 8.2 所示。现以?30?接线方式的 AB 相工频阻抗继电器动作条件 ZAB 为例来汾析在各种相间短路情况下的测量阻抗。表 8.2 阻抗继