Ⅱ?tⅡ3）动作时限：与相邻设备保护配合，有t13??t=1s，它能同时满足与相邻线路保护以及

相邻变压器保护配合的要求。

保护4距离Ⅱ段的整定：

1）整定阻抗：按下面两个条件选择。

（a）当与相邻下级线路距离保护Ⅰ段相配合时，有

ⅡⅠZⅡset.4?Krel(ZBC?K4b.minZset.2)=×（16+×）=? （b）当与相邻变压器的快速保护相配合时，有

ⅡZⅡset.4?Krel(ZBC?K4b.minZt)=×（16+×20）=? 所以取ZⅡset.4=?

ZⅡ33.5732）灵敏度校验：Ksen?set.4?=＞，满足灵敏度要求。

ZBC16Ⅱ?tⅡ3）动作时限：与相邻保护2 的Ⅰ段配合，有t13??t=+=1s，它能同时满足与相邻线路保护以及相邻变压器保护配合的要求。

保护4距离Ⅲ段的整定：

1）整定阻抗：按躲过正常运行时 的最小负荷阻抗整定，有

3?0.3UL.max0.83?190.53ⅢZset?=? .41.2?1.2?cos(75o?30o)2）灵敏度校验：

ZL.min?UL.min??=0.9?110Ⅲ=?，Zset.4?KrelZL.min

KssKrecos(?set??L)（a）本线路末端短路时灵敏度系数为 Ksen(1)ⅢZset155.93.4=＞ ??ZBC16ⅢZset.4（b）相邻设备末端短路时灵敏度系数为 Ksen(2)?≥

ZBC?K4b.maxZnext① 相邻线路末端短路时灵敏系数。利用（3）中求灵敏系数的结论，只要令XBK?XBC,XK?0即可，所以有

1K4b?1?X56.0XXX56.021???[56.0?(1?AB0)(1?)]X?XX12.0?XBC03X12.0X12.0X34.0?XBC0 AC11?34.1X12.1当X12.1、X56.0分别取最小值，而X34.1、X12.0、X34.0分别取最大值时，K1b就取最大值，即当 X12.1min=?，X56.0min=20?，X34.1max=20?，X12.0max=30?，X34.0max=30?时，有K1bmax=，

ⅢZset.4Znext?ZAB=24?，Ksen(2)?=>

ZBC?K4b.maxZnext②相邻变压器灵敏系数校验，此时 K4bmax=，Znext?Zt=20?

ⅢZset.4=> 所以灵敏度校验要求。 Ksen(2)?ZBC?K4b.maxZnextⅡ3）动作时限：与相邻设备保护配合，有tⅡ4?t2??t=1s，它能同时满足与相邻线路保护以及

相邻变压器保护配合的要求。

（5）当AB线路中点处发生BC两相短路接地时，那个地方哪些测量元件动作，请逐一列出。保护、断路器正常工作条件下，哪些保护的何段以什么时间跳开了哪些断路器将短路切除。 答：当 AB线路中点处发生B、C两相短路接地时，接地保护中：B相、C相的接地距离保护的测量元件动作；相间距离保护中，B、C相间距离保护的测量元件动作。保护、断路器正常工作条件下，保护1的B,C相的接地距离保护Ⅰ段、BC相间距离保护Ⅰ段、保护2的B，C相的接地距离保护Ⅰ段、BC相间距离保护的Ⅰ段，将在故障瞬间跳开保护1,2处的断路器，从而将短路故障切除。 （6）短路条件同（5），若保护1的接地距离Ⅰ段拒动、保护2处断路器拒动，哪些保护以时间跳开何断路器将短路切除。

答：保护1的相间距离保护Ⅰ段将在故障瞬间跳开保护1处的断路器，保护4的距离Ⅲ段延时1s跳开保护4的断路器。

（7）假定各保护回路正确动作的概率为90%，在（5）的短路条件下，全系统中断路器不被错误切除任意一个的概率是多少？体会保护动作可靠性应要求到多高？

答：假定保护1在发电厂侧还有1套远后备保护，则线路AB中点短路后应该有4个断路器的跳闸回路被4套保护启动，如果各保护回路正确动作的概率只有90%，则全系统中不被错误切除任意一个断路器的概率是P=×××=。

什么是助增电流和外汲电流？它们对阻抗继电器的工作有什么影响？

答：图3-9（a）中母线B上未接I3分支的情况下，I1?I2,此时k点短路时，A处阻抗继电器KZ1测量到的阻抗为 Z1??????UI1????I1ZAB?I2ZBkI1?????ZAB?ZBk?ZAk

在母线B接上I3分支后，I2?I1?I3，k点短路时，A处阻抗继电器KZ1测量到的阻抗为

Z1?UI1????I1ZAB?(I1?I3)ZBkI1??????ZAB?ZBk??I3ZBkI1???ZAk?I3ZBkI1??

即在I3相位与I1相差不大的情况下，分支I3的存在将使A处感受到的测量阻抗变大，这种使测量阻抗变大的分支就成为助增分支，对应的电流I3称为助增电流。

类似地图3-9（a）中，在母线B上未接I3分支的情况下，I1?I2，此时k点短路时，A处阻抗继电器KZ1测量到的阻抗为 Z1?????????UI1???I1ZAB?I2ZBkI1?????ZAB?ZBk?ZAk

在母线B接上I3分支后，I2?I1?I3，k点短路时，A处阻抗继电器KZ1测量到的阻抗为

Z1?UI1????I1ZAB?(I1?I3)ZBkI1??????ZAB?ZBk??I3ZBkI1??ZAk?I3ZBkI1??

即在I3相位与I1相差不大的情况下，分支I3的存在将使A处感受到的测量阻抗变小，这种使测量阻抗变大的分支就成为外汲分支，对应的电流I3称为外汲电流。

在整定值相同的情况下，比较方向圆特性、全阻抗圆特性、苹果特性、橄榄特性的躲负荷能力。

答：在整定值相同的情况下，橄榄特性、方向圆特性、苹果特性、全阻抗圆特性分别如图3-10中的1、2、3、4所示。由该图可以清楚地看出，在整定值相同的情况下，橄榄特性的

?躲负荷能力阻抗能力最好，方向圆阻抗特性次之，苹果形与全阻抗的躲负荷能力需要具体分析，取决于负荷阻抗角以及苹果形状的“胖瘦”。

jXZsetjXZset3o12oR

图3-10 四种阻抗特性图

R4什么是电力系统的振荡？振荡时电压、电流有什么特点？阻抗继电器的测量阻抗如何变化？ 答：电力系统中发电机失去同步的现象，称为电力系统的振荡；电力系统振荡时，系统两侧等效电动势间的夹角δ在0°~360°范围内作周期性变化，从而使系统中各点的电压、线路电流、距离保护的测量阻抗也都呈现周期性变化。在系统两端电动势相等的条件下，测量阻抗按下式的规律变化，对应的轨迹如图所示。

11?11?Zm?(Z??ZM)?jZ?cot?(??M)Z??jZ?cot

222222

jXO’N1Ke?1?1Z?2ZmKe?1Ke?1OR

M21(??M)Z?2

采用故障时短时开放的方式为什么能够实现振荡闭锁？开放时间选择的原则是什么？

答：1、利用电流的负序、零序分量或突变量，实现振荡闭锁。2、当系统发生故障时，短时开放距离保护允许保护出口跳闸称为短时开放。若在开放的时间内，阻抗继电器动作，说明故障点位于阻抗继电器的动作范围之内，将故障线路跳开；若在开放的时间内阻抗继电器未

动作，则说明故障不在保护区内，重新将保护闭锁。

开放时间选择的原则：Tdw称为振荡闭锁的开放时间，或称允许动作时间，它的选择要兼顾两个方面：一是要保证在正向区内故障时，保护I段有足够的时间可靠跳闸，保护Ⅱ段的测量元件能够可靠启动并实现自保持，因而时间不能太短，一般不应小于；二是要保证在区外故障引起振荡时，测量阻抗不会在故障后的Tdw时间内进入动作区，因而时间又不能太长，一般不应大于。

Z1.G1?Z1.G2=15?， 系统如图3-12所示，母线C、D、E均为单侧电源。全系统阻抗角均为80°，

ⅡⅡZ1.AB=30?，ZⅠ6.set=24?， Z6.set=32?，t6=，系统最短振荡周期T=。试解答：

G1A65BC32D1EG24

图3-12 简单电力系统示意图

（1） G1、G2两机电动势幅值相同，找出系统的振荡中心在何处？

（2）分析发生在振荡期间母线A、B、C、D电压的变化规律及线路A-B电流的变化。 （3）线路B-C、C-D、D-E的保护是否需要加装振荡闭锁，为什么？ （4）保护6的Ⅱ段采用方向圆阻抗特性，是否需要装振荡闭锁？

1答：（1）在系统各部分的阻抗角都相等的情况下，振荡中心的位置就在阻抗中心Z?处，则

211有 Z?=（15+15+30）=30? 即在AB线路的中点。

22（2） 对于母线A、B，有

EG1?EG2?EEG1(1?e?j?)I???

Z?Z?Z??????UA?EG1?IZ1.G1

????UB?EG2?IZ1.G2

由于母线C、D都是单端电源，其电压和母线B电压的变化规律一样。

（3） 不需要，线路B-C、C-D、D-E都是单端电源，在保护处所得出来的测量阻抗不受振荡

的影响。

（4） 保护6的Ⅱ段方向圆阻抗特性及测量阻抗的变化轨迹如图3-13所示，此时有

Z?=15+15+30=60?。系统振荡时测量阻抗变化轨迹OO’是G1G2的垂直平分线，ZⅡ6.set=32?，所以动作特性的半径为16，这样使测量阻抗进入动作的角度为

?????1=2arctan

3018?122≈118°，使测量阻抗离开动作圆的角度为?1=360°

-2arctan3018?122≈242°。

故停留在动作区内的角度为????2??1=242°-118°=124°。若振荡为匀速振荡，在最短

0.9?124?=，小于Ⅱ段的整定时间。360?所以在最短振荡周期振荡的情况下，距离Ⅱ段不会误动，可以不加振荡闭锁。

但是，如果振荡周期加长，测量阻抗停留在动作区域之内的时间也将会加长，Ⅱ段将

0.4由可能误动，在整定时间为的情况下，允许最长的振荡周期为T=?360?≈，即振荡周

124?期不会超过时Ⅱ段别后悔误动，超过时可能误动。 为了保证可靠性，最好还是经过振荡闭锁。 振荡周期的情况下，停留在动作区域的时间为?t?jXG2O’B?2OSAG1

图3-13 振荡对距离保护的影响

?1OR 在单侧电源线路上，过度电阻对距离保护的影响是什么？

答：如图3-15（a）所示，在没有助增和外汲的单侧电源线路上，过度电阻中的短路电流与保护安装处的电流为一个店里，此时保护安装处测量电压和测量电流的关系可以表示为

Um?ImZm?Im(Zk?Rg) 即 Zm?Zk?Rg

????如图3-15（b）所示，Rg（过度电阻）的存在总是使继电器的测量阻抗值增大，阻抗角变小，保护范围缩短。保护装置距短路点越近时，受过度电阻的影响越大；同时，保护装置的整定阻抗越小（相当于被保护线路越短），受过度电阻的影响越大。