uab(iaib)RLd(iaditb)
ua(iakR 3 i0)R Ld(ia d kXt3 i0) um(t1)
um(t2)
um
Rmi
Ldm i dt
Rim
(t1)
L
dim(t1) dt
Rim(t2
)
L
dim(t2 dt
)
两个 不同 时刻
um(t1)Rmi(t1)Lim (t1) um(t2)Rmi(t2)Lim (t2)
U BC (IBIC)Zset
900arU U g B BC C ((IIB B IIC C))Z Zs se e tt 27 0 0
2020/7/4
二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程 （2） 方向阻抗元件
jX
Z set
Zm
o
sen
R
o
Zm 12Zset 12Zset
Um12ImZset12ImZset
V2
（架空线路超过300km）
（架空线路在100~300km间） （架空线路在100km以内）
故障点到保护安装处的距离可以用阻抗参数表示
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测量故障点到保护安装处的线路阻抗 ——反应故障点到保护安装处的距离
A
B I
C
QF1
QF2 TA
QF3
Im
KZ
U
TV U m
在没有特别说明时，我们都用一次阻抗阐述 ——虽然使用符号 Z m
2020/7/4
一个重要的问题：当发生某种类型的故障时，测量阻抗不 正确的结果是否会导致保护不正确的动作行为？
特别是，在保护范围外部短路时，由于不正确的测量阻抗， 是否会导致保护误动作？
例如，当发生AB两相接地短路时
Zm.AB U AB /(IA IB) Zm.BC UBC /(IB IC ) Zm.CA UCA /(IC IA)
k U kA U kB
U kC
Um ?
阻抗 继电器
的
Im ? 接线方式？
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U A UB
UkA UkB
(IA (IB
k3I0)Z1 k3I0)Z1
UC UkC (IC k3I0)Z1
反应相间短路的阻抗元件
Zm.AB U AB /(IA IB) Zm.BC UBC /(IB IC ) Zm.CA UCA /(IC IA)
jX Z set
Zm
R o
jX
Z set
2 1
Zm
R o
jX
Z set
2 1 Z m
R
o
（a）右偏移特性
（b）苹果特性
（c）透镜特性
jX
Z set
Z set Zm
R
jX
Z set 1
Zset1
o
R
o
Z set1
（d）上抛特性（01
（e）套圆特性（阴影为动作区）
）
0,1
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二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程
距离保护是反应故障点至保护安装点之间的距离（阻抗）， 并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。
A
QF1
t
B
QF2
C
QF3
t III
1
t1II
t1I
t
I 2
t
II 2
距离保护的时限特性
t III 2
l
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1 动元件
5
2
ZI
Z II
t II
≥1
Z III
t III
3 振荡闭锁
4 TV断线闭锁
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二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程
（3） 偏移特性阻抗元件
jX
o o
-Zset
Z set Zm
R
Zm1 2(1)Zse t 1 2(1)Zset
jX Z set ZmZset
Zm Zm - Zset
R o
-Zset
90 0arZ gmZse t 2700
ZmZset
U m1 2Im (1)Zse t 1 2Im (1)Zset
反应接地短路的阻抗元件
Zm.A U A /(IA k3I0) Zm.B UB /(IB k3I0) Zm.C UC /(IC k3I0)
思考： （1）当发生某种故障时，那个阻抗元件的测量阻抗正确反应故障点到保 护安装处的距离？这个距离是用那个阻抗参数来表征的？ （2）某个阻抗元件能正确反应何种故障类型？
jX
Z set
Z m Zm Zset
R o
900arg Zm 2700 ZmZset
900arU gm U Im mZset2700
2020/7/4
二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程 （2） 方向阻抗元件
jX
Z set
Zm
o
sen
R
o
jX
Z set
Z m Zm Zset
R o
思考：方向阻抗元件的特点？
6
& 出口 跳闸
距离保护的构成简图
1—启动元件，2—测量元件，3—振荡闭锁元件，4—电压回路断线闭锁元件 5—逻辑元件，6—执行元件
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4.2 阻抗元件的构成原理
阻抗元件（阻抗继电器）——距离保护中的测量元件
➢ 按加入继电器的补偿电压分类 单相式（第一类）、多相补偿式（第二类）
➢ 按继电器的动作特性分类 圆特性、非圆特性
Zm.A U A /(IA k3I0) Zm.B UB /(IB k3I0) Zm.C UC /(IC k3I0)
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2.解微分方程求阻抗法
忽略分布电容的影响，将故障点到保护安装处之间的线路
看作是具有电阻 R和电感 L集中参数串联的等效电路。
根据式
U A UB
UkA UkB
(IA (IB
R
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l A UmA
ImA
AB
k1
l B
U mB
BC
ImB
k2
C UmC ImC
k3
QF1
l1
QF2
l2
QF3
l3
lAB l2
lABlBCl3
以QF2处的保护为例
正常运行时
Zm2
UmB ImB
Z
L
lBC l3
jX
0
Z m 2(k1 )
Z m2(k3 )
Z Z m2(k2 )
L
R
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Zm Zset
动作方程 动作特性
B
k
QF2
jX
Z
Z
set
m
0 Zm
R
Zm
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二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程
动作方程
动作特性
幅值比较式动作方程
Zm Zset
？
jX
Zm
0
Z set
Zm R
900 argZmZset 2700 ZmZset
Zset
相位比较式动作方程
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Z1 0
0 Z2
00II12
UM
k0
0
0
Z0
I0
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4.2.1 单相式阻抗元件
一、测量（计算）阻抗
1.欧姆计测量阻抗法
U A M
U U
B C
IIAB IC
Z1 Z2 Z 0
I1 I2 I0
k
UMkA UMkB UMkC
UM1kI1Z1
U M2k I2Z2I2Z 1 U M0kI0Z0
➢ 按实现方法分类 幅值比较、相位比较
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4.2.1 单相式阻抗元件
一、测量（计算）阻抗
1.欧姆计测量阻抗法
U A M
U U
B C
IIAB
Z ZM
k
IC
UMkA UMkB UMkC
U UM MkkBA
Z ZM
ZM Z
ZZM MIIBA
UMkC ZM ZM Z IC
UUM M
k1 k2
其中
Z1Z2ZZM Z0 Z2ZM
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4.2.1 单相式阻抗元件
一、测量（计算）阻抗
1.欧姆计测量阻抗法
U A M
U U
B C
IIAB IC
Z1 Z2 Z 0 I1 I2 I0
UMkA UMkB UMkC
k
U kA U kB
U kC
U A UB
UkA UkB
(IA (IB
k3I0)Z1 k3I0)Z1
2020/7/4
二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程
问题的提出
AZ
Z AB
B
QF1
QF2
Z set
保护的动作判据
Zm Zset
核心问题2：如何根据正确的测量阻抗确定保护 的动作行为？
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二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程
问题的提出
kA Z
QF1
Z AB
k
Z set
保护的动作判据
（1） 全阻抗元件
思考：这两种形式的动作方程有什么本质不同？
Zm Zset
900argZmZset2700 ZmZset
Um ImZset
90 0arU U gm m IIm mZ Zsseett2700
2020/7/4
二、单相式阻抗元件的动作特性和动作方程
以反应BC相间短路的阻抗元件为例，其幅值比较式和 相位比较式的动作方程分别为