段距离元件的门坎电压总是倒置的，其特性包含原点。 3.2.4.3 接地距离继电器 ● Ⅲ段接地距离继电器
工作电压： UOP??U???I??K?3I0??ZZD 极化电压： UP???U1?
UP?采用当前正序电压，非记忆量，这是因为接地故障时，正序电压主要由非故障相形成，基本保留了故障前的正序电压相位，因此，Ⅲ段接地距离继电器的特性与低压时的暂态特性基本一致，见图3.2.4.2b、图3.2.4.2d，继电器有很好的方向性。
● Ⅰ、Ⅱ段接地距离继电器
——Ⅰ、Ⅱ段接地距离继电器由两个特性组成 当在线路末端附近发生经过渡电阻的接地故障时，由于过渡电阻上所流过的电流与测量继电器所应用的电流向位不一致，致使测量精度产生误差，并可能会导致对侧母线故障时该侧距离元件误动，称超越误动。为此Ⅰ、Ⅱ段接地距离继电器的特性由两部分组成。一部分是前面低压距离继电器中讨论过的由正序电压极化的方向继电器，在不同的接地故障时，正序电压的幅值不同，在第三象限的范围有差别，但一定含原点，这是基本特性。另一部分是为克服超越而选用的零序电抗继电器。两部分与门输出，完成继电器的正确测量。 ——两相接地故障时送电侧领前相距离继电器的基本特性超越严重
N M Z A IMB . ～ ～ INB . IMC ZC ZB .
I
NC. I 图3.2.4.3a BC0经Rg故障
在图3.2.4.3a中，当在线路末端F点发生BC0接地故障时，送电侧：
OF. ZB=
Zc=
UMFBU?UF=Z1+?ZRB ?MFBI?B?3KI0I?B?3KI0UMFCU?UF?MFC=Z1+?ZRC
I?C?3KI0I?C?3KI0
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由以上两式可知，此时的过渡电阻、在继电器看来，由于I0F与（IΦB+3KI0）和（IΦ
C+3KI0）产生了相位差，电阻R已不再完全呈电阻性，而是由I0F与继电器选用电流的相位而决定的阻抗值。在M、N两侧的故障相的四个继电器中，送电端领前相继电器电流（IΦB+3KI0）领前于I0F，因此对此继电器而言，R呈容性，其它三个继电器的?ZR也要依它们的IΦ+3KI0与I0F的相位和R来决定。因此超越最严重的应是送电端的领前相。
——由正序电压极化的方向阻抗继电器： 工作电压：UOP??U???I??K?3I0??ZZD 极化电压：UP???U1??ej?1
Ⅰ、Ⅱ段极化电压引入移相角θ1，其作用是在短线路应用时，将方向阻抗特性向第Ⅰ象限偏移，以扩大允许故障过渡电阻的能力。其正方向故障时的特性如图3.2.4.3b所示。θ1取值范围为0°、15°、30°。
由图3.2.4.3b可见，该继电器可测量很大的故障过渡电阻，但在对侧电源助增下可能超越，因而引入了第二部分零序电抗继电器以防止超越。
jXZZD?1?150?1?300A?1?00?ZS
图3.2.4.3b 正方向故障时继电器特性
——零序电抗继电器
工作电压： UOP??U???I??K?3I0??ZZD 极化电压： UP???I0?ZD
ZD为模拟阻抗。
比相方程为 ?900?ArgU???I??K?3I0??ZZD?900
?I0?ZD 正方向故障时： U???I??K?3I0??ZK
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则 ?900?Arg?I??K?3I0???ZK?ZZD??900?I0?ZD
900?ArgZD?ArgI0I0 ?Arg?ZK?ZZD??2700?ArgZD?ArgI??K3I0I??K3I0 上式为典型的零序电抗特性。如图3.2.4.3b中直线Ａ。
当I0与I?同相位时，直线A平行于R轴，不同相时，直线的倾角恰好等于I0相对于
I??K?3I0的相角差。假定I0与过渡电阻上压降同相位，则直线Ａ与过渡电阻上压降所呈现的阻抗相平行，因此，零序电抗特性对过渡电阻有自适应的特征。
实际的零序电抗特性由于ZD为78°而要下倾12°，所以当实际系统中由于二侧零序阻抗角不一致而使I0与过渡电阻上压降有相位差时，继电器仍不会超越。由带偏移角θ1的方向阻抗继电器和零序电抗继电器二部分结合，同时动作时，Ⅰ、Ⅱ段距离继电器动作，该距
离继电器有很好的方向性，能测量很大的故障过渡电阻且不会超越。
3.2.4.4相间距离继电器
? Ⅲ段相间距离继电器
工作电压： UOP???U???I???ZZD 极化电压： UP????U1??
继电器的极化电压采用正序电压，不带记忆。因相间故障其正序电压基本保留了故障前电压的相位；故障相的动作特性见图3.2.4.2b、图3.2.4.2d，继电器有很好的方向性。 三相短路时，由于极化电压无记忆作用，其动作特性为一过原点的圆，如图3.2.4.2e。由于正序电压较低时，由低压距离继电器测量，因此，这里既不存在死区也不存在母线故障失去方向性问题。
? Ⅰ、Ⅱ段距离继电器
——由正序电压极化的方向阻抗继电器：
工作电压：UOP???U???I???ZZD 极化电压：UP????U1???ej?2
这里，极化电压与接地距离Ⅰ、Ⅱ段一样，较Ⅲ段增加了一个偏移角θ2，其作用也同样
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是为了在短线路使用时增加允许过渡电阻的能力。θ2的整定可按0°，15°，30°三档选择。
——电抗继电器：
工作电压： UOP???U???I???ZZD 极化电压： UP????I???ZD ZD为模拟阻抗。
正方向故障时： Uop???I???ZK?I???ZZD 比相方程为： ?900?ArgZK?ZZD?900
?ZD 900?ArgZD?Arg?ZK?ZZD??2700?ArgZD
当ZD阻抗角为90°时，该继电器为与Ｒ轴平行的电抗继电器特性，实际的ZD阻抗角为78°，因此，该电抗特性下倾12°，使送电端的保护受对侧助增而过渡电阻呈容性时不致超越。
以上方向阻抗与电抗继电器二部分结合，增强了在短线上使用时允许过渡电阻的能力。
3.2.4.5 负荷限制继电器
为保证距离继电器躲开负荷测量阻抗，本装置设置了接地、相间负荷限制继电器，其特性如下图所示，继电器两边的斜率与正序灵敏角?一致，RZD为负荷限制电阻定值，直线A和直线B之间为动作区。当用于短线路不需要负荷限制继电器时，用户可将控制字“投负荷限制距离”置“0”。
jXB A ZZDRZD?R
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图3.2.4.5 负荷限制继电器特性
3.2.5 电流差动继电器
电流差动继电器由三部分组成：变化量相差动继电器、稳态相差动继电器和零序差动继电器。
3.2.5.1 变化量相差动继电器
动作方程：
??ICD??0.75??IR?? ??ICD??IH??A,B,C???I?即为两侧电流变化量矢量和的幅值； ?ICD?为工频变化量差动电流，?ICD???IM?N????I?即为两侧电流变化量矢量差的幅值； ?IR?为工频变化量制动电流；?IR???IM?N?（整定值）、4倍实测电容电流和IH为“差动电流高定值”
正常运行时未经补偿的差流获得；
4UN的大值；实测电容电流由Xc1UN为额定电压；
Xc1为正序容抗整定值，当用于长线路时，Xc1为线路的实际正序容抗值；当用于短线
U路时，由于电容电流和N都较小，差动继电器有较高的灵敏度，此时可通过适当
Xc1减小Xc1或抬高“差动电流高定值”来降低灵敏度。
3.2.5.2稳态Ⅰ段相差动继电器
动作方程：
?ICD??0.75?IR?? ?ICD??IH??A,B,C??I?即为两侧电流矢量和的幅值； ICD?为差动电流，ICD??IM?N?
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