分子分母同乘以测量电流得
11Zzd?Zcl?Zzd22
其电压形成回路如图3—9所示。
??1U??U??1U??B?Akyk22
DKB?IclYB?Ucl1?Uk21?Uk2?A?B?Uy 图3-9 方向阻抗继电器幅值比较电压形成回路
（2）相位比较
Z1Z2j1Zc?lZz2RZXZzdZz?dZcd0?ZcRl（b） （a）相位比较的方向阻抗继电器动作特性如图上图所示，其动作与边界条件为Z?Zcl?90??argzd???90?Zcl （b）相位比较的分析（a）幅值比较的分析;分式上下同乘以电流
??U?Uky?90?arg?90??U?y
YB?cU?Uyl?C?D?Uy?Icl?kUDKB 图3-10 方向阻抗继电器相位比较电压形成回路方向阻抗继电器相位比较的电压形成回路，如图3—10所示。
3．偏移特性阻抗继电器
jXZzd0?0?Zz?dZclR图3-11 偏移特性阻抗继电器动作特性（1）幅值比较
?Zzd之差。 偏移特性阻抗继电器的动作特性，如图3—11所示，圆的直径为Zzd与??=（-0.1～-0.2）其中?，圆心坐标
Zoo'?圆的半径为
1?Zzd)(Zzd??2,
1?Zzd)(Zzd??2，
其动作与边界条件为
即
1?Zzd)?Zcl?Zoo'(Zzd??2
11?Zzd)?Zcl?(Zzd???Zzd)(Zzd??22
两边同乘以电流得
（2）相位比较
偏移特性阻抗继电器相位比较分析，如图3-12所示，其相位比较的动作与边界条件为
??1(1????U??1(1????)U?)UAkyk22
Zzd?Zcl???90??ZzdZcl?? jX?90??argZzd?0?Zzd?ZclR图3-12 偏移特性阻抗继电器相位比较分析两边同乘以电流得
??U??UDky?90?arg?arg?90???????UUC?yk (二)阻抗继电器的比较回路
具有圆或直线特性阻抗继电器可以用比较两个电气量幅值的方法来构成，也可以用比
较两个电气量相位的方法来实现，所有继电器都可以认为是由图3-15所示的两个基本部分
组成，即由电压形成回路和幅值比较或相位比较回路组成。
?Uc?Icll电压形成（a）?A?B??B?A比幅执行?回路（输出）Ic?Ucll电压形成?C?D比相执行回路（输出）C?D（b）?9??0ar??g9?0图3-15 阻抗继电器的构成原理方框图（a）幅值比较式；（b）相位比较式
二极管环形相位比较回路
二极管环形相位比较回路基于把两个进行比较的电气量的相位变化关系转换为直流输出脉动电压的极性变化。原理图和其等效电路图如下图所示。
D1Y2B?U2?C?U2D2D4D3R1+mm+numD1R2?U1+?I1??I1-nD4?E1-??R1I2D3?E2-+?R2I2D2Y1B?Dn-（b）（a）图3-16 二极管环行整流比相电路（a） 原理接线图;（b） 等效电路图?)?U?)?arg(D?C??arg(U12， R1?R2。??U??U?,E??U??U?UE112212，当相位角?变化时，比相回路的输出电压mn脉冲宽度及极
假定U1?U2，两者相位角性相应产生变化，现分析如下。
?（1）当??0时，输出电压Umn等于在一周期内电阻R1、R2上电压降的代数和，即
DYB?U??U1D?E1Dui1R1+i1?RR2mm+?Ei1Ri1?R?U?2U??0??DE20u?tD1U??Ii2R2??R1i2UmR+1?mUU-n.npJnD4?E1-00YB???180?t??I1?Ri+i22R?E?E2D2?uR2I2??R1I2-0D3?00-0n?U2?Um.n0?2?Umn???i1Ri1?Ri1Ri1?R(2) 当??180时，E1、E2与比较量的向量关系如下图（b）所示。E1?E2，这时输
????（b） 等效电路图?U（a） 原理接线图;U出电压的平均值为负极性最大值。 ????EUE0234（a）??i2（a）?)R1 ?(i1)R2?(i1?i2图3-16 二极管环行整流比相电路（b）（b）i2Ru?Ri2Ri2?Ri200
234Um.np?J?（C）
?E?U?Ui1Ri1?R?Ei1Ri1?R0?E?i2R?Ri2Um.n?U?E0?i2Ru?Ri2??0U??180?00??2时，Umn的波形如下图U（3）当??90 ,Umn为正、负脉冲，其脉冲宽度均为90。显
0?000
（b）2?Um.n（a）u??U2?E2i1R1i1?R2i1R1i1?R2????U1?U2?E10?t?i2R2umn2?3?4???R1i2R2i2i2?R100?2?3?4?Um.np?tJ?0（C） 然，这时输出电压的平均值是零。当?为其它任意角度时，同样可得到相应的输出电压Umn的正、负脉冲的宽度及其幅值，从而可绘出如图3-18所示的Umn.pj?f(?)关
（a） ， ；（b） ， ； （c） ， E1?E??180E1?E??0??90E1?E??在?90???90范围的条件下，输出电压平均值为正值，这就保证了阻抗继电器动作条件。
Um.pnj??180?9?00???9?0180
图3-18 环形整流比相电路输出电压平均值 与比相角Um.nθ的关系曲线 三. 方向阻抗继电器的死区及死区的消除方法
思考：对于方向阻抗继电器，当保护出口短路时，会不会有死区？为什么？ 对幅值比较的方向阻抗继电器，其动作条件为
当
1???1U?,UK?UyK22 ??0Uy?时，继电器也不动作。对于相位比较的方向阻抗继电器，其动作条件为
??U?UKy?90?arg?90??Uy，
当y时，无法进行比相，因而继电器也不动作。
思考：对于方向阻抗继电器，当保护出口短路时 ，采用什么措施消除死区？
1． 记忆回路
??0U
对瞬时动作的距离I段方向阻抗继电器，在电压Uy的回路中广泛采用“记忆回路”的接线，即将电压回路作成是一个对50HZ工频交流的串联谐振回路。 图3-23所示是常用的接线之一。
DKBAJYB?Ic1?Uk2l??Uj?Uj?yU?UcA?URRjIj1?Uk2CjUclLjlBYB图3-23 具有记忆的幅值比较的方向阻抗继电器电压形成回路Bj?L???j?c，则谐振回路中的电流Ij与外加测量电压Ucl同相位。
??1结论：在电阻Rj上的压降UR也与外加电压Ucl同相位，记忆电压Uj通过记忆变压器JYB与Uy同相位。
引入记忆电压以后，幅值比较的动边条件为：
??1???U??1U??U?UK?UjyKj2 2
??在出口短路时，Uy=0，由于谐振回路的储能作用，极化电压Uj在衰减到零之前存在，且
与Uy同相位。由于继电器记录了故障前的电压，故方向阻抗继电器消除了死区。 2．引入第三相电压
思考：记忆回路只能保证方向阻抗继电器在暂态过程中正确动作，但它的作用时间有限。
解决方法：引入非故障相电压。
JYB?UjRj?UjCjLj?Ucl?A?UJYBABI?RLI?RC?A??UCU?U??I?RUjcj?I?ICRBC?E??U?UB?E如下图所示为在方向阻抗继电器中引入第三相电压，并将第三相电压和记忆回路并用的方(b)(a)案。
图3-24 引入第三相电压产生极化电压的工作原理?UC正常时 ，第三相电压基本上不起作用。
（a）原理图；（b）短路后的等值电路；（c）向量分析当系统中AB相发生突然短路时,
(c)
Rj?jxcj?jxLj??I?R?jI?XURcjjRLj
??I??IcjRjxLj??IRjxLjRj