朱俊杰：短路和系统振荡对阻抗继电器的影响的探究
式中?——纯电抗动作特性旋转的角度，为负值。 电阻动作特性直线2以左区域的动作方程为：
90???arZgm(?Rset?) （2-12） 2?7?0
图2.5 四边形阻抗动作特性
式中，?为纯电阻动作特性旋转后与jx轴之间的角度，为正。 折线amb所含区的特性动作方程为(以jx轴为参考)：
?20?arZgm(?ZM?)
图2.5(a)中，当?1为20°，电抗动作特性为零序电抗动作特性时，具有该特性的阻抗元件对接地电阻有自适应能力，故具有这种特性的接地阻抗元件适合于不同电压等级、不同长度线路(包括短线)做接地短路保护的测量元件。
在图2.5(b)中，Xset和Rset分别为电抗整定值和电阻整定值。?1为保证被保护线路出口带过渡电阻短路时阻抗元件不拒动的角，?为防止在双电源网络中带过渡电阻短路时的阻抗元件误动的角，?4为保证区内金屈短路阻抗元件可靠动作的角，?3一般取60°，应小于整定阻抗角?set。角度?1、?2、?3、?4、?均为常数，根据实际情况整定。
图2.5(b)所示的四边形阻抗元件的动作特性的数学表达式为：
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南京工程学院电力工程学院毕业论文
?Rtan?1?Xm?Xset ?m (2-14)
?Xmcot?2?Rm?Rset?Xmcot?3
式中，Rm，Xm——测量电阻和测量电抗。
当微机型保护输入回路取得所需电压Um、电流Im的采样值后，可通过某种算法算出所测Xm和及Rm，再用程序软件实现上述方程的比较，满足式(2-14)时，微机型保护输出回路输出信号，去控制下一级，否则不输出信号。
阻抗元件的四边形动作特性实际上是各种阻抗动作特性的组合，如上述所示的阻抗元件四边形动作特性实际上是由电抗动作特性、电阻动作特性和折线动作特性等组合成的综合阻抗动作特性。它可根据实际要求，比如根据躲过过渡电阻和躲过负荷能力的强弱等具体的特性要求进行设计。
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朱俊杰：短路和系统振荡对阻抗继电器的影响的探究
3 存在过渡电阻短路时对距离保护的影响
电力系统中的短路一般都不是金属性的，而是在短路点存在过渡电阻。此过渡
电阻的存在，将使距离保护的测量阻抗发生变化，一般情况下是使保护范围缩短，但有时候也能引起保护的越范围动作或反方向误动作。现对过渡电阻的性质及其对距离保护工作的影响讨沦如下。
3.1 短路点过渡电阻的性质
短路点的过渡电阻Rg是指当相间短路或接地短路时短路电流从一相流到另一相或从相导线流入地的途径中所通过的物质的电阻(包括电弧、中间物质的电阻、相导线与地之间的接触电阻、金属杆塔的接地电阻等)。实验证明，当故障电流相当大时(数百安以上)，电弧上的电压梯度几乎与电流无关，大约可取为每米弧长上1.4~1.5kV(最大值)。根据这些数据可知电弧实际上呈现有效电阻，其值可按下式决定：
Rg?1050
式中Ig—电弧电流有效值，A；
lgIg
lg—电弧长度，m。
在一般情况下，短路初瞬间电弧电流Ig最大，弧长lg最短，弧阻Rg最小。几个周期后，在风吹、空气对流和电动力等作用下，电弧逐渐伸长．弧阻Rg有急速增大之势，如图3.1(a)所示。图中弧阻较大的曲线属于线路电压较低的情况，弧阻较小的曲线则属于线路电压较高的情况。
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（a） 电弧电阻随时间的变化曲线；（b）经电弧短路时电弧上电流、电压的波形
图3.1 架空输电线路短路时产生的电弧
在相间短路时，过渡电阻主要由电弧电阻构成，其值可按上述经验公式估计。在导线对铁塔放电的接地短路时，铁塔及其接地电阻构成过渡电阻的主要部分。铁塔的接地电阻与大地导电率有关。对于跨越山区的高压线路，铁塔的接地电阻可达数十欧。此外、当导线通过树木或其他物体对地短路时，过渡电阻更高，难以推确计算。目前我国对500kV线路接地短路的最大过渡电阻按300?估计，对于220kV线路，则按100?估计。
3.2 单侧电源线路上过渡电阻的影响
图3.2 单侧电源线路经过渡阻抗Rg短路的等效图
如图3.2所示，短路点的过渡电阻Rg总是使继电器的测量阻抗增大，使保护范围缩短。然而，由于过渡电阻对不同安装地点的保护影响不同，因而在某种情况下，可能导致保护无选择性动作。例如，当线路B-C的始端经Rg短路，则保护
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