距离保护原理及构成
距离保护根据故障点到保护安装点之间的距离（阻抗）进行动作，其基本原理是利用测量阻抗反映故障距离。距离保护主要由启动元件、测量元件、振荡闭锁元件、电压回路断线闭锁元件、逻辑元件和执行元件构成。
阻抗元件原理及类型
阻抗元件是距离保护的核心，其作用是测量故障点到保护安装处的线路阻抗。根据接线方式，阻抗元件可分为单相式和多相补偿式；根据动作特性，可分为圆特性（全阻抗、方向阻抗、偏移特性等）和非圆特性；根据实现方法，可分为幅值比较式和相位比较式。
单相式阻抗元件直接测量故障点到保护安装处的阻抗，其测量阻抗表达式为 $Z_m = \frac{U_m}{I_m}$，其中 $U_m$ 和 $I_m$ 分别为测量电压和电流。单相式阻抗元件的动作特性包括圆特性（如全阻抗、方向阻抗、偏移特性等）和非圆特性（如多边形特性）。圆特性阻抗元件的动作方程为：
- 幅值比较式: $|Z_m| \leq |Z_set|$
- 相位比较式: $\arg(Z_m) \leq \arg(Z_set)$
其中 $Z_m$ 为测量阻抗，$Z_set$ 为整定阻抗。
极化电压和补偿电压是阻抗元件的重要概念。极化电压用于测量补偿电压的相位，补偿电压则反映了故障点末端处的电压。以故障前电压为极化电压的阻抗元件，在正方向发生短路时能够正确动作，而在反方向发生短路时不会动作。
阻抗元件定值计算
距离保护的定值计算需要考虑保护范围、相邻线路保护配合、躲过最小负荷阻抗等因素。距离I段的定值计算公式为 $Z_set = k_re Z_{AB}$，其中 $k_re$ 为可靠系数。距离II段的定值计算需要考虑与相邻线路保护的I段配合，以及躲过线路末端连接的变电所变压器低压侧短路时的阻抗值。距离III段的定值计算需要考虑与相邻线路保护的II段配合，以及躲过正常运行时的最小负荷阻抗。
影响阻抗元件正确动作的因素
影响阻抗元件正确动作的因素包括：
- 短路点过渡电阻: 过渡电阻会导致测量阻抗增大，从而可能造成保护拒动或误动。
- 电力系统振荡: 振荡会导致测量阻抗在复平面上轨迹变化，可能造成保护误动。
- 串联电容补偿: 串联电容补偿会改变线路的阻抗特性，可能造成保护拒动或误动。
- 电压互感器二次回路断线: 电压互感器二次回路断线会导致测量电压和电流异常，从而影响阻抗元件的正确动作。
- 过负荷: 过负荷会导致测量阻抗异常，从而影响阻抗元件的正确动作。
消除“死区”的方法
消除“死区”的方法包括：
- 采用容许较大过渡电阻的阻抗元件: 选择对过渡电阻不敏感的阻抗元件。
- 完善过渡电阻条件下测量阻抗的方法: 利用故障分量电压和电流计算补偿电压，以减小过渡电阻的影响。
- 瞬时测量长时记忆的方法: 采用距离保护II段起动，III段（或单独的电流元件）保持的方法，解决过渡电阻增大导致距离保护II段不能跳闸的问题。
振荡闭锁原理
振荡闭锁元件用于识别电力系统振荡，防止距离保护因振荡误动。振荡闭锁原理包括：
- 短时开放保护: 短时开放保护I、II段距离保护段跳闸，短时开放的时间控制在120ms~200ms内。
- 利用电气量变化度区分振荡与短路: 通过分析电流、电压的变化速率等电气量区分振荡与短路。
- 不对称短路的识别方法: 通过分析故障电流中的零序分量和负序分量识别不对称短路。
- 对称短路的识别方法: 通过分析故障电压的对称性识别对称短路。
