阻抗继电器的动作特性

1、授课教师：徐明授课教师：徐明一、单相式圆特性阻抗继电器一、单相式圆特性阻抗继电器 1.1.全阻抗继电器全阻抗继电器比幅阻抗动作方程为：比幅阻抗动作方程为：setKsetK90arg90ZZZZKsetKset90arg270ZZZZ比相阻抗动作方程为：比相阻抗动作方程为：或或Kset| |ZZ相应的电压形式动作方程为：相应的电压形式动作方程为： oKsetKKsetKosetKK90UZIUZIarg90ZIU2 2、偏移特性继电器、偏移特性继电器 是以整定阻抗是以整定阻抗 的的中点为圆心，中点为圆心， 以以 大小的一半为半径的圆，其中圆内大小的一半为半径的圆，其中圆内为动作区。为动作区。se

2、t1set2ZZset1set2ZZ比幅阻抗动作方程为：比幅阻抗动作方程为：set1set2set1set2K| |22ZZZZZ比相阻抗动作方程为：比相阻抗动作方程为：Kset2set1K90arg90ZZZZ相应的电压形式动作方程为：相应的电压形式动作方程为： oKset1Kset2KKoset2set1Kset2set1KK90UZIZIUarg902ZZI2ZZIU3.3.方向阻抗继电器方向阻抗继电器 是以整定阻抗为直径的圆，是以整定阻抗为直径的圆，或者说是以整定阻抗的中点为圆或者说是以整定阻抗的中点为圆心，整定阻抗大小的一半为半径心，整定阻抗大小的一半为半径的圆。的圆。 继电器的比幅

3、阻抗动作方程继电器的比幅阻抗动作方程为：为：setsetK| |22ZZZ 比相阻抗动作方程为：比相阻抗动作方程为：setKKsetKK90arg9090arg270ZZZZZZ或相应的电压形式动作方程为：相应的电压形式动作方程为：oKsetKKoUZIU2709090UUZIarg902ZI2ZIUoKKsetKosetKsetKK或二、直线特性阻抗继电器二、直线特性阻抗继电器 1.1.电抗继电器电抗继电器直线特性阻抗继电器的动作特性如直线特性阻抗继电器的动作特性如图，图中直线阴影侧为动作区。则该图，图中直线阴影侧为动作区。则该继电器的阻抗形式比相动作方程为：继电器的阻抗形式比相动作方程为：

4、 180argsetKZZR电压形式动作方程为：电压形式动作方程为：180argsetKKKZIURI2.2.四边形阻抗继电器四边形阻抗继电器 电力系统广泛采用四边形阻电力系统广泛采用四边形阻抗继电器来提高抗过渡电阻的能抗继电器来提高抗过渡电阻的能力，四边形内部为动作区。力，四边形内部为动作区。setZ整定阻抗整定阻抗 按照三段式整定原整定按照三段式整定原整定 整定阻抗整定阻抗 按照小于最小负荷阻按照小于最小负荷阻抗抗 的电阻分量整定。的电阻分量整定。setRL.minZ为保证被保护线路金属性短路故障时可靠动作，一般取为保证被保护线路金属性短路故障时可靠动作，一般取15-30。1防止保护区末端

5、经过过渡电阻短路时可能出现的超范围动防止保护区末端经过过渡电阻短路时可能出现的超范围动作（超越），一般取作（超越），一般取7-157-1523在双电源线路上，考虑到经过过渡电阻短路时，线路始端在双电源线路上，考虑到经过过渡电阻短路时，线路始端故障时的附加测量阻抗比末端故障时小，所以该角度小于故障时的附加测量阻抗比末端故障时小，所以该角度小于线路阻抗角，一般取线路阻抗角，一般取6060当线路出口经过过渡电阻短路时，测量阻抗可能呈现容性，当线路出口经过过渡电阻短路时，测量阻抗可能呈现容性，为保证可靠动作，一般为保证可靠动作，一般304四边形阻抗继电器的阻抗形式比相动作方程为四边形阻抗继电器的阻抗形

6、式比相动作方程为4K1arg90Z2Kset2180arg()360ZZ3Kset3arg()180ZR折线折线AOCAOC：线段线段ABAB：线段线段BCBC：将三式进行逻辑与，就是四边形阻抗继电器的动作方程。将三式进行逻辑与，就是四边形阻抗继电器的动作方程。三、阻抗继电器的实现三、阻抗继电器的实现阻抗继电器实际上是比较两个电压量的大小或相位关系。阻抗继电器实际上是比较两个电压量的大小或相位关系。 将动作方程的两个电压分为工作电压将动作方程的两个电压分为工作电压 与极化电与极化电压压 。在方向阻抗继电器比幅方程中，。在方向阻抗继电器比幅方程中， ， ，继电器的动作方程为：，继电器的动作方程为

7、： opUpU2ZIUsetKop2ZIUUsetKKppopUU 在方向阻抗继电器比相方程中在方向阻抗继电器比相方程中 ， ，继电器的动作方程为：，继电器的动作方程为：setKKopZI-UUKpUUopopo90UUarg90四、阻抗继电器的精确工作电流四、阻抗继电器的精确工作电流 精确工作电流精确工作电流指的是当指的是当 （阻抗继电（阻抗继电器电压与电流夹角为最灵敏角），且动作阻抗器电压与电流夹角为最灵敏角），且动作阻抗 Z Zactact=0.9Z=0.9Zsetset时，使得继电器刚好动作的电流。其中的最小时，使得继电器刚好动作的电流。其中的最小值称为最小精确工作电流值称为最小精确工

8、作电流I Iact.minact.min，最大值称为最大精确工作，最大值称为最大精确工作电流电流I Iact.maxact.max。 测量阻抗继电器的精确工作电流方法：测量阻抗继电器的精确工作电流方法： 是给继电器加不同的电流，测出使得继电器刚好动作是给继电器加不同的电流，测出使得继电器刚好动作的电压（电压与电流夹角为最灵敏角），电压与电流的比的电压（电压与电流夹角为最灵敏角），电压与电流的比值就是动作阻抗值就是动作阻抗Z Zactact。作出曲线，并取与直线的交点。作出曲线，并取与直线的交点senKKIUarg对应的电流值就是精确工作电流。对应的电流值就是精确工作电流。 阻抗继电器的接线方式

9、阻抗继电器的接线方式是指接入阻抗继电器的电压是指接入阻抗继电器的电压与电流的相别组合方式。与电流的相别组合方式。 应满足如下要求：应满足如下要求： （1 1）测量阻抗与保护安装处到故障点的距离成正比，而）测量阻抗与保护安装处到故障点的距离成正比，而与系统的运行方式无关。与系统的运行方式无关。 （2 2）测量阻抗应与短路类型无关，即同一故障点不同类）测量阻抗应与短路类型无关，即同一故障点不同类型的短路故障时的测量阻抗应当一样。型的短路故障时的测量阻抗应当一样。五、阻抗继电器的接线方式五、阻抗继电器的接线方式1.1.故障时的测量阻抗故障时的测量阻抗在图在图6 61 1中，中，k k点短路时，母线点

10、短路时，母线M M电压可以表示为：电压可以表示为： kCkCkCkCMCkBkBkBkBMBkAkAkAkAMAlzIlzIlzIUUlzIlzIlzIUUlzIlzIlzIUU002211002211002211因因z z1 1=z=z2 2 , ,在在A A相单相接地时有三序电流相等，则相单相接地时有三序电流相等，则 kAkAAAkAkAkAMAlzzIlzIIIlzIlzIlzIU)()(1001021002211 kAkAlzIKIlzzzzII1011100)3()33( 在两相接地故障时，故障相阻抗继电器的测量阻抗在两相接地故障时，故障相阻抗继电器的测量阻抗为短路阻抗为短路阻抗Z

11、Z1 1l lk k。 在在BCBC两相短路时有两相短路时有 ， 则则kCkBUUCBIIkCBkCCkBBkCkCkBkBMCMBMBClzIIlzIIlzIIlzIlzIlzIlzIUUU112112122112211)()()()()(2.2.距离保护接线方式距离保护接线方式（1 1）相间距离保护）相间距离保护0 0接线接线0 0接线方式接入的电压和电流接线方式接入的电压和电流 KUKIABUBAIIBCUCBIICAUACII阻抗继电器相别阻抗继电器相别ABABBCBCCACA（2 2）接地距离保护零序补偿接线）接地距离保护零序补偿接线 反应接地故障的阻抗继电器接线应当以相电压作为继电反应接地故障的阻抗继电器接线应当以相电压作为继电器电压，以相电流加器电压，以相电流加 为继电器电流，此接线方式为继电器电流，此接线方式称为零序补偿接线。称为零序补偿接线。 零序补偿接线方式接入的电压和电流零序补偿接线方式接入的电压和电流 0AIK3IKUKIAU0AIK3IBU0BIK3ICU0CIK3I阻抗继电器相别ABC 3 3、阻抗继电器在各种故障时的动作情况、阻抗继电器在各种故障时的动作情况 各种故障时阻抗继电器正确测量的分析各种故障时阻抗继电器正确测量的分析故障类型故障类型ANANBNBN