第十讲阻抗继电器接线

阻抗继电器继电器的测量阻抗：指加入继电器的电压和电流的比值，即cl cl cl I U Z =。

cl Z 可以写成jX R +的复数形式，所以可以利用复数平面来分析这种继电器的动作特性，并用一定的几何图形把它表示出来，如图3-3所示。

以图3—3（a ）中线路BC 的距离保护第Ⅰ段为例来进行说明。

设其整定阻抗BC zdZ Z 85.0='，并假设整定阻抗角与线路阻抗角相等。

当正方向短路时测量阻抗在第一象限，正向测量阻抗cl Z 与R 轴的夹角为线路的阻抗角d ϕ。

反方向短路时，测量阻抗cl Z在第三象限。

如果测量阻抗cl Z 的相量，落在zdZ '向量以内，则阻抗继电器动作；反之，阻抗继电器不动作。

TV TAd TABC TV B cl clcl n n Z n I n U I U Z === 阻抗继电器的动作特性扩大为一个圆。

如图3—3（b ）所示的阻抗继电器的动作特性为方向特性圆，圆内为动作区，圆外为非动作区。

一、具有圆及直线动作特性的阻抗继电器（一）特性分析及电压形成回路1．全阻抗继电器 （1）幅值比较图3-3 用复数平面分析阻抗继电器的特性（a ）系统图；(b )阻抗特性图(b)(a)全阻抗继电器的动作特性如图3—4所示，它是以整定阻抗zd Z为半径，以坐标原点为圆心的一个圆，动作区在圆内。

它没有方向性。

全阻抗继电器的动作与边界条件为 ：clzd Z Z ≥构成幅值比较的电压形成回路如图 3—5所示。

（2）相位比较相位比较的动作特性如图3—6 所示，继电器的动作与边界条件为cl zd Z Z -与cl zd Z Z +的夹角小于等于 90，即90arg90≤=+-≤-θclzd clzd Z Z Z Z图3-6 相位比较方式分析全阻抗继电器的动作特性（a ）测量阻抗在圆上;（b ）测量阻抗在圆内;（c ）测量阻抗在圆外ll（a ）（b ）（c ）图3-5 全阻抗继电器幅值比较电压形成回路BB分子分母同乘以测量电流得90arg arg 90≤==+-≤-θC D U U U U y k yk上式中，D量超前于C 量时θ角为正，反之为负。

kAI(& +接线方式的分析（1）三相短路时=kA=U&253.5阻抗继电器的死区当在保护安装处正方向出口发生金属性相间短路时，母线电压降到零或很小，加到继电器的电压（Um ）为零或者小于继电器动作所需的最小电压时，方向继电器会出现死区。

26（1）幅值比较式1. 产生死区的原因setm set m m 2121Z I Z I U &&&≤−set m set m 2121Z I Z I &&=−0m≈U &27（2）相位比较式oo &&&27090setm m m≤−≤Z I U U arg，无法比相，继电器不动作0m≈U &282.消除死区的办法引入极化电压PU &（2）出口短路时，应具有足够的数值且能保持一段时间逐渐衰减到零。

PU &（1）与同相位；mU &P U &29(1)幅值比较式setm P set m m P 2121Z I U Z I U U &&&&&+≤−+0)U (m≈&setm P set m P Z I 21U Z I 21U &&&&+≤−30(2)相位比较式oo&&&27090setm m P≤−≤Z I U U arg P mU U &&与同相位P mm m set m m setarg argU U U I Z U I Z =−−&&&&&&U&ACk)Ω1U .0=最小精确工作电流与执行元件的动作电压成正比；与电抗变换器的转移阻抗成反比。

阻抗继电器的接线方式一、对阻抗继电器接线方式的基本要求及常用接线方式阻抗继电器的接线方式是指接入阻抗继电器的电压和电流İ.m U m 分别取用什么电压和电流的接线方法。

对于阻抗继电器，接入电压和电流将会直接影响阻抗继电器的测量阻抗 Ｚm 。

根据距离保护的工作原理，加入继电器的电压 和电流İ.m U m 应满足如下要求： （１）阻抗继电器的测量阻抗应与短路点到保护安装处的距离成正比，而与系统的运行方式无关；（２）阻抗继电器的测量阻抗还应与故障类型无关，也即保护范围不随故障类型而变化。

类似于功率方向继电器接线方式中的定义，阻抗继电器的接线方式分为0 º 接线，+30 º 接线和－30 º接线。

电压、电流的具体接线方式见表3－3。

表3－３ 阻抗继电器的常用接线方式具体接线如表3－３所示。

按此种方式接线，加到继电器上的电压和电流相位差为0 º。

现对各种相间短路时阻抗继电器的测量阻抗进行分析。

分析时，测量阻抗仍用电力系统一次测量阻抗表示或假定电流互感器，电压互感器的ＫI ＝ＫU ＝１。

１、三相短路图3-31 三相对称短路时测量阻抗的分析如图3-31所示，当线路发生三相短路时，由于为对称性短路。

因此，三个阻抗继电器的工作情况完全相同，故可以其中一相为例进行分析，如KR1。

设短路点Ｋ至保护安装处之间的距离为，线路每千米的正序阻抗为Z l 1，则加入继电器KR1的电压应为.AB U =－＝İ.A U .B U A Z 1l －İB Z 1l ＝（İA －İB ）Z 1l阻抗继电器的测量阻抗为l Z I I U Z BA AB m 1...)3(1=−=（3-29）同理可得，KR2、KR3的测量阻抗为(3)(3)23m m 1Z Z Z ==l由此可见，三个阻抗继电器的测量阻抗相等，且均等于短路点到保护安装点之间的阻抗。

当保护范围内发生三相短路时，三个继电器均能动作。

２、两相短路图3-32 两相短路时测量阻抗的分析如图3-32所示，设ＡＢ两相短路。

第三节 第三节 阻抗继电器的接线方式一、对距离保护接线方式的要求及接线种类加入继电器的电压和电流应满足如下要求：1． 1． 继电器的测量阻抗应能准确判断故障地点，即与故障点至保障安装处的距离成正比。

2． 2． 继电器的测量阻抗应与故障类型无关，即保护范围不随故障类型而变化。

阻抗继电器常用的接线方式有四类，如表3-1中所示。

表中“Δ”表示按相间电压或相电流差，“Y ”表示按相电压或相电流。

二、反应相间短路阻抗继电器的0接线1、三相短路以1J 为例分析之。

设短路点至保护安装地点之间的距离为L 千米，线路每千米的正序阻抗为Ω1Z ，则保护安装地点的电压AB U应为L Z I I L Z I L Z I U U U B A B A B A AB 111)( -=-=-=此时，阻抗继电器的测量阻抗为()L Z I I U Z B A ABJ 131=-=结论：在三相短路时，三个继电器的测量阻抗均等于短路点到保护安装地点之间的正序阻抗，三个继电器均能正确动作。

2．两相短路如图3-32所示，设以AB 两相短路为例，分析此时三个阻抗继电器的测量阻抗。

对1J 而言()00ΔΔI U ()030--Y I U Δ()030Y I U ΔJ U JIJ U JU J I B A I I -B I -AU3I K I A+03I K I B +03I K I C +BU CU C I -AI -C B I I -A CI I -J I J I JU A B U CAU B C U A B U CAU B CU AB U CA UBC U 接线方式继电器1J 2J 3J 表3-1 阻抗继电器的常用接线方式AI B I CI 03I K I U Y Y+图3-31 三相短路测量阻抗分析)3L Z I I L Z I L Z I U B A B A AB 111)( -=-=则L Z I I U ZB A ABJ 1)2(1=-=结论：与三相短路时的测量阻抗相同。

阻抗继电器接线方式 - 电力配电学问阻抗继电器的接线方式是指接入阻抗继电器的电压与电流的相别组合方式。

因此应当满足如下要求：（1）测量阻抗与爱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。

（2）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。

1.相间距离爱护0°接线依据上面的分析，反应相间故障的阻抗继电器接线应当以相间电压作为继电器电压，以相间电流差为继电器电流。

由于在负荷电流下（cosφ=1）继电器电压电流为0°，所以这种接线称为相间距离爱护0°接线。

2.接地距离爱护零序补偿接线在中性点直接接地电网中，当零序电流爱护不能满足要求时，一般考虑接受接地距离爱护，它的主要任务是反应电网的接地故障。

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，以相电流继电器电流，此接线方式称为零序补偿接线。

3.阻抗继电器在各种故障时的动作状况阻抗继电器用于构成相间距离爱护时接受0°接线，用于构成接地距离爱护时接受零序补偿接线。

在线路发生各种故障时，阻抗继电器的动作状况如下表所示：故障类型 AN BN CN ABN BCN CAN AB BC CA ABC KRA √××√×√×××√ KRB ×√×√√××××√ KRC ××√×√√×××√ KRAB ×××√××√××√KRBC ××××√××√×√ KRCA ×××××√××√√注：AN表示A相接地，其余依此类推。