阻抗繼電器及其動作特性

3.2阻抗繼電器及其動作特性3.21阻抗繼電器動作區(qū)域的概念實際情況下，由于互感器誤差、故障點過渡電阻等因素，繼電器實際測量到的Zm一般并不能嚴格地落在與Zset相同的的直線上，而是落在該直線附近的一個區(qū)域中。在阻抗復平面內阻抗Zm落在動作區(qū)域內給出動作信號阻抗Zm落在動作區(qū)域以外不動作3.22阻抗繼電器動作特性和動作方程阻抗繼電器在阻抗復平面動作區(qū)域的形狀，稱為動作特性描述方式阻抗復平面上的幾何圖形復數的數學方程-動作方程1.圓特性阻抗繼電器根據動作特性圓在阻抗復平面上的位置不同，圓特性又可分為偏移圓特性、方向圓特性、全阻抗圓特性和上拋圓特性。（1）偏移圓特性兩個整定阻抗Zset1、Zset2圓心半徑動作區(qū)：圓內非動作區(qū)：圓外臨界動作：圓周上比較兩個量大小的絕對值原理表達式比較兩個量相位的相位比較原理式絕對值（或幅值）比較動作方程相位比較動作方程動作方程表達形式絕對值比較動作方程：測量阻抗Zm落在圓內或圓周上，即Zm末端到圓心的距離一定小于或等于圓的半徑（Zm可由測量電壓Um和測量電流Im求出）（動作條件）Zm滿足上式時阻抗繼電器動作相位比較動作方程：Zset1與Zset2矢量末端的連線就特性圓的直徑，將圓分成右下部分和左上部分當測量阻抗落在右下部分圓周任一點上時有：當測量阻抗落在左上部分圓周上任一點上時有：偏移圓特性阻抗繼電器的相位比較動作方程：當測量阻抗Zm的阻抗角與正向整定阻抗Zset1的阻抗角相等時，此時繼電器最為靈敏（Zset1的阻抗角也稱為最靈敏角，一般最靈敏角取為被保護線路的阻抗角）：（2）方向圓特性根據復數反演的理論：取，做Ym的動作特性,導納（外國稱為導納繼電器或歐姆繼電器）動作為一直線（3）全阻抗圓特性（4）上拋圓與下拋圓特性Zset2和Zset1都在第一象限下拋圓特性的阻抗元件可用在發(fā)電機的失磁保護中上拋圓特性與另一方向圓特性組合成8字型特性（5）特性圓的偏轉若α≠0°上式中的特性仍是一個圓，但Zset1、Zset2的末端連線不在是圓的直徑，而變成了它的一個弦，該弦對應右側圓弧上的圓周角變?yōu)?0°+α，左側圓弧上的圓周角變?yōu)?90°+α相位比較動作方程：方向圓特性、全阻抗圓特性和上拋圓特性也都可以作類似的偏轉。當α為正角時當α為負角時特性圓向右側偏轉特性圓向左側偏轉※在整定阻抗不變的情況下，特性圓偏轉時，圓的直徑變大，測量元件在整定方向上的保護區(qū)不變，但其他方向的保護區(qū)有可能伸長應采取必要措施防止區(qū)外故障時測量元件誤動作2.蘋果形特性和橄欖形特性阻抗元件如果上述的各相位比較方程中動作范圍不等于180°，對應的動作特性就不再是一個圓。將前面公式中的動作邊界改為-β和β，對應的動作方程變?yōu)椋害?lt;90?，橄欖形β≥90?，蘋果形有較高的耐受過渡電阻的能力，耐受過負荷的能力不足有較高的耐受過負荷的能力，耐受過渡電阻能力不足偏移圓特性的阻抗繼電器在反向故障時有一定動作的動作區(qū)偏移特性的阻抗元件通常用在距離保護的后備端（如第III段）中。方向圓特性在整定阻抗的相反方向，動作阻抗降為0。反向故障時不會動作，阻抗元件本身具有方向性方向圓特性的阻抗元件一般用于距離保護的主保護段（I

段II段）中。全阻抗圓特性各個方向上的動作阻抗都相同，及阻抗元件本身不具有方向性全阻抗圓特性的元件可以應用于單側電源的系統(tǒng)中；當應用于多側電源的系統(tǒng)時應與方向元件配合。3.直線特性的阻抗元件當上述特性圓的圓心在無窮遠處，而直徑趨向無窮大時，圓形動作邊界就變成了直線邊界。圓特性中的絕對值比較原理和相位比較原理，都可以應用于直線特性。根據直線在阻抗復平面上位置和方向的不同電抗特性電阻特性方向特性（1）電抗特性電抗特性的動作邊界如圖3.12中的直線1所示。動作邊界直線平行于R軸，到R軸的距離為Xset，直線的下方為動作區(qū)。實際應用的電抗特性一般為圖3.12中的直線2，與直線1的夾角為α（相位比較動作方程）（2）電阻特性電抗特性的動作邊界如圖3.13中的直線1所示。動作邊界直線平行于jX軸，到jX軸的距離為Rset，直線的左側為動作區(qū)。（相位比較動作方程）實際應用的電抗特性一般為圖3.13中的直線2，與直線1的夾角為電抗特性的動作情況只與測量阻抗中的電抗分量有關，與電阻無關，因而具有很強的過渡電阻能力電阻特性的動作情況只與測量阻抗中的電阻分量有關，與電抗無關，因而具有很強的過負荷能力本身不具有方向性，通常與其他特性復合（3）方向特性電抗特性的動作邊界如圖3.14中的直線1所示。動作邊界直線經過坐標原點，且與整定阻抗Zset、方向垂直，直線的右上方（即Zset一側）為動作區(qū)。動作方程：4.多邊形特性的阻抗元件圓特性的元件有局限性，動作特性易隨整定值變化，容易產生誤動作或不動作。多邊型特性的阻抗元件同時兼顧耐受電阻的能力和躲負荷的能力常用四邊形和準四邊形多邊型特性的阻抗元件同時兼顧耐受電阻的能力和躲負荷的能力多邊型特性的阻抗元件同時兼顧耐受電阻的能力和躲負荷的能力四邊形特性1.準電抗特性2.準電阻特性折線azb：3.只有當三個方程都滿足時,Zm落在四邊形內，阻抗繼電器動作在（a）中，若Zset2=0，對應的特性將變成沒有反向動作區(qū)的方向四邊形準四邊形特性IV象限II象限I象限綜合可得5.復合特