阻抗继电器的构成原理.pptVIP

二、阻抗继电器的构成原理 (一)阻抗测量的基本方法及阻抗继电器的动作特性 阻抗继电器是距离保护的测量元件，其作用是测量故障点至保护安装处之间的阻抗，并与其整定阻抗相比较，以确定保护是否动作。如图3所示，线路L2上任意一点故障时，阻抗继电器通入的电流是故障电流的二次值 ，接入的电压是保护安装处母线残余电压的二次值 ， 和 的比值称为阻抗继电器的测量阻抗， 以 表示，则 图3 阻抗继电器动作特性分析 可见由于电压互感器和电流互感器的变比均不等于1，所以故障时阻抗继电器的测量阻抗 不等于故障点到保护安装处的线路阻抗 ，但 与 成正比，比例常数为 。 同理，阻抗继电器的整定阻抗也应等于该继电器所对应的保护范围的线路阻抗 与 的乘积。为了便于判断继电器能否动作，直接用故障点到保护安装处的线路阻抗与保护范围的线路阻抗进行比较。 在复平面上，测量阻抗 可写成 的复数形式。为便于比较测量阻抗 与整定阻抗 ，将它们画在同一阻抗复平面上。 以图3(a)中的线路L2的保护2为例，在图3(b)上，将线路的始端B置于坐标原点，保护正方向故障时的测量阻抗在第Ⅰ象限，落在直线BC上，BC与R轴之间的夹角 为线路的阻抗角。保护反方向故障时测量阻抗在第Ⅲ象限，落在直线BA上。 假如保护2的距离I段的测量元件整定值 且整定阻抗角 ＝ ， 在复平面上的位置必然在BC上。 表示的这段直线即为继电器的动作区，直线以外的区域即为非动作区。在保护范围内的K1点短路时，测量阻抗 ，继电器动作。以上阻抗均已折算到互感器的二次侧，为反应到继电器的阻抗值。 阻抗继电器的保护范围不能是一条直线，即具有直线形动作特性的阻抗继电器是不能用的。在考虑到故障点过渡电阻的影响及互感器角度误差的影响时，测量阻抗 将不会落在整定阻抗的直线上。为在保护范围内故障时阻抗继电器均能动作，必须扩大动作区。广泛采用的是在保证整定阻抗 不变的情况下，将动作区扩展为位置不同的各种圆，如图3(b)所示。圆内为动作区，圆外为非动作区。其中1为全阻抗继电器的动作特性，2为方向阻抗继电器的动作特性，3为偏移阻抗继电器的动作特性。 继电器的动作特性。因为这三种动作特性的阻抗继电器均包括了 的保护范围，因而保证了保护2正方向距离I段的保护范围要求。阻抗继电器的动作特性并不一定非扩展成圆形不可，只是由于圆特性的阻抗继电器的接线实现起来比较简单，且便于制造和调试，所以应用广泛。 (二)圆特性阻抗继电器的特性方程及实现方法 1．全阻抗继电器 如图4所示，全阻抗继电器是以坐标原点为圆心，以整定阻抗的绝对值 为半径所作的圆。圆内为动作区，圆外为非动作区。 图4全阻抗继电器动作特性 不论故障发生在正方向还是反方向，只要 落在圆内，继电器就动作，所以叫全阻抗继电器。当测量阻抗落在圆上时，继电器刚好能动作，对应于此时的测量阻抗叫做阻抗继电器的动作阻抗，以 表示。对全阻抗继电器，不论 与 间的相位差 如何。 均不变，总为 = ，即全阻抗继电器无方向性。在构成阻抗继电器时，为比较测量阻抗和整定阻抗，总是将它们同乘以线路电流，变成两个电压后进行比较，而对两个电压的比较，则可比较其绝对值，也可以比较其相位。 (1)绝对值比较方式。对于图4所示的全阻抗继电器特性，只要其测量阻抗落在圆内，继电器就能动作，所以该继电器的动作方程为 上式两端同乘以电流 ，并考虑到 ，得 被比较绝对值的两个电压可以由图5所示接线获得。图6中，通过电抗变压器LT得到 ,通过整定变压器TU得到 ( 、 均为交流正弦量， 其正方向均由极性端指向非极性端，即电压降的方向)。为实现两电压绝对值的比较，通常采用图6所示的绝对值比较回路。绝对值比较回路由整流桥BZ1和BZ2及极化继电器KP组成。回路中的电流 、 分别与 及 成正比。在R1= R2的条件下， 当 时，表明 ， 执行元件——极化继电器KP动作。可见，执行元件的动作方程为 ≤ 即 ≤ 比较上两式，全阻抗继电器的整定阻抗 采用整定变压器TS与电抗变压器LT配合，借改变它们的绕组匝数来改变 和 ，可使继电器的整定阻抗有较大的调节范围。 (2)相位比较方式。按绝对值比较方式构成的全阻抗继电器，其临界动作条件为 ，由全阻抗继电器动作条件表示