30_阻抗继电器及其动作特性.pptx

3.2阻抗继电器及其动作特性3.21阻抗继电器动作区域的概念

实际情况下，由于互感器误差、故障点过渡电阻等因素，继电器实际测量到的Zm一般并不能严格地落在与Zset相同的的直线上，而是落在该直线附近的一个区域中。

阻抗Zm落在动作区域内

阻抗Zm落在动作区域以外

在阻抗复平面内

给出动作信号

不动作

1.圆特性阻抗继电器

根据动作特性圆在阻抗复平面上的位置不同，圆特性又可分为偏移圆特性、方向圆特性、全阻抗圆特性和上抛圆特性。

阻抗复平面上

的几何图形

复数的数学方程-动作方程

3.22阻抗继电器动作特性和动作方程

阻抗继电器在阻抗复平面动作区域的形状，称为动作特性

描述方式

动作区：圆内

非动作区：圆外

临界动作：圆周上

两个整定阻抗Zset1、Zset2

圆心

半径

（1）偏移圆特性

绝对值比较动作方程：测量阻抗Zm落在圆内或圆周上，即Zm末端到圆心的距离一定小于或等于圆的半径（Zm可由测量电压Um和测量电流Im求出）

比较两个量相位的相位比较原理式

绝对值（或幅值）比较动作方程

比较两个量大小的绝对值原理表达式

Zm满足上式时阻抗继电器动作

相位比较动作方程

动作方程表达形式

（动作条件）

相位比较动作方程：Zset1与Zset2矢量末端的连线就特性圆的直径，将圆分成右下部分和左上部分

偏移圆特性阻抗继电器的相位比较动作方程：

当测量阻抗落在右下部分圆周任一点上时有：

当测量阻抗落在左上部分圆周上任一点上时有：

（Zset1的阻抗角也称为最灵敏角，一般最灵敏角取为被保护线路的阻抗角）：

当测量阻抗Zm的阻抗角与正向整定阻抗Zset1的阻抗角相等时，此时继电器最为灵敏

（2）方向圆特性

根据复数反演的理论：取，做Ym的动作特性,导纳

动作为一直线（外国称为导纳继电器或欧姆继电器）

（3）全阻抗圆特性

下抛圆特性的阻抗元件可用在发电机的失磁保护中

上抛圆特性与另一方向圆特性组合成8字型特性

Zset2和Zset1都在第一象限

（4）上抛圆与下抛圆特性

若“≠0°上式中的特性仍是一个圆，但Zset1、Zset2的末端连线不在是圆的直径，而变成了它的一个弦，该弦对应右侧圆弧上的圆周角变为90°+“，左侧圆弧上的圆周角变为-90°+“

相位比较动作方程：

（5）特性圆的偏转

※在整定阻抗不变的情况下，特性圆偏转时，圆的直径变大，

测量元件在整定方向上的保护区不变，但其他方向的保护区有可能伸长

方向圆特性、全阻抗圆特性和上抛圆特性也都可以作类似的偏转。

应采取必要措施防止区外故障时测量元件误动作

特性圆向右侧偏转

特性圆向左侧偏转

当“为正角时

当“为负角时

2.苹果形特性和橄榄形特性阻抗元件

如果上述的各相位比较方程中动作范围不等于180°,对应的动作特性就不再是一个圆。将前面公式中的动作边界改为-β和β,对应的动作方程变为：

有较高的耐受过渡电阻的能力，耐受过负荷的能力不足

有较高的耐受过负荷的能力，耐受过渡电阻能力不足

β≥90，苹果形

β<90，橄榄形

全阻抗圆特性的元件可以应用于单侧电源的系统中；当应用于多侧电源的系统时应与方向元件配合。

方向圆特性在整定阻抗的相反方向，动作阻抗降为0。

反向故障时不会动作，阻抗元件本身具有方向性

方向圆特性的阻抗元

件一般用于距离保护

的主保护段（I段II段）中。

全阻抗圆特性各个方向上的动作阻抗都相同，及阻抗元件本身不具有方向性

偏移特性的阻抗元件通常用在距离保护的后备端（如第III段）中。

偏移圆特性的阻抗继电器在反向故障时有一定动作的动作区

当上述特性圆的圆心在无穷远处，而直径趋向无穷大时，圆形动作边界就变成了直线边界。

圆特性中的绝对值比较原理和相位比较原理，都可以应用于直线特性。

电抗特性

电阻特性

方向特性

根据直线在阻抗复平面上位置和方向的不同

3.直线特性的阻抗元件

（1）电抗特性

电抗特性的动作边界如图3.12中的直线1所示。动作边界直线平行于R轴，到R轴的距离为Xset，直线的下方为动作区。

（相位比较动作方程）

实际应用的电抗特性一般为图3.12中的

直线2，与直线1的夹角为“

（2）电阻特性

电抗特性的动作边界如图3.13中的直线1所示。动作边界直线平行于jX轴，到jX轴的距离为Rset，直线的左侧为动作区。

实际应用的电抗特性一