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1、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。,在阻抗复平面内,阻抗Zm落在动作区域内,给出动作信号,阻抗Zm落在动作区域以外,不动作,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,阻抗复平面上的几何图形,复数的数学方程-动作方程,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。,（1）偏移圆特性,两
2、个整定阻抗Zset1、Zset2圆心半径动作区：圆内非动作区：圆外临界动作：圆周上,比较两个量大小的绝对值原理表达式,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,相位比较动作方程,动作方程表达形式,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）,（动作条件）,Zm满足上式时阻抗继电器动作,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,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：,偏移圆特性阻抗继电
3、器的相位比较动作方程：,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（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）：,（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,（外国称为导纳继电器或欧姆继电器）,动作为一直线,（3）全阻抗圆特性,（4）上抛圆与下抛圆特性,Zset2和Zset1都在第一象限,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,（5）特性圆的偏转,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
4、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：,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。,当为正角时,当为负角时,特性圆向右侧偏转,特性圆向左侧偏转,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,应采取必要措施防止区外故障时测量元件误动作,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-和，对应的动作方程变为：, 90，橄榄形,90，苹果形,有较高的耐受过渡电阻的能力，耐受过负荷的能
5、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,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,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。,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,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。,3.直线特性的阻抗元件,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
6、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。,根据直线在阻抗复平面上位置和方向的不同,电抗特性,电阻特性,方向特性,（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。,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,（相位比较动作方程）,（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。,（相位比较动作方程）,实际应用的电抗特性一般为图3.13中的直线2，与直线1的夹角为,电抗特性的动作情况只与测量阻抗中的
7、电抗分量有关，与电阻无关，因而具有很强的过渡电阻能力,电阻特性的动作情况只与测量阻抗中的电阻分量有关，与电抗无关，因而具有很强的过负荷能力,本身不具有方向性，通常与其他特性复合,（3）方向特性电抗特性的动作边界如图3.14中的直线1所示。动作边界直线经过坐标原点，且与整定阻抗Zset、方向垂直，直线的右上方（即Zset一侧）为动作区。,动作方程：,4.多边形特性的阻抗元件 圆特性的元件有局限性，动作特性易随整定值变化，容易产生误动作或不动作。,多边型特性的阻抗元件同时兼顾耐受电阻的能力和躲负荷的能力,常用四边形和准四边形,多边型特性的阻抗元件同时兼顾耐受电阻的能力和躲负荷的能力,多边型特性的阻抗元件同时兼顾耐受电阻的能力和躲负荷的能力,四边形特性,1.准电抗特性2.准电阻特性折线azb：,3.,只有当三个方程都满足时,Zm落在四边形内，阻抗继电器动作,在（a）中，若Zset2=0，对应的特性将变成没有反向动作区的方向四边形,准四边形特性,IV象限II象限I象限,综合可得,5.复合特性的阻抗元件,将上述各种特性复合而得到的动作特性称为复合特性。,“与”复合 参与复合的各特性动作区的公共部分,“或”复合 参与复合的的任一特性的动作区,3.2.3 绝对值比较与相位比较的相互转换,感谢观看,
