第十讲阻抗继电器接线
阻抗继电器
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。
34阻抗继电器的接线方式
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_继电保护
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。
电力系统继电保护阻抗继电器的接线方式和特性分析(PPT)
3. 带零序电流补偿的相电流接线
(3) 三相短路
U&kA U&kB U&kc 0, I&0 0 U&A U&kA (I&A K3I&0 )z1l (I&A K3I&0 )z1l U&B U&kB (I&B K3I&0 )z1l (I&B K3I&0 )z1l U&C U&kC (I&C K3I&0 )z1l (I&C K 3I&0 )z1l
在任意两相相间短路时，三个继电器的测量阻抗 都不能正确反映故障距离
4. 阻抗继电器接线方式总结（1）
00接线方式
• 在发生相间短路、两相接地和三相短路时，总 是有阻抗继电器能正确反映故障距离
• 在单相接地短路时，三个继电器都不能正确反 映故障距离
• 适用于反映相间短路故障的距离保护
相间距离继电器跳闸三相，三个阻抗继电 器或门输出，可以实现距离保护的目标
电力系统继电保护原理
3 电网的距离保护 3.1 距离保护的作用原理 3.2 各种单相式阻抗继电器的动作特性 3.3 阻抗继电器的接线方式 3.4 方向阻抗继电器的死区和特性分析 3.5 距离保护的整定计算和评价 3.6 影响距离保护正确动作的因素及防止方法 3.7 距离保护装置框图举例
3.3 阻抗继电器的接线方式
4. 阻抗继电器接线方式总结（2）
带零序电流补偿的相电流接线方式
• 在发生单相接地、两相接地和三相短路时，总 是有阻抗继电器能正确反映故障距离
• 在两相相间短路时，三个继电器都不能正确反 映故障距离
继电保护(3.3-3.5)
• 取以上较小者作为II段定值
′′ Z act . A = 23.83Ω
• II段灵敏度
′′ K sen. A ′′ Z act . A 23.83 = = = 1.77 > 1.5 13.5 Z AB
（3）距离III段（按方向继电器整定）
Z L.min =
′′′ Z act . A
U L.min 0.9 × 115 / 3 = = 149.4Ω,ϕ L = cos −1 0.9 = 26o I L.max 0.4 1 = Z L. min = 66.87Ω ′′′ K rel K M .s K re cos(ϕ sen.max − ϕ L )
• 分支系数：
K bra IE I BC I AB + I E Z AB = = = 1+ = 1+ = 1.78 I AB I AB I AB Z B.min
B B
′′ ′ Z act .2 = K rel ( Z AB + K bra.min Z act .1 )
（2）躲开线路末端变压器低压出口处
′′ Z act .2 =ra ZT )
含义：变压器一般采用瞬时动作的差动 保护（可以理解为I段），其保护范围为 元件全长，即变压器出口，折合成距离 保护的I段定值即是 ZT 。
第三节
阻抗继电器的接线方式及多相补偿 式阻抗继电器
一、对接线方式的基本要求 • 测量阻抗正比于短路点到保护安装处之 间的距离； • 测量阻抗与故障类型无关。 • 采用一种接线不能同时满足四种短路的 要求，因此相间故障和接地故障分别采 用不同的阻抗继电器构成保护：相间距 离保护和接地距离保护，但定值是相同 的（即整定与故障类型无关）
解： （1）A、B距离I段
第十讲阻抗继电器接线
UA UA1 UA2 UA0 Uk1 Uk2 Uk0 I1Z1L I2Z2L I0Z0L I1Z1L I2 Z 2 L I0 Z 0 L
(I1 I2 I0 )Z1L I0 Z1L I0 Z 0 L
L
图两3－相2短7 路两测相量短阻路抗测的量分阻析抗分析
UAB IAZ1L IBZ1L (IA IB)Z1L
Z (2) m
U AB IA IB
Z1L
3.中性点直接接地电网中两相接地短路继电器 的测
量阻抗为
A BC
.
2 IA
·
k (1.1) AB
.
·
·
IB ·
作业与思考题
1.对阻抗继电器接线方式的基本要求是什么？ 2.相间短路和接地短路阻抗继电器各采用什么接 线方式？ 3.阻抗继电器能否采用90°接线方式？为什么？
U I
(30 )
U K IK U AB IA
UBC IB
UCA IC
U Y IY K3I0
U K
IK
U A IA K3I0
U B IB K3I0
U C IC K3I0
二、相间短路阻抗继电器的0°接线方式
1.三相短路
E Z短路和接地短路必须分开
接线方式 继电器
K1 K2 K3
U I
(0 )
U I
(30 )
U K IK U K IK
U AB IA IB U AB IB U BC IB IC U BC IC U CA IC IA U CA IA
IAZ1L
距离保护-2
•
EM
～ A
2 B
1 Rt C
结论： 结论： （1）保护装置距短路点越近 ） 时，受过渡电阻的影响 越大； 越大； （2）保护装置整定值越小， ）保护装置整定值越小， 受过渡电阻的影响越 大；
图3－31
单侧电源线路经过渡电阻 Rt短路的等效图 jX jX
Z Z2
I II 2
Z1 C Rt=Zm·1
I
•
K AB(2)
•
•
IB IC = 0
l
Z
(2) m1
=
U AB I A− IB
• •
= Z 1l
图3－23 －
A、B 两相短路时 、 相短路时 测量阻抗分析
Z m 2 > Z1l
Z m 3 > Z 1l
结论：接于故障环路的阻抗继电器可以 正确反映保护安装处到故障点之间的线 路正序阻抗。其余两只阻抗继电器的测 量阻抗很大，不会动作。因此要用三个 阻抗继电器并分别接于不同相间。
Zset
Iac.min 图3－30 阻抗继电器的 － Z o p = f ( I m ) 曲线
Im
最小精确工作电流即 最小精确工作电流即：阻抗继电器的动作阻抗与整定阻抗的 差距在10％ 差距在 ％时，加入阻抗继电器的最小电流。记做Iac.min 加入阻抗继电器的最小电流。记做
§3－6 影响阻抗继电器正确工作的因素 － 及防止方法
三相短路
K1:
K2:
K3:
U m = UCA
Im = IC−I A
• • •
•
•
•
l
Z
(3) m1
=
阻抗继电器
谢谢观看
阻抗继电器
架空线路的仪器
01 简介
03 测量 05 圆特性
目录
02 要求 04 的分类
阻抗继电器针对的是线路的阻抗而言，故而分析线路阻抗是非常必要的。通常起动元件采用过电流继电器或 阻抗继电器。为了提高元件的灵敏度，也可采用反应负序电流或零序电流分量的复合滤过器来作为起动元件。
简介
阻抗继电器通常用于132kV或33kV架空线路，在这些继电器的保护区内连接分布式发电机可能会缩小继电器 的作用范围。分布式发电机用于维持络电压，因此对继电器而言是增加了到故障点的阻抗，这会使继电器判断故 障较远，超出了其保护范围，因而不会被起动。这个原理如图1所示。
图1原理
由于在继电器初始保护区中，继电器判定结果为阻抗高于其设定值，因此阻抗继电器判定故障处不在其保护 范围内，从而不能为整个区域提供保护。
要求
加入继电器的电压和电流应满足如下要求： 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．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。
圆特性
Байду номын сангаас
在微机保护出现之前，圆特性的阻抗继电器以其易于制造而在电力系统中广泛应用。常见的圆特性阻抗继电 器有全阻抗、方向阻抗和偏移特性的阻抗等几种。
阻抗继电器的测量阻抗Zk与整定阻抗Zset都是复数，不能直接比较，只能比较模值与相位。全阻抗继电器就 是一种能够方便实现模值比较的阻抗继电器。全阻抗继电器是以坐标原点O为圆心，整定阻抗大小为半径的圆，如 图2所示。
当前，阻抗继电器有以下几种常见的分类方法：
1、根据阻抗继电器的比较原理，阻抗继电器可以分为幅值比较式和相位比较式。
阻抗继电器的接线方式
单相接地故障时，只有故障相电压降低，电流增大，而任何相间电压都是很高的。因 此应将故障相的电压和电流加入到继电器中，对 A 相阻抗继电器，接入继电器的电压为
U&A = U&d1 + U&d 2 + U&d 0 + I&1Z1L + I&2 Z 2 L + I&0 Z 0 L
= I&1Z1L + I&2 Z 2 L + I&0 Z 0 L
= (I&1 + I&2 + I&0 )Z1L − I&0 Z1L + I&0 Z 0 L
=
I&A Z1 L
+
Z0L − Z1L Z1L
I&0 Z1L
= ( I&A + 3KI&0 )Z1L
式中
KI&0 ——称为零序补偿电流，其中
K
=
1 3
用 + 30ο接线时，测量阻抗的阻抗角向超前于每相负荷阻抗的方向移动 30ο，而当采用 − 30ο
接线时，则向滞后方向移动 30ο。
2. 2. 三相短路
三相短路与正常运行时相似，只是 Z1L 为短路点到保护安装地点之间每相的正序阻抗，因
此
Z J = 3Z1Le± j 30ο
即测量阻抗的数值为每相线路阻抗的 3 倍，相位则比线路阻抗角偏离 ± 30ο。
3Z1l jX 2Z1l
30ο
30ο
ϕd 0
阻抗继电器的接线方式
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知识
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。
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U U U U U U I Z LI Z LI Z L U A A1 A2 A0 k1 k2 k0 1 1 2 2 0 0 Z L I Z L I Z L I
1 1 2 Z LI Z L (I 1 2 0 1 0 1 0 0
Z 0 L Z1L Z 0 Z 1 I A Z1L I 0 Z1L ( I A I 0 )Z1L Z1L Z1
3KI )Z L (I A 0 1
式中K ——称为零序电流补偿系数，其
Z
(1) mA
U A Z1L I A 3KI 0
第十讲 阻抗继电器接线方式
主要内容
1.了解对阻抗继电器接线方式的基本要求
2.掌握相间短路和接地短路阻抗继电器的接线方式
3.掌握阻抗继电器的0°接线和带有零序电流补偿的 0°接线方式
一、对接线方式的基本要求
1、继电器的测量阻抗正比于短路点到保护安
装地点之间的距离； 2、阻抗继电器的测量阻抗与故障类型无关。 经分析相间短路和接地短路必须分开
I Z LI Z L (I I )Z L U AB A 1 B 1 A B 1
Z
(2) m
U AB Z1 L IA IB
3.中性点直接接地电网中两相接地短路继电器 的测 量阻抗为 A B C
·
2
IA
.
(1.1) kAB
·
IB
·
.
两相接地短路测量阻抗的分析
U U I Z LI Z L (I I )Z L U AB A B A 1 B 1 A B 1
Zm
3
U AB Z1 L IA IB
2.两相短路 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。
E
Z
L
(2) kAB
～
图 3－27 两相短路测量阻抗分析 两相短路测量阻抗的分析
发生接地短路测量阻抗正比于短路点到保护安
装地点之间的距离，与故障类型无关。
作业与思考题
1.对阻抗继电器接线方式的基本要求是什么？ 2.相间短路和接地短路阻抗继电器各采用什么接 线方式？
3.阻抗继电器能否采用90°接线方式？为什么？
接线方式 继电器
U (0 ) I U I
K
K1 K2 K3
U AB U BC U CA
U U (30 ) (30 ) I I U U I I K K K K K I U U I I I AB AB A B B A U I B I C BC I U I BC C B I U CA I U I I C A CA C A
U Y K 3 I I0 Y
U K U
A
I K
K3I I A 0
U B U C
K3I I B 0 K3I I
C
0
二、相间短路阻抗继电器的0°接线方式
1.三相短路
E
～
Z
L
k(3)
Z 1
图3－26 三相短路测量阻抗分析 三相短路测量阻抗的分析
(1.1) 图3－28 kAB 测量阻抗的分析
·
IC 0
·
.
L
(Z L Z M ) L Z1L
因此阻抗继电器采用0°，任何相间故障测量
阻抗都等于短路点到保护安装地点之间的距离，
与故障类型和运行方式无关 三、反应接地短路阻抗继电器的接线方式（带有零 序电流补偿的0°接线方式） 在大接地电流系统中，零序电流保护不能满足 要求时，一般采用接地距离保护。