工频突变量方向继电器
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工频突变量方向继电器
1 相位比较原理的工频突变量方向继电器
相位比较原理的工频突变量方向继电器动作判据为
A r g
A r g
A r g
9090
90909090
m A B
s e t
AB
m BC
set
BC
m C A
set
C A
U Z I U Z
I U Z
I -≥≥
-≥≥
-≥≥
3-1 式中：为保护安装处相间电压工频突变量；为保护安装处相差电流工频突变量；为整定阻抗，其阻抗角与线路阻抗角相等。 根据公式11111
2011
1A -⎛⎫
⎪
=- ⎪ ⎪-⎝
⎭
可知，正方向短路时，有 1m A B
A B
S B A
m BA
C A m C A U I Z U I I U
⎡⎤
⎡
⎤⎢
⎥⎢⎥
⎢⎥⎢⎥=-
⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦
⎣⎦
3-2 把式2-3代人式3-1，可得
1A r g
A r g
-180m
S set
set
U Z Z
Z
I ϕϕ
ϕϕ=≈
3-3
正方向短路时，方向继电器动作，且工作在最灵敏角度。 反方向短路时，从图 可知，有
1
1
(
)m AB
A B L R B C m BC
C A m C A U I Z Z
U I I U
⎡⎤⎡⎤
⎢
⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=+
⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥
⎣⎦⎣⎦
3-4
把式3-4代人式3-1，可得
1
1
Arg
Arg
m
L R set
set
U Z
Z
Z
Z I
ϕϕ
ϕϕ+
=≈
3-5
反方向短路时，方向继电器不动作。
从式3-3和式3-5可知，正方向短路和反方向短路时，比相条件正好相差180
。从式3-1表示的工频突变量方向继电器的反差特性很好，工频突变量方向继电器的方向性非常明
确，且不受短路影响，不受短路点位置远近的影响，不受过渡电阻大小的影响，不受两侧电动势夹角大小的影响
从式3-2可知，当正方向短路，且1
S Z
比较小时，m U ϕϕ
的幅值比较小。相位虽
然很明确，但幅值太小不利于比较相位。为了提高正方向短路时，工频突变量方向继电器的
灵敏度，式3-1可改进为。
Arg
Arg
Arg
90
9090909090
set
AB
m AB
set
AB
set
BC
m BC set
BC
set
C A
m C A
set
C A
Z U I Z I Z U I Z
I Z U
I Z
I -
-≥≥
--≥≥
-
-≥≥
3-6
其中
1
40%set
L Z
Z
=1
40%set
L Z
Z
=。
单相接地短路时，要把非故障相的方向继电器闭锁。 2 幅值比较原理工频突变量方向继电器
幅值比较原理工频突变量方向继电器工作量为
'1'1
'1
"2
"2
"2
s e t
AB AB m AB
set BC BC m BC
set C A
C A m C A
set AB AB m AB
set BC BC m BC
set C A
C A
m C A
Z
U U I Z U
U I Z U U I
Z U
U I Z U U I Z U
U I
=-
=-=-=-
=-=-
3-7
'''"""
A B B C C A A B
B C
C A
A A U U U U U
U ==
||+||+||||+||+||
方向继电器动作判据为：当A>B 时，方向继电器动作；否则，不动作。 式3-7中，1
L Z
1
set Z
与2
set Z
为整定阻抗。主要运行方式下，S 侧系统正序阻抗为
*
1
S Z
， R 侧系统正序阻抗为*1
R Z ，线路正序阻抗为1
L Z
，则
*1
1
*1
set
L R set
S Z Z Z
Z
Z
=+=
3-8
式3-8代人式3-7可得