22-阻抗继电器的动作特性(精)
阻抗继电器及其动作特性
PART THREE
阻抗继电器用于保护高压输电线路，防止短路和接地故障。 阻抗继电器能够区分线路故障是瞬时性还是永久性，有利于快速恢复供电。 阻抗继电器可用于高压电动机的纵差动保护，提高电机运行的可靠性。 阻抗继电器在电力系统中具有高灵敏度、高可靠性和低维护成本等优点。
相间短路保护：用于保护相间 短路故障
接地保护：用于保护单相接地 故障
方向保护：根据故障方向选择 保护方式
距离保护：根据故障距离选择 保护方式
安装环境：选择干燥、无尘、无剧烈震动的环境，确保继电器正常工作 安装步骤：按照产品手册逐步进行安装，遵循安全规范，确保人员安全 调试方法：根据实际情况调整阻抗继电器的参数，使其满足系统要求 调试注意事项：确保调试过程中遵守安全规定，避免发生意外事故
添加标题
阻抗继电器的灵敏度校验：根据系统最大运行方式 和最小运行方式下的短路故障，进行阻抗继电器的 灵敏度校验，确保其能够正确动作。
添加标题
阻抗继电器的性能参数选择：根据被保护设备的特 性、系统短路故障的特性等因素，选择合适的阻抗 继电器性能参数。
添加标题
阻抗继电器的级差配合：考虑不同阻抗继电器之间 的级差配合，避免出现越级跳闸等异常情况。
注意事项：在处理 故障时，应先切断 电源，确保安全
汇报人：XX
PART FIVE
定期检查：确保继电器外观无破损，各部件正常工作 清洁保养：保持继电器表面清洁，避免灰尘和污垢影响性能 温湿度控制：确保工作环境的温度和湿度在规定范围内，避免过热或过湿 测试功能：定期对继电器进行测试，确保其正常工作
阻抗继电器需要定 期进行外观检查， 确保无损坏和异常 情况
阻抗继电器及其动作特性
Z set 1
Zse1t Zm
Zm
ZmZse2t
Z set 1
Zse1t Zm
Zm
ZmZse2t
当Zm的阻抗角和Zset1的阻抗角相等时，阻抗继电器最灵敏，所以Zset1的 阻抗角也称为最灵敏角，一般取为被保护线路的阻抗角。
偏移特性的阻抗继电器在反方向 故障时有一定的动作区，因此通常 用作距离保护的后备段（III段）。
Z set 1
特性圆偏转后，直径变大， 此时要特别防止故障区外 的误动作。
Z set 2
0
2.苹果形特性和橄榄形特性
在前述的相位比较方程中，若动作的范围不等于180°，对应的特性
就不是一个圆。以方向圆特性为例，若动作边界变为 [，,即]相位比
较方程变为：
argZse1tZm
Zm
则动作区域的形状就会发生变化。
过负荷时
正常负荷时
R
苹果形特性
橄榄形特性的优点和缺点
Z set 1
优点：有较高的耐过负荷的能力 缺点：耐过渡电阻的能力差
3.直线特性的阻抗元件 （1）电抗特性 （2）电阻特性 （3）方向特性
实用文档
（1）电抗特性
动作方程： ①绝对值比较原理
ZmZmj2Xset
②相位比较原理
90arZ gmjXse t 9区域的概念 ——阻抗继电器的动作特性和动作方程 ——绝对值比较和相位比较的相互转换
实用文档
3.2.1 阻抗继电器动作区域的概念
发生短路
j 测量故障环
路上的Zm
Zm与整定
Z
Z 阻较抗Zset比k
set
2
Z set
Z k1
区内故障时动作
确定故障区 段
阻抗继电器的动作特性
PC REQUIREMENTS OF UR阻抗继电器的动作特性电厂继保2009-04-20 19:11:33 阅读80 评论0 字号：大中小BC线路距离I段内发生单相接地故障。
由于1）线路参数是分布的，Ψd有差异;2) CT,PT有误差;3）故障点过渡电阻 ;4）分布电容等;为了尽量简化继电器接线，且便于制造和调试，把继电器的动作特性扩大为一个圆，见图。
圆1：以od为半径——全阻抗继电器（反方向故障时，会误动，没有方向性）圆2：以od为直径——方向阻抗继电器（本身具有方向性）圆3：偏移特性继电器另外，还有椭圆形，橄榄形，苹果形，四边形等利用复数平面分析阻抗继电器阻抗继电器的实现原理：幅值比较原理：相位比较原理：一、全阻抗继电器特性：以保护安装点为圆心（坐标原点），以Zzd 为半径的圆，圆内为动作区。
Zdz.J——测量阻抗正好位于圆周上，继电器刚好动作，这称为继电器的起动阻抗。
无论Ψd多大 Zdz.J ＝Zzd，它没有方向性。
1、幅值比较原理：两边同乘以IJ，且IJ×ZJ＝UJ动作方程式2、相位比较原理：分子、分母同乘以IJ：二、方向阻抗继电器以Zzd为直径，通过坐标原点的圆。
圆内为动作区。
Zdz.J随ΨJ改变而改变，当ΨJ等于Zzd的阻抗角时，Zdz.J最大，即保护范围最大，工作最灵敏。
Ψlm——最大灵敏角，它本身具有方向性。
1、幅值比较原理2、相位比较原理三、偏移特性阻抗继电器反方向：偏移-αZzd(α<1)圆内动作。
圆心：半径：Zdz.J随ΨJ变化而变化,但没有安全的方向性。
1、幅值比较原理2、相位比较原理总结三种阻抗的意义：1）测量阻抗ZJ：由加入继电器的电压UJ 与电流IJ的比值确定。
2）整定阻抗Zzd：一般取继电器安装点到保护范围末端的线路阻抗。
全阻抗继电器：圆的半径方向阻抗继电器：在最大灵敏角方向上圆的直径偏移特性阻抗继电器：在最大灵敏角方向上由原点到圆周的长度。
3）起动阻抗（动作阻抗）Zdz.J：它表示当继电器刚好动作时，加入继电器的电压UJ 和电流IJ的比值。
阻抗继电器及其动作特性共20页文档
– Zm=Rm+jXm – 阻抗复平面上，Zm
➢ 在动作区域内，区内故障 ➢ 在动作区域外，区外故障 ➢ 区域边界，临界动作
电力系统继电保护
3.2.2 阻抗继电器的动作特性和动作方程
– 动作区域的形状，称为动作特性。
➢ 动作区域为圆形，称为圆特性 ➢ 动作区域为四边形，称为四边形特性
– 动作特性用复数的数学方程描述，称为动作方程。 – 圆特性阻抗继电器
➢ 偏移圆特性 ➢ 方向圆特性 ➢ 全阻抗圆特性 ➢ 上抛圆特性
电力系统继电保护
3.2.2 阻抗继电器的动作特性和动作方程
偏移圆特性
两个整定阻抗Zset1、Zset2
圆心
1 2 (Zset1 Zset2 )
半径
1 2
(Z set1
方向圆特性
令
Z set2
0 , Z set1
Z
，
set
动作方程
Zm
1 2
Z set
1 2
Z
set
9 0 arg Z set Z m 9 0 Zm
一般用于主保护段
电力系统继电保护
3.2.2 阻抗继电器的动作特性和动作方程
全阻抗圆特性
令
Z set2
Z set , Z set1
Z
se
，
t
动作方程
Z m Z m 2 R set 9 0 arg Z m R set 9 0
R set 2.准 电 阻 特 性 － 动 作 方 程 9 0 arg Z m R set 9 0
R set
电力系统继电保护
3.2.2 阻抗继电器的动作特性和动作方程
直线特性－方向特性
阻抗继电器及其动作特性
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。
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
令Z set 2 0, Z set1 Z set， 动作方程 1 1 Z m Z set Z set 2 2 Z set Z m 90 arg 90 Zm
（4）上抛圆与下抛圆特性
Zset2和Zset1都在第一象限
上抛圆特性与另一方向
圆特性组合成8字型特性
下抛圆特性的阻抗元件
可用在发电机的失磁保 护中
（5）特性圆的偏转 相位比较动作方程：
Z set Z m 90 arg 90 Z set＋Z m
若α≠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°+α，左侧圆弧上 的圆周角变为-90°+α
1.电抗特性－动作方程 Z m Z m j 2 X set Z m jX set 90 arg 90 jX set 2.准电抗特性－动作方程 Z jX set 90 arg m 90 jX set
（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α
(完整版)阻抗继电器的动作特性PPT文档
比相阻抗动作方程为： 90argZKZset2 90
Hale Waihona Puke 相应的电压形式动作方程为：
Zset1ZK
U K
IK
Zse
t1Zse 2
t2
IK
Zse t1Zse t2 2
90oargU IKKZseIt1KZUseKt290o
3.方向阻抗继电器
是以整定阻抗为直径的圆， 或者说是以整定阻抗的中点为圆 心，整定阻抗大小的一半为半径 的圆。
器电压，以相电流加 IA K3I0为继电器电流，此接线方式
称为零序补偿接线。
零序补偿接线方式接入的电压和电流
阻抗继电器相别
U K
I K
A
U A
IA K3I0
B
U B
IB K3I0
C
U C
IC K3I0
3、阻抗继电器在各种故障时的动作情况 各种故障时阻抗继电器正确测量的分析
故障类型 AN BN CN ABN BCN CAN AB BC CA ABC KRA √ × × √ × √ × × × √ KRB × √ × √ √ × × × × √ KRC × × √ × √ √ × × × √ KRAB × × × √ × × √ × × √ KRBC × × × × √ × × √ × √ KRCA × × × × × √ × × √ √
在(I两A 相 接3 地I0 故z 障0 3 时 z，1 z故1)障z相1 lk 阻 抗继(I电A 器 的K 测3 量I阻0)抗z1 lk
为短路阻抗Z1lk。
在BC两相短路时有 UkBUkC ，IB IC 则
UM BCUM BUM C (IB1z1lk IB2z2lk)(IC1z1lk IC2z2lk) (IB1 IB2)z1lk (IC1 IC2)z1lk (IB IC)z1lk
阻抗继电器及其动作特性
多边形特性的阻抗元件
jX
X set
α2
α3 α4
Rset
α1
R
有方向性； 电抗特性下倾，防止稳态超越；电阻特性倾斜，提高躲负荷能力 α1区提高出口短路耐受过渡电阻能力；α2区提高金属性短路保护 动作可靠性
.
绝对值比较与相位比较之间的相互转换
绝对值： ZB ZA
其中： ZC ZA ZB ZD ZA ZB
argZset Zm
Zm
jX
jX
Zset -Zm
Zset -Zm
Zset
Zset
Zm
Zset -Zm
Zm
Zset-Zm
Zm R
Zm R
(a)
(b)
或 与 图 3-11 苹果形和橄榄形动作特性 (a) 苹果形；. (b) 橄榄形
直线特性的阻抗元件
jX
jX
R
O
O
R
电抗特性
.
电阻特性
直线特性的阻抗元件
阻抗继电器及其动作特性
K3M 1
K1 K2 2 N
jX
ZK2
Z K1
M
ZK3
通常设计为一个区域
当测量阻抗落在这个范围内时，阻抗 Z L 元件动作；否则不动作
R 考虑到二次侧的测量阻抗受下列因素影响：
1）电流、电压互感器误差； 2）输电线路阻抗角的角度差； 3）过. 渡电阻的影响等
阻抗继电器动作区域
O
R
90oargZset1Zm90o
ZmZset2
Z set2
最灵敏角—— Z s e的t 1 阻抗角，
反方向有动作区、距离III段
一般取为被保护线路阻抗角。
.
阻抗继电器的动作方程和动作特性解析
I R U m m set 0 arg 180 j ( 90 ) e I m
• 1. θ>0°，直线2，向左倾斜
• 2. θ=0°，平行于+jx轴 • 3. θ<0°，直线3，向右倾斜。 • 躲负荷阻抗。负荷限制继电器。功率因数 角
Z m Rset 90 arg 270 R I R U 90 arg m m set 270 R I m I R U set 90 arg m m 270 j e I
阻抗继电器 动作特性、动作方程幅值判据、相位判据、幅值与相位关系
B 幅值比较式： A C 相位比较式：1 arg 2 D
B A C B A D
一、圆特性
（一）方向阻抗圆
以（+Zset）和坐标原点连线为直径的圆
Z m Z set 90 arg 270 Zm I Z U 90 arg m m set 270 U
• 减少区外经过渡电阻短路，而过渡电阻的附加阻 抗呈阻容性引起阻抗继电器超越动作。
（二）电阻特性
经过Rset端点的直线，与+jX轴的夹角θ
Z m Rset 0 arg 180 jX I R U 0 arg m m set 180 X jI
m m A
（三）圆特性组合1
以（+Zset）和坐标原点连线为弦的圆
Z m Z set 90 arg 270 Zm I Z U m m set 90 arg 270 U
m
I Z U m m set 90 arg 270 j e U m
阻抗继电器及其动作特性
阻抗继电器及其动作特性
阻抗继电器是一种用于电力系统保护的电气装置。
其作用是在电力系统中检测变压器
的一次侧或二次侧电阻的变化，当出现故障时，阻抗继电器会通过电路保护方案及时跳闸，避免事故扩大并损坏变压器。
阻抗继电器的动作原理是基于变压器一次侧或二次侧电阻的变化情况，电流和电压之
间的阻抗发生变化，从而导致负载侧电流和电压的变化。
阻抗继电器通过测量负载侧电流
和电压的变化，计算电流和电压之间的阻抗，从而判断是否出现故障，并进行跳闸操作。
阻抗继电器的动作特性包括动作时间和动作灵敏度两个方面。
动作时间是指从发生故障到阻抗继电器跳闸的时间间隔。
由于阻抗继电器需要对负载
侧电流和电压进行测量和计算，因此动作时间会受到测量误差、操作时间、阻抗继电器的
设置和线路阻抗的影响。
一般来说，阻抗继电器的动作时间应该尽量短，以减少事故扩大
的可能性。
动作灵敏度是指阻抗继电器对故障的灵敏度。
阻抗继电器可以对故障电流进行较好地
检测，并对重要的故障进行保护，避免系统的紊乱。
阻抗继电器的灵敏度可以通过合理设
计系统、选择合适的电气元件、优化系统参数和合理设置继电器参数等方法来提高。
总之，阻抗继电器在电力系统保护方案中起着重要的作用。
阻抗继电器的动作特性决
定了其在电力系统保护方案中的可靠性和稳定性，因此需要根据具体情况进行合理设置，
以提高其在电力系统中的应用价值。
阻抗继电器及其动作特性26页PPT
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
阻抗，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
阻抗继电器及其动作特性26页PPT
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
阻抗继电器及其动作特性 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
LZ-22型偏移阻抗继电器的特性分析
一
为零
＝
就 成 为全 阻抗 继 电器 。Ｌ 一２型偏 移 特 性 阻 Ｚ２
＝
≤ ９。 ０
（） ４
抗继电器是按照比较两个电气量绝对值大小而构
成的。
两边同乘以电流 即可得到用 电压表示 的
起 动条件 为
测量 阻抗 Ｚ ｍ与 Ｒ轴的夹角为 线路 的阻抗 角 ０ 。
线路 反 方 向 短 路 时 ， 量 阻 抗 Ｚ 测 ｍ在 第 三 象 限 。
１ 偏移特性 阻抗继 电器工作原理
１ １ 阻抗继 电器 的工 作原 理 ．
如果测量阻抗 Ｚ 的相量落在整定阻抗 ｚ 向量 以 ｒ ｎ
内 ， 电器 动 作 ， 之 不 动 作 。 在 图 １ ｂ 的复 数 继 反 （） 阻抗平 面 上 ，阻抗 继 电器 的动作 特 性 扩 大 为 一 个 圆 ，圆 内为 动 作 区 ， 外 为 非 动 作 区 ，圆 周 是 动 圆 作 边界 。
圆周 上时 ， 电器 刚好起 动 ， 时 的阻抗 称为起 动 继 这
阻抗 。
示整定阻抗 ， 相当于被保护线路的正方 向保护
范 围 。阻抗 圆直 径 上 的 ０ Ｃ段 表 示 阻抗 圆偏 离 原
Ｂ
一
一
ａ
＼
／
／
７ ／
一
ａ
、
／
／
（）幅值 比较 式 ａ
（）相位 比较 式 ｂ
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第３ 卷
第３ 期
华北科技学 院学报
２０ ０ ６年 ９月
Ｌ ．２型 偏 移 阻抗 继 电器 的特 性 分 析 ① Ｚ２
阻抗继电器及其动作特性
3.2.2 阻抗继电器的动作特性和动作方程
苹果形和橄榄形特性
Z set Z m arg Zm
β ≥90˚，苹果形 β < 90˚，橄榄形
电力系统继电保护
3.2.2 阻抗继电器的动作特性和动作方程
直线特性－电抗特性
1.电抗特性－动作方程 Z m Z m j 2 X set Z m jX set 90 arg 90 jX set 2.准电抗特性－动作方程 Z m jX set 90 arg 90 jX set
Zop＝Zset2 – 若Zset2＝-ρZset1，ρ：偏移率 – 常用于距离保护的后备段
电力系统继电保护
3.2.2 阻抗继电器的动作特性和动作方程
方向圆特性
令Z set 2 0, Z set1 Z set， 动作方程 1 1 Z m Z set Z set 2 2 Z set Z m 90 arg 90 Zm
电力系统继电保护
3.2.2 阻抗继电器的动作特性和动作方程
直线特性－电阻特性
1.电阻特性－动作方程 Z m Z m 2R set 90 arg Z m Rset 90 Rset
2.准电阻特性－动作方程 Z Rset 90 arg m 90 Rset
综合可得
ˆ X mtg 2 Rm Rset X m ctg 3 ˆ tg Rmtg1 X m X set Rm 4
电力系统继电保护
3.2.2 阻抗继电器的动作特性和动作方程
ˆ X mtg 2 Rm Rset X m ctg 3 ˆ tg Rmtg1 X m X set Rm tg 2 0.249 , 4 1 ctg 3 1, tg 4 0.1245 8 1 ˆ X m Rm Rset X m 4 1 1 ˆ Rm X m X set Rm 4 8
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一、选择题
1、以电压U 和(U-IZ)比较相位，可构成( )。
A ：全阻抗特性的阻抗继电器
B ：方向阻抗特性的阻抗继电器
C ：电抗特性的阻抗继电器
D ：带偏移特性的阻抗继电器
2、模拟型方向阻抗继电器受电网频率变化影响较大的回路是( )。
A ：幅值比较回路
B ：相位比较回路
C ：记忆回路
D ：执行元件回路
3、阻抗继电器的精确工作电流是指，当φk =φ
sen ，对应于( )时，继电器刚好
动作的电流。
A ：Z act =0.8z set 时的电流 B ：Z act =0.9z set 时的电流 C ：Z act =z set 时的电流
4、如果用Z m 表示测量阻抗，Z set 表示整定阻抗，Z act 表示动作阻抗。
线路发生短
路，不带偏移的圆特性距离保护动作，则说明( )。
A ；
act set set ,m Z Z Z Z << B ：
act set set ,m Z Z Z Z ≤≤ C: act set set ,m Z Z Z Z <≤
5、某距离保护的动作方程为
90<270J DZ J Z Z Arg Z -<︒，它在阻抗复数平面上的动作特性是以+DZ Z 与坐标原点两点的连线为直径的圆。
特性为以+DZ Z 与坐标原点连线为长轴的透镜的动作方程(δ>0°)是( )。
A ：90+<270+J DZ J Z Z Arg Z δδ-<︒
B ：90+<270J DZ J Z Z Arg Z δδ-<︒-
C ：90-<270+J DZ J Z Z Arg Z δδ-<︒
D ：
90-<270J DZ J Z Z Arg Z δδ-<︒- 二、判断题
1、对全阻抗继电器，设m Z 为继电器的测量阻抗，s Z 为继电器的整定阻抗，当
s m Z Z ≥时，继电器动作。
（ ）
2、距离保护动作区末端金属性相间短路的最小短路电流，应大于相应段最小精确工作电流的两倍。
（ ）
3、距离保护中阻抗继电器的精确工作电压，等于精确工作电流和电抗变压器整定阻抗的乘积，即gj gi set U I Z =，所以精确工作电压与gi I 、set Z 均成正比。
( )
4、试验方向阻抗继电器的记忆时间时，应将电流回路可靠短路，并同时通入正向出口最大三相短路电流及继电器的两倍精确工作电流。
( )
5、距离保护是本线路正方向故障和与本线路串联的下一条线路上故障的保护，它具有明显的方向性。
因此，即使作为距离保护Ⅲ段的测量元件，也不能用具有偏移特性的阻抗继电器。
（ ）
答案：
一、选择题
1.（B ）
2.（C ）
3.（B ）
4.（B ）
5.（B ）
二、判断题
1.（√）
2.（√）
3.（×）
4.（×）
5.（×）。