阻抗继电器的接线方式

= 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
以 J 1 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 Z1Ω ，则保护安装地点的电压百度文库&AB 应为
U&AB = U&A − U&B = I&AZ1L − I&B Z1L = (I&A − I&B )Z1L
此时，阻抗继电器的测量阻抗为
Z
(3)
J1
=
U&AB I&A − I&B
( ) U&Δ
I&Y
300
U&J I&J
U&AB I&A
U&BC I&B
U&CA I&C
U&Y I&Y + K3I&0
U&J
I&J
U&A I&A + K 3I&0
U&B I&B + K 3I&0
U&C I&C + K 3I&0
二、反应相间短路阻抗继电器的 0ο接线
E
Z
d (3)
L
1、三相短路
图3-31 三相短路测量阻抗分析
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。
E
Z
d
(2 )
AB
L
则
Z (2) J1
=
U&AB I&A − I&B
=
Z1L
图3-32 两相短路测量阻抗分析
结论：与三相短路时的测量阻抗相同。因此， J1能正确动作， J 2 和 J3不会动作。
同理，在 BC 或 CA 两相短路时，相应地分别有 J 2 和 J3能准确测量出 Z1L 而正确动作
。
3． 3． 中性点直接接地电网中两相接地短路
三相短路，此时接于故障相的阻抗继电器的测量阻抗均为 Z1L 。
路负荷阻抗的能力，而在输电线路的受电端采用 + 30ο接线时，也具有同样的效果。 四、反应接地短路阻抗继电器的接线
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
Z0 − Z1 Z1
，为常数；
接入继电器的电流 I&j = I&A + 3KI&0 ，则故障相阻抗继电器的测量阻抗为
Z (1) JA
=
I&A
U&A + 3KI&0
=
Z1L
它能正确地测量从短路点到保护安装地点间的阻抗。为了反应任一相的单相接地短路， 接地距离保护也必须采用三个阻抗继电器。这种接线方式同样能够正确反应两相接地短路和
3. 两相短路
以 AB 两相短路为例， I&A 超前于 I&B 的角度180ο，因此
Z J = (1 − e µ j180ο )Z1L = 2Z1L
即测量阻抗的数值为每相短路阻抗的 2 倍，相位则等于线路的阻抗角。
采用 30ο接线方式的阻抗继电器在不同故障类型时，其测量阻抗的数值与相位均不相同
，这种接线方式可应用于圆特性方向阻抗继电器。如图 3-34 所示，三相短路与两相短路时 的保护范围一样。
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。
=
(I&A
− I&B )Z1L − I&B
= (1 − e jϕ )Z1L
将以上两式合并写成
Z J = (1 − e µ jϕ )Z1L
1． 正常运行情况
Z J = (1 − e µ j120ο )Z fh = 3Z fh e ± j 30ο
测量阻抗的数值为每相负荷阻抗的 3 倍，阻抗角则较负荷阻抗的角度偏移 ± 30ο，当采
A BC
Z
I&A
d
(1.1)
AB
I&B
I&C = 0 L
图3-33
d
(1.1)
AB
测量阻抗的分析
如图 3—33 所示，设故障发生在 AB 相，它与两相短路不同之处是地中有电流流回，
因此 I&A ≠ −I&B 。我们可以把 A 相和 B 相看成两个“导线——地”的送电线路并有互感耦合
在一起，设 ZL 表示每千米的自感阻抗， ZM 表示每千米的互感阻抗，则保护安装地点的故
其值与三相短路时相同，保护能够正确的动作。
三、反应相间短路阻抗继电器的 30ο接线
这种接线方式有两种，以继电器 J1为例，在三相和 AB 两相短路时，其测量阻抗为
Z J (+30ο)
=
U&AB I&A
=
(I&A − I&B )Z1L I&A
= (1 − e− jϕ )Z1L
Z J (−30ο)
=
U&AB − I&B
3Z1l jX 2Z1l
30ο
30ο
ϕd 0
3Z1l R
图3-34 方向阻抗继电器用于 30ο接线时的动作特性 这种接线方式较简单，电流互感器的负担也较轻，因此，除了用于圆特性的方向阻抗继
电器外，还可用于作为起动元件的全阻抗继电器。此外在输电线路的送电端，当采用 − 30ο
接线时，在正常情况下其测量阻抗一般位于第四象限，它将具有更好的避越长距离重负荷线
表3-1 阻抗继电器的常用接线方式
接线方式
继电器
J1 J2 J3
( ) U&Δ
I&Δ
00
( ) U&Δ
− I&Y
− 300
U&J
I&J U&J I&J
U&AB I&A − I&B U&AB − I&B
U&BC I&B − I&C U&BC − I&C
U&CA I&C − I&A U&CA − I&A
=
Z1L
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 J1 而
言
U&AB = I&AZ1L − I&B Z1L = (I&A − I&B )Z1L
障相电压应为
U&A = I&AZ L L + I&B Z M L
U&B = I&B Z L L + I&AZ M L
继电器 J 1 的测量阻抗为
Z (1.1) J1
=
U&AB I&A − I&B
=
( I&A
− I&B )(Z L − Z M I&A − I&B
)L
= (ZL − ZM )L = Z1L