阻抗继电器及其动作特性演示文稿

动作方程：
Z
－
m
Z
set
Z m +Zset
90 arg Zm 90 Z set
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。
（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
Zm
1 2
Z set
1 2 Z set
9 0 arg Z set Z m 9 0 Zm
根据复数反演的理论：取 Ym 1 ，做Ym的动作特性,导纳 Zm
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
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
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
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。
电抗特性
根据直线在阻抗复 平面上位置和方向 的不同
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。
1.电 抗 特 性 － 动 作 方 程 Z m Z m j2 X set 90 arg Z m jX set 90
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 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。
动作为一直线 （外国称为导纳继电器或欧姆继电器）
（3）全阻抗圆特性
令
Z set2
Z set , Z set1
Z
s
e
，
t
动作方程
Z m Z set
90
arg
Z set Z m
Z
＋
set
Z
m
90
（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
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α为正角时 特性圆向右侧偏转
当α为负角时
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
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：
90argZ Zsseett＋ Z Zm m90
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
阻抗继电器及其动 作特性演示文稿
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.电 阻 特 性 － 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
（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
（1）偏移圆特性
两个整定阻抗Zset1、Zset2
圆心 半径
1 2
( Z set1
Zset 2 )
1 2
(Z set1
Z set 2 )
动作区：圆内
非动作区：圆外
临界动作：圆周上
动 作
比较两个量大小的绝 对值原理表达式
绝对值（或幅值）比 较动作方程
方
程
表
达 形 式
比较两个量相位的相位 比较原理式
当测量阻抗落在右下部分圆 周任一点上时有：
argZs1etZm90 Zm Zs2et
当测量阻抗落在左上部分圆 周上任一点上时有：
argZs1etZm90 ZmZs2et
偏移圆特性阻抗继电器 的相位比较动作方程：
90argZset1Zm90 ZmZset2
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
相位比较动作方程
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）
Zm1 2(Zset1Zset2)1 2(Zset1Zset2) （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
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-β和β，对应 的动作方程变为：
argZset Zm
Zm
β≥90˚，苹果形
有较高的耐受过渡电 阻的能力，耐受过负 荷的能力不足
β< 90˚，橄榄形
有较高的耐受过负荷 的能力，耐受过渡电 阻能力不足
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。
jX set 2.准 电 抗 特 性 － 动 作 方 程 90 arg Z m jX set 90
jX set
（相位比较动作方程）
实际应用的电抗特性一般为图ห้องสมุดไป่ตู้.12中的 直线2，与直线1的夹角为α
（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。