大学课件电力系统继电保护第三章第二节阻抗继电器及其动作特性.ppt
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1、3.2 阻抗继电器及其动作特性阻抗继电器及其动作特性3.2.1 阻抗继电器动作区域的概念阻抗继电器动作区域的概念阻抗继电器的作用表示如下:阻抗继电器的作用表示如下:发生短路发生短路测量故障环路上的测量故障环路上的测量阻抗测量阻抗将测量阻抗与将测量阻抗与整定阻抗相比较整定阻抗相比较确定出故障点确定出故障点所处的区段所处的区段保护范围内部故障保护范围内部故障时给出动作信号时给出动作信号在实际情况下,由于互感器误差、故障点过渡电阻等因素,在实际情况下,由于互感器误差、故障点过渡电阻等因素,继电器实际测量到的测量阻抗一般并不能严格地落在与整定继电器实际测量到的测量阻抗一般并不能严格地落在与整定阻抗同向
2、的直线上,而是落在该直线附近的一个区域内。阻抗同向的直线上,而是落在该直线附近的一个区域内。阻抗继电器的临界动作边界阻抗继电器的临界动作边界为保证区内故障为保证区内故障情况下阻抗继电器都能可靠动作,在阻抗复平面情况下阻抗继电器都能可靠动作,在阻抗复平面上,其动作范围应该是一个包括上,其动作范围应该是一个包括Zset对应线段在内,对应线段在内,但在但在Zset方向上不超过方向上不超过Zset的区域,如圆形区域、的区域,如圆形区域、四边形区域、苹果区域、橄榄形区域等。这个区四边形区域、苹果区域、橄榄形区域等。这个区域的边界就是阻抗继电器的临界动作边界。域的边界就是阻抗继电器的临界动作边界。Zm落在
3、动作区内落在动作区内判断为区内故障,阻判断为区内故障,阻抗继电器给出动作信号。抗继电器给出动作信号。Zm落在动作区外落在动作区外判断为区外故障或正判断为区外故障或正常运行,阻抗继电器不动作。常运行,阻抗继电器不动作。3.2.2 阻抗继电器的动作特性和动作方程阻抗继电器的动作特性和动作方程动作特性动作特性阻抗继电器动作区域的形状,称为动作特性。阻抗继电器动作区域的形状,称为动作特性。 圆特性圆特性动作区域为圆形;动作区域为圆形; 四边形特性四边形特性动作区域为四边形。动作区域为四边形。动作方程动作方程描述动作特性的复数的数学方程。描述动作特性的复数的数学方程。绝对值(或幅值)比较动作方程绝对值(
4、或幅值)比较动作方程比较两个量的大小比较两个量的大小的的 绝对值比较原理表达式。绝对值比较原理表达式。相位比较动作方程相位比较动作方程:比较两个量的相位的相位比较原理:比较两个量的相位的相位比较原理表达式。表达式。1 圆特性阻抗继电器圆特性阻抗继电器偏移圆特性偏移圆特性方向圆特性方向圆特性全阻抗圆特性全阻抗圆特性上抛圆特性上抛圆特性正方向整定阻抗正方向整定阻抗反方向整定阻抗反方向整定阻抗(如果(如果Zset2的方向的方向正好与正好与Zset1相反,相反,则则Zset2 可以用可以用 Zset1 表示,表示, 称为称为偏移特性的偏移率)偏移特性的偏移率)两整定阻抗对应矢量两整定阻抗对应矢量末端的
5、连线就是特性末端的连线就是特性圆的直径。特性圆包圆的直径。特性圆包含坐标原点,圆心位含坐标原点,圆心位于(于( Zset1 + Zset2 )/2处,半径为处,半径为 Zset1- Zset2/2动作阻抗动作阻抗Zop使阻抗元件处使阻抗元件处于临界动作状态对应的阻抗。于临界动作状态对应的阻抗。最灵敏角最灵敏角当测量阻抗的阻当测量阻抗的阻抗角与正向整定阻抗的阻抗角抗角与正向整定阻抗的阻抗角相等时,阻抗继电器动作阻抗相等时,阻抗继电器动作阻抗最大,此时继电器最为灵敏,最大,此时继电器最为灵敏,所以正向整定阻抗的阻抗角又所以正向整定阻抗的阻抗角又称最灵敏角。最灵敏角一般取称最灵敏角。最灵敏角一般取为
6、被保护线路的阻抗角为被保护线路的阻抗角。应用应用偏移特性阻抗元件通偏移特性阻抗元件通常用在距离保护的后备段中。常用在距离保护的后备段中。绝对值比较动作方程绝对值比较动作方程相位比较动作方程相位比较动作方程绝对值比较动作方程绝对值比较动作方程当测量阻抗落在圆内或圆上时,末端到当测量阻抗落在圆内或圆上时,末端到圆心的距离一定小于或等于圆的半径。圆心的距离一定小于或等于圆的半径。当测量阻抗落在圆外时,末端到圆心当测量阻抗落在圆外时,末端到圆心的距离一定大于圆的半径。的距离一定大于圆的半径。偏移圆特性阻抗继电器偏移圆特性阻抗继电器的绝对值比较动作方程为:的绝对值比较动作方程为:相位比较动作方程相位比较
7、动作方程当测量阻抗落在右下部分圆周任一点上时:当测量阻抗落在右下部分圆周任一点上时:当测量阻抗落在左上部分圆周任一点上时:当测量阻抗落在左上部分圆周任一点上时:当测量阻抗落在圆内任一点时:当测量阻抗落在圆内任一点时:偏移圆特性阻抗继电器的相位比较动作方偏移圆特性阻抗继电器的相位比较动作方程为程为:圆心位于圆心位于 处处半径为半径为特性圆经过坐标原点特性圆经过坐标原点将将 , ,带入,可以得到方,带入,可以得到方向圆特性的向圆特性的绝对值比较动作方程绝对值比较动作方程:将将 , ,带入,带入,可以得到方向圆特性的可以得到方向圆特性的相位比相位比较动作方程较动作方程:阻抗元件本身具有方向性阻抗元件
8、本身具有方向性在整定阻抗的方向上,动作阻抗最大,在整定阻抗的方向上,动作阻抗最大,正好等于整定阻抗;在整定阻抗的相反方向,动作阻抗将为正好等于整定阻抗;在整定阻抗的相反方向,动作阻抗将为0,反方,反方向故障时不会动作。向故障时不会动作。应用应用方向圆特性的阻抗元件一般用于距离保护主保护段(方向圆特性的阻抗元件一般用于距离保护主保护段(段和段和段)中。段)中。圆心位于坐标原点处,圆心位于坐标原点处,半径为半径为将将 , ,带入,带入,可以得到方向圆特性的可以得到方向圆特性的绝对值绝对值比较动作方程比较动作方程:将将 , ,带入,带入,可以得到方向圆特性的可以得到方向圆特性的相位比相位比较动作方程
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