何谓一类阻抗继电器的动作特性？

Question

如题所述

Answer 1

阻抗继电器及其动作特性 ——阻抗继电器动作区域的概念 ——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 3.2.1 阻抗继电器动作区域的概念 j 发生短路 测量故障环路上的Zm Zm与整定阻抗Zset比较 确定故障区段 区内故障时动作 前提：Zm与Zset在同一直线上 3.2.1 阻抗继电器动作区域的概念 j 实际中，考虑到短路点可能有过渡电阻、互感器可能存在误差等因素，测量得到的阻抗Zm的值一般不会严格落在于Zset相同的直线上，而是落在该直线附近的某个区域内。 阻抗继电器的临界动作边界——为保证区内故障情况下阻抗继电器都能够可靠动作，在阻抗复平面上，其动作的范围应该是一个包括Zset对应线段在内，但在Zset方向上不超过Zset的区域。该区域的边界即为临界动作区。 j 动作 不动作 根据要求和侧重点的不同，阻抗继电器的动作区域有多种形状，例如圆形区、四边形区域、苹果型区域、橄榄型区域等。 本小节的主要研究的问题是： （1）各种形状的动作区域如何描述？ （2）各形状的动作区域在动作特性方面有和特点？ 3.2.2 阻抗继电器动作区域和动作方程 动作特性——阻抗继电器在阻抗复平面动作区域的形状。 圆特性——动作区域为圆形； 四边形特性——动作区域为四边形。 动作方程——描述动作特性的复数数学方程。 绝对值（幅值）比较动作方程——比较两个量大小的绝对值比 较原理表达式。 相位比较动作方程——比较两个量相位的相位比较原理表达式。 （1）偏移圆特性 （2）方向圆特性 （3）全阻抗圆特性 （4）上抛圆与下抛圆特性 （5）特性圆的偏移 1.圆特性阻抗继电器 （1）偏移圆特性 圆心位置： 半径： 动作方程： ①绝对值比较原理 ②相位比较原理 j 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

Answer 2

阻抗是距离保护的核心元件，它的作用是用来测量保护安装处故障点到故障点的阻抗（距离），并与整定值进行比较，以确定是保护区内部故障还是保护区外故障。

1.阻抗继电器分类

（1）阻抗继电器分类根据阻抗继电器的比较原理，阻抗继电器可以分为幅值比较式和相位比较式。

（2）根据阻抗继电器的输入量不同，阻抗继电器可以分为单相式（第i型）和多相补偿式（第ii型）两种。

（3）根据阻抗继电器的动作边界（动作特性）的形状不同，阻抗继电器可以分为圆特性阻抗继电器和多边形特性阻抗继电器（包括直线特性阻抗继电器）两种。

单相式阻抗继电器，是指只输入一个电压（相电压或相间电压）、一个电流 （相电流或相电流差）的阻抗继电器。而多相补偿式阻抗继电器是输入不止一个电压或一个电流的阻抗继电器。对于单相式阻抗继电器，电压和电流的比值称为测量阻抗，即：

式中：保护安装处的一次电压，即母线残压；

：被保护线路的一次电流；

ntv、nta ：分别为电压变比与变比；

zm：一次测量阻抗。

阻抗继电器的动作与否取决于其测量阻抗zm与整定阻抗zset的比较，若满足则继电器动作，反之不动作。（整定阻抗就是保护区的线路阻抗的二次值。）

由于zm与zset都是复数，因此分析阻抗继电器的动作特性是利用复平面来分析。为了便于两个复数zm与zset的比较，阻抗继电器中一般通过作出圆或者是多边形，再看测量阻抗 是否处于圆（或多边形）内，如果位于其中则继电器动作。

上图画出了单相式阻抗继电器的原理接线与动作特性。图中，圆内为动作区，圆为动作边界，称为阻抗继电器的动作特性，动作特性上的阻抗称为起动阻抗zact，从图中可见在不同角度下，动作阻抗各不相同。整定阻抗zset的阻抗角为整定阻抗角，在图中整定阻抗角对应的起动阻抗最大。起动阻抗最大所对应的角度称为阻抗继电器的最灵敏角φsen，在本图中φsen就是整定阻抗角，即φsen=argzset。

线路正方向故障时，测量阻抗角为线路阻抗角，测量阻抗在第i象限；在反方向故障时，流过反方向电流，测量阻抗角为φ1+180°，测量阻抗在第iii象限；线路正常运行时，送电侧测量阻抗角为负荷阻抗角40o，受电侧测量阻抗角约220°。

2．阻抗继电器的工作原理

通过上面的分析可知，阻抗继电器实际上是比较两个电压量的大小或相位关系。圆特性方向阻抗继电器是比较两个电压与的大小，或者是比较两个电压相量与的相位关系。

当电流很小时，动作阻抗将比整定阻抗明显减小，即实际的保护范围将比整定范围小，这将影响到与它相邻的保护的配合，而可能引起非选择性动作。继电器是无法动作的。

Answer 3

当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套设备，一般通称为继电保护装置。

本期专题小忧就为大家详细介绍继电保护的基本原理、基本要求、基本任务、分类和常见故障分析及其处理。

一、基本原理

继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。

电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：

1）电流增大

短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。

2）电压降低

当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。

3）电流与电压之间的相位角改变

正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60°～85°，而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180°+(60°～85°)。

4）测量阻抗发生变化

测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值。正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗；金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。

不对称短路时，出现相序分量，如两相及单相接地短路时，出现负序电流和负序电压分量；单相接地时，出现负序和零序电流和电压分量。这些分量在正常运行时是不出现的。利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。

此外，除了上述反应工频电气量的保护外，还有反应非工频电气量的保护，如瓦斯保护。

二、基本要求

继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。对于作用于继电器跳闸的继电保护，应同时满足四个基本要求，而对于作用于信号以及只反映不正常的运行情况的继电保护装置，这四个基本要求中有些要求可以降低。

1、选择性

选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒动时，应由相邻设备或线路的保护将故障切除。

2、速动性

速动性是指继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大电流、低电压运行的时间，降低设备的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性。

Answer 4

在超高压线路保护、变压器后备保护、发电机保护等保护中，发生各种短路故障时，非故障相（相间）阻抗继电器的动作行为分析；在短路加振荡运行状态下，阻抗继电器的动作行为分析；线路两相运行并考虑振荡时阻，继电器动作行为分析；电抗型继电器动作行为分析等。
随着电力系统西电东送、全国联网、特高压输电等工程的建设,大量的超（特）高压线路在电网中运行。为了保证互联电网的安全稳定运行,对适应系统要求的超高压线路保护的性能提出了更高更严格的要求。
　　距离保护是受网络结构和系统运行方式的影响较小的一种电力系统继电保护,长期以来一直是复杂电网中高压输电线路的主要保护方式，而阻抗继电器是距离保护的核心元件，它在线路保护各种工况下面的动作行为十分复杂，其工作特性对电力系统的安全稳定运行有着直接的决定性的关系。另外阻抗继电器在变压器和后备保护和发电机保护中也有非常重要的应用