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单相式圆特性阻抗继电器的特点和优势

【摘要】:在手合或重合于故障时可以采用此类继电器。苹果型与橄榄型方向阻抗继电器是圆特性方向阻抗继电器的变形,当两个相交的圆特性方向阻抗继电器动作区取并集(逻辑或)时为苹果型方向阻抗继电器,当取交集(逻辑与)时为橄榄型方向阻抗继电器。下抛圆特性阻抗继电器如图3-6 所示,是用于发电机失磁保护中的测量元件。

圆特性的阻抗继电器基本可以分为全阻抗继电器、偏移特性阻抗继电器、方向阻抗继电器三种,如图3-5 所示,画出了它们的动作特性,以下分别说明其动作特性与动作方程。

图3-5 圆特性阻抗继电器动作特性

(a)全阻抗继电器;(b)偏移特性阻抗继电器;(c)方向阻抗继电器

1.全阻抗继电器

全阻抗继电器如图3-5 (a)所示,是以坐标原点0为圆心,整定阻抗大小为半径的圆,其中圆内为动作区。根据复数知识,可以得出继电器的比幅阻抗动作方程为

根据比幅与比相方程的相互转换原理,得出继电器的比相阻抗动作方程为

考虑到式(3-4),则相应的电压形式动作方程为

由于继电器的动作区包括所有象限,因此该继电器的动作是无方向性的,同时当ZK=0 (即U.K=0,相当于保护安装处出口短路)时,继电器仍然能够动作,因此无电压动作“死区”。此类继电器一般用作无需判断方向的起动元件等。

2.偏移特性阻抗继电器

偏移特性继电器,如图3-5 (b)所示是以整定阻抗Zset1+Zset2(|Zset1|>|Zset2|,阻抗角相差180°)的中点为圆心,以 (Zset1-Zset2)大小的一半为半径的圆,其中圆内为动作区,相当于全阻抗继电器特性向第Ⅰ象限偏移。继电器的比幅阻抗动作方程为

根据比幅与比相方程的相互转换,得出继电器的比相阻抗动作方程为

考虑到式(3-4),则可以写出相应的电压形式动作方程。

继电器的动作区包括坐标原点,因此无电压动作 “死区”。在手合或重合于故障时可以采用此类继电器。

3.方向阻抗继电器

方向阻抗继电器在保护正方向故障时动作,反方向故障不动作,因此称为方向阻抗继电器。方向阻抗继电器的动作区主要为第Ⅰ象限,不包括第Ⅲ象限,故反方向故障不动作。

圆特性方向阻抗继电器如图3-5 (c)所示,是以整定阻抗为直径的圆,或者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。其中圆内为动作区,继电器的比幅动作方程为

根据比幅与比相方程的相互转换,继电器的比相动作方程为

考虑到式(3-4),则相应的电压形式动作方程为

由于继电器的动作区在第Ⅰ象限,因此该继电器有方向性,同时不包括坐标原点,因此有电压动作“死区”。由于高压电网中保护均需考虑方向的问题,因此该类继电器广泛作为距离保护的测量元件。

苹果型与橄榄型方向阻抗继电器是圆特性方向阻抗继电器的变形,当两个相交的圆特性方向阻抗继电器动作区取并集(逻辑或)时为苹果型方向阻抗继电器,当取交集(逻辑与)时为橄榄型方向阻抗继电器。

苹果型方向阻抗继电器一般用在发电机失磁保护中,橄榄型方向阻抗继电器一般用在失步解列装置中。

下抛圆特性阻抗继电器如图3-6 (c)所示,是用于发电机失磁保护中的测量元件。其动作方程可以自行推导。