阻抗继电器接线方式

阻抗继电器的接线方式是指接入阻抗继电器的电压与电流的相别组合方式。因此应当满足如下要求：

（1）测量阻抗与保护安装处到故障点的距离成正比，而与系统的运行方式无关。

（2）测量阻抗应与短路类型无关，即同一故障点不同类型的短路故障时的测量阻抗应当一样。

1.相间距离保护0°接线

根据上面的分析，反应相间故障的阻抗继电器接线应当以相间电压作为继电器电压，以相间电流差为继电器电流。由于在负荷电流下（cosφ=1）继电器电压电流为0°，所以这种接线称为相间距离保护0°接线。

2.接地距离保护零序补偿接线

在中性点直接接地电网中，当零序电流保护不能满足要求时，一般考虑采用接地距离保护，它的主要任务是反应电网的接地故障。

反应接地故障的阻抗继电器接线应当以相电压作为继电器电压，以相电流 继电器电流，此接线方式称为零序补偿接线。

3.阻抗继电器在各种故障时的动作情况

阻抗继电器用于构成相间距离保护时采用0°接线，用于构成接地距离保护时采用零序补偿接线。在线路发生各种故障时，阻抗继电器的动作情况如下表所示：

注：AN表示A相接地，其余依此类推。正确测量为√，反之×

从表中可以看出，发生故障时只有故障相相关的阻抗继电器可以正确测量，因此有必要先选出故障相，再对对应的可以正确测量的故障相阻抗继电器进行计算，这样可以减少计算的时间，从而加快微机保护的动作速度。比如判断出是A相接地故障时，可以只对KRA是否动作进行计算。

1．方向阻抗继电器的死区及消除方法

（1）死区

当保护出口短路时，引入阻抗继电器的电压 时方向阻抗继电器无法动作，因此方向阻抗继电器在保护出口短路时有电压死区。

（2）死区消除方法

方向阻抗继电器死区的消除方法一般有两种：

①记忆

既然出口故障时 ，那么将故障前电压的相位加以记忆，这样就可以防止方向阻抗元件的拒动。在微机保护中，可以直接利用一个或两个周波前的电压进行比较，从而达到记忆的作用。

②引入第三相电压

在微机距离保护中采用的正序电压，在相位上就相当于引入了第三相电压。

故要引入方向阻抗继电器。选用的方向阻抗继电器，应具备如下条件：

①能够正确测量保护安装处到故障点的距离；

②保证没有正方向出口死区；

③在反方向故障时可靠的不动作。

2．阻抗继电器

（1）圆特性阻抗继电器

①全阻抗继电器

全阻抗继电器的特性圆是一个以坐标原点为圆心，以整定阻抗的绝对值｜Zset｜为半径所作的一个圆。圆内为动作区，圆外为非动作区。不论故障发生在正方向短路故障，还是反方向短路故障，只要测量阻抗Zm落在圆内，继电器就动作，所以叫全阻抗继电器。当测量阻抗落在圆周上时，继电器刚好能动作，对应于此时的测量阻抗叫做阻抗继电器的动作阻抗，以Zop表示。对全阻抗继电器来说，不论Zm与Rm之间的相位差φm如何，｜Zop｜均不变，总是｜Zop｜＝｜Zset｜，即全阻抗继电器无方向性。

在构成阻抗继电器时，为了比较测量阻抗Zm和整定阻抗Zset，总是将它们同乘以线路电流，变成两个电压后，进行比较，而对两个电压的比较，则可以比较其绝对值(也称比幅)，也可以比较其相位(也称比相)。

对于如图所示的全阻抗继电器特性，只要其测量阻抗落在圆内，继电器就能动作，所以该继电器的动作方程为：

│ZM│≤│Zset│

②方向阻抗继电器

方向阻抗继电器的特性圆是一个以整定阻抗Zset为直径而通过坐标原点的圆，如图所示，圆内为动作区，圆外为制动区。当保护正方向故障时，测量阻抗位于第一象限，只要落在圆内，继电器即起动，而保护反方向短路时，测量阻抗位于第三象限，不可能落在圆内，继电器拒动，故该继电器具有方向性。

方向阻抗继电器的整定阻抗一经确定，其特性圆便确定了。当加入继电器的Zm和Rm之间的相位差(测量阻抗角)φm为不同数值时，此种继电器的动作阻抗Zop也将随之改变。当φm等于整定阻抗角φset时，继电器的动作阻抗达到最大，等于圆的直径。此时，阻抗继电器的保护范围最大，工作最灵敏。因此，这个角度称为方向阻抗继电器的最大灵敏角，通常用φsen表示。当被保护线路范围内故障时，测量阻抗角φm=φk(线路短路阻抗角)，为了使继电器工作在最灵敏条件下，应选择整定阻抗角φset=φk。若φk不等于φsen，则动作阻抗Zop将小于整定阻抗Zset，这时继电器的动作条件是Zm＜Zop，而不是Zm＜Zset。

1)幅值比较。绝对值比较方式如图 (a)所示，阻抗继电器起动(即测量阻抗Zm位于圆内)的条件是│Zm-0.5Zset│≤│0.5Zset│。

2)相位比较。相位比较方式如图 (b)所示，当Zm位于圆周上时，阻抗Zm与(Zset-Zm)之间的相位差为θ=90°，可以证明-90°≤θ≤90°是方向阻抗继电器的能够起动的条件。其起动方程为-90°≤argZm/Zset-Zm≤90°

③偏移特性阻抗继电器

偏移特性阻抗继电器的特性是正方向的整定阻抗为Zset，同时反方向偏移一个αZset，称α为偏移度，其值在0～1之间。阻抗继电器的动作特性如图所示，圆内为动作区，圆外为制动区。

偏移特性阻抗继电器的特性圆向第三象限作了适当偏移，使坐标原点落入圆内，则母线附近的故障也在保护范围之内，因而电压死区不存在了。

这种继电器的动作特性介于方向阻抗继电器和全阻抗继电器之间，例如当采用α=0时，即为方向阻抗继电器，而当α=1时，则为全阻抗继电器，其动作阻抗Zop既与测量阻抗角φm有关，但又没有完全的方向性。实用上通常采用α＝0.1～0.2，以便消除方向阻抗继电器的死区。

1)绝对值比较。绝对值比较方式如图 (a)所示，阻抗继电器的起动条件为｜Zm-Z0｜≤｜Zset-Z0｜。

2)相位比较。相位比较方式如图(b)所示，当Zm位于圆周上时，(Zm+αZset)与(Zset-Zm)之间的相位差为θ=90°。同样可以证明，-90°≤θ≤90°也是继电器能够起动的条件。

（2）四边形阻抗继电器

该继电器的动作特性通过坐标原点，在保护出口短路时存在死区。为了消除死区的影响，对于动作特性中的方向折线AOC需采取消除死区的措施。

折线AOC:

为了消除死区，一般采用正序电压进行比相，相当于引入了第三相电压；当电压较低时，采用记忆电压进行比相，保证没有方向死区，相当于动作特性包含坐标原点。