第03部分--方向阻抗继电器死区的消除

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主要内容
一、对方向阻抗继电器的基本要求 二、记忆特性消除方向阻抗死区 三、非故障电压消除方向阻抗死区
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三、非故障电压消除方向阻抗死区
对于动作时间较长的方向性阻抗继电器如第Ⅲ段，采用“ 采用“记忆 回路”消除“死区”的办法不行。考虑到各种两相短路时，只有故 障相间的电压降低至零，而非故障相间的电压仍然很高。因此，可 以在极化电压中引入非故障相的电压来消除两相短路时的“死区”。 为了测量补偿电压的相位，可以用另一相的相电压或相间电压 为极化电压，前者称为以健全相电压为极化量，后者称为交叉极化。 表中给出交叉极化的接线法：
0
& U m 270 ≥ ≥ 900 & −I & Z U m m set
0
& Zm + Zs U 270 ≥ arg ⋅ m ≥ 90 0 & Z m − Z set E m
0
Zm + Zs 270 + θ ≥ arg ≥ 900 + θ Z m − Z set
& E θ = arg m & U m
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jX
Zset
Zm
R
-Zs
二、记忆特性消除方向阻抗死区
方向阻抗继电器死区的消除
(2)反方向故障
& =I & Z U m m m & ' ' & & & E U I Z I Z Z = − = − n m m s m m s & & Z −Z' I E = n m s m
& U m 270 ≥ ≥ 900 & −I & Z U m m set
继电器 ZAB ZBC ZCA
补偿电压
健全相电压
超前相间电压
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二、记忆特性消除方向阻抗死区
方向阻抗继电器死区的消除
(1)正方向故障
& =I & Z U m m m & & (Z + Z ) Em = I m m s & & I m = E m (Z m + Z s )
Z m − Z set & & & U m − I m Z set = E Zm + Zs
0
(
)
(
)
& Z m − Z s' U 270 ≥ ⋅ m ≥ 90 0 & Z m − Z set E m
0
Z m − Z set & & & U m − I m Z set = En ' Zm − Zs
0
Z m − Z s' 270 + θ ≥ ≥ 900 + θ Z m − Z set
& E θ = arg m & 11 U m
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二、记忆特性消除方向阻抗死区
方向阻抗继电器死区的消除
(1)正方向故障
jX
Zset
& U m 270 ≥ ≥ 900 & −I & Z U m m set
0
Zm
270 0 ≥
R
Zm + Zs ≥ 900 Z m − Z set
-Zs
方向阻抗继电器采用记忆特性 后消除了死区，且提高了抗过 渡电阻的能力。
超高压输电线路继电保护
第二部分——方向阻抗继电器死区的消除
李
斌
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主要内容
一、对方向阻抗继电器的基本要求 二、记忆特性消除方向阻抗死区 三、非故障电压消除方向阻抗死区
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一、对方向阻抗继电器的基本要求
方向阻抗特性
有方向性， 出口有死区
R R jX
Zset
jX
Zset
Zm Zset/2
Zm
比幅式： Z m − Z set 2 ≤ Z set 2 比相式： 270 ≥ Z m ≥ 900 Z m − Z set
二、记忆特性消除方向阻抗死区
综上所述，对极化电压采用记忆回路，使方向阻抗继电器的性 能在以下几个方面得到了改善： （1）消除了死区，提高了保护区内短路时对过渡电阻的反应能力。 在超高压线路上线路阻抗角达到85°，若没有记忆作用，在出口 短路时，只要有不大的过渡电阻就会拒动。 （2）记忆作用也使相邻线路距离保护 配合的选择性得到保证。 当保护1出口附近短路时，在稳态情况 下，如果落入图中ACD所表示的阴影部 分，则保护1和2均将以第II段动作，这 就失去了选择性。有了记忆作用以后， 上述误动作的情况即可防止。
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一、对方向阻抗继电器的基本要求
对方向阻抗继电器基本要求有三： （ 1）无超越，在正方向保护区外短路时的动作称为超越，超越有 稳态超越和暂态超越之分。稳态超越的情况下，只要外部短路存在 继电器就一直处于动作状态，这是不允许的。 对方向阻抗继电器，若太小就会有超越，稳态超越一般发生在 保护区外经过渡电阻短路的情况。暂态超越是指继电器在保护区外 短路暂态过程中误动作，暂态过程结束继电器就返回。避免暂态超 越的最简单的办法是加延时，但是在超高压线路上发生短路时，一 方面暂态过程长，一方面要求继电器快速动作，因此不能单纯依靠 加延时来避免暂态超越。
二、记忆特性消除方向阻抗死区
方向阻抗继电器死区的消除
(2)反方向故障
& U m 270 ≥ ≥ 900 & −I & Z U m m set
0
Z m − Z s' 270 ≥ ≥ 900 Z m − Z set
0
方向阻抗继电器采用记忆特性 后在反方向短路的动态过程中， 继电器有明确的方向性。 12
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二、记忆特性消除方向阻抗死区
(1)正方向故障 另外，一般情况下短路前线路不是空 载的，当线路送出有功功率时（即保 护装于送电侧），θ>0，因此继电 器的动作区将缩小，反之，当有功功 率自线路向母线传送时（即保护装于 受电侧），则继电器的动作区扩大， 这里动作区是指内部短路时允许的过 渡电阻Rg的大小而言的。动作特性 园虽然包括了座标原点，但并意味着 失去方向性，因为式是针对正方向短 路导出的，对反方向短路根本不适用。 因此图中动作特性园应称为正方向短 路的动作特性园。
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主要内容
一、对方向阻抗继电器的基本要求 二、记忆特性消除方向阻抗死区 三、非故障电压消除方向阻抗死区
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二、记忆特性消除方向阻抗死区
方向阻抗继电器死区的消除
为保证保护的选择性，即距离保护应具有方向性，然 而，方向阻抗特性在出口故障存在死区，一般对极化电压 采用记忆特性消除死区。 传统距离保护：
微机距离保护利用存储功能易于实现记忆功能。
0
& −I & Z 2≤ I & Z 2 U m m set m set
& U m 270 ≥ ≥ 90 0 & −I & Z m m set
0
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一、对方向阻抗继电器的基本要求
对方向阻抗继电器基本要求有三： （ 1）无超越，在正方向保护区外短路时的动作称为超越，超越有 稳态超越和暂态超越之分。稳态超越的情况下，只要外部短路存在 继电器就一直处于动作状态，这是不允许的。 对方向阻抗继电器，若太小就会有超越，稳态超越一般发生在 保护区外经过渡电阻短路的情况。暂态超越是指继电器在保护区外 短路暂态过程中误动作，暂态过程结束继电器就返回。避免暂态超 越的最简单的办法是加延时，但是在超高压线路上发生短路时，一 方面暂态过程长，一方面要求继电器快速动作，因此不能单纯依靠 加延时来避免暂态超越。