继电保护原理
继电保护工作原理
继电保护工作原理
继电保护工作原理是指通过继电器将电力系统各部件的状态信息传递给保护设备，实现对电力系统的保护。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 电流保护：电流保护主要是通过测量电路中的电流来判断是否存在过载、短路等故障。
当电流超过设定值时，继电器会被动作，将信号发送给保护设备，从而切断故障电路。
2. 过电压保护：过电压保护是通过对系统中电压进行监测和测量，当电压超过设定值时，继电器会动作，将信号传递给保护设备，以避免电气设备受到损坏。
3. 低电压保护：低电压保护基本原理与过电压保护相似，但是保护对象是电压过低的情况。
当电压低于设定值时，继电器会触发保护动作，以避免设备在电压过低情况下无法正常工作。
4. 频率保护：频率保护用于监测电力系统的频率，当频率偏离正常范围时，继电器会动作，将信号传递给保护设备，以防止电力系统发生频率过高或过低的故障。
5. 距离保护：距离保护是用于判定系统中发生故障的位置，以便精确地切除故障区域。
它通过测量故障点电流和电压的相位差来判断故障的距离，从而实现保护动作。
6. 差动保护：差动保护是一种用于保护输电线路和变压器的重要方式。
它基于物理定律，通过比较输入和输出电流的差值，
来判定是否存在异常情况，如短路、接地等故障。
综上所述，继电保护工作原理是通过测量和比较电力系统中各种参数（电流、电压、频率等）的数值，判断系统是否存在故障，并通过继电器将信号传递给保护设备，实现对电力系统的自动保护。
继电保护的工作原理及应用
继电保护的工作原理及应用一、引言继电保护是电力系统中一项重要的技术手段，其主要作用是监测和保护电力设备，以确保电力系统的安全运行。
本文将介绍继电保护的工作原理及其在电力系统中的应用。
二、继电保护的工作原理继电保护的工作原理主要基于电力设备的电流、电压、频率等参数的监测和判断。
当这些参数超过设定的阈值或发生异常变化时，继电保护将发出信号，触发相应的保护动作。
下面列举了继电保护的几种常见工作原理：•过流保护：监测电流，当电流超过设定值时，保护动作触发，切断电源，以保护电力设备。
•差动保护：通过对电流进行比较，检测电流差异，当差异超过预设阈值时，触发保护动作。
•零序保护：监测电力系统的零序电流，一般用于检测接地故障。
•距离保护：测量故障点与保护装置之间的距离，判断故障类型，并触发相应的保护动作。
•欠频保护：监测电力系统频率，当频率低于设定值时，触发保护动作。
三、继电保护的应用继电保护广泛应用于电力系统的各个环节，下面列举了几个常见的应用场景：1.变电站继电保护：变电站是电力系统中的重要环节，继电保护系统在变电站中起着至关重要的作用。
它能够检测变电站中的各个电力设备，如变压器、断路器等是否正常运行，一旦检测到异常情况，能够及时发出警报并切断电源，防止事故的发生。
2.输电线路继电保护：继电保护系统在输电线路中也起到非常重要的作用。
它能够监测电流和电压的变化，检测并定位线路故障，如短路、断线等。
及时触发保护动作，使故障区间与其余正常区间隔离，确保电力系统的稳定和安全运行。
3.发电机继电保护：发电机是电力系统的核心组件之一，对于发电机的保护尤为重要。
继电保护系统能够监测发电机的电流、电压、频率、温度等参数，一旦检测到故障，能够及时切断电源，防止进一步损坏发电机。
4.用电继电保护：继电保护系统在用电过程中也有重要应用。
它能够监测用户侧的电流和电压，当电流超过额定值时，能够切断电源，防止过载引起的事故。
同时，继电保护系统还能够检测电力系统的电能质量，如电压波动、谐波等，保证用户用电的稳定和可靠。
(完整)继电保护原理及四性
继电保护原理及四性一、继电保护的原理继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量（电流、电压、功率、频率等）的变化构成继电保护动作的原理，还有其他的物理量,如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。
大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分（和定值调整部分)、逻辑部分、执行部分。
（一）电力系统运行中的参数（如电流、电压、功率因数角）在正常运行和故障情况时是有明显区别的。
继电保护装置就是利用这些参数的变化，在反映、检测的基础上来判断电力系统故障的性质和范围，进而作出相应的反应和处理（如发出警告信号或令断路器跳闸等）。
（二)继电保护装置的原理分析1、取样单元它将被保护的电力系统运行中的物理量（参数）经过电气隔离并转换为继电保护装置中比较鉴别单元可以接受的信号，由一台或几台传感器如电流、电压互感器组成.2、比较鉴别单元包括给定单元，由取样单元来的信号与给定信号比较，以便下一级处理单元发出何种信号。
（正常状态、异常状态或故障状态）比较鉴别单元可由4只电流继电器组成，二只为速断保护,另二只为过电流保护。
电流继电器的整定值即为给定单元,电流继电器的电流线圈则接收取样单元（电流互感器）来的电流信号，当电流信号达到电流整定值时,电流继电器动作,通过其接点向下一级处理单元发出使断路器最终掉闸的信号;若电流信号小于整定值,则电流继电器不动作,传向下级单元的信号也不动作。
鉴别比较信号“速断”、“过电流”的信息传送到下一单元处理。
3、处理单元接受比较鉴别单元来的信号,按比较鉴别单元的要求进行处理,根据比较环节输出量的大小、性质、组合方式出现的先后顺序，来确定保护装置是否应该动作；由时间继电器、中间继电器等构成。
电流保护:速断—--中间继电器动作，过电流,时间继电器动作.4、执行单元故障的处理通过执行单元来实施。
执行单元一般分两类：一类是声、光信号继电器；（如电笛、电铃、闪光信号灯等）另一类为断路器的操作机构的分闸线圈，使断路器分闸。
继电保护及原理归纳
继电保护及原理归纳继电保护是电力系统中非常重要的一项技术措施，它能够对电力系统中的故障进行快速、准确的检测和保护。
本文将对继电保护的基本原理以及常见的继电保护设备进行归纳和总结。
一、继电保护的基本原理继电保护是通过监测电力系统中的电流、电压、频率等参数来判断系统是否存在故障，并采取适当的措施消除或减小故障对系统的影响。
继电保护的基本原理可以归纳为以下几点：1. 故障检测：继电保护通过监测电力系统中的参数变化，如电流的突变、电压的异常等来判断系统是否存在故障。
2. 故障定位：一旦继电保护检测到故障，它会通过测量电流、电压等参数的变化来确定故障的位置，以便采取相应的补救措施。
3. 故障切除：当系统发生故障时，继电保护会及时切断故障点与电力系统其他部分的连接，以防止故障扩大，并保护系统的稳定运行。
4. 信息传递：继电保护可以通过传递故障信息给操作人员，使其能够及时了解系统发生的故障情况，以便采取相应的补救措施。
二、常见的继电保护设备1. 过流保护装置：过流保护装置主要用于对电力系统中的过电流故障进行检测和保护。
它通过监测电流的大小和变化来判断系统是否存在过电流故障，并及时采取保护措施。
2. 跳闸保护装置：跳闸保护装置是一种常见的继电保护装置，它可以在系统发生故障时迅速切断电路，以防止故障进一步扩大。
跳闸保护装置能够根据系统的工作状态和故障类型自动进行判别，保证系统的安全运行。
3. 差动保护装置：差动保护装置主要用于对电力系统中的差动故障进行保护。
它通过比较电流的大小和方向来判断系统是否存在差动故障，并及时切除故障点，保护系统的正常运行。
4. 低压保护装置：低压保护装置主要用于对电力系统中的低电压故障进行保护。
它可以监测系统电压的变化，一旦系统电压低于设定值，就会及时采取相应的措施，以保证系统的正常运行。
5. 过频保护装置：过频保护装置用于对电力系统中的过频故障进行保护。
它可以检测电力系统中频率的变化，一旦频率超过设定值，就会自动切断电路，以避免故障的进一步发展。
电力系统继电保护的原理
电力系统继电保护的原理
电力系统继电保护的原理是基于监测电力系统中的电流、电压等参数，一旦这些参数超过了设定的阈值，继电保护设备就会发出信号，触发断路器等设备进行动作，以保护电力系统的安全稳定运行。
继电保护设备通常由电流互感器和电压互感器等传感器、测量单元、比较单元、逻辑单元以及执行单元等组成。
其中，电流互感器和电压互感器负责将电力系统中的电流和电压信号转化为测量信号，传送给测量单元进行处理。
测量单元将测量信号转化为数字信号，并与事先设定的保护阈值进行比较。
比较单元负责对比测量信号和阈值的大小关系，当测量信号超过设定阈值时，比较单元会发出触发信号。
逻辑单元接收触发信号，并根据预设的保护逻辑进行判断，决定是否需要进行保护动作。
最后，执行单元接收逻辑单元的指令，通过操纵断路器等设备进行相应的动作。
继电保护设备的阈值设置是根据电力系统的运行要求和设备的额定参数进行调整的。
不同的电力设备，如发电机、变压器、线路等，具有不同的保护要求，因此需要针对性地设置保护阈值。
阈值的设置需要综合考虑设备的稳定工作范围、起动过电流、过负荷电流等因素，并根据实际情况进行适当调整。
继电保护系统的关键在于快速、准确地检测电力系统中的异常情况，并及时采取相应的保护措施。
通过使用互感器转化电路参数为可测量的信号，再经过测量、比较和逻辑判断等步骤，
能够快速、有效地实现对电力系统的保护。
这种原理能够大大提高电力系统的可靠性和安全性，确保电力系统的正常运行。
继电保护 原理
继电保护原理
继电保护是电力系统中常用的一种保护装置，其工作原理是通过检测电流、电压等参数的变化，确定电力系统是否出现故障，并根据预设的动作规则进行相应的动作。
继电保护装置通常由继电器、电流互感器、电压互感器、逻辑单元等组成。
当电力系统中出现故障时，故障点会产生电流或电压异常。
继电保护装置中的传感器（如电流互感器、电压互感器）会感知到这些异常信号，并传递给继电器。
继电器是继电保护装置的核心部件，它根据预设的动作规则判断故障的类型、位置和严重程度，并输出相应的动作信号。
继电器可以根据需求进行定时、定值等调整，以满足不同的保护需求。
逻辑单元是继电保护装置中的重要组成部分，它通过逻辑运算和判断，实现对电力系统的保护。
逻辑单元可以根据不同的保护要求进行编程，以实现各种功能，如过流保护、短路保护、零序保护等。
继电保护装置的工作原理基于电路中的“电流不分支”和“电压
共享”原理。
当电力系统中出现故障时，电流或电压的异常信
号在故障点处产生，并通过电路的“电流不分支”原理传递到继电保护装置。
继电保护装置根据接收到的异常信号进行判断和动作，并将电力系统从故障状态中切除，以保证系统的正常运行和设备的安全。
总而言之，继电保护是一种通过检测电力系统中的电流、电压等参数变化，对系统进行保护的装置。
它的工作原理是基于对电流、电压异常信号的检测和判断，并根据预设的动作规则进行相应的动作，以保证电力系统的正常运行和设备的安全。
电力系统继电保护原理
§2-2 电网相间短路的方向性电流保护 一、方向性问题的提出（以双侧电源电网为例）
E1单独供电：由保护1、3、5起线路保护作用 E2单独供电：由保护6.4、2起线路保护作用 E1、E2同时供电：（以B母线两侧保护2,3为例 ） 假设: ┌ 电流I段保护: IIdz.3>IIdz.2
└ 电流III段保护: tIII >tIII 32 d1点短路时（要求: 2动作，3不动），虽然此时可能满足选择性（3 不误动）； 但若出现d2点短路，则: 2误动 → 非选择性动作。
若Klm不满足要求，可继续延伸保护范围使得: IIIdz.1= KkII·IIIdz.2 (与下条线路的电流II段保护配合）
同时进一步提高时限: tII1=tII2+ t≈2 t （保证重叠区内故障的动作选择性）
四、定时限过流保护
（电流III段，主要作为后备保护，对灵敏性要求高） 1.动作电流的整定原则
运行参数: I、U、Z∠φ 反应I↑→过电流保护 反应U↓→低电压保护
反应Z↓→低阻抗保护( 距离保护)
二、反应电气元件内部故障与外部故障（及正常运行）时两端 所测电流相位和功率方向的差别而构成的原理（双端测量原 理, 也称差动式原理）
以A-B线路为例：
规定电流正方向：保护处母线→被保护线路规定电压正
• 不完全星形接线两继电器方式时继电器的动作 电流
• 动作时间 : • 灵敏度校验: • 系统最小运行方式下，本线路末端发生两相短
路 (最不利情况下，动作最不灵敏)
满足要求
3.线路AB的保护A的I I I 段保护
• 求动作电流 • 躲过本线路最大负荷电:
• 不完全星形接线两继电器方式时继电器的动作 电流
(2) 动作电流整定
继电保护的原理及应用
继电保护的原理及应用1. 什么是继电保护？继电保护是一种在电力系统中用来检测故障信号、判断故障类型和位置、并采取相应措施以保护电力设备和系统安全运行的技术手段。
继电保护系统主要由测量、判断、动作三个部分组成，它能及时准确地对电力系统的故障进行检测，保障电力系统的安全运行。
2. 继电保护的原理继电保护的原理主要基于电力系统的运行特点和故障模式，通过检测电流、电压、频率等参数的变化情况来判断电力系统是否存在故障。
继电保护的原理一般包括以下几个方面：•电流保护原理：通过检测电流的变化情况来判断电力系统是否存在过载、短路等故障。
常见的电流保护装置包括电流互感器、电流继电器等。
•电压保护原理：通过检测电压的变化情况来判断电力系统是否存在欠压、过压等故障。
常见的电压保护装置包括电压互感器、电压继电器等。
•频率保护原理：通过检测电力系统的频率变化情况来判断电力系统是否存在频率异常故障。
常见的频率保护装置包括频率继电器等。
•差动保护原理：通过比较电流、电压等参数的差异来判断电力系统是否存在故障，并采取相应动作。
差动保护主要用于保护高压线路和重要设备。
3. 继电保护的应用继电保护广泛应用于电力系统的各个环节，以保障电力设备和系统的安全运行。
以下列举了继电保护在电力系统中的主要应用：•发电机保护：发电机是电力系统的核心设备，对其进行继电保护可以有效预防过载、短路等故障，保障电力系统的稳定运行。
•变压器保护：变压器是电力系统中的重要传输设备，对其进行继电保护可以防止过电流、过热等故障，保护变压器的正常运行。
•线路保护：电力线路是电力系统的传输通道，对线路进行继电保护可以防止过载、短路等故障，确保电能在各个终端之间的正常传输。
•母线保护：电力系统的母线是电能分配的关键节点，对母线进行继电保护可以防止过电流、短路等故障，保障电力系统的正常运行。
•电动机保护：电动机是电力系统中的重要负载设备，对电动机进行继电保护可以防止过载、过热等故障，延长电机的使用寿命。
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图4-3方向过流保护原理接线图
中国电力出版社
第一节 方向电流保护的工作原理
在双侧电源线路上，并不是所有过流保护装置中都需要装 设功率方向元件，只有在仅靠时限不能满足动作选择性时， 才需要装设功率方向元件。 无时限电流速断保护在原理上用于双侧电源 线路时，其动作电流要按同时躲过线路首端和 末端短路的最大短路电流，才能保证动作的选 择性。但是，由于线路两侧电源的容量和系统 阻抗不同，当在线路发生短路时，两侧电源供 给的短路电流大小并不相同，甚至数值相差很 大，这时安装在小电源一侧的电流速断保护范 围就不能满足灵敏度的要求，甚至可能没有保 护范围。
以母线电压 U r 为参考相量，电压高于地时为正，电 流 I r1 以母线流向线路为正。 I r1 滞后 当保护正方向（K1）短路时：电流 I r1为正， U r 相角 r1 。 • r1 = k1 （0°＜ ＜90°)。 r1 • 短路功率 PK1=Ur1Ir1cos r1＞0； r 2 k 2 180 • 当保护反方向K2点发生短路时， （0°＜ ＜90°，180°＜ r 2 ＜270°)。 k2 • 短路功率PK2=UrIr2cos r 2 ＜0。
I2
W1 W2 C2
C1
KP
图4-8直接比较式比较回路接线图
中国电力出版社
1、直接比较式比较回路
I1W1 I 2W2 ( IW )op UA UB 0.9W1 0.9W2 ( IW )op ZA ZB
（4-9）
ZA：工作回路阻抗；ZB：制动回路阻抗； 0.9：有效值转换为平均值的 系数。 当ZA=ZB且（IW）OP≈0时，继电器动作条件为
t1
t2
t3
t5
t4
t6
图4-2双侧电源电网线路方向过流保护时限特性
中国电力出版社
双侧电源电网线路方向过流保护时 限特性
G1 ～ 1QF 1 WL1 k2 2QF 2 3QF WL2 3 k1 4QF 4 5QF 5 WL3 6QF 6 G2 ～
△t
t1 t2
△t
t3 t4
△t
△t
t5
t
t6
• 图4-2 双侧电源电网线路方向过流保护的时限特性
中国电力出版社
判断方向的实质
K2
K1
U res
k1
I K1
图4-4 功率方向继电器工作原理说明图
r1 k1
I k2
r 2 180 k1
图4-5 正反故障时电压、电流相量图
中国电力出版社
在保护装置动作的正方向和反方向发生短路时， 功率方向继电器测量的功率方向相反。
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第一节 方向电流保护的工作原理
图4-1单侧电源环网
中国电力出版社
第一节方向电流保护的工作原理
P1 0
P2
K1
0, P3 0P 4
0 P5 0
P6
0
规定：短路功率的方向从母线指向线路 为正方向。 K1点短路时，保护1、2、4、6为正方 向；保护3和5反方向，不应起动。
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电流保护方向性问题 的提出
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第二节 功率方向继电器
一、功率方向继电器工作原理 功率方向继电器的任务是测量送入继电器 的电压Ur和电流Ir之间的相位，以判别正、 反向故障。 目前使用的功率方向继电器为感应型、整 流型和晶体型。整流型继电器灵敏性好， 无电压死区、调试方便及动作速度快等 。 功率方向继电器有感应型、整流型和半导 体型，按相位比较或幅值比较原理构成。
U C KU U r UD KI Ir
动作条件可以表示为：
UC 90 arg 90 (4 5) UD
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二、相位比较原理与幅值比 较原理的关系
• 功率方向继电器的幅值比较的两个电气量 UA和UB，可以通过UC和UD经过线性变换得 到： U U U
线 敏 灵
I r最
大
Ur
φr = φk
φm
Ur
Ir1
α
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考虑继电器内角a的动作方程
• 在实际应用中，为适应判别各种正方向短路故障时，功率 方向继电器的测量功率最大，具有最好的灵敏性，继电器 中应有可以调整的内角α，这时功率方向继电器的动作方 程为： —（90°+α）≤arg 或 —90°≤arg
• 当电流相量Ir垂直于动作特性时，功率方向继电器的动作最 灵敏，这一位置称为最大灵敏线，最大灵敏线与电压Ur之间 m =-α，因为这时Ir超前Ur，所 夹角 m 称为最大灵敏角， m 是负角度。 以， • 功率方向继电器可以直接比较电气量Ur和Ir之间的相位，也 可以间接比较电气量Ur和Ir的线性函数 Uc和 UD之间相角来 构成。。
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第一节 方向电流保护的工作原理
一、为什么在电流保护中装设方向性元件？（必要性） 在双侧电源电网或单侧电源环形网中：
1、对于I段保护，这时为了使保护在区外故障时不误动，其整 定值不仅要躲过本线路末端短路时流经保护的最大短路电流， 而且要躲过保护反方向故障时流经本保护的最大短路电流。 2、对于II段保护，这时不仅要下相邻下一线的第I段配合，而且 还要与其在同一母线下的各条出线的第I段相配合。 3、对于III段保护，这时仅靠时限的配合已无法获得选择性。 上述问题的产生，皆因双侧电源电网和环形电网中，在保护安 装处反方向短路时，有可能使保护动作的缘故。 于是，为了解决上述问题，我们提出在原有的电流保护基础上， 加装一个能判断故障方向的元件即功率方向继电器。
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功率方向继电器的工作原理：实质就是判断母线电压 和流入线路的电流之间的相位角。动作方程可表示为：
继电器动作 的临界情况 是一条与相 量 Ur 相垂直的 直线，通 常称为功 率方向继 电器的动 作特性。
Ur 90 arg 90 (4 1) Ir
Ir2
动作区
φr2=180°+ φk 非动作区
K2
K1
t2
t3 , t4
t5
可见，一般电流保护不能满足保护选择性要求。因此，要采 用方向电流保护来解决这个问题。
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第一节 方向电流保护的工作原理
P2
P3
方向过流保护是在过流保护基础上加装方向元件的 保护。在一般过流保护2和3上各加一个方向元件 （功率方向继电器），它只有当短路功率由母线流 向线路时，才允许保护动作，这样就解决了过流保 护的选择性问题
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第一节 方向电流保护的工作原理
图4-1两侧电源辐射形电网 如图4-1所示，当在K1点发生短路时，要求保护3、4动作，断 开3、4两个断路器；如在K2点发生短路，要求保护1、2动作， 断开1、2两个断路器。 对K1点短路，为实现选择性要求：t3 t2 , t4 t5 对K2点短路，为实现选择性要求：
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功率方向继电器工作原理
判断方向的实质 方向元件（功率方向继电器）之所以能判别正、 反向故障是因为正、反向故障时，保护安装处的 母线残压与被保护线路上的电流之间的相位关系 不同。方向元件正是根据这种不同来识别正、反 向故障的。
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功率方向继电器
功率方向继电器的任务是测量送入继电器 的电压Ur和电流Ir之间的相位，以判别正、 反向故障。 目前使用的功率方向继电器为感应型、整 流型和晶体型。整流型继电器灵敏性好， 无电压死区、调试方便及动作速度快等优 点。
电气量间变换关系：
U A KU U r K I I r U B KU U r K I I r
1 U C (U A U B ) 2 1 U D (U A U B ) 2
本章基本要求
1、掌握在双侧电源网络中继电保护动作带有方向性 的必要性，以及可以省略方向元件的条件。 2、掌握方向元件（功率方向继电器）的工作原理， 构造及动作特性。通过型功率方向继电器的研 究，初步弄清反应两个电气量的继电器的基本 构成原理—基于两个电气量相位比较的原理和 基于两个电气量幅值比较的原理及其互换性。 通过对整流型功率方向继电器研究，弄清中间电压 变换器和电抗变换器的作用、构造及作原理。 3、掌握用于相间短路的功率方向继电器的典型接线 方式—90°接线及其工作分析。 4、了解对方向性电流保护的评价。
第一节 方向电流保护的工作原理
• WL1上K2点短路时，只有保护1、2、4和6 能启动，其中按动作方向时限最短的保护1 和2动作，跳开断路器1和2，将故障线路 WL1切除，保护4和6便返回，同样保证了 动作的选择性。
K2
WL1
I K1
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IK 2
第一节 方向电流保护的工作原理
• 方向过流保护装置由三个主要元件组成，启动元 件（电流继电器），功率方向元件（功率方向继 电器）和时限元件（时间继电器）。工作原理是 方向元件KW和启动元件KA构成与门，二者同时 动作才能启动时间继电器KT。
A
UC
A
A
UC
UC UD
90
U A UCU D U B U C U D
UD
UB
UB
UD
UB
90
90
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二、相位比较原理与幅值比较原 理的关系
UB • 若以为 U A 动作量， 为制动量。则当UC与UD相位 差θ=90°时，U A= U B ,动作量等于制动量 ,动作的 临界状态；当θ＜90°时， U A ＞ U B 动作量大于 制动量，继电器处于动作状态；当θ＞90°时， ＜ UA U B ，动作量小于制动量，继电器不动作。