朱俊杰：短路和系统振荡对阻抗继电器的影响的探究
arg
Zset1?Zm?90? （2.2）
Zm?Zset2当阻抗落在左上部分圆周的圆内任一点时，有
argZset1?Zm??90? （2.3）
Zm?Zset2
当测量阻抗落在圆内任一点时，有
-90 Zm?Zset2 当测量阻抗落在圆外时，有 argZset1?ZmZ?Zm?90?或argset1?90? （2.5） Zm?Zset2Zm?Zset2 因此测量元件的动作条件可以表示为 -90?arg?Zset1?Zm?90? （2.6） Zm?Zset2 式（2.6）就是偏移圆特性阻抗继电器的行为比较动作方程。 使阻抗元件处于临界动作状态对应的阻抗，成为动作阻抗。用Zop来表示。对于具有偏移圆特性的阻抗继电器来说，当测量阻抗Zm的阻抗角不同时，对应的动 - 7 - 南京工程学院电力工程学院毕业论文 作阻抗是不同的。当测量阻抗Zm的阻抗角与正向整定阻抗Zset1的阻抗角相等时，阻抗继电器的动作阻抗最大，正好等于Zset1，即Zset1=Zop，此时继电器最为灵敏，所以Zset1的阻抗角又称为最灵敏角。最灵敏角是阻抗继电器的一个重要参数，一般取为被保护线路的阻抗角。当测量阻抗Zm的阻抗角与反向整定阻抗Zset2的阻抗角相等时，动作阻抗为最小，正好等于Zset2，即Zset2=Zop。 2.1.2 方向圆特性 如果令Zset2=0，Zset1=Zset，则动作特性变化为方向圆特性，动作区域如图2.3所示。 图2.3 方向圆特性 11特性圆经过坐标原点处，圆心位于Zset处，半径为|Zset|。 22将Zset2=0，Zset1=Zset代入式（2.1），可以得到方向圆特性的绝对值比较方程为 |Zm?11Zset|?|Zset| （2.7） 22 - 8 - 朱俊杰：短路和系统振荡对阻抗继电器的影响的探究 将Zset2=0，Zset1=Zset代入式（2.6），可以得到方向圆特性的相位比较动作方程为 -90?arg?Zset?Zm?90? （2.8） Zm 与偏移圆特性类似，方向圆特性对于不同的Zm阻抗角，动作阻抗也是不尽相同的。在整定阻抗的方向上，动作阻抗最大，正好等于整定阻抗；其它方向的动作阻抗都小于整定阻抗；在整定阻抗的相反方向，动作阻抗降为0。反方向故障时不会动作，阻抗元件本身具有方向性。 方向圆特性的阻抗元件一般用于距离保护的主保护段（I段，II段）中。 方向圆特性的动作阻抗圆经过坐标原点，根据复数反演的理论，当把该特性反演到导纳平面（即取Ym? 2.1.3 全阻抗圆特性 在偏移特性中，如果令Zset2??Zset，Zset1?Zset，则动作特性变化成圆特性，动作区域如图2.4所示。 1，做Ym的动作特性）时，导纳动作特性为一直线。 Zm 图2.4 全阻抗圆特性 - 9 - 南京工程学院电力工程学院毕业论文 特性圆的圆心位于坐标原点处，半径为|Zset|。 将Zset2??Zset，Zset1?Zset代入式（2.1），可以得到全阻抗圆特性的绝对值比较动作方程为 |Zm|?|Zset| （2.9） 将Zset2??Zset，Zset1?Zset代入式（2.6），可得到全阻抗圆特性的相位比较动作方程 -90?arg?Zset?Zm?90? （2.10） Zm?Zset 全阻抗圆特性在各个方向上的动作阻抗都相同，它在正向或者反向故障的情况下具有相同的保护区，即阻抗元件本身不具有方向性。全阻抗圆特性的阻抗元件可以应用于单侧电源的系统中；当应用于多侧电源系统时，应与方向元件相配合。 2.2 四边形特性阻抗元件 圆特性的阻抗继电器整定值较小时，保护范围受过渡电阻的影响大；而当整定值较大时，躲过负荷的能力又差。为此，很多距离保护中的阻抗测量元件均采用了具有四边形动作特性的阻抗元件。图2.5(a)和(b)所示的即为微机型成套线路保护中两种常见的四边形阻抗动作特性。 对于单相接地短路来说，短路带过渡电阻的情况更为严重，甚至成为经高阻抗接地短路。根据单相带过渡电阻接地短路的特征及对阻抗动作特性的要求，阻抗元件可构成如图 2.5(a)所示的四边形动作特性。 如前所述，图2.5(a)中，电抗动作特性直线l以下区域的动作方程为： 180???arZg?Zset?)m( - 10 - （2-11） 3??60
