三、方向阻抗继电器交流回路的原理接线
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3.2.4 幅值比较回路
一、基本原理
-将UA和UB分别整流后进行幅值比较,有两种类型
均压式 |
环流式 |
UA整流后在R1上产生Ua |
UA整流后在R1上产生Ia |
UB整流后在R2上产生Ub |
UB整流后在R2上产生Ib |
继电器反应Uab=Ua-Ub而动作 |
继电器反应Ia-Ib而动作 |
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二、执行元件
1.极化继电器
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3.2.5 相位比较回路
一、测量瞬时值同时为正(或同时为负)的与门比相回路
原理:
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二、测量瞬时值同时为一正一负的异或门比相回路
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3.3 阻抗继电器的接线方式
3.3.1 阻抗继电器接线方式的要求及分类
一、要求
(1)阻抗继电器的测量阻抗必须正比于保护安装处到故障点的距离(Zj&L)与电网运行方式无关。
(2)阻抗继电器的测量阻抗与短路类型无关,保护范围不随故障类型而变。
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二、分类
0°接线、+30°接线和-30°接线的阻抗继电器用于反映各种相间短路。
相电压和具有3KI0补偿的相电流接线用于反映各种接地故障。
当COSΦj=1时,加入继电器的电压和电流之间的夹角为0°称为0°接线
如左图(Ua-Ub)与(Ia-Ib)之间的夹角为0
此处测量阻抗采用电力系统一次侧阻抗。
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3.3.2 相间短路阻抗继电器的0°接线方式
一、三相短路
-因为三相对称,继电器1、2、3工作情况完全相同,所以就以继电器1为例分析
-结论:在三相短路时,Zj1、Zj2、Zj3均等于短路点到保护安装处点的线路正序阻抗。
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二、两相短路
-以AB两相短路为例
接于故障环路的阻抗继电器可以正确反映保护安装处到故障点之间的线路正序阻抗。
其余两只阻抗继电器的测量阻抗很大,不会动作。
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三、中性点直接接地电网两相接地短路
中性点不直接接地与两相短路同,此时流过中性点的电流近乎为零。对于中性点直接接地下面以AB两相接地短路为例说明:
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四、结论
1.0°接线方式在三相短路、两相短路及两相接地短路时至少有一个阻抗继电器能正确反映故障点到保护安装处的距离。
2.相间距离保护必须采用三个阻抗继电器。
3.对于微机先选故障相,再计算故障环路上阻抗的原则。
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3.3.3 单相接地短路阻抗继电器的接线方式
以A相接地短路为例
-在单相接地时,只有故障相的电压降低,电流增大,从原则上看,应该将故障相的电压和电流加入继电器中。
对于两相的B相电流值I为0,为非故障相,电压U高,U/I很大。
结论:
-故障相的阻抗继电器能正确测量以短路点到保护安装处之间线路正序阻抗,非故障相阻抗很大,不会产生误判。
-必须采用三个阻抗继电器。
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3.4 集成电路型方向阻抗继电器的接线和特性分析
3.4.1 方向阻抗继电器的死区及消除死区的方法
一、产生死区的原因
-在保护正方向出口发生相间短路时,Uj=0继电器不动作。发生这种情况的一定范围,就称为“死区”。
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二、消除死区的方法
-记忆回路;高Q值50Hz带通滤波器;引入非故障相电压
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三、记忆回路
-瞬时动作的距离段方向阻抗继电器,在极化电压Up的回路中广泛采用了“记忆回路”的接线。
-记忆回路是由一个R、L、C组成的工频串联谐振电路
Uj与Up同相位,Up瞬间无电压,L电流不能突变,Ur上有短暂的电压。
当出口短路时,Uj=0。Up在一定时间内逐渐衰减,其相位保持原行的相不变。这就相当于把原先的电压记忆下来,故称为“记忆回路”
只适用于段保护瞬时动作
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四、高Q值50Hz带通滤波器
-利用高Q值50Hz带通滤波器响应特性的时间延迟起到记忆作用。
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五、引入非故障相电压
结论:出口两相短路时,因为第三相电压而产生的Up可保证继电器的方向性;位出口三相短路时,无第三相电压,故不能消除出口三相短路死区。
装设辅助保护:辅助保护主要是电流速断保护,它可以在方向性保护的死区范围内,快速动作切除故障。
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3.4.2 极化回路记忆作用对继电器动作特性的影响
当不采用记忆回路时,极化电压即为保护安装处的母线电压Uj,当采用记忆回路后,极化电压将短时记忆短路前负荷状态下母线电压Uf的相位,在短路后瞬间的继电器动作条件应为
继电器的动作特性只能结合具体的接线参数和短路点位置进行分析
一、保护正方向短路时
1)特性圆包括坐标原点,故保证出口短路时可靠动作
2)特性圆比稳态特性圆大,扩大了保护范围,有利于躲过渡电阻的影响
3)正方向的保护范围不变
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二、保护反方向短路时
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3.4.3 构成继电器的框图
构成方向阻抗继电器的简化框图
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3.4.4 继电器的整定阻抗
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3.4.5 阻抗继电器的精确工作电流
阻抗继电器是利用测量阻抗来反映故障点的位置,即Uj与Ij的比值
当加入继电器的电流较小时,继电器超动阻抗将下降,使阻抗继电器的实际保护范围缩小。这将影响到与相邻线路阻抗元件的配合,甚至引起非选择性动作。
精确工作电流:继电器的动作阻抗与整定阻抗之间的误差等于整定的10%时,加入阻抗继电器的电流,记作Ijg。
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