阻抗继电器接线方式详解

阻抗继电器的接线方式将直接影响距离保护的灵敏度和动作特性。阻抗继电器的接线方式是指电压和电流信号接至阻抗继电器的方式。接线方式不同，阻抗继电器端子上的测量阻抗也不同。

1.阻抗继电器接线方式的基本要求

（1）阻抗继电器的测量阻抗应与故障点到保护安装处的距离成正比，即 Z m∞L k ，且与系统运行方式无关。

（2）阻抗继电器的测量阻抗与故障类别无关，即保护范围应不随故障类型变化，以保证在出现不同类型故障时保护装置都能正确动作。

（3）阻抗继电器的测量阻抗应不受短路故障点过渡电阻的影响。

2.反映相间故障的阻抗继电器的0°接线方式

所谓0°接线方式，是假设系统cosφ = 1时，接入继电器的电流、电压同相位（实际系统cosφ ≠ 1，若cosφ = 1，则系统工作在谐振状态而无法运行）。

反映相间故障的阻抗继电器采用线电压与两相电流差（也可理解为线电流）的0°接线方式。接入的电压、电流如表3−1−1所示。为反映各种相间短路，在A、B 相，B、C 相，C、A 相各接入一只阻抗继电器，用以反映该相间短路故障。下面根据不同的故障类型进行阐述。

表3−1−1　反映相间故障的阻抗继电器的0°接线方式

（1）三相短路时测量阻抗分析如图3−1−9所示。由于三相是对称的，3 个阻抗继电器KR1～KR3 的工作情况完全相同，仅以KR1 为例进行分析。设短路点 k ( 3)至保护安装处的距离为l，线路每千米的正序阻抗为 Z 1，则保护安装处的电压为

图3−1−9　三相短路时测量阻抗分析

此时阻抗继电器的测量阻抗为

在三相短路时，3 个继电器的测量阻抗均等于短路点到保护安装处的正序阻抗，3 个继电器均能正确动作。

距离保护的0°接线方式

（2）两相短路时测量阻抗分析如图3−1−10所示。设在 k ( 2)点发生B、C 两相短路，对KR2 来说，其所加电压为

图3−1−10　两相短路时测量阻抗分析

此时阻抗继电器的测量阻抗为

（3）两相接地短路时测量阻抗分析如图3−1−11，当距离保护安装处l 位置发生A、B 两相接地短路时，短路电流为A和 BI，并经大地和中性点形成回路。此时可将A 相和B 相看成两个“导线−大地”的输电线路。

图3−1−11　两相接地短路时测量阻抗分析

设每千米自感阻抗为ZL 、互感阻抗为ZM ，则故障相电压为

A、B 相阻抗继电器的测量阻抗为

当发生A、B 两相接地短路时，测量阻抗与三相短路时相同。同两相短路分析一样，故障相上的测量阻抗继电器最为灵敏，而其他两个继电器的测量阻抗不能反映保护安装处至故障点之间的距离，因此，必须装设3个继电器，分别反映A、B，B、C，C、A 的两相接地短路故障，且3 个阻抗继电器通过或门控制出口跳闸回路。

综上分析可知，当发生各种相间短路时，采用0°接线方式，阻抗继电器的测量阻抗为 Z1 l，所以0°接线方式基本满足要求。(www.xing528.com)

3.接地短路时阻抗继电器的零序电流补偿接线方式

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，它的主要任务是正确反映电网中的接地短路。因此，需要进一步讨论阻抗继电器的接线方式。

发生单相接地短路时，只有故障相的电流和电压变化，用0°接线方式不能完全正确地反映保护安装处至接地点的距离，因此一般采用带零序电流补偿的接线方式，这种接线方式可以很好地满足灵敏性的要求。

设A 相发生单相接地，A 相的电压为

式中　——正序、负序、零序电压；

——正序、负序、零序电流；

——正序、负序、零序单位长度的阻抗，输电线路的 Z1 = Z2，

取则

接地距离保护采用零序电流补偿接线方式（动画）

由上式可知，此接线方式下继电器能正确测量保护安装处到短路点的距离，且同一地点发生接地短路故障时，与采用0°接线方式的阻抗继电器有相同的测量值。为了反映任一相的单相接地短路，接地继电器也必须采用3 个。B 相阻抗继电器的电压和电流分别取为C 相阻抗继电器的电压和电流分别取为因为三相都引入了补偿电流所以称为零序电流补偿接线方式。每相继电器接入的电压和电流如表3−1−2所示，接线原理如图3−1−12所示。

表3−1−2　反映接地故障阻抗继电器的接线方式

图3−1−12　反映接地故障阻抗继电器的接线原理

同理可证，采用零序电流补偿接线方式，线路两相接地短路和三相接地短路时，接于故障点的阻抗继电器的测量阻抗也为Z1 l。

习题

距离保护的基本概念及特点

距离保护的基本配置原则

方向特性阻抗继电器

全阻抗特性阻抗继电器

偏移特性阻抗继电器

幅值比较回路与相间比较回路