反映接地短路故障的多相补偿阻抗继电器优化

（1）构成原理

设A相、B相、C相的工作电压（补偿电压）如式（2.77）所示，即

不同的位置单相接地短路故障时的相位关系见表2.4。

表2.4　不同位置单相接地时的相位关系

其动作判据为：

不同的位置不同相别两相接地短路故障时的相位关系见表2.5。

表2.5　不同位置两相接地短路时的相位关系

由表2.4，表2.5可知，保护区内接地故障时，出现逆相序，而正向区外、反方向接地故障时，呈正相序。因此为逆相序反映接地短路故障，构成继电器的保护区为Zset决定的线路长度并具有方向性。

此外，只有在保护区内接地时，三相量才处在半个平面内，而正向区外、反向接地故障时，三相量不可能处在平面内。因此可用三相量处在半个平面内来反映接地短路故障。实际上，当三相量处在半个平面内时，就使一个相量超前另两个向量的相角小于180°，如图2.48所示。显然，在图2.48中，与的同极性角度为γ1，与同极性角度为与的同极性角度为γ，所以出现同极性的角度为γ，其同极性的时间tγ为

因而，若继电器在出现同极性时动作，则继电器的保护区为整定阻抗Zset所决定的线路长度，并具有方向性。

图2.48　三相量同极性说明(www.xing528.com)

图2.49　同极性时的相量组合

由上分析可见，判别出现同极性，或判别为逆相序作为继电器的动作条件，构成反映接地短路故障的多相补偿阻抗继电器。

应当指出，为提高继电器的暂态技术指标，在构成继电器时，同极性时间大于或等于tΔ时继电器才能动作，即动作条件为tγ≥tΔ，应用式（2.79）可写为：

如取tΔ=0.8 ms，则γ=18×0.8≈15°。

（2）动作特性分析

图2.49示出了三相量有同极性时所有相量关系的组合。若同极性的角度为γ，则在图2.49（a）中，超前，所以相量关系可用下列两式表示，即

在图2.49（b）中，超前相量关系可用下列两式表示，即

在图2.49（c）中，超前相量关系可用下列两式表示，即

根据分析，继电器克服了接地故障时由于过渡电阻引起的保护区伸长，同时具有不反映系统全相振荡、保护区内接地时允许过渡电阻较大、出口故障无死区、灵敏度较高的特点。继电器虽可反映不同相别不同类型的接地故障（三相同时接地除外），并具有方向性，但在短路上使用时，若整定阻抗Zset比外侧电源阻抗小很多，则反向出口经两相接地短路故障时继电器可能失去方向。为此，可采用零序功率方向继电器闭锁。