零序功率方向元件的作用和应用

这里介绍一种实用的零序功率方向继电器，其算法是电流经过一次差分后再与电压比符号。运作条件为：

式中，符号“⊄”表示“异域”，上式的含义是比较u（n）和Δi（n）=i（n）-i（n-1）的符号。当二者符号相同时，计数器G加1；当二者符号相异时，计数器G减1。在半个周期内，当G＞0时，判为正方向；当G＜0时，判为反方向。下面分析这种方向元件判别零序功率方向的原理。

取u（n）=-3u0（n），i（n）-i（n-1）取3i0（n）-3i0（n-1），设每周采样点数N=12，即ωTs=30°，i（n-1）落后于i（n）30°，在正方向和反方向接地故障时的动作行为分析如下。

正方向接地故障时，由继电保护原理可知，此时，超前约110°，而落后于约70°，有关相量关系如图3.12（a）所示。由图可见，超前约5°，可以看作基本同相，其波形如图3.12（b）所示。因此，比符号实际上已转化为比极性。显然，正方向故障时，同极性的持续时间长，而异极性持续时间很短，结果为G＞0。由图3.12可以推出其动作条件：

图3.12　正向接地故障时的相量关系及波形图(www.xing528.com)

图3.13　零序功率方向元件的动作特性

其动作区如图3.13所示。可见，其最大灵敏角为75°，与LG-12型功率方向元件具有类似的特性。值得注意的是，这里的灵敏角与采样频率有关，当N=12时，灵敏角为75°，而当N=20时，灵敏角为81°。

当反方向接地故障时，图3.12（a）中的3和Δ均反向，Δ超前3约5°，即Δ与-3接近反相，G减1多，而加1少，因此，G＜0，判为反方向，继电器不动作。