工频变化量距离继电器

　　距离继电器的工作方式是比较测量阻抗ZJ与整定值Zzd的大小.但是保护装置是无法直接得到ZJ，需要对所测电压和电流进行计算，也就是说，可以把比较阻抗的方程转化为比较故障时候的极化电压Up和工作电压Uop的方法。

　　极化电压：故障点在故障前的电压，是保护的记忆量；

　　工作电压：工作电压的公司是保护选取采用的公式，该公式能在保护计算中能很好的区分出区内故障和区外故障。

　　工作电压的公式：Uop=U－Zzd*I

　　下面分析工频变化量距离继电器的工作原理

　　正常运行时，输电线路忽略线路阻抗的情况下线路电压Uz处处相等。如图3.1

 　　在线路K点发生金属性接地短路，故障点电压为零，相当于在图3.1的K点增加了一个反方向的电压Uz。如图3.2

　　根据电路的叠加原理，就可以将图3.2分解为正常运行的网络（图3.1）与故障分量网络（图3.3）。故障分量网络就是工频变化量分析的对象。

 　　图3.3只有一个附加电势Uz，它的值就是故障前的母线电压，这里选作极化量。

　　一、作出区内故障阻抗图。图3.4

 　　ZM：M侧系统阻抗；ZK线路M侧母线至K点阻抗；Zzd：保护整定值；工作电压Uop:保护范围末端F点的电压；△I：电流故障分量。

　　线路M侧的保护动作情况，

　　Uz=（ZM+ZK）*△I

　　Uop=（ZM+ Zzd）*△I

　　作出函数U=△I*X的坐标图，图3.5，当X=（ZM+ZK）时，U=Uz，当X=（ZM+ Zzd）时，U=Uop

　　这里的Uop的电压是实际是不存在的，只不是是保护计算出的一个比较电气量，△U M= ZM*△I，是故障后母线电压的电气量。所以Uop=△U M+ Zzd*△I。公式右边所有的电气量是可以测到的，所以可以计算出Uop的值。

　　由图3.5明显可以得到在区内故障时候︱Uz︱<︱Uop︱  (式3.1)

　　同理可以分析出正方向区外故障 ︱Uz︱>︱Uop︱  (式3.2)

　　二、反方向故障的阻抗图 如图3.6

　　在M侧反方向K点故障时，Uop= Zs*△I ，Uz=（ZZd+ZK+Zs）*△I。同样作出函数U=△I*X的坐标图（图3.7），当X= Zs，U= Uop；当X=（ZZd+ZK+Zs），U= Uz。Zs虽然无法实际测到，但︱Uz︱-︱Uop︱=︱（ZZd+ZK）*△I︱=︱ZZd*△I︱+△U M，公式右边的数值也是可以测得的，︱Uz︱-︱Uop︱>0。

　　可知，在反方向故障时︱Uz︱>︱Uop︱  (式3.3)

　　归纳式3.1、式3.2和式3.3，就得到工频变化量距离继电器动作方程︱Uz︱<︱Uop︱，同时也证明Uop作为工作电压选择的正确性。

　　以上是以M侧继电器为分析对象，同理也可以分析出N侧继电器动作方程。

　　三、工频变化量距离继电器的动作特征

　　正方向区内故障，得到公式︱Uz︱<︱Uop︱，即︱ZM+ZK︱<︱ZM+ Zzd︱，也就是

　　︱ZK－（－ ZM）︱<︱Zzd －（－ZM）︱动作区间是圆点在－ZM，半径为︱ZM+ Zzd︱的圆内。图3.8

　　该动作区间包含了坐标原点，因此能很好的切除出口短路故障。

　　用电气变化量作为分析对象比普通阻抗继电器更加灵敏，有关工频变化量构成的保护可以阅读本章第四节《复合距离继电器》。

       正方向区外或者反方向故障时，令ZZd +Zs= Zs’，注意到ZK是M侧的反方向，有

︱ZS’－ Zzd︱<︱ZS’ －Zk︱,动作区间是以Zs’为圆心，︱ZS’－ Zzd︱为半径的上抛圆，这个圆在整定值Zzd之外，所以不会误动做。图3.9

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