淺析距離保護的偏移特性的阻抗測量元件

曹旭++劉苛++劉天齊++高紅濤

摘 要：偏移特性阻抗測量元件的動作特性介于方向阻抗測量元件和全阻抗測量元件之間，當α ﹦0時，即為方向測量元件，當α ﹦1時，即為全阻抗測量元件。實際應用中，只取α﹦10﹪～20 ﹪，用于消除電壓死區。α不宜過大，否則反方向保護范圍太長，不易配合。

關健詞：阻抗保護；保護評價；偏移特性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.175

距離保護動作和選擇性取決于本地測量參數（阻抗、電抗、方向）與設定的被保護區段參數的比較結果，而阻抗、電抗又與輸電線的長度成正比；而反映這些參數的測量元件其類型很多；比如距離保護的測量元件有圓特性、四邊型特性、直線特性，蘋果型特性、上拋圓特性等，其中，圓特性又分為全阻抗圓、方向阻抗圓、偏移方向阻抗圓，而今天我們重點討論偏移方向阻抗圓特性在距離保護中的應用以及應注意的事項。

1 偏移方向特性圓的阻抗保護

1.1 動作特性

①偏移阻抗元件的動作特性是以正向整定阻抗為：

即Z Zd+aZ Zd為直徑，特性圓不經過坐標原點 （保護安裝處）的圓，特性圓的圓心坐標為：

Z0=1/2（ Z Zd+aZ Zd ）- aZ Zd=1/2 （ Z Zd - aZ Zd ），

半徑為： |Z Zd -Z0|= 1/2|Z Zd +αZ Zd |

②其正向整定阻抗（I相限）為Z Zd ，其向反向 （Ⅲ相限）偏移了為αZ Zd （α﹦10﹪～20 ﹪），若用阻抗向量表示為- αZ Zd 。其中α為偏移度， 其值在0 ～ 1之間，并常以百分數表示

圓內為動作區，圓外為非動作區。動作阻抗與短路阻抗角有關。

③圓心向量為

④半徑為

（1）幅值比較方式

①阻抗比幅方程

②電壓比幅方程

（2）相位比較方式

①阻抗比相方程

②電壓比相方程

（3）時，為方向阻抗元件

時，為全阻抗元件

1.2 對偏移特性圓的評價

偏移特性阻抗測量元件的動作特性介于方向阻抗測量元件和全阻抗測量元件之間，當α ﹦0時，即為方向測量元件，當α ﹦1時，即為全阻抗測量元件。實際應用中，只取α﹦10﹪～20 ﹪，用于消除電壓死區。α不宜過大，否則反方向保護范圍太長，不易配合。一般反方向保護范圍不超過反方向線路上所裝保護裝置距離Ⅰ段的保護區，同時使保護的動作時間大于反方向距離Ⅰ段的動作時限，因此偏移特性的阻抗測量元件不能作為距離Ⅰ段的測量元件。

2 對整個距離保護的評價

2.1 選擇性

在、多電源的復雜網絡中能保證動作的選擇性。

2.2 快速性

距離保護的第一段能保護線路全長的85%，對雙側電源的線路，至少有30%的范圍保護要以II段時間切除故障。

2.3 靈敏性

由于距離保護同時反應電壓和電流，比單一反應電流的保護靈敏度高。

距離保護第一段的保護范圍不受運行方式變化的影響。保護范圍比較穩定。第二、第三段的保護范圍受運行方式變化影響。（分支系數變化）

2.4 可靠性

由于阻抗繼電器構成復雜，距離保護的直流回路多，振蕩閉鎖、斷線閉鎖等使接線復雜，可靠性較電流保護低。

應用：在35KV～110KV作為相間短路的主保護和后備保護，采用帶零序電流補償的接線方式，在110KV線路中也可作為接地故障的保護。在220KV線路中作為后備保護。

另外，接地阻抗繼電器還可作重合閘裝置中的選相元件，與高頻收發信機配合，可構成高頻閉鎖（或允許）式距離保護。

作者簡介：曹旭（1963-），高級工程師、繼電保護高級技師。