浅析距离保护的偏移特性的阻抗测量元件

曹旭++刘苛++刘天齐++高红涛

摘 要：偏移特性阻抗测量元件的动作特性介于方向阻抗测量元件和全阻抗测量元件之间，当α ﹦0时，即为方向测量元件，当α ﹦1时，即为全阻抗测量元件。实际应用中，只取α﹦10﹪～20 ﹪，用于消除电压死区。α不宜过大，否则反方向保护范围太长，不易配合。

关健词：阻抗保護；保护评价；偏移特性

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

距离保护动作和选择性取决于本地测量参数（阻抗、电抗、方向）与设定的被保护区段参数的比较结果，而阻抗、电抗又与输电线的长度成正比；而反映这些参数的测量元件其类型很多；比如距离保护的测量元件有圆特性、四边型特性、直线特性，苹果型特性、上抛圆特性等，其中，圆特性又分为全阻抗圆、方向阻抗圆、偏移方向阻抗圆，而今天我们重点讨论偏移方向阻抗圆特性在距离保护中的应用以及应注意的事项。

1 偏移方向特性圆的阻抗保护

1.1 动作特性

①偏移阻抗元件的动作特性是以正向整定阻抗为：

即Z Zd+aZ Zd为直径，特性圆不经过坐标原点 （保护安装处）的圆，特性圆的圆心坐标为：

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

半径为： |Z Zd -Z0|= 1/2|Z Zd +αZ Zd |

②其正向整定阻抗（I相限）为Z Zd ，其向反向 （Ⅲ相限）偏移了为αZ Zd （α﹦10﹪～20 ﹪），若用阻抗向量表示为- αZ Zd 。其中α为偏移度， 其值在0 ～ 1之间，并常以百分数表示

圆内为动作区，圆外为非动作区。动作阻抗与短路阻抗角有关。

③圆心向量为

④半径为

（1）幅值比较方式

①阻抗比幅方程

②电压比幅方程

（2）相位比较方式

①阻抗比相方程

②电压比相方程

（3）时，为方向阻抗元件

时，为全阻抗元件

1.2 对偏移特性圆的评价

偏移特性阻抗测量元件的动作特性介于方向阻抗测量元件和全阻抗测量元件之间，当α ﹦0时，即为方向测量元件，当α ﹦1时，即为全阻抗测量元件。实际应用中，只取α﹦10﹪～20 ﹪，用于消除电压死区。α不宜过大，否则反方向保护范围太长，不易配合。一般反方向保护范围不超过反方向线路上所装保护装置距离Ⅰ段的保护区，同时使保护的动作时间大于反方向距离Ⅰ段的动作时限，因此偏移特性的阻抗测量元件不能作为距离Ⅰ段的测量元件。

2 对整个距离保护的评价

2.1 选择性

在、多电源的复杂网络中能保证动作的选择性。

2.2 快速性

距离保护的第一段能保护线路全长的85%，对双侧电源的线路，至少有30%的范围保护要以II段时间切除故障。

2.3 灵敏性

由于距离保护同时反应电压和电流，比单一反应电流的保护灵敏度高。

距离保护第一段的保护范围不受运行方式变化的影响。保护范围比较稳定。第二、第三段的保护范围受运行方式变化影响。（分支系数变化）

2.4 可靠性

由于阻抗继电器构成复杂，距离保护的直流回路多，振荡闭锁、断线闭锁等使接线复杂，可靠性较电流保护低。

应用：在35KV～110KV作为相间短路的主保护和后备保护，采用带零序电流补偿的接线方式，在110KV线路中也可作为接地故障的保护。在220KV线路中作为后备保护。

另外，接地阻抗继电器还可作重合闸装置中的选相元件，与高频收发信机配合，可构成高频闭锁（或允许）式距离保护。

作者简介：曹旭（1963-），高级工程师、继电保护高级技师。