【文章內容簡介】 阻抗繼電器按其構成方式可分為單相式和多相式兩種。 單相式阻抗繼電器是指加入繼電器的只有一個電壓 UJ (可以是相電壓或線電壓 )和一個電流 IJ (可以是相電流或兩相電流之差 )的阻抗繼電器， UJ 和 IJ 的比值成為繼電器的 測量阻抗 ZJ ZJ = IUJJ （ 25） 各類繼電器及特性： 全阻抗繼電器的特性是以 B 點（繼電器安置點）為圓心，以整定阻抗 Zzd 為半徑所做的一個圓。當測量阻抗 ZJ 位于園內時繼電器動作，即園內為動作區(qū)，圓外不動作區(qū)。當測量阻抗正好位于圓周上 時，繼電器剛好動作，對應此時的阻抗就是繼電器的起動阻抗 由于這種特性是以原點為圓心而做的圓，因此，不論加入繼電器的電流與電壓之間的角度 ?J為多大，繼電器的起動阻抗在數(shù)值上都等于整定阻抗，即 Zjdz. =。具 Zzd 有這種動作特性的繼電器稱為全阻抗繼電器，它沒有方向性。 方向阻抗繼電器的特性是以整定阻抗 Zzd 為直徑而通過坐標原點的一個圓，圓內為動作區(qū)，圓外不動作區(qū)。當加入繼電器的 UJ 和 IJ 之間的相位差 φ 為不同數(shù)值時，此種繼電器的起動阻抗也將隨之改變。當 ?J等于 Zzd 的阻抗角時，繼電器的起動阻抗達到最大，等于圓的直徑，此時，阻抗繼電器的保護范圍最大，工作最靈敏，因此，這個稱為繼電器的最大靈敏角。用 ?lm 表示。當保護范圍內故障時， ?J =?d ，因此應該調整繼電器的最大靈敏角使 ?lm =?d ，以便繼電器工作在最靈敏的條件下。 當反方向發(fā)生故障時，測量阻抗 Zj 位于第三象限，繼電器不能動作，因此它本身具有方向性，故稱之為方向阻抗繼電器 ［ 1］ 。 總結三種阻抗的意義： （ 1）測量阻抗 ZJ : 由加入繼電器的電壓 UJ 和電流 IJ 的比值確定。 ?J =argIUJJ （ 26） （ 2） 整定阻抗 Zzd ：一般取繼電器安裝點的到保護范圍末端的線路阻抗。 全阻抗繼電器：圓的半徑。 方向阻抗繼電器： 在最大靈敏角方向上圓的直徑。 （ 3）起動阻抗 ：它表示當繼電器剛好動作時，加入繼電器的電壓 UJ 和電流 IJ 的比值。 阻抗繼電器的測量阻抗時受很多因素影響的。主要有： ① ．短路點的過渡電阻； ② ．電力系統(tǒng)振蕩； ③ ．保護安裝處與故障點之間有分支電路； ④ ． CT,PT 的誤差； ⑤ ． PT 二次回路斷線； ⑥ ．串連補償電容。 阻抗繼電器的接線方式 對接線方式的基本要求： 正比于短路點到安裝地點之間的距離。 ，也就是保護范圍不遂故障類型的變化而變化。 當阻抗繼電器加入的電壓和電流為 UAB 和 IA IB 時，我們稱之為 “0”接線，為 U 和 I 時稱為 “+30”接線 ［ 1］ 。 相間短路阻抗繼電器的 “0”接線方式 三相短路時三相是對稱的，三個繼電器 J1 ～ J2 的工作情況完全相同，因此，可以為例分析之。設短路點到保護安裝地點之間的距離為 LKm,線路每千米的正序阻抗為 Z1 歐姆，則保護安裝地點的電壓 Z1 應為 UAB =UA UB =IA Z1 l —IB Z1 l =(IA —IB )Z1 l （ 27） 因此，在三相短路時，繼電器 J 的測量阻抗為 ZJ1 =IIU BA AB?=Z1 l （ 28） 在三相短路時 ,三個繼電器測阻抗均等于短路點到安裝地點之間的阻抗，三個繼電器均能動作。 Ic Ib Ia L A B C Z 22 三相短路時測量阻抗的分析 如下圖所示， 設 AB 間短路為例，則故障環(huán)路的電壓 UAB 為 UAB =UA —UB =IA Z1 l —IB Z1 l =(IA —IB )Z1 l （ 29） 因此，繼電器 J 的測量阻抗為 ZJ1 =IIU BA AB?=Z1 l （ 210） 和三相短路時的測量阻抗相同，因此， J1 能動作。 在 AB 兩相短路的情況下，對繼電器 J2 和 J3 而言，由于所加電壓為非故障相間的電壓，數(shù)值 UAB 較高，而電流又只有一個故障相的電流，數(shù)值較（ IA IB ）為小，因此，其測量阻抗必然大于上式的數(shù)值，也就是說它們不能正確測量保護安裝地點到短路點的阻抗，因此，不能動作。 由此可見，在 AB 兩相短路的情況下，只有 J 能準確的測量短路阻抗而動作。同理，分析 BC 和 CA 兩相短路可知，相應地只有 J2 和 J3 能準確地測量到短路點的阻抗而動作。這就是為什么要有三個阻抗繼電器并分別接于不同相間的原因。 仍以 AB 相故障為例，它與兩相短路不同之處是地中有電流流回，因此，IA ≠IB . 此時，我們可以把 A 相和 B 相看成兩個 “導線 —地 ”的送電線路并有互感耦合在一起，設用 ZL 表示輸電線每千米的自感阻抗， ZM 表示每千米的互感阻抗，則保護安裝地點的故障相電壓為 UA =IA ZL l +IB ZM l （ 211） UB =IB ZL l +IA ZM l （ 212） 因此，繼電器 J 的測量阻抗為 ZJ1 =IIU BA AB? Ic Ib Ia L A B C Z 23 AB 兩相短路時測量阻抗的分析 =(ZL —ZM )l =Z1 l （ 213） 由此可見，當發(fā)生 AB 兩相接地短路時， J1 的測量阻抗與三相短路相同，保護能夠正確動作 ［ 1］ 。 死區(qū)及消除死區(qū)的方法 當在保護安裝點正方向發(fā)生相間短路時，故障環(huán)路的殘余電壓將降低到零。例如，在三相短路時， U=U=U=0,AB 兩相短路時， U=0 等等。此時，任何具有方向性的繼電器將因加入的電壓為零而不動作，從而出現(xiàn)保護裝置的 “ 死區(qū) ” 。 為減小和消除死區(qū)，可以采用以下方法： 它是由一個 R， L， C 組成的工 頻串聯(lián)諧振電路。因為 wL=1/wc，電路呈純阻性，所以當出口短路時， UJ=0。借助諧振， Up 在一定時間內逐漸衰減，其相位保持原先的相位不變。這就相當于把原先的電壓記憶下來，故稱為 “ 記憶回路 ” 。 Q 值 50HZ 帶通有源濾波器。 正常運行時， UAB 較大， RS 又很大。 IR 主要由 UAB 產生，第三相電壓基本上不起作用。當 AB 相間短路時， UAB =0，記憶回路發(fā)揮作用。但 Up 將 逐漸衰減到零，此時第三相電壓的作用將表現(xiàn)出來。 距離保護的整定計算原則 在距離保護的整定計算中，假定保護裝置具有階段是的時限特性，并認為保護具有方向性，其原則如下 ［ 1］ 。 I 段的整定 一般按躲開下一條顯露出口出短路的原則來確定，在一般線路上，可靠系數(shù)取 。 2. 距離保護第 Ⅱ 段的整定 按以下兩點原則來確定： （ 1）與相鄰線路距離保護第 Ⅰ 段相配合，并考慮分支系數(shù) K 的影響，可以采用下式進行計算 Zdz39。39。 2 =KK (ZAB +Kfz Zdz39。 1 ) （ 214） 式中可靠系數(shù) KK 一般采用 ； Kfz 應采用當保護 1 第 I 段末端短路時，可能出現(xiàn)的最小數(shù)值。 （ 2）躲開線路末端變電所變壓器低壓側出口處 短路時的阻抗值，設變壓器的阻抗為 Zb ，則起動阻抗應整定為 Zdz39。39。 2 =KK (ZAB +Kfz Zb) （ 215） 式中與變壓器配合是的可靠系數(shù)，一般采用 KK =。 （ 3）校驗距離 Ⅱ 段在本線路末端短路時的靈敏系數(shù)。由于是反應于數(shù)值下降而動作，其靈敏系數(shù)為 Klm = 值短路時故障阻抗的計算保護范圍內發(fā)生金屬性 保護裝置的動作阻抗 一般要求 K≥。當校驗靈敏系數(shù)不能滿足要求是，應進一步延伸保護范圍，使之與下一條線路的距離 Ⅱ 段相配合，時限整定為 1～ ,考慮原則與限時電流速斷保護相同。 3. 距離保護第 Ⅲ 段的整定 當?shù)?Ⅲ 段采用阻抗繼電器時，其起動阻抗一般按躲開最小負荷阻抗 Z 來整定，它表示線路上流過最大負荷電流且母線上電壓最低時，在線路始端 所測量的阻抗，其值為 ∶ Zf min = IUffminmin （ 216） 距離保護應用中的相關輔助措施 測量阻抗 IUZ JJJ ? ，那么當因某種原因電壓斷線時，阻抗繼電器將會誤動作，故必須采取電壓斷線閉鎖措施，當發(fā)生電壓斷線時閉鎖保護。通常采用電壓互感器二次電壓與開口三角電壓比較實現(xiàn)。微機保護采用軟件算法實現(xiàn)。 當系統(tǒng)振蕩時，振蕩中心的電壓降低、電流升高；那么處于振蕩中心的阻抗繼電器因感受到的測量阻 抗降低，所以也必須采取振蕩閉鎖措施，當發(fā)生振蕩時閉鎖保護。并遵循振蕩不消失，閉鎖不解除的原則。通常引入正序元件，負、零序電流或電流增量元件及采用短時開放來監(jiān)視靜穩(wěn)破壞。 在正方出口短路時可能拒動，反方向出口短路時可能誤動；通常采用使極化電壓帶 “記憶 ”來實現(xiàn)。常規(guī)保護引入第三相電壓構成 RLC 串聯(lián)諧振回路，使故障時保持故障前相位；微機保護直接讀取故障前數(shù)據(jù)。 所以說，正真構成一套距離保護至少包含以下幾個部分：啟動元件、阻抗測量元件、電壓閉鎖元件、振蕩閉鎖元件、邏輯回路。 本章小結 ，它可以再多電源的復雜網絡中保證動作的選擇性。 ，但它只能保護線路全長的 80％～ 85％，因此，兩端合起來就使得在 30％～ 40％的線路長度內的故障，不能從兩端瞬時切除，在一端須經 的延時才能切除。在 220kV 及以上電壓的網絡中，有時候不能滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定性運行的要求，因而，不能作為主保護來用。 ，因此，距離保護較電流、電壓保護具有較高的靈敏度。此外，距離 Ⅰ 段的保護范圍不受系統(tǒng)運行方式變化的影響，其他兩段 受到的影響也比較小，因此，保護范圍比較穩(wěn)定。 Zf min = IUffminmin （ 216） 距離保護應用中的相關輔助措施 測量阻抗 IUZ JJJ ? ，那么當因某種原因電壓斷線時，阻抗繼電器將會誤動作，故必須采取電壓斷線閉鎖措施，當發(fā)生電壓斷線時閉鎖保護。通常采用電壓互感器二次電壓與開口三角電壓比較實現(xiàn)。微機保護采用軟件算法實現(xiàn)。 當系統(tǒng)振蕩時，振蕩中心的電壓降低、電流升高；那么處于振蕩中心的阻抗 繼電器因感受到的測量阻抗降低，所以也必須采取振蕩閉鎖措施，當發(fā)生振蕩時閉鎖保護。并遵循振蕩不消失，閉鎖不解除的原則。通常引入正序元件，負、零序電流或電流增量元件及采用短時開放來監(jiān)視靜穩(wěn)破壞。 在正方出口短路時可能拒動，反方向出口短路時可能誤動；通常采用使極化電壓帶 “記憶 ”來實現(xiàn)。常規(guī)保護引入第三相電壓構成 RLC 串聯(lián)諧振回路，使故障時保持故障前相位；微機保護直接讀取故障前數(shù)據(jù)。 所以說，正真構成一套距離保護至少包含以下幾個部分：啟動元件、阻抗測量元件、電壓閉鎖元件、振蕩閉鎖元件、邏輯回路。 本章小 結 ，它可以再多電源的復雜網絡中保證動作的選擇性。 ，但它只能保護線路全長的 80％～ 85％，因此，兩端合起來就使得在 30％～ 40％的線路長度內的故障，不能從兩端瞬時切除，在一端須經 的延時才能切除。在 220kV 及以上電壓的網絡中，有時候不能滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定性運行的要求，因而，不能作為主保護來用。 ，因此，距離保護較電流、電壓保護具有較高的靈敏度。此外，距離 Ⅰ 段的保護范圍不受系統(tǒng)運行方式變化的影響，其他 兩段受到的影響也比較小，因此，保護范圍比較穩(wěn)定。 第 3 章 LabVIEW 基礎知識 LabVIEW 簡介 LabVIEW 是實驗室虛擬儀器集成環(huán)境的簡稱，是美國國家儀器公司的軟件產品。自 1986 年 版本問世至今已經升級到 版本。 LabVIEW 是 一個具有革命性的圖形化開發(fā)環(huán)境，它內置信號采集、測量分析與數(shù)據(jù)顯示功能，摒棄了傳統(tǒng)開發(fā)工具的復雜性，從簡單的儀器控制、數(shù)據(jù)采集到過程控制和工業(yè)自動化系統(tǒng)， LabVIEW 都得到了廣泛的應用。 LabVIEW 集成了與滿足 GPIB、 VXI、 RS232 和 RS485