保护阻抗概述

继电保护试验测试目的

用于自动测试保护装置的阻抗特性、阻抗型继电器（包括阻抗继电器、功率方向继电器等）的动作边界，即Z(φ)动作边界特性。

界面左上边是参数设置，左下方是测试过程中电压电流输出显示，而右上边是动作曲线显示，下边依次是接点状态模拟显示及注释。

继电保护试验测试原理

试验开始后，从起始角度到终止角度以角度步长开始扫描，每条扫描线扫描半径的K%到100%之间进行搜索。一般地，应保证扫描半径的K%位于动作区内，100%位于动作区外，即扫描线必须完全覆盖动作边界。

对于一般扫描线上的测试，程序采用二分法原理进行动作边界点搜索，其搜索过程如下：

1）测试扫描线起点；

2）测试扫描线终点；

3）根据起点和终点的动作情况，决定下一步的搜索动作：

☆ 二者动作情况相同，则说明边界点不在此扫描线上，或者可能存在两个以上的边界点，结束本边界点的搜索。

☆ 二者动作情况不同，则说明有动作边界点存在于本扫描线上，进入二分法搜索，逐步逼近边界点，直到满足测试精度后，结束本动作边界的。

线路联接：（同U/I测试试验）

继电保护试验参数说明

A．整定特性页

1．特性形状：选择被测试保护的阻抗特性形状。提供2个选择：圆特性（含椭圆）、四边形（四方CSL保护）。

2．整定Z1：圆特性的第一个整定阻抗的极坐标形式：幅值、角度。在选择圆特性时须设置。

3．R1 jX1：圆特性的第一个整定阻抗的直角坐标形式：电阻、电抗。在选择圆特性时须设置。

4．整定Z2：圆特性的第二个整定阻抗的极坐标形式：幅值、角度。在选择圆特性时须设置。

5．R2 jX2：圆特性的第二个整定阻抗的直角坐标形式：电阻、电抗。在选择圆特性时须设置。

6．整定值R：四边形特性的整定值R值。在选择四边形特性时须设置。

7．整定值X：四边形特性的整定值R值。在选择四边形特性时须设置。

B．扫描设置页

1．中心阻抗Z：辐射式扫描圆圆心Z的极坐标形式，大小，角度。

2．R j X：辐射式扫描圆圆心Z的直角坐标形式，电阻，电抗。

3．扫描区域：设置扫描角的起始角度和终止角度。

4．步长：扫描从起始角度开始，以角度步长为间距，沿逆时针方向确定需要测试的扫描线。

5．扫描半径：辐射式扫描圆的半径，相对于中心阻抗Z。即以Z为圆心，以扫描线半径为半径画圆则构成扫描圆。

6．扫描范围：扫描线在扫描半径的K%到100%之间进行搜索。一般地，应保证扫描半径的K% 位于动作区内，100%位于动作区外，即扫描线必须完全覆盖动作边界。

7．测试精度：动作点和不动作点之间的阻抗大小之差小于该精度时，即可认为二者为同一点，也即动作边界点。

8．测试特性：选择测试特性，提供2个选项：静态实验（故障前时间内不送故障前电流，而送故障电流）、动态实验（故障前时间内故障前电流电流以脉冲形式输出，适用于突变量保护装置的测试）。

C．故障设置页

1．故障类型：待测试的故障类型，提供了7种故障选择：A相接地、B相接地、C相接地、AB相间、BC相间、CA相间、三相短路

2．故障方向：选择故障的方向，提供2个选项：正向故障、反向故障。

3．故障电流：试验过程中，故障时电流的大小。

4．短路合闸角：故障发生时刻电压的角度

5．零序补偿：在接地系统中，为了计算零序阻抗需要整定两个补偿系数，即（零序电阻补偿系数Kr）和（零序电抗补偿系数Kx）。具体关系如下：

R0=R1（3Kr 1）

X0=X1（3Kx 1）

6．故障前时间：故障前时间内输出故障前电流和故障前电压

7．故障时间：测试电流变化过程中，每扫描点所保持的最大测试时间。一般地，故障时间应大于继电器的动作时间。

8．Ux设置：设置试验过程中Ux的输出方式，可以有八种输出方式，分别为（任意方式、 3U0、-3U0、 3√3U0、-3√3U0、UA、UB、UC），如果为任意方式则需设置Ux的幅值及相位。

阻抗继电器的类型很多，实现原理也不尽相同。最常用的有全阻抗继电器、方向阻抗继电器、具有偏移特性的阻抗继电器等。它们的起动特性在阻抗复平面上是一个圆（见图）。圆的大小根据整定值调整继电器得到。当阻抗继电器量测到的阻抗落在圆内时，继电器起动；当量测到的阻抗落在圆外时，继电器不动。阻抗继电器的动作特性除圆以外还有直线特性、割线特性、平行四边形特性等。

中阻抗母线差动保护装置采用电流瞬时值测量、比较为基础，区内故障时差动元件、启动元件抢先于电流互感器饱和前动作，故障测量时间短，其核心是带比率制动特性的中阻抗型电流差动继电器。整组动作时间都很短，保护整组动作时间小于10 ms，有利于电力系统的稳定运行。

下面对中阻抗母线差动原理进行简介，中阻抗母线差动保护原理基于以下准则：

1)在电流互感器不发生饱和现象时，测量回路测量到的各单元电流之和在正常运行及母线外部发生故障时为零；在母线内部发生故障时为各短路电流之和。

2)电流互感器因暂态分量中的直流分量或很大的短路电流造成饱和时，其二次回路阻抗将下降；

全饱和时二次输出电流为零，此时，电流互感器二次回路的总阻抗可以用一个总的直流电阻来代替（主要为主变流器二次绕组电阻及电缆电阻）。

3)对母线内部故障而言，空载线路的电流互感器二次回路阻抗可以用相当大的励磁电抗来代替。

4)无论一次流过多大电流，线路电流互感器在故障的最初瞬间不会发生饱和，在1/4-1/2周波内能正确传变一次电流 。