3.3阻抗繼電器的實(shí)現(xiàn)方法3.3阻抗繼電器的實(shí)現(xiàn)方法引言阻抗繼電器的實(shí)現(xiàn)是以其動(dòng)作特性為根據(jù)的。阻抗繼電器的動(dòng)作特性有阻抗形式和電壓相量形式因此在實(shí)現(xiàn)時(shí)也有兩種實(shí)現(xiàn)方法方法一：直接測(cè)量阻抗。采用阻抗形式的動(dòng)作特性（相位比較或幅值比較）方法二：測(cè)量用于幅值或相位比較的兩個(gè)正弦電壓相量，進(jìn)行相位和幅值比較。3.3阻抗繼電器的實(shí)現(xiàn)方法引言模擬式阻抗繼電器的實(shí)現(xiàn)：由于難于實(shí)現(xiàn)阻抗直接測(cè)量，因而一般采用方法二實(shí)現(xiàn)。通過(guò)外部接線獲取用于比較的兩個(gè)電壓相量。通過(guò)電路實(shí)現(xiàn)相位或幅值比較數(shù)字式阻抗繼電器的實(shí)現(xiàn)：理論上兩種方法都可以，也都有應(yīng)用，但在應(yīng)用方法二時(shí)，數(shù)字繼電器一般用于比較的兩個(gè)電壓相量是內(nèi)部計(jì)算得到的，而不是靠外部接線獲取。3.3.1電抗互感器的工作原理（一）電抗互感器的作用 將其一次繞組的輸入電流轉(zhuǎn)換成與電流成正比但相位超前一定角度的電壓信號(hào)。

將模擬電路難于處理的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為易于處理的電壓信號(hào)，且相位可調(diào)。

其二次輸出電壓和一次輸入電流之間的關(guān)系可表示為由于變比具有阻抗的量綱，故稱(chēng)為電抗互感器3.3.1電抗互感器的工作原理（二）電抗互感器的工作原理

說(shuō)明：①電抗互感器的鐵芯帶有氣隙，因而初級(jí)和次級(jí)繞組間的互感M接近常數(shù)②有兩個(gè)二次繞組W2和W3。W2為工作繞組，W3繞組經(jīng)可調(diào)電阻短接，用于改變繞組感應(yīng)電勢(shì)的相位。

3.3.1電抗互感器的工作原理（二）電抗互感器的工作原理分析：W3繞組開(kāi)路輸入電流全部作為勵(lì)磁電流，其中一部分產(chǎn)生磁通，另一部分供給鐵心損耗。繞組的感應(yīng)電勢(shì)正比于磁通且滯后。W2繞組二次輸出電壓超前于輸入電流約90°。即3.3.1電抗互感器的工作原理（二）電抗互感器的工作原理分析：W3繞組帶電阻性負(fù)載時(shí)等效電路如圖，鐵芯中的磁通由勵(lì)磁電流產(chǎn)生，電勢(shì)滯后的角度由負(fù)載電阻決定

W2二次輸出電壓與輸入電流關(guān)系為3.3.1電抗互感器的工作原理（二）電抗互感器的工作原理小結(jié)：改變W3控制繞組負(fù)載電阻大小，可以改變二次繞組W2輸出電壓的相位改變W2繞組的匝數(shù)，可以改變二次繞組W2輸出電壓的幅度從而可以獲得所需的二次繞組輸出和輸入的關(guān)系3.3.2阻抗繼電器交流回路原理接線本節(jié)研究如何得到阻抗繼電器動(dòng)作方程中用于比幅和比相的電壓量（一）模擬式實(shí)現(xiàn)方式模擬式阻抗繼電器是通過(guò)外部接線得到所需的電壓量

以方向阻抗繼電器為例，動(dòng)作方程如下幅值方程相位方程3.3.2阻抗繼電器交流回路原理接線（一）模擬式實(shí)現(xiàn)方式幅值比較式方向阻抗繼電器接線其中：3.3.2阻抗繼電器交流回路原理接線（一）模擬式實(shí)現(xiàn)方式相位比較式方向阻抗繼電器接線其中：3.3.2阻抗繼電器交流回路原理接線

（二）數(shù)字式實(shí)現(xiàn)方式

數(shù)字式阻抗繼電器直接對(duì)三相電流電壓和三相電流進(jìn)行采樣，通過(guò)計(jì)算得到電流、電壓相量，代入比幅或比相方程進(jìn)行判斷。整定阻抗作為常數(shù)參與運(yùn)算注意：在上述接線方式的介紹中，用于比幅和比相的電壓，電流與故障環(huán)路的關(guān)系

3.3.2阻抗繼電器實(shí)現(xiàn)

（一）幅值比較原理的實(shí)現(xiàn)模擬方法圖中左側(cè)部分為電壓整流回路；右側(cè)部分為電壓比較回路當(dāng)UA>UB時(shí)，輸出電壓Uout為0V（邏輯0），繼電器動(dòng)作當(dāng)UA<UB時(shí)，輸出電壓Uout為+E（邏輯1）3.3.2阻抗繼電器實(shí)現(xiàn)

（一）幅值比較原理的實(shí)現(xiàn)數(shù)值方法

由數(shù)據(jù)采集得到的回路瞬時(shí)電壓u(k)和電流i(k)，由傅氏算法得到電流電壓相量，計(jì)算得到阻抗其中相量和基波瞬時(shí)值表達(dá)式的對(duì)應(yīng)關(guān)系3.3.2阻抗繼電器實(shí)現(xiàn)

（一）幅值比較原理的實(shí)現(xiàn)數(shù)值方法

同樣阻抗3.3.2阻抗繼電器實(shí)現(xiàn)

（二）相位比較原理的實(shí)現(xiàn)模擬方法

采用比相電路實(shí)現(xiàn)，具體方法同功率方向元件3.3.2阻抗繼電器實(shí)現(xiàn)

（二）相位比較原理的實(shí)現(xiàn)數(shù)字方法首先計(jì)算出用于比相的兩個(gè)相量

動(dòng)作方程：實(shí)現(xiàn)方案：等價(jià)于：正弦性動(dòng)作特性如何實(shí)現(xiàn)？3.3.3阻抗繼電器實(shí)現(xiàn)工作電壓和極化電壓

（一）工作電壓（補(bǔ)償電壓）動(dòng)作方程分析全阻抗繼電器方向阻抗繼電器電抗特性阻抗繼電器電阻特性阻抗繼電器注意各式的分母3.3.3阻抗繼電器實(shí)現(xiàn)工作電壓和極化電壓

（一）工作電壓（補(bǔ)償電壓）

工作電壓定義工作電壓的物理意義：工作電壓等于從保護(hù)安裝處推算至（或補(bǔ)償?shù)剑┍Ｗo(hù)范圍末端的虛擬電壓3.3.3阻抗繼電器實(shí)現(xiàn)工作電壓和極化電壓

（一）工作電壓（補(bǔ)償電壓）

工作電壓特性3.3.3阻抗繼電器工作電壓和極化電壓

（二）極化電壓（參考電壓）工作電壓的相位在區(qū)內(nèi)外故障時(shí)有明顯的的差異，只要能找出這種差異，就可以判斷故障在區(qū)內(nèi)和區(qū)外，為此需要找到一個(gè)參照系（參考相量）。該參考相量就稱(chēng)為極化