1、零序方向繼電器的原理,一、零序方向繼電器的設(shè)置。 由于零序電流都要經(jīng)過(guò)中性點(diǎn)接地的變壓器構(gòu)成回路，當(dāng)然該變壓器是或接線的變壓器。所以從某種意義上說(shuō)這樣的變壓器是零序電源（從概念上講零序電源在短路點(diǎn)，這里只是從零序電流的流向意義上說(shuō)）。電力系統(tǒng)中基本上在每一母線處都有中性點(diǎn)接地的變壓器，所以對(duì)零序電流保護(hù)來(lái)說(shuō)基本上每條線路都是雙側(cè)電源線路。而雙側(cè)電源線路上的電流保護(hù)有時(shí)必需加方向繼電器才能保證它的選擇性。因而零序電流保護(hù)有時(shí)也必須加零序方向繼電器才能保證它的選擇性。,零序方向繼電器的原理,二、零序方向繼電器的基本原理與實(shí)現(xiàn)方法。 零序電流方向保護(hù)如上所述，有些地方需要加零序方向繼電器。可利用零序

2、方向元件構(gòu)成縱聯(lián)零序方向保護(hù)，所以零序方向繼電器是保護(hù)裝置經(jīng)常用到的一種繼電器。對(duì)零序方向繼電器的最基本要求是利用比較零序電壓和零序電流的相位來(lái)區(qū)分正、反方向的接地短路。, 正、反方向接地短路時(shí)，零序電壓和零序電流的夾角,設(shè)零序方向繼電器裝在MN線路的M側(cè)。在上圖所示的零序序網(wǎng)圖中，加在繼電器的上的零序電壓、電流按傳統(tǒng)方式規(guī)定它的正方向。零序電壓的正方向是母線電壓為正、中性點(diǎn)電壓為負(fù)，圖中電壓箭頭表示電位降方向。零序電流以母線流向被保護(hù)線路方向?yàn)槠湔较颉?根據(jù)圖(a)所示的正方向短路的零序序網(wǎng)圖，按上述規(guī)定的電壓、電流正方向可得： (1) 根據(jù)圖（b）所示的反方向短路的零序序網(wǎng)圖，按上述規(guī)定

3、的電壓、電流正方向可得： (2) 如果系統(tǒng)中各元件零序阻抗的阻抗角都為。正方向短路時(shí)根據(jù)（1）式，零序電壓超前零序電流的角度為： (3) 反方向短路時(shí)根據(jù)（2）式，零序電壓超前零序電流的角度為 (4),正方向短路和反方向短路時(shí)的相量圖示于圖（c）、（d）中。（3）、（4）兩式告訴我們，在正、反方向接地短路時(shí)零序電壓超前零序電流的角度都只與保護(hù)安裝處與短路方向相反一側(cè)零序阻抗的阻抗角有關(guān)。在正方向短路時(shí)，零序電壓超前零序電流的角度是保護(hù)安裝處反方向零序阻抗的阻抗角再反一個(gè) ，角度是一個(gè)負(fù)角，零序電流超前于零序電壓。在反方向短路時(shí)，零序電壓超前零序電流的角度是保護(hù)安裝處正方向零序阻抗的阻抗角，角度

4、是正角，零序電流滯后于零序電壓。正、反方向短路時(shí)零序電壓超前于零序電流的角度截然相反，因此可用以區(qū)分正、反方向短路。（3）和（4）兩式是構(gòu)成零序方向繼電器的基礎(chǔ)。,零序方向繼電器的實(shí)現(xiàn)方法,按零序功率的幅值比較方式實(shí)現(xiàn) 900系列線路保護(hù)中的零序方向繼電器采用本方法實(shí)現(xiàn)。首先將三倍零序電流往超前方向旋轉(zhuǎn)一個(gè) 角，得到相量 ，式中 為線路零序阻抗的阻抗角，例如為 ，按下式求得該電流相量 與零序電壓產(chǎn)生的有功功率（電流的共軛相量與電壓乘積的實(shí)部）： (5) 式中 為超前于 的夾角， 。當(dāng)正方向短路時(shí)，據(jù)（3）式， ，因此得 為負(fù)的最大值。故而正方向的零序方向繼電器的動(dòng)作方程可定為： 在正方向短路時(shí)

5、正方向的零序方向繼電器可以靈敏動(dòng)作。,(6),當(dāng)反方向短路時(shí)據(jù)（4）式， ，因此得 為正的最大值。故而反方向的零序方向繼電器的動(dòng)作方程為： (7) 在反方向短路時(shí)，反方向的零序方向繼電器可以靈敏動(dòng)作。反方向的零序方向繼電器的動(dòng)作邊界為 ，而正方向的零序方向繼電器的動(dòng)作邊界定為 (當(dāng)電流互感器二次額定電流是5A時(shí))，這是為了讓反方向方向元件的靈敏度高于正方向的方向元件靈敏度。此外正方向的零序方向繼電器和反方向的零序方向繼電器各要和一個(gè)零序電流繼電器組成與門后才能去控制發(fā)信或停信，其中與反方向的零序方向繼電器配合的零序電流繼電器的定值要低于與正方向的零序方向繼電器配合的零序電流繼電器的定值，這些也

6、都是為了使反方向方向元件更加靈敏，使它動(dòng)作后閉鎖優(yōu)先。 在零序電流方向保護(hù)中使用的零序方向繼電器無(wú)需正、反方向兩個(gè)方向繼電器。只需要正方向的零序方向繼電器。,零序方向繼電器的性能評(píng)述, 正方向短路和反方向短路時(shí)零序電壓和零序電流的夾角截然相反，動(dòng)作邊界十分清晰，因此性能良好，有良好的方向性。 繼電器的動(dòng)作行為與負(fù)荷電流無(wú)關(guān)，與過(guò)渡電阻大小無(wú)關(guān)。 負(fù)荷電流是正序電流，因此負(fù)荷電流的大小不會(huì)影響零序方向繼電器的動(dòng)作行為。此外，由（3-7）和（3-8）兩式可知繼電器測(cè)得的零序電壓超前零序電流的角度只與保護(hù)安裝處與短路方向相反一側(cè)的零序阻抗的阻抗角有關(guān)。而與短路方向相反的一側(cè)的阻抗中是沒有過(guò)渡電阻的，所以零序方向繼電器不受過(guò)渡電阻的影響。由于上述原因零序方向繼電器不是最靈敏地動(dòng)作就是最可靠地不動(dòng)作。 系統(tǒng)振蕩時(shí)不會(huì)誤動(dòng)。 系統(tǒng)振蕩時(shí)沒有零序分量，因此零序方向繼電器不會(huì)誤動(dòng)。另外零序方向繼電器還要和零序電流繼電器構(gòu)成邏輯與的關(guān)系，