穆國東

摘 要：結(jié)合實際，針對零序功率方向繼電器接線正確性的判定和校驗方法進行了論述。

關(guān)鍵詞：繼電器接線；判定；校驗

零序功率方向繼電器工作量為零序電壓和零序電流，它只反映于零序功率的方向而動作。由于零序電流、零序電壓回路接線正確性判斷具有一定難度，錯誤接線造成非正確動作時有發(fā)生。本文結(jié)合多年實際工作，理論聯(lián)系實際加以論述零序功率方向繼電器接線的正確性判定和校驗。

1 單相系統(tǒng)的方向繼電器

單相系統(tǒng)兩側(cè)電源下的接地短路，保護安裝處的電流、電壓分別為U，I。假設(shè)線路阻抗角為70°左右，所以方向繼電器的最大靈敏角應(yīng)選為70°。方向繼電器的電流、電壓分別為Uj、Ij，令Zj=Uj/Ij，一般Zj的角度可能要小于70°。而方向繼電器在R，X阻抗復(fù)平面上的動作區(qū)，是以70°方向為最大靈敏角的上半平面。從極坐標的角度說，它的動作區(qū)是從-20°開始，沿逆時針方向至160°為止。從方向阻抗繼電器的角度說，它相當于以70°方向的無窮長軸作直徑，圓的直徑的一端在原點，另一端在無窮遠處，因而這個圓內(nèi)動作區(qū)，就是前述的從-20°開始，沿逆時針方向，直到160°為止的動作區(qū)。

2 三相系統(tǒng)的零序功率方向繼電器

若三相分別采用方向繼電器，它們加到三只方向繼電器上的電壓電流分別是：UA，IA，UB，IB，UC，IC。如果在左邊電源側(cè)也裝三只方向繼電器，它們端子上的電壓電流分別是：EA，IA，EB，IB，EC，IC。如果在線路正方向發(fā)生KA接地短路，則如下兩個方向繼電器的感受阻抗分別為：

現(xiàn)假定在線路出口處發(fā)生KA接地短路，UA=0，此時依公式（1），（2），（5）有：Zj1=UA/IA=0，Zj2=EA/IA=Zs，Zj=EA/IA-UA/IA=Zs。由此可見，裝在線路出口處的分相的方向繼電器處于死區(qū)，而裝在左側(cè)電源處的分相的方向繼電器依然能正確判別方向動作。而零序功率方向繼電器的感受阻抗Zj=Zs=Zj2，它和裝在左邊電源側(cè)的方向繼電器感受阻抗Zj2完全一樣，也能正確動作。至此讀者已很明白：零序功率方向繼電器，不但節(jié)省器件，而且沒有出口短路的死區(qū)問題。

由此，我們還可以判定在正向出口發(fā)生KB或KC接地短路時，零序功率方向繼電器的感受阻抗始終是Zj=Zs，而相應(yīng)的裝在左側(cè)電源處的分相方向繼電器的感受阻抗也都是Zj=Zs，可見用一只零序功率方向繼電器就能全部反映分別的三種單相接地短路故障。

3 帶負荷測量零序功率方向繼電器

零序功率方向繼電器帶負荷試驗的要點，就是模擬出口A相接地短路，在正常三相負荷對稱、電壓正常時，UA+UB+UC=0。模擬A相出口接地短路，就是令UA=0，也就是設(shè)法將開口三角輸出電壓中的UA甩掉。具體方法是將方向繼電器的U*端從L630搬到SA601，同時又要設(shè)法只讓IA的電流經(jīng)過方向繼電器的I*，I-。具體做法是將IB，IC兩相電流完全從零序功率方向繼電器的電流圈外傍路。這時流過零序功率方向繼電器的電壓為Uj=-3U0=-（UB+UC）=UA，電流為Ij=3I0=IA。繼電器的感受阻抗為Zj=UA/IA，也就是負荷阻抗。試驗時為了可靠，試驗電壓只有UA一種，但可分別通入IA或IB或IC，分別得到感受阻抗，記為ZAA=UA/IA，ZAB=UA/IB，ZAC=UA/IC。圖4中，我們在R，X平面上把方向繼電器的動作區(qū)和線路送受功率的四象限法畫在一起，同時也將上述的測量感受阻抗ZAA，ZAB，ZAC都畫在上面，然后根據(jù)方向繼電器動作的情況來判別，是否和感受阻抗在動作區(qū)相應(yīng)的位置狀況一致。注意在R，X阻抗復(fù)平面上，ZAA-ZAB-ZAC阻抗向量是逆時針方向的。這是因為電流IA，IB，IC在分母上的緣故，若對電流只通IA，而對Uj分別加以UA或UB或UC時，這時方向繼電器感受阻抗分別記為：ZAA=UA/IA，ZBA=UB/IA，ZCA=UC/IA。而在R，X阻抗復(fù)平面上，ZAA-ZBA-ZCA阻抗向量是順時針的，這是因為UA，UB，UC在分子上的緣故。之所以對方向繼電器要引出感受阻抗的概念，是基于如下原因：在線路功率送受四象限圖上，Ij向量的方向選R軸的正方向，而零序功率方向繼電器帶負荷測量時，Ij是輪流引入IA，IB，IC，而電壓UA不變，因而在同一張功率送受四象限圖上，就很難來繪制上述三種情況的向量圖。引用感受阻抗的概念，使我們繞過這一難點，感受阻抗的角度是從實軸算起，它描述的是Uj領(lǐng)先Ij的角度，又符合R，X阻抗復(fù)平面上的概念，因而把ZAA，ZAB，ZAC三個復(fù)阻抗同時在一個平面上表達就沒有問題。

4 利用負荷電流和工作電壓檢驗零序功率方向繼電器接線正確性之前，要對電壓互感器開口三角引出線L、N查對正確

在正常情況下，電壓互感器開口三角兩端L、N無法用試驗方法區(qū)分。因此在利用負荷電流及工作電壓檢驗前，必須對開口三角引出線的L、N查對正確，否則不能正確判斷所做的相位關(guān)系符合零序功率方向繼電器的接線要求。

5 最根本的方法是查清電壓互感器和電流互感器的極性，以及所有由互感器端子到繼電保護屏的連線和屏上的零序方向繼電器的極性及接線，作出綜合判斷。