LZ-21型方向阻抗继电器：简介与应用

2.3.2.1　LZ—21型方向阻抗继电器构成原理及整定方法

距离保护能否正确动作，取决于保护能否正确地测量从短路点到保护安装处的阻抗，并使该阻抗与整定阻抗比较，这个任务由阻抗继电器来完成。

阻抗继电器的构成原理可以用图2-15来说明。图2-15中，若K点三相短路，短路电流为IK，由TV回路和TA回路引至比较电路的电压分别为测量电压Um 和整定电压U′set，那么：

式中 nPT、nYB——电压互感器和电压变换器的变比；

ZK——母线至短路点的短路阻抗。

当认为比较回路的阻抗无穷大时，则：

图2-15　阻抗继电器的构成原理说明图

1—比较电路；2—输出

式中 ZI——人为给定的模拟阻抗。

在图2-15中，若在保护范围的末端发生短路，即ZK＝Zset，那么比较电路将处于临界动作状态，即U′m＝U′set，这时由式（2-6）和式（2-7）可得：

式中

式（2-8）表明，整定阻抗Zset是一个与DKB的模拟阻抗ZI和电压变换器YB的变比有关的阻抗。当适当调节DKB原方绕组的匝数和调节nYB的大小时，可以得到不同的整定阻抗值。例如：当nPT＝1，nCT＝1，ZI＝2Ω时，若要整定阻抗为Zset＝20Ω，则YB抽头可选10匝。

2.3.2.2　LZ—21型方向阻抗继电器原理图分析

图2-16为其原理图。

图2-16　LZ—21型方向阻抗继电器原理接线图

LZ—21型方向阻抗继电器面板上有压板Y用于调整最大灵敏角。

2.3.2.3　LZ—21型阻抗继电器比相电路分析

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图2-17　用极化继电器作执行元件的环形整流比相回路

（a）原理图；（b）等效电路

由分析可知，环形整流比相回路umn与两比相电气量相位角θ之间的关系如图2-18所示，当θ＝0°时，Umn．pj为正最大值；当θ＝±90°时，Umn．pj＝0；当θ＝±180°时，Umn．pj为负最大值。显然，输出电压平均值为正值的比相角θ的范围是：

图2-18　环形整流比相电路输出电压平均值Umn．pj与比相角θ的关系曲线

上式满足LZ—21型方向阻抗继电器对比相回路动作条件的要求。

2.3.2.4　LZ—21型方向阻抗继电器的死区及消除办法

方向阻抗继电器在保护安装处正向出口发生金属性短路时，其测量电压 值小于继电器的最小动作电压，继电器将拒绝动作，这一不动作区通常称为方向阻抗继电器的死区，方向阻抗继电器必须消除死区才能正确工作。

LZ—21型方向阻抗继电器为消除死区，在继电器的相位比较电气量中引入与测量电压同相位的带有记忆作用的极化电压，引入了极化电压后，方向阻抗继电器的动作方程为：

当在保护安装处正向出口发生金属性短路时，U．m＝0，于是，这时方向阻抗继电器的动作方程为：

方向阻抗继电器仍正确动作，因而消除了正向出口短路时的拒动现象。

引入极化电压的另一个作用，就是防止被保护线路反向出口短路时，方向阻抗继电器发生误动作现象。引起反向出口短路时误动作的原因，可参阅有关资料分析。

总之，极化电压对于消除方向阻抗继电器正向出口金属性短路时的死区，可靠避免反向出口短路时保护的误动是不可少的。

但是，如何引入极化电压呢？其要求是：

（1）无论是保护安装处正向，反向出口短路，都应该存在。

（2）U．p的相位应与测量电压一致并保持一定的数值。

图2-19　通过高值电阻接于第三相电压获取的原理接线图和相量图

（a）原理接线图；（b）AB两相短路的等效电路；（c）相量图

由于XLJ＝XCJ，R5≫RJ，则上式可以写为：