I Z R I Z d
• 正方向的方向元件可靠不动作， • 反方向的方向元件灵敏动作。
Z （三）、 com 的作用
• 当保护背后运行方式很大时（ Z S 很小），在长线 路（ Z L 很大）末端短路时正方向的方向元件 能可靠动作。 • 由于此时 I 和 Z S 均很小， • 所以电压变化量 • 如果在此时不引入
m
arg arg Z S 90 0 I m U Z S 90 0 arg arg I U 0 arg arg Z S 90 K 3I I S 0
• 正方向短路时保护安装处电压变化量是暂态分 • 量电流在保护背后等值阻抗上压降的负值。
U I Z S U I K 3I 0 Z S
—代表相A、B、C；
—代表相间AB、BC、CA。
• 假如 Z S 阻抗角是 90 0 • U
正向短路时继电器电压和电流的夹角只与保护反向 电源的等值阻抗的阻抗角有关，是该阻抗角负值。 而与过渡电阻的大小无关。
二、反向短路
M
S
F
I m
ZL
N
R
Rg
ZR
U m

U F
U n
图2-12 反向短路时的短路附加状态
工频变化量继电器在反方向短路时基本关系式
• 反方向短路时保护安装处电压的变化量 • 实际上是暂态分量电流在保护正方向等值 • 阻抗上的压降。
• 反向短路时继电器的电压和电流的夹角只与 • 保护正方向等值阻抗的阻抗角有关，等于该 • 阻抗的阻抗角。而与过渡电阻的大小无关。
• 电压变化量和电流变化量之间的相位 • 截然相反！！！
三、RCS-901保护装置 正方向、反方向方向元件
• 正、反方向元件的动作判据：
900 2700
（一）、正方向短路
I Z S Z com 0 arg arg 180 I Z d I Z d U I Z S 0 arg arg 0 Z Z I d I d U I Z com
• 正方向方向元件的测量角度：
U I Z com I Z d
arg
• Z d 装置内部的模拟阻抗（软阻抗），阻 抗角 78 0 。 • Z com 为补偿阻抗（软阻抗） 。
• 反方向方向元件的测量角度 ：
arg
U I Z d

• 正方向的方向元件灵敏动作， • 反方向的方向元件可靠不动作。
（二）、反方向短路
arg arg
U I Z com I Z d U I Z d arg arg I Z R Z com I Z d 1800 00
U I Z S
更小。
Z com
，

I Z S Z com arg arg 180 0 I Z d I Z d U I Z S 0 arg arg 0 Z Z I d I d U I Z com
工频变化量方向继电器
一、正向短路
M
I m
Zl
F
I n
N
ZS
Rg
U m
.

K
U F
图2-11 正向短路时的短路附加状态
工频变化量继电器正方向短路时基本关系式 • 电流 Im 的正方向以母线流向被保护的方向。 • 电压 U 的正方向以母线电位为正、中性点电 位为负。
m
U m I m Z S
U m I m Z R
U I K R 3 I 0 Z R U I Z R


• 假如 Z R 阻抗角
90
0
U arg arg Z R 90 0 I U 0 arg arg Z R 90 K 3I I R 0 U m arg arg Z R 90 0 I m
Z com 0 Z set Z com 2 0.4 Z L
Z S . min 当 0.5 时 ZL Z S . min 当 0.5 时 ZL
• 本线路正序阻抗为 Z L 。 • 保护背后电源最大运行方式下的等值正 序阻抗为 Z S . min 。 • 工频变化量距离保护Ⅰ段定值为 Z set 。
• 4、在系统振荡时由于电流、电压变化缓慢，I、U 值很小。工频变化量方向继电器算法中不超过相 应的门槛值，所以正、反方向两个方向元件都没 有动作。即纵联方向保护短路后可一直投入。 • 5、在有串联补偿电容的系统中工频变化量方向 继电器的动作行为也是正确的。 • 6、在单侧电源线路上受电侧的工频变化量方向 继电器的动作行为也是正确的。 • 7、在非全相运行期间和在非全相期间运行相上 再发生短路时，工作在两运行相间的工频变化量 方向继电器的动作行为也是正确的。
性能评述
• 1、在正、反方向短路时方向继电器的判 别十分准确、清晰，因而有良好的方向 性。 • 2、工频变化量方向继电器测量的角度与 过渡电阻大小、与负荷电流大小无关 。 • 3、利用接在三个相间的工频变化量方向 继电器，并且用 I 值为最大的一个 所涉及的相间方向继电器来作短路方向 的判别可适应任何故障类型。
U 接近于零而不能正确比相。
• 实际上在算法中比较相位的两个电气量 只有都超过门槛值继电器才判别是否动 作。 • 所以此时正方向的方向元件因没有超过 门槛值而一直没有动作。
• 在反方向方向元件中测量角度时没有引 入 Z com ： • 1、在正方向短路时，即使 U 接近于零 反方向方向元件也不会动作。 • 2、在发生反方向短路时，由于 Z R 存在， 的值较大。 U