图3-10-3 偏移特性的阻抗继电器动作特性图

在本实验中，设置的整定值为动作阻抗值∣ZZD∣，动作阻抗角φd和偏移系数α。圆心的坐标为（（1－α）∣ZZD∣2cosφd /2，（1－α）∣ZZD∣2sinφd /2），则方向阻抗继电器的动作方程可表示为：

( RJ－(1－α)∣ZZD∣2cosφd /2 )2 +(XJ－(1－α)∣ZZD∣2sinφd /2 )2 ≤(1+α) 22∣ZZD∣2 /4 式中RJ和XJ分别表示测量电阻和测量电抗。

4. 多边形阻抗继电器

动作特性为图3-10-4所示的多边形，多边形以内为继电器的动作区，多边形以外为不动作区。

图3-10-4 多边形特性阻抗继电器的动作特性图

在本实验中，设置的整定值为动作电阻R1和动作电抗X1，则多边形特性阻抗继电器的动作方程为：

1） RJ ≤0时，(－RJ ≤XJ2tg15°)∩(0 ≤XJ ≤X1)

2） RJ ≥0，XJ ≥0时，(XJ ≥(RJ－R1)2tg60°)∩(X1－XJ ≥RJ2tgα) 3） RJ ≥0，XJ ≤0时，(－XJ ≤RJ2tg15°)∩(RJ ≤R1)

其中tgα＝1/8，RJ和XJ分别表示测量电阻和测量电抗。 5. 直线形阻抗继电器

直线特性电抗继电器反应于测量阻抗的电抗部分而动作，其动作特性图见图3-10-5。

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图3-10-5 直线特性电抗继电器动作特性图

动作方程为：XJ≤XZD

其中，XJ表示测量电抗，XZD表示继电器的动作电抗整定值。

三、实验接线：

将测试仪的三相电压、电流信号分别与多功能微机保护实验装置引到实验台面上的各接线端子按相连接即可。注意将Ian、Ibn和Icn用导线短接后连接到测试仪的In接线端上。接线完毕后，注意检查接线极性是否正确。

四、数字式阻抗继电器整定说明：

和其他数字式继电器实验项目相同，将多功能微机保护实验装置保护配置成数字式阻抗继电器时，其整定值的设定方法有两种：直接通过实验装置面板上的小按键输入定值以及在上位机数字式继电器及微机保护软件界面上整定并下载。

阻抗继电器配置为多边形或直线型特性时，上下位机的整定值定义完全相同。而当继电器配置为各种圆特性（含：全阻抗圆、方向阻抗圆、偏心阻抗圆）时，上位机输入的定值和下位机定值定义不完全一致。上位机定值输入界面见图3-10-6，设各种圆特性下“动作阻抗”值表示为ZDZC，“阻抗角”表示为φZ，“偏移系数”表示为α。

下位机圆特性整定值包括：半径定值ZC、圆心电阻定值RCC和圆形电抗定值XCC 各种圆特性下上下位机整定值之间的关系为： 1. 全阻抗特性阻抗继电器

在上位机软件界面只需要输入“动作阻抗”值ZDZC。而“阻抗角”φZ和“偏移系数”α数值无意义。

有：ZC＝ZDZC，RCC＝0，XCC＝0。 2. 方向阻抗继电器

在上位机软件界面需要输入“动作阻抗”值ZDZC和“阻抗角”φZ。而“偏移系数”α数值无意义。

有：ZC?ZDZCZZ，RCC?DZC?cos?z，XCC?DZC?sin?z 222 36

图3-10-6 数字阻抗继电器下载定值界面

3. 偏移特性阻抗继电器

在上位机软件界面需要输入“动作阻抗”值ZDZC、“阻抗角”φZ和“偏移系数”α。 有：ZC?(1??)ZDZC(1??)ZDZC(1??)ZDZC?cos?z，XCC??sin?z ，RCC?222五、实验内容：

本实验主要测试数字阻抗继电器的各种动作特性。 方法：

首先设置数字阻抗继电器的动作特性，然后用测试仪按设定的扫描特性和控制参数发出设置故障情况下的电压、电流，扫描阻抗继电器的动作边界，并自动记录。

步骤： 1. 接好连线。

2. 设置阻抗继电器的特性为全阻抗圆特性，并对阻抗继电器进行整定（比如整定动作阻抗为3Ω）。

3. 打开测试仪电源。在PC机上运行继电保护信号测试系统软件，进入“阻抗继电器特性测试” 试验。

4. 设置“控制参数”。可参照“LZ-21阻抗继电器特性实验”中的说明。

注意：设置“中心点阻抗”参数时，最好先根据设置的继电器定值估算一下，使扫描中心点和继电器动作圆心重合。而“扫描半径”的设置应保证扫描线的起始点和终点完全覆盖继电器的动作边界。

对于全阻抗圆，可设置中心点阻抗为0Ω，任意角度。

5. 点击“开始试验”按钮起动测试，观察测试得到的动作特性曲线，并记录扫描到的边界点动作电阻和电抗值。

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6. 改变阻抗继电器的特性为方向阻抗特性，重复步骤4-5。注意设置合适的扫描参数，尤其是“中心点阻抗”和“扫描半径”。记录扫描到的边界点动作电阻和电抗值。

（设置举例：如果设置方向阻抗继电器的动作阻抗为3Ω，阻抗角为60°，即可算出继电器的理想动作圆心为1.5Ω，60°。因此最好设置“中心点阻抗”为1.5Ω，60°。扫描半径应设置为大于1.5Ω）

7. 改变阻抗继电器的特性为偏移阻抗特性，重复步骤4-5。注意设置合适的扫描参数，尤其是“中心点阻抗”和“扫描半径”。记录扫描到的边界点动作电阻和电抗值。

（设置举例：如果设置方向阻抗继电器的动作阻抗为3Ω，阻抗角为60°，偏移系数为0.3，即可算出继电器的理想动作圆心为(1－0.3)*3/2＝1.05Ω，60°，偏心圆半径为(1＋0.3)*3/2＝1.95。因此最好设置“中心点阻抗”为1.05Ω，60°。扫描半径应设置为大于1.95Ω）

8. 改变阻抗继电器的特性为多边形阻抗特性，重复步骤4-5。注意设置合适的扫描参数，记录扫描到的边界点动作电阻和电抗值。

*9. 改变阻抗继电器的特性为直线形阻抗特性，重复步骤4-5。注意设置合适的扫描参数，记录扫描到的边界点动作电阻和电抗值。

10. 将记录到的各种特性下的边界点动作电阻和动作电抗在一个坐标图中分别描点，并进行比较。

六、思考题：

1、计算测量阻抗的常见方法有哪些，各有什么优缺点？

2、分析本实验中列出的各种动作特性的阻抗继电器的优缺点及其适用的范围。

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