接地繼電器

接地繼電器線圈接零序電流互感器（電纜式、母線式、或者有三個相電流互感器組成的零序電流濾過器）。當被保護電機的零點經阻抗接地時繼電器接入變流器的差動迴路。當繼電器接入由三個電流互感器組成零序電流濾過器時，還應接入閉鎖繼電器，以防止由於外部穿越性短路不穩定電流可能引起的誤動作。

基本介紹

• 中文名：接地繼電器
• 外文名：Grounding relay
• 用途：DD－11 型接地繼電器
• 結構：固定安裝式結構

DD-11型接地繼電器

簡介

DD－11 型接地繼電器為瞬時動作的過電流繼電器，用作小電流接地電力系統高電壓三相交流發電機和電動機的接地零序過電流保護。

規範

1 繼電器動作電流的整定範圍和線圈阻抗值如下表。

整定範圍（mA）	線圈串聯	線圈並聯	動作電流（mA）	阻抗（Ω）	動作電流（mA）
DD – 11/40	10～40	10～20	80	20～40	20
DD – 11/50	12.5～25	12.5～25	52	25～50	13
DD – 11/60	15～60	15～30	36	30～60	9

2 各種規範繼電器，線上圈串聯或並聯時，其阻抗角為+35°。

3 額定電流100mA，周率50Hz。

4 任一整定點上的刻度準確度不大於±6%。

5 動作值的一致性應不超過6%。

6 返回係數不小於0.5。

7 在最小整定電流時，繼電器的功率消耗不大於0.012VA。

8 在1.2倍整定電流時，動作時間不大於0.3s；3倍整定電流時，動作時間不大於0.1s。

9 當電壓不超過250V，電流不超過0.5A時， 繼電器觸點斷開容量在直流有感負荷電路中（時間常數為5±0.75ms） 為20W，在交流迴路中為100VA （功率因數為0.4±0.1） 。

10 繼電器的各導電電路對外露非帶電金屬部分之間，以及線圈電路對觸點電路之間應能承受交流50Hz，電壓2kV（有效值），歷時1min的試驗，而無絕緣擊穿或閃絡現象。

11 繼電器重量不超過1.5 kg。

研究現狀

提高接地距離保護的耐受過渡電阻能力曾經是繼電保護的一個研究熱點。傳統的方向阻抗繼電器，在正向兩相和單相經過渡電阻外部接地短路時，都可能出現超範圍動作現象，且允許的過渡電阻也較小，因而方向阻抗繼電器作為接地故障的測量元件是不夠理想的。為此，必須研究開發具有新原理的接地距離繼電器。

有人提出了基於微分方程算法接地電抗繼電器方案，在該方案中，建議用正序和負序電流的故障分量的和近似代替流過故障點的故障電流，通過解微分方程求解故障距離，來判定故障是否在保護區內，實驗結果表明，這種接地電抗繼電器反應高阻按地故障的能力明顯提高，但繼電器耐受過渡電阻的能力受正序和負序運行參數變化的影響較大。實際電力系統中，系統的零序網路相對比較穩定，因此推薦用流過繼電器的零序電流代替流過故障點的故障電流。

由於解微分方程算法是以瞬時值計算為基礎的，數學模型簡單，計算速度快，保護耐受過渡電阻能力強，因而成為微機接地距離保護的優選算法。但基於微分方程算法的接地電抗繼電器在電力系統某些運行方式下存在區外穩態超越問題。針對這一問題，提出了相位補償原理視在距離新算法，用該算法實現的接地距離繼電器能根據系統運行工況的變化選擇不同的零序電流的相位補償值，保證區外故障時，保護不超範圍誤動。但相位補償原理視在距離新算法接地距離繼電器的性能受角度整定值的影響較大。極化接地距離繼電器在反映高阻接地故障各方面顯示出優良的性能，是線路保護裝置中廣泛採用的接地距離保護的測量元件。

通過對極化接地距離繼電器穩態超越機理分析和研究，提出極化距離繼電器區外穩態超越問題的新方案，即雙下偏極化接地距離保護方案，單相接地故障時，該方案能在保證整定點以外的故障保護不誤動的前提下，對於區內故障有儘可能高的耐受過渡電阻能力。然而不難看出，在接地距離繼電器的發展過程中各種繼電器都是以簡單雙側電源單回線路系統為研究模型，從傳統的方向阻抗繼電器發展到了雙下偏極化接地距離保護方案。雙下偏極化接地距離保護方案的優點是對這種研究的模型來說，在接地距離保護方案中，它具有最高的耐過渡電阻能力。

然而其研究的模型也決定了它的先天不足，對於較複雜的系統模型，特別是有環網、平行雙回線或下一段線路為分支線路時，流過故障點的故障電流與補償電壓的相位關係己經不能象單回線中那樣反映區內故障和區外故障。因此繼電器的動作特性，協調好允許過渡電阻能力和超越能力是十分必要的。

自適應接地繼電器

正序電壓作為極化量接地距離繼電器耐受過渡電阻能力較差的原因是動作方程的動作邊界固定。如果要增強接地距離繼電器對接地電阻的反映能力，就必須使接地距離繼電器的動作邊界具備自適應性，以便能夠隨接地電
阻的增加而變化，這種變化可以歸結為保護的動作邊界以O點為圓心做逆時針旋轉，理想的旋轉角度是使旋轉後的動作邊界能夠和接地故障點電壓向量重合，這樣就可以完全不受過渡電阻的影響，但實際上由於接地距離繼電器利用的是線路一側的電壓量、電流量進行保護計算，這一理想旋轉角度是無法測量到的，因此只能採用某種近似的手段獲得。