距離保護的基本原理及應(yīng)用舉例教學(xué)文案

1、第三章第三章 線路線路(xinl)階段式階段式距離保護距離保護第一頁，共71頁。3.1 距離距離(jl)保護的基本保護的基本原理原理 3.3.1 距離保護工作原理距離保護工作原理電流保護一般只適用于電流保護一般只適用于35kv及以下電壓等級的配電網(wǎng)。及以下電壓等級的配電網(wǎng)。對于對于110kv及以上電壓等級的復(fù)雜電網(wǎng)，必須采用性能及以上電壓等級的復(fù)雜電網(wǎng)，必須采用性能(xngnng)更加完善的保護裝置，距離保護就是適應(yīng)更加完善的保護裝置，距離保護就是適應(yīng)這種要求的一種保護原理。這種要求的一種保護原理。距離保護：反應(yīng)保護安裝地點至故障點之間的距離，并根距離保護：反應(yīng)保護安裝地點至故障點之間的距離，

2、并根據(jù)距離的遠近而確定動作時限的一種保護裝置。據(jù)距離的遠近而確定動作時限的一種保護裝置。主要元件為距離繼電器，可根據(jù)其端子上所加的電壓和電主要元件為距離繼電器，可根據(jù)其端子上所加的電壓和電流測知保護安裝處至故障點間的阻抗值。距離保護保護流測知保護安裝處至故障點間的阻抗值。距離保護保護范圍通常用整定阻抗范圍通常用整定阻抗 的大小來實現(xiàn)。的大小來實現(xiàn)。setZ第二頁，共71頁。故障故障(gzhng)時，首先判斷故時，首先判斷故障障(gzhng)的方向的方向 ：若故障位于保護區(qū)的正方向上，則設(shè)法測出故障點到保護安若故障位于保護區(qū)的正方向上，則設(shè)法測出故障點到保護安裝處的距離裝處的距離Lk，并將，并將

3、Lk與與Lset相比較，若相比較，若Lk小于小于Lset，說明，說明故障發(fā)生在保護范圍之內(nèi)，這時保護應(yīng)立即動作，跳開對應(yīng)故障發(fā)生在保護范圍之內(nèi)，這時保護應(yīng)立即動作，跳開對應(yīng)(duyng)的斷路器；若的斷路器；若Lk大于大于Lset，說明故障發(fā)生在保護范圍，說明故障發(fā)生在保護范圍之外，保護不應(yīng)動作，對應(yīng)之外，保護不應(yīng)動作，對應(yīng)(duyng)的斷路器不會跳開。的斷路器不會跳開。 u若故障若故障(gzhng)位于保護區(qū)的反方向上，則無需進行比較和位于保護區(qū)的反方向上，則無需進行比較和測量，直接判為區(qū)外故障測量，直接判為區(qū)外故障(gzhng)。 第三頁，共71頁。v測量測量(cling)(cling)

4、阻抗：測量阻抗：測量(cling)(cling)電壓電壓與測量與測量(cling)(cling)電流之比。電流之比。mmmIUZmmmmmjXRZZ第四頁，共71頁。v正常運行時保護安裝正常運行時保護安裝(nzhung)(nzhung)處測量到的處測量到的阻抗為負荷阻抗阻抗為負荷阻抗 ，即，即 LmmmZIUZ第五頁，共71頁。v在被保護線路任一點發(fā)生故障時，測量阻抗在被保護線路任一點發(fā)生故障時，測量阻抗為保護安裝為保護安裝(nzhung)(nzhung)處到短路點的短路阻處到短路點的短路阻抗?？?。 v KLZZIUIUZ1kkkmmm第六頁，共71頁。3.1.2 測量測量(cling)電壓測

5、量電壓測量(cling)電流的選取電流的選取 在單相系統(tǒng)中，測量電壓就是保護在單相系統(tǒng)中，測量電壓就是保護(boh)安裝處的電壓，測量電安裝處的電壓，測量電流就是線路中的電流，系統(tǒng)金屬性短路時兩者之間的關(guān)系為：流就是線路中的電流，系統(tǒng)金屬性短路時兩者之間的關(guān)系為： kmkmmmmLZIZIZIU1在實際三相系統(tǒng)在實際三相系統(tǒng)(xtng)的情況下的情況下?第七頁，共71頁。v故障電流可能流通故障電流可能流通(litng)的通路稱為故的通路稱為故障環(huán)障環(huán) 。1、單相接地故障的情況下，存在一個故障相與、單相接地故障的情況下，存在一個故障相與(xingy)大地之間的故障環(huán)大地之間的故障環(huán)(相相-地故障

6、環(huán)地故障環(huán)) 。2、兩相接地故障、兩相接地故障(gzhng)的情況下，存在兩個故障的情況下，存在兩個故障(gzhng)相與大地之間的相相與大地之間的相-地故障地故障(gzhng)環(huán)和一個兩故環(huán)和一個兩故障障(gzhng)相之間的故障相之間的故障(gzhng)環(huán)環(huán)(相相-相故障相故障(gzhng)環(huán)環(huán)) 。3、兩相不接地故障的情況下，存在一個兩故障相之間的相、兩相不接地故障的情況下，存在一個兩故障相之間的相-相故障環(huán)相故障環(huán) 。4、三相故障的情況下，存在三個相、三相故障的情況下，存在三個相-地故障環(huán)和三個相地故障環(huán)和三個相-相故障環(huán)相故障環(huán) 。 距離保護的正確工作是以故障距離的正確測量為基礎(chǔ)的，

7、所以距離保護的正確工作是以故障距離的正確測量為基礎(chǔ)的，所以應(yīng)以故障環(huán)上的電壓電流做出的測量作為判斷故障范圍的依據(jù)，應(yīng)以故障環(huán)上的電壓電流做出的測量作為判斷故障范圍的依據(jù)，對非故障環(huán)上電壓電流做出的測量應(yīng)不予反映。對非故障環(huán)上電壓電流做出的測量應(yīng)不予反映。 第八頁，共71頁。 以保護安裝處故障相對地電壓為測量電壓、以帶有零序電流以保護安裝處故障相對地電壓為測量電壓、以帶有零序電流補償?shù)墓收舷嚯娏鳛闇y量電流的方式，就能夠正確地反應(yīng)各種接補償?shù)墓收舷嚯娏鳛闇y量電流的方式，就能夠正確地反應(yīng)各種接地地(jid)故障的故障距離，所以它稱為接地故障的故障距離，所以它稱為接地(jid)距離保護接線距離保護接線

8、方式。方式。 以保護安裝處兩故障以保護安裝處兩故障(gzhng)相相間電壓為測相相間電壓為測量電壓、以兩故障量電壓、以兩故障(gzhng)相電流電流之差為測相電流電流之差為測量電流的方式稱為相間距離保護接線方式。量電流的方式稱為相間距離保護接線方式。 第九頁，共71頁。第十頁，共71頁。v 3.1.3 3.1.3、時限特性、時限特性v距離保護的動作時間距離保護的動作時間t t與保護安裝處到故障點與保護安裝處到故障點之間的距離之間的距離l l的關(guān)系稱為的關(guān)系稱為(chn wi)(chn wi)距離保距離保護的時限特性，目前獲得廣泛應(yīng)用的是階梯護的時限特性，目前獲得廣泛應(yīng)用的是階梯型時限特性，稱為

9、型時限特性，稱為(chn wi)(chn wi)距離保護的距離保護的、段段第十一頁，共71頁。3.1.4 距離保護距離保護(boh)的組成的組成第十二頁，共71頁。v阻抗繼電器是距離保護裝置的核心元件，其主要作用是測阻抗繼電器是距離保護裝置的核心元件，其主要作用是測量短路點到保護安裝處之間的距離，并與整定阻抗值進行量短路點到保護安裝處之間的距離，并與整定阻抗值進行比較，以確定保護是否比較，以確定保護是否(sh fu)(sh fu)應(yīng)該動作。應(yīng)該動作。v 和和 的比值稱為繼電器的測量阻抗的比值稱為繼電器的測量阻抗 。v 由于由于 可以寫成可以寫成 的復(fù)數(shù)形式，所以可以利的復(fù)數(shù)形式，所以可以利用復(fù)

10、數(shù)平面來分析這種繼電器的動作特性，并用一定的幾用復(fù)數(shù)平面來分析這種繼電器的動作特性，并用一定的幾何圖形把它表示出來。何圖形把它表示出來。 mUmImZmZjXR 3.2 3.2 阻抗阻抗(zkng)(zkng)繼電器及其動繼電器及其動作特性作特性 第十三頁，共71頁。MN1mZ2P3TVTAmImU123MRPjXIsetZ第十四頁，共71頁。v3.2.1 園特性阻抗繼電器園特性阻抗繼電器兩種不同的表達形式，兩種不同的表達形式，v絕對值絕對值(或幅值或幅值)比較動作方程比較動作方程(fngchng)：比較兩：比較兩個量大小的絕對值比較原理表達式；個量大小的絕對值比較原理表達式；v相位比較動作方

11、程相位比較動作方程(fngchng)：比較兩個量相位：比較兩個量相位的相位比較原理表達式。的相位比較原理表達式。1、偏移圓特性、偏移圓特性有兩個整定阻抗：正方向有兩個整定阻抗：正方向(fngxing)整定阻抗和反整定阻抗和反方向方向(fngxing)整定阻抗，整定阻抗，兩整定阻抗對應(yīng)矢量末端的兩整定阻抗對應(yīng)矢量末端的連線就是特性圓的直徑。特連線就是特性圓的直徑。特性圓包括座標原點。性圓包括座標原點。第十五頁，共71頁。)(2121setsetZZ)(2121setsetZZ圓心圓心(yunxn)：半徑半徑(bnjng)：)(21)(212121setsetsetsetmZZZZZ第十六頁，共7

12、1頁。2、方向、方向(fngxing)圓特性圓特性v特性：方向阻抗繼電器的動作特性是以整定阻抗特性：方向阻抗繼電器的動作特性是以整定阻抗為直徑并且圓周經(jīng)過為直徑并且圓周經(jīng)過(jnggu)坐標原點的一個圓，坐標原點的一個圓，圓內(nèi)為動作區(qū)，圓外為非動作區(qū)，圓周是動作邊圓內(nèi)為動作區(qū)，圓外為非動作區(qū)，圓周是動作邊界。界。v特點：動作具有方向性；特點：動作具有方向性；第十七頁，共71頁。NoImage方向方向(fngxing)(fngxing)阻抗繼電器特性阻抗繼電器特性圓圓oRjXsetZsetmZZ21setZ21setsetmZZZ2121第十八頁，共71頁。全阻抗全阻抗(zkng)繼電器繼電器v

13、特性：全阻抗繼電器的動作特性是以保護安特性：全阻抗繼電器的動作特性是以保護安裝點為圓心、以整定阻抗裝點為圓心、以整定阻抗Zset為半徑所作的為半徑所作的一個圓。圓內(nèi)為動作區(qū)，圓外為非動作區(qū)，一個圓。圓內(nèi)為動作區(qū)，圓外為非動作區(qū)，圓周是動作邊界圓周是動作邊界(binji)。v特點：特點：v動作無方向性；動作無方向性；v動作阻抗與整定阻抗相等。動作阻抗與整定阻抗相等。 第十九頁，共71頁。NoImage全阻抗全阻抗(zkng)(zkng)繼電器特性圓繼電器特性圓oRjXsetZmZ1setmZZ第二十頁，共71頁。v3.2.2多邊形動作特性的阻抗繼電器多邊形動作特性的阻抗繼電器v如圖如圖3-8所示

14、，阻抗繼電器準四邊形動作特性，準四邊所示，阻抗繼電器準四邊形動作特性，準四邊形以內(nèi)為動作區(qū)，以外為不動區(qū)，即測量阻抗末端位于形以內(nèi)為動作區(qū)，以外為不動區(qū)，即測量阻抗末端位于準四條邊上準四條邊上(bin shn)為動作邊界。為動作邊界。第二十一頁，共71頁。v設(shè)測量阻抗設(shè)測量阻抗(zkng) 的實部為的實部為 ，虛部為，虛部為 ，則圖，則圖3-8在第在第象象限部分的特性可以表示為限部分的特性可以表示為 v v 第第象限部分的特性可以表示為象限部分的特性可以表示為v v 第第象限部分的特性可以表示為象限部分的特性可以表示為v v綜合以上三式，動作特性可以表示為綜合以上三式，動作特性可以表示為v m

15、ZmRmX1mmsetmtgRXRR2mmsetmtgXRRX4msetm3msetmtgctgRXXXRR4msetm1m3msetm2mtgtgctgtgRXXRXRRX第二十二頁，共71頁。v其中其中 v v 若取若取 ， ， ，則，則 v， ， ，式（，式（3-11）又可表示為）又可表示為 v (3-12)v該式可以方便地在微機該式可以方便地在微機(wi j)保護中實現(xiàn)。保護中實現(xiàn)。0 ,0 , 0mmmmXXXX0 ,0 , 0mmmmRRRR14214531 . 744125. 0249. 0tgtg211ctg381125. 01245. 0ctg4msetmmmsetmm814

16、141RXXRXRRX第二十三頁，共71頁。3.3 3.3 距離距離(jl)(jl)保護整定計算與對距離保護整定計算與對距離(jl)(jl)保護的評價保護的評價第二十四頁，共71頁。v1、距離I段v整定原則：躲過下一線路(xinl)出口短路10.80.85IsetrelABrelABrelZK ZK ZlK第二十五頁，共71頁。2 2、距離、距離(jl)II(jl)II段段v整定原則整定原則(yunz)(yunz)v（1 1）與下一相鄰線路距離）與下一相鄰線路距離I I段配合。段配合。12.min20.8 0.85,0.8IIIsetrelrelbrsetrelrelZK ZKKZKK =v（

17、2 2）與相鄰變壓器的快速）與相鄰變壓器的快速(kui s)(kui s)保護相保護相配合。配合。v兩者取較小者作為整定阻抗。兩者取較小者作為整定阻抗。12.min0.8 0.85,0.7 0.75IIsetrelrelbrtrelrelZK ZKKZKK =第二十六頁，共71頁。 保護安裝保護安裝(nzhung)處和故障點間分支線對距離保處和故障點間分支線對距離保護影響護影響1、助增電流的影響：、助增電流的影響：KABKABABABABKKmlZIIlZIlZIlZIZ1111KbABlZKlZ11CABIKlBKKIZADDBI第二十七頁，共71頁。結(jié)論結(jié)論(jiln)1v助增電流的存在，

18、使助增電流的存在，使ABAB線路線路A A側(cè)阻側(cè)阻抗繼電器的測量阻抗增大，這意味抗繼電器的測量阻抗增大，這意味著其保護范圍將會縮短，相當于靈著其保護范圍將會縮短，相當于靈敏度下降敏度下降 v解決：在整定計算中解決。靈敏度解決：在整定計算中解決。靈敏度校驗時引入最大分支校驗時引入最大分支(fnzh)(fnzh)系數(shù)系數(shù). . 第二十八頁，共71頁。 2 2、外汲電流、外汲電流(dinli)(dinli)的影響：的影響：KbABlZKlZ11KABKABABABABKKmlZIIlZIlZIlZIZ111111CABIKlBK1KIZAD2KI第二十九頁，共71頁。結(jié)論(jiln)2v汲出電流的存

19、在，使阻抗繼電器汲出電流的存在，使阻抗繼電器的測量阻抗減小，保護范圍延長，的測量阻抗減小，保護范圍延長，可能造成保護無選擇可能造成保護無選擇(xunz)(xunz)動動作。作。 v解決：在整定計算中解決，計算解決：在整定計算中解決，計算動作電流時引入最小分支系數(shù)。動作電流時引入最小分支系數(shù)。第三十頁，共71頁。v靈敏度校驗靈敏度校驗(xio yn)：12( )21.25IIsetsenIIxZKZttt動作時間：第三十一頁，共71頁。3、距離、距離(jl)III段段v整定原則：躲過本線路最小負荷整定原則：躲過本線路最小負荷(fh)阻阻抗抗.min.min.max0.90.80.851.15 1

20、.25astIIIrelsetlreastNllrelresKZZK KUZIKKK取取1.5-2.5取第三十二頁，共71頁。v若采用(ciyng)方向特性.mincos()IIIrellsetreastsetLsetLK ZZK K整定阻抗的阻抗角負荷阻抗的阻抗角第三十三頁，共71頁。靈敏度校驗靈敏度校驗(xio yn)12.maxmax1.51.2IIIsetsenIIIsetsenABbrnextIIIIIIsetnextZKZZKZKZttt近后備：遠后備：動作時間：第三十四頁，共71頁。v4、將整定參數(shù)(cnsh)換算到二次側(cè))2()2()2()1()1()1(mTATVmTAmTV

21、mmmZnnInUnIUZ)1()2(mTVTAmZnnZ)1()2(setTVTAsetZnnZ第三十五頁，共71頁。5、整定計算舉例、整定計算舉例【例【例 3-1】 在圖所示在圖所示110kV網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)中,各線路均裝有距離保護，各線路均裝有距離保護，已知已知Z sA.max=20、Z sA.min=15、Z sB.max=25、Z sB.min=20，線路，線路AB的最大負荷電流的最大負荷電流I L.max=600A，功率因數(shù)為，功率因數(shù)為0.85，各線路每公里阻抗，各線路每公里阻抗Z 1=0.4/km，線路阻抗角，線路阻抗角=70，電動機的自起動，電動機的自起動(q dn)系系數(shù)數(shù)K a

22、st=1.5，保護，保護5三段動作時間三段動作時間=2s，正常時母線最低工作，正常時母線最低工作電壓電壓U L,min取等于取等于0.9U N (U N=110kV)。試對其中保護。試對其中保護1的的相間保護短路相間保護短路、段進行整定計算。（各段均采用相段進行整定計算。（各段均采用相間接線的方向阻抗繼電器）間接線的方向阻抗繼電器）第三十六頁，共71頁。2.距離(jl)I段整定計算（1）動作(dngzu)阻抗 120.8 129.6IIsetrelZK Z解 12112=0.4 3012ZZ L 1、有關(guān)各元件(yunjin)阻抗值的計算 34134=0.4 5020ZZ L第三十七頁，共71

23、頁。3.距離(jl)II段整定計算（1）動作阻抗。按下列兩個(lin )條件選擇1）與相鄰線路(xinl)保護3的I段配合12.min3IIIsetrelrelbsetZK ZKKZ（2）動作時間10Its第三十八頁，共71頁。,minbK 為保護3 I段末端發(fā)生短路時對保護1而言的最小分支系數(shù)，如圖3-12所示，當保護3I 段末端 點短路時，分支系數(shù)按下式計算1K第三十九頁，共71頁。1221SASBbSBZZZIKIZ因而(yn r),min15 12 252.0825bK 0.8122.08 1636.2IIsetZ第四十頁，共71頁。11236.23.021.2512IIIIsetse

24、nZKZ（3）動作時限，與相鄰I段瞬時(shn sh)保護配合130.5IIIttts （2）靈敏性校驗(xio yn)第四十一頁，共71頁。,min,min,max0.9 11095.2730.6LLLUZI0.83,1.5,1.2IIIrelastreKKK這里(zhl)070set0arccos(0.85)32L故整定阻抗(zkng)為（1）動作(dngzu)阻抗。按躲開最小負荷阻抗整定4.距離III段的整定計算.mincos()IIIrellsetreastsetLK ZZK K 10.83 95.27561.2 1.5 cos(7032 )IIIsetZ第四十二頁，共71頁。（2）靈

25、敏性校驗。1）當本線路末端(m dun)短路時1112564.661.512IIIsetsenZKZ滿足要求2）相鄰線路(xinl)末端短路時：1(2)12,max34IIIsetSenbZKZKZ第四十三頁，共71頁。,max12.min2,max1,min20 12202.620SASBbSBZZZIKIZ第四十四頁，共71頁。(2)560.87122.6 20IIISenK（3）動作(dngzu)時間 15222 0.53IIIIIIttts 第四十五頁，共71頁。 3.3.2 對距離保護的評價對距離保護的評價 1主要優(yōu)點主要優(yōu)點 （1）能滿足多電源復(fù)雜電網(wǎng)對保護動）能滿足多電源復(fù)雜電網(wǎng)

26、對保護動作選擇性的要求。作選擇性的要求。 （2）阻抗繼電器是同時反應(yīng)電壓的降低）阻抗繼電器是同時反應(yīng)電壓的降低與電流的增大而動作的，因此距離保護與電流的增大而動作的，因此距離保護較電流保護有較高的靈敏度。其中較電流保護有較高的靈敏度。其中段段距離保護基本不受運行方式的影響，而距離保護基本不受運行方式的影響，而、段仍受系統(tǒng)段仍受系統(tǒng)(xtng)運行方式變化運行方式變化的影響，但比電流保護要小些，保護區(qū)的影響，但比電流保護要小些，保護區(qū)域和靈敏度比較穩(wěn)定。域和靈敏度比較穩(wěn)定。第四十六頁，共71頁。v2. 主要缺點v （1）不能實現(xiàn)全線瞬動。對雙側(cè)電源線路，將有全線的30%40%范圍以第段時限跳閘，

27、這對穩(wěn)定有較高要求的超高壓遠距離輸電系統(tǒng)來說是不能接受的。v （2）阻抗(zkng)繼電器本身較復(fù)雜，還增設(shè)了振蕩閉鎖裝置，電壓斷線閉鎖裝置，因此，距離保護裝置調(diào)試比較麻煩，可靠性也相對低些。第四十七頁，共71頁。 3.4距離保護距離保護(boh)的振蕩閉鎖的振蕩閉鎖 3.4.1振蕩閉鎖振蕩閉鎖(b su)的概念的概念3.4.2 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)(din l x tn)振蕩對距離保護測振蕩對距離保護測量元件的影響量元件的影響3.4.3 距離保護的振蕩閉鎖措施距離保護的振蕩閉鎖措施第四十八頁，共71頁。3.4.13.4.1振蕩的閉鎖的概念振蕩的閉鎖的概念(ginin)(ginin)及要求及要求振

28、蕩振蕩并聯(lián)運行的電力系統(tǒng)并聯(lián)運行的電力系統(tǒng)(din l x tn)或發(fā)電廠失去同步或發(fā)電廠失去同步的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 振蕩振蕩(zhndng)原因原因 聯(lián)絡(luò)線中傳輸?shù)墓β蔬^大而導(dǎo)致靜穩(wěn)定破壞聯(lián)絡(luò)線中傳輸?shù)墓β蔬^大而導(dǎo)致靜穩(wěn)定破壞 電力系統(tǒng)受到大的擾動（如短路、大機組或電力系統(tǒng)受到大的擾動（如短路、大機組或重要聯(lián)絡(luò)線的誤切除等）而導(dǎo)致暫態(tài)穩(wěn)定破壞重要聯(lián)絡(luò)線的誤切除等）而導(dǎo)致暫態(tài)穩(wěn)定破壞 。振蕩振蕩特點特點 系統(tǒng)兩側(cè)等效電動勢間的夾角在系統(tǒng)兩側(cè)等效電動勢間的夾角在003600范圍內(nèi)作范圍內(nèi)作周期性變化。周期性變化。系統(tǒng)中各點的電壓、線路電流、功率方向系統(tǒng)中各點的電壓、線路電流、功率方向以及距離保護的

29、測量阻抗也都呈現(xiàn)周期性變化。以及距離保護的測量阻抗也都呈現(xiàn)周期性變化。第四十九頁，共71頁。振蕩閉鎖振蕩閉鎖(b su)防止系統(tǒng)振蕩時保護誤動的措施防止系統(tǒng)振蕩時保護誤動的措施 。 v系統(tǒng)發(fā)生振蕩而沒有故障時，應(yīng)可靠地將保護閉鎖，且振系統(tǒng)發(fā)生振蕩而沒有故障時，應(yīng)可靠地將保護閉鎖，且振蕩不平息，閉鎖不解除。蕩不平息，閉鎖不解除。v系統(tǒng)發(fā)生各種類型的故障時，保護不應(yīng)被閉鎖，以保證保系統(tǒng)發(fā)生各種類型的故障時，保護不應(yīng)被閉鎖，以保證保護正確動作。護正確動作。v振蕩過程中再發(fā)生故障時，保護應(yīng)能夠正確地動作（即保振蕩過程中再發(fā)生故障時，保護應(yīng)能夠正確地動作（即保護區(qū)內(nèi)故障可靠動作，區(qū)外故障可靠不動）。護區(qū)

30、內(nèi)故障可靠動作，區(qū)外故障可靠不動）。v若振蕩的中心不在本保護的保護區(qū)內(nèi)，則阻抗繼電器就不若振蕩的中心不在本保護的保護區(qū)內(nèi)，則阻抗繼電器就不可能因振蕩而誤動，這種情況下保護可不可能因振蕩而誤動，這種情況下保護可不(k b)采用振蕩采用振蕩閉鎖。閉鎖。 第五十頁，共71頁。3.4.2 電力系統(tǒng)振蕩對距離保護電力系統(tǒng)振蕩對距離保護(boh)測量元件的測量元件的影響影響 1電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)(din l x tn)振蕩時電流、電壓振蕩時電流、電壓的變化規(guī)律的變化規(guī)律 設(shè)系統(tǒng)兩側(cè)等效電動勢設(shè)系統(tǒng)兩側(cè)等效電動勢 和和 的幅值相等，相角差的幅值相等，相角差（即功角）為（即功角）為 ，等效電源之間的阻抗為，等效

31、電源之間的阻抗為NlMZZZZ第五十一頁，共71頁。圖圖3-14系統(tǒng)振蕩時的電流和電壓系統(tǒng)振蕩時的電流和電壓 (a) 相量圖；相量圖； (b) 電流有效值變化曲線；電流有效值變化曲線；(c ) 電壓有效值變化曲線電壓有效值變化曲線o(a)I0 180o 360o 540o 720o 900o(b)U0 180o 360o 540o 720o 900o(c)UM UN 它們之間的相位關(guān)系如圖它們之間的相位關(guān)系如圖3-14(c)所示。以所示。以 為參考相量，當為參考相量，當在在0o360o 之間變化時，相當于相量之間變化時，相當于相量 在在0o360o 范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。NE第五十二頁，共7

32、1頁。由圖可以由圖可以(ky)看出電勢差的有效值為看出電勢差的有效值為 所以線路(xinl)電流的有效值為 電流有效值隨電流有效值隨變化的曲線如圖變化的曲線如圖3-14(b)所示。所示。變化的軌跡如圖變化的軌跡如圖3-14(a)中的虛線中的虛線(xxin)圓周所示。圓周所示。 M、N兩母線處的電壓相量和標在圖兩母線處的電壓相量和標在圖314(a)中。中。 其有效值隨其有效值隨變化的變化的曲線，如圖曲線，如圖314(c)所示所示 電力系統(tǒng)振蕩時，電壓最低的這一點稱為電力系統(tǒng)振蕩時，電壓最低的這一點稱為振蕩中心振蕩中心，在系統(tǒng)各部分的阻抗，在系統(tǒng)各部分的阻抗角都相等的情況下，振蕩中心的位置就位于阻

33、抗中心處。由圖角都相等的情況下，振蕩中心的位置就位于阻抗中心處。由圖(a)可見，振可見，振蕩中心電壓的有效值可以表示為蕩中心電壓的有效值可以表示為第五十三頁，共71頁。2電力系統(tǒng)振蕩時測量電力系統(tǒng)振蕩時測量(cling)阻抗的變化規(guī)律阻抗的變化規(guī)律系統(tǒng)振蕩時，安裝在系統(tǒng)振蕩時，安裝在M點處的測量元件點處的測量元件(yunjin)的測量阻抗為的測量阻抗為MjMMMMMMMMMmZZeZIEIZIEIUZ11mZZmZm第五十四頁，共71頁。因為因為(yn wi) 所以所以(suy)令令 221)21(ctgZjZZZMm221)21(rctgZjZMZm212sincos11jctgjej所以所

34、以(suy) ZZMMr第五十五頁，共71頁。如果如果(rgu)和和的幅值不相等，則分析表明，系統(tǒng)振蕩時測量的幅值不相等，則分析表明，系統(tǒng)振蕩時測量(cling)阻抗末端的軌跡將不再是一條直線，而是阻抗末端的軌跡將不再是一條直線，而是一個圓弧。一個圓弧。當時:設(shè)及測量阻抗末端測量阻抗末端(m dun)的軌跡如圖中的虛線圓弧的軌跡如圖中的虛線圓弧1和和2所示。所示。第五十六頁，共71頁。 電力系統(tǒng)(din l x tn)振蕩時，阻抗繼電器有可能因測量阻抗進入其動作區(qū)而動作，并且整定值越大的阻抗繼電器越容易受振蕩的影響。在整定值相同的情況下，動作特性曲線在與整定阻抗垂直方向的動作區(qū)越大時，越容易受

35、振蕩的影響 。第五十七頁，共71頁。3.4.3 距離保護距離保護(boh)的振蕩閉鎖的振蕩閉鎖措施措施 根據(jù)對振蕩(zhndng)閉鎖的要求，利用短路與振蕩(zhndng)時電氣量變化特征的差異，距離保護一般采用以下幾種振蕩(zhndng)閉鎖措施：1.利用利用(lyng)系統(tǒng)故障時短時開放的措施實現(xiàn)振蕩閉鎖系統(tǒng)故障時短時開放的措施實現(xiàn)振蕩閉鎖 ； 2.利用阻抗變化率的不同來構(gòu)成振蕩閉鎖利用阻抗變化率的不同來構(gòu)成振蕩閉鎖 ； 3.利用動作的延時實現(xiàn)振蕩閉鎖利用動作的延時實現(xiàn)振蕩閉鎖 。振蕩閉鎖裝置振蕩閉鎖裝置第五十八頁，共71頁。短時開放短時開放就是在系統(tǒng)沒有故障時，距離保護一直處于就是在系統(tǒng)

36、沒有故障時，距離保護一直處于閉鎖狀態(tài)，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，短時開放距離保護。閉鎖狀態(tài)，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，短時開放距離保護。若在開放的時間內(nèi)，阻抗繼電器動作，說明故障點位于阻若在開放的時間內(nèi)，阻抗繼電器動作，說明故障點位于阻抗繼電器的動作范圍之內(nèi)，則保護繼續(xù)維持抗繼電器的動作范圍之內(nèi)，則保護繼續(xù)維持(wich)開放開放狀態(tài)，直至保護動作，將故障線路跳開；狀態(tài)，直至保護動作，將故障線路跳開；若在開放的時間內(nèi)阻抗繼電器未動，則說明故障不在保護若在開放的時間內(nèi)阻抗繼電器未動，則說明故障不在保護區(qū)內(nèi)，則重新將保護閉鎖。區(qū)內(nèi)，則重新將保護閉鎖。 1、利用(lyng)系統(tǒng)故障時短時開放的措施實現(xiàn)振蕩閉鎖 第五

37、十九頁，共71頁。u（1）反映）反映(fnyng)電壓、電流中負序或零序分量的故障判電壓、電流中負序或零序分量的故障判斷元件斷元件 ；u 電力系統(tǒng)系統(tǒng)正常運行或因靜穩(wěn)定破壞而引發(fā)振蕩時，電力系統(tǒng)系統(tǒng)正常運行或因靜穩(wěn)定破壞而引發(fā)振蕩時，系統(tǒng)均處于三相對稱狀態(tài)系統(tǒng)均處于三相對稱狀態(tài) ；u 電力系統(tǒng)發(fā)生各種類型的不對稱短路時，故障電壓、電電力系統(tǒng)發(fā)生各種類型的不對稱短路時，故障電壓、電流中都會出現(xiàn)較大的負序或零序分量流中都會出現(xiàn)較大的負序或零序分量 ；u（2）反映）反映(fnyng)電流突變量的故障判斷元件電流突變量的故障判斷元件 ；u 系統(tǒng)正?；蛘袷帟r電流變化比較緩慢，而在系統(tǒng)故障時系統(tǒng)正?；蛘袷?/p>

38、時電流變化比較緩慢，而在系統(tǒng)故障時電流會出現(xiàn)突變電流會出現(xiàn)突變 。故障判斷元件故障判斷元件(起動元件起動元件) 對系統(tǒng)是否對系統(tǒng)是否(sh fu)發(fā)生故障的判斷，發(fā)生故障的判斷，僅需要判斷系統(tǒng)是否僅需要判斷系統(tǒng)是否(sh fu)發(fā)生了故障，而不需要判出故障的遠發(fā)生了故障，而不需要判出故障的遠近及方向，對它的要求是靈敏度高、動作速度快，系統(tǒng)振蕩時不誤近及方向，對它的要求是靈敏度高、動作速度快，系統(tǒng)振蕩時不誤動作。動作。 第六十頁，共71頁。3、利用動作的延時實現(xiàn)振蕩閉鎖、利用動作的延時實現(xiàn)振蕩閉鎖 對于按躲過最大負荷整定的對于按躲過最大負荷整定的III段阻抗繼電器來說，測量阻段阻抗繼電器來說，測

39、量阻抗落入其動作區(qū)的時間一般不會超過抗落入其動作區(qū)的時間一般不會超過11.5s，即系統(tǒng)振蕩，即系統(tǒng)振蕩時時III段阻抗繼電器動作持續(xù)的時間不會超過段阻抗繼電器動作持續(xù)的時間不會超過11.5s。這樣，。這樣，只要只要(zhyo)III段動作的延時時間不小于段動作的延時時間不小于11.5s，系統(tǒng)振蕩，系統(tǒng)振蕩時時III段保護就不會誤動作。段保護就不會誤動作。 2、利用、利用(lyng)阻抗變化率的不同來構(gòu)成振蕩閉阻抗變化率的不同來構(gòu)成振蕩閉鎖鎖 。 根據(jù)測量阻抗的變化速度不同構(gòu)成振蕩根據(jù)測量阻抗的變化速度不同構(gòu)成振蕩閉鎖。閉鎖。 第六十一頁，共71頁。3-5 距離距離(jl)保護特殊問題的分析保護

40、特殊問題的分析v影響距離保護正確動作的因素很多，如電網(wǎng)的接線中可能具影響距離保護正確動作的因素很多，如電網(wǎng)的接線中可能具有分支電路；輸電線路可能具有串聯(lián)電容補償有分支電路；輸電線路可能具有串聯(lián)電容補償(bchng)(bchng)；電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩；短路點具有過渡電阻；電流互感器和電電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩；短路點具有過渡電阻；電流互感器和電壓互感器的誤差、過渡過程及二次回路斷線等等。壓互感器的誤差、過渡過程及二次回路斷線等等。3.5.1 短路點過渡電阻對距離保護短路點過渡電阻對距離保護(boh)的影響的影響1、過渡電阻的性質(zhì)、過渡電阻的性質(zhì) 過渡電阻過渡電阻Rg是指當相間短路或接地短路時，是指當相間短

41、路或接地短路時，短路電流從一相流到另一相或相導(dǎo)線流入大地的途短路電流從一相流到另一相或相導(dǎo)線流入大地的途徑中所通過物質(zhì)的電阻，包括電弧電阻、中間物質(zhì)徑中所通過物質(zhì)的電阻，包括電弧電阻、中間物質(zhì)的電阻、相導(dǎo)線與大地之間的接觸電阻、金屬桿塔的電阻、相導(dǎo)線與大地之間的接觸電阻、金屬桿塔的接地電阻等。的接地電阻等。 第六十二頁，共71頁。v在相間故障時，過渡電阻主要由電弧電阻組成。電弧電阻具有非在相間故障時，過渡電阻主要由電弧電阻組成。電弧電阻具有非線性的性質(zhì)，其大小與電弧弧道的長度成正比，而與電弧電流線性的性質(zhì)，其大小與電弧弧道的長度成正比，而與電弧電流(dinli)的大小成反比，一般可按下式進行估

42、算的大小成反比，一般可按下式進行估算gggILR1050在短路初瞬間，電弧電流在短路初瞬間，電弧電流Ig最大，弧長最大，弧長Lg最短，這時弧阻最短，這時弧阻Rg最小。最小。幾個周期后，電弧逐漸伸長，弧阻逐漸變大。相間故障幾個周期后，電弧逐漸伸長，弧阻逐漸變大。相間故障(gzhng)的電弧電阻一般在數(shù)歐至十幾歐之間。的電弧電阻一般在數(shù)歐至十幾歐之間。 第六十三頁，共71頁。v在導(dǎo)線對鐵塔在導(dǎo)線對鐵塔(tit)放電的接地短路時，鐵塔放電的接地短路時，鐵塔(tit)及其接地及其接地電阻構(gòu)成過渡電阻的主要部分。鐵塔電阻構(gòu)成過渡電阻的主要部分。鐵塔(tit)的接地電阻與大地的接地電阻與大地導(dǎo)電率有關(guān)，對于跨越山區(qū)的高壓線路，鐵塔導(dǎo)電率有關(guān)，對于跨越山區(qū)的高壓線路，鐵塔(tit)的接地電的接地電阻可達數(shù)十歐。當導(dǎo)線通過樹木或其它物體對地短路時，過渡阻可達數(shù)十歐。當導(dǎo)線通過樹木或其它物體對地短路時，過渡電阻更高。對于電阻更高。對于500kV的線路，最大過渡電阻可達的線路，最大過渡電阻可達300，而對，而對220kV線路，最大過渡電阻約為線路，最大過渡電阻約為100。第六十四頁，共71頁。v2、單側(cè)電源線路上過渡、單側(cè)電源線路上過渡(gud)電電阻的影響阻的影響 )(gkmm